JPH02111274A - 超音波モータの駆動制御回路 - Google Patents
超音波モータの駆動制御回路Info
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- JPH02111274A JPH02111274A JP63264725A JP26472588A JPH02111274A JP H02111274 A JPH02111274 A JP H02111274A JP 63264725 A JP63264725 A JP 63264725A JP 26472588 A JP26472588 A JP 26472588A JP H02111274 A JPH02111274 A JP H02111274A
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- ultrasonic motor
- voltage
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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】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、圧電体により弾性体に発生した進行性振動波
によってロータを駆動する超音波モータの駆動制御回路
に関する。
によってロータを駆動する超音波モータの駆動制御回路
に関する。
Ｂ、従来の技術
進行性振動波型の超音波モータは、特開昭５９−１１１
６０９号公報にも開示されているように、圧電体に交流
電圧を印加して圧電体に屈曲振動を生ぜしぬ、圧電体が
貼付けられた弾性体に進行性振動波を生じさせ、この弾
性体に回転子を加圧接触させ摩擦駆動するモータである
。
６０９号公報にも開示されているように、圧電体に交流
電圧を印加して圧電体に屈曲振動を生ぜしぬ、圧電体が
貼付けられた弾性体に進行性振動波を生じさせ、この弾
性体に回転子を加圧接触させ摩擦駆動するモータである
。
この超音波モータには、電子情報通信学会誌Ｖｏ１．７
０．Ｎｏ、７．ｐＰ７１７−ｐｐ７２０１９８７年７月
号で示されているように、負荷が定格値を超えると共振
を逸脱して停止するという特性がある。このような状態
で停止した場合には、入力電圧とモニタ電圧（圧電体の
変形によって発生する電圧）の位相差が正常な回転時の
値から逸脱し、ステータの振動がほとんど無くなる。本
明細書ではこのような状態を振動逸脱状態と呼ぶ。した
がって、進行性振動波型超音波モータでは、このような
特性により過負荷に対するリミッタを必然的に備えるこ
とになるが、−度共振状態を逸脱すると、正常の共振状
態にするために、■負荷を解除し、■駆動周波数を共振
周波数より高い再始動周波数にシフトするなどの措置に
より、正規の駆動点に再設定している。
０．Ｎｏ、７．ｐＰ７１７−ｐｐ７２０１９８７年７月
号で示されているように、負荷が定格値を超えると共振
を逸脱して停止するという特性がある。このような状態
で停止した場合には、入力電圧とモニタ電圧（圧電体の
変形によって発生する電圧）の位相差が正常な回転時の
値から逸脱し、ステータの振動がほとんど無くなる。本
明細書ではこのような状態を振動逸脱状態と呼ぶ。した
がって、進行性振動波型超音波モータでは、このような
特性により過負荷に対するリミッタを必然的に備えるこ
とになるが、−度共振状態を逸脱すると、正常の共振状
態にするために、■負荷を解除し、■駆動周波数を共振
周波数より高い再始動周波数にシフトするなどの措置に
より、正規の駆動点に再設定している。
Ｃ０発明が解決しようとする課題
ところで、このような特性を持つ超音波モータカロ
は、温度、湿度の変化、堆力の変動、あるいは軸受は中
の潤滑油の粘度の変化などにより負荷変動が生じると、
振動逸脱状態に陥りやすく、その結果突然停止する可能
性があり動作の信頼性が低い。
の潤滑油の粘度の変化などにより負荷変動が生じると、
振動逸脱状態に陥りやすく、その結果突然停止する可能
性があり動作の信頼性が低い。
その上、振動逸脱状態から脱出するには、上述した■、
■の措置を行って正規の駆動周波数に再設定する必要が
あり、正常状態に回復するまでに時間がかかる。また負
荷を解除する場合を考えると、実際の製品ではクラッチ
機構等が必要となるので大型で複雑な装置となってしま
う。
■の措置を行って正規の駆動周波数に再設定する必要が
あり、正常状態に回復するまでに時間がかかる。また負
荷を解除する場合を考えると、実際の製品ではクラッチ
機構等が必要となるので大型で複雑な装置となってしま
う。
本発明の技術的課題は、負荷を解除することなく簡単に
振動逸脱状態から正常の振動状態に回復させることにあ
る。
振動逸脱状態から正常の振動状態に回復させることにあ
る。
０８課題を解決するための手段
一実施例を示す第１図および第２図により説明すると、
本発明に係る駆動制御回路は、圧電体１ｂの励振により
弾性体１ａに進行性振動波を発生するステータ１と、該
ステータ１に加圧接触され、進行性振動波により駆動さ
れるロータ２とを具備する超音波モータＭＴの駆動制御
に用いられる。
本発明に係る駆動制御回路は、圧電体１ｂの励振により
弾性体１ａに進行性振動波を発生するステータ１と、該
ステータ１に加圧接触され、進行性振動波により駆動さ
れるロータ２とを具備する超音波モータＭＴの駆動制御
に用いられる。
この駆動制御回路は、圧電体１ｂを励振するため該圧電
体１ｂに位相の異なる少なくとも一対の周波電圧を印加
する電源回路２０を備える。そして、ステータ１の振動
逸脱状態を判別する判別手段４０と、判別手段４０で振
動逸脱状態と判別されると超音波モータＭＴの振動状態
を変更させるべく駆動され、ステータ１またはロータ２
に変形を与えるアクチュエータ５１とを具備することに
より、上述した技術的課題が解決される。
体１ｂに位相の異なる少なくとも一対の周波電圧を印加
する電源回路２０を備える。そして、ステータ１の振動
逸脱状態を判別する判別手段４０と、判別手段４０で振
動逸脱状態と判別されると超音波モータＭＴの振動状態
を変更させるべく駆動され、ステータ１またはロータ２
に変形を与えるアクチュエータ５１とを具備することに
より、上述した技術的課題が解決される。
振動逸脱状態判別手段４０に、■圧電体１ｂに印加され
る周波電圧の電圧値を検出する印加電圧値検出手段と、
■超音波モータＭＴの回転数を検出する回転数検出手段
と、■圧電体１ｂの変形に伴って発生するモニタ電圧を
検出するモニタ電圧値検出手段と、■圧電体１ｂへ印加
される周波電圧とモニタ電圧との位相差を検出する位相
差検出手段とからの各検出出力を入力することにより、
周波電圧が所定値以上であること、回転数が零であるこ
と、モ゛ニタ電圧が所定値以下であること、かつ位相差
が所定値以下であることが検出されると振動逸脱状態と
判別するようにすることが好ましい。
る周波電圧の電圧値を検出する印加電圧値検出手段と、
■超音波モータＭＴの回転数を検出する回転数検出手段
と、■圧電体１ｂの変形に伴って発生するモニタ電圧を
検出するモニタ電圧値検出手段と、■圧電体１ｂへ印加
される周波電圧とモニタ電圧との位相差を検出する位相
差検出手段とからの各検出出力を入力することにより、
周波電圧が所定値以上であること、回転数が零であるこ
と、モ゛ニタ電圧が所定値以下であること、かつ位相差
が所定値以下であることが検出されると振動逸脱状態と
判別するようにすることが好ましい。
８１作用
振動逸脱状態が判別されるとアクチュエータ５１でロー
タ２あるいはステータ１を変形する。
タ２あるいはステータ１を変形する。
これにより、超音波モータは正常の振動状態にすぐに回
復できる。変形の態様としては振動、変位などである。
復できる。変形の態様としては振動、変位などである。
なお、本発明の詳細な説明する上記り項およびＥ項では
１本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが
、これにより本発明が実施例に限定されるものではない
。
１本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが
、これにより本発明が実施例に限定されるものではない
。
Ｆ、実施例
第１図〜第６図により本発明の一実施例を説明する。
この第１の実施例はロータに圧電体を貼着して振動を与
え、これにより振動逸脱状態から正常状態に回復するよ
うにしたものである。
え、これにより振動逸脱状態から正常状態に回復するよ
うにしたものである。
まず、超音波モータについて第２図により説明する。第
２図において、ステータ１は、リング状弾性体１ａとこ
のリング状弾性体１ａに接着されたリング状圧電体１ｂ
とから構成される。弾性体１ａには、後述するロータ２
との接触面側に櫛歯状の溝が形成されている。ステータ
１には、その中立軸近傍から径方向に突出したフランジ
状の支持部材１ｃが形成され、その支持部材ＩＣが、ス
テニタ１の外径と略等しい内径を有するリング状ステー
タ支持部材３に接着されて支持される。ステータ支持部
材３の外縁は設置筒４と固定筒５とに挟持され、これに
よりステータ１が設置筒４に設置される。なお、固定筒
５は設置筒４に螺合される。
２図において、ステータ１は、リング状弾性体１ａとこ
のリング状弾性体１ａに接着されたリング状圧電体１ｂ
とから構成される。弾性体１ａには、後述するロータ２
との接触面側に櫛歯状の溝が形成されている。ステータ
１には、その中立軸近傍から径方向に突出したフランジ
状の支持部材１ｃが形成され、その支持部材ＩＣが、ス
テニタ１の外径と略等しい内径を有するリング状ステー
タ支持部材３に接着されて支持される。ステータ支持部
材３の外縁は設置筒４と固定筒５とに挟持され、これに
よりステータ１が設置筒４に設置される。なお、固定筒
５は設置筒４に螺合される。
一方、ロータ２は、リング状ロータ母材２ａと、このロ
ータ母材２ａに接着されたスライダ材２ｂとから構成さ
れる。ロータ母材２ａには、この中立軸近傍から延びて
加圧を受ける支持部材２Ｃが一体成形されている。この
ロータ２は、設置筒４の内部に設置され、設置筒４に設
置されたステータ１の弾性体１ａに加圧接触させられる
。すなわち、付勢部材６による加圧力が加圧伝達部材７
を介してロータ２に伝達され、これによりロータ２が弾
性体１ａに加圧接触する。ボールベアリング８は、この
加圧接触時に加圧力伝達部材７とロータ２との回転の抵
抗を低減する。さらにロータ２にはリング状圧電体５１
が貼付けられている。
ータ母材２ａに接着されたスライダ材２ｂとから構成さ
れる。ロータ母材２ａには、この中立軸近傍から延びて
加圧を受ける支持部材２Ｃが一体成形されている。この
ロータ２は、設置筒４の内部に設置され、設置筒４に設
置されたステータ１の弾性体１ａに加圧接触させられる
。すなわち、付勢部材６による加圧力が加圧伝達部材７
を介してロータ２に伝達され、これによりロータ２が弾
性体１ａに加圧接触する。ボールベアリング８は、この
加圧接触時に加圧力伝達部材７とロータ２との回転の抵
抗を低減する。さらにロータ２にはリング状圧電体５１
が貼付けられている。
第１図はこのように構成された超音波モータの駆動制御
装置のブロック図である。駆動制御装置は、超音波モー
タＭＴに印加する高周波電圧を発生する電源回路２０と
、超音波モータＭＴの回転数を検出する回転数検出器３
０と、振動逸脱状態を検出する振動逸脱状態判別回路４
０と、ロータ２に新たに振動を与える振動回復装置５０
とを備える。
装置のブロック図である。駆動制御装置は、超音波モー
タＭＴに印加する高周波電圧を発生する電源回路２０と
、超音波モータＭＴの回転数を検出する回転数検出器３
０と、振動逸脱状態を検出する振動逸脱状態判別回路４
０と、ロータ２に新たに振動を与える振動回復装置５０
とを備える。
電源回路２０は高周波信号発生器２１を備え、高周波信
号発生器２１の出力は２つに分岐され、一方は増幅器２
２に、他方は移相器２３に各々入力される。移相器２３
は超音波モータＭＴの回転方向に応じて一方の入力電圧
に対して他方の入力電圧の位相を＋π／２もしくは−π
／２ずらせた後に増幅器２４に入力する。面憎幅器２２
．２４から出力される高周波電圧Ｖｉｎａ、 Ｖｉｎｂ
は超音波モータの圧電体１ｂに入力される。
号発生器２１の出力は２つに分岐され、一方は増幅器２
２に、他方は移相器２３に各々入力される。移相器２３
は超音波モータＭＴの回転方向に応じて一方の入力電圧
に対して他方の入力電圧の位相を＋π／２もしくは−π
／２ずらせた後に増幅器２４に入力する。面憎幅器２２
．２４から出力される高周波電圧Ｖｉｎａ、 Ｖｉｎｂ
は超音波モータの圧電体１ｂに入力される。
超音波モータＭＴのステータ１に貼着された圧電体１ｂ
の表面には、第１図に示すように、１ｂ−Ｌ、１ｂ−Ｒ
，１ｂ−Ｇ、ｌｂ−Ｍの４つの電極が設けられている。
の表面には、第１図に示すように、１ｂ−Ｌ、１ｂ−Ｒ
，１ｂ−Ｇ、ｌｂ−Ｍの４つの電極が設けられている。
電極１ｂ−Ｌ、１ｂ−Ｒはそれぞれ増幅器２２．２４と
接続され、電極１ｂ−Ｇはグランドに接地され、さらに
電極１ｂ−Ｍは振動逸脱状態判別回路４０に接続されて
いる。
接続され、電極１ｂ−Ｇはグランドに接地され、さらに
電極１ｂ−Ｍは振動逸脱状態判別回路４０に接続されて
いる。
尚、ここで、電極１ｂ−Ｌ、１ｂ−Ｒに電源回路２０か
ら入力される電圧の周波数を電源周波数と呼ぶ。
ら入力される電圧の周波数を電源周波数と呼ぶ。
超音波モータにおける電極の位置関係や電極下の分極状
態等に関しては、日経メカニカル１９８３年２月２８日
号第４４〜４９頁をはじめとする多くの文献や、特開昭
５９−２０４４７６号公報等により公知であるため、こ
こではその説明を省略する。
態等に関しては、日経メカニカル１９８３年２月２８日
号第４４〜４９頁をはじめとする多くの文献や、特開昭
５９−２０４４７６号公報等により公知であるため、こ
こではその説明を省略する。
電極１ｂ−Ｍは入力電圧が印加されていない部分であっ
て、この部分の圧電体１ｂからはステータ１の振動振幅
に対応した電圧Ｖｍ（モニタ電圧Ｖｍと呼ぶ）を検出す
ることができる。これは圧電体１ｂの圧電現象によるも
ので、詳細は特開昭５９−２０４４７７号公報に開示さ
れているので説明は省略する。上述したとおりこのモニ
タ電圧Ｖｍは、振動逸脱状態判別回路４０に入力されて
振動逸脱状態検出に用いられる。
て、この部分の圧電体１ｂからはステータ１の振動振幅
に対応した電圧Ｖｍ（モニタ電圧Ｖｍと呼ぶ）を検出す
ることができる。これは圧電体１ｂの圧電現象によるも
ので、詳細は特開昭５９−２０４４７７号公報に開示さ
れているので説明は省略する。上述したとおりこのモニ
タ電圧Ｖｍは、振動逸脱状態判別回路４０に入力されて
振動逸脱状態検出に用いられる。
回転検出器３０は、超音波モータＭＴの回転を検出して
回転数信号Ｒと方向信号ＣＷ／ＣＣＷを出力し、回転数
信号Ｒ２方向信号ＣＷ／ＣＣＶのそれぞれが振動逸脱状
態判別回路４０に入力するように結線される。
回転数信号Ｒと方向信号ＣＷ／ＣＣＷを出力し、回転数
信号Ｒ２方向信号ＣＷ／ＣＣＶのそれぞれが振動逸脱状
態判別回路４０に入力するように結線される。
振動逸脱状態判別回路４０は、入力される回転数信号Ｒ
２方向信号ＣＷ／ＣＣＶ、入力電圧Ｖｉｎａｔ Ｖｉｎ
ｂ、モニタ電圧Ｖｍにより超音波モータＭＴの振動逸脱
状態を検出し、振動回復装置５０に振動逸脱状態状態を
示す信号（振動逸脱状態信号と呼ぶ）を入力する。
２方向信号ＣＷ／ＣＣＶ、入力電圧Ｖｉｎａｔ Ｖｉｎ
ｂ、モニタ電圧Ｖｍにより超音波モータＭＴの振動逸脱
状態を検出し、振動回復装置５０に振動逸脱状態状態を
示す信号（振動逸脱状態信号と呼ぶ）を入力する。
ここで、振動逸脱状態判別回路４０の構成を第３図によ
り説明する。
り説明する。
振動逸脱状態判別回路４０は、方向信号ＣＷ／ＣＣＷに
より入力電圧Ｖ ｉｎａ 、 Ｖ ｉｎｂのいずれか一
方を選択する入力電圧選択回路４１と、この入力電圧選
択回路４１により選択された一方の入力電圧とモニタ電
圧Ｖｍの位相差を示す信号を出力する位相差出力回路４
２と、回転数信号Ｒを電圧値に変換するＦ／Ｖ変換器４
３と、モニタ電圧ＶｍをＤＣ′１１圧に変換するモニタ
電圧変換器４４と、このモニタ電圧変換器４４の出力を
基準電圧と比較する比較器４５−１と、入力電圧選択回
路４１により選択された入力電圧をＤＣ電圧に変換する
入力電圧変換器４６と、入力電圧変換器４６の出力を基
準電圧と比較する比較器４５−２と、位相差出力回路４
２の出力を基準電圧と比較する比較器４５−３と、Ｆ／
Ｖ変換器４３の出力を基準電圧と比較する比較器４５−
４と、比較器４５−１〜４５−４の各々の比較結果信号
により振動逸脱状態を判定し、振動逸脱状態信号を出力
する振動逸脱状態判定信号発生回路４７とから構成され
る。
より入力電圧Ｖ ｉｎａ 、 Ｖ ｉｎｂのいずれか一
方を選択する入力電圧選択回路４１と、この入力電圧選
択回路４１により選択された一方の入力電圧とモニタ電
圧Ｖｍの位相差を示す信号を出力する位相差出力回路４
２と、回転数信号Ｒを電圧値に変換するＦ／Ｖ変換器４
３と、モニタ電圧ＶｍをＤＣ′１１圧に変換するモニタ
電圧変換器４４と、このモニタ電圧変換器４４の出力を
基準電圧と比較する比較器４５−１と、入力電圧選択回
路４１により選択された入力電圧をＤＣ電圧に変換する
入力電圧変換器４６と、入力電圧変換器４６の出力を基
準電圧と比較する比較器４５−２と、位相差出力回路４
２の出力を基準電圧と比較する比較器４５−３と、Ｆ／
Ｖ変換器４３の出力を基準電圧と比較する比較器４５−
４と、比較器４５−１〜４５−４の各々の比較結果信号
により振動逸脱状態を判定し、振動逸脱状態信号を出力
する振動逸脱状態判定信号発生回路４７とから構成され
る。
振動逸脱状態判定信号発生回路４７は例えば第４図のよ
うにソフトウェアの形で構成できる。
うにソフトウェアの形で構成できる。
第４図において、ステップＳ１では、比較器４５−２の
信号に基づいて、入力電圧Ｖｉｎが設定値であるか否か
を判定し、設定値であればステップＳ２に進み、ステッ
プＳ１で入力電圧が設定値でないと判定されると、ステ
ップＳ７において振動逸脱状態信号の発信を停止する。
信号に基づいて、入力電圧Ｖｉｎが設定値であるか否か
を判定し、設定値であればステップＳ２に進み、ステッ
プＳ１で入力電圧が設定値でないと判定されると、ステ
ップＳ７において振動逸脱状態信号の発信を停止する。
ステップＳ２では、比較器４５−４の信号で回転数を判
定し、回転が認められなければステップＳ３に進む。ま
たステップＳ２において、比較器４５−４の信号で回転
が認められれば、ステップＳ７に進み、振動逸脱状態信
号の発信を停止する。ステップＳ３においては、比較器
４５−１の信号でモニタ電圧Ｖｍが設定値を越えている
かを判定し、モニタ電圧Ｖｍが設定値を越えていない場
合はステップＳ４に進む。ステップＳ３において、モニ
タ電圧Ｖｍが設定値を越えている場合は、ステップＳ７
に進み、振動逸脱状態信号の発信を停止する。ステップ
Ｓ４では、比較器４５−３の信号に基づいて位相差が設
定条件内にあるか否かを判定し、このステップＳ４が否
定されるとステップＳ５において振動逸脱状態信号を発
信し１位相差が設定条件内にあってステップＳ４が肯定
されると、ステップＳ７に進んで振動逸脱状態信号の発
信を停止する。そしてステップＳ６で終了と判別される
とこの手順を終了し、終了でなければ再びステップＳｌ
に戻る。
定し、回転が認められなければステップＳ３に進む。ま
たステップＳ２において、比較器４５−４の信号で回転
が認められれば、ステップＳ７に進み、振動逸脱状態信
号の発信を停止する。ステップＳ３においては、比較器
４５−１の信号でモニタ電圧Ｖｍが設定値を越えている
かを判定し、モニタ電圧Ｖｍが設定値を越えていない場
合はステップＳ４に進む。ステップＳ３において、モニ
タ電圧Ｖｍが設定値を越えている場合は、ステップＳ７
に進み、振動逸脱状態信号の発信を停止する。ステップ
Ｓ４では、比較器４５−３の信号に基づいて位相差が設
定条件内にあるか否かを判定し、このステップＳ４が否
定されるとステップＳ５において振動逸脱状態信号を発
信し１位相差が設定条件内にあってステップＳ４が肯定
されると、ステップＳ７に進んで振動逸脱状態信号の発
信を停止する。そしてステップＳ６で終了と判別される
とこの手順を終了し、終了でなければ再びステップＳｌ
に戻る。
振動回復装置５０は、第１図に示すとおり、上述した圧
電体５１とこの圧電体５１の駆動回路５２とから成り、
振動逸脱状態判別回路４０から振動逸脱状態信号が駆動
回路５２に入力されると、圧電体５１を駆動する。
電体５１とこの圧電体５１の駆動回路５２とから成り、
振動逸脱状態判別回路４０から振動逸脱状態信号が駆動
回路５２に入力されると、圧電体５１を駆動する。
次に第１の実施例の動作を説明する。
第１図に示す電源回路２０により圧電体１ｂに高周波電
圧を供給すると、圧電体１ｂが振動して弾性体１ａに進
行性振動波が形成される。この進行性振動波が発生して
いるステータ１にロータ２を加圧接触させると、ロータ
２は振動しつつ摩擦駆動により回転する。
圧を供給すると、圧電体１ｂが振動して弾性体１ａに進
行性振動波が形成される。この進行性振動波が発生して
いるステータ１にロータ２を加圧接触させると、ロータ
２は振動しつつ摩擦駆動により回転する。
ここで、回転時の入力電圧Ｖ ｉｎａ 、 Ｖ ｉｎｂ
、モニタ電圧Ｖｍの関係を第５図により説明する。第
５図（ａ）はロータ２が時計回転方向ＣＷに回転する場
合、（ｂ）は反時計回転方向ＣＣＷに回転する場合を示
す。入力電圧ｖｉｎａ 、 Ｖ ｉｎｂは、移相器２３
により位相が＋π／２．−π／２ずれている。
、モニタ電圧Ｖｍの関係を第５図により説明する。第
５図（ａ）はロータ２が時計回転方向ＣＷに回転する場
合、（ｂ）は反時計回転方向ＣＣＷに回転する場合を示
す。入力電圧ｖｉｎａ 、 Ｖ ｉｎｂは、移相器２３
により位相が＋π／２．−π／２ずれている。
モニタ電圧Ｖｍは、第５図（ａ）ではＶ ｉｎａと約π
／２の位相差を持ち、第５図（ｂ）ではＶｉｎｂと約−
π／２の位相差を持っている。温度、湿度の変化、バネ
力の変動、潤滑油の粘度の変化などにより負荷変動が生
じ超音波モータが振動逸脱状態に陥ると、入力電圧Ｖ
ｉｎａ 、 Ｖ ｉｎｂには変化はないが、回転数信号
Ｒが零になり、第６図に示すように、モニタ電圧Ｖｍも
著しく減少し、かつ入力電圧との位相差も大きく変化す
る。これらのパラメータに基づいて振動逸脱状態判別回
路４０が振動逸脱状態と判定すると、振動回復装＠５０
に振動逸脱状態信号を入力する。振動回復装置５０は、
ロータ２に貼付けられた圧電体５１をその駆動回路５２
により励振させ、新しい振動エネルギを与える。これに
より、超音波モータＭＴは振動逸脱状態から正常の振動
状態に回復する。
／２の位相差を持ち、第５図（ｂ）ではＶｉｎｂと約−
π／２の位相差を持っている。温度、湿度の変化、バネ
力の変動、潤滑油の粘度の変化などにより負荷変動が生
じ超音波モータが振動逸脱状態に陥ると、入力電圧Ｖ
ｉｎａ 、 Ｖ ｉｎｂには変化はないが、回転数信号
Ｒが零になり、第６図に示すように、モニタ電圧Ｖｍも
著しく減少し、かつ入力電圧との位相差も大きく変化す
る。これらのパラメータに基づいて振動逸脱状態判別回
路４０が振動逸脱状態と判定すると、振動回復装＠５０
に振動逸脱状態信号を入力する。振動回復装置５０は、
ロータ２に貼付けられた圧電体５１をその駆動回路５２
により励振させ、新しい振動エネルギを与える。これに
より、超音波モータＭＴは振動逸脱状態から正常の振動
状態に回復する。
第２図により本発明の第２の実施例を説明する。
この実施例は、リング状圧電体５１をロータ２に貼着す
るのに代えて、固定筒５とロータ２の支持部材２ｃとの
間に伸縮する圧電体から成るアクチュエータ１５１を設
け、第１の実施例と同様に振動逸脱状態が判定されたと
きに圧電体アクチュエータ１５１を駆動して、超音波モ
ータＭＴを正常な振動状態に回復させるものである。こ
の圧電体アクチュエータ１５１以外の全ての構成は第１
の実゛施例と全く同様であり説明を省略する６なお、以
上説明した第１および第２の実施例では、圧電体５１あ
るいは圧電体アクチュエータ１５１によりロータ２に新
しい振動エネルギを与えたが、本発明はこれに限られる
ことはなく、例えば、ステータ１に新しい振動エネルギ
を与えてもよいし、あるいはステータ１およびロータ２
の両方に新しい振動エネルギを与えてもよい。あるいは
、振動エネルギに代えて所定の変位を１回だけ与えるよ
うにしてもよい。すなわち、超音波モータの振動状態を
変えるような変形であればどのようなものでもよい。ま
た、かかる変形を与えるアクチュエータも圧電体以外の
もの５例えば電磁ソレノイドのようなものでもよい。
るのに代えて、固定筒５とロータ２の支持部材２ｃとの
間に伸縮する圧電体から成るアクチュエータ１５１を設
け、第１の実施例と同様に振動逸脱状態が判定されたと
きに圧電体アクチュエータ１５１を駆動して、超音波モ
ータＭＴを正常な振動状態に回復させるものである。こ
の圧電体アクチュエータ１５１以外の全ての構成は第１
の実゛施例と全く同様であり説明を省略する６なお、以
上説明した第１および第２の実施例では、圧電体５１あ
るいは圧電体アクチュエータ１５１によりロータ２に新
しい振動エネルギを与えたが、本発明はこれに限られる
ことはなく、例えば、ステータ１に新しい振動エネルギ
を与えてもよいし、あるいはステータ１およびロータ２
の両方に新しい振動エネルギを与えてもよい。あるいは
、振動エネルギに代えて所定の変位を１回だけ与えるよ
うにしてもよい。すなわち、超音波モータの振動状態を
変えるような変形であればどのようなものでもよい。ま
た、かかる変形を与えるアクチュエータも圧電体以外の
もの５例えば電磁ソレノイドのようなものでもよい。
さらに以上では、
■入力電圧が設定値に等しいこと
■ロータ２の回転数が零でないこと
■モニタ電圧Ｖｍが設定値以下であること■入力電圧と
モニタ電圧Ｖｍの位相差が所定値以下であること の全てが成立したときに振動逸脱状態と判定したが、簡
易的には■、■、■が成立するとき、または■、■、■
が成立するときに振動逸脱状態と判定してもよい。
モニタ電圧Ｖｍの位相差が所定値以下であること の全てが成立したときに振動逸脱状態と判定したが、簡
易的には■、■、■が成立するとき、または■、■、■
が成立するときに振動逸脱状態と判定してもよい。
Ｇ１発明の効果
本発明によれば、温度、湿度の変化、ノヘネカの変動、
潤滑油の粘度の変化などにより負荷変動が生じ超音波モ
ータが振動逸脱状態になった場合には、アクチュエータ
によってステータおよびロータの少なくとも一方に変位
を与えるだけで、超音波モータをすばやく振動逸脱状態
から脱出させて正常の振動状態に回復でき、信頼性が高
い超音波モータを提供できる。
潤滑油の粘度の変化などにより負荷変動が生じ超音波モ
ータが振動逸脱状態になった場合には、アクチュエータ
によってステータおよびロータの少なくとも一方に変位
を与えるだけで、超音波モータをすばやく振動逸脱状態
から脱出させて正常の振動状態に回復でき、信頼性が高
い超音波モータを提供できる。
第１図は本発明の全体構成を示すブロック図である。
第２図は本発明の第１の実施例の超音波モータの断面図
である。 第３図は振動逸脱状態判別回路４０の詳細を示すブロッ
ク図である。 第４図は振動逸脱状態判定信号発生回路の動作を示すフ
ローチャートである。 第５図は超音波モータの入力電圧とモニタ電圧Ｖｍの関
係を示す図である。 第６図は正常時と振動逸脱状態のモニタ電圧Ｖｍの変化
を示した図である。 第７図は第２の実施例の超音波モータを示す断面図であ
る。 １：ステータ ２：ロータ ３０：回転検出器 ４０：振動逸脱状態判定回路 ５ｏ：振動回復装置 ５１：圧電体 １５１：圧電体アクチュエータ 特許出願人 株式会社ニコン 代理人弁理士 永 井 冬 紀 区 沫 （α） （シ） 第５図 第６ 図
である。 第３図は振動逸脱状態判別回路４０の詳細を示すブロッ
ク図である。 第４図は振動逸脱状態判定信号発生回路の動作を示すフ
ローチャートである。 第５図は超音波モータの入力電圧とモニタ電圧Ｖｍの関
係を示す図である。 第６図は正常時と振動逸脱状態のモニタ電圧Ｖｍの変化
を示した図である。 第７図は第２の実施例の超音波モータを示す断面図であ
る。 １：ステータ ２：ロータ ３０：回転検出器 ４０：振動逸脱状態判定回路 ５ｏ：振動回復装置 ５１：圧電体 １５１：圧電体アクチュエータ 特許出願人 株式会社ニコン 代理人弁理士 永 井 冬 紀 区 沫 （α） （シ） 第５図 第６ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １） 圧電体の励振により弾性体に進行性振動波を発生
するステータと、該ステータに加圧接触され、前記進行
性振動波により駆動されるロータとを具備する超音波モ
ータの駆動制御に用いられ、前記圧電体を励振するため
該圧電体に位相の異なる少なくとも一対の周波電圧を印
加する電源回路を備えた駆動制御回路において、 前記ステータの振動逸脱状態を判別する判別手段と、 該判別手段で前記振動逸脱状態と判別されると超音波モ
ータの駆動状態を変更させるべく駆動され、前記ステー
タまたはロータに変形を与えるアクチュエータとを具備
することを特徴とする超音波モータの駆動制御回路。 ２） 前記振動逸脱状態判別手段は、前記圧電体に印加
される周波電圧の電圧値を検出する印加電圧値検出手段
と、 前記超音波モータの回転数を検出する回転数検出手段と
、 前記圧電体の変形に伴って発生するモニタ電圧を検出す
るモニタ電圧値検出手段と、 前記圧電体へ印加される周波電圧と前記モニタ電圧との
位相差を検出する位相差検出手段とを具備し、 これらの各検出手段により、前記周波電圧が所定値以上
であること、回転数が零であること、モニタ電圧が所定
値以下であること、かつ位相差が所定値以下であること
が検出されるとこの判別手段が振動逸脱状態と判別する
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波モータの駆動
制御回路。 ３） 前記振動逸脱状態判別手段は、前記圧電体に印加
される周波電圧の印加電圧値を検出する印加電圧値検出
手段と、 前記超音波モータの回転数を検出する回転数検出手段と
、 前記圧電体の変形に伴って発生するモニタ電圧の電圧値
を検出するモニタ電圧値検出手段とを具備し、 これらの各検出手段により、前記周波電圧が所定値以上
であること、回転数が零であること、かつモニタ電圧が
所定値以下であることが検出されるとこの判別手段が振
動逸脱状態と判別することを特徴とする請求項１に記載
の超音波モータの駆動制御回路。 ４） 前記振動逸脱状態判別手段は、前記圧電体に印加
される周波電圧の電圧値を検出する印加電圧値検出手段
と、 前記超音波モータの回転数を検出する回転数検出手段と
、 前記圧電体へ印加される周波電圧と前記モニタ電圧との
位相差を検出する位相差検出手段とを具備し、 これらの各検出手段により、前記周波電圧が所定値以上
であること、回転数が零であること、かつ位相差が所定
値以下であることが検出されるとこの判別手段が振動逸
脱状態と判別することを特徴とする請求項１に記載の超
音波モータの駆動制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63264725A JPH02111274A (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 超音波モータの駆動制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63264725A JPH02111274A (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 超音波モータの駆動制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02111274A true JPH02111274A (ja) | 1990-04-24 |
Family
ID=17407313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63264725A Pending JPH02111274A (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 超音波モータの駆動制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02111274A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02151284A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-11 | Nikon Corp | 振動モータの駆動制御装置 |
| EP0917214A3 (en) * | 1997-11-14 | 2000-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Control method and apparatus for vibration wave motor |
| EP0923190A3 (en) * | 1997-12-12 | 2000-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving apparatus for vibration type actuator apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6356178A (ja) * | 1986-08-26 | 1988-03-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ駆動方法 |
-
1988
- 1988-10-19 JP JP63264725A patent/JPH02111274A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6356178A (ja) * | 1986-08-26 | 1988-03-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ駆動方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02151284A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-11 | Nikon Corp | 振動モータの駆動制御装置 |
| EP0917214A3 (en) * | 1997-11-14 | 2000-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Control method and apparatus for vibration wave motor |
| US6229245B1 (en) | 1997-11-14 | 2001-05-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus for vibration wave motor |
| EP0923190A3 (en) * | 1997-12-12 | 2000-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving apparatus for vibration type actuator apparatus |
| US6313564B1 (en) | 1997-12-12 | 2001-11-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving apparatus for vibration type actuator apparatus |
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