JP4731932B2 - 振動型アクチュエータの制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、監視装置やヘッドレスト駆動装置などの駆動源として用いられる振動型アクチュエータの制御装置および制御方法に関するものである。

振動型モータの特徴としては、一般的に、静音や応答性が良いこと等の利点を有している。この振動型モータは、例えば、カメラを搭載し、病院の監視システムに使われる電動雲台や、自動車等の座席シートに設けられるヘッドレストの駆動装置における駆動源として用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１９５４８７号公報（段落番号００２１〜００２４、図１３等）

しかし、振動型モータにおいては、駆動音が全く発生しないということではない。また、振動型モータの駆動を停止させる際に停止音が発生することがある。さらに、振動型モータの使用時間によっては、駆動音が発生してしまう。

これは応答性が良いために生じる現象であり、振動型モータの減速駆動を急激に行う（回転数を減少方向に大きく変化させる）ことによって発生する滑りに起因するものである。

ここで、振動型モータが病院の監視システムにおける電動雲台の駆動源として用いられている場合において、電動雲台の駆動時に音が発生すると、就寝している患者に対して不快感を与えてしまう。また、ヘッドレストの駆動装置に用いられている場合において、座席シートに着席している者の耳元で駆動音が発生すると、着席者に不快感を与えてしまう。

このため、振動型モータを駆動源として用いる装置の用途によっては更なる静音化が要求される。また、高寿命化も要求される。

ここで、駆動音や停止音が発生するメカニズムについて、図１０を用いて説明する。図１０（Ａ）は、振動型モータの駆動時における、回転体および振動体の接触部分を示す拡大図である。また、図１０（Ｂ）は、振動型モータの減速駆動時における、回転体および接触体の接触部分を示す拡大図である。

図１０（Ａ）に示すように、振動型モータの回転体は、振動体に発生した進行性の振動波（進行波）の頂点に接しており、矢印Ａ方向に進行する振動波の作用を受けて矢印Ｂ方向に移動（回転）する。

振動型モータの駆動を停止させる場合には、振動体に発生した振動波の振幅（振動振幅）をゼロにすればよい。そして、振動型モータの減速駆動を行う場合には、振動振幅をゼロに近づけていけばよい。

ここで、図１０（Ａ）におけるＦ１〜Ｆ３は回転体の接触面の位置を示す。位置Ｆ２は、接触面Ｆ１での回転速度よりも小さい回転速度における接触面の位置を示す。また、位置Ｆ３は振動型モータの駆動停止時における接触面の位置を示す。

従来の振動型モータの駆動制御では、減速駆動を急激に行っているため、振動振幅が急激に変化する。このように振動振幅を急激に変化させると、回転体が振動体に衝突し、衝突によるエネルギが音（停止音や駆動音）として発生する。

図１０（Ｂ）において、振動型モータの減速を行うために、振動体の進行波をＷ１の状態からＷ２の状態に急激に変化させると、振動振幅の変化に応じた距離Ｌ１の分だけ回転体の接触面が変位し、衝突音が発生する。また、振動型モータを急激に停止させた場合には、回転体および振動体の一部の接触部分における衝突距離がＬ２となり、より大きな衝突音が発生してしまう。

一方、上述した減速駆動においては、回転体が振動体に対して非接触となり、動力が伝達されない状態が生じることで、回転体に滑りが発生し、不快な滑り音が発生してしまう。さらに、回転体の滑りによって、回転体および振動体の接触面における摩耗量が増加し、振動型モータの寿命を低下させてしまう。

