JP2002095273A - 超音波モータ及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】最適な駆動条件を確保することができるととも
にコストの低減を図ることができる超音波モータ及びそ
の駆動方法を提供する。 【解決手段】ステータ２には、縦振動検出用電極１２が
設けられているとともに、ねじり振動を検出するための
ねじり振動検出用圧電素子８とねじり振動検出用電極板
１４が設けられている。ねじり振動検出用電極板１４か
らの電圧信号Ｖ１ｓ又は縦振動検出用電極１２からの電
圧信号Ｖ２ｓをそれぞれ検出し、ステータ２の実振動周
波数ｆｎが共振周波数ｆ１（モータ逆回転時には共振周
波数ｆ２）となるようステータ２を駆動するための駆動
用電圧信号Ｖ１ｆ（モータ逆回転時にはＶ２ｆ）を自励
振駆動回路にてそれぞれ生成し第１及び第２電極板９，
１０及び駆動用電極１１に印加するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波モータ及び
その駆動方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波モータとしては、図１６及
び図１７に示すような定在波型のものがある。この種の
超音波モータは、ロータ１０１及びステータ１０２から
構成されている。ステータ１０２は、金属ブロック１０
４，１０５、圧電素子１０６，１０７，駆動用電極板１
０８、縦振動検出用電極板１０９及び共通電極板１１
０，１１１から構成され、それぞれが一本のボルト１１
２により締付けられて連結されている。その駆動用電極
板１０８と縦振動検出用電極板１０９とは、図１６に示
すように、同一の円板上に形成され、互いに電気的に導
通しないように形成されている。

【０００３】又、前記ロータ１０１には、図１７に示す
ように、ステータ１０２（金属ブロック１０４）の上面
から突き出た前記ボルト１１２が嵌挿され、ロータ１０
１とステータ１０２とは、ナット１１３により締付けら
れて圧接されている。

【０００４】この超音波モータは、駆動制御回路１１９
にて正逆回転される。駆動制御回路１１９は、図１７に
示すように、回転方向選択回路１２０、周波数可変発振
回路１２１、電力増幅器１２２を備えている。回転方向
選択回路１２０は、超音波モータを正回転させる場合に
は正転信号ｓ１を、超音波モータを逆回転させる場合に
は逆転信号ｓ２を周波数可変発振回路１２１に出力す
る。周波数可変発振回路１２１は、回転方向選択回路１
２０からの正転信号ｓ１（又は逆転信号ｓ２）に基づい
て超音波モータを正回転（又は逆回転）させるための共
振周波数ｆ１の信号ＳＧｆ１（又は周波数ｆ２の信号Ｓ
Ｇｆ２）を生成し次段の電力増幅器１２２に出力する。
電力増幅器１２２は、この周波数ｆ１の信号ＳＧｆ１
（又は周波数ｆ２の信号ＳＧｆ２）を電力増幅して駆動
用電極板１０８及び共通電極板１１０，１１１に印加さ
れる。

【０００５】そして、超音波モータは、電力増幅器１２
２にて電力増幅された共振周波数ｆ１の高周波電圧に基
づいて正回転する。この時のステータ１０２の振動は、
ねじり２次の振動を主としたねじり振動と縦振動からな
る複合振動である。また、超音波モータは、電力増幅器
１２２にて電力増幅された共振周波数ｆ２の高周波電圧
に基づいて逆回転する。この時のステータ１０２の振動
は、縦１次の振動を主とした縦振動とねじり振動からな
る複合振動である。

【０００６】ところで、電力増幅器１２２から正回転の
ための共振周波数ｆ１の高周波電圧を印加しているにも
かかわらず、温度変化又は負荷の変動によって、超音波
モータ（ステータ１０２）は共振周波数ｆ１で振動しな
くなり効率のよい回転ができなくなる。このことは、逆
回転のための共振周波数ｆ２の高周波電圧を印加して、
超音波モータを逆回転させている場合も同様であった。

【０００７】そこで、温度変化又は負荷の変動が生じて
も、超音波モータを共振周波数ｆ１（又は共振周波数ｆ
２）で振動させるために、駆動用電極板１０８及び共通
電極板１１０，１１１に印加する高周波電圧の周波数を
制御している。詳述すると、駆動制御回路１１９は、振
動比較回路１３０及び周波数制御回路１３１を備えてい
る。

【０００８】振動比較回路１３０は、縦振動検出用電極
板１０９からのその時々のステータ１０２の振動状態を
示す検出信号を入力してステータ１０２の振動周波数
（実振動周波数という）を検出する。そして、振動比較
回路１３０は、この実振動周波数と共振周波数ｆ１（又
は逆回転の場合は共振周波数ｆ２）とを比較しその比較
結果を周波数制御回路１３１に出力する。

【０００９】周波数制御回路１３１は、その比較結果に
基づいてステータ１０２の実振動周波数が共振周波数ｆ
１（又は逆回転の場合は共振周波数ｆ２）となるための
制御量を演算し、周波数可変発振回路１２１に出力す
る。周波数可変発振回路１２１は周波数制御回路１３１
からの制御量に基づいて信号ＳＧｆ１（又は信号ＳＧｆ
２）の周波数をステータ１０２の実振動周波数が共振周
波数ｆ１（又は逆回転の場合は共振周波数ｆ２）となる
ように可変させて電力増幅器１２２に出力する。

【００１０】従って、温度又は負荷が変動しても、超音
波モータは共振周波数ｆ１（又は逆回転の場合は共振周
波数ｆ２）で振動し効率のよい回転を行う。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ステータ１
０２の振動は縦振動とねじり振動からなる複合振動であ
り、縦振動の振動形態とねじり振動の振動形態が異なる
ため、それぞれの振動形態を縦振動検出用電極板１０９
から精度よく検出するのは難しい。また、回路構成が複
雑で高価な振動比較回路１３０及び周波数制御回路１３
１を使用していたため、超音波モータのコスト低減を図
る上の問題点となった。

【００１２】本発明の目的は、最適な駆動条件を確保す
ることができるとともにコストの低減を図ることができ
る超音波モータ及びその駆動方法を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、駆動用圧電素子及び電
源供給用電極板が第１及び第２の金属ブロック体により
挟持固定されてなるステータと、該ステータに回動可能
に加圧接触されたロータとを備え、前記ステータに発生
する縦振動とねじり振動からなる複合振動により前記ロ
ータを回転駆動する超音波モータにおいて、前記ステー
タには、前記駆動用圧電素子及び電源供給用電極板とは
別にねじり振動を検出するためのねじり振動検出手段を
設けたことを要旨とする。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の超音波モータにおいて、前記ねじり振動検出手段は、
ねじり振動検出用圧電素子からなることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の超音
波モータにおいて、前記ねじり振動検出手段は、ステー
タにおけるねじり振動のひずみが多く発生する位置に配
置されていることを要旨とする。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１に記載の超音波モータにおいて、前記ステ
ータには、縦振動を検出するための縦振動検出用手段を
設けたことを要旨とする。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の超音波モータにおいて、前記ねじり振動検出手段から
の検出信号に基づいてねじり振動駆動用電圧信号を生成
しステータを駆動する第１駆動手段と、前記縦振動検出
用手段からの検出信号に基づいて縦振動駆動用電圧信号
を生成しステータを駆動する第２駆動手段とを備えた駆
動回路にて駆動されるようにしたことを要旨とする。

