專利名稱：驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)1揭示了在通過(guò)電-機(jī)變換元件的伸縮使驅(qū)動(dòng)軸在軸向往返移動(dòng)、 使與驅(qū)動(dòng)軸摩擦卡合的移動(dòng)體在驅(qū)動(dòng)軸上滑動(dòng)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置中，除了移動(dòng)體 的定位以外，還以清潔驅(qū)動(dòng)軸為目的，使移動(dòng)體遍及驅(qū)動(dòng)軸的全長(zhǎng)而移動(dòng)，進(jìn) 行自維護(hù)。
在這樣的驅(qū)動(dòng)裝置中，不僅因驅(qū)動(dòng)軸的污垢而會(huì)使驅(qū)動(dòng)力下降，若持續(xù)不 使用的狀態(tài)，則移動(dòng)體對(duì)驅(qū)動(dòng)軸的摩擦力會(huì)暫時(shí)增大，使移動(dòng)體難以移動(dòng)，或 者不能移動(dòng)。g卩，有時(shí)會(huì)發(fā)生移動(dòng)體與驅(qū)動(dòng)軸粘著的現(xiàn)象。
專利文獻(xiàn)l:日本專利特開2004—15864號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2004-104919號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的課題是提供可以消除因不使用而引起的移動(dòng)體粘著的驅(qū)動(dòng)裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置具有通過(guò)電-機(jī)變換元件的伸縮 而在軸向往返移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸，與所述驅(qū)動(dòng)軸摩擦卡合的移動(dòng)體，和向所述電-機(jī)變換元件輸入驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)電路；所述驅(qū)動(dòng)電路輸出小于所述電-機(jī)變 換元件的共振頻率(fr)、且小于所述移動(dòng)體的移動(dòng)速度達(dá)到最大的頻率(fdl)的 頻率(fdl，)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓，和小于所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的頻率(fdl')、 且為作用在所述移動(dòng)體的推力達(dá)到最大的頻率(fd2)附近的頻率的消除粘著模 式電壓。
若采用該結(jié)構(gòu)，則移動(dòng)體的移動(dòng)速度達(dá)到最大的頻率(fdl)小于電-機(jī)變換元件的共振頻率(fr)，作用在移動(dòng)體的推力達(dá)到最大的頻率(fd2)小于移動(dòng)體的 移動(dòng)速度達(dá)到最大的頻率(fdl)。所以，利用移動(dòng)體移動(dòng)速度較快的頻率(fdl) 附近的頻率的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓，可以與輸入至電-機(jī)變換元件的輸入量成比 例地、高效地使移動(dòng)體移動(dòng)；并且利用作用在移動(dòng)體的推力達(dá)到最大的頻率(fd2) 附近的頻率的消除粘著模式電壓，可以消除移動(dòng)體對(duì)驅(qū)動(dòng)軸的粘著。
另外，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置中，所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的頻率(fdl')可以是 所述電-機(jī)變換元件的共振頻率(fr)的0.75倍以上、0.85倍以下。
若采用該結(jié)構(gòu)，則使驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的頻率與移動(dòng)體的移動(dòng)速度達(dá)到最 大的頻率接近，且與共振頻率fr不太接近，從而可以得到足夠高的驅(qū)動(dòng)速度， 同時(shí)減小因個(gè)體差而引起的驅(qū)動(dòng)速度的離散。
另外，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置中，所述消除粘著模式電壓的輸出持續(xù)時(shí)間可以 是1000msec以下。
在移動(dòng)體粘著的時(shí)候，即使是通常的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓，若連續(xù)施加
1000msec，也能大致消除粘著。所以，超過(guò)1000msec的持續(xù)時(shí)間施加消除粘
著模式電壓沒(méi)有用處。
另外，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置中，所述消除粘著模式電壓可以每隔預(yù)定的單位
時(shí)間交替重復(fù)將所述電-機(jī)變換元件緩慢伸長(zhǎng)而急速收縮的波形、和將所述電-
機(jī)變換元件急速伸長(zhǎng)而緩慢收縮的波形。
若采用該結(jié)構(gòu)，則可以對(duì)移動(dòng)體向兩個(gè)方向施加推力，由于使移動(dòng)體向推
力集中作用的位置移動(dòng)，所以容易消除移動(dòng)體的粘著。另外，移動(dòng)體即使位于
機(jī)械沖程的端部時(shí)，在可移動(dòng)的方向也有推力作用，可以消除粘著。 另外，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置中，所述單位時(shí)間可以是100msec以下。 對(duì)移動(dòng)體可以向兩個(gè)方向平衡地施加推力，可以在短時(shí)間消除粘著。 另外，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置中，所述單位時(shí)間可以是所述移動(dòng)體的固有振動(dòng)
周期的1/2。
若采用該結(jié)構(gòu)，則通過(guò)與移動(dòng)體的固有振動(dòng)頻率相一致施加推力，從而進(jìn) 行共振，可以促進(jìn)移動(dòng)體的移動(dòng)，易于消除粘著。
另外，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置中，所述消除粘著模式電壓可以與所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作 模式電壓的波形不同。若采用該結(jié)構(gòu)，則施加與驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓相比推力變得更高的波形的消 除粘著模式電壓，從而可以高效地消除移動(dòng)體的粘著。
另外，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置中，所述消除粘著模式電壓的頻率可以以作用在
所述移動(dòng)體的推力達(dá)到最大的頻率(fd2)為中心在i3M的范圍內(nèi)擺動(dòng)。
若采用該結(jié)構(gòu)，則即使因溫度等使用環(huán)境而引起電-機(jī)變換元件的頻率特 性發(fā)生變化，也由于使消除粘著模式電壓在預(yù)定的范圍內(nèi)變化，所以可以對(duì)移 動(dòng)體作用最大的推力，可以高效地消除粘著。
另外，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置中，所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓與所述消除粘著模式 電壓可以都是矩形波，所述消除粘著模式電壓可以與所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的 占空比不同。
在以矩形波驅(qū)動(dòng)類型的驅(qū)動(dòng)裝置中，由于使移動(dòng)體的速度最大的占空比、 和使移動(dòng)體的推力最大的占空比不同，所以使驅(qū)動(dòng)動(dòng)作電壓模式的占空比成為 使移動(dòng)體的速度提高，使消除粘著模式電壓的占空比成為使推力提高，從而可 以優(yōu)化驅(qū)動(dòng)效率，同時(shí)確實(shí)消除粘著。
另外，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置中，所述消除粘著模式電壓的占空比可以在0.3 附近或者0.7附近。
由于作用在移動(dòng)體的推力根據(jù)驅(qū)動(dòng)方向在占空比為約0.3或者約0.7的時(shí) 候成為最大，所以將消除粘著模式電壓的占空比設(shè)定在該值附近，從而易于消 除粘著。
另外，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置中，所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的頻率(fdl')、和作 用在所述移動(dòng)體的推力達(dá)到最大的頻率(fd2)之差，可以是作用在所述移動(dòng)體的 推力達(dá)到最大的頻率(fd2)的3%以上。
若采用該結(jié)構(gòu)，則可以有意地將利用消除粘著模式電壓而作用在移動(dòng)體的 推力設(shè)定得大于利用驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓而作用在移動(dòng)體的推力，易于消除移動(dòng) 體的粘著。
另外，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置中，所述消除粘著模式電壓可以交替重復(fù)使所述 移動(dòng)體向所述驅(qū)動(dòng)軸的前端方向移動(dòng)的波形、和使所述移動(dòng)體向所述驅(qū)動(dòng)軸的
根部方向移動(dòng)的波形。
若采用該結(jié)構(gòu)，則可以對(duì)移動(dòng)體向兩個(gè)方向施加推力，由于使移動(dòng)體向推力集中作用的位置移動(dòng)，所以易于消除移動(dòng)體的粘著。另外，移動(dòng)體即使位于 機(jī)械的沖程的端部時(shí)，在可移動(dòng)的方向也有推力作用，可以消除粘著。
另外，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置中，所述消除粘著模式電壓可以在電源接通時(shí)、 復(fù)位動(dòng)作時(shí)、及一定時(shí)間未輸出所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓時(shí)的至少某一個(gè)情況時(shí) 輸出。
若采用該結(jié)構(gòu)，則在移動(dòng)體不移動(dòng)的狀態(tài)持續(xù)的時(shí)候，由于施加消除粘著 模式電壓，所以可以防止驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的輸入量和移動(dòng)體的移動(dòng)量產(chǎn)生差異。
若采用本發(fā)明，由于施加消除粘著模式電壓，消除移動(dòng)體對(duì)驅(qū)動(dòng)軸的粘著， 所以可以與驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的輸入量成比例地使移動(dòng)體移動(dòng)。


圖1是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置的概略圖。
圖2是表示圖1的驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓及電-機(jī)變換元件的位移 的波形圖。
圖3是圖1的驅(qū)動(dòng)裝置的消除粘著模式電壓的一覽表。 圖4是表示圖1的驅(qū)動(dòng)裝置的移動(dòng)體速度和移動(dòng)體推力的相對(duì)于驅(qū)動(dòng)電壓 的頻率的特性圖。
圖5是表示圖1的驅(qū)動(dòng)裝置的移動(dòng)體速度和移動(dòng)體推力的相對(duì)于驅(qū)動(dòng)電壓 的占空比的特性圖。 標(biāo)號(hào)說(shuō)明 1驅(qū)動(dòng)裝置 3電-機(jī)變換元件 4驅(qū)動(dòng)軸 5移動(dòng)體 6驅(qū)動(dòng)電路
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。圖1表示本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置1的結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)裝置1由錘2、 一端固定在錘
2的電-機(jī)變換元件(例如壓電元件)3、 一端固定在電-機(jī)變換元件3的另一端的 棒狀的驅(qū)動(dòng)軸4、與驅(qū)動(dòng)軸4摩擦卡合的移動(dòng)體5、和對(duì)電-機(jī)變換元件3施加 驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)電路6組成，移動(dòng)體5支持被驅(qū)動(dòng)體7。
在驅(qū)動(dòng)裝置1中，電-機(jī)變換元件3根據(jù)施加的電壓相應(yīng)在箭頭A、 B方向 伸縮。驅(qū)動(dòng)軸4通過(guò)電-機(jī)變換元件3的伸縮在軸向(箭頭A、 B方向)往返移動(dòng)。 在驅(qū)動(dòng)軸4緩慢移動(dòng)的時(shí)候，移動(dòng)體5與驅(qū)動(dòng)軸4一起移動(dòng)，但在驅(qū)動(dòng)軸4急 速移動(dòng)的時(shí)候，移動(dòng)體5由于自身的慣性欲停在原地，而相對(duì)驅(qū)動(dòng)軸4進(jìn)行滑 動(dòng)移動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)電路6對(duì)于電-機(jī)變換元件3除了輸出使移動(dòng)體5定位用的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作 模式電壓，還輸出消除移動(dòng)體5對(duì)驅(qū)動(dòng)軸4粘著用的消除粘著模式電壓。
圖2表示驅(qū)動(dòng)電路6輸出的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的波形、和與驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式 電壓對(duì)應(yīng)的電-機(jī)變換元件3的長(zhǎng)度變化，即驅(qū)動(dòng)軸4的軸向的位置。本實(shí)施 形態(tài)是向電-機(jī)變換元件3輸入矩形波，得到驅(qū)動(dòng)軸4的鋸齒狀的位移，利用 在驅(qū)動(dòng)軸4被固定的狀態(tài)下電-機(jī)變換元件3對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓的位移的傳遞特性(根 據(jù)頻率而引起的增益和相位的變化)。圖2(A)表示使移動(dòng)體5向箭頭A方向移 動(dòng)的情況，圖2(B)表示使移動(dòng)體5向箭頭B方向移動(dòng)的情況。
圖1的結(jié)構(gòu)中，通常移動(dòng)體5的移動(dòng)速度達(dá)到最大的頻率fdl、和作用在 移動(dòng)體5的推力達(dá)到最大的頻率fd2大概一致，但本實(shí)施形態(tài)的驅(qū)動(dòng)裝置1如 專利文獻(xiàn)2(日本專利特開2004—104919號(hào)公報(bào))揭示的那樣，通過(guò)選擇共振頻 率，即通過(guò)選擇錘2、電-機(jī)變換元件3及驅(qū)動(dòng)軸4的各自的長(zhǎng)度、外徑及重量 來(lái)設(shè)定共振頻率，使移動(dòng)體5的移動(dòng)速度達(dá)到最大的頻率fdl和作用在移動(dòng)體 5的推力達(dá)到最大的頻率fd2不同。
具體而言，錘2是將鴇材料形成直徑2mm、長(zhǎng)lmm的圓柱狀，電-機(jī)變換 元件3是將PZT(鋯鈦酸鉛)粒子材料形成直徑1.2mm、長(zhǎng)3.3mm的圓柱狀，驅(qū) 動(dòng)軸4是將碳材料形成直徑lmm、長(zhǎng)9.8mm的圓柱狀。
在該結(jié)構(gòu)中，電-機(jī)變換元件3的共振頻率fr為168kHz，移動(dòng)體5的移動(dòng) 速度達(dá)到最大的頻率fdl為143kHz，作用在移動(dòng)體5的推力達(dá)到最大的頻率 fd2為118kHz。為了使電-機(jī)變換元件3的伸長(zhǎng)速度和收縮速度之間存在差異，而使移動(dòng)
體5滑動(dòng)移動(dòng)，理想的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的驅(qū)動(dòng)頻率fdl為電-機(jī)變換元件3的 共振頻率fr的0.8 0.9倍。但是，由于越接近共振頻率fr，因個(gè)體差而引起的 離散就越大，所以驅(qū)動(dòng)裝置1以共振頻率fr的0.75 0.8倍的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作頻率 fdl，(例如126kHz)驅(qū)動(dòng)，使得{平均值一3《標(biāo)準(zhǔn)偏差)}的值達(dá)到最大。另外， 驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的占空比Dul在使移動(dòng)體5向A方向滑動(dòng)移動(dòng)時(shí)設(shè)定為 0.34，在使移動(dòng)體5向B方向滑動(dòng)移動(dòng)時(shí)設(shè)定為0.66。
圖3舉例表示了驅(qū)動(dòng)裝置1的消除粘著模式電壓的一覽表。驅(qū)動(dòng)裝置1中， 若對(duì)電-機(jī)變換元件3長(zhǎng)時(shí)間未施加驅(qū)動(dòng)電壓，移動(dòng)體5在驅(qū)動(dòng)軸4的同一位 置卡合狀態(tài)不變，并經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，則移動(dòng)體5對(duì)驅(qū)動(dòng)軸4的摩擦力會(huì)暫時(shí)增 大，移動(dòng)體5有時(shí)會(huì)與驅(qū)動(dòng)軸4粘著，但消除粘著模式電壓正是為了消除這樣 的移動(dòng)體5的粘著而輸出的。
消除粘著模式電壓雖然是與驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓相同電壓(振幅)的矩形波電 壓，但如圖所示，是連續(xù)輸出頻率及占空比不同的14種電壓。另外，驅(qū)動(dòng)動(dòng) 作模式電壓的輸出脈沖數(shù)只輸出與應(yīng)該使移動(dòng)體5移動(dòng)的距離成比例的數(shù)量， 但是消除粘著模式電壓的輸出脈沖數(shù)如圖3所示，只輸出預(yù)先確定的數(shù)量。
為輸出驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的各步的驅(qū)動(dòng)電壓所需要的單位時(shí)間全部為約 30msec，是一定的。另夕卜，該單位時(shí)間在圖1中，與如箭頭C所示那樣的、包 含被驅(qū)動(dòng)體7的移動(dòng)體5在驅(qū)動(dòng)軸4上的振動(dòng)的固有振動(dòng)周期的1/2大概一致。 另外，為輸出所有14步需要的持續(xù)時(shí)間為420msec。
在消除粘著模式電壓中，各奇數(shù)步的占空比為0.30，是通過(guò)使電-機(jī)變換 元件3緩慢伸長(zhǎng)之后進(jìn)行急速收縮而使移動(dòng)體5向箭頭A方向滑動(dòng)移動(dòng)的波 形。另一方面，各偶數(shù)步的占空比為0.70，是通過(guò)使電-機(jī)變換元件3急速伸 長(zhǎng)之后進(jìn)行緩慢收縮而使移動(dòng)體5向箭頭B方向滑動(dòng)移動(dòng)的波形。
消除粘著模式電壓的頻率即消除粘著頻率fd2的變化以7、8步的118.0kHz 為基準(zhǔn)擺動(dòng)，使得在±3%的范圍內(nèi)每次變化1%。
另外，驅(qū)動(dòng)裝置1中，驅(qū)動(dòng)電路6在電源導(dǎo)通時(shí)、復(fù)位動(dòng)作時(shí)、及一定時(shí) 間未輸出驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓時(shí)，自動(dòng)輸出消除粘著模式電壓，驅(qū)動(dòng)電路6輸出 消除粘著模式電壓后，驅(qū)動(dòng)裝置1繼續(xù)進(jìn)行原點(diǎn)復(fù)位動(dòng)作。接下來(lái)說(shuō)明通過(guò)施加消除粘著模式電壓帶來(lái)的作用效果。
圖4(A)表示移動(dòng)體5的移動(dòng)速度和施加的矩形波驅(qū)動(dòng)電壓的頻率的關(guān)系， 圖4(B)表示作用在移動(dòng)體5的推力和施加的矩形波驅(qū)動(dòng)電壓的頻率的關(guān)系。只 是圖示內(nèi)容是在環(huán)境溫度為2(TC下測(cè)定的。
移動(dòng)體5的移動(dòng)速度是通過(guò)激光測(cè)長(zhǎng)儀、以亞微米為單位每隔0.5秒測(cè)定 計(jì)算出的連續(xù)施加驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓時(shí)的移動(dòng)體5的位置變化。
另外，作用在移動(dòng)體5的推力是使用壓縮型測(cè)力傳感器測(cè)定的。
如前所述，選擇驅(qū)動(dòng)動(dòng)作頻率fdl'為比移動(dòng)體5的移動(dòng)速度達(dá)到最大的頻 率fdl略低的頻率，選擇消除粘著頻率fd2為比驅(qū)動(dòng)動(dòng)作頻率fdl，更低的頻率。 因此，利用消除粘著模式電壓而引起的移動(dòng)體5的移動(dòng)速度比利用驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模 式電壓而引起的移動(dòng)速度要慢。
另一方面，使移動(dòng)體5對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸4進(jìn)行滑動(dòng)移動(dòng)而作用的推力一般在低 于使移動(dòng)體5的移動(dòng)量為最大的頻率fdl及驅(qū)動(dòng)動(dòng)作頻率fdr的頻率時(shí)為最大。 所以，本實(shí)施形態(tài)中，將作用在移動(dòng)體5的推力達(dá)到最大的頻率fd2(118kHz) 作為消除粘著頻率。 因此，即使是施加了驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓而移動(dòng)體5也不滑動(dòng)移動(dòng)那樣的粘 著狀態(tài)，由于若對(duì)電-機(jī)變換元件3施加消除粘著模式電壓，則對(duì)移動(dòng)體5作 用了大于施加驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓時(shí)的推力，所以可以使移動(dòng)體5相對(duì)驅(qū)動(dòng)軸4 進(jìn)行滑動(dòng)移動(dòng)。處于粘著狀態(tài)的移動(dòng)體5若滑動(dòng)移動(dòng)一下，則在通常的推力下 復(fù)位至滑動(dòng)移動(dòng)狀態(tài)。這樣，通過(guò)施加了低于驅(qū)動(dòng)動(dòng)作頻率fdl'的消除粘著頻 率fd2的消除粘著模式電壓，可以消除移動(dòng)體5的粘著狀態(tài)的可能性較高。
本實(shí)施形態(tài)中，是使消除粘著頻率與作用在移動(dòng)體5的推力達(dá)到最大的頻 率fd2 —致，但消除粘著頻率也可以是作用在移動(dòng)體5的推力達(dá)到最大的頻率 fd2附近的頻率。
另外，本實(shí)施形態(tài)中，驅(qū)動(dòng)動(dòng)作頻率fdr和作用在移動(dòng)體5的推力達(dá)到最 大的頻率fd2之差是以作用在移動(dòng)體5的推力達(dá)到最大的頻率fd2為基準(zhǔn)，約 為6.8%。這意味著在消除粘著頻率中作用在移動(dòng)體5的推力與在驅(qū)動(dòng)動(dòng)作頻 率fdl，中作用在移動(dòng)體5的推力相比足夠大。驅(qū)動(dòng)動(dòng)作頻率fdl，和作用在移動(dòng) 體5的推力達(dá)到最大的頻率fd2之差為3%以上時(shí)，消除粘著模式電壓的作用與驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓相比較，可以看作是有意義的。
另外，圖5(A)表示移動(dòng)體5的移動(dòng)速度和施加的矩形波驅(qū)動(dòng)電壓的占空比 的關(guān)系，圖5(B)表示作用在移動(dòng)體5的推力和施加的矩形波驅(qū)動(dòng)電壓的占空比 的關(guān)系(只在A方向作用的范圍)。移動(dòng)體5的速度和推力相對(duì)于占空比也有不 同的峰值，將驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的占空比Dul設(shè)定為使移動(dòng)體5的移動(dòng)速度盡 可能高的值(Dul二0.34)，將消除粘著模式電壓的占空比設(shè)定為使作用在移動(dòng)體 5的推力盡可能高的值(Du2二0.30)。
通過(guò)這樣的占空比的變化，可以利用消除粘著模式電壓使得利用驅(qū)動(dòng)動(dòng)作 模式電壓不易移動(dòng)地粘著的移動(dòng)體5易于移動(dòng)。
另外，在驅(qū)動(dòng)裝置l中，由于在A方向和B方向分別每隔與移動(dòng)體5的 固有振動(dòng)頻率的1/2大概一致的單位時(shí)間、交替重復(fù)消除粘著模式電壓的各步， 因此使移動(dòng)體5共振，即使是較小的推力也能使移動(dòng)體易于滑動(dòng)移動(dòng)。
并且，消除粘著模式電壓的消除粘著頻率fd2要進(jìn)行擺動(dòng)，這是因?yàn)槿鐖D 4所示的曲線的移動(dòng)體5的速度及推力相對(duì)于頻率的特性會(huì)隨著環(huán)境溫度的變 化而偏移(在橫軸向移動(dòng))，所以要與環(huán)境溫度無(wú)關(guān)，使至少某一步的推力大概 達(dá)到峰值。若環(huán)境溫度從基準(zhǔn)的2(TC起在i4(rC的范圍內(nèi)變化，則移動(dòng)體5的 推力達(dá)到峰值的頻率偏移±3%左右，所以在本實(shí)施形態(tài)中，消除粘著頻率fd2 在±3%的范圍內(nèi)擺動(dòng)。
如上所述，本實(shí)施形態(tài)的驅(qū)動(dòng)裝置1為了消除移動(dòng)體5對(duì)驅(qū)動(dòng)軸4的粘著， 對(duì)電-機(jī)變換元件3施加將頻率、占空比、單位時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化的消除 粘著模式電壓，但本發(fā)明并不一定要求將所有的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
例如，利用消除粘著模式電壓而作用在移動(dòng)體5的推力也可以是只向A、 B的任一方向的推力。但是，使推力作用在A、 B兩個(gè)方向，使得推力不只集 中作用在移動(dòng)體5和驅(qū)動(dòng)軸4的接觸面的特定部位，從而易于消除粘著。特別 是移動(dòng)體5在機(jī)械的沖程的某一端的時(shí)候，由于可能會(huì)完全不發(fā)揮功能，所以 最好在A、 B兩個(gè)方向交替作用。
另外，單位時(shí)間可以與移動(dòng)體5的固有振動(dòng)頻率無(wú)關(guān)來(lái)決定，但為了使推 力平衡作用，盡快消除粘著，最好將單位時(shí)間設(shè)在100msec以下。
另外，即使連續(xù)施加與驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓相同波形的電壓，也有可能消除移動(dòng)體5的粘著，此時(shí)，粘著大概在1000msec左右即會(huì)被消除。所以，在通 常的條件下，若將消除粘著模式電壓的持續(xù)時(shí)間設(shè)定為較長(zhǎng)，而超過(guò)1000msec， 則啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，超過(guò)要求，或者會(huì)增加能量損耗，因而不理想。
另外，本實(shí)施形態(tài)中，由于使消除粘著頻率fd2擺動(dòng)，因此為了與單位時(shí) 間嚴(yán)格一致，要使輸出脈沖數(shù)變化，但若即使不使脈沖數(shù)變化，單位時(shí)間的離 散為±3%左右，各步的單位時(shí)間也必須理解為大致一定。
另外，本實(shí)施形態(tài)是通過(guò)矩形波電壓驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置1，但在鋸齒狀電壓 驅(qū)動(dòng)中，移動(dòng)體速度的峰值也高于移動(dòng)體推力的峰值。因此，本發(fā)明也可以適 用于鋸齒狀電壓驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。
權(quán)利要求
1. 一種驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，具有通過(guò)電-機(jī)變換元件的伸縮而在軸向往返移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸，與所述驅(qū)動(dòng)軸摩擦卡合的移動(dòng)體，以及向所述電-機(jī)變換元件輸入驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)電路；所述驅(qū)動(dòng)電路輸出小于所述電-機(jī)變換元件的共振頻率(fr)、且小于所述移動(dòng)體的移動(dòng)速度達(dá)到最大的頻率(fd1)的頻率(fd1’)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓，以及小于所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的頻率(fd1’)、且為作用于所述移動(dòng)體的推力達(dá)到最大的頻率(fd2)附近的頻率的消除粘著模式電壓。
2. 如權(quán)利要求l所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的頻率(fdl')在所述電-機(jī)變換元件的共振頻率(fr) 的0.75倍以上、且0.85倍以下。
3. 如權(quán)利要求l所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述消除粘著模式電壓的輸出持續(xù)時(shí)間在1000msec以下。
4. 如權(quán)利要求l所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述消除粘著模式電壓每隔預(yù)定的單位時(shí)間交替重復(fù)將所述電-機(jī)變換元 件緩慢伸長(zhǎng)再急速收縮的波形、以及將所述電-機(jī)變換元件急速伸長(zhǎng)再緩慢收 縮的波形。
5. 如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述單位時(shí)間在100msec以下。
6. 如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述單位時(shí)間是所述移動(dòng)體的固有振動(dòng)周期的1/2。
7. 如權(quán)利要求l所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述消除粘著模式電壓與所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的波形不同。
8. 如權(quán)利要求l所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述消除粘著模式電壓的頻率以作用于所述移動(dòng)體的推力達(dá)到最大的頻 率(fd2)為中心在i3。/。的范圍內(nèi)擺動(dòng)。
9. 如權(quán)利要求l所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓與所述消除粘著模式電壓都是矩形波，所述消除粘著模式電壓與所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的占空比不同。
10. 如權(quán)利要求9所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述消除粘著模式電壓的占空比在0.3附近或者0.7附近。
11. 如權(quán)利要求l所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓與所述消除粘著模式電壓都是矩形波，所述驅(qū)動(dòng)動(dòng) 作模式電壓的頻率(fdl，)在所述電-機(jī)變換元件的共振頻率(fr)的0.75倍以上、且 0.85倍以下。
12. 如權(quán)利要求ll所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述消除粘著模式電壓與所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的占空比不同。
13. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的頻率(fdl')、和作用于所述移動(dòng)體的推力達(dá)到最 大的頻率(fd2)之差，在作用于所述移動(dòng)體的推力達(dá)到最大的頻率(fd2)的3%以上。
14. 如權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的頻率(fdl')在所述電-機(jī)變換元件的共振頻率(fr) 的0.75倍以上、且0.85倍以下。
15. 如權(quán)利要求l所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述消除粘著模式電壓交替重復(fù)使所述移動(dòng)體向所述驅(qū)動(dòng)軸的前端方向 移動(dòng)的波形、以及使所述移動(dòng)體向所述驅(qū)動(dòng)軸的根部方向移動(dòng)的波形。
16. 如權(quán)利要求15所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述消除粘著模式電壓分別每隔與所述移動(dòng)體的固有振動(dòng)頻率的1/2大致 一致的單位時(shí)間交替重復(fù)使所述移動(dòng)體向所述驅(qū)動(dòng)軸的前端方向移動(dòng)的波形、 以及使所述移動(dòng)體向所述驅(qū)動(dòng)軸的根部方向移動(dòng)的波形。
17. 如權(quán)利要求15所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述消除粘著模式電壓是矩形波，占空比在0.3附近或者0.7附近。
18. 如權(quán)利要求l所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，在電源接通時(shí)、復(fù)位動(dòng)作時(shí)、以及一定時(shí)間未輸出所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓 時(shí)的至少某一種情況下，輸出所述消除粘著模式電壓。
全文摘要
為了提供可以消除因不使用而引起的移動(dòng)體的粘著的驅(qū)動(dòng)裝置，本驅(qū)動(dòng)裝置具有通過(guò)電-機(jī)變換元件的伸縮而在軸向往返移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸、與驅(qū)動(dòng)軸摩擦卡合的移動(dòng)體、和向電-機(jī)變換元件輸入驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路輸出小于電-機(jī)變換元件的共振頻率(fr)、且小于移動(dòng)體的移動(dòng)速度達(dá)到最大的頻率(fd1)的頻率(fd1’)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓，和小于驅(qū)動(dòng)動(dòng)作模式電壓的頻率(fd1’)、且為作用在移動(dòng)體的推力達(dá)到最大的頻率(fd2)的附近的頻率的消除粘著模式電壓。
文檔編號(hào)H02N2/00GK101421912SQ20078001328
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2007年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月11日
發(fā)明者吉田龍一, 山本信一, 新家聰, 末吉浩久 申請(qǐng)人:柯尼卡美能達(dá)精密光學(xué)株式會(huì)社