JP2002374686A - 振動アクチュエータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 どのような形態の振動アクチュエータであっ
ても、加速時と減速時とで、高精度な位置決めをするこ
とができる振動アクチュエータの制御装置を提供する。 【解決手段】 振動体と移動子（相対運動部材）との間
の相対運動による変位及び速度を検出する検出部の検出
結果から、目標速度と実速度との比較を行い（Ｓ６）、
周波数の掃引方向を決定し（Ｓ７）、周波数を下げる場
合（加速する場合）と周波数を上げる場合（減速する場
合）とで、操作量の算出の基とする周波数−速度線図を
変えて超音波モータを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波モータ等の
振動アクチュエータの駆動を制御する振動アクチュエー
タの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】振動アクチュエータの中で、広く使用さ
れている超音波モータは、例えば、特公平１−１７３５
４等に記載されているように、圧電体の伸縮を利用して
弾性体の駆動面に進行波を発生させ、この進行波によっ
て駆動面上には楕円運動が生じており、楕円運動の波頭
に加圧接触した移動子を駆動する。このような超音波モ
−タの速度を変える場合には、例えば特開昭６２−２０
３５７５号等に記載されているように、共振周波数より
も高周波側で周波数を上下させて速度を制御する方法が
一般的である。例えば、速度を大きくする場合には、現
在の駆動信号の周波数よりも低くし、速度を小さくする
場合には、駆動信号の周波数を高くする。また、このよ
うな超音波モ−タを使用して高精度な位置制御を行う場
合について、例えば特開平１−２９８０６９号に開示さ
れているように、移動子の位置情報と速度情報を得て、
これらの情報から駆動信号の周波数を適宜変更し所望の
位置に移動子を位置決めするといった方法がある。この
ような従来の位置制御の方法では、周波数に対する速度
の関係(周波数−速度線図)が常に一定の関係にあること
を前提としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、超音波
モータの汎用化が進み、低コスト化が進む中で、周波数
−速度線図が、超音波モータの状態によって変わってし
まう場合が生じるようになってきた。例えば、従来の超
音波モータは、金属面の駆動面を持つ振動体に接触する
移動子の摺動面には、エンジニアプラスチック等の高価
格な材料により形成された摺動材が接着等により設けら
れていたが、低コスト化のため、移動子には金属系の表
面処理が施され、摺動材の代替とすることが進められて
いる。この場合、振動体と移動子とは金属系同士といっ
た硬いもの同士の摺動となるが、このようにすると周波
数−速度線図が、速度を上昇させる場合(高周波側から
低周波側へ変化させる場合)と、速度を降下させる場合
(低周波側から高周波側へ変化させる場合)とで、ズレが
生じることが本願出願人の実験により得られている。

【０００４】図５は、振動体の駆動面と移動子の摺動面
を、どちらも金属とした場合の、周波数−速度線図であ
る。周波数を高い側から掃引した場合の線図Ａと、周波
数を低い方から掃引した場合の線図Ｂとを比較すると、
低速度領域において線図に差が生じており、周波数を高
い側から掃引した線図Ａの速度の方が小さくなってい
る。

【０００５】この原因は、低振幅域において、周波数と
振幅とにヒステリシスがあり、それが現れているものと
推測される。従来のプラスチック等によって形成された
摺動材を貼った移動子では、摺動材の弾性率が小さいた
め、進行波の波に摺動材が食い込むような状態となって
いて、進行波の波頭だけではなく波底にも接触するた
め、進行波の振幅がある程度大きくなり、摺動材の波底
の接触がなくならないと移動子が駆動しないものと考え
られる。一方、金属同士といった硬いもの同士の接触で
は、金属の弾性係数が大きいため、進行波の振幅が小さ
くても波頭のみの接触で駆動されるため、低振幅域で起
きたヒステリシス現象が現れてしまっていると考えられ
る。

【０００６】図５に示すように周波数−速度線図が、速
度上昇側（加速時）と速度低下側（減速時）とで異なっ
てしまうと、目標速度と現速度との差を基にした速度制
御を行って位置決めを行おうとした場合に、速度制御の
精度を上げることができず、それにともない位置誤差が
大きくなってしまい、高精度な位置決めができないとい
う問題があった。

