JPH06339286A

JPH06339286A - 振動モータの駆動回路

Info

Publication number: JPH06339286A
Application number: JP5145588A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Komoda; 晶彦菰田
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 1993-05-25
Filing date: 1993-05-25
Publication date: 1994-12-06

Abstract

(57)【要約】【目的】回路規模を縮小すると共に、振動モータの回
転方向を効率よく切り替えることができる振動モータの
駆動回路を提供すること。【構成】駆動回路１１０は、発振器１１２，増幅器１
１４，起動スイッチ１１６，共振モード入力部１１８，
回転速度入力部１２０，切替スイッチ１２２，回転方向
入力部１２４を含んで構成される。発振器１１２の出力
を増幅器１１４で電力増幅し、その出力をモータ駆動電
圧として切替スイッチ１２２を介して振動モータ１００
の分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗに印加する。この
とき、切替スイッチ１２２はモータ駆動電圧を印加する
分割電極板を１つ選択するとともに、所定間隔でかつ巡
回的に印加先を切り替えることにより、振動モータ１０
０の回転駆動を行う。１つの増幅器１１４を用いるだけ
で振動モータ１００の回転駆動が可能になり、しかも切
替スイッチ１２２によって選択する分割電極板の順序を
変えるだけで振動モータの正転及び反転駆動が可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動モータの駆動回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、進行波を利用した振動モータ
（超音波モータ）においては、位相が９０°異なる２つ
の駆動電圧を印加して圧電素子を振動させている。

【０００３】図１４は、従来の進行波振動モータの駆動
回路の一例を示す図である。

【０００４】駆動回路４１０は、振動モータ４００を回
転駆動するためのものである。制御対象となる振動モー
タ４００は、圧電素子４０２を有しており、この圧電素
子４０２の片面あるいは両面に分割された電極４０４，
４０６，４０８を有している。電極４０４，４０６は、
それぞれ位相が９０°異なる駆動電圧を印加するための
ものであり、これらの電極に対応する圧電素子４０２の
各部が振動し、この振動が合成されて進行波が発生す
る。また、電極４０８は、フィードバック信号を取り出
すためのものであり、取り出されたフィードバック信号
は、駆動回路４１０に入力される。

【０００５】駆動回路４１０は、発振器４１２，増幅器
４１４，４１６，移相器４１８，周波数追尾回路４２０
を含んで構成される。発振器４１２の出力を増幅器４１
４で増幅して振動モータ４００の電極４０４に印加する
と共に、発振器４１２の出力を移相器４１８を介して位
相を９０°ずらした後に、増幅器４１６で増幅して電極
４０６に印加する。このようにして位相が互いに９０°
異なる２つの交流電圧が振動モータ２００に印加され、
進行波に合成されて楕円振動となって振動モータ４００
が駆動される。また、周波数追尾回路４２０は、振動モ
ータ４００からのフィードバック信号に基づいて、圧電
素子４０２の振動状態を監視しており、その振動状態が
最適となるなるように発振器４１２に制御信号を送る。
発振器２１２は、周波数追尾回路４２０からの制御信号
に応じて、出力信号の周波数を変化させる。これによ
り、駆動回路４１０は、最も効率良く振動モータ４００
を駆動することができる。

【０００６】上述した駆動回路４１０は、制御方法の一
例としてＶ_FB一定制御を示しているが、そのほかにもＶ
_A−Ｖ_FB位相一定制御、Ｖ_A−Ｉ_A位相一定制御等種々
のものが考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した進
行波型の超音波モータの駆動回路４１０においては、位
相がそれぞれ９０°異なる駆動電圧を２つ発生させる必
要があるため、昇圧部となる増幅器４１４，４１６も２
つ必要であり、駆動回路４１０の規模が大きくなると共
に、製造コストも高くなるという問題点があった。

【０００８】ところで、本出願人は、従来の進行波型の
振動モータとは動作原理の異なる振動モータを提案して
いる。例えば、特開平５−３８１６７号公報開示された
「振動モータ装置」がある。この振動モータは、単一の
振動波を用いて回転駆動させることができることに特徴
がある。従って、この振動モータの駆動回路において
は、増幅器の数を減らして回路の簡略化が可能となる。
また、双方向の回転駆動を行うためには、回転方向を切
り換えるための構成が必要となる。

【０００９】そこで、本発明は振動モータの駆動回路の
回路規模を縮小することを目的とする。

【００１０】また、本発明は、振動モータの回転方向を
効率良く切り換えることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の振動モータの駆動回路は、ステータ部
の圧電素子をロータ部の回転方向に沿って３つ以上の電
圧印加領域に分割し、この分割された電圧印加領域にモ
ータ駆動電圧を印加して、得られた振動波によって前記
ロータ部を回転させる振動モータの駆動制御を行う振動
モータの駆動回路において、モータ駆動用の所定周波数
の交流電圧を発生する発振器と、前記発振器で発生した
交流電圧を増幅してモータ駆動電圧を出力する増幅器
と、前記圧電素子内の電圧印加領域の１つあるいは複数
を選択するとともに、この選択した電圧印加領域を前記
ロータの回転方向に沿って所定の時間間隔で切り替える
ことにより、この選択した電圧印加領域に対して前記増
幅器から出力されるモータ駆動電圧を印加する切替スイ
ッチと、を備え、前記モータ駆動電圧を前記圧電素子内
の３つ以上の電圧印加領域のそれぞれに巡回的に印加す
ることにより前記振動モータの回転駆動を行うことを特
徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の振動モータの駆動回路は、ステータ部
の圧電素子にモータ駆動電圧を印加して得られた振動波
によってロータ部を回転させる振動モータの駆動を行う
ものである。

【００１３】発振器によってモータ駆動用の所定周波数
の交流電圧を発生すると、増幅器はこの電圧を増幅して
モータ駆動電圧とする。そして、このモータ駆動電圧を
切替スイッチを介してステータ部の圧電素子に印加す
る。この圧電素子は、複数の電圧印加領域に分割されて
おり、切替スイッチによりこの電圧印加領域の１つある
いは複数が巡回的に選択される。従って、この切替スイ
ッチによる切替動作により選択的にモータ駆動電圧が印
加される電圧印加領域をロータ回転方向に移動させるこ
とにより、ステータ部に接触したロータ部が一方向に回
転駆動される。また、この切替スイッチによりモータ駆
動電圧を印加する電圧印加領域の順番を反対にすること
により、ステータ部に接触しているロータ部が反対方向
に回転駆動される。

【００１４】本発明においては、増幅器から出力される
モータ駆動電圧の印加先を切替スイッチによって所定の
時間間隔で巡回的に切り替えることにより、振動モータ
を所定の方向に回転駆動することができる。従って、共
通の増幅器により増幅したモータ駆動電圧を用いて振動
モータの駆動を行うことができ、進行波型超音波モータ
を駆動する場合のように２つの増幅器が不要であり、駆
動回路の規模を縮小することができる。

【００１５】また、この振動モータを正転および反転の
両方向に回転駆動する場合にも、切替スイッチによりモ
ータ駆動電圧を印加する電圧印加領域の順番を切り替え
るだけでよいため、正転用のモータ駆動電圧と反転用の
モータ駆動電圧とを別々に発生させる場合に比べて回路
規模の縮小が可能となる。また、モータ駆動電圧を印加
領域の順番を変えるだけで両方向に駆動できるため、振
動モータの回転方向を効率よく切り替えることができ
る。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明を適用した一実施例の駆動
回路の構成を示す図である。同図には、駆動回路１１０
の詳細構成と、この駆動回路１１０によって駆動制御さ
れる振動モータ１００との接続状態が示されている。（１）駆動回路の構成駆動回路１１０は、発振器１１２，増幅器１１４，起動
スイッチ１１６，共振モード入力部１１８，回転速度入
力部１２０，切替スイッチ１２２，回転方向入力部１２
４を含んで構成される。

【００１８】発振器１１２は、電圧制御型発振器（ＶＣ
Ｏ）であり、制御電圧に１対Ｉに対応した周波数の発振
信号（交流電圧）を出力する。従って、この発振器１１
２の制御電圧を切り替えることにより、発振器１１２の
出力信号の周波数を所定の値に設定することができる。

【００１９】増幅器１１４は、発振器１１２の出力信号
を電力増幅するものである。この増幅器１１４の出力
は、切替スイッチ１２２を介して、振動モータ１００に
供給される。すなわち、増幅器１１４の出力は、モータ
駆動電圧として振動モータ１００に印加されるようにな
っている。

【００２０】起動スイッチ１１６は、発振器１１２およ
び増幅器１１４に対して起動指示を行う。起動スイッチ
１１６が操作されたときにＯＮ信号が発振器１１２およ
び増幅器１１４に送られる共振モード入力部１１８は、
振動モータ１００のステータ部の共振モードを選択設定
するものであり、その出力信号は発振器１１２に入力さ
れる。この共振モードとしては、１次共振，２次共振等
があるがこれらの詳細については後述する。

【００２１】回転速度入力部１２０は、増幅器１１４の
増幅率を制御することにより、振動モータ１００の回転
速度を設定することができる。

【００２２】切替スイッチ１２２は、増幅器１１４の出
力を振動モータ１００に印加する際に、その印加先を切
り替えるものである。この切替スイッチ１２２の切替操
作により、増幅器１１４から出力されたモータ駆動電圧
を印加する印加先を所定の時間間隔で切り替えて、振動
モータ１００の回転が可能となる。

【００２３】回転方向入力部１２４は、振動モータ１０
０の回転方向を選択設定するものであり、その出力信号
は、切替スイッチ１２２に入力される。切替スイッチ１
２２は、この回転方向入力部１２４から入力される信号
に基づいて、接点の切り替え順序を変更する。これによ
り、振動モータ１００の正転および反転の双方回転駆動
が可能となっている。（２）振動モータの構造次に、制御対象となる振動モータの１００の詳細な構造
について説明する。この振動モータ１００は、従来の進
行波型振動モータとは異る構造を有している。

【００２４】図２は、振動モータ１００の概略的な構造
を示す図である。

【００２５】本実施例の振動モータ１００は、ロータ部
３０とステータ部４０とを有する。

【００２６】そして、ステータ部４０の電極板４６，４
８に、単相の交流電圧を印加することにより、ステータ
部４０のロータ接触面６０に楕円振動を発生させ、これ
によりロータ接触面６０に接するロータ部３０を正転お
よび逆転駆動するものである。

【００２７】前記ロータ部３０は、ロータ接触面６０に
一定の圧力で接触する円板３２と、この円板３２の回転
中心に取り付けられた回転出力軸３４とを含む。

【００２８】また、前記ステータ部４０は、例えばセラ
ミックス等の圧電体を用いてリング状に形成されかつ互
いに分極方向の異なる２個の圧電素子４２，４４と、圧
電素子４４の両側に設けられた第１の電極板４６及び第
２の電極板４８と、圧電素子４２，４４の両側にそれぞ
れ配置された第１の金属ブロック体５０及び第２の金属
ブロック体５２と、両金属ブロック体５０，５２と圧電
素子４２，４４を締め付けるように連結固定する結合ボ
ルト５４とを含む。

【００２９】なお、前記圧電素子４２，４４は、分極の
際に電極として使用した、例えば銀，ニッケル面を、分
極終了後に研磨して除去したものを用いる。

【００３０】図３，図４は、前記ステータ部４０の詳細
な構造を示す図である。図３にはステータ部４０を組立
てた状態が示されており、図４にはその分解斜視図が示
されている。

【００３１】前記第１，第２の金属ブロック体５０，５
２の中心にはネジ孔が形成され、さらに圧電素子４２，
第１の電極板４６，圧電素子４４，第２の電極板４８の
中心にはボルト挿通孔４２ａ，４６ａ，４４ａ，４８ａ
が設けられている。そして、前記ボルト挿通孔４２ａ，
４６ａ，４４ａ，４８ａに、絶縁体によって形成された
カラー５６を挿通した結合ボルト５４を挿通し、この結
合ボルト５４の両端に設けられたネジ部を、前記第１及
び第２の金属ブロック体５０，５２を中心に形成された
ネジ孔に螺合させる。これにより、圧電素子４２，４４
の両端に、第１の金属ブロック体５０及び第２の金属ブ
ロック体５２が、圧電素子４２，４４を締め付けるよう
に連結固定されることになる。

【００３２】なお、本実施例は、この連結固定に際し、
各部材の積層面の固定に接着剤を用いていないため、共
振周波数のモータ毎のばらつきや、Ｑの値の低下を防ぐ
ことができ、これにより振動モータの性能及び信頼性の
向上を図ることができる。

【００３３】また、前記第１の電極板４６は、円周方向
に３分割されるようにスリット部４６ｃが設けられ、そ
の外周部が連結部４６ｂにより互いに連結されている。
この第１の電極板４６は、その直径が圧電素子４２，４
４の直径よりも幾分大きめに形成され、ステータ部４０
を組立てた際、その外周部及び連結部４６ｂがステータ
外部へ突出するようになっている。これにより、ステー
タ部４０の組立て終了後に、前記連結部４６ｂを切断す
ることで、互いに電気的に絶縁された分割電極板４６
Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗを得ることができる。

【００３４】特に、本実施例では、ステータ組立時に各
分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗを１枚の電極板４６
として取り扱うことができるため、その組立作業が容易
になるばかりでなく、各分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４
６Ｗの位置決めも正確に行うことができる。

【００３５】また、各分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６
Ｗのステータ外部へ突出する部分は、図３に示すよう、
外部接続端子４５Ｕ，４５Ｖ，４５Ｗを構成することに
なり、これに図２に示すよう引き出し線６４Ｕ，６４
Ｖ，６４Ｗが接続されることになる。

【００３６】さらに、前記第２の電極板４８の外周に
は、ステータ部４０の外部へ突出する外部接続端子４９
が設けられ、これに、図２に示すよう、接地用の引き出
し線６６が接続されることとなる。

【００３７】また、本実施例の金属ブロック体５０，５
２は、金属製の結合ボルト５４により相互に連結固定さ
れている。このため、第２の電極板４８をアースする
と、自動的に第２の金属ブロック体５２，結合ボルト５
４，第１の金属ブロック体５０がアース電位となる。し
たがって、第１の金属ブロック体５０は、圧電素子４２
の片面に対し、第２の電極板４８と同様にアース電極と
して機能することになる。

【００３８】なお、前記結合ボルト５４は、絶縁性のカ
ラー５６により圧電素子４２，４４及び第１の電極板４
６と電気的に絶縁されている。

【００３９】このように構成された振動モータ１００を
用いて、ロータ部３０を正転駆動する場合には、第２の
電極板４８をアースし、分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４
６Ｗの順に選択的かつ巡回的に交流電圧（モータ駆動電
圧）を印加する。即ち、最初の所定時間（例えば印加さ
れる交流電圧の１周期分）だけ分割電極板４６Ｕにモー
タ駆動電圧が印加され、次の所定時間だけ分割電極板４
６Ｖにモータ駆動電圧が印加され、次の所定時間だけ分
割電極板４６Ｗにモータ駆動電圧が印加される。

【００４０】このように各分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，
４６Ｗにモータ駆動電圧を印加するタイミングをずらす
ことにより、各分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗと接
する圧電素子４２，４４の各電圧印加領域には、印加さ
れた交流電圧に対応した振動が発生し、ロータ接触面６
０には順方向の楕円振動が発生する。この楕円振動は、
各分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗに印加された交流
電圧に対応して発生する曲げ振動の合成として得られる
と推定され、これによりロータ接触面６０と接するロー
タ部３０は順方向に回転駆動されることになる。

【００４１】また、分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗ
の順に交流電圧を印加していたものを、その印加順番を
切り替えて、分割電極板４６Ｕ，４６Ｗ，４６Ｖの順に
印加すると、ロータ接触面６０には逆方向の楕円振動が
発生し、ロータ部３０を逆方向に回転駆動することがで
きる。

【００４２】ところで、本実施例の振動モータ１００を
より効率よく駆動するためには、前記交流電圧の周波数
を、ステータ部４０が共振現象をおこすような値（共振
周波数）とすることが好ましい。

【００４３】図５は、ステータ部４０に発生する曲げ振
動の概要を示す図である。同図から明らかなように、前
記交流電圧の周波数を、ステータ部４０に発生する曲げ
振動の共振周波数、例えば１次共振周波数，２次共振周
波数，３次共振周波数などに設定することにより、ステ
ータ部４０の両端面６０Ａ，６０Ｂに、曲げ振動が最大
となる振動の腹部を位置させることができる。これによ
り、ステータ部４０の両端面６０Ａ，６０Ｂに発生する
楕円振動を最大の値とすることができ、これにより回転
出力効率を向上させることができる。

【００４４】なお、前記共振周波数は、何次の共振周波
数を用いてもよい。

【００４５】図６は、前記交流電圧の周波数を１次共振
周波数，２次共振周波数，３次共振周波数に設定した場
合におけるステータ部４０の共振モデルを示す図であ
る。

【００４６】このとき、ステータ部４０の両端面６０
Ａ，６０Ｂには、共振周波数を奇数次に設定した場合に
は同方向の楕円振動が現われ、共振周波数を偶数次に設
定した場合には逆方向の楕円振動が発生することにな
る。

【００４７】ここにおいて、これら各モデルにおける曲
げ振動の共振周波数ｆは、概略次式によって求めること
ができる。

【００４８】ｆ＝λ²｛Ｒ／（２πＬ²）｝（Ｅ／ρ）^1/2 λ；定数（１次共振の時4.73、２次共振の時7.853 、３次共振の
時10.996）Ｒ；０．２５×Ｄ（Ｄはステータ部４０の外径）Ｌ；ステータ部４０の全長（Ｅ／ρ）^1/2；音速（Ｅはヤング率、ρは密度）したがって、例えばＤ，Ｌが次のような値で、金属ブロ
ック体５０，５２がアルミニウムの振動モデルを考える
と、Ｄ＝３５×１０^-3［ｍ］Ｌ＝６０×１０^-3［ｍ］（Ｅ／ρ）^1/2は約５８００［ｍ／ｓ］となる。

【００４９】したがって、この振動モデルでは、ステー
タ部４０の１次共振周波数ｆの値は、約５０kHz とな
る。（３）駆動回路の動作次に、本実施例の駆動回路１１０の詳細動作について説
明する。

【００５０】図７及び図８は、駆動回路１１０によって
振動モータ１００を駆動制御する場合の概略を示す図で
ある。

【００５１】図７（ａ）及び（ｂ）は、振動モータ１０
０の各分割電極板と圧電素子４２，４４の振動領域との
関係を示している。同図のＡ，Ｂ，Ｃのそれぞれは分割
電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗのそれぞれに対応してお
り、分割電極板４６Ｕにモータ駆動電圧を印加すると同
図（ｂ）に示す圧電素子４２，４４の電圧印加領域Ａが
振動することを示している。同様に、分割電極板４６Ｖ
にモータ駆動電圧を印加すると同図（ｂ）に示す圧電素
子４２，４４の電圧印加領域Ｂが振動する。分割電極板
４６Ｗにモータ駆動電圧を印加すると同図（ｂ）に示す
圧電素子４２，４４の電圧印加領域Ｃが振動する。

【００５２】また、図８は振動モータ１００を正転駆動
する場合と反転駆動する場合のモータ駆動電圧の印加状
態を示している。同図に示すように、振動モータ１００
を正転駆動する場合には、駆動回路１１０の切替スイッ
チ１２２を接点ａ，ｂ，ｃの順に切り替える。このよう
に切替スイッチ１２２を切り替えることにより、圧電素
子４２，４４の電圧印加領域Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれには
モータ駆動電圧に対応した振動が発生し、図１に示すロ
ータ接触面６０には順方向の楕円振動が発生する。この
楕円振動は、圧電素子４２，４４の各電圧印加領域Ａ，
Ｂ，Ｃに印加されるモータ駆動電圧に対応して発生する
曲げ振動の合成として得られると推定され、これにより
ロータ接触面６０と接するロータ部３０は順方向に回転
駆動されることになる。

【００５３】なお、切替スイッチ１２２において、接点
ａからｂ、ｂからｃ、ｃからａに切り替えるタイミン
グ、即ち切替の間隔は各電圧印加領域Ａ，Ｂ，Ｃに印加
される交流電圧の周期にほぼ等しくすることが望まし
い。

【００５４】一方、同図に示すように、振動モータ１０
０を反転駆動する場合には、駆動回路１１０の切替スイ
ッチ１２２を接点ｃ，ｂ，ａの順に切り替える。このよ
うに振動モータ１００を反転駆動する場合には正転駆動
する場合とは反対の順序で圧電素子４２，４４の各電圧
印加領域を振動させることにより、ロータ接触面６０に
は逆方向の楕円振動が発生する。これにより、ロータ接
触面６０と接するロータ部３０は逆方向に回転駆動され
ることになる。

【００５５】このように、本実施例によれば、発振器１
１２から出力される所定周波数の交流電圧を増幅器１１
４で電力増幅してモータ駆動電圧とする。そして、この
モータ駆動電圧を切替スイッチ１２２によって、圧電素
子４４の片面に設けられた分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，
４６Ｗのいずれか１つに選択的に、かつ一方向に巡回す
るように印加する。このようにして、圧電素子４４，４
２の各電圧印加領域Ａ，Ｂ，Ｃを選択的かつ巡回的に振
動させることにより、振動モータ１００が正転駆動ある
いは反転駆動される。従って、１つの増幅器１１４を用
い、その出力の印加先を切替スイッチ１２２により順次
切り替えることにより、振動モータ１００の正転及び反
転の両方向の回転駆動が可能となる。このため、増幅器
１１４が１つで済み、駆動回路１１０を簡略化すること
ができるとともに、製造コストの低減も可能となる。

【００５６】図９は、振動モータの他の構造例を示す図
である。なお、上述した実施例と対応する部材には同一
符号を付し、その説明は省略する。

【００５７】図９に示した振動モータの特徴は、１枚の
圧電素子４４を用いて振動発生部を構成することによ
り、構造が簡単で安価な振動モータを提供することにあ
る。この振動モータは、図４に示した振動モータに比べ
て駆動力が約半分であり、比較的小出力の用途に使用さ
れる。

【００５８】この場合のステータ部４０は、第１の圧電
素子４４のみを有し、図４に示した第２の圧電素子４２
を絶縁板４３で置き換えた構成をなしている。この絶縁
板４３は、アースと同電位である第１の金属ブロック体
５０と第１の電極板４６の各分割電極板とを電気的に絶
縁するためのものである。その他の構成は、上述した実
施例に示した振動モータ１００と特に変わりはない。

【００５９】従って、図１に示した駆動回路１１０を用
いて図９に示した振動モータを駆動制御する場合、切替
スイッチ１２２によってその接点ａ，ｂ，ｃを選択的か
つ巡回的に切り替えることにより振動モータの正転及び
反転駆動が可能となる。しかも、正転及び反転駆動する
際に発生した交流信号を増幅してモータ駆動電圧とする
ために必要な増幅器が１つで済み、駆動回路１１０を簡
略化することができることは、図４等に示した振動モー
タ１００を駆動する場合と同様である。

【００６０】図１０は、振動モータの他の構造例を示す
図である。なお、上述した実施例と対応する部材は同一
符号を付し、その説明は省略する。図１０に示した振動
モータの特徴は、第１の電極板を６分割し、１８０度異
なる位置に存在する分割電極板の２つを１組としてモー
タ駆動電圧の印加を行う点にある。

【００６１】図１１は、図１に示した駆動回路１１０内
の切替スイッチ１２２と図１０に示した第１の電極板７
０に隣接する圧電素子４４，４２の各電圧印加領域との
接続関係を示す図である。図１１に示すように、分割電
極板７０−１と７０−４を１組として、これらを切替ス
イッチ１２２の接点ａに接続する。同様に、分割電極板
７０−２と７０−５を１組として、これらを切替スイッ
チ１２２の接点ｂに接続する。分割電極板７０−３と７
０−６を１組として、これらを切替スイッチ１２２の接
点ｃに接続する。

【００６２】このように結線された振動モータを正転駆
動する場合には、切替スイッチ１２２を接点ａ，ｂ，ｃ
の順に切り替える。従って、最初に分割電極板７０−
１，７０−４に隣接した圧電素子４４，４２の電圧印加
領域Ａのみが振動し、次にこの振動が分割電極板７０−
２，７０−５に隣接した圧電素子４４，４２の電圧印加
領域Ｂに移動し、その後この振動が分割電極板７０−
３，７０−６に隣接した圧電素子４４，４２の電圧印加
領域Ｃに移動する。これにより、ロータ接触面６０上に
は２つの楕円振動が発生し、この楕円振動によりこのロ
ータ接触面６０に接触したロータ部が正転駆動される。
また、このロータ部を反転駆動する場合には、切替スイ
ッチ１２２の切替順序を反対にすればよい。

【００６３】図１２は、振動モータの他の構造例を示す
図である。なお、上述した実施例と対応する部材は同一
符号を付し、その説明は省略する。図１２に示した振動
モータの特徴は、第１の電極板７２を４分割し、これら
４分割した各分割電極板７２−１，７２−２，７２−
３，７２−４に各接点ａ，ｂ，ｃ，ｄが接続された切替
スイッチ１３０を切り替えることにある。これにより、
各分割電極板７２−１，７２−２，７２−３，７２−４
に隣接する圧電素子４４，４２の各電圧印加領域の１つ
が選択的かつ巡回的に振動する。

【００６４】図１３は、切替スイッチ１３０と図１２に
示した第１の電極板７２に隣接する圧電素子４４，４２
の各電圧印加領域との接続関係を示す図である。切替ス
イッチ１３０は、図１に示した切替スイッチ１２２に対
応するものであり、図１の切替スイッチ１２２をこの切
替スイッチ１３０に置き換えて駆動回路を構成すること
ができる。図１３に示すように、切替スイッチ１３０
は、その接点ａが分割電極板７２−１に、接点ｂが分割
電極板７２−２に、接点ｃが分割電極板７２−３に、接
点ｄが分割電極板７２−４にそれぞれ接続されている。

【００６５】このように結線された振動モータを正転駆
動する場合には切替スイッチ１３０を接点ａ，ｂ，ｃ，
ｄの順に切り替える。また、反転駆動する場合には切替
スイッチ１３０を接点ｄ，ｃ，ｂ，ａの順に切り替え
る。このように正転及び反転駆動する場合であっても、
交流信号を増幅してモータ駆動電圧とするために必要な
増幅器が１つで済み、駆動回路を簡略化することができ
る。

【００６６】なお、本発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施
が可能である。

【００６７】例えば、上述した各実施例では、分極板を
３分割，４分割等するようにしたが、これら分割する個
数は５つ以上でもよい。

【００６８】また、図１０及び図１１に示した実施例で
は、１８０度異なる位置にある２つの分割電極板を１組
と考えて共通のモータ駆動電圧を印加するようにした
が、電極板を９分割し、１２０度異なる位置にある３つ
の分割電極板を１組と考えて共通のモータ駆動電圧を印
加する場合等であってもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１つの増幅器から出力されるモータ駆動電圧の印加先を
切替スイッチによって所定の時間間隔で巡回的に切り替
えることにより振動モータを駆動しており、進行波型超
音波モータを駆動する場合のように２つの増幅器が不要
であり、駆動回路の規模を縮小することができる。

【００７０】また、振動モータの回転方向を切り替える
場合には、モータ駆動電圧の印加先の順序を変えるだけ
でよいため、効率良く振動モータの回転方向を切り換え
ることができる。しかも、回転方向毎に別々に増幅器を
備える必要がなく、駆動回路の規模を縮小することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一実施例の駆動回路の構成を
示す図である。

【図２】本実施例の振動モータの概略的な構造を示す図
である。

【図３】本実施例の振動モータのステータ部を組み立て
た状態を示す図である。

【図４】本実施例の振動モータのステータ部の分解斜視
図である。

【図５】ステータ部に発生する共振曲げ振動の説明図で
ある。

【図６】ステータ部の共振モデルを示す概念図である。

【図７】振動モータの各分割電極板と圧電素子の振動領
域との関係を示す図である。

【図８】振動モータを正転駆動する場合と反転駆動する
場合のモータ駆動電圧の印加状態を示す図である。

【図９】振動モータの他の構造例を示す図である。

【図１０】振動モータの他の構造例を示す図である。

【図１１】図１０に示した振動モータと駆動回路内の切
替スイッチとの接続関係を示す図である。

【図１２】振動モータの他の構造例を示す図である。

【図１３】図１２に示した振動モータと駆動回路内の切
替スイッチとの接続関係を示す図である。

【図１４】従来の進行波型振動モータの駆動回路の一例
を示す図である。

【符号の説明】

４２，４４圧電素子４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗ分割電極板１００振動モータ１１０駆動回路１１２発振器１１４増幅器１１６起動スイッチ１１８共振モード入力部１２０回転速度入力部１２２切替スイッチ１２４回転方向入力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステータ部の圧電素子をロータ部の回転
方向に沿って３つ以上の電圧印加領域に分割し、この分
割された電圧印加領域にモータ駆動電圧を印加して、得
られた振動波によって前記ロータ部を回転させる振動モ
ータの駆動制御を行う振動モータの駆動回路において、モータ駆動用の所定周波数の交流電圧を発生する発振器
と、前記発振器で発生した交流電圧を増幅してモータ駆動電
圧を出力する増幅器と、前記圧電素子内の電圧印加領域の１つあるいは複数を選
択するとともに、この選択した電圧印加領域を前記ロー
タの回転方向に沿って所定の時間間隔で切り替えること
により、この選択した電圧印加領域に対して前記増幅器
から出力されるモータ駆動電圧を印加する切替スイッチ
と、を備え、前記モータ駆動電圧を前記圧電素子内の３つ以
上の電圧印加領域のそれぞれに巡回的に印加することに
より前記振動モータの回転駆動を行うことを特徴とする
振動モータの駆動回路。
【請求項２】請求項１において、前記切替スイッチによってモータ駆動電圧を印加する前
記電圧印加領域の順番を反転させることにより、前記振
動モータの正転及び反転駆動を行うことを特徴とする振
動モータの駆動回路。
【請求項３】請求項１において、前記振動モータのステータ部は、振動を発生させる圧電素子と、前記圧電素子の表面をロータ部の回転方向に少なくとも
３分割し、各分割領域を異なる圧電印加領域とする電極
と、前記圧電素子を挟持するようその両側に取付け固定され
た第１のブロック体及び第２のブロック体と、を含み、前記圧電素子の振動により前記第１及び第２の
ブロック体に曲げ振動が発生するよう形成されているこ
とを特徴とする振動モータの駆動回路。