JP2563351B2 - 超音波モ−タ駆動方法 - Google Patents
超音波モ−タ駆動方法Info
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Classifications
-
- 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
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 本発明は圧電体を用いて駆動力を発生する超音波モー
タの駆動方法に関する。
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。
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の従来技術に
ついて説明を行う。
ついて説明を行う。
第６図は円環形超音波モータの斜視図であり、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を構成している。４は耐
磨耗性材料の摩擦材、５は弾性体であり、互いに貼合せ
られて移動体６を構成している。移動体６は摩擦材４を
介して振動体３と接触している。圧電体２に電界を印加
すると振動体３の周方向に曲げ振動の進行波が励起さ
れ、移動体６を駆動する。尚、同図中の矢印は移動体６
の回転方向を示す。
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を構成している。４は耐
磨耗性材料の摩擦材、５は弾性体であり、互いに貼合せ
られて移動体６を構成している。移動体６は摩擦材４を
介して振動体３と接触している。圧電体２に電界を印加
すると振動体３の周方向に曲げ振動の進行波が励起さ
れ、移動体６を駆動する。尚、同図中の矢印は移動体６
の回転方向を示す。
第７図は第６図の超音波モータに使用した圧電セラミ
ック２の電極構造の一例を示している。同図では円周方
向に９波の弾性波がのるようにしてある。同図におい
て、ＡおよびＢはそれぞれ２分の１波長相当の小領域か
ら成る電極群で、Ｃは４分の３波長、Ｄは４分の１波長
の長さの電極である。電極ＣおよびＤは電極群ＡとＢに
位置的に４分の１波長（＝90度）の位相差を作ってい
る。電極ＡとＢ内の隣り合う小電極部は互いに反対に厚
み方向に分極されている。圧電体２の弾性体１との接着
面は、第７図に示めされた面と反対の面であり、電極は
ベタ電極である。使用時には、電極群ＡおよびＢは第７
図に斜線で示されたように、それぞれ短絡して用いられ
る。
ック２の電極構造の一例を示している。同図では円周方
向に９波の弾性波がのるようにしてある。同図におい
て、ＡおよびＢはそれぞれ２分の１波長相当の小領域か
ら成る電極群で、Ｃは４分の３波長、Ｄは４分の１波長
の長さの電極である。電極ＣおよびＤは電極群ＡとＢに
位置的に４分の１波長（＝90度）の位相差を作ってい
る。電極ＡとＢ内の隣り合う小電極部は互いに反対に厚
み方向に分極されている。圧電体２の弾性体１との接着
面は、第７図に示めされた面と反対の面であり、電極は
ベタ電極である。使用時には、電極群ＡおよびＢは第７
図に斜線で示されたように、それぞれ短絡して用いられ
る。
以上のように構成された超音波モータの圧電体２の電
極ＡおよびＢに V1＝V0×sin（ωｔ） …（１） V2＝V0×cos（ωｔ） …（２） ただし、V0：電圧の瞬時値 ω：角周波数 t:時間 で表される電圧V1およびV2をそれぞれ印加すれば、振動
体３には ξ＝ξ0×（cos（ωｔ）×cos（kx） ＋sin（ωｔ）×sin（kx）） ＝ξ0×cos（ωｔ−kx） …（３） ただし ξ：曲げ振動の振幅値 ξ0：曲げ振動の瞬時値 k:波数（２π／λ） λ：波長 x:位置 で表せる、円周方向に進行する曲げ振動が励起される。
極ＡおよびＢに V1＝V0×sin（ωｔ） …（１） V2＝V0×cos（ωｔ） …（２） ただし、V0：電圧の瞬時値 ω：角周波数 t:時間 で表される電圧V1およびV2をそれぞれ印加すれば、振動
