JP4491880B2

JP4491880B2 - 振動アクチュエータ装置

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Publication number: JP4491880B2
Application number: JP36097799A
Authority: JP
Inventors: 通宏戸部
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2019-12-20
Also published as: JP2001178157A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機械変換素子（圧電素子、電歪素子等、以下代表して、圧電素子と記す）により振動子を励振し、複数の振動モードを調和的に発生させることにより、振動子の表面に楕円運動を引き起こし、振動子とそれに加圧接触される相対運動部材との間に、駆動力を発生する振動アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、本出願人が提案する縦振動とねじり振動を利用する振動アクチュエータの振動子を示す概略図である。
振動子１０１は、縦振動とねじり振動を組み合わせて駆動面に楕円運動を生じさせるものであり、ステンレス等の金属から成る円柱を縦に割った形の弾性体１０１ａ，１０１ｂに、縦振動用の圧電素子１０２ａ及びねじり振動用の圧電素子１０２ｂが挟まれた構造をしている。圧電素子１０２ａには、縦振動用の駆動信号Ｖ１が印加され、圧電素子１０２ｂには、ねじり振動用の駆動信号Ｖ２が印加される。駆動信号Ｖ１，Ｖ２は、同じ周波数を持ち、約＋９０°又は約−９０°の位相差を持っている。
【０００３】
図１１，図１２は、図１０に示す振動アクチュエータの駆動原理を説明する模式図である。
駆動信号Ｖ１が圧電素子１０２ａに入力されると、図１１（Ｂ）に示すように、圧電素子１０２ａの変形状態（伸縮変形）により、振動子１０１には、縦振動（縦１次モード）が励振される。駆動信号Ｖ２が圧電素子１０２ｂに入力されると、圧電素子１０２ｂの変形状態（せん断変形）により、図１１（Ａ）に示すように、振動子１０１には、ねじり振動（ねじり２次モード）が励振される。この振動子１０１は、縦振動とねじり振動の共振周波数が非常に近く設計されており、縦振動とねじり振動の合成によって、駆動面（上面）には、楕円運動が発生し、駆動面上に配置された相対運動部材１２０を駆動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１３は、駆動周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフであり、実線Ｌが縦振動による曲線、破線Ｔがねじり振動による曲線を示している。それぞれの曲線において、インピーダンスが極小になる周波数は、共振周波数であり、極大になる周波数は、***振周波数である。２つの振動モードの共振周波数の差(Δｆ)は、適切な値に設計されており、この値が振動アクチュエータの性能に大きな影響を与える。
【０００５】
上述した振動アクチュエータは、振動子の温度が変化したときに、例えば、温度が低下した場合における２つの共振周波数の変化を比較すると、ねじり振動の共振周波数の変化と縦振動の共振周波数の変化は、同程度ではなく、どちらかの変化が大きくなる。その結果、Δｆは、温度の変化に応じて、変化することとなる。このため、Δｆが大きくなると、縦振動の振幅が小さくなるので、トルクが低下するという問題があった。また、Δｆが小さくなると、縦振動の振幅が大きくなるので、異音が発生し、所望の性能が得られないという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、温度が変化してもトルクの低下や異音の発生を抑え、振動子の温度依存性を小さくすることが可能になる振動アクチュエータ装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、請求項１の発明は、電気機械変換素子（５２，５３）により振動を発生する振動子（３０，７０）と、その振動子に加圧接触される相対運動部材（２０）と、を含む振動アクチュエータと、前記電気機械変換素子に、前記振動子と前記相対運動部材との相対運動方向の振動を発生する第１の入力電圧と、前記相対運動方向と交差する方向の振動を発生する第２の入力電圧とを印加し、それらの電圧を制御することによって、前記振動アクチュエータを駆動する駆動回路（６０Ａ）とを備えた振動アクチュエータ装置において、前記振動子又はその周辺の温度を検出する温度センサ（６７）と、前記温度センサによって検出された温度に基づいて、温度が低いときほど前記第２の入力電圧を高くすることによって、前記振動アクチュエータの性能の温度依存性を小さくする制御回路（６６）とを備えたことを特徴とする振動アクチュエータ装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の振動アクチュエータ装置において、前記駆動回路は、少なくとも前記第２の入力電圧を所定の増幅率で増幅する増幅器（６４）を含み、前記制御回路（６６）は、前記増幅器の増幅率を変化させることを特徴とする振動アクチュエータ装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の振動アクチュエータ装置において、前記制御回路（６６）は、前記第２の入力電圧のみを変化させることによって、前記振動アクチュエータの性能の温度依存性を小さくすることを特徴とする振動アクチュエータ装置である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ装置において、前記相対運動方向の振動はねじり振動であり、前記相対運動方向と交差する方向の振動は縦振動であること、を特徴とする振動アクチュエータ装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施の形態をあげて、さらに詳細に説明する。なお、以下の実施形態の説明は、振動アクチュエータとして、超音波振動域を利用する超音波アクチュエータを例にとって行う。
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る超音波アクチュエータの実施形態を示す断面図である。また、図２は、図１に示す超音波アクチュエータの振動子を示す分解斜視図である。
図１に示すように、本実施形態の超音波アクチュエータ１０は、主に移動子２０と振動子３０とから構成されている。
移動子２０は、振動子３０から駆動力を得て、固定軸１２を回転軸として回転する厚肉の円環状又は円筒状の部材である。移動子２０は、移動子母材２２と、移動子母材２２の下面に備えられた摺動材２６とから構成されている。移動子母材２２は、ステンレス鋼、銅合金又はアルミニウム合金等からなる部材である。また、移動子母材２２は、外周面に歯車２４を有する。歯車２４は、移動子２０の回転出力を不図示の被駆動体の歯車に伝達するためのものである。摺動材２６は、振動子３０の駆動面Ｄと接触し摺動する部材である。摺動材２６は、摺動特性を良好とするために、高分子材料等をその主成分としている。
【００１１】
移動子２０は、ベアリング１８を介して固定軸１２に取り付けられている。ベアリング１８は、移動子２０の固定軸回りの回転を可能とするとともに、移動子２０を固定軸１２の所定の位置に位置決めする位置決め部材としての役割を果たしている。
【００１２】
固定軸１２は、移動子２０が取り付けられている位置より上側にねじ部１２ａを有し、このねじ部１２ａには、ナット等の調整部材１４がねじ止めされている。また、調整部材１４と移動子２０との間には、皿バネ、コイルバネ又は板バネ等の加圧部材１６が配置されている。加圧部材１６は、移動子２０を振動子３０の方向へ加圧する。移動子２０は、この加圧部材１６から加圧力を受け、振動子３０の駆動面Ｄに加圧接触する。一方、調整部材１４は、ねじ止めされている位置を変化させることにより、加圧部材１６を適度に圧縮し、移動子２０へ加わる加圧力を調整する。
【００１３】
振動子３０は、１次の縦振動と、２次のねじり振動を行うことにより駆動面Ｄに楕円運動を発生させる部材である。振動子３０は、厚肉の円筒状の形状を有し、その中空部に固定軸１２を通すことにより、固定軸１２に固定されている。図２に示すように、振動子３０は、電極板（５５〜５８）からなる層を圧電素子（５１〜５４）からなる２つの層で挟んだものを、さらに弾性体３２及び３４とにより挟み込んだ構成をしている。なお、圧電素子、電極板及び弾性体は、互いに接着剤により接合されている。
【００１４】
