JPH0670558A - 超音波モータの駆動制御装置 - Google Patents
超音波モータの駆動制御装置Info
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- JPH0670558A JPH0670558A JP4217992A JP21799292A JPH0670558A JP H0670558 A JPH0670558 A JP H0670558A JP 4217992 A JP4217992 A JP 4217992A JP 21799292 A JP21799292 A JP 21799292A JP H0670558 A JPH0670558 A JP H0670558A
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- Japan
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- drive
- ultrasonic motor
- frequency
- resonance frequency
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波モータに温度検出器を設けずに温度変
化による回転数の変動を抑制する。 【構成】 超音波モータ１の共振周波数を検出する検出
手段３と、この検出手段３で検出された共振周波数に基
づいて駆動信号の周波数および電圧を設定する制御手段
４と、設定された周波数および電圧の駆動信号を超音波
モータ１に印加する駆動手段２とを備える。
化による回転数の変動を抑制する。 【構成】 超音波モータ１の共振周波数を検出する検出
手段３と、この検出手段３で検出された共振周波数に基
づいて駆動信号の周波数および電圧を設定する制御手段
４と、設定された周波数および電圧の駆動信号を超音波
モータ１に印加する駆動手段２とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波モータの駆動制御
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】温度変化による回転数の変動
を抑制するために、超音波モータの動作温度を検出して
駆動電圧の周波数を変化させる超音波モータの駆動制御
装置が知られている（例えば、実開平２−８８４８２号
公報参照）。この駆動制御装置では、超音波モータの振
動子に温度検出器を設け、検出温度に基づいて駆動周波
数を制御している。
を抑制するために、超音波モータの動作温度を検出して
駆動電圧の周波数を変化させる超音波モータの駆動制御
装置が知られている（例えば、実開平２−８８４８２号
公報参照）。この駆動制御装置では、超音波モータの振
動子に温度検出器を設け、検出温度に基づいて駆動周波
数を制御している。
【０００３】しかしながら、このような従来の駆動制御
装置では、超音波モータに温度検出器を設置しているの
で弾性体に不正振動などが発生して超音波モータの回転
数が変動するという問題がある。
装置では、超音波モータに温度検出器を設置しているの
で弾性体に不正振動などが発生して超音波モータの回転
数が変動するという問題がある。
【０００４】本発明の目的は、超音波モータに温度検出
器を設けずに温度変化による回転数の変動を抑制するこ
とにある。
器を設けずに温度変化による回転数の変動を抑制するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】一実施例の構成を示す図
１に対応づけて請求項１の発明を説明すると、請求項１
の発明は、超音波モータ１に駆動信号を印加して駆動す
る駆動手段２を備えた超音波モータ１の駆動制御装置に
適用され、超音波モータ１の共振周波数を検出する検出
手段３と、この検出手段３で検出された共振周波数に基
づいて駆動信号の周波数および電圧を設定する制御手段
４とを備え、これにより、上記目的を達成する。また、
一実施例の構成を示す図５に対応づけて請求項２の発明
を説明すると、超音波モータの駆動制御装置の制御回路
４は、種々の共振周波数における駆動信号の周波数およ
び電圧に対する回転数および駆動電流のデータを記憶す
る記憶手段４ａを含み、検出手段３で検出された共振周
波数とデータとに基づいて所望の回転数または駆動電流
が得られる駆動信号の周波数および電圧を設定するよう
にしたものである。
１に対応づけて請求項１の発明を説明すると、請求項１
の発明は、超音波モータ１に駆動信号を印加して駆動す
る駆動手段２を備えた超音波モータ１の駆動制御装置に
適用され、超音波モータ１の共振周波数を検出する検出
手段３と、この検出手段３で検出された共振周波数に基
づいて駆動信号の周波数および電圧を設定する制御手段
４とを備え、これにより、上記目的を達成する。また、
一実施例の構成を示す図５に対応づけて請求項２の発明
を説明すると、超音波モータの駆動制御装置の制御回路
４は、種々の共振周波数における駆動信号の周波数およ
び電圧に対する回転数および駆動電流のデータを記憶す
る記憶手段４ａを含み、検出手段３で検出された共振周
波数とデータとに基づいて所望の回転数または駆動電流
が得られる駆動信号の周波数および電圧を設定するよう
にしたものである。
【０００６】
【作用】予め超音波モータ１の温度を変化させて試験を
行い、種々の共振周波数における駆動信号の周波数およ
び電圧に対する回転数および駆動電流のデータを採取し
ておき、運転時に検出された共振周波数とデータとに基
づいて所望の回転数または駆動電流が得られる駆動信号
の周波数および電圧を設定し、その駆動信号を超音波モ
ータ１に印加して駆動する。これによって、超音波モー
タに温度検出器を設けずに温度変化による回転数変動を
抑制することができる。
行い、種々の共振周波数における駆動信号の周波数およ
び電圧に対する回転数および駆動電流のデータを採取し
ておき、運転時に検出された共振周波数とデータとに基
づいて所望の回転数または駆動電流が得られる駆動信号
の周波数および電圧を設定し、その駆動信号を超音波モ
ータ１に印加して駆動する。これによって、超音波モー
タに温度検出器を設けずに温度変化による回転数変動を
抑制することができる。
【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段および作用の項では、本発明を分り
やす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。
解決するための手段および作用の項では、本発明を分り
やす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。
【０００８】
【実施例】図１は一実施例の構成を示す。この実施例で
は、回転型超音波モータを例に上げて説明する。回転型
超音波モータ１は、圧電体１ａおよびこの圧電体１ａの
励振によって進行性振動波を発生する不図示の弾性体か
ら成るステータと、このステータに加圧接触され、進行
性振動波によって回転駆動される不図示のロータとから
構成される。また、超音波モータ１の駆動制御装置は、
駆動信号を発生して圧電体１ａに設けられた入力電極１
ｂ，１ｃに印加する駆動回路２と、超音波モータ１の共
振周波数を検出する共振周波数計測回路３と、検出され
た共振周波数に基づいて超音波モータ１に印加する駆動
信号の電圧および周波数を設定し、駆動回路２へ制御信
号を出力する制御回路４とを備える。
は、回転型超音波モータを例に上げて説明する。回転型
超音波モータ１は、圧電体１ａおよびこの圧電体１ａの
励振によって進行性振動波を発生する不図示の弾性体か
ら成るステータと、このステータに加圧接触され、進行
性振動波によって回転駆動される不図示のロータとから
構成される。また、超音波モータ１の駆動制御装置は、
駆動信号を発生して圧電体１ａに設けられた入力電極１
ｂ，１ｃに印加する駆動回路２と、超音波モータ１の共
振周波数を検出する共振周波数計測回路３と、検出され
た共振周波数に基づいて超音波モータ１に印加する駆動
信号の電圧および周波数を設定し、駆動回路２へ制御信
号を出力する制御回路４とを備える。
【０００９】駆動回路２は、図２に示すように、制御回
路４の制御信号に従って周波信号を発生する発振器２ａ
と、その周波信号の位相を変える移相器２ｂと、発振器
２ａからの周波信号と移相器２ｂを介して得られた異な
る位相の周波信号とをそれぞれ増幅して駆動信号を出力
する増幅器２ｃ，２ｄとから構成され、駆動信号を超音
波モータ１の入力電極１ｂ，１ｃに印加する。
路４の制御信号に従って周波信号を発生する発振器２ａ
と、その周波信号の位相を変える移相器２ｂと、発振器
２ａからの周波信号と移相器２ｂを介して得られた異な
る位相の周波信号とをそれぞれ増幅して駆動信号を出力
する増幅器２ｃ，２ｄとから構成され、駆動信号を超音
波モータ１の入力電極１ｂ，１ｃに印加する。
【００１０】図３は共振周波数計測回路の構成を示す。
この共振周波数計測回路３は、圧電セラミック振動子の
振動状態を試験する定電圧測定回路として用いられる回
路であり、発振器３ａとピークホールド回路３ｂとから
構成される。発振器３ａの発振周波数をスキャンしなが
ら超音波モータ１のいずれかの電極に印加し、他の電極
の出力電圧をピークホールド回路３ｂへ取り込んでその
最大値を検出し、最大の出力電圧が得られる周波数を共
振周波数として制御回路４へ出力する。
この共振周波数計測回路３は、圧電セラミック振動子の
振動状態を試験する定電圧測定回路として用いられる回
路であり、発振器３ａとピークホールド回路３ｂとから
構成される。発振器３ａの発振周波数をスキャンしなが
ら超音波モータ１のいずれかの電極に印加し、他の電極
の出力電圧をピークホールド回路３ｂへ取り込んでその
最大値を検出し、最大の出力電圧が得られる周波数を共
振周波数として制御回路４へ出力する。
【００１１】図４は共振周波数計測回路の他の実施例を
示す。この共振周波数計測回路３Ａは、圧電セラミック
振動子の振動状態を試験する定電流測定回路として用い
られる回路であり、発振器３ｃとピークホールド回路３
ｄとから構成される。発振器３ｃの周波数をスキャンし
ながら超音波モータ１のいずれかの電極に印加し、超音
波モータ１に流れる駆動電流をピークホールド回路３ｄ
へ取り込んでその最大値を検出し、最大の電流が流れる
周波数を共振周波数として制御回路４へ出力する。
示す。この共振周波数計測回路３Ａは、圧電セラミック
振動子の振動状態を試験する定電流測定回路として用い
られる回路であり、発振器３ｃとピークホールド回路３
ｄとから構成される。発振器３ｃの周波数をスキャンし
ながら超音波モータ１のいずれかの電極に印加し、超音
波モータ１に流れる駆動電流をピークホールド回路３ｄ
へ取り込んでその最大値を検出し、最大の電流が流れる
周波数を共振周波数として制御回路４へ出力する。
【００１２】なお、図３，４に示す共振周波数計測回路
３，３Ａの発振器３ａ，３ｃは駆動回路２の発振器２ａ
と共通にしてもよい。また、駆動回路２の発振器２ａに
よりいずれか一方の入力電極に周波信号を印加し、他の
入力電極の出力電圧をピークホールド回路３ｂ，３ｄへ
取り込んで共振周波数を検出するようにしてもよい。
３，３Ａの発振器３ａ，３ｃは駆動回路２の発振器２ａ
と共通にしてもよい。また、駆動回路２の発振器２ａに
よりいずれか一方の入力電極に周波信号を印加し、他の
入力電極の出力電圧をピークホールド回路３ｂ，３ｄへ
取り込んで共振周波数を検出するようにしてもよい。
【００１３】図５は制御回路４の構成を示す。制御回路
４は、図６に示す駆動周波数ｆｖおよび駆動電圧Ｖに対
する回転数Ｎおよび駆動電流Ｉとの関係を記憶する記憶
回路４ａと、この記憶回路４ａの記憶内容を参照して共
振周波数計測回路３で検出された共振周波数に対応する
駆動周波数ｆｖおよび駆動電圧Ｖを演算する演算回路４
ｂとを備え、駆動回路２へ駆動周波数ｆｖと駆動電圧Ｖ
の制御信号を出力する。
４は、図６に示す駆動周波数ｆｖおよび駆動電圧Ｖに対
する回転数Ｎおよび駆動電流Ｉとの関係を記憶する記憶
回路４ａと、この記憶回路４ａの記憶内容を参照して共
振周波数計測回路３で検出された共振周波数に対応する
駆動周波数ｆｖおよび駆動電圧Ｖを演算する演算回路４
ｂとを備え、駆動回路２へ駆動周波数ｆｖと駆動電圧Ｖ
の制御信号を出力する。
【００１４】ここで、共振周波数ｆｍと駆動周波数ｆ
ｖ、駆動電圧Ｖ、回転数Ｎおよび駆動電流Ｉとの関係に
ついて説明する。図７は温度を変化させたときの超音波
モータの弾性体の振動特性を示し、図８は超音波モータ
の駆動周波数ｆｖに対する回転数Ｎの出力特性を示し、
図９は超音波モータの駆動電圧Ｖに対する回転数Ｎの出
力特性を示す。超音波モータはその温度が変化すると、
図７に示すように共振状態が変化し、共振周波数ｆｍが
変化する。今、温度がＴ１からＴ２、Ｔ３の順に高くな
ると、共振周波数もｆｍ（Ｔ１）、ｆｍ（Ｔ２）、ｆｍ
（Ｔ３）の順に高くなる。この結果、超音波モータの回
転数Ｎが変動するので、設定回転数Ｎ１を維持するため
には温度変化Ｔ１〜Ｔ３に応じて図８に示すように駆動
周波数ｆｖをｆ１からｆ３に変化させるとともに、図９
に示すように駆動電圧ＶをＶ１からＶ３に変化させなけ
ればならない。
ｖ、駆動電圧Ｖ、回転数Ｎおよび駆動電流Ｉとの関係に
ついて説明する。図７は温度を変化させたときの超音波
モータの弾性体の振動特性を示し、図８は超音波モータ
の駆動周波数ｆｖに対する回転数Ｎの出力特性を示し、
図９は超音波モータの駆動電圧Ｖに対する回転数Ｎの出
力特性を示す。超音波モータはその温度が変化すると、
図７に示すように共振状態が変化し、共振周波数ｆｍが
変化する。今、温度がＴ１からＴ２、Ｔ３の順に高くな
ると、共振周波数もｆｍ（Ｔ１）、ｆｍ（Ｔ２）、ｆｍ
（Ｔ３）の順に高くなる。この結果、超音波モータの回
転数Ｎが変動するので、設定回転数Ｎ１を維持するため
には温度変化Ｔ１〜Ｔ３に応じて図８に示すように駆動
周波数ｆｖをｆ１からｆ３に変化させるとともに、図９
に示すように駆動電圧ＶをＶ１からＶ３に変化させなけ
ればならない。
【００１５】そこで、予め超音波モータの温度を変化さ
せて試験を行い、図６に示すように、共振周波数ｆｍ
と、駆動周波数ｆｖおよび駆動電圧Ｖに対する回転数Ｎ
＝Ｆ１（ｆ１，Ｖ）および駆動電流Ｉ＝Ｆ２（ｆｖ，
Ｖ）のデータを求めておき、共振周波数計測回路３で計
測された共振周波数ｆｍに対応する特性曲線を参照して
最適な駆動周波数ｆｖ（Ｎ１）および駆動電圧Ｖを決定
するようにすれば、温度変化による回転数変動を補償す
ることができ、予め設定した設定回転数Ｎ１で超音波モ
ータを安定に駆動することができる。
せて試験を行い、図６に示すように、共振周波数ｆｍ
と、駆動周波数ｆｖおよび駆動電圧Ｖに対する回転数Ｎ
＝Ｆ１（ｆ１，Ｖ）および駆動電流Ｉ＝Ｆ２（ｆｖ，
Ｖ）のデータを求めておき、共振周波数計測回路３で計
測された共振周波数ｆｍに対応する特性曲線を参照して
最適な駆動周波数ｆｖ（Ｎ１）および駆動電圧Ｖを決定
するようにすれば、温度変化による回転数変動を補償す
ることができ、予め設定した設定回転数Ｎ１で超音波モ
ータを安定に駆動することができる。
【００１６】次に全体の動作を説明する。制御回路４に
駆動命令信号および回転数Ｎ１の回転数信号が供給され
ると、制御回路４は共振周波数計測回路３に超音波モー
タ１の共振周波数ｆｍを計測させる。制御回路４の演算
回路４ｂは、計測された共振周波数ｆｍと記憶回路４ａ
に記憶されている図６に示す特性曲線とに基づいて、超
音波モータ１の駆動周波数ｆｖ（Ｎ１）および駆動電圧
Ｖを求め、それらの制御信号を駆動回路２へ出力する。
駆動回路２はその制御信号に基づいて駆動信号を生成
し、超音波モータ１の入力電極１ｂ，１ｃに印加して駆
動する。
駆動命令信号および回転数Ｎ１の回転数信号が供給され
ると、制御回路４は共振周波数計測回路３に超音波モー
タ１の共振周波数ｆｍを計測させる。制御回路４の演算
回路４ｂは、計測された共振周波数ｆｍと記憶回路４ａ
に記憶されている図６に示す特性曲線とに基づいて、超
音波モータ１の駆動周波数ｆｖ（Ｎ１）および駆動電圧
Ｖを求め、それらの制御信号を駆動回路２へ出力する。
駆動回路２はその制御信号に基づいて駆動信号を生成
し、超音波モータ１の入力電極１ｂ，１ｃに印加して駆
動する。
【００１７】このように、予め超音波モータの温度を変
化させて試験を行い、種々の共振周波数における駆動周
波数および駆動電圧に対する回転数および駆動電流のデ
ータを採取しておき、計測して得られた共振周波数とデ
ータとに基づいて所望の回転数または駆動電流が得られ
る駆動周波数および駆動電圧を設定するようにしたの
で、超音波モータに温度検出器を設けずに温度変化によ
る回転数変動を抑制することができ、予め設定した回転
数で超音波モータを安定に駆動することができる。
化させて試験を行い、種々の共振周波数における駆動周
波数および駆動電圧に対する回転数および駆動電流のデ
ータを採取しておき、計測して得られた共振周波数とデ
ータとに基づいて所望の回転数または駆動電流が得られ
る駆動周波数および駆動電圧を設定するようにしたの
で、超音波モータに温度検出器を設けずに温度変化によ
る回転数変動を抑制することができ、予め設定した回転
数で超音波モータを安定に駆動することができる。
【００１８】なお、上記実施例では超音波モータの回転
数を制御量としたが、出力トルク、あるいは駆動信号と
検出電極の出力電圧との位相差を制御量としてもよい。
数を制御量としたが、出力トルク、あるいは駆動信号と
検出電極の出力電圧との位相差を制御量としてもよい。
【００１９】また、上記実施例では計測した超音波モー
タの共振周波数に基づいて駆動周波数および駆動電圧を
設定したが、駆動電圧を一定にして検出共振周波数に基
づいて駆動周波数だけを設定するようにしてもよい。
タの共振周波数に基づいて駆動周波数および駆動電圧を
設定したが、駆動電圧を一定にして検出共振周波数に基
づいて駆動周波数だけを設定するようにしてもよい。
【００２０】以上の実施例の構成において、駆動回路２
が駆動手段を、共振周波数計測回路３，３Ａが検出手段
を、制御回路４が制御手段を、記憶回路４ａが記憶手段
をそれぞれ構成する。
が駆動手段を、共振周波数計測回路３，３Ａが検出手段
を、制御回路４が制御手段を、記憶回路４ａが記憶手段
をそれぞれ構成する。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
音波モータの共振周波数を検出し、検出された共振周波
数に基づいて超音波モータに印加する駆動信号の周波数
および駆動電圧を設定するようにしたので、超音波モー
タに温度検出器を設けずに温度変化による回転数変動を
抑制することができ、予め設定した設定回転数で超音波
モータを安定に駆動することができる。
音波モータの共振周波数を検出し、検出された共振周波
数に基づいて超音波モータに印加する駆動信号の周波数
および駆動電圧を設定するようにしたので、超音波モー
タに温度検出器を設けずに温度変化による回転数変動を
抑制することができ、予め設定した設定回転数で超音波
モータを安定に駆動することができる。
【図１】一実施例の構成を示すブロック図。
【図２】駆動回路の構成を示すブロック図。
【図３】共振周波数計測回路の構成を示すブロック図。
【図４】他の共振周波数計測回路の構成を示すブロック
図。
図。
【図５】制御回路の構成を示すブロック図。
【図６】超音波モータの駆動周波数に対する回転数およ
び駆動電流の関係を示す図。
び駆動電流の関係を示す図。
【図７】温度を変化させたときの超音波モータの弾性体
の振動特性を示す図。
の振動特性を示す図。
【図８】超音波モータの駆動周波数に対する回転数を示
す図。
す図。
【図９】超音波モータの駆動電圧に対する回転数を示す
図。
図。
１ 超音波モータ １ａ 圧電体 １ｂ，１ｃ 入力電極 １ｄ 検出電極 ２ 駆動回路 ２ａ，３ａ，３ｃ 発振器 ２ｂ 移相器 ２ｃ，２ｄ 増幅器 ３，３Ａ 共振周波数計測回路 ３ｂ，３ｄ ピークホールド回路 ４ 制御回路 ４ａ 記憶回路 ４ｂ 演算回路
Claims (2)
- 【請求項１】 超音波モータに駆動信号を印加して駆動
する駆動手段を備えた超音波モータの駆動制御装置にお
いて、 前記超音波モータの共振周波数を検出する検出手段と、 この検出手段で検出された共振周波数に基づいて前記駆
動信号の周波数および電圧を設定する制御手段とを備え
ることを特徴とする超音波モータの駆動制御装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の超音波モータの駆動制
御装置において、 前記制御手段は、種々の共振周波数における駆動信号の
周波数および電圧に対する回転数および駆動電流のデー
タを記憶する記憶手段を含み、前記検出手段で検出され
た共振周波数と前記データとに基づいて所望の回転数ま
たは駆動電流が得られる前記駆動信号の周波数および電
圧を設定することを特徴とする超音波モータの駆動制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4217992A JPH0670558A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 超音波モータの駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4217992A JPH0670558A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 超音波モータの駆動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0670558A true JPH0670558A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=16712930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4217992A Pending JPH0670558A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 超音波モータの駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670558A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010183819A (ja) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Panasonic Corp | 駆動装置 |
| CN115885467A (zh) * | 2020-08-21 | 2023-03-31 | 株式会社村田制作所 | 驱动控制装置及超声波马达系统 |
-
1992
- 1992-08-17 JP JP4217992A patent/JPH0670558A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010183819A (ja) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Panasonic Corp | 駆動装置 |
| US8493006B2 (en) | 2009-02-09 | 2013-07-23 | Panasonic Corporation | Drive unit |
| US9197142B2 (en) | 2009-02-09 | 2015-11-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Drive unit |
| CN115885467A (zh) * | 2020-08-21 | 2023-03-31 | 株式会社村田制作所 | 驱动控制装置及超声波马达系统 |
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