CN116686193A - 驱动控制装置及超声波马达系统 - Google Patents

Abstract

提供一种驱动控制装置，能够实现超声波马达元件的长寿命化。驱动控制装置(1)是使超声波马达元件(2)驱动的驱动控制装置，该超声波马达元件(2)具有振动体和设置在振动体上的压电元件。驱动控制装置(1)具备检测超声波马达元件(2)的驱动速度的速度检测部(15)、设定超声波马达元件(2)的驱动条件的控制部(16)以及基于由控制部(16)设定的驱动条件向压电元件施加驱动电压的驱动电路部(17)。控制部(16)基于超声波马达元件(2)的每个驱动速度的累积运行时间，设定超声波马达元件(2)的驱动条件。

Description

驱动控制装置及超声波马达系统

技术领域

本发明涉及使具有压电元件的驱动体驱动的驱动控制装置及具有压电元件的超声波马达系统。

背景技术

以往，提出了各种通过压电元件使定子振动的超声波马达。例如，超声波马达具有定子以及与定子接触的转子，该定子包含极化为多个的压电元件。通过向极化为多个的压电元件施加互不相同的相位的信号，从而定子进行振动。转子通过该振动而旋转。

向压电元件施加的信号的最优频率根据定子及转子的接触压力、超声波马达的温度、向超声波马达施加的负载而变动。因此，通过对上述信号的频率进行适当的反馈控制，能够高效地驱动超声波马达。

在下述的专利文献1所记载的超声波马达的控制装置中，从速度检测部向控制部反馈超声波马达的转速。根据该转速与标准特性之差来计算校正系数。基于校正系数及标准特性，来控制与驱动相关的指示信号。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-219668号公报

发明内容

发明要解决的问题

超声波马达的旋转特性受到定子及转子的摩擦力的影响。这里，在低速下旋转的情况下，定子与转子接触的部分容易发生磨损。因此，在低速下旋转的运行时间的管理是重要的。例如近年来，超声波马达用于车载用等。在这样的情况下，超声波马达的低速下的旋转的控制特别重要。而且，通过适当的控制，能够实现超声波马达的长寿命化。

另一方面，在专利文献1所记载的用于打印机、相机等的以往的超声波马达中，在磨损严重的低速下使用的频度少。因此，低速下的旋转的控制不重要，也难以产生长寿命化的问题。

本发明的目的在于，提供一种能够实现超声波马达元件的长寿命化的驱动控制装置及使用了该驱动控制装置的超声波马达系统。

用于解决问题的手段

本发明的驱动控制装置使超声波马达元件驱动，该超声波马达元件具有振动体和设置在所述振动体上的压电元件，其中，所述驱动控制装置具备：速度检测部，其检测所述超声波马达元件的驱动速度；控制部，其设定所述超声波马达元件的驱动条件；以及驱动电路部，其基于由所述控制部设定的驱动条件，向所述压电元件施加驱动电压，所述控制部基于所述超声波马达元件的每个驱动速度的累积运行时间，设定所述超声波马达元件的驱动条件。

本发明的超声波马达系统具备按照本发明而构成的驱动控制装置、以及具有所述振动体和所述压电元件的所述超声波马达元件。

发明效果

根据本发明的驱动控制装置及超声波马达系统，能够实现超声波马达元件的长寿命化。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式中的超声波马达元件及驱动控制电路的连接关系图。

图2是本发明的第一实施方式的超声波马达系统的示意性控制电路图。

图3是本发明的第一实施方式中的定子的仰视图。

图4是本发明的第一实施方式中的第一压电元件的主视剖视图。

图5是示出本发明的第一实施方式中的驱动控制装置的动作过程的流程图。

图6的(a)～(c)是用于容易理解地说明行波的定子的示意性仰视图。

图7是本发明的第一实施方式的第一变形例中的压电元件的俯视图。

图8是本发明的第一实施方式的第二变形例的超声波马达系统的示意性控制电路图。

图9是本发明的第二实施方式的超声波马达系统的示意性控制电路图。

图10是示出本发明的第二实施方式中的驱动控制装置的动作过程的流程图。

图11是本发明的第三实施方式的超声波马达系统的示意性控制电路图。

图12是本发明的第四实施方式的超声波马达系统的示意性控制电路图。

图13是本发明的第五实施方式的超声波马达系统的示意性控制电路图。

图14是本发明的第六实施方式中的超声波马达元件的示意性侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明，由此，使本发明变得清楚。