【０００７】本発明の課題は、どのような形態の振動ア
クチュエータであっても、加速時と減速時とで、高精度
な位置決めをすることができる振動アクチュエータの制
御装置を提供することである。

【０００８】

【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、駆動信号を発生する発振部
（２０）と、前記駆動信号により励振される電気機械変
換素子（２）、及び、前記電気機械変換素子に接合さ
れ、前記励振により駆動面（１ａ）に振動波を発生する
弾性体（１）を有する振動体と、前記振動波によって前
記振動体に対して相対運動を行う相対運動部材（７）
と、を備えた振動アクチュエータの駆動を制御する制御
装置であって、前記相対運動が加速運動である場合と減
速運動である場合とで、異なる制御方法によって前記駆
動信号を制御する制御部（６０）を備えること、を特徴
とする振動アクチュエータの制御装置である。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１に記載の振動
アクチュエータの制御装置において、前記異なる制御方
法は、加速時と減速時の駆動特性の違いに基づいている
こと、を特徴とする振動アクチュエータの制御装置であ
る。

【００１０】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の制御装置において、前記
制御部（６０）は、前記相対運動部材の相対運動が低速
の場合に前記異なる制御方法によって前記駆動信号を制
御すること、を特徴とする振動アクチュエータの制御装
置である。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータの制御
装置において、前記振動体（１，２）と前記相対運動部
材（７）との間の相対運動による変位及び／又は速度を
検出する検出部（５０）を備え、前記制御部（６０）
は、前記検出部の検出結果に基づいて前記相対運動が加
速運動であるか減速運動であるかを判断すること、を特
徴とする振動アクチュエータの制御装置である。

【００１２】請求項５の発明は、請求項１から請求項４
までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータの制御
装置において、前記制御部（６０）は、前記駆動信号を
制御する制御パラメータの変更量の算出方法が、前記相
対運動が加速運動である場合と減速運動である場合とで
異なること、を特徴とする振動アクチュエータの制御装
置である。

【００１３】請求項６の発明は、請求項２から請求項５
までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータの制御
装置において、前記制御部（６０）は、現時点の実相対
速度と、所定時間後の目標相対速度との差によって、前
記相対運動が加速運動であるか減速運動であるかを判断
する（Ｓ６，Ｓ７）こと、を特徴とする振動アクチュエ
ータの制御装置である。

【００１４】請求項７の発明は、請求項１から請求項５
までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータの制御
装置において、前記制御部（６０）は、前記駆動信号を
発生する前に予め演算した時間に到達しているか否かに
よって、前記相対運動が加速運動であるか減速運動であ
るかを判断する（Ｓ２７）こと、を特徴とする振動アク
チュエータの制御装置である。

【００１５】請求項８の発明は、請求項１から請求項７
までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータの制御
装置において、前記弾性体（１）の駆動面（１ａ）と前
記相対運動部材（７）との接触は、弾性係数の大きな材
料同士の接触であること、を特徴とする振動アクチュエ
ータの制御装置である。

【００１６】請求項９の発明は、請求項１から請求項８
までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータの制御
装置において、前記弾性体（１）の前記駆動面（１ａ）
と前記相対運動部材（７）の前記接触面（７ａ）との少
なくとも一方は、表面処理により硬度を増加しているこ
と、を特徴とする振動アクチュエータの制御装置であ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照しながら、本
発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。 （第１実施形態）図１は、第１実施形態における超音波
モータ１０を回転中心付近で切断して示した断面図であ
る。第１実施形態における超音波モータ１０は、弾性体
１，圧電体２，不織布３，加圧板４，加圧部材５，下板
６，移動子７，振動吸収部材８，駆動伝達部材９等を備
えており、弾性体１及び圧電体２を有する振動子を固定
して、相対運動部材である移動子７を駆動するモータで
ある。

