JPH0251380A - 超音波モータ駆動回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は弾性体と電気−機械変換振動子からなるステー
タに生じさせた進行波により動体を摩擦駆動させる超音
波モータの駆動回路において、弾性体の振動周波数を最
適に制御する場合、弾性体の振動を検出した周波電圧信
号を安定に駆動電源回路に帰還するに適切なものに関す
るものである。

〔従来の技術〕

超音波モータにおいては入力する励振周波電圧の周波数
を、弾性体と電気−機械変換振動子とで構成されるステ
ータの共振周波数またはその極近傍周波数にしなければ
ステータは効率的に振動しない。

この共振周波数および振動振幅は、一般に温度の変化や
負荷の大小など環境条件により、それぞれが同時あるい
は独立に変動するため、この共振点および振動振幅の変
動を検出して駆動回路に帰還し、その最適値に励振周波
数を制御する必要がある。

そこで、振動を検出する方法としては電気−機械変換振
動子の励振周波電圧が印加されていない部分から、励振
によって生ずる励起電圧を検出し、駆動回路源に帰還し
て利用している（以下、フィードバック電圧と言う）。

このフィードバック電圧は弾性体の励振周波数と同一の
周波数で通常数十キロヘルツの値である、また、ケーブ
ルは電磁波の漏洩を防ぐためにシールド線が用いらてい
る。

このため、モータ本体と駆動電源回路間のケーブルが長
くなると、その線間浮遊容量Ｃｆ２が大きくなり、モー
タ本体側から見た入力インピーダンスの容量成分 は小さくなり、フィードバック電圧はケーブル長さに反
比例して著しく減衰してしまう。

そのため、駆動電源回路のフィードバック電圧が入力さ
れる回路部分をケーブル長゛さに応じて調整したり、回
路定数を変更する煩わしさがある。

また、このことは汎用モータとしてのユーザ側にとって
、容易にケーブル長さを変更出来ないと言う欠点となっ
ている。

〔本発明の目的〕

本発明は前記問題点に鑑みなされたもので、−穀実用の
ケーブル長さｌＯメートル程度の範囲内であれば、駆動
電源回路を再調整することなく容易にケーブル長さを変
更出来るように成した超音波モータ駆動回路を提供する
ことにある。

〔実施例の説明〕

図面は本発明の一実施例を示すものである。

−船釣な超音波モータの駆動回路は第１図に示すように
、フィードバック電圧は可変抵抗器ＶＲＩにより降圧さ
れ、ダイオードＤで半波整流され、コンデンサＣ１で平
滑された直流電圧となってオペアンプＯＦへ入力される
。なお、可変抵抗器ＶＲ２はモータ速度設定ポリウムで
ある。

フィードバック電圧が発生される振動子電極１より可変
抵抗器ＶＲ，までのケーブルは通常シールド線によりあ
る長さをもって接続される。

第２図は本願発明の回路構成を示したものであり、駆動
電源回路のフィードバック電圧入力部に安定化用のコン
デンサＣ１を接続しである。

電極１の固有の静電容量をＣｒｔとし、−穀実用的な最
大長さである約１０メートルでのシールド線のもつ浮遊
容量をＣｆ２とする。

ここで、フィードバック電圧安定化のために設けたコン
デンサＣ１の値を浮遊容量Ｃｆ２の少なくとも数倍から
１０倍程度の値とすれば、電極ｌから見た合成容量は。

Ｃｆｆｔ　＋Ｃｆ２　＋Ｃ＠ ＝Ｃｆ１＋（２〜１０）Ｃｆｚ となる。

一般的に、静電容量Ｃｒｔは数百ＰＦ（ピコファラッド
）、浮遊容量Ｃｆ２は数百〜１千ＰＦ（ピコファラド）
程度であるから、例えば、ケーブル長さが最も多く用い
られる１メートル前後で駆動電源回路を調整したとして
も、その時のケーブル浮遊容量はＣｆ２　／ｌ　Ｏに減
少するものの前記合成容量Ｃｆｆｔ　＋Ｃｆ２　＋ＣＢ
に代入すれば、例えば、コンデンサＣ１を浮遊容量ｃｒ
ｔの５倍にとった場合、 ａ　ケーブル１０メートル時容量 ＝Ｃｆ１＋Ｃｆ２　＋５Ｃ（２ ＝Ｃｆ　　鵞　　＋　６Ｃｆ２ ｂ　ケーブル１メートル時容量 ■ ＝Ｃｆ　１＋５．１Ｃｆ２ となり、ケーブル長さ１０倍の変化（１メ一トル→ｌＯ
メートル）に対しても合成容量の変化は約２０％の変化
で済むことが分る。

このように電極１か−ら見たケーブル長さ変更に伴なう
静電容量の変化は微少なもので済み、フィードバック電
圧の増減は著しく軽減でき。

回路に与える影響が少なくケーブルの長さが容易に変更
が可能となる。

なお、コンデンサＣ１の接続位置は駆動電源回路側で説
明をしたが、電極静電容量Ｏｆｆ＋側近部またはケーブ
ル浮遊容量Ｃｆ２側近部のいず°れでも電気的作用は全
く同一であることは言うまでもない。

〔本発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、フィードバック用電極
ｌに静電容量を並列に接続することにより、実用範囲内
でのケーブル長さの変更が容易に出来ることが可能とな
った。

また、電極ｌの固有の静電容量Ｃｒｔはステータ温度に
より変化するから、本願発明によりその容量変化が圧縮
されて駆動電源回路に伝達されることになり、フィード
バック電圧はステータ温度変化に対しても安定であると
言う副次的効果をも併せ有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は一般的
に用いられる超音波モータの駆動回路および第２図は本
願発明であるフィードバック電圧の入力部を示した超音
波モータの駆動回路である。 １１口 １−−−−一電極 Ｃ、−−−−一安定化用コンデンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弾性体と電気−機械変換振動子からなるステータに生じ
   させた進行波により動体を摩擦駆動させる超音波モータ
   の電気−機械変換振動子の励振周波電圧が印加されてい
   ない電極から、励振によって生ずる励起電圧を駆動回路
   源に帰還する際、該電極に静電容量を並列に接続される
   よう回路構成したことを特徴とする超音波モータ駆動回
   路。