JPH0880068A - 超音波アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弾性体や電気機械変換素子の寸法や特性など
が異なる場合であっても、駆動力や駆動効率等の低下を
防止する。 【構成】 駆動信号により励振される第１及び第２圧電
体１２１，１２２及びその第１及び第２圧電体１２１，
１２２の励振により駆動面に進行性振動波を発生する弾
性体１１１を有する固定子１０１と，弾性体１１１の駆
動面に加圧接触され、前記進行性振動波によって移動す
る移動子１０２と，第１及び第２の圧電体に駆動信号を
発生する駆動装置１４０とを含み、駆動装置１４０は、
弾性体１１１の振動状態を検出する検出部１４３と，検
出部１４３の検出結果に基づいて、駆動信号のうちの少
なくとも１つを制御する制御部１４４とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波アクチュエータ
に関し、特に、駆動制御方法を改良した超音波アクチュ
エータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の超音波アクチュエータの
内でリニア型のものは、例えば、直線状の弾性体に進行
性振動波（以下、進行波と略す）を生じさせ、弾性体駆
動面に移動子を加圧接触させて駆動させる構造〔第３５
回構造強度に関する講演会講演集（平成５年７月６日〜
８日）ｐ２８０〜２８３「進行波型リニア超音波モータ
の試作」（樋口 健）等〕が公知である。

【０００３】図９は、超音波アクチュエータの従来例を
示す斜視図である。従来の超音波アクチュエータは、固
定子１と移動子２とから構成されている。固定子１は、
駆動方向に伸長した形状であり、駆動面１１ａに駆動力
が発生する弾性体１１と、この弾性体１１の左側部分１
１Ｌ及び右側部分１１Ｒの近傍に接合された進行波発生
用の圧電体２１及び進行波吸収用の圧電体２３とから構
成されている。移動子２は、弾性体１１の駆動面１１ａ
に不図示の加圧部によって加圧接触され、弾性体１１に
発生する進行波により移動する。

【０００４】この超音波アクチュエータは、弾性体１１
の一端近傍に装着した圧電体２１によって弾性体１１を
励振させ、弾性体１１の他端近傍に装着した圧電体２３
により弾性体の振動を吸収する方法により、弾性体１１
に一方向のみの進行波を生じさせることができる。この
ような方式の超音波アクチュエータは、弾性体１１を長
くできることから比較的長い距離を駆動させることがで
きる、という利点がある。

【０００５】一方、前述した樋口氏によると、弾性体の
両端を加振することによって、進行波を発生することも
提案している。図１０は、両端加振型の超音波アクチュ
エータの従来例を構造及び動作原理を説明する図であ
る。両端加振型の超音波アクチュエータは、弾性体１１
の左側部分１１Ｌ及び右側部分１１Ｒに圧電体２１，２
２が設けられている。まず、図１０（ａ）に示すよう
に、圧電体２１によって、弾性体１１の左側部分１１Ｌ
を加振することにより、弾性体１１に定在波Ａが発生す
る〔図１０（ｃ−１）〕。この場合、非加振側（１１
Ｒ）を支持端とみなすことができるので、定在波は、支
持端側が節となり加振端側が腹となる。

【０００６】また、図１０（ｂ）に示すように、圧電体
２２によって、弾性体１１の右側部分１１Ｒを加振する
ことにより、同様に一方が節となり他方が腹となる定在
波Ｂが発生する〔図１０（ｃ−２）〕。これらの定在波
Ａと定在波Ｂとは空間的位相差がλ／４ずれている。従
って、定在波Ａと定在波Ｂとの時間的位相差をλ／４ず
らしてやると、その合成波は進行波となる〔図１０（ｃ
−３）〕。

【０００７】このように、２つの定在波を重ね合わせて
進行波を発生する方法は、前記した講演会講演集に示し
た方法と比較すると、弾性体１１の進行波を吸収しない
ために、エネルギー効率を向上することができる、とい
う利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１０の超音
波アクチュエータは、弾性体１１の左側部分１１Ｌと右
側部分１１Ｒの厚さ等の微小な寸法の差や、弾性体１１
の１１Ｌ側と１１Ｒ側に接合する電気−機械変換素子２
１，２２の周波数特性や重量などの個体差によって、弾
性体１１の１１Ｌ側を加振した場合と、弾性体１１の１
１Ｒ側を加振した場合とで、共振周波数が異なる場合が
あった。

【０００９】このような場合に、図４に示した駆動周波
数−定在波振幅特性のように、ある駆動周波数におい
て、弾性体１１の１１Ｌ側加振による定在波の振幅と、
１１Ｒ側加振による定在波の振幅とが異なるということ
がある。このように、２つの定在波の振幅が同じでない
ときには、合成された進行波が歪んだものになってしま
い、駆動力や駆動効率が低下する、という問題点があっ
た。

【００１０】本発明の目的は、弾性体や電気機械変換素
子の寸法や特性などが異なる場合であっても、駆動力や
駆動効率等の低下を防止することができる超音波アクチ
ュエータを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の本発明は、駆動信号により励振される第
１及び第２電気−機械変換素子及びその第１及び第２電
気−機械変換素子の励振により駆動面に進行性振動波を
発生する弾性体を有する固定子と，前記弾性体の駆動面
に加圧接触され、前記進行性振動波によって移動する移
動子と，前記第１及び第２の電気−機械変換素子に駆動
信号を発生する駆動装置と，を含む超音波アクチュエー
タにおいて、前記駆動装置は、前記弾性体の振動状態を
検出する検出部と，前記検出部の検出結果に基づいて、
前記駆動信号のうちの少なくとも１つを制御する制御部
と，を含むことを特徴としている。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１に記載の超音
波アクチュエータにおいて、前記検出部は、第１及び第
２機械−電気変換素子とからなり、前記第１機械−電気
変換素子は、前記進行性振動波の進行方向に対して、前
記第１電気−機械変換素子と同じ位置に配置され、前記
第２機械−電気変換素子は、前記進行性振動波の進行方
向に対して、前記第２電気−機械変換素子と同じ位置に
配置されていることを特徴としている。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１に記載の超音
波アクチュエータにおいて、前記検出部は、第１及び第
２機械−電気変換素子とからなり、前記第１機械−電気
変換素子は、前記第１電気−機械変換素子により発生す
る第１定在波の腹の位置であって、前記第２電気−機械
変換素子により発生する第２定在波の節の位置に配置さ
れており、前記第２機械−電気変換素子は、前記第１電
気−機械変換素子により発生する第１定在波の節の位置
であって、前記第２電気−機械変換素子により発生する
第２定在波の腹の位置に配置されていることを特徴とす
る。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１又は請求項２
に記載の超音波アクチュエータにおいて、前記制御部
は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記駆動信号電
圧の増幅量を制御することを特徴としている。

【００１５】

【作用】本発明においては、駆動装置は、駆動信号を出
力し、第１及び第２電気−機械変換素子は、その駆動信
号により励振され、弾性体は、第１及び第２電気−機械
変換体の励振より駆動面に進行波を生じる。移動子は、
弾性体の駆動面に加圧接触されおり、その駆動面より駆
動力を得て駆動される。請求項１の発明によると、検出
部によって、弾性体に振動の状態を検出し、その検出結
果により、制御部は、それぞれの駆動信号の内の少なく
とも１つを制御するようにしたので、２つの定在波を振
幅を一致させることができる。

【００１６】請求項２の発明によると、検出部は、第１
及び第２機械−電気変換素子とからなり、第１機械−電
気変換素子は、進行波の進行方向に対して前記第１電気
−機械変換素子と同じ位置に配置され、第２機械−電気
変換素子は、進行波の進行方向に対して前記第２電気−
機械変換素子と同じ位置に配置されているので、２つの
定在波の振幅の差を検出することができる。

【００１７】請求項３の発明によると、検出部は、第１
及び第２機械−電気変換素子とからなり、各機械−電気
変換素子は、一方の定在波の腹の位置であって、他方の
定在波の節の位置に配置されるので、それぞれの定在波
の振幅を他の定在波の影響を受けることなく、精度よく
検出することができる。

【００１８】請求項４の発明によると、制御部は、駆動
信号電圧の増幅量を制御するので、２つの定在波の振幅
を一致させることができる。

【００１９】

【実施例】

（第１実施例）以下、図面等を参照して、実施例をあげ
ながら、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明によ
る超音波アクチュエータの第１実施例を説明するブロッ
ク図である。固定子１０１は、電気エネルギーを機械エ
ネルギーに変換する圧電体や積層型圧電体等を例とした
第１及び第２電気−機械変換素子（以下、積層型圧電体
と称する）１２１，１２２と、両端面近傍にそれぞれ第
１及び第２積層型圧電体１２１，１２２が接合されてお
り、２種類の定在波を重なり合わせることによって発生
する進行波により駆動面１１１ａに駆動力が発生する弾
性体１１１と、積層型圧電体１２１，１２２を固定支持
することにより弾性体１１１自体を支持する支持体１３
１，１３２とから構成されている。移動子１０２は、弾
性体１１１の駆動面１１１ａの駆動力を摩擦的に受ける
摺動部１５１，１５２と、その駆動面１１１ａに摺動部
１５１，１５２を加圧接触させる加圧部１６１とから構
成されている。

【００２０】駆動装置１４０は、Ａ相を駆動するＡ相駆
動部１４１と、Ａ相駆動部１４１の駆動信号を１／４波
長だけ移相した駆動信号にしてＢ相を駆動するＢ相駆動
部１４２と、機械エネルギーを電気エネルギーに変換す
る圧電体等を例とした機械−電気変換素子（以下、検出
用圧電体と称する）から構成され、弾性体１１１の定在
波の振幅量を検出する検出部１４３と、検出部１４３の
検出結果により、Ｂ相駆動部１４２（又はＡ相駆動部１
４１）を制御する制御部１４４とから構成されている。

【００２１】以上のような構成によると、Ａ相駆動部１
４１は、駆動信号を発生し、Ｂ相駆動部１４２は、Ａ相
駆動信号を受け、その駆動信号を１／４波長だけ移相す
る。Ａ相駆動部１４１及びＢ相駆動部１４２からの駆動
信号は、それぞれ第１積層型圧電体１２１と第２積層型
圧電体１２２とに入力され、これにより、第１積層型圧
電体１２１と第２積層型圧電体１２２とは励振される。
第１積層型圧電体１２１の励振は、弾性体１１１に定在
波Ａを発生させ、第２積層型圧電体１２２の励振は、弾
性体１１１に定在波Ｂを発生させる。定在波Ａと定在波
Ｂとは、時間的位相差が１／４波長異なり、空間的位相
差が１／４波長異なっているために、重なり合った波は
進行波になり、波頭に楕円運動が発生する。

【００２２】移動子１０２は、加圧部１６１により、摺
動部１６２，１６３が駆動面１１１ａにそれぞれ加圧接
触され、弾性体１１１の駆動面１１１ａから駆動力を得
て、駆動される。このときに、検出部１４３は、弾性体
１１１の振動状態を検出する。

【００２３】検出部１４３の位置は、図２に示したよう
に、定在波Ａの腹の部分及び定在波Ｂの腹の部分にそれ
ぞれ位置させる。定在波Ａの腹に位置は、定在波Ｂの節
の位置（定在波Ｂの振幅がほとんどない位置）であり、
逆に、定在波Ｂの腹の位置は、定在波Ａの節の位置（定
在波Ａの振幅がほとんどない位置）である。従って、各
定在波の腹の位置に検出部１４３を配置すれば、各定在
波の振幅を検出することができる。

【００２４】この実施例では、検出部１４３Ｌ，１４３
Ｒは、図２（ａ）のように、弾性体１１１の両端部に配
置されている。また、検出部１４３Ｌ，１４３Ｒは、図
２（ｂ）のように、弾性体１１１の両端部から１／４波
長内側に配置するようにしてもよい。

【００２５】図３は、第１実施例に係る超音波アクチュ
エータの制御部の動作を説明する流れ図である。この実
施例では、制御部１４４は、定在波Ａ及びＢの振幅値の
差を減少させるようにするために、Ｂ相駆動部１４２の
駆動周波数を制御する。まず、制御部１４４は、Ａ層駆
動部１４１の駆動周波数を設定するとともに（ステップ
１１）、検出部１４３が検出した定在波Ａ，Ｂの振幅を
入力する（ステップ１２）。

【００２６】次に、制御部１４４は、定在波Ａ，Ｂの振
幅を比較し（ステップ１３）、定在波Ａが大きい場合に
は、定在波Ｂの振幅を大きくするように、Ｂ層の駆動周
波数を変更し（ステップ１４）、定在波Ｂが大きい場合
には、定在波Ｂの振幅を小さくするように、Ｂ層の駆動
周波数を変更する（ステップ１５）。そして、制御部１
４４は、この動作（ステップ１３からステップ１５）を
繰り返し、定在波Ａ，Ｂの振幅が等しくなった場合に
は、制御を終了する。

【００２７】本実施例では、制御部１４４は、Ｂ相駆動
部１４２を制御するようにしたが、Ａ相駆動部１４１を
制御するようにしてもよいし、Ａ相駆動部１４１及びＢ
相駆動部１４２の双方を制御するようにしてもよい。

【００２８】（第２実施例）図５は、本発明による超音
波アクチュエータの第２実施例を説明するブロック図で
ある。なお、以下に説明する各実施例では、前述した第
１実施例と同様な機能を果たす部分には同一の符号を付
して、重複する説明を適宜省略する。駆動部１７０は、
駆動信号を発振する発振部１７１と、その駆動信号を２
つの位相差を持つ駆動信号に分ける移相部１７２と、移
相部１７２から出力された信号をそれぞれ増幅し、固定
子１０１へそれぞれ出力する左（Ｌ）側の増幅部１７３
及び右（Ｒ）側の増幅部１７４と、第１検出用圧電体と
第２検出用圧電体とから構成され、弾性体１１１の定在
波の振幅量を検出する検出部１７６，１７７と、検出部
１７６，１７７の検出結果により、増幅部１７３，１７
４の駆動信号電圧を制御する制御部１７８とから構成さ
れている。

【００２９】検出部１７６の第１検出用圧電体は、弾性
体１１１を挟んで第１積層型圧電体１２１と反対側の位
置に配置され、検出部１７７の第２検出用圧電体は、弾
性体１１１を挟んで第２積層型圧電体１２２と反対側の
位置に配置されている。

【００３０】以上のような構成によると、発振部１７１
は、駆動信号を発振し、移相部１７２は、駆動信号をそ
れぞれ位相差が１／４波長だけ異なる２つの駆動信号に
分け、増幅部１７３及び増幅部１７４に出力する。増幅
部１７３及び増幅部１７４は、２つの駆動信号を増幅
し、その増幅された駆動信号は、第１積層型圧電体１２
１と第２積層型圧電体１２２とに入力され、これによ
り、第１積層型圧電体１２１と第２積層型圧電体１２２
は励振される。

【００３１】第１積層型圧電体１２１の励振は、弾性体
１１１に定在波Ａを発生させ、第２積層型圧電体１２２
の励振は、弾性体１１１に定在波Ｂを発生させる。定在
波Ａと定在波Ｂとは、時間的位相差が１／４波長異な
り、空間的位相差が１／４波長異なっているために、重
なり合った波は進行波になり、波頭に楕円運動が発生す
る。移動子１０２は、加圧部１６１によりそれぞれ駆動
面に加圧接触され、それぞれ弾性体１１１の駆動面より
駆動力を得て、駆動される。

【００３２】検出部１７６，１７７の検出用圧電体は、
第１実施例において、図２を用いて説明したように、積
層型圧電体１２１の位置（一方の定在波の腹の位置であ
り、他方の定在波の節の位置）に配置されているため
に、片方の定在波のみの振幅を検出することができる。

【００３３】図６は、第２実施例に係る超音波アクチュ
エータの制御部を示すブロック図である。この制御部１
７８は、第１演算部１８１と、第２演算部１８２と、第
３演算部１８３と、増幅量補正部１８４と、フィードバ
ック部１８５等とから構成されている。端子(1) ，(2)
は、検出部１７６，１７７の第１検出用圧電体と第２検
出用圧電体とに接続されており、端子(1) は、第１検出
用圧電体からの振動信号電圧（実効値）ＶｐＬを、端子
(2) は、第２検出用圧電体からの振動信号電圧（実効
値）ＶｐＲを得る。これらの振動信号電圧ＶｐＬ，Ｖｐ
Ｒの差は、前述したように定在波Ａと定在波Ｂの振幅値
の差とみなすことができる。これらの振動信号電圧Ｖｐ
Ｌ，ＶｐＲは、第１演算部１８１に入力される。

【００３４】第１演算部１８１は、振動信号電圧Ｖｐ
Ｌ，ＶｐＲの差を演算し、制御電圧まで昇圧してから出
力する（Ｖｒ＝ａ×（ＶｐＲ−ＶｐＬ））。このＶｒ値
は、一方の積層型圧電体から発生する定在波の大きさの
相対的な補正量を示しており、その絶対値は、振動電圧
が大きいほど大きくなる。次に、第２演算部１８２は、
第１演算部１８１からの補正量Ｖｒに、フィードバック
部１８５からの電圧Ｖf を加算し、補正量Ｖｒｒ（＝Ｖ
ｒ＋Ｖf ）を決める。さらに、第３演算部１８３は、補
正量Ｖｒr と基準電圧Ｖｏを加算し、基準電圧Ｖｏに対
して、どれだけの絶対的な値であるかを演算し、この値
Ｖｓ（＝Ｖｒｒ＋Ｖｏ）は、増幅量制御部１８４とフィ
ードバック部１８５に出力される。

【００３５】増幅量制御部１８４は、第３演算部１８３
によって演算されたＶｓ値に基づいて駆動信号を増幅す
る。この増幅量制御部１８４は、Ｖｓ値が大きい場合に
は、増幅量が大きくなるように制御し、Ｖｓ値が小さい
場合には、増幅量が小さくなるように制御する。

【００３６】一方、フィ−ドバック部１８５は、第３演
算部１８３からのＶｓ値を入力し、基準電圧Ｖｏとの差
を求めて、その値Ｖｆ（＝Ｖｓ−Ｖｏ）を第２演算部１
８２にフィードバックする。そして、第２演算部１８２
は、Ｖｆ値と再入力されたＶｒ値とを加算し、さらに、
第３演算部１８３は、基準電圧Ｖｏを加算して、Ｖｓ値
を出力する。

【００３７】図７は、第２実施例に係る超音波アクチュ
エータの増幅量制御部を示す回路図である。増幅量制御
部１８４は、Ａ／Ｄ変換部１９１と、制御指令部１９２
と、演算増幅器１９３等とから構成されている。

【００３８】Ａ／Ｄ変換部１９１は、端子Ａから入力さ
れたＶｓ値をデジタル信号Ｓｄに変換して、制御指令部
１９２に伝達する。制御指令部１９２は、マルチプレク
サのような信号の選択を行うことができ、制御信号を発
生する制御信号発生部１９２−１と、その制御信号によ
りＯＮ、ＯＦＦするＭＯＳ電界効果トランジスタ等のス
ィッチング素子Ｑ１〜Ｑ８とから構成されている。

【００３９】制御指令部１９２は、Ａ／Ｄ変換部１９１
からのデジタル信号Ｓｄを受け、その信号Ｓｄに応じて
スィッチング素子Ｑ１〜Ｑ８を選択し、選択されたスィ
ッチング素子Ｑ１〜Ｑ８にＯＮ信号を伝達する。スィッ
チング素子Ｑ１〜Ｑ８は、ＯＮされたときに、抵抗Ｒｆ
１〜Ｒｆ８が接続されている演算増幅器１９３の帰還部
を開く。演算増幅器１９３は、その帰還部に抵抗値の異
なる抵抗Ｒｆ１〜Ｒｆ８が並列に接続されており、各抵
抗Ｒｆ１〜Ｒｆ８は、それぞれ直列につながれたスィッ
チング素子Ｑ１〜Ｑ８が、制御信号発生部１９２−１か
らの制御信号によりＯＮされることによって、その増幅
量を決定することができる。これにより、演算増幅器１
９３は、端子Ｂから入力された駆動信号を、決定された
増幅量に基づいて増幅し、端子Ｃから出力する。

【００４０】次に、第２実施例に基づいて、定在波Ａと
定在波Ｂとの振動振幅の差を補正する動作を説明する。
ここでは、定在波Ａの振動振幅が小さい場合を想定す
る。この想定の場合に、積層型圧電体１２１の駆動信号
の入力電圧を大きくする補正を行えばよい。ここで、Ｖ
ｐＬ値はＶｐＲ値より小さくなるために、Ｖｒ値は正と
なる。従って、Ｖｒｒ値も正となり、Ｖｆ値及びＶｓ値
が大きくなるように作用され、Ａ／Ｄ変換部１９１によ
って増幅量を大きくする信号が制御指令部１９２に伝達
される。増幅制御部１８４は、増幅量を大きくする増幅
器の抵抗Ｒｆ１〜Ｒｆ８がつながっているスィッチング
素子Ｑ１〜Ｑ８をＯＮにする。これにより、駆動信号の
電圧は大きくなる。

【００４１】逆に、定在波Ｂの振動振幅が大きい場合を
想定する。この想定の場合に、積層型圧電体１２２の駆
動信号の入力電圧を小さくする補正を行えばよい。ここ
で、ＶｐＬ値はＶｐＲ値より小さくなるために、Ｖｒ値
は負となる。従って、Ｖｒ値も負となり、Ｖｒｒ値及び
Ｖｓ値が小さくなるように作用され、、Ａ／Ｄ変換部１
９１によって増幅量を小さくする信号が制御指令部１９
２に伝達され、増幅量制御部１８４は、増幅量を小さく
する増幅器の抵抗Ｒｆ〜Ｒｆ８がつながっているスィッ
チング素子Ｑ１〜Ｑ８をＯＮにする。これにより、駆動
信号の電圧は小さくなる。

【００４２】（第３実施例）図８は、本発明による超音
波アクチュエータの第３実施例を示した説明図である。
前述した各実施例は、弾性体に進行波を発生させる方法
として、リニア型の弾性体の両端を加振して、進行波を
発生させたもの示したが、第３実施例は、円環型の進行
波型超音波モータに適用したものである。この実施例で
は、固定子２０１は、円環状の弾性体２１１の裏面に、
Ａ相及びＢ相駆動用の圧電素子２２１，２２２と、定在
波Ａ及び定在波Ｂを検出するための圧電素子２３１，２
３２が配置されている。この実施例の制御部は、圧電素
子２３１，２３２により検出した定在波Ａの振幅と定在
波Ｂの振幅との差に応じて、圧電素子２２１及び／又は
圧電素子２２２の駆動部を制御するようにしている。

【００４３】（他の実施例）以上説明した実施例に限定
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の範囲内である。例えば、実施例では、説
明を分かりやすくするために、Ａ／Ｄ変換部からのデジ
タル信号を８ビットとし、スィッチング素子及び抵抗Ｒ
ｆをそれぞれ８個としたが、Ａ／Ｄ変換部からのデジタ
ル信号を４ビットとし、スィッチング素子及び抵抗Ｒｆ
をそれぞれ４個としてもよい。また、Ａ／Ｄ変換部から
のデジタル信号を１６ビットとし、スィッチング素子及
び抵抗Ｒｆをそれぞれ１６個としも、さらにそれ以上に
してもよい。このとき、ビット数、スィッチング素子数
及び抵抗数が多けれが多いほど、きめ細かい制御が可能
になる。

【００４４】また、実施例では、制御方法の一例とし
て、検出部により左（Ｌ）側の駆動信号を制御するよう
な例によって説明したが、右（Ｒ）側の駆動信号を制御
するようにしてもよい。また、Ｌ側及びＲ側の双方の駆
動信号を制御するようにしてもよい。

【００４５】さらに、実施例では、摺動部は、１つの肉
厚の大きな材料とし、その材料を弾性体に直接加圧接触
するように示したが、弾性体に加圧接触する面に、前記
材料とは別の摺動材を配置するようにしてもよい。

【００４６】さらにまた、実施例では、電気−機械変換
素子は、積層型圧電体の例により説明したが、ランジュ
バン型振動子を用いてもよく、また、一般的な圧電体や
電歪素子を用いてもよい。また、検出部は、機械−電気
変換素子として、圧電体を用いた例で説明したが、振動
変位を検出できるもの、例えば、汎用変位計などを使用
することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、弾
性体に発生する２つの定在波の振幅の差を検出し、その
差に応じて２つの入力駆動信号の内の少なくとも１つを
制御するようにしたので、進行波の波形の歪みを低減す
ることができ、駆動力や駆動効率等の特性を向上させる
ことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波アクチュエータの第１実施
例を示すブロック図である。

【図２】第１実施例に係る超音波アクチュエータの検出
部の位置を説明するための図である。

【図３】第１実施例に係る超音波アクチュエータの制御
部の動作を説明する流れ図である。

【図４】２つの共振周波数が異なった場合を説明する図
である。

【図５】本発明による超音波アクチュエータの第２実施
例を示すブロック図である。

【図６】第２実施例に係る超音波アクチュエータの制御
部を説明する図である。

【図７】第２実施例に係る超音波アクチュエータの増幅
量制御部を説明するための図である。

【図８】本発明による超音波アクチュエータの第３実施
例を説明する図である。

【図９】従来の超音波アクチュエータの一例を示す外観
図である。

【図１０】従来両端加振型の超音波アクチュエータの一
例の構成を動作原理とともに説明する図である。

【符号の説明】

１０１ 固定子 １１１ 弾性体 １２１，１２２ 積層型圧電体 １３１，１３２ 支持体 １０２ 移動子 １５１，１５２ 摺動部 １６１ 加圧部 １４０ 駆動装置 １４１ Ａ相駆動部 １４２ Ｂ相駆動部 １４３ 検出部 １４４ 制御部 １７０ 駆動装置 １７１ 発振部 １７２ 移相部 １７３，１７４ 増幅部 １７６，１７７ 検出部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動信号により励振される第１及び第２
   電気−機械変換素子及びその第１及び第２電気−機械変
   換素子の励振により駆動面に進行性振動波を発生する弾
   性体を有する固定子と，前記弾性体の駆動面に加圧接触
   され、前記進行性振動波によって移動する移動子と，前
   記第１及び第２の電気−機械変換素子に駆動信号を発生
   する駆動装置と，を含む超音波アクチュエータにおい
   て、 前記駆動装置は、 前記弾性体の振動状態を検出する検出部と，前記検出部
   の検出結果に基づいて、前記駆動信号のうちの少なくと
   も１つを制御する制御部と，を含むことを特徴とする超
   音波アクチュエータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の超音波アクチュエータ
   において、 前記検出部は、第１及び第２機械−電気変換素子とから
   なり、 前記第１機械−電気変換素子は、前記進行性振動波の進
   行方向に対して、前記第１電気−機械変換素子と同じ位
   置に配置され、 前記第２機械−電気変換素子は、前記進行性振動波の進
   行方向に対して、前記第２電気−機械変換素子と同じ位
   置に配置されていることを特徴とする超音波アクチュエ
   ータ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の超音波アクチュエータ
   において、 前記検出部は、第１及び第２機械−電気変換素子とから
   なり、 前記第１機械−電気変換素子は、前記第１電気−機械変
   換素子により発生する第１定在波の腹の位置であって、
   前記第２電気−機械変換素子により発生する第２定在波
   の節の位置に配置されており、 前記第２機械−電気変換素子は、前記第１電気−機械変
   換素子により発生する第１定在波の節の位置であって、
   前記第２電気−機械変換素子により発生する第２定在波
   の腹の位置に配置されていることを特徴とする超音波ア
   クチュエータ。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載の超音波ア
   クチュエータにおいて、 前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記
   駆動信号電圧の増幅量を制御することを特徴とする超音
   波アクチュエータ。