【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項４に記載
の超音波モータの駆動方法であって、前記縦振動検出手
段とねじり振動検出手段から電圧信号を検出し、ステー
タの実振動周波数が共振周波数となるようにステータを
駆動するための駆動用電圧信号を駆動回路にてそれぞれ
生成し、それぞれの駆動用電圧信号を前記電源供給用電
極板に印加するようにしたことを要旨とする。

【００１８】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の超音波モータの駆動方法において、前記駆動回路に
は、電圧信号生成回路を備え、該電圧信号生成回路にて
縦振動検出手段とねじり振動検出手段からの電圧信号に
基づいて電圧信号を生成するようにしたことを要旨とす
る。

【００１９】請求項８に記載の発明は、請求項５に記載
の超音波モータの駆動方法であって、前記第１及び第２
駆動手段には、それぞれ第１及び第２電圧信号生成回路
及び第１及び第２周波数可変発振回路を備え、第１電圧
信号生成回路及び第１周波数可変発振回路にてねじり振
動検出手段からの電圧信号に基づいてねじり駆動用電圧
信号を生成し、第２電圧信号生成回路及び第２周波数可
変発振回路にて縦振動検出手段からの電圧信号に基づい
て縦駆動用電圧信号を生成し、それぞれの駆動用電圧信
号を前記電源供給用電極板に印加するようにしたことを
要旨とする。

【００２０】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
超音波モータの正回転制御は、ねじり振動検出手段から
の電圧信号に基づいて行うことができる。その結果、縦
振動振動検出手段からの電圧信号に基づいて正回転制御
する従来の技術に比べて、ねじり２次振動を主として複
合振動にて正回転する超音波モータの正回転制御はより
精度高く行うことができる。

【００２１】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加えて、ねじり振動検出手段は、
ねじり振動検出用圧電素子だけにて構成することができ
ることから、超音波モータの部品点数及びコストの低減
を図ることができる。

【００２２】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
及び２に記載の発明の作用に加えて、ねじり振動検出手
段は、ステータにおけるねじり振動のひずみが多く発生
する位置に配置されているため、ねじり振動検出手段に
よるねじり振動信号の検出はより正確である。その結
果、超音波モータに対して最適な駆動条件を確保するこ
とができる。

【００２３】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
〜３に記載の発明の作用に加えて、超音波モータの正逆
回転の振動状態を反映する電圧信号が縦振動検出手段と
ねじり振動検出手段によりそれぞれ検出され、その検出
された電圧信号に基づいて駆動回路にてそれぞれ自励振
駆動制御できるため、正逆回転の振動状態が同時に縦振
動検出手段にて検出する従来の技術に比べて超音波モー
タの駆動制御がより正確に行うことができる。その結
果、従来のような正逆回転の振動状態を精度よく見分け
るために必要とした複雑な振動比較回路や周波数制御回
路が不要となり、超音波モータの部品点数及びコストの
低減を更に図ることができる。

【００２４】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
に記載の発明の作用に加えて、ねじり振動検出手段から
の検出信号に基づいてねじり振動駆動用電圧信号を生成
しステータを駆動する第１駆動手段と、前記縦振動検出
用手段からの検出信号に基づいて縦振動駆動用電圧信号
を生成しステータを駆動する第２駆動手段とを備えた駆
動回路にて駆動制御されるようにした。従って、超音波
モータの正回転と逆回転の制御をそれぞれ分担できると
ともに、駆動制御の信頼性を向上することができる。

【００２５】請求項６に記載の発明によれば、縦振動検
出手段とねじり振動検出手段から電圧信号を検出し、ス
テータの実振動周波数が共振周波数となるように駆動用
電圧信号を駆動回路にてそれぞれ生成し、それぞれの駆
動用電圧信号を前記電源供給用電極板に印加するように
した。従って、超音波モータは、そのステータの実振動
周波数が常に共振周波数に近づける最適な駆動条件にて
駆動制御することができる。その結果、最適な駆動条件
を確保するために従来で必要としていた複雑な振動比較
回路や駆動周波数を制御する周波数制御回路が不要とな
る。よって、超音波モータの駆動回路が簡単な構成です
むため、超音波モータの部品点数及びコストの低減を図
ることができる。

【００２６】請求項７に記載の発明によれば、請求項６
に記載の発明の作用に加えて、駆動回路には、電圧信号
生成回路を備え、該電圧信号生成回路にて縦振動検出手
段とねじり振動検出手段からの電圧信号に基づいて電圧
信号を生成するようにした。

【００２７】従って、それぞれの振動状態をより正確に
追尾することができ、超音波モータに対して最適な駆動
条件を更に確保することができる。請求項８に記載の発
明によれば、ねじり振動駆動用電圧信号を生成する第１
駆動手段と縦振動駆動用電圧信号を生成する駆動手段が
それぞれ設けられていることから、超音波モータの正回
転と逆回転の制御をそれぞれ分担できるとともに、駆動
制御の信頼性を向上することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を定在波型の超音波
モータに具体化した一実施の形態を図面に従って説明す
る。

【００２９】図１は、本実施形態の超音波モータ１の全
体の斜視図を示す。図２は、本実施形態の超音波モータ
１の分解斜視図を示す。図３は、本実施形態の超音波モ
ータ１の要部縦断面図を示す。

【００３０】超音波モータ１は、ステータ２とロータ３
を備えている。ステータ２は第１及び第２の金属ブロッ
ク体４，５、第１及び第２駆動用圧電素子６，７、ねじ
り振動検出手段を構成するねじり振動検出用圧電素子
８、電源供給用電極板としての第１及び第２電極板９，
１０、駆動用電極１１と縦振動検出手段としての縦振動
検出用電極１２とからなる第３電極板１３、ねじり振動
検出手段を構成するねじり振動検出用電極板１４、絶縁
板１５を備えている。

【００３１】第１の金属ブロック体４は、導電性金属の
アルミ合金からなり、第１及び第２ブロック部１６，１
７と、フランジ１８及びボルト１９が一体に形成されて
いる。

【００３２】第２ブロック部１７は、その外周面に複数
（６個）のステータスリット２０が傾斜して形成されて
いる。また、第２ブロック部１７の上面１７ａの中心部
に立設されたボルト１９は、軸部２１及び同軸部２１の
先端側において縮径されたネジ部２２からなり、同ネジ
部２２の外周面にはネジ山が設けられている。

【００３３】第２の金属ブロック体５は、導電性金属の
アルミ合金からなり、その中心部に上端面２３から凹部
２４が設けられ、その凹部２４の底部から当該第２の金
属ブロック体５を軸線方向に貫通するボルト締結孔２５
が形成されている。

【００３４】第１及び第２圧電素子６，７は円板状に形
成され、その中心部に貫通孔６ａ，７ａがそれぞれ形成
されている。又、第１及び第２圧電素子６，７は、厚さ
方向（図２に示す上下方向）に分極されている。

【００３５】ねじり振動検出用圧電素子８は円板状に形
成され、その中心部に貫通孔８ａが形成されている。
又、ねじり振動検出用圧電素子８は、ねじり方向（図２
に示す矢印Ｐの円周方向）に分極されている。

【００３６】第１及び第２電極板９，１０は円板状に形
成され、その中心部に貫通孔９ａ，１０ａがそれぞれ形
成されている。又、第１及び第２電極板９，１０の周面
には端子片９ｂ，１０ｂがそれぞれ形成され、この端子
片９ｂ，１０ｂ間に所定の高周波交流電圧が印加される
ようになっている。

【００３７】第３電極板１３は、駆動用電極１１と縦振
動検出用電極１２を備え円板状に形成され、その中心部
に貫通孔１３ａが形成されている。駆動用電極１１と縦
振動検出用電極１２とは、互いに導通しないように絶縁
されている。第３電極板１３の周面には駆動用電極１１
に導通する端子片１１ｂと縦振動検出用電極１２に導通
する端子片１２ｂがそれぞれ形成されている。端子片１
１ｂと端子片１２ｂは、リード線を介してそれぞれ後述
する図４に示す駆動回路としての自励振駆動回路５０と
接続されている。

【００３８】ねじり振動検出用電極板１４は円板状に形
成され、その中心部に貫通孔１４ａが形成されている。
ねじり振動検出用電極板１４の周面には端子片１４ｂが
形成され、その端子片１４ｂは、リード線を介してそれ
ぞれ後述する図４に示す自励振駆動回路５０と接続され
ている。絶縁板１５は、樹脂等の絶縁材料にて円板状に
形成され、その中心部に貫通孔１５ａが形成されてい
る。

【００３９】そして、前記第１の金属ブロック体４と第
２の金属ブロック体５の間には、第１及び第２駆動用圧
電素子６，７と、ねじり振動検出用圧電素子８と、第１
及び第２電極板９，１０と、第３電極板１３と、ねじり
振動検出用電極板１４と、絶縁板１５が配設されてい
る。詳述すると、第１の金属ブロック体４の上面から第
２の金属ブロック体５の下面に向かって、第１電極板
９、第１駆動用圧電素子６、第３電極板１３、第２駆動
用圧電素子７、第２電極板１０、ねじり振動検出用圧電
素子８、ねじり振動検出用電極板１４、絶縁板１５の順
に積層される。

【００４０】そして、図３に示すように、第１及び第２
の金属ブロック体４，５は、上記した順序で積層された
第１及び第２駆動用圧電素子６，７と、ねじり振動検出
用圧電素子８と、第１及び第２電極板９，１０と、第３
電極板１３と、ねじり振動検出用電極板１４と、絶縁板
１５を挟んだ状態で、前記ボルト１９のネジ部２２が第
２の金属ブロック体５のボルト締結孔２５に螺合される
ことにより、締結される。

【００４１】尚、図３に示すように、予め定めた順序で
積層された第１及び第２駆動用圧電素子６，７、ねじり
振動検出用圧電素子８、第１及び第２電極板９，１０、
第３電極板１３、ねじり振動検出用電極板１４、絶縁板
１５の貫通孔６ａ〜１４ａには円筒状の絶縁カラー２６
が配設され、そのカラー２６内を前記ボルト１９が貫通
するようにしている。

【００４２】そして、ボルト１９に対して第１及び第２
駆動用圧電素子６，７、ねじり振動検出用圧電素子８、
第１及び第２電極板９，１０、第３電極板１３、ねじり
振動検出用電極板１４、絶縁板１５がそれぞれ電気的に
絶縁状態となるように構成している。

【００４３】前記第２の金属ブロック体５の上端面２３
には、リング状に形成されたライニング材２７が接着さ
れている。そして、このライニング材２７の上面２７ａ
には、前記ロータ３が同心軸上に載置されている。

【００４４】上記ロータ３の中心部は、軸線方向に貫通
する軸心孔２８となっている。この軸心孔２８は、段差
部２８ａを介して下方に縮径されており、同段差部２８
ａの上方を第１軸心孔２９、同下方を第２軸心孔３０と
している。

【００４５】図２に示されるように、ロータ３の外周面
には、複数（１２個）のロータスリット３１が傾斜して
形成されている。そして、各隣接するロータスリット３
１間は、それぞれ外周側に向かって周方向の幅が広がっ
て突出する略扇形状の突出片３２となっている。また、
前記ロータ３を前記ライニング材２７に載置した状態に
おいて各突出片３２と同ライニング材２７との当接面を
接触面３２ａとしている。

【００４６】図３に示されるように、前記ロータ３は、
加圧機構４１によりステータ２（ライニング材２７の上
面２７ａ）に押圧接触されている。この加圧機構４１
は、収納カップ４２、皿ばね４３、ボールベアリング４
４及びナット４５を備えている。

【００４７】上記収納カップ４２は、ロータ３の軸心孔
２８内に固定されている。この収納カップ４２は、前記
第２軸心孔３０の内径よりも若干小さい外径を有して略
有底円筒状に形成されている。そして、収納カップ４２
の上部開口端には、前記第１軸心孔２９と同等の外径を
有して径方向外側に突出するフランジ部４２ａが形成さ
れている。又、収納カップ４２の底部中央には、前記ボ
ルト１９（ネジ部２２）の外径よりも若干大きい内径を
有する貫通孔４２ｂが形成されている。このように形成
された収納カップ４２は、前記貫通孔４２ｂにボルト１
９（ネジ部２２）が挿通され、そのフランジ部４２ａが
前記段差部２８ａ上において同第１軸心孔２９に嵌着さ
れることで固定されている。

【００４８】前記収納カップ４２内には、前記皿ばね４
３が収納されている。この皿ばね４３はその中央孔４３
ａにボルト１９（ネジ部２２）が挿通され、同皿ばね４
３の円環状の下端は収納カップ４２の底部と接触した状
態とされている。

