JP2521104B2 - 超音波モ−タアクチユエ−タのロツク検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、超音波モータを使用したモータアクチユ
エータのロツク検出装置に関するものである。

（従来の技術） 従来のモータアクチユエータはその駆動力として直流
モータが用いられ、モータがロツクした場合に備えてロ
ツク検出の機構が設けられている。この検出の方法とし
ては、モータに流れる電流を検出し、この電流がモータ
のロツク時には大きくなることを利用して所定値以上の
電流が流れた場合にモータがロツクしていることを判定
するもの等が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、駆動力として超音波モータを使用した
モータアクチユエータにおいては、前述のように電流を
検出することでロツクを検出することも可能であるが、
このようなロツク検出によれば検出用の抵抗が必要であ
り、出力低下の要因となる欠点があつた。また、電流の
検出によるロツク検出では電源電圧が変動すれば誤検出
の虞れがあり、正確にロツクを検出することが困難であ
つた。

そこで、この発明においては、出力低下を伴わず正確
にロツク検出が行なえる超音波モータを使用したモータ
アクチユエータのロツク検出装置を提供することを課題
としている。

（問題点を解決するための手段） しかして、この発明の要旨とするところは、超音波振
動によつて回転力を得る超音波モータと、この超音波モ
ータを駆動させるための駆動信号を発生する駆動信号発
生回路とを具備した超音波モータアクチユエータにあつ
て、前記超音波モータからのフイードバツク用信号を平
滑する平滑手段と、この平滑手段からの出力と基準信号
とを比較して該平滑手段からの出力が基準信号以下であ
るか否かを判定し、その判定結果に基づいて駆動信号の
断続を決定する比較判定手段とを具備したことにある。

（作用） したがつて、超音波モータがロツクした場合には該モ
ータからの出力電圧が小さくなるので、平滑手段からの
出力が基準電圧より小さくなり、駆動信号発生回路から
出力される駆動信号を停止させることができ、そのた
め、前述したような検出用の抵抗を設ける必要がなく、
正確にロツク検出が行なえるものである。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面により説明する。

第１図において、超音波モータアクチユエータは超音
波モータ１と駆動信号発生回路２とを有し、直流電源３
からの電力供給を受け、駆動信号発生回路２からの駆動
信号によつて超音波モータ１が駆動されるようになつて
いる。

超音波モータ１は、例えば第２図に示されるように、
進行波型のもので、ステータとなる圧電セラミツクス1a
が交互に厚み方向に分極処理された上に、銅合金などで
作られた弾性体1bを貼り合せて構成し、この弾性内1b上
にアルミ合金のロータ1cをスプリング1dで接触させた構
成で、圧電セラミツクスに90゜位相の異なる交流信号を
印加すると、該圧電セラミツクスが共振することにより
弾性体1b上に進行波が発生して、該弾性体1bの上のロー
タが回転させられ出力軸1eを介して外部へ回転力が出力
されるようになつている。

駆動発生回路２は、可変周波数発振回路４、スイツチ
ング素子５、高周波トランス６及び周波数追尾回路７か
ら構成されている。

可変周波数発振回路４は、超音波モータ１の最適駆動
周波数の信号を発生するもので、始動信号が後述する駆
動判定回路11を介して入力されると、この回路で発生し
た駆動パルスがスイツチング素子５に入力される。

スイツチング素子５は、例えばトランジスタからな
り、コレクタ端子に接続される高周波トランス６と共
に、前述した可変周波数発振回路４の出力信号を互いに
90゜位相の異なる２つの高周波信号に変換するためのも
のである。

高周波トランスの２次側には超音波モータ１が接続さ
れ、この超音波モータ１は90゜位相の異なる高周波信号
の印加によつて作動する。

周波数追尾回路７は、超音波モータ１に印加された電
圧と電流の位相差を検出し、この位相差が常に一定とな
るように前述した可変周波数回路４の発振周波数をフイ
ードバツク制御するものである。これは、温度により最
適な駆動周波数が変化することに対応して、安定した駆
動を行なうようにする必要から設けられたものである。

８は、平滑回路で前述した周波数追尾回路７に入力さ
れる超音波モータからの交流出力電圧がバイパスして入
力され、例えば半波整流にて平滑して直流電圧を得るよ
うにしたもので、この平滑回路８から出力される出力電
圧は比較判定手段９に入力される。

比較判定手段９は、入力端の一方が前記平滑回路８と
接続するオペアンプ10と、駆動判定回路11とからなり、
駆動判定回路11で生成された基準電圧がオペアンプ10の
入力端の他方に印加されており、このオペアンプで平滑
回路からの出力と基準電圧とを比較し、その比較結果が
駆動判定回路に入力されるようになつている。ここで、
基準電圧は、超音波モータ１の正常駆動時に平滑回路８
から出力される電圧レベルよりも小さく、ロツク時に同
平滑回路８から出力される電圧レベルよりも大きく設定
されている。

駆動判定回路11は、上述したオペアンプ10からの出力
に基づき、その駆動信号の断続が判定され、平滑回路８
からの出力が基準電圧以下である場合に可変周波数発振
回路４へ停止信号を出力し、可変周波数発振回路４から
出力される駆動信号を停止させる働きをしている。

上述した構成において、何らかの原因で超音波モータ
がロツクした場合には、今まで周波数追尾回路７を介し
て可変周波数発振回路４にフイードバツクされていたフ
イードバツク用信号の振巾が小さくなるので、平滑回路
８から出力される電圧レベルは基準電圧よりも小さくな
り、比較判定手段９でロツクであることが検出され、速
やかに可変周波数発振回路４から出力される駆動信号を
停止するものである。

（発明の効果） 以上述べたように、この発明によれば、平滑された超
音波モータからの出力電圧が基準電圧よりも小さい場合
に超音波モータがロツクしていることを判定し、駆動信
号の出力を停止させるようにしたので、出力を低下させ
ることなく正確に超音波モータのロツクを検出すること
ができるものである。また、平滑回路８に入力される超
音波モータ１からの出力電圧が周波数を自動追尾するた
めのフイードバツク用信号をも兼ねているので、出力電
圧を測定するための特別なセンサ等が必要でなく、低コ
ストのロツク検出装置が得られる利点もある、

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る一実施例を示す回路図、第２図
は同上に用いた超音波モータの一部切欠の斜視図であ
る。 １……超音波モータ、２……駆動信号発生回路、８……
平滑回路、９……比較判定手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波振動によつて回転力を得る超音波モ
   ータと、この超音波モータを駆動させるための駆動信号
   を発生する駆動信号発生回路とを具備した超音波モータ
   アクチユエータにあつて、 前記超音波モータからのフイードバツク用信号を平滑す
   る平滑手段と、 この平滑手段からの出力と基準信号とを比較して該平滑
   手段からの出力が基準信号以下であるか否かを判定し、
   その判定結果に基づいて駆動信号の断続を決定する比較
   判定手段とを具備したことを特徴とする超音波モータア
   クチユエータのロツク検出装置。