本発明は、電気−機械エネルギ変換素子へ周波信号を印加することで進行波を励起する振動体と、前記振動体に接触し前記進行波にて駆動される接触体と、前記接触体を前記振動体へ加圧する加圧機構を有する振動型アクチュエータの制御装置であって、前記振動型アクチュエータの駆動速度を検出する検出手段と、前記振動型アクチュエータの駆動速度と前記周波信号の変化量とを対応付けたデータを記憶するメモリと、前記周波信号を出力する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記振動型アクチュエータを減速駆動する際に、前記振動体における振動振幅の減少速度が、前記加圧機構の加圧力を受けた前記接触体が前記振動振幅の変化に応じて変位する速度以下となるように、前記メモリに記憶されたデータを用いて、前記検出手段で検出された駆動速度に対応した前記周波信号の変化量を特定し、前記周波数の変化量で前記周波信号を変化させることを特徴とする。
また、他の側面としての本発明は、電気−機械エネルギ変換素子へ周波信号を印加することで進行波を励起する振動体と、前記振動体に接触し前記進行波にて駆動される接触体と、前記接触体を前記振動体へ加圧する加圧機構と、前記振動型アクチュエータの駆動速度を検出する検出手段と、前記振動型アクチュエータの駆動速度と前記周波信号の変化量とを対応付けたデータを記憶するメモリと、前記周波信号を出力する制御手段と、を有する振動型アクチュエータの制御方法であって、前記振動型アクチュエータを減速駆動する際に、前記振動体における振動振幅の減少速度が、前記加圧機構の加圧力を受けた前記接触体が前記振動振幅の変化に応じて変位する速度以下となるように、前記メモリに記憶されたデータを用いて、前記検出手段で検出された駆動速度に対応した前記周波信号の変化量を特定し、前記周波数の変化量で前記周波信号を変化させることを特徴とする。

本発明によれば、振動型アクチュエータの駆動に伴う駆動音の発生を抑制することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１である振動型モータの駆動装置における構成について、図５を用いて説明する。図５には、主に振動型モータの断面図を示す。

まず、振動型モータの構成について説明する。

弾性部材１の一方の面には、電気−機械エネルギ変換素子としての圧電素子２が設けられており、他方の面には、摺動材３が設けられている。弾性部材１は、ハウジング５に固定されている。弾性部材１、圧電素子２および摺動材３によって、振動体４が構成される。

回転体（接触体）６は、加圧機構１８からの付勢力を受けることによって、摺動材３に圧接している。加圧機構１８は、加圧バネ８と、加圧バネ８を支持するバネ受け９とを有している。バネ受け９は回転軸１２に固定されており、回転体６及び加圧バネ８は、バネ受け９を介して回転軸１２とともに回転可能となっている。

ケース１０は、ハウジング５に取り付けられ、振動体４、加圧機構１８および回転体６を覆っている。ハウジング５には軸受け１１ａが設けられており、ケース１０には軸受け１１ｂが設けられている。回転軸１２は、軸受け１１ａ、１１ｂによって回転可能に支持されている。

回転軸１２は、不図示の動力伝達機構を介して被駆動部材１３に連結されており、回転軸１２の回転力が被駆動部材１３に伝達されるようになっている。

制御回路２０から出力された位相の異なる周波信号（周期的に変化する信号）が、フレキシブル基板７を介して圧電素子２に印加されると、振動体４には進行波が発生し、振動体４および回転体６の摩擦によって回転体６が回転することになる。

次に、本実施例における振動型モータの駆動方法について、図１を用いて説明する。ここで、図１（Ａ）は振動体４（圧電素子２）に印加される周波信号の電圧値を示す波形図であり、縦軸は電圧値、横軸は時間を示す。また、図１（Ｂ）は振動体４の振動振幅を示す波形図であり、縦軸は振幅値、横軸は時間を示す。

本実施例では、振動型モータの減速駆動を行う場合において、図１（Ａ）に示すように、電圧値を減少させている。各周期における印加電圧の最大値（極大点）を結んだとき、一定の変化率で電圧値が減少する減衰線１０３が得られる。減衰線１０３は、時間の経過とともに電圧値が連続的に減少していることを表している。

印加電圧を図１（Ａ）に示すように変化させることにより、振動体４に発生する振動振幅が図１（Ｂ）に示すように変化する。ここで、各周期における振動振幅の最大値（極大値）を結ぶと、一定の変化率で振幅値が減少する減衰線１０２が得られる。この減衰線１０２は、時間の経過とともに振幅値が連続的に減少していることを表している。

上述したように印加電圧の変化に応じて振動振幅が変化するため、印加電圧の値を徐々に減少させることによって、振動振幅の値を徐々に減少させることができる。

減衰線１０１は、振動体４の振幅方向（図１０（Ａ）の上下方向）において、加圧バネ８の付勢力を受けた回転体６が振動体４での振動に追従できる能力線を表している。

振動型モータが減衰線１０１に示す特性を有する場合、減衰線１０２がゼロとなるタイミングｔ１において、回転体６の接触面と振動体４の接触面との距離、すなわち衝突距離がＬ３で示される。

この距離Ｌ３は、従来のように振動体４での振動振幅を急激に減少させる場合に比べて、短くなっている。すなわち、回転体６の振動体４に対する衝突距離が従来に比べて短くなるため、衝突時に発生する音を抑制することができる。

上述した説明は、振動型モータの駆動を停止させる場合についての説明であるが、振動型モータを減速駆動する場合も同様である。すなわち、振動振幅を徐々に減少させることで、従来のように急激に振動振幅を変化させる場合に比べて、振動体４に対する回転体６の衝突距離を短くすることができる。

本実施例によれば、圧電素子２に印加される周波信号の電圧値を徐々に変化させることによって、振動体４における振動振幅を徐々に減少させているため、従来のように振動振幅が急激に変化した場合に比べて駆動音の発生を抑制することができる。

すなわち、図１（Ｂ）に示すように振動振幅を徐々に減少させることによって、急激な振動振幅の変化を抑制し、振動体４に対する回転体６の衝突距離を短くすることができる。これにより、衝突時のエネルギを軽減でき、該エネルギから変換される音も軽減できる。また、急激な振動振幅の変化によって生じる回転体６の滑りを抑制でき、滑り音および滑りによる摩耗を抑制できる。

本発明の実施例２である振動型モータの駆動方法について、図２を用いて説明する。ここで、本実施例における振動型モータの駆動装置の構成は実施例１（図５）と同様である。

図２（Ａ）は、振動体４（圧電素子２）に印加される周波信号の電圧値を示す波形図であり、縦軸は電圧値、横軸は時間を示す。また、図２（Ｂ）は振動体４の振動振幅を示す波形図であり、縦軸は振幅値、横軸は時間を示す。

本実施例では、振動型モータの減速駆動を行う場合において、印加電圧を図２（Ａ）に示すように変化させている。

図２（Ａ）に示すように、各周期における印加電圧の最大値（極大値）を結ぶと、印加電圧の値が一定の変化率で減少する減衰線２０３が得られる。すなわち、減衰線２０３は、時間の経過とともに電圧値が連続的に減少していることを表している。

印加電圧の値を図２（Ａ）に示すように変化させると、振動体４で発生する振動の振幅は図２（Ｂ）に示すように変化する。

ここで、各周期における振動振幅の最大値（極大値）を結ぶと、振幅の値が一定の変化率で減少する減衰線２０２が得られる。すなわち、減衰線２０２は、時間の経過とともに振幅値が連続的に減少していることを表している。

上述したように印加電圧の変化に応じて振動振幅が変化するため、印加電圧の値を徐々に減少させることによって、振動振幅の値を徐々に減少させることができる。

一方、減衰線２０１は、振動体４の振幅方向において、加圧バネ８の付勢力を受けた回転体６が振動体４での振動に追従できる能力線を表している。本実施例では、図２（Ｂ）に示すように、減衰線２０１が減衰線２０２と一致している。すなわち、回転体６は振動体４の振動に追従していることになる。

振動型モータが減衰線２０１に示す特性を有する場合、減衰線２０２がゼロとなるタイミングｔ２において、回転体６の接触面と振動体４の接触面との距離は概ねゼロとなる。これにより、振動体４に対する回転体６の衝突を抑制でき、停止音の発生を抑制できる。

なお、上述した説明では振動型モータの駆動を停止させる場合について説明したが、振動型モータを減速駆動する場合も同様である。すなわち、振動振幅を徐々に減少させることで、従来のように急激に振動振幅を変化させる場合に比べて、振動体４に対する回転体６の衝突距離を短くすることができる。

また、振動体４での振動に対する回転体６の応答が遅れた場合、すなわち、減衰線２０１および減衰線２０２が一致しない場合であっても、上述した効果を得ることができる。

本実施例によれば、印加電圧値の値を徐々に減少させることによって、振幅値を徐々に減少させている。これにより、従来のように振幅を急激に変化させた場合に比べて、回転体６の振動体４に対する衝突距離を短くでき、衝突時の音の発生を抑制できる。しかも、振動体４に対する回転体６の滑りを抑制できる。

一方、振動体４における振動振幅を減少させる速度を、振動振幅の変化に対する回転体６の応答速度よりも小さく設定することができる。

ここで、振動振幅を減少させる速度とは、例えば図１０（Ｂ）において、振動体４での振動をＷ１からＷ２に変化させた場合に、振動振幅が減少する速度である。また、回転体６の応答速度とは、例えば図１０（Ｂ）において、振動体４での振動をＷ１からＷ２に変化させた場合に、回転体６の接触面の位置がＦ１からＦ２に変位するときの速度である。

すなわち、回転体６の応答速度を予め決定しておき、この応答速度よりも低い速度で振動体４における振動振幅を減少させることによって、回転体６を振動体４での振動変化（振幅の減少）に追従させることができる。

本発明の実施例３である振動型モータの駆動方法について、図３を用いて説明する。本実施例における振動型モータの駆動装置の構成は、実施例１（図５）と同様である。

図３（Ａ）は、振動体４（圧電素子２）に印加される周波信号の電圧値を示す波形図であり、縦軸は電圧値、横軸は時間を示す。また、図３（Ｂ）は振動体４の振動振幅を示す波形図であり、縦軸は振幅値、横軸は時間を示す。

振動型モータは、一般的に図９に示す特性を有している。図９は、振動型モータの回転数（回転速度）と、圧電素子に印加される周波信号の周波数との関係を示す図である。

ここで、圧電素子２に印加される周波信号の周波数を、高周波側から振動体４の共振周波数ｆｓ側に変化（減少）させると、振動型モータにおける回転速度を増加（加速）させることができる。一方、圧電素子２に印加される周波信号の周波数を、共振周波数ｆｓから高周波側に変化させれば、振動型モータの回転速度を低下（減速）させることができる。

本実施例では、振動型モータの減速駆動を行う場合において、図３（Ａ）に示すように、周波信号の周波数を徐々に小さくしている。このように周波数を変化させると、振動体４における振動振幅の値は図３（Ｂ）に示すように変化する。

ここで、各周期における振動振幅の最大値（極大値）を結ぶと、振幅値が一定の変化率で減少する減衰線３０２が得られる。減衰線３０２は、時間の経過とともに振幅値が連続的に減少していることを表している。

上述したように周波数の変化に応じて振動振幅が変化するため、周波数を徐々に減少させることによって、振動振幅の値を徐々に減少させることができる。

一方、減衰線３０１は、振動体４の振幅方向において、加圧バネ８の付勢力を受けた回転体６が振動体４での振動に追従できる能力線を表している。本実施例では、図３（Ｂ）に示すように、減衰線３０１が減衰線３０２と一致している。すなわち、回転体６は振動体４の振動に追従していることになる。

振動型モータが減衰線３０１に示す特性を有する場合、減衰線３０２がゼロとなるタイミングｔ３において、回転体６の接触面と振動体４の接触面との距離は概ねゼロとなる。これにより、振動体４に対する回転体６の衝突を抑制でき、停止音の発生を抑制できる。

なお、上述した説明では振動型モータの駆動を停止させる場合について説明したが、振動型モータを減速駆動する場合も同様である。すなわち、振動振幅を徐々に減少させることで、従来のように急激に振動振幅を変化させる場合に比べて、振動体４に対する回転体６の衝突距離を短くすることができる。

