JPH01238476A - 振動波モータ - Google Patents

振動波モータ

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JPH01238476A
JPH01238476A JP63064559A JP6455988A JPH01238476A JP H01238476 A JPH01238476 A JP H01238476A JP 63064559 A JP63064559 A JP 63064559A JP 6455988 A JP6455988 A JP 6455988A JP H01238476 A JPH01238476 A JP H01238476A
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JP
Japan
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electrode
phase
vibration wave
frequency
ccw
Prior art date
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Pending
Application number
JP63064559A
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English (en)
Inventor
Hajime Kanazawa
元 金沢
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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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、振動体上に設けられた移動体を進行性振動波
により摩擦駆動する振動波モータに関するものである。
[従来の技術] 従来、円環状撮動波モータは、第6図に示すような電極
配置となっており、また特開昭82−201072号公
報等に記載されているように、円環状振動体に励起され
る波長の172ピツチをもつ、2つの電極群(A相およ
びB相)が、空間的にピッチの172、すなわち、前記
波長の174だけ位相ずれをもって配置され、さらに、
これら2つの電極群の間に、円環状振動体の振動状態を
検知するセンサ用M、極s1つまり、該振動体の振動に
より圧電素7等に発生する起電圧を検知する電極、なら
びに、共通電極Cなと゛が設けられている。そして、A
相とB相電極群は、それぞれ圧電素子の分極処理部を有
し、その分極極性は交互に逆となっている。
A相電極群に、V=Vo sin (lJt、 B相電
極群には、■=■。5in(ωt±−)なる電圧を印加
することにより、振動体に進行性振動波が生し、加圧接
触された移動体は摩擦により移動する。
前記式中の(+)  (−)により、移動体の進行方向
を切換えることが可能で、(−)の場合、すなわち、A
相に印加する周波電圧よりも位相の−(90°)遅れた
周波電圧をB相に印加した場合は、移動体は時計方向(
CW)に回転し、(+)の場合、すなわち、A相に印加
する周波電圧よりも位相の−(90°)進んだ周波電圧
をB相に印加した場合は、移動体は反時計方向(CCW
)に回転する。
センサ用電極Sから検出される信号は、A相に印加する
周波電圧と同じ周波数の信号であるが、A相に印加する
周波電圧との位相のずれにより、振動が振幅の大きい共
振状態にあるのか、共振状態からどの程度はずれている
のかを知ることができ、この情報から印加する周波数を
決定することにより、回転速度の制御が可能である。
第7図(a) 、 (b)は第6図の電極配置の円環状
振動波モータの場合の印加電圧の周波数fと、A相入力
端子とセンナ出力電圧の位相差0A−5の関係を示して
いる。ただし、(a)はCW、(b)はCCWの場合で
ある。
第6図では駆動用A相電極AI、A2゜A3.、A4.
A5.A6.A7と、駆動用B相電極Bl、B2.B3
.B4.B5.B6゜B7とが設けられており、すなわ
ち、この従来例では、円環上に8波長生ずる8波面外た
わみ振動モードを用いており、したがって、第7図にみ
られるように、これに相当するf8の周波数が正規の共
振周波数である。この周波数f8において、位相差θA
−sはCWマチ−45°、CCWで一135°であり、
振動波モータの回転中の前記θA、、、とこれらの角度
、つまり、第7図(a)では−45°、第7図(b)で
は−1356と比較することにより、振動の状態が共振
状態にどれほど近いかを知ることができる。
[発明が解決し、ようとする課B] 前述の従来の技術では、第7図に示した周波数f対位相
差θに−Sの曲線の形が、正規の共振周波数f6の所の
共振点付近では、CWとCCWで一致するのに対しくた
だし、fISにおけるθA−5は、CWで一45’、C
CWで一135° と90°の差がある。)、f8より
も周波数が高いほど、他の振動モードの影響でCWとC
CWで、f対OA4曲線の形に差が生じてくる。つまり
、他の振動モードの定在波の山や節が、正規の振動モー
ドの山や節と一致せず、またセンサの位置がCWとCC
Wで等価ではないために、CWとCCWで差異が生ずる
と考えられる。このため、センサ信号の位相から印加す
る周波数を決定する場合、CWとCCWで別々の演算ア
ルゴリズムが必要となるという問題点がある。
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、正方向への移動と逆方向へ
の移動とで、周波数f対位相差θA−1の曲線が一致す
るようにして、印加する周波数を決定する演算アルゴリ
ズムが部槽であるようにした振動波モータを提供するこ
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、弾性体上に電気
−機械エネルギー変換素子が配置され、前記素子に第1
および第2の電極が設けられていて、前記第1および第
2の電極に互いに位相の異なる周波電圧を印加して進行
性振動波を発生させ、該振動波により、加圧接触させた
移動体を摩擦駆動し、前記互いに位相の異なる周波電圧
の位相差を変えることにより、前記移動体の進行方向を
変えることが可能で、第3の電極を介して振動状態を検
出する手段を有する振動波モータにおいて、前記移動体
の進行方向が正方向の時の電気−機械エネルギー変換素
子の電極配置と、逆方向の時の電気−機械エネルギー変
換素子の電極配置が、幾何学的に鏡面対称の関係となる
ようにした。
[作 用] 本発明によれば、電気−機械エネルギー変換素子の配置
が、移動体の正方向の移動時と逆方向の移動時で、幾何
学的に鏡面対称になっているので、印加電圧周波数に対
するセンサ相出力と、印加電圧の位相差の特性が、前記
方向に依存しなくなって、正方向と逆方向とで一致する
ようになる。
[実施例] 第1図は本発明の第1実施例を示したもので、中空円環
状振動波モータのステータにおける電気−機械エネルギ
ー変換素子としての圧電素子上の電極配置および圧電素
子の分極方向を示している。
第1図において、Al、A2.A3.A4゜A5.A6
.A7は駆動用A相電極、Bl。
B2.B3.B4.B5.B6.B7は駆動用B相電極
、S、は時計方向回転(CW)の時に用いるセンサの電
極、B2は反時計方向回転(CCW)の時に用いるセン
サの電極、Cは共通電極であり、図示されていない圧電
セラミックの裏面全面電極と電気的に接続されている。
ここで、CWの場合、駆動用A相電極A1〜A7に、V
=V、sinωt、駆動用B相電極81〜B7に、V 
= Vo 5in(ωt   )なる駆動用周波電圧を
印加し、センサの電極s2および共通電極Cは接地する
。なお実質的に電極S2は共通電極Cとなっていること
に等しい。
このとき、センサの電極S、から得られるセンサ信号の
周波数f対位相差θA4曲線は第2図(a)のようにな
った。
つぎに、CCWの場合は、駆動用A相電極A1〜A7に
、V == V o 5in(ωt −−) 、駆動用
B相電極Bl〜B7に、V=V、5in(JJtなる駆
動用周波電圧を印加し、センサの電極S、および共通電
極Cは接地する。なお実質的に電’pi s lは共通
電極Cとなっていることに等しい。
このとき、センサの電極S2から得られるセンサ信号の
周波数f対位相差0A−8曲線は第2図(b)のように
なった。
すなわち、第2図(a) 、 (b)から、正規の共振
周波数f6における位相差θい、は、CWの場合−22
5°、CCWの場合−135°という90″の差がある
ものの、周波数f対位相差0A−3曲線は、すべての周
波数において一致する。
以上のように、CWの電極配置とCCWの電極配置が面
対称、いわゆる幾何学的に鏡面対称になるように電極配
置を回転方向によって切換えることで、センサ位置はC
WとCCWで等価な位置となり、前記f対θA−5曲線
は回転方向に依存しなくなる。
さらに説明すると、CWの時に位相の進んだ周波電圧を
印加する電極群とCCWの時に位相の進んだ周波電圧を
印加する電極群が鏡面対称、つまり、CWのA相とCC
WのB相が鏡面対称、同様に、CWのB相とCCWのA
相が鏡面対称、CWのセンサとCCWのセンサが鏡面対
称、CWの共通電極CとCCWの共通電極Cが鏡面対称
となる時に電極配置が幾何学的に鏡面対称である。
第3図は本発明の第2実施例を示したもので、圧電素子
上の電極配置および圧電素子の分極方向を示している。
第3図において、第1図に示した第1実施例と異なる点
は、センサの電極Sが駆動用A相電極群A1〜A7と駆
動用B相電極群81〜B7の中間にあり、CW時もCC
W時も、同一のセンサを用いる点である。
この第2実施例の場合も、CW時の電極配置とCCW時
の電極配置とが幾何学的鏡面対称の関係となっている。
第4図(a)にCWの場合の周波数f対位相差θA−3
曲線を、第4図(b)にCCWの場合の前記f対0A−
8曲線を示すように、90゛の差があるものの、曲線の
形は一致する。この第2実施例ではセンサを回転方向に
よって切換える必要がない。
第5図は本発明の第3実施例を示したもので、前述の第
1実施例および第2実施例では、中空円環状振動波モー
タの場合について説明したが、この第3実施例では、リ
ニア形振動波モータのステータを示している。
第5図において、1は弾性体、2は圧電セラミック、3
は振動反射防止部材である。またA1〜A4.Bl〜B
4.Sl、S2.Cは、第1図の実施例と同様であり、
またこの第3実施例では、円運動ではなく、直線などの
線運動をするという点で前述の第1実施例と異なるだけ
で、作用や効果の点では同様もしくは均等である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、電気−機械エネ
ルギー変換素子の配置が、移動体の正方向の移動時と逆
方向の移動時で、等価な位置、すなわち、幾何学的に鏡
面対称の関係になるように配置されているので、印加電
圧周波数に対するセンサ相出力と、印加電圧の位相差の
特性が、前記方向に依存しなくなって、正方向と逆方向
とで一致するようになり、したがって、印加する周波数
を決定する演算アルゴリズムが簡単になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の一部を示した平面図、第
2図(a) 、 (b)は第1図の振動波モータの作用
の一例を示した説明図、第3図は本発明の第2実施例の
一部を示した平面図、第4図(a) 、 (b)は第3
図の振動波(−夕の作用の一例を示した説明図、第5図
は本発明の第3実施例の一部を示した側面図、第6図は
従来の技術の一例を示した平面図、第7図(a) 、 
(b)は第6図の振動波上−夕の作用の一例を示した説
明図である。 1・・・弾性体    2・・・圧電セラミック3・・
・振動反射防止部材 A1〜A7・・・振動用A相電極 81〜B7・・・振動用B相電極 C・・・共通電極 s、s、、s、・・・センサの電極 第1図 第2図 (α)(D) 第3図 第4図 (α)(b) 寓7[ (a) 口 (b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 弾性体上に電気−機械エネルギー変換素子が配置さ
    れ、前記素子に第1および第2の電極が設けられていて
    、前記第1および第2の電極に互いに位相の異なる周波
    電圧を印加して進行性振動波を発生させ、該振動波によ り、加圧接触させた移動体を摩擦駆動し、前記互いに位
    相の異なる周波電圧の位相差を変えることにより、前記
    移動体の進行方向を変えることが可能で、第3の電極を
    介して振動状態を検出する手段を有する振動波モータに
    おいて、前記移動体の進行方向が正方向の時の電気−機
    械エネルギー変換素子の電極配置と、逆方向の時の電気
    −機械エネルギー変換素子の電極配置が、幾何学的に鏡
    面対称の関係となるようにしたことを特徴とする振動波
    モータ。 2 ステータが中空円環状になっている請求項1記載の
    振動波モータ。 3 ステータがリニア形になっている請求項1記載の振
    動波モータ。
JP63064559A 1988-03-17 1988-03-17 振動波モータ Pending JPH01238476A (ja)

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JP (1) JPH01238476A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5198714A (en) * 1989-11-29 1993-03-30 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh Multiple-surface sensor control for a traveling wave motor
US5247221A (en) * 1988-10-21 1993-09-21 Canon Kabushiki Kaisha Vibration wave driven actuator
CN107332460A (zh) * 2017-02-27 2017-11-07 西安交通大学 一种高性能压电单晶贴片式环型超声电机用振子

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US5247221A (en) * 1988-10-21 1993-09-21 Canon Kabushiki Kaisha Vibration wave driven actuator
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