JPH03243183A - Ultrasonic motor device - Google Patents
Ultrasonic motor deviceInfo
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- JPH03243183A JPH03243183A JP2040612A JP4061290A JPH03243183A JP H03243183 A JPH03243183 A JP H03243183A JP 2040612 A JP2040612 A JP 2040612A JP 4061290 A JP4061290 A JP 4061290A JP H03243183 A JPH03243183 A JP H03243183A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、圧電素子を利用した超音波モータの駆動回路
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a drive circuit for an ultrasonic motor using a piezoelectric element.
本発明は、超音波モータの圧電素子に流れる電流をモニ
ターし、前記電流波形を整流増幅して、電圧制御発振手
段の制御電圧として帰還し、前記電圧制御発振手段の出
力信号から前記超音波モータの駆動信号を生成する超音
波モータ回路において、前記電流波形を整流増幅したの
信号から超音波モータの回転停止を検出する回転停止検
出手段を設け、前記回転停止検出手段の出力信号から前
記整流増幅のための整流用基準電圧を可変制御するもの
である。The present invention monitors the current flowing through the piezoelectric element of the ultrasonic motor, rectifies and amplifies the current waveform, feeds it back as a control voltage of the voltage controlled oscillation means, and uses the output signal of the voltage controlled oscillation means to control the ultrasonic motor. In an ultrasonic motor circuit that generates a drive signal, a rotation stop detection means for detecting rotation stop of the ultrasonic motor from a signal obtained by rectifying and amplifying the current waveform is provided, and the rotation stop detection means detects rotation stop of the ultrasonic motor from a signal obtained by rectifying and amplifying the current waveform, and detecting the rectification and amplification from the output signal of the rotation stop detection means. This is to variably control the reference voltage for rectification.
超音波モータは圧電素子に周波電圧を印加して弾性対表
面に進行波又は定在波を励起し、圧接する移動体を駆動
するものである。印加信号の周波数は超音波モータの共
振周波数(f r)か、これに近い周波数でなければな
らない。An ultrasonic motor applies a frequency voltage to a piezoelectric element to excite a traveling wave or a standing wave on an elastic pair surface, thereby driving a moving body that is pressed into contact with the piezoelectric element. The frequency of the applied signal must be at or close to the resonant frequency (fr) of the ultrasonic motor.
従来は、frの測定をあらかしめ行い、基準発振器等を
用いて駆動信号を超音波モータに印加していた。Conventionally, fr was measured in advance and a drive signal was applied to the ultrasonic motor using a reference oscillator or the like.
また、超音波モータを安定に駆動するための装置として
、特願昭63−271387号、超音波モータ装置とし
て本出願人より提案されている。Further, as a device for stably driving an ultrasonic motor, the present applicant has proposed an ultrasonic motor device in Japanese Patent Application No. 63-271387.
frの測定をあらかしめ行い、基準発振器等を用いて駆
動信号を得る方法は現実的でない。なぜなら、frにあ
った発振器を構成するのは、電気素子の定数がバラツキ
をもつことから量産性に乏しくなり、更に基準発振器で
駆動周波数を固定すると、超音波モータ自体のエネルギ
ー損失による発熱や環境温度、移動体の圧接力、印加信
号の大きさ等の変化によるf「や消費電流の変化があっ
た場合に停止してしまうからである。It is not practical to measure fr in advance and obtain a drive signal using a reference oscillator or the like. This is because configuring an oscillator suitable for fr would be difficult to mass-produce due to variations in the constants of the electric elements, and furthermore, if the drive frequency was fixed with a reference oscillator, the ultrasonic motor would generate heat due to energy loss and the environment This is because if there is a change in f' or current consumption due to changes in temperature, pressure contact force of the moving body, magnitude of applied signal, etc., the operation will stop.
特願昭63−271387号の超音波モータ装置は、圧
電素子に流れる電流が、frで最大になることを利用し
て、前記電流を電圧信号に変換する抵抗と、変換された
電流波形を整流増幅して、電圧制御発振手段(VCO)
に制御電圧として帰還入力し、前記VCOの出力周波数
がfr近傍になるように整流増幅の基′eJL電圧を設
定して、超音波モータを駆動するものである。またこの
方法は環境温度、印加信号の大きさ等の変化によるfr
の変化や電流の変化にVCOの出力周波数が追従できる
ようになっており、例えば負荷変動の少ない据置型の超
音波モータの駆動に適している。しかし、移動体の圧接
力の変化(例えば腕時計等に応用された場合の不意の落
下による衝撃など)によるfrの変化や電流の変化には
VCOの出力周波数は追従できず、場合によってはVC
Oの出力周波数がfrからずれたところで安定してしま
い、超音波モータが停止しっばなしとなる場合もあり得
る。更に、環境温度や印加信号の大きさ等の変化による
rrの電流の変化は、モータ毎に異なるため、個別にV
COの追従特性を合わせ込まなければならないという作
業が必要となっていた。The ultrasonic motor device disclosed in Japanese Patent Application No. 63-271387 takes advantage of the fact that the current flowing through the piezoelectric element reaches its maximum at fr, and uses a resistor to convert the current into a voltage signal and rectifies the converted current waveform. Amplify and use voltage controlled oscillation means (VCO)
The ultrasonic motor is driven by inputting feedback as a control voltage to the VCO and setting the base voltage for rectification and amplification so that the output frequency of the VCO is near fr. In addition, this method is based on changes in the environmental temperature, the magnitude of the applied signal, etc.
The output frequency of the VCO can follow changes in the current and current, and is suitable for, for example, driving a stationary ultrasonic motor with little load fluctuation. However, the output frequency of the VCO cannot follow changes in fr or current due to changes in the pressure contact force of a moving object (for example, shock caused by an unexpected drop when applied to a wristwatch, etc.), and in some cases, the output frequency of the VCO
There is also a possibility that the output frequency of O becomes stable when it deviates from fr, and the ultrasonic motor stops forever. Furthermore, changes in the current of rr due to changes in the environmental temperature, the magnitude of the applied signal, etc. differ for each motor, so V
It became necessary to adjust the tracking characteristics of CO.
上記の問題点を解決するために本発明においては、超音
波モータの回転停止を検出するための回転停止検出手段
と、超音波モータの電流波形の整流増幅の基準電圧を制
御するための基準電圧制御手段を設け、超音波モータの
停止を検出して、前記基準電圧を最適なものに自動的に
調整するようにしたものである。In order to solve the above problems, the present invention includes a rotation stop detection means for detecting rotation stop of the ultrasonic motor, and a reference voltage for controlling the reference voltage for rectifying and amplifying the current waveform of the ultrasonic motor. A control means is provided to detect stoppage of the ultrasonic motor and automatically adjust the reference voltage to an optimum value.
上記のような構成によれば、超音波モータ自体の発熱や
環境温度、移動体の圧接力、印加信号の大きさ等の変化
によるfrの変化や電流の変化によって、超音波モータ
の停止が発生しても、自動的に超音波モータの電流波形
の整流増幅の基準電圧が最適なものに制御され、VCO
の出力周波数の追従が行われ、再度超音波モータの駆動
が可能となる。According to the above configuration, the ultrasonic motor stops due to changes in fr or current due to changes in the heat generated by the ultrasonic motor itself, the environmental temperature, the pressure contact force of the moving object, the magnitude of the applied signal, etc. Even if the current waveform of the ultrasonic motor is rectified and amplified, the reference voltage is automatically controlled to the optimum value, and the VCO
The output frequency is tracked, and the ultrasonic motor can be driven again.
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、圧電素子を利用した超音波モータについては定在波
方式や進行波方式など種々考えられるが(例えば「新方
式/新原理モータ開発・実用化の要点」昭和59年に日
本工業技術センター発行を参照)、本発明の超音波モー
タは、いづれでも良い。Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings. There are various types of ultrasonic motors using piezoelectric elements, such as a standing wave method and a traveling wave method (for example, "Key Points of New Method/New Principle Motor Development and Practical Application" published by Japan Industrial Technology Center in 1982). ), the ultrasonic motor of the present invention may be any one of the following.
第1図は本発明の代表的な実施例で、機能ブロック図で
示しである。FIG. 1 shows a typical embodiment of the present invention in a functional block diagram.