本実施例によれば、周波信号の周波数を徐々に小さくすることによって、振動体４における振動の振幅を徐々に小さくしている。これにより、従来のように振幅を急激に変化させた場合に比べて、回転体６の振動体４に対する衝突距離を短くでき、衝突時の音の発生を抑制できる。しかも、振動体４に対する回転体６の滑りを抑制できる。

本発明の実施例４である振動型モータの駆動方法について、図４を用いて説明する。本実施例における振動型モータの駆動装置の構成は、実施例１（図５）と同様である。

図４（Ａ）は、振動体４（圧電素子２）に印加される周波信号の電圧値（実効値）を示す波形図であり、縦軸は電圧値、横軸は時間を示す。また、図２（Ｂ）は振動体４での振動振幅を示す波形図であり、縦軸は振幅値、横軸は時間を示す。

本実施例では、振動型モータの減速駆動を行う場合において、図４（Ａ）に示すように、ハッチングされた面積で表される実効値電圧を徐々に減少させている。ここで、各印加電圧の実効値を結ぶと、一定の変化率で電圧値が減少する減衰線４０３が得られる。減衰線４０３は、時間の経過とともに電圧値が連続的に減少していることを表している。

図４（Ａ）に示すように電圧値を変化させると、振動体４における振動振幅の値は図４（Ｂ）に示すように変化する。ここで、各周期における振幅値の最大値（極大値）を結ぶと、一定の変化率で振幅値が減少する減衰線４０２が得られる。減衰線４０２は、時間の経過とともに振幅値が連続的に減少していることを表している。

上述したように実効値電圧の変化に応じて振動振幅が変化するため、実効値電圧を徐々に減少させることによって、振動振幅の値を徐々に減少させることができる。

一方、減衰線４０１は、振動体４の振幅方向において、加圧バネ８の付勢力を受けた回転体６が振動体４での振動に追従できる能力線を表している。本実施例では、図４（Ｂ）に示すように、減衰線４０１が減衰線４０２と一致している。すなわち、回転体６は振動体４の振動に追従していることになる。

振動型モータが減衰線４０１に示す特性を有する場合、減衰線４０２がゼロとなるタイミングｔ４において、回転体６の接触面と振動体４の接触面との距離は概ねゼロとなる。これにより、振動体４に対する回転体６の衝突を抑制でき、停止音の発生を抑制できる。

なお、上述した説明では振動型モータを減速駆動して停止させる場合について説明したが、振動型モータを減速駆動する場合も同様である。すなわち、振動振幅を徐々に減少させることで、従来のように急激に振動振幅を変化させる場合に比べて、振動体４に対する回転体６の衝突距離を短くすることができる。

本実施例によれば、実効値電圧を徐々に減少させることによって、振動体４における振動の振幅値を減少させている。これにより、従来のように振幅を急激に変化させた場合に比べて、回転体６の振動体４に対する衝突距離を短くでき、衝突時の音の発生を抑制できる。しかも、振動体４に対する回転体６の滑りを抑制できる。

本発明の実施例５における振動型モータの駆動装置の構成について、図６を用いて説明する。本実施例においては、実施例１で説明した構成に加えて、位置検出器を設けている。このため、実施例１で説明した部材と同じ部材については同一符号を用いることで説明を省略し、実施例１の構成と異なる部分について説明する。

回転軸１２には、円板１６を備えた円板連結部材１５が固定されている。円板１６には、周方向において交互にスリット部および反射部が形成されている。円板連結部材１５は、回転軸１２の回転量を検出するために設けられている。

回転検出ユニット（検出手段）１９は、電気−光変換素子からなる発光部１９ａと、光−電気変換素子からなる受光部１９ｂとを有している。回転検出ユニット１９は、ベース１７を介してケース１０に固定されている。

回転検出ユニット１９内に円板１６のスリット部が位置している場合には、発光部１９ａから照射された検出光がスリット部を通過する。この場合には、発光部１９ａの検出光が受光部１９ｂに到達せずに、受光部１９ｂからは電気信号が出力されない。

