JP2752105B2 - 振動波装置 - Google Patents
振動波装置Info
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- JP2752105B2 JP2752105B2 JP63265675A JP26567588A JP2752105B2 JP 2752105 B2 JP2752105 B2 JP 2752105B2 JP 63265675 A JP63265675 A JP 63265675A JP 26567588 A JP26567588 A JP 26567588A JP 2752105 B2 JP2752105 B2 JP 2752105B2
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- Japan
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- electrode
- driving
- phase
- vibration wave
- vibration
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、弾性体に形成した進行性振動波により、例
えば該弾性体と該弾性体に接触した部材を相対移動させ
る振動波モータ等の振動波装置に関するものである。
えば該弾性体と該弾性体に接触した部材を相対移動させ
る振動波モータ等の振動波装置に関するものである。
［従来の技術］ 従来、円環状振動波モータの振動子は、円環形状の弾
性体である振動体の片面側に圧電素子が接合されてい
て、該圧電素子の各電極は、第６図に示すような電極配
置となっており、また特開昭62−201072号公報等に記載
されているように、円環状振動体に励起される波長の1/
2ピッチをもつ、２つの電極群（Ａ相およびＢ相）が、
空間的にピッチ1/2、すなわち、前記波長の1/4だけ位相
ずれをもって配置され、さらに、これら２つの電極群の
間に、円環状振動体の振動状態を検知するセンサ用電極
Ｓ、つまり、該振動体の振動により圧電素子等に発生す
る起電圧を検知する電極、ならびに、共通電極Ｃなどが
設けられている。そして、Ａ相とＢ相電極群は、それぞ
れ圧電素子の分極処理部を有し、その分極極性は交互に
逆となっている。
性体である振動体の片面側に圧電素子が接合されてい
て、該圧電素子の各電極は、第６図に示すような電極配
置となっており、また特開昭62−201072号公報等に記載
されているように、円環状振動体に励起される波長の1/
2ピッチをもつ、２つの電極群（Ａ相およびＢ相）が、
空間的にピッチ1/2、すなわち、前記波長の1/4だけ位相
ずれをもって配置され、さらに、これら２つの電極群の
間に、円環状振動体の振動状態を検知するセンサ用電極
Ｓ、つまり、該振動体の振動により圧電素子等に発生す
る起電圧を検知する電極、ならびに、共通電極Ｃなどが
設けられている。そして、Ａ相とＢ相電極群は、それぞ
れ圧電素子の分極処理部を有し、その分極極性は交互に
逆となっている。
Ａ相電極群に、Ｖ＝VOsinωt,B相電極群には、 なる電圧を印加することにより、振動体に進行性振動波
が生じ、加圧接触された移動体は摩擦により移動する。
が生じ、加圧接触された移動体は摩擦により移動する。
前記式中の（＋）（−）により、移動体の進行方向を
切換えることが可能で、（−）の場合、すなわち、Ａ相
に印加する周波電圧よりも位相のπ/2（90゜）遅れた周
波電圧をＢ相に印加した場合は、移動体は時計方向（C
W）に回転し、（＋）の場合、すなわち、Ａ相に印加す
る周波電圧よりも位相π/2（90゜）進んだ周波電圧をＢ
相に印加した場合は、移動体は反時計方向（CCW）に回
転する。
切換えることが可能で、（−）の場合、すなわち、Ａ相
に印加する周波電圧よりも位相のπ/2（90゜）遅れた周
波電圧をＢ相に印加した場合は、移動体は時計方向（C
W）に回転し、（＋）の場合、すなわち、Ａ相に印加す
る周波電圧よりも位相π/2（90゜）進んだ周波電圧をＢ
相に印加した場合は、移動体は反時計方向（CCW）に回
転する。
センサ用電極Ｓから検知される信号は、Ａ相に印加す
る周波電圧と同じ周波数の信号であるが、Ａ相に印加す
る周波電圧との位相のずれにより、振動の振幅の大きい
共振状態にあるのか、共振状態からどの程度はずれてい
るのかを知ることができ、この情報から印加する周波数
を決定することにより、回転速度の制御が可能である。
る周波電圧と同じ周波数の信号であるが、Ａ相に印加す
る周波電圧との位相のずれにより、振動の振幅の大きい
共振状態にあるのか、共振状態からどの程度はずれてい
るのかを知ることができ、この情報から印加する周波数
を決定することにより、回転速度の制御が可能である。
第７図は第６図の電極配置の円環状振動波モータの場
合の印加電圧の周波数ｆと、Ａ相入力電圧とセンサ出力
電圧の位相差θA-Sの関係を示している。ただし、
（ａ）はCW、（ｂ）はCCWの場合である。
合の印加電圧の周波数ｆと、Ａ相入力電圧とセンサ出力
電圧の位相差θA-Sの関係を示している。ただし、
（ａ）はCW、（ｂ）はCCWの場合である。
第６図では駆動用Ａ相電極A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7と、
駆動用Ｂ相電極B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7とが設けられてお
り、すなわち、この従来例では、円環上に８波長生ずる
８波面外たわみ振動モードを用いており、したがって、
第７図にみられるように、これに相当するf8の周波数が
正規の共振周波数である。この周波数f8において、位相
差θA-SはCWで−45゜、CCWで−135゜であり、振動波モ
ータの回転中の前記θA-Sとこれらの角度、つまり、第
７図中の（ａ）では45゜、第７図中の（ｂ）では−135
゜と比較することにより、振動の状態が共振状態にどれ
ほど近いかを知ることができる。
駆動用Ｂ相電極B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7とが設けられてお
り、すなわち、この従来例では、円環上に８波長生ずる
８波面外たわみ振動モードを用いており、したがって、
第７図にみられるように、これに相当するf8の周波数が
正規の共振周波数である。この周波数f8において、位相
差θA-SはCWで−45゜、CCWで−135゜であり、振動波モ
ータの回転中の前記θA-Sとこれらの角度、つまり、第
７図中の（ａ）では45゜、第７図中の（ｂ）では−135
゜と比較することにより、振動の状態が共振状態にどれ
ほど近いかを知ることができる。
［発明が解決しようとする課題］ 前述の従来の振動波モータは、センサ電極（Ｓ相）の
両隣の分極方向や駆動用電極か共通電極かどうかで動作
が異なり、センサ電極の感度の中心と電極の中心とが第
８図のように、ずれてしまい、真実のｆ対θA-S曲線に
対して第７図の様に差が生じてしまう。
両隣の分極方向や駆動用電極か共通電極かどうかで動作
が異なり、センサ電極の感度の中心と電極の中心とが第
８図のように、ずれてしまい、真実のｆ対θA-S曲線に
対して第７図の様に差が生じてしまう。
すなわち、例えばＳ相に対してその隣の電極の分極方
向が逆であると、その境目では、同じひずみを与えて
も、互いに逆の電圧が発生し、さまたげ合うので、電圧
が発生しにくい、又分極方向が同方向だと、さまたげる
電圧がないので電圧が発生しやすい。よって、Ｓ相全体
で考えると、第８図では、Ｓ相の感度としては中心が右
側へずれることになる。
向が逆であると、その境目では、同じひずみを与えて
も、互いに逆の電圧が発生し、さまたげ合うので、電圧
が発生しにくい、又分極方向が同方向だと、さまたげる
電圧がないので電圧が発生しやすい。よって、Ｓ相全体
で考えると、第８図では、Ｓ相の感度としては中心が右
側へずれることになる。
つまりステータ上での振動が正規に起きていても、正
しい共振周波数を検知していないという問題点がある。
しい共振周波数を検知していないという問題点がある。
本出願に係る発明の目的は、正しい共振周波数を検知
することができる振動波モータ等の振動波装置を提供す
ることにある。
することができる振動波モータ等の振動波装置を提供す
ることにある。
［問題点を解決するための手段及び作用］ 本出願に係る発明の目的を実現する第１の構成は、弾
性体上に電気−機械エネルギー変換素子を配置し、該素
子に第１の駆動用電極、第２の駆動用電極および共通電
極を設けていて、該第１および第２の駆動用電極に該共
通電極を用いて、互いに位相の異なる周波電圧を印加し
て進行性振動波を発生させると共に、該弾性体上の第３
の電極を介して振動状態を検出する振動子を備えた振動
波装置において、前記第３の電極の両隣りに分極方向が
等しい前記共通電極を配置したことを特徴とする振動波
装置にある。
性体上に電気−機械エネルギー変換素子を配置し、該素
子に第１の駆動用電極、第２の駆動用電極および共通電
極を設けていて、該第１および第２の駆動用電極に該共
通電極を用いて、互いに位相の異なる周波電圧を印加し
て進行性振動波を発生させると共に、該弾性体上の第３
の電極を介して振動状態を検出する振動子を備えた振動
波装置において、前記第３の電極の両隣りに分極方向が
等しい前記共通電極を配置したことを特徴とする振動波
装置にある。
本出願に係る発明の目的を実現する第２の構成は、弾
性体上に電気−機械エネルギー変換素子を配置し、該素
子に第１の駆動用電極、第２の駆動用電極および共通電
極を設けていて、該第１および第２の駆動用電極に該共
通電極を用いて、互いに位相の異なる周波電圧を印加し
て進行性振動波を発生させ、さらに該弾性体上であり且
つ分極された電極特性の異なる該第１の駆動用電極と該
第２の駆動用電極の間に配置された第３の電極を介して
振動状態を検出する振動子を備えた振動波装置におい
て、前記共通電極と前記第３の電極は隣接し、且つ前記
第１の駆動用電極と前記第２の駆動用電極の間に配置
し、該第３の電極は両側の分極方向の違いによる感度の
中心のずれを補正するように一部を削ったことを特徴と
する振動波装置にある。
性体上に電気−機械エネルギー変換素子を配置し、該素
子に第１の駆動用電極、第２の駆動用電極および共通電
極を設けていて、該第１および第２の駆動用電極に該共
通電極を用いて、互いに位相の異なる周波電圧を印加し
て進行性振動波を発生させ、さらに該弾性体上であり且
つ分極された電極特性の異なる該第１の駆動用電極と該
第２の駆動用電極の間に配置された第３の電極を介して
振動状態を検出する振動子を備えた振動波装置におい
て、前記共通電極と前記第３の電極は隣接し、且つ前記
第１の駆動用電極と前記第２の駆動用電極の間に配置
し、該第３の電極は両側の分極方向の違いによる感度の
中心のずれを補正するように一部を削ったことを特徴と
する振動波装置にある。
上記した第１の構成では、振動状態を検出するための
いわゆるセンサ相をなす第３の電極の両隣に共通電極を
配置したので、電気的接続が簡易となる。
いわゆるセンサ相をなす第３の電極の両隣に共通電極を
配置したので、電気的接続が簡易となる。
また、第３の電極に駆動用電極が隣接することの悪影
響を小さくすることができ、しかも第３の電極の両隣の
共通電極は分極方向が等しいので、第３の電極の中心位
置とその感度の中心位置を一致させることができ、該第
３の電極の出力と、第１、第２の駆動用電極に印加する
周波電圧の位相差の特性が正確に共振周波数をとらえる
ことができ、安定に駆動することができる。
響を小さくすることができ、しかも第３の電極の両隣の
共通電極は分極方向が等しいので、第３の電極の中心位
置とその感度の中心位置を一致させることができ、該第
３の電極の出力と、第１、第２の駆動用電極に印加する
周波電圧の位相差の特性が正確に共振周波数をとらえる
ことができ、安定に駆動することができる。
上記した第２の構成では、振動状態を検出するための
いわゆるセンサ相をなす第３の電極に隣接して共通電極
を配置したので、電気的接続が簡易となる。
いわゆるセンサ相をなす第３の電極に隣接して共通電極
を配置したので、電気的接続が簡易となる。
また、上記した第１の構成のように、第３の電極の両
隣に共通電極を配置できない場合でも、第３の電極の片
側に隣接して共通電極を配置することで駆動用電極によ
る影響を小さくし、第３の電極の両側の分極方向の違い
による感度の中心のずれを、感度の中心がずれている方
の第３の電極の一部を削ることにより補正し、これによ
り第３の電極の中心位置とその感度の中間位置を一致さ
せることができ、該第３の電極の出力と、第１、第２の
駆動用電極に印加する周波電圧の位相差の特性が正確に
共振周波数をとらえることができ、安定に駆動すること
ができる。
隣に共通電極を配置できない場合でも、第３の電極の片
側に隣接して共通電極を配置することで駆動用電極によ
る影響を小さくし、第３の電極の両側の分極方向の違い
による感度の中心のずれを、感度の中心がずれている方
の第３の電極の一部を削ることにより補正し、これによ
り第３の電極の中心位置とその感度の中間位置を一致さ
せることができ、該第３の電極の出力と、第１、第２の
駆動用電極に印加する周波電圧の位相差の特性が正確に
共振周波数をとらえることができ、安定に駆動すること
ができる。
（本発明の前提となる技術の一例） 第３図は、本発明の前提となる技術の一例を示し、圧
電素子上の電極配置および圧電素子の分極方向を示して
いる。
電素子上の電極配置および圧電素子の分極方向を示して
いる。
第３図において、センサ用電極Ｓは、駆動用電極A1と
B1との間に配置され、また駆動用電極A7とB7との間に共
通電極Ｃを配置しており、共通電極Ｃはセンサ用電極Ｓ
と軸対象の位置に配置されている。ここで、共通電極Ｃ
は、第３図において、図に示される表面の各分割電極と
は反対の図の裏面側の前面電極と電気的に接続されてい
る。したがって、駆動のための電気的な接続は、これら
の表面側における電極と接続されることになるが、共通
電極Ｃとセンサ用電極Ｓとは離れているので、その分配
線が複雑化する。
B1との間に配置され、また駆動用電極A7とB7との間に共
通電極Ｃを配置しており、共通電極Ｃはセンサ用電極Ｓ
と軸対象の位置に配置されている。ここで、共通電極Ｃ
は、第３図において、図に示される表面の各分割電極と
は反対の図の裏面側の前面電極と電気的に接続されてい
る。したがって、駆動のための電気的な接続は、これら
の表面側における電極と接続されることになるが、共通
電極Ｃとセンサ用電極Ｓとは離れているので、その分配
線が複雑化する。
［実施例１］ 第１図は、本発明の実施例１を示したもので、中空円
環状振動波モータの振動子であるステータを構成する円
環形状の弾性体に接合されている電気−機械−エネルギ
ー変換素子としての圧電素子上の電極配置および圧電素
子の分極方向を示している。
環状振動波モータの振動子であるステータを構成する円
環形状の弾性体に接合されている電気−機械−エネルギ
ー変換素子としての圧電素子上の電極配置および圧電素
子の分極方向を示している。
第１図においてA1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,は駆動用Ａ相
電極、B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,は駆動用Ｂ相電極、Ｓは
センサ用電極、Ｃは共通電極で、本実施例ではセンサ用
電極Ｓの両隣に分極方向が等しい共通電極Ｃ、Ｃ′を配
置しており、図示されていない圧電セラミックの裏面前
面電極と電気的に接続されている。ここで、駆動用Ａ相
電極A1〜A7にＶ＝VOsinωｔ、駆動用Ｂ相電極B1〜B7に なる電圧を印加したときにセンサ用電極Ｓから得られる
センサ信号の周波数（ｆ）対位相差θA-S曲線は、第２
図のようになった。すなわち、第２図から、正規の共振
周波数f8における位相差θA-Sは、CWの場合−225゜、CC
Wの場合−135゜という90゜の差があるものの、周波数ｆ
対位相差θA-S曲線は、すべての周波数において一致す
る。
電極、B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,は駆動用Ｂ相電極、Ｓは
センサ用電極、Ｃは共通電極で、本実施例ではセンサ用
電極Ｓの両隣に分極方向が等しい共通電極Ｃ、Ｃ′を配
置しており、図示されていない圧電セラミックの裏面前
面電極と電気的に接続されている。ここで、駆動用Ａ相
電極A1〜A7にＶ＝VOsinωｔ、駆動用Ｂ相電極B1〜B7に なる電圧を印加したときにセンサ用電極Ｓから得られる
センサ信号の周波数（ｆ）対位相差θA-S曲線は、第２
図のようになった。すなわち、第２図から、正規の共振
周波数f8における位相差θA-Sは、CWの場合−225゜、CC
Wの場合−135゜という90゜の差があるものの、周波数ｆ
対位相差θA-S曲線は、すべての周波数において一致す
る。
以上のように、センサ用電極Ｓの両隣の特性、例えば
分極とかコモンになっているかどうかを対称にすること
で、センサ用電極Ｓの感度の中心をセンサ用電極Ｓの中
心にすることができ、正しく共振周波数を検知するこど
かできる。
分極とかコモンになっているかどうかを対称にすること
で、センサ用電極Ｓの感度の中心をセンサ用電極Ｓの中
心にすることができ、正しく共振周波数を検知するこど
かできる。
［実施例２］ 第４図は実施例２を示したもので、圧電素子上の電極
配置および圧電素子の分極方向を示す。
配置および圧電素子の分極方向を示す。
実施例２は、従来例とほぼ同じであるが、センサ用電
極Ｓの形を、分極などの影響を見込んで変えたもので第
５図のように感度の中心がずれている方の電極を削るこ
とにより、もともとの位置へ感度の中心をもっていくよ
うにしたものである。
極Ｓの形を、分極などの影響を見込んで変えたもので第
５図のように感度の中心がずれている方の電極を削るこ
とにより、もともとの位置へ感度の中心をもっていくよ
うにしたものである。
なお、実施例２ではＳ相の両隣の分極が異なってもよ
いのは、第５図のように、従来のＳ相部分を削るとその
部分からの電圧は発生しなくなり、トータルで考える
と、その部分の感度を低くして、隣の分極方向が逆のも
のと同等にしたためである。
いのは、第５図のように、従来のＳ相部分を削るとその
部分からの電圧は発生しなくなり、トータルで考える
と、その部分の感度を低くして、隣の分極方向が逆のも
のと同等にしたためである。
また、上記実施例１においてＳ相の両隣を共通電極に
するのも同様のことからで、電極の違いによる差をなく
すためである。
するのも同様のことからで、電極の違いによる差をなく
すためである。
［発明の効果］ 請求項１、２に係る発明によれば、いわゆるセンサ相
をなす第３の電極の中心位置とその感度の中心位置一致
させることができ、該第３の電極の出力と、第１、第２
の駆動用電極に印加する周波電圧の位相差の特性が正確
に共振周波数をとらえることができ、安定に駆動するこ
とができる。
をなす第３の電極の中心位置とその感度の中心位置一致
させることができ、該第３の電極の出力と、第１、第２
の駆動用電極に印加する周波電圧の位相差の特性が正確
に共振周波数をとらえることができ、安定に駆動するこ
とができる。
また、請求項１、２に係る発明では、第３の電極と共
通電極とは隣接しているので、電気的接続が簡易とな
る。
通電極とは隣接しているので、電気的接続が簡易とな
る。
第１図は本発明を適用した振動波モータの振動子を構成
する圧電素子の電極配置状態を示す実施例１の平面図、
第２図はそのｆ対θA-S図、第３図は本発明の前提とな
る技術の一例を示す平面図、第４図は実施例２の平面
図、第５図はその断面図、第６図は従来の振動波モータ
の振動子を構成する圧電素子の平面図、第７図はそのｆ
対θA-S図、第８図はその断面図である。 A1〜A7:振動用Ａ相電極、 B1〜B7:振動用Ａ相電極、 C:共通電極、S:センサ用電極。
する圧電素子の電極配置状態を示す実施例１の平面図、
第２図はそのｆ対θA-S図、第３図は本発明の前提とな
る技術の一例を示す平面図、第４図は実施例２の平面
図、第５図はその断面図、第６図は従来の振動波モータ
の振動子を構成する圧電素子の平面図、第７図はそのｆ
対θA-S図、第８図はその断面図である。 A1〜A7:振動用Ａ相電極、 B1〜B7:振動用Ａ相電極、 C:共通電極、S:センサ用電極。
Claims (2)
- 【請求項１】弾性体上に電気−機械エネルギー変換素子
を配置し、該素子に第１の駆動用電極、第２の駆動用電
極および共通電極を設けていて、該第１および第２の駆
動用電極に該共通電極を用いて、互いに位相の異なる周
波電圧を印加して進行性振動波を発生させると共に、該
弾性体上の第３の電極を介して振動状態を検出する振動
子を備えた振動波装置において、 前記第３の電極の両隣りに分極方向が等しい前記共通電
極を配置したことを特徴とする振動波装置。 - 【請求項２】弾性体上に電気−機械エネルギー変換素子
を配置し、該素子に第１の駆動用電極、第２の駆動用電
極および共通電極を設けていて、該第１および第２の駆
動用電極に該共通電極を用いて、互いに位相の異なる周
波電圧を印加して進行性振動波を発生させ、さらに該弾
性体上であり且つ分極された電極特性の異なる該第１の
駆動用電極と該第２の駆動用電極の間に配置された第３
の電極を介して振動状態を検出する振動子を備えた振動
波装置において、 前記共通電極と前記第３の電極は隣接し、且つ前記第１
の駆動用電極と前記第２の駆動用電極の間に配置し、該
第３の電極は両側の分極方向の違いによる感度の中心の
ずれを補正するように一部を削ったことを特徴とする振
動波装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63265675A JP2752105B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 振動波装置 |
| US07/855,483 US5247221A (en) | 1988-10-21 | 1992-03-23 | Vibration wave driven actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63265675A JP2752105B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 振動波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02114867A JPH02114867A (ja) | 1990-04-26 |
| JP2752105B2 true JP2752105B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=17420434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63265675A Expired - Lifetime JP2752105B2 (ja) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | 振動波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2752105B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3601218A1 (de) * | 1986-01-17 | 1987-07-23 | Basf Ag | Verfahren zur aufarbeitung von cyclohexylhydroperoxid, cyclohexanol und cyclohexanon enthaltenden reaktionsgemischen |
| JPH0714275B2 (ja) * | 1986-04-21 | 1995-02-15 | キヤノン株式会社 | 振動波モータ装置 |
-
1988
- 1988-10-21 JP JP63265675A patent/JP2752105B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02114867A (ja) | 1990-04-26 |
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