JP4594034B2 - Vibration type driving device, its control device and its control method - Google Patents

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

本発明は、振動型駆動装置、その制御装置及びその制御方に関し、特に、振動体の少なくとも一部を形成する電気−機械エネルギー変換手段に該振動体の共振周波数近傍の交流電圧を印加して該振動体を所定の振動モードで励振し、該振動体に接触する移動体を相対移動させる振動型駆動装置、該振動型駆動装置の制御装置及び該振動型駆動装置に適用される制御方法に関する。 The present invention, the vibration type driving apparatus, a control how the controller and its, in particular, at least a portion forming an electrical vibrating body - applying an alternating voltage of a resonance frequency near the mechanical energy conversion means vibration member Then, the vibration body is excited in a predetermined vibration mode, and the moving body that contacts the vibration body is relatively moved, the vibration-type drive apparatus control device, and the control applied to the vibration-type drive apparatus about the mETHODS.

一般に、振動型駆動装置は、弾性体上に励起した数ミクロン程度の振動の力によって移動体を移動させるように構成されている。この弾性体と移動体との接触部に働く力の方向を選択的に取り出すことで、効率良く移動体を移動させることが可能である。   In general, the vibration type driving device is configured to move the moving body by a force of vibration of about several microns excited on the elastic body. By selectively extracting the direction of the force acting on the contact portion between the elastic body and the moving body, the moving body can be moved efficiently.

振動型駆動装置にはいくつかの方式が提案されているが、振動の形態によって定在波型と進行波型とに大きく分類される。定在波型では、振動型駆動装置の形状の自由度が高く、小型化しやすい利点があり、進行波型では、常に弾性体と移動体とが接しているので、高トルクが比較的得やすい利点がある。   Several methods have been proposed for the vibration-type driving device, but it is roughly classified into a standing wave type and a traveling wave type depending on the form of vibration. The standing wave type has the advantage of a high degree of freedom in the shape of the vibration type driving device and is easy to downsize. The traveling wave type is always in contact with the elastic body and the moving body, so it is relatively easy to obtain high torque. There are advantages.

進行波型の振動型駆動装置では、円環または円盤型の弾性体が一般的に用いられ、円周にそって進行する曲げ振動により振動波の波頭の質点が楕円軌跡を描いて運動することを利用して、その楕円軌跡の一部の運動を取り出して移動体を駆動している。また駆動力としては、接触部の摩擦係数と接触部の加圧力とに比例したトルクが得られ、低速かつ高トルクのモータ性能が得られるのが特徴である。   In a traveling wave type vibration type driving device, an annular or disk type elastic body is generally used, and the mass point of the wave front of the vibration wave moves in an elliptical locus due to bending vibration that travels along the circumference. Is used to extract a part of the motion of the elliptical locus and drive the moving body. The driving force is characterized in that torque proportional to the friction coefficient of the contact portion and the applied pressure of the contact portion is obtained, and motor performance with low speed and high torque is obtained.

従来、複数の振動モードの進行性振動波を用いた振動型駆動装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。こうした振動型駆動装置では、円環状の弾性体に、面外方向(弾性体の回転軸方向)の曲げ振動による進行性振動波と、面内方向(弾性体の回転軸を法線とする回転面内の方向)の曲げ振動による進行性振動波とを選択的に形成し、これによって、弾性体に接触する移動体が、広い速度領域に亘って安定した駆動ができるようにしている。
特開平03−135382号公報
Conventionally, a vibration type driving device using progressive vibration waves in a plurality of vibration modes has been proposed (for example, see Patent Document 1). In such a vibration-type drive device, an annular elastic body has a progressive vibration wave caused by bending vibration in an out-of-plane direction (rotational axis direction of the elastic body) and an in-plane direction (rotation with the rotational axis of the elastic body as a normal line). A traveling vibration wave caused by bending vibration in the in-plane direction) is selectively formed, so that the moving body in contact with the elastic body can be driven stably over a wide speed range.
Japanese Patent Laid-Open No. 03-135382

しかしながら、上記従来の進行波型の振動型駆動装置は、弾性体の振動振幅が大きい場合には、質点の楕円軌跡の上側の運動による力のみを移動体に伝達することができるが、移動体を低速で駆動するために弾性体の振動振幅を小さくすると、楕円軌跡が小さくなり、楕円軌跡の下側にも移動体が接するようになる。すると、移動方向と逆方向の質点運動とも移動体が接するようになるため、低速領域での出力トルクが小さくなってしまうという問題があった。   However, the conventional traveling wave type vibration type driving device can transmit only the force due to the motion above the elliptical locus of the mass point to the moving body when the vibration amplitude of the elastic body is large. If the vibration amplitude of the elastic body is reduced in order to drive the motor at a low speed, the elliptical locus becomes smaller and the moving body comes into contact with the lower side of the elliptical locus. Then, since the moving body comes into contact with the mass point motion in the direction opposite to the moving direction, there is a problem that the output torque in the low speed region becomes small.

また、上記の特許文献1に示される振動型駆動装置において、振動モードを切り替えて、低速から高速までの広い速度領域で連続的な制御を行う場合、切り替えの際に速度が不安定になるという問題があった。   Further, in the vibration type driving device shown in Patent Document 1, when the vibration mode is switched and continuous control is performed in a wide speed range from low speed to high speed, the speed becomes unstable at the time of switching. There was a problem.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、低速領域での出力トルクの低下を防止するとともに、低速から高速までの広い速度領域で安定した制御が可能な振動型駆動装置、その制御装置及びその制御方を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and it is possible to prevent a decrease in output torque in a low speed region and to perform a stable control in a wide speed region from a low speed to a high speed. , and to provide a control how the control device and its.

上記目的を達成するために、本発明の振動型駆動装置は、第1の進行性振動波と、前記第1の進行性振動波とは振動振幅の方向が異なる第2の進行性振動波と、を発生させる振動体と、前記振動体に接触する移動体と、を有し、前記第1の進行性振動波と前記第2の進行性振動波とが合成された振動波を前記振動体に発生させることにより、前記移動体を前記振動体に対して相対移動させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the vibration-type driving device of the present invention includes a first progressive vibration wave and a second progressive vibration wave having a vibration amplitude direction different from that of the first progressive vibration wave. , And a moving body that contacts the vibrating body, and the vibration wave obtained by combining the first progressive vibration wave and the second progressive vibration wave is the vibration body. The moving body is caused to move relative to the vibrating body by being generated .

上記目的を達成するために、本発明の振動型駆動装置の制御装置は、圧電素子を備えた振動体に、第1の進行性振動波と、前記第1の進行性振動波とは振動振幅の方向が異なる第2の進行性振動波と、を発生させることにより、前記振動体に接触する移動体を前記振動体に対して相対移動させる振動型駆動装置の制御装置であって、前記第1の進行性振動波と前記第2の進行性振動波とが合成された振動波を前記振動体に発生させる交流電圧を、前記圧電素子に供給する供給手段を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a control device for a vibration-type drive device according to the present invention includes a vibrating body provided with a piezoelectric element, wherein a first progressive vibration wave and the first progressive vibration wave have vibration amplitudes. And a second traveling vibration wave having a different direction, whereby a moving body in contact with the vibrating body is moved relative to the vibrating body. It has a supply means for supplying the piezoelectric element with an AC voltage that generates a vibration wave in which the one traveling vibration wave and the second traveling vibration wave are combined in the vibration body .

上記目的を達成するために、本発明の振動型駆動装置の制御方法は、圧電素子を備えた振動体に、第1の進行性振動波と、前記第1の進行性振動波とは振動振幅の方向が異なる第2の進行性振動波と、を発生させることにより、前記振動体に接触する移動体を前記振動体に対して相対移動させる振動型駆動装置の制御方法であって、前記第1の進行性振動波と前記第2の進行性振動波とが合成された振動波を前記振動体に発生させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the control method of the vibration type driving device of the present invention , the first traveling vibration wave and the first traveling vibration wave are vibration amplitudes on a vibrating body including a piezoelectric element. And a second traveling vibration wave having a different direction, whereby a moving body in contact with the vibrating body is moved relative to the vibrating body. A vibration wave in which one progressive vibration wave and the second progressive vibration wave are combined is generated in the vibrating body .

本発明によれば、移動体を低速で駆動する際の出力トルクの停止を防止するとともに、移動体を低速から高速までの広い速度領域で安定して駆動させることを可能とする。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while stopping the output torque at the time of driving a moving body at low speed, it becomes possible to drive a moving body stably in the wide speed area | region from low speed to high speed.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

〔第1の実施の形態〕
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る振動型駆動装置の構成を示す側断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a vibration type driving apparatus according to a first embodiment of the present invention.

図1において、1は円環状の弾性体であり、2は、弾性体1に接着され、交流電圧が印加されることで、弾性体1を加振する圧電素子であり、3は、弾性体1に加圧接触する摩擦部材であり、4は、摩擦部材3が接着され、外部に回転出力を取り出すためのロータ(移動体)である。   In FIG. 1, 1 is an annular elastic body, 2 is a piezoelectric element that is bonded to the elastic body 1 and vibrates the elastic body 1 by applying an AC voltage, and 3 is an elastic body. Reference numeral 1 denotes a friction member that is in pressure contact, and reference numeral 4 denotes a rotor (moving body) to which the friction member 3 is bonded and for taking out rotational output to the outside.

図2は、圧電素子2に形成された電極と、該電極における分極の極性とを示す平面図である。   FIG. 2 is a plan view showing the electrodes formed on the piezoelectric element 2 and the polarity of polarization at the electrodes.

図2において、圧電素子2に形成される電極は、内周側と外周側とに分かれると共に、同一円周上の電極は4つ(外周は2−a,2−b,2−c,2−d、内周は2−e,2−f,2−g,2−h)で振動波1波長分の電極となっており、5波長分の20個の電極からなっている。また各電極は、同一円周上において円周に沿って1つ置きに接続しており、内外周の互いに接続された4組の電極群に、2相の交流駆動電圧Va,Vb,Vc,Vdがそれぞれ印加される。   In FIG. 2, the electrodes formed on the piezoelectric element 2 are divided into an inner peripheral side and an outer peripheral side, and four electrodes on the same circumference (the outer circumferences are 2-a, 2-b, 2-c, 2 -D, the inner circumference is 2-e, 2-f, 2-g, 2-h), which is an electrode for one wavelength of the vibration wave, and is composed of 20 electrodes for five wavelengths. In addition, each electrode is connected every other along the circumference on the same circumference, and two groups of AC drive voltages Va, Vb, Vc, Vd is applied respectively.

ここで、弾性体1では、面内(弾性体の回転軸を法線とする回転面内の方向)5次の振動モードでの共振周波数と、面外(弾性体の回転軸方向)5次の振動モードでの共振周波数とが、ロータ4が弾性体1に加圧接触した状態で、ほぼ同じ周波数となるようにする。圧電素子2の内外周の電極間に印加する電圧を同相にすると、弾性体1に面外曲げ振動を発生させることができ、圧電素子2の内外周の電極間に印加する電圧を逆相にすると、弾性体1に面内曲げ振動を発生させることができる。また、内外周の各2相の電極間に90°位相のずれた交流電圧を印加すると、弾性体1に面内または面外の進行性振動波を発生させることができる。また、内周のみ或いは外周のみに交流電圧を印加すると、面内の振動と面外の振動とを同時に発生させることができる。   Here, in the elastic body 1, the resonance frequency in the fifth-order vibration mode in the plane (the direction in the rotation plane with the rotation axis of the elastic body as the normal) and the fifth order in the out-of-plane (rotation axis direction of the elastic body). The resonance frequency in the vibration mode is set to substantially the same frequency when the rotor 4 is in pressure contact with the elastic body 1. When the voltage applied between the inner and outer electrodes of the piezoelectric element 2 is in phase, the elastic body 1 can generate out-of-plane bending vibration, and the voltage applied between the inner and outer electrodes of the piezoelectric element 2 is in reverse phase. Then, in-plane bending vibration can be generated in the elastic body 1. Further, when an alternating voltage having a phase shift of 90 ° is applied between the two-phase electrodes on the inner and outer circumferences, an in-plane or out-of-plane progressive vibration wave can be generated in the elastic body 1. In addition, when an AC voltage is applied only to the inner periphery or only to the outer periphery, in-plane vibration and out-of-plane vibration can be generated simultaneously.