一方、回転検出ユニット１９内に円板１６の反射部が位置している場合には、発光部１９ａから照射された検出光が反射部で反射して受光部１９ｂに到達する。この場合には、受光部１９ｂから検出光の受光に応じた電気信号が出力される。

このように回転軸１２の回転に応じて、発光部１９ａからの検出光を反射させて受光部１９ｂに導いたり、検出光を通過させて受光部１９ｂに到達しないようにしたりすることによって、回転検出ユニット１９（受光部１９ｂ）からはパルス信号が出力されることになる。

回転検出ユニット１９（受光部１９ｂ）の出力信号は、制御回路２０に出力される。そして、制御回路２０は、カウンタを用いて入力信号のパルス数を計測することにより、回転軸１２（振動型モータ）の回転速度を検出することができる。

振動型モータは、図９に示す特性を有している。すなわち、周波信号の周波数と、振動型モータの回転速度との関係は、非線形な関係にある。

従来の振動型モータの駆動方法では、回転速度にかかわらず、周波信号の周波数を一定量だけ変化させている。ここで、周波数の変化量を低速駆動側（図７のＤ１）での駆動に対応させて一定に設定した場合、高速駆動側（図７のＤ２）において上記一定の変化量で周波数を変化させると、回転速度が急激に変化してしまい、振動体４における振動振幅が急激に変化してしまう。

一方、周波数の変化量を高速領域側（図７のＤ２）での駆動に対応させて一定に設定した場合、低速領域側（図７のＤ１）において上記一定の変化量で周波数を変化させると、回転数があまり変化せず、振動型モータの応答性が低下してしまう。

本実施例においては、振動型モータの回転数（回転速度）に応じて、周波数の変化量を変えている。具体的には、制御回路２０内のメモリ２０ａに、各回転速度に対応した周波数の変化量を記憶しておく。そして、振動型モータの減速駆動を行う場合において、回転検出ユニット１９の出力から得られた回転速度に対応した周波数の変化量を、メモリ２０ａから読み出し、この変化量で周波数を変化させる。

本実施例では、各回転速度に対応した周波数の変化量をメモリ２０ａ内に記憶しているが、回転検出ユニット１９の出力から得られる速度情報を用い、演算によって周波数の変化量を求めてもよい。

本実施例によれば、振動型モータにおける高い応答性を保つことができる。しかも、高速駆動の領域においては、回転数を大きく変化させずに、大きな振動振幅の変化を抑制できる。これにより、従来のように振動振幅を急激に変化させた場合に比べて、回転体６の振動体４に対する衝突距離を短くでき、衝突時の音の発生を抑制できる。しかも、振動体４に対する回転体６の滑りを抑制できる。

本発明の実施例６である振動型モータの駆動装置について説明する。本実施例における駆動装置の構成は実施例５（図６）と同じであり、同一の構成要素については同一符号を用いて説明する。

図１０で説明した衝突のメカニズムでは、加速駆動時に衝突現象は発生しない。このため、最大限の応答が得られるように振動振幅を増加させるのが良い。

本実施例では、各回転速度に対応した周波数の変化量を制御回路２０のメモリ２０ａ内に記憶しており、この周波数変化量のデータを、加速駆動を行う場合に用いている。具体的には、振動型モータの加速駆動を行う場合において、回転検出ユニット１９の出力から得られた回転速度に対応した周波数の変化量をメモリ２０ａから読み出し、この変化量で周波数を変化させる。

しかし、加速駆動時に用いられる周波数変化量のデータに基づいて減速駆動を行う場合には、回転速度の変化量（低下量）が大きくなってしまい、振動体に対する回転体の衝突や滑り等が発生してしまう。すなわち、加速駆動を行う場合には、上述したように最大限の応答を得るために振動振幅を増加させているが、加速駆動時の周波数変化量のデータを用いて減速駆動を行うと、振動振幅の変化量が大きくなってしまうからである。