【００４９】前記ボールベアリング４４が遊嵌された前
記ボルト１９のネジ部２２の先端には、上記ナット４５
が所定の位置まで螺合されている。ボールベアリング４
４の内輪４４ｂはナット４５にて下方に押圧されてい
る。これにより、皿ばね４３は外輪４４ａにて下方に押
圧され、軸線方向に縮んだ状態とされている。そして、
収納カップ４２の底部は皿ばね４３にて下方に付勢さ
れ、ロータ３（突出片３２）は、ステータ２の上面（ラ
イニング材２７の上面２７ａ）と押圧接触している。
又、このとき、ロータ３は、ボールベアリング４４によ
りボルト１９（ステータ２）に対して回転可能に支持さ
れている。

【００５０】そして、上記のように構成された超音波モ
ータ１の駆動用電極１１及び第１及び第２電極板９，１
０に高周波電圧を印加すると、第１及び第２駆動用圧電
素子６，７が振動する。その振動がねじり振動検出用圧
電素子８、ねじり振動検出用電極板１４、絶縁板１５を
介して第２の金属ブロック体５に伝わる。図６及び図７
は、有限要素法（ＦＥＭ：Finite Elemente Method）を
利用して特定した振動時における超音波モータの形状を
示す説明図である。図８は、超音波モータの振動を説明
するための説明図。超音波モータ１が図６（ａ）に示す
時計回り方向（ＣＷ）に正回転するとき、ステータ２
（金属ブロック体５の上面）の振動は、図６（ａ）及び
図８（ａ）に示すように、ねじり２次の振動を主とした
ねじり振動（Ｃ１）と縦振動（Ｃ２）が合成された複合
振動（Ｃ）となっている。また、超音波モータ１を図７
（ａ）に示す反時計回り方向（ＣＣＷ）に逆回転すると
き、ステータ２（金属ブロック体５の上面）の振動は、
図７（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、縦１次の振動
を主とした縦振動（Ｃ２）とねじり振動（Ｃ１）が合成
された複合振動（Ｃ）となっている。

【００５１】次に、超音波モータ１を駆動するための駆
動回路としての自励振駆動回路５０について説明する。
本実施形態の自励振駆動回路５０は、図４に示すよう
に、切り替えスイッチ５１と、電圧信号生成回路５２
と、周波数可変発振回路５３及びトランス５４を備えて
いる。

【００５２】前記切り替えスイッチ５１は、図４に示す
ように、第１の切り替え端子５１ａと第２の切り替え端
子５１ｂを備えている。第１の切り替え端子５１ａは前
記ねじり振動検出用電極板１４に接続され、第２の切り
替え端子５１ｂは前記縦振動検出用電極１２に接続され
ている。本実施形態では、前記切り替えスイッチ５１
は、超音波モータ１を正回転させるときに第１の切り替
え端子５１ａに切り替えられ、超音波モータ１を逆回転
させるときに第２の切り替え端子５１ｂに切り替えられ
るようになっている。そして、超音波モータ１を正回転
させるとき、前記ねじり振動検出用電極板１４に生じる
電圧信号Ｖ１ｓが切り替えスイッチ５１を介して電圧信
号生成回路５２に出力される。また、超音波モータ１を
逆回転させるとき、前記縦振動検出用電極１２に生じる
電圧信号Ｖ２ｓが切り替えスイッチ５１を介して電圧信
号生成回路５２に出力される。

【００５３】前記電圧信号生成回路５２は、出力端子が
周波数可変発振回路５３に接続されている。本実施形態
の電圧信号生成回路５２は、ねじり振動検出用電極板１
４からの電圧信号Ｖ１ｓ（モータ逆回転時には縦振動検
出用電極１２からの電圧信号Ｖ２ｓ）に基づいて可変の
電圧信号Ｖ１ｘ（モータ逆回転時にはＶ２ｘ）を生成し
周波数可変発振回路５３に出力するようになっている。
また、本実施形態では、電圧信号生成回路５２は、モー
タ始動時、つまり電圧信号Ｖ１ｓ（又はＶ２ｓ）がゼロ
のときにおいて電圧信号Ｖ１ｘａ（モータ逆回転時には
Ｖ２ｘａ）を生成し周波数可変発振回路５３に出力する
ようになっている。

【００５４】前記周波数可変発振回路５３は、その入力
端子が前記電圧信号生成回路５２に接続され、その出力
端子がトランス５４の一次側巻線５４ａに接続されてい
る。本実施形態の周波数可変発振回路５３は、電圧信号
生成回路５２からの電圧信号Ｖ１ｘ（又はＶ２ｘ）に基
づいて可変の周波数ｆ１ｘ（モータ逆回転時にはｆ２
ｘ）を有する駆動用電圧信号としての電圧信号Ｖ１ｆ
（モータ逆回転時にはＶ２ｆ）を生成し、該電圧信号Ｖ
１ｆ（又はＶ２ｆ）をトランス５４に出力するようにな
っている。

【００５５】なお、周波数可変発振回路５３は、電圧信
号生成回路５２から「Ｖ１ｘａ」の電圧信号Ｖ１ｘを入
力したとき、周波数ｆ１ｘが「ｆ１」となる電圧信号Ｖ
１ｆを出力する。また、周波数可変発振回路５３は、電
圧信号生成回路５２から「Ｖ２ｘａ」の電圧信号Ｖ２ｘ
を入力したとき、周波数ｆ２ｘが「ｆ２」となる電圧信
号Ｖ１ｆを出力する。ここで、周波数ｆ１は図５に示す
超音波モータ１の正回転時におけるステータ２の共振周
波数であり、周波数ｆ２は超音波モータ１の逆回転時に
おけるステータ２の共振周波数である。

【００５６】前記トランス５４は、その一次側巻線５４
ａが前記周波数可変発振回路５３に接続され、その二次
側巻線５４ｂがそれぞれ前記駆動用電極１１及び第１及
び第２電極板９，１０に接続されている。本実施形態の
トランス５４は、前記周波数可変発振回路５３からの電
圧信号Ｖ１ｆ（又はＶ２ｆ）を電力増幅させ前記駆動用
電極１１及び第１及び第２電極板９，１０の間に印加す
るようになっている。

【００５７】次に、前記自励振駆動回路５０にて本実施
形態の超音波モータ１を駆動する駆動方法について説明
する。まず、超音波モータ１を正回転させる場合、前記
切り替えスイッチ５１は第１の切り替え端子５１ａに切
り替えられている。始動時に前記電圧信号生成回路５２
は電圧信号Ｖ１ｓがゼロであることに基づいて電圧信号
Ｖ１ｘ（＝Ｖ１ｘａ）を生成し周波数可変発振回路５３
に出力する。

