JP3138309B2 - 超音波モータの起動方法 - Google Patents
超音波モータの起動方法Info
- Publication number
- JP3138309B2 JP3138309B2 JP03356899A JP35689991A JP3138309B2 JP 3138309 B2 JP3138309 B2 JP 3138309B2 JP 03356899 A JP03356899 A JP 03356899A JP 35689991 A JP35689991 A JP 35689991A JP 3138309 B2 JP3138309 B2 JP 3138309B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic motor
- circuit
- white noise
- frequency
- signal
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波モータの起動方法
の改良に関する。
の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、超音波モータとしては、一般的に
図６に示すような構成を有するものが知られている。す
なわち、中央の貫通孔にラジアル型ベアリング１をはめ
た基台３にベアリング１を囲む環状の凹部５を形成し、
片端面側（図６中上側）に一体的に突出する凸環部７を
有する金属製の円盤状弾性体９をその基台３に固定し、
この弾性体９の凸環部７に放射状の切込み（図示せず）
を形成して凸環部７を周方向に多数分割し、弾性体９の
他方の端面（図６中下側）にその凸環部７と重合う位置
にリング板状の圧電振動板１１が貼付けられている。
図６に示すような構成を有するものが知られている。す
なわち、中央の貫通孔にラジアル型ベアリング１をはめ
た基台３にベアリング１を囲む環状の凹部５を形成し、
片端面側（図６中上側）に一体的に突出する凸環部７を
有する金属製の円盤状弾性体９をその基台３に固定し、
この弾性体９の凸環部７に放射状の切込み（図示せず）
を形成して凸環部７を周方向に多数分割し、弾性体９の
他方の端面（図６中下側）にその凸環部７と重合う位置
にリング板状の圧電振動板１１が貼付けられている。
【０００３】この圧電振動板１１は、図７に示すよう
に、圧電セラミック板１３の片面に第１の分極グループ
の駆動電極１５およびこれにλ／４ずれた第２の分極グ
ループの駆動電極１７を形成し、それら駆動電極１５、
１７の間には共通電極１９とセンサー電極２１を形成す
るとともに、対向面に全面駆動電極（隠れて見えない）
を有している。圧電セラミック板１３の駆動電極１５、
１７、共通電極１９およびセンサー電極２１には、図６
中の可撓性プリント基板２３またはリード線（図示せ
ず）が接続されて外部に導出されている。
に、圧電セラミック板１３の片面に第１の分極グループ
の駆動電極１５およびこれにλ／４ずれた第２の分極グ
ループの駆動電極１７を形成し、それら駆動電極１５、
１７の間には共通電極１９とセンサー電極２１を形成す
るとともに、対向面に全面駆動電極（隠れて見えない）
を有している。圧電セラミック板１３の駆動電極１５、
１７、共通電極１９およびセンサー電極２１には、図６
中の可撓性プリント基板２３またはリード線（図示せ
ず）が接続されて外部に導出されている。
【０００４】基台３にはカップ状の金属製のケース２５
が被せられ、ケース２５の中央突出部内に軸受２７とス
ラスト型のベアリング２９を固定し、ベアリング１、軸
受２７およびベアリング２９でシャフト３１が軸支され
ている。ケース２５内において、シャフト３１には移動
体としての円盤状回転体３３が固定され、シャフト３１
に取付けられたフランジ３５によって皿ばね３７が回転
体３３の周縁部を弾性体９の凸環部７に圧接し、超音波
モータ３９が構成されている。
が被せられ、ケース２５の中央突出部内に軸受２７とス
ラスト型のベアリング２９を固定し、ベアリング１、軸
受２７およびベアリング２９でシャフト３１が軸支され
ている。ケース２５内において、シャフト３１には移動
体としての円盤状回転体３３が固定され、シャフト３１
に取付けられたフランジ３５によって皿ばね３７が回転
体３３の周縁部を弾性体９の凸環部７に圧接し、超音波
モータ３９が構成されている。
【０００５】このような超音波モータ３９は、互いに９
０゜位相が異なり例えば４０ＫＨｚより若干高い２種類
の周波数駆動電圧〔Ｖ＝Ｖ0 ｓｉｎωｔ、以下ｓｉｎと
する〕と〔Ｖ’＝Ｖ0 ｓｉｎ（ωｔ±π／２）、以下ｃ
ｏｓとする〕を駆動電極１５、１７に加えることによ
り、弾性体９の凸環部７には円周方向に進行する進行性
超音波が生じ、回転体３３が周方向に回転してシャフト
３１が回転する。また、超音波モータは、第８図のよう
に、周波数ｆ0 、ｆ1 、ｆ2 の複数の共振点を有し、駆
動効率の面から最もＱの高い中間の共振点ｆ0 で起動さ
せることが考えられるが、安定した起動を確保する観点
から周波数ｆ0 より若干高い周波数ｆ3 で起動させるこ
とが好ましいとされている。
０゜位相が異なり例えば４０ＫＨｚより若干高い２種類
の周波数駆動電圧〔Ｖ＝Ｖ0 ｓｉｎωｔ、以下ｓｉｎと
する〕と〔Ｖ’＝Ｖ0 ｓｉｎ（ωｔ±π／２）、以下ｃ
ｏｓとする〕を駆動電極１５、１７に加えることによ
り、弾性体９の凸環部７には円周方向に進行する進行性
超音波が生じ、回転体３３が周方向に回転してシャフト
３１が回転する。また、超音波モータは、第８図のよう
に、周波数ｆ0 、ｆ1 、ｆ2 の複数の共振点を有し、駆
動効率の面から最もＱの高い中間の共振点ｆ0 で起動さ
せることが考えられるが、安定した起動を確保する観点
から周波数ｆ0 より若干高い周波数ｆ3 で起動させるこ
とが好ましいとされている。
【０００６】もっとも、種々の原因で最初から周波数ｆ
3 の周波数駆動電圧を駆動電極１５、１７に印加しても
起動しない場合もあるので、スムースな起動を確保する
ために、周波数駆動電圧を周波数ｆ3 より高い例えば４
４ＫＨｚ付近からスタートさせて低い方向へスイープさ
せ、圧電振動板１１を序々に励振させて周波数ｆ3 で超
音波モータ３９を回転起動させることが良く行なわれて
いる。
3 の周波数駆動電圧を駆動電極１５、１７に印加しても
起動しない場合もあるので、スムースな起動を確保する
ために、周波数駆動電圧を周波数ｆ3 より高い例えば４
４ＫＨｚ付近からスタートさせて低い方向へスイープさ
せ、圧電振動板１１を序々に励振させて周波数ｆ3 で超
音波モータ３９を回転起動させることが良く行なわれて
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は高い周波数から低い方向へスイープさせて周波数駆動
電圧を圧電振動板１１へ印加しても、稀に超音波モータ
３９が起動しない場合のあることが分った。本発明はこ
のような従来の欠点を解決するためになされたもので、
超音波モータを確実に起動させることができる超音波モ
ータの起動方法を提供するものである。
は高い周波数から低い方向へスイープさせて周波数駆動
電圧を圧電振動板１１へ印加しても、稀に超音波モータ
３９が起動しない場合のあることが分った。本発明はこ
のような従来の欠点を解決するためになされたもので、
超音波モータを確実に起動させることができる超音波モ
ータの起動方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、互いに所定の位相差を有する周波数
駆動信号によって動作する超音波モータの起動方法につ
いて、この超音波モータの起動時にホワイトノイズのみ
を励振信号としてその超音波モータへ印加して起動させ
ることを特徴とするものである。そして、本発明では、
そのホワイトノイズをワンショットで超音波モータに印
加することが好ましく、更に、そのホワイトノイズを印
加した後にその周波数駆動信号を超音波モータに印加す
る方法も可能である。また、本発明は、互いに所定の位
相差を有する周波数駆動信号によって動作する超音波モ
ータの起動方法について、この超音波モータの起動時に
ホワイトノイズをその周波数駆動信号に重畳させてその
超音波モータへ印加することを特徴とする超音波モータ
の起動方法も可能である。 さらにまた、本発明では、そ
の周波数駆動信号に重畳させるホワイトノイズもワンシ
ョット印加することが好ましい。
るために本発明は、互いに所定の位相差を有する周波数
駆動信号によって動作する超音波モータの起動方法につ
いて、この超音波モータの起動時にホワイトノイズのみ
を励振信号としてその超音波モータへ印加して起動させ
ることを特徴とするものである。そして、本発明では、
そのホワイトノイズをワンショットで超音波モータに印
加することが好ましく、更に、そのホワイトノイズを印
加した後にその周波数駆動信号を超音波モータに印加す
る方法も可能である。また、本発明は、互いに所定の位
相差を有する周波数駆動信号によって動作する超音波モ
ータの起動方法について、この超音波モータの起動時に
ホワイトノイズをその周波数駆動信号に重畳させてその
超音波モータへ印加することを特徴とする超音波モータ
の起動方法も可能である。 さらにまた、本発明では、そ
の周波数駆動信号に重畳させるホワイトノイズもワンシ
ョット印加することが好ましい。
【０００９】
【作用】このような手段を備えた本発明では、ホワイト
ノイズが直流から高周波分まで広範囲の信号成分を一様
に含んでいるので、ホワイトノイズを例えば周波数駆動
信号に重畳させるか又は周波数駆動信号の印加前に超音
