JP2589698B2 - 振動型アクチュエータ装置 - Google Patents
振動型アクチュエータ装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/163—Motors with ring stator
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/14—Drive circuits; Control arrangements or methods
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、進行性振動波により移動体を摩擦駆動する
振動型アクチュエータ装置に関するものである。
振動型アクチュエータ装置に関するものである。
［従来の技術］ 進行性振動波を利用して移動体を摩擦駆動する振動波
モータは、最近、実用化されつつあり、その原理的概要
は下記のようなものである。
モータは、最近、実用化されつつあり、その原理的概要
は下記のようなものである。
全周長がある長さλの整数倍であるような弾性材料製
のリング状の振動板の片面に、周方向に配列された二群
の複数個の圧電素子を固着したものをステータとする。
これら圧電素子は各群内でλ/2のピッチにて、かつ、交
互に逆の伸縮極性となるように配列されており、また両
群間にはλ/4の奇数倍のずれがあるように配列されてい
る。圧電素子の両群には、それぞれ電極膜が施されてい
る。いずれかの一群のみに交流電圧を印加すれば、上記
振動板には、該群の各電圧電素子の中央店およびそこか
らλ/2おきの点が腹の位置、また該腹の位置間の中央点
が節の位置であるような曲げ振動の定在波（波長λ）が
該振動板の全周に亙って発生する。他の一群のみに交流
電圧を印加すれば、同様に定在波が生ずるが、その腹お
よび節の位置は前記定在波に対してλ/4ずれたものにな
る。両群に、周波数が同じで、かつ、時間的位置差がπ
/2の交流電圧を同時に印加すると、両群によって発生さ
れた２つの定在波の合成の結果、振動板には周方向に進
行する曲げ振動の振動波（波長λ）が発生し、このと
き、厚みを有する上記振動板の他面上の各点は一種の楕
円運動をする。したがって、振動板の該他面にロータと
してリング状移動体を加圧接触させておけば、該移動体
は振動板から周方向の摩擦力を受けて回転駆動される。
その回転方向は、両圧電素子群に印加する交流電圧の位
相差を正負に切換えることにより反転できる。以上がこ
の種の振動波モータの原理的概要である。
のリング状の振動板の片面に、周方向に配列された二群
の複数個の圧電素子を固着したものをステータとする。
これら圧電素子は各群内でλ/2のピッチにて、かつ、交
互に逆の伸縮極性となるように配列されており、また両
群間にはλ/4の奇数倍のずれがあるように配列されてい
る。圧電素子の両群には、それぞれ電極膜が施されてい
る。いずれかの一群のみに交流電圧を印加すれば、上記
振動板には、該群の各電圧電素子の中央店およびそこか
らλ/2おきの点が腹の位置、また該腹の位置間の中央点
が節の位置であるような曲げ振動の定在波（波長λ）が
該振動板の全周に亙って発生する。他の一群のみに交流
電圧を印加すれば、同様に定在波が生ずるが、その腹お
よび節の位置は前記定在波に対してλ/4ずれたものにな
る。両群に、周波数が同じで、かつ、時間的位置差がπ
/2の交流電圧を同時に印加すると、両群によって発生さ
れた２つの定在波の合成の結果、振動板には周方向に進
行する曲げ振動の振動波（波長λ）が発生し、このと
き、厚みを有する上記振動板の他面上の各点は一種の楕
円運動をする。したがって、振動板の該他面にロータと
してリング状移動体を加圧接触させておけば、該移動体
は振動板から周方向の摩擦力を受けて回転駆動される。
その回転方向は、両圧電素子群に印加する交流電圧の位
相差を正負に切換えることにより反転できる。以上がこ
の種の振動波モータの原理的概要である。
この種の振動波モータにおいて、上記二群の圧電素子
（これを駆動用圧電素子という）の他に、一つの振動検
出用圧電素子を振動板に固着し、該検出用圧電素子の検
出出力に応じて駆動用圧電素子に印加する交流電圧の周
波数を自動的に共振周波数となして、振動波モータを効
率よく駆動させることができる駆動回路が特開昭61−15
7276号として公開されている。
（これを駆動用圧電素子という）の他に、一つの振動検
出用圧電素子を振動板に固着し、該検出用圧電素子の検
出出力に応じて駆動用圧電素子に印加する交流電圧の周
波数を自動的に共振周波数となして、振動波モータを効
率よく駆動させることができる駆動回路が特開昭61−15
7276号として公開されている。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記した振動波モータにおいては、振
動検出用圧電素子が、いずれが一群の駆動用圧電素子の
位置と同じ空間的位相の位置に固着されており、すなわ
ち、該一群の駆動用圧電素子の一区画の中央点からλ/2
の整数倍だけずれた位置に振動検出用圧電素子の中央点
が存するように固着されているため、次のような問題点
がある。
動検出用圧電素子が、いずれが一群の駆動用圧電素子の
位置と同じ空間的位相の位置に固着されており、すなわ
ち、該一群の駆動用圧電素子の一区画の中央点からλ/2
の整数倍だけずれた位置に振動検出用圧電素子の中央点
が存するように固着されているため、次のような問題点
がある。
第１に、該一群の駆動用圧電素子の位置と同じ空間的
位相の位置の振動検出用圧電素子のみでは、前記両群に
おいて、それぞれに交流電圧を印加することで発生する
定在波の周波数特性がそれぞれ異なるため、該一群の駆
動用圧電素子に交流電圧を印加することで発生する定在
波の振動状態しか検出できない。
位相の位置の振動検出用圧電素子のみでは、前記両群に
おいて、それぞれに交流電圧を印加することで発生する
定在波の周波数特性がそれぞれ異なるため、該一群の駆
動用圧電素子に交流電圧を印加することで発生する定在
波の振動状態しか検出できない。
第２に、上記第１の理由により、前記両群に交流電圧
をそれぞれ印加することで発生する両定在波間の時間的
位相差および一方の振幅をオープンループで制御しなけ
ればならないために、該両定在波間の時間的位相がπ/2
からずれ、また該それぞれの定在波の振幅の差が大きく
なり、進行波の振幅が変動するために、効率の低下や不
安定にする原因となる。
をそれぞれ印加することで発生する両定在波間の時間的
位相差および一方の振幅をオープンループで制御しなけ
ればならないために、該両定在波間の時間的位相がπ/2
からずれ、また該それぞれの定在波の振幅の差が大きく
なり、進行波の振幅が変動するために、効率の低下や不
安定にする原因となる。
本発明は、上記の問題点を解決しようとするものであ
る。すなわち、本発明は、振動波に発生した進行性振動
波の振動状態が理想的なものであり、かつ、駆動効率と
安定性が向上する振動型アクチュエータ装置を提供する
ことを目的とするものである。
る。すなわち、本発明は、振動波に発生した進行性振動
波の振動状態が理想的なものであり、かつ、駆動効率と
安定性が向上する振動型アクチュエータ装置を提供する
ことを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の振動型アクチュエ
ータ装置は、振動体に第１と第２の駆動用電気−機械エ
ネルギー変換素子区画を配し、該第１と第２のエネルギ
ー変換素子区画に位相の異なる周波信号を印加すること
で、各エネルギー変換素子区画にて位相の異なる第１と
第２の定在波を形成し、該定在波の合成振動にて駆動力
を得る振動型アクチュエータ装置において、前記振動体
上であって、実質的に前記第１の定在波の腹であって第
２の定在波の節を中心とする第１の位置及び実質的に前
記第２の定在波の腹であって第１の定在波の節を中心と
する第２の位置にそれぞれ振動検出用電気−機械エネル
ギー変換素子を配したことを特徴とするものである。
ータ装置は、振動体に第１と第２の駆動用電気−機械エ
ネルギー変換素子区画を配し、該第１と第２のエネルギ
ー変換素子区画に位相の異なる周波信号を印加すること
で、各エネルギー変換素子区画にて位相の異なる第１と
第２の定在波を形成し、該定在波の合成振動にて駆動力
を得る振動型アクチュエータ装置において、前記振動体
上であって、実質的に前記第１の定在波の腹であって第
２の定在波の節を中心とする第１の位置及び実質的に前
記第２の定在波の腹であって第１の定在波の節を中心と
する第２の位置にそれぞれ振動検出用電気−機械エネル
ギー変換素子を配したことを特徴とするものである。
［作用］ 駆動用電気−機械エネルギー変換素子区画群間にて、
振動板に振動検出用電気−機械エネルギー変換素子区画
を、前記振動板上に実質的に第１の定在波の腹であって
第２の定在波の節を中心とする第１の位置と実質的に第
２の定在波の腹であって第１の定在波の節を中心とする
第２の位置に設けたことにより、両群のそれぞれに交流
電圧を印加することによって発生された２つの定在波の
それぞれの振幅および両定在波間の時間的位相差を正確
に検出し、両定在波の振幅を等しくし、かつ、該時間的
位相差をπ/2とすることで、振幅板上に発生した進行性
振動波の振動状態が理想的なものとなる。
振動板に振動検出用電気−機械エネルギー変換素子区画
を、前記振動板上に実質的に第１の定在波の腹であって
第２の定在波の節を中心とする第１の位置と実質的に第
２の定在波の腹であって第１の定在波の節を中心とする
第２の位置に設けたことにより、両群のそれぞれに交流
電圧を印加することによって発生された２つの定在波の
それぞれの振幅および両定在波間の時間的位相差を正確
に検出し、両定在波の振幅を等しくし、かつ、該時間的
位相差をπ/2とすることで、振幅板上に発生した進行性
振動波の振動状態が理想的なものとなる。
［実施例］ 第１図は本発明の第１実施例におけるステータの一部
を示している。第１図において、１はリング状の振動
板、２は該振動板１に固着された圧電性セラミックス等
からなる圧電素子板である。A1,A2およびB1,B2はそれぞ
れ第一群（これをＡ相という）圧電素子および第二群
（これをＢ相という）圧電素子に対する電極であり、
SA,SBはそれぞれＡ相に交流電圧を印加することで発生
する定在波（これをＡ相定在波という）振動検出用圧電
素子（これをSA相圧電素子という）およびＢ相に交流電
圧を印加することで発生する定在波（これをＢ相定在波
という）の振動検出用圧電素子（これをSB相圧電素子と
いう）に対する電極であり、G1,G2は圧電素子板の裏面
と短絡してある電極、すならち、接地電極である。圧電
素子板２は、それら電極に対する各部が予め分極処理さ
れていることによって、区画された圧電素子群を形成し
ている。Ａ相電極A1,A2は1/2波長のピッチで配列され、
それに対応する圧電素子区画の分極処理の向きは交互に
逆であり、そしてＡ相圧電素子群とＢ相圧電素子群とは
位置的位相が90゜（1/4波長）ずれている。SA,SB相圧電
素子および電極SA,SBの長さは1/4波長である。Ａ相電極
およびＢ相電極に同じ周波数の交流電圧を印加すること
により、Ａ相定在波とＢ相定在波を同時に発生させ、そ
の時間的位相差を90゜とすることによって両定在波の合
成結果として進行性振動波が発生される。
を示している。第１図において、１はリング状の振動
板、２は該振動板１に固着された圧電性セラミックス等
からなる圧電素子板である。A1,A2およびB1,B2はそれぞ
れ第一群（これをＡ相という）圧電素子および第二群
（これをＢ相という）圧電素子に対する電極であり、
SA,SBはそれぞれＡ相に交流電圧を印加することで発生
する定在波（これをＡ相定在波という）振動検出用圧電
素子（これをSA相圧電素子という）およびＢ相に交流電
圧を印加することで発生する定在波（これをＢ相定在波
という）の振動検出用圧電素子（これをSB相圧電素子と
いう）に対する電極であり、G1,G2は圧電素子板の裏面
と短絡してある電極、すならち、接地電極である。圧電
素子板２は、それら電極に対する各部が予め分極処理さ
れていることによって、区画された圧電素子群を形成し
ている。Ａ相電極A1,A2は1/2波長のピッチで配列され、
それに対応する圧電素子区画の分極処理の向きは交互に
逆であり、そしてＡ相圧電素子群とＢ相圧電素子群とは
位置的位相が90゜（1/4波長）ずれている。SA,SB相圧電
素子および電極SA,SBの長さは1/4波長である。Ａ相電極
およびＢ相電極に同じ周波数の交流電圧を印加すること
により、Ａ相定在波とＢ相定在波を同時に発生させ、そ
の時間的位相差を90゜とすることによって両定在波の合
成結果として進行性振動波が発生される。
電極A1の中央位置ａ−ａ′はＡ相定在波の腹であり、
かつ、Ｂ相定在波の節である。また電極B1の中央位置ｂ
−ｂ′（これは位置ａ−ａ′から5/4波長ずれた位置で
ある）はＢ相定在波の腹であり、かつ、Ａ相定在波の節
である。振動検出用電極SA（SA相電極）の中央位置ｃ−
ｃ′は位置ａ−ａ′より1/2波長ずれた位置で、振動検
出用電極SB（SB相電極）の中央位置ｄ−ｄ′は位置ｂ−
ｂ′より1/2波長ずれた位置となる。したがって、該位
置ｃ−ｃ′はＡ相定在波の腹、該位置ｄ−ｄ′はＢ相定
在波の腹の位置である。
かつ、Ｂ相定在波の節である。また電極B1の中央位置ｂ
−ｂ′（これは位置ａ−ａ′から5/4波長ずれた位置で
ある）はＢ相定在波の腹であり、かつ、Ａ相定在波の節
