JP3320117B2 - 振動波モータを備えた駆動装置 - Google Patents
振動波モータを備えた駆動装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＰＺＴ等の電気−機械
エネルギー変換素子に電気エネルギーを供給することに
より、振動体を振動させ、該振動体の表面粒子を円また
は楕円運動させることで、これに押圧した移動体を摩擦
駆動する振動波モータを備えた駆動装置に関するもので
ある。
エネルギー変換素子に電気エネルギーを供給することに
より、振動体を振動させ、該振動体の表面粒子を円また
は楕円運動させることで、これに押圧した移動体を摩擦
駆動する振動波モータを備えた駆動装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図１６は棒状振動波モータの振動子の分
解斜視図であり、図１７は棒状振動波モータの縦断面図
である。
解斜視図であり、図１７は棒状振動波モータの縦断面図
である。
【０００３】図１６に示す振動子は、２枚の圧電素子板
ＰＺＴ１，２を１群とする駆動用のＡ相圧電素子ａ１、
同様に２枚の圧電素子板ＰＺＴ３，４を１群とする駆動
用のＢ相圧電素子ａ２、又１枚の圧電素子板からなるセ
ンサ用圧電素子ｓ１を図示のように積層するとともに、
これらの圧電素子間に電気を供給するための電極板Ａ
１，Ａ２及びセンサ信号取り出し用の電極板Ｓがある。
またそれらと共にＧＮＤ用電極板もＧＮＤ電位を与える
ためにある。そしてこれらの圧電素子板および電極板を
挟持するように前後に黄銅、ステンレスなどの振動減衰
の比較的小さい金属製ブロックｂ１，ｂ２を設け、締め
付けボルトｃにより金属ブロックｂ１，ｂ２を締め付け
ることにより一体化し圧電素子板に圧縮応力を付与して
いる。またこのときセンサ用圧電素子ｓ１を一枚で済ま
せるためボルトｃと金属ブロックｂ２の間に絶縁シート
ｄが入っている。
ＰＺＴ１，２を１群とする駆動用のＡ相圧電素子ａ１、
同様に２枚の圧電素子板ＰＺＴ３，４を１群とする駆動
用のＢ相圧電素子ａ２、又１枚の圧電素子板からなるセ
ンサ用圧電素子ｓ１を図示のように積層するとともに、
これらの圧電素子間に電気を供給するための電極板Ａ
１，Ａ２及びセンサ信号取り出し用の電極板Ｓがある。
またそれらと共にＧＮＤ用電極板もＧＮＤ電位を与える
ためにある。そしてこれらの圧電素子板および電極板を
挟持するように前後に黄銅、ステンレスなどの振動減衰
の比較的小さい金属製ブロックｂ１，ｂ２を設け、締め
付けボルトｃにより金属ブロックｂ１，ｂ２を締め付け
ることにより一体化し圧電素子板に圧縮応力を付与して
いる。またこのときセンサ用圧電素子ｓ１を一枚で済ま
せるためボルトｃと金属ブロックｂ２の間に絶縁シート
ｄが入っている。
【０００４】このときＡ相圧電素子ａ１、Ｂ相圧電素子
ａ２は位置的に９０π／１８０ｒａｄずれて配置されて
おり、各々が該振動子の軸を含む直行する２つの面内方
向の屈曲振動を励振させ、かつ適当な時間的位相差を持
たせることにより、振動子の表面粒子に円あるいは楕円
運動を生ぜしめ振動子上部に押圧された移動体を摩擦駆
動する。
ａ２は位置的に９０π／１８０ｒａｄずれて配置されて
おり、各々が該振動子の軸を含む直行する２つの面内方
向の屈曲振動を励振させ、かつ適当な時間的位相差を持
たせることにより、振動子の表面粒子に円あるいは楕円
運動を生ぜしめ振動子上部に押圧された移動体を摩擦駆
動する。
【０００５】このような振動子を棒状振動波モータに用
いた例を図１７に示す。この例では、振動子の締結ボル
トｃは、先端部に細径の支柱部ｃ２を有し、この支柱部
ｃ２の先端部に固定された固定部材ｇによりモータ自体
の固定を行えるようにし、又ロータｒなどの回転支持の
作用も兼用している。ロータｒは前金属ブロックｂ１の
先端面に接触し、加圧は固定部材ｇからベアリング部材
ｅとギヤｆを介してロータｒに内装されたバネケースｉ
のコイルバネｈを押圧することであたえられる。振動検
出用のセンサ素子ｓ１は、振動子が振動しているとき、
駆動用圧電素子に印加されている交流電圧と、ある位相