第1の実施の形態では、駆動電圧Vaと駆動電圧Vcとを同相にするとともに、駆動電圧Vbと駆動電圧Vdとを同相にし、また、駆動電圧Vaと駆動電圧Vbとの位相差を90°にするとともに、駆動電圧Vcと駆動電圧Vdとの位相差を90°にして、面内及び面外の進行性振動波を発生させるようにする。   In the first embodiment, the drive voltage Va and the drive voltage Vc are in phase, the drive voltage Vb and the drive voltage Vd are in phase, and the phase difference between the drive voltage Va and the drive voltage Vb is 90 °. In addition, the phase difference between the driving voltage Vc and the driving voltage Vd is set to 90 ° to generate in-plane and out-of-plane progressive vibration waves.

図3は、弾性体1を上面から見た平面図である。   FIG. 3 is a plan view of the elastic body 1 as seen from above.

弾性体1には外周部にスリット構造部1−aを設けており、このスリット構造部1−aには、面内曲げ振動が発生した際に形成される楕円振動における振幅のうち、弾性体1の円周方向成分の振幅を拡大する効果がある。ロータ4は、摩擦部材3を介して、このスリット構造部1−aに接するように構成されている。   The elastic body 1 is provided with a slit structure 1-a on the outer periphery, and the slit structure 1-a has an elastic body out of the amplitude in the elliptical vibration formed when in-plane bending vibration occurs. There is an effect of expanding the amplitude of the circumferential component of 1. The rotor 4 is configured to be in contact with the slit structure portion 1-a through the friction member 3.

第1の実施の形態においては、上記のような構成において面内曲げ振動による進行性振動波と面外曲げ振動による進行性振動波の位相を変えることで、ロータ4の回転方向を制御するようにしている。これを、以下に説明する。   In the first embodiment, the rotational direction of the rotor 4 is controlled by changing the phase of the progressive vibration wave caused by the in-plane bending vibration and the progressive vibration wave caused by the out-of-plane bending vibration in the configuration as described above. I have to. This will be described below.

図4及び図5は、第1の実施の形態において発生する面内及び面外の各進行性振動波の位相関係とロータ4の回転方向との関係を示す図である。   4 and 5 are diagrams illustrating the relationship between the phase relationship between the in-plane and out-of-plane progressive vibration waves generated in the first embodiment and the rotation direction of the rotor 4.

図4及び図5において、外周側グラフは面内5次の進行性振動波の波形を示しており、点線で示した中立線に対して外側部分が弾性体1の外側(外周側)の振幅を表し、中立線の内側部分が弾性体1の内側(内周側)の振幅を表している。一方、内周側グラフは、面外5次の進行性振動波の波形を示しており、点線で示した中立線に対して外側部分が弾性体1の上側(ロータ4側)の振幅を表し、中立線の内側部分が弾性体1の下側(圧電素子2側)の振幅を表している。また面内及び面外の進行性振動波は、反時計方向に弾性体1の周上に沿って移動している。ここで、図4と図5とではロータ4の回転方向が逆となる。これは、面内の進行性振動波の位相と面外の進行性振動波の位相とを異ならせることによって発生させることができるが、これを、図4及び図5を参照して、以下に詳述する。   4 and 5, the outer graph shows the waveform of the in-plane fifth-order progressive vibration wave, and the amplitude of the outer portion of the elastic body 1 on the outer side (outer side) with respect to the neutral line indicated by the dotted line. The inside portion of the neutral line represents the amplitude of the inner side (inner peripheral side) of the elastic body 1. On the other hand, the inner peripheral side graph shows the waveform of the out-of-plane fifth-order progressive vibration wave, and the outer portion represents the amplitude of the elastic body 1 on the upper side (the rotor 4 side) with respect to the neutral line indicated by the dotted line. The inner part of the neutral line represents the amplitude of the lower side of the elastic body 1 (the piezoelectric element 2 side). In addition, the in-plane and out-of-plane traveling vibration waves move along the circumference of the elastic body 1 in the counterclockwise direction. Here, the rotation direction of the rotor 4 is reversed between FIG. 4 and FIG. This can be generated by making the phase of the in-plane progressive vibration wave different from the phase of the out-of-plane progressive vibration wave, which will be described below with reference to FIGS. Detailed description.

ロータ4の回転方向を決めるのは、面外振動が摩擦部材3を介してロータ4に接する位置における、面内と面外の各楕円振動の円周方向成分を合成して得られる振動の方向である。図4および図5を参照すると、面外の楕円振動の円周方向成分が小さいことがわかるが、これは、この面外の楕円振動が生じている点が面外曲げ振動の中立面に近いためである。   The rotational direction of the rotor 4 is determined by the direction of vibration obtained by combining the circumferential components of the in-plane and out-of-plane elliptical vibrations at the position where the out-of-plane vibration is in contact with the rotor 4 via the friction member 3. It is. 4 and 5, it can be seen that the circumferential component of the out-of-plane elliptical vibration is small. This is because the out-of-plane elliptical vibration occurs at the neutral plane of the out-of-plane bending vibration. Because it is close.

このように、面外の楕円振動の円周方向成分が小さいため、面外曲げ振動が摩擦部材3を介してロータ4に接する位置での面内の楕円振動の円周方向成分が、ロータ4の回転方向をほとんど決めるようになっている。したがって、図4では、面外曲げ振動が、摩擦部材3を介してロータ4に接する弾性体1の上側に発生している時に、面内曲げ振動が弾性体1の外側に発生しているため、進行性振動波の進行方向と逆方向にロータ4が回転する。一方、図5では、面外曲げ振動が、摩擦部材3を介してロータ4に接する弾性体1の上側に発生している時に、面内曲げ振動が弾性体1の内側に発生しているため、進行性振動波の進行方向と同方向にロータ4が回転する。   Thus, since the circumferential component of the out-of-plane elliptical vibration is small, the circumferential component of the in-plane elliptical vibration at the position where the out-of-plane bending vibration is in contact with the rotor 4 via the friction member 3 is the rotor 4. The direction of rotation is almost determined. Therefore, in FIG. 4, when the out-of-plane bending vibration is generated on the upper side of the elastic body 1 in contact with the rotor 4 via the friction member 3, the in-plane bending vibration is generated on the outer side of the elastic body 1. Then, the rotor 4 rotates in the direction opposite to the traveling direction of the progressive vibration wave. On the other hand, in FIG. 5, when the out-of-plane bending vibration is generated on the upper side of the elastic body 1 in contact with the rotor 4 via the friction member 3, the in-plane bending vibration is generated on the inner side of the elastic body 1. The rotor 4 rotates in the same direction as the traveling direction of the progressive vibration wave.

第1の実施の形態では、面外の進行性振動波を発生させつつ、面内の進行性振動波の位相を変えることによって、ロータ4の回転方向を切り替えるようにする。これによって、それぞれの進行性振動波の回転方向は切り替えることなく、それぞれの進行性振動波の間の位相を変化させることによってロータ4の回転方向を切り替えることができる。また、進行性振動波の波形をほとんど乱すことなく、高速にロータ4の回転方向を切り替えることができる。   In the first embodiment, the rotational direction of the rotor 4 is switched by changing the phase of the in-plane progressive vibration wave while generating the out-of-plane progressive vibration wave. Accordingly, the rotation direction of the rotor 4 can be switched by changing the phase between the respective progressive vibration waves without switching the rotation direction of each of the progressive vibration waves. Further, the rotation direction of the rotor 4 can be switched at high speed without almost disturbing the waveform of the progressive vibration wave.

また、第1の実施の形態では、所定以上の振幅の面外曲げ振動を常に発生させるようにする。これによって、振動の振幅が小さい領域における不感帯(所定以上の振幅でないとロータ4が回転しない現象が発生する領域)が小さくなる。したがって、面内曲げ振動の振幅を変えることで、ロータ4の回転速度を安定して制御することができ、特に極低速から安定して高トルクで駆動が可能となる。   In the first embodiment, out-of-plane bending vibration having a predetermined amplitude or more is always generated. As a result, a dead zone in a region where the amplitude of vibration is small (a region where a phenomenon in which the rotor 4 does not rotate unless the amplitude is greater than a predetermined amplitude) is reduced. Therefore, by changing the amplitude of the in-plane bending vibration, the rotational speed of the rotor 4 can be controlled stably, and in particular, it can be driven stably from a very low speed with a high torque.

〔第2の実施の形態〕
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

図6は、第2の実施の形態に係る振動型駆動装置の構成を示す側断面図である。   FIG. 6 is a side sectional view showing the configuration of the vibration type driving apparatus according to the second embodiment.

図6において5は圧電素子、6は弾性体であり、弾性体6は、弾性体6−aと弾性体6−bとからなっており、圧電素子5を弾性体6−aと弾性体6−bとで上下から挟持している。7はロータであり、ロータ7−aとロータ7−bとからなっていて、不図示の加圧手段によってロータ7−aとロータ7−bとが弾性体6を挟み込むように加圧され、これによって、ロータ7は弾性体6に励起される振動に応じて回転する。8は固定部材であり、固定部材8−aと固定部材8−bとからなり、弾性体6−aと弾性体6−bとを弾性体6の回転中心で上下から挟持する。9は、ロータ7の回転中心に固定された回転軸である。   In FIG. 6, reference numeral 5 denotes a piezoelectric element, and reference numeral 6 denotes an elastic body. The elastic body 6 includes an elastic body 6-a and an elastic body 6-b, and the piezoelectric element 5 includes the elastic body 6-a and the elastic body 6. -B is sandwiched from above and below. Reference numeral 7 denotes a rotor, which is composed of a rotor 7-a and a rotor 7-b. The rotor 7-a and the rotor 7-b are pressurized so as to sandwich the elastic body 6 by a pressing means (not shown), Thereby, the rotor 7 rotates according to the vibration excited by the elastic body 6. Reference numeral 8 denotes a fixing member, which includes a fixing member 8-a and a fixing member 8-b. The elastic body 6-a and the elastic body 6-b are sandwiched from above and below at the rotation center of the elastic body 6. Reference numeral 9 denotes a rotation shaft fixed to the rotation center of the rotor 7.

図6に示す振動型駆動装置における圧電素子5、弾性体6、固定部材8からなる振動体に対して、詳しくは図9及び図10を参照して後述する方法により、面外倒れ振動と面内2次曲げ振動とを同時に発生させ、これによって、ロータ7の回転方向及び回転速度を制御するようにしている。ここではまず、面外倒れ振動と面内2次曲げ振動とについて説明する。   The vibration body comprising the piezoelectric element 5, the elastic body 6, and the fixing member 8 in the vibration type driving device shown in FIG. 6 will be described in detail with reference to FIGS. 9 and 10. The inner secondary bending vibration is generated at the same time, whereby the rotation direction and the rotation speed of the rotor 7 are controlled. First, the out-of-plane falling vibration and the in-plane secondary bending vibration will be described.

図7及び図8は、圧電素子5、弾性体6、固定部材8からなる振動体に励起される面外倒れ振動と面内2次曲げ振動とを示す図であり、図7と図8とでは、面内2次曲げ振動の位相の違いからロータ7の回転方向が逆となっている。図7及び図8においてそれぞれ、(A)は面外倒れ振動を、(B)は面内2次曲げ振動を示すとともに、上から下へ矢印に従って振動が時間的に変化する様子を表している。   7 and 8 are diagrams showing the out-of-plane torsional vibration and the in-plane secondary bending vibration that are excited by the vibrating body including the piezoelectric element 5, the elastic body 6, and the fixing member 8, and FIGS. Then, the rotational direction of the rotor 7 is reversed due to the phase difference of the in-plane secondary bending vibration. 7 and 8, (A) shows the out-of-plane falling vibration, (B) shows the in-plane secondary bending vibration, and the state in which the vibration changes with time according to the arrow from top to bottom. .

まず図7を参照して、圧電素子5、弾性体6、固定部材8からなる振動体の振動の変化について説明する。   First, with reference to FIG. 7, a description will be given of a change in vibration of a vibrating body including the piezoelectric element 5, the elastic body 6, and the fixing member 8.

面外倒れ振動は、回転軸9の中心軸を法線とする平面に対して、本来同一平面上に位置する上記振動体が傾きをもつ振動である。図7(A)は、回転軸9の中心軸に垂直な方向から上記振動体を見た図であり、図7(A)に示すハッチングは振動体の裏面を示しており、振動体の倒れる方向(傾き方向)が回転中心軸を中心に回転する様子を示している。   The out-of-plane falling vibration is a vibration in which the vibrating body originally located on the same plane is inclined with respect to a plane whose normal is the central axis of the rotation shaft 9. FIG. 7A is a view of the vibrating body viewed from a direction perpendicular to the central axis of the rotating shaft 9, and the hatching shown in FIG. 7A shows the back surface of the vibrating body, and the vibrating body collapses. The direction (inclination direction) shows a state of rotating around the rotation center axis.

面内2次曲げ振動は、上記振動体の外側円環部が面内2次曲げモードで振動する振動である。図7(B)は、回転軸9の中心軸方向から上記振動体の振動波形を見た図であり、該振動波形は、面外倒れ振動と同方向に回転中心軸を中心に回転している。なお、後述するように、面外倒れ振動の周波数に対して面内2次曲げ振動の周波数を2倍に設定するので、面内2次曲げ振動の振動波形は、面外倒れ振動が回転軸中心に半周する毎に同じ振動波形となる。   In-plane secondary bending vibration is vibration in which the outer annular portion of the vibrating body vibrates in the in-plane secondary bending mode. FIG. 7B is a view of the vibration waveform of the vibrating body from the direction of the central axis of the rotation shaft 9, and the vibration waveform rotates around the rotation central axis in the same direction as the out-of-plane falling vibration. Yes. As will be described later, since the frequency of the in-plane secondary bending vibration is set to twice the frequency of the out-of-plane falling vibration, the vibration waveform of the in-plane secondary bending vibration is the rotation axis of the out-of-plane falling vibration. The vibration waveform is the same every time halfway around the center.

面外倒れ振動と面内2次曲げ振動とは、同時に上記振動体に励起される。その際、弾性体6とロータ7の接触部において、面外倒れ振動に起因する成分は上下に突き上げる成分がほとんどであるためロータ7がほとんど回転しないが、面内2次曲げ振動に起因する成分は、図7(B)に示したように面内2次曲げ振動の進行方向と逆方向に回転する楕円振動となっており、面外倒れ振動がロータ7を突き上げるタイミングで接する楕円振動の振動方向にロータ7が回転する。したがって、面内2次曲げ振動の回転方向と逆の方向にロータ7が回転する。   The out-of-plane falling vibration and the in-plane secondary bending vibration are simultaneously excited by the vibrating body. At that time, in the contact portion between the elastic body 6 and the rotor 7, the component caused by the out-of-plane falling vibration is mostly a component pushed up and down, so the rotor 7 hardly rotates, but the component caused by the in-plane secondary bending vibration. 7B is an elliptical vibration that rotates in the direction opposite to the traveling direction of the in-plane secondary bending vibration, as shown in FIG. 7B, and the vibration of the elliptical vibration that comes into contact at the timing when the out-of-plane falling vibration pushes up the rotor 7. The rotor 7 rotates in the direction. Therefore, the rotor 7 rotates in the direction opposite to the rotation direction of the in-plane secondary bending vibration.

また、図6の構成図に示したようにロータ7は圧電素子5、弾性体6、固定部材8からなる振動体の上下から挟む構成となっているため、ロータ7−aとロータ7−bとが、振動体の同じ方向の楕円振動と接しなければロータ7が回転しないが、面内2次曲げ振動の場合、突き上げることになる振動体の回転中心軸を挟んだ両側の楕円振動は、上述のように2倍の周波数設定のために同じ回転方向であり、これらの楕円振動が同じタイミングでロータ7−a及びロータ7−bと接するため、ロータ7が回転する。   Further, as shown in the configuration diagram of FIG. 6, the rotor 7 is configured to be sandwiched from above and below the vibrating body including the piezoelectric element 5, the elastic body 6, and the fixing member 8. However, the rotor 7 does not rotate unless it contacts the elliptical vibration in the same direction of the vibrating body, but in the case of in-plane secondary bending vibration, the elliptical vibrations on both sides across the rotation center axis of the vibrating body to be pushed up are As described above, the rotation direction is the same for setting the frequency twice, and these elliptical vibrations contact the rotor 7-a and the rotor 7-b at the same timing, so the rotor 7 rotates.

図8は、ロータ7が図7と逆方向に回転する場合の振動を示している。図8は、図7の表示形態と同じであるが、面外倒れ振動に対する面内2次曲げ振動の位相が図7とは異なっている。ただし、面外倒れ振動の回転方向と面内2次曲げ振動の回転方向は図7と同じである。   FIG. 8 shows vibration when the rotor 7 rotates in the direction opposite to that in FIG. FIG. 8 is the same as the display form of FIG. 7, but the phase of the in-plane secondary bending vibration with respect to the out-of-plane falling vibration is different from that of FIG. However, the rotation direction of the out-of-plane falling vibration and the rotation direction of the in-plane secondary bending vibration are the same as those in FIG.

図7では、弾性体6がロータ7に接するタイミング、つまり面外倒れ振動がロータ7を突き上げるタイミングで、面内2次曲げ振動の長径方向の振動が弾性体6とロータ7の接触部に発生しており、弾性体6とロータ7の接触部が面内2次曲げ振動の進行方向と逆方向に運動しているタイミングで弾性体6とロータ7が接しており、ロータ7が面内2次曲げ振動の進行方向と逆方向に回転している。これに対し図8では、弾性体6がロータ7に接するタイミングで、面内2次曲げ振動の短径方向の振動が弾性体6とロータ7の接触部に発生しており、弾性体6とロータ7の接触部が面内2次曲げ振動の進行方向に運動しているタイミングで弾性体6とロータ7が接しており、ロータ7が面内2次曲げ振動の進行方向に回転している。   In FIG. 7, the longitudinal vibration of the in-plane secondary bending vibration is generated at the contact portion between the elastic body 6 and the rotor 7 when the elastic body 6 contacts the rotor 7, that is, when the out-of-plane falling vibration pushes up the rotor 7. The elastic body 6 and the rotor 7 are in contact with each other at the timing when the contact portion between the elastic body 6 and the rotor 7 moves in the direction opposite to the traveling direction of the in-plane secondary bending vibration, and the rotor 7 is in-plane 2 It rotates in the direction opposite to the traveling direction of the next bending vibration. On the other hand, in FIG. 8, at the timing when the elastic body 6 comes into contact with the rotor 7, vibration in the minor axis direction of the in-plane secondary bending vibration is generated at the contact portion between the elastic body 6 and the rotor 7. The elastic body 6 and the rotor 7 are in contact with each other at the timing when the contact portion of the rotor 7 moves in the traveling direction of the in-plane secondary bending vibration, and the rotor 7 rotates in the traveling direction of the in-plane secondary bending vibration. .

次に、振動体に面外倒れ振動及び面内2次曲げ振動をどのように励振するかについて、図9及び図10を参照して説明する。   Next, how the out-of-plane falling vibration and the in-plane secondary bending vibration are excited in the vibrating body will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

図9は、図6に示すロータ7と回転軸9とを除いた圧電素子5、弾性体6、固定部材8からなる振動体を示す側断面図であり、圧電素子5の内部構成を示すための図である。   FIG. 9 is a side sectional view showing a vibrating body including the piezoelectric element 5, the elastic body 6, and the fixing member 8 excluding the rotor 7 and the rotating shaft 9 shown in FIG. 6, and shows the internal configuration of the piezoelectric element 5. FIG.

圧電素子5は、4つの区画に分かけられた圧電素子5−a,5−b,5−c,5−dからなる。なお、図10を参照して後述するように、圧電素子5は回転方向にも分割されている。圧電素子5−a,5−b,5−c,5−dはそれぞれ、独立に伸縮するように構成されており、上下方向(回転軸方向)に分極処理されている。   The piezoelectric element 5 includes piezoelectric elements 5-a, 5-b, 5-c, and 5-d divided into four sections. As will be described later with reference to FIG. 10, the piezoelectric element 5 is also divided in the rotation direction. Each of the piezoelectric elements 5-a, 5-b, 5-c, and 5-d is configured to expand and contract independently, and is polarized in the vertical direction (rotational axis direction).

ここで、圧電素子5−aと圧電素子5−dとに同相の交流電圧を印加するとともに、圧電素子5−bと圧電素子5−cとにも同相の交流電圧を印加し、圧電素子5−aと圧電素子5−bとの間に逆相の交流電圧を印加するとともに、圧電素子5−cと圧電素子5−dとの間にも逆相の交流電圧を印加する。これにより、振動体が図9の紙面上において時計回り方向または反時計回り方向に揺動する面外倒れ振動が発生する。   Here, an in-phase AC voltage is applied to the piezoelectric elements 5-a and 5-d, and an in-phase AC voltage is also applied to the piezoelectric elements 5-b and 5-c. A negative phase AC voltage is applied between -a and the piezoelectric element 5-b, and a negative phase AC voltage is also applied between the piezoelectric element 5-c and the piezoelectric element 5-d. As a result, an out-of-plane falling vibration is generated in which the vibrating body swings clockwise or counterclockwise on the paper surface of FIG.

そして、回転中心軸に対して90°回転した方向、つまり図9の紙面と直交する方向にも同様の圧電素子区画を設けると共に、上記交流電圧と90°位相のずれた交流電圧を印加するようにする。これにより、図7(A)および図8(A)に示すように、面外倒れ振動が回転軸を中心に回転する。   A similar piezoelectric element section is also provided in a direction rotated 90 ° with respect to the rotation center axis, that is, in a direction orthogonal to the paper surface of FIG. 9, and an AC voltage 90 ° out of phase with the AC voltage is applied. To. Accordingly, as shown in FIGS. 7A and 8A, the out-of-plane falling vibration rotates around the rotation axis.

図10は、圧電素子5を回転軸方向から見た平面図である。   FIG. 10 is a plan view of the piezoelectric element 5 as viewed from the rotation axis direction.

圧電素子5の周上に8つの電極区画5−e〜5−lを設ける。圧電素子5の電極区画5−e〜5−lには、面内2次曲げ振動と上記面外倒れ振動の両方の振動を同時に励起する電圧を印加するが、まず面内2次曲げ振動を励起するための電圧について説明する。   Eight electrode sections 5-e to 5-l are provided on the circumference of the piezoelectric element 5. A voltage that simultaneously excites both the in-plane secondary bending vibration and the out-of-plane falling vibration is applied to the electrode sections 5-e to 5-l of the piezoelectric element 5, but first, the in-plane secondary bending vibration is applied. A voltage for excitation will be described.

面内2次曲げ振動モードの固有周波数は、上記面外倒れ振動の固有周波数の2倍の周波数にする。また、面内2次曲げ振動モードでは、弾性体6の円周上に2波の面内曲げ振動が形成されるので、面内曲げ振動の1波長分が4つの電極区画を占める。つまり電極区画5−e〜5−lの各々は、4分の1波長分を占める。そこで、電極区画5−e〜5−lに、90°ずつ位相のずれた交流電圧をそれぞれ印加するようにすれば、面内2次曲げ振動が、図9の回転中心軸を中心に面外倒れ振動と同じ方向に回転する。   The natural frequency of the in-plane secondary bending vibration mode is set to twice the natural frequency of the out-of-plane falling vibration. In the in-plane secondary bending vibration mode, since two in-plane bending vibrations are formed on the circumference of the elastic body 6, one wavelength of the in-plane bending vibration occupies four electrode sections. That is, each of the electrode sections 5-e to 5-l occupies a quarter wavelength. Therefore, if an alternating voltage whose phase is shifted by 90 ° is applied to each of the electrode sections 5-e to 5-l, in-plane secondary bending vibrations are out of plane about the rotation center axis of FIG. It rotates in the same direction as the falling vibration.

ここで、面外倒れ振動と面内2次曲げ振動とを同時に励起するには、面外倒れ振動の周波数をもつ交流電圧と、その2倍の周波数である面内2次曲げ振動の周波数をもつ交流電圧とを合成した交流電圧を、図10の電極区画5−e〜5−lに印加する必要がある。また、ロータ7の回転方向を定めるために、面外倒れ振動と面内2次曲げ振動との間の位相差を所定の位相とする必要がある。また電極区画5−e〜5−lの各々には、位相を所定量ずつずらした交流電圧を印加する必要がある。   Here, in order to excite the out-of-plane torsional vibration and the in-plane secondary bending vibration at the same time, the AC voltage having the frequency of the out-of-plane falling vibration and the frequency of the in-plane secondary bending vibration that is twice the frequency are set. It is necessary to apply an AC voltage obtained by synthesizing the AC voltage to the electrode sections 5-e to 5-l in FIG. Further, in order to determine the rotation direction of the rotor 7, it is necessary to set the phase difference between the out-of-plane falling vibration and the in-plane secondary bending vibration to a predetermined phase. Further, it is necessary to apply an AC voltage whose phase is shifted by a predetermined amount to each of the electrode sections 5-e to 5-l.

なお、図9を参照した上記説明では、90°位相のずれた交流電圧を印加するとしており、これで面外倒れ振動を回転させるには十分であるのだが、圧電素子5の電極区画を円周に沿って8区画設けているので、面外倒れ振動を回転させるために45°ずつ位相のずれた交流電圧を印加するようにする。   In the above description with reference to FIG. 9, it is assumed that an AC voltage having a phase difference of 90 ° is applied, and this is sufficient to rotate the out-of-plane tilting vibration. Since eight sections are provided along the circumference, an alternating voltage whose phase is shifted by 45 ° is applied in order to rotate the out-of-plane falling vibration.

