JPH01238475A - 振動型モータの駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、進行性振動波により、移動体を摩擦駆動する
振動波モータの駆動回路に関するもので、とくに、超低
速の駆動を可能とする駆動回路に関するものである。

［従来の技術］ 最近、実用化されつつある振動波モータは、たとえば、
特開昭６０−１３４８１号公報に開示されており、低速
駆動方法としては、特開昭６０−１７０４７：］号公報
などに開示されている。

第５図は振動波モータの概略図で、同図において、ｌａ
、ｌｂは周知の電気−ｍ械エネルギー変換素子としての
圧電素子で、たとえば、ＰＺＴ　　（チタン酸ジルコン
鉛）からなっている。

２は振動体で、弾性物質からなり、圧電素子ｌａ、ｌｂ
を接着している。３は移動体で、振動体２に対し、押圧
接触されていて、ロータを形成する。

前記圧電素子１ａ、ｌｂのうちの一群の圧電素子１ａに
対し、もう−群の圧電素子１ｂは、振動波の波長λの１
／４波長分たけずねたピッチで配置される。

また圧電素子１ａは、１／２波長ピツチで、相隣り合う
ものの分極極性が逆になるように配置されたものからな
り、圧電素子１ｂについても、同様に１７２波長ピツチ
で、相隣り合うものは、逆極性のものからなる。

そして、圧電素子１ａ、１ｂの表裏には、図示を省略し
たが、それぞれ電極膜が設けられて、圧電素子１ａ、ｆ
ｂにそれぞれ交流電圧が印加できるようになっている。

第６図は従来の駆動回路で、バーストによってロータを
低速駆動する駆動回路のブロック図で、発振器４から振
動波モータ１０を駆動する駆動周波数信号が出力される
。５と６は移相器で、移相器５は圧電素子１ａに対して
９０°　（あるいは２７０’　）移相された信号を圧電
素子１ｂに人力するための移相器で、移相器６は移相器
５の出力を　１８０”移送するための移相器である。Ｓ
Ｗはロータ３の回転方向を切替えるスイッチである。

第５図および第６図に示した従来の技術において、発振
器４から出力された信号は、変調器８→増幅器９を介し
て圧電素子１ａに印加され、また９０°移相器５で９０
°移相された発振器４からの４３号は、スイッチＳＷを
介して変調器８Ａに与えられる。該変調器８Ａの一方の
入力端には同期パルス発生器７から図示のような断続信
号が印加されているので、９０°移相器５を介した発振
器４からの信号は増幅器９Ａを介して圧電素子１ｂに断
続的に印加される。

したがって、振動波モータ１０（ただし、第６図は振動
体２に固着された圧電素子１ａ。

１ｂのみを示し、他の移動体等は図示を省略している。

）の振動体は進行性振動波を発生する状態と静止状態と
を同期パルス発生器７の出力に同期して繰返えす。

このため、この形式の１辰動波モータ１０では、圧電素
子１ａ、ｌｂの立上り特性により、また静止状態が断続
的に発生し、この静止状態から駆動状態に移行する際に
静止摩擦に打勝つ大きな駆動力を必要とするので、超低
速で駆動することは不可能であった。

そこで、静止状態を廃止し、進行性振動波による駆動状
態と、定在波による駆動状態、すなわち、圧電素子１ａ
、ｆｂ間の位相を同相として駆動した状態を繰返えす第
７図のごとき駆動方法が本出願人によって、さきに提案
された。

［発明が解決しようとする課題］。

しかしながら、前述の駆動方法も、移動体３への駆動力
は第７図にみられるように、オン・オフが繰返えされる
ような駆動力、換言すれば、断続的な駆動力が印加され
るために、移動体２は円滑に移動することができなく、
また超低速の駆動も不可能であるなどの問題点があった
。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
ある。すなわち、本発明は、移動体が円滑に移動し、か
つ、超低速の駆動が可能である振動波モータの駆動回路
を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、周波電圧が印加
された駆動用電気−機械エネルギー変換素子の伸縮運動
によって生じる進行性振動波で移動体を駆動する振動波
モータの駆動回路において、振動波モータに出力する第
１の出力回路と、前記周波電圧に対して位相を連続的に
シフトさせる可変移相回路によって移相された周波電圧
を該振動波モータに出力する第２の出力回路とを有する
ものとした。

［作　用コ 本発明によれば、振動波モータに出力する第１の出力回
路と、周波電圧に対して位相をシフトさせる可変移相回
路によって移相された周波電圧を該振動波モータに出力
する第２の出力回路とを有するので、前記可変移相回路
によって移相される量等を適当に変化させることにより
、振動波モータを静止摩擦力の影響なく、超低速まで駆
動することが可能であり、さらに、多段階の速度制御も
簡単にでき、かつ、起動ｌ・ルクを上げることができる
。