差の信号が得られる。
いた例を図１７に示す。この例では、振動子の締結ボル
トｃは、先端部に細径の支柱部ｃ２を有し、この支柱部
ｃ２の先端部に固定された固定部材ｇによりモータ自体
の固定を行えるようにし、又ロータｒなどの回転支持の
作用も兼用している。ロータｒは前金属ブロックｂ１の
先端面に接触し、加圧は固定部材ｇからベアリング部材
ｅとギヤｆを介してロータｒに内装されたバネケースｉ
のコイルバネｈを押圧することであたえられる。振動検
出用のセンサ素子ｓ１は、振動子が振動しているとき、
駆動用圧電素子に印加されている交流電圧と、ある位相
差の信号が得られる。
【０００６】図１８に図１６のようにセンサ素子ｓ１が
Ａ相圧電素子ａ１と１８０π／１８０ｒａｄずれた位置
に配置したときの、周波数に対するＡ相圧電素子ａ１の
印加電圧とセンサ素子ｓ１の出力信号の位相差の関係
（θＡ−Ｓ）、および出力信号の大きさ（Ｖｓ）の関係
を示す。上記振動モードで振動体を駆動すると、共振周
波数ｆｒにおいて位相差θＡ−Ｓは、ＣＷ（時計廻り方
向）ＣＣＷ（反時計廻り方向）共に−９０π／１８０ｒ
ａｄになり、共振周波数より高い側の周波数では徐々に
ずれていく。出力信号の大きさ（Ｖｓ）は共振周波数付
近で最大値をとり高い側の周波数では徐々に小さくな
る。よって、振動を与えているときに、この位相差や出
力信号の大きさを見ることで振動の状態が共振状態にど
れほど近いかを知ることが出きる。
Ａ相圧電素子ａ１と１８０π／１８０ｒａｄずれた位置
に配置したときの、周波数に対するＡ相圧電素子ａ１の
印加電圧とセンサ素子ｓ１の出力信号の位相差の関係
（θＡ−Ｓ）、および出力信号の大きさ（Ｖｓ）の関係
を示す。上記振動モードで振動体を駆動すると、共振周
波数ｆｒにおいて位相差θＡ−Ｓは、ＣＷ（時計廻り方
向）ＣＣＷ（反時計廻り方向）共に−９０π／１８０ｒ
ａｄになり、共振周波数より高い側の周波数では徐々に
ずれていく。出力信号の大きさ（Ｖｓ）は共振周波数付
近で最大値をとり高い側の周波数では徐々に小さくな
る。よって、振動を与えているときに、この位相差や出
力信号の大きさを見ることで振動の状態が共振状態にど
れほど近いかを知ることが出きる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで振動波モータ
は摩擦により振動子上部に押圧された移動体を駆動する
ため、回転スピードを知りたいとき、あるいは特定の場
所に停止させるときなどには位置センサが必要になり、
コストが高くなり、センサを実装するスペースも必要と
するという問題がある。
は摩擦により振動子上部に押圧された移動体を駆動する
ため、回転スピードを知りたいとき、あるいは特定の場
所に停止させるときなどには位置センサが必要になり、
コストが高くなり、センサを実装するスペースも必要と
するという問題がある。
【０００８】第１の発明は、振動体に配置された電気―
機械エネルギー変換素子部に周波信号を印加して、前記
振動体を励振させ、該振動体に接触する移動体を駆動す
る振動波モータを備えた駆動装置において、前記移動体
に前記振動体と移動体の接触状態が周方向で不均一とな
る部分を設け、振動体と移動体を周方向に不均一に接触
させるとともに、前記振動体に設けられた振動検知用電
気―機械エネルギー変換素子部からの信号と前記電気―
機械エネルギー変換素子部に印加される周波信号の位相
差を検知する位相差検出回路を設け、該位相差検出回路
にて検出される位相差信号の変動周期を検知して移動体
の移動量に関する情報を得るものである。第２の発明
は、振動体に配置された電気―機械エネルギー変換素子
部にインピーダンス整合素子を介して周波信号を印加し
て、前記振動体を励振させ、該振動体に接触する移動体
を駆動する振動波モータを備えた駆動装置において、前
記移動体に前記振動体と移動体の接触状態が周方向で不
均一となる部分を設け、振動体と移動体を周方向に不均
一に接触させるとともに、前記インピーダンス整合素子
の一方の端と他方の端における信号の位相差を検知する
位相差検出回路を設け、該位相差検出回路にて検出され