本発明の駆動回路が安定に超音波モータを駆動する原理
を第2図の超音波モータ1、電流モニター手段2、整流
増幅手段3、VCO4、駆動手段5、基準電圧生成手段
8を用いて説明する。VCO4の制御電圧に対する出力
周波数の傾きは正負どちらでも良いが、説明では負の傾
きをもつVCOとする。第3図にVCOの回路例と、第
4図にVCOの出力特性を示す。VCOの出力特性を1
次式で近似とすると、(1)式であられすことができる
。The principle by which the drive circuit of the present invention stably drives an ultrasonic motor will be explained using the ultrasonic motor 1, current monitor means 2, rectifier amplification means 3, VCO 4, drive means 5, and reference voltage generation means 8 shown in FIG. do. The slope of the output frequency with respect to the control voltage of the VCO 4 may be either positive or negative, but in the description, it is assumed that the VCO has a negative slope. FIG. 3 shows an example of a VCO circuit, and FIG. 4 shows the output characteristics of the VCO. The output characteristics of the VCO are 1
When approximated by the following equation, it can be expressed by equation (1).
f= a−νin+ b −−−−−−−−−一−(1
)式r =vc○4の出力信号を分周して超音波モー
タ1に印加する信号の周波数
Vin=VCOの制御Ilt圧
a =傾き係数
b −オフセット周波数
である。f=frとなる制wit圧をVrとする。f= a−νin+ b −−−−−−−−−1−(1
) formula r = frequency of the signal to be applied to the ultrasonic motor 1 by dividing the output signal of vc○4 Vin = control Ilt pressure of VCO a = slope coefficient b - offset frequency. The control wit pressure at which f=fr is assumed to be Vr.
超音波モータlの電流iは、電流検出手段2の抵抗Rm
により電圧信号に変換され、カンプリングコンデンサC
1を通って増幅手段3に入力される。The current i of the ultrasonic motor l is determined by the resistance Rm of the current detection means 2.
is converted into a voltage signal by a compensating capacitor C
1 and is input to the amplification means 3.
整流増幅手段3はit流波形を基準電圧Vrefを基準
に整流増幅を行い、整流増幅された信号VinがVCO
4に制御電圧として入力される。このときのVinは次
の(2)式であられすことが出来る。The rectifying and amplifying means 3 rectifies and amplifies the IT current waveform based on the reference voltage Vref, and the rectified and amplified signal Vin is outputted to the VCO.
4 as a control voltage. Vin at this time can be calculated using the following equation (2).
Vin =シref−An−i −Rm −−−−−−
(2)式ここで、Anは増幅手段の増幅度である。整流
増幅された交流信号VinがVCO4に入力されると、
Vinの1周期内では出力周波数はVinに合わせて変
化するが、1/4分周することにより、分周後の周波数
丁は一定となる。この様子を第5図に示す。また、交流
信号Vtnの代りに、Vtnを平滑した信号Vmを人力
してやっても、分周後の周波数fはかわらない。以降、
VCOの制御電圧はVmをもって説明する。Vmはつぎ
の(3)式であられすことが出来る。Vin=Sref-An-i-Rm------
(2) where An is the amplification degree of the amplification means. When the rectified and amplified AC signal Vin is input to the VCO4,
The output frequency changes in accordance with Vin within one period of Vin, but by dividing the frequency by 1/4, the frequency after division becomes constant. This situation is shown in FIG. Further, even if a signal Vm obtained by smoothing Vtn is manually applied instead of the AC signal Vtn, the frequency f after frequency division does not change. onwards,
The control voltage of the VCO will be explained using Vm. Vm can be calculated using the following equation (3).
Vm=Vref−An−i−Rm/π−−−−−−−(
3)式(3)式を(1)式に代入する。Vm=Vref−An−i−Rm/π−−−−−−(
3) Substitute equation (3) into equation (1).
f=a(Vref−An−i −Rs/π)+b−(4
)式ここで、基準電圧生成手段8のスイッチSがON状
態からOFF状態に変化した場合、整流増幅の基準電圧
Vrefは、R3・C2の時定数をもってVlまで上昇
して行く。超音波モータ1の印加周波数fと電流iの関
係を第6図に示しておく。f=a(Vref-An-i-Rs/π)+b-(4
) Here, when the switch S of the reference voltage generation means 8 changes from the ON state to the OFF state, the reference voltage Vref of the rectification and amplification increases to Vl with a time constant of R3·C2. The relationship between the applied frequency f of the ultrasonic motor 1 and the current i is shown in FIG.
スイッチSがOFFに変った瞬間は、基準電圧Vref
はOVで、fはfrよりも十分高いため電流iは非常に
小さく、(4)式のVmはV m # Vrefとあら
れすことができる。つまりスイッチSがON直後は、V
refの変化とともにVmはVrに近づいていく。fも
frに近づいていくが、それにつれ、第7図に示す通り
電流iが増えていく。電流iが増えると(4)式からV
mはVrefよりもAn−i −Rm/ πだけ小さ
くなる。ここで、超音波モータの最大電流をi yla
xとすると、電流による帰還項の最大値は、An−im
aに・Rm/ πとなる。The moment the switch S turns OFF, the reference voltage Vref
is OV, and since f is sufficiently higher than fr, the current i is very small, and Vm in equation (4) can be expressed as V m # Vref. In other words, immediately after switch S is turned on, V
Vm approaches Vr as ref changes. As f also approaches fr, the current i increases as shown in FIG. As the current i increases, from equation (4), V
m becomes smaller than Vref by An-i - Rm/π. Here, the maximum current of the ultrasonic motor is i yla
x, the maximum value of the feedback term due to current is An-im
a becomes ・Rm/π.
ここでVlを(5)式の条件を満たすように設定してお
く。Here, Vl is set so as to satisfy the condition of equation (5).
Vr<Vl≦Vr+An−1Ilax−Rm/ π−
(5)式(5)式のようにVlを設定すれば、Vref
が最終到達電圧V1になったとき、VmはVrより低い
電圧で安定することになる。従って超音波モータ1への
印加周波数fは、共振周波数frより高い周波数で安定
し、超音波モータを駆動することができる。第7図にス
イッチSがON状態からOFF状態へ変化してからのV
ref及びVmの変化の様子を示す。Vr<Vl≦Vr+An-1Ilax-Rm/π-
(5) If Vl is set as shown in equation (5), Vref
When Vm reaches the final voltage V1, Vm becomes stable at a voltage lower than Vr. Therefore, the frequency f applied to the ultrasonic motor 1 is stabilized at a frequency higher than the resonance frequency fr, and the ultrasonic motor can be driven. Figure 7 shows the V after the switch S changes from the ON state to the OFF state.
The changes in ref and Vm are shown.
逆に、整流増幅の基!!雷電圧ref (=’V1)が
(6)式のような関係になると、スイッチSをON状態
からOFF状態に変化させ、駆動周波数fをfrより高
い周波数から低い周波数ヘスイープさせても、最終的な
駆動周波数fの安定周波数はfrより低い周波数となり
、超音波モータは停止してしまう。On the contrary, it is the basis of rectification and amplification! ! When the lightning voltage ref (='V1) becomes the relationship shown in equation (6), the final The stable frequency of the drive frequency f becomes a frequency lower than fr, and the ultrasonic motor stops.
Vl>Vr+An−imax−Rm/π−一−−(6)
式今までの説明のとおり、電流波形の整流増幅の基準電
圧であるVlを適当な値に設定してやれば、VCOの出
力周波数をfrより高めの周波数で安定させることがで
き、超音波モータを駆動することができる。Vl>Vr+An-imax-Rm/π-1--(6)
As explained above, if Vl, which is the reference voltage for rectifying and amplifying the current waveform, is set to an appropriate value, the output frequency of the VCO can be stabilized at a frequency higher than fr, and the ultrasonic motor can be driven. can do.
つづいて本発明の主要動作を第2図を用いて説明する。Next, the main operation of the present invention will be explained using FIG. 2.
本発明の動作は、端的に言えば、駆動周波数をfrより
高い方から低い方ヘスイープさせ、超音波モータの回転
停止があった場合には整流増幅の基準電圧を可変し、再
度スイープ駆動するというように、(5)式の条件を満
足するまで整流増幅の基準電圧を可変するものである。Simply put, the operation of the present invention is to sweep the drive frequency from higher to lower than fr, and when the rotation of the ultrasonic motor stops, the reference voltage for rectification and amplification is varied and the sweep drive is performed again. Thus, the reference voltage for rectification and amplification is varied until the condition of equation (5) is satisfied.
以下に詳細を延べる。Details are given below.
回転検出手段6は、超音波モータの停止状態を検出する
回路で、整流増幅手段3で整流増幅された電流波形信号
Vinをボルテージフォロワで受け、抵抗R4とコンデ
ンサC3で平滑するのが平滑手段61である。平滑され
た信号Vmを微分するのが微分手段62である。そして
Vmの急峻な変化があった場合にパルス信号を出力する
。第7図にあるとおり、超音波モータが停止に至った場
合にはVmの変化は急峻であるから、微分手段62の出
力信号から超音波モータの停止を検出することができる
。超音波モータが回転停止に至った場合のVmの変化と
回転停止検出手段6の出力信号を第8図に示す。このと
きの回転停止検出手段6の出力信号をAとする。The rotation detecting means 6 is a circuit that detects the stopped state of the ultrasonic motor, and the smoothing means 61 receives the current waveform signal Vin rectified and amplified by the rectifying and amplifying means 3 using a voltage follower, and smooths it using a resistor R4 and a capacitor C3. It is. Differentiating means 62 differentiates the smoothed signal Vm. Then, when there is a steep change in Vm, a pulse signal is output. As shown in FIG. 7, since the change in Vm is steep when the ultrasonic motor comes to a stop, it is possible to detect the stoppage of the ultrasonic motor from the output signal of the differentiating means 62. FIG. 8 shows the change in Vm and the output signal of the rotation stop detection means 6 when the ultrasonic motor stops rotating. Let A be the output signal of the rotation stop detection means 6 at this time.
回転停止検出信号Aを受けて、整流増幅の基準信号V1
を可変するためのデータFを生成するのが、基準電圧!
11?11手段7である。第13図に基準電圧制御手段
7の中のアップダウンカウンタ制御手段71の回路例と
、第14図に第13図の回路の動作を示すタイミング図
を示す。第12図は基準電圧制御手段7で生成されたデ
ータFを受けて、データFにあった基準電圧■1を生成
するDAコンバータの回路例を示しである。Upon receiving the rotation stop detection signal A, the reference signal V1 for rectification and amplification is
The reference voltage is what generates the data F for varying the !
11?11 Means 7. FIG. 13 shows a circuit example of the up/down counter control means 71 in the reference voltage control means 7, and FIG. 14 shows a timing diagram showing the operation of the circuit of FIG. 13. FIG. 12 shows an example of a circuit of a DA converter that receives data F generated by the reference voltage control means 7 and generates a reference voltage 1 that matches the data F.
第13図と第14図で、信号Cはモータの駆動イネーブ
ル信号で、各FFのリセント解除と、アップダウンカウ
ンタ712の初期設定を行う。アップダウンカウンタ7
12はこれにより、全データが1となり、基準電圧生成
手段8の出力信号V1は最大値となる。第14図の第1
の動作領域である。In FIGS. 13 and 14, signal C is a motor drive enable signal, which cancels the recency of each FF and initializes the up/down counter 712. up/down counter 7
12, all data becomes 1, and the output signal V1 of the reference voltage generating means 8 becomes the maximum value. Figure 14, 1st
This is the operating area.
また信号Cが1から0にかわったとき、整流増幅の基準
電圧Vrefは、OVからVlまで徐々に変化して行く
が、今、Vlは最大に設定されているから(6)式の条
件が満たされないとすると、Vref+An−i−Rm
/πがVrより高くなった時点で超音波モータの回転停
止検出信号Aが出力される。超音波モータの回転停止検
出信号Aを受けて、アップダウンカウンタ712に減算
信号Eが入力され、データFはlだけ滅しられ、■1デ
ータもデータFに応して小さくなる。また、スイッチS
の制御信号Bも生成され、スイ・7チSは一時的にON
状態となり、コンデンサC2の電荷が放電される。よっ
て、VrefはスイッチSがOFF状態となったとき、
再度Ovからvlまで徐々に変化することとなる。更に
、再度モータの回転停止検出信号Aが出力されたら、前
記動作を繰り返し、(5)式の条件が満足されるまで繰
り返される。第14図の第■の動作領域が上記動作を示
している。Also, when the signal C changes from 1 to 0, the reference voltage Vref for rectification and amplification gradually changes from OV to Vl, but since Vl is now set to the maximum, the condition of equation (6) is satisfied. If not satisfied, Vref+An-i-Rm
When /π becomes higher than Vr, an ultrasonic motor rotation stop detection signal A is output. Upon receiving the rotation stop detection signal A of the ultrasonic motor, a subtraction signal E is input to the up/down counter 712, data F is deleted by l, and data 1 is also reduced in accordance with data F. Also, switch S
Control signal B is also generated, and switch/7ch S is temporarily turned on.
state, and the charge in the capacitor C2 is discharged. Therefore, Vref is when the switch S is in the OFF state.
It will gradually change from Ov to vl again. Furthermore, when the motor rotation stop detection signal A is output again, the above operation is repeated until the condition of equation (5) is satisfied. The operation region (2) in FIG. 14 shows the above operation.
また超音波モータの回転停止が所定の時間起こらなかっ
た場合には、アップダウンカウンタ712の加減算wI
御信号りが1となり、アップダウンカウンタ712のデ
ータFは1だけ加算され、Vlはその分高くなる。この
ときにはスイッチSはON状態とはならない。この動作
を第14図の第■の動作領域である。Furthermore, if the rotation of the ultrasonic motor does not stop for a predetermined period of time, the addition/subtraction wI of the up/down counter 712
The control signal becomes 1, the data F of the up/down counter 712 is added by 1, and Vl becomes higher by that amount. At this time, the switch S is not in the ON state. This operation is shown in the operation region (2) in FIG.
第15図は基準信号生成手段711の一例を示す回路図
で、例でば1/256Hzの半周期分のl28秒間回転
停止がなかった場合に前記の第■の動作を行うようにな
っている。FIG. 15 is a circuit diagram showing an example of the reference signal generating means 711. For example, if there is no rotation stoppage for 128 seconds corresponding to a half cycle of 1/256 Hz, the above-mentioned operation (2) is performed. .
アップダウンカウンタ712のデータFが加算されてV
lが高くなって、再度(5)式の条件が満足されなくな
り、モータの回転停止検出信号Aが出力された場合には
、加減算信号りをOlつまりアップダウンカウンタ71
2を減算カウンタにして、第■の動作から繰り返すこと
になる。第■の動作領域を繰り返しているのが第■の動
作領域である。The data F of the up/down counter 712 is added to V
When l becomes high and the condition of equation (5) is no longer satisfied and the motor rotation stop detection signal A is output, the addition/subtraction signal is changed to Ol, that is, the up/down counter 71.
2 is used as a subtraction counter, and the operation is repeated from step (2). The 2nd operating area repeats the 2nd operating area.
つまり、本発明によれば、VCOの出力周波数範囲を超
音波モータが、温度や駆動電圧の変動、負荷変動等によ
るfrの変化範囲を含むようにしさえすれば、超音波モ
ータの駆動開始時に、自動的に超音波モータが駆動する
ように回路の定数(整流増幅手段の基準電圧)が調整さ
れることになる。In other words, according to the present invention, as long as the output frequency range of the ultrasonic motor is set to include the range of changes in fr due to changes in temperature, drive voltage, load changes, etc., when the ultrasonic motor starts driving, The circuit constant (reference voltage of the rectifier amplification means) is adjusted so that the ultrasonic motor is automatically driven.
本発明によれば、超音波モータを駆動する場合に温度や
駆動電圧の変動、更には負荷変動等によって本駆動回路
が超音波モータ駆動不能状態になっても、温度や駆動電
圧の変動、負荷変動等に合わせて駆動回路の駆動定数を
最適なものに自動調整するため、再度駆動される。According to the present invention, when driving an ultrasonic motor, even if the drive circuit becomes unable to drive the ultrasonic motor due to changes in temperature or drive voltage, or even load changes, In order to automatically adjust the drive constant of the drive circuit to the optimum one in accordance with fluctuations, etc., the drive circuit is driven again.
第1図は本発明の代表的な実施例を示す機能ブロック図
、第2図は本発明の具体的な例を示す回路図、第3図は
本発明で使用するVCOの一例を示す回路図、第4図は
第3図のVCOの出力特性を示す図、第5図は超音波モ
ータの電流波形Vtと整流波形VinとVCOの出力信
号と分周後の信号を示す図、第6図は超音波モータの駆
動周波数と消費電流の関係を示す図、第7図は第2図の
スイッチSをOFFにした後のVrefと駆動周波数と
消費を流の変化を示す図、第8図は第2図の回転停止検
出手段6の超音波モータの回転停止検出信号の発生を示
す図、第9図は回転停止検出手段6の別な実施例を示す
回路図、第1O図は第9図の回転停止検出手段の回転停
止検出信号Aを示す図、第11図は駆動手段5の中の分
周手段の一例を示す回路図、第12図はアップダウンカ
ウンタの出力信号F(fO〜f5)を受けて、基準電圧
■1を生成する基準電圧生成手段(DAコンバータ)の
−例を示す回路図、第13図は基準電圧制御手段7の中
のアップダウンカウンタ制御手段71の一例を示す回路
図、第14図は第13図の77プダウン力ウンタ@御手
段の動作を示すタイミング図、第15図は第13図のア
ップダウンカウンタ制御手段71の中の基準信号生成手
段1301の一例を示す回路図である。
1・・・・超音波モータ
Rm・・・電流モニター抵抗
CI・・・カンプリングコンデンサ
Di、D2・・・整流用ダイオード
Ll、L2・・・昇圧コイル
Tl、T2・・・スインチングトランジスタ以上FIG. 1 is a functional block diagram showing a typical embodiment of the invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of the invention, and FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a VCO used in the invention. , Fig. 4 is a diagram showing the output characteristics of the VCO in Fig. 3, Fig. 5 is a diagram showing the current waveform Vt of the ultrasonic motor, the rectified waveform Vin, the output signal of the VCO, and the signal after frequency division. is a diagram showing the relationship between the drive frequency and current consumption of the ultrasonic motor, Figure 7 is a diagram showing the change in Vref, drive frequency, and consumption after turning off the switch S in Figure 2, and Figure 8 is a diagram showing the relationship between the drive frequency and current consumption of the ultrasonic motor. FIG. 9 is a circuit diagram showing another embodiment of the rotation stop detection means 6, and FIG. FIG. 11 is a circuit diagram showing an example of frequency dividing means in the drive means 5, and FIG. 12 is a diagram showing the rotation stop detection signal A of the rotation stop detection means of the rotation stop detection means. ), and FIG. 13 shows an example of the up/down counter control means 71 in the reference voltage control means 7. The circuit diagram, FIG. 14 is a timing diagram showing the operation of the 77 pull-down force counter @ control means of FIG. 13, and FIG. 15 is an example of the reference signal generation means 1301 in the up-down counter control means 71 of FIG. FIG. 1... Ultrasonic motor Rm... Current monitor resistor CI... Camping capacitors Di, D2... Rectifying diodes Ll, L2... Boosting coils Tl, T2... More than switching transistors
Claims (5)
周波電圧を印加することにより、弾性体の表面に進行波
又は定在波を励起し、前記進行波又は定在波によって弾
性体に圧接される移動体を駆動せしめる超音波モータに
おいて、前記圧電素子の消費電流を検出する電流検出手
段と、前記電流検出手段の出力信号を増幅する増幅手段
と、前記増幅手段の出力信号により出力周波数が変化す
る電圧制御発振手段と、前記電圧制御発振手段の出力信
号から前記圧電素子に印加する信号を生成する駆動手段
と、前記増幅手段の増幅用の基準信号を生成する基準電
圧生成手段と、超音波モータの回転停止を検出する回転
停止検出手段と、前記回転検出手段の出力信号を受けて
、前記基準電圧生成手段を制御する基準電圧制御手段か
らなることを特徴とする超音波モータ装置。(1) By applying a frequency voltage to the piezoelectric element of a vibrating body in which a piezoelectric element is attached to an elastic body, a traveling wave or a standing wave is excited on the surface of the elastic body, and the traveling wave or standing wave causes the elastic In an ultrasonic motor that drives a moving body that is pressed against a body, the current detecting means detects the current consumption of the piezoelectric element, the amplifying means amplifies the output signal of the current detecting means, and the output signal of the amplifying means Voltage controlled oscillation means whose output frequency changes, driving means which generates a signal to be applied to the piezoelectric element from the output signal of the voltage controlled oscillation means, and reference voltage generation means which generates a reference signal for amplification of the amplification means. an ultrasonic motor comprising: a rotation stop detection means for detecting rotation stop of the ultrasonic motor; and a reference voltage control means for receiving an output signal of the rotation detection means and controlling the reference voltage generation means. Device.
号を境に、片側に信号を増幅する整流増幅手段であるこ
とを特徴とする請求項1記載の超音波モータ装置。(2) The ultrasonic motor device according to claim 1, wherein the amplification means is a rectification amplification means that amplifies the signal to one side with respect to the reference signal of the reference voltage generation means.
号を平滑する平滑手段を有し、前記平滑手段の出力信号
を微分する微分手段か、前記平滑手段の出力信号を前記
基準電圧生成手段の基準信号を分圧した第2の基準電圧
とを比較する比較手段のいづれか一方を有することを特
徴とする請求項1記載の超音波モータ装置。(3) The rotation stop detection means includes a smoothing means for smoothing the output signal of the amplification means, and the output signal of the smoothing means is differentiated by the reference voltage generating means. 2. The ultrasonic motor device according to claim 1, further comprising comparison means for comparing the reference signal with a second reference voltage obtained by dividing the reference signal.
ウンカウンタと、前記回転停止検出手段の出力信号を受
けて、前記アップダウンカウンタの加減算の制御信号や
計数信号を生成するアップダウンカウンタ制御手段から
なることを特徴とする請求項1記載の超音波モータ装置
。(4) The reference voltage control means includes a multi-bit up/down counter and an up/down counter control means that receives the output signal of the rotation stop detection means and generates a control signal for addition/subtraction of the up/down counter and a count signal. The ultrasonic motor device according to claim 1, characterized in that the ultrasonic motor device comprises:
ンタのカウントデータにより、出力電圧が制御されるD
Aコンバータと、前記DAコンバータの出力端と前記整
流増幅手段の一端の間に直列に設けられた抵抗素子と、
前記抵抗素子の前記整流増幅手段側の端点と接地の間に
容量素子とスイッチング素子が並列に設けられているこ
とを特徴とする請求項1記載の超音波モータ装置。(5) The reference voltage generating means is configured to control the output voltage by the count data of the up/down counter.
an A converter, and a resistance element provided in series between the output end of the DA converter and one end of the rectifying and amplifying means;
2. The ultrasonic motor device according to claim 1, wherein a capacitive element and a switching element are provided in parallel between an end point of the resistive element on the rectifying and amplifying means side and ground.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2040612A JPH03243183A (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Ultrasonic motor device |
US07/626,466 US5153486A (en) | 1989-12-13 | 1990-12-12 | Ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2040612A JPH03243183A (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Ultrasonic motor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03243183A true JPH03243183A (en) | 1991-10-30 |
Family
ID=12585353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2040612A Pending JPH03243183A (en) | 1989-12-13 | 1990-02-21 | Ultrasonic motor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03243183A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5792806A (en) * | 1992-07-23 | 1998-08-11 | Kansai Paint Company, Limited | Aqueous coating composition |
US7339406B2 (en) | 2002-12-27 | 2008-03-04 | Seiko Epson Corporation | Sawtooth wave generating apparatus, a method of generating sawtooth wave, a constant current circuit, and a method of adjusting amount of current from the same |
US7368850B2 (en) | 2003-01-10 | 2008-05-06 | Seiko Epson Corporation | Resonance control apparatus for a piezoelectrical device based on phase sensitive detection |
JP2014124011A (en) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Toyota Industries Corp | Drive unit for vibration actuator with oscillator and moving element |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61221584A (en) * | 1985-03-26 | 1986-10-01 | Canon Inc | Drive circuit of vibration wave motor |
JPS6447281A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-21 | Diesel Kiki Co | Lock detector for ultrasonic motor actuator |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP2040612A patent/JPH03243183A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61221584A (en) * | 1985-03-26 | 1986-10-01 | Canon Inc | Drive circuit of vibration wave motor |
JPS6447281A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-21 | Diesel Kiki Co | Lock detector for ultrasonic motor actuator |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5792806A (en) * | 1992-07-23 | 1998-08-11 | Kansai Paint Company, Limited | Aqueous coating composition |
US7339406B2 (en) | 2002-12-27 | 2008-03-04 | Seiko Epson Corporation | Sawtooth wave generating apparatus, a method of generating sawtooth wave, a constant current circuit, and a method of adjusting amount of current from the same |
US7368850B2 (en) | 2003-01-10 | 2008-05-06 | Seiko Epson Corporation | Resonance control apparatus for a piezoelectrical device based on phase sensitive detection |
JP2014124011A (en) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Toyota Industries Corp | Drive unit for vibration actuator with oscillator and moving element |
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