JP4672828B2 - Ultrasonic motor and electronic device with ultrasonic motor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波モータ、及び超音波モータ付電子機器に係り、詳細には、超音波モータの駆動制御による被駆動物の精密な位置決めに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、被駆動物を圧接する縦方向に振動する圧電振動子と、被駆動物の送り方向に振動する圧電振動子と、を有し、これら二つの圧電振動子の合成振動により振動体を介して被駆動物を駆動する超音波モータが考案されている。
このタイプの超音波モータは、各圧電振動子に位相を制御した駆動電圧を印加して駆動される。
【0003】
従来の駆動制御方式による超音波モータの速度変化を図8(A)に、振動の変位を図8(B)に示す。図8に示すように、従来の超音波モータの駆動制御は、駆動開始から停止まで同じ大きさの電圧を入力することで、被駆動物の送り方向(X方向)および被駆動物への圧接方向(Y方向)の振動を常に同じ大きさで励振して超音波モータを駆動し、また、超音波モータの回転方向を反転させる場合にのみ、各圧電振動子に入力する駆動電圧の位相を変更する方式であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、超音波モータの駆動開始時や停止時に定常駆動と同じ大きさの駆動電圧を入力する従来の制御駆動方式では、以下の問題が生じる。
すなわち、起動時には超音波モータの振動変位が急激に大きくなり、例えば、動摩擦と静摩擦の差によってスティックスリップが発生していた。
また、移動体や振動体が互いに接触する部分は、当然場所によって多少の凹凸を有する。このため、低速回転時には移動体と振動体とが互いに引っ掛かり、滑らかに回転しない場合もあった。
従って、実際には図8(A)に示すように、超音波モータが低速からスムーズに起動せず、急に高速動作となる場合もあり、またスムーズに停止しない場合もあった。
この結果、被駆動物の微少な送りができず、目標位置に対してのオーバーシュート量が大きくなるため、被駆動物の高精度な位置決めができなかった。このため、正確に被駆動物を位置決めしようとすると目標位置への制定時間が長くなっていた。
【0005】
また、以上のような理由により、起動時及び停止時には移動体と振動体の間で滑りを生じ、移動体と振動体の摩耗が大きく、超音波モータの寿命は短くなっていた。
【0006】
本発明の課題は、スムーズに起動及び停止し、被駆動物の精密な位置決めが可能な超音波モータ、及びこれを用いた超音波モータ付電子機器を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明は、被駆動物へ圧接する方向に振動する第1の圧電振動子と、前記被駆動物の送り方向に振動する第2の圧電振動子とを有する超音波モータにおいて、前記第1の圧電振動子への印加電圧と前記第2の圧電振動子への印加電圧とを別個に制御して、被駆動物への圧接力および送り力の大きさ及び比並びに位相差を前記被駆動物の駆動状況に合わせることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0009】
まず、超音波モータの構成を説明する。
【0010】
図1の各図および図2に示すように、超音波モータ1は、圧電素子10から成る振動体13、あるいは圧電素子10に接合されている振動体13と、振動体13に当接されている移動体14(被駆動物)と、移動体14を振動体13に押しつける加圧機構15とで構成され、駆動回路30を介して制御回路22によって制御される。
すなわち、この超音波モータ1は、圧電素子10を動力源としたモータであり、圧電素子10の端面と平行な方向に移動体14を動かす超音波モータである。
ここで、超音波モータ1の移動体14には、移動体14の位置または回転速度を検出するエンコーダ等の位置センサ21が付けられている。制御回路22は、詳細を後述するように、位置センサ21から入力される信号に従って、駆動回路30を介して第1の圧電振動子11及び第2の圧電振動子12を制御する。また、駆動回路30は、第1の圧電振動子11の駆動用の第1の信号発生器31と、第2の圧電振動子12の駆動用の第2の信号発生器32を備える。
【0011】
圧電素子10は、送り方向の振動源としての圧電振動子12(第2の圧電振動子)を複数枚積層し、その上に、圧接方向の振動源としての圧電振動子11(第1の圧電振動子)を複数枚積層した構造とする。図1においては便宜上圧電振動子11及び12を夫々1枚づつ設けて示してある。また、圧電素子10は詳細を後述する電極を有する。
ここで、端面のほぼ中央に、移動体14に接して駆動させる突起を設けてもよい。
また、これら2つの圧電振動子11及び12は、例えば絶縁体18を挟むことにより、隣接する圧電振動子あるいは電極との絶縁を確保する。
【0012】
圧電振動子12は、図1および図3(B)に示すように、縦方向に2分割するとともに横方向にも2分割することで生成する4つの分極領域12a,分極領域12b,分極領域12c,分極領域12dを、積層方向に、互い違いに逆に分極した構造とする。すなわち、分極領域12aと分極領域12dは例えば上面が+となるように分極し、分極領域12bと分極領域12cは例えば上面が−になるように分極した状態となる。
また、圧電振動子11は、図3(D)および同図(E)に示すように、ほぼ全面をひとつの分極領域として、積層方向に、例えば上面が+となるように分極する。
【0013】
また、図1に示すように、圧電素子10は、電極16a,電極16b,電極16c,電極16d,電極16e,電極16f,電極16gを有する。
このうち、電極16a〜16eは圧電振動子11に信号を入力するための電極であり、電極16f,16gは圧電振動子12に信号を入力するための電極である。
【0014】
電極16aは、圧電振動子12の分極領域12aの上面をほぼ覆っており、その一部は側面10aに引き出されている。すなわち、各圧電振動子12の分極領域12aの上面は、側面10aに引き出された部分を介して連続している電極16aによって、すべて同一の電位となる。
【0015】
同様に、電極16bは、圧電振動子12の分極領域12bの上面をほぼ覆っており、その一部は側面10aに引き出されている。すなわち、各圧電振動子12の分極領域12bの上面は、側面10aに引き出された部分を介して連続している電極16bによって、すべて同一の電位となる。
【0016】
また、電極16cは、圧電振動子12の分極領域12cの上面をほぼ覆っており、その一部は側面10bに引き出されている。すなわち、各圧電振動子12の分極領域12cの上面は、側面10bに引き出された部分を介して連続している電極16cによって、すべて同一の電位となる。
【0017】
同様に、電極16dは、圧電振動子12の分極領域12dの上面をほぼ覆っており、その一部は側面10bに引き出されている。すなわち、各圧電振動子12の分極領域12dの上面は、側面10bに引き出された部分を介して連続している電極16dによって、すべて同一の電位となる。
【0018】
また、電極16eは、圧電振動子12の各分極領域12a,12b,12c,12dの下面すべてを覆っており、その一部は側面10aに引き出されている。すなわち、各圧電振動子12の4つの分極領域の下面は、側面10aに引き出された部分を介して連続している電極16dによって、すべて同一の電位となる。
【0019】
さらに、圧電振動子12において、電極16eを基準電極として、電極16a,16b,16c,16dに同一の駆動信号を入力すると、分極領域12a,12dが伸長する時には分極領域12b,12cは収縮し、また、逆に分極領域12a,12dが収縮する時には分極領域12b,12cは伸長する。従って、圧電振動子12は横方向に屈曲振動をする。
【0020】
すなわち、同じ分極領域に入力される駆動信号は同一であるため、各圧電振動子12はすべて同じ方向に屈曲振動をする。従って、圧電素子10には大きな屈曲振動、すなわち移動体14を送る方向の振動が生じる。
【0021】
また、電極16fは、圧電振動子11の分極領域11aの上面をほぼ覆っており、その一部は側面10bに引き出されている。すなわち、各圧電振動子11の分極領域11aの上面は、側面10bに引き出された部分を介して連続している電極16eによって、すべて同一の電位となる。
【0022】
同様に、電極16gは、圧電振動子11の分極領域11aの下面をほぼ覆っており、その一部は側面10aに引き出されている。すなわち、積層された圧電振動子11の分極領域11aの下面は、側面10aに引き出された部分を介して連続している電極16gによって、同一電位となる。
【0023】
さらに、圧電振動子11において、電極16gを基準として、電極16fに駆動信号を入力すると、分極領域11aは伸長あるいは収縮するため、圧電振動子11には長手方向の伸縮運動、すなわち振動体13を移動体14に圧接する方向の振動が生じる。
【0024】
また、図1に示すように、圧電振動子12の電極16eはスイッチ17bを介して、また、電極16a,16b,16c,16dはスイッチ17aを介して、それぞれ交流電源6に接続される。また、圧電振動子11の電極16fは交流電源6の出力側に、電極16gは基準電位側に、それぞれ直接接続される。このため、電極16a〜16eの接続方向、つまり、これらの電極が交流電源6の出力側に接続されるか接地電位側に接続されるかは、スイッチ17aおよびスイッチ17bによって切り替わる。従って、スイッチ17a,17bを二つ共に切り替えるのみで、超音波モータ1は移動体14を逆の方向に回転させる。
【0025】
次に、超音波モータ1の制御回路22の動作について説明する。
以下の図中、X方向の振動変位とは、第2の圧電振動子12の振動による移動体14の送り方向への振動成分であり、その大きさは第2の信号発生器32から第2の圧電振動子12に印加される電圧に比例する。
また、Y方向の振動変位とは、第1の圧電振動子11の振動による移動体14を圧接する方向の振動成分であり、その大きさは第1の信号発生器31から第1の圧電振動子11に印加される電圧に比例する。
【0026】
本発明の駆動制御方式による超音波モータの被駆動物が目標位置に制定されるまでの挙動を図4(A)に、振動の変位を図4(B)及び(C)に示す。図4(B)において、先ず、図中▲1▼のように、Y方向の振動変位のみで超音波モータ1を起動する。ここで、図▲1▼の状態なしに図中▲2▼のように、Y方向の振動変位に対して極小さいX方向の振動変位、例えば、移動体14を動作しうる最小のX方向振動変位を加えて起動する場合もある。
この時、超音波モータ1のY方向の振動変位が大きいため、振動体13や移動体14の接触面の荒さやうねりの影響をうけず、振動体13は十分に移動体14に圧接する。この際、移動体14が動作していなくとも移動体14と振動体13の間は完全な静止摩擦の状態ではなく、移動体14が動作している時の状態、すなわち静止摩擦と動摩擦混在した状態となるため、スティックスリップを抑えることができ、X方向の振動変位が小さく極低速で駆動できる為、超音波モータ1をスムーズに起動でき移動体14と振動体13の間でスティクスリップが生じにくく超音波モータ1の耐久性は向上する。
【0027】
次に、図中▲2▼〜▲3▼のように、第2の圧電振動子12への印加電圧の制御によってX方向の振動変位を徐々に大きくして、超音波モータ1の回転速度を上げて、図中▲4▼に示す定常駆動状態にする。
【0028】
そして、移動体14の現在位置と、目標位置の距離が所定の値より小さくなったら(図中▲5▼)、第2の圧電振動子12への印加電圧の制御によってX方向の振動変位を徐々に小さくし、移動体14が目標位置からオーバーシュートするのを防止する。そして、移動体14が目標位置に達すると、第1の圧電振動子11及び第2の圧電振動子12への電圧の印加を中止して、超音波モータ1を完全に停止させる。
【0029】
この際、電圧印加停止後、移動体14は、慣性により目標位置を過ぎてから停止する。
そこで、移動体14の位置補正を行うために、図中▲6▼のように、先ずY方向の変位のみで超音波モータ1を起動した後▲7▼の様に小さい振動変位によって超音波モータ1を逆回転方向に起動した後、超音波モータ1を完全に停止させる。
更に、図中▲8▼、▲9▼のように、図中▲7▼の時よりも小さい振動変位によって超音波モータ1を起動した後、超音波モータ1を完全に停止させる。
【0030】
従って、特に位置の補正時にY方向の振動変位のみ、あるいはこれに極小さいX方向変位を合わせ、超音波モータ1を起動することによりスティックスリップを防止し、極低速で動作できる為移動体14の高精度な位置決めが可能である。また、短時間で目標位置へ整定できる。
【0031】
なお、図4(C)に示すように、X方向の振動変位と、Y方向の振動変位の両方を共に変化させても、上述した例と同様の作用を得る。
従って、図4(A)に示すように、超音波モータ1をスムーズに起動でき、移動体14を高精度に位置決めできる。また、目標位置で停止させた際に、オーバーシュート量を小さくできるため、目標位置までの制定時間を短縮できる。
また、このような制御では、起動時および駆動終了時にはY方向の振動は小さくなるため、圧電素子11は振動体13に必要以上に圧接しない。従って、オーバーシュート量が小さいことから来るスリップ量が少ない点を合わせ、これらの間の摩耗は低減して、超音波モータ1の寿命は延びる。
この場合、第2の信号発生器32を省略して、第1の信号発生器31からの出力電圧を位相器(図示省略)を介して第2の圧電振動子12にも印加できる。従って、回路の小型化が可能である。
【0032】
また、図5(A)に示すように、超音波モータ1を起動する際に、第1の圧電振動子11への印加電圧と、第2の圧電振動子12への印加電圧の位相差を徐々に大きく(図では0°から90°に近づけている)してもよい。更にこの場合も、X方向の振動変位とY方向の振動変位のそれぞれ別個に制御できるため、Y方向の振幅を固定したままX方向の振幅のみを増加できる。従って、上述した例と同様に、超音波モータ1をスムーズに起動できる。
【0033】
また、第1の圧電振動子11への印加電圧と第2の圧電振動子12への印加電圧との位相を同期させ、、その同期状態を維持したまま各印加電圧の振幅の比を変更しても、図5(B)に示すように、X方向の振動変位とY方向の振動変位のそれぞれ別個に制御できるため、Y方向の振幅を固定したままX方向の振幅のみを増加できる。従って、上述した例と同様に、超音波モータ1をスムーズに起動できる。
【0034】
また、図6(A)に示すように、移動体14が目標位置に近づくにつれて、第2の圧電振動子12への印加電圧を制御してY方向の振動変位のみを徐々に小さくしても、伝達される送り力が小さくなるため、超音波モータ1を停止させた際の移動体14の慣性は小さくなり、目標位置に対してのオーバーシュート量を小さくできる。従って、制定時間を短縮できる。
【0035】
また、図6(B)に示すように、第2の圧電振動子12への印加電圧を制御して、Y方向の振動変位を徐々に小さくした(図中▲1▼〜▲3▼)後、第1の圧電振動子11への印加電圧を制御して、Y方向の振動変位を徐々に小さくする(図中▲3▼〜▲5▼)ことによって、目的位置で突然超音波モータ1を停止させる場合に比べオーバーシュート量は極めて少なく精密な位置決めが可能となる。
【0036】
また、上述した図5(A),(B)の例において、超音波モータ1の起動時における制御は、手順を逆にすることによって位置決め時の制御となる。例えば、図5(A)において、位置補正時にY方向の振動変位が小さい状態で起動するで起動トルクを低下させたことで移動体14の立ち上がり時間は遅くなるが静止トルクは変わらないため、移動体14の立ち上がりでの移動量に比べオーバーシュート量はり小さくなり、移動体14を従来より精度よく位置決めできる。また図5(B)において、位相差を徐々に大きくすることによって超音波モータ1を起動しているが、反対に駆動終了時に位相差を徐々に小さくして、超音波モータ1の回転速度を徐々に遅くしてもよい。この場合も移動体14を従来より精度良く位置決めできる。
【0037】
また、上述した図6(A),(B)の例において、超音波モータ1の位置決め時における制御は、手順を逆にすることによって起動時の制御となる。例えば、図6(A)において、Y方向の振動変位を徐々に小さくすることによって位置決め制御しているが、反対にY方向の振動変位を徐々に大きくしながら超音波モータ1を起動してもよい。この制御によって、超音波モータ1をスムーズに起動できる。
【0038】
また、本発明に掛かる駆動制御方法は、本実施例に示した超音波モータ1に限るものではなく、被駆動体へ圧接する方向への振動成分と被駆動体の送り方向への振動成分を独立に制御できる超音波モータであればその原理,構造に限定を与える物ではなく、例えば図7に示す超音波モータ2にも適用可能である。この場合は、捻り方向の振動を生じる圧電振動子24が、超音波モータ1においては圧電振動子11に相当し、縦方向に伸縮する圧電振動子23が圧電振動子11に相当する。
【0039】
さらに、移動体14を、例えば半導体製造装置のステージや、計測器、カメラ、プリンタ、印刷機、工作機械、ロボット、移動装置、記憶装置に含まれる駆動物とすると、これら超音波モータ付電子機器の性能および耐久性は向上する。
【0040】
【発明の効果】
本発明によれば、被駆動物の駆動状況に応じて、被駆動物への圧接力の大きさ及び比を制御することによって、超音波モータをスムーズに起動でき、また被駆動物を高精度に位置決めできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)、(B)、(C)は、それぞれ、超音波モータ1を上方、側方、下方から見た概略図であり、(D)は、超音波モータ1の振動変位を説明する図である。
【図2】超音波モータの構成を示すブロック図である。
【図3】図1の圧電素子10、及び圧電振動子11,12を示す図である。
【図4】本発明の超音波モータの駆動制御方法による被駆動物が目標位置に制定されるまでの挙動、及び超音波モータの振動変位を示す図である。
【図5】本発明の超音波モータの駆動制御方法による超音波モータの振動変位を示す図である。
【図6】本発明の超音波モータの駆動制御方法による超音波モータの振動変位を示す図である。
【図7】超音波モータ2を示す外観図である。
【図8】従来の超音波モータの駆動制御方法による超音波モータの振動変位、及び超音波モータの速度変化を示す図である。
【符号の説明】
1 超音波モータ
6 交流電源
10 圧電素子
11 第1の圧電振動子
12 第2の圧電振動子
13 振動体
14 移動体
15 加圧機構
16a〜16g 電極
17a,17b スイッチ
21 位置センサ
22 制御回路
23 圧電振動子
24 圧電振動子
30 駆動回路
31 第1の信号発生器
32 第2の信号発生器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic motor and an electronic apparatus with an ultrasonic motor, and more particularly to precise positioning of a driven object by driving control of the ultrasonic motor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, it has a piezoelectric vibrator that vibrates in the longitudinal direction that presses the driven object, and a piezoelectric vibrator that vibrates in the feed direction of the driven object, and the combined vibration of these two piezoelectric vibrators causes the vibrator to pass through. An ultrasonic motor for driving a driven object has been devised.
This type of ultrasonic motor is driven by applying a driving voltage whose phase is controlled to each piezoelectric vibrator.
[0003]
FIG. 8A shows the speed change of the ultrasonic motor by the conventional drive control method, and FIG. 8B shows the vibration displacement. As shown in FIG. 8, the conventional ultrasonic motor drive control is performed by inputting a voltage of the same magnitude from the start to the stop of the drive, so that the feed direction (X direction) of the driven object and the pressure contact with the driven object. Only when the ultrasonic motor is driven by exciting the vibration in the direction (Y direction) at the same magnitude, and the rotation direction of the ultrasonic motor is reversed, the phase of the drive voltage input to each piezoelectric vibrator is changed. It was a method to change.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional control driving method in which a driving voltage having the same magnitude as that of steady driving is input at the start or stop of driving of the ultrasonic motor has the following problems.
That is, at the time of start-up, the vibration displacement of the ultrasonic motor suddenly increases and, for example, stick slip occurs due to the difference between dynamic friction and static friction.
In addition, the portions where the moving body and the vibrating body come into contact with each other have some unevenness depending on the place. For this reason, at the time of low-speed rotation, the moving body and the vibrating body may be caught with each other and may not rotate smoothly.
Therefore, in practice, as shown in FIG. 8A, the ultrasonic motor may not start smoothly from a low speed and may suddenly start at a high speed or may not stop smoothly.
As a result, the driven object cannot be finely fed and the amount of overshoot with respect to the target position becomes large, so that the driven object cannot be positioned with high accuracy. For this reason, if it is going to position a driven object correctly, the establishment time to a target position was long.
[0005]
For the reasons described above, slipping occurs between the moving body and the vibrating body at the time of starting and stopping, the wear of the moving body and the vibrating body is large, and the life of the ultrasonic motor is shortened.
[0006]
An object of the present invention is to provide an ultrasonic motor that can start and stop smoothly and accurately position a driven object, and an electronic apparatus with an ultrasonic motor using the ultrasonic motor.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a super piezoelectric device having a first piezoelectric vibrator that vibrates in a direction in pressure contact with a driven object and a second piezoelectric vibrator that vibrates in a feeding direction of the driven object. In the sonic motor, the applied voltage to the first piezoelectric vibrator and the applied voltage to the second piezoelectric vibrator are separately controlled, and the magnitude and ratio of the pressure contact force and the feed force to the driven object are controlled. The phase difference is matched with the driving state of the driven object.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0009]
First, the configuration of the ultrasonic motor will be described.
[0010]
As shown in each drawing of FIG. 1 and FIG. 2, the
That is, the
Here, the
[0011]
The
Here, a protrusion that is driven in contact with the moving
In addition, these two
[0012]
As shown in FIGS. 1 and 3B, the
Further, as shown in FIG. 3D and FIG. 3E, the
[0013]
As shown in FIG. 1, the
Among these, the
[0014]
The
[0015]
Similarly, the
[0016]
The
[0017]
Similarly, the
[0018]
The electrode 16e covers all the lower surfaces of the
[0019]
Further, in the
[0020]
That is, since the drive signals input to the same polarization region are the same, all the
[0021]
The electrode 16f substantially covers the upper surface of the polarization region 11a of the
[0022]
Similarly, the
[0023]
Further, in the
[0024]
As shown in FIG. 1, the electrode 16e of the
[0025]
Next, the operation of the
In the following drawings, the vibration displacement in the X direction is a vibration component in the feed direction of the moving
Further, the vibration displacement in the Y direction is a vibration component in a direction in which the moving
[0026]
FIG. 4A shows the behavior until the driven object of the ultrasonic motor according to the drive control system of the present invention is established at the target position, and FIGS. 4B and 4C show the vibration displacement. In FIG. 4B, first, as shown in (1) in the figure, the
At this time, since the vibration displacement in the Y direction of the
[0027]
Next, as shown in (2) to (3) in the figure, the vibration displacement in the X direction is gradually increased by controlling the voltage applied to the second
[0028]
When the distance between the current position of the moving
[0029]
At this time, after the voltage application is stopped, the moving
Therefore, in order to correct the position of the moving
Further, as shown in (8) and (9) in the figure, after starting the
[0030]
Accordingly, when the position of the moving
[0031]
Note that, as shown in FIG. 4C, even if both the vibration displacement in the X direction and the vibration displacement in the Y direction are both changed, the same effect as the above-described example is obtained.
Therefore, as shown in FIG. 4A, the
In such a control, the vibration in the Y direction becomes small at the start and at the end of driving, so that the
In this case, the
[0032]
As shown in FIG. 5A, when starting the
[0033]
Further, the phases of the voltage applied to the first
[0034]
Further, as shown in FIG. 6A, as the moving
[0035]
Further, as shown in FIG. 6B, the voltage applied to the second
[0036]
In the example of FIGS. 5A and 5B described above, the control at the time of starting the
[0037]
In the example of FIGS. 6A and 6B described above, the control at the time of positioning the
[0038]
Further, the drive control method according to the present invention is not limited to the
[0039]
Furthermore, when the moving
[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, the ultrasonic motor can be started smoothly by controlling the magnitude and ratio of the pressure contact force to the driven object in accordance with the driving condition of the driven object, and the driven object can be highly accurate. Can be positioned.
[Brief description of the drawings]
1A, 1B, and 1C are schematic views of an
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic motor.
3 is a diagram showing the
FIG. 4 is a diagram showing behavior until a driven object is established at a target position according to the ultrasonic motor drive control method of the present invention, and vibration displacement of the ultrasonic motor.
FIG. 5 is a diagram showing vibration displacement of the ultrasonic motor according to the ultrasonic motor drive control method of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing vibration displacement of the ultrasonic motor according to the drive control method of the ultrasonic motor of the present invention.
7 is an external view showing an
FIG. 8 is a diagram illustrating a vibration displacement of an ultrasonic motor and a speed change of the ultrasonic motor by a conventional ultrasonic motor drive control method.
[Explanation of symbols]
1 Ultrasonic Motor 6
Claims (8)
前記被駆動物が目標位置に近づくにつれて、前記第2の圧電振動子への印加電圧を制御して送り方向の振動成分を徐々に小さくした後、前記第1の圧電振動子への印加電圧を制御して圧接方向の振動成分を徐々に小さくする駆動制御手段を備えることを特徴とする超音波モータ。In an ultrasonic motor having a first piezoelectric vibrator that vibrates in a direction in pressure contact with a driven object, and a second piezoelectric vibrator that vibrates in a feeding direction of the driven object,
As the driven object approaches the target position, the applied voltage to the second piezoelectric vibrator is controlled to gradually reduce the vibration component in the feed direction, and then the applied voltage to the first piezoelectric vibrator is reduced. An ultrasonic motor comprising drive control means for controlling and gradually reducing a vibration component in a pressure contact direction.
前記被駆動物へ圧接する方向の振動のみ、あるいはこの振動に被駆動物の送り方向の振動を合わせて超音波モータを起動した後、前記第2の圧電振動子への印加電圧を制御して、送り方向の振動成分のみを徐々に大きくする駆動制御手段を備えることを特徴とする超音波モータ。In an ultrasonic motor having a first piezoelectric vibrator that vibrates in a direction in pressure contact with a driven object, and a second piezoelectric vibrator that vibrates in a feeding direction of the driven object,
After starting the ultrasonic motor only with the vibration in the direction of pressure contact with the driven object or with the vibration in the feed direction of the driven object, the voltage applied to the second piezoelectric vibrator is controlled. An ultrasonic motor comprising drive control means for gradually increasing only the vibration component in the feed direction.
前記第1の圧電振動子への印加電圧(圧接方向の振動成分)と、前記第2の圧電振動子への印加電圧(送り方向の振動成分)の位相差を徐々に大きくしながら超音波モータを起動する駆動制御手段を備えることを特徴とする超音波モータ。In an ultrasonic motor having a first piezoelectric vibrator that vibrates in a direction in pressure contact with a driven object, and a second piezoelectric vibrator that vibrates in a feeding direction of the driven object,
An ultrasonic motor while gradually increasing the phase difference between the voltage applied to the first piezoelectric vibrator (vibration component in the pressure contact direction) and the voltage applied to the second piezoelectric vibrator (vibration component in the feed direction). An ultrasonic motor comprising drive control means for activating the motor.
前記駆動制御手段は、パラメータが所定の値となった時に、それぞれの超音波モータでの駆動制御を開始または終了することを特徴とする超音波モータ。The ultrasonic motor according to any one of claims 1 to 3 ,
The drive control means starts or ends the drive control of each ultrasonic motor when the parameter reaches a predetermined value.
前記パラメータは、前記被駆動物の現在位置から目標位置までの距離であることを特徴とする超音波モータ。The ultrasonic motor according to claim 4 ,
The ultrasonic motor, wherein the parameter is a distance from a current position of the driven object to a target position.
前記パラメータは、超音波モータの速度であることを特徴とする超音波モータ。The ultrasonic motor according to claim 4 ,
The ultrasonic motor, wherein the parameter is a speed of the ultrasonic motor.
前記駆動制御手段は、前記被駆動物が目標位置に達すると、各圧電振動子への 電圧印加を中止して被駆動物を完全に停止させた後、逆方向に超音波モータを起 動して被駆動物の位置を補正することを特徴とする超音波モータ。The ultrasonic motor according to any one of claims 1 to 6 ,
When the driven object reaches a target position, the drive control means stops applying the voltage to each piezoelectric vibrator to completely stop the driven object, and then starts the ultrasonic motor in the reverse direction. And correcting the position of the driven object.
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