る位相差信号の変動周期を検知して移動体の移動量に関
する情報を得るものである。
機械エネルギー変換素子部に周波信号を印加して、前記
振動体を励振させ、該振動体に接触する移動体を駆動す
る振動波モータを備えた駆動装置において、前記移動体
に前記振動体と移動体の接触状態が周方向で不均一とな
る部分を設け、振動体と移動体を周方向に不均一に接触
させるとともに、前記振動体に設けられた振動検知用電
気―機械エネルギー変換素子部からの信号と前記電気―
機械エネルギー変換素子部に印加される周波信号の位相
差を検知する位相差検出回路を設け、該位相差検出回路
にて検出される位相差信号の変動周期を検知して移動体
の移動量に関する情報を得るものである。第２の発明
は、振動体に配置された電気―機械エネルギー変換素子
部にインピーダンス整合素子を介して周波信号を印加し
て、前記振動体を励振させ、該振動体に接触する移動体
を駆動する振動波モータを備えた駆動装置において、前
記移動体に前記振動体と移動体の接触状態が周方向で不
均一となる部分を設け、振動体と移動体を周方向に不均
一に接触させるとともに、前記インピーダンス整合素子
の一方の端と他方の端における信号の位相差を検知する
位相差検出回路を設け、該位相差検出回路にて検出され
る位相差信号の変動周期を検知して移動体の移動量に関
する情報を得るものである。
【０００９】
【実施例】図１に本発明の第１の実施例の回路のブロッ
ク図を示し、図２に本実施例の棒状振動波モータのステ
ータ、ロータの斜視図を示す。ロータｒには軸対称に２
カ所の凸部ｒ１ ，ｒ２ （不図示）が形成され、面圧
むらを作っている。図１において、１は演算マイコン、
２は発振器、３は移相器、４，５はアンプ、６，７はイ
ンピーダンス整合素子（本実施例ではコイル）である。
８は位相差検出器、９は信号処理部で、１０は棒状振動
波モータである。
ク図を示し、図２に本実施例の棒状振動波モータのステ
ータ、ロータの斜視図を示す。ロータｒには軸対称に２
カ所の凸部ｒ１ ，ｒ２ （不図示）が形成され、面圧
むらを作っている。図１において、１は演算マイコン、
２は発振器、３は移相器、４，５はアンプ、６，７はイ
ンピーダンス整合素子（本実施例ではコイル）である。
８は位相差検出器、９は信号処理部で、１０は棒状振動
波モータである。
【００１０】演算マイコン１は、ある周波数になるよう
に発振器２に指令を与える。そして発振器２から出た交
流電圧はアンプ４およびコイル６を介して駆動用圧電素
子ａ１に加えられる。また、移相器３により９０／１８
０πｒａｄ位相がずれた交流電圧、アンプ５およびコイ
ル７を介してＢ相駆動用圧電素子ａ２に印加される。そ
して位相差検出器８はＡ相印加電圧とそれと同相に配置
された振動検出素子からの出力との位相差信号（以後、
θＡ−Ｓと略す）を発生する。信号処理部９では、位相
差検出器８で得られた位相変動の周期をパルスに直して
いる。
に発振器２に指令を与える。そして発振器２から出た交
流電圧はアンプ４およびコイル６を介して駆動用圧電素
子ａ１に加えられる。また、移相器３により９０／１８
０πｒａｄ位相がずれた交流電圧、アンプ５およびコイ
ル７を介してＢ相駆動用圧電素子ａ２に印加される。そ
して位相差検出器８はＡ相印加電圧とそれと同相に配置
された振動検出素子からの出力との位相差信号（以後、
θＡ−Ｓと略す）を発生する。信号処理部９では、位相
差検出器８で得られた位相変動の周期をパルスに直して
いる。
【００１１】図１８からもわかるように駆動周波数がモ
ータの共振周波数に近ずくと、位相差信号θＡ−Ｓは徐
々に大きくなる。
ータの共振周波数に近ずくと、位相差信号θＡ−Ｓは徐
々に大きくなる。
【００１２】図３に、一定周波数で駆動した場合のロー
タｒの凸部ｒ1 ，ｒ2 の位置と位相差信号θＡ−Ｓとの
関係を示す。
タｒの凸部ｒ1 ，ｒ2 の位置と位相差信号θＡ−Ｓとの
関係を示す。
【００１３】ロータｒの凸部ｒ1 ，ｒ2 がＳ相と同位相
の位置に来ると、ロータｒからの面圧が大きくなり、Ｓ
相方向のモードの共振周波数が上がる。一定周波数で駆
動している場合、位相差信号θＡ−Ｓの値は相対的に上
がる。逆に凹部が来た場合、ロータｒからの面圧が小さ
くなりＳ相方向のモードの共振周波数が下がる。一定周
波数で駆動している場合、位相差信号θＡ−Ｓの値は相
対的に下がる。ロータの凹凸は１回転に２回あるので、
ロータ１回転につき２周期の位相変動のカーブが得られ
る。よって、この周期が何回あるかでロータが何回回転
したかがわかる。また、この周期を時間で割れば回転ス
ピードもわかる。
の位置に来ると、ロータｒからの面圧が大きくなり、Ｓ
相方向のモードの共振周波数が上がる。一定周波数で駆
動している場合、位相差信号θＡ−Ｓの値は相対的に上
がる。逆に凹部が来た場合、ロータｒからの面圧が小さ
くなりＳ相方向のモードの共振周波数が下がる。一定周
波数で駆動している場合、位相差信号θＡ−Ｓの値は相
対的に下がる。ロータの凹凸は１回転に２回あるので、
ロータ１回転につき２周期の位相変動のカーブが得られ
る。よって、この周期が何回あるかでロータが何回回転
したかがわかる。また、この周期を時間で割れば回転ス
ピードもわかる。
【００１４】図４に本発明の第２の実施例の回路のブロ
ック図を示す。
ック図を示す。
【００１５】第１の実施例では印加電圧と振動検出素子
の出力との位相差を見ているが、本実施例ではインピー
ダンス整合素子（例えばコイル）６の前後の位相差（θ
Ｌｆ−Ｌｂ）を見ている。θＬｆ−Ｌｂも共振周波数付
近で徐々に変化する位相カーブを描くので（不図示）、
θＬｆ−Ｌｂでも同様のことができる。
の出力との位相差を見ているが、本実施例ではインピー
ダンス整合素子（例えばコイル）６の前後の位相差（θ
Ｌｆ−Ｌｂ）を見ている。θＬｆ−Ｌｂも共振周波数付
近で徐々に変化する位相カーブを描くので（不図示）、
θＬｆ−Ｌｂでも同様のことができる。
【００１６】また、振動検出素子がなくても実施できる
という利点がある。
という利点がある。
【００１７】図５に本発明の第３の実施例の回路のブロ
ック図を示す。
ック図を示す。
【００１８】符号１〜７までは図１と同じで、位相差検
出器８に変わって振動検出手段の信号振幅検出器１１を
使用したものである。図１８からわかるように、振動検
出手段の信号振幅も駆動周波数がモータの共振周波数に
近ずくと徐々に大きくなる。よって第１の実施例と同様
に、振動検出手段の信号振幅もロータ１回転につき２周
期の振幅変動のカーブが得られる。振動検出手段の信号
振幅だと、Ａ相印加電圧を見なくて良く、回路構成も簡
単になりうる。
出器８に変わって振動検出手段の信号振幅検出器１１を
使用したものである。図１８からわかるように、振動検
出手段の信号振幅も駆動周波数がモータの共振周波数に
近ずくと徐々に大きくなる。よって第１の実施例と同様
に、振動検出手段の信号振幅もロータ１回転につき２周
期の振幅変動のカーブが得られる。振動検出手段の信号
振幅だと、Ａ相印加電圧を見なくて良く、回路構成も簡
単になりうる。
【００１９】図６に本発明の第４の実施例の回路のブロ
ック図を示す。
ック図を示す。
【００２０】第３の実施例では振動検出手段の信号振幅
を見ているが、本実施例ではインピーダンス整合素子
（例えばコイル）６の後の電圧、すなわち圧電素子への
印加電圧の大きさも、共振周波数付近で徐々に変化する
振幅カーブを描くので（不図示）、同様のことができ
る。
を見ているが、本実施例ではインピーダンス整合素子
（例えばコイル）６の後の電圧、すなわち圧電素子への
印加電圧の大きさも、共振周波数付近で徐々に変化する
振幅カーブを描くので（不図示）、同様のことができ
る。
【００２１】図７，図８は本発明の第５の実施例を示
し、図７は振動子の分解斜視図を示す。
し、図７は振動子の分解斜視図を示す。
【００２２】駆動用の圧電素子群ａ１，ａ２、および電
極板群Ａ１，Ａ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は図１６と同じ
で、振動検出用圧電素子が２枚になっており、それぞれ
が圧電素子ａ１の励振した振動を検出できるもの（ｓ
１）と、それに対し位置的にθＳ１−Ｓ２ずれて配置さ
れているもの（ｓ２）とに分かれている。振動検出用圧
電素子ｓ１とｓ２の間にはお互いにショートしないよう
に絶縁シートｄ−１が入っている。
極板群Ａ１，Ａ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は図１６と同じ
で、振動検出用圧電素子が２枚になっており、それぞれ
が圧電素子ａ１の励振した振動を検出できるもの（ｓ
１）と、それに対し位置的にθＳ１−Ｓ２ずれて配置さ
れているもの（ｓ２）とに分かれている。振動検出用圧
電素子ｓ１とｓ２の間にはお互いにショートしないよう
に絶縁シートｄ−１が入っている。
【００２３】図８は図７の振動波モータの駆動回路のブ
ロック図を示す。図８は図１に対し、位相差検出器
８’、信号処理部９’が２個目の振動検出手段用に増え
ている。図９はθＳ１−Ｓ２＝４５π／１８０ｒａｄの
ときの位相差検出器８，８’の出力信号の変動を示す。
ロック図を示す。図８は図１に対し、位相差検出器
８’、信号処理部９’が２個目の振動検出手段用に増え
ている。図９はθＳ１−Ｓ２＝４５π／１８０ｒａｄの
ときの位相差検出器８，８’の出力信号の変動を示す。
【００２４】の状態では ８ 信号：ロータｒの凹部が来てるから共振周波数は低
く位相変動の最小の値 ８’信号：ロータｒの凹凸の中心だから位相変動の中心
の値 の状態では ８ 信号：ロータｒの凹凸の中心だから位相変動の中心
の値 ８’信号：ロータｒの凹部が来てるから共振周波数は低
く位相変動の最小の値 の状態では ８ 信号：ロータｒの凸部が来てるから共振周波数は高
く位相変動の最小の値 ８’信号：ロータｒの凹凸の中心だから位相変動の中心
の値 の状態では ８ 信号：ロータｒの凹凸の中心だから位相変動の中心
の値 ８’信号：ロータｒの凸部が来てるから共振周波数は高
く位相変動の最小の値 よって、位相差検出器８，８’から９０π／１８０ｒａ
ｄ位相のずれた位相変動信号が得られる。よってこの変
動成分をＡＣカップリングなどして取り出しパルス化
し、これを４逓倍処理することで、１／２回転で４パル
ス、つまり４５π／１８０ｒａｄ毎に１パルスの信号を
出すことができる。
く位相変動の最小の値 ８’信号：ロータｒの凹凸の中心だから位相変動の中心
の値 の状態では ８ 信号：ロータｒの凹凸の中心だから位相変動の中心
の値 ８’信号：ロータｒの凹部が来てるから共振周波数は低
く位相変動の最小の値 の状態では ８ 信号：ロータｒの凸部が来てるから共振周波数は高
く位相変動の最小の値 ８’信号：ロータｒの凹凸の中心だから位相変動の中心
の値 の状態では ８ 信号：ロータｒの凹凸の中心だから位相変動の中心
の値 ８’信号：ロータｒの凸部が来てるから共振周波数は高
く位相変動の最小の値 よって、位相差検出器８，８’から９０π／１８０ｒａ
ｄ位相のずれた位相変動信号が得られる。よってこの変
動成分をＡＣカップリングなどして取り出しパルス化
し、これを４逓倍処理することで、１／２回転で４パル
ス、つまり４５π／１８０ｒａｄ毎に１パルスの信号を
出すことができる。
【００２５】上記例と同様に、θＳ１−Ｓ２＝２２．５
π／１８０ｒａｄにすると、位相差検出器８と８’から
４５π／１８０ｒａｄ位相のずれた信号が得られるとい
うふうに、振動検出用圧電素子ｓ１に対し１回転の任意
の位置でパルスが出せるので、どの位置で止まるべきか
決まっているとき、その位置でパルスが出るよう設定で
きる。
π／１８０ｒａｄにすると、位相差検出器８と８’から
４５π／１８０ｒａｄ位相のずれた信号が得られるとい
うふうに、振動検出用圧電素子ｓ１に対し１回転の任意
の位置でパルスが出せるので、どの位置で止まるべきか
決まっているとき、その位置でパルスが出るよう設定で
きる。
【００２６】図１０に本発明の第６の実施例の回路のブ
ロック図を示す。
ロック図を示す。
【００２７】振動子はセンサｓ１とｓ２の位置的位相差
（θＳ１−Ｓ２）が９０π／１８０ｒａｄずらして配置
したものを用いている。また、センサｓ１，ｓ２の信号
のゲインを変え＋，−する演算処理部１２が設けられて
いる。
