JP2538088B2 - 超音波モ―タの駆動方法 - Google Patents
超音波モ―タの駆動方法Info
- Publication number
- JP2538088B2 JP2538088B2 JP2014121A JP1412190A JP2538088B2 JP 2538088 B2 JP2538088 B2 JP 2538088B2 JP 2014121 A JP2014121 A JP 2014121A JP 1412190 A JP1412190 A JP 1412190A JP 2538088 B2 JP2538088 B2 JP 2538088B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic motor
- drive
- vibrating body
- piezoelectric body
- driving
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、圧電セラミック等の圧電体を用いて弾性波
を励振することにより駆動力を発生する超音波モータの
駆動方法に関する。
を励振することにより駆動力を発生する超音波モータの
駆動方法に関する。
従来の技術 近年、圧電セラミック等の圧電体を用いた振動体に弾
性振動を励振し、これを駆動力とした超音波モータが注
目されている。
性振動を励振し、これを駆動力とした超音波モータが注
目されている。
以下、図面を参照しながら超音波モータとその駆動方
法の従来技術について説明を行う。
法の従来技術について説明を行う。
第２図は円環形超音波モータの一部切欠斜視図であ
り、円環形の弾性体１の円環面の一方に圧電体として円
環形圧電セラミック２を貼合せて振動体３を形成してい
る。また５は円環形の弾性体であり、耐摩耗性材料の摩
擦材４と貼合わせることにより移動体６を形成してい
る。この移動体６は摩擦材４を介して振動体３と加圧接
触されている。
り、円環形の弾性体１の円環面の一方に圧電体として円
環形圧電セラミック２を貼合せて振動体３を形成してい
る。また５は円環形の弾性体であり、耐摩耗性材料の摩
擦材４と貼合わせることにより移動体６を形成してい
る。この移動体６は摩擦材４を介して振動体３と加圧接
触されている。
圧電体２に設けられた駆動電極（図示せず）に交流電
圧を印加すると、第３図に示すような径方向の変位分布
を有する径方向１次・周方向３次以上の撓み振動の進行
波が振動体３に励振される。この進行波の波頭の横方向
成分により、移動体６は摩擦駆動され回転運動をする。
圧を印加すると、第３図に示すような径方向の変位分布
を有する径方向１次・周方向３次以上の撓み振動の進行
波が振動体３に励振される。この進行波の波頭の横方向
成分により、移動体６は摩擦駆動され回転運動をする。
第４図は振動体に励振された撓み振動の進行波によ
り、移動体が摩擦駆動される原理を示す説明図である。
振動体３の表面の任意のＡ点は、撓み振動の進行波の励
振によって、長軸2w、短軸2uの楕円運動をする。振動体
３上に加圧して設置された移動体６は、楕円軌跡の頂点
近傍で振動体と接触することにより、接触面の摩擦力に
より進行波の進行方向とは逆方向に運動する。振動体の
振動振幅は圧電体に流入する駆動電流により決まり、進
行波の波頭の横方向成分ｕは振動体の振動振幅によって
決まる。移動体６の移動速度ｖは、上記の進行波の波頭
の横方向成分ｕと撓み振動の角周波数ωの積により次式
のように決まり、 ｖ＝ω×ｕ 出力トルクは振動体と移動体の間の摩擦力によって決ま
る。
り、移動体が摩擦駆動される原理を示す説明図である。
振動体３の表面の任意のＡ点は、撓み振動の進行波の励
振によって、長軸2w、短軸2uの楕円運動をする。振動体
３上に加圧して設置された移動体６は、楕円軌跡の頂点
近傍で振動体と接触することにより、接触面の摩擦力に
より進行波の進行方向とは逆方向に運動する。振動体の
振動振幅は圧電体に流入する駆動電流により決まり、進
行波の波頭の横方向成分ｕは振動体の振動振幅によって
決まる。移動体６の移動速度ｖは、上記の進行波の波頭
の横方向成分ｕと撓み振動の角周波数ωの積により次式
のように決まり、 ｖ＝ω×ｕ 出力トルクは振動体と移動体の間の摩擦力によって決ま
る。
超音波モータは、圧電体に所定の位置だけずらした２
組の駆動電極を構成して駆動端子を取り出し、この２つ
の駆動端子に所定の位相の異なる交流電圧をそれぞれ印
加することにより、振動体に位置のずれた２つの撓み振
動の定在波を励振し、その結果として撓み振動の進行波
を励振することができる。この時２つの定在波の振幅が
等しければ定在波成分の小さい進行波が得られ、動作原
理より効率良く移動体を駆動することができる。振動体
は圧電体単体の時と同様に、駆動端子からみると共振・
反共振特性を示す。従って、共振周波数近傍で駆動すれ
ば、低電圧で効率よく駆動することができる。
組の駆動電極を構成して駆動端子を取り出し、この２つ
の駆動端子に所定の位相の異なる交流電圧をそれぞれ印
加することにより、振動体に位置のずれた２つの撓み振
動の定在波を励振し、その結果として撓み振動の進行波
を励振することができる。この時２つの定在波の振幅が
等しければ定在波成分の小さい進行波が得られ、動作原
理より効率良く移動体を駆動することができる。振動体
は圧電体単体の時と同様に、駆動端子からみると共振・
反共振特性を示す。従って、共振周波数近傍で駆動すれ
ば、低電圧で効率よく駆動することができる。
発明が解決しようとする課題 以上説明した従来の超音波モータは、通常の動作時に
は進行波の波頭の横方向成分によって、移動体の接触面
を摩擦力で均一に駆動することにより、安定性のよい特
性を得ている。しかし、外部の機械負荷が大きくなった
り、不均一になったりするか、移動体と振動体の接触面
に異物が入るなどの異常事態になると、移動体の速度が
低下したりひどい時には停止したりする。この様な状況
において依然駆動電極に電圧を印加し続けると移動体の
接触面に不均一に振動体が接触し、移動体の接触面に構
成された摩擦材が劣化したり、振動体が加熱して振動体
自身も劣化するという問題があった。
は進行波の波頭の横方向成分によって、移動体の接触面
を摩擦力で均一に駆動することにより、安定性のよい特
性を得ている。しかし、外部の機械負荷が大きくなった
り、不均一になったりするか、移動体と振動体の接触面
に異物が入るなどの異常事態になると、移動体の速度が
低下したりひどい時には停止したりする。この様な状況
において依然駆動電極に電圧を印加し続けると移動体の
接触面に不均一に振動体が接触し、移動体の接触面に構
成された摩擦材が劣化したり、振動体が加熱して振動体
自身も劣化するという問題があった。
課題を解決するための手段 本発明は以上の問題を解決するため、駆動電極に流入
する電流値が所定の値以下まで低下したこと、および駆
動電圧に対する電流の位相が変化したこと、および圧電
体に設けたセンサ電極の出力により見た振動状態の変化
のいずれか１つを所定の時間以上検出した場合に圧電体
への駆動電圧の印加を停止するものである。
する電流値が所定の値以下まで低下したこと、および駆
動電圧に対する電流の位相が変化したこと、および圧電
体に設けたセンサ電極の出力により見た振動状態の変化
のいずれか１つを所定の時間以上検出した場合に圧電体
への駆動電圧の印加を停止するものである。
作 用 本発明の超音波モータの駆動方法は、圧電体の駆動電
極に駆動電圧を印加して振動体に進行波を励振中に、駆
動電極に流入する電流値が所定の値以下まで低下したこ
と、および駆動電圧に対する電流の位相が変化したこ
と、および圧電体に設けたセンサ電極の出力により見た
振動状態の変化のいずれか１つを検知することによって
超音波モータに異常事態が生じたのを検知し、この異常
事態の発生後一定時間以内に圧電体への駆動電圧の印加
を停止するため、振動体および摩擦材の劣化を防止する
ことができる。
極に駆動電圧を印加して振動体に進行波を励振中に、駆
動電極に流入する電流値が所定の値以下まで低下したこ
と、および駆動電圧に対する電流の位相が変化したこ
と、および圧電体に設けたセンサ電極の出力により見た
振動状態の変化のいずれか１つを検知することによって
超音波モータに異常事態が生じたのを検知し、この異常
事態の発生後一定時間以内に圧電体への駆動電圧の印加
を停止するため、振動体および摩擦材の劣化を防止する
ことができる。
実施例 以下、図面に従って本発明の実施例の説明を行う。
第１図は本発明の超音波モータの駆動方法の他の実施
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
電圧制御発振器118は超音波モータの駆動交流信号を
発生する。分割回路119は電圧制御発振器118の出力信号
を所定の位相差を有する２つの駆動信号に分割する。分
割回路119の出力は電力増幅器120および121によって超
音波モータを駆動するのに充分なレベルにまで増幅さ
れ、超音波モータ123の２つの駆動端子にそれぞれ印加
される。異常事態時に移動体の速度が低下、または停止
すると、駆動電圧に対する駆動電流が低下したり、駆動
電圧に対する駆動電流の位相が変化する。このうち駆動
電流の値を抵抗122の入出力端子間に接続した電流検出
器124で検出し、駆動電圧レベルに対して所定の電流値
以下になったことを電流低下検出器125が検出し、その
検出が一定時間続いたことを時間回路126で確認した後
に電圧制御発振器118の発振を停止して超音波モータ123
の駆動を停止する。
発生する。分割回路119は電圧制御発振器118の出力信号
を所定の位相差を有する２つの駆動信号に分割する。分
割回路119の出力は電力増幅器120および121によって超
音波モータを駆動するのに充分なレベルにまで増幅さ
れ、超音波モータ123の２つの駆動端子にそれぞれ印加
される。異常事態時に移動体の速度が低下、または停止
すると、駆動電圧に対する駆動電流が低下したり、駆動
電圧に対する駆動電流の位相が変化する。このうち駆動
電流の値を抵抗122の入出力端子間に接続した電流検出
器124で検出し、駆動電圧レベルに対して所定の電流値
以下になったことを電流低下検出器125が検出し、その
検出が一定時間続いたことを時間回路126で確認した後
に電圧制御発振器118の発振を停止して超音波モータ123
の駆動を停止する。
なお、この実施例では、電流値が駆動電圧レベルに対
して所定の値以下となったことを検出して超音波モータ
の駆動を停止したが、電流低下検出器125の代わりに電
圧と電流の位相の変化を検出する位相変化検出器を用い
ることにより駆動電圧と電流の位相の変化を検出して超
音波モータの駆動を停止することも同様に可能である。
して所定の値以下となったことを検出して超音波モータ
の駆動を停止したが、電流低下検出器125の代わりに電
圧と電流の位相の変化を検出する位相変化検出器を用い
ることにより駆動電圧と電流の位相の変化を検出して超
音波モータの駆動を停止することも同様に可能である。
上記の実施例では、異常事態における移動体の速度の
停止または低下を振動体に進行波を励振中に駆動電圧に
対して駆動電極に流入する電流値が所定の値以下になっ
たことか、駆動電圧に対して駆動電流の位相が変化した
ことのうち、一つだけをそれぞれの回路で検出すること
によって検知したが、上記の回路を組み合わせることに
より、上記検知手段のうちいずれか一つを検出すること
によって同様に本発明を実現できる。
停止または低下を振動体に進行波を励振中に駆動電圧に
対して駆動電極に流入する電流値が所定の値以下になっ
たことか、駆動電圧に対して駆動電流の位相が変化した
ことのうち、一つだけをそれぞれの回路で検出すること
によって検知したが、上記の回路を組み合わせることに
より、上記検知手段のうちいずれか一つを検出すること
によって同様に本発明を実現できる。
また、圧電体の振動は流入電流に比例するので圧電体
に設けられた駆動電極の他に振動検出用のセンサ電極を
設けて、振動体の振動状態の変化を観ることにより電流
値の低下や位相の変化を検知して本発明を実現すること
もできる。
に設けられた駆動電極の他に振動検出用のセンサ電極を
設けて、振動体の振動状態の変化を観ることにより電流
値の低下や位相の変化を検知して本発明を実現すること
もできる。
発明の効果 以上述べたように、本発明の駆動方法によれば、超音
波モータの異常事態を正確に検出して振動体の駆動を停
止することにより、振動体および摩擦材の永久的な劣化
を防止して信頼性の高い超音波モータを提供できる。
波モータの異常事態を正確に検出して振動体の駆動を停
止することにより、振動体および摩擦材の永久的な劣化
を防止して信頼性の高い超音波モータを提供できる。
第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は円環形
超音波モータの一部切欠斜視図、第３図は円環形超音波
モータの振動体の径方向の振動変位図、第４図は超音波
モータの動作原理の説明図である。 118……電圧制御発振器、 119……分割回路、 120、121……電力増幅器、 123……超音波モータ、 126……時間回路、 122……抵抗、 124……電流検出器、 125……電流低下検出器。
超音波モータの一部切欠斜視図、第３図は円環形超音波
モータの振動体の径方向の振動変位図、第４図は超音波
モータの動作原理の説明図である。 118……電圧制御発振器、 119……分割回路、 120、121……電力増幅器、 123……超音波モータ、 126……時間回路、 122……抵抗、 124……電流検出器、 125……電流低下検出器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 克 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−193575（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】弾性体の一方の面に圧電体を接着すること
により形成された振動体と、上記振動体の圧電体のない
方の面に加圧接触された移動体と、上記圧電体に設けら
れた２組の駆動電極を備えた超音波モータの駆動方法に
おいて、 上記駆動電極にそれぞれ所定の位相差を持った駆動電圧
を印加することにより上記振動体に進行波を励振し上記
移動体を移動させると共に、上記駆動電極に流入する電
流値が所定の値以下まで低下したこと、および上記駆動
電圧に対する上記電流の位相が変化したこと、および上
記圧電体に設けたセンサ電極の出力により見た振動状態
の変化のいずれか１つを所定の時間以上検出した場合
に、上記圧電体への駆動電圧の印加を停止することを特
徴とする超音波モータの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014121A JP2538088B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 超音波モ―タの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014121A JP2538088B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 超音波モ―タの駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03218277A JPH03218277A (ja) | 1991-09-25 |
| JP2538088B2 true JP2538088B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=11852290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014121A Expired - Fee Related JP2538088B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 超音波モ―タの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2538088B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5790040B2 (ja) * | 2011-03-11 | 2015-10-07 | ソニー株式会社 | 照明装置および表示装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3600167C1 (de) * | 1986-01-17 | 1987-06-04 | Special Noe Kb Gidroimpul Snoj | Arbeitstisch fuer Einrichtungen zur Explosionsbearbeitung von Werkstoffen |
| JP2522286B2 (ja) * | 1987-02-19 | 1996-08-07 | 株式会社ニコン | 超音波モ―タの駆動回路 |
| JP2576450B2 (ja) * | 1988-01-22 | 1997-01-29 | 株式会社ニコン | 超音波モータの保護装置 |
| JP2757416B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1998-05-25 | アイシン精機株式会社 | 超音波モータ |
-
1990
- 1990-01-23 JP JP2014121A patent/JP2538088B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03218277A (ja) | 1991-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR900007413B1 (ko) | 초음파 모우터구동 방법 | |
| JP2003092891A (ja) | 振動型アクチュエータの制御装置 | |
| JPH0528072B2 (ja) | ||
| JP2538088B2 (ja) | 超音波モ―タの駆動方法 | |
| JPH0815398B2 (ja) | 超音波モータ駆動装置 | |
| JP2548248B2 (ja) | 超音波モータの制御装置 | |
| JP2506895B2 (ja) | 超音波モ―タの制御装置 | |
| JP2563351B2 (ja) | 超音波モ−タ駆動方法 | |
| JP2577485B2 (ja) | 超音波モータの駆動方法 | |
| JP2558709B2 (ja) | 超音波モ−タ駆動装置 | |
| JP2538088C (ja) | ||
| JP2604731B2 (ja) | 超音波モータ駆動装置 | |
| JP3618930B2 (ja) | 振動波モータの駆動制御装置および振動波モータを駆動源とする装置 | |
| JP2924455B2 (ja) | 超音波モータの駆動方法 | |
| JPH0710187B2 (ja) | 超音波モ−タ駆動方法 | |
| JP2636280B2 (ja) | 超音波モータの駆動法 | |
| JPH04138084A (ja) | 超音波モータ用振動体および超音波モータ | |
| JP2583904B2 (ja) | 超音波モータ駆動方法 | |
| JPH07108103B2 (ja) | 超音波モ−タ装置 | |
| JPH0833366A (ja) | 超音波モータの駆動方法とその駆動回路 | |
| JP3141525B2 (ja) | 超音波モータの駆動制御方法 | |
| JPS6292781A (ja) | 超音波モ−タ装置 | |
| JP3161028B2 (ja) | 超音波モータ | |
| JPH02101974A (ja) | 超音波モータ駆動装置 | |
| JPH06269180A (ja) | 超音波モータ制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070708 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080708 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090708 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |