JPH0611191B2 - 超音波モータ装置 - Google Patents
超音波モータ装置Info
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- JPH0611191B2 JPH0611191B2 JP59235980A JP23598084A JPH0611191B2 JP H0611191 B2 JPH0611191 B2 JP H0611191B2 JP 59235980 A JP59235980 A JP 59235980A JP 23598084 A JP23598084 A JP 23598084A JP H0611191 B2 JPH0611191 B2 JP H0611191B2
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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
- H02N2/16—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)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧電体を用いて駆動力を発生させる超音波モ
ータ装置に関するものである。
ータ装置に関するものである。
（従来の技術） 近年、圧電セラミック等の圧電体を用いて超音波振動を
発生させ、回転あるいは直線または曲線運動をさせる超
音波モータ装置が発表されており、これは構成部品数が
少なく、小型・軽量などの点で注目されている。
発生させ、回転あるいは直線または曲線運動をさせる超
音波モータ装置が発表されており、これは構成部品数が
少なく、小型・軽量などの点で注目されている。
以下、図面を参照しながら従来の超音波モータ装置につ
いて説明する。
いて説明する。
第１図は、超音波モータ装置における本体部の基本構成
の一例を示す断面図であり、金属等の弾性材料で作られ
た一定の厚みを持つ円環形の弾性体１の一方の面に、同
じく一定の厚みを持つ円環形の圧電セラミックからなる
圧電体２をエポキシ樹脂等の接着剤で貼り合わせること
により圧電駆動体３を構成している。４は耐摩耗性材料
から作られたスライダ、５は金属等の弾性材料で作られ
た弾性体であり、スライダ４と弾性体５とを互いに貼り
合わせることにより動体６を構成している。この動体６
はスライダ４の面を圧電駆動体３の弾性体１に加圧接触
させて設置される。
の一例を示す断面図であり、金属等の弾性材料で作られ
た一定の厚みを持つ円環形の弾性体１の一方の面に、同
じく一定の厚みを持つ円環形の圧電セラミックからなる
圧電体２をエポキシ樹脂等の接着剤で貼り合わせること
により圧電駆動体３を構成している。４は耐摩耗性材料
から作られたスライダ、５は金属等の弾性材料で作られ
た弾性体であり、スライダ４と弾性体５とを互いに貼り
合わせることにより動体６を構成している。この動体６
はスライダ４の面を圧電駆動体３の弾性体１に加圧接触
させて設置される。
第２図は、第１図の超音波モータ装置における圧電体２
に形成した電極構造の一例を示す平面図である。Ａ，Ｂ
はそれぞれ使用周波数の２分の１波長相当の小電極群、
Ｃは４分の３波長相当、Ｄは４分の１波長相当の長さの
電極である。従って、円周方向使用周波数の９波長が乗
るようになっている。裏面（弾性体１との接着面）はベ
タ電極である。
に形成した電極構造の一例を示す平面図である。Ａ，Ｂ
はそれぞれ使用周波数の２分の１波長相当の小電極群、
Ｃは４分の３波長相当、Ｄは４分の１波長相当の長さの
電極である。従って、円周方向使用周波数の９波長が乗
るようになっている。裏面（弾性体１との接着面）はベ
タ電極である。
圧電体２のＡ，Ｂ各小電極群内における互いに隣合う小
電極領域は、厚み方向でかつ互いに逆方向に分極されて
