JPH0475477A - 超音波モータ - 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］ この発明は、ねじり変位型の積層圧電素子（ＴＭＰＡ）
と縦変位型圧電素子（ＬＭＰＡ）とを用いた複合振動子
型超音波モータに係り、特に高精度に位置決めさせるこ
とができる技術に関する。

［従来の技術］ 従来より、第６図及び第７図に示すような、タンヘル型
の捩り振動子（Ｄ−ＢＬＴＶ）と縦変位型圧電素子（Ｌ
ＭＰＡ）とを有する超音波モータか知られている。

この超音波モータは、ステータとして、大径の円柱状振
動子１の間に小径の圧電素子２か積層状態に配置されて
、かつ全体形状かダンベル状に形成されたランジュバン
型の捩り振動子３　（Ｄ　−Ｂ　ＬＴＶ）を有するもの
であって、この捩り振動子３の上部に、クラッチとして
動作する縦変位型圧電素子４（ＬＭＰＡ）と、出力軸に
至るロータ５とを順次配置し、更にこれらをスプリング
６を介在させてボルト締め７により一体化させた構成と
なっている。

なお、前記縦変位型圧電素子４は、第７図の■−■線に
沿う断面図に示すようにそれぞれ間隔か周方向に対して
等しく配置され、前記スプリング６のばね力により前記
ロータ５に対して一定の圧力（予圧）で接触されている
。

また、第６図及び第７図において符号８て示すものは、
前記超音波モータを全体的に支持する十ルターである。

そして、このように構成された超音波モータでは、捩り
振動子３と縦変位型圧電素子４とをそれぞれ駆動させる
ことにより、ロータ５を一方向に連続回転させるように
している。つまり、第８図（Ａ）で示すように、前記捩
り振動子３の一方向への変位速度が最大のときに縦変位
型圧電素子４を伸ばして、前記捩り振動子３の変位を縦
変位型圧電素子４を介してロータ５に伝達するようにし
、それ以外の場合に、第８図（Ｂ）〜第８図（Ｄ）でそ
れぞれ示すように、縦変位型圧電素子４を縮めて、捩り
振動子３とロータ５との連結を断ち、これによって該ロ
ータ５を慣性により回転させるようにしている。

なお、このとき前記縦変位型圧電素子４の位相を逆にし
た場合には、前記ロータ５は逆回転するようになる。

「発明か解砕しようとする課題Ｊ ところで、上記のように構成されたタンベル型の超音波
モータにおいては、捩り振動子３に対して共振周波数の
交流電圧を印加し、かつこの印加電圧のバースト幅（印
加サイクル数）を調整することにより、例えば１．２６
ＸＩＯ−’±６．３Ｘ　１０−５［ｒａｄｌの高い精度
で位置決めを行うことか可能となっているか、これ以上
の位置決めが要求された場合に、バースト数によっては
ロータが回転しなかったり、目標位置に到達するまでの
間に何回もバースト駆動を繰り返す必要かあり、これら
点において改良の余地が残されていた。

この発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって
、二種類の駆動形態を選択することにより、ロータを予
め指定した目標回転角に対して、高速かつ高い位置決め
精度で停止させることができる超音波モータの提供を目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、 第１の発明では、電極と圧電素子とが交互に積層されて
、かつ一端側が固定され、他端側に軸方向に変位する縦
変位型圧電素子が設けられたステータと、ステータの縦
変位型圧電素子に接触するように設けられたロータとを
具備した超音波モータであって、 前記ステータの圧電素子と縦変位型圧電素子とに共振周
波数の交流電圧を印加して共振駆動させる第１の駆動手
段と、 前記ステータの圧電素子に直流電圧を印加して静的にね
じり歪みを発生させる第２の駆動手段とを具備するよう
にしている。

第２の発明によれば、電極と圧電素子とが交互に積層さ
れて、かつ一端側が固定され、他端側に軸方向に変位す
る縦変位型圧電素子が設けられたステータと、ステータ
の縦変位型圧電素子に接触するように設けられたロータ
とを具備した超音波モータであって、 前記ステータの圧電素子と縦変位型圧電素子とに共振周
波数の交流電圧を印加して共振駆動させ、また、前記ス
テータの圧電素子に直流電圧を印加して静的にねじり歪
みを発生させる駆動手段と、前記ロータの回転角を検出
する検出手段と、前記ロータか停止すべき目標とする目
標回転角か設定されるとともに、この目標回転角と前記
検出手段により検出されたロータの回転角との差に基つ
き、前記駆動手段に対して、共振駆動から静的なねじり
歪みによる駆動に切り換える制御手段とを具備するよう
にしている。

［作用］ 第１の発明によれば、ステータのねじり変位型の圧電素
子と縦変位型圧電素子とに交流電圧を印加して共振駆動
させる第１の駆動手段と、前記ステータの圧電素子に直
流電圧を印加して静的にねじり歪みを発生させる第２の
駆動手段とを設けたことから、第１の駆動手段に、ねじ
りモードの共振周波数の交流電圧を印加してロータを高
速移動させて大まかな位置決めを行わせ、その後に第２
の駆動手段により精度の高い位置決めを行わせることが
できる。これにより、前記第１の駆動手段による共振駆
動と、第２の駆動手段によるねじり歪み駆動とを適宜選
択することによって、結果として目標回転角への到達時
間を短縮させることかできる。

第２の発明によれば、ロータか停止すべき口栓とする目
標回転角か設定されるとともに、この目標回転角と検出
手段により検出されたロータの回転角との差に基つき、
駆動手段に対して、共振駆動から静的なねじり歪みによ
る駆動に切り換える制御手段を設けたことから、第１の
発明で説明した、共振駆動から静的なねじり歪みによる
駆動への切り換えを自動的にかつ能率的に行うことかで
き、この点においても目標回転角への到達時間を短縮さ
せることができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図（Ｂ）を参照
して説明する。

まず、第１図を参照して、本実施例に係るタンベル型超
音波モータの構成について説明する。なお、以下の説明
において「従来の技術Ｊの構成と共通とする箇所に同一
符号を付して説明を簡略化する。

第１図に示す超音波モータが第６図及び第７図に示す超
音波モータと異なる点は、捩り振動子３（Ｄ−ＢＬＴＶ
）の圧電素子２の部分の構成である。

つまり、第１図に符号１０て示すボルト締めタンベル型
捩り振動子は、ホルタ−８を境にして、周方向にポーリ
ングしたリング状の圧電素子１１を電極１２を介在させ
て片側６層ずつ設けたものであって、 （１）ねじりモードの共振周波数の交流電圧を印加した
場合に共振駆動し、同様に共振周波数の交流電圧を印加
した縦変位型圧電素子４に連動してロータ５を高速で回
転させることができる（ＤＵＳＭとして動作）（後述す
る）、 （２）直流電圧を一定時間印加した場合にθ方向への静
的なねじり歪みか発生して、前記ロータ５を縦変位型圧
電素子４と一体に低速でねじり変位させることができる
ものある（ＴＭＰＡとして動作）（後述する）。

以下の説明において、前記ねじり振動兼ねじり歪み用（
ねじり変位型）の圧電素子１１を含んだタンベル型のボ
ルト締め振動子ＩＯが、共振駆動する場合（Ｄ　Ｕ　Ｓ
　Ｍとして動作する場合）に［Ａ　−ＤｒｉｖｅＪと表
現し、また、後者のねしり歪みにより駆動する場合（Ｔ
ＭＰＡとして動作する場合）に「ＢＤｒｉｖｅＪと表現
する。また、前記縦変位型圧電素子４を「ＬＭＰＡ」と
表現する。

なお、前記ＤＵＳＭとして動作する振動子１０のｒ　Ａ
−ＤｒｉｖｅＪには、ＬＭＰＡの駆動も含まれるものと
する。

次に、前記振動子１０を「Ａ−Ｄｒｉｖｅｌ又は［Ｂ−
Ｄｒｉｖｅｌさせるための駆動手段１００について第２
図を参照して説明する。

なお、この第２図において示される符号２０はロータ５
の出力軸１３の回転量をパルス信号として出力するロー
タリーエンコーダ。符号２１はロータリーエンコータ２
０からのパルス信号をカウントするカウンタ。符号２２
は正確な時間を測定するためのクロック。符号２３は、
前記カウンタ２１においてカウントされたカウント値に
基づき、印加サイクル数Ｃ、シンセサイザー、位相可変
手段、増幅器（後述する）を制御して、振動子ｉｏをＡ
　−Ｄｒｉｖｅｌ又は７　Ｂ−Ｄｒｉｖｅｊさせるため
の駆動信号を出力するコンピュータ。符号２４は駆動信
号の周波数及び印加サイクル数Ｃを設定するためのシン
セサイザー。符号２５・２６は振動子１０をＦ　Ａ−Ｄ
ｒｉｖｅＪ又はｒ　Ｂ　　Ｄｒｉｖｅｊさせる駆動信号
の電圧を所定値に設定するための増幅器。符号２７はＦ
　Ａ−ＤｒｉｖｅＪ時において、振動子１０をＤＵＳＭ
駆動させる駆動信号と、ＬＭＰＡを駆動させるための駆
動信号とに位相差を設ける位相可変手段である。

次に、第３図（Ａ）のフローチャート及び第３図（Ｂ）
、第３図（Ｃ）の測定結果を参照して、前記振動子１０
を「Ａ−１）ｒｉｖｅｊさせるための制御内容について
ステップ毎に説明する。なお、このフローチャートに示
す制御内容（プログラム）は、第２図に示すコンピュー
タ２３に設定されているものとする。

〈ステップ１〉 目標回転角Ｐ。及びウィンドウ値Ｗをそれぞれ入力する
。

なお、前記目標回転角Ｐ。は、回転させるへきロータ５
の出力軸１３の回転量を、ロータリーエンコータ２０の
出力パルス数として表すものであり、ウィンドウ値Ｗは
、目標回転角Ｐ。とロータノーエンコータ２０の出力パ
ルス数Ｐ（後述する）との差の絶対値に比較される基準
値である。

〈ステップ２〉 振動子１０に印加する交流電圧のノ・−スト幅である印
加サイクル数Ｃを求め、かつロータ５の回転方向ＣＷを
決定する。

なお、交流電圧の印加サイクル数Ｃは、目標回転角Ｐ。

にまて回転させるへきロータ５の出力軸１３の駆動量に
対応するものであって、この印加サイクル数Ｃに基つき
、１標回転角Ｐ。に至る間にカウントされるであろうロ
ータリーエンコータ′２０の出力パルス数に一致するよ
うに、振動子ｌＯ及びＬＭＰＡを駆動させるものである
。

また、前記印加サイクル数Ｃと、前記ロータリーエンコ
ータ２０の出力パルス数との関係は第３図（Ｂ）に示す
ように予め実験により求め、その関係式を入力しておく
。そして、この関係式に基づき、回転させるべきロータ
５の回転量を示すパルス数（初期値はＰ。）を得るため
の印加サイクル数Ｃを求め、更にこの印加サイクル数Ｃ
をシンセサイザー２４にて設定、出力させて、振動子１
０及びＬＭＰＡを駆動させるようにしている。

なお、第３図（Ｂ）に示す振動子１０の印加サイクル数
Ｃに対する、前記ロータリーエンコーダ２０の出力パル
ス数の関係は以下の条件により測定した。駆動周波数：
　ｆ　＝　８．１６［ＫＨｚ〕、振動子（ＴＭＰＡ）へ
の印加電圧：　Ｖ　、＝　５０［Ｖｒ、、、］、ＬＭＰ
Ａへの印加電圧：　Ｖ　、＝　１４［Ｖ、、、］＋３０
［ＶｎＣ］、Ｖ　ｔ、　Ｖ　、の位相差：Φ−３０°　
スプリング６による予圧：Ｐ−１０［ｋｇｆｌ。

そして、このような条件により、印加サイクル数Ｃを変
化させて得た、ロータリーエンコーダ２０の出力パルス
数Ｐをそれぞれ１００回測定して、平均出力パルス数と
標準偏差とを求め、これにより振動子１０の印加サイク
ル数Ｃに対する、ロータリーエンコータ２０の出力パル
ス数の関係を第３図（Ｂ）に「○」で示すように特定し
た。

なお、このときのロータリーエンコーダ２０は１２９６
０００（パルス／ｒｅｖ）出力される精度のものを用い
た。

また、本ステップ２において、前記ロータ５の回転方向
は、ス、テップｌから進んてきた場合にはＣＷを「＋」
方向に設定し、また、ステップ５から進んできた場合に
は、目標回転角Ｐ。とロータリーエンコータ２０の出力
パルス数Ｐとの関係か、Ｐｏ＞Ｐである際にＣＷを「＋
」方向に、Ｐｏ〈Ｐである際にＣＷを「−」方向に回転
させるように設定する。なお、前記ロータ５の「＋」方
向あるいは「〜Ｊ力方向の回転方向の設定は、振動子ｌ
Ｏに対するＬＭＰＡの位相差を調整することにより制御
される。

〈ステップ３〉 ステップ２で求めた、振動子１０に印加する交流電圧の
印加サイクル数Ｃと、ロータ５の回転方向ＣＷを出力す
る。

くステップ４〉 ロータリーエンコータ２０からのパルス信号をカウント
するカウンタ２１のカウント値か安定したか否かを判断
し、ＹＥＳの場合に、ロータ５が停止したとして次のス
テップ５に進む。

〈ステップ５〉 目標回転角Ｐｏとロータリーエンコータ２０の出力パル
ス数Ｐとの差の絶対値か、基準値であるウィンドウ数Ｗ
より小さいか否かを判断し、Ｎ。

の場合に元のステップ２に戻り、また、ＹＥＳの場合に
本フローチャートを終了する。

そして、前記ステップ１〜５の制御を行った場合の経過
時間Ｔ　［ｓｅｃ］　とロータリーエンコーダ２０の出
力パルスＰとの関係を第３図（Ｃ）に示す。

なお、前記測定条件、第３図（Ｂ）での測定条件と同じ
である。また、第３図（Ｃ）で示すカウント（ｃｏｕｎ
ｔ）　Ｎはステップ２〜ステツプ５を何度経由したかを
示すループ回数である。

そして、この第３図（Ｃ）及び第３図（Ｃ）をグラフ化
した第３図（Ｄ）で示す測定結果から判るように、目標
回転角Ｐ。−１２９６０００の±１０（ウィンドウ数Ｗ
は１０）へは、カウント数Ｎ＝６で、経過時間Ｔか８秒
以内と、比較的高速で収束されて位置決めされることが
確認された。なお、前記目標回転角Ｐ。として示したパ
ルス数１２９６０００はロータ１回転分の回転量に相当
する。

次に、第４図（Ａ）のフローチャートを参照して、前記
振動子１０をｒＢ−ＤｒｉｖｅＪ　　（ＴＭＰＡによる
動作）させるための制御内容についてステップ毎に説明
する。なお、このフローチャートに示す制御内容（プロ
グラム）は、ｒ　Ａ−ＤｒｉｖｅＪのプログラムと同様
に第２図に示すコンピュータ２３に設定されているもの
とする。

なお、このＴＭＰＡによる動作は、第４図（Ｂ）に示す
ように振動子１０の圧電素子１１に正負の直流電圧を印
加した場合にロータ５かθ方向に微小に変位し、更に、
第４図（Ｃ）に示すように振動子１０に印加する電圧を
一定としく図では５０−１００・１５０・２００Ｖとす
る）、かつ、この電圧印加を所定時間（この時間を保持
時間Ｔ　［ｓｅｃ］とする）行った場合に、圧電素子１
１がクリープ変形して、ＬＭＰＡと一体にロータ５がθ
方向に微小に変位する特性を利用したものである。なお
、第４図（Ｂ）及び第４図（Ｃ）の測定において、ロー
タリーエンコーク２０は１２９６０００（パルス／ｒｅ
ｖ）出力される精度のものを用いた。

くステップ６〉 目標回転角Ｐ。及び保持時間Ｔ。をそれぞれ入力する。

なお、前記目標回転角Ｐ。は、回転させるべきロータ５
の出力軸１３の回転量を、ロータリーエンコーダ２０の
出力パルス数として表すものである。また、前記保持時
間Ｔ０は秒単位で表されるものである。

〈ステップ７〉 前記目標回転角Ｐ。に応じた印加電圧Ｖを決定する。こ
の印加電圧Ｖは前述した第４図（Ｃ，）に示す関係（実
験又は計算による）に基づき決定される。

つまり、回転角と印加電圧Ｖとの関係を示す式を予め入
力しておき、この式に基づき印加電圧Ｖを決定するもの
である。

〈ステップ８〉 ステップ７で決定した印加電圧Ｖにより振動子１０を駆
動し、これと同時に時間Ｔを計測する。

〈ステップ９〉 ロータリーエンコータ２ｏの出力パルス数Ｐが目標回転
角Ｐ。に一致したが否がを判断し、ＹＥＳの場合にステ
ップ１０に進み、また、ＮＯの場合にステップ７に戻る
。

そして、ステップ７に戻った場合には印加電圧Ｖを再設
定する。なお、この再設定では、前記目標回転角Ｐ。と
ロータリーエンコータ２ｏの出力パルス数Ｐとの差の絶
対値をとり、この絶対値に基づき、第４図（Ｃ）に示す
関係から印加電圧Ｖを再設定させるようにする。これに
よって、ステップ７〜ＩＯを繰り返した場合にロータリ
ーエンコーダ２０の出力パルス数Ｐを、目標回転角Ｐ。

に収束さ゛せることが可能となる。

くステップ１０〉 ステップ８で計測を開始した時間Ｔが保持時間１０以上
となったか否かを判断し、ＮＯの場合にステ、ブ９に戻
り、また、ＹＥＳの場合に本フローチャートを終了する
。

以上、第３図（Ａ）を参照して説明したｒＡ−Ｄｒｉｖ
ｅｊのフローチャート、及び第４図（Ａ）を参照して説
明した［Ｂ−ＤｒｉｖｅＪのフローチャートは個々に実
行しても良いか、「Ａ　　Ｄｒｉｖｅｊ及びｉ”Ｂ−Ｄ
ｒｉｖｅＪを順次連続的に実行しても良い。

以下に、ｒ　Ａ　−ＤｒｉｖｅＪ及びｒ　Ｂ−Ｄｒｉｖ
ｅｌを順次連続的に実行する場合のフローチャートを第
５図（Ａ）を参照して説明する。なお、第５図（Ａ）の
フローチャートに示す個々の処理は基本的に第３図（Ａ
）、第４図（Ａ）に示すものと同じで、あるが、ステッ
プ１′において入力するテークか異なっている。つまり
、ステップ１′においては、目標回転角Ｐ。、ウィンド
ウ値Ｗ、保持時開Ｔ。（いずれも説明ずみ）をそれぞれ
入力させるようにしている。

また、ｒ　Ａ−ＤｒｉｖｅＪから［Ｂ−Ｄｒｉｖｅｌに
移行するための条件は、先のステップ５の項において説
明したように　目標回転角Ｐ。とロータリーエンコーダ
２０の出力パルス数Ｐとの差の絶対値か、ウィンドウ数
Ｗより小さいか否かを判断することにある。つまり、ス
テソプビ〜５て示す「Ａ−ＤｒｉｖｅＪでは出カバスル
Ｐが目標回転角Ｐ。士Ｗの範囲内に入るまでの大まかな
位置合わせを行い、続くステップ７〜１０て示すｒ　Ｂ
−Ｄｒｉｖｅｌでは、ロータリーエンコーダ２０の出力
パルス数Ｐと目標回転角Ｐ。とを一致させる厳密な位置
決めを行うようにしている。

なお、このようなＦ　Ａ−ＤｒｉｖｅＪからＦＢ−Ｄｒ
ｉｖｅｌに移行させるための基準値となるウィンドウ値
Ｗは、その設定値を調整することにより、高速で大まか
な位置決めを行う「Ａ−ＤｒｉｖｅＪあるいは低速で精
密な位置決めを行うｒ　Ｂ−Ｄｒｉｖｅｌのいずれによ
り多く比重を置くかを任意に設定することができる。つ
まり、ウィンドウ値を犬に設定するほどにｒ　Ａ−Ｄｒ
ｉｖｅＪに比重をおいた高速化という効果が得られ、ま
た、ウィンドウ値を小に設定するほどにｒ　Ｅ３−Ｄｒ
ｉｖｅｌに比重をおいた高精度という効果か得られる。

以下に、第５図（Ｂ）を参照して、第５図（Ａ）のフロ
ーチャートに示す制御を行った場合の出力パルスと経過
時間との関係について説明する。

第５図（Ｂ）を参照して判るように、目標回転角Ｐｏを
１２９６０００　（使用エンコーダ１２９６００（１／
　ｒｅｖの分解能）とした場合に、ウィンドウ値Ｗ＝７
までの位置合わせ（つまりＰが１２９５９９３となる位
置合わせ）を、Ｆ　Ａ　−Ｄｒｉｖｅｌにより約１０［
ｓｅｃ］と高速で行わせることかでき、更に、ウィンド
ウ値Ｗ＝０までの位置合わせ（つまりＰが１２９５９９
３から１２９６０００となるまでの位置合わせ）を、［
Ｂ　−Ｄｒｉｖｅｌにより厳密に行わせることができる
（位置決め精度：４８５ＸｌＯ−’±４．８５ｘｌＯ−
’［ｒａｄ］）。

なお、本実施例では、第２図に示す駆動手段１００によ
りＦ　Ａ−ＤｒｉｖｅＪと「Ｂ−ＤｒｉｖｅＪとを行わ
せるようにしたが、これに限定されずに、ｒ　Ａ　−Ｄ
ｒｉｖｅＪとｒ　Ｂ−ＤｒｉｖｅＪとを別個の駆動手段
（第１の駆動手段、第２の駆動手段）により駆動させて
も良い。

そして、この場合には［Ａ　−ＤｒｉｖｅＪからｒＢ−
ＤｒｉｖｅＪへの移行は、別途に設けた制御手段（ウィ
ンドウ値Ｗを基準値として設定でき、かつ目標回転角Ｐ
。と出力パルスＰとの差の絶対値を前記ウィンドウ値Ｗ
に比較させることのできる制御手段）により行わせるよ
うにすると良い。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、 第１の発明によれば、ステータの圧電素子と縦変位型圧
電素子とに共振周波数の交流電圧を印加して共振駆動さ
せる第１の駆動手段と、前記ステータの圧電素子に直流
電圧を印加して静的にねじり歪みを発生させる第２の駆
動手段とを設けたことから、第１の駆動手段によりロー
タを高速で移動させて大まかな位置決めを行わせ、その
後に第２の駆動手段により精度の高い位置決めを行わせ
ることができる。これにより、前記第１の駆動手段によ
る共振駆動と、第２の駆動手段によるねじり歪み駆動と
を適宜選択することによって、結果として目標回転角へ
の到達時間を短縮させることかでき、その位置決め精度
を向上させることかできる効果が得られる。

第２の発明によれば、ロータか停止すべき目標とする目
標回転角が設定されるとともに、この目標回転角と検出
手段により検出されたロータの回転角との差に基つき、
駆動手段に対して、共振駆動から静的なねじり歪みによ
る駆動に切り換える制御手段を設けたことから、第１の
発明で説明した、共振駆動から静的なねじり歪みによる
駆動への切り換えを自動的にかつ能率的に行うことがで
き、この点においても゛目標回転角への到達時間をなお
一層短縮化することが短縮させることかできる効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図（Ｂ）はこの発明の一実施例を示す図で
あって、第１図は本発明に係る超音波モータの概略構成
図、第２図は第１図に示す超音波モータの駆動手段を示
すブロック図、第３図（Ａ）は「Ａ−Ｄｒｉｖｅｌを制
御を行わせるフローチャート、第３図（Ｂ）は印加サイ
クル数と出力パルスとの関係を示すグラフ、第３図（Ｃ
）は印加サイクル数と出力パルスとの関係に基ついて、
実際に超音波モータを制御した場合の経過時間を示す表
、第３図（Ｄ）は第３図（Ｃ）に示す表のグラフ、第４
図（Ａ）はＦ　Ｂ−Ｄｒｉｖｅｌを制御を行わせるフロ
ーチャート、第４図（Ｂ）は印加電圧と出力パルスとの
関係を示すグラフ、第４図（Ｃ）は印加電圧を一定とし
た場合の経過時間に対するクリープ特性を示すグラフ、
第５図（Ａ）はＦ　Ａ−ＤｒｉｖｅＪとｒ　Ｂ−Ｄｒｉ
ｖｅＪとを連続して行わせる場合に用いるフローチャー
ト、第５図（Ｂ）は第５図（Ａ）のフローチャートによ
り超音波モータを動作させた場合の経過時間と出力パル
スとの関係を示すグラフ、第６図は従来技術として示し
た超音波モータの概略構成図、第７図は第６図の■−■
線で示す断面図、第８図（Ａ）〜（Ｄ）は第６図及び第
７図に示す超音波モータの動作を説明するための説明図
である。 ４・・・・・・縦変位型圧電素子、５・・・・・・ロー
タ、１０・・・・・・振動子（ステータ）、２０・・・
・ロータリーエンコーダ（検出手段）、２３・・・・・
・コンピュータ（制御手段）、ｉｏｏ・・・・・・駆動
手段 第１図 代表者片岡政隆 印加サイクル数と出力パルスの関係 第３図（Ｃ） 出力パルス、経過時間 ＴＩＭＥ　Ｔ、（ＳＥＣ） 第４図 （Ｂ） 第４図 （Ｃ） ＴＩＭＥ　Ｔ　（ＳＥＣ） 経過時間に対するクリープ特性 第５因 （Ａ） 第５図 ［８１ ＴＩＮＥ　Ｔ（ＳＥＣ） 経過時間に対する出力パルス、駆動種別、印加電圧の関
係第８図 （Ｃ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極と圧電素子とが交互に積層されて、かつ一端
   側が固定され、他端側に軸方向に変位する縦変位型圧電
   素子が設けられたステータと、ステータの縦変位型圧電
   素子に接触するように設けられたロータとを具備した超
   音波モータであって、 前記ステータの圧電素子と縦変位型圧電素子とに共振周
   波数の交流電圧を印加して共振駆動させる第１の駆動手
   段と、 前記ステータの圧電素子に直流電圧を印加して静的にね
   じり歪みを発生させる第２の駆動手段とを有する超音波
   モータ。
2. （２）電極と圧電素子とが交互に積層されて、かつ一端
   側が固定され、他端側に軸方向に変位する縦変位型圧電
   素子が設けられたステータと、ステータの縦変位型圧電
   素子に接触するように設けられたロータとを具備した超
   音波モータであって、 前記ステータの圧電素子と縦変位型圧電素子とに共振周
   波数の交流電圧を印加して共振駆動させ、また、前記ス
   テータの圧電素子に直流電圧を印加して静的にねじり歪
   みを発生させる駆動手段と、前記ロータの回転角を検出
   する検出手段と、前記ロータが停止すべき目標とする目
   標回転角が設定されるとともに、この目標回転角と前記
   検出手段により検出されたロータの回転角との差に基づ
   き、前記駆動手段に対して、共振駆動から静的なねじり
   歪みによる駆動に切り換える制御手段とを有する超音波
   モータ。