JPH11206156A - 振動型モータのための制御装置 - Google Patents
振動型モータのための制御装置Info
- Publication number
- JPH11206156A JPH11206156A JP10308684A JP30868498A JPH11206156A JP H11206156 A JPH11206156 A JP H11206156A JP 10308684 A JP10308684 A JP 10308684A JP 30868498 A JP30868498 A JP 30868498A JP H11206156 A JPH11206156 A JP H11206156A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- sweep
- vibration
- control device
- vibrating body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 10
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 6
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229920006015 heat resistant resin Polymers 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/14—Drive circuits; Control arrangements or methods
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/14—Drive circuits; Control arrangements or methods
- H02N2/142—Small signal circuits; Means for controlling position or derived quantities, e.g. speed, torque, starting, stopping, reversing
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/163—Motors with ring stator
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置に影響を及ぼすことなく固着を確実には
がすることができる振動型装置を提供する。 【解決手段】 振動体に発生させた進行性振動波によ
り、振動体と前記振動体に加圧接触した接触部材とを相
対移動させる振動型装置において、固着はがしのため
に、起動のための交番信号の周波数を固着状態での共振
周波数よりも高周波数側から低周波数側へスイープす
る。
がすることができる振動型装置を提供する。 【解決手段】 振動体に発生させた進行性振動波によ
り、振動体と前記振動体に加圧接触した接触部材とを相
対移動させる振動型装置において、固着はがしのため
に、起動のための交番信号の周波数を固着状態での共振
周波数よりも高周波数側から低周波数側へスイープす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は振動体に発生させた
進行性振動波により、振動体と該振動体に加圧接触した
部材とを相対運動させる振動型モータの制御装置に関す
るものである。
進行性振動波により、振動体と該振動体に加圧接触した
部材とを相対運動させる振動型モータの制御装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】進行性振動波を利用した振動型装置（振
動型モータ）の原理的概要は下記のようである。全長が
ある長さλの整数倍であるようなリング状、もしくは楕
円、長円状の弾性的材料性の弾性体の片面に、周方向に
配列された電気−機械変換素子、ここでは二群の複数個
の圧電素子（単板でも複数個でも分群可）を固着したも
のを振動体（ステータ）とする。これらの圧電素子は各
群内ではλ／２のピッチにて、かつ交互に逆の伸縮極性
となるように配列されており、また両群間にはλ／４の
奇数倍のずれかあるように配列されている。
動型モータ）の原理的概要は下記のようである。全長が
ある長さλの整数倍であるようなリング状、もしくは楕
円、長円状の弾性的材料性の弾性体の片面に、周方向に
配列された電気−機械変換素子、ここでは二群の複数個
の圧電素子（単板でも複数個でも分群可）を固着したも
のを振動体（ステータ）とする。これらの圧電素子は各
群内ではλ／２のピッチにて、かつ交互に逆の伸縮極性
となるように配列されており、また両群間にはλ／４の
奇数倍のずれかあるように配列されている。
【０００３】圧電素子の両群にはそれぞれ電極膜が施さ
れている。いずれかの一群（以下Ａ相と称す）のみに交
流電圧を印加すれば、上記弾性体は、該群の各圧電素子
の中央点及びそこからλ／２おきの点が腹の位置、また
該腹の位置間の中央点が節の位置であるような曲げ振動
の定在波（波長λ）が弾性体の全周にわたって発生す
る。
れている。いずれかの一群（以下Ａ相と称す）のみに交
流電圧を印加すれば、上記弾性体は、該群の各圧電素子
の中央点及びそこからλ／２おきの点が腹の位置、また
該腹の位置間の中央点が節の位置であるような曲げ振動
の定在波（波長λ）が弾性体の全周にわたって発生す
る。
【０００４】他の一群（以下Ｂ相と称す）のみに交流電
圧を印加すれば同様に定在波が生ずるが、その腹及び節
の位置はＡ相による定在波に対して、λ／４ずれたもの
になる。両Ａ，Ｂ相に、周波数が同じで、かつ互いに９
０°の時間的位相差を有する交流電圧を同時に印加する
と、両者の定在波の合成の結果、弾性体には周方向に振
動する曲げ振動の進行波（波長λ）が発生し、このと
き、厚みを有する上記弾性体の各点は楕円運動をする。
圧を印加すれば同様に定在波が生ずるが、その腹及び節
の位置はＡ相による定在波に対して、λ／４ずれたもの
になる。両Ａ，Ｂ相に、周波数が同じで、かつ互いに９
０°の時間的位相差を有する交流電圧を同時に印加する
と、両者の定在波の合成の結果、弾性体には周方向に振
動する曲げ振動の進行波（波長λ）が発生し、このと
き、厚みを有する上記弾性体の各点は楕円運動をする。
【０００５】よって、弾性体の片面に移動体（ロータ）
として、例えばリング状の移動体を加圧接触させておけ
ば、該移動体は弾性体から周方向の摩擦力を受け回転駆
動される。また、前記楕円運動の周方向成分を増やすた
めに、振動体の圧電素子固着面と反対側に周方向に複数
個の径方向の溝をいれると、振動の中立面が圧電素子固
着面側に移動し、同じ振幅でも回転数が上がり、モータ
効率をも上げる効果が大きいことが確認されている。ま
た、この溝は摩耗粉除去の効果をもあわせ持っている。
このような原理につき、 １）無通電時、保持トルクを有し、しかも、位置決め動
作時にハンチングをおこさない。 ２）イナーシャが小さく、駆動トルクが大きいため、回
転の立ち上がり、立ち下がりが速い（機械的時定数が小
さい）。 ３）円周上すべての点が、等しい駆動力を発生するの
で、コギングがない。等の長所があり、振動型装置は原
理的に高精度回転や、高精度位置決めに適しているとい
えるが、摩擦力を利用するため、経時的な摩擦面の摩
耗、または湿度、温度環境下での摩擦力の変化などで、
モータ性能のばらつきが避けにくい、という短所もあわ
せもつ。
として、例えばリング状の移動体を加圧接触させておけ
ば、該移動体は弾性体から周方向の摩擦力を受け回転駆
動される。また、前記楕円運動の周方向成分を増やすた
めに、振動体の圧電素子固着面と反対側に周方向に複数
個の径方向の溝をいれると、振動の中立面が圧電素子固
着面側に移動し、同じ振幅でも回転数が上がり、モータ
効率をも上げる効果が大きいことが確認されている。ま
た、この溝は摩耗粉除去の効果をもあわせ持っている。
このような原理につき、 １）無通電時、保持トルクを有し、しかも、位置決め動
作時にハンチングをおこさない。 ２）イナーシャが小さく、駆動トルクが大きいため、回
転の立ち上がり、立ち下がりが速い（機械的時定数が小
さい）。 ３）円周上すべての点が、等しい駆動力を発生するの
で、コギングがない。等の長所があり、振動型装置は原
理的に高精度回転や、高精度位置決めに適しているとい
えるが、摩擦力を利用するため、経時的な摩擦面の摩
耗、または湿度、温度環境下での摩擦力の変化などで、
モータ性能のばらつきが避けにくい、という短所もあわ
せもつ。
【０００６】上記長短所を鑑みて、 １）摩擦係数が、ある程度大きいこと（モータトルク性
能をあげるため） ２）耐摩耗性があること（モータ性能を経時的に維持す
るため） ３）熱伝導率が高いこと（放熱をよくし、モータ特性の
温度変化を防ぐため） ４）移動体が軽量であること（イナーシャを小さくする
ため）など条件が摺動材に要求されている。
能をあげるため） ２）耐摩耗性があること（モータ性能を経時的に維持す
るため） ３）熱伝導率が高いこと（放熱をよくし、モータ特性の
温度変化を防ぐため） ４）移動体が軽量であること（イナーシャを小さくする
ため）など条件が摺動材に要求されている。
【０００７】上記１）、３）の条件を満たすためには無
機系材料の組み合わせが望ましいが、振動型装置の材料
としては耐摩耗性に劣り、振動型装置を用いた装置とし
ての用途が限定される。
機系材料の組み合わせが望ましいが、振動型装置の材料
としては耐摩耗性に劣り、振動型装置を用いた装置とし
ての用途が限定される。
【０００８】一般に振動型装置の摺動材の組み合わせは
比較的摩耗が少ない複合樹脂と無機材料の組み合わせ、
例えば複合樹脂として、耐熱性樹脂を母材として、炭素
繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維などの各種繊
維、または、窒化珪素、炭化珪素、チタン酸カリウムな
どのウィスカー、その他いろいろ強化作用、もしくは熱
伝導率を高くする作用を持つ充填材を添加したり、ＰＴ
ＦＥ樹脂、二硫化モリブデン、黒鉛などの潤滑作用を持
つ充填材を添加した樹脂が提案されている。
比較的摩耗が少ない複合樹脂と無機材料の組み合わせ、
例えば複合樹脂として、耐熱性樹脂を母材として、炭素
繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維などの各種繊
維、または、窒化珪素、炭化珪素、チタン酸カリウムな
どのウィスカー、その他いろいろ強化作用、もしくは熱
伝導率を高くする作用を持つ充填材を添加したり、ＰＴ
ＦＥ樹脂、二硫化モリブデン、黒鉛などの潤滑作用を持
つ充填材を添加した樹脂が提案されている。
【０００９】また、相手材としては、ステンレス、燐青
銅などの金属素地そのまま、もしくはそれらを表面硬化
処理したものを利用するものから、タングステン、ニッ
ケル、コバルト、クロムなどのメッキ、さらにそのメッ
キ層の中に強化するための炭化珪素、摩擦係数を安定さ
せるためのフッ素樹脂を充填ないしは析出させたり、各
種酸化物系、炭化物系のセラミックス、金属など、もし
くは複合溶射物が提案され、一部実用化されている。
銅などの金属素地そのまま、もしくはそれらを表面硬化
処理したものを利用するものから、タングステン、ニッ
ケル、コバルト、クロムなどのメッキ、さらにそのメッ
キ層の中に強化するための炭化珪素、摩擦係数を安定さ
せるためのフッ素樹脂を充填ないしは析出させたり、各
種酸化物系、炭化物系のセラミックス、金属など、もし
くは複合溶射物が提案され、一部実用化されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
複合樹脂と無機材料の組み合わせは、耐摩耗性に優れた
組み合わせは存在するのだが、駆動装置として駆動して
ある程度定常的な摺動面になったとき、湿度環境下を経
験すると、複合樹脂と無機材料がくっついてしまう（以
下、固着現象と呼ぶ）という欠点が表面化した。
複合樹脂と無機材料の組み合わせは、耐摩耗性に優れた
組み合わせは存在するのだが、駆動装置として駆動して
ある程度定常的な摺動面になったとき、湿度環境下を経
験すると、複合樹脂と無機材料がくっついてしまう（以
下、固着現象と呼ぶ）という欠点が表面化した。
【００１１】この固着現象に付いては各所で解析されて
おり、特開平６−２６１５５６号公報に記載の樹脂の加
水分解説、特開平５−１３７３５８号公報に記載の金属
イオンの存在説など、化学的側面からの説明が試みられ
ている。
おり、特開平６−２６１５５６号公報に記載の樹脂の加
水分解説、特開平５−１３７３５８号公報に記載の金属
イオンの存在説など、化学的側面からの説明が試みられ
ている。
【００１２】しかし、実験したところ、複合樹脂と無機
材料の組み合わせだと、モータ性能と耐摩耗性に優れた
材料（例えば、１００時間駆動して数μｍ摩耗する程度
の組み合わせ）は必ず固着する。
材料の組み合わせだと、モータ性能と耐摩耗性に優れた
材料（例えば、１００時間駆動して数μｍ摩耗する程度
の組み合わせ）は必ず固着する。
【００１３】それは、若干の固着力の差はあるが、複合
樹脂の母材の表面の濡れ性、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹
脂、結晶性などに関係なく、（ポリテトラフルオロエチ
レン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサル
フォン、ポリアミド、ポリイミド等）、充填材（炭素繊
維、カーボンビーズ、チタン酸カリウムウィスカー、二
硫化モリブデン、その他）にも、組み合わせの相手材
（金属の種類、セラミックス（炭化物系、酸化物系）に
も関係なく起こる現象であることが実験的に確認され
た。なお、以上の実験後に分析を行ったが、樹脂の加水
分解の多少の判定は出来なかった。
樹脂の母材の表面の濡れ性、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹
脂、結晶性などに関係なく、（ポリテトラフルオロエチ
レン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサル
フォン、ポリアミド、ポリイミド等）、充填材（炭素繊
維、カーボンビーズ、チタン酸カリウムウィスカー、二
硫化モリブデン、その他）にも、組み合わせの相手材
（金属の種類、セラミックス（炭化物系、酸化物系）に
も関係なく起こる現象であることが実験的に確認され
た。なお、以上の実験後に分析を行ったが、樹脂の加水
分解の多少の判定は出来なかった。
【００１４】固着現象が起きる条件について種々試験し
た結果、振動型装置側には１）駆動したときに生ずる摩
耗粉の最小単位の大きさが、〜１μｍ程度である材料組
み合わせである。 ２）ある程度の時間、駆動している。
た結果、振動型装置側には１）駆動したときに生ずる摩
耗粉の最小単位の大きさが、〜１μｍ程度である材料組
み合わせである。 ２）ある程度の時間、駆動している。
【００１５】また、環境条件については、 １）絶対湿度よりも相対湿度に依存する（０℃以上の場
合、温度依存性が少ない）。 ２）急激な温度変化により起きる。ことから、振動型装
置においては、摺動面が大きな摩耗粉を含まずに非常に
近接していること、外的要因として微視的な結露現象が
引き金になっていると推測される。
合、温度依存性が少ない）。 ２）急激な温度変化により起きる。ことから、振動型装
置においては、摺動面が大きな摩耗粉を含まずに非常に
近接していること、外的要因として微視的な結露現象が
引き金になっていると推測される。
【００１６】この現象についての推論を次に記す。摩擦
部分をある程度駆動すると、振動体と移動体の摺動面は
いわゆる”なじんで”くる。”なじみ”の現象を接触面
の変化として、具体的に列挙すると、 加工、駆動前環境による表面の汚れの摺動による除去 接触応力の均等化（面粗さの均等化、あたりむらの除
去） 化学的な平衡状態に達する（摺動面の温度で起きる化
学変化、応力などで起きる加工硬化、以上列挙したそれ
らの表面状態と雰囲気で決まる、表面の化学的、物理的
吸着などが定常状態に達する） ことが挙げられる。
部分をある程度駆動すると、振動体と移動体の摺動面は
いわゆる”なじんで”くる。”なじみ”の現象を接触面
の変化として、具体的に列挙すると、 加工、駆動前環境による表面の汚れの摺動による除去 接触応力の均等化（面粗さの均等化、あたりむらの除
去） 化学的な平衡状態に達する（摺動面の温度で起きる化
学変化、応力などで起きる加工硬化、以上列挙したそれ
らの表面状態と雰囲気で決まる、表面の化学的、物理的
吸着などが定常状態に達する） ことが挙げられる。
【００１７】ここで、の接触応力の均等化は、表面粗
さのある程度の平滑化を同時に進める。ここで、大まか
に言えば、定常的な摺動方向の表面粗さは、摺動による
摩耗による脱落が、表面粗さレベルの大きさの摩耗粉の
状態で起きていることを表しており、定常的な表面粗さ
と摩耗量は材料強度にもよるが、相関がある。
さのある程度の平滑化を同時に進める。ここで、大まか
に言えば、定常的な摺動方向の表面粗さは、摺動による
摩耗による脱落が、表面粗さレベルの大きさの摩耗粉の
状態で起きていることを表しており、定常的な表面粗さ
と摩耗量は材料強度にもよるが、相関がある。
【００１８】つまり、耐久性のある摺動材は、表面粗さ
が細かくなり、２面間の距離が近接した分の増大、ま
た、樹脂などのクリープしやすい材料では真実接触面積
の増大をも招く。
が細かくなり、２面間の距離が近接した分の増大、ま
た、樹脂などのクリープしやすい材料では真実接触面積
の増大をも招く。
【００１９】そのため、湿度下に置く、または、絶対湿
度が少しでも存在した場合に急激な温度降下を経験させ
ると、摺動面間の近接した部分に結露を起こし、分子間
力が働くので、マクロには摺動面同士がくっつくという
現象になる。その後、乾燥させてもくっつく現象が解除
されないことについては、非常に近接した２面間に入り
込んだ水分子群は、近接した空間の閉面と、場合により
その近接した距離よりも小さいレベルの微小な摩耗粉と
の間のVan der waals 力により保持されているので、た
とえ、そのわずかに開いた空間の蒸気圧が低くなろうと
も、水分子群が離れることがないためと推測している。
樹脂の場合は材料のクリープのために、わずかに開いた
空間がより狭くなり、固着程度がより顕著になる。固着
が起きると、振動型装置を起動するのが困難となるなど
の不具合を生ずる。
度が少しでも存在した場合に急激な温度降下を経験させ
ると、摺動面間の近接した部分に結露を起こし、分子間
力が働くので、マクロには摺動面同士がくっつくという
現象になる。その後、乾燥させてもくっつく現象が解除
されないことについては、非常に近接した２面間に入り
込んだ水分子群は、近接した空間の閉面と、場合により
その近接した距離よりも小さいレベルの微小な摩耗粉と
の間のVan der waals 力により保持されているので、た
とえ、そのわずかに開いた空間の蒸気圧が低くなろうと
も、水分子群が離れることがないためと推測している。
樹脂の場合は材料のクリープのために、わずかに開いた
空間がより狭くなり、固着程度がより顕著になる。固着
が起きると、振動型装置を起動するのが困難となるなど
の不具合を生ずる。
【００２０】本出願に係る発明の目的は、装置に影響を
及ぼすことなく固着を確実に剥すことができる振動型装
置の駆動装置を提供しようとするものである。
及ぼすことなく固着を確実に剥すことができる振動型装
置の駆動装置を提供しようとするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本願発明の請求項１で
は、振動体に配された電気ー機械エネルギー変換素子部
に対して周波信号を印加して振動体を励振させ該振動体
に接触する接触部材との相対的な駆動を行う得る振動型
モータのための制御装置において、前記振動体と接触部
材が固着している状態でのモータの共振周波数よりも高
い周波数から低い周波数方向に前記周波信号の周波数を
スイープするスイープ手段を設け、前記の目的を達成す
る制御装置を提供するものである。
は、振動体に配された電気ー機械エネルギー変換素子部
に対して周波信号を印加して振動体を励振させ該振動体
に接触する接触部材との相対的な駆動を行う得る振動型
モータのための制御装置において、前記振動体と接触部
材が固着している状態でのモータの共振周波数よりも高
い周波数から低い周波数方向に前記周波信号の周波数を
スイープするスイープ手段を設け、前記の目的を達成す
る制御装置を提供するものである。
【００２２】請求項２では、前記スイープ手段によるス
イープ動作にて前記固着はがしを行わせる振動型モータ
ための制御装置を提供するものである。
イープ動作にて前記固着はがしを行わせる振動型モータ
ための制御装置を提供するものである。
【００２３】請求項３では、前記スイープの終了周波数
を、固着していない状態でのモータ動作時の共振周波数
よりも低くすることで前記目的を達成する振動型モータ
のための制御装置を提供するものである。
を、固着していない状態でのモータ動作時の共振周波数
よりも低くすることで前記目的を達成する振動型モータ
のための制御装置を提供するものである。
【００２４】請求項４では、前記電気ー機械エネルギー
変換素子部は複数相に分割され、前記電気−機械変換素
子の複数相にそれぞれ時間的に同一または略位相の等し
い、周波信号を前記スイープに際して印加することで前
記目的を達成する振動型モータのための制御装置を提供
するものである。
変換素子部は複数相に分割され、前記電気−機械変換素
子の複数相にそれぞれ時間的に同一または略位相の等し
い、周波信号を前記スイープに際して印加することで前
記目的を達成する振動型モータのための制御装置を提供
するものである。
【００２５】請求項５では、前記スイープ手段によるス
イープ動作を繰り返し行うことで前記目的を達成する振
動型モータのための制御装置を提供するものである。
イープ動作を繰り返し行うことで前記目的を達成する振
動型モータのための制御装置を提供するものである。
【００２６】請求項６は、前記スイープ手段によるスイ
ープ動作を行うことで、固着状態が解消されたか否かを
判定する判定手段が設けられ、該判定手段で固着状態が
解消されていないと判定された際に、再度前記スイープ
動作を行わせることで上記の目的を達成した振動型モー
タのための制御装置を提供するものである。
ープ動作を行うことで、固着状態が解消されたか否かを
判定する判定手段が設けられ、該判定手段で固着状態が
解消されていないと判定された際に、再度前記スイープ
動作を行わせることで上記の目的を達成した振動型モー
タのための制御装置を提供するものである。
【００２７】請求項７では、前記再度のスイープに際し
て、スイープ開始周波数を上げて再度スイープを行うこ
とで、上記の目的を達成する振動型モータのための制御
装置を提供するものである。
て、スイープ開始周波数を上げて再度スイープを行うこ
とで、上記の目的を達成する振動型モータのための制御
装置を提供するものである。
【００２８】請求項８では、前記再度のスイープに際し
て、前記周波信号の電圧を所定量上昇させて再度スイー
プを行うことで上記の目的を達成した振動型モータのた
めの制御装置を提供するものである。
て、前記周波信号の電圧を所定量上昇させて再度スイー
プを行うことで上記の目的を達成した振動型モータのた
めの制御装置を提供するものである。
【００２９】請求項９では、前記スイープ動作が繰り返
されるごとに、スイープ開始周波数を上げてスイープ動
作を行うことで上記の目的を達成する振動型モータのた
めの制御装置を提供するものである。
されるごとに、スイープ開始周波数を上げてスイープ動
作を行うことで上記の目的を達成する振動型モータのた
めの制御装置を提供するものである。
【００３０】請求項１０では、前記スイープ動作が繰り
返されるごとに、前記周波信号の電圧を所定量上昇させ
てスイープ動作を行うことで、上記の目的を達成した振
動型モータのための制御装置を提供するものである。
返されるごとに、前記周波信号の電圧を所定量上昇させ
てスイープ動作を行うことで、上記の目的を達成した振
動型モータのための制御装置を提供するものである。
【００３１】請求項１１では、前記制御装置は、前記モ
ータが固着状態にあるか否かを決定する決定手段を有
し、該決定手段にて、固着状態にあると決定された時前
記スイープ手段によりスイープ動作を行なうことで、上
記の目的を達成した振動型モータのための制御装置を提
供するものである。
ータが固着状態にあるか否かを決定する決定手段を有
し、該決定手段にて、固着状態にあると決定された時前
記スイープ手段によりスイープ動作を行なうことで、上
記の目的を達成した振動型モータのための制御装置を提
供するものである。
【００３２】請求項１２では、前記決定手段は前記スイ
ープ手段によるスイープの開始周波数よりも低い初期周
波数から低い周波数方向に周波数をスイープした際にお
けるモータの駆動状態または特性変化状態または振動状
態を検知して固着状態が否かを決定するように構成した
振動型モータの制御装置を提供するものである。
ープ手段によるスイープの開始周波数よりも低い初期周
波数から低い周波数方向に周波数をスイープした際にお
けるモータの駆動状態または特性変化状態または振動状
態を検知して固着状態が否かを決定するように構成した
振動型モータの制御装置を提供するものである。
【００３３】請求項１３では、請求項６の前記判定手段
はスイープ動作が行われた際におけるモータの駆動状態
または特性変化状態または振動状態を検知して固着が解
除されたか否かを判定するように構成した振動型モータ
の制御装置を提供するものである。
はスイープ動作が行われた際におけるモータの駆動状態
または特性変化状態または振動状態を検知して固着が解
除されたか否かを判定するように構成した振動型モータ
の制御装置を提供するものである。
【００３４】請求項１４における発明は、振動体に配さ
れた電気ー機械エネルギー変換素子部に対して周波信号
を印加して振動体を励振させ該振動体に接触する接触部
材との相対的な駆動を行う得る振動型モータのための制
御装置において、前記振動体と接触部材が固着している
状態でのモータの共振周波数よりも高い周波数から該周
波数よりも低い所定の周波数まで前記周波信号の周波数
をスイープする第１の周波数帯モードと、該第１の周波
数帯モードでの最高周波数よりも低い所定の周波数を最
高周波数として該最高周波数から所定の低い周波数まで
の間で前記周波信号の周波数を制御する第２の周波数帯
モードとを設け、固着はがしを行えるようにした振動型
モータのための制御装置を提供するものである。
れた電気ー機械エネルギー変換素子部に対して周波信号
を印加して振動体を励振させ該振動体に接触する接触部
材との相対的な駆動を行う得る振動型モータのための制
御装置において、前記振動体と接触部材が固着している
状態でのモータの共振周波数よりも高い周波数から該周
波数よりも低い所定の周波数まで前記周波信号の周波数
をスイープする第１の周波数帯モードと、該第１の周波
数帯モードでの最高周波数よりも低い所定の周波数を最
高周波数として該最高周波数から所定の低い周波数まで
の間で前記周波信号の周波数を制御する第２の周波数帯
モードとを設け、固着はがしを行えるようにした振動型
モータのための制御装置を提供するものである。
【００３５】請求項１６では、前記第１の周波数帯モー
ドでのスイープの終了周波数を、固着していない状態で
のモータ動作時の共振周波数よりも低くすることで前記
の目的を達成する振動型モータのための制御装置を提供
するものである。
ドでのスイープの終了周波数を、固着していない状態で
のモータ動作時の共振周波数よりも低くすることで前記
の目的を達成する振動型モータのための制御装置を提供
するものである。
【００３６】請求項１７では、前記第１の周波数帯モー
ドでのスイープ動作を行うことで、固着状態が解消され
たか否かを判定する判定手段を設け、該判定手段で固着
状態が解消されていないと判定された際に、再度前記ス
イープ動作を行わせることで前記目的を達成する振動型
モータのための制御装置を提供するものである。
ドでのスイープ動作を行うことで、固着状態が解消され
たか否かを判定する判定手段を設け、該判定手段で固着
状態が解消されていないと判定された際に、再度前記ス
イープ動作を行わせることで前記目的を達成する振動型
モータのための制御装置を提供するものである。
【００３７】請求項１８では、前記再度のスイープに際
して、スイープ開始周波数を上げて再度スイープを行う
ように構成した振動型モータのための制御装置を提供す
るものである。
して、スイープ開始周波数を上げて再度スイープを行う
ように構成した振動型モータのための制御装置を提供す
るものである。
【００３８】請求項１９では、前記再度のスイープに際
して、前記周波信号の電圧を所定量上昇させて再度スイ
ープを行うように構成した振動型モータのための制御装
置を提供するものである。
して、前記周波信号の電圧を所定量上昇させて再度スイ
ープを行うように構成した振動型モータのための制御装
置を提供するものである。
【００３９】請求項２０では、前記制御装置構成とし
て、前記モータが固着状態にあるか否かを決定する決定
手段を設け、該決定手段にて、固着状態にあると決定さ
れた時前記第１の周波数帯モードでのスイープ動作を行
なうように構成した振動型モータのための制御装置を提
供するものである。
て、前記モータが固着状態にあるか否かを決定する決定
手段を設け、該決定手段にて、固着状態にあると決定さ
れた時前記第１の周波数帯モードでのスイープ動作を行
なうように構成した振動型モータのための制御装置を提
供するものである。
【００４０】請求項２１に記載の発明では、振動体に配
された電気ー機械エネルギー変換素子部に対して周波信
号を印加して振動体を励振させ該振動体に接触する接触
部材との相対的な駆動を行う得る振動型モータのための
制御装置において、前記モータに対しての通常駆動時に
おける前記周波信号の周波数帯よりも低い周波数の周波
信号で該信号のレベルを順次変更させる固着はがしモー
ドを設け上記の目的を達成した振動型モータのための制
御装置を提供するものである。
された電気ー機械エネルギー変換素子部に対して周波信
号を印加して振動体を励振させ該振動体に接触する接触
部材との相対的な駆動を行う得る振動型モータのための
制御装置において、前記モータに対しての通常駆動時に
おける前記周波信号の周波数帯よりも低い周波数の周波
信号で該信号のレベルを順次変更させる固着はがしモー
ドを設け上記の目的を達成した振動型モータのための制
御装置を提供するものである。
【００４１】請求項２２では、前記固着はがしモードは
前記信号のレベルを所定時間ごとに所定量上昇させて行
うことで、上記の目的を達成した振動型モータの制御装
置を提供するものである。
前記信号のレベルを所定時間ごとに所定量上昇させて行
うことで、上記の目的を達成した振動型モータの制御装
置を提供するものである。
【００４２】請求項２３では、振動体に発生させた進行
性振動波により、振動体と前記振動体に加圧接触した接
触部材とを相対移動させる振動型装置の駆動装置におい
て、前記振動体と接触体との固着を検出する固着検出手
段と、前記固着検出手段が固着を検出すると、起動のた
めの交番信号の周波数を高周波数側から低周波数側へス
イープする起動制御手段を設け、上記の目的を達成した
振動型装置の駆動装置を提供するものである。
性振動波により、振動体と前記振動体に加圧接触した接
触部材とを相対移動させる振動型装置の駆動装置におい
て、前記振動体と接触体との固着を検出する固着検出手
段と、前記固着検出手段が固着を検出すると、起動のた
めの交番信号の周波数を高周波数側から低周波数側へス
イープする起動制御手段を設け、上記の目的を達成した
振動型装置の駆動装置を提供するものである。
【００４３】請求項２４では、請求項２３の装置におけ
る、前記起動制御手段にて、スイープ開始周波数を、固
着時の駆動モードの共振周波数よりも高くすることによ
り上記の目的を達成した振動型装置の駆動装置を提供す
るものである。
る、前記起動制御手段にて、スイープ開始周波数を、固
着時の駆動モードの共振周波数よりも高くすることによ
り上記の目的を達成した振動型装置の駆動装置を提供す
るものである。
【００４４】請求項２５では、請求項２３の装置におけ
る、前記起動制御手段にて、スイープ終了周波数を、動
作時の駆動モードの共振周波数よりも低くすることによ
り上記の目的を達成する振動型装置の駆動装置を提供す
るものである。
る、前記起動制御手段にて、スイープ終了周波数を、動
作時の駆動モードの共振周波数よりも低くすることによ
り上記の目的を達成する振動型装置の駆動装置を提供す
るものである。
【００４５】請求項２６では、請求項２３の装置におい
て、前記振動型装置の弾性体に電気的に複数相に分割さ
れた電気−機械変換素子を設け、前記起動制御手段に
て、前記電気−機械変換素子の複数相にそれぞれ時間的
に略位相の等しい、交番信号を印加することにて上記の
目的を達成する振動型装置の駆動装置を提供するもので
ある。
て、前記振動型装置の弾性体に電気的に複数相に分割さ
れた電気−機械変換素子を設け、前記起動制御手段に
て、前記電気−機械変換素子の複数相にそれぞれ時間的
に略位相の等しい、交番信号を印加することにて上記の
目的を達成する振動型装置の駆動装置を提供するもので
ある。
【００４６】請求項２７では、請求項２３の装置におい
て、前記起動制御手段にて、スイープしても固着がはが
れないときに、再度スイープするように構成した振動型
装置の駆動装置を提供するものである。
て、前記起動制御手段にて、スイープしても固着がはが
れないときに、再度スイープするように構成した振動型
