JPS59178981A - 振動波モ−タの制御方法 - Google Patents
振動波モ−タの制御方法Info
- Publication number
- JPS59178981A JPS59178981A JP58051344A JP5134483A JPS59178981A JP S59178981 A JPS59178981 A JP S59178981A JP 58051344 A JP58051344 A JP 58051344A JP 5134483 A JP5134483 A JP 5134483A JP S59178981 A JPS59178981 A JP S59178981A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- speed
- output
- vibration wave
- wave motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/14—Drive circuits; Control arrangements or methods
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/14—Drive circuits; Control arrangements or methods
- H02N2/142—Small signal circuits; Means for controlling position or derived quantities, e.g. speed, torque, starting, stopping, reversing
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/14—Drive circuits; Control arrangements or methods
- H02N2/145—Large signal circuits, e.g. final stages
- H02N2/147—Multi-phase circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/163—Motors with ring stator
Landscapes
- 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】
本発明は電歪素子を駆動媒体として進行性振動波によっ
て駆動する振動波モータの駆動効率の向上を図るために
、進行性振動波の周波数を制御する方法に関する。
て駆動する振動波モータの駆動効率の向上を図るために
、進行性振動波の周波数を制御する方法に関する。
振動波モータは例えば特開昭52−29192号公報に
も開示されているように、電歪素子に交流、脈流等の周
波電圧を印加したときに生する振動運動を回転運動又は
−次元運動に変換するものである。従来の電磁モータに
比べて巻線を必要としないため、構造が簡単で小型にな
り、低速回転時にも高トルクが得られると共に慣性モー
メントが少ないという利点かあるため、最近注目されて
いる。
も開示されているように、電歪素子に交流、脈流等の周
波電圧を印加したときに生する振動運動を回転運動又は
−次元運動に変換するものである。従来の電磁モータに
比べて巻線を必要としないため、構造が簡単で小型にな
り、低速回転時にも高トルクが得られると共に慣性モー
メントが少ないという利点かあるため、最近注目されて
いる。
ところが、従来知られている振動波モータは振動運動を
回転運動等に変換するにあたり、振動体に生じた定在振
動波で、振動体と接触するロータ等の移動体を一方向に
摩擦駆動するもので、振動の往運動時には振動体と移動
体が摩擦接触し、復運動時には離れるようになっている
。そのため振動体と移動体は微小範囲で接触する構造、
即ち点もしくは線接触に近い構造でなければならず、い
きおい摩擦駆動効率の悪いものとなってしまう。
回転運動等に変換するにあたり、振動体に生じた定在振
動波で、振動体と接触するロータ等の移動体を一方向に
摩擦駆動するもので、振動の往運動時には振動体と移動
体が摩擦接触し、復運動時には離れるようになっている
。そのため振動体と移動体は微小範囲で接触する構造、
即ち点もしくは線接触に近い構造でなければならず、い
きおい摩擦駆動効率の悪いものとなってしまう。
また駆動力は一定方向に働くものであるから移動体の移
動方向は一方向のみである。逆方向に移動させるために
は、別な振動体で振動方向を機械的に切り換える必要が
ある。従って、正逆回転か可能な振動波モータを得るに
は装置が複雑になり、振動波モータの特徴である構造の
簡単さ、小型さが半減されてしまう。
動方向は一方向のみである。逆方向に移動させるために
は、別な振動体で振動方向を機械的に切り換える必要が
ある。従って、正逆回転か可能な振動波モータを得るに
は装置が複雑になり、振動波モータの特徴である構造の
簡単さ、小型さが半減されてしまう。
に記のような振動波モータの持つ欠点を解消する振動波
モータの構造が、本出願人の出願に係る特願昭57−2
06300.同219532等の明細書に開示されてい
る。
モータの構造が、本出願人の出願に係る特願昭57−2
06300.同219532等の明細書に開示されてい
る。
その概略は以下のようなものである。
第1図は振動波モータを各要素別に分解したものを示し
ている。
ている。
ヘースとなる固定体5の中心円筒部5aに振動吸収体4
、吸収体4側に電歪素子3を接着した金属の環状振動体
2、移動体1の順に嵌め込まれており、固定体5・吸収
体4・振動体2は各々相互に回転しないように取付けら
れている。振動体2に対し移動体1は自重又は図示しな
い付勢手段で圧接されモータの一体性を保っている。複
数の電歪素子3は一群の電歪素子3A、〜3A7が振動
波の波長入の2分の1のピンチで配列され、電歪素子3
A、 ・3A3・3A、・3 A 7の分極方向は同
一で、その間に位置する電歪素子3A2 ・3A、・3
A6の分極方向は逆である。従って電歪素子3A、〜3
A、は隣り合う位置のものどうしの分極方向は逆向きに
しである。別な群の電歪素子3B、〜3B7も同じく入
/2ピツチで配列されていて、隣り合う位置のものどう
しの分極方向は逆向きにしである。
、吸収体4側に電歪素子3を接着した金属の環状振動体
2、移動体1の順に嵌め込まれており、固定体5・吸収
体4・振動体2は各々相互に回転しないように取付けら
れている。振動体2に対し移動体1は自重又は図示しな
い付勢手段で圧接されモータの一体性を保っている。複
数の電歪素子3は一群の電歪素子3A、〜3A7が振動
波の波長入の2分の1のピンチで配列され、電歪素子3
A、 ・3A3・3A、・3 A 7の分極方向は同
一で、その間に位置する電歪素子3A2 ・3A、・3
A6の分極方向は逆である。従って電歪素子3A、〜3
A、は隣り合う位置のものどうしの分極方向は逆向きに
しである。別な群の電歪素子3B、〜3B7も同じく入
/2ピツチで配列されていて、隣り合う位置のものどう
しの分極方向は逆向きにしである。
電歪素子3A、〜3A7と3B、〜3 B 7の相互ピ
ッチは(n0+174)入(イ旦しn□=O1l、2.
3・・・)ずれた位相差的配列がなされる。
ッチは(n0+174)入(イ旦しn□=O1l、2.
3・・・)ずれた位相差的配列がなされる。
なお電歪素子3は複数並べず、第2図に示すように環状
の単体の素子3にし、それを前記ピッチに分極処理し分
極処理部3al〜3a5と3b。
の単体の素子3にし、それを前記ピッチに分極処理し分
極処理部3al〜3a5と3b。
〜3b5にしても良い。
電歪素子3A、〜3A7の各々には吸収体4側にリード
線11aが接続され電歪素子3B、〜3B7の各々には
リード線11bが接続され、その各々は電源6aと90
0位相器6bに接続される(第3図参照)。また金属の
振動体2にはリード線lieが接続され交流電源6aと
接続される。
線11aが接続され電歪素子3B、〜3B7の各々には
リード線11bが接続され、その各々は電源6aと90
0位相器6bに接続される(第3図参照)。また金属の
振動体2にはリード線lieが接続され交流電源6aと
接続される。
このように構成された振動波モータの動作は次のような
ものである。
ものである。
第3図は上記モータの振動波の発生状態を示している。
金属の振動体2に接着された電歪素子3A1〜3A4及
び3B、〜3B4は、説明の便宜上、隣接して現わされ
ているが、上記の入/4の位相ずれの条件を満足してい
るため、第1図に示すモータの電歪素子3A、〜3A4
及び3B、〜3B4の配列と実質的に等価なものである
。各電歪素子3A、〜3A4及び3B、〜3B4中の0
1±交流電圧が正側の周期であるとき伸び、Qは同じく
正側の周期で縮む状態になることを示している。
び3B、〜3B4は、説明の便宜上、隣接して現わされ
ているが、上記の入/4の位相ずれの条件を満足してい
るため、第1図に示すモータの電歪素子3A、〜3A4
及び3B、〜3B4の配列と実質的に等価なものである
。各電歪素子3A、〜3A4及び3B、〜3B4中の0
1±交流電圧が正側の周期であるとき伸び、Qは同じく
正側の周期で縮む状態になることを示している。
金属振動体2を電歪素子3A、〜3A4及び3B1〜B
4の一方の電極にし、電歪素子3A、〜3A4には交流
電源6aからV=Vos i nωtの交流電圧を印加
し、電歪素子3B、〜3B、Iには交流型@6aから9
00位相位相bを通して、入/4位相のずれた、V=V
os i n (ωt±π/2)の文論電圧を印加する
。式中の十又−は移動体1(本図に於て省略)を動かす
方向によって位相器6bで切り換えられるもので、+側
に切り換えると+90°位相がずれ正方向に動き、−側
に切り換えると一90°位相がずれ逆方向に動く。いま
−側に切り換えてあり電歪素子3B、〜3B、にはV=
Vosin(:ωを一π/2)の電圧が印加されるとす
る。電歪素子3A工〜3 A 4だけが電圧V=Vos
inωtにより振動した場合は同図(a)に示すような
定在波による振動が起り、電歪素子3B、〜3 B 4
だけが電圧v−v。sin (ωむ一π/2)により振
動した場合は(b)に示すような定在波による振動か起
る。北記位相のずれた二つの交流を同時に各々の電歪素
子3A、〜3A4と3B、〜3B4に印加すると振動波
は進行性になる。(イ)は時間t=2nπ/ω、(ロ)
はt−π/2ω+2nπ/ω、(ハ)はt=π/ω+2
nπ/ω、(ニ)はt=3π/2ω+2nπ/ωのとき
のもので、振動波の波面はX方向に進行する。
4の一方の電極にし、電歪素子3A、〜3A4には交流
電源6aからV=Vos i nωtの交流電圧を印加
し、電歪素子3B、〜3B、Iには交流型@6aから9
00位相位相bを通して、入/4位相のずれた、V=V
os i n (ωt±π/2)の文論電圧を印加する
。式中の十又−は移動体1(本図に於て省略)を動かす
方向によって位相器6bで切り換えられるもので、+側
に切り換えると+90°位相がずれ正方向に動き、−側
に切り換えると一90°位相がずれ逆方向に動く。いま
−側に切り換えてあり電歪素子3B、〜3B、にはV=
Vosin(:ωを一π/2)の電圧が印加されるとす
る。電歪素子3A工〜3 A 4だけが電圧V=Vos
inωtにより振動した場合は同図(a)に示すような
定在波による振動が起り、電歪素子3B、〜3 B 4
だけが電圧v−v。sin (ωむ一π/2)により振
動した場合は(b)に示すような定在波による振動か起
る。北記位相のずれた二つの交流を同時に各々の電歪素
子3A、〜3A4と3B、〜3B4に印加すると振動波
は進行性になる。(イ)は時間t=2nπ/ω、(ロ)
はt−π/2ω+2nπ/ω、(ハ)はt=π/ω+2
nπ/ω、(ニ)はt=3π/2ω+2nπ/ωのとき
のもので、振動波の波面はX方向に進行する。
このような進行性の振動波は縦波と横波を伴なっており
、第4図に示すように振動体2の質点Aについて着目す
ると、縦振幅Uと横振幅Wで反面み1方向の回転楕円運
動をしている。振動体2の表面には移動体lが加圧接触
しており振動面の頂点にだけ接触することになるから、
頂点に於ける質点A−A・・・の楕円運動の縦振幅Uの
成分に駆動され、移動体1は矢示N方向に移動する。
、第4図に示すように振動体2の質点Aについて着目す
ると、縦振幅Uと横振幅Wで反面み1方向の回転楕円運
動をしている。振動体2の表面には移動体lが加圧接触
しており振動面の頂点にだけ接触することになるから、
頂点に於ける質点A−A・・・の楕円運動の縦振幅Uの
成分に駆動され、移動体1は矢示N方向に移動する。
移動体lの摩擦駆動は振動体2の進行性振動波の波面の
頂点でなされるものであるから、頂点方向(第4図Z軸
方向)の波面が共振していることが駆動効率を向上させ
るために必要である。入力電圧の周波数f(=2πω)
とし振動体2のヤング十E−密度pI+厚さhとしてこ
れによってつくられる波の波長λとすると、f町[7丁
7Φπh/λ2なる関係がありこの関係を満足する板厚
りまた振動体2は環状であるため、進行性振動波は環に
沿って進行し、新たに起る波と周長πDか波長入のn倍
(nは自然数)即ちn入=πDのとき共振する。
頂点でなされるものであるから、頂点方向(第4図Z軸
方向)の波面が共振していることが駆動効率を向上させ
るために必要である。入力電圧の周波数f(=2πω)
とし振動体2のヤング十E−密度pI+厚さhとしてこ
れによってつくられる波の波長λとすると、f町[7丁
7Φπh/λ2なる関係がありこの関係を満足する板厚
りまた振動体2は環状であるため、進行性振動波は環に
沿って進行し、新たに起る波と周長πDか波長入のn倍
(nは自然数)即ちn入=πDのとき共振する。
このような振動波モータの駆動効率を良くするためには
振動体の板厚や環径等諸々の条件を加味して印加周波電
圧の周波数を制御する必要かある。
振動体の板厚や環径等諸々の条件を加味して印加周波電
圧の周波数を制御する必要かある。
しかしながら、・一度調整してもモータ自体の温度変化
や発振回路の温度変化により、共振周波数がずれてきた
り、モータの経時的な疲労例えば振動体の摩耗等で共振
周波数が異なって来る場合がある。
や発振回路の温度変化により、共振周波数がずれてきた
り、モータの経時的な疲労例えば振動体の摩耗等で共振
周波数が異なって来る場合がある。
また製造工程では、周波数の調整工程が加わることによ
りコスト的にも問題がある。
りコスト的にも問題がある。
−・方、周波数の調整は振動波モータの回転速度が最も
速くなるとき、最適な共振周波数として制御することが
好ましい。
速くなるとき、最適な共振周波数として制御することが
好ましい。
本発明は、上記のような事実に鑑みなされたもので、振
動体2を接触させた電歪素子3に周波電圧を印加して該
振動体2に生ずる進行性振動波によって、該振動体2と
接触させた移動体lを駆動させる振動波モータの印加周
波電圧を、ステップ(イ)から(チ)を経て出力される
周波数に、制j卸することを要旨とするものである。
動体2を接触させた電歪素子3に周波電圧を印加して該
振動体2に生ずる進行性振動波によって、該振動体2と
接触させた移動体lを駆動させる振動波モータの印加周
波電圧を、ステップ(イ)から(チ)を経て出力される
周波数に、制j卸することを要旨とするものである。
各ステップの相互関連は第7図のフローチャートに示し
である。
である。
同フローチャートのステップ(イ)では先ず振動波モー
タの電歪素子に印加する周波電圧を初期、役定する。ス
テップ(ロ)では回転している振動波モータの移動体1
の回転速度が非常に低速であったり停止している状態で
あったりしているか否かを判別する。低速乃至停止状態
のときはステップ(へ)に進む。ある程度以上の速度で
回転しているときはステップ(ハ)に進み速度を算出す
る。
タの電歪素子に印加する周波電圧を初期、役定する。ス
テップ(ロ)では回転している振動波モータの移動体1
の回転速度が非常に低速であったり停止している状態で
あったりしているか否かを判別する。低速乃至停止状態
のときはステップ(へ)に進む。ある程度以上の速度で
回転しているときはステップ(ハ)に進み速度を算出す
る。
吹いでステップ(ニ)では算出された速度の遅速を比較
する。初期設定した周波数での算出速度はやめ定めた基
準速度と比較し、順次変動させて設定した周波数での算
出速度は変動前の周波数での算出速度と比較し、小さい
場合はステ・ンプ(へ)に進み大きい場合はステ・ンプ
(ホ)に進む。ステップ(ホ)では算出速度での周波数
値をストアする。
する。初期設定した周波数での算出速度はやめ定めた基
準速度と比較し、順次変動させて設定した周波数での算
出速度は変動前の周波数での算出速度と比較し、小さい
場合はステ・ンプ(へ)に進み大きい場合はステ・ンプ
(ホ)に進む。ステップ(ホ)では算出速度での周波数
値をストアする。
従って次々と更新され、ストアされてゆく周波数値は速
度がより大きくなる場合だけである。
度がより大きくなる場合だけである。
ステップ(へ)は(ロ)、(ニ)、(ホ)のいずれかの
ステップから進行してきて周波数変動可能な範囲の変動
を終ったか否かを判別する。終っていなければステップ
(ト)でさらに周波数を変動させてステップ(ロ)以下
を繰り返す。終っていればストアされている周波数をス
テップ(チ)で出力する。このときの周波数での速度は
最高速度のものとなる。
ステップから進行してきて周波数変動可能な範囲の変動
を終ったか否かを判別する。終っていなければステップ
(ト)でさらに周波数を変動させてステップ(ロ)以下
を繰り返す。終っていればストアされている周波数をス
テップ(チ)で出力する。このときの周波数での速度は
最高速度のものとなる。
この制御方法を実施する装箔の回路例か第5図に示しで
ある。
ある。
同図で、CPUはマイクロコンピュータ、DFl−D
F 3はDタイプのフリップフロップ回路、DF4はD
タイプのフリップフロップ4個からなり出力制御可能な
回路、DF5はDタイプのフリップフロップ3個からな
る回路、BFはI・ライステートバッファ、C1はカウ
ンタ、CG1はクロ、クセネレータ、G1・62はナン
ドケ−1・、G3−04はエクスクル−シブオアゲート
、G5はオアゲート、■1〜I8はインバータ、Dl・
D2は分周器、ASはアナログマルチプレクサ、RO−
R14は抵抗、CAP l −CAP 2はコンデンサ
、Tri〜Tr8はトランジスタである。3A・3Bは
電歪素子で、振動波モータに夫々複数設置、されたもの
のうぢ(第1図の3A、〜3A7・3B、〜3B、、)
、一つづつを示しである。11は回転クシ歯スイッチで
ロータ(移動体)1に設けられたクシ歯電極12にブン
シ電極13が接触しロータ1の回転に従い開閉する構造
である。
F 3はDタイプのフリップフロップ回路、DF4はD
タイプのフリップフロップ4個からなり出力制御可能な
回路、DF5はDタイプのフリップフロップ3個からな
る回路、BFはI・ライステートバッファ、C1はカウ
ンタ、CG1はクロ、クセネレータ、G1・62はナン
ドケ−1・、G3−04はエクスクル−シブオアゲート
、G5はオアゲート、■1〜I8はインバータ、Dl・
D2は分周器、ASはアナログマルチプレクサ、RO−
R14は抵抗、CAP l −CAP 2はコンデンサ
、Tri〜Tr8はトランジスタである。3A・3Bは
電歪素子で、振動波モータに夫々複数設置、されたもの
のうぢ(第1図の3A、〜3A7・3B、〜3B、、)
、一つづつを示しである。11は回転クシ歯スイッチで
ロータ(移動体)1に設けられたクシ歯電極12にブン
シ電極13が接触しロータ1の回転に従い開閉する構造
である。
インバータI3・14、コンデンサCAP l、その値
が順次大きくなる抵抗RO−R4はクロックゼネレータ
CG2を形成する。アナログマルチプレクサAsはAO
−A2のデジタル人力によりXo−X4のいずれかを選
択しX端子との導通を行う。従ってデジタル信号により
抵抗RO−R4か選択され、クロックゼネレータCG2
の出力CLKは、異った周波数での発振出力となる。分
周器Di−D2はクッロク出力CLKの立上がりにより
夫々1段の分周を行う。分周器D2がインノ\−タ■5
を介しているため、分周器D1とD2の出力は夫々第6
図で示す位相のずれたACLKとBCLKの波形出力に
なる。
が順次大きくなる抵抗RO−R4はクロックゼネレータ
CG2を形成する。アナログマルチプレクサAsはAO
−A2のデジタル人力によりXo−X4のいずれかを選
択しX端子との導通を行う。従ってデジタル信号により
抵抗RO−R4か選択され、クロックゼネレータCG2
の出力CLKは、異った周波数での発振出力となる。分
周器Di−D2はクッロク出力CLKの立上がりにより
夫々1段の分周を行う。分周器D2がインノ\−タ■5
を介しているため、分周器D1とD2の出力は夫々第6
図で示す位相のずれたACLKとBCLKの波形出力に
なる。
この波形の出力が夫々ドライ八回路DRI・DR2に入
力する。ドライ/へ回路DRIは出力波形ACLKによ
って動作するプッシュプル回路からなり、電歪素子3A
に周波電圧を印加する。ドライバ回路DR2は出力波形
BCLKによって、同□様に電歪素子3Bに1/4波長
位相のずれた周波電圧を印加する。
力する。ドライ/へ回路DRIは出力波形ACLKによ
って動作するプッシュプル回路からなり、電歪素子3A
に周波電圧を印加する。ドライバ回路DR2は出力波形
BCLKによって、同□様に電歪素子3Bに1/4波長
位相のずれた周波電圧を印加する。
フリップフロップDF1・DF2−DF3はシフトレジ
スタとして作用し、それらのクロンク人力CPはクロッ
クゼネレータCGIと接続ξれブラシ13からの信号を
クロックの立りかりで順次ソフトさせる。カウンタC1
はクロックゼネレータCGIからのクロンクをカウント
する。
スタとして作用し、それらのクロンク人力CPはクロッ
クゼネレータCGIと接続ξれブラシ13からの信号を
クロックの立りかりで順次ソフトさせる。カウンタC1
はクロックゼネレータCGIからのクロンクをカウント
する。
フリップフロップDF4の出力はトライステートとなっ
ていて、端子OE’のL入力で端子QO〜Q3に出力信
号が発生する。
ていて、端子OE’のL入力で端子QO〜Q3に出力信
号が発生する。
フリツプフロツプDF2の入力と出力に接続されている
イクスクルーシブオアゲートG4の出力の立上がりでフ
リップフロ、プDF4の人力り。
イクスクルーシブオアゲートG4の出力の立上がりでフ
リップフロ、プDF4の人力り。
〜D3はラッチされ、フリップフロップDF3の入力と
出力に接続されているイクスクルーシソオアゲートG3
の出力がHになると、オアゲートG5を介してカウンタ
C1はリセットごれる。
出力に接続されているイクスクルーシソオアゲートG3
の出力がHになると、オアゲートG5を介してカウンタ
C1はリセットごれる。
つまりこの動作は、ブラシ13からの開閉信号が変化す
ると、その直後にカウンタC1の内容のうちQ3〜Q6
の出力がフリツプフロツプDF4にラッチされ、その直
後にカウンタC1がリセントされ、次にリセントが解除
され、カウンタC1は丙びカウントを開始する。この動
作は、ブラシ13からの信号が変化する毎に行われる。
ると、その直後にカウンタC1の内容のうちQ3〜Q6
の出力がフリツプフロツプDF4にラッチされ、その直
後にカウンタC1がリセントされ、次にリセントが解除
され、カウンタC1は丙びカウントを開始する。この動
作は、ブラシ13からの信号が変化する毎に行われる。
−フリップフロップDF3の出力Q及び゛カウンタC1
の最−1−位ピント出力Q7はトライステートバッファ
BFの入力Xi、XOに加えられ、/<・ンファBFは
OEのL入力でYl、YOに出力する。フリップフロラ
7’DF4、/ヘッファBFの出力はマイクロコンピュ
ータ−CP、Uのデータ/へスラインDBO−1)R3
に接続される。CPUが外部入力からデータを読む際に
出力されるリード信号RDがLになり、アドレス信号A
OかLの場合はナンドゲー)G2の出力がLになり、バ
ッファBFのOEにL信号が入力する。アドレス信号A
OかHの場合は、ナンドケーl−G 1の出力がLにな
りフリップフロップDF4の端子OEに入力し、出力Q
O−Q3の信号がCPUに読み込まれる。
の最−1−位ピント出力Q7はトライステートバッファ
BFの入力Xi、XOに加えられ、/<・ンファBFは
OEのL入力でYl、YOに出力する。フリップフロラ
7’DF4、/ヘッファBFの出力はマイクロコンピュ
ータ−CP、Uのデータ/へスラインDBO−1)R3
に接続される。CPUが外部入力からデータを読む際に
出力されるリード信号RDがLになり、アドレス信号A
OかLの場合はナンドゲー)G2の出力がLになり、バ
ッファBFのOEにL信号が入力する。アドレス信号A
OかHの場合は、ナンドケーl−G 1の出力がLにな
りフリップフロップDF4の端子OEに入力し、出力Q
O−Q3の信号がCPUに読み込まれる。
CPUか、外部に出力をすると−5は、ライト信号WR
がLになるので、フリップフロップDF5は、CPUの
データバス信号をランチする。フリップフロップDF5
の出力はアナログマルチプレクサASに入力し、抵抗R
O−R4のうち一つを選択する。
がLになるので、フリップフロップDF5は、CPUの
データバス信号をランチする。フリップフロップDF5
の出力はアナログマルチプレクサASに入力し、抵抗R
O−R4のうち一つを選択する。
なお、WR倍信号インパータエ6、オアゲートG5を介
して、カウンタC1をリセットする。またRe端子には
コンデンサCAP2と抵抗R6からなる積分回路が接続
され電源投入時にCPUをリセットする。
して、カウンタC1をリセットする。またRe端子には
コンデンサCAP2と抵抗R6からなる積分回路が接続
され電源投入時にCPUをリセットする。
以上の回路動作手順の実施例を、第8図のプログラムフ
a−チャートを参照して、説明する。
a−チャートを参照して、説明する。
電源を投入するとマイクロコンピユー乞CPUのリセッ
トがかかりプログラムカウンタはOになるため、プログ
ラムはフローチャートの上からスタートする。
トがかかりプログラムカウンタはOになるため、プログ
ラムはフローチャートの上からスタートする。
まず、変数Kを0に初期設定し、レジスタRG1の内容
を4ビツトでの最大値15に設定する(K=0、RG1
=15)。なおこのレジスタRGlの値は大きいほど速
度が遅いことになる。
を4ビツトでの最大値15に設定する(K=0、RG1
=15)。なおこのレジスタRGlの値は大きいほど速
度が遅いことになる。
このKの値をデータバスに出力する(OUTK)。今に
=Oであるからフリ、プフロップDF5の値はOとなり
、アナログマルチプレクサASによって抵抗ROが選択
される。抵抗ROの値は抵抗RO−R4のうち最も小さ
いため、出力波CLKは最大周波数となる。
=Oであるからフリ、プフロップDF5の値はOとなり
、アナログマルチプレクサASによって抵抗ROが選択
される。抵抗ROの値は抵抗RO−R4のうち最も小さ
いため、出力波CLKは最大周波数となる。
このとき、CPUのライト信号WRはイン/<−タI6
とオアゲートG5を通ってカウンタC1をリセットする
。
とオアゲートG5を通ってカウンタC1をリセットする
。
次に、アドレスOのポート入力をする(INFUT
ADO)。このときCPUの出力AOはLとなっている
ので、八ツファBFの出力がデータバスを介してCPU
に入力される。次にそのデータのbitlが−0か1か
の判別をする。つまりフリップフロップDF3のQ出力
の判別であり、bitlが0のとき、即ちブラシ13が
電極12と接しているときはプログラムはVATに進行
する。次に前にINPUT ADOで入力した値のb
itoを判別する。bitoは、カウンタC1のQ7出
力で、最初のリセット直後はいまだOであるからINI
にプログラムはもどる。
ADO)。このときCPUの出力AOはLとなっている
ので、八ツファBFの出力がデータバスを介してCPU
に入力される。次にそのデータのbitlが−0か1か
の判別をする。つまりフリップフロップDF3のQ出力
の判別であり、bitlが0のとき、即ちブラシ13が
電極12と接しているときはプログラムはVATに進行
する。次に前にINPUT ADOで入力した値のb
itoを判別する。bitoは、カウンタC1のQ7出
力で、最初のリセット直後はいまだOであるからINI
にプログラムはもどる。
プログラムは、このループをくり返している間、振動波
モータが回転し、ブラシ13と電極12の接触がしない
位置になると、即ちスイッチ11が開の状態になると、
フリップフロップDFI〜DF3の遅延時間後/ヘツフ
ァBFのY1出力はHになるので、プロゲラ1、はルー
プから抜は出し、IN2に進む。
モータが回転し、ブラシ13と電極12の接触がしない
位置になると、即ちスイッチ11が開の状態になると、
フリップフロップDFI〜DF3の遅延時間後/ヘツフ
ァBFのY1出力はHになるので、プロゲラ1、はルー
プから抜は出し、IN2に進む。
IN2では、再びアドレスOのポート入力を行い(I
NPUT ADO)、bitOの判別を行う。この分
岐命令及びVATの分岐命令は振動波モータが停止ある
いは非常に低速度になっている状態を検出するものであ
り、カウンタC1が最上位ビットQ7までカウントする
と、Q7端子がHになる為、bitoが1と検出されプ
ログラムはNX”llこジャンプする。すなわちこの命
令は低速を検出して、モータを最高速度に制御するまで
の時間の無駄を省くことにある。
NPUT ADO)、bitOの判別を行う。この分
岐命令及びVATの分岐命令は振動波モータが停止ある
いは非常に低速度になっている状態を検出するものであ
り、カウンタC1が最上位ビットQ7までカウントする
と、Q7端子がHになる為、bitoが1と検出されプ
ログラムはNX”llこジャンプする。すなわちこの命
令は低速を検出して、モータを最高速度に制御するまで
の時間の無駄を省くことにある。
次にIN2で入力したデータのbit lを検出する。
すなわち、ブラシ13は電極12の次の接点と接触する
