JPS61124275A - 超音波モ−タ装置 - Google Patents
超音波モ−タ装置Info
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- JPS61124275A JPS61124275A JP59243692A JP24369284A JPS61124275A JP S61124275 A JPS61124275 A JP S61124275A JP 59243692 A JP59243692 A JP 59243692A JP 24369284 A JP24369284 A JP 24369284A JP S61124275 A JPS61124275 A JP S61124275A
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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
- H02N2/16—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】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。
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
本発明は弾性進行波を駆動力として利用する超音波モー
タ装置に関する０ 従来の技術 近年圧電セラミック等の圧電体を用いて、実動体中に弾
性進行波を励起し、駆動体上に設置された動体を移動さ
せる超音波モータが発表され、構造が簡単、軽薄短小と
いう特徴のために話題になっている。（例えば日経メカ
ニカル・８３２／２８Ｐ４４〜４９） 以下、図面を参照しながら従来の超音波モータ装置につ
いて説明を行なう。
タ装置に関する０ 従来の技術 近年圧電セラミック等の圧電体を用いて、実動体中に弾
性進行波を励起し、駆動体上に設置された動体を移動さ
せる超音波モータが発表され、構造が簡単、軽薄短小と
いう特徴のために話題になっている。（例えば日経メカ
ニカル・８３２／２８Ｐ４４〜４９） 以下、図面を参照しながら従来の超音波モータ装置につ
いて説明を行なう。
第３図は円環形の超音波モータの断面図である。
同図において、円環形の弾性体１の主面の一方に円環形
圧電セラミック２を貼合せて圧電駆動体３を構成してい
る。４は耐磨耗性材料のスライダで、５は弾性体であり
、互いに貼合せられて靭体６を構成している。動体６は
スライダ４を介して駆動体３と接触している。圧電セラ
ミック２に電界を印加すると駆動体３に曲げ振動の進行
波が励起され、動体６が回転する。
圧電セラミック２を貼合せて圧電駆動体３を構成してい
る。４は耐磨耗性材料のスライダで、５は弾性体であり
、互いに貼合せられて靭体６を構成している。動体６は
スライダ４を介して駆動体３と接触している。圧電セラ
ミック２に電界を印加すると駆動体３に曲げ振動の進行
波が励起され、動体６が回転する。
第４図は第３図の超音波モータに使用している圧電セラ
ミック２の電極構造を示している。同図では円周方向に
曲げ振動が９波長のるように電極を構成している。Ａ、
Ｂはそれぞれ２分の１波長相当の８個の小領域から成る
電極群で、Ｃは４分の３波長、Ｄは４分の１波長相当分
の長さの電極である。電極群Ａ、Ｂ内の隣合う小電極部
分は互いに反対方向に厚み方向に分極されている。第２
図に示された面の反対面はペタ電極であり、弾性体１と
貼合せられる。従って弾性体１が導電体ならば、電極の
一方として弾性体１から端子を取出すこともできる。使
用時には電極群Ａ、Ｂは第４図に斜線で示されたように
短絡されて、上記のベタ電極との間に電圧が印加される
。上記の説明により電極群Ａ、Ｂはそれぞれ４分の１波
長相当分の位置的な位相ずれがある。
ミック２の電極構造を示している。同図では円周方向に
曲げ振動が９波長のるように電極を構成している。Ａ、
Ｂはそれぞれ２分の１波長相当の８個の小領域から成る
電極群で、Ｃは４分の３波長、Ｄは４分の１波長相当分
の長さの電極である。電極群Ａ、Ｂ内の隣合う小電極部
分は互いに反対方向に厚み方向に分極されている。第２
図に示された面の反対面はペタ電極であり、弾性体１と
貼合せられる。従って弾性体１が導電体ならば、電極の
一方として弾性体１から端子を取出すこともできる。使
用時には電極群Ａ、Ｂは第４図に斜線で示されたように
短絡されて、上記のベタ電極との間に電圧が印加される
。上記の説明により電極群Ａ、Ｂはそれぞれ４分の１波
長相当分の位置的な位相ずれがある。
以上のように構成された超音波モータについてその動作
を以下に説明する。前記圧電セラミック２の電極群Ａに Ｖ ＝ Ｖｏ ｓ＋ロ （ω １ ）
−（１）■
。＝電圧■の瞬時値 ω ：角周波数 ｔ ：時間 で表せる電圧Ｖを印加すると、駆動体３は円周方向に曲
げ振動をする。
を以下に説明する。前記圧電セラミック２の電極群Ａに Ｖ ＝ Ｖｏ ｓ＋ロ （ω １ ）
−（１）■
。＝電圧■の瞬時値 ω ：角周波数 ｔ ：時間 で表せる電圧Ｖを印加すると、駆動体３は円周方向に曲
げ振動をする。
図
第６図は第１７の超音波モータの駆動体３のモデル化し
た斜視図であり、同図上は圧電セラミック２に電圧を印
加する前の状態で、同図Ｆは圧電セラミック２に電圧を
印加した時の状態を示す。
た斜視図であり、同図上は圧電セラミック２に電圧を印
加する前の状態で、同図Ｆは圧電セラミック２に電圧を
印加した時の状態を示す。
第６図は動体６と駆動体３の接触状況を拡大して描いて
いる。圧電セラミック２の電極群ＡにＶ ＝ ＶＱｓ＋
ｎ （ωｔ ） −−（２）もう一方
の電極群Ｂに Ｖ ＝ Ｖｏｃｏｓ （ωｔ） ・−
−−ｐｉの互いに時間的に位相がπ／２だけ異なる電圧
を印加すれば、駆動体３の円周方向に曲げ振動の進行波
が作られる。何故なら、一般に進行波は振幅をξとすれ
ば ξ＝ξ。ｃｏｓ（ωｔ −ｋ ｘ ） ・
＝ ・（４）ξ。：振幅ξの瞬時値 ｋ ：波数（２π／λ）、λ：波長 Ｘ ：位置（円周方向にとる） で表せる。（４）式は ξ＝ξ０［：ｃｏｓ ωｔ ｃｏｓ ｋｘ＋ｓｉｎ ω
ｔ ｓ＋ｎ ｋｘ：Ｊ・・・・・（６） と書き直せ、（５）式は進行波が、時間的にπ／２だけ
位相のずれた波ｃｏｓωｔとｓｉｎωｔ、および位置的
にπ／２だけ位相のずれたｃｏｓｋｘとｓ＋ｎｋＸとの
それぞれの積の和で得られることを示している。
いる。圧電セラミック２の電極群ＡにＶ ＝ ＶＱｓ＋
ｎ （ωｔ ） −−（２）もう一方
の電極群Ｂに Ｖ ＝ Ｖｏｃｏｓ （ωｔ） ・−
−−ｐｉの互いに時間的に位相がπ／２だけ異なる電圧
を印加すれば、駆動体３の円周方向に曲げ振動の進行波
が作られる。何故なら、一般に進行波は振幅をξとすれ
ば ξ＝ξ。ｃｏｓ（ωｔ −ｋ ｘ ） ・
＝ ・（４）ξ。：振幅ξの瞬時値 ｋ ：波数（２π／λ）、λ：波長 Ｘ ：位置（円周方向にとる） で表せる。（４）式は ξ＝ξ０［：ｃｏｓ ωｔ ｃｏｓ ｋｘ＋ｓｉｎ ω
ｔ ｓ＋ｎ ｋｘ：Ｊ・・・・・（６） と書き直せ、（５）式は進行波が、時間的にπ／２だけ
位相のずれた波ｃｏｓωｔとｓｉｎωｔ、および位置的
にπ／２だけ位相のずれたｃｏｓｋｘとｓ＋ｎｋＸとの
それぞれの積の和で得られることを示している。
前述の説明より、圧電セラミック２は互いに位置的にπ
／２だけ位相のずれた電極群Ａ 、 Ｂｆ：有しており
、それぞれに時間的にπ／２だけ位相のずれた電圧を印
加すれば駆動体３に曲げ振動の進行波が作れる。第６図
は駆動体３のＡ点が進行波によって、長［２Ｗ％短ｌ１
１１２ｕの楕円運動をしている様子を示し、駆動体３上
に置かれた動体６が楕円の頂点で接触することにより、
波の進行方向とは逆方向に Ｖ＝ω・Ｕ ・−９・・・（６）の
速度で運動する様子を示している。即ち動体６は任意の
静圧で駆動体３に押しつけられて駆動体３０表面に接触
し、動体６と駆動体３０間の摩擦力で波の進行方向とは
逆方向に速度Ｕで駆動される。外部に対してなす仕事が
この摩擦力に対して無視できない時には、動体６と駆動
体３の間に滑りが生じ速概はＶよりも小さくなる。
／２だけ位相のずれた電極群Ａ 、 Ｂｆ：有しており
、それぞれに時間的にπ／２だけ位相のずれた電圧を印
加すれば駆動体３に曲げ振動の進行波が作れる。第６図
は駆動体３のＡ点が進行波によって、長［２Ｗ％短ｌ１
１１２ｕの楕円運動をしている様子を示し、駆動体３上
に置かれた動体６が楕円の頂点で接触することにより、
波の進行方向とは逆方向に Ｖ＝ω・Ｕ ・−９・・・（６）の
速度で運動する様子を示している。即ち動体６は任意の
静圧で駆動体３に押しつけられて駆動体３０表面に接触
し、動体６と駆動体３０間の摩擦力で波の進行方向とは
逆方向に速度Ｕで駆動される。外部に対してなす仕事が
この摩擦力に対して無視できない時には、動体６と駆動
体３の間に滑りが生じ速概はＶよりも小さくなる。
発明が解決しようとする問題点
以上述べたように、従来の超音波モータは外部に仕事を
しようとすれば駆動体と動体間にすべりが起こり、動体
の速度（６）式で決まる速度Ｖよりも小さくなる。
しようとすれば駆動体と動体間にすべりが起こり、動体
の速度（６）式で決まる速度Ｖよりも小さくなる。
また従来のように、２つの電極群に印加する１ｄ気信号
の電圧値を一定にしておいても、温度や駆動体にかかる
機械的負荷が変化すれは圧電セラミックの電気インピー
ダンスが変わり、圧電セラミックに流入する電流１１Ｍ
が変わる。駆動体の弾性体表面上の質点の楕円運動の短
ｌ１ｌＩ２ｕはｕＯｃξ０■ 工
・・（７）となり、弾性体の曲げ振動の振幅最大値ξ。
の電圧値を一定にしておいても、温度や駆動体にかかる
機械的負荷が変化すれは圧電セラミックの電気インピー
ダンスが変わり、圧電セラミックに流入する電流１１Ｍ
が変わる。駆動体の弾性体表面上の質点の楕円運動の短
ｌ１ｌＩ２ｕはｕＯｃξ０■ 工
・・（７）となり、弾性体の曲げ振動の振幅最大値ξ。
電流■に比ヅ］する。故にけ）式より、動体の速度が変
化する。
化する。
即ち、圧電駆動体の２つの電極に印加する電気信号の電
圧値および印加時間、位相を一定にしておいても、超音
波モータの負荷がかわったり、温度が変化すれば、超音
波モータの速度が変わってしまう。
圧値および印加時間、位相を一定にしておいても、超音
波モータの負荷がかわったり、温度が変化すれば、超音
波モータの速度が変わってしまう。
本発明では、上記の問題点である超音波モータの速度が
変化するのを修正し、一定の速度のモータを提供するこ
とを目的とする。
変化するのを修正し、一定の速度のモータを提供するこ
とを目的とする。
問題点を解決するだのの手段
本発明では、弾性体と互いに位置的に４分の１波長だけ
位相のずれた２つの電極群を有する圧電体を貼り合せて
圧電駆動体を構成し、上記圧電体の電極群のそれぞれに
互いに時間的に２分のπだけ位相のずれた信号電圧を印
加して、上記駆動体に曲げ振動の進行波を励起し、上記
駆動体の弾性体上に動体を設置して上記進行波によって
上記動体を移動させる煙音波モータにおいて、上記２つ
の電極群に印加する２つの電気信号の少なくても一方の
電気信号の電圧振幅（直を可変にするか、上記電気信号
の少なくても一方の電気信号の一周期中での電圧印加時
間を可変にするか、上記電気信号の位相差を２分のπを
基準として可変にするこな とのうち少女ても一つを使用することにより、上記曲げ
振動の進行波の振幅値を変えて、動体の速度を制御可能
にする。
位相のずれた２つの電極群を有する圧電体を貼り合せて
圧電駆動体を構成し、上記圧電体の電極群のそれぞれに
互いに時間的に２分のπだけ位相のずれた信号電圧を印
加して、上記駆動体に曲げ振動の進行波を励起し、上記
駆動体の弾性体上に動体を設置して上記進行波によって
上記動体を移動させる煙音波モータにおいて、上記２つ
の電極群に印加する２つの電気信号の少なくても一方の
電気信号の電圧振幅（直を可変にするか、上記電気信号
の少なくても一方の電気信号の一周期中での電圧印加時
間を可変にするか、上記電気信号の位相差を２分のπを
基準として可変にするこな とのうち少女ても一つを使用することにより、上記曲げ
振動の進行波の振幅値を変えて、動体の速度を制御可能
にする。
作 用
駆動体を構成する圧電セラミックに形成された２つの電
極群Ａ、Ｂに振幅の等しい、互いに時間的に位相のπ／
２だけずれた電気信号を印加すれば、（７）式より圧電
セラミックに流れた電流値に比例して曲げ振動の進行波
が励起され、進行波の最大振幅値ξ。に比例した楕円連
動の構成分２ｕが生じ（６）式で示された速度Ｖで動体
が運動する。
極群Ａ、Ｂに振幅の等しい、互いに時間的に位相のπ／
２だけずれた電気信号を印加すれば、（７）式より圧電
セラミックに流れた電流値に比例して曲げ振動の進行波
が励起され、進行波の最大振幅値ξ。に比例した楕円連
動の構成分２ｕが生じ（６）式で示された速度Ｖで動体
が運動する。
従って、駆動体中に励起された曲けｂ＝の振幅の瞬時値
ξ。を変えれば動体の速度は変わる。瞬時値ξ。を変え
る手段の１つとして、圧醒セラミクの２つの電極群に印
加する゛電圧値ｒ変える。
ξ。を変えれば動体の速度は変わる。瞬時値ξ。を変え
る手段の１つとして、圧醒セラミクの２つの電極群に印
加する゛電圧値ｒ変える。
今、圧電セラミックの゛電極群のインピーダンスをＺＡ
、ＺＢとし、それぞれに印加している電圧をＶ Ａ、
Ｖ Ｂとすれば、 Ｂ ＝にξｐ、 ＣＯ３（Ｄ ｔ ＣＯ５ｋ Ｘ ＋ Ｋξ
Ｂ ｓｉｎ ａＪｔ ｓｉｎ ｋｘ＝にξ。ｃｏｓ（ω
ｔ−ｋｘ） −・−−−−（８）Ｋ：比例定数 にξＡ＝ＫＡｖＡ／２Ａ 、町Ｂ＝ＫＢｖＢ／２Ｂξ。
、ＺＢとし、それぞれに印加している電圧をＶ Ａ、
Ｖ Ｂとすれば、 Ｂ ＝にξｐ、 ＣＯ３（Ｄ ｔ ＣＯ５ｋ Ｘ ＋ Ｋξ
Ｂ ｓｉｎ ａＪｔ ｓｉｎ ｋｘ＝にξ。ｃｏｓ（ω
ｔ−ｋｘ） −・−−−−（８）Ｋ：比例定数 にξＡ＝ＫＡｖＡ／２Ａ 、町Ｂ＝ＫＢｖＢ／２Ｂξ。
＝ξＡ＝ξＢとしている。
である。（６＞ ＋ （７＞式より動体の速度Ｖはｙｃ
ｃω・ξ０ ・・・・・・（９）であ
る。合、一方の′電極群の印加電圧ＶＢをΔＶだけ小さ
くすれば、（８）式より ξ＝にξ ｃｏｓ ｔｏｔ ｃｏｓ ｋｘ ＋ Ｋ（
ξ０−Δξｏ） ｓｉｎ ωｔ ｓｉｎ ｋｘｏ ＝ｘ（ξ −Δξ ） ｓ＋ｎ ωｔ ｓ＋ｎ
ｋｘ ＋ ＫΔξｏ ＬｏＳ ａＪｔ ＣＯ３ｋｘ
ｏ 。
ｃω・ξ０ ・・・・・・（９）であ
る。合、一方の′電極群の印加電圧ＶＢをΔＶだけ小さ
くすれば、（８）式より ξ＝にξ ｃｏｓ ｔｏｔ ｃｏｓ ｋｘ ＋ Ｋ（
ξ０−Δξｏ） ｓｉｎ ωｔ ｓｉｎ ｋｘｏ ＝ｘ（ξ −Δξ ） ｓ＋ｎ ωｔ ｓ＋ｎ
ｋｘ ＋ ＫΔξｏ ＬｏＳ ａＪｔ ＣＯ３ｋｘ
ｏ 。
・・・・・・（１０）
Δξ。はΔＶによって減少した振幅
Δξｏ＝にΔｖ／ＺＢ
となり、（９）式よりω・Δξ。に比例した分だけ動体
の速度が低下する。（１０）式の第２項は駆動体中にた
つ定在波であり動体の速度には寄与しない。
の速度が低下する。（１０）式の第２項は駆動体中にた
つ定在波であり動体の速度には寄与しない。
また、両方の電極群への印加電圧を逆にΔＶだけ犬きく
すれば、 ξ＝４（ξ ＋Δξ）ｃｏｓ （ωｔ −ｋｘ） −
＝−（１１）となり、動体の速度は増加する。
すれば、 ξ＝４（ξ ＋Δξ）ｃｏｓ （ωｔ −ｋｘ） −
＝−（１１）となり、動体の速度は増加する。
上に述べたことは、第７図に示したように電極群に印加
する電気信号の少なくても一方の電気信号の一周期中で
の電圧印加の時間に可変にしても同様の効果が得られる
。第７図に示された信号波形の上に描かれたものは、−
周期中電圧を印加する時の波形で、下は上の波形よりも
印加時間を短 ゛かくしている。下の波形の駆動周波
数成分は上の波形の同成分より小さくなり、電圧値を変
えたのと同様である。
する電気信号の少なくても一方の電気信号の一周期中で
の電圧印加の時間に可変にしても同様の効果が得られる
。第７図に示された信号波形の上に描かれたものは、−
周期中電圧を印加する時の波形で、下は上の波形よりも
印加時間を短 ゛かくしている。下の波形の駆動周波
数成分は上の波形の同成分より小さくなり、電圧値を変
えたのと同様である。
第３の方法として、２つの一極群Ａ、Ｂに印加する２つ
の電気信号の位相差をπ／２をノ占準として可変すれば
良い。今、電極群Ｂに印加する電気信号の位相を、基準
のπ／２より−φだけずらせれば、 ξ ＝ ξ０ＣＯ５ωｔ Ｃ０５ｋｘ ＋ ξｏ ５１
０（ωｔ −φ知ｎ１ｃｘ＝ξｏ〔ＣＯ３−・ｃｏｓ（
ωｔ−ｋｘ）＋ｃｏｓωｔ（ＣＯ５ｋｘ −ｃｏｓ（ｋ
ｘ−φ））〕・・・・・（１２） となる。（１２）式は進行波の振幅の瞬時層がξ。
の電気信号の位相差をπ／２をノ占準として可変すれば
良い。今、電極群Ｂに印加する電気信号の位相を、基準
のπ／２より−φだけずらせれば、 ξ ＝ ξ０ＣＯ５ωｔ Ｃ０５ｋｘ ＋ ξｏ ５１
０（ωｔ −φ知ｎ１ｃｘ＝ξｏ〔ＣＯ３−・ｃｏｓ（
ωｔ−ｋｘ）＋ｃｏｓωｔ（ＣＯ５ｋｘ −ｃｏｓ（ｋ
ｘ−φ））〕・・・・・（１２） となる。（１２）式は進行波の振幅の瞬時層がξ。
ｃｏｓφになったことを意味し、動体の速度Ｖがｃｏｓ
φ倍（ｏ＜ＣＯ３−く１）になる。
φ倍（ｏ＜ＣＯ３−く１）になる。
以上、述べたように、本発明では動体の速度が可変でき
るので、速度制御が可能になる。
るので、速度制御が可能になる。
実施例
以下、本発明の実施例について図に従って説明を行なう
。
。
第１図は本発明の１実施例である超音波モータ装置のブ
ロック図である。同図および以下で使用する超音波モー
タは′電気的な役目がよくわかるように、駆動体を構成
する圧電セラミックのみを図示している。また圧電セラ
ミックの裏面は金属等の弾性体と接着されており、全面
アース電位としている。第１図は２つの′電極群Ａ、Ｂ
に印加する電圧値をそれぞれ制御端子ＴＡ、ＴＢによっ
て可変して、動体の速度を制御している。電極群Ａに印
加された信号は電極○によって検出され、駆動周波数成
分のみを通過させるバンドパスフィルタ８全通して、電
力増幅器７に帰還する。このループによって駆動体はそ
の共振側仮数で自励発振をする。上記の信号は９ｏ０移
相器９により、π／２だけ位相をずらせて電力増幅器１
Ｑに入力される。
ロック図である。同図および以下で使用する超音波モー
タは′電気的な役目がよくわかるように、駆動体を構成
する圧電セラミックのみを図示している。また圧電セラ
ミックの裏面は金属等の弾性体と接着されており、全面
アース電位としている。第１図は２つの′電極群Ａ、Ｂ
に印加する電圧値をそれぞれ制御端子ＴＡ、ＴＢによっ
て可変して、動体の速度を制御している。電極群Ａに印
加された信号は電極○によって検出され、駆動周波数成
分のみを通過させるバンドパスフィルタ８全通して、電
力増幅器７に帰還する。このループによって駆動体はそ
の共振側仮数で自励発振をする。上記の信号は９ｏ０移
相器９により、π／２だけ位相をずらせて電力増幅器１
Ｑに入力される。
電力増幅器１Ｑで所定のレベルに増幅された信号は電極
群Ｂに印加される。前述したように、電極群Ａ、Ｂに印
加される信号は、それぞれ制御端子Ａ、Ｂにより増減さ
れる。
群Ｂに印加される。前述したように、電極群Ａ、Ｂに印
加される信号は、それぞれ制御端子Ａ、Ｂにより増減さ
れる。
第２図は第１図のブロック図に示した超音波モータ装置
の速度制御特性である。同図は第１図の制御端子ＴＡ、
ＴＢに同一電圧を印加した時の、動体の速度制御特性を
示している。同図の点線は電極群Ａ、Ｂに印加する電圧
値がある値以下になると、動体の速度が急に○になるこ
とを示している。
の速度制御特性である。同図は第１図の制御端子ＴＡ、
ＴＢに同一電圧を印加した時の、動体の速度制御特性を
示している。同図の点線は電極群Ａ、Ｂに印加する電圧
値がある値以下になると、動体の速度が急に○になるこ
とを示している。
第８図は本発明の別の実施例のブロック図であり、電極
群Ｂに印加する信号の一周期中の印加時間を制御するこ
とにより、動体の速度制御をしている。第９図は第８図
のブロック図の働きを説明するだめのタイミングチャー
トである。
群Ｂに印加する信号の一周期中の印加時間を制御するこ
とにより、動体の速度制御をしている。第９図は第８図
のブロック図の働きを説明するだめのタイミングチャー
トである。
第８図の電力増幅器７とバンドパスフィルタ８、および
電極群Ａの作るループは第１図のブロック図と同様自励
発振回路を構成する。この発振信号は９Ｑ０移相器９を
週って、第９図の信号ａとなる。信号ａは絶対値回路１
１を通って、信号すとなり電圧比較回路１２の子端子に
入力される。比較回路１２の制御端子（一端子）にある
電圧レベルが印加されると、比較回路１２の出力は信号
Ｃとなり、信号Ｃでスイッチ回路１３を制御すれば信号
ｄが得られる。即ち、電極群Ｂに印加する信号は信号ｄ
となり、第９図で示きれるように１周期について２ｔ１
だけ通電時間（′電圧印加時間）を短かぐしている。
電極群Ａの作るループは第１図のブロック図と同様自励
発振回路を構成する。この発振信号は９Ｑ０移相器９を
週って、第９図の信号ａとなる。信号ａは絶対値回路１
１を通って、信号すとなり電圧比較回路１２の子端子に
入力される。比較回路１２の制御端子（一端子）にある
電圧レベルが印加されると、比較回路１２の出力は信号
Ｃとなり、信号Ｃでスイッチ回路１３を制御すれば信号
ｄが得られる。即ち、電極群Ｂに印加する信号は信号ｄ
となり、第９図で示きれるように１周期について２ｔ１
だけ通電時間（′電圧印加時間）を短かぐしている。
第１０図は本発明のもう１つの実施例である。
第１図および第８図に示した実施例は自励発振方式であ
るが、同図は他励発振方式であり発振回路１４を有して
いる。発振回路１４は速動体の共振周波数で発振するよ
うに調整される。１５は可変移相器で電極群Ｂに印加す
る信号の位相を、π／２を基準に制御端子に電圧を印加
することにより可変している。
るが、同図は他励発振方式であり発振回路１４を有して
いる。発振回路１４は速動体の共振周波数で発振するよ
うに調整される。１５は可変移相器で電極群Ｂに印加す
る信号の位相を、π／２を基準に制御端子に電圧を印加
することにより可変している。
発明の効果
以上述べたように、本発明は駆動体中の曲げ振動の振幅
値を可変にすることにより、動体の速度を制御すること
を可能にしているので、一定速度または速度が任意に変
えられる、速度１１ｉｌＩ御１５Ｔ能な超音波モータ装
置を提供できる。
値を可変にすることにより、動体の速度を制御すること
を可能にしているので、一定速度または速度が任意に変
えられる、速度１１ｉｌＩ御１５Ｔ能な超音波モータ装
置を提供できる。
第１図は本発明の１実Ｍ例の超音波モータ装置第４図は
第３図の超音波モータに使用されている圧電セラミック
の形状と電極傳造を示す平面図、第５図は超音波モータ
の、素動坏の振！Ｉｄｔ ：ｔぺ啓を示ずモデル図、第
６図は超音波モータの原理の説「９１図、第７図は速度
？ｌ１１１ ｆ１１１００１つである電惨群への印加波
形賊第８図は本発明の別の実施例のブロック図、第９図
は第８図のブロック図の谷部の波形口笛１０図は本発明
のもう１つの実施例のブロック図である。 ７．１０・・・・・電力増幅器、８・・・・バ／ドパス
フィルタ、９・・・・・９ｏ０移相器、１１・・・・・
・絶対値回路、１２・・・・比較回路、１３・・・・・
・スイッチ回路、１４・・・・・発振回路、１５・・・
・可変移相器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名派
の １へ Ｃ≧さ
Ｑ ！ｒ 第 ５ 図 第６図 宵 ７ 図 ＭＢ 図 η＃＃１１−
第３図の超音波モータに使用されている圧電セラミック
の形状と電極傳造を示す平面図、第５図は超音波モータ
の、素動坏の振！Ｉｄｔ ：ｔぺ啓を示ずモデル図、第
６図は超音波モータの原理の説「９１図、第７図は速度
？ｌ１１１ ｆ１１１００１つである電惨群への印加波
形賊第８図は本発明の別の実施例のブロック図、第９図
は第８図のブロック図の谷部の波形口笛１０図は本発明
のもう１つの実施例のブロック図である。 ７．１０・・・・・電力増幅器、８・・・・バ／ドパス
フィルタ、９・・・・・９ｏ０移相器、１１・・・・・
・絶対値回路、１２・・・・比較回路、１３・・・・・
・スイッチ回路、１４・・・・・発振回路、１５・・・
・可変移相器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名派
の １へ Ｃ≧さ
Ｑ ！ｒ 第 ５ 図 第６図 宵 ７ 図 ＭＢ 図 η＃＃１１−
Claims (1)
- 弾性体と互いに位置的に４分の１波長だけ位相がずれた
２つの電極群を有する圧電体を貼り合せて圧電駆動体を
構成し、上記圧電体の電極群のそれぞれに互いに時間的
に２分のπだけ位相のずれた信号電圧を印加して、上記
駆動体に曲げ振動の進行波を励起し、上記駆動体の弾性
体上に動体を設置して上記進行波によって上記動体を移
動させる超音波モータにおいて、上記２つの電極群に印
加する２つの電気信号の少なくても一方の電気信号の電
圧振幅値を可変にするか、上記電気信号の少なくても一
方の電気信号の一周期中での電圧印加時間を可変にする
か、上記電気信号の位相差を２分のπを基準として可変
にすることのうち少なくても一つを使用することを特徴
とする超音波モータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59243692A JPH072022B2 (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 超音波モータ駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59243692A JPH072022B2 (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 超音波モータ駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61124275A true JPS61124275A (ja) | 1986-06-12 |
| JPH072022B2 JPH072022B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=17107565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59243692A Expired - Lifetime JPH072022B2 (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 超音波モータ駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH072022B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS631384A (ja) * | 1986-06-18 | 1988-01-06 | Canon Inc | 振動波モ−タ−の速度制御回路 |
| JPS63220775A (ja) * | 1987-03-09 | 1988-09-14 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 超音波モータ |
| JPH01148079A (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モータの駆動装置 |
| JPH0297285A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モータ駆動装置 |
| US5376855A (en) * | 1990-02-14 | 1994-12-27 | Nikon Corporation | Driving device for ultrasonic wave motor |
| US5760527A (en) * | 1995-05-12 | 1998-06-02 | Nikon Corporation | Vibration actuator and method of control |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59216482A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-06 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 超音波モーター用入力電圧制御装置 |
| JPS60176470A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-10 | Canon Inc | 振動波モータ用駆動装置 |
-
1984
- 1984-11-19 JP JP59243692A patent/JPH072022B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59216482A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-06 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 超音波モーター用入力電圧制御装置 |
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| JPH01148079A (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モータの駆動装置 |
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| US5376855A (en) * | 1990-02-14 | 1994-12-27 | Nikon Corporation | Driving device for ultrasonic wave motor |
| US5760527A (en) * | 1995-05-12 | 1998-06-02 | Nikon Corporation | Vibration actuator and method of control |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH072022B2 (ja) | 1995-01-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |