JP3220365B2 - 超音波モータの速度制御方式 - Google Patents
超音波モータの速度制御方式Info
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- JP3220365B2 JP3220365B2 JP25975395A JP25975395A JP3220365B2 JP 3220365 B2 JP3220365 B2 JP 3220365B2 JP 25975395 A JP25975395 A JP 25975395A JP 25975395 A JP25975395 A JP 25975395A JP 3220365 B2 JP3220365 B2 JP 3220365B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，超音波モータの駆
動制御方法及び駆動回路に関し、特に静電容量補正され
た超音波モータの速度制御回路に関する。
動制御方法及び駆動回路に関し、特に静電容量補正され
た超音波モータの速度制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、超音波モータの速度制御に関して
は、周波数制御によりモータ回転数を制御する方法が一
般的に知られていた。ここで、超音波モータの共振周波
数のばらつきや静電容量のばらつき等の要因で、個々の
モータの回転数に対する制御周波数の値も一定ではない
ため、効率のよい速度制御をおこなう為にはモニタ電極
等を設け、モータの振動状態等を検知して、モータの共
振周波数を随時測定しながら効率よく動作できるポイン
トを探しだして速度制御する必要があった。
は、周波数制御によりモータ回転数を制御する方法が一
般的に知られていた。ここで、超音波モータの共振周波
数のばらつきや静電容量のばらつき等の要因で、個々の
モータの回転数に対する制御周波数の値も一定ではない
ため、効率のよい速度制御をおこなう為にはモニタ電極
等を設け、モータの振動状態等を検知して、モータの共
振周波数を随時測定しながら効率よく動作できるポイン
トを探しだして速度制御する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
では、共振周波数を検出し、モータの特性を合わせ込む
為にモータの振動状態を検出する電極やその制御ソフト
の必要性があり、また、周辺回路も複雑かつ大規模なも
のとなり、装置及びソフト処理の煩雑さも避けて通れな
いないという問題があった。
では、共振周波数を検出し、モータの特性を合わせ込む
為にモータの振動状態を検出する電極やその制御ソフト
の必要性があり、また、周辺回路も複雑かつ大規模なも
のとなり、装置及びソフト処理の煩雑さも避けて通れな
いないという問題があった。
【０００４】本発明は、このような問題に鑑み、そのよ
うな煩雑さを不要とし、適切な周波数設定範囲を得られ
る超音波モータの調整駆動制御方法及び回路を提供する
ことを目的とする。
うな煩雑さを不要とし、適切な周波数設定範囲を得られ
る超音波モータの調整駆動制御方法及び回路を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による超音波モー
タの速度制御方式は、圧電素子に与える周波電圧の周波
数を変動させてモータの速度制御を行う超音波モータの
速度制御回路において、前記圧電素子自体の静電容量の
ばらつきを抑え、超音波モータ構成全体としての静電容
量が規定値になるようにするために、予め前記超音波モ
ータ単体の静電容量を測定する測定手段と、昇圧トラン
スとマッチングが取れる静電容量となるように調整した
コンデンサを超音波モータの近傍に付加して前記超音波
モータ構成全体の静電容量を前記規定値になるように補
正する補正手段を備えたことを特徴とする超音波モータ
の速度制御方式を提供する。
タの速度制御方式は、圧電素子に与える周波電圧の周波
数を変動させてモータの速度制御を行う超音波モータの
速度制御回路において、前記圧電素子自体の静電容量の
ばらつきを抑え、超音波モータ構成全体としての静電容
量が規定値になるようにするために、予め前記超音波モ
ータ単体の静電容量を測定する測定手段と、昇圧トラン
スとマッチングが取れる静電容量となるように調整した
コンデンサを超音波モータの近傍に付加して前記超音波
モータ構成全体の静電容量を前記規定値になるように補
正する補正手段を備えたことを特徴とする超音波モータ
の速度制御方式を提供する。
【０００６】このように静電容量が調整補正された速度
制御回路にすることにより、超音波モータの制御周波数
とモータの回転数の相関が、実用可能なレベルまで抑え
込まれるため、共振周波数を随時測定しながらモータを
駆動する必要がなくなり、制御が簡易化される。
制御回路にすることにより、超音波モータの制御周波数
とモータの回転数の相関が、実用可能なレベルまで抑え
込まれるため、共振周波数を随時測定しながらモータを
駆動する必要がなくなり、制御が簡易化される。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して本発明の
最も良好な実施形態を説明する。図１は、本発明による
超音波モータの実施例の外観構成図である。図におい
て、４は超音波モータ本体（ＵＳＭ）、４１、４２は静
電容量調整用の外付けコンデンサ、４３はフレキシブル
電気基板（ＦＰＣ）、４４は圧電素子、４５はステー
タ、４６はスペースワッシャ、４７はロータ、４８は回
転軸である。
最も良好な実施形態を説明する。図１は、本発明による
超音波モータの実施例の外観構成図である。図におい
て、４は超音波モータ本体（ＵＳＭ）、４１、４２は静
電容量調整用の外付けコンデンサ、４３はフレキシブル
電気基板（ＦＰＣ）、４４は圧電素子、４５はステー
タ、４６はスペースワッシャ、４７はロータ、４８は回
転軸である。
【０００８】図２は、本発明による超音波モータの周波
数制御による速度制御回路の実施例を示すブロック図で
ある。図において、マイコン１は、要求する回転数でモ
ータを回転させる際、回転数に見合った電圧をＤ／Ａ変
換して出力し、周波数発生回路２に供給する。周波数発
生回路２は、与えられた電圧に応じてパルス周波数を発
生し、これを９０°ずつ位相をずらして４分配し増幅回
路に供給する。
数制御による速度制御回路の実施例を示すブロック図で
ある。図において、マイコン１は、要求する回転数でモ
ータを回転させる際、回転数に見合った電圧をＤ／Ａ変
換して出力し、周波数発生回路２に供給する。周波数発
生回路２は、与えられた電圧に応じてパルス周波数を発
生し、これを９０°ずつ位相をずらして４分配し増幅回
路に供給する。
【０００９】増幅回路は、４個のスイッチングトランジ
スタと２組の昇圧トランスから構成されており、周波数
発生回路２で与えられたパルス周波数でスイッチングト
ランジスタを制御して昇圧トランスにより増幅されたＳ
ｉｎωｔ，Ｃｏｓωｔの位相が９０°異なる２つの交流
電圧を出力する。超音波モータ（ＵＳＭ）４はこの９０
°異なる交流電圧により駆動される。
スタと２組の昇圧トランスから構成されており、周波数
発生回路２で与えられたパルス周波数でスイッチングト
ランジスタを制御して昇圧トランスにより増幅されたＳ
ｉｎωｔ，Ｃｏｓωｔの位相が９０°異なる２つの交流
電圧を出力する。超音波モータ（ＵＳＭ）４はこの９０
°異なる交流電圧により駆動される。
【００１０】ここで、圧電素子に与える周波電圧の周波
数を変動させて、モータの速度制御を行う超音波モータ
では、その圧電素子自体の静電容量のばらつきが制御上
問題となってくる。その静電容量のばらつきを抑える方
法として、超音波モータ単体の静電容量を測定し、昇圧
トランスとマッチングが取れる静電容量となるように超
音波モータの近傍にコンデンサを付加して、超音波モー
タ構成品としての静電容量が同じになるように調整し合
わせ込むことが有効な調整方法である。
数を変動させて、モータの速度制御を行う超音波モータ
では、その圧電素子自体の静電容量のばらつきが制御上
問題となってくる。その静電容量のばらつきを抑える方
法として、超音波モータ単体の静電容量を測定し、昇圧
トランスとマッチングが取れる静電容量となるように超
音波モータの近傍にコンデンサを付加して、超音波モー
タ構成品としての静電容量が同じになるように調整し合
わせ込むことが有効な調整方法である。
【００１１】すなわち、外付けコンデンサ４１、４２
は、外付けコンデンサ４１、４２の無い状態である超音
波モータ（ＵＳＭ）４単体の静電容量、あるいは一定制
御周波数に対する超音波モータ４の回転数を測定し、マ
ッチングトランス決定時の静電容量の差分だけを超音波
モータ４近傍に外付けする。
は、外付けコンデンサ４１、４２の無い状態である超音
波モータ（ＵＳＭ）４単体の静電容量、あるいは一定制
御周波数に対する超音波モータ４の回転数を測定し、マ
ッチングトランス決定時の静電容量の差分だけを超音波
モータ４近傍に外付けする。
【００１２】次に、外付けコンデンサ４１、４２を搭載
した状態で、静電容量あるいは一定制御周波数に対する
超音波モータの回転数を測定し、その時の消費電流値が
規格値に入っていれば、補正完了とする。
した状態で、静電容量あるいは一定制御周波数に対する
超音波モータの回転数を測定し、その時の消費電流値が
規格値に入っていれば、補正完了とする。
【００１３】以下、フローチャートを用いて説明する。
図３は、超音波モータの静電容量調整過程を説明するた
めのフローチャートである。まず、外付けコンデンサ４
１、４２がＦＰＣ４３に装着され（Ｓ２０１）、超音波
モータ４を始動し、最高速回転（２００ｒｐｍ）時の消
費電流（ＩHI)を測定し（Ｓ２０２）、次いで最低速回
転（３０ｒｐｍ）時の消費電流（ＩＬＯ）を測定する
（Ｓ２０３）。それぞれの測定値が規格値内かどうか判
断し（Ｓ２０４、２０５）、ＩＨＩとＩLO共に規格値内
であれば補正終了となる（Ｓ２０６）。ＩHIが規格値を
超えている場合には、外付けコンデンサ４１、４２の静
電容量を所定量上げて（Ｓ２０７）、再度Ｓ２０２に戻
る。また、ＩLOが規格値を超えている場合には、外付け
コンデンサ４１、４２の静電容量を所定量下げて（Ｓ２
０８）、再度Ｓ２０２に戻り、ＩHIとＩLO共に規格値内
になるまで繰り返し、規格値内になれば補正終了とな
る。
図３は、超音波モータの静電容量調整過程を説明するた
めのフローチャートである。まず、外付けコンデンサ４
１、４２がＦＰＣ４３に装着され（Ｓ２０１）、超音波
モータ４を始動し、最高速回転（２００ｒｐｍ）時の消
費電流（ＩHI)を測定し（Ｓ２０２）、次いで最低速回
転（３０ｒｐｍ）時の消費電流（ＩＬＯ）を測定する
（Ｓ２０３）。それぞれの測定値が規格値内かどうか判
断し（Ｓ２０４、２０５）、ＩＨＩとＩLO共に規格値内
であれば補正終了となる（Ｓ２０６）。ＩHIが規格値を
超えている場合には、外付けコンデンサ４１、４２の静
電容量を所定量上げて（Ｓ２０７）、再度Ｓ２０２に戻
る。また、ＩLOが規格値を超えている場合には、外付け
コンデンサ４１、４２の静電容量を所定量下げて（Ｓ２
０８）、再度Ｓ２０２に戻り、ＩHIとＩLO共に規格値内
になるまで繰り返し、規格値内になれば補正終了とな
る。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、予め静電
容量のばらつきを抑え込むことにより、超音波モータの
特性のばらつきを抑え込め、その都度モータの共振周波
数を求めたり、数々の要因をソフト演算等で処理する必
要が無く、簡易な制御システムが実現できる。
容量のばらつきを抑え込むことにより、超音波モータの
特性のばらつきを抑え込め、その都度モータの共振周波
数を求めたり、数々の要因をソフト演算等で処理する必
要が無く、簡易な制御システムが実現できる。
【図１】本発明による超音波モータの実施例の外観構成
図である。
図である。
【図２】本発明による超音波モータの周波数制御による
速度制御回路の実施例を示すブロック図である。
速度制御回路の実施例を示すブロック図である。
【図３】実施例の超音波モータの静電容量調整過程を説
明するためのフローチャートである。
明するためのフローチャートである。
１ マイコン ２ 周波数発生回路 ４ 超音波モータ（ＵＳＭ） ４１、４２ 静電容量調整用の外付けコンデンサ ４３ フレキシブル電気基板（ＦＰＣ） ４４ 圧電素子 ４５ ステータ ４６ スペースワッシャ ４７ ロータ ４８ 回転軸
Claims (1)
- 【請求項１】圧電素子に与える周波電圧の周波数を変動
させてモータの速度制御を行う超音波モータの速度制御
回路において、前記圧電素子自体の静電容量のばらつき
を抑え、超音波モータ構成全体としての静電容量が規定
値になるようにするために、予め 前記超音波モータ単体の静電容量を測定する測定手
段と、 昇圧トランスとマッチングが取れる静電容量となるよう
に調整したコンデンサを超音波モータの近傍に付加して
前記超音波モータ構成全体の静電容量を前記規定値にな
るように補正する補正手段を備えたことを特徴とする超
音波モータの速度制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25975395A JP3220365B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 超音波モータの速度制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25975395A JP3220365B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 超音波モータの速度制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09103082A JPH09103082A (ja) | 1997-04-15 |
| JP3220365B2 true JP3220365B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=17338480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25975395A Expired - Fee Related JP3220365B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 超音波モータの速度制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3220365B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5343322B2 (ja) | 2007-03-30 | 2013-11-13 | 株式会社ニコン | 振動アクチュエータの駆動装置、レンズ鏡筒及びカメラ |
-
1995
- 1995-10-06 JP JP25975395A patent/JP3220365B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09103082A (ja) | 1997-04-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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