JP2012110228A - 駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】振動型アクチュエータは、圧電素子と、圧電素子に設けられた駆動子と、駆動子に支持された可動体とを有する。制御装置は、圧電素子に周波数が同じ第1及び第2電圧を供給する。制御装置により圧電素子に第1電圧とこの第1電圧と位相差が90度の第2電圧を供給することにより、圧電素子を伸縮振動と2次モードの屈曲振動とが合成された振動をさせ、この振動により駆動子を略楕円運動させて可動体を移動させる。制御装置は、微動モード時には、第1電圧と第2電圧との位相差を90度と0度よりも大きく90度よりも小さい範囲内の所定角度との間で切り換える。
【選択図】図13
Description
図1及び図2に示すように、振動型アクチュエータは、略直方体状の圧電素子12(例えば、長さ6.0mm×幅1.7mm×厚み2.4mmのもの)を備えている。この圧電素子12は、互いに対向する一対の主面と、この主面と直交して圧電素子12の主面の長手方向に延びる、互いに対向する一対の端面と、これらの主面及び端面の両方と直交して圧電素子12の主面の短手方向に延びる、互いに対向する一対の側面とを有している。主面、端面及び側面が圧電素子12の外面を構成し、端面及び側面が圧電素子12の周囲面を構成している。本実施形態では、主面、端面及び側面のうち主面が最大の面積を有している。
以下、振動型アクチュエータの動作について説明する。図4は、1次モードの伸縮振動の変位図であり、図5は、2次モードの屈曲振動の変位図であり、図6は、圧電素子12の動作を示す概念図である。なお、図4〜図6においては、圧電素子12の主面はその紙面と平行な位置関係にある。
以下、振動型アクチュエータの制御について説明する。図7は、振動型アクチュエータの制御装置のブロック図である。可動体9の位置を検出する位置検出部21からの位置情報に基づいて、速度指令部22は可動体9の移動速度を決定し、その速度情報を制御部23に伝達する。制御部23は、速度指令部22からの速度情報に基づいて、第1及び第2電圧の周波数、並びに第1電圧と第2電圧との位相差を決定し、その周波数情報を周波数発生部24に伝達し、その位相差情報を位相差演算部25に伝達する。位相差演算部25は、制御部23からの位相差情報とバースト周期発生部26からのバースト情報とに基づいて、モードに応じて位相差を決定し、その位相差情報を位相差発生部27に伝達する。周波数発生部24から発生した所定周波数の正弦波電圧が、ドライバー28を通じて圧電素子12に第1電圧として印加される。周波数発生部24から発生した電圧は、位相差発生部27により位相がずらされ、ドライバー29を通じて圧電素子12に第1電圧と周波数が同じで位相が異なる第2電圧として印加される。
圧電素子12の構成は、前記実施形態のものに限らない。例えば、共通電極層4の代わりに、給電電極層3と同じく、4つの分割電極を有する電極層を設けてもよい。
9 可動体
12 圧電素子
21 位置検出部(制御装置)
22 速度指令部(制御装置)
23 制御部(制御装置)
24 周波数発生部(制御装置)
25 位相演算部(制御装置)
26 バースト周期発生部(制御装置)
27 位相差発生部(制御装置)
28,29 ドライバー(制御装置)
Claims (8)
- 圧電素子と、該圧電素子に設けられた駆動子と、該駆動子に支持された可動体とを有する振動型アクチュエータと、
前記圧電素子に周波数が同じ第1及び第2電圧を供給する制御装置とを備え、
前記制御装置により前記圧電素子に前記第1電圧と該第1電圧と位相差が90度の第2電圧を供給することにより、前記圧電素子を伸縮振動と屈曲振動とが合成された振動をさせ、前記振動により前記駆動子を略楕円運動させて前記可動体を移動させる駆動装置であって、
前記制御装置は、微動モード時には、前記第1電圧と前記第2電圧との位相差を、90度と、0度よりも大きく90度よりも小さい範囲内、又は90度よりも大きく180度以下の範囲内の所定角度との間で切り換えるように構成されていることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1記載の駆動装置において、
前記制御装置は、前記微動モード時には、所定周期毎に前記位相差の切換えを行うように構成されていることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1又は2記載の駆動装置において、
前記制御装置は、前記微動モード時には、前記位相差が90度と前記所定角度との間で徐々に変化するように前記位相差の切換えを行うように構成されていることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の駆動装置において、
前記所定角度は、180度であることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の駆動装置において、
前記所定角度は、45度又は135度であることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載の駆動装置において、
前記制御装置は、前記微動モード時には、前記可動体の所望の移動速度が大きいほど、前記位相差を前記所定角度に保つ期間を短くするように構成されていることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載の駆動装置において、
前記制御装置は、通常モード時には、前記可動体の所望の移動速度が大きいほど、前記第1及び第2電圧の周波数を低くする一方、前記微動モード時には、該第1及び第2電圧の周波数を前記通常モード時の最高周波数と同じにするように構成されていることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載の駆動装置において、
前記制御装置は、通常モード時には、前記可動体の所望の移動速度が大きいほど、前記第1及び第2電圧の周波数を低くする一方、前記微動モード時には、該第1及び第2電圧の周波数を前記通常モード時の最高周波数よりも低くするように構成されていることを特徴とする駆動装置。
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