体３には ξ＝ξ0×（cos（ωｔ）×cos（kx） ＋sin（ωｔ）×sin（kx）） ＝ξ0×cos（ωｔ−kx） …（３） ただし ξ：曲げ振動の振幅値 ξ0：曲げ振動の瞬時値 k:波数（２π／λ） λ：波長 x:位置 で表せる、円周方向に進行する曲げ振動が励起される。
第８図は振動体３の表面のＡ点が進行波の励起によっ
て、長軸2w、短軸2uの楕円運動をし、振動体３上に加圧
して設置された移動体６が、楕円の頂点近傍で接触する
ことにより、摩擦力により波の進行方向とは逆方向にｖ
＝ω×ｕの速度で運動する様子を示している。
て、長軸2w、短軸2uの楕円運動をし、振動体３上に加圧
して設置された移動体６が、楕円の頂点近傍で接触する
ことにより、摩擦力により波の進行方向とは逆方向にｖ
＝ω×ｕの速度で運動する様子を示している。
上記の楕円軌跡の短軸は、振動体３の形状が決まれ
ば、曲げ振動の振幅に比例しているので、速度を大きく
するためには進行波の振幅を大きくしなければならな
い。また、低電圧駆動で大きな振幅を得るためには、振
動体の共振周波数近傍で駆動しなければならない。とこ
ろが振動体の共振特性は温度や負荷の変動によって変化
するので、従来のように一定周波数で駆動したのでは、
駆動周波数と共振周波数の相対的関係が変化して超音波
モータの特性が変化してしまうという問題点がある。
ば、曲げ振動の振幅に比例しているので、速度を大きく
するためには進行波の振幅を大きくしなければならな
い。また、低電圧駆動で大きな振幅を得るためには、振
動体の共振周波数近傍で駆動しなければならない。とこ
ろが振動体の共振特性は温度や負荷の変動によって変化
するので、従来のように一定周波数で駆動したのでは、
駆動周波数と共振周波数の相対的関係が変化して超音波
モータの特性が変化してしまうという問題点がある。
発明が解決しようとする問題点 以上、説明した様に従来の超音波モータは、一定周波
数の２つの位相の異なる交流電圧や駆動電圧として用い
ていた。そのため温度や負荷が変動して振動体の共振周
波数が変化すると、共振周波数と駆動周波数の関係が変
化して、振動体の振幅が大幅に変化し、従って、モータ
の特性が大きく変わってしまうという問題点があった。
数の２つの位相の異なる交流電圧や駆動電圧として用い
ていた。そのため温度や負荷が変動して振動体の共振周
波数が変化すると、共振周波数と駆動周波数の関係が変
化して、振動体の振幅が大幅に変化し、従って、モータ
の特性が大きく変わってしまうという問題点があった。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、温度や負
荷が変化しても、常に安定な動作をする超音波モータを
提供することを目的としている。
荷が変化しても、常に安定な動作をする超音波モータを
提供することを目的としている。
問題点を解決するための手段 前記目的を達成するために本発明の超音波モータ駆動
方法は、圧電体を交流駆動電圧で駆動して、圧電体と弾
性体とから構成される振動体に弾性進行波を励振するこ
とにより、振動体上に接触して設置された移動体を移動
させる超音波モータにおいて、駆動電圧の周波数を振動
体の共振周波数より高い周波数から低い周波数の方向に
掃引して、掃引により変化する圧電体に流入する電流の
変化率か、振動体に励振される弾性進行波の振動振幅の
変化率か、圧電体を駆動する交流電圧と電流の位相の変
化率か、あるいは移動体の速度の変化率を検出し、変化
率が小さい時は掃引の速度を早くするか、掃引の周波数
の変化幅の大きさを大きくするかの少なくともどちらか
１つを変化させ、変化率が大きい時は掃引の速度を遅く
するか、掃引の周波数幅の大きさを小さくするかの少な
くともどちらか１つを変化させ、圧電体に流入する電
流、振動体に励振される弾性進行波の振動振幅、圧電体
を駆動する交流電圧と電流の位相、あるいは移動体の速
度があらかじめ設定した範囲内の値になるまで駆動電圧
の周波数の掃引をし、あらかじめ設定した範囲内の値に
なれば駆動電圧の周波数を停止することにより、圧電体
の駆動電圧の周波数を決定する。
方法は、圧電体を交流駆動電圧で駆動して、圧電体と弾
性体とから構成される振動体に弾性進行波を励振するこ
とにより、振動体上に接触して設置された移動体を移動
させる超音波モータにおいて、駆動電圧の周波数を振動
体の共振周波数より高い周波数から低い周波数の方向に
掃引して、掃引により変化する圧電体に流入する電流の
変化率か、振動体に励振される弾性進行波の振動振幅の
変化率か、圧電体を駆動する交流電圧と電流の位相の変
化率か、あるいは移動体の速度の変化率を検出し、変化
率が小さい時は掃引の速度を早くするか、掃引の周波数
の変化幅の大きさを大きくするかの少なくともどちらか
１つを変化させ、変化率が大きい時は掃引の速度を遅く
するか、掃引の周波数幅の大きさを小さくするかの少な
くともどちらか１つを変化させ、圧電体に流入する電
流、振動体に励振される弾性進行波の振動振幅、圧電体
を駆動する交流電圧と電流の位相、あるいは移動体の速
度があらかじめ設定した範囲内の値になるまで駆動電圧
の周波数の掃引をし、あらかじめ設定した範囲内の値に
なれば駆動電圧の周波数を停止することにより、圧電体
の駆動電圧の周波数を決定する。
作用 振動体を構成する圧電体の駆動電圧の周波数を振動体
の共振周波数より高い周波数から低い周波数の方向に掃
引して、振動体の共振周波数と駆動周波数との差を知る
ために、掃引により変化する圧電体に流入する電流の変
化率か、振動体に励振される弾性進行波の振動振幅の変
化率か、圧電体を駆動する交流電圧と電流の位相の変化
率か、あるいは移動体の速度の変化率を検出し、変化率
が小さい時すなわち振動体の共振周波数と駆動周波数と
の差が大きい時は、掃引の速度を早くするか、掃引の周
波数の変化幅の大きさを大きくするかの少なくともどち
らか１つを変化させ、変化率が大きい時すなわち振動体
の共振周波数と駆動周波数との差が小さい時は、掃引の
速度を遅くするか、掃引の周波数幅の大きさを小さくす
るかの少なくともどちらか１つを変化させることによ
り、駆動周波数の制御を正確にしかも高速で掃引制御す
る。そして、圧電体に流入する電流、振動体に励振され
る弾性進行波の振動振幅、圧電体を駆動する交流電圧と
電流の位相、あるいは移動体の速度があらかじめ設定し
た範囲内の値になるまで駆動電圧の周波数の掃引をし、
あらかじめ設定した範囲内の値になれば駆動電圧の周波
数を停止することにより、圧電体の流入する電流、振動
体に励振される弾性進行波の振動振幅、圧電体を駆動す
る交流電圧と電流の位相、あるいは移動体の速度が設定
範囲内になるように圧電体の駆動電圧の周波数を決定す
ることにより、常に振動体の共振周波数と駆動周波数を
ほぼ一定に保つことができる。そして、圧電体に流入す
る電流、振動体に励振される弾性進行波の振動振幅、圧
電体を駆動する交流電圧と電流の位相、あるいは移動体
の速度が設定範囲外になれば、再び駆動周波数の掃引を
開始することにより、温度や負荷が変動しても、駆動周
波数を高速に制御して、特性の変化の小さい超音波モー
タを提供することができる。
の共振周波数より高い周波数から低い周波数の方向に掃
引して、振動体の共振周波数と駆動周波数との差を知る
ために、掃引により変化する圧電体に流入する電流の変
化率か、振動体に励振される弾性進行波の振動振幅の変
化率か、圧電体を駆動する交流電圧と電流の位相の変化
率か、あるいは移動体の速度の変化率を検出し、変化率
が小さい時すなわち振動体の共振周波数と駆動周波数と
の差が大きい時は、掃引の速度を早くするか、掃引の周
波数の変化幅の大きさを大きくするかの少なくともどち
らか１つを変化させ、変化率が大きい時すなわち振動体
の共振周波数と駆動周波数との差が小さい時は、掃引の
速度を遅くするか、掃引の周波数幅の大きさを小さくす
るかの少なくともどちらか１つを変化させることによ
り、駆動周波数の制御を正確にしかも高速で掃引制御す
る。そして、圧電体に流入する電流、振動体に励振され
る弾性進行波の振動振幅、圧電体を駆動する交流電圧と
電流の位相、あるいは移動体の速度があらかじめ設定し
た範囲内の値になるまで駆動電圧の周波数の掃引をし、
あらかじめ設定した範囲内の値になれば駆動電圧の周波
数を停止することにより、圧電体の流入する電流、振動
体に励振される弾性進行波の振動振幅、圧電体を駆動す
る交流電圧と電流の位相、あるいは移動体の速度が設定
範囲内になるように圧電体の駆動電圧の周波数を決定す
ることにより、常に振動体の共振周波数と駆動周波数を
ほぼ一定に保つことができる。そして、圧電体に流入す
る電流、振動体に励振される弾性進行波の振動振幅、圧
電体を駆動する交流電圧と電流の位相、あるいは移動体
の速度が設定範囲外になれば、再び駆動周波数の掃引を
開始することにより、温度や負荷が変動しても、駆動周
波数を高速に制御して、特性の変化の小さい超音波モー
タを提供することができる。
実施例 以下、図面に従って本発明の実施例について詳細な説
明を行う。
明を行う。
第１図は本発明の超音波モータの駆動方法を実現する
具体回路のブロック図である。この回路が動作を開始す
ると、電圧制御発振器７は制御端子C1に入力された制御
電圧に従って発振する。この時の制御電圧は加算器８に
より、初期設定値Ｏがそのまま出力される。電圧制御発
振器７の出力は２分割され、一方は90度位相器９を通し
て電力増幅器10に、他方はそのまま電力増幅器11にそれ
ぞれ入力されて、振動体３を駆動するのに必要な値にま
で増幅される。電力増幅器10、11の出力は圧電体２にそ
れぞれ印加されて、超音波モータの振動体を駆動する。
具体回路のブロック図である。この回路が動作を開始す
ると、電圧制御発振器７は制御端子C1に入力された制御
電圧に従って発振する。この時の制御電圧は加算器８に
より、初期設定値Ｏがそのまま出力される。電圧制御発
振器７の出力は２分割され、一方は90度位相器９を通し
て電力増幅器10に、他方はそのまま電力増幅器11にそれ
ぞれ入力されて、振動体３を駆動するのに必要な値にま
で増幅される。電力増幅器10、11の出力は圧電体２にそ
れぞれ印加されて、超音波モータの振動体を駆動する。
圧電体２の一方の入力端子には抵抗Ｒが接続されてお
り、圧電体２に流れる電流を抵抗Ｒの両端電圧により、
電流検出器13で検出する。また、電圧検出器12は圧電体
２に印加される駆動電圧を検出する。位相差検出器14は
電流検出器13と電圧検出器12の出力から、電流・電圧の
位相差に比例した電圧を発生する。位相比較器15は、位
相差検出器14の出力と動作設定値P1と動作範囲値P2を比
較し、その差に応じて制御信号を出力する。制御信号は
制御器16に入力され、制御器16は駆動周波数の掃引制御
信号を出力する。加算器８には設定電圧Ｏと上記掃引制
御信号が入力され、２つの電圧の和が出力される。加算
器８の出力電圧は電圧制御発振器７の制御端子C1に入力
され、電圧制御発振器７の出力周波数を制御する。
り、圧電体２に流れる電流を抵抗Ｒの両端電圧により、
電流検出器13で検出する。また、電圧検出器12は圧電体
２に印加される駆動電圧を検出する。位相差検出器14は
電流検出器13と電圧検出器12の出力から、電流・電圧の
位相差に比例した電圧を発生する。位相比較器15は、位
相差検出器14の出力と動作設定値P1と動作範囲値P2を比
較し、その差に応じて制御信号を出力する。制御信号は
制御器16に入力され、制御器16は駆動周波数の掃引制御
信号を出力する。加算器８には設定電圧Ｏと上記掃引制
御信号が入力され、２つの電圧の和が出力される。加算
器８の出力電圧は電圧制御発振器７の制御端子C1に入力
され、電圧制御発振器７の出力周波数を制御する。
回路の動作開始時には、あらゆる条件下における振動
体の共振周波数より駆動周波数が高くなるように、初期
設定値Ｏを設定している。この駆動周波数での電流・電
圧の位相差が、動作設定値P1よりも動作範囲値P2以上に
ずれていれば、電圧制御発振器７は、制御器16により低
いほうへ出力周波数を掃引する。電圧制御発振器７は、
駆動時の位相差が動作設定値P1と設定範囲値P2以内の差
になるまで、周波数の掃引を続ける。また、位相比較器
15は現在の位相差と１つ前の駆動周波数での位相差を比
較し、その変化率より周波数の掃引のステップを決め、
制御器16を介して電圧制御発振器７を制御する。
体の共振周波数より駆動周波数が高くなるように、初期
設定値Ｏを設定している。この駆動周波数での電流・電
圧の位相差が、動作設定値P1よりも動作範囲値P2以上に
ずれていれば、電圧制御発振器７は、制御器16により低
いほうへ出力周波数を掃引する。電圧制御発振器７は、
駆動時の位相差が動作設定値P1と設定範囲値P2以内の差
になるまで、周波数の掃引を続ける。また、位相比較器
15は現在の位相差と１つ前の駆動周波数での位相差を比
較し、その変化率より周波数の掃引のステップを決め、
制御器16を介して電圧制御発振器７を制御する。
第２図は、第１図の具体回路の動作説明のための移動
体の速度と、駆動電圧と電流の位相差の周波数特性であ
る。同図において、実線は移動体の速度の特性を表し、
点線は駆動電圧と電流の位相差の特性を表わしている。
f0はある環境下における振動体の共振周波数であり、f1
は動作設定値P1に対する動作周波数である。また、f2は
設定電圧Ｏに対応する超音波モータの始動時の駆動周波
数であり、f3、f4、……、fnは、それぞれ掃引周波数で
ある。
体の速度と、駆動電圧と電流の位相差の周波数特性であ
る。同図において、実線は移動体の速度の特性を表し、
点線は駆動電圧と電流の位相差の特性を表わしている。
f0はある環境下における振動体の共振周波数であり、f1
は動作設定値P1に対する動作周波数である。また、f2は
設定電圧Ｏに対応する超音波モータの始動時の駆動周波
数であり、f3、f4、……、fnは、それぞれ掃引周波数で
ある。
回路動作開始時には、加算器８により設定電圧Ｏが電
圧制御発振器７の制御端子C1に入力される。この時、電
圧・電流の位相差が設定値P1を中心としたP2の範囲内に
なければ、制御器16の出力により駆動周波数をあらかじ
め設定した値だけ低いほうへ掃引し、駆動周波数をf3に
する。この時も、電圧・電流の位相差が設定値P1を中心
としたP2の範囲内になければ、駆動周波数の変化による
位相差の変化率により次の掃引幅を変え、再び駆動周波
数を掃引する。このように、電圧・電流の位相差が設定
値P1を中心としたP2の範囲内に入るまで、位相差の変化
率が大きくなるに従って駆動周波数が振動体の共振周波
数に近くなるので、掃引の幅を次第に小さくして掃引を
続ける。駆動時での位相が設定値P1を中心としたP2の範
囲内に入っていれば、駆動周波数の掃引は停止される
が、範囲外に出たときは再び掃引が開始される。
圧制御発振器７の制御端子C1に入力される。この時、電
圧・電流の位相差が設定値P1を中心としたP2の範囲内に
なければ、制御器16の出力により駆動周波数をあらかじ
め設定した値だけ低いほうへ掃引し、駆動周波数をf3に
する。この時も、電圧・電流の位相差が設定値P1を中心
としたP2の範囲内になければ、駆動周波数の変化による
位相差の変化率により次の掃引幅を変え、再び駆動周波
数を掃引する。このように、電圧・電流の位相差が設定
値P1を中心としたP2の範囲内に入るまで、位相差の変化
率が大きくなるに従って駆動周波数が振動体の共振周波
数に近くなるので、掃引の幅を次第に小さくして掃引を
続ける。駆動時での位相が設定値P1を中心としたP2の範
囲内に入っていれば、駆動周波数の掃引は停止される
が、範囲外に出たときは再び掃引が開始される。
上記の実施例では、駆動周波数の掃引のステップ幅を
位相差の変化率により変えたが、掃引の時間を変えても
よい。これは、電圧・電流の位相差の変化率が小さいと
きは、駆動周波数を早く変えても超音波モータの応答性
による位相差の誤差が小さいが、電圧・電流の位相差の
変化率が大きいときは、応答性による位相差の誤差が大
きくなるので、位相差の変化率が小さいときは駆動周波
数の掃引を早し、位相差の変化率が大きくなれば駆動周
波数の掃引を遅くする。これによって、駆動周波数の制
御速度を早くすることができる。
位相差の変化率により変えたが、掃引の時間を変えても
よい。これは、電圧・電流の位相差の変化率が小さいと
きは、駆動周波数を早く変えても超音波モータの応答性
による位相差の誤差が小さいが、電圧・電流の位相差の
変化率が大きいときは、応答性による位相差の誤差が大
きくなるので、位相差の変化率が小さいときは駆動周波
数の掃引を早し、位相差の変化率が大きくなれば駆動周
波数の掃引を遅くする。これによって、駆動周波数の制
御速度を早くすることができる。
上の実施例では、駆動周波数決定のパラメータとして
駆動電圧と圧電体に流れる全電流との位相差をとった
が、第３図に示したような回路で機械腕に流れる電流を
検出して、電圧との位相差をとってもよい。第３図は、
90度位相の異なる２つの駆動信号S1、S2を、昇圧トラン
スT1、T2に入力して圧電体２を駆動している。昇圧トラ
ンスT1の方は、圧電体２の電気腕を通じて抵抗R1に流れ
る電流と、コンデンサC2を通じて抵抗R1に流れる電流が
相殺するように、トランスの昇圧比と容量値をそれぞれ
等しくしている。第４図は圧電体の等価回路図であり、
コンデンサC2の容量値は同図のC0に等しくしている。
駆動電圧と圧電体に流れる全電流との位相差をとった
が、第３図に示したような回路で機械腕に流れる電流を
検出して、電圧との位相差をとってもよい。第３図は、
90度位相の異なる２つの駆動信号S1、S2を、昇圧トラン
スT1、T2に入力して圧電体２を駆動している。昇圧トラ
ンスT1の方は、圧電体２の電気腕を通じて抵抗R1に流れ
る電流と、コンデンサC2を通じて抵抗R1に流れる電流が
相殺するように、トランスの昇圧比と容量値をそれぞれ
等しくしている。第４図は圧電体の等価回路図であり、
コンデンサC2の容量値は同図のC0に等しくしている。
また、駆動周波数決定のパラメータとして、全電流
値、振動体の振動の振幅と比例する機械腕に流れる電流
値、ロータリーエンコーダでとった移動体の移動速度、
振動センサによりとった振動体の振幅値を採用しても同
様の駆動方法が実現できる。第５図は、移動体の移動速
度と機械腕電流の周波数特性図である。
値、振動体の振動の振幅と比例する機械腕に流れる電流
値、ロータリーエンコーダでとった移動体の移動速度、
振動センサによりとった振動体の振幅値を採用しても同
様の駆動方法が実現できる。第５図は、移動体の移動速
度と機械腕電流の周波数特性図である。
本実施例の駆動回路によれば、温度や負荷が変動して
も、常に安定な動作をする超音波モータを提供できる。
も、常に安定な動作をする超音波モータを提供できる。
発明の効果 本発明によれば、温度や負荷が変動しても、駆動周波
数を早く制御して、特性変化の少ない超音波モータを提
供できる。
数を早く制御して、特性変化の少ない超音波モータを提
供できる。
第１図は本発明の超音波モータの駆動方法を実現する具
体回路のブロック図、第２図は第１図の回路の動作説明
用の移動体速度と電圧と電流の位相差の周波数特性図、
第３図は機械腕電流を取り出すための振動体の駆動回路
図、第４図は圧電体の等価回路図、第５図は移動体速度
と機械腕電流の周波数特性図、第６図は円環形超音波モ
ータの切り欠き斜視図、第７図は第６図の超音波モータ
に用いた圧電体の形状と電極構造を示す平面図、第８図
は超音波モータの動作原理の説明図である。 ７……電圧制御発振器、８……加算器、９……90度移相
器、10、11……電力増幅器、12……電圧検出器、13……
電流検出器、14……位相差検出器、15……位相比較器、
16……制御器。
体回路のブロック図、第２図は第１図の回路の動作説明
用の移動体速度と電圧と電流の位相差の周波数特性図、
第３図は機械腕電流を取り出すための振動体の駆動回路
図、第４図は圧電体の等価回路図、第５図は移動体速度
と機械腕電流の周波数特性図、第６図は円環形超音波モ
ータの切り欠き斜視図、第７図は第６図の超音波モータ
に用いた圧電体の形状と電極構造を示す平面図、第８図
は超音波モータの動作原理の説明図である。 ７……電圧制御発振器、８……加算器、９……90度移相
器、10、11……電力増幅器、12……電圧検出器、13……
電流検出器、14……位相差検出器、15……位相比較器、
16……制御器。
Claims (1)
- 【請求項１】圧電体を交流駆動電圧で駆動して、前記圧
電体と弾性体とから構成される振動体に弾性進行波を励
振することにより、前記振動体上に接触して設置された
移動体を移動させる超音波モータにおいて、 前記駆動電圧の周波数を前記振動体の共振周波数より高
い周波数から低い周波数の方向に掃引して、前記掃引に
より変化する前記圧電体に流入する電流の変化率か、前
記振動体に励振される前記弾性進行波の振動振幅の変化
率か、前記圧電体を駆動する交流電圧と電流の位相の変
化率か、あるいは前記移動体の速度の変化率を検出し、 前記変化率が小さい時は前記掃引の速度を早くするか、
前記掃引の周波数の変化幅の大きさを大きくするかの少
なくともどちらか１つを変化させ、前記変化率が大きい
時は前記掃引の速度を遅くするか、前記掃引の周波数幅
の大きさを小さくするかの少なくともどちらか１つを変
化させ、 前記圧電体に流入する電流、前記振動体に励振される前
記弾性進行波の振動振幅、前記圧電体を駆動する交流電
圧と電流の位相、あるいは前記移動体の速度があらかじ
め設定した範囲内の値になるまで前記駆動電圧の周波数
の掃引をし、 あらかじめ設定した範囲内の値になれば前記駆動電圧の
周波数を停止することにより、前記圧電体の前記駆動電
圧の周波数を決定することを特徴とする超音波モータ駆
動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62164541A JP2563351B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 超音波モ−タ駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62164541A JP2563351B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 超音波モ−タ駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS648875A JPS648875A (en) | 1989-01-12 |
| JP2563351B2 true JP2563351B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=15795119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62164541A Expired - Lifetime JP2563351B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 超音波モ−タ駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2563351B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6954022B2 (en) | 2002-03-27 | 2005-10-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus for vibration type actuator |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4201014B2 (ja) | 2005-08-23 | 2008-12-24 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電アクチュエータの駆動制御方法、圧電アクチュエータの駆動制御装置、および電子機器 |
-
1987
- 1987-07-01 JP JP62164541A patent/JP2563351B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6954022B2 (en) | 2002-03-27 | 2005-10-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus for vibration type actuator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS648875A (en) | 1989-01-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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