［実施例コ 第１図は本発明を適用した振動波モータの駆動回路の一
実施例を示したブロック図である。

第１図において、１１は高周波の電気信号を発生する発
振器、１２は同期パルス発生器、１３は後述する可変移
相器、１４は１８０’移相器、１５と１６は増幅器であ
る。なお振動波モータの機械的構成は第５図に示した従
来のものと同様であるので、前述の圧電素子１ａへは、
増幅器１５を介した第１の出力信号が印加され、圧電素
子１ｂへは、増幅器１６を介した第２の出力信号が印加
される。

第２図は第１図の可変移相器１３の具体的回路の一例を
示している。第２図において、１７はその入力端ＩＮに
発振器１１の出力信号が人力される公知のＢＢＤ　（Ｂ
ｕｃｋｅｔ　Ｂｒ１３ａｄｅ　Ｄｅｖｉｃｅ）である。

１８はＶＯＣ（Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ　
０ｓｃｉｌｌａｔｏｒ）、つまり、入力される直流電圧
に応じた周波数の交流信号を発生する電圧制御発振器で
、該発振器１８の出力信号は前記ＢＢＤ１７のクロック
パルス入力端に供給される。１９はＬＰＦ　　（交流入
力信号を直流出力信号に変換するローパスフィルタ）で
、同期パルス発生器１２からの出力信号を入力端に供給
される。

第３図は第２図における可変移相器１３の作動の説明図
で、圧電素子ｔａ、ｌｂ間の位相差と時間の関係を示し
ている。

すなわち、第１図に示す振動波モータの駆動回路におい
ては、発振器１１は振動波モータの共振周波数とほぼ同
一の周波数の正弦波の信号を発生し、この信号は増幅器
１５で増幅されたのちに、第１の出力信号としてＡ相を
形成する圧電素子１ａに印加される。

前記可変移相器１３は発振器１１の出力の位相を、第３
図に示すように、発振器１１の出力に対しである範囲（
第３図では１０°〜３０”の範囲）にわたって連続的に
ずらし、この移相された信号は増幅器１６で増幅された
のちに、第２の出力信号として移相を形成する圧電素子
１ｂに印加される。

第４図は１０°〜３０°の範囲にわたって位相をスイー
プさせたときの振動波モータの速度と時間の関係を示し
ている。しかし、このスィーブ範囲は上記の範囲に限定
されるものではなく適当に選択すればよい。

なお第１図において、スイッチＳＷを１８０゜移相器１
４のほうに切替えると、可変移相器１３からの移相され
た信号が１８０゛移相器１４で、さらに　１８０°移相
されて増幅器１６から第２の出力信号として移相を形成
する圧電素子１ｂに印加されるので、振動波モータは逆
転する方向に駆動される。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、振動波モータに
出力する第１の出力回路と、周波電圧に対して位相をシ
フトさせる可変移相回路によって移相された周波電圧を
該振動波モータに出力する第２の出力回路とを有するの
で、前記可変移相回路によって移相される量等を適当に
変化させることにより、振動波モータを静止摩擦力の影
響なく、超低速まで駆動することが可能であり、さらに
、多段階の速度制御も簡単にでき、かつ、起動トルクを
上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の駆動回路の一実施例を示した説明図、
第２図は第１図の可変移相器の具体的回路の一例を示し
た説明図、第３図は第２図の回路の動作の説明図、第４
図は第１図の駆動回路によって駆動される振動波モータ
の速度と時間の関係を示した説明図、第５図は従来の振
動波モータの機械的構成の概略を示した斜視図、第６図
は従来のこの種の駆動回路の一例を示した説明図、第７
図は第６図の駆動回路によって駆動される振動波モータ
の速度および位相差と時間の関係を示した説明図である
。 １ａ、１ｂ・・・圧電素子　２・・・振動体３・・・Ｂ
動体　　　　１１・・・発振器Ｘ２・・・同期パルス発
生器 １３・・・可変移相器　　１４・・・　１８０′移相器
１５．１６・・・増幅器　　１７・・・ＢＢＤ１８・　
ＶＣＯ１９・　ＬＰＦ 第４図 第２図 一時間 ェ量　　　　　　　第４図 第５図 第７図 ＝ｂ井間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　周波電圧が印加された駆動用電気−機械エネルギー
   変換素子の伸縮運動によって生じる進行性振動波で移動
   体を駆動する振動波モータの駆動回路において、振動波
   モータに出力する第１の出力回路と、前記周波電圧に対
   して位相を連続的にシフトさせる可変移相回路によって
   移相された周波電圧を該振動波モータに出力する第２の
   出力回路とを有することを特徴とする振動波モータの駆
   動回路。 ２　可変移相回路によって移相される量を徐々に増すこ
   とにより、振動波モータがなめらかな動きをするように
   した請求項１記載の振動波モータの駆動回路。 ３　可変移相回路によって移相される量を徐々に減らす
   ことにより、振動波モータがなめらかな動きをするよう
   にした請求項１記載の振動波モータの駆動回路。 ４　可変移相回路によって移相される量をある値との間
   で増減させることを繰返えすことにより、振動波モータ
   が負荷に対して強く、かつ、ばらつきの少ない速度特性
   が得られるようにした請求項１記載の振動波モータの駆
   動回路。