図11及び図12は、圧電素子5の電極区画5−e〜5−lにそれぞれ印加すべき交流電圧の波形V1〜V8を示す図である。図11と図12とは、ロータ7の回転方向が逆の場合を示している。   11 and 12 are diagrams showing AC voltage waveforms V1 to V8 to be applied to the electrode sections 5-e to 5-l of the piezoelectric element 5, respectively. 11 and 12 show a case where the rotation direction of the rotor 7 is opposite.

図11及び図12において、各波形は、基本波である面外倒れ振動を発生するための周波数をもった交流波形と、基本波の2倍の周波数であって面内2次曲げ振動を発生するための周波数をもった交流波形とが合成されたものとなっている。   11 and 12, each waveform is an AC waveform having a frequency for generating an out-of-plane falling vibration, which is a fundamental wave, and an in-plane secondary bending vibration having a frequency twice that of the fundamental wave. This is a composite of an AC waveform having a frequency for the purpose.

なお、図9を参照した上記の面外倒れ振動の説明では、圧電素子5の厚み方向を2つに分割して圧電素子5−a,5−b,5−c,5−dの4区画に分けて、圧電素子5−a,5−dに同相の交流電圧を、また圧電素子5−b,5−cにも同相の交流電圧を印加するとし、一方、圧電素子5−a,5−bに逆相の交流電圧を、また圧電素子5−c,5−dにも逆相の交流電圧を印加すると説明した。しかし実際には、圧電素子5の厚み方向に2分割された各々において、図10に示すように、円周方向に8つの電極区画に分割されるので、圧電素子5は16の領域に分割される。そして、圧電素子5の厚み方向に2分割された上側および下側における各領域にそれぞれ印加される交流電圧は、回転軸に対して180°回転対称となるように、圧電素子5内の配線がなされる。   In the description of the out-of-plane falling vibration with reference to FIG. 9, the piezoelectric element 5 is divided into two sections, ie, the piezoelectric element 5-a, 5-b, 5-c, and 5-d. In other words, an in-phase AC voltage is applied to the piezoelectric elements 5-a and 5-d, and an in-phase AC voltage is applied to the piezoelectric elements 5-b and 5-c, while the piezoelectric elements 5-a and 5 are applied. It has been described that a negative phase AC voltage is applied to -b and a negative phase AC voltage is applied to the piezoelectric elements 5-c and 5-d. However, in reality, each of the piezoelectric element 5 divided into two in the thickness direction is divided into eight electrode sections in the circumferential direction as shown in FIG. 10, so that the piezoelectric element 5 is divided into 16 regions. The Then, the AC voltage applied to each of the upper and lower regions divided into two in the thickness direction of the piezoelectric element 5 is symmetric with respect to the rotation axis by 180 ° so that the wiring in the piezoelectric element 5 is Made.

図11は、図7に示す振動状態を発生させるための印加電圧波形の例を示しており、交流電圧波形V1(実線)と重ねて示した破線は面外倒れ振動を表し、一点鎖線は、面外倒れ振動の2倍の周波数をもつ面内2次曲げ振動を表している。   FIG. 11 shows an example of an applied voltage waveform for generating the vibration state shown in FIG. 7. A broken line superimposed on the AC voltage waveform V1 (solid line) represents an out-of-plane falling vibration, and an alternate long and short dash line is In-plane secondary bending vibration having a frequency twice that of out-of-plane falling vibration is shown.

図7で示したように、面外倒れ振動がロータ7を突き上げる位相(面外倒れ振動の山)と面内2次曲げ振動の長径部(面内2次曲げ振動の山)の位相が一致するように、交流電圧V1〜V8の2次高調波成分の位相を設定する必要がある。そこで、面外倒れ振動及び面内2次曲げ振動がそれぞれの共振周波数で振動しているとすると、それぞれ印加電圧に対する振動の位相遅れは90°であるため、交流電圧波形V1〜V8では、基本波成分と面外倒れ振動との位相差を90°、基本波の2次高調波成分と面内2次曲げ振動との位相差を90°と設定する。図から分かるように倒れ振動と面内2次曲げ振動の周波数が異なるため、位相差が90°と同じでも時間的な遅れは異なるので印加電圧の波形は、単純に振動波形を合成したものとは異なる波形となっている。   As shown in FIG. 7, the phase of the out-of-plane falling vibration that pushes up the rotor 7 (the peak of the out-of-plane falling vibration) and the phase of the long diameter portion of the in-plane secondary bending vibration (the peak of the in-plane secondary bending vibration) coincide Therefore, it is necessary to set the phase of the second harmonic component of the AC voltages V1 to V8. Therefore, assuming that the out-of-plane torsional vibration and the in-plane secondary bending vibration are oscillating at the respective resonance frequencies, the phase lag of the vibration with respect to the applied voltage is 90 °. Therefore, in the AC voltage waveforms V1 to V8, The phase difference between the wave component and the out-of-plane falling vibration is set to 90 °, and the phase difference between the second harmonic component of the fundamental wave and the in-plane secondary bending vibration is set to 90 °. As can be seen from the figure, the frequency of the torsional vibration and the in-plane secondary bending vibration are different, so even if the phase difference is the same as 90 °, the time delay is different, so the waveform of the applied voltage is simply a synthesized vibration waveform. Have different waveforms.

図12は、図8に示す振動状態を発生させるための印加電圧波形の例を示しており、表示形態は図11と同じである。図11との相違は、図12での2次高調波が、図11の2次高調波と逆相となっている点である。すなわち、図8で示すように、面外倒れ振動がロータ7を突き上げる位相(面外倒れ振動の山)と面内2次曲げ振動の短径部(面内2次曲げ振動の谷)の位相とを一致させるべく、図12に示す交流電圧波形V1〜V8において2次高調波成分の位相を設定している。   FIG. 12 shows an example of an applied voltage waveform for generating the vibration state shown in FIG. 8, and the display form is the same as FIG. The difference from FIG. 11 is that the second harmonic in FIG. 12 is in opposite phase to the second harmonic in FIG. That is, as shown in FIG. 8, the phase of the out-of-plane falling vibration pushes up the rotor 7 (the peak of the out-of-plane falling vibration) and the phase of the short-diameter portion of the in-plane secondary bending vibration (the valley of the in-plane secondary bending vibration). Are matched, the phase of the second harmonic component is set in the AC voltage waveforms V1 to V8 shown in FIG.

なおここでは、面内方向の振動として、面内2次曲げモードを用いたが、偶数次の曲げモードでありさえすれば、他の次数の面内曲げモードであっても、本実施の形態のように上下から弾性体6をロータ7で挟む構成において、弾性体6から上下のロータ7に駆動力を働かせることは可能である。但しその場合、次数に応じた倍数の周波数(4次なら4倍の周波数)の高調波成分を印加電圧に重畳する必要がある。また面内曲げモードを3次以上の奇数次の曲げモードとする場合には、ロータ7の上下のロータ7−a,7−bのうち一方を削除して、弾性体6の一方の面からのみ駆動力を得る構成とする必要がある。この場合も、偶数次と同様に、次数に応じた倍数の周波数(3次なら3倍の周波数)の高調波成分を印加する必要がある。   Here, the in-plane secondary bending mode is used as the vibration in the in-plane direction. However, as long as it is an even-order bending mode, the present embodiment can be applied to in-plane bending modes of other orders. In the configuration in which the elastic body 6 is sandwiched by the rotor 7 from above and below, it is possible to apply a driving force from the elastic body 6 to the upper and lower rotors 7. However, in that case, it is necessary to superimpose a harmonic component having a frequency that is a multiple according to the order (four times the frequency if the fourth order) on the applied voltage. When the in-plane bending mode is an odd-order bending mode of the third or higher order, one of the upper and lower rotors 7-a and 7-b of the rotor 7 is deleted, and the elastic body 6 starts from one surface. It is necessary to have a configuration that only obtains driving force. In this case as well, it is necessary to apply a harmonic component having a frequency that is a multiple according to the order (a frequency that is three times higher if the third order), as in the even order.

また、面内振動の最低次として面内に揺動する振動モードを用いてもよい。その場合、上記面外倒れ振動と同じ周波数となるため、同じ圧電素子に駆動信号を重畳して駆動することができない。そのため面内振動生成用の専用の圧電素子(例えば面内方向に分極した圧電素子や、せん断変形する圧電素子等)で駆動する必要がある。   Further, a vibration mode that swings in the plane may be used as the lowest order of the in-plane vibration. In that case, since it has the same frequency as the out-of-plane falling vibration, it cannot be driven by superimposing a drive signal on the same piezoelectric element. Therefore, it is necessary to drive with a dedicated piezoelectric element for generating in-plane vibration (for example, a piezoelectric element polarized in the in-plane direction or a piezoelectric element that undergoes shear deformation).

〔第3の実施の形態〕
次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

第3の実施の形態は、図1に示す第1の実施の形態に係る振動型駆動装置と同一の構成をもつ振動型駆動装置を駆動するための駆動制御装置に関する。   The third embodiment relates to a drive control apparatus for driving a vibration type drive apparatus having the same configuration as the vibration type drive apparatus according to the first embodiment shown in FIG.

図13は、第3の実施の形態における振動型駆動装置の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。   FIG. 13 is a block diagram illustrating the configuration of the drive control device of the vibration type drive device according to the third embodiment.

図13において10は、図1に示す第1の実施の形態に係る振動型駆動装置と同一の構成をもつ振動型駆動装置であり、図2に示すような駆動電圧Va,Vb,Vc,Vdが印加される。以下においては、第1の実施の形態に係る振動型駆動装置の構成を流用して説明する。   In FIG. 13, reference numeral 10 denotes a vibration type driving apparatus having the same configuration as that of the vibration type driving apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1, and driving voltages Va, Vb, Vc, Vd as shown in FIG. Is applied. In the following description, the configuration of the vibration type driving device according to the first embodiment will be used.

11はCPUであり、不図示の指令手段からの速度指令に従って振動型駆動装置10の速度を制御する。12は駆動電圧生成部であり、CPU11からの周波数指令と振幅指令1、及び振幅指令2とに従って振動型駆動装置10を駆動するための4相の交流電圧信号を出力する。13はインダクタ回路であり、振動型駆動装置10の圧電素子の制動容量とのマッチングをとるためのものであり、駆動電圧生成部12からの4相交流電圧信号を各相に対応したインダクタを介して駆動電圧Va,Vb,Vc,Vdとして出力する。14は、振動型駆動装置10のロータ4の回転を検出するためのロータリーエンコーダであり、15は、ロータリーエンコーダ14の2相の出力信号PA,PBをカウントして回転角度を検出するためのカウンタである。   Reference numeral 11 denotes a CPU which controls the speed of the vibration type driving device 10 in accordance with a speed command from a command means (not shown). A drive voltage generation unit 12 outputs a four-phase AC voltage signal for driving the vibration type drive device 10 in accordance with the frequency command, the amplitude command 1 and the amplitude command 2 from the CPU 11. Reference numeral 13 denotes an inductor circuit, which is used for matching with the braking capacity of the piezoelectric element of the vibration-type driving device 10. The four-phase AC voltage signal from the driving voltage generation unit 12 is passed through an inductor corresponding to each phase. And output as drive voltages Va, Vb, Vc, Vd. Reference numeral 14 denotes a rotary encoder for detecting the rotation of the rotor 4 of the vibration type driving device 10, and reference numeral 15 denotes a counter for detecting the rotation angle by counting the two-phase output signals PA and PB of the rotary encoder 14. It is.

図14は、振動型駆動装置10の起動加速時の駆動電圧Va,Vb,Vc,Vdとロータリーエンコーダ14の出力信号PA,PBとカウンタ15の出力信号とを示すタイミングチャートである。図15は、振動型駆動装置10の起動加速時において、CPU11によって振動型駆動装置10に対して行われる起動加速制御の手順を示すフローチャートである。   FIG. 14 is a timing chart showing drive voltages Va, Vb, Vc, Vd at the time of startup acceleration of the vibration type drive device 10, output signals PA, PB of the rotary encoder 14, and output signals of the counter 15. FIG. 15 is a flowchart showing a procedure of start acceleration control performed by the CPU 11 on the vibration type drive device 10 during start-up acceleration of the vibration type drive device 10.

以下、図14及び図15を参照して、図13に示す振動型駆動装置の駆動制御装置の動作を説明する。   Hereinafter, the operation of the drive control apparatus of the vibration type drive apparatus shown in FIG. 13 will be described with reference to FIGS.

駆動電圧Va,Vb,Vc,Vdは、振動型駆動装置10に印加される4相の駆動電圧であり、出力信号PA,PBは、振動型駆動装置10の回転速度に応じて周波数が変化する90°位相のずれたパルス信号であり、回転方向が切り替わると位相が反転する。カウンタ15は、このパルス信号をカウントして、振動型駆動装置10の回転位置を表す信号をCPU11へ出力する。   The drive voltages Va, Vb, Vc, and Vd are four-phase drive voltages applied to the vibration type drive device 10, and the output signals PA and PB change in frequency according to the rotational speed of the vibration type drive device 10. This is a pulse signal with a 90 ° phase shift, and the phase is inverted when the rotation direction is switched. The counter 15 counts this pulse signal and outputs a signal representing the rotational position of the vibration type driving device 10 to the CPU 11.

第1の実施の形態で説明したように、振動型駆動装置10は、面内曲げ振動の振幅及び面外曲げ振動と面内曲げ振動との位相差によって、その回転方向及び回転速度が制御されるように構成されている。振動型駆動装置10の停止時に、不図示の指令手段から回転速度指令がCPU11に入力されると、CPU11が、予め決められた所定周波数F1を指令する周波数指令信号と、それぞれ振幅0を指令する振幅指令1信号および振幅指令2信号とを駆動電圧生成部12へ出力する(図15のステップS1)。これを受けた駆動電圧生成部12は、周波数指令信号で指令された周波数をもち、振幅指令1信号で指令された振幅をもつ駆動電圧Va,Vbに相当する2相の交流電圧信号をインダクタ回路13に出力するとともに、周波数指令信号で指令された周波数をもち、振幅指令2信号で指令された振幅をもつ駆動電圧Vc,Vdに相当する2相の交流電圧信号をインダクタ回路13に出力する。   As described in the first embodiment, the rotation type and the rotation speed of the vibration type driving device 10 are controlled by the amplitude of the in-plane bending vibration and the phase difference between the out-of-plane bending vibration and the in-plane bending vibration. It is comprised so that. When a rotation speed command is input to the CPU 11 from a command means (not shown) when the vibration type driving device 10 is stopped, the CPU 11 commands a frequency command signal for commanding a predetermined frequency F1 and an amplitude of 0 respectively. The amplitude command 1 signal and the amplitude command 2 signal are output to the drive voltage generator 12 (step S1 in FIG. 15). In response to this, the drive voltage generator 12 generates a two-phase AC voltage signal corresponding to the drive voltages Va and Vb having the frequency commanded by the frequency command signal and having the amplitude commanded by the amplitude command 1 signal. 13 and outputs to the inductor circuit 13 a two-phase AC voltage signal corresponding to the drive voltages Vc and Vd having the frequency commanded by the frequency command signal and having the amplitude commanded by the amplitude command 2 signal.

そしてCPU11は、振幅指令1信号および振幅指令2信号によってそれぞれ指令する各振幅を同じように序々に増加させ(ステップS2)、振幅指令1信号および振幅指令2信号によってそれぞれ指令する各振幅が所定振幅Voになるまで増加させ(ステップS3でNO)、各振幅が所定振幅Voになると(ステップS3でYES)、ステップS4へ進む。こうした各振幅を所定振幅Voまで増加させる過程では、図14に示すように、駆動電圧Va,Vb,Vc,Vdの各振幅が所定振幅Voまで増加し、面外曲げ振動のみが弾性体1に発生する。面外曲げ振動による楕円振動ではロータ4の回転方向の振動振幅成分が、該回転方向に直交する振動振幅成分に比べて小さい(例えば1/10以下)ので、ロータ4はほとんど回転しない。   Then, the CPU 11 gradually increases each amplitude commanded by the amplitude command 1 signal and the amplitude command 2 signal in the same manner (step S2), and each amplitude commanded by the amplitude command 1 signal and the amplitude command 2 signal is a predetermined amplitude. The voltage is increased until it reaches Vo (NO in step S3). When each amplitude reaches the predetermined amplitude Vo (YES in step S3), the process proceeds to step S4. In the process of increasing each amplitude to the predetermined amplitude Vo, as shown in FIG. 14, the amplitudes of the drive voltages Va, Vb, Vc, and Vd are increased to the predetermined amplitude Vo, and only the out-of-plane bending vibration is applied to the elastic body 1. appear. In elliptical vibration due to out-of-plane bending vibration, the rotor 4 hardly rotates because the vibration amplitude component in the rotation direction of the rotor 4 is smaller than the vibration amplitude component orthogonal to the rotation direction (for example, 1/10 or less).

次に、振幅指令1信号及び振幅指令2信号によってそれぞれ指令する各振幅が所定の振幅VoになるタイミングT1(図14)を境に、ロータ4の回転を加速するために面内曲げ振動の振幅を序々に増加させていく。その方法は、駆動電圧Va,Vbの振幅を振幅指令1信号で増加させつつ、駆動電圧Vc,Vdの振幅を振幅指令2信号で減少させる(ステップS4、図14)。面内曲げ振動の振幅は、駆動電圧Va,Vbと駆動電圧Vc,Vdとの差に応じて励起されるので、これによって増加して行く。なお、ロータ4の回転の加速中であっても、カウンタ15の出力信号から得られるロータ4の回転位置情報の変化から算出した現在速度が、不図示の指令手段からの回転速度指令で指令された速度を超えたならば(ステップS5でYES)本起動加速制御を終了する。   Next, in order to accelerate the rotation of the rotor 4 at the timing T1 (FIG. 14) at which each amplitude commanded by the amplitude command 1 signal and the amplitude command 2 signal becomes the predetermined amplitude Vo, the amplitude of the in-plane bending vibration Will gradually increase. In this method, the amplitudes of the drive voltages Va and Vb are increased by the amplitude command 1 signal, while the amplitudes of the drive voltages Vc and Vd are decreased by the amplitude command 2 signal (step S4, FIG. 14). Since the amplitude of the in-plane bending vibration is excited according to the difference between the drive voltages Va and Vb and the drive voltages Vc and Vd, the amplitude increases accordingly. Even when the rotation of the rotor 4 is being accelerated, the current speed calculated from the change in the rotational position information of the rotor 4 obtained from the output signal of the counter 15 is commanded by a rotational speed command from a command means (not shown). If this speed is exceeded (YES in step S5), the activation acceleration control is terminated.

そして次に、振幅指令1信号によって指令する駆動電圧Va,Vbの各振幅が所定の最大振幅Vmaxに達すると(ステップS6でYES、図14のタイミングT2)、振幅指令1信号による駆動電圧Va,Vbの振幅の増加を停止する。   Then, when the amplitudes of the drive voltages Va and Vb commanded by the amplitude command 1 signal reach a predetermined maximum amplitude Vmax (YES in step S6, timing T2 in FIG. 14), the drive voltages Va and V The increase in the amplitude of Vb is stopped.

更にロータ4の回転の加速を続けるために、振幅指令2信号によって指令する駆動電圧Vc,Vdの各振幅を減少させてゆき(ステップS7、図14)、振幅指令2信号によって指令する振幅が0となり、駆動電圧Vc,Vdの振幅が0になったら(図14のタイミングT3)、更に加速を続けるために、振幅指令2信号によって指令する振幅を負の値にし、これによって駆動電圧Vc,Vdの位相を反転して振幅を増加させて行き(図14)、振幅指令2信号によって指令する駆動電圧Vc,Vdの各振幅が所定値Vminまで減少させる(ステップS9でNO)。なお、ロータ4の回転の加速中に、ロータ4の現在速度が、不図示の指令手段からの回転速度指令で指令された速度を超えたならば(ステップS8でYES)本起動加速制御を終了する。また、図14からわかるように、加速を続けるために駆動電圧Vc,Vdの位相を反転させた場合であっても、駆動電圧Vcと駆動電圧Vdの間の位相差は変化していない。   Further, in order to continue the acceleration of the rotation of the rotor 4, each amplitude of the drive voltages Vc and Vd commanded by the amplitude command 2 signal is decreased (step S7, FIG. 14), and the amplitude commanded by the amplitude command 2 signal is 0. When the amplitudes of the drive voltages Vc and Vd become 0 (timing T3 in FIG. 14), in order to continue acceleration, the amplitude commanded by the amplitude command 2 signal is set to a negative value, whereby the drive voltages Vc and Vd And the amplitude of the drive voltages Vc and Vd commanded by the amplitude command 2 signal is decreased to a predetermined value Vmin (NO in step S9). If the current speed of the rotor 4 exceeds the speed commanded by the rotation speed command from the command means (not shown) during the rotation acceleration of the rotor 4 (YES in step S8), the start acceleration control is finished. To do. Further, as can be seen from FIG. 14, even when the phases of the drive voltages Vc and Vd are inverted in order to continue acceleration, the phase difference between the drive voltage Vc and the drive voltage Vd does not change.

このようにして、起動加速時には、まずロータ4の弾性体1への加圧方向の振動である面外曲げ振動の振幅を所定振幅以上にして、ロータ4を高い保持力でほぼ停止させつつ浮上させることで不感帯を小さくし、次に面内曲げ振動の振幅を符号を含んで制御することで、低速から高速までトルク性能の変化が少なく、ダイナミックレンジの広い速度制御を実現する。   In this way, at the time of start-up acceleration, first, the amplitude of the out-of-plane bending vibration that is the vibration in the pressurizing direction to the elastic body 1 of the rotor 4 is set to a predetermined amplitude or more, and the rotor 4 is floated while being almost stopped with a high holding force. Thus, the dead zone is reduced, and the amplitude of the in-plane bending vibration is controlled including the sign, thereby realizing a speed control with a wide dynamic range with little change in torque performance from low speed to high speed.

図16は、振動型駆動装置10の減速停止時の駆動電圧Va,Vb,Vc,Vdとロータリーエンコーダ14の出力信号PA,PBとカウンタ15の出力信号とを示すタイミングチャートである。図17は、振動型駆動装置10の減速停止時において、CPU11によって振動型駆動装置10に対して行われる減速停止制御の手順を示すフローチャートである。   FIG. 16 is a timing chart showing drive voltages Va, Vb, Vc, Vd, output signals PA, PB of the rotary encoder 14 and output signals of the counter 15 when the vibration type drive device 10 is decelerated and stopped. FIG. 17 is a flowchart showing a procedure of deceleration stop control performed on the vibration type driving device 10 by the CPU 11 when the vibration type driving device 10 is decelerated and stopped.

図16に示すタイミングチャートは、図14に示す起動加速時のタイミングチャートとまったく逆の動作を示している。ここでまず振動型駆動装置10が高速で回転しており、駆動電圧Vaと駆動電圧Vbとの位相差及び駆動電圧Vcと駆動電圧Vdとの位相差が共に90°であり、駆動電圧Vaと駆動電圧Vc、駆動電圧Vbと駆動電圧Vdとが共に同相であるとする。ただし、タイミングT4より前では、駆動電圧Vcと駆動電圧Vdが共に負の値であるため、駆動電圧Vaと駆動電圧Vc、駆動電圧Vbと駆動電圧Vdとが共に逆相となる。この状態では、CPU11が、周波数指令信号として所定周波数F1を駆動電圧生成部12へ出力しているとともに、振幅指令1信号として所定の最大振幅Vmaxを、振幅指令2信号として負の最小振幅Vminを駆動電圧生成部12へ出力している(図17のステップS11)。   The timing chart shown in FIG. 16 shows exactly the opposite operation to the timing chart during startup acceleration shown in FIG. Here, first, the vibration type driving device 10 rotates at a high speed, the phase difference between the driving voltage Va and the driving voltage Vb and the phase difference between the driving voltage Vc and the driving voltage Vd are both 90 °, and the driving voltage Va It is assumed that the drive voltage Vc, the drive voltage Vb, and the drive voltage Vd are all in phase. However, before the timing T4, since the drive voltage Vc and the drive voltage Vd are both negative values, the drive voltage Va and the drive voltage Vc, and the drive voltage Vb and the drive voltage Vd are both in opposite phases. In this state, the CPU 11 outputs the predetermined frequency F1 as the frequency command signal to the drive voltage generation unit 12, the predetermined maximum amplitude Vmax as the amplitude command 1 signal, and the negative minimum amplitude Vmin as the amplitude command 2 signal. It outputs to the drive voltage generation part 12 (step S11 of FIG. 17).

この状態において、不図示の指令手段から減速指令がCPU11に入力されると、CPU11は、振幅指令2信号が指令する振幅が正の所定振幅Vpとなるまで、徐々に増加させていく(ステップS12、S13でNO)。振幅指令2信号が指令する振幅が0となり(図16のタイミングT4)、更に正の所定振幅Vpに至ると(ステップS13でYES、図16のタイミングT5)、振幅指令2信号が指令する振幅の増加を継続する一方、振幅指令1信号が指令する振幅を減少させる(ステップS14)。   In this state, when a deceleration command is input to the CPU 11 from command means (not shown), the CPU 11 gradually increases until the amplitude commanded by the amplitude command 2 signal becomes a positive predetermined amplitude Vp (step S12). , NO in S13). When the amplitude commanded by the amplitude command 2 signal becomes 0 (timing T4 in FIG. 16) and further reaches a positive predetermined amplitude Vp (YES in step S13, timing T5 in FIG. 16), the amplitude commanded by the amplitude command 2 signal While continuing the increase, the amplitude commanded by the amplitude command 1 signal is decreased (step S14).

その結果、振幅指令1信号が指令する振幅がVoとなると(ステップS15でYES)、振動型駆動装置10は面外曲げ振動のみとなり、ほぼ停止する。そして最後に振幅指令1信号及び振幅指令2信号がそれぞれ指令する振幅を同じ値とし、且つ同時に減少させて行き(ステップS16)、双方の指令が0になるまでこれを続け(ステップS17でNO)、最終的に弾性体1の振動が停止する(ステップS17でYES)。   As a result, when the amplitude commanded by the amplitude command 1 signal becomes Vo (YES in step S15), the vibration type driving device 10 becomes only out-of-plane bending vibration and almost stops. Finally, the amplitudes commanded by the amplitude command 1 signal and the amplitude command 2 signal are set to the same value and simultaneously decreased (step S16), and this is continued until both commands become 0 (NO in step S17). Finally, the vibration of the elastic body 1 stops (YES in step S17).

このように、起動加速時及び減速停止時には、加減速時における面内曲げ振動の制御と、振動停止時からの起動時及び振動の停止時における面外曲げ振動の制御とが必要になる。また、振動を停止せずに連続して位置を制御し続けることも可能である。それには面外曲げ振動を常に発生させておきながら、面内曲げ振動の符号を含んだ振幅制御を行い、ロータ4の回転停止、反転動作を含む速度制御を行う必要がある。   As described above, during start-up acceleration and deceleration stop, in-plane bending vibration control during acceleration / deceleration and out-of-plane bending vibration control during start-up and vibration stop after vibration stop are necessary. It is also possible to continuously control the position without stopping the vibration. For this purpose, it is necessary to perform amplitude control including the sign of the in-plane bending vibration while always generating out-of-plane bending vibration, and to perform speed control including rotation stop and reversing operation of the rotor 4.

図18は、振動型駆動装置10の減速反転加速を連続的に行った場合の駆動電圧Va,Vb,Vc,Vdとロータリーエンコーダ14の出力信号PA,PBとカウンタ15の出力信号とを示すタイミングチャートである。   FIG. 18 shows timings indicating drive voltages Va, Vb, Vc, Vd, output signals PA, PB of the rotary encoder 14 and output signals of the counter 15 when the vibration type driving device 10 is continuously decelerated and inverted. It is a chart.

図18のタイミングT7では、駆動電圧Vaと駆動電圧Vc及び駆動電圧Vbと駆動電圧Vdはともに、同振幅同位相であり、面内曲げ振動の振幅が0であるので、ロータ4はほとんど停止しており、タイミングT7から左右両端へ行くに従って、駆動電圧Va,Vbと駆動電圧Vc,Vdとの振幅差が大きくなって、ロータ4の回転速度が増加して行くと共に、右側と左側とでは振幅差の符号が異なるため、ロータ4の回転方向が逆転している。タイミングT7におけるカウンタ15の出力信号には減速停止加速の様子が示されている。   At timing T7 in FIG. 18, the driving voltage Va and the driving voltage Vc, and the driving voltage Vb and the driving voltage Vd have the same amplitude and the same phase, and the amplitude of the in-plane bending vibration is 0. Therefore, the rotor 4 almost stops. The amplitude difference between the drive voltages Va and Vb and the drive voltages Vc and Vd increases from the timing T7 toward the left and right ends, the rotational speed of the rotor 4 increases, and the amplitude on the right and left sides increases. Since the signs of the differences are different, the rotation direction of the rotor 4 is reversed. The output signal of the counter 15 at timing T7 indicates the state of deceleration stop acceleration.

なお、第3の実施の形態では、面外曲げ振動による進行性振動波の振幅を大きくしてもほとんどロータ4が回転しないように構成されているが、これに代わって、ロータ4が所定の速度で回転する場合には、面内曲げ振動の振幅によって、この所定の速度を中心にして速度を制御するようにしてもよい。ここで、面内曲げ振動による進行性振動波の振幅を、ロータ4が少なくとも正逆転する範囲で変化させることが可能であれば、常に同じ方向の回転で速度を制御する場合には、低速から高速まで制御することができる。またこの場合、ロータ4の回転方向を切り替えるには、進行性振動波の回転方向を切り替えることで行うことになる。   In the third embodiment, the rotor 4 is configured to hardly rotate even when the amplitude of the progressive vibration wave caused by the out-of-plane bending vibration is increased. When rotating at a speed, the speed may be controlled around the predetermined speed by the amplitude of the in-plane bending vibration. Here, if it is possible to change the amplitude of the progressive vibration wave caused by the in-plane bending vibration at least within the range in which the rotor 4 is rotated forward and backward, in the case where the speed is always controlled by rotation in the same direction, the low speed is reduced. Control up to high speed. In this case, the rotation direction of the rotor 4 is switched by switching the rotation direction of the progressive vibration wave.

また、第3の実施の形態では、面外曲げ振動による進行性振動波においてロータ4がほぼ停止するとしたが、実際には回転してしまう場合もある。その際には、面内振動の振幅を0とせずに、ロータ4が停止するように面内曲げ振動による進行性振動波の振幅を制御するようにしてもよい。   Further, in the third embodiment, the rotor 4 is almost stopped by the progressive vibration wave caused by the out-of-plane bending vibration, but may actually rotate. In that case, the amplitude of the progressive vibration wave due to the in-plane bending vibration may be controlled so that the rotor 4 stops without setting the amplitude of the in-plane vibration to zero.

〔第4の実施の形態〕
次に、本発明の第4の実施の形態を説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

第4の実施の形態は、図6に示す第2の実施の形態に係る振動型駆動装置と同一の構成をもつ振動型駆動装置を駆動するための駆動制御装置に関する。   The fourth embodiment relates to a drive control apparatus for driving a vibration type driving apparatus having the same configuration as that of the vibration type driving apparatus according to the second embodiment shown in FIG.

図19は、第4の実施の形態における振動型駆動装置の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。なお、第4の実施の形態における振動型駆動装置の駆動制御装置の構成は、図13に示す第3の実施の形態における振動型駆動装置の駆動制御装置の構成と基本的に同じであるので、第4の実施の形態の説明では、第3の実施の形態の構成を流用して、異なる部分だけを説明する。   FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration of a drive control device of the vibration type drive device according to the fourth embodiment. Note that the configuration of the drive control device of the vibration type driving device in the fourth embodiment is basically the same as the configuration of the drive control device of the vibration type driving device in the third embodiment shown in FIG. In the description of the fourth embodiment, only the different parts will be described using the configuration of the third embodiment.

図19において17は、図6に示す第2の実施の形態に係る振動型駆動装置と同一の構成をもつ振動型駆動装置であり、図11及び図12に示すような駆動電圧V1〜V8が印加される。以下においては、第2の実施の形態に係る振動型駆動装置の構成を流用して説明する。   In FIG. 19, reference numeral 17 denotes a vibration type driving apparatus having the same configuration as that of the vibration type driving apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 6, and drive voltages V1 to V8 as shown in FIGS. Applied. In the following description, the configuration of the vibration type driving device according to the second embodiment is used.

18は、CPU11から送られる周波数指令信号と振幅指令1信号及び振幅指令2信号とに従って8相の交流電圧信号を出力する駆動電圧生成部であり、D級アンプを含み、振幅指令1信号によって基本波の振幅を設定するとともに、振幅指令2信号によって基本波と所定の位相関係を持つ2次高調波の振幅を設定し、これらを合成して数百kHzのPWM信号(パルス幅変調信号)として振動型駆動装置17を駆動するための8相の交流電圧信号を出力する。19は、振動型駆動装置17の圧電素子の制動容量とのマッチングをとるためのインダクタ回路であり、駆動電圧生成部18から送られた8相の交流信号を受けて、各相に対応したインダクタを介して駆動電圧V1〜V8を出力する。   Reference numeral 18 denotes a drive voltage generation unit that outputs an eight-phase AC voltage signal in accordance with the frequency command signal, the amplitude command 1 signal, and the amplitude command 2 signal sent from the CPU 11, and includes a class D amplifier. In addition to setting the amplitude of the wave, the amplitude of the second harmonic having a predetermined phase relationship with the fundamental wave is set by the amplitude command 2 signal, and these are combined to form a PWM signal (pulse width modulation signal) of several hundred kHz An eight-phase AC voltage signal for driving the vibration type driving device 17 is output. Reference numeral 19 denotes an inductor circuit for matching with the braking capacity of the piezoelectric element of the vibration type driving device 17. The inductor circuit 19 receives an eight-phase AC signal sent from the driving voltage generator 18 and corresponds to each phase. The drive voltages V1 to V8 are output via.

図20は、振動型駆動装置17の起動加速時における駆動電圧波形V1〜V8を示すタイミングチャートである。図21は、振動型駆動装置17の起動加速時において、CPU11によって振動型駆動装置17に対して行われる起動加速制御の手順を示すフローチャートである。   FIG. 20 is a timing chart showing drive voltage waveforms V1 to V8 at the time of starting acceleration of the vibration type drive device 17. FIG. 21 is a flowchart showing a procedure of startup acceleration control performed on the vibration type driving device 17 by the CPU 11 at the time of starting acceleration of the vibration type driving device 17.

以下、図20及び図21を参照して、図19に示す振動型駆動装置の駆動制御装置の動作を説明する。   Hereinafter, the operation of the drive control device of the vibration type drive device shown in FIG. 19 will be described with reference to FIGS.

振動型駆動装置17の停止時に、不図示の指令手段から回転速度指令がCPU11に入力されると、CPU11が、予め決められた所定周波数F1を指令する周波数指令信号と、それぞれ振幅0を指令する振幅指令1信号および振幅指令2信号とを駆動電圧生成部18へ出力する(図21のステップS21)。   When a rotational speed command is input to the CPU 11 from a command means (not shown) when the vibration type driving device 17 is stopped, the CPU 11 commands a frequency command signal for commanding a predetermined frequency F1 and an amplitude of 0 respectively. The amplitude command 1 signal and the amplitude command 2 signal are output to the drive voltage generator 18 (step S21 in FIG. 21).

そしてCPU11は、振幅指令2信号によって指令される振幅を0に保ったまま、振幅指令1信号によって指令される振幅を序々に所定振幅Vqまで増加させていく(ステップS22、S23でNO)。これにより、面外倒れ振動のみが弾性体1に発生し、該振動の振幅が増加していく。この面外倒れ振動による楕円振動ではロータ7の回転方向成分の振動振幅が小さいので、ロータ7はほとんど回転しない。   The CPU 11 gradually increases the amplitude commanded by the amplitude command 1 signal to the predetermined amplitude Vq while keeping the amplitude commanded by the amplitude command 2 signal at 0 (NO in steps S22 and S23). As a result, only out-of-plane falling vibration is generated in the elastic body 1, and the amplitude of the vibration increases. In the elliptical vibration due to the out-of-plane falling vibration, the rotor 7 hardly rotates because the vibration amplitude of the rotational direction component of the rotor 7 is small.

次に、振幅指令1信号によって指令される振幅が所定振幅Vqに至ると(ステップS23でYES、図20のタイミングT8)、ロータ7の回転を加速するために、振幅指令1信号によって指令される振幅を所定振幅Vqに固定し、振幅指令2信号によって指令される振幅を増加させる(ステップS24)。これにより、面内2次曲げ振動による進行性振動波の振幅が序々に増加する。図20に、タイミングT8を境にして高調波が増加していく様子が示されている。そして振幅指令2信号によって指令される振幅が最大振幅Vmaxに達すると(ステップS26でYES)、振幅指令2によって指令される振幅の増加を停止して加速動作を終了する。なお、加速中であっても、カウンタ15の出力信号から得られるロータ7の回転位置情報の変化を基に算出したロータ7の現在速度が、不図示の指令手段からの回転速度指令によって指令された速度を超えたならば(ステップS25でYES)、本起動加速制御を終了する。   Next, when the amplitude commanded by the amplitude command 1 signal reaches the predetermined amplitude Vq (YES in step S23, timing T8 in FIG. 20), a command is issued by the amplitude command 1 signal to accelerate the rotation of the rotor 7. The amplitude is fixed at a predetermined amplitude Vq, and the amplitude commanded by the amplitude command 2 signal is increased (step S24). Thereby, the amplitude of the progressive vibration wave due to the in-plane secondary bending vibration gradually increases. FIG. 20 shows how the harmonics increase at the timing T8. When the amplitude commanded by the amplitude command 2 signal reaches the maximum amplitude Vmax (YES in step S26), the increase in the amplitude commanded by the amplitude command 2 is stopped and the acceleration operation is terminated. Even during acceleration, the current speed of the rotor 7 calculated based on the change in the rotational position information of the rotor 7 obtained from the output signal of the counter 15 is commanded by a rotational speed command from a command means (not shown). If this speed is exceeded (YES in step S25), the activation acceleration control is terminated.

図22は、振動型駆動装置17の減速反転加速を連続的に行った場合の駆動電圧波形V1〜V8を示すタイミングチャートである。   FIG. 22 is a timing chart showing drive voltage waveforms V1 to V8 when the deceleration type inversion acceleration of the vibration type drive device 17 is continuously performed.

ここでは、振幅指令1信号によって指令される振幅を所定の振幅Vqに保ったまま、振幅指令2信号によって指令される振幅を−VmaxからVmaxまで変化させて、駆動電圧の2次高調波の符号を含む振幅を制御し、これによって、回転方向を含めたロータ7の速度制御を行う。   Here, the amplitude commanded by the amplitude command 2 signal is changed from −Vmax to Vmax while the amplitude commanded by the amplitude command 1 signal is kept at the predetermined amplitude Vq, and the sign of the second harmonic of the drive voltage is changed. Thus, the speed of the rotor 7 including the rotational direction is controlled.

〔第5の実施の形態〕
次に、本発明の第5の実施の形態を説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

第1の実施の形態では、ロータ4を弾性体1の面外方向から摩擦部材3を介して弾性体1に加圧接触させ、面内曲げ振動の振幅を変えることでロータ4の回転速度を制御するように構成したが、これに代わって、面内の曲げ振動と面外の曲げ振動とにおける役割を入れ替えるようにしてもよい。   In the first embodiment, the rotor 4 is brought into pressure contact with the elastic body 1 via the friction member 3 from the out-of-plane direction of the elastic body 1 and the rotational speed of the rotor 4 is changed by changing the amplitude of in-plane bending vibration. However, instead of this, the roles of in-plane bending vibration and out-of-plane bending vibration may be interchanged.

図23は、第1の実施の形態における面内曲げ振動と面外曲げ振動とにおける役割を入れ替えた、第5の実施の形態における振動型駆動装置の構成を示す側断面図を示す。   FIG. 23 is a side sectional view showing the configuration of the vibration type driving device in the fifth embodiment, in which the roles in the in-plane bending vibration and the out-of-plane bending vibration in the first embodiment are interchanged.

図23に示す構成では、ロータ104が摩擦部材103を介して弾性体101に、面内方向から弾性体101の中心に向けて加圧接触している。この場合、面内曲げ振動による進行性振動波を常に発生させていても、面外曲げ振動が発生していなければロータ104がほとんど回転しないように、弾性体101を設計する。これにより、面内曲げ振動による進行性振動波の進行方向と面外曲げ振動による進行性振動波の進行方向とが同じ方向となるように、圧電素子102への印加電圧を調整しつつ、面外曲げ振動による進行性振動波の振幅を、符号を含めて制御することで、ロータ104の回転方向を含めた回転速度を制御することができる。   In the configuration shown in FIG. 23, the rotor 104 is in pressure contact with the elastic body 101 via the friction member 103 from the in-plane direction toward the center of the elastic body 101. In this case, the elastic body 101 is designed so that the rotor 104 hardly rotates unless an out-of-plane bending vibration is generated even if a progressive vibration wave due to in-plane bending vibration is always generated. Thus, while adjusting the applied voltage to the piezoelectric element 102 so that the traveling direction of the progressive vibration wave due to the in-plane bending vibration and the traveling direction of the progressive vibration wave due to the out-of-plane bending vibration are the same direction, By controlling the amplitude of the progressive vibration wave caused by the external bending vibration including the sign, the rotation speed including the rotation direction of the rotor 104 can be controlled.

なお、上述した振動型駆動装置では、面内曲げ振動による進行性振動波と面外曲げ振動による進行性振動波との位相関係が、同相か逆相である場合について説明したが、これらの位相差が90°であってよく、この場合について以下に説明する。   In the above-described vibration type driving device, the case where the phase relationship between the progressive vibration wave caused by the in-plane bending vibration and the progressive vibration wave caused by the out-of-plane bending vibration has been described as being in phase or opposite phase. The phase difference may be 90 °, and this case will be described below.

図24は、図23に示す振動型駆動装置において、面内曲げ振動の進行性振動波と面外曲げ振動の進行性振動波との位相差が90°である場合における進行性振動波の振動の様子を示す図である。   FIG. 24 shows the vibration of the progressive vibration wave when the phase difference between the progressive vibration wave of the in-plane bending vibration and the progressive vibration wave of the out-of-plane bending vibration is 90 ° in the vibration type driving device shown in FIG. FIG.

図中16は円環状の弾性体を示しており、この位相差が90°である場合の進行性振動波は、弾性体16の円周上を、螺旋を描くように進行する。位相差が90°であるか−90°であるかによって螺旋の回転方向が反転し、もし弾性体16の内周または外周に移動体を加圧接触すれば、弾性体16の平面と直交する方向の駆動力を得ることが可能である。すなわち、面内曲げ振動と面外曲げ振動とによる進行性振動波の振幅及び位相差を制御することで、回転運動と直線運動との2自由度の運動を制御することが可能である。   In the figure, reference numeral 16 denotes an annular elastic body, and the progressive vibration wave in the case where the phase difference is 90 ° proceeds on the circumference of the elastic body 16 so as to draw a spiral. The direction of rotation of the spiral is reversed depending on whether the phase difference is 90 ° or −90 °, and if the moving body is brought into pressure contact with the inner or outer periphery of the elastic body 16, it is orthogonal to the plane of the elastic body 16. Directional driving force can be obtained. That is, by controlling the amplitude and phase difference of the progressive vibration wave caused by the in-plane bending vibration and the out-of-plane bending vibration, it is possible to control the motion of two degrees of freedom, that is, the rotational motion and the linear motion.

〔他の実施の形態〕
なお、本発明の目的は、前述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ(またはCPU、MPU等)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
[Other Embodiments]
The object of the present invention is to supply a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or apparatus, and a computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus. Is also achieved by reading and executing the program code stored in the storage medium.

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体およびプログラムは本発明を構成することになる。   In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the novel function of the present invention, and the storage medium and program storing the program code constitute the present invention.

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。或いは、上記プログラムは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。   The storage medium for supplying the program code is, for example, a flexible disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW. DVD + RW, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, etc. can be used. Alternatively, the program is supplied by downloading from another computer or database connected to the Internet, a commercial network, a local area network, or the like.

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。   Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (Operating System) running on the computer based on the instruction of the program code. Includes a case where the functions of the above-described embodiments are realized by performing part or all of the actual processing.

更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。   Further, after the program code read from the storage medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. This includes the case where the CPU or the like provided in the board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.

本発明の第1の実施の形態に係る振動型駆動装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the vibration type drive device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 圧電素子に形成された電極と、該電極における分極の極性とを示す平面図である。It is a top view which shows the electrode formed in the piezoelectric element, and the polarity of the polarization in this electrode. 弾性体を上面から見た平面図である。It is the top view which looked at the elastic body from the upper surface. 第1の実施の形態において発生する面内及び面外の各進行性振動波の第1の位相関係とロータの回転方向との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the 1st phase relationship of each in-plane and out-of-plane progressive vibration wave which generate | occur | produces in 1st Embodiment, and the rotation direction of a rotor. 第1の実施の形態において発生する面内及び面外の各進行性振動波の第2の位相関係とロータの回転方向との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the 2nd phase relationship of each in-plane and out-of-plane progressive vibration wave which generate | occur | produces in 1st Embodiment, and the rotation direction of a rotor. 第2の実施の形態に係る振動型駆動装置の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the vibration type drive device which concerns on 2nd Embodiment. 圧電素子、弾性体、固定部材からなる振動体に励起される面外倒れ振動と第1の位相をもつ面内2次曲げ振動とを示す図である。It is a figure which shows the out-of-plane fall vibration excited by the vibration body which consists of a piezoelectric element, an elastic body, and a fixing member, and the in-plane secondary bending vibration which has a 1st phase. 圧電素子、弾性体、固定部材からなる振動体に励起される面外倒れ振動と第2の位相をもつ面内2次曲げ振動とを示す図である。It is a figure which shows the out-of-plane fall vibration excited by the vibrating body which consists of a piezoelectric element, an elastic body, and a fixing member, and the in-plane secondary bending vibration which has a 2nd phase. 図6に示すロータと回転軸とを除いた圧電素子、弾性体、固定部材からなる振動体を示す側断面図である。FIG. 7 is a side cross-sectional view illustrating a vibrating body including a piezoelectric element, an elastic body, and a fixed member excluding a rotor and a rotating shaft illustrated in FIG. 圧電素子を回転軸方向から見た平面図である。It is the top view which looked at the piezoelectric element from the rotating shaft direction. 圧電素子の電極区画にそれぞれ印加すべき、第1の位相関係にある交流電圧の波形V1〜V8を示す図である。It is a figure which shows the waveform V1-V8 of the alternating voltage in a 1st phase relationship which should be applied to the electrode division of a piezoelectric element, respectively. 圧電素子の電極区画にそれぞれ印加すべき、第2の位相関係にある交流電圧の波形V1〜V8を示す図である。It is a figure which shows the waveform V1-V8 of the alternating voltage in a 2nd phase relationship which should be applied to the electrode division of a piezoelectric element, respectively. 第3の実施の形態における振動型駆動装置の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive control apparatus of the vibration type drive device in 3rd Embodiment. 振動型駆動装置の起動加速時の駆動電圧Va,Vb,Vc,Vdとロータリーエンコーダの出力信号PA,PBとカウンタの出力信号とを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows drive voltage Va, Vb, Vc, Vd at the time of starting acceleration of a vibration type drive device, output signals PA and PB of a rotary encoder, and an output signal of a counter. 振動型駆動装置の起動加速時において、CPUによって振動型駆動装置に対して行われる起動加速制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of starting acceleration control performed with respect to a vibration type drive device by CPU at the time of start-up acceleration of a vibration type drive device. 振動型駆動装置の減速停止時の駆動電圧Va,Vb,Vc,Vdとロータリーエンコーダの出力信号PA,PBとカウンタの出力信号とを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows drive voltage Va, Vb, Vc, Vd at the time of deceleration stop of a vibration type drive device, output signals PA and PB of a rotary encoder, and an output signal of a counter. 振動型駆動装置の減速停止時において、CPUによって振動型駆動装置に対して行われる減速停止制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the deceleration stop control performed with respect to a vibration type drive device by CPU at the time of the deceleration stop of a vibration type drive device. 振動型駆動装置の減速反転加速を連続的に行った場合の駆動電圧Va,Vb,Vc,Vdとロータリーエンコーダの出力信号PA,PBとカウンタの出力信号とを示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing drive voltages Va, Vb, Vc, Vd, rotary encoder output signals PA, PB, and a counter output signal when the vibration type drive device is continuously decelerated and inverted. 第4の実施の形態における振動型駆動装置の駆動制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive control apparatus of the vibration type drive device in 4th Embodiment. 振動型駆動装置の起動加速時における駆動電圧波形V1〜V8を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows drive voltage waveform V1-V8 at the time of starting acceleration of a vibration type drive device. 振動型駆動装置の起動加速時において、CPUによって振動型駆動装置に対して行われる起動加速制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of starting acceleration control performed with respect to a vibration type drive device by CPU at the time of start-up acceleration of a vibration type drive device. 振動型駆動装置の減速反転加速を連続的に行った場合の駆動電圧波形V1〜V8を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows drive voltage waveform V1-V8 at the time of carrying out the deceleration inversion acceleration of a vibration type drive device continuously. 第1の実施の形態における面内曲げ振動と面外曲げ振動とにおける役割を入れ替えた、第5の実施の形態における振動型駆動装置の構成を示す側断面図を示す。The sectional side view which shows the structure of the vibration type drive device in 5th Embodiment which replaced the role in the in-plane bending vibration in 1st Embodiment and an out-of-plane bending vibration is shown. 図23に示す振動型駆動装置において、面内曲げ振動の進行性振動波と面外曲げ振動の進行性振動波との位相差が90°である場合における進行性振動波の振動の様子を示す図である。In the vibration type driving device shown in FIG. 23, the state of the vibration of the progressive vibration wave when the phase difference between the progressive vibration wave of the in-plane bending vibration and the progressive vibration wave of the out-of-plane bending vibration is 90 ° is shown. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,6 弾性体
2,5 圧電素子
3 摩擦部材
4,7 ロータ(移動体)
8 固定部材(振動体)
9 回転軸
10,17 振動型駆動装置
11 CPU
12,18 駆動電圧生成部
13,19 インダクタ回路
14 ロータリーエンコーダ
15 カウンタ
1,6 Elastic body 2,5 Piezoelectric element 3 Friction member 4,7 Rotor (moving body)
8 Fixing member (vibrating body)
9 Rotating shaft 10, 17 Vibration type driving device 11 CPU
12, 18 Drive voltage generator 13, 19 Inductor circuit 14 Rotary encoder 15 Counter