波モータに印加すると、この超音波モータの圧電振動板
が強制的に励振され易くなり、例えばスイープさせた周
波数駆動信号によってスムースに起動する。そして、そ
のホワイトノイズをワンショットで超音波モータに印加
する方法では、ホワイトノイズ中の直流又は低周波信号
成分による圧電振動板への影響が極めて小さい状態で起
動させることができる。
ノイズが直流から高周波分まで広範囲の信号成分を一様
に含んでいるので、ホワイトノイズを例えば周波数駆動
信号に重畳させるか又は周波数駆動信号の印加前に超音
波モータに印加すると、この超音波モータの圧電振動板
が強制的に励振され易くなり、例えばスイープさせた周
波数駆動信号によってスムースに起動する。そして、そ
のホワイトノイズをワンショットで超音波モータに印加
する方法では、ホワイトノイズ中の直流又は低周波信号
成分による圧電振動板への影響が極めて小さい状態で起
動させることができる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。なお、従来例と共通する部分には同一の符号を付
す。図１は本発明に係る超音波モータの起動方法を実施
する起動装置を超音波モータの回転制御装置とともに示
すブロック図である。図１において、基準電圧発生回路
４１は所定の基準直流電圧を発生して速度指令回路４３
へ出力するもので、例えば回転制御装置の電源ラインか
らツェナーダイオード（図示せず）によって安定化した
直流電圧を発生するものである。
る。なお、従来例と共通する部分には同一の符号を付
す。図１は本発明に係る超音波モータの起動方法を実施
する起動装置を超音波モータの回転制御装置とともに示
すブロック図である。図１において、基準電圧発生回路
４１は所定の基準直流電圧を発生して速度指令回路４３
へ出力するもので、例えば回転制御装置の電源ラインか
らツェナーダイオード（図示せず）によって安定化した
直流電圧を発生するものである。
【００１１】速度指令回路４３は、超音波モータ３９の
回転数（回転速度）を設定する速度指令信号を出力する
もので、基準電圧発生回路４１からの基準直流電圧をフ
ィードバック回路（後述する）４５からの直流のフィー
ドバック電圧で可変した直流の速度指令電圧をその速度
指令信号として電圧周波数変換回路（図中Ｖ／Ｆ変換回
路と略す）４７へ出力するものである。この速度指令電
圧を可変すれば超音波モータ３９の回転数が変化し、フ
ィードバック電圧が一定となるように速度指令電圧を出
力すれば、速度が安定化制御される。
回転数（回転速度）を設定する速度指令信号を出力する
もので、基準電圧発生回路４１からの基準直流電圧をフ
ィードバック回路（後述する）４５からの直流のフィー
ドバック電圧で可変した直流の速度指令電圧をその速度
指令信号として電圧周波数変換回路（図中Ｖ／Ｆ変換回
路と略す）４７へ出力するものである。この速度指令電
圧を可変すれば超音波モータ３９の回転数が変化し、フ
ィードバック電圧が一定となるように速度指令電圧を出
力すれば、速度が安定化制御される。
【００１２】電圧周波数変換回路４７は、速度指令回路
４３からの速度指令電圧をこのレベルに応じた周波数信
号に変換してノイズ入力回路４９へ出力するもので、こ
のノイズ入力回路４９は電圧周波数変換回路４７からの
速度指令電圧にノイズ出力回路５１からのホワイトノイ
ズを重畳し、又は速度指令電圧とホワイトノイズを切換
え入力してドライブ回路５３へ出力するものである。な
お、電圧周波数変換回路４７は、起動時に安定起動周波
数（上述した周波数ｆ3 ）より高い周波数（スタート周
波数）から速度設定周波数ｆ3 まで下方にスイープした
指令電圧をも出力する機能を有している。
４３からの速度指令電圧をこのレベルに応じた周波数信
号に変換してノイズ入力回路４９へ出力するもので、こ
のノイズ入力回路４９は電圧周波数変換回路４７からの
速度指令電圧にノイズ出力回路５１からのホワイトノイ
ズを重畳し、又は速度指令電圧とホワイトノイズを切換
え入力してドライブ回路５３へ出力するものである。な
お、電圧周波数変換回路４７は、起動時に安定起動周波
数（上述した周波数ｆ3 ）より高い周波数（スタート周
波数）から速度設定周波数ｆ3 まで下方にスイープした
指令電圧をも出力する機能を有している。
【００１３】ホワイトノイズは、図２に示すように、直
流成分から高周波成分まで一様な信号成分を含んでいる
ノイズ信号であり、図示はしないが特定の周波数近傍に
成分が集中しているノイズはカラードノイズ等と呼ばれ
ることがある。ノイズ入力回路４９は、例えば図３に示
すように、電圧周波数変換回路４７からの出力ラインＬ
１にノイズ出力回路５１からの出力ラインＬ２をスイッ
チＳＷ１を介して接続してなるもので、速度指令電圧に
ホワイトノイズを重畳してドライブ回路５３へ出力する