装置の駆動装置を提供するものである。
【００４７】請求項２８では、請求項２３の装置におい
て、前記起動制御手段にて、スイープしても固着がはが
れないときに、電圧を上げて再度スイープするように構
成した振動型装置の駆動装置を提供するものである。
て、前記起動制御手段にて、スイープしても固着がはが
れないときに、電圧を上げて再度スイープするように構
成した振動型装置の駆動装置を提供するものである。
【００４８】請求項２９では、請求項２３の装置におい
て、前記起動制御手段にて、スイープしても固着がはが
れないときに、スイープ開始周波数を上げて再度スイー
プするように構成した振動型装置の駆動装置を提供する
ものである。
て、前記起動制御手段にて、スイープしても固着がはが
れないときに、スイープ開始周波数を上げて再度スイー
プするように構成した振動型装置の駆動装置を提供する
ものである。
【００４９】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。振
動型装置の一例として進行波振動モータで説明する。
動型装置の一例として進行波振動モータで説明する。
【００５０】図１中、１は振動体で、可撓性を有する例
えばステンレス、鋼、真ちゅう、燐青銅、アルミ合金な
どからなるリング状の金属弾性体３の一端面に、複数個
に分極された２群の電気ー機械エネルギー変換素子とし
ての圧電素子をリング状に形成した圧電素子群４を耐熱
性のエポキシ樹脂系接着剤で同心円状に接着し、もう一
方の端面に、ナトリウムエッチング処理等で接着剤の接
着力を増強したＰＴＦＥ複合樹脂５を同様に接着し、樹
脂側の面は、モータ効率を上げるために櫛歯状に複数の
溝が周方向に規則的に形成されている。
えばステンレス、鋼、真ちゅう、燐青銅、アルミ合金な
どからなるリング状の金属弾性体３の一端面に、複数個
に分極された２群の電気ー機械エネルギー変換素子とし
ての圧電素子をリング状に形成した圧電素子群４を耐熱
性のエポキシ樹脂系接着剤で同心円状に接着し、もう一
方の端面に、ナトリウムエッチング処理等で接着剤の接
着力を増強したＰＴＦＥ複合樹脂５を同様に接着し、樹
脂側の面は、モータ効率を上げるために櫛歯状に複数の
溝が周方向に規則的に形成されている。
【００５１】２は耐摩耗性を考慮した材料からなるリン
グ状の移動体である。
グ状の移動体である。
【００５２】そして、振動体１の摺動面と移動体２の摺
動面は、加圧用の板ばねなどにより、軸方向に例えば１
０ｋｇｆの荷重で加圧接触されている。振動体摺動部に
は、移動体２の摺動部エッジが回転に対し干渉しないよ
うに径方向に段差を設けている。振動型装置それぞれの
摩耗しろによって異なるが、ＰＴＦＥ複合樹脂などの軟
質樹脂の場合は、弾性率が小さいため、振動を効率よく
伝達するためには、１ｍｍ以下が望ましい。
動面は、加圧用の板ばねなどにより、軸方向に例えば１
０ｋｇｆの荷重で加圧接触されている。振動体摺動部に
は、移動体２の摺動部エッジが回転に対し干渉しないよ
うに径方向に段差を設けている。振動型装置それぞれの
摩耗しろによって異なるが、ＰＴＦＥ複合樹脂などの軟
質樹脂の場合は、弾性率が小さいため、振動を効率よく
伝達するためには、１ｍｍ以下が望ましい。
【００５３】そして、交互に厚み方向に分極処理された
圧電素子からなる２群の圧電素子に振動体１の固有の周
波数の交流電圧を印加すると、振動体１は共振を起こ
し、その周方向に進行性振動波を生じ、振動体１に加圧
接触している移動体２が、振動体１と移動体２の摺動面
の摩擦力により、回転駆動される。
圧電素子からなる２群の圧電素子に振動体１の固有の周
波数の交流電圧を印加すると、振動体１は共振を起こ
し、その周方向に進行性振動波を生じ、振動体１に加圧
接触している移動体２が、振動体１と移動体２の摺動面
の摩擦力により、回転駆動される。
【００５４】次に、固着がはがれるときのメカニズム推
測を記す。図２は、外径３３ｍｍ、駆動モードである面
外７次モードの共振周波数（通常の駆動時）が約６３ｋ
Ｈｚの振動型装置を、固着した状態で、７５→６２ｋＨ
ｚに２秒で周波数スイープを行い、徐々に印加電圧を上
げていったグラフで、横軸は印加電圧の周波数、縦軸は
２つあり、１つは、モータの回転数で、もう１つは振動
体の振幅に比例する電圧を出力するセンサ電圧である。
測を記す。図２は、外径３３ｍｍ、駆動モードである面
外７次モードの共振周波数（通常の駆動時）が約６３ｋ
Ｈｚの振動型装置を、固着した状態で、７５→６２ｋＨ
ｚに２秒で周波数スイープを行い、徐々に印加電圧を上
げていったグラフで、横軸は印加電圧の周波数、縦軸は
２つあり、１つは、モータの回転数で、もう１つは振動
体の振幅に比例する電圧を出力するセンサ電圧である。
【００５５】センサ電圧は、共振時に最大となり、例え
ば、図２ので固着時の共振周波数Ｆｒｓは、７２ｋＨ
ｚ近辺にまで上昇している。印加電圧を上げるに従っ
て、センサ電圧にぶれが出てきて、摺動部が変化してい
ることがわかる。具体的には、１４０，１６０，１８０
Ｖｐ−ｐ印加時のデータそれぞれに、振幅が不規則にぶ
れる現象が起きている。
ば、図２ので固着時の共振周波数Ｆｒｓは、７２ｋＨ
ｚ近辺にまで上昇している。印加電圧を上げるに従っ
て、センサ電圧にぶれが出てきて、摺動部が変化してい
ることがわかる。具体的には、１４０，１６０，１８０
Ｖｐ−ｐ印加時のデータそれぞれに、振幅が不規則にぶ
れる現象が起きている。
【００５６】また、各電圧のスイープ後、別途、インピ
ーダンスアナライザを用い、１Ｖｐ−ｐの同一入力で共
振周波数を測定する（注．振幅が小さいと、共振周波数
は上昇する）と、共振周波数が徐々に低下しており、通
常状態に近づいている（図３）。これは、はがれが部分
的に徐々に進行しているものと考えられる。さらに電圧
を上げていくと、２４０Ｖｐ−ｐでスイープしたとき
に、固着がはがれ、回転し始める。
ーダンスアナライザを用い、１Ｖｐ−ｐの同一入力で共
振周波数を測定する（注．振幅が小さいと、共振周波数
は上昇する）と、共振周波数が徐々に低下しており、通
常状態に近づいている（図３）。これは、はがれが部分
的に徐々に進行しているものと考えられる。さらに電圧
を上げていくと、２４０Ｖｐ−ｐでスイープしたとき
に、固着がはがれ、回転し始める。
【００５７】なお、これは、固着状態がどのようなもの
であるかを示すためのデータであり、実際には、このサ
ンプルを一回スイープすれば、固着がはがれる。これ
は、２４０〜２５０Ｖｐ−ｐにおいて、固着部分をはが
すのに充分な振幅、及び力が発生したものと考えられ
る。
であるかを示すためのデータであり、実際には、このサ
ンプルを一回スイープすれば、固着がはがれる。これ
は、２４０〜２５０Ｖｐ−ｐにおいて、固着部分をはが
すのに充分な振幅、及び力が発生したものと考えられ
る。
【００５８】しかし、通常駆動時の周波数（たとえば６
５ｋＨｚ固定）では、６００Ｖｐ−ｐ印加しても、固着
をはがすことはできない。通常駆動時の各周波数を固定
した際に、固着をはがすための電圧（以下、固着はがし
電圧Ｖｐと呼ぶ）の一例を図４に示す。
５ｋＨｚ固定）では、６００Ｖｐ−ｐ印加しても、固着
をはがすことはできない。通常駆動時の各周波数を固定
した際に、固着をはがすための電圧（以下、固着はがし
電圧Ｖｐと呼ぶ）の一例を図４に示す。
【００５９】これから、印加周波数を下げるに従って電
圧が上がるのは、固着時の共振周波数Ｆｒｓが通常駆動
時の周波数範囲（例えば、６４〜６８ｋＨｚ）よりも、
上になるので、印加周波数が低い方が、固着時の共振周
波数Ｆｒｓよりも離れ振幅が出にくく、固着がはがれに
くいものと考えられる。従って、スイープ開始周波数Ｆ
ｓｓも、固着時の共振周波数Ｆｒｓよりも高く設定した
方がより低い電圧で固着をはがすことが出来る。
圧が上がるのは、固着時の共振周波数Ｆｒｓが通常駆動
時の周波数範囲（例えば、６４〜６８ｋＨｚ）よりも、
上になるので、印加周波数が低い方が、固着時の共振周
波数Ｆｒｓよりも離れ振幅が出にくく、固着がはがれに
くいものと考えられる。従って、スイープ開始周波数Ｆ
ｓｓも、固着時の共振周波数Ｆｒｓよりも高く設定した
方がより低い電圧で固着をはがすことが出来る。
【００６０】図５に、スイープ開始周波数Ｆｓｓを変え
たときの固着はがし電圧Ｖｐを記す。固着時の共振周波
数Ｆｒｓを境に、それより高いと電圧が一定に、それよ
り低いと急激に上昇することがわかる。
たときの固着はがし電圧Ｖｐを記す。固着時の共振周波
数Ｆｒｓを境に、それより高いと電圧が一定に、それよ
り低いと急激に上昇することがわかる。
【００６１】次に、スイープ終了周波数（Ｆｓｐ）につ
いて述べる。スイープ終了周波数Ｆｓｐを変えたとき
の、固着はがし電圧Ｖｐのデータを図６に示す。
いて述べる。スイープ終了周波数Ｆｓｐを変えたとき
の、固着はがし電圧Ｖｐのデータを図６に示す。
【００６２】今までに述べた理由だと、スイープ終了周
波数Ｆｓｐは、固着時の共振周波数Ｆｒｓより低く、通
常駆動時の周波数範囲であれば、変わらないとも考えら
れるが、実際測定してみると、スイープ終了周波数Ｆｓ
ｐを通常の駆動時の共振周波数よりも低く設定した方
が、固着はがし電圧Ｖｐが低くなる。この理由は定かで
ないが、推測すると、前述のように固着部分がはがれる
につれて固着時の共振周波数Ｆｒｓが低くなると、最後
にくっついている箇所がはがれるときはすでに、固着時
の共振周波数Ｆｒｓ≒駆動時の共振周波数Ｆｒｄになっ
ていると考えられる。
波数Ｆｓｐは、固着時の共振周波数Ｆｒｓより低く、通
常駆動時の周波数範囲であれば、変わらないとも考えら
れるが、実際測定してみると、スイープ終了周波数Ｆｓ
ｐを通常の駆動時の共振周波数よりも低く設定した方
が、固着はがし電圧Ｖｐが低くなる。この理由は定かで
ないが、推測すると、前述のように固着部分がはがれる
につれて固着時の共振周波数Ｆｒｓが低くなると、最後
にくっついている箇所がはがれるときはすでに、固着時
の共振周波数Ｆｒｓ≒駆動時の共振周波数Ｆｒｄになっ
ていると考えられる。
【００６３】その時、ある印加電圧に対して最大振幅が
出るのは固着時の共振周波数Ｆｒｓであるから、スイー
プ終了周波数Ｆｓｐを、固着時の共振周波数Ｆｒｓより
低く、従って、はがれる直前には固着時の共振周波数Ｆ
ｒｓとほぼ等しくなっている駆動時の共振周波数Ｆｒｄ
よりも低くした方が、固着はがし電圧Ｖｐが低くなるの
ではないかと考えられる。そこで、本願の第１実施例で
は、固着はがしのための構成として、固着が起きている
時の共振周波数よりも高い周波数から通常の駆動時の共
振周波数よりも低い周波数までスイープさせるように、
構成している。
出るのは固着時の共振周波数Ｆｒｓであるから、スイー
プ終了周波数Ｆｓｐを、固着時の共振周波数Ｆｒｓより
低く、従って、はがれる直前には固着時の共振周波数Ｆ
ｒｓとほぼ等しくなっている駆動時の共振周波数Ｆｒｄ
よりも低くした方が、固着はがし電圧Ｖｐが低くなるの
ではないかと考えられる。そこで、本願の第１実施例で
は、固着はがしのための構成として、固着が起きている
時の共振周波数よりも高い周波数から通常の駆動時の共
振周波数よりも低い周波数までスイープさせるように、
構成している。
【００６４】図７は本願の駆動装置の１実施例を示す回
路図である。図において２０は制御回路としてのマイク
ロコンピュータで、該コンピュータにて装置全体の動作
制御が行われる。２１はコンピュータ２０からの周波数
を決定するためのデータを電圧に変換するＤＡコンバー
タで、該コンバータ２１からの電圧は電圧制御発振器Ｖ
ＣＯ２２に入力される。ＶＣＯ２２はコンバータ２１か
ら供給される電圧に応じた周波数の周波信号を形成す
る。該ＶＣＯ２２からの周波信号はアンプ２３を介して
振動モータの前記一方の群の圧電体Ａに印加される。ま
た２４はＶＣＯ２２からの信号を９０度位相シフトして
アンプ２５に印加するための位相シフターであり、該位
相シフター２４からの信号は前記圧電体の他方の群Ｂに
印加される。２６は前記振動モータに設けられた振動検
知用圧電体Ｓからの出力をデジタル信号に変換して前記
コンピュータ２０に入力するためのＡＤコンバータであ
る。また前記圧電体はモータの振動振幅に応じた電圧を
出力する。
路図である。図において２０は制御回路としてのマイク
ロコンピュータで、該コンピュータにて装置全体の動作
制御が行われる。２１はコンピュータ２０からの周波数
を決定するためのデータを電圧に変換するＤＡコンバー
タで、該コンバータ２１からの電圧は電圧制御発振器Ｖ
ＣＯ２２に入力される。ＶＣＯ２２はコンバータ２１か
ら供給される電圧に応じた周波数の周波信号を形成す
る。該ＶＣＯ２２からの周波信号はアンプ２３を介して
振動モータの前記一方の群の圧電体Ａに印加される。ま
た２４はＶＣＯ２２からの信号を９０度位相シフトして
アンプ２５に印加するための位相シフターであり、該位
相シフター２４からの信号は前記圧電体の他方の群Ｂに
印加される。２６は前記振動モータに設けられた振動検
知用圧電体Ｓからの出力をデジタル信号に変換して前記
コンピュータ２０に入力するためのＡＤコンバータであ
る。また前記圧電体はモータの振動振幅に応じた電圧を
出力する。
【００６５】図８は、コンピュータ２０にて制御される
フローを示すフローチャートである。以下該図７，８を
用いて動作を説明する。
フローを示すフローチャートである。以下該図７，８を
用いて動作を説明する。
【００６６】不図示の電源がオン等で装置がスタートす
るとステップ１で通常駆動時の初期周波数ｆ１がセット
される。
るとステップ１で通常駆動時の初期周波数ｆ１がセット
される。
【００６７】該ｆ１は、固着はがし動作の初期周波数ｆ
Ａよりも低い周波数であり、通常駆動時の共振周波数よ
りも高い周波数である。ステップ２では周波数をΔｆ低
下させる。このステップ１，２でセットされる周波数に
応じたデータはコンバータ２１にて電圧に変換されＶＣ
Ｏ２２にて前記周波数の周波信号が形成され圧電体に印
加される。ステップ３では振動検知用圧電体Ｓからの出
力をＡＤコンバータ２６でデジタル値に変換したデータ
をとり込み、該値が所定の値よりも高いか否か判定す
る。この判定で前記データが所定の値（図２ののＡ）
よりも高いと判定されると図２ののごとく固着状態で
はなく通常の駆動が可能であるので、ステップ４で通常
の駆動処理が成される。この通常の駆動処理は、周波数
帯として前記ｆ１よりも低い周波数帯での駆動となる。
Ａよりも低い周波数であり、通常駆動時の共振周波数よ
りも高い周波数である。ステップ２では周波数をΔｆ低
下させる。このステップ１，２でセットされる周波数に
応じたデータはコンバータ２１にて電圧に変換されＶＣ
Ｏ２２にて前記周波数の周波信号が形成され圧電体に印
加される。ステップ３では振動検知用圧電体Ｓからの出
力をＡＤコンバータ２６でデジタル値に変換したデータ
をとり込み、該値が所定の値よりも高いか否か判定す
る。この判定で前記データが所定の値（図２ののＡ）
よりも高いと判定されると図２ののごとく固着状態で
はなく通常の駆動が可能であるので、ステップ４で通常
の駆動処理が成される。この通常の駆動処理は、周波数
帯として前記ｆ１よりも低い周波数帯での駆動となる。
【００６８】一方、前記データが所定値よりも低いと判
定されるとステップ５で周波数が通常駆動時の周波数ｆ
ｎまで低下したか否か判定され、ｆｎに達していない時
はステップ２に戻る。
定されるとステップ５で周波数が通常駆動時の周波数ｆ
ｎまで低下したか否か判定され、ｆｎに達していない時
はステップ２に戻る。
【００６９】これにより、ステップ３で固着がないと判
定されるまで、周波数はｆ１からｆｎまでスイープされ
る。この固着状態か否かを判定するための周波数のスイ
ープをｆｎまで行ってもＡＤコンバータのデータが所定
値に達していないと判定された時は固着はがし処理のた
めのステップ６に進む。
定されるまで、周波数はｆ１からｆｎまでスイープされ
る。この固着状態か否かを判定するための周波数のスイ
ープをｆｎまで行ってもＡＤコンバータのデータが所定
値に達していないと判定された時は固着はがし処理のた
めのステップ６に進む。
【００７０】ステップ６では固着はがしのための初期周
波数としてｆＡをセットする。このｆＡは固着時の共振
周波数よりも高い値であり、また前記ｆ１よりも高い値
である。ステップ７は前記ステップ３と同一の処理を行
い固着状態が解除されたか否かを判定し、解除された時
はステップ８に移行し、フラグＴを１にセットさせる。
ステップ９では周波数をΔｆ低下させる。ステップ１０
では周波数が固着はがしの最低周波数ｆＢになったか否
か判定し、ｆＢにまで低下していないときはステップ７
に戻る。前記最低周波数は通常駆動時の共振周波数より
も低い値にセットされている。また前記周波数ｆｎはこ
の周波数ｆＢと同一でもよし、異ならしめてもよい。以
上の動作が周波数がｆＢとなるまで行われ固着はがしの
ためのｆＡからｆＢまでのスイープが行われる。この後
ステップ１１でフラグＴが１か否かの判定がなされ、１
の時は固着がはがれたとして、ステップ４へ移行し通常
駆動処理がなされる。一方、１ではないと判定されると
再度前記固着はがしのためのスイープを再開させるため
にステップ６に進み、固着はがしのスイープが再開され
る。
波数としてｆＡをセットする。このｆＡは固着時の共振
周波数よりも高い値であり、また前記ｆ１よりも高い値
である。ステップ７は前記ステップ３と同一の処理を行
い固着状態が解除されたか否かを判定し、解除された時
はステップ８に移行し、フラグＴを１にセットさせる。
ステップ９では周波数をΔｆ低下させる。ステップ１０
では周波数が固着はがしの最低周波数ｆＢになったか否
か判定し、ｆＢにまで低下していないときはステップ７
に戻る。前記最低周波数は通常駆動時の共振周波数より
も低い値にセットされている。また前記周波数ｆｎはこ
の周波数ｆＢと同一でもよし、異ならしめてもよい。以
上の動作が周波数がｆＢとなるまで行われ固着はがしの
ためのｆＡからｆＢまでのスイープが行われる。この後
ステップ１１でフラグＴが１か否かの判定がなされ、１
の時は固着がはがれたとして、ステップ４へ移行し通常
駆動処理がなされる。一方、１ではないと判定されると
再度前記固着はがしのためのスイープを再開させるため
にステップ６に進み、固着はがしのスイープが再開され
る。
【００７１】上記の実施例では、固着の有無を検知用圧
電体に電圧値から求めているが、これにかえて、周波数
をスイープした時の圧電体の電圧が最も大きな値を示し
た時の周波数を検知し、これが固着時の共振周波数帯で
あるかどうかの判定で行ってもよいし、周波数のスイー
プ時における圧電体への電流値をモニターして、該電流
値の大きさから判定してもよい。また、モータの回転を
検知するエンコーダーを設け、該エンコーダーからモー
タが回転を開始したかどうかの信号を検知し、回転を開
始したことが検知されたときに固着がない、または固着
がはがれたと判定してもよい。この場合は図８のステッ
プ３，７で前記エンコーダーの信号を検知して回転を開
始したことが検知されると、ステップ４，８へ移行させ
るようにすればよい。
電体に電圧値から求めているが、これにかえて、周波数
をスイープした時の圧電体の電圧が最も大きな値を示し
た時の周波数を検知し、これが固着時の共振周波数帯で
あるかどうかの判定で行ってもよいし、周波数のスイー
プ時における圧電体への電流値をモニターして、該電流
値の大きさから判定してもよい。また、モータの回転を
検知するエンコーダーを設け、該エンコーダーからモー
タが回転を開始したかどうかの信号を検知し、回転を開
始したことが検知されたときに固着がない、または固着
がはがれたと判定してもよい。この場合は図８のステッ
プ３，７で前記エンコーダーの信号を検知して回転を開
始したことが検知されると、ステップ４，８へ移行させ
るようにすればよい。
【００７２】図９は、上記固着はがし時の周波数のスイ
ープの他の例を示すフローチャートであり、図８のフロ
ーに対して、ステップ１２を付加した点だけが異なって
いる。このフローでの処理では固着はがしのための周波
数のスイープが行われるごとにステップ１２にて固着は
がしの開始の周波数を所定値高くセットして再度のスイ
ープを行う構成になっている。
ープの他の例を示すフローチャートであり、図８のフロ
ーに対して、ステップ１２を付加した点だけが異なって
いる。このフローでの処理では固着はがしのための周波
数のスイープが行われるごとにステップ１２にて固着は
がしの開始の周波数を所定値高くセットして再度のスイ
ープを行う構成になっている。
【００７３】図１０は振動型モータの他の駆動装置の回
路例を示すもので、図７の構成に対して電圧制御回路２
７を付加して、該回路２７にてアンプの電圧を制御し、
圧電体に印加される電圧を制御する構成になっている。
路例を示すもので、図７の構成に対して電圧制御回路２
７を付加して、該回路２７にてアンプの電圧を制御し、
圧電体に印加される電圧を制御する構成になっている。
【００７４】図１１は、図１０の構成における制御フロ
ーを示すもので、図８のフローに対してステップ１２を
付加している点のみが異なる。このフローでの制御で
は、固着はがしの周波数のスイープが再度行われるごと
にコンピュータ２０からの指令で電圧制御回路からアン
プ２３，２５に対して印加される駆動電圧が所定値づつ
上昇させる構成になっており、スイープごとに圧電体へ
の印加電圧を上昇させながら前記スイープを行う。
ーを示すもので、図８のフローに対してステップ１２を
付加している点のみが異なる。このフローでの制御で
は、固着はがしの周波数のスイープが再度行われるごと
にコンピュータ２０からの指令で電圧制御回路からアン
プ２３，２５に対して印加される駆動電圧が所定値づつ
上昇させる構成になっており、スイープごとに圧電体へ
の印加電圧を上昇させながら前記スイープを行う。
【００７５】また、図１１では固着はがしに際して周波
数のスイープを行っているが、これに変えて、図１２の
ごとく、固着はがしに際して、周波数を通常駆動時周波
数よりも高い所定の周波数（例えば、固着時の共振周波
数近辺、またはそれよりも高い周波数）にロックして所
定時間圧電体に対して周波信号を印加し、この後固着が
解除されていないと判定された時には図１１と同様に所
定量電圧を上昇させて、所定時間周波信号を印加させる
構成にしてもよい。
数のスイープを行っているが、これに変えて、図１２の
ごとく、固着はがしに際して、周波数を通常駆動時周波
数よりも高い所定の周波数（例えば、固着時の共振周波
数近辺、またはそれよりも高い周波数）にロックして所
定時間圧電体に対して周波信号を印加し、この後固着が
解除されていないと判定された時には図１１と同様に所
定量電圧を上昇させて、所定時間周波信号を印加させる
構成にしてもよい。
【００７６】上記の各実施例は、圧電体の各群Ａ、Ｂに
対して位相の異なる周波信号を印加しているが、さらに
固着はがし電圧Ｖｐを低減することをねらいとして、圧
電体の各群Ａ、Ｂ夫々に、時間的位相を等しくして固着
はがしを行う例を説明する。この構成でスイープとして
は７５→６２ｋＨｚまで、２秒でスイープして固着はが
し電圧Ｖｐを測定した結果通常の９０度位相をずらすの
に比べ、約８５％の電圧ではがすことが確認出来た。こ
れは、位相の等しい電圧を加えることにより、リング上
に定在波が発生するが、理屈上、その最大振幅は同一印
加電圧で進行波を発生させた場合と比べ、約４０％増え
るためと考えられる。
対して位相の異なる周波信号を印加しているが、さらに
固着はがし電圧Ｖｐを低減することをねらいとして、圧
電体の各群Ａ、Ｂ夫々に、時間的位相を等しくして固着
はがしを行う例を説明する。この構成でスイープとして
は７５→６２ｋＨｚまで、２秒でスイープして固着はが
し電圧Ｖｐを測定した結果通常の９０度位相をずらすの
に比べ、約８５％の電圧ではがすことが確認出来た。こ
れは、位相の等しい電圧を加えることにより、リング上
に定在波が発生するが、理屈上、その最大振幅は同一印
加電圧で進行波を発生させた場合と比べ、約４０％増え
るためと考えられる。
【００７７】振幅の増加分よりも固着はがし電圧Ｖｐが
下がる量が少ないのは、定在波のため、最大振幅は大き
くなっても、振幅の小さい、もしくはほとんど振動しな
いところがあるのため、はがれにくいものと考えられ
る。振動の小さいところでも固着がはがれるのは、振動
の大きいところの変形に引っ張られるためと考えられ
る。
下がる量が少ないのは、定在波のため、最大振幅は大き
くなっても、振幅の小さい、もしくはほとんど振動しな
いところがあるのため、はがれにくいものと考えられ
る。振動の小さいところでも固着がはがれるのは、振動
の大きいところの変形に引っ張られるためと考えられ
る。
【００７８】また、定在波ではがす場合は、上述のよう
に低電圧かが可能であるが、はがれた後にロータをステ
ータがたたくのみで回転しないので、外部センサ（エン
コーダなど）によるはがれの確認、及び制御が出来な
い。
に低電圧かが可能であるが、はがれた後にロータをステ
ータがたたくのみで回転しないので、外部センサ（エン
コーダなど）によるはがれの確認、及び制御が出来な
い。
【００７９】そのため、固着がはがれた後、回転するよ
うに、圧電体Ａ、Ｂ群に時間的な位相差を５〜１０度程
度つける方が適切な場合がある。
うに、圧電体Ａ、Ｂ群に時間的な位相差を５〜１０度程
度つける方が適切な場合がある。
【００８０】上記の圧電体の各群に対してい位相差を与
えないで振動モータの固着はがしのスイープを行う構成
としては、図１３の駆動回路を構成することで実現でき
る。図１３は図７に回路に対して、コンピュータ２０か
らの指示信号でオンオフするスイッチング回路２７を設
けた点のみ異なっている。該図１３２対しての制御フロ
ーとしては、図８のフローにおいて、ステップ１，２、
３、５，６，７，８，９，１０，１１、の処理において
は図１３の回路２７をオンとして同位相の駆動信号を圧
電体に印加して定在波でモータを作動させ、ステップ４
の通常駆動処理では回路２７をオフとして９０度位相差
で駆動させるようにすることで実現できる。
えないで振動モータの固着はがしのスイープを行う構成
としては、図１３の駆動回路を構成することで実現でき
る。図１３は図７に回路に対して、コンピュータ２０か
らの指示信号でオンオフするスイッチング回路２７を設
けた点のみ異なっている。該図１３２対しての制御フロ
ーとしては、図８のフローにおいて、ステップ１，２、
３、５，６，７，８，９，１０，１１、の処理において
は図１３の回路２７をオンとして同位相の駆動信号を圧
電体に印加して定在波でモータを作動させ、ステップ４
の通常駆動処理では回路２７をオフとして９０度位相差
で駆動させるようにすることで実現できる。
【００８１】また上記の各実施例で述べた以外に固着し
ているかどうかを知る手段としては、例えば、いくつか
の現象、例えば共振周波数の上昇や、機械的Ｑの変化を
利用することが出来る。
ているかどうかを知る手段としては、例えば、いくつか
の現象、例えば共振周波数の上昇や、機械的Ｑの変化を
利用することが出来る。
【００８２】また、前記固着検知の頻度は、振動型装置
が組み込まれた製品の使われ方（環境を含む）により、
電源ＯＮ時のみ行う、タイマーで定期的に行う、または
駆動ごとに行う等、適切に選ぶようにしてもよい。
が組み込まれた製品の使われ方（環境を含む）により、
電源ＯＮ時のみ行う、タイマーで定期的に行う、または
駆動ごとに行う等、適切に選ぶようにしてもよい。
【００８３】
【発明の効果】本発明によれば、振動型装置が固着して
も、その搭載製品の機能を損なうことなく駆動すること
が可能になり、振動型装置の本来の特徴を生かすことが
出来る。
も、その搭載製品の機能を損なうことなく駆動すること
が可能になり、振動型装置の本来の特徴を生かすことが
出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す振動型装置の
断面図。
断面図。
【図２】〜はスイープ時の振動特性を示す図。
【図３】各電圧スイープ後の共振周波数の変化を示す
図。
図。
【図４】各周波数における固着はがし電圧を示す図。
【図５】スイープ開始周波数と固着はがし電圧を示す
図。
図。
【図６】スイープ終了周波数と固着はがし電圧の関係を
示す図。
示す図。
【図７】本発明の振動型モータの制御装置の回路構成を
示す回路図。
示す回路図。
【図８】図７のコンピュータでの制御フローを示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図９】他の制御フローを示すフローチャート。
【図１０】本発明の他の実施の形態を示す回路図。
【図１１】図１０のコンピュータでの制御フローを示す
フローチャート。
フローチャート。
【図１２】他の制御フローを示すフローチャート。
【図１３】本発明の他の実施の形態を示す回路図。
１ 振動体 ２ 移動体 ３ 弾性体 ４ 圧電素子群 ５ 複合樹脂 ２０ コンピュータ ２１ ＤＡコンバータ ２２ ＶＣＯ
Claims (29)
- 【請求項１】 振動体に配された電気ー機械エネルギー
変換素子部に対して周波信号を印加して振動体を励振さ
せ該振動体に接触する接触部材との相対的な駆動を行う
得る振動型モータのための制御装置において、 前記振動体と接触部材が固着している状態でのモータの
共振周波数よりも高い周波数から低い周波数方向に前記
周波信号の周波数をスイープするスイープ手段を設けた
ことを特徴とする振動型モータのための制御装置。 - 【請求項２】 前記スイープ手段によるスイープ動作に
て前記固着はがしを行うことを特徴とする請求項１に記
載の振動型モータための制御装置。 - 【請求項３】 前記スイープの終了周波数を、固着して
いない状態でのモータ動作時の共振周波数よりも低くす
ることを特徴とする請求項１または２に記載の振動型モ
ータのための制御装置。 - 【請求項４】 前記電気ー機械エネルギー変換素子部は
複数相に分割され、前記電気−機械変換素子の複数相に
それぞれ時間的に同一または略位相の等しい、周波信号
を前記スイープに際して印加することを特徴とする請求
項１、２または３に記載の振動型モータのための制御装
置。 - 【請求項５】 前記スイープ手段によるスイープ動作を
繰り返し行うことを特徴とする請求項１、２、３または
４に記載の振動型モータのための制御装置。 - 【請求項６】 前記スイープ手段によるスイープ動作を
行うことで、固着状態が解消されたか否かを判定する判
定手段が設けられ、該判定手段で固着状態が解消されて
いないと判定された際に、再度前記スイープ動作を行わ
せるとを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の
振動型モータのための制御装置。 - 【請求項７】 前記再度のスイープに際して、スイープ
開始周波数を上げて再度スイープを行うことを特徴とす
る請求項６に記載の振動型モータのための制御装置。 - 【請求項８】 前記再度のスイープに際して、前記周波
信号の電圧を所定量上昇させて再度スイープを行うこと
を特徴とする請求項６に記載の振動型モータのための制
御装置。 - 【請求項９】 前記スイープ動作が繰り返されるごと
に、スイープ開始周波数を上げてスイープ動作を行うこ
とを特徴とする請求項５に記載の振動型モータのための
制御装置。 - 【請求項１０】 前記スイープ動作が繰り返されるごと
に、前記周波信号の電圧を所定量上昇させてスイープ動
作を行うことを特徴とする請求項５に記載の振動型モー
タのための制御装置。 - 【請求項１１】 前記制御装置は、前記モータが固着状
態にあるか否かを決定する決定手段を有し、該決定手段
にて、固着状態にあると決定された時前記スイープ手段
によりスイープ動作が行われるとこを特徴とする請求項
１、または２または３または４または５または６または
７または８または９または１０に記載の振動型モータの
ための制御装置。 - 【請求項１２】 前記決定手段は前記スイープ手段によ
るスイープの開始周波数よりも低い初期周波数から低い
周波数方向に周波数をスイープした際におけるモータの
駆動状態または特性変化状態または振動状態を検知して
固着状態が否かを決定することを特徴とする請求項１１
に記載の振動型モータの制御装置。 - 【請求項１３】 前記判定手段はスイープ動作が行われ
た際におけるモータの駆動状態または特性変化状態また
は振動状態を検知して固着が解除されたか否かを判定す
ることを特徴とする請求項６または７または８に記載の
振動型モータの制御装置。 - 【請求項１４】 振動体に配された電気ー機械エネルギ
ー変換素子部に対して周波信号を印加して振動体を励振
させ該振動体に接触する接触部材との相対的な駆動を行
う得る振動型モータのための制御装置において、 前記振動体と接触部材が固着している状態でのモータの
共振周波数よりも高い周波数から該周波数よりも低い所
定の周波数まで前記周波信号の周波数をスイープする第
１の周波数帯モードと、該第１の周波数帯モードでの最
高周波数よりも低い所定の周波数を最高周波数として該
最高周波数から所定の低い周波数までの間で前記周波信
号の周波数を制御する第２の周波数帯モードとを有する
ことを特徴とする振動型モータのための制御装置。 - 【請求項１５】 前記第１の周波数帯モードは前記固着
を状態解除するモードであり、第２の周波数帯モードは
通常駆動時のモードであることを特徴とする請求項１４
に記載の振動型モータのための制御装置。 - 【請求項１６】 前記第１の周波数帯モードでのスイー
プの終了周波数を、固着していない状態でのモータ動作
時の共振周波数よりも低くすることを特徴とする請求項
１４または１５に記載の振動型モータのための制御装
置。 - 【請求項１７】 前記第１の周波数帯モードでのスイー
プ動作を行うことで、固着状態が解消されたか否かを判
定する判定手段が設けられ、該判定手段で固着状態が解
消されていないと判定された際に、再度前記スイープ動
作を行わせるとを特徴とする請求項１４、１５、１６に
記載の振動型モータのための制御装置。 - 【請求項１８】 前記再度のスイープに際して、スイー
プ開始周波数を上げて再度スイープを行うことを特徴と
する請求項１７に記載の振動型モータのための制御装
置。 - 【請求項１９】 前記再度のスイープに際して、前記周
波信号の電圧を所定量上昇させて再度スイープを行うこ
とを特徴とする請求項１７に記載の振動型モータのため
の制御装置。 - 【請求項２０】 前記制御装置は、前記モータが固着状
態にあるか否かを決定する決定手段を有し、該決定手段
にて、固着状態にあると決定された時前記第１の周波数
帯モードでのスイープ動作を行なうとこを特徴とする請
求項１４、または１５または１６または１７または１８
または１９に記載の振動型モータのための制御装置。 - 【請求項２１】 振動体に配された電気ー機械エネルギ
ー変換素子部に対して周波信号を印加して振動体を励振
させ該振動体に接触する接触部材との相対的な駆動を行
う得る振動型モータのための制御装置において、 前記モータに対しての通常駆動時における前記周波信号
の周波数帯よりも低い周波数の周波信号で該信号のレベ
ルを順次変更させる固着はがしモードを有することを特
徴とする振動型モータのための制御装置。 - 【請求項２２】 前記固着はがしモードは前記信号のレ
ベルを所定時間ごとに所定量上昇させて行うことを特徴
とする請求項２１に記載の振動型モータの制御装置。 - 【請求項２３】 振動体に発生させた進行性振動波によ
り、振動体と前記振動体に加圧接触した接触部材とを相
対移動させる振動型装置の駆動装置において、 前記振動体と接触体との固着を検出する固着検出手段
と、前記固着検出手段が固着を検出すると、起動のため
の交番信号の周波数を高周波数側から低周波数側へスイ
ープする起動制御手段とを有することを特徴とする振動
型装置の駆動装置。 - 【請求項２４】 前記起動制御手段は、スイープ開始周
波数を、固着時の駆動モードの共振周波数よりも高くす
ることを特徴とする請求項２３に記載の振動型装置の駆
動装置。 - 【請求項２５】 前記起動制御手段は、スイープ終了周
波数を、動作時の駆動モードの共振周波数よりも低くす
ることを特徴とする請求項２３に記載の振動型装置の駆
動装置。 - 【請求項２６】 前記振動型装置は弾性体に電気的に複
数相に分割された電気−機械変換素子を設けた振動体を
有していて、前記起動制御手段は、前記電気−機械変換
素子の複数相にそれぞれ時間的に略位相の等しい、交番
信号を印加することを特徴とする請求項２３、２４また
は２５に記載の振動型装置の駆動装置。 - 【請求項２７】 前記起動制御手段は、スイープしても
固着がはがれないときに、再度スイープすることを特徴
とする請求項２３、２４、２５または２６に記載の振動
型装置の駆動装置。 - 【請求項２８】 前記起動制御手段は、スイープしても
固着がはがれないときに、電圧を上げて再度スイープす
ることを特徴とする請求項２３、２４、２５または２６
に記載の振動型装置の駆動装置。 - 【請求項２９】 前記起動制御手段は、スイープしても
固着がはがれないときに、スイープ開始周波数を上げて
再度スイープすることを特徴とする請求項２３、２４、
２５、または２６に記載の振動型装置の駆動装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10308684A JPH11206156A (ja) | 1997-11-14 | 1998-10-29 | 振動型モータのための制御装置 |
| US09/189,788 US6229245B1 (en) | 1997-11-14 | 1998-11-12 | Control apparatus for vibration wave motor |
| EP98309270A EP0917214B1 (en) | 1997-11-14 | 1998-11-12 | Control method and apparatus for vibration wave motor |
| DE69830376T DE69830376T2 (de) | 1997-11-14 | 1998-11-12 | Steuerungsverfahren und Steuerungsgerät für einen Schwingungsmotor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31362597 | 1997-11-14 | ||
| JP9-313625 | 1997-11-14 | ||
| JP10308684A JPH11206156A (ja) | 1997-11-14 | 1998-10-29 | 振動型モータのための制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11206156A true JPH11206156A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=26565648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10308684A Withdrawn JPH11206156A (ja) | 1997-11-14 | 1998-10-29 | 振動型モータのための制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6229245B1 (ja) |
| EP (1) | EP0917214B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11206156A (ja) |
| DE (1) | DE69830376T2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007527689A (ja) * | 2004-02-17 | 2007-09-27 | ピエゾモーター ウプサラ エイビー | 広周波数域電気機械式アクチュエータ |
| WO2007119713A1 (ja) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Konica Minolta Opto, Inc. | 駆動装置 |
| JP2008154304A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Pentax Corp | 超音波モータ |
| US7408288B2 (en) | 2004-10-15 | 2008-08-05 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Driving apparatus |
| JP2010011553A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Nikon Corp | 振動アクチュエータ、振動アクチュエータの製造方法、レンズ鏡筒及びカメラ |
| JP2014124011A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Toyota Industries Corp | 振動子および移動子を備える振動アクチュエータの駆動装置 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6794795B2 (en) * | 2001-12-19 | 2004-09-21 | Caterpillar Inc | Method and apparatus for exciting a piezoelectric material |
| US7129618B2 (en) * | 2003-03-31 | 2006-10-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus capable of low-speed driving of vibration type driving apparatus, actuating apparatus using the control apparatus, control method capable of low-speed driving of vibration type driving apparatus, and storage medium storing program including program codes capable of realizing the control method |
| JP4323898B2 (ja) * | 2003-09-01 | 2009-09-02 | キヤノン株式会社 | 振動型アクチュエータの制御装置、光学機器および振動型アクチュエータの制御方法 |
| US7312554B2 (en) * | 2004-04-02 | 2007-12-25 | Adaptivenergy, Llc | Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same |
| US7287965B2 (en) * | 2004-04-02 | 2007-10-30 | Adaptiv Energy Llc | Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same |
| US20050225201A1 (en) * | 2004-04-02 | 2005-10-13 | Par Technologies, Llc | Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same |
| US7290993B2 (en) * | 2004-04-02 | 2007-11-06 | Adaptivenergy Llc | Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same |
| US7247970B2 (en) * | 2004-07-02 | 2007-07-24 | Seiko Epson Corporation | Drive method for piezoelectric actuator, drive apparatus for piezoelectric actuator, electronic device, control program for drive apparatus for piezoelectric actuator, and recording medium |
| JP4487662B2 (ja) * | 2004-07-12 | 2010-06-23 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電アクチュエータの駆動方法、圧電アクチュエータの駆動装置、電子機器 |
| US7267043B2 (en) * | 2004-12-30 | 2007-09-11 | Adaptivenergy, Llc | Actuators with diaphragm and methods of operating same |
| US7409902B2 (en) * | 2004-12-30 | 2008-08-12 | Adaptivenergy, Llc. | Actuators with connected diaphragms |
| JP4201014B2 (ja) * | 2005-08-23 | 2008-12-24 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電アクチュエータの駆動制御方法、圧電アクチュエータの駆動制御装置、および電子機器 |
| US20070129681A1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-06-07 | Par Technologies, Llc | Piezoelectric actuation of piston within dispensing chamber |
| US10775681B2 (en) * | 2015-11-27 | 2020-09-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Ultrasonic motor, drive control system, optical apparatus, and vibrator |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02197272A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-03 | Canon Inc | 大出力型振動波モータ |
| JPS63178774A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-22 | Canon Inc | 振動波モ−タ−の駆動回路 |
| JP2586082B2 (ja) * | 1987-02-09 | 1997-02-26 | 株式会社ニコン | 超音波モータの電源周波数最適化装置 |
| JP2537267B2 (ja) * | 1988-05-30 | 1996-09-25 | キヤノン株式会社 | 振動型アクチュエ―タ―装置 |
| JPH02111274A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-24 | Nikon Corp | 超音波モータの駆動制御回路 |
| JP2979542B2 (ja) * | 1988-12-02 | 1999-11-15 | 株式会社ニコン | 振動モータの駆動制御装置 |
| EP0411508B1 (en) * | 1989-08-03 | 1994-10-12 | Asmo Co., Ltd. | Method and device for driving a supersonic motor |
| JP2998967B2 (ja) | 1990-01-10 | 2000-01-17 | キヤノン株式会社 | 振動型モータを有する装置 |
| JPH03253272A (ja) * | 1990-03-01 | 1991-11-12 | Canon Inc | 振動波モータ |
| JP2863280B2 (ja) * | 1990-07-04 | 1999-03-03 | アスモ株式会社 | 超音波モータの駆動方法 |
| JP3292991B2 (ja) | 1991-11-07 | 2002-06-17 | 株式会社フコク | 起動性を向上した超音波モータ |
| JP2972010B2 (ja) * | 1992-01-08 | 1999-11-08 | キヤノン株式会社 | 振動型アクチュエーター駆動制御装置 |
| JP3169421B2 (ja) * | 1992-03-13 | 2001-05-28 | キヤノン株式会社 | 振動波モータの駆動制御装置 |
| JPH06261556A (ja) | 1993-03-04 | 1994-09-16 | Toshiba Corp | 半導体スイッチ装置 |
| JP2757810B2 (ja) * | 1995-03-08 | 1998-05-25 | 日本電気株式会社 | 電源装置 |
-
1998
- 1998-10-29 JP JP10308684A patent/JPH11206156A/ja not_active Withdrawn
- 1998-11-12 EP EP98309270A patent/EP0917214B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-12 DE DE69830376T patent/DE69830376T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-12 US US09/189,788 patent/US6229245B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007527689A (ja) * | 2004-02-17 | 2007-09-27 | ピエゾモーター ウプサラ エイビー | 広周波数域電気機械式アクチュエータ |
| US7408288B2 (en) | 2004-10-15 | 2008-08-05 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Driving apparatus |
| WO2007119713A1 (ja) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Konica Minolta Opto, Inc. | 駆動装置 |
| US8026688B2 (en) * | 2006-04-11 | 2011-09-27 | Konica Minolta Opto, Inc. | Driving device |
| KR101092819B1 (ko) | 2006-04-11 | 2011-12-12 | 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드 | 구동장치 |
| JP4957722B2 (ja) * | 2006-04-11 | 2012-06-20 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | 駆動装置 |
| JP2008154304A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Pentax Corp | 超音波モータ |
| JP2010011553A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Nikon Corp | 振動アクチュエータ、振動アクチュエータの製造方法、レンズ鏡筒及びカメラ |
| JP2014124011A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Toyota Industries Corp | 振動子および移動子を備える振動アクチュエータの駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0917214A2 (en) | 1999-05-19 |
| US6229245B1 (en) | 2001-05-08 |
| DE69830376D1 (de) | 2005-07-07 |
| EP0917214A3 (en) | 2000-02-02 |
| EP0917214B1 (en) | 2005-06-01 |
| DE69830376T2 (de) | 2006-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH11206156A (ja) | 振動型モータのための制御装置 | |
| JP3804973B2 (ja) | 圧電モーター | |
| Koc et al. | Piezoelectric micromotor using a metal-ceramic composite structure | |
| JP2007049897A (ja) | 固定子及びこれを利用したセラミックスチューブ型超音波モータ | |
| Behera et al. | Recent developments of piezoelectric motors with diverse operating principles | |
| JPH04112686A (ja) | 振動波モータ | |
| US6084335A (en) | Vibration driven actuator apparatus and vibration control method therefor | |
| Lu et al. | A kinematic analysis of cylindrical ultrasonic micromotors | |
| US5338998A (en) | Vibration driven actuator | |
| US7245061B2 (en) | Micro-beam friction liner and method of transferring energy | |
| JP3190636B2 (ja) | 圧電アクチュエータおよび圧電アクチュエータの制御方法並びに圧電アクチュエータの制御方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納した、コンピュータが読取可能な記憶媒体 | |
| JP2000184757A (ja) | 振動波駆動装置および振動型モータの駆動装置 | |
| Jin et al. | A vibrators alternation stepping ultrasonic motor | |
| JPH09285155A (ja) | 振動アクチュエータ | |
| JPH09298893A (ja) | 超音波アクチュエータ及び該超音波アクチュエータにおける被駆動体の付勢条件設定方法 | |
| JP2001190081A (ja) | アクチュエータ | |
| JPH0681523B2 (ja) | 振動波モ−タ | |
| Lee et al. | A study on the friction and thrust force of the shaft and mobile element in the impact typed piezoelectric ultrasonic linear motor | |
| RU2156025C2 (ru) | Пьезоэлектрический двигатель (варианты) | |
| JPH11136971A (ja) | 振動アクチュエータ | |
| JPH09312983A (ja) | 振動アクチュエータ | |
| JPH09205782A (ja) | 振動アクチュエータ駆動装置 | |
| JPS6389075A (ja) | 超音波モ−タ | |
| JPH0638559A (ja) | 超音波アクチュエータ及びその駆動方法 | |
| JPH05211783A (ja) | 超音波モータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |