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JP7297489B2 - 振動型アクチュエータおよび振動型アクチュエータの駆動装置 - Google Patents

振動型アクチュエータおよび振動型アクチュエータの駆動装置 Download PDF

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Description

本発明は、振動型アクチュエータおよび振動型アクチュエータの駆動装置に関する。
従来から、複数の振動体を用いて、接触体を駆動する機構が知られている。複数の振動体は、圧電素子や電歪素子等の電気-機械エネルギー変換素子を用いており、共通の駆動回路により駆動される。これにより、複数の振動体のそれぞれに個別の駆動回路を設ける場合と比較して、回路規模を少なくすることができる。関連する技術として、3つの板状の振動体が120°間隔で3か所に配置され、リング形状の被駆動体を駆動する振動型駆動装置が提案されている(特許文献1を参照)。また、一直線上に1列に並べられた2つの圧電素子が、平板状の単一の可動体を駆動する駆動装置が提案されている(特許文献2を参照)。
特開2017-104014号公報 特開2008-278712号公報
特許文献1の振動型駆動装置は、各振動体が並列に接続されている。従って、各振動体の共振周波数の違いによって、振動体ごとに異なる振幅および位相で振動するため、各振動体の振動速度差によって振動体と接触体との間に摺動損失が発生する。特許文献1の振動型駆動装置を製造する際に、各振動体の共振周波数を揃えることで、摺動損失をある程度低減できるが、各振動体の周波数を選別する作業が必要となるだけでなく、負荷の違いにより各振動体の振動速度の差をなくすことができない。一方、特許文献2の駆動装置は、各振動体が直列に接続されている。このため、直列に接続された各振動体が1つの共振系として振動する。このため、各振動体の振動位相をある程度は揃えることができ、負荷の大小に応じて印加電圧のバランスが変化するため、摺動損失は少なくなる。しかし、負荷変動により各振動体の共振周波数が変化するため、やはり各振動体の振動速度の差をなくすことはできない。
本発明の目的は、複数の振動体を用いて接触体を駆動する際の各振動体の振動速度の差を少なくすることができる振動型アクチュエータおよび振動型アクチュエータの駆動装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の振動型アクチュエータは、相互に相対移動する振動体ユニットと接触体とを備える振動型アクチュエータであって、前記振動体ユニットは、制動容量を有する圧電体を備えた直列に接続される複数の振動体と、前記複数の振動体のそれぞれに並列接続されるインダクタと、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、複数の振動体を用いて接触体を駆動する際の各振動体の振動速度の差を少なくすることができる。
第1実施形態に係る振動体ユニットの構成の一例を示す図である。 従来の振動体ユニットの構成の一例を示す図である。 図2の構成に対応する周波数に対する振動振幅の特性を示している。 図1(b)の直列回路に印加される交流電圧の周波数に対する電流の振動振幅を示す図である。 円柱シャフトを回転させる振動型アクチュエータの構造を示す図および電気的な接続関係を示す図である。 円柱シャフトを回転駆動させたときに、各振動体に印加される交流電圧の振幅と回転角度との関係を示した図である。 第1実施形態に係る振動体ユニットを用いた振動型アクチュエータの駆動回路の一例を示す図である。 図7の回路にトランスを付加した振動型アクチュエータの駆動回路の一例を示す図である。 図8の振動体ユニットの他の構成例を示す図である。 第1実施形態に係る振動型アクチュエータの一例を示す図である。 円柱シャフトに対する各振動体ユニットの取り付け位相を示す図である。 図10(b)の3つの振動型アクチュエータの駆動回路を示す図である。 第2実施形態の振動型アクチュエータの一例を示す図である。 第2実施形態に係る振動型アクチュエータの構成の一例を示す図である。 円環状の圧電体の電極構造を示す図である。 圧電体の配線構造を示す図である。 第2実施形態の振動型アクチュエータの駆動回路の第1の例を示す図である。 第2実施形態に係る振動型アクチュエータの駆動回路の第2の例を示す図である。 第3実施形態の振動体の構成および振動モードを示す図である。 第3実施形態の直動型の振動型アクチュエータの第1の例を示す図である。 第3実施形態に係る振動型アクチュエータの駆動回路の第1の例を示す図である。 第3実施形態の直動型の振動型アクチュエータの第2の例を示す図である。 第3実施形態の直動型の振動型アクチュエータの第3の例を示す図である。 第4実施形態の直動型の振動型アクチュエータの第1の例を示す図である。 第4実施形態の振動型アクチュエータの駆動回路の第1の例を示す図である。 第4実施形態における各振動体ユニットの振動特性を示す図である。 第4実施形態の振動型アクチュエータの駆動回路の第2の例を示す図である。 第4実施形態の振動型アクチュエータの第2の例を示す図である。
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、以下の各実施形態に記載されている構成はあくまで例示に過ぎず、本発明の範囲は各実施形態に記載されている構成によって限定されることはない。
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る振動体ユニット10の構成の一例を示す図である。振動体ユニット10は、接触体と接触して、相互に相対移動する。これにより、振動体ユニット10は、接触体を駆動する。図1(a)は、3つの振動体1、2、3が直列に接続されている回路構成を示す。振動体1、2、3には、電気-機械エネルギー変換手段である圧電体や電歪素子等が接合されている。以下、各振動体には圧電体が接合されているものとして説明する。図1(b)は、図1(a)の振動体ユニット10の等価回路図である。図1(a)および(b)に示されるように、振動体1、2、3には、それぞれ、インダクタが並列に接続されている。図1(a)の例では、振動体1にインダクタ5が並列接続されており、振動体2にインダクタ6が並列接続されており、振動体3にインダクタ7が並列接続されている。また、インダクタ5とインダクタ6とインダクタ7とは直列に接続されている。本実施形態では、振動体1、2、3に圧電体が接合されている場合について説明するが、振動体1、2、3自体が圧電体で構築されていてもよい。また、圧電体は積層圧電体であってもよい。振動体ユニット10の振動子の数およびインダクタの数は3つに限定されない。
次に、従来の振動体ユニットの一例について説明する。図2は、従来の振動体ユニットの構成の一例を示す図である。図2(a)は、それぞれ圧電体が接合された3つの振動体1、2、3が直列に接続されている。図2(a)に示されるように、振動体1、2、3には、インダクタが並列に接続されていない。
図2(b)は、図2(a)の等価回路図であり、C0、L1、C1、R1からなる回路は、振動体1の等価回路を表している。C0、L2、C2、R2からなる回路は振動体2の等価回路を表している。C0、L3、C3、R3からなる回路は振動体3の等価回路を表している。各等価回路の制動容量C0は、振動体1、2、3に接合された圧電体の電気的な特性を表す。Lx、Cx、Rx(xは1から3の整数)からなる直列共振回路は、振動体1、2、3の機械的特性を表す。IE1、IE2、IE3は、それぞれ振動体1、2、3の制動容量C0に流れる電流の値であり、IM1、IM2、IM3は、振動体1、2、3の直列共振回路Lx、Cx、Rxに流れる電流の値である。そして、電流Ioの値は、「IE1+IM1」、「IE2+IM2」および「IE3+IM3」と等しくなる。
図3は、図2の構成に対応する周波数に対する振動振幅の特性を示している。図3(a)は、振動体1、2、3のそれぞれについて、交流電圧を印加したときの周波数に対する振動振幅の特性を示す図である。振動体1、2、3は、異なる共振周波数Fr1、Fr2、Fr3で最大振幅となる振動特性を有している。図3(b)は、図2(b)のLx、Cx、Rxの直列共振回路に印可される交流電圧の周波数に対する電流IM1(一点鎖線)、IM2(実線)、IM3(破線)および電流Io(点線)の振動振幅を示す図である。
図3(b)に示されるように、図2(b)のLx、Cx、Rxの直列共振回路に交流電圧を印可した場合、振動体1、2、3の振動速度を表す電流IM1、IM2、IM3は共振周波数Fr0で最大振幅となるが、各電流の最大振幅が異なっている。共振周波数Fr0で振動体1、2、3の電流の最大振幅が異なると、振動体1、2、3の振動速度に差を生じる。振動体1、2、3の振動速度に差を生じている状態で、振動体1、2、3に接触体を加圧接触させて駆動する場合、接触体の接触部位のすべり量に差を生じる。すべり量に差が生じると、駆動に寄与しない損失が発生し、接触体の駆動効率が低下する。また、図3(b)に示されるように、振動体ユニット10に流れる電流Ioの変化は、電流IMx(xは1から3の整数)の変化とは大きく異なる。このため、電流Ioを検知することにより、電流IMxの大きさを正確に検知することは難しい。
そこで、本実施形態では、図1(b)に示されるように、振動体1、2、3の制動容量C0にインダクタ(インダクタL01、L02、L03)が並列に接続されている。制動容量C0と並列に接続された各インダクタは所定の周波数にて並列共振する。従って、インダクタL0x(xは1から3の整数)と制動容量C0とからなる並列回路に着目すると、該並列回路に流れる電流IEx’(xは1から3の整数)の大きさはゼロに近づく。電流IEx’がほぼゼロになると、「電流IMx’+IEx’」(xは1から3の整数)は電流IMx’と略等しくなる。従って、図1(a)に示される振動体ユニット10に流れる電流Io’は電流IMx’と略等しくなる。
図4は、図1(b)のLx、Cx、Rxの直列回路に印加される交流電圧の周波数に対する電流IM1’(一点鎖線)、IM2’(実線)、IM3’(破線)および電流Io’(点線)の振動振幅を示す図である。電流IM1’、IM2’、IM3’の振幅は略同じであり、それぞれ同じ共振周波数Fr0’で最大振幅となっている。共振周波数Fr0’は、Fr1(振動体1の共振周波数)とFr2(振動体2の共振周波数)とFr3(振動体3の共振周波数)との略平均の周波数である。また、電流Io’は、一定以上の振幅の周波数の範囲では、電流IMx’と略同じ振幅となっている。
本実施形態では、直列に接続されている各振動子のそれぞれにインダクタを並列に接続した構成を採用している。これにより、上述した「電流IMx’+IEx’」は電流IMx’と略等しくなることから、1つの駆動電圧で複数の振動体を振動させた場合でも、振動体1、2、3の電流の振幅および位相を揃えることができる。これにより、各振動体の振動速度の差を少なくすることができ、各振動体が発生する力を良好な効率で1つの接触体に伝達することができる。また、複数の振動体を用いて高い推力で接触体を駆動することができる。
図5は、振動体1、2、3を円柱シャフト4の外周に接触させ、円柱シャフト4を回転させる振動型アクチュエータの構造を示す図および電気的な接続関係を示す図である。図5(a)は、円柱シャフト4を回転させる振動型アクチュエータの構造を示す図である。振動体1、2、3は、それぞれ縦方向(矢印の方向)に振動する振動体であり、円柱シャフト4は接触体の一例であり、振動体1、2、3により駆動される。振動体1、2、3は、円柱シャフト4の周囲に120°ごとに略等間隔に配置されている。そして、振動体1、2、3は、円柱シャフト4に対して、不図示の加圧機構によって均等に加圧接触している。振動体1、2、3の加振により縦方向の振動が励起することにより、図5の例では、円柱シャフト4は時計周りに回転する。
図5(b)は振動体ユニット10内の電気的な接続関係を示す図である。インダクタ5、6、7は、それぞれ、振動体1、2、3に接合された圧電体に並列に接続されている。振動体ユニット10には、交流電圧を入力するためのコネクタ8が設けられている。振動体3と振動体1と振動体2とは直列接続されており、直列接続されている各振動体の回路の両端がコネクタ8に接続されている。振動体1、2、3、円柱シャフト4および各インダクタ5、6、7は、リング状のケース9に収容されており、これらが一体となって振動体ユニット10を構成している。また、振動体1、2、3は、ケース9の円柱シャフト4を通す中空円筒部に、120°ごとに円柱シャフト4に加圧接触される突出部を有しており、不図示のバネ構造を含む支持部材によって一定の加圧力で円柱シャフト4に押し当てられている。また、各突出部の突出量および加圧力は、ケース9に設けられた回転直動変換機構等によって調整可能となっている。
図6は、振動体ユニット10に交流電圧を印加して円柱シャフト4を回転駆動させたときに、振動体1、2、3に印加される交流電圧の振幅と回転角度との関係を示した図である。円柱シャフト4の偏芯等の影響による負荷変動により、円柱シャフト4の回転に同期して1周期の負荷変動が生じる。従って、負荷が重くなると交流電圧の電圧振幅が増加し、負荷が軽くなると交流電圧の電圧振幅が減少する。振動体1、2、3は、円柱シャフト4の周上に略120°間隔で略等間隔に配置されていることから、図6の3つの波形(振動体1、2、3の電圧振幅を示す波形)は、略120°ずつ回転位相がずれた特性を示す。また、円柱シャフト4が1回転する間の振動体1、2、3の電圧振幅の平均値はそれぞれ異なっている。これは、主に振動体1、2、3の内部損や共振周波数の差に起因している。
上述したように、本実施形態の振動体ユニット10では、各振動体に、それぞれ、インダクタが並列に接続されているため、振動体1、2、3の電流の振幅および位相が揃うことにより、各振動体の振動速度の差を少なくすることができる。これにより、振動体1、2、3の共振周波数に差が発生し、或いは負荷変動が生じたとしても、自動的に印加される交流電圧の振幅が調整され、振動体1、2、3の振動速度が揃うため、円柱シャフト4を高い効率で駆動することができる。
図7は、第1実施形態に係る振動体ユニット10を用いた振動型アクチュエータの駆動回路の一例を示す図である。振動型アクチュエータの駆動回路は、振動型アクチュエータの駆動装置に対応する。図7の振動型アクチュエータの駆動回路は、振動体ユニット10、電圧発生部13、抵抗14、振幅検知部15、比較部16および電源制御部17を有する。振動体ユニット10は、図7において点線で囲まれた部分に対応する。振動体ユニット10において、振動体1と振動体2と振動体3とが直列に接続されている。そして、振動体1とインダクタ5とは並列に接続されており、振動体2とインダクタ6とは並列に接続されており、振動体3とインダクタ7とは並列に接続されている。
各振動体に並列に接続されたインダクタ5、6、7の値は、振動体ユニット10の共振周波数に近い所定の周波数(振動体ユニット10の共振周波数から所定範囲内の周波数)でマッチングされている。即ち、マッチング周波数をF0、制動容量をC0、インダクタの値をL0とすると、各値の関係は、以下の数式1で表される。
Figure 0007297489000001
電圧発生部13は、振動体ユニット10に印加する交流電圧を発生する。抵抗14は、振動体ユニット10に流れる電流を計測するために、振動体ユニット10に接続される。抵抗14は、振動体1、2、3の振動速度に比例した電圧を出力する。振動体の振幅は、正確には振動速度を時間で積分した値に比例するが、振動速度の振幅は概ね振動振幅に比例するため、以下、振動速度の振幅を制御することで振動振幅が制御されるものとする。振幅検知部15は、抵抗14で検知された交流電圧の振幅を検知する。比較部16は、不図示の振動振幅指令手段からの振幅指令と振幅検知部15が出力した交流電圧の振幅とを比較し、比較結果を電源制御部17に出力する。電源制御部17は、比較部16が出力した比較結果に基づいて、電圧発生部13を制御する。電源制御部17は、交流電圧の周波数または振幅を制御する指令を電圧発生部13に出力することで、電圧発生部13が出力する交流電圧を制御することができる。振動体ユニット10に流れる電流は、インダクタ5、6、7の効果によって振動体1、2、3の振動速度に略比例した電流となる。抵抗14が、振動体ユニット10に流れる電流を検知して、電源制御部17が交流電圧を制御することで、振動体ユニット10の振動体1、2、3の振幅を、安定して即応性高く制御することができる。
ここで、図7の例に示されるように、各振動体のそれぞれにインダクタが並列に接続されているが、各振動体のそれぞれに対して、インダクタとコンデンサとの並列回路が並列に接続されていてもよい。高い精度で周波数マッチングを可能とするため、各振動子のそれぞれに対して、直列または並列に接続された複数のインダクタを並列に接続することが考えられる。しかし、形状が大きいインダクタを複数使用すると、振動体ユニット10の全体のサイズが大型化するため、インダクタを調整する代わりに制動容量C0に並列にコンデンサを追加して、制動容量C0の値を調整することもできる。この場合、振動体ユニット10のサイズが大型化することを抑制できる。
次に、本実施形態における振動体ユニット10の故障について説明する。振動体ユニッ
ト10は、振動体1、2、3にショートや断線等の故障が発生したとしても、インダクタ5、6、7は、直列接続されているため、接触体(例えば、円柱シャフト4等)の駆動を継続することができる。図7の振動体1、2、3のうち一部の振動体が電気的にショートしたとしても、残りの振動体に継続して交流電圧が印加される。ショートした振動体は振動が停止するため、その分、負荷が重くなり、直列接続されている振動体の数が減り推力が低下する。一方、振動体の数が減り、残りの振動体への印加電圧が増加して推力を維持しようとするフィードバックが自動的にかかる。これにより、振動体ユニット10の駆動制御を継続することができる。
次に、振動体に断線が生じた場合について説明する。各振動体のそれぞれにインダクタ(インダクタ5、6、7)が並列に接続されている。このため、振動の影響等によって圧電体と配線との接続が切れたとしても、直列接続されているインダクタ間の接続が切れなければ、残りの振動体に対して継続して交流電圧が印加される。断線した振動体は停止するため、その分、負荷が重くなり、駆動可能な振動体が減り推力が低下する。一方、振動体に接合されている圧電体と配線との間に断線が生じた場合、制動容量C0とインダクタとの並列共振回路による高インピーダンス状態から制動容量C0がなくなった状態となる。これにより、インピーダンスが低下し、程度は異なるが、振動体がショートした状態と同様な状態になる。そのため、振動体がショートした場合と同じく、残りの振動体への印加電圧が増加することで、自動的に各振動体に対する加振力が増加する。これにより、振動体ユニット10の駆動制御を継続することができる。
振動体ユニット10の内部で、上述したショートや断線が生じると、ショートや断線が生じていないときと比較して、振動体ユニット10を流れる電流が増加する。抵抗14は、振動体ユニット10を流れる電流を計測している。抵抗14に流れる電流の増加が検知されることで、ショートや断線等の故障が生じたことを検知することができる。例えば、抵抗14に流れる電流の増加量が所定量以上である場合、振幅検知部15は、振動体ユニット10に故障が生じたことを検知してもよい。
次に、増幅回路を付加した振動型アクチュエータの駆動回路について説明する。図8は、図7の回路にトランス18を付加した振動型アクチュエータの駆動回路の一例を示す図である。増幅回路としてのトランス18は、昇圧用のトランスであり、電圧発生部13の出力側に接続されている。トランス18の2次側には、周波数マッチング用のコンデンサ19が並列接続されている。トランス18の2次側のインダクタの値をLt、コンデンサ19の静電容量をCtとし、振動体ユニット10の駆動周波数範囲により決定されるマッチング周波数をFtとすると、各値の関係は、以下の数式2で表される。
Figure 0007297489000002
上記数式2が成立するように、適切にトランス18の2次側の周波数マッチングを取ることにより、上述した駆動周波数範囲ではトランス18の1次側には2次側電流に略比例する電流が流れる。従って、トランス18の1次側電流を、図7の駆動回路と同様に、抵抗14で検知することで、図7と同様の動作が実現できる。図9は、図8の振動体ユニット10の他の構成例を示す図である。図9に示されるように、トランス18およびコンデンサ19は、振動体ユニット10に内蔵されている。振動体ユニット10の入力側にトランス18が内蔵されることで、振動体ユニット10を比較的低い電圧で駆動できる。
図10は、第1実施形態に係る振動型アクチュエータの一例を示す図である。図10(a)は、3つの振動体ユニット10を直列に接続して構成される振動型アクチュエータの例を示す図である。図10(b)は、3つの振動体ユニット10を並列に接続して構成される振動型アクチュエータの例を示す図である。直列または並列に接続される複数の振動体ユニット10の数は、3つには限定されない。上述したように、1つの振動体ユニット10は、3つの振動体を有しているため、図10(a)の場合、合計9つの振動体が用いられる。ここで、9つの振動体を直列に接続した振動体ユニットを1つ構築してもよいが、各振動体を、複数の振動体ユニットに分けて構築することにより、必要な出力トルクに応じて振動体ユニットの数で調節できるメリットがある。振動体ユニット11、12は、振動体ユニット10と同様である。各振動体ユニット10、11、12には、直列に接続された3つの振動体が組み込まれており、3つの振動体の共振周波数の平均値は所定の周波数範囲内になっている。
ここで、図10に示される振動体ユニット10、11、12の製造の例を説明する。振動体ユニット10、11、12の製造は、手動または自動で行われ得る。例えば、一定数(例えば、数十個から数百個)の振動体が製造された場合、各振動体の共振周波数の計測結果から、共振周波数のリストが作成される。次に、共振周波数のリストに基づいて、一定数の振動体が、幾つかの周波数範囲に応じてクラスごとに分類される。例えば、一定数の振動体が、500Hzごとに分類される。そして、同じクラスの中から3つの振動体がランダムに選択されて、3つの振動体の共振周波数の平均値が算出される。共振周波数の平均値が、クラスごとに予め決められた周波数範囲内(例えば、所定周波数±25Hz)に入る3つの振動体の組み合わせが得られるまで、3つの振動子のランダムな選択が繰り返される。クラスごとに予め決められた周波数範囲に入る3つの振動体が得られた場合、該3つの振動体により、1つの振動体ユニットが構成される。
従って、1つの振動体ユニットには、共振周波数の平均値が上記の周波数範囲の中に入る3つの振動体が内蔵される。共振周波数が近い振動体を多く揃えることは難しいが、本実施形態のように、複数の振動体の共振周波数の平均値を揃える方法であれば、比較的多くの数の振動体を揃えることができる。また、1つの振動体ユニットには、共振周波数の平均値ではなく、共振周波数の分散が所定の分散範囲内に入る複数の振動体が選択されてもよい。この場合、共振周波数の分散が所定の分散範囲内に入る複数の振動体が1つの振動体ユニットに内蔵される。分散をある程度大きな値に設定することで、選択される振動体の共振周波数が揃いすぎることが回避されるため、振動体ユニットの特性を安定化することができる。以上のように、同じクラスの振動体ユニットを複数組み合わせて振動型アクチュエータを構成することにより、高出力で効率の良い振動型アクチュエータが安定的に製造される。
図10(a)の場合、3つの振動体ユニット10、11、12が直列に接続されている。直列接続される振動体ユニットの数が増えると、その分、交流電圧の振幅を大きくする必要があり、印可電圧が高電圧になる。印可電圧が高電圧になると、絶縁対策等のために振動体ユニットの全体が大型化する。その結果、コストアップも招来する。そこで、図10(b)に示されるように、各振動体ユニット10、11、12を並列接続した構成を採用することができる。この場合、3つの振動体ユニット10、11、12は、並列に接続されているため、3つの振動体ユニット10、11、12が直列に接続されている場合と比較して、3分の1の振幅の交流電圧で各振動体ユニットを駆動することが可能である。振動体ユニット10、11、12は、上述したように、同じクラスの振動体ユニットが用いられているため、振動体ユニットの共振周波数(組み込まれた振動体の共振周波数の平均値)は略同じである。また、3つの振動体が円柱シャフト4の周上に均等に配置されているため、3つの振動体の負荷が平均化される。このため、回転による負荷変動が少ない。その結果、振動体ユニット間の振動速度の差を小さくすることができるとともに、効率の良い駆動を実現できる。
図11は、円柱シャフト4に対する振動体ユニット10、11、12の取り付け位相を示す図である。3つの振動体ユニットは40°ごとに回転位相をずらして取り付けられている。図11のように、所定の位相をずらした状態で振動体ユニット10、11、12が、円柱シャフト4の周上に均等に配置されることで、トルク変動の少ない円柱シャフトの回転を実現できる。図11の例では、振動体ユニット10、11、12において、3つの振動体が直列に接続されているため、振動体は120°ごとに配置されている。振動体ユニットが2つの振動体を有する場合は、2つの振動体は180°ごとに配置されることが好ましい。また、振動体ユニットが4つの振動体を有する場合は、4つの振動体は、90°ごとに配置されることが好ましい。
図12は、図10(b)の3つの振動型アクチュエータの駆動回路を示す図である。振動体ユニット10、11、12は、直列に接続された3つの振動体および3つの振動体のそれぞれに対して並列に接続されたインダクタを有する。各振動体に並列に接続されたインダクタの値は、電圧発生部13が出力する交流電圧の周波数範囲内の所定の周波数でマッチングされている。即ち、マッチング周波数をF0、制動容量をC0、インダクタの値をL0とすると、各値の関係は、上述した数式1で表される。電圧発生部13は、振動体ユニット10、11、12に印加する交流電圧を発生する。抵抗14は、振動体ユニット10、11、12に流れる電流の総和を計測するための抵抗である。振動体ユニット10、11、12は共振周波数が揃えられており、円柱シャフト4の周上に均等に配置された振動体には概ね同等の平均負荷がかかる。このため、流入電流の位相に大きなずれは発生しない。従って、振幅検知部15は、概ね振動体ユニット10、11、12のそれぞれに流れる電流の振幅の和に比例した電圧を出力される。そして、比較部16は、電流の振幅の和を、不図示の指令手段からの振幅指令と比較し、電源制御部17は比較結果に基づいて、電圧発生部13が出力する交流電圧の周波数または振幅を制御する。
本実施形態では、複数の振動体ユニットが同じ接触体を駆動する例について説明したが、複数の振動体ユニットは、それぞれ異なる接触体を駆動してもよい。この場合、各接触体を完全に同じ速度で駆動することは難しいが、複数の振動体を同時に同程度の振動速度で駆動できるため、回路規模の縮小化を図ることができる。また、本実施形態の各振動体ユニットには同じ振動体が適用された例について説明したが、振動体の共振周波数が所定範囲内であれば、異なる形態の振動体が振動体ユニットに適用されてもよい。また、図10では、複数の振動体ユニット10、11、12が直列または並列に接続される。ここで、各振動体ユニット10、11、12が接する接触体の部位の条件が異なる場合がある。例えば、円柱シャフト4の直径が、各振動体ユニット10、11、12が接する部位によって異なる場合がある。このような場合、適正に接触体を駆動するためには、各振動体ユニット10、11、12のそれぞれの振動速度を変化させることが好ましい。このために、図9に示されるように、各振動体ユニット10、11、12の内部にトランス18を設けた構成を採用する。そして、各トランス18の巻線比を調整することで、振動速度の比を調整することができる。つまり、各トランス18の巻線比を、接触体に応じて異ならせることで、各振動体ユニット10、11、12の振動速度を適正に制御することができる。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。図13は、第2実施形態の振動型アクチュエータの一例を示す図である。図13において、軸出力の3つの振動型アクチュエータ20、27、30は、それぞれ、1つの振動体を有しており、傘歯歯車で結合して1つの軸を回転している。出力軸21は振動型アクチュエータ20の出力軸であり、出力軸28は振動型アクチュエータ27の出力軸であり、出力軸31は振動型アクチュエータ30の出力軸である。傘歯歯車22は出力軸21の先端に取り付けられており、傘歯歯車29は出力軸28の先端に取り付けられており、傘歯歯車32は出力軸31の先端に取り付けられている。傘歯歯車22、29、32には、不図示の回転シャフトに取り付けられた一回り大きな傘歯歯車33が120°間隔で結合している。
各振動型アクチュエータ20、27、30の振動体は電気的に直列に接続されており、A相、NA相、B相、NB相の駆動電圧ラインに90°ごとに位相のずれた交流電圧を印加することができる。これにより、振動が励起され、間接的に接続されている傘歯歯車33が駆動する。図14は、第2実施形態に係る振動型アクチュエータ20の構成の一例を示す図である。振動型アクチュエータ20は、ロータ23、セラミック弾性体24、圧電体25および摩擦部材26を有する。ロータ23は、出力軸21を中心に接合されており、出力軸21と共に回転自由に保持されている。セラミック弾性体24は、櫛状の突起構造を有する非導電性の部材である。圧電体25は、セラミック弾性体24に接着されている。また、摩擦部材26はセラミック弾性体24の突起構造の上部に接着されており、接触部が低速且つ安定して摩耗するように選定されている。
図15は、円環状の圧電体25の電極構造を示す図である。図15には、圧電体25の一方の面の電極と各相(A相、NA相、B相、NB相)の駆動電圧ラインとの接続状態が示されている。図15の符号34~37は、A相、NA相、B相、NB相の表面(または裏面)を示す。図16は、圧電体25の配線構造を示す図である。圧電体25の裏面電極も図15と同様に分割されており、A相の裏面はNA相となっており、B相の裏面はNB相となっている。図16に示されるように、A相とNA相との間のインダクタ38とB相とNB相との間のインダクタ39とは並列に接続されている。A相とNA相とに印可される交流電圧と、B相とNB相とに印可される交流電圧の位相は180°ずれている。
図17は、第2実施形態の振動型アクチュエータの駆動回路の第1の例を示す図である。振動型アクチュエータ20には、位相が180°ずれたA相とNA相およびB相とNB相により入力される交流電圧の位相がそれぞれ異なる複数の振動区画が形成される。A相-NA相間にはインダクタ38が、B相-NB相間にはインダクタ39が並列接続されている。振動型アクチュエータ27、30内も同様に接続されており、振動型アクチュエータ20、27、30は相ごとに直列接続されている。図17の例では、3つの振動型アクチュエータ20、27、30が直列に接続されて構成されており、全体として端子A、NA、B、NBを有する1つの振動型アクチュエータ40が構成されている。各振動型アクチュエータ20、27、30は破線で囲まれた領域を示しており、振動型アクチュエータ40は点線で囲まれた領域を示している。
振動型アクチュエータ40の端子A-NA間には周波数マッチング用のコンデンサ19および増幅用のトランス18の2次側巻線が並列に接続されている。また、振動型アクチュエータ40の端子B-NB間には周波数マッチング用のコンデンサ42および増幅用のトランス41の2次側巻線が並列に接続されている。電圧発生部43は、交流電圧を発生する。電圧発生部43のA-NAおよびB-NBに、それぞれ不図示のHブリッジ回路(電力増幅回路)が接続されている。Hブリッジ回路の出力するパルス状駆動電圧は、トランス18、41、電圧発生部43の間に挿入されたインダクタ44、46、コンデンサ45、47による直列共振回路で波形整形される。そして、波形整形されたパルス状駆動電圧は、トランス18、41で増幅されて振動型アクチュエータ40に印加される。インダクタ44、46、コンデンサ45、47で構成される直列共振回路は、振動型アクチュエータ40の駆動周波数範囲の所定の周波数にてマッチング調整されている。これにより、振動型アクチュエータ40の駆動電圧振幅が駆動周波数範囲で大きく変動することが抑制される。
電圧発生部43の各Hブリッジの電流検知用のソース端子には電流計測用の抵抗14、48が接続されている。抵抗14、48は、振動型アクチュエータ40に含まれる各振動体の振動速度に応じた電流を計測している。振幅検知部15は、抵抗14、48の計測値に基づいて、振動体の振動速度を検知する。比較部16は、不図示の振動振幅指令手段からの振動振幅指令と振幅検知部15の検知結果(振動体の振幅速度)とを比較する。電源制御部17は、比較結果に応じて、周波数とパルス幅と電圧振幅のうち少なくとも1つの指令を電圧発生部43に対して出力する。
一般に、振動型アクチュエータは、摩擦部材の製造ばらつきや、振動体の平面精度に起因する加圧ばらつき等の影響で、共振周波数や内部損のばらつき或いは変動がある。回転角度に応じた変化や経時的な摩耗の進行に起因する変化もあるため、複数の振動型アクチュエータの振動特性を揃えることは難しい。しかし、上述したように、直列接続される振動体のそれぞれに並列にインダクタが接続される。このため、各振動体の振幅特性は揃い、比較的揃った力を傘歯歯車33に伝達することができ、歯車の摩耗が少なく効率の良い駆動が可能である。
図17の例では、振動型アクチュエータ40は、トランス18、41やインダクタ44、46、コンデンサ45、47を含んでいないが、各部品の一部または全部が振動型アクチュエータ40に含まれていてもよい。振動型アクチュエータ40が、固有の共振周波数に応じて周波数マッチングされる各部品を含むことで、振動型アクチュエータ40を使用する際の調整が不要になる。これにより、振動型アクチュエータ40を使用するユーザの利便性が向上するとともに、性能ばらつきが低減する。また、インダクタ44とコンデンサ45とのうち何れか一方が、トランス18の1次側に直列に接続されてもよい。同様に、インダクタ46とコンデンサ47とのうち何れか一方が、トランス41の1次側に直列に接続されてもよい。コンデンサは直流電流の遮断用として、インダクタは波形を滑らかにする効果がある。
また、本実施形態では、3つの振動型アクチュエータ30、27、30を直列に接続し、傘歯歯車33で結合した全体を1つの振動型アクチュエータ40として説明した。該振動型アクチュエータ40を1つの振動体ユニットとして、複数の振動体ユニットを直列または並列に接続した構成を採用することもできる。これにより、高出力の振動型アクチュエータが構成される。この場合、振動体ユニットを構成する3つの振動型アクチュエータとしては、振動体の共振周波数の平均値が、振動型アクチュエータ40に含まれる3つの振動型アクチュエータの共振周波数の平均値と概ね等しくなるようにすることが好ましい。また、上記の複数の振動体ユニットを機械的に結合する方法としては、傘歯歯車33と同等の歯車を複数同じシャフトに結合した状態で、図13に示されるような複合振動型アクチュエータを複数結合する方法や他の歯車を介して結合する方法等がある。
図18は、第2実施形態に係る振動型アクチュエータの駆動回路の第2の例を示す図である。第2の例の振動型アクチュエータの駆動回路では、2つの振動体ユニット104、107が直列に接続されている。振動体ユニット104は、振動型アクチュエータ20、27、30、およびトランス18、41を有しており、振動体ユニット107は、振動型アクチュエータ101、102、103、およびトランス105、106を有している。図18の振動型アクチュエータの駆動回路において、振動体ユニットごとにトランスの巻線比を変更することにより、各振動型ユニットの回転速度の比を調整することができる。
また、第2実施形態では、振動体ユニットに含まれる直列に接続した3つの振動型アクチュエータ20、27、30が傘歯歯車22、29、32を介して1つのシャフトを駆動したが、それぞれ異なる接触体を駆動してもよい。例えば、ショーウィンドウに飾られる複数の人形(接触体)を動かす場合等、接触体を同期して動かす必要がない用途に、複数の振動型アクチュエータを適用できる。この場合、適度な速度で複数の振動型アクチュエータを安定して駆動できるため有効である。例えば、図14の振動型アクチュエータの傘歯歯車22の代わりに、それぞれ異なる人形を取り付けた3つの振動型アクチュエータを電気的に直列に接続することにより、3つの人形をほぼ同じ速度で回転させることができる。また、図18の振動型アクチュエータの駆動回路において、各トランスの巻線比をそれぞれ調整することで振動体ユニットごとに人形を回転する速度を変化させることも可能である。また、各トランスの巻線比を調整するとともに、接続する歯車のギア比を調整すれば、必要なトルクに応じた調整を行うことも可能である。
<第3実施形態>
次に、第3実施形態について説明する。図19は、第3実施形態の振動体の構成および振動モードを示す図である。図19(a)において、振動体49は、非導電性材料で製造された板状の振動体である。振動体49の表面には、接触体に接触する2つの突起が設けられている。圧電体50は、振動体49の一部を構成し、振動体49を加振する。図19(b)は、圧電体50に設けられた電極を示しており、電極53と電極54との間は電気的に絶縁されている。電極53と電極54とには、それぞれ位相が独立して変化する2つの交流電圧が印加される。圧電体50の裏面にも同様の2つの電極が設けられており、電極53、54の一部に設けられた不図示のビアを介して表面から通電可能に構成されている。
図19(c)は、電極53と電極54とに同相の交流電圧を印加した際に励起される振動モードの振動形態を示す。図19(d)は、電極53と電極54とに逆相の交流電圧を印加した際に励起される振動モードの振動形態を示す。電極53と電極54とに印加する交流電圧の位相差が0°である場合、図19(c)の振動モードが励起される。電極53と電極54とに印可する交流電圧の位相差が180°である場合、図19(d)の振動モードが励起される。また、交流電圧の位相差が0°と180°との間である場合、両方の振動モードが同時に励起される。交流電圧の位相差としては、0°から120°程度が使用されるケースが多い。そして、振動体49に設けられた突起に加圧接触された接触体が移動する。接触体が直方体の場合、振動体49に設けられた突起に加圧接触された接触体が、長方形の長手方向に移動する。
図20は、第3実施形態の直動型の振動型アクチュエータの第1の例を示す図である。図20(a)は、接触体52の移動方向と直交する方向から見た図である。2つの振動体49、51の突起部が互いに向い合せに配置されており、上下方向から接触体52を挟んだ状態で、接触体52が図20(a)の矢印の方向に移動するように構成されている。図20(b)は、接触体52の移動方向から見た図であり、振動体49、51が接触体52に対して上下対称に(周上に180°の間隔で均等に)配置されている。
図21は、第3実施形態に係る振動型アクチュエータの駆動回路の第1の例を示す図である。図21において、振動体49の圧電体と振動体51の圧電体とが相ごとに直列に接続されており、振動体49と振動体51とにそれぞれインダクタが並列に接続されている。振動体49、51は、インダクタ44、46およびコンデンサ45、47からなる直列共振回路を介して、電圧発生部43のHブリッジに接続されている。直列共振回路は、インダクタとコンデンサとのうち何れか一方でもよい。電圧発生部43は、90°ごとに位相の異なる4相のパルス信号を出力している。推力検知部55は、接触体52への推力を検知し、検知した推力を比較部56に出力する。比較部56は、検知された推力と、不図示の指令手段からの推力指令とを比較し、比較結果を出力する。振幅振動指令部57は、比較部56が出力した比較結果に応じて、振動体49、51の振動振幅を制御する。
また、電圧発生部43の各Hブリッジの電流検知用のソース端子には、振動体49、51の振動速度に応じた電流を計測するための抵抗14、48が接続されている。振幅検知部15は、抵抗14、48が計測した電流から振動振幅を検知する。比較部16は、検知された振動振幅と振幅振動指令部57からの振動振幅指令とを比較する。電源制御部17は、比較結果に応じて、電圧発生部43に対して周波数とパルス幅と電圧振幅とのうち少なくとも1つを制御する。
ここで、例えば、振動体49、51の推力が目標より小さい場合には電圧発生部43が出力する交流電圧の周波数は振動体49、51の共振周波数に近付き、振動体49、51の振動振幅が増加する。これにより、振動体49、51の推力が増加する。ここで、推力検知部55を、接触体52の速度を検知する速度検知部とし、比較部56が、不図示の指令手段からの推力指令からの速度指令と比較する構成を採用することで、接触体52の移動速度を制御することもできる。
また、図21の例では、上下2つの振動体49、51で接触体52を挟んだ振動体ユニットを構成したが、接触体52を断面が正方形の角柱とし、振動体49、51の突起を角柱に向けて4面から角柱を加圧するように構成しても良い。図22は、第3実施形態の直動型の振動型アクチュエータの第2の例を示す図である。図22において、4つの振動体49、51、62、63は、断面が正方形の角柱の接触体64の中心に対して周上に90°ごとに均等に配置されている。図22に示される振動体49、51、62、63は、各振動体の圧電体に設けられた不図示の2つの電極が印加される交流電圧の相ごとに直列に接続されており、各振動体にはインダクタが並列に接続されている。接触体64は、断面が円形の円柱形状の接触体であってもよい。図22の例では、4つの振動体を直列接続することにより1つの振動体ユニットが構成されるが、対向する2つの振動体を1つの振動体ユニットとして、2つの振動体ユニットを直列または並列に接続する構成を採用してもよい。また、4つの振動体を1つの振動体ユニットとして、複数の振動体ユニットを接触体64の移動方向に沿って配列し、各振動体ユニットを並列または直列に接続する構成を採用してもよい。
また、同一面上に突起が設けられた複数の振動体を、円環または円板上の接触体の周方向に沿って均等に配置する構成を採用してもよい。図23は、第3実施形態の直動型の振動型アクチュエータの第3の例を示す図である。図23において、3つの振動体58、59、60は、円環状の接触体61に沿って均等に配置されている。振動体58、59、60は電気的に直列に接続され、振動体58、59、60にはそれぞれ相ごとにインダクタが並列に接続される。図23の例では、複数の振動体が1つの接触体を駆動しているが、複数の振動体がそれぞれ異なる接触体を駆動してもよい。また、複数の振動体が複数の振動体グループに分割された場合、振動体グループごとに異なる接触体を駆動してもよい。
<第4実施形態>
次に、第4実施形態について説明する。図24は、第4実施形態の振動型アクチュエータの第1の例を示す図である。図24において、振動体65、67および振動体66、68は、それぞれ2つで1つの振動体ユニットを構成している。振動体65、67は、Y軸方向に接触体69を駆動するY軸振動体ユニットを構成している。振動体65と振動体67とは電気的に直列に接続され、振動体65と振動体67とのそれぞれにインダクタが並列に接続されている。振動体66、68は、X軸方向に接触体69を駆動するX軸振動体ユニットを構成している。振動体66と振動体68とは電気的に直列に接続され、振動体66と振動体68とのそれぞれにインダクタが並列に接続されている。X軸振動体ユニットの共振周波数とY軸振動体ユニットとの共振周波数とは相互に影響しない程度に十分に離れており、駆動周波数域が重ならないように各振動体の形状が調整されている。
図25は第4実施形態の振動型アクチュエータの駆動回路の第1の例を示す図である。Y軸振動体ユニットである振動体65、67およびX軸振動体ユニットである振動体66、68は、それぞれ相ごとに直列に接続されている。また、各振動体にはインダクタとコンデンサとがそれぞれ並列に接続されている。インダクタとコンデンサの値は、Y軸振動体ユニットはY軸周波数Fy、X軸振動体ユニットはX軸周波数Fxに周波数マッチングされている。
図26は、第4実施形態における各振動体ユニットの振動特性を示す図である。実線はX軸振動体ユニットの振動特性を示し、破線はY軸振動体ユニットの振動特性を示す。それぞれ最大振幅の周波数に対して高周波側に駆動周波数域があり、駆動周波数域内にX軸周波数Fx、Y軸周波数Fyが設定されている。図25の電圧発生部70は、X軸周波数FxおよびY軸周波数Fyを含む2つの周波数域の交流電圧を合成して、それぞれの周波数域において2相の交流電圧を発生する。振幅検知部71は、電流を検知する抵抗14が計測した各振動体の振動速度に応じて流れる2相の電流の総和信号に基づいて、X軸周波数域とY軸周波数域との周波数域ごとの振動振幅を検知し、検知結果を出力する。比較部16、72は、不図示の指令手段からのX軸振幅指令およびY軸振幅指令と振幅検知部71が出力した検知結果とを比較する。電源制御部17、73は、比較部16、72の比較結果に基づいて、X軸振動体ユニットおよびY軸振動体ユニットに印加する交流電圧の周波数を制御する。
また、不図示の指令手段は、不図示の2次元位置検知手段の出力をモニタして各軸の目標位置と比較する。そして、不図示の指令手段は、比較結果の符号に応じてX軸位相、Y軸位相を「90°」または「-90°」に切り替えるとともに、比較結果の絶対値に応じてX軸振幅指令、Y軸振幅指令を設定する。2つの周波数域の信号を分離する方法としては、フィルタを用いて分離する方法や、FFT演算によって周波数と振幅とを求める方法、電圧発生部70が発生した同期信号の同期検波を行う方法等がある。
また、電流の総和からX軸振動体ユニットとY軸振動体ユニットとのそれぞれの振動速度を検知する場合、単に周波数を分離するだけでは振幅の計測に誤差が発生する。そこで振幅検知部71に、予め得られる周波数ごとの振幅のオフセット値を設定し、求められた振幅および周波数の情報に対して、オフセット値に基づく補正計算を行うことで、精度の高い振動速度の検知が可能である。
図27は、第4実施形態の振動型アクチュエータの駆動回路の第2の例を示す図である。駆動周波数域の異なる振動体ユニットが、それぞれ個別的にトランスを介して電圧発生部70に接続されている。各トランスと電圧発生部70との間には振動体ユニットごとに決められる駆動周波数域内の所定の周波数で周波数マッチングされたインダクタとコンデンサとからなる直列回路が挿入されている。
図28は、第4実施形態の振動型アクチュエータの第2の例を示す図である。図28において、複数の振動体ユニット74、75、76、77、78は、直列に接続された複数の振動体および各振動体のそれぞれに並列に接続されたインダクタを有する。振動体ユニット74、75、76、77、78は、それぞれ、駆動周波数域が重ならない振動体を有して構成されている。振動体ユニット74、75、76、77、78は、電気的に並列に接続されており、2相の交流電圧A、Bで駆動される。振動体ユニット74、75、76、77、78は、は、図20または図22のように直動する接触体を電気的に直列接続した複数の振動体で挟持しており、接触体にはワイヤ束79が結合されている。ワイヤ束79は、指を模したチューブ状の屈曲駆動体80に係合されており、ワイヤ束79の各ワイヤを押し引きすることによって屈曲駆動体80の複数の疑似間接を曲げ伸ばしするように構成されている。振動体ユニット74、75、76、77、78に対して、ワイヤ束79の1本のワイヤが対応している。振動体ユニット74、75、76、77、78に内包される接触体を直動させることで、指を曲げ伸ばしするように屈曲駆動体80を駆動することができる。従って、少ない配線数で複数の軸を駆動できるため、複数の間接を持つ複雑なロボットハンド等を駆動させる際に有効である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
1、2、3 振動体
4 円柱シャフト
5、6、7 インダクタ
10、11、12 振動体ユニット
13 電圧発生部
14 抵抗
15 振幅検知部
16 比較部
17 電源制御部
18 トランス
25 圧電体

Claims (17)

  1. 相互に相対移動する振動体ユニットと接触体とを備える振動型アクチュエータであって、
    前記振動体ユニットは、
    制動容量を有する圧電体を備えた直列に接続される複数の振動体と、
    前記複数の振動体のそれぞれに並列接続されるインダクタと、
    を備えることを特徴とする振動型アクチュエータ。
  2. 相互に相対移動する振動体ユニットと接触体とを備える振動型アクチュエータであって、
    前記振動体ユニットは、
    入力される交流電圧の位相がそれぞれ異なる複数の振動区画を有し、制動容量を有する圧電体を備えた複数の振動体を有し、
    該複数の振動体の該複数の振動区画は異なる位相毎に直列に接続されており且つ直列に接続された前記複数の振動区画のそれぞれにインダクタが並列に接続されていることを特徴とする振動型アクチュエータ。
  3. 前記インダクタに対してコンデンサが接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載の振動型アクチュエータ。
  4. 前記複数の振動体は、前記接触体の周囲に略等間隔で配置されて前記接触体を加圧接触していることを特徴とする請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の振動型アクチュエータ。
  5. 前記インダクタの値は、前記振動体ユニットの共振周波数から所定範囲内の周波数でマッチングされていることを特徴とする請求項1乃至のうち何れか1項に記載の振動型アクチュエータ。
  6. 前記複数の振動体のそれぞれに並列接続されるインダクタは直列接続されていることを特徴とする請求項1乃至のうち何れか1項に記載の振動型アクチュエータ。
  7. 前記接触体に、並列に接続された複数の前記振動体ユニットが接続されていることを特徴とする請求項1乃至のうち何れか1項に記載の振動型アクチュエータ。
  8. 前記複数の振動体の共振周波数の平均値が、所定の周波数範囲内であることを特徴とする請求項またはに記載の振動型アクチュエータ。
  9. 前記複数の振動体の共振周波数の分散が、所定の分散範囲内であることを特徴とする請求項またに記載の振動型アクチュエータ。
  10. 前記複数の振動体ユニットのそれぞれの駆動周波数域は重ならないことを特徴とする請求項乃至のうち何れか1項に記載の振動型アクチュエータ。
  11. 前記振動体ユニットは、入力側にトランスを備えることを特徴とする請求項1乃至10のうち何れか1項に記載の振動型アクチュエータ。
  12. 同一の前記接触体を駆動する複数の前記振動体ユニットのそれぞれの前記トランスの巻線比が異なることを特徴とする請求項11に記載の振動型アクチュエータ。
  13. 請求項1乃至10のうち何れか1項に記載の振動型アクチュエータを駆動する振動型アクチュエータの駆動装置であって、
    前記振動体ユニットに印可する交流電圧を発生させる電圧発生部と、
    前記振動体ユニットに流れる電流から交流電圧の振幅を検知する振幅検知部と、
    前記振幅検知部が検知した前記電流の振幅に基づいて、前記電圧発生部が発生する前記交流電圧を制御する電源制御部と、
    を備えることを特徴とする振動型アクチュエータの駆動装置。
  14. 前記振幅検知部は、前記電流の増加量が所定量以上である場合、前記振動体ユニットに故障が生じたことが検知されることを特徴とする請求項13に記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
  15. 前記電圧発生部は、複数の異なる周波数域の交流電圧を合成した交流電圧を発生し、
    前記振幅検知部は、前記異なる周波数域のそれぞれについて前記電流の振幅を検知し、
    前記電源制御部は、前記異なる周波数域のそれぞれについて、前記電圧発生部が発生する交流電圧を制御することを特徴とする請求項13または14に記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
  16. 前記電圧発生部と前記振動体ユニットとの間にトランスが挿入されていることを特徴とする請求項13乃至15のうち何れか1項に記載の振動型アクチュエータの駆動装置。
  17. 同一の前記接触体を駆動する複数の前記振動体ユニットのそれぞれの前記トランスの巻線比が異なることを特徴とする請求項16に記載の振動型アクチュエータの駆動装置
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