JP3226412B2 - 超音波モータの駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波モータの駆動回
路、詳しくは、超音波モータに交流信号を印加して駆動
制御する超音波モータの駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、超音波モータは種々のものが提案
され、また知られているが、もとより高精度な加工技術
が要求される装置であり、製作時において若干の誤差が
生じることは否めない。したがって、モータ固有の共振
周波数等にもばらつきを生むことになり、個々のモータ
固有の駆動周波数特性を有することになる。また、超音
波モータの周囲温度の変位によっても該駆動周波数特性
が変化することが知られている。このような事情によ
り、超音波モータを最適な駆動周波数によって正確に駆
動制御することが困難であった。

【０００３】この問題点を解消する技術手段として、特
開昭６２−２０３５７５号公報には、振動検出用のモニ
タ電極を設けた超音波モータが提案されている。この技
術手段は、まず、モータの起動を共振点よりも十分高い
周波数で開始し、該振動検出用のモニタ電極からの出力
に基づき、徐々に高効率・高速駆動点へ移行するように
駆動制御を行うようになっている。また、該モニタ電極
からの出力に基づき、該出力が所定量になるようフィー
ドバックすることで駆動周波数の制御を行っている。

【０００４】一方、特開昭６３−１８９７４号公報に
は、超音波モータの停止位置までの距離に応じる速度制
御により、正確に停止動作を行う技術手段が開示されて
いる。

【０００５】これらの技術手段は、いずれも、超音波モ
ータの駆動状態を検出してフィードバック制御を行うも
のであり、停止精度を上げるためには低速状態へ上記フ
ィードバック制御を行い移行することになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
技術手段においては、駆動状態を示すパラメータを所定
値になるようにフィードバックしているため、以下に示
すような問題が生じる。

【０００７】（１）フィードバックの応答性をよくする
と、該フィードバックによる駆動状態の変化に遅延が生
じるため駆動周波数がハンチングし、異音を発する。

【０００８】（２）上記（１）項に記載した問題点の対
策として追従動作を遅くすれば、応答が遅くなり、停止
位置の位置出しのための時間がかかる。

【０００９】（３）特に停止時は、カメラのレンズ駆動
等、感触を大切にする機器では、その停止時の操作感を
良好に保つことが困難である。

【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、上記問題点を解決し、短時間で正確に駆動で
き、停止時の感触がよい超音波モータの駆動回路を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明による超音波モータの駆動回路は、電気ー機械
エネルギー変換素子に交流信号を印加することにより振
動波を発生させ、被駆動体を駆動する超音波モータの駆
動回路において、上記交流信号の周波数に相当する周波
信号を発生させる周波信号発生手段と、上記周波信号に
基づいて上記交流信号を発生させる交流信号発生手段
と、上記周波信号の周波数のシフトを開始する、上記被
駆動体の駆動位置を記憶した記憶手段と、上記記憶手段
の記憶値を参照し、上記被駆動体の目的位置までの駆動
残り量に応じて上記周波信号の周波数をシフトさせる制
御手段とを具備することを特徴とし、更に、上記超音波
モータの温度を検出する手段を有し、検出された温度に
応じて、上記周波信号の周波数のシフトを開始する、上
記被駆動体の駆動位置を変更することを特徴とする。

【００１２】また、上記の目的を達成するため本発明に
よる超音波モータの駆動回路は、電気ー機械エネルギー
変換素子に交流信号を印加することにより振動波を発生
させ、被駆動体を駆動する超音波モータの駆動回路にお
いて、上記交流信号の周波数に相当する周波信号を発生
させる周波信号発生手段と、上記被駆動体の目的位置ま
での駆動残り量を検出する検出手段と、上記超音波モー
タの温度を検出する温度検出手段と、上記検出手段の出
力及び上記温度検出手段の出力に応じて、上記交流信号
の周波数をシフトする制御手段とを具備することを特徴
とする。

【００１３】更に、本発明による上記超音波モータの駆
動回路は、上記交流信号における周波数の上限値を記憶
した手段を有し、上記制御手段は上記交流信号の周波数
が該上限値を越えないように上記周波信号発生手段を制
御することを特徴とし、上記上限値は、上記超音波モー
タの温度に応じて変更することを特徴とし、上記変更す
る上限値の変更量は、上記超音波モータの温度変化によ
る共振周波数の変化量より小さく設定されていることを
特徴とする。

【００１４】

【作 用】上記構成において、本発明による超音波モー
タの駆動回路は、上記交流信号の周波数に相当する周波
信号を周波信号発生手段で発生させ、この周波信号に基
づいて上記交流信号を交流信号発生手段で発生させる一
方、上記周波信号の周波数のシフトを開始する、上記被
駆動体の駆動位置を記憶手段で記憶し、この記憶手段の
記憶値を参照し、上記被駆動体の目的位置までの駆動残
り量に応じて上記周波信号の周波数を制御手段でシフト
させる。また、上記超音波モータの、検出された温度に
応じて、上記周波信号の周波数のシフトを開始する、上
記被駆動体の駆動位置を変更する。

【００１５】また、上記構成において、本発明による超
音波モータの駆動回路は、上記交流信号の周波数に相当
する周波信号を周波信号発生手段で発生させ、上記被駆
動体の目的位置までの駆動残り量を検出手段で検出する
と共に、上記超音波モータの温度を温度検出手段で検出
する。そして、上記検出手段の出力及び上記温度検出手
段の出力に応じて、上記交流信号の周波数を制御手段で
シフトする。

【００１６】更に、上記構成において、本発明による上
記超音波モータの駆動回路は、上記交流信号の周波数が
記憶された上限値を越えないように上記周波信号発生手
段を制御手段が制御し、上記上限値は上記超音波モータ
の温度に応じて変更され、上記変更する上限値の変更量
は上記超音波モータの温度変化による共振周波数の変化
量より小さく設定される。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１８】図１は、本発明の第１実施例である超音波
モータの駆動回路の構成を示すブロック回路図である。

【００１９】この超音波モータの駆動回路は、超音波モ
ータ５の駆動交流信号の生成するための基準信号φＯＳ
Ｃを発振する発振回路１と、該駆動交流信号の駆動周波
数の約４倍の周波信号φＵＳＲを出力する周波数設定回
路２と、該周波信号φＵＳＲをφ１〜φ４の４相のパル
ス信号に分周するパルス変換回路３と、該４相のパルス
信号φ１〜φ４を入力し、２相の駆動交流信号φＡ，φ
Ｂを出力する電力増幅回路４とを具備している。

【００２０】上記発振回路１は、例えば水晶発振子，セ
ラミック発振子等の発振子により構成され、その出力信
号φＯＳＣの周波数は１０ＭＨｚ以上の高周波である。
また、上記周波数設定回路２は、プリセッタブルダウン
カウンタ等で構成され、そのプリセット値は周波数制御
手段７から入力されるようになっている。

【００２１】図２は、上記超音波モータの駆動回路にお
ける各信号波形を示した線図である。

【００２２】図３は、本第１実施例における上記電力増
幅回路４の構成を詳しく示した電気回路図である。

【００２３】上記電力増幅回路４は、図に示すように、
電源電圧ＶEが印加される中間タップ付の５端子トラン
スＴ１，Ｔ２を、スイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ４
でスイッチングすることにより、２相の交流信号φＡ，
φＢを発生させるようになっている。すなわち、上記パ
ルス変換回路３からのパルス信号φ１〜φ４がそれぞれ
スイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ４に入力し、該トラ
ンジスタＱ１〜Ｑ４でトランスＴ１，Ｔ２をスイッチン
グする。これにより、該トランスＴ１，Ｔ２からは図２
に示すような交流信号φＡ，φＢが発生し、超音波モー
タ５に印加されるようになっている。

【００２４】上記超音波モータ５は進行波型の超音波モ
ータ（ＵＳＭ）であり、上記電力増幅回路４から出力さ
れる交流信号φＡ，φＢにより振動体の表面に振動波が
生じ、ロータが回転されるようになっている。該超音波
モータ５の近傍には、該ロータと機械的に結合し、該超
音波モータの回転量に応じてパルスを発生するエンコー
ダ６が配設されている。

【００２５】本第１実施例の超音波モータの駆動回路に
は、上述した各構成要素のほか、超音波モータの初期駆
動周波数を記憶した記憶手段８，超音波モータ５の温度
を検出する温度センサ１０，超音波モータの駆動量を指
示する駆動量指示手段９を具備している。上記エンコー
ダ６，記憶手段８，温度センサ１０，駆動量指示手段９
からの出力信号は周波数制御手段７に入力されるように
なっており、該周波数制御手段７において駆動周波数が
決定され、該決定に対応したデジタル出力信号が上記周
波数設定回路２に出力されるようになっている。なお、
本実施例における上記周波数制御手段７および駆動量指
示手段９は、共にワンチップ型のマイクロコンピュータ
で構成されたＣＰＵ１１内に形成されている。

【００２６】次に、本実施例における超音波モータ駆動
制御の原理を説明する。

【００２７】図４は、高温（６０℃），中温（２０
℃），低温（−２０℃）のときの、超音波モータにおけ
る回転数（Ｎ）−駆動周波数（Ｆ）特性を示す線図であ
る。なお、図中、符号ＬH，ＬM，ＬLで示される曲線
は、それぞれ６０℃，２０℃，−２０℃のときの特性を
示しており、また、ｆｒ(H)，ｆｒ(M)，ｆｒ(L)は各温
度における共振周波数である。

【００２８】図に示すように、超音波モータの周囲温度
が下がると、駆動周波数特性の曲線は高周波側にシフト
しながら全体として回転数が低下する。また、共振点付
近では急激に速度が低下するが、該共振点から離れると
その変化が緩やかになる。

【００２９】図５は、上記第１実施例における、駆動周
波数（Ｆ）および回転数（Ｎ）と超音波モータの移動距
離との関係を示した線図である。

【００３０】本実施例では、温度Ｔnのとき、停止点か
ら離れているときは駆動周波数ｆF（Tn）で駆動し、所
定のポイントＰB（Tn）に達すると、該停止点からの距
離に基づいて駆動周波数を上げてゆき、上限周波数ｆs
（Tn）に達するとそれ以上の周波数アップを止めて該周
波数で駆動し、停止点で停止するようにしている。

【００３１】なお、図中、ＮSTOPは、超音波モータが制
動時にオーバーランしない回転数の最大値である。ま
た、図中、周囲温度はＴ1＞Ｔ2とする。

【００３２】図に示すように、周囲温度がＴ2よりＴ1で
あるとき、すなわち、温度が高い方が温度の低いときよ
りもさらに手前から周波数アップを開始する。これは、
周囲温度が高い程、減速前の速度が大きくなるためであ
る。

【００３３】図６は、上記第１実施例における、上記駆
動周波数ｆｓ（Tn）と共振周波数ｆｒ（Tn）との関係
を、縦軸に駆動周波数、横軸に温度をとって示した線図
である。

【００３４】図に示すように、共振周波数ｆｒ（Tn）の
傾きよりも駆動周波数ｆｓ（Tn）の方が傾きが小さくな
っている。これは、上記図４に示されるように該駆動周
波数ｆｓ（Tn）に対応する回転数を略同一とし、停止特
性を一定とするためである。

【００３５】次に、本実施例の超音波モータの駆動回路
における、周波数制御手段７を含むＣＰＵ１１の動作を
図７のフローチャートを参照して説明する。

【００３６】まず、所定量の駆動が要と判断すると、Ｃ
ＰＵ１１内のパルスカウント用のパルスレジスタにパル
ス数をロードし、駆動のルーチンに入る（ステップＳ１
０１）。次に温度センサ１０で超音波モータの周囲温度
を検出し（ステップＳ１０２）、続いて該検出温度に対
応する減速開始残パルスＰB，停止時上限周波数ｆｓ、
通常駆動周波数ｆFを記憶手段８から読み出す（ステッ
プＳ１０３）。次に、周波数設定手段２に対して通常駆
動周波数ｆFに対応するデータを出力し（ステップＳ１
０４）、駆動回路系をオンして動作させる（ステップＳ
１０５）。これにより、超音波モータが駆動を開始す
る。

【００３７】次に、上記エンコーダ６からの出力信号よ
り超音波モータ５の回転に伴うパルス信号をモニタし
（ステップＳ１０６）、該パルスが発生したら上記パル
スレジスタをカウントダウンする（ステップＳ１０
７）。そして、該パルスレジスタが零か否かを検出し
（ステップＳ１０８）、零であれば上記駆動回路系をオ
フし（ステップＳ１１２）、駆動ルーチンを終了する
（ステップＳ１１３）。

【００３８】一方、上記パルスレジスタが零でなけれ
ば、該パルスレジスタがＰB以下になったか否かを判断
し（ステップＳ１０９）、該ＰBより大ならステップＳ
１０６へ戻り、ＰB以下ならステップＳ１１０へ進む。
ステップＳ１１０では、周波数がｆｓに達しているか否
かを調べ、達していればステップＳ１０６へ戻り、達し
ていなければ、一定量周波数をアップして（ステップＳ
１１１）、ステップＳ１０６へ戻る。

【００３９】本第１実施例によれば、超音波モータの駆
動制御を、従来のモニタ信号等によるフィードバック制
御に頼っていないため、周波数のハンチングなく、応答
もはやく、感触を大切にする機器に適用するのに都合が
よい。また、高温時の場合、低温時よりさらに手前から
周波数アップを開始するため、超音波モータの周囲温度
が高く、全体的に回転数が上がる（図４参照）場合にお
いても、確実にオーバーランを防くことができる。ま
た、上限周波数ｆｓが温度によって設定されるため、減
速不足によるオーバーラン、および、減速しすぎによる
途中停止がなく、共振点のシフト量よりも温度による該
上限周波数ｆｓのシフト量の方が小さくなる。これによ
り、より一層確実にオーバーランを防ぐことができる。

【００４０】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。

【００４１】この第２実施例の超音波モータの駆動回路
は、その構成は上記第１実施例と同一であるが、周波数
制御手段７の動作をやや異にしている。

【００４２】図８は、本第２実施例における、駆動周波
数（Ｆ）および回転数（Ｎ）と超音波モータの移動距離
との関係を示した線図である。

【００４３】図に示すように、本第２実施例において
は、残パルス数がＰBになった地点から駆動周波数を上
げていくことは上記第１実施例と同様だが、その１回当
たりの周波数変化量が同一ではなく、残パルス数が小さ
くなるほどその変化量を大きくしていることを特徴とし
ている。これは上記図４に示されるように、共振点から
近い点と遠い点とでは周波数変化に対する速度変化に差
があるため、均一に周波数をアップしていくと、上記図
５に示されるように、残パルス数ＰB付近では急に速度
が低下し、制御開始時のショックが大きくなるという点
を改善をするためであり、こうすることにより図８に示
すように制動がほぼ均一にかかっていくことになる。

【００４４】次に、本実施例の超音波モータの駆動回路
におけるＣＰＵ１１の動作を図９のフローチャートを参
照して説明する。

【００４５】まず、所定量の駆動が要と判断すると、パ
ルスカウントをするパルスレジスタにパルス数をロード
し、駆動のルーチンに入る（ステップＳ２０１）。次
に、ＰB以下の残パルス数それぞれに対し、どの程度周
波数をアップすればよいかのデータを記憶手段８から読
み出し、さらにｆｓ，ｆF，ＰBもロードする（ステップ
Ｓ２０３）。

【００４６】以下、ステップＳ２０４〜ステップＳ２１
３の動作は、上記第１実施例における該当動作とほぼ同
一であるので（図７参照）、ここでは異なる箇所のみ説
明する。

【００４７】ステップＳ２１１において、周波数をアッ
プする際、ステップＳ２０３で読み出した値を対応さ
せ、残パルス数に応じてそれぞれ異なった量だけ周波数
をアップしていく。

【００４８】本第２実施例によれば、上記第１実施例に
比して、さらに制動がスムーズにかかり、良好な感触を
得ることができる。

【００４９】なお、本第２実施例では、残パルス数に対
する周波数のアップ量として記憶手段８にデータをもっ
たが、これは残パルス数に対応する駆動周波数そのもの
の形でデータをもってもよい。また、第１実施例と同様
温度によって制御を変えてもよい。

【００５０】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。

【００５１】この第３実施例の超音波モータの駆動回路
は、その構成は上記第１実施例と同一であるが、周波数
制御手段７の動作を若干異にしている。

【００５２】図１０は、本第３実施例における、駆動周
波数（Ｆ）および回転数（Ｎ）と超音波モータの移動距
離との関係を示した線図である。

【００５３】本第３実施例は、上述した第１実施例と同
様に、残パルス数がＰBとなった地点から駆動周波数を
徐々に上げるように駆動制御するが、さらに、回転数Ｎ
が所定値ＮLMT以下になると駆動周波数を再度低下させ
るように制御することを特徴としている。

【００５４】これは、負荷が予想を越えて大きかった場
合に、停止点の手前で停止してしまうことを防止するも
のである。すなわち、図１０に示すように、回転数Ｎが
ＮLMTを下回った時点で、駆動周波数を再び低下させ、
該回転数ＮをＮLMT以上に回復させるように制御するよ
うになっている。

【００５５】次に、本実施例の超音波モータの駆動回路
におけるＣＰＵ１１の動作を図１１のフローチャートを
参照して説明する。

【００５６】まず、所定量駆動が要と判断すると、パル
スカウントをするパルスレジスタにパルス数をロード
し、駆動のルーチンに入る（ステップＳ３０１）。次
に、ＰB、ｆS、ｆF、ＮLMTを記憶手段８から読み出す
（ステップＳ３０３）。次に、周波数設定回路２に対し
てｆFに相当するデータを出力し（ステップＳ３０
４）、駆動回路系をオンする（ステップＳ３０５）。

【００５７】次に、ＣＰＵ１１内の、速度検出用のタイ
マカウンタ（速度タイマ）をスタートさせる（ステップ
Ｓ３０６）。次に、エンコーダ６からの出力パルスをモ
ニタし（ステップＳ３０７）、該パルスが検出される
と、上記パルスレジスタをカウントダウンする（ステッ
プＳ３０８）。次に、速度タイマを読み出し（ステップ
Ｓ３０９）、該速度タイマを再スタートさせる（ステッ
プＳ３１０）。

【００５８】次に、上記パルスレジスタが零か否かを調
べ（ステップＳ３１１）、零であれば駆動回路系をオフ
して（ステップＳ３１７）、駆動ルーチンを終了する。
また、零でなければ、回転数ＮがＮLMTより小さいか否
かを調べ（ステップＳ３１２）、小さければ周波数をダ
ウンして（ステップＳ３１７）、過低速フラグをセット
し（ステップＳ３１８）、ステップＳ３０７へ戻る。

【００５９】一方、上記ステップＳ３１２において、回
転数ＮがＮLMTより小さくなければ、上記パルスレジス
タの値がＰBより小さいが否かを調べる（ステップＳ３
１３）。そして、小であればステップＳ３１４へ進み、
小でなければステップＳ３０７へ戻る。

【００６０】ステップＳ３１４では現周波数が上限周波
数ｆｓか否かを調べ、該周波数ｆSならばステップＳ３
０７へ戻り、同周波数ｆSでなければステップＳ３１５
へ進む。ステップＳ３１５では過低速フラグが１か否か
を調べ、１でないときは駆動周波数をアップし（ステッ
プＳ３１６）、ステップＳ３０７へ戻る。

【００６１】本第３実施例によると、上記第１，第２実
施例の効果に加え、負荷が予想を越えて大きかった場合
に、停止点の手前で停止してしまうことを防止すること
ができる。

【００６２】なお、本第３実施例においても、上記第１
実施例と同様に超音波モータの周囲温度に基づいて制御
を切り換えてもよい。

【００６３】また、上記第１ないし第３実施例におい
て、超音波モータ５の駆動する交流信号φＡ，φＢの発
生までの回路は、上述した回路方式に限らず他の方式で
もよい。さらに、残パルス数ＰBの手前までは、周波数
を固定した駆動に限定されない。また、超音波モータは
進行波型以外のモータであっても応用可能であることは
いうまでもない。

【００６４】上記各実施例の超音波モータの駆動回路に
よれば、従来の方式であるフィードバック系にたよら
ず、駆動残り量によって周波数を制御しているため、制
動の応答性・感触ともによく、はやくてスムーズにかつ
正確な駆動量で停止可能な超音波モータの駆動回路を実
現できる。

【００６５】[付記]以上詳述した如き本発明の実施態様
によれば、以下の如き構成を得ることができる。即ち、 （１）電気−機械エネルギー変換素子に交流信号を印加
することにより振動波を発生させ、被駆動体を駆動する
超音波モータの、駆動回路において、上記交流信号の周
波数に相当する周波信号を発生させる周波信号発生手段
と、上記周波信号に基づいて上記交流信号を発生させる
交流信号発生手段と、上記周波信号の周波数シフトを開
始する、上記被駆動体の駆動位置を記憶した記憶手段
と、上記記憶手段の記憶値を参照し、上記被駆動体の目
的位置までの駆動残り量に応じて上記周波信号の周波数
をシフトさせる制御手段と、を具備する超音波モータの
駆動回路。

【００６６】（２）電気−機械エネルギー変換素子に交
流信号を印加することにより振動波を発生させ、被駆動
体を駆動する超音波モータの、駆動回路において、上記
交流信号を発生させる交流信号発生手段と、上記被駆動
体の目的位置までの駆動残り量に応じて上記交流信号の
周波数を制御することにより、上記被駆動体の速度を制
御する制御手段と、を具備する超音波モータの駆動回
路。

【００６７】（３）電気−機械エネルギー変換素子に交
流信号を印加することにより振動波を発生させ、被駆動
体を駆動する超音波モータの、駆動回路において、上記
交流信号の周波数に相当する周波信号を発生させる周波
信号発生手段と、上記周波信号に基づいて上記交流信号
を発生させる交流信号発生手段と、上記被駆動体の目的
位置までの駆動残り量に応じて上記周波信号の周波数を
決定する制御手段と、を具備する超音波モータの駆動回
路。

【００６８】（４）上記（１）乃至（３）のいずれか一
つにおいて、更に、上記交流信号における周波数の上限
値を記憶した手段を有し、上記制御手段は上記交流信号
の周波数が該上限値を越えないように上記周波信号発生
手段を制御する。

【００６９】（５）上記（１）乃至（４）のいずれか一
つにおいて、更に、上記被駆動体の駆動速度を検出する
手段を有し、上記制御手段は、上記被駆動体の駆動速度
が所定値以下になった場合には上記交流信号の周波数を
低い方にシフトする。

【００７０】（６）上記（５）において、上記被駆動体
の駆動速度を検出する手段はエンコーダ手段である。

【００７１】（７）上記（４）において、上記周波数の
上限値は上記超音波モータの温度により異なる値になっ
ている。

【００７２】（８）上記（４）において、更に、上記超
音波モータの温度を検出する手段を有しており、上記周
波数の上限値は該検出された温度によって変更される。

【００７３】（９）上記（７）もしくは（８）におい
て、変更される上限値のシフト量は上記超音波モータの
温度変化による共振周波数のシフト量よりも小さく設定
されている。

【００７４】（１０）電気−機械エネルギー変換素子に
交流信号を印加することにより振動波を発生させ、被駆
動体を駆動する超音波モータの、駆動回路において、上
記交流信号の周波数に相当する周波信号を発生させる周
波信号発生手段と、上記被駆動体の目的位置までの駆動
残り量及び上記超音波モータの温度に応じて、上記交流
信号の周波数を高周波側にシフトする制御手段と、を具
備する超音波モータの駆動回路。

【００７５】（１１）上記（１０）において、更に、上
記周波信号の周波数シフトを開始する、上記被駆動体の
駆動位置を記憶した記憶手段を有しており、上記駆動残
り量は該記憶手段の記憶値を参照するものである。

【００７６】（１２）上記（１０）において、上記超音
波モータの温度は温度検出手段によって検出される。

【００７７】（１３）上記（１１）において、上記記憶
手段の記憶値は、上記超音波モータの温度によって変更
される。

【００７８】（１４）上記（１１）において、上記記憶
手段に記憶された周波数シフト開始位置は、上記超音波
モータの温度が高いほど目的位置より手前になる。

【００７９】（１５）電気−機械エネルギー変換素子に
交流信号を印加することにより振動波を発生させ、被駆
動体を駆動する超音波モータの、駆動回路において、上
記交流信号の周波数に相当する周波信号を発生させる周
波信号発生手段と、上記周波信号をもとに上記交流信号
を発生させる交流信号発生手段と、上記被駆動体の移動
に対応してパルス出力を発生させるエンコーダ手段と、
上記被駆動体の目的位置までの駆動残り量が所定値以下
になった場合に、上記エンコーダ手段の出力パルス毎に
上記駆動周波数をシフトし、かつ該シフト量が上記駆動
残り量により変動するように、上記周波信号発生手段を
制御する制御手段と、を具備する超音波モータの駆動回
路。

【００８０】（１６）上記（１５）において、上記駆動
残り量が少なくなるほど上記駆動周波数のシフト量は大
きくなる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、短
時間で正確に駆動でき、停止時の感触がよい超音波モー
タの駆動回路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である超音波モータの駆動
回路の構成を示すブロック回路図である。

【図２】上記第１実施例の超音波モータの駆動回路にお
ける各信号波形を示した線図である。

【図３】上記第１実施例における電力増幅回路の構成を
詳しく示した電気回路図である。

【図４】上記第１実施例の超音波モータの駆動回路にお
いて、高温（６０℃），中温（２０℃），低温（−２０
℃）のときの、超音波モータにおける回転数（Ｎ）−駆
動周波数（Ｆ）特性を示す線図である。

【図５】上記第１実施例の超音波モータの駆動回路にお
ける、駆動周波数（Ｆ）および回転数（Ｎ）と超音波モ
ータの移動距離との関係を示した線図である。

【図６】上記第１実施例の超音波モータの駆動回路にお
ける、上記駆動周波数ｆｓ（Tn）と共振周波数ｆｒ（T
n）との関係を、縦軸に駆動周波数、横軸に温度をとっ
て示した線図である。

【図７】上記第１実施例の超音波モータの駆動回路にお
けるＣＰＵの動作を示すフローチャートである。

【図８】本発明の第２実施例である超音波モータの駆動
回路における、駆動周波数（Ｆ）および回転数（Ｎ）と
超音波モータの移動距離との関係を示した線図である。

【図９】上記第２実施例の超音波モータの駆動回路にお
けるＣＰＵの動作を示すフローチャートである。

【図１０】本発明の第３実施例である超音波モータの駆
動回路における、駆動周波数（Ｆ）および回転数（Ｎ）
と超音波モータの移動距離との関係を示した線図であ
る。

【図１１】上記第３実施例の超音波モータの駆動回路に
おけるＣＰＵの動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…発振回路 ２…周波数設定回路 ３…パルス変換回路 ４…電力増幅回路 ５…超音波モータ ６…エンコーダ ７…周波数制御手段 ８…記憶手段 ９…駆動量指示手段 １０…温度センサ １１…ＣＰＵ

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気ー機械エネルギー変換素子に交流信
   号を印加することにより振動波を発生させ、被駆動体を
   駆動する超音波モータの駆動回路において、上記交流信号の周波数に相当する周波信号を発生させる
   周波信号発生手段と 、上記周波信号に基づいて 上記交流信号を発生させる交流
   信号発生手段と、上記周波信号の周波数のシフトを開始する、上記被駆動
   体の駆動位置を記憶した記憶手段と 、上記記憶手段の記憶値を参照し 、上記被駆動体の目的位
   置までの駆動残り量に応じて上記周波信号の周波数をシ
   フトさせる制御手段と、 を具備することを特徴とする超音波モータの駆動回路。
2. 【請求項２】 電気ー機械エネルギー変換素子に交流信
   号を印加することにより振動波を発生させ、被駆動体を
   駆動する超音波モータの駆動回路において、上記交流信号の周波数に相当する周波信号を発生させる
   周波信号発生手段と 、上記被駆動体の目的位置までの駆動残り量を検出する検
   出手段と 、上記超音波モータの温度を検出する温度検出手段と 、上記検出手段の出力及び上記温度検出手段の出力に応じ
   て、上記交流信号の周波数をシフトする制御手段と 、を具備する ことを特徴とする超音波モータの駆動回路。
3. 【請求項３】 更に、上記超音波モータの温度を検出す
   る手段を有しており、検出された温度に応じて、上記周
   波信号の周波数のシフトを開始する、上記被駆動体の駆
   動位置を変更することを特徴とする請求項１記載の超音
   波モータの駆動回路。
4. 【請求項４】 更に、上記交流信号における周波数の上
   限値を記憶した手段を有し、上記制御手段は上記交流信
   号の周波数が該上限値を越えないように上記周波信号発
   生手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれか一つに記載の超音波モータの駆動回路。
5. 【請求項５】 上記上限値は、上記超音波モータの温度
   に応じて変更することを特徴とする請求項４記載の超音
   波モータの駆動回路。
6. 【請求項６】 上記変更する上限値の変更量は、上記超
   音波モータの温度変化 による共振周波数の変化量より小
   さく設定されていることを特徴とする請求項５記載の超
   音波モータの駆動回路。