である。振動検出用電極SA（SA相電極）の中央位置ｃ−
ｃ′は位置ａ−ａ′より1/2波長ずれた位置で、振動検
出用電極SB（SB相電極）の中央位置ｄ−ｄ′は位置ｂ−
ｂ′より1/2波長ずれた位置となる。したがって、該位
置ｃ−ｃ′はＡ相定在波の腹、該位置ｄ−ｄ′はＢ相定
在波の腹の位置である。
位置ａ−ａ′を周方の位置座標ｘの原点にとれば、Ａ
相定在波の波形をＡ、Ｂ層定在波の波形をＢとする
と、 となる。ただし、λは波長、ωは角周波数、ｔは任意の
時刻、θは該両定在波間の時間的位相差である。したが
って、該両定在波の合成として発生する進行波の波形
は、 ただし、 となる。また振動検出用電極SA,SBのそれぞれの出力波
形は、SA相電極の出力をSA,SB相電極の出力をSBと
すると、SA ＝KVAcosωｔSB ＝KVBcos（ωｔ＋θ） となる。ただし、Ｋは比例定数である。
相定在波の波形をＡ、Ｂ層定在波の波形をＢとする
と、 となる。ただし、λは波長、ωは角周波数、ｔは任意の
時刻、θは該両定在波間の時間的位相差である。したが
って、該両定在波の合成として発生する進行波の波形
は、 ただし、 となる。また振動検出用電極SA,SBのそれぞれの出力波
形は、SA相電極の出力をSA,SB相電極の出力をSBと
すると、SA ＝KVAcosωｔSB ＝KVBcos（ωｔ＋θ） となる。ただし、Ｋは比例定数である。
したがって、SA相電極およびSB相電極の出力を用い
て、 ｜SA|＝｜SB| となるようにＡ相電極およびＢ相電極のそれぞれに印加
する交流電圧を印加すれば、進行波の波形は、 となり、理想的な進行波となる。
て、 ｜SA|＝｜SB| となるようにＡ相電極およびＢ相電極のそれぞれに印加
する交流電圧を印加すれば、進行波の波形は、 となり、理想的な進行波となる。
SA相検出電圧とSB相検出電圧の振幅を等しくし、か
つ、該両検出電圧間の時間的位相差をπ/2とする駆動回
路を第２図に示す。
つ、該両検出電圧間の時間的位相差をπ/2とする駆動回
路を第２図に示す。
第２図において、3,4,5,6はコンパレータ、7,8,9,10
は排他的論理和素子、11,12はAC−DC変換器（AC/DC）、
13は２入力のアナログ加算器、14,15は増幅器、16,17,1
8,19はローパスフィルタ（L.P.F）、20,21は電圧制御発
振器（V.C.O）、22,23は電圧制御増幅器（V.C.A）であ
る。
は排他的論理和素子、11,12はAC−DC変換器（AC/DC）、
13は２入力のアナログ加算器、14,15は増幅器、16,17,1
8,19はローパスフィルタ（L.P.F）、20,21は電圧制御発
振器（V.C.O）、22,23は電圧制御増幅器（V.C.A）であ
る。
コンパレータ３は振動検出用電極SAからのSA相信号を
論理レベル（［真偽］に対応する電圧は［＋V/2,−V/
2］である）に変換し、コンパレータ４は振動検出用電
極SBからのSB相信号を論理レベルに変換する。コンパレ
ータ５はＡ相電極に印加するＡ相駆動用電圧を論理レベ
ルに変換し、コンパレータ６はＢ相電極に印加するＢ相
駆動用電圧を論理レベルに変換する。
論理レベル（［真偽］に対応する電圧は［＋V/2,−V/
2］である）に変換し、コンパレータ４は振動検出用電
極SBからのSB相信号を論理レベルに変換する。コンパレ
ータ５はＡ相電極に印加するＡ相駆動用電圧を論理レベ
ルに変換し、コンパレータ６はＢ相電極に印加するＢ相
駆動用電圧を論理レベルに変換する。
排他的論理和素子7,8,9,10の真理値表を第３図に示
す。
す。
排他的論理和素子7,8,9は２つの入力間の位相検出を
行なっており、該位相差に対する出力を第４図に示す。
第４図は該位相差に対する排他的論理和素子の出力の平
均XORが該位相差に対して直線的に変化することを示
している。
行なっており、該位相差に対する出力を第４図に示す。
第４図は該位相差に対する排他的論理和素子の出力の平
均XORが該位相差に対して直線的に変化することを示
している。
排他的論理素子７はSA相信号とSB相信号の位相差検出
用であり、排他的論理和素子８はSA相信号とＡ相駆動用
電圧の位相差検出用であり、排他的論理和素子９はSB相
信号とＢ相駆動用電圧の位相差検出用である。排他的論
理和素子は排他的論理和素子７からの入力に対して回転
方向切換信号によって反転と非反転を切り換えている。
排他的論理和素子７によって検出されたSA相信号とSB相
信号との間の位相差信号を排他的論理和素子10とローパ
スフィルタ（L.P.F）16を通して電圧制御発振器（V.C.
O）20に入力し、排他的論理和素子７の出力の平均が０
になるように電圧制御発振器（V.C.O）20の出力信号の
位相を制御している。すなわち、SB相信号に対するSA信
号の位相差を＋π/2または−π/2に制御している。ここ
で、該位相差の符号の切り換えは、回転方向切換信号で
行なう。排他的論理和素子８によって検出されたＡ相駆
動用電圧とSA相信号との間の位相差と、排他的論理和素
子９によって検出されたＢ相駆動用電圧とSB相信号との
間の位相差は、一般に第５図に示すようになっている。
用であり、排他的論理和素子８はSA相信号とＡ相駆動用
電圧の位相差検出用であり、排他的論理和素子９はSB相
信号とＢ相駆動用電圧の位相差検出用である。排他的論
理和素子は排他的論理和素子７からの入力に対して回転
方向切換信号によって反転と非反転を切り換えている。
排他的論理和素子７によって検出されたSA相信号とSB相
信号との間の位相差信号を排他的論理和素子10とローパ
スフィルタ（L.P.F）16を通して電圧制御発振器（V.C.
O）20に入力し、排他的論理和素子７の出力の平均が０
になるように電圧制御発振器（V.C.O）20の出力信号の
位相を制御している。すなわち、SB相信号に対するSA信
号の位相差を＋π/2または−π/2に制御している。ここ
で、該位相差の符号の切り換えは、回転方向切換信号で
行なう。排他的論理和素子８によって検出されたＡ相駆
動用電圧とSA相信号との間の位相差と、排他的論理和素
子９によって検出されたＢ相駆動用電圧とSB相信号との
間の位相差は、一般に第５図に示すようになっている。
排他的論理和素子8,9によって検出された位相差は−
π/2を基準としているため、２入力アナログ加算器13の
出力は第６図に示すように、Ａ相（Ｂ相）の共振周波数
F1とＢ相（Ａ相）の共振周波数F2との間の周波数で０に
なる。
π/2を基準としているため、２入力アナログ加算器13の
出力は第６図に示すように、Ａ相（Ｂ相）の共振周波数
F1とＢ相（Ａ相）の共振周波数F2との間の周波数で０に
なる。
アナログ加算器13によって加算されたＡ相駆動用電圧
とSA相信号との間の位相差と、Ｂ相駆動用電圧とSB相信
号との間の位相差の和の信号を、ローパスフィルタ（L.
P.F）19を通して電圧制御発振器（V.C.O）21に入力し、
該位相差の和が０になるように周波数を制御している。
AC−DC変換器（AC/DC）11,12はSA相信号とSB相信号の振
幅（実効値、平均値、波高値等）を直流の振幅信号にそ
れぞれ変換している。該直流に変換されたSA相信号とSB
相信号のそれぞれの振幅信号を増幅器14,15に入力し、
Ｓ相振幅設定信号と該それぞれの振幅信号との差を高増
幅率で増幅し、ローパスフィルタ（L.P.F）17,18を通し
て電圧制御増幅器（V.C.A）22,23に入力し、SA相、SB相
信号の振幅がそれぞれＳ相振幅設定信号で定まる振幅に
なるように電圧制御増幅器（V.C.A）22,23の増幅率をそ
れぞれ制御している。
とSA相信号との間の位相差と、Ｂ相駆動用電圧とSB相信
号との間の位相差の和の信号を、ローパスフィルタ（L.
P.F）19を通して電圧制御発振器（V.C.O）21に入力し、
該位相差の和が０になるように周波数を制御している。
AC−DC変換器（AC/DC）11,12はSA相信号とSB相信号の振
幅（実効値、平均値、波高値等）を直流の振幅信号にそ
れぞれ変換している。該直流に変換されたSA相信号とSB
相信号のそれぞれの振幅信号を増幅器14,15に入力し、
Ｓ相振幅設定信号と該それぞれの振幅信号との差を高増
幅率で増幅し、ローパスフィルタ（L.P.F）17,18を通し
て電圧制御増幅器（V.C.A）22,23に入力し、SA相、SB相
信号の振幅がそれぞれＳ相振幅設定信号で定まる振幅に
なるように電圧制御増幅器（V.C.A）22,23の増幅率をそ
れぞれ制御している。
第７図は本発明の第１実施例における電極配置を示し
ている。第７図において、A1,A2,A3,A4,A5はＡ相駆動用
電極,B1,B2,B3,B4,B5はＢ相駆動用電極、G1,G2,G3は裏
面と導通してある電極、すなわち、接地電極、SAはＡ相
定在波の振動検出用電極、SBはＢ相定在波の振動検出用
電極である。前記Ａ相駆動用電極A1〜A5、Ｂ相駆動用電
極B1〜B2の面積は、振動を発生させる効率の点から、な
るべく広くとることが望ましい。
ている。第７図において、A1,A2,A3,A4,A5はＡ相駆動用
電極,B1,B2,B3,B4,B5はＢ相駆動用電極、G1,G2,G3は裏
面と導通してある電極、すなわち、接地電極、SAはＡ相
定在波の振動検出用電極、SBはＢ相定在波の振動検出用
電極である。前記Ａ相駆動用電極A1〜A5、Ｂ相駆動用電
極B1〜B2の面積は、振動を発生させる効率の点から、な
るべく広くとることが望ましい。
なお第７図では、振動検出用電極SA,SBを、Ａ相とＢ
相の両定在波のそれぞれの腹の位置を中心とする２つの
区画に設けるために、ちょうど、接地電極G1とG2の間に
設けているが、その腹の位置を中心とするという条件を
満たすものならば、相電極A1,B1からA5,B5までのどの電
極の振動検出用電極SA,SBの代りにしてもよい。また振
動検出用電極SA,SBが該両定在波の腹の位置を中心とし
ない場合でも、実質的に腹の位置を中心とするものであ
れば、すなわち、一方の定在波と同位相の出力が得ら
れ、かつ、他方の定在波の影響を受けないものであれ
ば、電極の形状、たとえば第８図に示すような形状、ま
たは電極を分割して設けてその合成として上記の条件を
満たすもの、たとえば第９図に示すような配置でもよ
い。
相の両定在波のそれぞれの腹の位置を中心とする２つの
区画に設けるために、ちょうど、接地電極G1とG2の間に
設けているが、その腹の位置を中心とするという条件を
満たすものならば、相電極A1,B1からA5,B5までのどの電
極の振動検出用電極SA,SBの代りにしてもよい。また振
動検出用電極SA,SBが該両定在波の腹の位置を中心とし
ない場合でも、実質的に腹の位置を中心とするものであ
れば、すなわち、一方の定在波と同位相の出力が得ら
れ、かつ、他方の定在波の影響を受けないものであれ
ば、電極の形状、たとえば第８図に示すような形状、ま
たは電極を分割して設けてその合成として上記の条件を
満たすもの、たとえば第９図に示すような配置でもよ
い。
［発明の効果］ 本発明は、振動検出用電気−機械エネルギー変換素子
区画を、前記振動板上に実質的に第１の定在波の腹であ
って第２の定在波の節を中心とする第１と位置と実質的
に第２の定在波の腹であって第１の定在波の節を中心と
する第２の位置に設けたので、該定在波を実時間で検出
することができ、所要の位相および振幅で駆動すること
ができる。また両群の定在波のそれぞれの振幅を等しく
し、該両定在波の時間的位相をπ/2とすることで、理想
的な進行波を発生でき、モータの駆動効率が向上し、か
つ、回転の安定性が向上する。
区画を、前記振動板上に実質的に第１の定在波の腹であ
って第２の定在波の節を中心とする第１と位置と実質的
に第２の定在波の腹であって第１の定在波の節を中心と
する第２の位置に設けたので、該定在波を実時間で検出
することができ、所要の位相および振幅で駆動すること
ができる。また両群の定在波のそれぞれの振幅を等しく
し、該両定在波の時間的位相をπ/2とすることで、理想
的な進行波を発生でき、モータの駆動効率が向上し、か
つ、回転の安定性が向上する。
図面は本発明の実施態様を示したもので、第１図（ａ）
は第１実施例におけるステータの一部を示した側面図、
第１図（ｂ）は同じく平面図、第２図は駆動回路の説明
図、第３図は排他的論理和素子の真理値表を示した説明
図、第４図は排他的論理和素子による位相差検出特性を
示した説明図、第５図は定在波の周波数特性を示した説
明図、第６図は第２図のアナログ加算器の出力を示した
説明図、第７図は第１実施例における電極配置を示した
平面図、第８図は第２実施例における振動検出用電極部
分の拡大平面図、第９図は第３実施例における振動検出
用電極部分の拡大平面図である。 A1〜A5……Ａ相電極、B1〜B5……Ａ相電極 SA……Ａ相振動用検出電極 SB……Ｂ相振動用検出電極 ３〜６……コンパレータ ７〜10……排他的論理和素子 13……アナログ加算器 16〜19……ローパスフィルタ 20,21……電圧制御発振器 22,23……電圧制御増幅器
は第１実施例におけるステータの一部を示した側面図、
第１図（ｂ）は同じく平面図、第２図は駆動回路の説明
図、第３図は排他的論理和素子の真理値表を示した説明
図、第４図は排他的論理和素子による位相差検出特性を
示した説明図、第５図は定在波の周波数特性を示した説
明図、第６図は第２図のアナログ加算器の出力を示した
説明図、第７図は第１実施例における電極配置を示した
平面図、第８図は第２実施例における振動検出用電極部
分の拡大平面図、第９図は第３実施例における振動検出
用電極部分の拡大平面図である。 A1〜A5……Ａ相電極、B1〜B5……Ａ相電極 SA……Ａ相振動用検出電極 SB……Ｂ相振動用検出電極 ３〜６……コンパレータ ７〜10……排他的論理和素子 13……アナログ加算器 16〜19……ローパスフィルタ 20,21……電圧制御発振器 22,23……電圧制御増幅器
Claims (1)
- 【請求項１】振動体に第１と第２の駆動用電気−機械エ
ネルギー変換素子区画を配し、該第１と第２のエネルギ
ー変換素子区画に位相の異なる周波信号を印加すること
で、各エネルギー変換素子区画にて位相の異なる第１と
第２の定在波を形成し、該定在波の合成振動にて駆動力
を得る振動型アクチュエータ装置において、前記振動体
上であって、実質的に前記第１の定在波の腹であって第
２の定在波の節を中心とする第１の位置及び実質的に前
記第２の定在波の腹であって第１の定在波の節を中心と
する第２の位置にそれぞれ振動検出用電気−機械エネル
ギー変換素子を配したことを特徴とする振動型アクチュ
エータ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62166662A JP2589698B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 振動型アクチュエータ装置 |
| US07/441,227 US5001404A (en) | 1987-07-03 | 1989-11-27 | Vibration wave motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62166662A JP2589698B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 振動型アクチュエータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6412881A JPS6412881A (en) | 1989-01-17 |
| JP2589698B2 true JP2589698B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=15835409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62166662A Expired - Lifetime JP2589698B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 振動型アクチュエータ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| US5710491A (en) * | 1988-10-19 | 1998-01-20 | Nikon Corporation | Driving control device for vibration wave motor |
| US5247221A (en) * | 1988-10-21 | 1993-09-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driven actuator |
| JP2892664B2 (ja) * | 1988-12-23 | 1999-05-17 | 松下電器産業株式会社 | 超音波モータ |
| JP2982166B2 (ja) * | 1989-02-03 | 1999-11-22 | ソニー株式会社 | 超音波モータ |
| JP2604862B2 (ja) * | 1989-09-06 | 1997-04-30 | キヤノン株式会社 | 振動波駆動装置 |
| US5155418A (en) * | 1989-10-16 | 1992-10-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Actuator device |
| US5247220A (en) * | 1989-10-20 | 1993-09-21 | Seiko Epson Corporation | Ultrasonic motor |
| EP0424140B1 (en) * | 1989-10-20 | 1994-05-25 | Seiko Epson Corporation | Electronic timepiece |
| EP0424141B1 (en) * | 1989-10-20 | 1998-04-29 | Seiko Epson Corporation | Drive control circuit for an ultra-sonic stepping motor |
| DE3939419A1 (de) * | 1989-11-29 | 1991-06-06 | Licentia Gmbh | Mehrflaechensensorsteuerung fuer einen wanderwellenmotor |
| JP2669916B2 (ja) * | 1990-02-02 | 1997-10-29 | キヤノン株式会社 | 振動波モータ |
| EP0654889B1 (en) * | 1990-02-14 | 1999-05-06 | Nikon Corporation | Driving device for ultrasonic wave motor |
| JPH03253273A (ja) * | 1990-03-01 | 1991-11-12 | Canon Inc | 振動波モータの電線接続装置 |
| US5285134A (en) * | 1990-03-09 | 1994-02-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Control device for vibration type motor |
| US6031316A (en) * | 1990-10-25 | 2000-02-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration actuator apparatus |
| JPH04217882A (ja) * | 1990-12-19 | 1992-08-07 | Nikon Corp | 超音波モータ |
| JPH05137355A (ja) * | 1991-11-12 | 1993-06-01 | Canon Inc | 振動波モータ |
| JPH05184167A (ja) * | 1992-01-06 | 1993-07-23 | Canon Inc | 進行波型モータの制御装置 |
| CA2088234C (en) * | 1992-01-29 | 1999-09-14 | Akio Atsuta | A vibration driven motor or actuator |
| JPH05328757A (ja) * | 1992-05-21 | 1993-12-10 | Canon Inc | 振動波アクチュエータの駆動装置 |
| JP3245214B2 (ja) * | 1992-06-02 | 2002-01-07 | キヤノン株式会社 | 振動型アクチュエータ制御装置 |
| US5416375A (en) * | 1992-06-15 | 1995-05-16 | Olympus Optical Co., Ltd. | Ultrasonic motor |
| US5563478A (en) * | 1992-08-18 | 1996-10-08 | Nikon Corporation | Drive control device for an ultrasonic motor |
| JPH06133568A (ja) * | 1992-10-14 | 1994-05-13 | Nikon Corp | 超音波モータの駆動回路 |
| KR100204460B1 (ko) * | 1992-12-16 | 1999-06-15 | 모리시타 요이찌 | 초음파모터의 속도제어방법 |
| KR0151745B1 (ko) * | 1993-02-08 | 1999-04-15 | 모리시타 요이찌 | 초음파모터 및 초음파모터의 제어방법 |
| US5644199A (en) * | 1994-07-20 | 1997-07-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for driving an ultrasonic motor |
| JPH08116685A (ja) * | 1994-10-17 | 1996-05-07 | Canon Inc | 振動波モータ |
| US6054795A (en) * | 1996-04-24 | 2000-04-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving apparatus for vibration type actuator device |
| JPH10178792A (ja) * | 1996-12-20 | 1998-06-30 | Canon Inc | 駆動制御装置およびこれを用いた装置、複写機 |
| JP3789017B2 (ja) * | 1996-12-27 | 2006-06-21 | キヤノン株式会社 | 位置制御装置 |
| JP3347654B2 (ja) * | 1997-10-29 | 2002-11-20 | キヤノン株式会社 | 駆動装置 |
| EP1638197B1 (en) * | 1997-12-12 | 2007-10-17 | Canon Kabushiki Kaisha | A driving apparatus of a vibration type actuator |
| JP3332832B2 (ja) | 1997-12-12 | 2002-10-07 | キヤノン株式会社 | 振動型アクチュエータ装置 |
| JP3148729B2 (ja) * | 1998-04-13 | 2001-03-26 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 超音波モータ及び超音波モータ付電子機器 |
| JP2000184759A (ja) | 1998-12-10 | 2000-06-30 | Canon Inc | 振動型アクチュエ―タ駆動装置 |
| JP4428747B2 (ja) | 1999-02-22 | 2010-03-10 | キヤノン株式会社 | 振動型アクチュエータ駆動制御装置、駆動制御方法、及び記憶媒体 |
| US6936951B1 (en) | 2000-11-27 | 2005-08-30 | Grq Instruments, Inc. | Smart sonic bearings and method for frictional force reduction and switching |
| JP2002204585A (ja) | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Canon Inc | 振動型アクチュエータの制御装置 |
| JP4834243B2 (ja) * | 2001-06-01 | 2011-12-14 | キヤノン株式会社 | 振動型アクチュエータの制御装置 |
| JP2002362250A (ja) * | 2001-06-01 | 2002-12-18 | Nippon Pop Rivets & Fasteners Ltd | モール取付装置及びモールクリップ |
| JP2003289681A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-10 | Canon Inc | 振動型アクチュエータの制御装置 |
| US7129618B2 (en) * | 2003-03-31 | 2006-10-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus capable of low-speed driving of vibration type driving apparatus, actuating apparatus using the control apparatus, control method capable of low-speed driving of vibration type driving apparatus, and storage medium storing program including program codes capable of realizing the control method |
| JP4827441B2 (ja) * | 2005-06-01 | 2011-11-30 | キヤノン株式会社 | 振動波アクチュエータ |
| JP5110833B2 (ja) * | 2006-09-05 | 2012-12-26 | キヤノン株式会社 | 振動制御装置、及び振動制御方法 |
| JP4597185B2 (ja) * | 2007-02-02 | 2010-12-15 | キヤノン株式会社 | 塵埃除去装置および塵埃除去装置の駆動方法 |
| JP5792951B2 (ja) | 2010-12-16 | 2015-10-14 | キヤノン株式会社 | 振動型アクチュエータの制御装置 |
| JP5796955B2 (ja) | 2010-12-24 | 2015-10-21 | キヤノン株式会社 | 振動型アクチュエータの制御装置 |
| JP5882796B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2016-03-09 | キヤノン株式会社 | 振動体の駆動方法、振動装置、該振動装置を有する駆動装置、及び光学機器 |
| EP2724387B1 (en) * | 2011-06-27 | 2017-05-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Piezoelectric element, oscillatory wave motor, and optical apparatus |
| JP6172975B2 (ja) | 2012-03-19 | 2017-08-02 | キヤノン株式会社 | 振動型アクチュエータの不要振動検出装置、駆動制御装置、振動型アクチュエータ、および電子機器 |
| JP5885552B2 (ja) * | 2012-03-21 | 2016-03-15 | キヤノン株式会社 | 振動装置、該振動装置を有する駆動装置、及び光学機器 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59204477A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-19 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 超音波モーターの駆動制御回路 |
| US4692649A (en) * | 1985-03-01 | 1987-09-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving circuit of a vibration wave motor |
| US4727276A (en) * | 1985-03-26 | 1988-02-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving circuit for vibration wave motor |
| JPH0681523B2 (ja) * | 1985-03-29 | 1994-10-12 | キヤノン株式会社 | 振動波モ−タ |
| US4743788A (en) * | 1985-11-20 | 1988-05-10 | Nippon Kogaku K. K. | Input frequency control device for surface acoustic wave motor |
| JPH078153B2 (ja) * | 1986-07-14 | 1995-01-30 | キヤノン株式会社 | 振動波モーター装置 |
-
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- 1987-07-03 JP JP62166662A patent/JP2589698B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-11-27 US US07/441,227 patent/US5001404A/en not_active Expired - Lifetime
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