【００１８】弾性体１は、圧電体に接合されている円環
形状の部材であり、共振先鋭度が大きな金属材料から成
り、本実施形態ではステンレス鋼ＳＵＳ３０４とした
（Ｈｖ＝３００）。弾性体１の圧電体２が接合される面
と反対側の駆動面１ａには、溝１ｂが多数切ってあり、
突起部分（溝１ｂがない箇所）の先端面が移動子７と接
触する駆動面１ａとなり、加圧部材５によって移動子７
に加圧接触されている。溝１ｂを切る理由は、進行波の
中立面をできる限り圧電体２側に近づけ、これにより駆
動面１ａの進行波の振幅を増幅させるためである。

【００１９】圧電体２は、圧電素子や電歪素子等の電気
機械変換素子であって、円周方向に沿って２つの相（Ａ
相、Ｂ相）に分かれており、各相においては、１／２波
長毎に分極が交互となった要素が並べられていて、Ａ相
とＢ相との間には１／４波長分間隔が空くようになって
いる。圧電体２の下（図１において下）には、不織布
３，加圧板４，加圧部材５，下板６が配置されている。
弾性体１及び圧電体２によって、本実施形態における超
音波モータの振動子が形成されている。

【００２０】不織布３は、圧電体２と加圧板４との間に
設けられており、振動体の振動を加圧板や加圧部に伝え
ないようにするシート状の部材であり、本実施形態で
は、フェルトを使用している。

【００２１】加圧板４は、加圧部材５から受けた加圧力
を均等に伝えるための板部材であり、不織布３と加圧部
材５との間に設けられている。

【００２２】加圧部材５は、加圧板４と下板６との間に
配置された皿ばねであり、加圧力を発生するものであ
る。本実施形態では、加圧部材５を皿ばねとしたが、皿
ばねでなくともコイルばねやウェーブばねでもよい。

【００２３】移動子７は、アルミニウム等の軽金属によ
り形成さた相対運動部材であり、摺動面７ａの表面に
は、耐摩耗性向上のため、アルマイトの表面処理が成さ
れている（Ｈｖ＝３５０）。移動子７の摺動面７ａと反
対側の面上には、移動子７の縦方向の振動を吸収するた
めに、ゴム等の振動吸収部材８が配置され、この振動吸
収部材８を挟んで駆動伝達部材９が配置されている。

【００２４】駆動伝達部材９は、移動子７と回転方向に
係合するようにされており（不図示）、移動子７の回転
運動を受けて回転するようになっている。

【００２５】図２は、第１実施形態における超音波モ−
タ１０の制御装置を説明するブロック図である。本実施
形態における超音波モータの制御装置は、発振部２０，
移相部３０，増幅部４０Ａ，４０Ｂ，検出部５０，制御
部６０等を備えている。

【００２６】発振部２０は、制御部６０の指令により所
望の周波数の駆動信号を発生し、この駆動信号を位相部
３０へ送る部分である。

【００２７】移相部３０は、発振器２０が発生した駆動
信号を９０゜位相の異なる２つの駆動信号に分け、これ
ら２つの駆動信号を増幅部４０Ａ，４０Ｂに送る部分で
ある。

【００２８】増幅部４０Ａ，４０Ｂは、移相部３０によ
って分けられた２つの駆動信号をそれぞれ所望の電圧に
増幅（昇圧）する部分である。増幅部４０Ａ，４０Ｂに
よって増幅された駆動信号は、超音波モ−タ１０に伝達
され、この駆動信号の印加により振動体（弾性体１，圧
電体２）に進行波が発生し、移動子が駆動される。

【００２９】検出部５０は、光学式リニアエンコーダ等
により構成され、移動子７の駆動によって駆動された被
駆動体（不図示）の位置や速度を検出する部分である。

【００３０】制御部６０は、検出部５０からの検出信号
を受け、その値を基に、位置情報と速度情報を得て、目
標位置に位置決めされるように発振部２０が発生する駆
動信号の周波数を制御する部分である。

【００３１】次に、本実施形態における超音波モータの
制御装置の動作について説明する。尚、本実施形態にお
ける超音波モータは、振動体が９波の進行波を発生する
ので、この場合について説明するが、進行波の形態は、
これに限るものではない。まず、制御部６０に目標位置
が外部から伝達されると、これに応じて発振部２０は、
駆動信号を発生する。この駆動信号は、位相部３０によ
り９０゜位相の異なる２つの駆動信号に分割され、増幅
部４０Ａ，４０Ｂにより所望の電圧に増幅される。増幅
された駆動信号は、超音波モ−タ１０の圧電体２に印加
される。これにより圧電体２が励振されて、弾性体１に
９次の曲げ振動が発生する。

【００３２】圧電体２は、Ａ相とＢ相とに分けられてお
り、駆動信号は、それぞれＡ相とＢ相に印加される。Ａ
相から発生する９次曲げ振動とＢ相から発生する９次曲
げ振動とは位置的な位相が１／４波長ずれるようになっ
ており、また、Ａ相駆動信号とＢ相駆動信号とは、９０
゜位相がずれているため、２つの曲げ振動が合成され
て、９波の進行波となる。

【００３３】進行波の波頭には、楕円運動が生じてい
る。従って、駆動面１ａに加圧接触された移動子７は、
この楕円運動によって摩擦的に駆動される。移動子７の
駆動により駆動された被駆動体（不図示）には、光学式
エンコ−ダである検出部５０が配置されていて、そこか
ら、電気パルスが発生し、制御部６０に伝達される。制
御部６０は、この信号を基に、現在の位置と現在の速度
を得ることが可能となり、これらの位置情報、速度情報
及び目標位置情報を基に、発振部２０の駆動周波数が制
御される。

【００３４】次に本実施形態における制御部６０が行う
制御の流れについて説明する。図３は、制御部６０が行
う制御動作を示すフローチャートである。ステップ（以
下、Ｓとする）１では、まず、外部の上位機器から制御
部６０に目標位置が伝達される。

【００３５】Ｓ２では、被駆動体の位置情報を検出部５
０より得て、現位置と目標位置との差を算出し、この差
が位置決めの許容範囲内ならＳ１１に進み終了し、位置
決めの許容範囲外ならば、Ｓ３に進む。

【００３６】Ｓ３では、現位置と目標位置との差より、
どのような時間−速度の関係（目標速度線図）を描けば
目標位置に到達するかを算出する。図４は、目標速度線
図の一例を示す図である。ｔ１時点まで移動子７を加速
し、ｔ１時点からｔ２時点間では等速とし、ｔ２時点か
らｔ３時点まで減速して、ｔ３時点に速度０となる。移
動子７が速度０となり、止まった位置が目標位置となる
ように速度線図は算出される。

【００３７】Ｓ４では、目標速度線図が得られたところ
で、移動子７の駆動を開始する。Ｓ５では、現時間をカ
ウントし、速度制御終了時間（ｔ３）に達しているか否
かを判断する。ｔ３に達していなければ、Ｓ６に進み、
ｔ３に達しているときには、Ｓ１１に進み終了する。

【００３８】Ｓ６では、被駆動体の速度情報を検出部５
０より得て、ｔ時点における目標速度と実速度とを比較
する。

【００３９】Ｓ７では、Ｓ６において比較した結果を基
に、周波数の掃引方向を決定する。例えば現在の速度が
目標速度より遅い場合には、周波数を下げる方向に決定
されて、Ｓ８に進み、現在の速度が目標速度より速い場
合には、周波数を上げる方向に決定されて、Ｓ９に進
む。

【００４０】Ｓ８及びＳ９では、速度差情報から操作量
（周波数の変更量、すなわち、制御パラメータの変更
量）を決めるが、本実施形態では、実験結果を基に、２
つの周波数−速度線図を基に操作量を決めるようにし
た。つまり、操作量の算出方法をＳ８とＳ９とで変更し
ている。図５は、先にも示したが、振動体の駆動面と移
動子の摺動面を、どちらも金属とした本実施形態におけ
る超音波モータ１０の、周波数−速度線図である。図５
に示した周波数−速度線図は、実験結果によって得られ
た図であり、実際の超音波モータ１０の挙動を表してい
るので、この周波数−速度線図に従って操作量を決定す
る。

【００４１】図５に示すように、超音波モータ１０は、
周波数を高い方から掃引した場合の周波数と速度の関係
は、線図Ａの関係であるが、周波数を低い方から掃引し
た場合には、線図Ｂの関係であった。中高速域において
は、線図ＡとＢとの差はないが、低速域において、同周
波数における速度の差が生じていることがわかる。従っ
て、周波数−速度の関係のみを基に、現速度を検出し周
波数を制御する従来の方法では、低速域において同周波
数における速度の差があると適正な位置に被駆動体を止
めることができず、最終的な位置誤差が大きくなった
り、何回も駆動と停止とが繰り返されることにより、位
置決め完了までに時間がかかったすることとなる。

【００４２】このように、低速域における加速時と減速
時とで差があるので、本実施形態では、実際の挙動に合
うように、周波数を下げる場合には、線図Ａの関係を基
に操作量を決めるようにし（Ｓ８）、周波数を上げる場
合には、線図Ｂの関係を基に操作量を決めるようにした
（Ｓ９）。上述のように、線図Ａと線図Ｂとにおいて線
図の差が生じている部分は、周波数に対する速度の傾き
が違うので、操作量を算出する方法をＳ８とＳ９とで変
えている。Ｓ８の場合（線図Ａを選択した場合）には、
周波数に対する速度の傾きが大きいため、伝達関数のゲ
インを大きくするようにしている。Ｓ９の場合（線図Ｂ
を選択した場合）には、周波数に対する速度の傾きが線
図Ａよりは小さいため、伝達関数のゲインを線図Ａを選
択した場合より小さくするようにした。

【００４３】Ｓ１０では、決められた操作量を発振部２
０へ出力し、発振部２０の駆動周波数が変更される。

【００４４】本実施形態によれば、周波数の掃引方向に
より、操作量（周波数の変更量）を決めるための周波数
−速度線図を変えたため、速度制御の精度を向上させる
ことができる。従って、最終的な位置誤差を小さくする
ことができ、高精度な位置決めを行うことができる。

【００４５】（第２実施形態）第２実施形態では、操作
量を決めるための線図Ａ又はＢの選択を、時間により判
断している。尚、超音波モ−タ１０や駆動回路の構成
は、第１実施形態と同一のため、重複する説明は省略す
る。図６は、第２実施形態における制御部６０が行う制
御動作を示すフローチャートである。

【００４６】Ｓ２１では、まず、外部の上位機器から制
御部６０に目標位置が伝達される。

【００４７】Ｓ２２では、被駆動体の位置情報を検出部
５０より得て、現位置と目標位置との差を算出し、この
差が位置決めの許容範囲内ならＳ３１に進み終了し、位
置決めの許容範囲外ならば、Ｓ２３に進む。

【００４８】Ｓ２３では、現位置と目標位置との差よ
り、どのような時間−速度の関係（目標速度線図）を描
けば目標位置に到達するかを算出する。ここで、本実施
形態でも、第１実施形態と同様な図４に示した目標速度
線図を例にして説明する。

【００４９】Ｓ２４では、目標速度線図が得られたとこ
ろで、移動子７の駆動を開始する。

【００５０】Ｓ２５では、現時間をカウントし、速度制
御終了時間（ｔ３）に達しているか否かを判断する。ｔ
３に達していなければ、Ｓ２６に進み、ｔ３に達してい
るときには、Ｓ３１に進み終了する。

【００５１】Ｓ２６では、被駆動体の速度情報を検出部
５０より得て、ｔ時点における目標速度と実速度とを比
較する。

【００５２】Ｓ２７では、現時間がｔ２に達しているか
否かを判断し、ｔ２に達していなければ、Ｓ２８に進
み、ｔ３に達しているときには、Ｓ２９に進む。

【００５３】Ｓ２８では、速度差情報から操作量（周波
数の変更量）を決めるが、時間がｔ２より小さいので、
加速過程又は等速過程であると判断でき、図５の線図Ａ
の関係を基に操作量を決めるようにする。

【００５４】Ｓ２９では、時間がｔ２より大きいので、
減速過程であると判断でき、図５の線図Ｂの関係を基に
操作量を決めるようにする。

【００５５】Ｓ１０では、決められた操作量を発振部２
０へ出力し、発振部２０の駆動周波数が変更される。

【００５６】本発明の実施形態によれば、加速過程と減
速過程の操作量（周波数の変更量）の算出方法を変えた
ため、速度制御の精度を向上させることができた。その
ために、最終的な位置誤差を小さくすることができ、高
精度な位置決めを行うことができる。

【００５７】（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。 （１）各実施形態において、超音波モ−タ１０の弾性体
１の材料をＳＵＳ３０４（Ｈｖ＝３００）、移動子７の
材料をアルミニウムにアルマイトの表面処理（Ｈｖ＝３
５０）とし、この面同士を接触して駆動させるようにし
たが、図５に示した低速域の周波数掃引方向による速度
差は、移動子をステンレス鋼にニッケル系メッキの表面
処理（Ｈｖ＝５００）とした場合にも確認されており、
後者の組み合わせでも本発明の制御方法により同様な効
果が得られる。

【００５８】（２）各実施形態において、弾性体１に９
波の進行波が発生する進行波型超音波モ−タを実施形態
として説明したが、他の波数の進行型超音波モ−タでも
構わない。また、進行波型超音波モ−タ以外でも、超音
波振動を用いたモ−タ／アクチュエ−タなら、同様な構
成・動作で同様な効果が得られる。例えば、縦１次モ−
ド振動と曲げ４次モ−ド振動を利用したモ−ド縮退型振
動子、縦１次モ−ド振動とねじり２次振動を利用したモ
−ド縮退型振動子であってもよく、または他の振動波モ
−タ／アクチュエ−タであってもよい。

【００５９】（３）各実施形態において、速度の絶対値
を参照せずに、加速しているか、減速しているかのみ
で、操作量を算出する方法を変えた例を示したが、これ
に限らず、線図Ａと線図Ｂとにおいて線図の差が生じて
いる部分のみ、周波数に対する速度の傾きが違うので、
例えば、この速度域にあるか否かの判断を加えて、この
速度域にある場合にのみ操作量を算出する方法を変えて
もよい

【００６０】（４）各実施形態において、移動子７は、
弾性体１に直接接触している例を示したが、これに限ら
ず、例えば、移動子と弾性体との間に、摺動材が設けら
れていてもよい。

【００６１】

【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、相対運動が加速運動である場合と減速運
動である場合とで、異なる制御方法によって駆動信号を
制御する制御部を備えるので、正確な位置決めを行うこ
とができる。

【００６２】請求項２の発明によれば、異なる制御方法
は、加速時と減速時の駆動特性の違いに基づいているの
で、加速時及び減速時それぞれの駆動特性に最適な制御
を行うことができる。

【００６３】請求項３の発明によれば、制御部は、相対
運動部材の相対運動が低速の場合に異なる制御方法によ
って駆動信号を制御するので、加速時と減速時との差が
生じやすい低速時の制御を正確に行うことができる。

【００６４】請求項４の発明によれば、制御部は、検出
部の検出結果に基づいて相対運動が加速運動であるか減
速運動であるかを判断するので、より正確な判断を行う
ことができる。

【００６５】請求項５の発明によれば、制御部は、駆動
信号を制御する制御パラメータの変更量の算出方法が、
相対運動が加速運動である場合と減速運動である場合と
で異なるので、複雑な演算を行わなくとも、正確な位置
決めを行うことができる。

【００６６】請求項６の発明によれば、制御部は、現時
点の実相対速度と、所定時間後の目標相対速度との差に
よって、相対運動が加速運動であるか減速運動であるか
を判断するので、正確に判断を行うことができる。

【００６７】請求項７の発明によれば、制御部は、駆動
信号を発生する前に予め演算した時間に到達しているか
否かによって、相対運動が加速運動であるか減速運動で
あるかを判断するので、簡単に判断を行うことができ
る。

【００６８】請求項８の発明によれば、弾性体の駆動面
と相対運動部材との接触は、弾性係数の大きな材料同士
の接触であるので、安価な振動アクチュエータであって
も、正確な位置決めを行うことができる。

【００６９】請求項９の発明によれば、弾性体の駆動面
と相対運動部材の接触面との少なくとも一方は、表面処
理により硬度を増加しているので、簡単な構造で安価な
振動アクチュエータであっても、正確な位置決めを行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態における超音波モータ１０を回転
中心付近で切断して示した断面図である。

【図２】第１実施形態における超音波モ−タ１０の制御
装置を説明するブロック図である。

【図３】制御部６０が行う制御動作を示すフローチャー
トである。

【図４】目標速度線図の一例を示す図である。

【図５】振動体の駆動面と移動子の摺動面を、どちらも
金属とした本実施形態における超音波モータ１０の、周
波数−速度線図である。

【図６】第２実施形態における制御部６０が行う制御動
作を示すフローチャートである。

【符号の説明】 １ 弾性体 ２ 圧電体 ３ 不織布 ４ 加圧板 ５ 加圧部材 ６ 下板 ７ 移動子 ８ 振動吸収部材 ９ 駆動伝達部材 １０ 超音波モータ ２０ 発振部 ３０ 移相部 ４０Ａ，４０Ｂ 増幅部 ５０ 検出部 ６０ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H680 AA05 BB03 BB16 CC02 CC07 DD01 DD03 DD15 DD23 DD53 DD57 DD66 DD73 DD75 DD87 DD92 DD99 EE21 EE22 EE23 FF17 FF24 FF25 FF30 FF33 GG11 GG25 GG27

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動信号を発生する発振部と、 前記駆動信号により励振される電気機械変換素子、及
   び、前記電気機械変換素子に接合され、前記励振により
   駆動面に振動波を発生する弾性体を有する振動体と、 前記振動波によって前記振動体に対して相対運動を行う
   相対運動部材と、 を備えた振動アクチュエータの駆動を制御する制御装置
   であって、 前記相対運動が加速運動である場合と減速運動である場
   合とで、異なる制御方法によって前記駆動信号を制御す
   る制御部を備えること、 を特徴とする振動アクチュエータの制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の振動アクチュエータの
   制御装置において、前記異なる制御方法は、加速時と減
   速時の駆動特性の違いに基づいていること、 を特徴とする振動アクチュエータの制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の振動アク
   チュエータの制御装置において、 前記制御部は、前記相対運動部材の相対運動が低速の場
   合に前記異なる制御方法によって前記駆動信号を制御す
   ること、 を特徴とする振動アクチュエータの制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３までのいずれか１
   項に記載の振動アクチュエータの制御装置において、 前記振動体と前記相対運動部材との間の相対運動による
   変位及び／又は速度を検出する検出部を備え、 前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて前記相
   対運動が加速運動であるか減速運動であるかを判断する
   こと、 を特徴とする振動アクチュエータの制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４までのいずれか１
   項に記載の振動アクチュエータの制御装置において、 前記制御部は、前記駆動信号を制御する制御パラメータ
   の変更量の算出方法が、前記相対運動が加速運動である
   場合と減速運動である場合とで異なること、 を特徴とする振動アクチュエータの制御装置。
6. 【請求項６】 請求項２から請求項５までのいずれか１
   項に記載の振動アクチュエータの制御装置において、 前記制御部は、現時点の実相対速度と、所定時間後の目
   標相対速度との差によって、前記相対運動が加速運動で
   あるか減速運動であるかを判断すること、 を特徴とする振動アクチュエータの制御装置。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項５までのいずれか１
   項に記載の振動アクチュエータの制御装置において、 前記制御部は、前記駆動信号を発生する前に予め演算し
   た時間に到達しているか否かによって、前記相対運動が
   加速運動であるか減速運動であるかを判断すること、 を特徴とする振動アクチュエータの制御装置。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項７までのいずれか１
   項に記載の振動アクチュエータの制御装置において、 前記弾性体の駆動面と前記相対運動部材との接触は、弾
   性係数の大きな材料同士の接触であること、 を特徴とする振動アクチュエータの制御装置。
9. 【請求項９】 請求項１から請求項８までのいずれか１
   項に記載の振動アクチュエータの制御装置において、 前記弾性体の前記駆動面と前記相対運動部材の前記接触
   面との少なくとも一方は、表面処理により硬度を増加し
   ていること、 を特徴とする振動アクチュエータの制御装置。