まで再びIN2までのループを繰り返す、bitlはO
になると、IN3にプログラムは進行し、アドレス1の
ポート入力を行う。
まで再びIN2までのループを繰り返す、bitlはO
になると、IN3にプログラムは進行し、アドレス1の
ポート入力を行う。
(I NPUT AD 1)。ここでは、フリップフ
ロップDF4の出力を読み込む。
ロップDF4の出力を読み込む。
前述した様にフリップフロップDF4は、カウンタC1
の出力をQ3〜Q6をブラシ13の信号が変化した直後
にラッチするので、スイッチ11が開状態の時間に対応
する値をCPUに入力させることができる。
の出力をQ3〜Q6をブラシ13の信号が変化した直後
にラッチするので、スイッチ11が開状態の時間に対応
する値をCPUに入力させることができる。
IN3で入力した値(DATA)とレジスタRG1の値
を比較する。当初RG1=15であるから、DATAが
15より小さいはずであり、プログラムはMNに進行す
る。ここではDATAをレジスタRGIストアしくDA
TA−RG 1)、に値をレジスタRG2にストアする
(K→RG2)。
を比較する。当初RG1=15であるから、DATAが
15より小さいはずであり、プログラムはMNに進行す
る。ここではDATAをレジスタRGIストアしくDA
TA−RG 1)、に値をレジスタRG2にストアする
(K→RG2)。
プログラムはNXTに進み、K値をインクリメントする
(K+I−K)。もし、DATAがレジスタRGIの内
容より大きいか等しくなったときは、レジスタRG l
@RG2の内容はそのままでプログラムはNXTに進
む。
(K+I−K)。もし、DATAがレジスタRGIの内
容より大きいか等しくなったときは、レジスタRG l
@RG2の内容はそのままでプログラムはNXTに進
む。
次にに値が5であるかどうかを判別する。今には1にな
っているので、再びプログラムはFSTに戻る。Kを1
、即ち抵抗R1を新に選択して、同様のプログラムを進
行させる。
っているので、再びプログラムはFSTに戻る。Kを1
、即ち抵抗R1を新に選択して、同様のプログラムを進
行させる。
このようにして、振動波モータを回転させつつ抵抗RO
〜R4を逐次選択し、印加電圧の周波数ヲ少シツつ減少
させてゆく。
〜R4を逐次選択し、印加電圧の周波数ヲ少シツつ減少
させてゆく。
変数Kか5になると、レジスタRGIには振動波モータ
が、最高速度になったときの速度に対応したカウント(
aが、レジスタRG2にはそのときのに値が夫々記憶さ
れている。
が、最高速度になったときの速度に対応したカウント(
aが、レジスタRG2にはそのときのに値が夫々記憶さ
れている。
従ってに=5の分岐命令でFNSへプログラムは進行し
、レジスタRG2の値を出力することによって、抵抗R
O−P4のうちから、振動波モータが最高速度になるよ
うな抵抗を選択して、クロックゼネレータCG2の出力
CLKを制御してプログラムは終了する。
、レジスタRG2の値を出力することによって、抵抗R
O−P4のうちから、振動波モータが最高速度になるよ
うな抵抗を選択して、クロックゼネレータCG2の出力
CLKを制御してプログラムは終了する。
制御された出力CLKによって、分周器DI・D2が動
作する。分周器Diの出力ACLK、分周器D2の出力
BCLKに従った周波゛電圧が夫々ドライ/久回路DR
I@DR2に、よって電歪素子3A・3Bに印加される
。
作する。分周器Diの出力ACLK、分周器D2の出力
BCLKに従った周波゛電圧が夫々ドライ/久回路DR
I@DR2に、よって電歪素子3A・3Bに印加される
。
このときの周波電圧の周波数は振動体の形状・大きさに
対し最適の共振状態となるように制御され、モータの速
度は最高となり駆動効率は極めて高いものとなる。
対し最適の共振状態となるように制御され、モータの速
度は最高となり駆動効率は極めて高いものとなる。
この制御はモータの駆動開始時に行われるため、駆動の
都度使用条件が変わる場合であっても常に最適の状態で
制御されることになる。また、製造時に周波数の微調整
をする必要がなくなり製造工程の短縮が図れることにな
る。また、駆動速度が低速又は停止状態のときは、すみ
やかに周波数を変動させるため、最高速度を出力するま
でに短面間で済むという利点がある。
都度使用条件が変わる場合であっても常に最適の状態で
制御されることになる。また、製造時に周波数の微調整
をする必要がなくなり製造工程の短縮が図れることにな
る。また、駆動速度が低速又は停止状態のときは、すみ
やかに周波数を変動させるため、最高速度を出力するま
でに短面間で済むという利点がある。
上記実施例ではモータの速度信号の出力手段として、回
転クシ歯スイッチのものを例示したが光学パターンと受
光素子を用いた光電変模式のもの、磁性・体パターンと
ホール素子とを用いた磁電変換式のものによって速度信
号を出すこともできる。
転クシ歯スイッチのものを例示したが光学パターンと受
光素子を用いた光電変模式のもの、磁性・体パターンと
ホール素子とを用いた磁電変換式のものによって速度信
号を出すこともできる。
速度測定はカウンタを使用して行ったが、ブラシからの
信号をそのままマイクロコンピュータに入力し、プログ
ラムにおいてソフト的に時間演算を行うことも可能で、
速度測定はハード的なカウンタに限定されるものではな
い。
信号をそのままマイクロコンピュータに入力し、プログ
ラムにおいてソフト的に時間演算を行うことも可能で、
速度測定はハード的なカウンタに限定されるものではな
い。
また、」二記の分周器の出力波形は第6図に示すような
方形波ACLK−BCLKに限らず、正弦波を加えても
振動波モータは作動する。
方形波ACLK−BCLKに限らず、正弦波を加えても
振動波モータは作動する。
第8図は振動波モータをカメラのオートフォーカスレン