図１に示すように、弾性体３２及び３４は、４つの大径部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ及び３０Ｄと、３つの小径部３０ａ、３０ｂ及び３０ｃとを有する厚肉の円筒を縦に２分割した半円柱状の部材であり、鉄鋼、ステンレス鋼、リン青銅又はエンリバー材等の共振先鋭度が大きな金属材料からなる。小径部３０ａ及び３０ｃは、２次のねじり振動の節部を含む位置に、小径部３０ｂは、１次の縦振動の節部を含む位置に、それぞれ形成されている。このように、振動子３０を４つの大径部と３つの小径部とを有する形状とするのは、振動子３０に励振される縦振動とねじり振動の共振周波数をほぼ一致させ、振動子３０にいわゆる縮退を生じさせるためである。
【００１５】
振動子３０は、大径部３０Ａ及び３０Ｄのそれぞれに、圧電素子（５１〜５４）の積層方向と平行な貫通孔３０Ｅ及び３０Ｆを有する。貫通孔３０Ｅ及び３０Ｆには、それぞれボルト３６が挿入され、ナット３８により固定されている。これにより、弾性体３２及び３４は、圧電素子（５１〜５４）を挟み込んだ状態で一体に組まれている。
【００１６】
また、振動子３０は、小径部３０ａに貫通孔３０Ｇを有する。貫通孔３０Ｇは、スプリングピン４０を通すための孔部である。スプリングピン４０は、振動子３０の貫通孔３０ａと、固定軸１２に設けられている貫通孔１２ｂとを貫通することにより、振動子３０を固定軸１２に固定し、固定軸１２の主軸方向に振動子３０を位置決めする部材である。
【００１７】
一方、固定軸１２は、長手方向の異なる２カ所に位置決め部材４２を配置されている。位置決め部材４２は、環状又は円筒状の部材であり、固定軸１２にその端面側からはめ込まれている。位置決め部材４２の外周面は、振動子３０の内周面に当たっており、これにより、振動子３０が径方向に位置決めされる。
また、固定軸１２の端部には、Ｄカット１２ｅが設けられている。Ｄカット１２ｅは、超音波アクチュエータ１０を他の機器等に備え付けたときに、セットビスによる固定軸１２の回り止めを可能とする。
【００１８】
前述したように、振動子３０を構成する２つの弾性体３２及び３４の間には、電極板（５５〜５８）からなる層と圧電素子（５１〜５４）からなる層とが配置されている。図２において、層Ｌａ１、Ｌａ３、Ｌａ４及びＬａ６の４つの層は、圧電素子から構成される層であり、層Ｌａ２及びＬａ５は、電極板からなる層である。
【００１９】
圧電素子からなる層Ｌａ１は、同一平面上に配置された４つの圧電素子から構成されている。４つの圧電素子とは、駆動面Ｄに近いものから順に、ねじり振動検出用圧電素子５１、ねじり振動用圧電素子５２、縦振動用圧電素子５３、縦振動検出用圧電素子５４をいう。
ねじり振動用圧電素子５２は、圧電定数ｄ１５を利用し、振動子３０にねじり振動を励振する圧電素子である。ここで、ねじり振動とは、中心軸Ａの回りに変位する振動をいう。ねじり振動用圧電素子５２は、中心軸Ａに平行な方向に分極されており板厚方向に電圧を印加されると、中心軸Ａに平行な方向へのせん断変形を行う。
ねじり振動検出用圧電素子５１は、圧電効果を利用して振動子３０に励振されているねじり振動を検出するためのものである。
【００２０】
縦振動用圧電素子５３は、圧電定数ｄ３１を利用し、振動子３０に縦振動を励振する圧電素子である。ここで縦振動とは、中心軸Ａに平行な方向に変位する振動をいう。縦振動用圧電素子５３は、板圧方向に分極されており、板厚方向に電圧を印加されると、その面方向の伸縮変形を行う。
縦振動検出用圧電素子５４は、圧電効果を利用して振動子３０に励振されている縦振動を検出するためのものである。
【００２１】
層Ｌａ３は、層Ｌａ１と同一の構成をした層である。ただし、ねじり振動用圧電素子５２及び縦振動用圧電素子５３の分極方向は、層Ｌａ１と層Ｌａ３では、反対の方向となっている（図３中破線矢印を参照）。
一方、層Ｌａ１とＬａ３の間に配置されている層Ｌａ２は、４つの電極板、すなわち、ねじり振動検出用電極板５５、ねじり振動用電極板５６、縦振動用電極板５７、縦振動検出用電極板５８を同一平面上に配置したものである。
ねじり振動用電極板５６は、層Ｌａ１及びＬａ３のねじり振動用圧電素子５２の間に配置されており、これら２つ圧電素子に駆動信号（周波電圧）を同時に印加するための電極板である。
【００２２】
同様に、縦振動用電極板５７は、２つの縦振動用圧電素子５３の間に配置されており、それら圧電素子に同時に駆動振動を印加するためのものである。
一方、ねじり振動検出用電極板５５及び縦振動検出用電極板５８は、それぞれ２つのねじり振動検出用圧電素子５１又は２つの縦振動検出用圧電素子５４の間に配置され、それら圧電素子に生じる電圧を検出可能としている。
なお、層Ｌａ４〜Ｌａ６は、振動子３０の中心軸Ａを中心に層Ｌａ１〜Ｌａ３を１８０度回転して得られるものであり、層Ｌａ１〜Ｌａ３と同一の構成を有するものである。よって、ここでは、その説明を省略する。
【００２３】
図３は、振動子３０における圧電素子の配置と、振動子３０に励振される振動モードを示す説明図である。図３（ａ）は、振動子３０の側面等を示す図、図３（ｂ）は、振動子３０のＦＦ断面図、図３（ｃ）は、振動子３０に励振される振動モードを示す図である。
図３（ｃ）に示されるように、振動子３０には、１次の縦振動と２次のねじり振動が励振される。また、図３（ａ）に示されるように、振動子３０の小径部３０ａ及び３０ｃは、ねじり振動の節部の位置に設けられており、小径部３０ｂは、縦振動の節部の位置に設けられている。
【００２４】
一方、ねじり振動用圧電素子５２は、小径部３０ａを含む位置に、すなわち、ねじり振動の２つの節部のうち駆動面Ｄに近い方を跨ぐように配置されている。また、縦振動用圧電素子５３は、小径部３０ｂを含む位置に、すなわち、縦振動の節部を跨ぐように配置されている。このように、振動の節部を跨ぐように圧電素子を配置するのは、節部において弾性体に力を作用させることにより、それぞれの振動を効率よく励振できるからである。
【００２５】
ねじり振動用圧電素子５２は、電極板５６に弾性体（３２、３４）の電位に対し正の電圧を印加すると、図３（ａ）において矢印で示すせん断変形が生じる。せん断変形の方向は、層Ｌａ１及びＬａ３の圧電素子と、層Ｌａ３及びＬａ６の圧電素子とで反対となっている。ねじり振動用圧電素子５２の上記せん断変形により、振動子３０は、図３（ｂ）において矢印ｍによって示す方向にねじられる。また、電極板５６に負の電圧を印加すると、圧電素子５２のせん断変形の方向及び振動子３０のねじりの方向は、それぞれ逆となる。したがって、電極板５６に周波電圧を印加すると、振動子３０には、ねじり振動が励振される。
【００２６】
一方、４つの縦振動用圧電素子５３は、電極板５７に正の電圧を印加した場合に、図３（ｂ）において矢印で示すように、すべて振動子３０の中心軸Ａの方向に伸び変形をし、負の電圧を印加した場合には、縮み変形をする。よって、電極板５７に周波電圧を印加すると、振動子３０に縦振動が励振される。
【００２７】
縦振動用圧電素子５３とねじり振動用圧電素子５２とに、互いに９０°の位相差のある駆動信号（周波電圧）を入力すると、振動子３０に発生する縦振動及びねじり振動の位相は、９０°相違し、その駆動面Ｄには、これらの振動を合成した楕円運動が生じ、さらに駆動面Ｄの楕円運動の一部が移動子２０に伝達されるので、移動子２０が一定の方向に回転運動を行う。
【００２８】
図４は、本発明による超音波アクチュエータ装置の第１実施形態の駆動制御回路を示すブロック図である。
駆動制御回路６０の駆動部６０Ａは、駆動信号を発振する発振器６１と、駆動信号の位相を９０°又は−９０°変える移相器６２と、ねじり振動用の駆動信号を増幅するねじり振動用増幅器６３と、縦振動用の駆動信号を増幅する縦振動用増幅器６４等とを備えている。
【００２９】
また、制御部６０Ｂは、振動子に設けられた振動検出用圧電素子５１，５４の出力によって発振器６１の周波数を制御する駆動周波数制御回路６５と、振動子３０に設けられた温度センサ６７によって、縦振動用増幅器６４の増幅率を制御する増幅率制御回路６６等とを備えている。温度センサ６７は、サーミスタ等を利用したものであり、弾性体３２，３４の近傍に配置され、接触していることが望ましい。
【００３０】
図５（Ａ）は、駆動周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフであり、振動子３０の温度が変化した時の、共振特性の変化を示している。
太い実線ＬＡ１は、縦振動の２０℃における共振特性、太い点線ＴＡ１は、ねじり振動の２０℃における共振特性、細い実線ＬＡ２は、縦振動の０℃における共振特性、細い点線ＴＡ２は、ねじり振動の０℃での共振特性を示している。
図５（Ａ）において、温度が低下した時の２つの共振周波数の変化を比較すると、縦振動の共振周波数の変化の方が大きい。その結果、Δｆは、温度が低下することによって小さくなっている（Δｆ’）。
２０℃における駆動面の楕円運動の形状は、図５（Ｂ）に示す形状であり、この状態が最適な状態である。
この振動子３０は、何ら対策を行わずに、温度を０℃に下げられると、Δｆが小さくなることから、縦振動の振幅が大きくなるため、図５（Ｃ）に示す形状になり、その結果、超音波アクチュエータ１０の異音が発生し、所望の性能が得られない。
【００３１】
図６は、本実施形態において、増幅率制御回路６６が変更する増幅率の温度に対する変化を示すグラフである。
振動子３０の共振特性と温度との関係が図５（Ａ）のようになっている本実施形態では、図６に示すように、温度が下がった時に縦振動用増幅器６４の増幅率を下げると、楕円運動が温度によらず図５（Ｂ）のような形状になる。その結果、超音波アクチュエータ１０は、温度が下がったときでも異音が発生せず、良好に動作する。図５（Ａ）中には、示さなかったが、温度が高くなった場合は、Δｆが大きくなるので、増幅率を大きくすれば、楕円運動が図６（Ｂ）の形状に近くなる。従って、超音波アクチュエータ１０は、温度が上昇してもトルクが低下せず、良好に動作する。なお、図６の関係は、図４の増幅率制御回路６６中に記憶されており、メモリやＣＰＵ等によって実現することができる。
【００３２】
このように、本実施形態によれば、超音波アクチュエータ１０は、温度センサ６７が振動子３０の温度を検出し、その検出結果に基づいて、増幅率制御回路６６が、縦振動用増幅器６４の増幅率を変化させるので、温度変化によらず安定した駆動をすることができる。
【００３３】
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態を示す図である。第２実施形態では、振動子及びその振動の形態が異なる他は、第１実施形態と同様であるので、ここでは、必要な部分のみについて説明する。
振動子７０は、圧電素子７６と、摺動材７７，７８からなる。圧電素子７６には、縦振動用の電極７１、屈曲振動用の電極７２〜７５が設けられており、縦振動と屈曲振動を用いて楕円運動を発生する。この振動子７０は、縦振動が第１実施形態のねじり振動、屈曲振動が第１実施形態の縦振動の役割をする。この振動子７０についても温度センサの出力によって屈曲振動用増幅器の増幅器を制御すれば、同様の効果を得ることが出来る。
【００３４】
図８（Ａ）は、振動子７０の温度が変化した時の、共振特性の変化を示す。
太い実線ＢＢ１は、屈曲振動の２０℃における共振特性、太い点線ＬＢ１は、縦振動の２０℃における共振特性、細い実線ＢＢ２は、屈曲振動の０℃における共振特性、細い点線ＬＢ２は、縦振動の０℃での共振特性を示している。
図８（Ａ）において、温度が低下した時の２つの共振周波数の変化を比較すると、縦振動の共振周波数の変化の方が大きい。その結果、Δｆは、温度が低下することによって大きくなっている（Δｆ’）。
２０℃における駆動面の楕円運動の形状は、図８（Ｂ）に示す形状であり、この状態が最適な状態である。
この振動子７０は、何ら対策を行わずに、温度を０℃に下げられると、Δｆが大きくなることから、屈曲振動の振幅が小さくなるため、図８（Ｃ）に示す形状になり、その結果、超音波アクチュエータの駆動力が低下する。
【００３５】
図９は、本実施形態において、増幅率制御回路が変更する増幅率の温度に対する変化を示すグラフである。
振動子７０の共振特性と温度との関係が図８（Ａ）のようになっている本実施形態では、図９に示すように、温度が下がった時に屈曲振動用増幅器の増幅率を上げると、楕円運動が温度によらず図８（Ｂ）のような形状になる。その結果、超音波アクチュエータは、温度が下がったときでもトルクが低下せず、良好に動作する。図８（Ａ）中には、示さなかったが、温度が高くなった場合は、Δｆが小さくなるので、増幅率を小さくすれば、楕円運動が図８（Ｂ）の形状に近くなる。従って、超音波アクチュエータは、温度が上昇しても異音が発生せず、良好に動作する。なお、図９の関係は、増幅率制御回路中に記憶されており、メモリやＣＰＵ等によって実現することができる。
【００３６】
このように、本実施形態によれば、振動子７０を備える超音波アクチュエータは、温度センサが振動子７０の温度を検出し、その検出結果に基づいて、増幅率制御回路が、屈曲振動用増幅器の増幅率を変化させるので、温度変化によらず安定した駆動をすることができる。
【００３７】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
【００３８】
（１）各実施形態において、振動子の形態を具体的に示したが、これらに限らず、複数の交差する振動を利用する振動アクチュエータであれば、本発明を適用することにより、同様の効果を得られる。
【００３９】
（２）各実施形態において、相対運動方向と交差する方向の振動の増幅率のみを変化させる例を示したが、これに限らず、同時に相対運動方向の振動の増幅率も変化させてもよい。
【００４０】
（３）各実施形態において、図４に示した各ブロックは、各々独立した回路により構成してもよいし、適宜組み合わせたチップ等に置き換えてもよい。
【００４１】
（４）第２実施形態において、振動子７６は、電極７１〜７５を設けることにより、その振動領域を分割した例を示したが、これに限らず、第１実施形態のように、弾性体及びその弾性体に接合された圧電素子より、振動子を構成してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、請求項１の発明によれば、振動子又はその周辺の温度を検出する温度センサによって検出された温度に基づいて、第１及び／又は第２の入力電圧の電圧を変化させることによって、振動アクチュエータの性能の温度依存性を小さくする制御回路を備えたので、振動子の温度が変化しても、トルクの低下や異音の発生を抑え、安定した駆動をすることができる。
【００４３】
請求項２の発明によれば、駆動回路は、少なくとも第２の入力電圧を所定の増幅率で増幅する増幅器を含み、制御回路は、増幅器の増幅率を変化させるので、簡単な構成及び制御であっても、安定した駆動をすることができる。
【００４４】
請求項３の発明は、制御回路は、第２の入力電圧のみを変化させることによって、振動アクチュエータの性能の温度依存性を小さくするので、制御を更に簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】超音波アクチュエータの振動子を示す分解斜視図である。
【図３】振動子３０における圧電素子の配置と、振動子３０に励振される振動モードを示す説明図である。
【図４】第１実施形態の駆動制御回路を示すブロック図である。
【図５】共振特性の温度変化を示す図である。
【図６】増幅率制御回路が変更する増幅率の温度に対する変化を示すグラフである。
【図７】第２実施形態における縦−屈曲型の振動子を示す図である。
【図８】共振特性の温度変化を示す図である。
【図９】増幅率制御回路が変更する増幅率の温度に対する変化を示すグラフである。
【図１０】縦−ねじり型の振動子を示す図である。
【図１１】振動アクチュエータの駆動原理を説明する模式図である。
【図１２】振動アクチュエータの駆動原理を説明する模式図である。
【図１３】駆動周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
３０，７０振動子
５２ねじり振動用圧電素子
５３縦振動用圧電素子
６４縦振動用増幅器
６６増幅率制御回路
６７温度センサ

Claims

電気機械変換素子により振動を発生する振動子と、その振動子に加圧接触される相対運動部材と、を含む振動アクチュエータと、
前記電気機械変換素子に、前記振動子と前記相対運動部材との相対運動方向の振動を発生する第１の入力電圧と、前記相対運動方向と交差する方向の振動を発生する第２の入力電圧とを印加し、それらの電圧を制御することによって、前記振動アクチュエータを駆動する駆動回路と、
を備えた振動アクチュエータ装置において、
前記振動子又はその周辺の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサによって検出された温度に基づいて、温度が低いときほど前記第２の入力電圧を高くすることによって、前記振動アクチュエータの性能の温度依存性を小さくする制御回路と、
を備えたことを特徴とする振動アクチュエータ装置。
請求項１に記載の振動アクチュエータ装置において、
前記制御回路は、少なくとも前記第２の入力電圧を所定の増幅率で増幅する増幅器を含み、
前記制御回路は、前記増幅器の増幅率を変化させること、
を特徴とする振動アクチュエータ装置。
請求項１又は請求項２に記載の振動アクチュエータ装置において、
前記制御回路は、前記第２の入力電圧のみを変化させることによって、前記振動アクチュエータの性能の温度依存性を小さくすること、
を特徴とする振動アクチュエータ装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ装置において、
前記相対運動方向の振動はねじり振動であり、前記相対運動方向と交差する方向の振動は縦振動であること、
を特徴とする振動アクチュエータ装置。