本実施例では、上述した加速駆動時に用いられる周波数変化量のデータの他に、減速駆動時に用いられる周波数変化量のデータをメモリ２０ａ内に記憶させている。そして、減速駆動を行う場合には、減速駆動用のデータに基づいて周波数を変化させる。

すなわち、振動型モータの減速駆動を行う場合において、回転検出ユニット１９の出力から得られる回転速度に対応した周波数変化量のデータをメモリ２０ａから読み出し、この周波数変化量に基づいて周波数を変化させる。

一方、減速駆動に用いられる周波数変化量のデータをメモリ２０ａ内に記憶するのではなく、加速駆動に用いられる周波数変化量のデータから、減速駆動に用いられる周波数変化量を求めることもできる。

例えば、加速駆動に用いられる周波数変化量に対して所定量（回転速度に応じて異なる）の減算処理（又は乗算処理）を行うことによって、減速駆動に用いられる周波数変化量を求めることができる。ここで、上述した減算処理等に用いられる所定量は、各速度に対応させてメモリ２０ａ内に記憶させておく。

本実施例によれば、加速駆動時および減速駆動時において高い応答性を保つことができる。しかも、高速駆動の領域においては、回転数を大きく変化させずに、大きな振動振幅の変化を抑制できる。これにより、従来のように振幅を急激に変化させた場合に比べて、回転体６の振動体４に対する衝突距離を短くでき、衝突時の音の発生を抑制できる。しかも、振動体４に対する回転体６の滑りを抑制できる。

なお、上述した実施例５、６では、周波数を変化させる場合について説明したが、上述した他の実施例のように印加電圧値や実効値電圧を変更させる場合についても適用できる。

本発明の実施例７である振動型モータの駆動方法について、図８を用いて説明する。図８は、本実施例および従来の駆動方法における振動型モータの速度パターンを示している。

図８において、細い破線は従来の駆動方法における速度パターンを示し、実線は本実施例の駆動方法における速度パターンを示す。

ここで、振動型モータの駆動を開始して回転速度を目標速度に到達させる場合において、従来では、細い破線で示すように、目標速度に到達した直後に、回転速度が目標速度で安定するように速度制御を行っている。

一方、本実施例では、回転速度が目標速度を超えた後に、減速駆動を行っている。この減速駆動を行う領域９０１においては、上述した実施例１〜４で説明した制御を行う。すなわち、領域９０１においては、振動体での振動振幅を減少させる必要があり、各実施例１〜４で説明した駆動を行うことにより、振動体に対する回転体の衝突や滑りを抑制することができる。

なお、所定のタイミングまでは第１の加速度で加速駆動を行い、所定のタイミング後は、図８の太い点線で示すように、第１の加速度よりも小さな加速度で加速駆動を行ってもよい。この場合には、振動型モータの回転速度が目標速度を超えてしまうのを抑制することができる。

定速駆動を行った後に減速駆動を行う場合において、従来では、第１の変化率で減速させている。本実施例では、急激な速度変化（振幅変化）を抑制するために、第１の変化率よりも小さい第２の変化率で減速駆動を行っている。そして、所定時間の間、第２の変化率での減速駆動を行った後、第１の変化率での減速駆動を行っている。

ここで、第２の変化率で減速駆動を行う領域９０２においては、上述した実施例１〜４で説明した駆動を行う。

図８に示す速度パターンでは、振動型モータの駆動を停止させる前に、所定時間の間、低速側における所定の回転速度で振動型モータを定速駆動している。従来では、第１の変化率での減速駆動の後、上記所定の回転速度で安定させるために速度制御を行っている。一方、本実施例では、第１の変化率での減速駆動の後に、第１の変化率よりも小さい第３の変化率（上記第２の変化率と同じ又は異なる値）で減速駆動を行い、この後、所定の回転速度で定速駆動を行っている。

ここで、第３の変化率で減速駆動を行う領域９０３においては、上述した実施例１〜４で説明した駆動を行う。

一方、本実施例では、振動型モータの駆動を停止させる段階において、上記所定の回転速度での定速駆動を行った後に、所定の変化率で減速駆動を行っている。この減速駆動を行う領域９０４においては、上述した実施例１〜４で説明した駆動を行う。

本実施例では、減速駆動を行う領域９０１、９０２、９０３、９０４において、実施例１〜４で説明した駆動を行うことで、振動体に対する回転体の衝突や滑りを抑制できる。これにより、振動型モータを駆動している間、衝突による音の発生を抑制できるとともに、滑りによる制御の不感帯を抑制することができる。

なお、図８に示す本実施例の速度パターンは一例であり、本発明は様々な速度パターンに適用することができる。すなわち、減速駆動を行う領域において、上述した実施例１〜４で説明した制御を行えばよい。

本発明は、例えば、偵察、病院、防犯等の気づかれないように監視するための監視カメラ用の駆動装置、車やリクライニング椅子などに使用されるヘッドレストの駆動装置、音楽ホールや劇場で用いられる放送用カメラやウェブカメラ用の駆動装置、舞台で用いられるカーテンなどの駆動装置、マイク付きカメラにおけるマイクを動かす駆動装置に適用することができる。

本発明の実施例１における印加電圧および振動体振幅の波形図（Ａ、Ｂ）。 本発明の実施例２における印加電圧および振動体振幅の波形図（Ａ、Ｂ）。 本発明の実施例３における印加電圧および振動体振幅の波形図（Ａ、Ｂ）。 本発明の実施例４における印加電圧および振動体振幅の波形図（Ａ、Ｂ）。 実施例１における振動型モータの構造図。 本発明の実施例５における位置検出器を備えた振動型モータの構造図。 周波数および回転数の関係を示す図。 本発明の実施例７における速度パターンを示す図。 周波数および回転数の関係を示す図。 振動型モータの駆動音の発生原理を説明する図（Ａ、Ｂ）。

符号の説明

１：弾性部材
２：圧電素子（電気−機械エネルギ変換素子）
４：振動体
６：回転体（接触体）
１３：被駆動部材
２０：制御回路

Claims (3)

1. 電気−機械エネルギ変換素子へ周波信号を印加することで進行波を励起する振動体と、前記振動体に接触し前記進行波にて駆動される接触体と、前記接触体を前記振動体へ加圧する加圧機構を有する振動型アクチュエータの制御装置であって、
   前記振動型アクチュエータの駆動速度を検出する検出手段と、
   前記振動型アクチュエータの駆動速度と前記周波信号の変化量とを対応付けたデータを記憶するメモリと、
   前記周波信号を出力する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記振動型アクチュエータを減速駆動する際に、前記振動体における振動振幅の減少速度が、前記加圧機構の加圧力を受けた前記接触体が前記振動振幅の変化に応じて変位する速度以下となるように、前記メモリに記憶されたデータを用いて、前記検出手段で検出された駆動速度に対応した前記周波信号の変化量を特定し、前記周波数の変化量で前記周波信号を変化させることを特徴とする制御装置。
2. 前記制御手段は、前記振動型アクチュエータを減速駆動する際に、前記周波信号の電圧値又は周波数を変化させることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 電気−機械エネルギ変換素子へ周波信号を印加することで進行波を励起する振動体と、前記振動体に接触し前記進行波にて駆動される接触体と、前記接触体を前記振動体へ加圧する加圧機構と、前記振動型アクチュエータの駆動速度を検出する検出手段と、前記振動型アクチュエータの駆動速度と前記周波信号の変化量とを対応付けたデータを記憶するメモリと、前記周波信号を出力する制御手段と、を有する振動型アクチュエータの制御方法であって、
   前記振動型アクチュエータを減速駆動する際に、前記振動体における振動振幅の減少速度が、前記加圧機構の加圧力を受けた前記接触体が前記振動振幅の変化に応じて変位する速度以下となるように、前記メモリに記憶されたデータを用いて、前記検出手段で検出された駆動速度に対応した前記周波信号の変化量を特定し、前記周波数の変化量で前記周波信号を変化させることを特徴とする制御方法。

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