ズの駆動に使用した場合の応用例を示すものでありオー
トフォーカス回路101は特開昭55−155337号
公報に記載された公知のものであるから説明を省略する
。
ズの駆動に使用した場合の応用例を示すものでありオー
トフォーカス回路101は特開昭55−155337号
公報に記載された公知のものであるから説明を省略する
。
この回路は第5図に示した回路にオートフォーカス回路
101と選択ゲートG1oとGllを付加したものであ
る。
101と選択ゲートG1oとGllを付加したものであ
る。
合焦時にはコンパレータ59.6oのいずれの出力もL
レベルであり、非合焦時には、どちらかのコンパレータ
の出力がHレベルになるので、その出力が、アンドケー
)G12−G13とオアゲ−l−G 14からなる選択
ゲートG1o、又はアンドゲートG15争G16とオア
ゲートG17からなる選択ゲー)Gllに入力されて、
振動波モータMは、正転あるいは逆転する。オアゲー)
G18の出力STはモータ駆動時にHになり、この信号
はマイクロコンピュータCPUの5TOP端子に入力さ
れる。5TOP端子がLレベルであると、CPUはプロ
グラム進行をせずにホールト状態となるため、プログラ
ムが進行するのは電源投入後最初のモータ駆動時となる
。
レベルであり、非合焦時には、どちらかのコンパレータ
の出力がHレベルになるので、その出力が、アンドケー
)G12−G13とオアゲ−l−G 14からなる選択
ゲートG1o、又はアンドゲートG15争G16とオア
ゲートG17からなる選択ゲー)Gllに入力されて、
振動波モータMは、正転あるいは逆転する。オアゲー)
G18の出力STはモータ駆動時にHになり、この信号
はマイクロコンピュータCPUの5TOP端子に入力さ
れる。5TOP端子がLレベルであると、CPUはプロ
グラム進行をせずにホールト状態となるため、プログラ
ムが進行するのは電源投入後最初のモータ駆動時となる
。
尚振動波モータを使用する応用例はこのようなオートフ
ォーカスに限られるものではなく、例えばカメラにおい
ては、絞り制御やフィルム駆動等に応用されるものであ
る。
ォーカスに限られるものではなく、例えばカメラにおい
ては、絞り制御やフィルム駆動等に応用されるものであ
る。
第1図は振動波モータの分解斜視図、第2図は電歪素子
の実施例の平面図、第3図・・第4図は振動波モータの
駆動原理説明図、第5図は振動波モータの駆動制御回路
図、第6図は分周器の出力波形を説明する図、第7図は
本発明の各ステップ′を説明するフローチャート図、第
8図は実施例の制御回路の動作手順を示すフローチャー
ト図、第9図は振動波モータをカメラのオートフォーカ
ス機構に応用した場合の制御回路図である。 ■は移動体、2は振動体、3は電歪素子、11はクシ歯
スイッチ、CGI・CG2はクロックゼネレータ、CP
Uは“マイクロコンピュータ、(イ)〜(チ)は本発明
の方法の各ステップである。 第8図 第9図 07 Q;l
の実施例の平面図、第3図・・第4図は振動波モータの
駆動原理説明図、第5図は振動波モータの駆動制御回路
図、第6図は分周器の出力波形を説明する図、第7図は
本発明の各ステップ′を説明するフローチャート図、第
8図は実施例の制御回路の動作手順を示すフローチャー
ト図、第9図は振動波モータをカメラのオートフォーカ
ス機構に応用した場合の制御回路図である。 ■は移動体、2は振動体、3は電歪素子、11はクシ歯
スイッチ、CGI・CG2はクロックゼネレータ、CP
Uは“マイクロコンピュータ、(イ)〜(チ)は本発明
の方法の各ステップである。 第8図 第9図 07 Q;l
Claims (1)
- (1)振動体を接触させた電歪素子に周波電圧を印加し
て、該振動体に生ずる進行性振動波によって、該振動体
と接触させた移動体を駆動させる振動波モータの印加周
波電圧を、 初期設定した又は変動させて設定した各周波数での移動
体の速度が低速乃至停止状態を検出した場合はただちに
設定周波数を変動させ、検出しなかった場合は速度を算
出し、各9出速度を比較し、より高速になる周波数値だ
けを記憶してから、周波数を変動させ、周波数変動Of
能な範囲について変動させた後、記憶されている周波数
に、制御することを特徴とする振動波モータのflj制
御力法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58051344A JPS59178981A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 振動波モ−タの制御方法 |
| DE3448414A DE3448414C3 (de) | 1983-02-23 | 1984-02-22 | Vibrationswellenantriebseinrichtung |
| DE19843406408 DE3406408A1 (de) | 1983-02-23 | 1984-02-22 | Einrichtung und verfahren zum steuern eines vibrationswellenmotors |
| US08/479,821 US5500578A (en) | 1983-02-23 | 1995-06-07 | Controller for a vibration wave motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58051344A JPS59178981A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 振動波モ−タの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59178981A true JPS59178981A (ja) | 1984-10-11 |
Family
ID=12884309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58051344A Pending JPS59178981A (ja) | 1983-02-23 | 1983-03-25 | 振動波モ−タの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59178981A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6311073A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-18 | Canon Inc | 振動波により駆動される振動波モータ |
| JPS63209482A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-31 | Canon Inc | 振動型駆動装置用制御回路 |
| JP2013198189A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Nikon Corp | 振動アクチュエータの駆動装置、レンズ鏡筒 |
| US9366940B2 (en) | 2012-02-28 | 2016-06-14 | Nikon Corporation | Drive apparatus, drive method, and optical device |
-
1983
- 1983-03-25 JP JP58051344A patent/JPS59178981A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6311073A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-18 | Canon Inc | 振動波により駆動される振動波モータ |
| JPS63209482A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-31 | Canon Inc | 振動型駆動装置用制御回路 |
| US9366940B2 (en) | 2012-02-28 | 2016-06-14 | Nikon Corporation | Drive apparatus, drive method, and optical device |
| US9869921B2 (en) | 2012-02-28 | 2018-01-16 | Nikon Corporation | Drive apparatus, drive method, and optical device |
| US10871700B2 (en) | 2012-02-28 | 2020-12-22 | Nikon Corporation | Drive apparatus, drive method, and optical device |
| JP2013198189A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Nikon Corp | 振動アクチュエータの駆動装置、レンズ鏡筒 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5500578A (en) | Controller for a vibration wave motor | |
| JPH0477553B2 (ja) | ||
| JPH01283073A (ja) | 振動型アクチュエーター装置 | |
| JPH0518082B2 (ja) | ||
| JPS59156169A (ja) | 振動波モーター用制御回路 | |
| JPS59156168A (ja) | 振動波モ−タの制御装置 | |
| Chen et al. | An articulated finger driven by single-mode piezoelectric actuator for compact and high-precision robot hand | |
| JPS59178981A (ja) | 振動波モ−タの制御方法 | |
| JPS59178984A (ja) | 振動波モ−タの制御装置 | |
| JPS59101608A (ja) | 駆動装置 | |
| JP3768665B2 (ja) | 周波信号生成回路及び振動型アクチュエータの駆動装置 | |
| JPS59178982A (ja) | 振動波モ−タの制御方法 | |
| JPH0514510B2 (ja) | ||
| JPH0472470B2 (ja) | ||
| JPS59110388A (ja) | 振動波モ−タ | |
| JPS59178983A (ja) | 振動波モ−タの制御方法 | |
| JP2614308B2 (ja) | 振動波モータの制御装置 | |
| JP2683209B2 (ja) | 進行性振動波モーター | |
| JP2683212B2 (ja) | 振動波モーターの制御装置 | |
| JP2683213B2 (ja) | 振動波モーター | |
| JP2683211B2 (ja) | 振動波モーターの制御装置 | |
| JP2683210B2 (ja) | 振動波モータ | |
| JPH05276775A (ja) | サーボモータの回転数計数回路 | |
| JP3238578B2 (ja) | 超音波モータおよび超音波モータ付電子機器 | |
| JPH0466007B2 (ja) |