Claims (18)

第1の進行性振動波と、前記第1の進行性振動波とは振動振幅の方向が異なる第2の進行性振動波と、を発生させる振動体と、  A vibrator that generates a first progressive vibration wave and a second progressive vibration wave having a vibration amplitude direction different from that of the first progressive vibration wave;
前記振動体に接触する移動体と、を有し、  A moving body that contacts the vibrating body,
前記第1の進行性振動波と前記第2の進行性振動波とが合成された振動波を前記振動体に発生させることにより、前記移動体を前記振動体に対して相対移動させることを特徴とする振動型駆動装置。  Generating a vibration wave in which the first progressive vibration wave and the second progressive vibration wave are combined in the vibration body, thereby moving the movable body relative to the vibration body. A vibration type driving device.
前記第1の進行性振動波と前記第2の進行性振動波の一方は、前記振動体を前記移動体へ加圧する方向の振動を含むことを特徴とする請求項記載の振動型駆動装置。 Said first traveling vibration wave and the second hand of the traveling vibration wave of the vibration type driving according to claim 1, characterized in that it comprises a vibration direction pressurizing the vibrating member to the movable body apparatus. 前記第1の進行性振動波と前記第2の進行性振動波の位相を変化させることにより、前記移動体の速度を変化させることを特徴とする請求項または請求項記載の振動型駆動装置。 By changing the first traveling vibration wave and the second traveling vibration wave in phase, vibratory driving of claim 1 or claim 2, wherein varying the speed of the moving body apparatus. 前記第1の進行性振動波と前記第2の進行性振動波の位相を変化させることにより、前記移動体の相対移動の向きを変化させることを特徴とする請求項乃至請求項のいずれか1項に記載の振動型駆動装置。 By changing the first traveling vibration wave and the second traveling vibration wave in phase, any of claims 1 to 3, characterized in that changing the direction of relative movement of the moving body or the vibration type driving apparatus according to (1). 前記第1の進行性振動波は前記振動体前記移動体加圧する方向の振動を含み、前記第2の進行性振動波は前記移動体の相対移動の方向の振動を含み、前記第2の進行性振動波の振動振幅を変化させることにより、前記移動体の速度を変化させることを特徴とする請求項乃至請求項のいずれか1項に記載の振動型駆動装置。 It includes vibration direction of the first traveling vibration wave is to pressurize the vibrator to the moving body, the second traveling vibration wave includes a vibration direction of the relative movement of the movable body, the first by changing the vibration amplitude of the traveling vibration wave of 2, the vibration type driving apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that varying the speed of the moving body. 前記第1の進行性振動波と前記第2の進行性振動波の一方が前記振動体における面内曲げ振動であり、もう一方が面外曲げ振動であることを特徴とする請求項乃至請求項のいずれか1項に記載の振動型駆動装置。 The first in-plane bending vibration at the traveling vibration wave and the second progressive one said vibration member of the vibration wave, the other is characterized in that it is out-of-plane bending vibration claims 1 to vibratory driving device according to any one of claim 5. 前記第1の進行性振動波を励起する振動モードの共振周波数と、前記第2の進行性振動波を励起する振動モードの共振周波数と、はほぼ同じ周波数であることを特徴とする請求項1又は2に記載の振動型駆動装置。  The resonance frequency of the vibration mode for exciting the first progressive vibration wave and the resonance frequency of the vibration mode for exciting the second progressive vibration wave are substantially the same frequency. Or the vibration type drive device of 2. 前記第1の進行性振動波と前記第2の進行性振動波の一方が前記振動体における面内曲げ振動であり、もう一方が面外倒れ振動であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の振動型駆動装置。  One of the first progressive vibration wave and the second progressive vibration wave is an in-plane bending vibration in the vibrating body, and the other is an out-of-plane falling vibration. 6. The vibration type driving device according to any one of items 5. 圧電素子を備えた振動体に、第1の進行性振動波と、前記第1の進行性振動波とは振動振幅の方向が異なる第2の進行性振動波と、を発生させることにより、前記振動体に接触する移動体を前記振動体に対して相対移動させる振動型駆動装置の制御装置であって、
前記第1の進行性振動波と前記第2の進行性振動波とが合成された振動波を前記振動体に発生させる交流電圧を、前記圧電素子に供給する供給手段を有することを特徴とする振動型駆動装置の制御装置。
By generating a first traveling vibration wave and a second traveling vibration wave having a vibration amplitude direction different from that of the first traveling vibration wave in a vibrating body including a piezoelectric element, A control device for a vibration type driving device that moves a moving body that contacts the vibrating body relative to the vibrating body,
It has supply means for supplying the piezoelectric element with an AC voltage that causes the vibrating body to generate a vibration wave in which the first progressive vibration wave and the second progressive vibration wave are combined. Control device for vibration type drive device.
前記供給手段を制御して前記第1の進行性振動波と前記第2の進行性振動波の位相差を変化させることにより、前記移動体の速度および相対移動の向きの少なくとも一方を変化させる駆動制御装置を有することを特徴とする請求項に記載の振動型駆動装置の制御装置。 Drive that changes at least one of the speed of the moving body and the direction of relative movement by changing the phase difference between the first traveling vibration wave and the second traveling vibration wave by controlling the supply means. The control device for the vibration type driving device according to claim 9 , further comprising a control device. 前記第1の進行性振動波は前記振動体前記移動体加圧する方向の振動を含み、前記第2の進行性振動波は前記移動体の相対移動の方向の振動を含み、前記供給手段を制御して前記第2の進行性振動波振動振幅の量を変化させることにより、前記移動体の速度を変化させる駆動制御装置を有することを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の振動型駆動装置の制御装置。 Includes a vibration said first traveling vibration wave in the direction of pressure of the vibrator to the moving body, the second traveling vibration wave includes a vibration direction of the relative movement of the movable body, the supply by varying the amount of vibration amplitude of the second traveling vibration wave by controlling the means to claim 9 or claim 10, characterized in that a drive control device for varying the speed of the moving body The control device of the vibration type driving device described. 前記第1の進行性振動波は前記振動体前記移動体加圧する方向の振動を含み、前記第2の進行性振動波は前記移動体の相対移動の方向の振動を含み、前記駆動制御装置は、前記供給手段に該第1の進行性振動波を形成する交流電圧を供給させ、その後に該第1の進行性振動波と該第2の進行性振動波を形成する交流電圧を供給させることを特徴とする請求項10または請求項11に記載の振動型駆動装置の制御装置。 It said first traveling vibration wave includes a vibration in a direction pressing the vibrating body to the mobile body, said second traveling vibration wave includes a vibration direction of the relative movement of the movable body, wherein the drive The control device causes the supply means to supply an AC voltage that forms the first traveling vibration wave, and then generates an AC voltage that forms the first traveling vibration wave and the second traveling vibration wave. The control device for a vibration type driving device according to claim 10 or 11 , wherein the control device is supplied. 前記第1の進行性振動波は前記振動体前記移動体加圧する方向の振動を含み、前記第2の進行性振動波は前記移動体の相対移動の方向の振動を含み、前記駆動制御装置は、前記供給手段に該第1の進行性振動波と該第2の進行性振動波を形成する交流電圧を供給させている状態から、該第2の進行性振動波を形成する交流電圧の供給を停止させ、その後に該第1の進行性振動波を形成する交流電圧の供給を停止させることを特徴とする請求項10または請求項11に記載の振動型駆動装置の制御装置。 It said first traveling vibration wave includes a vibration in a direction pressing the vibrating body to the mobile body, said second traveling vibration wave includes a vibration direction of the relative movement of the movable body, wherein the drive The control device is configured to generate an alternating current that forms the second progressive vibration wave from a state in which the supply means supplies an alternating voltage that forms the first progressive vibration wave and the second progressive vibration wave . 12. The control device for a vibration type driving device according to claim 10 or 11 , wherein the supply of voltage is stopped, and then the supply of an alternating voltage that forms the first progressive vibration wave is stopped. 圧電素子を備えた振動体に、第1の進行性振動波と、前記第1の進行性振動波とは振動振幅の方向が異なる第2の進行性振動波と、を発生させることにより、前記振動体に接触する移動体を前記振動体に対して相対移動させる振動型駆動装置の制御方法であって、
前記第1の進行性振動波と前記第2の進行性振動波とが合成された振動波を前記振動体に発生させることを特徴とする振動型駆動装置の制御方法。
By generating a first traveling vibration wave and a second traveling vibration wave having a vibration amplitude direction different from that of the first traveling vibration wave in a vibrating body including a piezoelectric element, A control method of a vibration type driving device for moving a moving body in contact with a vibrating body relative to the vibrating body,
A control method for a vibration type driving device, wherein a vibration wave in which the first progressive vibration wave and the second progressive vibration wave are combined is generated in the vibrating body .
前記第1の進行性振動波と前記第2の進行性振動波の位相差を変化させることにより、前記移動体の速度および相対移動向きの少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項14記載の振動型駆動装置の制御方法。 Claim 14, wherein the first varying the phase difference between the traveling vibration wave and the second traveling vibration wave, characterized by varying at least one of direction of the velocity and the relative movement of the movable body A control method of the vibration type driving device described. 前記第1の進行性振動波は前記振動体前記移動体加圧する方向の振動を含み、前記第2の進行性振動波は前記移動体の相対移動の方向の振動を含み、前記第2の進行性振動波振動振幅の量を変化させることにより、前記移動体の速度を変化させることを特徴とする請求項15記載の振動型駆動装置の制御方法。 It includes vibration direction of the first traveling vibration wave is to pressurize the vibrator to the moving body, the second traveling vibration wave includes a vibration direction of the relative movement of the movable body, the first by varying the amount of vibration amplitude of the second traveling vibration wave, a control method of the vibration type driving apparatus according to claim 15, wherein varying the speed of the moving body. 前記第1の進行性振動波は前記振動体を前記移動体へ加圧する方向の振動を含み、前記第2の進行性振動波は前記移動体の相対移動の方向の振動を含み、該第1の進行性振動波を形成する交流電圧を供給し、その後に該第1の進行性振動波と該第2の進行性振動波を形成する交流電圧を供給することを特徴とする請求項15または請求項16に記載の振動型駆動装置の制御方法。  The first progressive vibration wave includes vibration in a direction in which the vibrating body is pressurized to the moving body, and the second progressive vibration wave includes vibration in a relative movement direction of the moving body, and the first 16. An AC voltage for forming a progressive vibration wave is supplied, and thereafter an AC voltage for forming the first progressive vibration wave and the second progressive vibration wave is supplied. The method for controlling the vibration type driving device according to claim 16. 前記第1の進行性振動波は前記振動体を前記移動体へ加圧する方向の振動を含み、前記第2の進行性振動波は前記移動体の相対移動の方向の振動を含み、該第1の進行性振動波と該第2の進行性振動波を形成する交流電圧を供給している状態から、該第2の進行性振動波を形成する交流電圧の供給を停止し、その後に該第1の進行性振動波を形成する交流電圧の供給を停止することを特徴とする請求項15または請求項16に記載の振動型駆動装置の制御方法。  The first progressive vibration wave includes vibration in a direction in which the vibrating body is pressurized to the moving body, and the second progressive vibration wave includes vibration in a relative movement direction of the moving body, and the first From the state in which the AC voltage that forms the second progressive vibration wave and the AC voltage that forms the second progressive vibration wave are stopped, and then the supply of the AC voltage that forms the second progressive vibration wave is stopped. The control method of the vibration type driving device according to claim 15 or 16, wherein the supply of the alternating voltage that forms one progressive vibration wave is stopped.
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