（θＳ１−Ｓ２）が９０π／１８０ｒａｄずらして配置
したものを用いている。また、センサｓ１，ｓ２の信号
のゲインを変え＋，−する演算処理部１２が設けられて
いる。
【００２８】このとき、センサｓ１の位置に対し、位置
的位相差がθｘずれた位置の位相差信号は、 ＳＩＮ（θｘ）×ｓ１信号＋ＣＯＳ（θｘ）×ｓ２信号 という演算結果より得られる。
的位相差がθｘずれた位置の位相差信号は、 ＳＩＮ（θｘ）×ｓ１信号＋ＣＯＳ（θｘ）×ｓ２信号 という演算結果より得られる。
【００２９】すなわち、θｘ＝４５π／１８０ｒａｄの
ときの演算結果は第５の実施例（θＳ１−Ｓ２＝４５π
／１８０ｒａｄ）のときと同じ位相差変動カーブを描
き、センサｓ１のみの位相差変動カーブに比べ９０π／
１８０ｒａｄずれる。
ときの演算結果は第５の実施例（θＳ１−Ｓ２＝４５π
／１８０ｒａｄ）のときと同じ位相差変動カーブを描
き、センサｓ１のみの位相差変動カーブに比べ９０π／
１８０ｒａｄずれる。
【００３０】図１１にθｘの値と、そのとき得られる位
相差の変動カーブを示す。
相差の変動カーブを示す。
【００３１】図１１のように、θｘをπ／８ｒａｄきざ
みにし、位相変動成分をＡＣカップリングなどしたのち
コンパレータを通してパルス化し各々のＯＲをとると、
１回転当たり１６パルスの信号が得られる。このように
θｘの値を細かく任意に変えれば、振動検出手段が２個
で多くの位置的位相差のずれた部分の信号が得られ、位
置検出の分解能が上がる。
みにし、位相変動成分をＡＣカップリングなどしたのち
コンパレータを通してパルス化し各々のＯＲをとると、
１回転当たり１６パルスの信号が得られる。このように
θｘの値を細かく任意に変えれば、振動検出手段が２個
で多くの位置的位相差のずれた部分の信号が得られ、位
置検出の分解能が上がる。
【００３２】図１２は位相差変動カーブをＡＣカップリ
ングせずにパルス化する方法を示す第７の実施例のブロ
ック図であり、図１３は位相差検出器８，８’，８”の
出力信号を示す。
ングせずにパルス化する方法を示す第７の実施例のブロ
ック図であり、図１３は位相差検出器８，８’，８”の
出力信号を示す。
【００３３】図１２にはＡ相，Ｂ相への印加電圧のゲイ
ンを変え＋，−する演算処理部１３が設けられている
（あくまでも、モータに印加してるのは通常の駆動電
圧。）。例えば、 θ１＝ ＶＡ と ｓ１ の位相差…８
の出力 θ２＝ ＶＡ と ｓ２ の位相差…８’
の出力 θ３＝（ＶＡ＋ＶＢ）と（ｓ１＋ｓ２）の位相差…８”
の出力 θ１，θ２，θ３の絶対値が変動しても、図１３のよう
な位相関係が、常に成り立つ。
ンを変え＋，−する演算処理部１３が設けられている
（あくまでも、モータに印加してるのは通常の駆動電
圧。）。例えば、 θ１＝ ＶＡ と ｓ１ の位相差…８
の出力 θ２＝ ＶＡ と ｓ２ の位相差…８’
の出力 θ３＝（ＶＡ＋ＶＢ）と（ｓ１＋ｓ２）の位相差…８”
の出力 θ１，θ２，θ３の絶対値が変動しても、図１３のよう
な位相関係が、常に成り立つ。
【００３４】従って（θ１＋θ２）／２と比較すること
によりパルスを作れば、ＡＣカップリングしなくても良
い。これにより、低速度でも位置検出が可能である。
によりパルスを作れば、ＡＣカップリングしなくても良
い。これにより、低速度でも位置検出が可能である。
【００３５】図１４に第１の実施例で用いたロータｒお
よび、他の形状のロータを示す。
よび、他の形状のロータを示す。
【００３６】図１４の（ａ）は段差を付けてステータに
２カ所当たるようにしているのに対し、同図の（ｂ）
は、なめらかな曲線状に２カ所当たるようなっている。
このとき、ロータのステータとの接触部のつば厚みはｔ
1 ＞ｔ2 でｔ1 の部分が凸部ｒ1 ，ｒ2 に相当する。こ
のような形状だと２つ折れの状態で加工するなどして容
易に作ることが可能である。
２カ所当たるようにしているのに対し、同図の（ｂ）
は、なめらかな曲線状に２カ所当たるようなっている。
このとき、ロータのステータとの接触部のつば厚みはｔ
1 ＞ｔ2 でｔ1 の部分が凸部ｒ1 ，ｒ2 に相当する。こ
のような形状だと２つ折れの状態で加工するなどして容
易に作ることが可能である。
【００３７】同図の（ｃ）は、ロータｒの摩擦面２カ所
に薄いシート材のようなものを張りつけて凸部ｒ1 ，ｒ
2 を形成した例である。これも、加工が容易になる。
に薄いシート材のようなものを張りつけて凸部ｒ1 ，ｒ
2 を形成した例である。これも、加工が容易になる。
【００３８】同図の（ｄ）は、ロータｒの摩擦面は平面
でありながら、ツバばねの硬さが２カ所だけ硬い所を凸
部ｒ1 ，ｒ2 にした例であり、この方法だとモータ効率
を落とさずに本発明が実施できる。
でありながら、ツバばねの硬さが２カ所だけ硬い所を凸
部ｒ1 ，ｒ2 にした例であり、この方法だとモータ効率
を落とさずに本発明が実施できる。
【００３９】また、本発明は棒状振動波モータに限らず
円環形振動波モータに対しても適用することができる。
円環形振動波モータに対しても適用することができる。
【００４０】図１５に本発明の棒状振動波モータを用い
た装置を示す。
た装置を示す。
【００４１】５６がスリット板、５７がフォトカプラ、
５４がモータと装置５５をつなぐ軸である。
５４がモータと装置５５をつなぐ軸である。
【００４２】上記棒状振動波モータの出力は軸５４を通
して装置５５に伝達される。また、フォトカプラ５７に
より回転状態が検出され、モータの制御に供される。
して装置５５に伝達される。また、フォトカプラ５７に
より回転状態が検出され、モータの制御に供される。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明により、エン
コーダなどの移動体の位置等を検出するセンサなしに位
置決めおよび回転数を検出ができる。
コーダなどの移動体の位置等を検出するセンサなしに位
置決めおよび回転数を検出ができる。
【図１】本発明の第１の実施例の回路のブロック図。
【図２】第１の実施例の棒状振動波モータのロータ、ス
テータの斜視図。
テータの斜視図。
【図３】第１の実施例におけるロータの凸部の位置と位
相差信号θＡ−Ｓとの関係を示す図。
相差信号θＡ−Ｓとの関係を示す図。
【図４】本発明の第２の実施例の回路のブロック図。
【図５】本発明の第３の実施例の回路のブロック図。
【図６】本発明の第４の実施例の回路のブロック図。
【図７】第５の実施例に用いた振動子の分解斜視図。
【図８】図７の振動子を用いたときの回路のブロック
図。
図。
【図９】図８の位相差検出器８，８’からの出力信号の
波形図。
波形図。
【図１０】本発明の第６の実施例の回路のブロック図。
【図１１】θｘの値とそのとき得られる位相差の変動カ
ーブを示す図。
ーブを示す図。
【図１２】本発明の第７の実施例の回路のブロック図。
【図１３】図１２の位相差検出器８，８’，８”からの
出力信号の波形図。
出力信号の波形図。
【図１４】ロータ形状を示す図。
【図１５】本発明の棒状振動波モータを用いた装置の概
略図。
略図。
【図１６】従来の棒状振動波モータの分解斜視図。
【図１７】従来の棒状振動波モータの縦断面図。
【図１８】従来例の周波数とＡ−Ｓ位相差およびＳ相電
圧（Ｖｓ）の関係を示す図。
圧（Ｖｓ）の関係を示す図。
１…マイコン ２…発振器 ３…移相器 ４，５…アンプ ６，７…インピーダンス整合素子 ８…位相差検出手
段 ９…信号処理部 １０…棒状振動波
モータ １１…信号振幅検出器 １２，１３…演算
処理部 ５６…スリット板 ５７…フォトカプ
ラ ａ１，ａ２…駆動用圧電素子 ｂ１，ｂ２…金属
ブロック ｃ…締め付けボルト ｄ，ｄ−１…絶縁
シート ｅ…ベアリング部材 Ｆ…ギヤ ｇ…固定部材 ｈ…コイルバネ ｉ…バネケース ｒ…ロータ Ｓ１，Ｓ２…振動検出用圧電素子
段 ９…信号処理部 １０…棒状振動波
モータ １１…信号振幅検出器 １２，１３…演算
処理部 ５６…スリット板 ５７…フォトカプ
ラ ａ１，ａ２…駆動用圧電素子 ｂ１，ｂ２…金属
ブロック ｃ…締め付けボルト ｄ，ｄ−１…絶縁
シート ｅ…ベアリング部材 Ｆ…ギヤ ｇ…固定部材 ｈ…コイルバネ ｉ…バネケース ｒ…ロータ Ｓ１，Ｓ２…振動検出用圧電素子
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02N 2/00
Claims (2)
- 【請求項１】 振動体に配置された電気―機械エネルギ
ー変換素子部に周波信号を印加して、前記振動体を励振
させ、該振動体に接触する移動体を駆動する振動波モー
タを備えた駆動装置において、前記移動体に前記振動体と移動体の接触状態が周方向で
不均一となる部分を設け、振動体と移動体を周方向に 不
均一に接触させるとともに、前記振動体に設けられた振
動検知用電気―機械エネルギー変換素子部からの信号と
前記電気―機械エネルギー変換素子部に印加される周波
信号の位相差を検知する位相差検出回路を設け、該位相
差検出回路にて検出される位相差信号の変動周期を検知
して移動体の移動量に関する情報を得ることを特徴とす
る振動波モータを備えた駆動装置。 - 【請求項２】 振動体に配置された電気―機械エネルギ
ー変換素子部にインピーダンス整合素子を介して周波信
号を印加して、前記振動体を励振させ、該振動体に接触
する移動体を駆動する振動波モータを備えた駆動装置に
おいて、前記移動体に前記振動体と移動体の接触状態が周方向で
不均一となる部分を設け、振動体と移動体を周方向に 不
均一に接触させるとともに、前記インピーダンス整合素
子の一方の端と他方の端における信号の位相差を検知す
る位相差検出回路を設け、該位相差検出回路にて検出さ
れる位相差信号の変動周期を検知して移動体の移動量に
関する情報を得ることを特徴とする振動波モータを備え
た駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27871392A JP3320117B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 振動波モータを備えた駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27871392A JP3320117B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 振動波モータを備えた駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06133570A JPH06133570A (ja) | 1994-05-13 |
| JP3320117B2 true JP3320117B2 (ja) | 2002-09-03 |
Family
ID=17601159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27871392A Expired - Fee Related JP3320117B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 振動波モータを備えた駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3320117B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040153963A1 (en) | 2003-02-05 | 2004-08-05 | Simpson Todd G. | Information entry mechanism for small keypads |
| WO2010041533A1 (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-15 | コニカミノルタオプト株式会社 | 超音波モータおよび圧電振動体 |
-
1992
- 1992-10-16 JP JP27871392A patent/JP3320117B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06133570A (ja) | 1994-05-13 |
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