需要说明的是，本说明书所记载的各实施方式是例示性的内容，预先指出在不同的实施方式之间能够进行结构的部分置换或组合。

图1是本发明的第一实施方式中的超声波马达元件及驱动控制电路的连接关系图。

超声波马达系统10具有驱动控制装置1和超声波马达元件2。超声波马达元件2具有定子3和转子8。在超声波马达系统10中，从驱动控制装置1向定子3施加驱动用的信号。由此，通过使定子3振动而产生以轴向Z为中心而环绕的行波。这里，定子3与转子8接触。通过在定子3中产生的行波，使转子8旋转。以下，对超声波马达系统10的具体结构进行说明。

如图1所示，定子3具有振动体4。振动体4为圆板状。振动体4具有第一主面4a及第二主面4b。第一主面4a及第二主面4b相对置。在本说明书中，轴向Z是指连结第一主面4a与第二主面4b的方向，是沿着旋转中心的方向。需要说明的是，振动体4的形状不限定于圆板状。从轴向Z观察到的振动体4的形状例如也可以为正六边形、正八边形或者正十边形等正多边形。振动体4包括适当的金属。不过，振动体4也可以未必包括金属。振动体4例如也可以由陶瓷、硅材料或合成树脂等其他弹性体构成。

这里，以下的实施方式所示的压电元件被极化为多个。作为极化为多个的压电元件，例如举出按照每个区域具有不同的极化方向的一个压电元件。或者，作为极化为多个的压电元件，能够举出极化方向互不相同的多个压电元件。

在振动体4的第一主面4a设置有极化为多个的压电元件。更具体而言，设置有极化方向互不相同的多个压电元件。第二主面4b与转子8接触。转子8具有转子主体8a和旋转轴8b。转子主体8a为圆板状。旋转轴8b的一端与转子主体8a相连。转子主体8a与振动体4的第二主面4b接触。需要说明的是，转子主体8a的形状不限定于圆板状。从轴向Z观察到的转子主体8a的形状例如也可以为正六边形、正八边形或正十边形等正多边形。

图2是第一实施方式的超声波马达系统的示意性控制电路图。

驱动控制装置1具有角度传感器13、滤波器部14、速度检测部15、控制部16、驱动电路部17、温度传感器18、以及滤波器部19。角度传感器13经由滤波器部14而与速度检测部15连接。速度检测部15与控制部16连接。温度传感器18经由滤波器部19而与控制部16连接。控制部16与驱动电路部17连接。此外，驱动电路部17及角度传感器13与超声波马达元件2连接。

角度传感器13对超声波马达元件2的旋转角度进行检测，将与该旋转角度相应的信号输出到速度检测部15。滤波器部14对从角度传感器13向速度检测部15输出的信号进行滤波。在速度检测部15中，检测超声波马达元件2的驱动速度。更具体而言，在本实施方式中，驱动速度是转速。转速的单位例如是rpm。

温度传感器18检测超声波马达元件2的温度，将与该温度相应的信号输出到控制部16。滤波器部19对从温度传感器18向控制部16输出的信号进行滤波。需要说明的是，也可以在滤波器部19与控制部16之间连接温度运算部。在该情况下，在温度运算部中，基于从温度传感器18输出的信号来计算温度。温度运算部将与计算出的温度相应的信号输出到控制部16。不过，在本实施方式中，控制部16从温度传感器18读出温度数据。

控制部16设定超声波马达元件2的驱动条件。更具体而言，控制部16具有控制电路部16A和存储部16B。在控制电路部16A中，设定驱动条件。在本实施方式中，存储部16B是电阻变化存储器(ReRAM)。不过，存储部16B不限定于ReRAM。

驱动电路部17基于由控制部16设定的驱动条件，向超声波马达元件2的各压电元件施加驱动电压。

本实施方式的特征在于，控制部16基于超声波马达元件2的每个驱动速度的累积运行时间，来设定超声波马达元件2的驱动条件。由此，能够更可靠地进行超声波马达元件2的低速下的旋转的控制，能够实现超声波马达系统10的长寿命化。以下，与本实施方式的详细结构一起说明该详细情况。

图3是第一实施方式中的定子的仰视图。

在本实施方式中，极化为多个的压电元件是第一压电元件5A、第二压电元件5B、第三压电元件5C及第四压电元件5D。多个压电元件通过粘接剂粘贴于振动体4。对于粘接剂，例如能够使用环氧树脂、聚乙烯树脂等。

为了产生以与轴向Z平行的轴为中心而环绕的行波，将极化为多个的压电元件沿着该行波的环绕方向分散配置。在从轴向Z观察时，第一压电元件5A与第三压电元件5C隔着轴相对置。第二压电元件5B与第四压电元件5D隔着轴相对置。

图4是第一实施方式中的第一压电元件的主视剖视图。

第一压电元件5A具有压电体6。压电体6具有第三主面6a及第四主面6b。第三主面6a与第四主面6b相对置。第一压电元件5A具有第一电极7A及第二电极7B。压电体6从第三主面6a朝向第四主面6b被极化。在压电体6的第三主面6a设置有第一电极7A，在第四主面6b设置有第二电极7B。

第二压电元件5B、第三压电元件5C及第四压电元件5D也与第一压电元件5A同样地构成。不过，第一压电元件5A中的压电体6与第三压电元件5C中的压电体6相互在相反方向上被极化。第二压电元件5B的压电体6与第四压电元件5D的压电体6也相互在相反方向上被极化。即，第一压电元件5A、第二压电元件5B、第三压电元件5C、第四压电元件5D是被极化为多个的压电元件。

第一压电元件5A及第三压电元件5C通过图2所示的第一布线9a而与上述驱动电路部17连接。因此，向第一压电元件5A及第三压电元件5C施加相同的信号。而且，由于第一压电元件5A及第三压电元件5C的各压电体6相互在相反方向上被极化，因此，第一压电元件5A及第三压电元件5C相互在相反相位中进行振动。另一方面，第二压电元件5B及第四压电元件5D通过第二布线9b而与驱动电路部17连接。因此，向第二压电元件5B及第四压电元件5D施加相同的信号。而且，由于第二压电元件5B及第四压电元件5D的各压电体6相互在相反方向上被极化，因此，第二压电元件5B及第四压电元件5D相互在相反相位中进行振动。

这里，将互不相同的相位中的一个设为A相，将另一个设为B相。本实施方式中的A相及B相的相位差是90°。在本实施方式中，向第一压电元件5A及第三压电元件5C施加A相的信号。向第二压电元件5B及第四压电元件5D施加B相的信号。需要说明的是，例如在以三个相位进行控制的情况下也能够应用本发明的技术。驱动控制装置1通过图5所示的流程使定子3振动，使超声波马达元件2进行旋转驱动。

图5是示出第一实施方式中的驱动控制装置的动作过程的流程图。

如图5所示，在步骤S1中开始动作。在步骤S2中，从温度传感器18读出温度数据。需要说明的是，在温度传感器18与控制部16之间连接有温度运算部的情况下，控制部16从温度运算部读出温度数据。

在步骤S3中，从ReRAM读出开始超声波马达元件2的旋转驱动之前的每个转速的运行时间。更具体而言，每个转速的运行时间是开始此次循环的旋转驱动之前的每个转速的累积运行时间。需要说明的是，“每个转速”是指在控制部16中设定的“每个转速的范围”。

在步骤S4中，从ReRAM读出开始了超声波马达元件2的旋转驱动的次数。在步骤S5中，从ReRAM读出停止了超声波马达元件2的旋转驱动的次数。

在步骤S6中，进行按照每个转速而分配的ReRAM的写入比特与开始超声波马达元件2的驱动的时刻的同步。接着，与超声波马达元件2的驱动开始同时地进行步骤S7。在步骤S7中，开始测定每个转速的累积运行时间。

在步骤S8中，判定低速下的驱动时的累积运行时间是否为xx小时以内。需要说明的是，“xx”是任意的数值。根据用途等设定“xx”的数值即可。在低速下的驱动时的累积运行时间是xx小时以内的情况下，进入步骤S9。另一方面，在上述累积运行时间超过xx小时的情况下，进入步骤T1。需要说明的是，作为低速下的驱动时的转速，例如优选设定为1rpm以下。

在步骤T1中，将控制表设定为条件1。具体而言，该控制表是与超声波马达元件2的驱动条件相关的控制表。控制表例如如表1所示那样设定了与累积运行时间对应的扫描开始频率及扫描停止频率。这里，扫描开始频率及扫描停止频率是为了确定向超声波马达元件2的各压电元件施加的信号的最优频率而进行的、决定频率扫描的范围的频率。需要说明的是，表1示出仅根据累积运行时间来设定条件的情况的例子。

[表1]

	累积运行时间	扫描开始频率	扫描停止频率
				条件1	xx小时内	…	…
条件2	yy小时内	…	…

另外，如表2所示的例子那样，也可以根据由温度传感器18测定的温度来设定驱动条件。此外，也可以在控制表设定驱动电压、A相与B相之间的相位差。

[表2]

	累积运行时间	温度	扫描开始频率	扫描停止频率
					条件1	xx小时内	a	…	…
条件1	xx小时内	b	…	…
					条件1	xx小时内	c	…	…
条件2	yy小时内	a	…	…
					条件2	yy小时内	b	…	…
条件2	yy小时内	c	…	…

在进入了步骤T1的情况下，驱动电路部17基于条件1向各压电元件施加驱动电压。在执行步骤T1之后，进入步骤S10。另一方面，在步骤S9中，判定低速下的驱动时的累积运行时间是否为yy小时以内。需要说明的是，“yy”是任意的数值。根据用途等设定“yy”的数值即可。在低速下的驱动时的累积运行时间为yy小时以内的情况下，进入步骤S10。另一方面，在上述累积运行时间超过yy小时的情况下，进入步骤T2。

在步骤T2中，将控制表设定为条件2。在进入了步骤T2的情况下，驱动电路部17基于条件2向各压电元件施加驱动电压。在执行步骤T2之后，进入步骤S10。

在步骤S10中，停止超声波马达元件2的驱动。更具体而言，通过停止向超声波马达元件2供给电源而停止各压电元件的驱动。由此，通过停止振动体4的振动而停止超声波马达元件2的驱动。在执行步骤S10之后，返回到步骤S2。驱动控制装置1重复进行以上那样的动作。需要说明的是，也可以根据超声波马达元件2的用途，另外设置从步骤T1或步骤T2进入步骤S10的条件。作为上述条件，例如能够举出使超声波马达元件2旋转了固定时间的情况、检测到异常的情况等。

在图5所示的例子中，在控制表中设定的条件为2个。不过，在控制表中设定的条件也可以为3个以上。在该情况下，除了步骤S8、步骤S9、步骤T1及步骤T2之外，另外设置判断低速下的驱动时的累积运行时间的范围的步骤及在控制表中设定条件的步骤即可。也可以在步骤S9与步骤S10之间设置至少一个上述判断的步骤及设定条件的步骤。需要说明的是，在控制表中设定的条件例如也可以为10个以下。在该情况下，动作过程不会过于繁琐，并且能够充分且可靠地控制超声波马达元件2的驱动。

如上所述，在低速下旋转的情况下，图1所示的定子3与转子8接触的部分特别容易发生磨损。这里，在本实施方式中，控制电路部16A基于超声波马达元件2的每个转速的累积运行时间来设定超声波马达元件2的驱动条件。更具体而言，基于存储部16B所存储的每个转速的累积运行时间中的被设定为低速的每个转速的累积运行时间，来设定驱动条件。由此，能够更可靠地进行超声波马达元件2的低速下的旋转的控制。因此，能够更加可靠地对定子3与转子8接触的部分的磨损的状态进行更适当的控制。因此，能够实现超声波马达元件2的长寿命化。

需要说明的是，也可以在步骤S8等判断每个转速的累积运行时间的步骤之后，设置判断累积运行时间以外的步骤。更具体而言，也可以基于超声波马达元件2的每个转速的累积运行时间及其他条件，设定超声波马达元件2的驱动条件。

优选基于上述累积运行时间及超声波马达元件2的驱动开始的次数，来设定超声波马达元件2的驱动条件。定子3与转子8接触的部分在驱动开始时特别容易发生磨损。因此，通过除了上述累积运行时间之外还根据驱动开始的次数来设定驱动条件，能够进行更适当的控制。

在该情况下，例如，也可以设置判断在步骤S4中读出的上述次数为哪个范围的步骤。在执行该步骤之后，也可以根据上述次数为哪个范围而进入设定控制表中的条件的步骤。此时，也可以如步骤S8及步骤S9那样通过设置多个判断的步骤来选择条件。

在超声波马达元件2的累积运行时间中，优选也包括在停止向超声波马达元件2供给电源时超声波马达元件2进行了驱动的时间。优选基于该累积运行时间来设定超声波马达元件2的驱动条件。在步骤S10中，在停止向超声波马达元件2供给电源之后，实际上超声波马达元件2并不是马上停止。在停止供给电源之后，在振动体4中也产生自激励，因此，超声波马达元件2进行旋转驱动。此时，定子3与转子8接触的部分也发生磨损。因此，通过如上述那样设定驱动条件，能够更可靠地对定子3与转子8接触的部分的磨损进行更适当的控制。

优选基于上述累积运行时间及由温度传感器18检测到的超声波马达元件2的温度，来设定超声波马达元件2的驱动条件。由此，能够进行更适当的控制。

在该情况下，例如，也可以在步骤S8之后，设置判断在步骤S2中读出的温度数据为哪个温度范围的步骤。在执行该步骤之后，也可以根据上述温度数据为哪个温度范围而进入设定控制表中的条件的步骤。此时，也可以如步骤S8及步骤S9那样通过设置多个判断的步骤来选择条件。

需要说明的是，在动作过程中，也可以未必包括步骤S2、步骤S4及步骤S5。也可以根据在设定驱动条件时判断的对象来设置步骤。至少基于超声波马达元件2的每个转速的累积运行时间来设定超声波马达元件2的驱动条件即可。在设定驱动条件时的对象中不包含超声波马达元件2的温度的情况下，驱动控制装置1也可以不具有温度传感器18及滤波器部19。

以下，对行波的产生进行说明。需要说明的是，例如在WO2010/061508A1中公开了如下构造：在定子3中，将多个压电元件分散配置在环绕方向上并进行驱动，由此产生行波。通过将WO2010/061508A1所记载的结构援引到本说明书中，从而省略详细的说明。

图6的(a)～图6的(c)是用于容易理解地说明行波的定子的示意性仰视图。需要说明的是，在图6的(a)～图6的(c)中，示出在灰阶中，越接近黑色则一个方向的应力越大，越接近白色则另一个方向的应力越大。

在图6的(a)中示出三波的驻波X，在图6的(b)中示出三波的驻波Y。第一压电元件5A、第二压电元件5B、第三压电元件5C及第四压电元件5D隔开中心角90°的角度而配置。在该情况下，三波的驻波X、Y被激励，因此，相对于行波波长的中心角成为120°。即第一压电元件5A、第二压电元件5B、第三压电元件5C、第四压电元件5D具有与120°×3/4＝90°的中心角对应的环绕方向尺寸。相邻的压电元件隔开与120°×3/4＝90°的中心角对应的间隔而配置。在该情况下，如上所述，相位相差90°的三波的驻波X、Y被激励，将两者合成，产生图6的(c)所示的行波。

需要说明的是，图6的(a)～图6的(c)中的A+、A-、B+、B-表示压电体6的极化方向。+是指在厚度方向上从第三主面6a朝向第四主面6b被极化。-表示在相反方向上被极化。A表示是第一压电元件5A及第三压电元件5C，B表示是第二压电元件5B及第四压电元件5D。

如上所述，通过使振动体4产生沿环绕方向行进的行波，从而与振动体4的第二主面4b接触的转子8绕轴向Z的中心进行旋转。需要说明的是，在本发明中，产生行波的结构不限于本实施方式的结构，能够使用以往公知的各种产生行波的结构。

也可以在转子主体8a中的定子3侧的面固定摩擦材料。由此，能够增大向定子3的振动体4与转子8之间施加的摩擦力。

在本实施方式中，行波的中心与定子3的中心及振动体4的中心一致。不过，行波的中心也可以未必与定子3的中心及振动体4的中心一致。

然而，如上所述，极化为多个的压电元件是多个压电元件。不过，极化为多个的压电元件也可以是一个压电元件。在图7所示的第一实施方式的第一变形例中，压电元件25是极化为多个的一个压电元件。压电元件25为圆环状。压电元件25具有多个区域。压电元件25按照每个区域具有不同的极化方向。由此，压电元件25在互不相同的区域中在互不相同的相位中进行振动。多个区域在压电元件25中的环绕方向上排列。更具体而言，多个区域包括多个第一A相区域、多个第二A相区域、多个第一B相区域、以及多个第二B相区域。压电元件25包括各三个上述各区域。需要说明的是，压电元件25至少包括各一个上述各区域即可。

压电元件25具有多个第一电极。各第一电极为圆弧状。在压电元件25的相邻的区域设置的各第一电极不接触。本变形例的压电元件25的压电体在第一A相区域及第二A相区域中相互在相反方向上被极化。同样地，压电元件25的压电体在第一B相区域及第二B相区域中相互在相反方向上被极化。即，压电元件25是极化为多个的压电元件。

在本变形例中，驱动控制装置的动作过程与图5所示的流程相同。因此，能够与第一实施方式同样地实现超声波马达元件的长寿命化。

在上述中，为了说明各个功能，概念性地分开记载了滤波器部14、速度检测部15、控制部16、驱动电路部17、温度传感器18及滤波器部19。不过，上述各元件无需在物理上相互分离。例如，在图8所示的第一实施方式的第二变形例中，滤波器部14、速度检测部15、控制部16、驱动电路部17、温度传感器18及滤波器部19包含在同一微机39中。通过构成微机39，能够削减部件个数。滤波器部14及滤波器部19不限于由滤波器电路部件构成，也可以构成为微机39内的数字滤波器。在该情况下，能够实现噪声的降低。需要说明的是，也可以是，滤波器部14、速度检测部15、控制部16、驱动电路部17、温度传感器18及滤波器部19中的至少两个包含在同一微机39中。

图9是第二实施方式的超声波马达系统的示意性控制电路图。

本实施方式的控制部46的结构与第一实施方式不同。在上述方面以外，本实施方式的超声波马达系统具有与第一实施方式的超声波马达系统10相同的结构。

控制部46的存储部46B是非易失性存储器。控制部46还具有累积时间测量部46C。驱动控制装置41通过图10所示的流程，使定子3振动，使超声波马达元件2进行旋转驱动。

步骤S11～步骤S15在存储部46B是非易失性存储器这一方面以外，与图5所示的步骤S1～步骤S5相同。在步骤S16中，从非易失性存储器读出停止向超声波马达元件2供给电源时的累积运行时间。

在步骤S17中，通过累积时间测量部46C开始测定每个转速的累积运行时间。需要说明的是，与步骤S17同时开始超声波马达元件2的驱动。步骤S18～步骤S20、步骤T1及步骤T2与图5所示的步骤S8～步骤S10、步骤T1及步骤T2相同。

在步骤S21中，将每个转速的累积运行时间写入到非易失性存储器。在步骤S22中，将开始了超声波马达元件2的驱动的次数写入到非易失性存储器。在步骤S23中，将停止了超声波马达元件2的驱动的次数写入到非易失性存储器。在步骤S24中，将停止向超声波马达元件2供给电源时的累积运行时间写入到非易失性存储器。在执行步骤S24之后，返回到步骤S12。

在本实施方式中，也与第一实施方式同样地，能够更可靠地进行超声波马达元件2的低速下的旋转的控制。因此，能够更加可靠地对定子3与转子8接触的部分的磨损状态进行更适当的控制。因此，能够实现超声波马达元件2的长寿命化。

需要说明的是，存储部46B是非易失性存储器。因此，如图10所示，设置有向非易失性存储器写入的步骤，作为与从非易失性存储器读出不同的步骤。另一方面，在第一实施方式中，存储部16B是ReRAM。在该情况下，能够同时进行写入和读出。因此，无需分别设置写入和读出的步骤。此外，能够通过ReRAM进行每个转速的累积运行时间的测量及存储。因此，如图2所示，第一实施方式的控制部16不具有累积时间测量部46C。因此，存储部16B优选为ReRAM。由此，能够简化动作过程，并且能够削减部件个数。

即便在如第二实施方式那样使用了非易失性存储器的情况下，滤波器部14、速度检测部15、控制部46、驱动电路部17、温度传感器18及滤波器部19中的至少两个也可以包含在同一微机中。在该情况下，能够削减部件个数。

图11是第三实施方式的超声波马达系统的示意性控制电路图。

本实施方式在超声波马达元件52具有速度检测端子53且驱动控制装置51不具有角度传感器13这一方面与第一实施方式不同。此外，本实施方式在驱动控制装置51具有温度运算部54这一方面与第一实施方式不同。温度运算部54连接在滤波器部19与控制部16之间。在上述方面以外，本实施方式的超声波马达系统具有与第一实施方式的超声波马达系统10相同的结构。

速度检测端子53设置在图4所示的第一压电元件5A的压电体6上。速度检测端子53将与超声波马达元件52的驱动速度相应的信号输出到速度检测部15。由此，速度检测部15检测超声波马达元件52的转速。

在本实施方式中，驱动控制装置51的动作过程也与图5所示的流程相同。因此，能够与第一实施方式同样地实现超声波马达元件52的长寿命化。此外，由于驱动控制装置51无需角度传感器，因此，能够削减驱动控制装置51的部件个数。

需要说明的是，也可以在驱动控制装置51使用第二实施方式的控制部46。在该情况下，该驱动控制装置51的动作过程与图10所示的流程相同。因此，能够实现超声波马达元件52的长寿命化。

图12是第四实施方式的超声波马达系统的示意性控制电路图。

本实施方式在超声波马达元件62具有电容检测端子63这一方面与第一实施方式不同。此外，在驱动控制装置61具有电容检测部65及温度运算部54且不具有温度传感器18这一方面与第一实施方式不同。在上述方面以外，本实施方式的超声波马达系统具有与第一实施方式的超声波马达系统10相同的结构。

电容检测端子63设置在图4所示的第一压电元件5A的压电体6上。电容检测端子63未与第一压电元件5A的第一电极7A及第二电极7B电连接。此外，电容检测端子63与图12所示的驱动控制装置61的电容检测部65连接。电容检测端子63将与超声波马达元件62中的各压电元件的电容相应的信号输出到驱动控制装置61。

电容检测部65基于从电容检测端子63输出的信号，检测第一压电元件5A的电容。电容检测部65将与该电容相应的信号输出到温度运算部54。在本实施方式中，电容检测部65经由滤波器部19而与温度运算部54连接。在该情况下，滤波器部19对从电容检测部65向控制部16输出的信号进行滤波。

需要说明的是，在超声波马达元件62具有多个压电元件的情况下，也可以设置多个电容检测端子63。各电容检测端子63也可以设置在各压电元件的各压电体6上。在该情况下，电容检测部65基于从各电容检测端子63输出的信号，检测各压电元件的电容。

在驱动控制装置61中，温度运算部54接收来自电容检测部65的信号，计算超声波马达元件62的温度。需要说明的是，第一压电元件5A的电容取决于超声波马达元件62的温度。因此，电容检测端子63及电容检测部65所输出的信号是基于超声波马达元件62的温度的信号。

在本实施方式中，驱动控制装置61的动作过程也与图5所示的流程相同。因此，能够与第一实施方式同样地实现超声波马达元件62的长寿命化。

需要说明的是，也可以在驱动控制装置61使用第二实施方式的控制部46。在该情况下，该驱动控制装置61的动作过程与图10所示的流程相同。因此，能够实现超声波马达元件62的长寿命化。

图13是第五实施方式的超声波马达系统的示意性控制电路图。

本实施方式在超声波马达元件72具有电容检测端子63这一方面与第三实施方式不同。此外，在驱动控制装置71具有电容检测部65且不具有温度传感器18这一方面与第三实施方式不同。在上述方面以外，本实施方式的超声波马达系统具有与第三实施方式的超声波马达系统相同的结构。

在驱动控制装置71中，与第三实施方式同样地检测转速，与第四实施方式同样地检测超声波马达元件72的温度。在本实施方式中，驱动控制装置71的动作过程也与图5所示的流程相同。因此，能够与第一实施方式、第三实施方式及第四实施方式同样地实现超声波马达元件72的长寿命化。此外，由于驱动控制装置71无需角度传感器，因此，能够削减驱动控制装置71的部件个数。

需要说明的是，也可以在驱动控制装置71使用第二实施方式的控制部46。在该情况下，该驱动控制装置71的动作过程与图10所示的流程相同。因此，能够实现超声波马达元件72的长寿命化。

然而，在第一实施方式～第五实施方式中，超声波马达元件是旋转驱动的元件。不过，本发明的驱动控制装置也能够用于超声波线性马达。以下示出该例。

图14是第六实施方式中的超声波马达元件的示意性侧视图。

本实施方式在超声波马达元件82是超声波线性马达这一方面与第一实施方式不同。在上述方面以外，本实施方式的超声波马达系统具有与第一实施方式的超声波马达系统10相同的结构。

超声波马达元件82的振动体84为长方体状。在振动体84上设置有第一压电元件、第二压电元件、第三压电元件及第四压电元件。由标记A+表示的第一压电元件及由标记A-表示的第三压电元件在A相中进行振动。第一压电元件及第三压电元件相互在相反相位中进行振动。由标记B+表示的第二压电元件及由标记B-表示的第四压电元件在B相中进行振动。第二压电元件及第四压电元件相互在相反相位中进行振动。

多个压电元件在振动体84的长边方向上排列。更具体而言，第一压电元件、第二压电元件、第三压电元件及第四压电元件依次排列。在第一实施方式～第五实施方式中，超声波马达元件进行旋转驱动，因此，驱动速度是转速。本实施方式中的驱动速度是超声波马达元件82本身进行移动的速度。在该情况下，驱动速度的单位例如是m/s。

在本实施方式中，驱动控制装置的动作过程通过在图5所示的流程中将“转速”置换为“驱动速度”的流程来表示。因此，能够与第一实施方式同样地实现超声波马达元件82的长寿命化。

附图标记说明

1…驱动控制装置；

2…超声波马达元件；

3…定子；

4…振动体；

4a、4b…第一主面、第二主面；

5A～5D…第一压电元件～第四压电元件；

6…压电体；

6a、6b…第三主面、第四主面；

7A、7B…第一电极、第二电极；

8…转子；

8a…转子主体；

8b…旋转轴；

9a、9b…第一布线、第二布线；

10…超声波马达系统；

13…角度传感器；

14…滤波器部；

15…速度检测部；

16…控制部；

16A…控制电路部；

16B…存储部；

17…驱动电路部；

18…温度传感器；

19…滤波器部；

25…压电元件；

39…微机；

41…驱动控制装置；

46…控制部；

46B…存储部；

46C…累积时间测量部；

51…驱动控制装置；

52…超声波马达元件；

53…速度检测端子；

54…温度运算部；

61…驱动控制装置；

62…超声波马达元件；

63…电容检测端子；

65…电容检测部；

71…驱动控制装置；

72…超声波马达元件；

82…超声波马达元件；

84…振动体。

Claims (13)

1.一种驱动控制装置，其使超声波马达元件驱动，该超声波马达元件具有振动体和设置在所述振动体上的压电元件，其中，

所述驱动控制装置具备：

速度检测部，其检测所述超声波马达元件的驱动速度；

控制部，其设定所述超声波马达元件的驱动条件；以及

驱动电路部，其基于由所述控制部设定的驱动条件，向所述压电元件施加驱动电压，

所述控制部基于所述超声波马达元件的每个驱动速度的累积运行时间，设定所述超声波马达元件的驱动条件。

2.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，

所述超声波马达元件是进行旋转驱动的元件，

所述驱动速度是转速。

3.根据权利要求1或2所述的驱动控制装置，其中，

所述控制部基于所述超声波马达元件的每个驱动速度的累积运行时间以及所述超声波马达元件的驱动开始的次数，设定所述超声波马达元件的驱动条件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动控制装置，其中，

所述驱动控制装置基于也包括在停止向所述超声波马达元件供给电源时所述超声波马达元件进行了驱动的时间的、所述超声波马达元件的每个驱动速度的累积运行时间，设定所述超声波马达元件的驱动条件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动控制装置，其中，

所述控制部具有：

控制电路部，其设定所述超声波马达元件的驱动条件；以及

存储部，其至少存储所述超声波马达元件的每个驱动速度的累积运行时间，

所述存储部是电阻变化存储器或者非易失性存储器。

6.根据权利要求5所述的驱动控制装置，其中，

所述存储部是电阻变化存储器。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动控制装置，其中，

所述驱动控制装置还具备温度传感器，该温度传感器检测所述超声波马达元件的温度，将与该温度相应的信号输出到所述控制部，

所述控制部基于所述超声波马达元件的每个驱动速度的累积运行时间以及由所述温度传感器检测到的温度，设定所述超声波马达元件的驱动条件。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的驱动控制装置，其中，

所述超声波马达元件是进行旋转驱动的元件，

所述驱动速度是转速，

所述驱动控制装置还具备角度传感器，该角度传感器检测所述超声波马达元件的旋转角度，将与该旋转角度相应的信号输出到所述速度检测部。

9.一种超声波马达系统，其中，

所述超声波马达系统具备：

权利要求1至6中任一项所述的驱动控制装置；以及

所述超声波马达元件，其具有所述振动体和所述压电元件。

10.根据权利要求9所述的超声波马达系统，其中，

所述超声波马达元件具有电容检测端子，该电容检测端子将与所述压电元件的电容相应的信号输出到所述驱动控制装置，

所述驱动控制装置具有：温度运算部，其接收基于所述超声波马达元件的温度的信号，计算所述超声波马达元件的温度；以及电容检测部，其根据所述电容检测端子的信号来检测所述压电元件的电容，将与该电容相应的信号输出到所述温度运算部，

所述驱动控制装置的所述控制部基于所述超声波马达元件的每个驱动速度的累积运行时间以及由所述温度运算部计算出的温度，设定所述超声波马达元件的驱动条件。

11.根据权利要求9所述的超声波马达系统，其中，

所述超声波马达系统具有温度传感器，该温度传感器检测所述超声波马达元件的温度，将与该温度相应的信号输出到所述控制部，

所述控制部基于所述超声波马达元件的每个驱动速度的累积运行时间以及由所述温度传感器检测到的温度，设定所述超声波马达元件的驱动条件。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的超声波马达系统，其中，

所述超声波马达元件是进行旋转驱动的元件，

所述驱动速度是转速，

所述驱动控制装置具有角度传感器，该角度传感器检测所述超声波马达元件的旋转角度，将与该旋转角度相应的信号输出到所述速度检测部。

13.根据权利要求9至11中任一项所述的超声波马达系统，其中，

所述超声波马达元件具有速度检测端子，该速度检测端子将与所述超声波马达元件的所述驱动速度相应的信号输出到所述速度检测部。