JPS59178984A - 振動波モ−タの制御装置 - Google Patents
振動波モ−タの制御装置Info
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- JPS59178984A JPS59178984A JP58051347A JP5134783A JPS59178984A JP S59178984 A JPS59178984 A JP S59178984A JP 58051347 A JP58051347 A JP 58051347A JP 5134783 A JP5134783 A JP 5134783A JP S59178984 A JPS59178984 A JP S59178984A
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- output
- vibration wave
- wave motor
- sequentially
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-
- 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
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装置に関する。
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装置に関する。
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ずる振動運動を回転運動又は
−次元連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
メントか少ないという利点があるため、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ずる振動運動を回転運動又は
−次元連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
メントか少ないという利点があるため、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、復辻動時には離れるようになっている。
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、復辻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S
おい摩擦駆動効率の悪いものとなってしまう。
ち点もしくは線接触に近い構造でなければならず、いS
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y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、正逆回転が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y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、正逆回転が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。
1−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48願昭57
〜2013300、同219532等の明細書に開示さ
れている。
波モータの構造が、本出願人の出願に係る48願昭57
〜2013300、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。
ベースとなる固定体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のピッチで配列され、電歪素子3
A、・3A3 ・3 A s・3A7の分極方向は同一
で、その間に位置する電歪素子3A、・3A 71’
3 A bの分極方向は逆である。従って′電歪素子3
A、〜3A7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
同しく入/2ピン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のピッチで配列され、電歪素子3
A、・3A3 ・3 A s・3A7の分極方向は同一
で、その間に位置する電歪素子3A、・3A 71’
3 A bの分極方向は逆である。従って′電歪素子3
A、〜3A7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
同しく入/2ピン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、〜3A、と3B、〜3B7の相互ピッチ
は(no+1/4)λ(但しno=0、l、2.3・・
・)ずれた位相差的配列がなされる。
は(no+1/4)λ(但しno=0、l、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3a、〜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3a、〜3a5と3b。
〜3 b r、にしても良い。
電歪素子3A、〜3A、の各々には吸収体4側にリート
線11aが接続され電歪素P3B1〜3B7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ILc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P3B1〜3B7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ILc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図はに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3A、〜3A4及
び3B、〜3B、は、説明の便宜−1−1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、〜3
A、及び3B、〜3 B 4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、〜3B
4中の○は交流電圧が正側の周期であるとき伸び、○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、〜3B、は、説明の便宜−1−1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、〜3
A、及び3B、〜3 B 4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、〜3B
4中の○は交流電圧が正側の周期であるとき伸び、○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、〜3 A 4及び3B
+ −B 4の一方の電極にし、電歪素子3A、〜3
A、Iには交流電源6aからV=Vo s i nωt
の交流電圧を印加し、電歪素子3 B 1〜3 B 4
には交流電源6aから900位相器6bを通して、入/
4位相のずれたV−V、)sin(ωし±π/2)の交
流電圧を印加する。式中の十又−は移動体l(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。
+ −B 4の一方の電極にし、電歪素子3A、〜3
A、Iには交流電源6aからV=Vo s i nωt
の交流電圧を印加し、電歪素子3 B 1〜3 B 4
には交流電源6aから900位相器6bを通して、入/
4位相のずれたV−V、)sin(ωし±π/2)の交
流電圧を印加する。式中の十又−は移動体l(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3B1〜3B4には
’V=VOsin(ωt−π/2)の゛電圧が印加され
るとする。電歪素子3A、〜3A4だけが電圧V=V□
sinωt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、〜3B4
だけか電圧■−vOsin (ωを一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が起
る。上記位相のずれた二つの交流を回持に各々の電歪素
子3 A I〜3A4と3B、〜3 B 4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、 (/\)は
L−π/ω+2nπ/ω、(ニ)はt=3π/2ω+2
nπ/ωのときのもので、振動波の波面はX方向に進行
する。
’V=VOsin(ωt−π/2)の゛電圧が印加され
るとする。電歪素子3A、〜3A4だけが電圧V=V□
sinωt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、〜3B4
だけか電圧■−vOsin (ωを一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が起
る。上記位相のずれた二つの交流を回持に各々の電歪素
子3 A I〜3A4と3B、〜3 B 4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、 (/\)は
L−π/ω+2nπ/ω、(ニ)はt=3π/2ω+2
nπ/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[1
すると、縦振@Uと横振幅Wで反面、i1力向の回転楕
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l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[1
すると、縦振@Uと横振幅Wで反面、i1力向の回転楕
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lは矢示N方向に移動する
。
移動体1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416
Z軸方向)の波面が共振していることか駆動効率を向」
−させるために8黄である。入力端子の周波数f(=2
πω)とじ侃動体2のヤング率E◆雀度ρ・厚さhとし
てこれによってつくられる波の波長入とすると、f−(
i=/ 3 p・πh/λ2なる関係がありこの関係を
満足する板厚りで共振することになる。
頂点でなされるものであるから、頂点方向(第416
Z軸方向)の波面が共振していることか駆動効率を向」
−させるために8黄である。入力端子の周波数f(=2
πω)とじ侃動体2のヤング率E◆雀度ρ・厚さhとし
てこれによってつくられる波の波長入とすると、f−(
i=/ 3 p・πh/λ2なる関係がありこの関係を
満足する板厚りで共振することになる。
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。
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がある。
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がある。
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。調整は一定時間毎にす
る必要が生ずる。
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。調整は一定時間毎にす
る必要が生ずる。
また製造工程では、周波数の調整工程か加わることによ
りコスト的にも問題がある。
りコスト的にも問題がある。
一方、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、最適なノ(据置波数としてftJi御する
ことが好ましい。
くなるとき、最適なノ(据置波数としてftJi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1を駆動させる振動波モータの、前記
周波電圧の周波数を順次変動させ、その変動させた各周
波数での該移動体の駆動速度を計測し、その計測値を順
次比較演算し、該計測値が最大となる周波数を記憶し、
その記憶された周波数の前記周波電圧で駆動する制御回
路と、制御回路を間欠動作させる時間計数回路とを持つ
ことを特徴とする振動波モータの制御装置である。
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1を駆動させる振動波モータの、前記
周波電圧の周波数を順次変動させ、その変動させた各周
波数での該移動体の駆動速度を計測し、その計測値を順
次比較演算し、該計測値が最大となる周波数を記憶し、
その記憶された周波数の前記周波電圧で駆動する制御回
路と、制御回路を間欠動作させる時間計数回路とを持つ
ことを特徴とする振動波モータの制御装置である。
この制御回路が第5図に、時間計数回路が第6図に、各
々示しである。
々示しである。
第5図で、CPUはマイクロコンピュータ、DF1〜D
F3はDタイプのフリ・ンプフロンプ回路、DF4はD
タイプのクリンプフロ2フ4個からなり出力制御af能
な回路、DF5はDタイプのフリンブフロンプ3個から
なる回路、BFはトライステートパンファ、C1はカウ
ンタ、G1・G2はナンドケート、G3・G4はエクス
クル−シブオアゲート、G5はオアゲート、I ’1〜
■8はインへ−夕、Dl・D2は分周器、ASはアナロ
グマルチプレクサ、RO〜R13は抵抗、CAPl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
たもののうち(第1図の3A、〜3A7 ・3B1〜
3B7)、一つづつを示しである。11は回転クシ歯ス
インチでロータ(移動体)lに設けられたクシ歯電極1
2にブラシ電極13が接触しロータlの回転に従い開閉
する構造である。
F3はDタイプのフリ・ンプフロンプ回路、DF4はD
タイプのクリンプフロ2フ4個からなり出力制御af能
な回路、DF5はDタイプのフリンブフロンプ3個から
なる回路、BFはトライステートパンファ、C1はカウ
ンタ、G1・G2はナンドケート、G3・G4はエクス
クル−シブオアゲート、G5はオアゲート、I ’1〜
■8はインへ−夕、Dl・D2は分周器、ASはアナロ
グマルチプレクサ、RO〜R13は抵抗、CAPl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
たもののうち(第1図の3A、〜3A7 ・3B1〜
3B7)、一つづつを示しである。11は回転クシ歯ス
インチでロータ(移動体)lに設けられたクシ歯電極1
2にブラシ電極13が接触しロータlの回転に従い開閉
する構造である。
インバータ■3・工4、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
CG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端子との導通な行う。従ってテシタル信号により抵
抗RO−R4か選択され、クロックゼネレータCG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がインバータI5を介し
てい、るため、分周器D1とD2の出力は大々第7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
CG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端子との導通な行う。従ってテシタル信号により抵
抗RO−R4か選択され、クロックゼネレータCG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がインバータI5を介し
てい、るため、分周器D1とD2の出力は大々第7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バ回路DRI−DR2に人
力する。トライバ回路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。トライバ回路DR2は出力波形B
CLKによって、同様に電歪素子3Bに1/4波長位相
のすれた周波電圧を印加する。
力する。トライバ回路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。トライバ回路DR2は出力波形B
CLKによって、同様に電歪素子3Bに1/4波長位相
のすれた周波電圧を印加する。
第6図で、PGはパルスゼネレータ、CIOはカウンタ
、DFIOはDタイプのフリ、プフロ。
、DFIOはDタイプのフリ、プフロ。
プ回路、CaF2はコンデンサ、R15は抵抗、G6は
オアゲート、SWはスイッチ、I)DはDC争DCコン
バータである。
オアゲート、SWはスイッチ、I)DはDC争DCコン
バータである。
フリ、プフロップDFIOの人力りは、カウンタCIO
の端子OUTに接続され、出力QはオアゲートG6を介
してCPU(第5図)のりセント端子Reに接続される
。これらの電源Vccは′IL池BATから直接接続さ
れており、電池を挿入すると動作する。またラインVE
はCPUの電源端子に接続されている。
の端子OUTに接続され、出力QはオアゲートG6を介
してCPU(第5図)のりセント端子Reに接続される
。これらの電源Vccは′IL池BATから直接接続さ
れており、電池を挿入すると動作する。またラインVE
はCPUの電源端子に接続されている。
コンデンサCAP2、抵抗R15の積分回路しこより、
電池挿入時から一定時間RS T (i−号力< HJ
5ブJされ、カウンタC10とCPUがリセ・ントされ
、カウンタCIOはパルスセ゛ネレータPG力)らの/
々ルスをカウントする。カウンタCIO力(一定l¥t
’、JIパルスをカウントするとOUT端子力くH&こ
なリフリップフロップDFIOはクロ、ンク入力CPの
立上かりで出力QがHになりR3T信号力り114力さ
れる。そして再びCPUかリセ・ントされカウンタC1
0がリセットされる。このリセ・ントのくり返しはカウ
ンターC1,Oのカラントイ直が周期となる。
電池挿入時から一定時間RS T (i−号力< HJ
5ブJされ、カウンタC10とCPUがリセ・ントされ
、カウンタCIOはパルスセ゛ネレータPG力)らの/
々ルスをカウントする。カウンタCIO力(一定l¥t
’、JIパルスをカウントするとOUT端子力くH&こ
なリフリップフロップDFIOはクロ、ンク入力CPの
立上かりで出力QがHになりR3T信号力り114力さ
れる。そして再びCPUかリセ・ントされカウンタC1
0がリセットされる。このリセ・ントのくり返しはカウ
ンターC1,Oのカラントイ直が周期となる。
フリップフロ、プDFIφDF2・DF3i±シフトレ
ジスタとして作用し、それらのクロック入力CPはパル
スゼネレータPGと接続されブラシ13からの信号をパ
ルス出力CPCKの立上刃)りでj順次シフトさせる。
ジスタとして作用し、それらのクロック入力CPはパル
スゼネレータPGと接続されブラシ13からの信号をパ
ルス出力CPCKの立上刃)りでj順次シフトさせる。
カウンタc i itノくルスセネレータPGからのパ
ルス出力CPCKをカウントする。
ルス出力CPCKをカウントする。
フリアブフロツプDF4の出力はトライステートとなっ
ていて、端子♂Tのし人力で端子QO〜Q3に出力信号
が発生する。
ていて、端子♂Tのし人力で端子QO〜Q3に出力信号
が発生する。
フリップフロップ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ケー)G4の出力の立上がりでフ
リップフロップDF4の入力り。
イクスクルーシブオアケー)G4の出力の立上がりでフ
リップフロップDF4の入力り。
〜D3はう・ンチされ、フリップフロンプDF3の入力
と出力に接続されているイクスクルーシブオアケートG
3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・ントされる。
と出力に接続されているイクスクルーシブオアケートG
3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・ントされる。
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
の出力がフリアブフロ・ンプDF4にランチされ、その
直後にカウンタC1がリセ・ントされ、次にリセツトが
解除され、カウンタC1は丙ひ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
の出力がフリアブフロ・ンプDF4にランチされ、その
直後にカウンタC1がリセ・ントされ、次にリセツトが
解除され、カウンタC1は丙ひ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、プフロップDF3の出力Q及びカウンタC1の最
り位ビット出力Q7はトライステートパンファBFの入
力x1、xOに加えられ、/へ・ンファBFはη下のL
入力でYl、YOに出力する。フリップフロラ7’DF
4.7へ、ンファBFの出力はマイクロコンピュータ−
CPUのデータ/ススラインDBO−DB3に接続され
る。CPUか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AOかLの
場合はナントゲートG2の出力がLになり、ノヘ・ンフ
ァBFのd1にL信号が入力する。アドレス信号AOが
Hの場合は、ナントゲートG1の出力がLiこなリフリ
ップフロップDF4の端子OEに入力し、出力QO−Q
3の信号がCPUに読み込まれる。
り位ビット出力Q7はトライステートパンファBFの入
力x1、xOに加えられ、/へ・ンファBFはη下のL
入力でYl、YOに出力する。フリップフロラ7’DF
4.7へ、ンファBFの出力はマイクロコンピュータ−
CPUのデータ/ススラインDBO−DB3に接続され
る。CPUか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AOかLの
場合はナントゲートG2の出力がLになり、ノヘ・ンフ
ァBFのd1にL信号が入力する。アドレス信号AOが
Hの場合は、ナントゲートG1の出力がLiこなリフリ
ップフロップDF4の端子OEに入力し、出力QO−Q
3の信号がCPUに読み込まれる。
CPUが、外部に出力をするときは、ライト信号W1が
Lになるので、フリアブフロツプDF5は、CPUのデ
ークハヌ信号をランチする。フリップフロップDF5の
出力はアナログマルチプレク廿Asに入力し、抵抗RO
−R4のうち一つを選択する。
Lになるので、フリアブフロツプDF5は、CPUのデ
ークハヌ信号をランチする。フリップフロップDF5の
出力はアナログマルチプレク廿Asに入力し、抵抗RO
−R4のうち一つを選択する。
W R信号ハインパータエ6、オアゲートG5を介して
、カウンタC1をリセツトする。
、カウンタC1をリセツトする。
なお、第6図のブロック100は第9図に21<す回路
の゛電源となるものであるから後述する。
の゛電源となるものであるから後述する。
以−1−の回路動作を、第8図のプログラムフローチャ
ートを参照して、説明する。
ートを参照して、説明する。
電池BATを挿入するとマイクロコンピュータCPUに
1[源が供給されると共にオアゲートG6のR3T信号
により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−Fかもスタート
する。
1[源が供給されると共にオアゲートG6のR3T信号
により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−Fかもスタート
する。
マス、変数Kを0に初期設定し、レジスタRGlの内容
を4ヒツトでの最大価15に設定する(K=0、RGl
=15)。なおこのレジスタRG1の値は大きいほど速
度が遅いことになる。
を4ヒツトでの最大価15に設定する(K=0、RGl
=15)。なおこのレジスタRG1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
=0であるからフリツプフロツプ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#CLKは最大周波数となる。
=0であるからフリツプフロツプ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#CLKは最大周波数となる。
このとき、CPtJのライト信(Wiはインバータ■6
とオアゲートG5を通ってカウンタC1を次に、アドレ
スOのポート入力をする(iNPUT ADO)、
この、!=きCPUの出力AOはLとな一〕でいるので
、パンツ7BFの出力がデータバスを介してCPUに人
力される。次にそのデータのbitlがO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、bjtlか00とき、即ちブラシ13が電極1
2と接しているときはプログラムはWATに進行する。
とオアゲートG5を通ってカウンタC1を次に、アドレ
スOのポート入力をする(iNPUT ADO)、
この、!=きCPUの出力AOはLとな一〕でいるので
、パンツ7BFの出力がデータバスを介してCPUに人
力される。次にそのデータのbitlがO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、bjtlか00とき、即ちブラシ13が電極1
2と接しているときはプログラムはWATに進行する。
次に前にINPUT ADOで入力した値のbito
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0であるからINIにプロ
グラムはもどる。
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0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
千〜りが回転し、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の遅延時間後バッファ
BFのyi出カはHになるので、プログラムはループか
ら抜は出し、IN2に進む。
千〜りが回転し、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の遅延時間後バッファ
BFのyi出カはHになるので、プログラムはループか
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(IN
PUT ADO)、bitoの判別を行う。この分岐
命令及びWAT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が最上位ヒツトQ7までカウントすると
、Q7端子かHになる為、bitOが1と検出されプロ
グラムはNXTにジャンプする。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。
PUT ADO)、bitoの判別を行う。この分岐
命令及びWAT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が最上位ヒツトQ7までカウントすると
、Q7端子かHになる為、bitOが1と検出されプロ
グラムはNXTにジャンプする。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
ポート人力を行う。
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
ポート人力を行う。
(INPUT ADI)。ここでは、フリップフロ、
プDF4の出力を読み込む。
プDF4の出力を読み込む。
前述したようにフリップフロップDF4は、カウンタC
1の出力をQ3〜Q6をブラシ13の信号か変化した直
後にラッチするので、スイフチllが開状態の時間に対
応する値をCPUに人力させることができる。
1の出力をQ3〜Q6をブラシ13の信号か変化した直
後にラッチするので、スイフチllが開状態の時間に対
応する値をCPUに人力させることができる。
INSで人力した値(D A T A)とレジスタRG
lの値を比較する。当初RGl=15であるから、DA
TA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DATA、RG 1)、に値をレジスタRG2にスト
アする(K−+RG2)。
lの値を比較する。当初RGl=15であるから、DA
TA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DATA、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)6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RGI
・RG2の内容はそのままでプログラムはNXTに進む
。
(K+I +K)6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RGI
・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。
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、印加電圧の周波数を少しづつ減少
させてゆく。
〜R4を逐次選択し、印加電圧の周波数を少しづつ減少
させてゆく。
変数Kが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ランI・
イ直が、レジスタRG2にはそのときのに値が大々記憶
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ランI・
イ直が、レジスタRG2にはそのときのに値が大々記憶
されている。
従ってに=5の分岐命令でFNSヘ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−R4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、グロックゼネレータCGの出力C
LKを制御してプログラムは終rする。
、レジスタRG2の値を出力することによって、抵抗R
O−R4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、グロックゼネレータCGの出力C
LKを制御してプログラムは終rする。
電池BATの挿入後置−トのプログラムによる動作か行
われた後も、一定時間経つとオアゲー1− G6からR
3T信号が出るため、くり返し]二足プログラムの動作
が行われ出力CLKか出yれる。
われた後も、一定時間経つとオアゲー1− G6からR
3T信号が出るため、くり返し]二足プログラムの動作
が行われ出力CLKか出yれる。
制御された出力CLKによって、分JJ4器D1・D2
が動作する。分周器D1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バ回路DR
IとDR2によって電歪素子3Aと3Bに印加される。
が動作する。分周器D1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バ回路DR
IとDR2によって電歪素子3Aと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Vこ制御され、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Vこ制御され、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とその後一定時間経った
後にくり返し行われるため、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。
後にくり返し行われるため、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。
造工程の短縮が図れることになる。
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換式のもの、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吟
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換式のもの、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吟
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か、ブラシからの
信号をそのままマイクロコンピュータに人力し、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人力し、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、上記の分周器の出力波形は第7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。
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9図は振動波モータをカメラのオーI・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。
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。
この回路は85図に示した回路にオートフォーカス回路
lotと選択ゲートGIOとGllをイ・j加したもの
である。この回路の電源は第6図の回路のブロック10
0から供給されるものである。
lotと選択ゲートGIOとGllをイ・j加したもの
である。この回路の電源は第6図の回路のブロック10
0から供給されるものである。
即ち、コンバータDφDの出力+V−−Vが第9図の+
V・−Vの端子に接続される。なおり0は他の部分の電
源である。
V・−Vの端子に接続される。なおり0は他の部分の電
源である。
合焦時にはコンパレータ59.60のいスレノ出力もL
レベルであり、非合焦詩には、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、アントゲ−
)G12−G13とオアケートG14からなる選択ゲー
)GIOl又はアントゲ−1・G15中G16とオアゲ
ートG17からなる選択ゲートG11に人力されて、振
動波モータMは、正転あるいは逆転する。オアケー1−
G 18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端子かLレベルであると、CPUは
プログラム進行をせすにホールト状態となる。そのため
、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、所定の一定時間経過後のモータ駆動時である。
レベルであり、非合焦詩には、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、アントゲ−
)G12−G13とオアケートG14からなる選択ゲー
)GIOl又はアントゲ−1・G15中G16とオアゲ
ートG17からなる選択ゲートG11に人力されて、振
動波モータMは、正転あるいは逆転する。オアケー1−
G 18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端子かLレベルであると、CPUは
プログラム進行をせすにホールト状態となる。そのため
、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、所定の一定時間経過後のモータ駆動時である。
尚振動波モータを使用する応用例はこのようなオーI・
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。
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。
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314・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図は前記制御回路を間欠動作させる時間計数回
路図、第7図は分周器の出力波形を説明する図、第8図
は本発明の制御装置を実行するフローチャート図、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はクシ南
スイッチ、−CGはクロックゼネレータ、CPUはマイ
クロコンピュータ、PGはパルスゼネレータである。
の実施例の平面図、第314・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図は前記制御回路を間欠動作させる時間計数回
路図、第7図は分周器の出力波形を説明する図、第8図
は本発明の制御装置を実行するフローチャート図、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はクシ南
スイッチ、−CGはクロックゼネレータ、CPUはマイ
クロコンピュータ、PGはパルスゼネレータである。
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、 前記周波電圧の周波数を順次変動させ、その変動させた
各周波数での該移動体の駆動速度を計測し、その計1t
II値を順次比較演算し、該計測値か最大となる周波数
を記憶し、その記憶された周波数の111記周波電圧で
駆動する制御回路と、該制御回路を間欠動作させる時間
計数回路とを持つことを特徴とする振動波モータの制御
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58051347A JPS59178984A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 振動波モ−タの制御装置 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP58051347A JPS59178984A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 振動波モ−タの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59178984A true JPS59178984A (ja) | 1984-10-11 |
Family
ID=12884388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58051347A Pending JPS59178984A (ja) | 1983-02-23 | 1983-03-25 | 振動波モ−タの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59178984A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6051478A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-22 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 超音波モータ |
| JPS61295884A (ja) * | 1985-06-25 | 1986-12-26 | Canon Inc | 振動波モ−タの駆動回路 |
| JPS6211392U (ja) * | 1985-07-06 | 1987-01-23 | ||
| JPS63117672A (ja) * | 1986-11-04 | 1988-05-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ駆動法 |
| JPS63209482A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-31 | Canon Inc | 振動型駆動装置用制御回路 |
| JPS63249477A (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ駆動装置 |
| JP2007049772A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-22 | Seiko Epson Corp | 圧電アクチュエータの駆動制御装置、電子機器および圧電アクチュエータの駆動制御方法 |
| EP3057224A1 (en) | 2015-02-12 | 2016-08-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration motor controller, lens apparatus including the same, and image pickup apparatus including the same |
-
1983
- 1983-03-25 JP JP58051347A patent/JPS59178984A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6051478A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-22 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 超音波モータ |
| JPS61295884A (ja) * | 1985-06-25 | 1986-12-26 | Canon Inc | 振動波モ−タの駆動回路 |
| JPS6211392U (ja) * | 1985-07-06 | 1987-01-23 | ||
| JPS63117672A (ja) * | 1986-11-04 | 1988-05-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ駆動法 |
| JPS63209482A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-31 | Canon Inc | 振動型駆動装置用制御回路 |
| JPS63249477A (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ駆動装置 |
| JP2007049772A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-22 | Seiko Epson Corp | 圧電アクチュエータの駆動制御装置、電子機器および圧電アクチュエータの駆動制御方法 |
| EP3057224A1 (en) | 2015-02-12 | 2016-08-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration motor controller, lens apparatus including the same, and image pickup apparatus including the same |
| US10615719B2 (en) | 2015-02-12 | 2020-04-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration motor controller, lens apparatus including the same, and image pickup apparatus including the same |
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