JPH11103582A - 超音波モータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使い勝手に優れた超音波モータの駆動装置を
提供する。 【解決手段】 超音波モータの駆動装置２０を、発振回
路２１と、位相比較回路２２、フィルタ回路２３および
ＶＣＯ２４からなる位相同期ループ回路２５とから構成
した。発振回路２１から超音波のモータ１１の圧電素子
１２のＡ相端子１２ａおよび共通端子１２ｃに与えられ
る発振周波数と、ＶＣＯ２４からＢ相端子１２ｂおよび
共通端子１２ｃに与えられる発振周波数との位相差は、
位相同期ループ回路２５によって、常に一定（９０°）
に保持される。したがって、例えば一方の発振周波数が
変化した場合であっても、他方の発振周波数は、それに
追従してそれらの位相差が一定に保持されるように変化
するようになり、従来とは異なって、位相差の調整が不
要となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波モータの圧
電素子の第１の端子および共通端子に第１の発振周波数
を与えると共に、第２の端子および共通端子に第１の発
振周波数とは位相の異なる第２の発振周波数を与えるこ
とによって、超音波モータを駆動する超音波モータの駆
動装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】図９は、超音波モータ
を駆動する超音波モータの駆動装置の従来構成を示して
いる。超音波モータの駆動装置１にあって発振器２の出
力端子は、増幅器３を介して超音波モータ４の圧電素子
５のＡ相端子５ａおよび共通端子５ｃに接続されている
と共に、位相器６および増幅器７を介して上記圧電素子
５のＢ相端子５ｂおよび共通端子５ｃに接続されてい
る。

【０００３】この超音波モータの駆動装置１において
は、発振器２から増幅器３を介して第１の発振周波数が
圧電素子５のＡ相端子５ａおよび共通端子５ｃに与えら
れ、位相器６および増幅器７を介して上記第１の発振周
波数とは位相の異なる第２の発振周波数が圧電素子５の
Ｂ相端子５ｂおよび共通端子５ｃに与えられると、それ
ら位相が異なる２つの発振周波数により、超音波モータ
４の弾性体からなる振動体８に進行波が発生し、その進
行波によって振動体８の表面が楕円運動し、移動体９が
回転移動するようになる。尚、移動体９は、図９中で
は、一部を断面にして振動体８から離して示している
が、実際には、円環状に形成されており、振動体８上に
回転移動可能に載置されているものである。

【０００４】ところで、この場合、発振器２は、一般的
には、アナログ回路から構成されている。しかしなが
ら、そのように、発振器２をアナログ回路から構成した
ものでは、発振器２の発振周波数を変更すると、それに
伴って、上記した第１の発振周波数と第２の発振周波数
との位相差が変化してしまうことになる。そのため、発
振器２の発振周波数を変更する毎に、それら第１の発振
周波数と第２の発振周波数との位相差の調整が必要とな
って、使い勝手に劣っていた。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、超音波モータの圧電素子の第１の
端子および共通端子に第１の発振周波数を与えると共
に、第２の端子および共通端子に第１の発振周波数とは
位相の異なる第２の発振周波数を与えるものにおいて、
使い勝手に優れた超音波モータの駆動装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波モータの
駆動装置は、超音波モータの圧電素子の第１の端子およ
び共通端子に第１の発振周波数を与えると共に、第２の
端子および前記共通端子に前記第１の発振周波数とは位
相の異なる第２の発振周波数を与えることによって前記
超音波モータを駆動するものにおいて、前記第１の発振
周波数を発振する発振回路と、前記第２の発振周波数を
発振する電圧制御発振回路と、前記第１の発振周波数と
第２の発振周波数とが与えられ、それらの位相差に基づ
いて位相差信号を生成し、その位相差信号をフィルタ回
路を介して前記電圧制御発振回路に出力する位相比較回
路とを備え、前記電圧制御発振回路は、前記位相比較回
路およびフィルタ回路と共に位相同期ループ回路を構成
し、前記位相差信号に基づいて前記第２の発振周波数を
発振するように構成されているところに特徴を有する
（請求項１）。

【０００７】上記構成の超音波モータの駆動装置によれ
ば、発振回路から第１の発振周波数が超音波モータの圧
電素子の第１の端子および共通端子に与えられ、電圧制
御発振回路から第２の発振周波数が圧電素子の第２の端
子および共通端子に与えられると、超音波モータが駆動
するようになる。

【０００８】この場合、上記第２の発振周波数は、これ
ら第１の発振周波数および第２の発振周波数が位相比較
回路に与えられ、それらの位相差に基づいた位相差信号
がフィルタ回路を介して電圧制御発振回路に与えられる
ことによって発振されている。すなわち、この第２の発
振周波数は、第１の発振周波数および第２の発振周波数
の位相差に依存しており、第１の発振周波数および第２
の発振周波数の位相差が一定となるよう発振されるもの
である。

【０００９】したがって、例えば第１の発振周波数が変
化した場合であっても、第２の発振周波数は、それに追
従して第１の発振周波数との位相差が一定となるように
変化するようになるので、従来とは異なって、第１の発
振周波数および第２の発振周波数の位相差が変化してし
まうことはなく、よって、それらの位相差の調整が不要
となり、使い勝手を良好にすることができる。

【００１０】また、上記した超音波モータの駆動装置に
おいて、前記発振回路の振動子を、前記超音波モータの
圧電素子の第１の端子および共通端子間に関する圧電素
子部分で構成し、前記電圧制御発振回路の振動子を、前
記超音波モータの圧電素子の第２の端子および共通端子
間に関する圧電素子部分で構成しても良い（請求項
２）。

【００１１】上記構成の超音波モータの駆動装置によれ
ば、発振回路の振動子は、超音波モータの圧電素子にあ
って第１の端子および共通端子間に関する部分に共振
し、電圧制御発振回路の振動子は、第２の端子および共
通端子間に関する部分に共振するようになるので、発振
回路から発振される第１の発振周波数および電圧制御発
振回路から発振される第２の発振周波数をそれぞれ圧電
素子に固有の周波数に合わせるための調整が必要なく、
使い勝手をより良好にすることができる。

【００１２】また、前記位相同期ループ回路を、前記位
相差が略９０°となるように構成しても良い（請求項
３）。また、前記位相同期ループ回路を、前記位相比較
回路の特性直線を移動させることによって前記位相差を
得るように構成しても良い（請求項４）。

【００１３】また、前記位相同期ループ回路にあって前
記電圧制御発振回路と前記位相比較回路との間に、前記
電圧制御発振回路から与えられた第２の発振周波数を遅
延して前記位相比較回路に出力することにより前記位相
差を得る遅延回路を設けても良い（請求項５）。

【００１４】また、前記発振回路および電圧制御発振回
路を、それぞれＣＭＯＳインバータを設けて構成しても
良い（請求項６）。また、前記発振回路および前記電圧
制御発振回路に供給する電圧を可変とする供給電圧可変
手段を設けても良い（請求項７）。

【００１５】また、前記第１の発振周波数もしくは第２
の発振周波数の位相を反転する位相反転手段を設けても
良い（請求項８）。また、前記発振回路もしくは前記電
圧制御回路の発振を停止する発振停止手段を設けても良
い（請求項９）。

【００１６】また、前記発振回路および前記電圧制御回
路のうちの双方の発振を停止する発振停止手段を設けて
も良い（請求項１０）。さらに、前記発振回路および前
記電圧制御回路に供給する電圧を前記超音波モータが回
転不能となるまで低下させる供給電圧低下手段を設けて
も良い（請求項１１）。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て図１ないし図７を参照しながら説明する。まず、超音
波モータ１１は、円環状の圧電素子１２上に弾性体から
なる振動体１３が設けられ、さらに、その振動体１３上
に円環状の移動体１４が回転移動可能に設けられて構成
されている。尚、移動体１４は、図１においては、一部
を切欠いて断面にし、振動体１３から離した状態で示し
ている。

【００１８】上記圧電素子１２は、図２（ａ）および
（ｂ）に示すように、セラミック基板１５の一方の面
（図１中、下側の面）に、４個の電極１６ａ〜１６ｄが
例えば蒸着によって形成され、他方の面（図１中、上側
の面）に、６個の電極１７ａ〜１７ｆが形成されて構成
されている。この場合、これら電極１６ａ〜１６ｄなら
びに電極１７ａ〜１７ｆは、上記振動体１３に進行波が
発生するように、それぞれ異なる大きさに形成されてい
るものである。

【００１９】そして、これら４個の電極１６ａ〜１６ｄ
のうち、電極１６ａは圧電素子１２のＡ相端子（本発明
でいう第１の端子）１２ａとされ、電極１６ｃはＢ相端
子（本発明でいう第２の端子）１２ｂとされている。ま
た、セラミック基板１５の上記６個の電極１７ａ〜１７
ｆが形成された他方の面は、上記振動体１３の裏面（図
１中、下側の面）と対向しており、それら６個の電極１
７ａ〜１７ｆは、それぞれ振動体１３の裏面の全体にわ
たって設けられた導体（図示せず）と接することによっ
て等電位とされ、共通端子１２ｃとされている（図２
（ｂ）では、そのうちの電極１７ａを代表して共通端子
１２ｃとして示している）。

【００２０】このような構成とすることによって、上記
圧電素子１２にあっては、図３に示すように、Ａ相端子
１２ａおよび共通端子１２ｃ間に関する部分は、セラミ
ック振動子１８と等価であると見做すことができ、Ｂ相
端子１２ｂおよび共通端子１２ｃ間に関する部分は、セ
ラミック振動子１９と等価であると見做すことができ
る。そして、このとき、圧電素子１２の周波数特性は、
図４に示すようになっている。

【００２１】しかして、上記超音波モータ１１におい
て、圧電素子１２にあってＡ相端子１２ａおよび共通端
子１２ｃ間に関する部分およびＢ相端子１２ｂおよび共
通端子１２ｃ間に関する部分が振動すると、振動体１３
に位相の異なる２つの発振周波数が与えられていること
になるので、それによって、振動体１３に進行波が発生
し、振動体１３の表面が楕円運動し、移動体１４が振動
体１３上を回転移動するようになっている。

【００２２】次いで、上記超音波モータ１１を駆動する
超音波モータの駆動装置２０について説明する。超音波
モータの駆動装置２０は、発振回路２１と、位相比較回
路２２（本発明でいう位相反転手段）と、フィルタ回路
２３と、電圧制御発振回路（以下、ＶＣＯと略称する）
２４とから構成されている（図１参照）。

【００２３】発振回路２１にあって発振源となる振動子
は、圧電素子１２のＡ相端子１２ａおよび共通端子１２
ｃに接続されており、つまり、上記セラミック振動子１
８により疑似的に構成されている。これによって、圧電
素子１２のＡ相端子１２ａおよび共通端子１２ｃ間に関
する部分が振動すると、発振回路２１から発振周波数
（本発明でいう第１の発振周波数）が発振されるように
なっている。

【００２４】そして、この発振回路２１の出力端子は、
位相比較回路２２の一方の入力端子に接続されており、
発振回路２１から発振された発振周波数は、位相比較回
路２２に与えられるようになっている。また、位相比較
回路２２の他方の入力端子には、ＶＣＯ２４の出力端子
が帰還されて接続されている。

【００２５】位相比較回路２２は、発振回路２１から与
えられた発振周波数と、ＶＣＯ２４から与えられた発振
周波数との位相を比較し、それらの位相差が所定の値と
なるように位相差信号を生成し、生成した位相差信号を
フィルタ回路２３に出力するようになっている。フィル
タ回路２３は、位相比較回路２２から与えられた位相差
信号を積分して直流制御信号を生成し、その直流制御信
号をＶＣＯ２４に出力するようになっている。

【００２６】上記ＶＣＯ２４にあって発振源となる振動
子は、圧電素子１２のＢ相端子１２ｂおよび共通端子１
２ｃに接続されており、つまり、上記セラミック振動子
１９により疑似的に構成されている。これによって、圧
電素子１２のＢ相端子１２ｂおよび共通端子１２ｃ間に
関する部分が振動すると、ＶＣＯ２４から発振周波数
（本発明でいう第２の発振周波数）が発振されるように
なっており、このとき、その発振周波数は、上記フィル
タ回路２３から与えられた直流制御信号に応じて決定さ
れている。また、ＶＣＯ２４の出力端子は、上述したよ
うに、位相比較回路２２の他方の入力端子に帰還されて
接続されている。

【００２７】尚、これら発振回路２１、位相比較回路２
２、フィルタ回路２３ならびにＶＣＯ２４には、図示し
ない電源供給装置（本発明でいう供給電圧可変手段、発
振停止手段ならびに供給電圧低下手段）からそれぞれ所
定の電源が供給されるようになっている。また、位相比
較回路２２、フィルタ回路２３ならびにＶＣＯ２４によ
って位相同期ループ回路２５が構成されている。

【００２８】次いで、上記した発振回路２１およびＶＣ
Ｏ２４の具体的な電気回路について説明する。まず、発
振回路２１について、図５に示す電気回路図を参照して
説明する。図５において、ＣＭＯＳインバータ２６の出
力端子は、抵抗２７を介してコンデンサ２８に接続され
ており、それら抵抗２７とコンデンサ２８との共通接続
点は、圧電素子１２の共通端子１２ｃに接続されてい
る。また、ＣＭＯＳインバータ２６の出力端子は、帰還
抵抗２９を介してＣＭＯＳインバータ２６の入力端子、
コンデンサ３０および圧電素子１２のＡ相端子１２ａに
接続されている。さらに、ＣＭＯＳインバータ２６の出
力端子は、ＣＭＯＳインバータ３１の入力端子に接続さ
れ、ＣＭＯＳインバータ３１の出力端子は、上記位相比
較回路２２の一方の入力端子に接続されている。

【００２９】しかして、発振回路２１においては、コン
デンサ２８および３０の充電、放電が繰返されることに
よって、圧電素子１２のＡ相端子１２ａおよび共通端子
１２ｃ間に関する部分（セラミック振動子１８）に交流
電界が与えられ、その部分が振動するようになる。

【００３０】次に、ＶＣＯ２４について、図６に示す電
気回路図を参照して説明する。図６において、ＣＭＯＳ
インバータ３２の入力端子は、上記フィルタ回路２３の
出力端子に抵抗３３、コンデンサ３４および抵抗３５を
介して接続されている。また、上記抵抗３３とコンデン
サ３４との間には、それぞれ可変容量ダイオード３６、
３７のカソード端子およびコンデンサ３８が接続されて
おり、コンデンサ３４と抵抗３５との共通接続点は、コ
イル３９と抵抗４０とからなる並列回路４１が接続され
ている。この並列回路４１は、圧電素子１２のＢ相端子
１２ｂに接続されている。

【００３１】ＣＭＯＳインバータ３２の出力端子は、コ
ンデンサ４２に接続されていると共に、圧電素子１２の
共通端子１２ｃに接続されている。また、ＣＭＯＳイン
バータ３２の出力端子は、帰還抵抗４３を介してＣＭＯ
Ｓインバータ３２の入力端子、コンデンサ４４に接続さ
れている。さらに、ＣＭＯＳインバータ３２の出力端子
は、ＣＭＯＳインバータ４５の入力端子に接続され、Ｃ
ＭＯＳインバータ４５の出力端子は、上記位相比較回路
２２の他方の入力端子に接続されている。

【００３２】しかして、ＶＣＯ２４においては、フィル
タ回路２３から上述した直流制御信号として直流電力が
与えられ、コンデンサ４２および４４の充電、放電が繰
返されることによって、圧電素子１２のＢ相端子１２ｂ
および共通端子１２ｃ間に関する部分（セラミック振動
子１９）に交流電界が与えられ、その部分が振動するよ
うになる。

【００３３】次いで、上記位相比較回路２２について、
図７を参照して説明する。この場合、位相比較回路２２
の出力特性は、発振回路２１から与えられた発振周波数
とＶＣＯ２４から与えられた発振周波数との位相が等し
いときに（位相差が０°であるときに）、出力電圧が０
ボルトとなる特性直線（図７中、破線にて示す）を９０
°負方向に移動することによって、例えば発振回路２１
から与えられた発振周波数がＶＣＯ２４から与えられた
発振周波数に対して位相が９０°進んでいるときに、出
力電圧が０ボルトとなるような特性直線（図７中、実線
にて示す）とされている。

【００３４】次に、上記構成の作用について説明する。
超音波モータ１１の圧電素子１２において、発振回路２
１の振動子であるＡ相端子１２ａおよび共通端子１２ｃ
間に関する部分が振動し、また、ＶＣＯ２４の振動子で
あるＢ相端子１２ｂおよび共通端子１２ｃ間に関する部
分が振動すると、これによって、圧電素子１２に位相の
異なる２つの発振周波数が発振していることになるの
で、振動体１３に進行波が発生し、その進行波によって
振動体１３の表面が楕円運動し、よって、移動体１４が
振動体１３上を回転移動するようになる。

【００３５】さて、発振回路２１にあって、その振動子
（圧電素子１２のＡ相端子１２ａおよび共通端子１２ｃ
間に関する部分）の振動に応じて発振された発振周波数
は、位相比較回路２２の一方の端子に与えられる。ま
た、ＶＣＯ２４にあって、その振動子（圧電素子１２の
Ｂ相端子１２ｂおよび共通端子１２ｃ間に関する部分）
の振動に応じて発振された発振周波数は、位相比較回路
２２の他方の端子に与えられる。

【００３６】位相比較回路２２では、発振回路２１から
与えられた発振周波数がＶＣＯ２４から与えられた発振
周波数に対して位相が９０°進むように位相差信号が生
成されてフィルタ回路２３に出力される。そして、フィ
ルタ回路２３では、位相比較回路２２から与えられた位
相差信号が積分されて直流制御信号が生成され、その直
流制御信号がＶＣＯ２４に出力される。そして、ＶＣＯ
２４では、その直流制御信号に応じて上記した発振が行
われるようになる。

【００３７】このように超音波モータの駆動装置２０に
おいては、位相同期ループ回路２５の動作によって、発
振回路２１から与えられた発振周波数およびＶＣＯ２４
から与えられた発振周波数の位相差が常に９０°に保持
されるようになっている。

【００３８】また、上記した電源供給装置から発振回路
２１およびＶＣＯ２４に供給する電圧を変更することに
よって、それらから出力される発振周波数が変更され、
移動体１４の回転速度が変更されるようになっている。

【００３９】また、位相比較回路２３の特性直線を９０
°正方向に移動することによって、例えば発振回路２１
から与えられた発振周波数がＶＣＯ２４から与えられた
発振周波数に対して位相が９０°遅れているときに、出
力電圧が０ボルトとなるような特性直線（図７中、一点
鎖線にて示す）とされ、移動体１４の回転方向が変更さ
れるようになっている。

【００４０】また、電源供給装置から発振回路２１およ
びＶＣＯ２４のうちのどちらか一方へ供給される電圧が
零ボルトとなると、進行波の発生がなくなり、定常波が
発生するようになるので、移動体１４の回転が停止され
るようになっている。

【００４１】また、電源供給装置から発振回路２１およ
びＶＣＯ２４の双方へ供給される電圧が零ボルトとなっ
た場合であっても、進行波が発生しなくなり、移動体１
４の回転が停止されるようになっている。さらに、電源
供給装置から発振回路２１およびＶＣＯ２４へ供給され
る電圧が、移動体１４が回転不能となるまで低下される
と、移動体１４の回転が停止されるようになっている。

【００４２】このように第１実施例によれば、超音波モ
ータの駆動装置２０を、発振回路２１ならびに位相同期
ループ回路２５を採用して構成したので、発振回路２１
から超音波モータ１１の圧電素子１２のＡ相端子１２ａ
および共通端子１２ｃに与えられる発振周波数と、ＶＣ
Ｏ２４からＢ相端子１２ｂおよび共通端子１２ｃに与え
られる発振周波数との位相差を常に一定（９０°）に保
持することができる。したがって、例えば一方の発振周
波数が変化した場合であっても、他方の発振周波数は、
それに追従してそれらの位相差が一定に保持されるよう
に変化するので、従来とは異なって、それらの位相差が
変化してしまうことはなく、位相差の調整が不要とな
る。これにより、使い勝手を良好にすることができる。

【００４３】また、発振回路２１にあって発振源となる
振動子を圧電素子１２のＡ相端子１２ａおよび共通端子
１２ｃ間に関する部分によって構成し、ＶＣＯ２４にあ
って発振源となる振動子を圧電素子１２のＢ相端子１２
ｂおよび共通端子１２ｃ間に関する部分で構成したの
で、発振回路２１およびＶＣＯ２４から発振される発振
周波数を圧電素子１２に固有の周波数に合わせるための
調整が必要なく、使い勝手をより良好にすることができ
る。

【００４４】また、発振回路２１から圧電素子１２のＡ
相端子１２ａおよび共通端子１２ｃに与えられる発振周
波数と、ＶＣＯ２４から圧電素子１２のＢ相端子１２ｂ
および共通端子１２ｃに与えられる発振周波数との位相
差を、常に９０°となるように構成したので、それら２
つの発振周波数に基づいて生成される進行波の振幅を最
大とすることができる。

【００４５】また、位相比較回路２２において、その特
性直線を移動させることによって、９０°の位相差を得
る構成としたので、別途、遅延回路を設けて位相差を得
る構成のものよりも、構成を簡略化することができ、そ
の分、コストの削減を図ることができる。

【００４６】また、発振回路２１およびＶＣＯ２４を、
それぞれＣＭＯＳインバータ２６，３１および３２，４
５を採用して構成したので、超音波モータの駆動装置２
０を例えば５ボルト単一電源で使用することができ、消
費電力の低下を図ることができる。

【００４７】また、上記した電源供給装置から発振回路
２１およびＶＣＯ２４に供給する電圧を変更できるよう
に構成したので、供給電圧を変更することによって、移
動体１４の回転速度を容易に変更することができる。

【００４８】また、位相比較回路２２の特性直線を、９
０°正方向に移動することによって、発振回路２１から
与えられた発振周波数がＶＣＯ２４から与えられた発振
周波数に対して位相が９０°遅れているときに、出力電
圧が０ボルトとなるような特性直線とすることができる
ように構成したので、移動体１４の回転方向を容易に変
更することができる。

【００４９】また、電源供給装置から発振回路２１およ
びＶＣＯ２４のうちのどちらか一方へ供給する電圧を零
ボルトにできるように構成したので、進行波に代えて定
常波を発生させることによって、移動体１４の回転移動
を容易に停止させることができ、さらに、停止させたの
ちに、その供給電圧を零ボルトとした方に、所定の電圧
を与えることによって、容易に再駆動させることができ
る。

【００５０】また、電源供給装置から発振回路２１およ
びＶＣＯ２４の双方へ供給する電圧を零ボルトとできる
ように構成したので、移動体１４の回転移動を容易に停
止させることができ、さらに、停止させたのちに、所定
の電圧を与えることによって、容易に再駆動させること
ができる。

【００５１】さらに、電源供給装置から発振回路２１お
よびＶＣＯ２４へ供給される電圧を移動体１４が回転不
能となるまで低下できるように構成したので、供給電圧
を低下することによって、移動体１４の回転移動を容易
に停止させることができ、さらに、停止させたのちに、
供給電圧を増加することによって、容易に再駆動させる
ことができる。

【００５２】次に、本発明の第２実施例について、図８
を参照して説明する。尚、第１実施例と同一部分には同
一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分につい
て説明する。この第２実施例に示す超音波モータの駆動
装置５１においては、ＶＣＯ２４と位相比較回路２２と
の間の帰還ループに遅延回路５２を設け、位相比較回路
２２、フィルタ回路２３、ＶＣＯ２４および遅延回路５
２により位相同期ループ回路５３を構成している。すな
わち、上記位相比較回路２２において特性直線を移動す
ることなく、遅延回路５２においてＶＣＯ２４から与え
られた発振周波数に９０°の位相差を付与することによ
って、発振回路２１から発振される発振周波数とＶＣＯ
２４から発振される発振周波数との間に９０°の位相差
が生じるように構成している。

【００５３】この第２実施例においても、上述した第１
実施例と同様の作用効果を得ることができ、この場合
は、位相比較回路２２において特性直線を移動する必要
がないので、その分、位相比較回路２２の構成を簡略化
することができる。

【００５４】本発明は、上記実施例にのみ限定されるも
のでなく、次のように変形または拡張することができ
る。位相差は、９０°でなく、任意の値に設定すれば良
い。位相比較回路２２において特性直線を移動させるこ
とよって位相を反転させることに代えて、別途、位相反
転回路を設け、その位相反転回路において位相を反転さ
せるように構成しても良い。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、請
求項１記載の超音波モータの駆動装置によれば、発振回
路ならびに位相同期ループ回路を採用して構成したの
で、超音波モータの圧電素子の第１の端子および共通端
子に与えられる第１の発振周波数と、圧電素子の第２の
端子および共通端子与えられる第２の発振周波数との位
相差を常に一定に保持することができる。したがって、
例えば一方の発振周波数を変更した場合であっても、他
方の発振周波数は、それに追従してそれらの位相差が一
定となるように変化するようになるので、従来とは異な
って、第１の発振周波数および第２の発振周波数の位相
差が変化してしまうことはなく、位相差の調整が不要と
なって、使い勝手を良好にすることができる。

【００５６】請求項２記載の超音波モータの駆動装置に
よれば、発振回路の振動子を、超音波モータの圧電素子
の第１の端子および共通端子間に関する圧電素子部分で
構成し、電圧制御発振回路の振動子を、超音波モータの
圧電素子の第２の端子および共通端子間に関する圧電素
子部分で構成したので、発振回路および電圧制御発振回
路から発振される発振周波数を圧電素子に固有の周波数
に合わせるための調整が必要なく、使い勝手をより良好
にすることができる。

【００５７】請求項３記載の超音波モータの駆動装置に
よれば、位相同期ループ回路を位相差が略９０°となる
ように構成したので、第１の発振周波数ならびに第２の
発振周波数に基づいて生成される進行波の振幅を最大と
することができる。

【００５８】請求項４記載の超音波モータの駆動装置に
よれば、位相同期ループ回路を位相比較回路の特性直線
を移動させることによって位相差を得るように構成した
ので、別途、遅延回路を設けて位相差を得る構成のもの
よりも、構成を簡略化することができ、その分、コスト
の削減を図ることができる。

【００５９】請求項５記載の超音波モータの駆動装置に
よれば、位相同期ループ回路にあって電圧制御発振回路
と位相比較回路との間に、電圧制御発振回路から与えら
れた第２の発振周波数を遅延して位相比較回路に出力す
ることにより位相差を得る遅延回路を設けたので、位相
比較回路の特性直線を移動する必要はなく、その分、位
相比較回路の構成を簡略化することができる。

【００６０】請求項６記載の超音波モータの駆動装置に
よれば、発振回路および電圧制御発振回路をそれぞれＣ
ＭＯＳインバータを設けて構成したので、所定の単一電
源で使用することができ、消費電力の低下を図ることが
できる。

【００６１】請求項７記載の超音波モータの駆動装置に
よれば、発振回路および電圧制御発振回路に供給する電
圧を可変とする供給電圧可変手段を設けたので、その供
給電圧を変更することによって、超音波モータの回転速
度を容易に変更することができる。

【００６２】請求項８記載の超音波モータの駆動装置に
よれば、第１の発振周波数もしくは第２の発振周波数の
位相を反転する位相反転手段を設けたので、いずれか一
方の位相を反転させることによって、回転方向を容易に
変更することができる。

【００６３】請求項９記載の超音波モータの駆動装置に
よれば、発振回路もしくは電圧制御回路の発振を停止す
る発振停止手段を設けたので、進行波を定常波に代える
ことによって、超音波モータの回転移動を容易に停止さ
せることができ、さらに、停止させたのちに、容易に再
駆動させることができる。

【００６４】請求項１０記載の超音波モータの駆動装置
によれば、発振回路および電圧制御回路のうちの双方の
発振を停止する発振停止手段を設けたので、超音波モー
タの回転移動を容易に停止させることができ、さらに、
停止させたのちに、容易に再駆動させることができる。

【００６５】請求項１１記載の超音波モータの駆動装置
によれば、発振回路および電圧制御回路に供給する電圧
を超音波モータが回転不能となるまで低下させる供給電
圧低下手段を設けたので、供給電圧を低下することによ
って、超音波モータの回転移動を容易に停止させること
ができ、さらに、停止させたのちに、容易に再駆動させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すブロック構成図

【図２】圧電素子の平面図ならびに裏面図

【図３】圧電素子の等価回路図

【図４】圧電素子の周波数特性図

【図５】発振回路の電気回路図

【図６】電圧制御発振回路の電気回路図

【図７】位相比較回路の特性図

【図８】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図９】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

図面中、１１は超音波モータ、１２は圧電素子、１２ａ
はＡ相端子（第１の端子）、１２ｂはＢ相端子（第２の
端子）、１２ｃは共通端子、１８，１９はセラミック振
動子、２０は超音波モータの駆動装置、２１は発振回
路、２２は位相比較回路、２３はフィルタ回路、２４は
電圧制御発振回路、２５は位相同期ループ回路、２６，
３１，３２，４５はＣＭＯＳインバータ、５１は超音波
モータの駆動装置、５２は遅延回路、５３は位相同期ル
ープ回路である。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波モータの圧電素子の第１の端子お
   よび共通端子に第１の発振周波数を与えると共に、第２
   の端子および前記共通端子に前記第１の発振周波数とは
   位相の異なる第２の発振周波数を与えることによって前
   記超音波モータを駆動する超音波モータの駆動装置にお
   いて、 前記第１の発振周波数を発振する発振回路と、 前記第２の発振周波数を発振する電圧制御発振回路と、 前記第１の発振周波数と第２の発振周波数とが与えら
   れ、それらの位相差に基づいて位相差信号を生成し、そ
   の位相差信号をフィルタ回路を介して前記電圧制御発振
   回路に出力する位相比較回路とを備え、 前記電圧制御発振回路は、前記位相比較回路およびフィ
   ルタ回路と共に位相同期ループ回路を構成し、前記位相
   差信号に基づいて前記第２の発振周波数を発振するよう
   に構成されていることを特徴とする超音波モータの駆動
   装置。
2. 【請求項２】 前記発振回路の振動子は、前記超音波モ
   ータの圧電素子の第１の端子および共通端子間に関する
   圧電素子部分で構成され、 前記電圧制御発振回路の振動子は、前記超音波モータの
   圧電素子の第２の端子および共通端子間に関する圧電素
   子部分で構成されていることを特徴とする請求項１記載
   の超音波モータの駆動装置。
3. 【請求項３】 前記位相同期ループ回路は、前記位相差
   を略９０°とするように構成されていることを特徴とす
   る請求項１または２記載の超音波モータの駆動装置。
4. 【請求項４】 前記位相同期ループ回路は、前記位相比
   較回路の特性直線を移動させることによって前記位相差
   を得るように構成されていることを特徴とする請求項１
   ないし３のいずれかに記載の超音波モータの駆動装置。
5. 【請求項５】 前記位相同期ループ回路にあって前記電
   圧制御発振回路と前記位相比較回路との間に、前記電圧
   制御発振回路から与えられた第２の発振周波数を遅延し
   て前記位相比較回路に出力することにより前記位相差を
   得る遅延回路が設けられていることを特徴とする請求項
   １ないし３のいずれかに記載の超音波モータの駆動装
   置。
6. 【請求項６】 前記発振回路および電圧制御発振回路
   は、それぞれＣＭＯＳインバータが設けられて構成され
   ていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに
   記載の超音波モータの駆動装置。
7. 【請求項７】 前記発振回路および前記電圧制御発振回
   路に供給する電圧を可変とする供給電圧可変手段が設け
   られていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれ
   かに記載の超音波モータの駆動装置。
8. 【請求項８】 前記第１の発振周波数もしくは第２の発
   振周波数の位相を反転する位相反転手段が設けられてい
   ることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載
   の超音波モータの駆動装置。
9. 【請求項９】 前記発振回路もしくは前記電圧制御回路
   の発振を停止する発振停止手段が設けられていることを
   特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の超音波
   モータの駆動装置。
10. 【請求項１０】 前記発振回路および前記電圧制御回路
    のうちの双方の発振を停止する発振停止手段が設けられ
    ていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに
    記載の超音波モータの駆動装置。
11. 【請求項１１】 前記発振回路および前記電圧制御回路
    に供給する電圧を前記超音波モータが回転不能となるま
    で低下させる供給電圧低下手段が設けられていることを
    特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の超音
    波モータの駆動装置。