【００５８】そして、電圧信号生成回路５２からの電圧
信号Ｖ１ｘ（＝Ｖ１ｘａ）に基づいて周波数可変発振回
路５３には共振周波数ｆ１と同じ周波数の電圧信号Ｖ１
ｆを生成する。この電圧信号Ｖ１ｆはトランス５４によ
り昇圧された後、駆動用電極１１及び第１及び第２電極
板９，１０に印加される。すると、金属ブロック体５の
上面に加圧接触されたロータ３はねじり２次の振動を主
とした複合振動によって図６（ａ）に示す時計回り方向
（ＣＷ）に正回転される。

【００５９】また、ステータ２が振動することによって
超音波モータ１は正回転し始めたら、ステータ２の振動
とともに振動されたねじり振動検出用圧電素子８には電
圧信号Ｖ１ｓが発生する。この電圧信号Ｖ１ｓは電圧信
号生成回路５２に入力される。電圧信号生成回路５２
は、ねじり振動検出用電極板１４からのこの電圧信号Ｖ
１ｓに基づいてステータ２の実振動周波数ｆｎが共振周
波数ｆ１となるようステータ２を駆動するための電圧信
号Ｖ１ｘを生成し周波数可変発振回路５３に出力する。

【００６０】周波数可変発振回路５３は、電圧信号生成
回路５２からの電圧信号Ｖ１ｘに基づいてステータ２の
実振動周波数ｆｎが共振周波数ｆ１となるよう周波数ｆ
１ｘを有する電圧信号Ｖ１ｆを生成しトランス５４に出
力する。

【００６１】そして、トランス５４は、周波数可変発振
回路５３からの電圧信号Ｖ１ｆを昇圧して駆動用電極１
１及び第１及び第２電極板９，１０に印加させる。従っ
て、超音波モータ１は、ステータ２の実振動周波数ｆｎ
が共振周波数ｆ１に収束するように制御されてねじり２
次の振動を主とした複合振動にて正回転される。

【００６２】一方、超音波モータ１を逆回転させる場
合、前記切り替えスイッチ５１は第２の切り替え端子５
１ｂに切り替えられている。始動時に前記電圧信号生成
回路５２は電圧信号Ｖ２ｓがゼロであることに基づいて
電圧信号Ｖ２ｘ（＝Ｖ２ｘａ）を生成し周波数可変発振
回路５３に出力する。

【００６３】そして、電圧信号生成回路５２からの電圧
信号Ｖ２ｘ（＝Ｖ２ｘａ）に基づいて周波数可変発振回
路５３には共振周波数ｆ２と同じ周波数の電圧信号Ｖ２
ｆを生成する。この電圧信号Ｖ２ｆはトランス５４によ
り昇圧された後、駆動用電極１１及び第１及び第２電極
板９，１０に印加される。すると、金属ブロック体５の
上面に加圧接触されたロータ３は縦１次の振動を主とし
た複合振動によって図７（ａ）に示す反時計回り方向
（ＣＣＷ）に逆回転される。

【００６４】また、ステータ２が振動することによって
超音波モータ１は逆回転し始めたら、ステータ２の振動
とともに振動された第１及び第２駆動用圧電素子６，７
には電圧信号Ｖ２ｓが発生する。この電圧信号Ｖ２ｓは
電圧信号生成回路５２に入力される。電圧信号生成回路
５２は、縦振動検出用電極１２からのこの電圧信号Ｖ２
ｓに基づいてステータ２の実振動周波数ｆｎが共振周波
数ｆ２となるようステータ２を駆動するための電圧信号
Ｖ２ｘを生成し周波数可変発振回路５３に出力する。

【００６５】周波数可変発振回路５３は、電圧信号生成
回路５２からの電圧信号Ｖ２ｘに基づいてステータ２の
実振動周波数ｆｎが共振周波数ｆ２となるよう周波数ｆ
２ｘを有する電圧信号Ｖ２ｆを生成しトランス５４に出
力する。

【００６６】そして、トランス５４は、周波数可変発振
回路５３からの電圧信号Ｖ２ｆを昇圧して駆動用電極１
１及び第１及び第２電極板９，１０に印加させる。従っ
て、超音波モータ１は、ステータ２の実振動周波数ｆｎ
が共振周波数ｆ２に収束するように制御されて縦１次の
振動を主とした複合振動にて逆回転される。

【００６７】次に、上記のような超音波モータ１の特徴
を以下に記載する。 （１）本実施形態では、ステータ２には、ねじり振動を
検出するためのねじり振動検出用圧電素子８とねじり振
動検出用電極板１４が設けられている。

【００６８】従って、超音波モータ１の正回転制御は、
ねじり振動を検出するためのねじり振動検出用圧電素子
８とねじり振動検出用電極板１４からの電圧信号に基づ
いて行うことができる。その結果、縦振動振動検出手段
からの電圧信号に基づいて正回転制御する従来の技術に
比べて、ねじり２次振動を主として複合振動にて正回転
する超音波モータ１の正回転制御はより精度高く行うこ
とができる。

【００６９】（２）本実施形態では、ねじり振動検出用
圧電素子８とねじり振動検出用電極板１４は、ねじり振
動のひずみが多く発生するステータ２の第２の金属ブロ
ック体５に近接する位置に配置されている。

【００７０】従って、ねじり振動検出用圧電素子８とね
じり振動検出用電極板１４によるねじり振動信号の検出
はより正確である。その結果、超音波モータ１に対して
最適な駆動条件を確保することができる。

【００７１】（３）本実施形態では、ステータ２には、
ねじり振動を検出するためのねじり振動検出用圧電素子
８とねじり振動検出用電極板１４が設けられているとと
もに、縦振動検出用電極１２を備えた第３電極板１３が
駆動用圧電素子６，７より挟持されるように設けられて
いる。

【００７２】従って、超音波モータ１の正逆回転の振動
状態を反映する電圧信号Ｖ１ｓと電圧信号Ｖ２ｓがねじ
り振動検出用電極板１４と縦振動検出用電極１２により
それぞれ検出され、その検出された電圧信号Ｖ１ｓ，Ｖ
２ｓに基づいて自励振駆動回路５０にてそれぞれ自励振
駆動制御できるため、正逆回転の振動状態が同時に縦振
動検出用電極にて検出する従来の技術に比べて超音波モ
ータ１の駆動制御がより正確に行うことができる。その
結果、従来のような正逆回転の振動状態を精度よく見分
けるために必要とした複雑な振動比較回路や周波数制御
回路が不要となり、超音波モータ１の部品点数及びコス
トの低減を図ることができる。

【００７３】（４）本実施形態では、ねじり振動検出用
電極板１４からの電圧信号Ｖ１ｓ及び縦振動検出用電極
１２からの電圧信号Ｖ２ｓをそれぞれ検出し、ステータ
２の実振動周波数ｆｎが共振周波数ｆ１（又はｆ２）と
なるようステータ２を駆動するための駆動用電圧信号Ｖ
１ｆ（又はＶ２ｆ）を自励振駆動回路５０にてそれぞれ
生成し第１及び第２電極板９，１０及び駆動用電極１１
に印加するようにした。

【００７４】従って、超音波モータ１は、そのステータ
２の実振動周波数ｆｎが常に共振周波数ｆ１（又はｆ
２）に近づける最適な駆動条件にて駆動制御することが
できる。その結果、最適な駆動条件を確保するために従
来で必要としていた複雑な振動比較回路や駆動周波数を
制御する周波数制御回路が不要となる。よって、超音波
モータ１の駆動回路が簡単な構成ですむため、超音波モ
ータ１の部品点数及びコストの低減を図ることができ
る。

【００７５】（５）本実施形態では、自励振駆動回路５
０には、ねじり振動検出用電極板１４からの電圧信号Ｖ
１ｓ又は縦振動検出用電極１２からの電圧信号Ｖ２ｓに
基づいてステータ２の実振動周波数ｆｎが共振周波数ｆ
１（又はｆ２）となるようステータ２を駆動するための
電圧信号Ｖ１ｘ（又はＶ２ｘ）を生成する電圧信号生成
回路５２を備えた。従って、それぞれの振動状態をより
正確に追尾することができ、超音波モータ１に対して最
適な駆動条件を更に確保することができる。

【００７６】上記した実施の形態は以下のように変更し
て実施してもよい。 ○図９に示すように、ねじり振動検出用圧電素子８を第
１ブロック部１６の底面に固着して実施してもよい。こ
のとき、ねじり振動検出用圧電素子８を図示しないリー
ド線を介して直接に自励振駆動回路５０の切り替えスイ
ッチ５１における第１の切り替え端子５１ａに接続され
ている。この場合、上記実施形態の特徴（１）、（３）
〜（５）に記載の効果に加えて、ねじり振動検出用電極
板１４及び絶縁板１５を省略することができる。その結
果、超音波モータ１の部品点数及びコストの低減を更に
図ることができる。

【００７７】○また、図１０に示すように、厚さ方向
（図１０に示すＭ方向）に分極されたねじり振動検出用
圧電素子４６を第１ブロック部１６の側面に固着して実
施してもよい。このとき、ねじり振動検出用圧電素子４
６を図示しないリード線を介して直接に自励振駆動回路
５０の切り替えスイッチ５１における第１の切り替え端
子５１ａに接続されている。この場合、上記実施形態の
特徴（１）、（３）〜（５）に記載の効果に加えて、ね
じり振動検出用電極板１４及び絶縁板１５を省略するこ
とができる。その結果、超音波モータ１の部品点数及び
コストの低減を更に図ることができる。

【００７８】○さらに、図１１及び図１２に示すよう
に、電極板１１には駆動用電極しか形成せず、縦振動検
出用電極１２とねじり振動検出用電極１４とを絶縁的に
一体に形成してもよい。このとき、縦振動検出用電極１
２とねじり振動検出用電極１４を絶縁的に一体形成した
電極板８０の中心部に貫通孔８０ａが形成されている。

【００７９】電極板８０の周面にはねじり振動検出用電
極１４に導通する端子片１４ｂと縦振動検出用電極１２
に導通する端子片１２ｂがそれぞれ形成されている。端
子片１４ｂと端子片１２ｂは、リード線を介してそれぞ
れ前記自励振駆動回路５０と接続されている。

【００８０】同時に、前記ねじり振動検出用圧電素子８
の半分を厚さ方向に分極させ、その他の半分を周方向
（ねじり方向）に分極させるようにしてもよい。つま
り、前記ねじり振動検出用圧電素子８の一部を縦振動検
出手段としての縦振動検出用圧電素子にしてもよい。ま
た、ねじり振動検出用圧電素子８を図１３に示すように
軸線方向に対して斜め方向に分極してもよい。これらの
場合、ねじり振動検出用圧電素子８にて縦方向・ねじり
方向のひずみを検出することができるから、上記実施形
態の特徴（１）〜（５）に記載の効果に加えて、第１及
び第２駆動用圧電素子６，７を有効に利用することがで
きる。

【００８１】○上記実施形態のステータ２は、図１４に
示すように実施してもよい。詳述すると、図１４に示す
ように、ステータ２は第１及び第２の金属ブロック体
４，５、第１及び第２駆動用圧電素子６，７、ねじり振
動検出手段を構成するねじり振動検出用圧電素子８、電
源供給用電極板としての第１及び第２電極板９，１０、
駆動用電極１１、縦振動検出手段を構成する縦振動検出
用電極１２、ねじり振動検出手段を構成するねじり振動
検出用電極板１４、縦振動検出手段を構成する縦振動検
出用圧電素子４７、絶縁板１５，４８を備えている。

【００８２】駆動用電極１１は円板状に形成され、その
中心部に貫通孔１１ａが形成されている。駆動用電極１
１の周面にはリード線を介して自励振駆動回路５０に接
続するための端子片１１ｂが形成されている。

【００８３】縦振動検出用電極１２は円板状に形成さ
れ、その中心部に貫通孔１２ａが形成されている。縦振
動検出用電極１２の周面にはリード線を介して自励振駆
動回路５０に接続するための端子片１２ｂが形成されて
いる。

【００８４】ねじり振動検出用電極板１４は円板状に形
成され、その中心部に貫通孔１４ａが形成されている。
ねじり振動検出用電極板１４の周面には端子片１４ｂが
形成され、その端子片１４ｂは、リード線を介してそれ
ぞれ後述する図４に示す自励振駆動回路５０と接続され
ている。

【００８５】縦振動検出用圧電素子４７は円板状に形成
され、その中心部に貫通孔４７ａが形成されている。
又、縦振動検出用圧電素子４７は、厚さ方向（図１４に
示す上下方向）に分極されている。

【００８６】絶縁板４８は、樹脂等の絶縁材料にて円板
状に形成され、その中心部に貫通孔４８ａが形成されて
いる。そして、前記第１の金属ブロック体４と第２の金
属ブロック体５の間には、第１及び第２駆動用圧電素子
６，７と、ねじり振動検出用圧電素子８及び縦振動検出
用圧電素子４７と、第１及び第２電極板９，１０と、駆
動用電極１１と、ねじり振動検出用電極板１４及び縦振
動検出用電極１２と、絶縁板１５，４８が配設されてい
る。詳述すると、第１の金属ブロック体４の上面から第
２の金属ブロック体５の下面に向かって、絶縁板４８、
縦振動検出用電極１２、縦振動検出用圧電素子４７、第
１電極板９、第１駆動用圧電素子６、駆動用電極１１、
第２駆動用圧電素子７、第２電極板１０、ねじり振動検
出用圧電素子８、ねじり振動検出用電極板１４、絶縁板
１５の順に積層される。

【００８７】この場合、上記実施形態の特徴（１）〜
（５）に記載の効果と同様な効果を得ることができる。 ○また、上記実施形態の自励振駆動回路は、図１５に示
すような自励振駆動回路６０にて実施してもよい。詳述
すると、自励振駆動回路６０は、図１５に示すように、
第１駆動手段６０ａと第２駆動手段６０ｂを備えてい
る。第１駆動手段６０ａは、スイッチ６１と、第１電圧
信号生成回路６３と、第１周波数可変発振回路６５及び
第１トランス６７から構成され、第２駆動手段６０ｂ
は、スイッチ６２と、第２電圧信号生成回路６４と、第
２周波数可変発振回路６６及び第２トランス６８から構
成されている。

【００８８】前記スイッチ６１は、ねじり振動検出用電
極板１４に接続され、スイッチ６２は、縦振動検出用電
極１２に接続されるようになっている。前記スイッチ６
１は、超音波モータ１を正回転させるときにオンされ、
超音波モータ１を逆回転させるときにオフされるように
なっている。逆に、前記スイッチ６２は、超音波モータ
１を正回転させるときにオフされ、超音波モータ１を逆
回転させるときにオンされるようになっている。

【００８９】そして、超音波モータ１を正回転させると
き、前記ねじり振動検出用電極板１４に生じる電圧信号
Ｖ１ｓがスイッチ６１を介して第１電圧信号生成回路６
３に出力される。また、超音波モータ１を逆回転させる
とき、前記縦振動検出用電極１２に生じる電圧信号Ｖ２
ｓがスイッチ６２を介して第２電圧信号生成回路６４に
出力される。

【００９０】前記第１電圧信号生成回路６３は、出力端
子が第１周波数可変発振回路６５に接続されている。第
１電圧信号生成回路６３は、ねじり振動検出用電極板１
４からの電圧信号Ｖ１ｓに基づいて可変の電圧信号Ｖ１
ｘを生成し第１周波数可変発振回路６５に出力するよう
になっている。また、第１電圧信号生成回路６３は、モ
ータ始動時、つまり電圧信号Ｖ１ｓがゼロのときにおい
て電圧信号Ｖ１ｘａを生成し第１周波数可変発振回路６
５に出力するようになっている。

【００９１】同様に、前記第２電圧信号生成回路６４
は、出力端子が第２周波数可変発振回路６６に接続され
ている。第２電圧信号生成回路６４は、縦振動検出用電
極１２からの電圧信号Ｖ２ｓに基づいて可変の電圧信号
Ｖ２ｘを生成し第２周波数可変発振回路６６に出力する
ようになっている。また、第２電圧信号生成回路６４
は、モータ始動時、つまり電圧信号Ｖ２ｓがゼロのとき
において電圧信号Ｖ２ｘａを生成し第２周波数可変発振
回路６６に出力するようになっている。

【００９２】前記第１及び第２周波数可変発振回路６
５，６６は、その入力端子がそれぞれ第１及び第２電圧
信号生成回路６３，６４に接続され、その出力端子がそ
れぞれ第１及び第２トランス６７，６８の一次側巻線６
７ａ，６８ａに接続されている。

【００９３】また、第１周波数可変発振回路６５は、第
１電圧信号生成回路６３からの電圧信号Ｖ１ｘに基づい
て可変の周波数ｆ１ｘを有するねじり駆動用電圧信号と
しての電圧信号Ｖ１ｆを生成し、該電圧信号Ｖ１ｆを第
１トランス６７に出力するようになっている。同様に、
第２周波数可変発振回路６６は、第２電圧信号生成回路
６４からの電圧信号Ｖ２ｘに基づいて可変の周波数ｆ２
ｘを有する縦振動駆動用電圧信号としての電圧信号Ｖ２
ｆを生成し、該電圧信号Ｖ２ｆを第２トランス６８に出
力するようになっている。

【００９４】なお、第１周波数可変発振回路６５は、第
１電圧信号生成回路６３から「Ｖ１ｘａ」の電圧信号Ｖ
１ｘを入力したとき、周波数ｆ１ｘが「ｆ１」となる電
圧信号Ｖ１ｆを出力する。また、第２周波数可変発振回
路６６は、第２電圧信号生成回路６４から「Ｖ２ｘａ」
の電圧信号Ｖ２ｘを入力したとき、周波数ｆ２ｘが「ｆ
２」となる電圧信号Ｖ２ｆを出力する。ここで、周波数
ｆ１は超音波モータ１の正回転時におけるステータ２の
共振周波数であり、周波数ｆ２は超音波モータ１の逆回
転時におけるステータ２の共振周波数である。

【００９５】前記第１及び第２トランス６７，６８は、
その一次側巻線６７ａ，６８ａがそれぞれ前記第１及び
第２周波数可変発振回路６５，６６に接続され、その二
次側巻線６７ｂ，６８ｂが前記駆動用電極１１及び第１
及び第２電極板９，１０にそれぞれ接続されている。第
１及び第２トランス６７，６８は、それぞれ前記第１及
び第２周波数可変発振回路６５，６６からの電圧信号Ｖ
１ｆ，Ｖ２ｆをそれぞれ電力増幅させ前記駆動用電極１
１及び第１及び第２電極板９，１０の間に印加するよう
になっている。

【００９６】この場合、上記実施形態の特徴（１）〜
（５）に記載の効果に加えて、ねじり振動駆動用電圧信
号を生成する第１駆動手段６０ａと縦振動駆動用電圧信
号を生成する第２駆動手段６０ｂがそれぞれ設けられて
いることから、正回転と逆回転の制御をそれぞれ分担で
きるとともに、駆動制御の信頼性を向上することができ
る。

【００９７】なお、自励振駆動回路６０のトランスを１
つにしてもよい。つまり、第１及び第２トランス６７，
６８を１つのトランスにし、それぞれ第１及び第２周波
数可変発振回路６５，６６からの電圧信号Ｖ１ｆ，Ｖ２
ｆをこの１つのトランスにてそれぞれ電力増幅させ前記
駆動用電極１１及び第１及び第２電極板９，１０の間に
印加する。

【００９８】○上記実施形態では、本発明を正逆回転制
御可能な超音波モータ１に具体化して実施したが、本発
明を正回転制御のみの超音波モータに具体化して実施し
てもよい。このとき、縦振動検出用電極１２を省略して
もよい。この場合、上記実施形態の特徴（１）（２）に
記載の効果と同様な効果を得ることができる。

【００９９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、超音波モータの正回転制御はより精度高
く行うことができる。

【０１００】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、超音波モータの部品点数
及びコストの低減を図ることができる。請求項３に記載
の発明によれば、請求項１及び２に記載の発明の効果に
加えて、超音波モータに対して最適な駆動条件を確保す
ることができる。

【０１０１】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
〜３に記載の発明の効果に加えて、超音波モータの部品
点数及びコストの低減を更に図ることができる。請求項
５及び８に記載の発明によれば、超音波モータの駆動制
御の信頼性を向上することができる。

【０１０２】請求項６に記載の発明によれば、超音波モ
ータの部品点数及びコストの低減を図ることができる。
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明
の効果に加えて、超音波モータに対して最適な駆動条件
を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態における超音波モータの全体の斜視
図。

【図２】本実施形態における超音波モータの分解斜視
図。

【図３】本実施形態における超音波モータの要部縦断面
図。

【図４】本実施形態における超音波モータを駆動する駆
動回路。

【図５】本実施形態におけるステータの共振特性を示す
波形図。

【図６】有限要素法を説明するための説明図。

【図７】有限要素法を説明するための説明図。

【図８】本実施形態における超音波モータの振動を説明
するための説明図。

【図９】別例の超音波モータの要部縦断面図。

【図１０】別例の超音波モータの要部縦断面図。

【図１１】別例の超音波モータの分解斜視図。

【図１２】別例の超音波モータの要部縦断面図。

【図１３】別例の超音波モータの振動検出用圧電素子の
斜視図。

【図１４】別例の超音波モータの分解斜視図。

【図１５】別例の超音波モータを駆動する駆動回路。

【図１６】従来技術の超音波モータの分解斜視図。

【図１７】従来技術の超音波モータの要部縦断面図。

【符号の説明】

１…超音波モータ、２…ステータ、３…ロータ、４，５
…第１及び第２の金属ブロック体、６，７…第１及び第
２駆動用圧電素子、８，４６…ねじり振動検出手段を構
成するねじり振動検出用圧電素子、９，１０…電源供給
用電極板としての第１及び第２電極板、１１…電源供給
用電極板としての駆動用電極、１２…縦振動検出手段を
構成する縦振動検出用電極、１４…ねじり振動検出手段
を構成するねじり振動検出用電極板、４７…縦振動検出
手段を構成する縦振動検出用圧電素子、５０、６０…駆
動回路としての自励振駆動回路、６０ａ，６０ｂ…自励
振駆動回路６０を構成する第１及び第２駆動手段、５
２，６３，６４…電圧信号生成回路。

フロントページの続き (72)発明者 谷野 元康 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 Ｆターム(参考） 5H680 AA10 BB04 BB16 CC03 CC06 DD01 DD13 DD23 DD27 DD39 DD55 DD65 DD75 DD85 DD87 EE03 EE24 FF04 FF08 FF26 GG25

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動用圧電素子（６，７）及び電源供給
   用電極板（９，１０，１１）が第１及び第２の金属ブロ
   ック体（４，５）により挟持固定されてなるステータ
   （２）と、該ステータ（２）に回動可能に加圧接触され
   たロータ（３）とを備え、前記ステータ（２）に発生す
   る縦振動とねじり振動からなる複合振動により前記ロー
   タ（３）を回転駆動する超音波モータにおいて、 前記ステータ（２）には、前記駆動用圧電素子（６，
   ７）及び電源供給用電極板（９，１０，１１）とは別に
   ねじり振動を検出するためのねじり振動検出手段（８，
   ４６，１４）を設けたことを特徴とする超音波モータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の超音波モータにおい
   て、 前記ねじり振動検出手段（８，４６，１４）は、ねじり
   振動検出用圧電素子（８，４６）からなることを特徴と
   する超音波モータ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の超音波モータに
   おいて、 前記ねじり振動検出手段（８，４６，１４）は、ステー
   タ（２）におけるねじり振動のひずみが多く発生する位
   置に配置されていることを特徴とする超音波モータ。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１に記載の超
   音波モータにおいて、 前記ステータ（２）には、縦振動を検出するための縦振
   動検出用手段（１２，４７）を設けたことを特徴とする
   超音波モータ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の超音波モータにおい
   て、 前記ねじり振動検出手段（８，４６，１４）からの検出
   信号（Ｖ１ｓ）に基づいてねじり振動駆動用電圧信号
   （Ｖ１ｆ）を生成しステータ（２）を駆動する第１駆動
   手段（６０ａ）と、前記縦振動検出用手段（１２，４
   ７）からの検出信号（Ｖ２ｓ）に基づいて縦振動駆動用
   電圧信号（Ｖ２ｆ）を生成しステータ（２）を駆動する
   第２駆動手段（６０ｂ）とを備えた駆動回路（６０）に
   て駆動されるようにしたことを特徴とする超音波モー
   タ。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の超音波モータの駆動方
   法であって、 前記縦振動検出手段（１２，４７）とねじり振動検出手
   段（８，４６，１４）から電圧信号（Ｖ１ｓ，Ｖ２ｓ）
   を検出し、ステータ（２）の実振動周波数（ｆｎ）が共
   振周波数（ｆ１，ｆ２）となるようにステータ（２）を
   駆動するための駆動用電圧信号（Ｖ１ｆ，Ｖ２ｆ）を駆
   動回路（５０）にてそれぞれ生成し、それぞれの駆動用
   電圧信号（Ｖ１ｆ，Ｖ２ｆ）を前記電源供給用電極板
   （９，１０，１１）に印加するようにしたことを特徴と
   する超音波モータの駆動方法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の超音波モータの駆動方
   法において、 前記駆動回路（５０）には、電圧信号生成回路（５２）
   を備え、該電圧信号生成回路（５２）にて縦振動検出手
   段（１２）とねじり振動検出手段（８，４６，１４）か
   らの電圧信号（Ｖ１ｓ，Ｖ２ｓ）に基づいて電圧信号
   （Ｖ１ｘ，Ｖ２ｘ）を生成するようにしたことを特徴と
   する超音波モータの駆動方法。
8. 【請求項８】 請求項５に記載の超音波モータの駆動方
   法であって、 前記第１及び第２駆動手段には、それぞれ第１及び第２
   電圧信号生成回路（６３，６４）及び第１及び第２周波
   数可変発振回路（６５，６６）を備え、第１電圧信号生
   成回路（６３）及び第１周波数可変発振回路（６５）に
   てねじり振動検出手段（８，４６，１４）からの電圧信
   号（Ｖ１ｓ）に基づいてねじり駆動用電圧信号（Ｖ１
   ｆ）を生成し、第２電圧信号生成回路（６４）及び第２
   周波数可変発振回路（６６）にて縦振動検出手段（１
   ２，４７）からの電圧信号（Ｖ２ｓ）に基づいて縦駆動
   用電圧信号（Ｖ２ｆ）を生成し、それぞれの駆動用電圧
   信号（Ｖ１ｆ，Ｖ２ｆ）を前記電源供給用電極板（９，
   １０，１１）に印加するようにしたことを特徴とする超
   音波モータの駆動方法。