おり、分極後はＡ，Ｂ各小電極群毎に、斜線で示したよ
うに導電膜で短絡される。従って、導電膜で短絡された
小電極群Ａと小電極群Ｂとは位相的に４分の１波長（＝
９０゜）のずれがある。そして、小電極群Ａと小電極群
Ｂはそれぞれ駆動電圧が印加されるので、以下、駆動電
極Ａ，Ｂと呼ぶ。
電極領域は、厚み方向でかつ互いに逆方向に分極されて
おり、分極後はＡ，Ｂ各小電極群毎に、斜線で示したよ
うに導電膜で短絡される。従って、導電膜で短絡された
小電極群Ａと小電極群Ｂとは位相的に４分の１波長（＝
９０゜）のずれがある。そして、小電極群Ａと小電極群
Ｂはそれぞれ駆動電圧が印加されるので、以下、駆動電
極Ａ，Ｂと呼ぶ。
超音波モータ装置は、上述の圧電駆動体３と動体６から
なる本体部と、これに交流電圧を印加するための駆動回
路とから構成されている。このように構成された従来例
について、以下その動作を説明する。
なる本体部と、これに交流電圧を印加するための駆動回
路とから構成されている。このように構成された従来例
について、以下その動作を説明する。
上記のように、使用周波数の４分の１波長だけ位置的に
位相ずらせて圧電体２に形成した駆動電極Ａ，Ｂにそれ
ぞれ９０度位相のずれた交流電圧（交流磁界）を印加す
ると、圧電駆動体３に曲げ振動の進行波が発生する。こ
の進行波により、圧電駆動体３に加圧接触して設置され
た動体６が駆動され、回転運動を行う。なお、スライダ
４は耐摩耗性を上げるためのもので、動作原理上はなく
ても良い。
位相ずらせて圧電体２に形成した駆動電極Ａ，Ｂにそれ
ぞれ９０度位相のずれた交流電圧（交流磁界）を印加す
ると、圧電駆動体３に曲げ振動の進行波が発生する。こ
の進行波により、圧電駆動体３に加圧接触して設置され
た動体６が駆動され、回転運動を行う。なお、スライダ
４は耐摩耗性を上げるためのもので、動作原理上はなく
ても良い。
動作を、さらに具体的に説明する。圧電体２の駆動電極
Ａに、圧電駆動体３の共振周波数近傍の周波数の交流電
圧Ｖ0sin（ωｔ）［ただし、Ｖ0は電圧の振幅の最大
値、ωの角周波数、ｔは時間］を印加すると、駆動電極
Ａの領域に沿って曲げ振動を起こす。
Ａに、圧電駆動体３の共振周波数近傍の周波数の交流電
圧Ｖ0sin（ωｔ）［ただし、Ｖ0は電圧の振幅の最大
値、ωの角周波数、ｔは時間］を印加すると、駆動電極
Ａの領域に沿って曲げ振動を起こす。
第３図は、第１図の超音波モータ装置における本体部の
一部分の振動状態を示すモデル斜視図である。第３図
(a)は圧電体２に交流電圧を印加していないときの状
態、第３図(b)は交流電圧を印加したときの状態をそれ
ぞれ示している。
一部分の振動状態を示すモデル斜視図である。第３図
(a)は圧電体２に交流電圧を印加していないときの状
態、第３図(b)は交流電圧を印加したときの状態をそれ
ぞれ示している。
第４図は、動体６と圧電駆動体３との接触状態を拡大し
た図である。圧電体２の駆動電極ＡにＶ0sin（ωｔ）、
他の駆動電極ＢＶにＶ0cos（ωｔ）の互いに位相がπ／
２だけずれた交流電圧を印加すると、圧電駆動体３の円
周方向に曲げ振動の進行波を作ることができる。一般に
進行波は、振幅をξとすれば、 ξ＝ξ0cos（ωｔ−kx） …(1) ただし、ξ0：波の振幅の最大値 ｋ：波数（＝２π／λ） λ：波長 ｘ：位置 で表わせる。ここで、曲げ振動の振幅の最大値ξ0は印
加する交流電圧の振幅の最大値Ｖ0に比例する。
た図である。圧電体２の駆動電極ＡにＶ0sin（ωｔ）、
他の駆動電極ＢＶにＶ0cos（ωｔ）の互いに位相がπ／
２だけずれた交流電圧を印加すると、圧電駆動体３の円
周方向に曲げ振動の進行波を作ることができる。一般に
進行波は、振幅をξとすれば、 ξ＝ξ0cos（ωｔ−kx） …(1) ただし、ξ0：波の振幅の最大値 ｋ：波数（＝２π／λ） λ：波長 ｘ：位置 で表わせる。ここで、曲げ振動の振幅の最大値ξ0は印
加する交流電圧の振幅の最大値Ｖ0に比例する。
(1)式は、さらに、 ξ＝ξ0（cosωt・coskx＋sinωt・sinkx）…(2) と書き直すことができ、(2)式は進行波が時間的にπ／
２だけ位相のずれた波cosωｔとsinωｔ、及び位置的に
π／２だけ位相のずれたcoskxとsinkx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
電体２は、互いに位置的にπ／２（λ／４）だけ位相の
ずれた駆動電極Ａ，Ｂをもっているので、それぞれに時
間的にπ／２だけ位相のずれた交流電圧を印加すれば、
圧電駆動体３に曲げ振動の進行波を作ることができる。
２だけ位相のずれた波cosωｔとsinωｔ、及び位置的に
π／２だけ位相のずれたcoskxとsinkx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
電体２は、互いに位置的にπ／２（λ／４）だけ位相の
ずれた駆動電極Ａ，Ｂをもっているので、それぞれに時
間的にπ／２だけ位相のずれた交流電圧を印加すれば、
圧電駆動体３に曲げ振動の進行波を作ることができる。
第４図は、圧電駆動体３のｐ1点が進行波によって長軸
２ｗ、短軸２ｕの楕円運動をしている様子を示してお
り、圧電駆動体３上に置かれた動体６は、その楕円の頂
点（第４図ではｐ1，ｐ2点）で接触することにより波の
進行方向とは逆方向にｖ＝ωｕの速度で運動する。即
ち、動体６は、任意の静圧で圧電駆動体３に押し付けら
れ、導体６と圧電駆動体３との摩擦力で波の進行方向と
逆方向に速度ｖで駆動される。両者の間に滑りがあると
きは速度ｖより小さくなる。
２ｗ、短軸２ｕの楕円運動をしている様子を示してお
り、圧電駆動体３上に置かれた動体６は、その楕円の頂
点（第４図ではｐ1，ｐ2点）で接触することにより波の
進行方向とは逆方向にｖ＝ωｕの速度で運動する。即
ち、動体６は、任意の静圧で圧電駆動体３に押し付けら
れ、導体６と圧電駆動体３との摩擦力で波の進行方向と
逆方向に速度ｖで駆動される。両者の間に滑りがあると
きは速度ｖより小さくなる。
上記した超音波モータ装置の速度ｖは、 ｖ＝ω・ｕ∝ξ0 …(3) で表わすことができ、圧電駆動体３の曲げ振動の振幅最
大値ξ0に比例する。また、印加する交流電圧の周波数
ωに比例する。
大値ξ0に比例する。また、印加する交流電圧の周波数
ωに比例する。
第５図は、圧電駆動体３のアドミッタンス及び感度（振
幅／印加交流電圧、つまり単位印加交流電圧での振幅値
で定義する）の周波数特性である。第５図より、第２図
の電極構造の圧電体２を用いたとき、圧電駆動体３の共
振は本来の主共振（着目する共振周波数ｆ0での共振を
主共振と定義する）の低周波側と高周波側にそれぞれ比
較適大きな副共振（主共振の前後で低次、高次の振動モ
ードの共振周波数ｆ1，ｆ2での共振を副共振と定義す
る）が現われ、感度はそれぞれの共振周波数で極大とな
り、主共振の共振周波数ｆ0で最大となる。従って、超
音波モータ装置を効率良く駆動するためには、圧電駆動
体３の主共振周波数で駆動するのが最も好ましい。
幅／印加交流電圧、つまり単位印加交流電圧での振幅値
で定義する）の周波数特性である。第５図より、第２図
の電極構造の圧電体２を用いたとき、圧電駆動体３の共
振は本来の主共振（着目する共振周波数ｆ0での共振を
主共振と定義する）の低周波側と高周波側にそれぞれ比
較適大きな副共振（主共振の前後で低次、高次の振動モ
ードの共振周波数ｆ1，ｆ2での共振を副共振と定義す
る）が現われ、感度はそれぞれの共振周波数で極大とな
り、主共振の共振周波数ｆ0で最大となる。従って、超
音波モータ装置を効率良く駆動するためには、圧電駆動
体３の主共振周波数で駆動するのが最も好ましい。
（発明が解決しようとする課題） ところが、圧電駆動体３の共振周波数は、第６図に示し
たように、動体６が圧電駆動体３を押圧する静荷重（負