混合（ＭＩＸ）回路である。
流成分から高周波成分まで一様な信号成分を含んでいる
ノイズ信号であり、図示はしないが特定の周波数近傍に
成分が集中しているノイズはカラードノイズ等と呼ばれ
ることがある。ノイズ入力回路４９は、例えば図３に示
すように、電圧周波数変換回路４７からの出力ラインＬ
１にノイズ出力回路５１からの出力ラインＬ２をスイッ
チＳＷ１を介して接続してなるもので、速度指令電圧に
ホワイトノイズを重畳してドライブ回路５３へ出力する
混合（ＭＩＸ）回路である。
【００１４】また、ノイズ入力回路４９は、図４に示す
ように、電圧周波数変換回路４７からの出力ラインＬ１
を１回路２接点のスイッチＳＷ２の一方の固定接点に接
続し、ノイズ出力回路５１からの出力ラインＬ２をスイ
ッチＳＷ２の他方の固定接点に接続し、可動接点をドラ
イブ回路５３へ接続するよう形成し、速度指令電圧とホ
ワイトノイズを選択的に切換え入力してドライブ回路５
３へ出力する切換型でもよい。スイッチＳＷ１、２は、
例えば回転制御装置の起動スイッチ（図示せず）に連動
して動作し、起動時に長くても数秒、例えば１秒以下、
好ましくは数十ｍｓだけ出力ラインＬ２を出力ラインＬ
１へ接続したり、スイッチＳＷ２の可動接点をノイズ出
力回路５１側に接続するよう形成された機械的スイッチ
又は電子的無接点スイッチであり、ワンショット接続動
作するように形成すると良い。
ように、電圧周波数変換回路４７からの出力ラインＬ１
を１回路２接点のスイッチＳＷ２の一方の固定接点に接
続し、ノイズ出力回路５１からの出力ラインＬ２をスイ
ッチＳＷ２の他方の固定接点に接続し、可動接点をドラ
イブ回路５３へ接続するよう形成し、速度指令電圧とホ
ワイトノイズを選択的に切換え入力してドライブ回路５
３へ出力する切換型でもよい。スイッチＳＷ１、２は、
例えば回転制御装置の起動スイッチ（図示せず）に連動
して動作し、起動時に長くても数秒、例えば１秒以下、
好ましくは数十ｍｓだけ出力ラインＬ２を出力ラインＬ
１へ接続したり、スイッチＳＷ２の可動接点をノイズ出
力回路５１側に接続するよう形成された機械的スイッチ
又は電子的無接点スイッチであり、ワンショット接続動
作するように形成すると良い。
【００１５】ホワイトノイズを出力するノイズ出力回路
５１は、図１に示すように、ホワイトノイズを発生する
ホワイトノイズ発生回路５７と、これに直列接続されホ
ワイトノイズを増幅するホワイトノイズ増幅回路５７か
ら形成されている。ホワイトノイズ発生回路５７として
は種々の回路構成が可能である。例えば、図５に示すよ
うに、非反転入力端をアースしたＯＰアンプ５９の反転
入力端に抵抗Ｒ１を介してマイナス電源−Ｂを接続し、
反転入力端からＯＰアンプ５９の出力端にツェナーダイ
オードＺを順方向接続し、ＯＰアンプ５９の出力端にコ
ンデンサＣの一端を接続するとともに、コンデンサＣの
他端とアース間に抵抗Ｒ２および方向互いに逆向きにし
たクリップ用の２個のダイオードＤ１、Ｄ２の並列回路
を接続して形成されている。
５１は、図１に示すように、ホワイトノイズを発生する
ホワイトノイズ発生回路５７と、これに直列接続されホ
ワイトノイズを増幅するホワイトノイズ増幅回路５７か
ら形成されている。ホワイトノイズ発生回路５７として
は種々の回路構成が可能である。例えば、図５に示すよ
うに、非反転入力端をアースしたＯＰアンプ５９の反転
入力端に抵抗Ｒ１を介してマイナス電源−Ｂを接続し、
反転入力端からＯＰアンプ５９の出力端にツェナーダイ
オードＺを順方向接続し、ＯＰアンプ５９の出力端にコ
ンデンサＣの一端を接続するとともに、コンデンサＣの
他端とアース間に抵抗Ｒ２および方向互いに逆向きにし
たクリップ用の２個のダイオードＤ１、Ｄ２の並列回路
を接続して形成されている。
【００１６】このような、ホワイトノイズ発生回路５７
では、マイナス電源−Ｂおよび抵抗Ｒ１の値を適当に選
定し、ツェナーダイオードＺの逆バイアス状態において
ツェナー電流の流れない範囲で流れる非常に微弱な電流
をＯＰアンプ５９で増幅すれば、ホワイトノイズを出力
させることができ、ダイオードＤ１、Ｄ２によって上下
のレベルをクリップしてレベルの揃ったホワイトノイズ
が得られる。なお、ホワイトノイズ増幅回路５７は一般
的な増幅回路である。ドライブ回路５３はその周波数信
号やホワイトノイズ信号を昇圧増幅するとともに位相を
変え、互いに９０゜位相が異なる２種類の周波数駆動電
圧Ｖ、Ｖ’を形成して超音波モータ３９を駆動するもの
である。
では、マイナス電源−Ｂおよび抵抗Ｒ１の値を適当に選
定し、ツェナーダイオードＺの逆バイアス状態において
ツェナー電流の流れない範囲で流れる非常に微弱な電流
をＯＰアンプ５９で増幅すれば、ホワイトノイズを出力
させることができ、ダイオードＤ１、Ｄ２によって上下
のレベルをクリップしてレベルの揃ったホワイトノイズ
が得られる。なお、ホワイトノイズ増幅回路５７は一般
的な増幅回路である。ドライブ回路５３はその周波数信
号やホワイトノイズ信号を昇圧増幅するとともに位相を
変え、互いに９０゜位相が異なる２種類の周波数駆動電
圧Ｖ、Ｖ’を形成して超音波モータ３９を駆動するもの
である。
【００１７】もっとも、ホワイトノイズ信号について
は、そのような位相関係のある周波数駆動電圧とはなら
ないであろう。超音波モータ３９は、例えば上述した図
６に示すように、ベアリング１、基台３、凹部５、凸環
部７、弾性体９、圧電振動板１１、圧電セラミック板１
３、プリント基板２３、ケース２５、軸受２７、ベアリ
ング２９、シャフト３１、回転体３３、フランジ３５お
よび皿ばね３７を有した構成となっており、上述した図
７のように圧電振動板１１に形成された駆動電極１５、
１７にドライブ回路５３からの周波数駆動電圧Ｖ、Ｖ’
を印加することによってシャフト３１が回転する。
は、そのような位相関係のある周波数駆動電圧とはなら
ないであろう。超音波モータ３９は、例えば上述した図
６に示すように、ベアリング１、基台３、凹部５、凸環
部７、弾性体９、圧電振動板１１、圧電セラミック板１
３、プリント基板２３、ケース２５、軸受２７、ベアリ
ング２９、シャフト３１、回転体３３、フランジ３５お
よび皿ばね３７を有した構成となっており、上述した図
７のように圧電振動板１１に形成された駆動電極１５、
１７にドライブ回路５３からの周波数駆動電圧Ｖ、Ｖ’
を印加することによってシャフト３１が回転する。
【００１８】図１に戻って、超音波モータ３９の圧電振
動板（図１では図示省略）１１のセンサー電極２１は、
上述したように圧電振動板１１の振動レベルに応じたレ
ベルの信号を出力するもので、フィードバック回路４５
に接続されている。フィードバック回路４５は、センサ
ー電極２１からのレベル信号を整形、整流、平滑して負
の直流フィードバック信号を速度指令回路４３へ出力す
る公知の回路である。次に、このような回転制御装置を
説明する過程で本発明を説明する。
動板（図１では図示省略）１１のセンサー電極２１は、
上述したように圧電振動板１１の振動レベルに応じたレ
ベルの信号を出力するもので、フィードバック回路４５
に接続されている。フィードバック回路４５は、センサ
ー電極２１からのレベル信号を整形、整流、平滑して負
の直流フィードバック信号を速度指令回路４３へ出力す
る公知の回路である。次に、このような回転制御装置を
説明する過程で本発明を説明する。
【００１９】図示しない起動スイッチを操作すると、こ
れに連動して例えば図３のノイズ入力回路４９のスイッ
チＳＷ１がワンショット動作してノイズ出力回路５１が
電圧周波数変換回路４７の出力ラインＬ１に接続され、
ホワイトノイズが速度指令電圧に重畳されてドライブ回
路５３へ出力され、超音波モータ３９の圧電振動板１１
にホワイトノイズを含む周波数駆動電圧が励振信号とし
て印加される。そのため、ホワイトノイズによって圧電
振動板１１が極めて振動し易くなり、ホワイトノイズが
切られた後でもスイープする周波数駆動電圧によってス
ムースに起動する。
れに連動して例えば図３のノイズ入力回路４９のスイッ
チＳＷ１がワンショット動作してノイズ出力回路５１が
電圧周波数変換回路４７の出力ラインＬ１に接続され、
ホワイトノイズが速度指令電圧に重畳されてドライブ回
路５３へ出力され、超音波モータ３９の圧電振動板１１
にホワイトノイズを含む周波数駆動電圧が励振信号とし
て印加される。そのため、ホワイトノイズによって圧電
振動板１１が極めて振動し易くなり、ホワイトノイズが
切られた後でもスイープする周波数駆動電圧によってス
ムースに起動する。
【００２０】このようにノイズ信号の印加によって極め
て起動し易くなる理由は必ずしも明らかではないが、広
い周波数範囲の信号成分による電界が圧電振動板１１の
励振を強制し、極めて振動し易くするためであると考え
られる。また、図４のノイズ入力回路４９についても、
起動時にスイッチＳＷ２がワンショット動作して一時的
にノイズ出力回路５１がドライブ回路５３に接続され、
その後に電圧周波数変換回路４７がドライブ回路５３に
接続され、同様に超音波モータ３９の圧電振動板１１に
励振信号としてホワイトノイズが印加されて圧電振動板
１１の励振が強制された後、周波数駆動電圧によってス
ムースに起動する。
て起動し易くなる理由は必ずしも明らかではないが、広
い周波数範囲の信号成分による電界が圧電振動板１１の
励振を強制し、極めて振動し易くするためであると考え
られる。また、図４のノイズ入力回路４９についても、
起動時にスイッチＳＷ２がワンショット動作して一時的
にノイズ出力回路５１がドライブ回路５３に接続され、
その後に電圧周波数変換回路４７がドライブ回路５３に
接続され、同様に超音波モータ３９の圧電振動板１１に
励振信号としてホワイトノイズが印加されて圧電振動板
１１の励振が強制された後、周波数駆動電圧によってス
ムースに起動する。
【００２１】このように、本発明は超音波モータ３９の
起動時にホワイトノイズを周波数駆動電圧に重畳又は独
立して印加して起動させるので、圧電振動板１１が広い
周波数範囲の信号成分によって励振強制されて極めて励
振し易くなる。しかも、ワンショット等のように短い期
間でホワイトノイズを印加すれば、スイープする周波数
駆動電圧にホワイトノイズ中の直流成分や低周波成分が
乗り、実質的に周波数駆動電圧が上述した図８の共振周
波数ｆ0 を飛越して低下するようなこともなくなり、ス
ムースかつ確実に起動する。
起動時にホワイトノイズを周波数駆動電圧に重畳又は独
立して印加して起動させるので、圧電振動板１１が広い
周波数範囲の信号成分によって励振強制されて極めて励
振し易くなる。しかも、ワンショット等のように短い期
間でホワイトノイズを印加すれば、スイープする周波数
駆動電圧にホワイトノイズ中の直流成分や低周波成分が
乗り、実質的に周波数駆動電圧が上述した図８の共振周
波数ｆ0 を飛越して低下するようなこともなくなり、ス
ムースかつ確実に起動する。
【００２２】もっとも、ホワイトノイズ中の直流成分や
低周波成分が必ずしも常に起動のブレーキとなるとは限
らないので、起動時に多少の時間で印加しても差し支え
ないであろう。また、上述した回転制御装置において
は、超音波モータ３９のセンサー電極２１からのセンサ
信号をフィードバック信号として用いたが、例えば超音
波モータ３９に公知のロータリーエンコーダ（図示せ
ず）を形成し、シャフト３１の回転に伴うロータリーエ
ンコーダからの周波数信号を整形、整流、平滑してフィ
ードバック信号を速度指令回路４３へ出力する構成も可
能である。
低周波成分が必ずしも常に起動のブレーキとなるとは限
らないので、起動時に多少の時間で印加しても差し支え
ないであろう。また、上述した回転制御装置において
は、超音波モータ３９のセンサー電極２１からのセンサ
信号をフィードバック信号として用いたが、例えば超音
波モータ３９に公知のロータリーエンコーダ（図示せ
ず）を形成し、シャフト３１の回転に伴うロータリーエ
ンコーダからの周波数信号を整形、整流、平滑してフィ
ードバック信号を速度指令回路４３へ出力する構成も可
能である。
【００２３】なお、図６の超音波モータ３９の構成は一
例であって従来公知の超音波モータにおいて実施可能で
あり、回転型の超音波モータに限らず、例えば往復運動
型の超音波モータの起動についても応用可能である。さ
らに、上述した超音波モータの起動方法では、スイープ
する周波数駆動信号と連動して起動させる例を説明した
が、本発明はホワイトノイズのみを励振信号として印加
する構成であればよく、起動用の周波数駆動信号は別途
印加するようにしてもよい。
例であって従来公知の超音波モータにおいて実施可能で
あり、回転型の超音波モータに限らず、例えば往復運動
型の超音波モータの起動についても応用可能である。さ
らに、上述した超音波モータの起動方法では、スイープ
する周波数駆動信号と連動して起動させる例を説明した
が、本発明はホワイトノイズのみを励振信号として印加
する構成であればよく、起動用の周波数駆動信号は別途
印加するようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、超音波モ
ータの起動時に、ホワイトノイズのみ又はこのホワイト
ノイズを重畳させた周波数駆動信号を励振信号として超
音波モータに印加するので、超音波モータを構成する圧
電振動板が強制的に励振され易くなり、例えばスイープ
させた周波数駆動信号によってスムースに起動する。そ
して、そのホワイトノイズをワンショットで超音波モー
タに印加する方法では、ホワイトノイズ中の直流又は低
周波信号成分による圧電振動板への影響が極めて小さい
状態で起動させることができる。
ータの起動時に、ホワイトノイズのみ又はこのホワイト
ノイズを重畳させた周波数駆動信号を励振信号として超
音波モータに印加するので、超音波モータを構成する圧
電振動板が強制的に励振され易くなり、例えばスイープ
させた周波数駆動信号によってスムースに起動する。そ
して、そのホワイトノイズをワンショットで超音波モー
タに印加する方法では、ホワイトノイズ中の直流又は低
周波信号成分による圧電振動板への影響が極めて小さい
状態で起動させることができる。
【図１】本発明に係る超音波モータの起動方法を実施す
る起動装置を超音波モータの回転制御装置とともに示す
ブロック図である。
る起動装置を超音波モータの回転制御装置とともに示す
ブロック図である。
【図２】ホワイトノイズを周波数成分で示す図である。
【図３】図１のノイズ入力回路の一例を示す概略回路図
である。
である。
【図４】図１のノイズ入力回路の他の例を示す概略回路
図である。
図である。
【図５】ホワイトノイズ発生回路の一例を示す回路図で
ある。
ある。
【図６】一般的な超音波モータの一例を示す半断面図で
ある。
ある。
【図７】図６の超音波モータの圧電振動板を示す平面図
である。
である。
【図８】超音波モータの共振特性と起動の関係を説明す
る図である。
る図である。
１ ベアリング ３ 基台 ５ 凹部 ７ 凸環部 ９ 弾性体 １１ 圧電振動板 １３ 圧電セラミック板 １５、１７ 駆動電極 １９ 共通電極 ２１ センサー電極 ２３ プリント基板 ２５ ケース ２７ 軸受 ２９ ベアリング ３１ シャフト ３３ 回転体 ３５ フランジ ３７ 皿ばね ３９ 超音波モータ ４１ 基準電圧発生回路 ４３ 速度指令回路 ４５ フィードバック回路 ４７ 電圧周波数変換回路（Ｖ／Ｆ変換回路） ４９ ノイズ入力回路 ５１ ノイズ出力回路 ５３ ドライブ回路 ５５ ホワイトノイズ発生回路 ５７ ホワイトノイズ増幅回路 ５９ ＯＰアンプ Ｃ コンデンサ Ｄ１、Ｄ２ ダイオード Ｌ１、Ｌ２ 出力ライン Ｒ１、Ｒ２ 抵抗 ＳＷ１、ＳＷ２ スイッチ Ｚ ツェナーダイオード
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02N 2/16
Claims (5)
- 【請求項１】 互いに所定の位相差を有する周波数駆動
信号によって動作する超音波モータの起動方法におい
て、 前記超音波モータの起動時にホワイトノイズのみを励振
信号として前記超音波モータへ印加することを特徴とす
る超音波モータの起動方法。 - 【請求項２】 前記ホワイトノイズをワンショット印加
する請求項１記載の超音波モータの起動方法。 - 【請求項３】 前記ホワイトノイズを印加した後に前記
周波数駆動信号を印加する請求項１又は２記載の超音波
モータの起動方法。 - 【請求項４】 互いに所定の位相差を有する周波数駆動
信号によって動作する超音波モータの起動方法におい
て、 前記超音波モータの起動時にホワイトノイズを前記周波
数駆動信号に重畳させて前記超音波モータへ印加するこ
とを特徴とする超音波モータの起動方法。 - 【請求項５】 前記ホワイトノイズをワンショット印加
する請求項４記載の超音波モータの起動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03356899A JP3138309B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 超音波モータの起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03356899A JP3138309B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 超音波モータの起動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05176562A JPH05176562A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3138309B2 true JP3138309B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=18451321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03356899A Expired - Fee Related JP3138309B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 超音波モータの起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3138309B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9444385B2 (en) | 2010-12-24 | 2016-09-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus for vibration type actuator |
| US9496481B2 (en) | 2010-12-16 | 2016-11-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Controlling device for vibration type actuator |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3412861B2 (ja) * | 1993-05-10 | 2003-06-03 | キヤノン株式会社 | 振動波アクチュエータの駆動制御方法及び装置 |
| JP4923548B2 (ja) * | 2005-12-06 | 2012-04-25 | 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 |
| JP2008154304A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Pentax Corp | 超音波モータ |
| JP5885380B2 (ja) | 2010-01-28 | 2016-03-15 | キヤノン株式会社 | 振動波駆動装置の駆動制御装置及び駆動制御方法 |
| JP5839219B2 (ja) * | 2011-05-27 | 2016-01-06 | 株式会社昭和真空 | 圧電素子の強励振回路及び強励振方法 |
-
1991
- 1991-12-25 JP JP03356899A patent/JP3138309B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9496481B2 (en) | 2010-12-16 | 2016-11-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Controlling device for vibration type actuator |
| US9444385B2 (en) | 2010-12-24 | 2016-09-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus for vibration type actuator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05176562A (ja) | 1993-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2746877B2 (ja) | 超音波振動を利用した超音波モーター | |
| JP3138309B2 (ja) | 超音波モータの起動方法 | |
| JP2952815B2 (ja) | 超音波モータ装置 | |
| US6573636B1 (en) | Ultrasonic motor having single booster circuit and electronic device with ultrasonic motor | |
| JP2002199749A (ja) | 超音波モータの駆動回路及び駆動方法 | |
| JPH09163765A (ja) | 超音波モータの駆動方法およびその駆動回路 | |
| JPH044770A (ja) | 超音波モータの駆動回路と多モータの駆動信号供給回路 | |
| JP2757416B2 (ja) | 超音波モータ | |
| JP2000245177A (ja) | 振動波モータ駆動装置、駆動方法、及び記憶媒体 | |
| JP3150730B2 (ja) | 超音波モータの回転制御装置 | |
| 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 | |
| JP2912241B2 (ja) | 超音波振動を利用した超音波モーター | |
| JP2691969B2 (ja) | 超音波モーター | |
| JP2885391B2 (ja) | 超音波モーター | |
| JP2924455B2 (ja) | 超音波モータの駆動方法 | |
| JP2000184757A (ja) | 振動波駆動装置および振動型モータの駆動装置 | |
| JP3495810B2 (ja) | 振動波モーター装置 | |
| JPH02303379A (ja) | 超音波モータ | |
| JPH10191661A (ja) | 振動装置およびこれを備えた装置 | |
| JP3191406B2 (ja) | 超音波モータの駆動方法 | |
| JPH04140077A (ja) | 超音波モータの駆動制御装置 | |
| JP2506896B2 (ja) | 超音波モ―タ駆動装置 | |
| JPH07322651A (ja) | 振動駆動装置の駆動制御装置 | |
| JPH09163764A (ja) | 超音波モータの駆動方法およびその駆動回路 | |
| JPH04322179A (ja) | 超音波モータの駆動方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |