JPH03243183A - 超音波モータ装置 - Google Patents
超音波モータ装置Info
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- JPH03243183A JPH03243183A JP2040612A JP4061290A JPH03243183A JP H03243183 A JPH03243183 A JP H03243183A JP 2040612 A JP2040612 A JP 2040612A JP 4061290 A JP4061290 A JP 4061290A JP H03243183 A JPH03243183 A JP H03243183A
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、圧電素子を利用した超音波モータの駆動回路
に関するものである。
に関するものである。
本発明は、超音波モータの圧電素子に流れる電流をモニ
ターし、前記電流波形を整流増幅して、電圧制御発振手
段の制御電圧として帰還し、前記電圧制御発振手段の出
力信号から前記超音波モータの駆動信号を生成する超音
波モータ回路において、前記電流波形を整流増幅したの
信号から超音波モータの回転停止を検出する回転停止検
出手段を設け、前記回転停止検出手段の出力信号から前
記整流増幅のための整流用基準電圧を可変制御するもの
である。
ターし、前記電流波形を整流増幅して、電圧制御発振手
段の制御電圧として帰還し、前記電圧制御発振手段の出
力信号から前記超音波モータの駆動信号を生成する超音
波モータ回路において、前記電流波形を整流増幅したの
信号から超音波モータの回転停止を検出する回転停止検
出手段を設け、前記回転停止検出手段の出力信号から前
記整流増幅のための整流用基準電圧を可変制御するもの
である。
超音波モータは圧電素子に周波電圧を印加して弾性対表
面に進行波又は定在波を励起し、圧接する移動体を駆動
するものである。印加信号の周波数は超音波モータの共
振周波数（ｆ ｒ）か、これに近い周波数でなければな
らない。
面に進行波又は定在波を励起し、圧接する移動体を駆動
するものである。印加信号の周波数は超音波モータの共
振周波数（ｆ ｒ）か、これに近い周波数でなければな
らない。
従来は、ｆｒの測定をあらかしめ行い、基準発振器等を
用いて駆動信号を超音波モータに印加していた。
用いて駆動信号を超音波モータに印加していた。
また、超音波モータを安定に駆動するための装置として
、特願昭６３−２７１３８７号、超音波モータ装置とし
て本出願人より提案されている。
、特願昭６３−２７１３８７号、超音波モータ装置とし
て本出願人より提案されている。
ｆｒの測定をあらかしめ行い、基準発振器等を用いて駆
動信号を得る方法は現実的でない。なぜなら、ｆｒにあ
った発振器を構成するのは、電気素子の定数がバラツキ
をもつことから量産性に乏しくなり、更に基準発振器で
駆動周波数を固定すると、超音波モータ自体のエネルギ
ー損失による発熱や環境温度、移動体の圧接力、印加信
号の大きさ等の変化によるｆ「や消費電流の変化があっ
た場合に停止してしまうからである。
動信号を得る方法は現実的でない。なぜなら、ｆｒにあ
った発振器を構成するのは、電気素子の定数がバラツキ
をもつことから量産性に乏しくなり、更に基準発振器で
駆動周波数を固定すると、超音波モータ自体のエネルギ
ー損失による発熱や環境温度、移動体の圧接力、印加信
号の大きさ等の変化によるｆ「や消費電流の変化があっ
た場合に停止してしまうからである。
特願昭６３−２７１３８７号の超音波モータ装置は、圧
電素子に流れる電流が、ｆｒで最大になることを利用し
て、前記電流を電圧信号に変換する抵抗と、変換された
電流波形を整流増幅して、電圧制御発振手段（ＶＣＯ）
に制御電圧として帰還入力し、前記ＶＣＯの出力周波数
がｆｒ近傍になるように整流増幅の基′ｅＪＬ電圧を設
定して、超音波モータを駆動するものである。またこの
方法は環境温度、印加信号の大きさ等の変化によるｆｒ
の変化や電流の変化にＶＣＯの出力周波数が追従できる
ようになっており、例えば負荷変動の少ない据置型の超
音波モータの駆動に適している。しかし、移動体の圧接
力の変化（例えば腕時計等に応用された場合の不意の落
下による衝撃など）によるｆｒの変化や電流の変化には
ＶＣＯの出力周波数は追従できず、場合によってはＶＣ
Ｏの出力周波数がｆｒからずれたところで安定してしま
い、超音波モータが停止しっばなしとなる場合もあり得
る。更に、環境温度や印加信号の大きさ等の変化による
ｒｒの電流の変化は、モータ毎に異なるため、個別にＶ
ＣＯの追従特性を合わせ込まなければならないという作
業が必要となっていた。
電素子に流れる電流が、ｆｒで最大になることを利用し
て、前記電流を電圧信号に変換する抵抗と、変換された
電流波形を整流増幅して、電圧制御発振手段（ＶＣＯ）
に制御電圧として帰還入力し、前記ＶＣＯの出力周波数
がｆｒ近傍になるように整流増幅の基′ｅＪＬ電圧を設
定して、超音波モータを駆動するものである。またこの
方法は環境温度、印加信号の大きさ等の変化によるｆｒ
の変化や電流の変化にＶＣＯの出力周波数が追従できる
ようになっており、例えば負荷変動の少ない据置型の超
音波モータの駆動に適している。しかし、移動体の圧接
力の変化（例えば腕時計等に応用された場合の不意の落
下による衝撃など）によるｆｒの変化や電流の変化には
ＶＣＯの出力周波数は追従できず、場合によってはＶＣ
Ｏの出力周波数がｆｒからずれたところで安定してしま
い、超音波モータが停止しっばなしとなる場合もあり得
る。更に、環境温度や印加信号の大きさ等の変化による
ｒｒの電流の変化は、モータ毎に異なるため、個別にＶ
ＣＯの追従特性を合わせ込まなければならないという作
業が必要となっていた。
上記の問題点を解決するために本発明においては、超音
波モータの回転停止を検出するための回転停止検出手段
と、超音波モータの電流波形の整流増幅の基準電圧を制
御するための基準電圧制御手段を設け、超音波モータの
停止を検出して、前記基準電圧を最適なものに自動的に
調整するようにしたものである。
波モータの回転停止を検出するための回転停止検出手段
と、超音波モータの電流波形の整流増幅の基準電圧を制
御するための基準電圧制御手段を設け、超音波モータの
停止を検出して、前記基準電圧を最適なものに自動的に
調整するようにしたものである。
上記のような構成によれば、超音波モータ自体の発熱や
環境温度、移動体の圧接力、印加信号の大きさ等の変化
によるｆｒの変化や電流の変化によって、超音波モータ
の停止が発生しても、自動的に超音波モータの電流波形
の整流増幅の基準電圧が最適なものに制御され、ＶＣＯ
の出力周波数の追従が行われ、再度超音波モータの駆動
が可能となる。
環境温度、移動体の圧接力、印加信号の大きさ等の変化
によるｆｒの変化や電流の変化によって、超音波モータ
の停止が発生しても、自動的に超音波モータの電流波形
の整流増幅の基準電圧が最適なものに制御され、ＶＣＯ
の出力周波数の追従が行われ、再度超音波モータの駆動
が可能となる。
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、圧電素子を利用した超音波モータについては定在波
方式や進行波方式など種々考えられるが（例えば「新方
式／新原理モータ開発・実用化の要点」昭和５９年に日
本工業技術センター発行を参照）、本発明の超音波モー
タは、いづれでも良い。
お、圧電素子を利用した超音波モータについては定在波
方式や進行波方式など種々考えられるが（例えば「新方
式／新原理モータ開発・実用化の要点」昭和５９年に日
本工業技術センター発行を参照）、本発明の超音波モー
タは、いづれでも良い。
第１図は本発明の代表的な実施例で、機能ブロック図で
示しである。
示しである。
本発明の駆動回路が安定に超音波モータを駆動する原理
を第２図の超音波モータ１、電流モニター手段２、整流
増幅手段３、ＶＣＯ４、駆動手段５、基準電圧生成手段
８を用いて説明する。ＶＣＯ４の制御電圧に対する出力
周波数の傾きは正負どちらでも良いが、説明では負の傾
きをもつＶＣＯとする。第３図にＶＣＯの回路例と、第
４図にＶＣＯの出力特性を示す。ＶＣＯの出力特性を１
次式で近似とすると、（１）式であられすことができる
。
を第２図の超音波モータ１、電流モニター手段２、整流
増幅手段３、ＶＣＯ４、駆動手段５、基準電圧生成手段
８を用いて説明する。ＶＣＯ４の制御電圧に対する出力
周波数の傾きは正負どちらでも良いが、説明では負の傾
きをもつＶＣＯとする。第３図にＶＣＯの回路例と、第
４図にＶＣＯの出力特性を示す。ＶＣＯの出力特性を１
次式で近似とすると、（１）式であられすことができる
。
ｆ＝ ａ−νｉｎ＋ ｂ −−−−−−−−−一−（１
）式ｒ ＝ｖｃ○４の出力信号を分周して超音波モー
タ１に印加する信号の周波数 Ｖｉｎ＝ＶＣＯの制御Ｉｌｔ圧 ａ ＝傾き係数 ｂ −オフセット周波数 である。ｆ＝ｆｒとなる制ｗｉｔ圧をＶｒとする。
）式ｒ ＝ｖｃ○４の出力信号を分周して超音波モー
タ１に印加する信号の周波数 Ｖｉｎ＝ＶＣＯの制御Ｉｌｔ圧 ａ ＝傾き係数 ｂ −オフセット周波数 である。ｆ＝ｆｒとなる制ｗｉｔ圧をＶｒとする。
超音波モータｌの電流ｉは、電流検出手段２の抵抗Ｒｍ
により電圧信号に変換され、カンプリングコンデンサＣ
１を通って増幅手段３に入力される。
により電圧信号に変換され、カンプリングコンデンサＣ
１を通って増幅手段３に入力される。
整流増幅手段３はｉｔ流波形を基準電圧Ｖｒｅｆを基準
に整流増幅を行い、整流増幅された信号ＶｉｎがＶＣＯ
４に制御電圧として入力される。このときのＶｉｎは次
の（２）式であられすことが出来る。
に整流増幅を行い、整流増幅された信号ＶｉｎがＶＣＯ
４に制御電圧として入力される。このときのＶｉｎは次
の（２）式であられすことが出来る。
Ｖｉｎ ＝シｒｅｆ−Ａｎ−ｉ −Ｒｍ −−−−−−
（２）式ここで、Ａｎは増幅手段の増幅度である。整流
増幅された交流信号ＶｉｎがＶＣＯ４に入力されると、
Ｖｉｎの１周期内では出力周波数はＶｉｎに合わせて変
化するが、１／４分周することにより、分周後の周波数
丁は一定となる。この様子を第５図に示す。また、交流
信号Ｖｔｎの代りに、Ｖｔｎを平滑した信号Ｖｍを人力
してやっても、分周後の周波数ｆはかわらない。以降、
ＶＣＯの制御電圧はＶｍをもって説明する。Ｖｍはつぎ
の（３）式であられすことが出来る。
（２）式ここで、Ａｎは増幅手段の増幅度である。整流
増幅された交流信号ＶｉｎがＶＣＯ４に入力されると、
Ｖｉｎの１周期内では出力周波数はＶｉｎに合わせて変
化するが、１／４分周することにより、分周後の周波数
丁は一定となる。この様子を第５図に示す。また、交流
信号Ｖｔｎの代りに、Ｖｔｎを平滑した信号Ｖｍを人力
してやっても、分周後の周波数ｆはかわらない。以降、
ＶＣＯの制御電圧はＶｍをもって説明する。Ｖｍはつぎ
の（３）式であられすことが出来る。
Ｖｍ＝Ｖｒｅｆ−Ａｎ−ｉ−Ｒｍ／π−−−−−−−（
３）式（３）式を（１）式に代入する。
３）式（３）式を（１）式に代入する。
ｆ＝ａ（Ｖｒｅｆ−Ａｎ−ｉ −Ｒｓ／π）＋ｂ−（４
）式ここで、基準電圧生成手段８のスイッチＳがＯＮ状
態からＯＦＦ状態に変化した場合、整流増幅の基準電圧
Ｖｒｅｆは、Ｒ３・Ｃ２の時定数をもってＶｌまで上昇
して行く。超音波モータ１の印加周波数ｆと電流ｉの関
係を第６図に示しておく。
）式ここで、基準電圧生成手段８のスイッチＳがＯＮ状
態からＯＦＦ状態に変化した場合、整流増幅の基準電圧
Ｖｒｅｆは、Ｒ３・Ｃ２の時定数をもってＶｌまで上昇
して行く。超音波モータ１の印加周波数ｆと電流ｉの関
係を第６図に示しておく。
スイッチＳがＯＦＦに変った瞬間は、基準電圧Ｖｒｅｆ
はＯＶで、ｆはｆｒよりも十分高いため電流ｉは非常に
小さく、（４）式のＶｍはＶ ｍ ＃ Ｖｒｅｆとあら
れすことができる。つまりスイッチＳがＯＮ直後は、Ｖ
ｒｅｆの変化とともにＶｍはＶｒに近づいていく。ｆも
ｆｒに近づいていくが、それにつれ、第７図に示す通り
電流ｉが増えていく。電流ｉが増えると（４）式からＶ
ｍはＶｒｅｆよりもＡｎ−ｉ −Ｒｍ／ πだけ小さ
くなる。ここで、超音波モータの最大電流をｉ ｙｌａ
ｘとすると、電流による帰還項の最大値は、Ａｎ−ｉｍ
ａに・Ｒｍ／ πとなる。
はＯＶで、ｆはｆｒよりも十分高いため電流ｉは非常に
小さく、（４）式のＶｍはＶ ｍ ＃ Ｖｒｅｆとあら
れすことができる。つまりスイッチＳがＯＮ直後は、Ｖ
ｒｅｆの変化とともにＶｍはＶｒに近づいていく。ｆも
ｆｒに近づいていくが、それにつれ、第７図に示す通り
電流ｉが増えていく。電流ｉが増えると（４）式からＶ
ｍはＶｒｅｆよりもＡｎ−ｉ −Ｒｍ／ πだけ小さ
くなる。ここで、超音波モータの最大電流をｉ ｙｌａ
ｘとすると、電流による帰還項の最大値は、Ａｎ−ｉｍ
ａに・Ｒｍ／ πとなる。
ここでＶｌを（５）式の条件を満たすように設定してお
く。
く。
Ｖｒ＜Ｖｌ≦Ｖｒ＋Ａｎ−１Ｉｌａｘ−Ｒｍ／ π−
（５）式（５）式のようにＶｌを設定すれば、Ｖｒｅｆ
が最終到達電圧Ｖ１になったとき、ＶｍはＶｒより低い
電圧で安定することになる。従って超音波モータ１への
印加周波数ｆは、共振周波数ｆｒより高い周波数で安定
し、超音波モータを駆動することができる。第７図にス
イッチＳがＯＮ状態からＯＦＦ状態へ変化してからのＶ
ｒｅｆ及びＶｍの変化の様子を示す。
（５）式（５）式のようにＶｌを設定すれば、Ｖｒｅｆ
が最終到達電圧Ｖ１になったとき、ＶｍはＶｒより低い
電圧で安定することになる。従って超音波モータ１への
印加周波数ｆは、共振周波数ｆｒより高い周波数で安定
し、超音波モータを駆動することができる。第７図にス
イッチＳがＯＮ状態からＯＦＦ状態へ変化してからのＶ
ｒｅｆ及びＶｍの変化の様子を示す。
逆に、整流増幅の基！！雷電圧ｒｅｆ （＝’Ｖ１）が
（６）式のような関係になると、スイッチＳをＯＮ状態
からＯＦＦ状態に変化させ、駆動周波数ｆをｆｒより高
い周波数から低い周波数ヘスイープさせても、最終的な
駆動周波数ｆの安定周波数はｆｒより低い周波数となり
、超音波モータは停止してしまう。
（６）式のような関係になると、スイッチＳをＯＮ状態
からＯＦＦ状態に変化させ、駆動周波数ｆをｆｒより高
い周波数から低い周波数ヘスイープさせても、最終的な
駆動周波数ｆの安定周波数はｆｒより低い周波数となり
、超音波モータは停止してしまう。
Ｖｌ＞Ｖｒ＋Ａｎ−ｉｍａｘ−Ｒｍ／π−一−−（６）
式今までの説明のとおり、電流波形の整流増幅の基準電
圧であるＶｌを適当な値に設定してやれば、ＶＣＯの出
力周波数をｆｒより高めの周波数で安定させることがで
き、超音波モータを駆動することができる。
式今までの説明のとおり、電流波形の整流増幅の基準電
圧であるＶｌを適当な値に設定してやれば、ＶＣＯの出
力周波数をｆｒより高めの周波数で安定させることがで
き、超音波モータを駆動することができる。
つづいて本発明の主要動作を第２図を用いて説明する。
本発明の動作は、端的に言えば、駆動周波数をｆｒより
高い方から低い方ヘスイープさせ、超音波モータの回転
停止があった場合には整流増幅の基準電圧を可変し、再
度スイープ駆動するというように、（５）式の条件を満
足するまで整流増幅の基準電圧を可変するものである。
高い方から低い方ヘスイープさせ、超音波モータの回転
停止があった場合には整流増幅の基準電圧を可変し、再
度スイープ駆動するというように、（５）式の条件を満
足するまで整流増幅の基準電圧を可変するものである。
以下に詳細を延べる。
回転検出手段６は、超音波モータの停止状態を検出する
回路で、整流増幅手段３で整流増幅された電流波形信号
Ｖｉｎをボルテージフォロワで受け、抵抗Ｒ４とコンデ
ンサＣ３で平滑するのが平滑手段６１である。平滑され
た信号Ｖｍを微分するのが微分手段６２である。そして
Ｖｍの急峻な変化があった場合にパルス信号を出力する
。第７図にあるとおり、超音波モータが停止に至った場
合にはＶｍの変化は急峻であるから、微分手段６２の出
力信号から超音波モータの停止を検出することができる
。超音波モータが回転停止に至った場合のＶｍの変化と
回転停止検出手段６の出力信号を第８図に示す。このと
きの回転停止検出手段６の出力信号をＡとする。
回路で、整流増幅手段３で整流増幅された電流波形信号
Ｖｉｎをボルテージフォロワで受け、抵抗Ｒ４とコンデ
ンサＣ３で平滑するのが平滑手段６１である。平滑され
た信号Ｖｍを微分するのが微分手段６２である。そして
Ｖｍの急峻な変化があった場合にパルス信号を出力する
。第７図にあるとおり、超音波モータが停止に至った場
合にはＶｍの変化は急峻であるから、微分手段６２の出
力信号から超音波モータの停止を検出することができる
。超音波モータが回転停止に至った場合のＶｍの変化と
回転停止検出手段６の出力信号を第８図に示す。このと
きの回転停止検出手段６の出力信号をＡとする。
回転停止検出信号Ａを受けて、整流増幅の基準信号Ｖ１
を可変するためのデータＦを生成するのが、基準電圧！
１１？１１手段７である。第１３図に基準電圧制御手段
７の中のアップダウンカウンタ制御手段７１の回路例と
、第１４図に第１３図の回路の動作を示すタイミング図
を示す。第１２図は基準電圧制御手段７で生成されたデ
ータＦを受けて、データＦにあった基準電圧■１を生成
するＤＡコンバータの回路例を示しである。
を可変するためのデータＦを生成するのが、基準電圧！
１１？１１手段７である。第１３図に基準電圧制御手段
７の中のアップダウンカウンタ制御手段７１の回路例と
、第１４図に第１３図の回路の動作を示すタイミング図
を示す。第１２図は基準電圧制御手段７で生成されたデ
ータＦを受けて、データＦにあった基準電圧■１を生成
するＤＡコンバータの回路例を示しである。
第１３図と第１４図で、信号Ｃはモータの駆動イネーブ
ル信号で、各ＦＦのリセント解除と、アップダウンカウ
ンタ７１２の初期設定を行う。アップダウンカウンタ７
１２はこれにより、全データが１となり、基準電圧生成
手段８の出力信号Ｖ１は最大値となる。第１４図の第１
の動作領域である。
ル信号で、各ＦＦのリセント解除と、アップダウンカウ
ンタ７１２の初期設定を行う。アップダウンカウンタ７
１２はこれにより、全データが１となり、基準電圧生成
手段８の出力信号Ｖ１は最大値となる。第１４図の第１
の動作領域である。
また信号Ｃが１から０にかわったとき、整流増幅の基準
電圧Ｖｒｅｆは、ＯＶからＶｌまで徐々に変化して行く
が、今、Ｖｌは最大に設定されているから（６）式の条
件が満たされないとすると、Ｖｒｅｆ＋Ａｎ−ｉ−Ｒｍ
／πがＶｒより高くなった時点で超音波モータの回転停
止検出信号Ａが出力される。超音波モータの回転停止検
出信号Ａを受けて、アップダウンカウンタ７１２に減算
信号Ｅが入力され、データＦはｌだけ滅しられ、■１デ
ータもデータＦに応して小さくなる。また、スイッチＳ
の制御信号Ｂも生成され、スイ・７チＳは一時的にＯＮ
状態となり、コンデンサＣ２の電荷が放電される。よっ
て、ＶｒｅｆはスイッチＳがＯＦＦ状態となったとき、
再度Ｏｖからｖｌまで徐々に変化することとなる。更に
、再度モータの回転停止検出信号Ａが出力されたら、前
記動作を繰り返し、（５）式の条件が満足されるまで繰
り返される。第１４図の第■の動作領域が上記動作を示
している。
電圧Ｖｒｅｆは、ＯＶからＶｌまで徐々に変化して行く
が、今、Ｖｌは最大に設定されているから（６）式の条
件が満たされないとすると、Ｖｒｅｆ＋Ａｎ−ｉ−Ｒｍ
／πがＶｒより高くなった時点で超音波モータの回転停
止検出信号Ａが出力される。超音波モータの回転停止検
出信号Ａを受けて、アップダウンカウンタ７１２に減算
信号Ｅが入力され、データＦはｌだけ滅しられ、■１デ
ータもデータＦに応して小さくなる。また、スイッチＳ
の制御信号Ｂも生成され、スイ・７チＳは一時的にＯＮ
状態となり、コンデンサＣ２の電荷が放電される。よっ
て、ＶｒｅｆはスイッチＳがＯＦＦ状態となったとき、
再度Ｏｖからｖｌまで徐々に変化することとなる。更に
、再度モータの回転停止検出信号Ａが出力されたら、前
記動作を繰り返し、（５）式の条件が満足されるまで繰
り返される。第１４図の第■の動作領域が上記動作を示
している。
また超音波モータの回転停止が所定の時間起こらなかっ
た場合には、アップダウンカウンタ７１２の加減算ｗＩ
御信号りが１となり、アップダウンカウンタ７１２のデ
ータＦは１だけ加算され、Ｖｌはその分高くなる。この
ときにはスイッチＳはＯＮ状態とはならない。この動作
を第１４図の第■の動作領域である。
た場合には、アップダウンカウンタ７１２の加減算ｗＩ
御信号りが１となり、アップダウンカウンタ７１２のデ
ータＦは１だけ加算され、Ｖｌはその分高くなる。この
ときにはスイッチＳはＯＮ状態とはならない。この動作
を第１４図の第■の動作領域である。
第１５図は基準信号生成手段７１１の一例を示す回路図
で、例でば１／２５６Ｈｚの半周期分のｌ２８秒間回転
停止がなかった場合に前記の第■の動作を行うようにな
っている。
で、例でば１／２５６Ｈｚの半周期分のｌ２８秒間回転
停止がなかった場合に前記の第■の動作を行うようにな
っている。
アップダウンカウンタ７１２のデータＦが加算されてＶ
ｌが高くなって、再度（５）式の条件が満足されなくな
り、モータの回転停止検出信号Ａが出力された場合には
、加減算信号りをＯｌつまりアップダウンカウンタ７１
２を減算カウンタにして、第■の動作から繰り返すこと
になる。第■の動作領域を繰り返しているのが第■の動
作領域である。
ｌが高くなって、再度（５）式の条件が満足されなくな
り、モータの回転停止検出信号Ａが出力された場合には
、加減算信号りをＯｌつまりアップダウンカウンタ７１
２を減算カウンタにして、第■の動作から繰り返すこと
になる。第■の動作領域を繰り返しているのが第■の動
作領域である。
つまり、本発明によれば、ＶＣＯの出力周波数範囲を超
音波モータが、温度や駆動電圧の変動、負荷変動等によ
るｆｒの変化範囲を含むようにしさえすれば、超音波モ
ータの駆動開始時に、自動的に超音波モータが駆動する
ように回路の定数（整流増幅手段の基準電圧）が調整さ
れることになる。
音波モータが、温度や駆動電圧の変動、負荷変動等によ
るｆｒの変化範囲を含むようにしさえすれば、超音波モ
ータの駆動開始時に、自動的に超音波モータが駆動する
ように回路の定数（整流増幅手段の基準電圧）が調整さ
れることになる。
本発明によれば、超音波モータを駆動する場合に温度や
駆動電圧の変動、更には負荷変動等によって本駆動回路
が超音波モータ駆動不能状態になっても、温度や駆動電
圧の変動、負荷変動等に合わせて駆動回路の駆動定数を
最適なものに自動調整するため、再度駆動される。
駆動電圧の変動、更には負荷変動等によって本駆動回路
が超音波モータ駆動不能状態になっても、温度や駆動電
圧の変動、負荷変動等に合わせて駆動回路の駆動定数を
最適なものに自動調整するため、再度駆動される。
第１図は本発明の代表的な実施例を示す機能ブロック図
、第２図は本発明の具体的な例を示す回路図、第３図は
本発明で使用するＶＣＯの一例を示す回路図、第４図は
第３図のＶＣＯの出力特性を示す図、第５図は超音波モ
ータの電流波形Ｖｔと整流波形ＶｉｎとＶＣＯの出力信
号と分周後の信号を示す図、第６図は超音波モータの駆
動周波数と消費電流の関係を示す図、第７図は第２図の
スイッチＳをＯＦＦにした後のＶｒｅｆと駆動周波数と
消費を流の変化を示す図、第８図は第２図の回転停止検
出手段６の超音波モータの回転停止検出信号の発生を示
す図、第９図は回転停止検出手段６の別な実施例を示す
回路図、第１Ｏ図は第９図の回転停止検出手段の回転停
止検出信号Ａを示す図、第１１図は駆動手段５の中の分
周手段の一例を示す回路図、第１２図はアップダウンカ
ウンタの出力信号Ｆ（ｆＯ〜ｆ５）を受けて、基準電圧
■１を生成する基準電圧生成手段（ＤＡコンバータ）の
−例を示す回路図、第１３図は基準電圧制御手段７の中
のアップダウンカウンタ制御手段７１の一例を示す回路
図、第１４図は第１３図の７７プダウン力ウンタ＠御手
段の動作を示すタイミング図、第１５図は第１３図のア
ップダウンカウンタ制御手段７１の中の基準信号生成手
段１３０１の一例を示す回路図である。 １・・・・超音波モータ Ｒｍ・・・電流モニター抵抗 ＣＩ・・・カンプリングコンデンサ Ｄｉ、Ｄ２・・・整流用ダイオード Ｌｌ、Ｌ２・・・昇圧コイル Ｔｌ、Ｔ２・・・スインチングトランジスタ以上
、第２図は本発明の具体的な例を示す回路図、第３図は
本発明で使用するＶＣＯの一例を示す回路図、第４図は
第３図のＶＣＯの出力特性を示す図、第５図は超音波モ
ータの電流波形Ｖｔと整流波形ＶｉｎとＶＣＯの出力信
号と分周後の信号を示す図、第６図は超音波モータの駆
動周波数と消費電流の関係を示す図、第７図は第２図の
スイッチＳをＯＦＦにした後のＶｒｅｆと駆動周波数と
消費を流の変化を示す図、第８図は第２図の回転停止検
出手段６の超音波モータの回転停止検出信号の発生を示
す図、第９図は回転停止検出手段６の別な実施例を示す
回路図、第１Ｏ図は第９図の回転停止検出手段の回転停
止検出信号Ａを示す図、第１１図は駆動手段５の中の分
周手段の一例を示す回路図、第１２図はアップダウンカ
ウンタの出力信号Ｆ（ｆＯ〜ｆ５）を受けて、基準電圧
■１を生成する基準電圧生成手段（ＤＡコンバータ）の
−例を示す回路図、第１３図は基準電圧制御手段７の中
のアップダウンカウンタ制御手段７１の一例を示す回路
図、第１４図は第１３図の７７プダウン力ウンタ＠御手
段の動作を示すタイミング図、第１５図は第１３図のア
ップダウンカウンタ制御手段７１の中の基準信号生成手
段１３０１の一例を示す回路図である。 １・・・・超音波モータ Ｒｍ・・・電流モニター抵抗 ＣＩ・・・カンプリングコンデンサ Ｄｉ、Ｄ２・・・整流用ダイオード Ｌｌ、Ｌ２・・・昇圧コイル Ｔｌ、Ｔ２・・・スインチングトランジスタ以上
Claims (5)
- （１）弾性体に圧電素子が貼られた振動体の圧電素子に
周波電圧を印加することにより、弾性体の表面に進行波
又は定在波を励起し、前記進行波又は定在波によって弾
性体に圧接される移動体を駆動せしめる超音波モータに
おいて、前記圧電素子の消費電流を検出する電流検出手
段と、前記電流検出手段の出力信号を増幅する増幅手段
と、前記増幅手段の出力信号により出力周波数が変化す
る電圧制御発振手段と、前記電圧制御発振手段の出力信
号から前記圧電素子に印加する信号を生成する駆動手段
と、前記増幅手段の増幅用の基準信号を生成する基準電
圧生成手段と、超音波モータの回転停止を検出する回転
停止検出手段と、前記回転検出手段の出力信号を受けて
、前記基準電圧生成手段を制御する基準電圧制御手段か
らなることを特徴とする超音波モータ装置。 - （２）前記増幅手段は、前記基準電圧生成手段の基準信
号を境に、片側に信号を増幅する整流増幅手段であるこ
とを特徴とする請求項１記載の超音波モータ装置。 - （３）前記回転停止検出手段は、前記増幅手段の出力信
号を平滑する平滑手段を有し、前記平滑手段の出力信号
を微分する微分手段か、前記平滑手段の出力信号を前記
基準電圧生成手段の基準信号を分圧した第２の基準電圧
とを比較する比較手段のいづれか一方を有することを特
徴とする請求項１記載の超音波モータ装置。 - （４）前記基準電圧制御手段は、複数ビットのアップダ
ウンカウンタと、前記回転停止検出手段の出力信号を受
けて、前記アップダウンカウンタの加減算の制御信号や
計数信号を生成するアップダウンカウンタ制御手段から
なることを特徴とする請求項１記載の超音波モータ装置
。 - （５）前記基準電圧生成手段は、前記アップダウンカウ
ンタのカウントデータにより、出力電圧が制御されるＤ
Ａコンバータと、前記ＤＡコンバータの出力端と前記整
流増幅手段の一端の間に直列に設けられた抵抗素子と、
前記抵抗素子の前記整流増幅手段側の端点と接地の間に
容量素子とスイッチング素子が並列に設けられているこ
とを特徴とする請求項１記載の超音波モータ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2040612A JPH03243183A (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 超音波モータ装置 |
| US07/626,466 US5153486A (en) | 1989-12-13 | 1990-12-12 | Ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2040612A JPH03243183A (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 超音波モータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03243183A true JPH03243183A (ja) | 1991-10-30 |
Family
ID=12585353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2040612A Pending JPH03243183A (ja) | 1989-12-13 | 1990-02-21 | 超音波モータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03243183A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5792806A (en) * | 1992-07-23 | 1998-08-11 | Kansai Paint Company, Limited | Aqueous coating composition |
| US7339406B2 (en) | 2002-12-27 | 2008-03-04 | Seiko Epson Corporation | Sawtooth wave generating apparatus, a method of generating sawtooth wave, a constant current circuit, and a method of adjusting amount of current from the same |
| US7368850B2 (en) | 2003-01-10 | 2008-05-06 | Seiko Epson Corporation | Resonance control apparatus for a piezoelectrical device based on phase sensitive detection |
| JP2014124011A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Toyota Industries Corp | 振動子および移動子を備える振動アクチュエータの駆動装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61221584A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-10-01 | Canon Inc | 振動波モ−タの駆動回路 |
| JPS6447281A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-21 | Diesel Kiki Co | Lock detector for ultrasonic motor actuator |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP2040612A patent/JPH03243183A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61221584A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-10-01 | Canon Inc | 振動波モ−タの駆動回路 |
| JPS6447281A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-21 | Diesel Kiki Co | Lock detector for ultrasonic motor actuator |
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| US5792806A (en) * | 1992-07-23 | 1998-08-11 | Kansai Paint Company, Limited | Aqueous coating composition |
| US7339406B2 (en) | 2002-12-27 | 2008-03-04 | Seiko Epson Corporation | Sawtooth wave generating apparatus, a method of generating sawtooth wave, a constant current circuit, and a method of adjusting amount of current from the same |
| US7368850B2 (en) | 2003-01-10 | 2008-05-06 | Seiko Epson Corporation | Resonance control apparatus for a piezoelectrical device based on phase sensitive detection |
| JP2014124011A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Toyota Industries Corp | 振動子および移動子を備える振動アクチュエータの駆動装置 |
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