荷軽）及び負荷（負荷重）によって変動し、また、圧電
駆動体３は駆動中に機械損失によって発熱するのでこの
温度変化によっても共振周波数は変動する。一般に圧電
駆動体の温度が高くなると共振周波数は低くなる。しか
もモータの回転によって負荷等が動的に変化するので、
共振周波数は局部的に振動しながら全体として周波数軸
上を刻々にシフトするという複雑な動きをする。
たように、動体６が圧電駆動体３を押圧する静荷重（負
荷軽）及び負荷（負荷重）によって変動し、また、圧電
駆動体３は駆動中に機械損失によって発熱するのでこの
温度変化によっても共振周波数は変動する。一般に圧電
駆動体の温度が高くなると共振周波数は低くなる。しか
もモータの回転によって負荷等が動的に変化するので、
共振周波数は局部的に振動しながら全体として周波数軸
上を刻々にシフトするという複雑な動きをする。
しかしながら、従来の超音波モータ装置では、圧電駆動
体の共振周波数の変化を考慮しない他の励方式による一
定周波数での励振が採用されていた。このため、圧電駆
動体３の刻々変動する周波数共振数からずれ、従って超
音波モータ装置の動作が不安定になり、かつ駆動の効率
も低下するという問題があった。
体の共振周波数の変化を考慮しない他の励方式による一
定周波数での励振が採用されていた。このため、圧電駆
動体３の刻々変動する周波数共振数からずれ、従って超
音波モータ装置の動作が不安定になり、かつ駆動の効率
も低下するという問題があった。
本発明は、上記従来の問題点を解決しようとするもの
で、負荷や温度変化により圧電駆動体の共振周波数が変
動しても、その刻々変動する共振周波数に一致した周波
数で圧電体を励振し、常に安定動作と高駆動効率を確保
するようにした超音波モータ装置を提供することを目的
とする。
で、負荷や温度変化により圧電駆動体の共振周波数が変
動しても、その刻々変動する共振周波数に一致した周波
数で圧電体を励振し、常に安定動作と高駆動効率を確保
するようにした超音波モータ装置を提供することを目的
とする。
（課題を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明の超音波モータ装置
は、一定の厚みの有しその表面に使用周波数の４分の１
波長だけ位置的に位相をずらせるように配設した第１の
駆動電極及び第２の駆動電極を有する圧電体に、一定の
厚みを有する弾性体を貼着してなる圧電駆動体と、前記
圧電駆動体の前記弾性体に加圧接触して配置した弾性体
からなる動体とを備え、前記第１の電極及び第２の電極
にそれぞれ９０度位相のずれた交流電圧を印加して前記
圧電駆動体に生じた曲げ振動の進行波により前記動体を
移動させる超音波モータ装置において、前記第１の駆動
電極から取り出すか、若しくは前記第１の駆動電極及び
第２の駆動電極とは別に前記圧電体の独立して設けた第
３の電極から信号を取り出し、その信号に含まれる主共
振周波数成分を通過させ、他の副共振周波数成分を阻止
するバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタに
より取り出した主共振周波数成分を電力増幅し、その出
力を前記第１の駆動電極に帰還させる第１の電力増幅器
と、前記バンドパスフィルタにより取り出した主共振周
波数成分を入力し、信号の位相を90度ずらせるπ／２移
相器と前記π／２移相器の出力信号を電力増幅し、その
出力を前記第２の駆動電極に帰還させる第２の電力増幅
器とから構成するものである。
は、一定の厚みの有しその表面に使用周波数の４分の１
波長だけ位置的に位相をずらせるように配設した第１の
駆動電極及び第２の駆動電極を有する圧電体に、一定の
厚みを有する弾性体を貼着してなる圧電駆動体と、前記
圧電駆動体の前記弾性体に加圧接触して配置した弾性体
からなる動体とを備え、前記第１の電極及び第２の電極
にそれぞれ９０度位相のずれた交流電圧を印加して前記
圧電駆動体に生じた曲げ振動の進行波により前記動体を
移動させる超音波モータ装置において、前記第１の駆動
電極から取り出すか、若しくは前記第１の駆動電極及び
第２の駆動電極とは別に前記圧電体の独立して設けた第
３の電極から信号を取り出し、その信号に含まれる主共
振周波数成分を通過させ、他の副共振周波数成分を阻止
するバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタに
より取り出した主共振周波数成分を電力増幅し、その出
力を前記第１の駆動電極に帰還させる第１の電力増幅器
と、前記バンドパスフィルタにより取り出した主共振周
波数成分を入力し、信号の位相を90度ずらせるπ／２移
相器と前記π／２移相器の出力信号を電力増幅し、その
出力を前記第２の駆動電極に帰還させる第２の電力増幅
器とから構成するものである。
（作用） この構成によれば、圧電駆動体から主共振周波数成分の
みを取り出して、その周波数での自励発振信号で圧電駆
動体を励振するので、負荷や温度の変化により刻々変動
する主共振周波数に励振周波数が正確に追随し、常に、
安定で、効率の良い駆動動作が行われる。
みを取り出して、その周波数での自励発振信号で圧電駆
動体を励振するので、負荷や温度の変化により刻々変動
する主共振周波数に励振周波数が正確に追随し、常に、
安定で、効率の良い駆動動作が行われる。
（実施例） 以下、図面を参照して実施例を詳細に説明する。第７図
は、本発明の一実施例における超音波モータ装置の本体
部とその駆動回路との関係を示したものである。本体部
は駆動の説明に必要な圧電体２の電極構造のみを図示し
ており、その構成は第２図の従来例と同じである。電極
ＣとＤは、駆動電極Ａ，Ｂとは独立した電極で、ここで
は接地されており、一方の駆動電極Ａは抵抗素子Ｒを介
して接地されている。
は、本発明の一実施例における超音波モータ装置の本体
部とその駆動回路との関係を示したものである。本体部
は駆動の説明に必要な圧電体２の電極構造のみを図示し
ており、その構成は第２図の従来例と同じである。電極
ＣとＤは、駆動電極Ａ，Ｂとは独立した電極で、ここで
は接地されており、一方の駆動電極Ａは抵抗素子Ｒを介
して接地されている。
８は駆動電極Ａから取り出した信号のうち、主共振周波
数成分のみを通し、副共振周波数成分を抑圧するバンド
パスフィルタ増幅器、７はバンドパスフィルタ増幅器８
で取り出した主共振周波数成分を増幅する電力増幅器
で、その出力信号は駆動電極Ａにフィードバックして圧
電体２を励振する。このフィードバック系は主共振周波
数の信号を発生する自励発振器を構成している。
数成分のみを通し、副共振周波数成分を抑圧するバンド
パスフィルタ増幅器、７はバンドパスフィルタ増幅器８
で取り出した主共振周波数成分を増幅する電力増幅器
で、その出力信号は駆動電極Ａにフィードバックして圧
電体２を励振する。このフィードバック系は主共振周波
数の信号を発生する自励発振器を構成している。
また、バンドパスフィルタ増幅器８で取り出した主共振
周波数成分は位相を90度ずらすためのπ／２移相器９に
も入力し、その出力信号は電力増幅器10で増幅した後、
他方の駆動電極Ａにフィードバックし、圧電体２励振す
る。このπ／２移相器９を通るフィードバック系は駆動
電極Ｂに印加される信号とは90度位相のずれた信号を発
生する自励発振器を構成している。
周波数成分は位相を90度ずらすためのπ／２移相器９に
も入力し、その出力信号は電力増幅器10で増幅した後、
他方の駆動電極Ａにフィードバックし、圧電体２励振す
る。このπ／２移相器９を通るフィードバック系は駆動
電極Ｂに印加される信号とは90度位相のずれた信号を発
生する自励発振器を構成している。
次に、本実施例の動作を説明する。電力増幅器７，10を
含む駆動回路に電源を投入すると、電力増幅器７は駆動
電極Ｂに所定の駆動交流電圧を印加し、これにより抵抗
素子Ｒに電流が流れ、抵抗素子Ｒの両端（電極Ｂとアー
ス間に）に電圧が得られる。この電圧をバンドパスフィ
ルタ増幅器８に入力して主共振周波数成分のみを取り出
し、電力増幅器７で増幅して駆動電極Ｂにフィードバッ
クする。このループで利得が１以上で、位相が合えば発
振する。
含む駆動回路に電源を投入すると、電力増幅器７は駆動
電極Ｂに所定の駆動交流電圧を印加し、これにより抵抗
素子Ｒに電流が流れ、抵抗素子Ｒの両端（電極Ｂとアー
ス間に）に電圧が得られる。この電圧をバンドパスフィ
ルタ増幅器８に入力して主共振周波数成分のみを取り出
し、電力増幅器７で増幅して駆動電極Ｂにフィードバッ
クする。このループで利得が１以上で、位相が合えば発
振する。
バンドパスフィルタ増幅器８の出力は、電力増幅器７の
他に、π／２移相器９にも入力し、π／２だけ位相をず
らせた後、電力増幅器10に入力し、駆動電極Ｂに印加し
た信号レベルまで増幅して駆動電極Ａに印加する。これ
により、圧電駆動体３には曲げ振動の進行波が励起され
る。
他に、π／２移相器９にも入力し、π／２だけ位相をず
らせた後、電力増幅器10に入力し、駆動電極Ｂに印加し
た信号レベルまで増幅して駆動電極Ａに印加する。これ
により、圧電駆動体３には曲げ振動の進行波が励起され
る。
圧電駆動体３では、着目する主共振周波数ｆ0の前後
に、第８図(a)に示したように、副共振周波数ｆ1，ｆ2
でが現われる。副共振周波数ｆ１，ｆ２駆動すると超音
波モータ装置の駆動効率は低くなるので、主共振周波数
ｆ0で駆動しなければならない。しかし、圧電駆動体３
の共振周波数が常に動的に変動するので、主共振周波数
ｆ0で共振していたものが、いつの間にか副共振周波数
ｆ1又はｆ2に移ってしまうということが起こる。そこ
で、帰還回路の中にバンドパスフィルタ増幅器８を挿入
することにより、第８図(b)に示したように、主共振周
波数ｆ0成分のみを取り出し、副共振周波数ｆ1，ｆ2成
分を抑圧するようにすれば、負荷や温度の変化により共
振周波数が変動しても、その変動に正確に追随し、常
に、主共振周波数ｆ0で安定で、効率良く、駆動するこ
とができる。
に、第８図(a)に示したように、副共振周波数ｆ1，ｆ2
でが現われる。副共振周波数ｆ１，ｆ２駆動すると超音
波モータ装置の駆動効率は低くなるので、主共振周波数
ｆ0で駆動しなければならない。しかし、圧電駆動体３
の共振周波数が常に動的に変動するので、主共振周波数
ｆ0で共振していたものが、いつの間にか副共振周波数
ｆ1又はｆ2に移ってしまうということが起こる。そこ
で、帰還回路の中にバンドパスフィルタ増幅器８を挿入
することにより、第８図(b)に示したように、主共振周
波数ｆ0成分のみを取り出し、副共振周波数ｆ1，ｆ2成
分を抑圧するようにすれば、負荷や温度の変化により共
振周波数が変動しても、その変動に正確に追随し、常
に、主共振周波数ｆ0で安定で、効率良く、駆動するこ
とができる。
第９図は、本発明の他の実施例を示したもので、駆動電
極Ａ，Ｂとは独立して圧電体２に設けた電極Ｃから信号
を取り出すようにしたものである。電極Ｃから取り出し
た信号はバンドパスフィルタ増幅器８で主共振周波数ｆ
0成分のみを通過させ、それを、一方では電力増幅器７
で増幅した後駆動電極Ｂにフィードバック、他方ではπ
／２移相器９に入力してπ／２だけ位相をずらせた後、
電極増幅器10で増幅し、駆動電極Ａにフイードバックす
る。
極Ａ，Ｂとは独立して圧電体２に設けた電極Ｃから信号
を取り出すようにしたものである。電極Ｃから取り出し
た信号はバンドパスフィルタ増幅器８で主共振周波数ｆ
0成分のみを通過させ、それを、一方では電力増幅器７
で増幅した後駆動電極Ｂにフィードバック、他方ではπ
／２移相器９に入力してπ／２だけ位相をずらせた後、
電極増幅器10で増幅し、駆動電極Ａにフイードバックす
る。
このように構成された本実施例においても、圧電体２に
独立にして設けた電極Ｃから共振周波数を取り出し、そ
の中の主共振周波数ｆ0成分に同期した自励発信信号、
及びそれとはπ／２だけ位相をずらせた自励発振信号に
より圧電駆動体３を駆動するので、第７図の実施例と同
様の作用効果を得ることができる。
独立にして設けた電極Ｃから共振周波数を取り出し、そ
の中の主共振周波数ｆ0成分に同期した自励発信信号、
及びそれとはπ／２だけ位相をずらせた自励発振信号に
より圧電駆動体３を駆動するので、第７図の実施例と同
様の作用効果を得ることができる。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、第１の駆動電極
から取り出すか、若しくは第１，第２の駆動電極とは別
に独立して設けた第３の電極から信号を取り出すと共
に、その信号に含まれる主共振周波数成分のみを通過さ
せ、その主共振周波数での自励発振信号で圧電駆動体を
励振するので、負荷や温度の変化により刻々変動する主
共振周波数に励振周波数が正確に追随し、常に、安定
で、効率の良い駆動を実現することができるという効果
を奏する。
から取り出すか、若しくは第１，第２の駆動電極とは別
に独立して設けた第３の電極から信号を取り出すと共
に、その信号に含まれる主共振周波数成分のみを通過さ
せ、その主共振周波数での自励発振信号で圧電駆動体を
励振するので、負荷や温度の変化により刻々変動する主
共振周波数に励振周波数が正確に追随し、常に、安定
で、効率の良い駆動を実現することができるという効果
を奏する。
第１図は、従来の超音波モータ装置における本体部の基
本構成の一例を示す断面図、第２図は、第１図の超音波
モータ装置における本体部に使用した圧電体の電極構造
の一例を示す平面図、第３図は、第１図の超音波モータ
装置における本体部の一部分の振動状態を示すモデル斜
視図、第４図は、動体と圧電駆動体との接触状態を拡大
した図、第５図は、圧電駆動体のアドミッタンス及び感
度の周波数特性図、第６図は、圧電駆動体のアドミッタ
ンス特性の負荷による変化を示す図、第７図は、本発明
の一実施例の超音波モータ本体部と駆動回路のブロック
図、第８図は、圧電駆動体から取り出した信号の周波数
特性図とバンドパスフィルタ増幅器を通した後の周波数
特性図、第９図は、本発明の他の実施例のブロック図で
ある。 １，５……弾性体、２……圧電体、３……圧電駆動体、
４……スライダ、６……動体、７，10……電力増幅器、
８……バンドパスフィルタ増幅器、９……π／２移相
器。
本構成の一例を示す断面図、第２図は、第１図の超音波
モータ装置における本体部に使用した圧電体の電極構造
の一例を示す平面図、第３図は、第１図の超音波モータ
装置における本体部の一部分の振動状態を示すモデル斜
視図、第４図は、動体と圧電駆動体との接触状態を拡大
した図、第５図は、圧電駆動体のアドミッタンス及び感
度の周波数特性図、第６図は、圧電駆動体のアドミッタ
ンス特性の負荷による変化を示す図、第７図は、本発明
の一実施例の超音波モータ本体部と駆動回路のブロック
図、第８図は、圧電駆動体から取り出した信号の周波数
特性図とバンドパスフィルタ増幅器を通した後の周波数
特性図、第９図は、本発明の他の実施例のブロック図で
ある。 １，５……弾性体、２……圧電体、３……圧電駆動体、
４……スライダ、６……動体、７，10……電力増幅器、
８……バンドパスフィルタ増幅器、９……π／２移相
器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳島 晃 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大内 宏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−148682（ＪＰ，Ａ) 実願 昭57−161472号（実開 昭59− 66392号）の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム（Ｊ Ｐ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】一定の厚みを有しその表面に使用周波数の
４分の１波長だけ位置的に位相をずらせるように配設し
た第１の駆動電極及び第２の駆動電極を有する圧電体
に、一定の厚みを有する弾性体を貼着してなる圧電駆動
体と、前記圧電駆動体の前記弾性体に加圧接触して配置
した弾性体からなる動体とを備え、前記第１の電極及び
第２の電極にそれぞれ９０度位相のずれた交流電圧を印
加して前記圧電駆動体に主じた曲げ振動の進行波により
前記動体を移動させる超音波モータ装置において、 前記第１の駆動電極から取り出すか、若しくは前記第１
の駆動電極及び第２の駆動電極とは別に前記圧電体に独
立して設けた第３の電極から信号を取り出し、その信号
に含まれる主共振周波数成分を通過させ、他の副共振周
波数成分を阻止するバンドパスフィルタと、 前記バンドパスフィルタにより取り出した主共振周波数
成分を電力増幅し、その出力を前記第１の駆動電極に帰
還させる第１の電力増幅器と、 前記バンドパスフイルタにより取り出した主共振周波数
成分を入力し、信号の位相を９０度ずらせるπ／２移相
器と、 前記π／２移相器の出力信号を電力増幅し、その出力を
前記第２の駆動電極に帰還させる第２の電力増幅器と、 からな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 |
|---|---|---|---|
| JP59235980A JPH0611191B2 (ja) | 1984-11-10 | 1984-11-10 | 超音波モータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59235980A JPH0611191B2 (ja) | 1984-11-10 | 1984-11-10 | 超音波モータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61116981A JPS61116981A (ja) | 1986-06-04 |
| JPH0611191B2 true JPH0611191B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=16994036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59235980A Expired - Lifetime JPH0611191B2 (ja) | 1984-11-10 | 1984-11-10 | 超音波モータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611191B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58148682A (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-03 | Toshio Sashita | 超音波振動を利用したモータ装置の駆動方法とモータ装置 |
| JPS5966392U (ja) * | 1982-10-25 | 1984-05-04 | ソニー株式会社 | 表面波型超音波モータ |
-
1984
- 1984-11-10 JP JP59235980A patent/JPH0611191B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61116981A (ja) | 1986-06-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |