JP2001320888A - 振動波モータ駆動制御装置、駆動制御方法、及び記憶媒体 - Google Patents
振動波モータ駆動制御装置、駆動制御方法、及び記憶媒体Info
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Abstract
止する。 【解決手段】 振動波モータ6を起動する際に、マイク
ロコンピュータ1が電圧印加手段5に指令を出して、電
圧印加手段5が振動波モータ6へ供給する周波信号の電
圧値を、通常作動用の規定値より小さい第1の値に設定
する。そして、該周波信号を振動波モータ6ヘ供給開始
した後、周波信号の電圧値を前記規定値まで徐々に増加
させる。振動波モータの駆動を停止する際には、周波信
号の電圧値を前記規定値から、前記規定値より小さい第
2の値に徐々に減少させ、周波信号の電圧値が、前記第
2の値に等しくなった後、周波信号の振動波モータヘの
供給を停止させる。
Description
制御装置、駆動制御方法、及び記憶媒体に関し、特に、
電気−機械エネルギ変換素子に周波信号を印加すること
で振動体を励振させ駆動力を得るようにした振動波モー
タの駆動制御装置、当該駆動制御装置に適用される駆動
制御方法、及び当該駆動制御方法を実行するプログラム
を記憶した記憶媒体に関する。
ルギ変換素子と弾性体とからなる振動体と、その振動体
に加圧接触された移動体とから構成され、電気−機械エ
ネルギ変換素子に周波信号(交流信号)を印加すること
で振動体を励振させて駆動力を得、その駆動力が移動体
を駆動して移動体は回転等の運動を行う。振動波モータ
では、位相の異なる周波信号が電気−機械エネルギー変
換素子に印加され、これによって位相の異なる複数の定
在波が振動体に形成され、これらの複数の定在波を合成
することによって振動体が振動する。
る制御装置として、従来、例えば特開平3−18282
号公報等で示される制御装置がある。該制御装置によれ
ば、振動波モータにはその回転速度が、電気−機械エネ
ルギ変換素子に印加される周波信号の周波数に応じて変
化する性質があるので、振動波モータを滑らかに起動さ
せる場合、まず周波信号の周波数を、振動波モータの回
転速度がゼロになる周波数に設定した上で、規定電圧を
有した周波信号を電気−機械エネルギ変換素子に印加
し、その後、周波信号の周波数を、振動波モータの所望
の回転速度に相当する周波数に徐々に変化させる。ま
た、振動波モータを滑らかに停止させる場合、まず周波
信号の周波数を、振動波モータの回転速度が0になる周
波数に変えた上で、周波信号の規定電圧をゼロにする。
さらに、振動波モータを急激に停止させて位置決めを行
なう場合は、周波数をそのままに周波信号の規定電圧を
ゼロにする。
周波信号が、振動波モータの回転速度がゼロである周波
数に設定されていても、周波信号が規定電圧を有してい
る場合には、振動体が振動しており、そのため、上記従
来の制御装置により制御された振動波モータにおいて、
起動時に周波信号の電圧値が零から規定電圧値へ切り替
わったとき、及び停止時に周波信号の電圧値が規定電圧
値から零へ切り替わったときに、振動体の振動振幅が急
変し、その衝撃により異音を発生するという問題点があ
った。
たものであって、起動時及び停止時に異音が発生するこ
とを防止した振動波モータ駆動制御装置、駆動制御方
法、及び記憶媒体を提供することを目的とする。
に、請求項1記載の発明によれば、電気−機械エネルギ
変換素子に周波信号を印加することで振動体を励振させ
駆動力を得るようにした振動波モータの駆動制御装置に
おいて、前記振動波モータを起動する際に、前記周波信
号の電圧値を通常作動用の規定値より小さい第1の値に
設定して該周波信号を前記振動波モータヘ供給し、該供
給の開始後、前記周波信号の電圧値を前記規定値まで徐
々に増加させる第1の制御手段と、前記振動波モータの
駆動を停止する際に、前記周波信号の電圧値を前記規定
値から、前記規定値より小さい第2の値に徐々に減少さ
せ、前記周波信号の電圧値が、前記第2の値に等しくな
った後、前記周波信号の前記振動波モータヘの供給を停
止する第2の制御手段とを有することを特徴とする。
−機械エネルギ変換素子に周波信号を印加することで振
動体を励振させ駆動力を得るようにした振動波モータの
駆動制御装置に適用される駆動制御方法において、前記
振動波モータを起動する際に、前記周波信号の電圧値を
通常作動用の規定値より小さい第1の値に設定して該周
波信号を前記振動波モータヘ供給し、該供給の開始後、
前記周波信号の電圧値を前記規定値まで徐々に増加させ
る第1の制御ステップと、前記振動波モータの駆動を停
止する際に、前記周波信号の電圧値を前記規定値から、
前記規定値より小さい第2の値に徐々に減少させ、前記
周波信号の電圧値が、前記第2の値に等しくなった後、
前記周波信号の前記振動波モータヘの供給を停止する第
2の制御ステップとを有することを特徴とする。
電気−機械エネルギ変換素子に周波信号を印加すること
で振動体を励振させ駆動力を得るようにした振動波モー
タの駆動制御装置に適用される駆動制御方法をプログラ
ムとして記憶した、コンピュータにより読み出し可能な
記憶媒体において、前記駆動制御方法が、前記振動波モ
ータを起動する際に、前記周波信号の電圧値を通常作動
用の規定値より小さい第1の値に設定して該周波信号を
前記振動波モータヘ供給し、該供給の開始後、前記周波
信号の電圧値を前記規定値まで徐々に増加させる第1の
制御ステップと、前記振動波モータの駆動を停止する際
に、前記周波信号の電圧値を前記規定値から、前記規定
値より小さい第2の値に徐々に減少させ、前記周波信号
の電圧値が、前記第2の値に等しくなった後、前記周波
信号の前記振動波モータヘの供給を停止する第2の制御
ステップとを有することを特徴とする。
気−機械エネルギ変換素子に周波信号を印加することで
振動体を励振させ駆動力を得るようにした振動波モータ
の駆動制御装置において、前記振動波モータを起動する
際に、前記周波信号の電圧値を通常作動用の規定値より
小さい所定値に設定して該周波信号を前記振動波モータ
ヘ供給し、該供給の開始後、前記周波信号の電圧値を前
記規定値まで徐々に増加させる制御手段を有することを
特徴とする。
ば、電気−機械エネルギ変換素子に周波信号を印加する
ことで振動体を励振させ駆動力を得るようにした振動波
モータの駆動制御装置において、前記振動波モータの駆
動を停止する際に、前記周波信号の電圧値を前記規定値
から、前記規定値より小さい所定値に徐々に減少させ、
前記周波信号の電圧値が、前記所定値に等しくなった
後、前記周波信号の前記振動波モータヘの供給を停止す
る制御手段を有することを特徴とする。
面を参照して説明する。
モータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
コンピュータ1に接続されたメモリ、3はマイクロコン
ピュータ1からのデジタル指令値をアナログ電圧に変換
するD/A変換器、4はD/A変換器3の出力電圧値に
応じた周波数を持つ周波信号を出力するV/F変換器で
ある。5は電圧印加手段であり、V/F変換器4より出
力された周波信号に対して、振動波モータ6を駆動すべ
く波形整形を行い、振動波モータ6に出力する。電圧印
加手段5から出力される周波信号の電圧値は、マイクロ
コンピュータ1からの指令によりその値が変化するよう
になっている。
するためのロータリーエンコーダであり、振動波モータ
6の回転に伴いロータリーエンコーダ7からパルス信号
がカウンタ8に入力される。カウンタ8では、入力され
たパルス信号を基に、累積パルス数を計数し、位置情報
としてマイクロコンピュータ1に入力する。
リーエンコーダ7とが直接係合する例を示したが、ギア
あるはベルト等の伝達機構を介在されるようにしてもよ
い。
信号の周波数に対する、振動波モータ6内の振動体の振
動振幅および振動波モータ6の回転速度の関係を表わし
たグラフである。
タでは、周波信号の周波数に応じて、振動体の振動振幅
およびモータ回転速度が変化し、共振周波数foよりも
高い周波数領域では、周波数が高くなるにつれて振動体
の振動振幅およびモータ回転速度が徐々に減少する性質
がある。そして、所定周波数faにおいてモータ回転速
度は零となる。なお、振動体の振動振幅は、所定周波数
faにおいても零にはならない。
ないたい場合は、通常所定周波数faに等しいかあるい
は所定周波数faより大きい周波数を初期周波数として
周波信号に設定し、規定の電圧値を持つ周波信号を振動
波モータ6ヘ与える。その後、周波信号の周波数を徐々
に低周波側へ走査して所望の回転速度に相当する周波数
に近づける。
を行ないたい場合は、規定の電圧値を持つ周波信号の周
波数を高周波側へ走査して、通常所定周波数faに等し
いかあるいは所定周波数faより大きい周波数に至らし
める。そして、回転が停止した時に周波信号の規定の電
圧値を零にする。また、位置決めを行なう場合は、周波
数の走査は行わず、周波信号の規定の電圧値をゼロに
し、振動波モータ6の回転を停止させる。
音を発生していた。この現象は、図2で示すように、周
波信号の周波数が、回転速度ゼロであるような領域にお
いても振動体の振動振幅がゼロでないことに起因する。
すなわち、起動時において振動波モータ6に通電を開始
すると(即ち、周波信号の電圧値を零から規定値に切り
換える)、振動波モータ6ヘいわゆるステップ入力が与
えられ、超音波振動が非常に短い時定数で立ち上がる。
このため、ロータ(移動体)ヘ衝撃力が与えられ、可聴
域の機械的振動を発生させ、異音として耳に聞こえる。
動波モータ6への通電を停止すると(即ち、周波信号の
電圧値を規定値から零に切り換える)、非常に短時間で
振動体の振動振幅がゼロになるために、ロータ(移動
体)ヘ衝撃力が与えられ、異音が耳にきこえることにな
る。
緩和するために、マイクロコンピュータ1が電圧印加手
段5に指令を出して、モータ起動時に周波信号の電圧値
を規定値Voより小さい値Vaに設定しておいて通電開
始を行い、その後、徐々に電圧値を上げて規定電圧Vo
に達するようにする。この方法により実験したところ、
異音を著しく低減することができた。
の電圧値を規定電圧値Voから徐々に下げて小さい電圧
Vbにし、その後に通電を切るようにする。この方法に
より実験したところ、異音の低減に著しい効果が認めら
れた。
関係を測定したところ、起動時および停止時のいずれに
おいても電圧値Va,Vbが規定電圧Voの30%以下
の電圧であれば、異音が耳に聞こえることがないことが
分かった。
信号の電圧値を規定電圧Voの30%の値に設定した状
態で通電を開始し、その後、周波信号の電圧値を規定電
圧Voに達するまで徐々に上昇させるようにする。ま
た、停止時は周波信号の電圧値を規定電圧Voから徐々
に低下させ、規定電圧Voの30%に達したあとに通電
を停止するようにする。
圧値をVaからVoへと変化させる際の所要時間、ある
いはモータ停止時に周波信号の電圧値をVoからVbへ
と変化させる際の所要時間を、0.001秒以上でかつ
0.008秒以下に設定することが、異音防止や回転制
御性能の点から好ましい。
タ駆動制御装置はハードウェアで構成しても、またソフ
トウェアで構成してもよく、振動モータ駆動制御装置の
機能をソフトウェアによって実現する場合には、前述し
た実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム
コードを記憶した記憶媒体を、システムあるいは装置に
供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(ま
たはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラ
ムコードを読み出して実行することによっても、本発明
が達成されることは言うまでもない。
グラムコード自体が、前述の実施形態の機能を実現する
ことになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体
が本発明を構成することになる。
体として、例えば、フロッピィディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD
−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMな
どを用いることができる。
ムコードを実行することにより、前述した実施形態の機
能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指
示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOSなどが
実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって
前述した実施形態の機能が実現される場合も、本発明に
含まれることは言うまでもない。
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指
示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに
備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行
い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現さ
れる場合も、本発明に含まれることは言うまでもない。
動波モータを起動する際に、周波信号の電圧値を通常作
動用の規定値より小さい第1の値に設定して該周波信号
を振動波モータヘ供給し、該供給の開始後、周波信号の
電圧値を前記規定値まで徐々に増加させる。一方、振動
波モータの駆動を停止する際に、周波信号の電圧値を前
記規定値から、前記規定値より小さい第2の値に徐々に
減少させ、周波信号の電圧値が、前記第2の値に等しく
なった後、周波信号の振動波モータヘの供給を停止す
る。
生することを防止することができる。
御装置の構成を示すブロック図である。
対する、振動波モータ内の振動体の振動振幅および振動
波モータの回転速度の関係を表わしたグラフである。
御手段) 2 メモリ 3 D/A変換器 4 V/F変換器 5 電圧印加手段 6 振動波モータ 7 ロータリーエンコーダ 8 カウンタ
Claims (22)
- 【請求項1】 電気−機械エネルギ変換素子に周波信号
を印加することで振動体を励振させ駆動力を得るように
した振動波モータの駆動制御装置において、 前記振動波モータを起動する際に、前記周波信号の電圧
値を通常作動用の規定値より小さい第1の値に設定して
該周波信号を前記振動波モータヘ供給し、該供給の開始
後、前記周波信号の電圧値を前記規定値まで徐々に増加
させる第1の制御手段と、 前記振動波モータの駆動を停止する際に、前記周波信号
の電圧値を前記規定値から、前記規定値より小さい第2
の値に徐々に減少させ、前記周波信号の電圧値が、前記
第2の値に等しくなった後、前記周波信号の前記振動波
モータヘの供給を停止する第2の制御手段とを有するこ
とを特徴とする振動波モータ駆動制御装置。 - 【請求項2】 前記第1の値は前記規定値の30%以下
の値であることを特徴とする請求項1記載の振動波モー
タ駆動制御装置。 - 【請求項3】 前記第2の値は前記規定値の30%以下
の値であることを特徴とする請求項1または請求項2に
記載の振動波モータ駆動制御装置。 - 【請求項4】 前記第1の制御手段によって、前記周波
信号の電圧が前記第1の値から前記規定値まで増加され
る際の所要時間は、0.001秒以上でかつ0.008
秒であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいず
れかに記載の振動波モータ駆動制御装置。 - 【請求項5】 前記第2の制御手段によって、前記周波
信号の電圧が前記規定値から前記第2の値まで減少され
る際の所要時間は、0.001秒以上でかつ0.008
秒であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいず
れかに記載の振動波モータ駆動制御装置。 - 【請求項6】 前記振動波モータは、 電気−機械エネルギ変換素子と弾性体とからなる振動体
と、 前記振動体に加圧接触されて配置される移動体とから構
成され、 前記電気−機械エネルギ変換素子に周波電圧を印加する
電圧印加手段と、 前記振動波モータの位置座標もしくは角度座標を検出す
るモータ座標検出手段と、 前記電圧印加手段が出力する周波信号の周波数を変化さ
せることにより前記振動波モータの移動速度または回転
速度を制御する振動波モータ制御手段とを更に有するこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
の振動波モータ駆動制御装置。 - 【請求項7】 電気−機械エネルギ変換素子に周波信号
を印加することで振動体を励振させ駆動力を得るように
した振動波モータの駆動制御装置に適用される駆動制御
方法において、 前記振動波モータを起動する際に、前記周波信号の電圧
値を通常作動用の規定値より小さい第1の値に設定して
該周波信号を前記振動波モータヘ供給し、該供給の開始
後、前記周波信号の電圧値を前記規定値まで徐々に増加
させる第1の制御ステップと、 前記振動波モータの駆動を停止する際に、前記周波信号
の電圧値を前記規定値から、前記規定値より小さい第2
の値に徐々に減少させ、前記周波信号の電圧値が、前記
第2の値に等しくなった後、前記周波信号の前記振動波
モータヘの供給を停止する第2の制御ステップとを有す
ることを特徴とする振動波モータ駆動制御方法。 - 【請求項8】 前記第1の値は前記規定値の30%以下
の値であることを特徴とする請求項7記載の振動波モー
タ駆動制御方法。 - 【請求項9】 前記第2の値は前記規定値の30%以下
の値であることを特徴とする請求項7または請求項8に
記載の振動波モータ駆動制御方法。 - 【請求項10】 前記第1の制御ステップによって、前
記周波信号の電圧が前記第1の値から前記規定値まで増
加される際の所要時間は、0.001秒以上でかつ0.
008秒であることを特徴とする請求項7乃至請求項9
のいずれかに記載の振動波モータ駆動制御方法。 - 【請求項11】 前記第2の制御ステップによって、前
記周波信号の電圧が前記規定値から前記第2の値まで減
少される際の所要時間は、0.001秒以上でかつ0.
008秒であることを特徴とする請求項7乃至請求項1
0のいずれかに記載の振動波モータ駆動制御方法。 - 【請求項12】 電気−機械エネルギ変換素子に周波信
号を印加することで振動体を励振させ駆動力を得るよう
にした振動波モータの駆動制御装置に適用される駆動制
御方法をプログラムとして記憶した、コンピュータによ
り読み出し可能な記憶媒体において、 前記駆動制御方法が、 前記振動波モータを起動する際に、前記周波信号の電圧
値を通常作動用の規定値より小さい第1の値に設定して
該周波信号を前記振動波モータヘ供給し、該供給の開始
後、前記周波信号の電圧値を前記規定値まで徐々に増加
させる第1の制御ステップと、 前記振動波モータの駆動を停止する際に、前記周波信号
の電圧値を前記規定値から、前記規定値より小さい第2
の値に徐々に減少させ、前記周波信号の電圧値が、前記
第2の値に等しくなった後、前記周波信号の前記振動波
モータヘの供給を停止する第2の制御ステップとを有す
ることを特徴とする記憶媒体。 - 【請求項13】 前記第1の値は前記規定値の30%以
下の値であることを特徴とする請求項12記載の記憶媒
体。 - 【請求項14】 前記第2の値は前記規定値の30%以
下の値であることを特徴とする請求項12または請求項
13に記載の記憶媒体。 - 【請求項15】 前記第1の制御ステップによって、前
記周波信号の電圧が前記第1の値から前記規定値まで増
加される際の所要時間は、0.001秒以上でかつ0.
008秒であることを特徴とする請求項12乃至請求項
14のいずれかに記載の記憶媒体。 - 【請求項16】 前記第2の制御ステップによって、前
記周波信号の電圧が前記規定値から前記第2の値まで減
少される際の所要時間は、0.001秒以上でかつ0.
008秒であることを特徴とする請求項12乃至請求項
15のいずれかに記載の記憶媒体。 - 【請求項17】 電気−機械エネルギ変換素子に周波信
号を印加することで振動体を励振させ駆動力を得るよう
にした振動波モータの駆動制御装置において、 前記振動波モータを起動する際に、前記周波信号の電圧
値を通常作動用の規定値より小さい所定値に設定して該
周波信号を前記振動波モータヘ供給し、該供給の開始
後、前記周波信号の電圧値を前記規定値まで徐々に増加
させる制御手段を有することを特徴とする振動波モータ
駆動制御装置。 - 【請求項18】 前記所定値は前記規定値の30%以下
の値であることを特徴とする請求項19記載の振動波モ
ータ駆動制御装置。 - 【請求項19】 前記制御手段によって、前記周波信号
の電圧が前記所定値から前記規定値まで増加される際の
所要時間は、0.001秒以上でかつ0.008秒であ
ることを特徴とする請求項17または請求項18記載の
振動波モータ駆動制御装置。 - 【請求項20】 電気−機械エネルギ変換素子に周波信
号を印加することで振動体を励振させ駆動力を得るよう
にした振動波モータの駆動制御装置において、 前記振動波モータの駆動を停止する際に、前記周波信号
の電圧値を前記規定値から、前記規定値より小さい所定
値に徐々に減少させ、前記周波信号の電圧値が、前記所
定値に等しくなった後、前記周波信号の前記振動波モー
タヘの供給を停止する制御手段を有することを特徴とす
る振動波モータ駆動制御装置。 - 【請求項21】 前記所定値は前記規定値の30%以下
の値であることを特徴とする請求項20記載の振動波モ
ータ駆動制御装置。 - 【請求項22】 前記制御手段によって、前記周波信号
の電圧が前記規定値から前記所定値まで減少される際の
所要時間は、0.001秒以上でかつ0.008秒であ
ることを特徴とする請求項20または請求項21記載の
振動波モータ駆動制御装置。
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