JPH05212354A - 圧電振動子の駆動回路 - Google Patents
圧電振動子の駆動回路Info
- Publication number
- JPH05212354A JPH05212354A JP4054401A JP5440192A JPH05212354A JP H05212354 A JPH05212354 A JP H05212354A JP 4054401 A JP4054401 A JP 4054401A JP 5440192 A JP5440192 A JP 5440192A JP H05212354 A JPH05212354 A JP H05212354A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- piezoelectric vibrator
- pulse width
- piezoelectric
- vibrator
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電モータなどに使用される圧電振動子を、
常に一定の振幅となるように制御して駆動できるように
する。 【構成】 パルス幅変調部Ａにおいて、発振部１５から
の所定周波数の発振出力を、ＣＰＵ２５からＤ／Ａ変換
部２６を経た制御電力によりパルス幅変調し、この駆動
電力により圧電モータ１０の捩り振動用の振動子２と縦
振動用の振動子４を駆動してロータ６を回転させる。振
動検出部Ｆのブリッジ回路により圧電振動子２の振幅差
に基づく電力を取出し、これを差動増幅器１８に負帰還
させ、パルス幅変調制御電力Ｅ1を得る。この電力Ｅ1に
よりパルス幅変調することにより、振動子２は常に一定
の振幅にて駆動され、一定回転数によるモータ駆動が可
能になる。
常に一定の振幅となるように制御して駆動できるように
する。 【構成】 パルス幅変調部Ａにおいて、発振部１５から
の所定周波数の発振出力を、ＣＰＵ２５からＤ／Ａ変換
部２６を経た制御電力によりパルス幅変調し、この駆動
電力により圧電モータ１０の捩り振動用の振動子２と縦
振動用の振動子４を駆動してロータ６を回転させる。振
動検出部Ｆのブリッジ回路により圧電振動子２の振幅差
に基づく電力を取出し、これを差動増幅器１８に負帰還
させ、パルス幅変調制御電力Ｅ1を得る。この電力Ｅ1に
よりパルス幅変調することにより、振動子２は常に一定
の振幅にて駆動され、一定回転数によるモータ駆動が可
能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電モータなどに使用
される圧電振動子を駆動する回路に係り、特に圧電振動
子を一定の振幅にて安定して駆動できるようにした圧電
振動子の駆動回路に関する。
される圧電振動子を駆動する回路に係り、特に圧電振動
子を一定の振幅にて安定して駆動できるようにした圧電
振動子の駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電振動子の利用分野には、負荷が作用
した状態で圧電振動子を一定の振幅により駆動しなくて
はならない場合がある。図４はこの種の圧電振動子を使
用した装置の一例として圧電モータを示している。図４
に示す圧電モータは捩り振動と縦振動によりロータを回
転させるいわゆる複合振動子型である。固定側の筒状体
１と捩り振動側の筒状体３との間に圧電振動子２が介装
されている。この圧電振動子２は例えばランジュバン型
捩り振動子であり、所定周波数の駆動電力により軸線回
りの捩り振動を発揮する。また捩り振動側の筒状体３の
先端には縦振動用の圧電振動子４が設けられている。こ
の圧電振動子４は積層型であり、所定周波数の駆動電力
により軸方向に縦振動を発生する。
した状態で圧電振動子を一定の振幅により駆動しなくて
はならない場合がある。図４はこの種の圧電振動子を使
用した装置の一例として圧電モータを示している。図４
に示す圧電モータは捩り振動と縦振動によりロータを回
転させるいわゆる複合振動子型である。固定側の筒状体
１と捩り振動側の筒状体３との間に圧電振動子２が介装
されている。この圧電振動子２は例えばランジュバン型
捩り振動子であり、所定周波数の駆動電力により軸線回
りの捩り振動を発揮する。また捩り振動側の筒状体３の
先端には縦振動用の圧電振動子４が設けられている。こ
の圧電振動子４は積層型であり、所定周波数の駆動電力
により軸方向に縦振動を発生する。
【０００３】固定側の筒状体１には、軸受が保持されて
おり、この軸受により回転軸５が回転自在に支持されて
いる。回転軸５の先部にはロータ６が装着され、このロ
ータ６に加圧スプリング７を押し付けるナット８が、回
転軸５の先端の雄ねじ部５ａに螺着されている。これに
よりロータ６は回転軸５と軸回り方向に相対ずれを生じ
ることなく一体となって回転できるとともに、加圧スプ
リング７によりロータ６は前記圧電振動子４に加圧され
ている。
おり、この軸受により回転軸５が回転自在に支持されて
いる。回転軸５の先部にはロータ６が装着され、このロ
ータ６に加圧スプリング７を押し付けるナット８が、回
転軸５の先端の雄ねじ部５ａに螺着されている。これに
よりロータ６は回転軸５と軸回り方向に相対ずれを生じ
ることなく一体となって回転できるとともに、加圧スプ
リング７によりロータ６は前記圧電振動子４に加圧され
ている。
【０００４】上記圧電モータでは、圧電振動子２の軸回
りの捩り振動と、圧電振動子４の縦振動との複合によ
り、ロータ６ならびに回転軸５が、振動子４の振動位相
に応じて正方向または逆方向へ回転する。上記の圧電モ
ータにおける駆動方法としては、それぞれの圧電振動子
２または４にコイルなどを直列に接続し、コイルなどの
インダクタンスと圧電振動子のキャパシタンスとによる
共振回路の共振周波数に一致する周波数の駆動電力を与
えれば、圧電振動子２または４に最大電圧が与えられ、
電力から機械的動力への伝達効率が最良となる。また複
合振動子型の圧電モータでは、特に捩り振動を発生する
圧電振動子２へ与えられる駆動電力をパルス幅変調して
振動子２の振幅を変化させることにより、ロータ６の回
転数とトルクを変化させることが可能である。例えば振
幅を小さくすると、回転数とトルクが低下し、振幅を大
きくすると回転数とトルクが増加する。
りの捩り振動と、圧電振動子４の縦振動との複合によ
り、ロータ６ならびに回転軸５が、振動子４の振動位相
に応じて正方向または逆方向へ回転する。上記の圧電モ
ータにおける駆動方法としては、それぞれの圧電振動子
２または４にコイルなどを直列に接続し、コイルなどの
インダクタンスと圧電振動子のキャパシタンスとによる
共振回路の共振周波数に一致する周波数の駆動電力を与
えれば、圧電振動子２または４に最大電圧が与えられ、
電力から機械的動力への伝達効率が最良となる。また複
合振動子型の圧電モータでは、特に捩り振動を発生する
圧電振動子２へ与えられる駆動電力をパルス幅変調して
振動子２の振幅を変化させることにより、ロータ６の回
転数とトルクを変化させることが可能である。例えば振
幅を小さくすると、回転数とトルクが低下し、振幅を大
きくすると回転数とトルクが増加する。
【０００５】よって、圧電モータの駆動方式としては、
前記共振周波数に一致する周波数の駆動電力を与え且つ
そのパルス幅変調することにより、最大の効率で駆動で
き、しかも回転数ならびにトルクを制御することが可能
である。
前記共振周波数に一致する周波数の駆動電力を与え且つ
そのパルス幅変調することにより、最大の効率で駆動で
き、しかも回転数ならびにトルクを制御することが可能
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記圧電モータを各種
機器の回転源として使用する場合、ロータ６の回転数が
常に一定となるような制御を行うことが必要となる。前
述の駆動電力をパルス幅変調する方式において、例えば
ロータ６の回転数を検出するエンコーダを設け、このエ
ンコーダからの回転検出値に基づいて、回転数が一定に
なるように前記駆動電力のパルス幅を制御することが考
えられる。
機器の回転源として使用する場合、ロータ６の回転数が
常に一定となるような制御を行うことが必要となる。前
述の駆動電力をパルス幅変調する方式において、例えば
ロータ６の回転数を検出するエンコーダを設け、このエ
ンコーダからの回転検出値に基づいて、回転数が一定に
なるように前記駆動電力のパルス幅を制御することが考
えられる。
【０００７】しかしながら、この方法では、例えばエン
コーダからの回転検出値に基づき駆動電力のパルス幅を
拡大しても、振動子の振幅が直ちに追従せずロータ６の
回転が上がらない場合が考えられる。例えばモータに作
用する負荷に大きな変動が生じたとき、あるいはロータ
６と負荷とが回転スリップを生じている場合である。こ
のようなとき、エンコーダからの出力により回転数が上
がっていないと判断されるため、振動子に過大な振幅の
パルスや駆動振動が与えられることになる。その結果、
回転制御がきかなくなり、振動子が過振動し、圧電振動
子を破損するなどの問題が生じる。
コーダからの回転検出値に基づき駆動電力のパルス幅を
拡大しても、振動子の振幅が直ちに追従せずロータ６の
回転が上がらない場合が考えられる。例えばモータに作
用する負荷に大きな変動が生じたとき、あるいはロータ
６と負荷とが回転スリップを生じている場合である。こ
のようなとき、エンコーダからの出力により回転数が上
がっていないと判断されるため、振動子に過大な振幅の
パルスや駆動振動が与えられることになる。その結果、
回転制御がきかなくなり、振動子が過振動し、圧電振動
子を破損するなどの問題が生じる。
【０００８】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、パルス幅変調により圧電振動子を駆動する際、振
動子が常に一定の振幅により振動するように自己制御で
きるようにして、過振動などが生じず、安定した駆動が
できるようにした圧電振動子の駆動回路を提供すること
を目的としている。
あり、パルス幅変調により圧電振動子を駆動する際、振
動子が常に一定の振幅により振動するように自己制御で
きるようにして、過振動などが生じず、安定した駆動が
できるようにした圧電振動子の駆動回路を提供すること
を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、負荷が与えら
れた状態で振動する圧電振動子を駆動する回路におい
て、前記圧電振動子を駆動する所定周波数の駆動電力に
パルス幅変調を与えるパルス幅変調部と、前記圧電振動
子の振幅に応じた検出電力を出力させる振動検出部と、
制御部からの制御電力と前記検出電力の差をとってこの
差電力を前記パルス幅変調部でのパルス幅の変調制御電
力として与える差動部とが設けられていることを特徴と
するものである。
れた状態で振動する圧電振動子を駆動する回路におい
て、前記圧電振動子を駆動する所定周波数の駆動電力に
パルス幅変調を与えるパルス幅変調部と、前記圧電振動
子の振幅に応じた検出電力を出力させる振動検出部と、
制御部からの制御電力と前記検出電力の差をとってこの
差電力を前記パルス幅変調部でのパルス幅の変調制御電
力として与える差動部とが設けられていることを特徴と
するものである。
【００１０】また上記手段において、振動検出部を、圧
電振動子を含み且つ圧電振動子と等価なインピーダンス
を有するブリッジ回路と、この圧電振動子の振幅の変化
に応じてこのブリッジ回路に流れる電力を整流して検出
電力を得る整流部とから構成することが可能である。
電振動子を含み且つ圧電振動子と等価なインピーダンス
を有するブリッジ回路と、この圧電振動子の振幅の変化
に応じてこのブリッジ回路に流れる電力を整流して検出
電力を得る整流部とから構成することが可能である。
【００１１】
【作用】上記手段では、駆動電力をパルス幅変調して圧
電振動子を駆動する場合、例えばブリッジ回路などによ
る振動検出部により、圧電振動子の振幅の差に応じた検
出電力を得る。前記パルス幅変調を行う制御電力に前記
検出電力を負帰還させることにより、圧電振動子が常に
一定の振幅にて振動するように駆動電力のパルス幅が自
己制御される。よって例えば圧電モータの場合、負荷の
変動に対しても常に一定の回転が行なわれるように機能
し、振動子に過振動を生じるような駆動電力が与えられ
るのが防止できる。
電振動子を駆動する場合、例えばブリッジ回路などによ
る振動検出部により、圧電振動子の振幅の差に応じた検
出電力を得る。前記パルス幅変調を行う制御電力に前記
検出電力を負帰還させることにより、圧電振動子が常に
一定の振幅にて振動するように駆動電力のパルス幅が自
己制御される。よって例えば圧電モータの場合、負荷の
変動に対しても常に一定の回転が行なわれるように機能
し、振動子に過振動を生じるような駆動電力が与えられ
るのが防止できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明による振動子の駆動回路の一例とし
て、図４に示す複合振動子型の圧電モータの駆動回路を
ブロック図にて示している。図１において符号１０は図
４に示したのと同種の複合振動子型圧電モータであり、
この圧電モータ１０は、軸回りの捩り振動を発生する圧
電振動子２と軸方向の縦振動を発生する圧電振動子４を
有している。図１において符号Ａで示すブロックは駆動
電力のパルス幅変調部である。このパルス幅変調部Ａに
は、発振部１５が設けられている。この発振部１５にお
ける発振周波数ｆは、前記圧電振動子２と直列インダク
タンスＬ1とによる共振周波数、および圧電振動子４と
直列インダクタンスＬ2とによる共振周波数とほぼ一致
しており、例えば発振周波数ｆが約２０ｋＨｚである。
る。図１は本発明による振動子の駆動回路の一例とし
て、図４に示す複合振動子型の圧電モータの駆動回路を
ブロック図にて示している。図１において符号１０は図
４に示したのと同種の複合振動子型圧電モータであり、
この圧電モータ１０は、軸回りの捩り振動を発生する圧
電振動子２と軸方向の縦振動を発生する圧電振動子４を
有している。図１において符号Ａで示すブロックは駆動
電力のパルス幅変調部である。このパルス幅変調部Ａに
は、発振部１５が設けられている。この発振部１５にお
ける発振周波数ｆは、前記圧電振動子２と直列インダク
タンスＬ1とによる共振周波数、および圧電振動子４と
直列インダクタンスＬ2とによる共振周波数とほぼ一致
しており、例えば発振周波数ｆが約２０ｋＨｚである。
【００１３】またパルス幅変調部Ａには、ＣＰＵ２５か
らの出力と前記発振部１５からの発振出力との差に基づ
いて反転出力を得る差動増幅器１６、ＣＰＵ２５から出
力されＤ／Ａ変換部２６により変換されたパルス幅制御
電力と前記発振部１５からの発振出力との差を求めてパ
ルス幅変調を行う差動増幅器１７、後述の振動検出部Ｆ
からの検出電力をＤ／Ａ変換部２６からの制御電力に負
帰還させるための差動増幅器１８を有している。また、
パルス幅変調部Ａには、前記差動増幅器１６と１７との
出力に基づき、変調されたパルス幅の出力を得るＯＲゲ
ート１９、このＯＲゲート１９からの出力をそれぞれの
圧電振動子２と４とに割り振るフリップフロップ２０お
よびＯＲゲート２１，２２が設けられている。
らの出力と前記発振部１５からの発振出力との差に基づ
いて反転出力を得る差動増幅器１６、ＣＰＵ２５から出
力されＤ／Ａ変換部２６により変換されたパルス幅制御
電力と前記発振部１５からの発振出力との差を求めてパ
ルス幅変調を行う差動増幅器１７、後述の振動検出部Ｆ
からの検出電力をＤ／Ａ変換部２６からの制御電力に負
帰還させるための差動増幅器１８を有している。また、
パルス幅変調部Ａには、前記差動増幅器１６と１７との
出力に基づき、変調されたパルス幅の出力を得るＯＲゲ
ート１９、このＯＲゲート１９からの出力をそれぞれの
圧電振動子２と４とに割り振るフリップフロップ２０お
よびＯＲゲート２１，２２が設けられている。
【００１４】パルス幅変調部Ａからの出力は、プッシュ
プル増幅回路ＣとＤに供給される。プッシュプル増幅回
路Ｃは捩り振動用の圧電振動子２を駆動するためのもの
であり、プッシュプル増幅回路Ｄは縦振動用の圧電振動
子４を駆動するためのものである。前記フリップフロッ
プ２０およびＯＲゲート２１と２２により、前記駆動電
力はプッシュプル増幅回路ＣとＤに送られる。なお、プ
ッシュプル増幅回路Ｄへの駆動電力の供給経路には、極
性切換部Ｂが設けられ、ＣＰＵ２５からの回転方向切換
信号の経路２７が極性切換部Ｂに接続されている。正転
逆転の切換操作を行う操作部２８からの操作信号がＣＰ
Ｕ２５に入力されると、ＣＰＵ２５からの指令により極
性切換部Ｂにてプッシュプル増幅回路Ｄへの駆動電力の
極性が正負切換えられ、縦振動用の圧電振動子４の振動
位相が変えられ、これによりロータ６の回転方向が切換
えられる。
プル増幅回路ＣとＤに供給される。プッシュプル増幅回
路Ｃは捩り振動用の圧電振動子２を駆動するためのもの
であり、プッシュプル増幅回路Ｄは縦振動用の圧電振動
子４を駆動するためのものである。前記フリップフロッ
プ２０およびＯＲゲート２１と２２により、前記駆動電
力はプッシュプル増幅回路ＣとＤに送られる。なお、プ
ッシュプル増幅回路Ｄへの駆動電力の供給経路には、極
性切換部Ｂが設けられ、ＣＰＵ２５からの回転方向切換
信号の経路２７が極性切換部Ｂに接続されている。正転
逆転の切換操作を行う操作部２８からの操作信号がＣＰ
Ｕ２５に入力されると、ＣＰＵ２５からの指令により極
性切換部Ｂにてプッシュプル増幅回路Ｄへの駆動電力の
極性が正負切換えられ、縦振動用の圧電振動子４の振動
位相が変えられ、これによりロータ６の回転方向が切換
えられる。
【００１５】前記プッシュプル増幅回路Ｃは、一対のフ
ィルタ３１ａ，３１ｂとトランス３２とから構成され、
同様にプッシュプル増幅回路Ｄは、一対のフィルタ３３
ａ，３３ｂとトランス３４とから構成されている。プッ
シュプル増幅回路Ｃでは、フィルタ３１ａと３１ｂで入
力された駆動電力の正と負の半サイクルずつが電力増幅
され、トランス３２にて合成されて歪みのない増幅出力
が得られるようになっている。一方のプッシュプル増幅
回路Ｄにおいてもフィルタ３３ａと３３ｂとで正負の半
サイクルごとの電力増幅がなされ、トランス３４により
合成される。そして、プッシュプル増幅回路Ｃからの増
幅出力は、直列インダクタンスＬ1および捩り振動用の
圧電振動子２に与えられ、プッシュプル増幅回路Ｄの増
幅出力は直列インダクタンスＬ2および縦振動用の圧電
振動子４に与えられる。
ィルタ３１ａ，３１ｂとトランス３２とから構成され、
同様にプッシュプル増幅回路Ｄは、一対のフィルタ３３
ａ，３３ｂとトランス３４とから構成されている。プッ
シュプル増幅回路Ｃでは、フィルタ３１ａと３１ｂで入
力された駆動電力の正と負の半サイクルずつが電力増幅
され、トランス３２にて合成されて歪みのない増幅出力
が得られるようになっている。一方のプッシュプル増幅
回路Ｄにおいてもフィルタ３３ａと３３ｂとで正負の半
サイクルごとの電力増幅がなされ、トランス３４により
合成される。そして、プッシュプル増幅回路Ｃからの増
幅出力は、直列インダクタンスＬ1および捩り振動用の
圧電振動子２に与えられ、プッシュプル増幅回路Ｄの増
幅出力は直列インダクタンスＬ2および縦振動用の圧電
振動子４に与えられる。
【００１６】ＡＣ電源は、全波整流回路３５により整流
され、各プッシュプル増幅回路ＣとＤに増幅電力として
与えられる。また全波整流されたＤＣ電力は、電圧調整
部３６により１２Ｖの電圧となって前記パルス幅変調部
Ａに与えられ、発振部１５および各差動増幅器１６，１
７，１８などの駆動電力となる。さらに電圧調整部３７
からの５ＶのＤＣ電力がＣＰＵ２５の駆動電力として与
えられる。
され、各プッシュプル増幅回路ＣとＤに増幅電力として
与えられる。また全波整流されたＤＣ電力は、電圧調整
部３６により１２Ｖの電圧となって前記パルス幅変調部
Ａに与えられ、発振部１５および各差動増幅器１６，１
７，１８などの駆動電力となる。さらに電圧調整部３７
からの５ＶのＤＣ電力がＣＰＵ２５の駆動電力として与
えられる。
【００１７】また前記捩り振動用の圧電振動子２には振
動検出部Ｆが接続されている。この振動検出部Ｆは図２
に示すように、圧電振動子２と容量Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3とに
よるブリッジ回路であり、圧電振動子２のインピーダン
スをＺf、各容量Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3のインピーダンスを
Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3とした場合に、Ｚf・Ｚ1＝Ｚ2・Ｚ3の平
衡条件が成り立つように構成されている。そしてブリッ
ジ間の平衡部に流れる電流による電力が検出トランス４
１にて取出され、容量とダイオードとから成る整流部４
２により整流され、検出出力経路４３から前記パルス幅
変調部の差動増幅器１８に負帰還される。
動検出部Ｆが接続されている。この振動検出部Ｆは図２
に示すように、圧電振動子２と容量Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3とに
よるブリッジ回路であり、圧電振動子２のインピーダン
スをＺf、各容量Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3のインピーダンスを
Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3とした場合に、Ｚf・Ｚ1＝Ｚ2・Ｚ3の平
衡条件が成り立つように構成されている。そしてブリッ
ジ間の平衡部に流れる電流による電力が検出トランス４
１にて取出され、容量とダイオードとから成る整流部４
２により整流され、検出出力経路４３から前記パルス幅
変調部の差動増幅器１８に負帰還される。
【００１８】また図１に示す圧電モータ１０にはロータ
６の回転数を検出するエンコーダ（周波数ジェネレー
タ）４５が設けられており、このエンコーダ４５の検出
出力経路４６が前記ＣＰＵ２５に入力されている。この
エンコーダはロータ６の回転数に応じた周波数のパルス
を出力するものである。さらに圧電モータ１０またはそ
の近傍には、環境条件を把握するための温度センサー４
７と、結露センサー４９が設けられており、両センサー
４７と４９からの検出出力経路４８と５０は、ＣＰＵ２
５のＡ／Ｄ変換入力部２５ａに接続されている。
６の回転数を検出するエンコーダ（周波数ジェネレー
タ）４５が設けられており、このエンコーダ４５の検出
出力経路４６が前記ＣＰＵ２５に入力されている。この
エンコーダはロータ６の回転数に応じた周波数のパルス
を出力するものである。さらに圧電モータ１０またはそ
の近傍には、環境条件を把握するための温度センサー４
７と、結露センサー４９が設けられており、両センサー
４７と４９からの検出出力経路４８と５０は、ＣＰＵ２
５のＡ／Ｄ変換入力部２５ａに接続されている。
【００１９】次に上記駆動回路の動作について説明す
る。図３は、前記パルス幅変調部Ａにおける差動増幅器
の入力ならびに出力電力を示している。図３（Ａ）は、
差動増幅器１８からのパルス幅制御電力Ｅ1と、差動増
幅器１７の負の端子に入力される発振部１５からの発振
電力Ｅ2を示している。この発振電力Ｅ2は、捩り振動用
の圧電振動子２と直列インダクタンスＬ1との共振周波
数、および縦振動用の圧電振動子４と直列インダクタン
スＬ2との共振周波数と一致した周波数の電力であり、
図の実施例の場合、発振周波数ｆは約２０ｋＨｚであ
る。また図３（Ｂ）は差動増幅器１７からの出力電力Ｅ
3を示している。
る。図３は、前記パルス幅変調部Ａにおける差動増幅器
の入力ならびに出力電力を示している。図３（Ａ）は、
差動増幅器１８からのパルス幅制御電力Ｅ1と、差動増
幅器１７の負の端子に入力される発振部１５からの発振
電力Ｅ2を示している。この発振電力Ｅ2は、捩り振動用
の圧電振動子２と直列インダクタンスＬ1との共振周波
数、および縦振動用の圧電振動子４と直列インダクタン
スＬ2との共振周波数と一致した周波数の電力であり、
図の実施例の場合、発振周波数ｆは約２０ｋＨｚであ
る。また図３（Ｂ）は差動増幅器１７からの出力電力Ｅ
3を示している。
【００２０】図３（Ｃ）は、差動増幅器１６からの出力
電力Ｅ4を示している。差動増幅器１６では、ＣＰＵ２
５からの駆動信号経路５２が正端子に入力し、発振部１
５からの発振出力が負端子に入力されるため、ＣＰＵ２
５から駆動指令が出されるときには、差動増幅器１６か
らの出力電圧Ｅ4は正負が反転した反転出力となる。図
３（Ｄ）はＯＲゲート１９からの出力電力Ｅ5を示して
いる。ＯＲゲート１９からの出力は、発振部１５からの
前記周波数ｆの出力がパルス幅変調を受けており、図３
（Ｄ）では、変調されたパルス幅をＰで示している。
電力Ｅ4を示している。差動増幅器１６では、ＣＰＵ２
５からの駆動信号経路５２が正端子に入力し、発振部１
５からの発振出力が負端子に入力されるため、ＣＰＵ２
５から駆動指令が出されるときには、差動増幅器１６か
らの出力電圧Ｅ4は正負が反転した反転出力となる。図
３（Ｄ）はＯＲゲート１９からの出力電力Ｅ5を示して
いる。ＯＲゲート１９からの出力は、発振部１５からの
前記周波数ｆの出力がパルス幅変調を受けており、図３
（Ｄ）では、変調されたパルス幅をＰで示している。
【００２１】駆動動作としては、まずＣＰＵ２５から出
力経路５３を経てパルス幅を制御するための制御信号が
与えられると、これがＤ／Ａ変換部２６によりアナログ
電力に変換され、差動増幅器１８に送られ、前記振動検
出部Ｆの検出出力経路４３から与えられる検出電力との
差が求められ、これがパルス幅制御電力Ｅ1として差動
増幅器１７に与えられる。差動増幅器１７ではパルス幅
制御電力Ｅ1と発振部１５からの発振電力Ｅ2との差が求
められ、差動増幅器１７から図３（Ｂ）に示す電力Ｅ3
が得られる。この電力Ｅ３の正のサイクル成分の幅Ｐ
は、パルス幅制御電力Ｅ1の電圧に比例する。
力経路５３を経てパルス幅を制御するための制御信号が
与えられると、これがＤ／Ａ変換部２６によりアナログ
電力に変換され、差動増幅器１８に送られ、前記振動検
出部Ｆの検出出力経路４３から与えられる検出電力との
差が求められ、これがパルス幅制御電力Ｅ1として差動
増幅器１７に与えられる。差動増幅器１７ではパルス幅
制御電力Ｅ1と発振部１５からの発振電力Ｅ2との差が求
められ、差動増幅器１７から図３（Ｂ）に示す電力Ｅ3
が得られる。この電力Ｅ３の正のサイクル成分の幅Ｐ
は、パルス幅制御電力Ｅ1の電圧に比例する。
【００２２】図３（Ｃ）に示すように、差動増幅器１６
からの出力電力Ｅ4は、発振部１５からの発振電力の反
転出力であり、よってＯＲゲート１９からは、Ｅ3とＥ4
のＯＲ出力が得られ、これが図３（Ｄ）に示すパルス幅
変調を受けた駆動電力Ｅ5となる。この駆動電力Ｅ5のパ
ルス幅Ｐは、前記パルス幅制御電力Ｅ1の電圧に比例し
ている。このようにしてパルス幅変調を受けた駆動電力
Ｅ5は、フリップフロップ２０およびＯＲゲート２１，
２２によりプッシュプル増幅回路ＣとＤとに別けられ、
全波整流回路３５からのＤＣ電力により増幅される。な
お操作部２８により回転方向の切換操作がなされると、
極性切換部Ｂにより極性が反転されてプッシュプル増幅
器Ｄに送られる。
からの出力電力Ｅ4は、発振部１５からの発振電力の反
転出力であり、よってＯＲゲート１９からは、Ｅ3とＥ4
のＯＲ出力が得られ、これが図３（Ｄ）に示すパルス幅
変調を受けた駆動電力Ｅ5となる。この駆動電力Ｅ5のパ
ルス幅Ｐは、前記パルス幅制御電力Ｅ1の電圧に比例し
ている。このようにしてパルス幅変調を受けた駆動電力
Ｅ5は、フリップフロップ２０およびＯＲゲート２１，
２２によりプッシュプル増幅回路ＣとＤとに別けられ、
全波整流回路３５からのＤＣ電力により増幅される。な
お操作部２８により回転方向の切換操作がなされると、
極性切換部Ｂにより極性が反転されてプッシュプル増幅
器Ｄに送られる。
【００２３】プッシュプル増幅器ＣとＤにより増幅され
た駆動電力は、直列インダクタンスＬ1とＬ2ならびに各
圧電振動子２と４に供給される。圧電振動子２は前記発
振部１５の発振周波数ｆに共振して軸回りに捩り振動
し、圧電振動子４は同じく発振周波数ｆに共振して軸方
向に縦振動し、よってロータ６と回転軸５は、極性切換
部Ｂの出力極性に応じた方向へ回転させられる。各振動
子２と４は、直列インダクタンスＬ1，Ｌ2との共振周波
数にて、最も高い電力により駆動される。このときの回
転数およびトルクはＯＲゲート１９からの駆動電力Ｅ5
のパルス幅Ｐの増減に対応する。すなわちパルス幅Ｐが
大きいと回転数ならびにトルクが高くなり、パルス幅Ｐ
が小さいと回転数とトルクが低くなる。
た駆動電力は、直列インダクタンスＬ1とＬ2ならびに各
圧電振動子２と４に供給される。圧電振動子２は前記発
振部１５の発振周波数ｆに共振して軸回りに捩り振動
し、圧電振動子４は同じく発振周波数ｆに共振して軸方
向に縦振動し、よってロータ６と回転軸５は、極性切換
部Ｂの出力極性に応じた方向へ回転させられる。各振動
子２と４は、直列インダクタンスＬ1，Ｌ2との共振周波
数にて、最も高い電力により駆動される。このときの回
転数およびトルクはＯＲゲート１９からの駆動電力Ｅ5
のパルス幅Ｐの増減に対応する。すなわちパルス幅Ｐが
大きいと回転数ならびにトルクが高くなり、パルス幅Ｐ
が小さいと回転数とトルクが低くなる。
【００２４】ここで、振動検出部Ｆの検出トランス３２
には、捩り振動用の圧電振動子２の実際の振動数と駆動
電力の周波数ｆとの差に基づく電流が流れるため、この
電力をトランス３２から取出すと、これは圧電振動子２
を駆動しようとする振幅と実際の振幅との振幅差に比例
したものとなる。この電力が整流部４２により整流され
てＤＣ電力となり、これがパルス幅変調部Ａにおける差
動増幅器１８に負帰還される。よって差動増幅器１８か
らは、ＣＰＵ２５とＤ／Ａ変換部２６からの制御電力か
ら前記振動検出部Ｆからの検出電力の差をとった出力が
パルス幅変調制御電力Ｅ1として得られる。すなわち例
えば圧電振動子２の振幅がＣＰＵ２５からの制御に基づ
くものよりも大きいと、その振幅の差に基づく電力が負
帰還されてＣＰＵ２５から出力される制御電力から引か
れ、図３（Ａ）に示す電力Ｅ1の電圧が下降して、パル
ス幅Ｐを小さくするように自動制御される。
には、捩り振動用の圧電振動子２の実際の振動数と駆動
電力の周波数ｆとの差に基づく電流が流れるため、この
電力をトランス３２から取出すと、これは圧電振動子２
を駆動しようとする振幅と実際の振幅との振幅差に比例
したものとなる。この電力が整流部４２により整流され
てＤＣ電力となり、これがパルス幅変調部Ａにおける差
動増幅器１８に負帰還される。よって差動増幅器１８か
らは、ＣＰＵ２５とＤ／Ａ変換部２６からの制御電力か
ら前記振動検出部Ｆからの検出電力の差をとった出力が
パルス幅変調制御電力Ｅ1として得られる。すなわち例
えば圧電振動子２の振幅がＣＰＵ２５からの制御に基づ
くものよりも大きいと、その振幅の差に基づく電力が負
帰還されてＣＰＵ２５から出力される制御電力から引か
れ、図３（Ａ）に示す電力Ｅ1の電圧が下降して、パル
ス幅Ｐを小さくするように自動制御される。
【００２５】上記の負帰還により、圧電振動子２は常に
一定の振幅にて駆動され、ロータ６と回転軸５が一定の
回転数により回転させられる。この回転制御は、圧電振
動子２の実際の振幅差を負帰還させて行っているため、
圧電振動子２に過大なパルス幅の駆動電力が与えられて
過振動を生じることはない。
一定の振幅にて駆動され、ロータ６と回転軸５が一定の
回転数により回転させられる。この回転制御は、圧電振
動子２の実際の振幅差を負帰還させて行っているため、
圧電振動子２に過大なパルス幅の駆動電力が与えられて
過振動を生じることはない。
【００２６】また圧電モータ１０は、圧電振動４とロー
タ６との摩擦を利用して回転させているものであるた
め、ロータ６に加わる負荷が大きく変化した場合には、
トルクを上げるために駆動電力のパルス幅を変化させる
必要がある。この制御は、エンコーダ４５におけるロー
タ６の回転数に応じた検出パルスに基づいて、ＣＰＵ２
５からの制御電力を変化させることにより行なわれる。
この大きな負荷の変動による回転数の変化に基づき、こ
の回転数の差を修正できる制御信号がＤ／Ａ変換部２６
を経て差動増幅器１８に送られ、駆動電力のパルス幅が
制御される。このときも振動検出部Ｆからの振幅検出電
力による負帰還がかけられ、よって圧電振動子２が過振
動を生じるようなことなく、ＣＰＵ２５の制御に追従
し、ロータ６は安定して回転させられる。
タ６との摩擦を利用して回転させているものであるた
め、ロータ６に加わる負荷が大きく変化した場合には、
トルクを上げるために駆動電力のパルス幅を変化させる
必要がある。この制御は、エンコーダ４５におけるロー
タ６の回転数に応じた検出パルスに基づいて、ＣＰＵ２
５からの制御電力を変化させることにより行なわれる。
この大きな負荷の変動による回転数の変化に基づき、こ
の回転数の差を修正できる制御信号がＤ／Ａ変換部２６
を経て差動増幅器１８に送られ、駆動電力のパルス幅が
制御される。このときも振動検出部Ｆからの振幅検出電
力による負帰還がかけられ、よって圧電振動子２が過振
動を生じるようなことなく、ＣＰＵ２５の制御に追従
し、ロータ６は安定して回転させられる。
【００２７】さらに図１の実施例では、エンコーダ４５
による検出パルスに加え、温度センサー４７により環境
温度の測定信号がＣＰＵ２５に与えられ、温度による摩
擦係数の変化などに基づき修正を加えられた制御信号が
パルス幅変調部Ａの差動増幅器１８に与えられる。また
結露センサー４９により結露が生じていることがわかっ
たときには、ＣＰＵ２５からＤ／Ａ変換部２６を経た制
御電力により、圧電モータ１０の圧電振動子２と４が、
ロータ６を回転させないパルス幅にて振動させられ、結
露乾燥を速めるようにする。
による検出パルスに加え、温度センサー４７により環境
温度の測定信号がＣＰＵ２５に与えられ、温度による摩
擦係数の変化などに基づき修正を加えられた制御信号が
パルス幅変調部Ａの差動増幅器１８に与えられる。また
結露センサー４９により結露が生じていることがわかっ
たときには、ＣＰＵ２５からＤ／Ａ変換部２６を経た制
御電力により、圧電モータ１０の圧電振動子２と４が、
ロータ６を回転させないパルス幅にて振動させられ、結
露乾燥を速めるようにする。
【００２８】なお、上記実施例では、複合振動子型の圧
電モータ１０の駆動制御について説明したが、パルス幅
制御により回転数の制御を行う他の方式の圧電モータの
駆動回路としても使用できる。また圧電モータに限ら
ず、所定の負荷の基で振動し、且つ振幅の制御が必要と
なる圧電アクチュエータであれば、前記駆動回路を用い
ることにより、圧電アクチュエータを常に一定の振幅に
て駆動できるようになる。
電モータ１０の駆動制御について説明したが、パルス幅
制御により回転数の制御を行う他の方式の圧電モータの
駆動回路としても使用できる。また圧電モータに限ら
ず、所定の負荷の基で振動し、且つ振幅の制御が必要と
なる圧電アクチュエータであれば、前記駆動回路を用い
ることにより、圧電アクチュエータを常に一定の振幅に
て駆動できるようになる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、圧電振動
子の振幅に基づく検出電力によりパルス幅変調制御電力
に負帰還をかけているため、圧電振動子の振幅を常に一
定となるように制御できる。また実際の圧電振動子の振
幅に基づいて制御を行っているため、過大なパルス幅の
駆動電力が与えられて圧電振動子が過振動を生じるよう
なことを防止できる。
子の振幅に基づく検出電力によりパルス幅変調制御電力
に負帰還をかけているため、圧電振動子の振幅を常に一
定となるように制御できる。また実際の圧電振動子の振
幅に基づいて制御を行っているため、過大なパルス幅の
駆動電力が与えられて圧電振動子が過振動を生じるよう
なことを防止できる。
【図１】本発明の一実施例として圧電モータの駆動回路
を示す回路ブロック図、
を示す回路ブロック図、
【図２】図１の回路における振動検出部の構成を示す回
路図、
路図、
【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）はパルス幅変調部の
各部の電力を示す波形図、
各部の電力を示す波形図、
【図４】圧電モータの構造を示す分解斜視図、
Ａ パルス幅変調部 Ｂ 極性切換部 Ｃ，Ｄ プッシュプル増幅回路 Ｆ 振動検出部 １０ 圧電モータ ２，４ 圧電振動子 １５ 発振部 １６，１７，１８ 差動増幅器 ２５ ＣＰＵ
Claims (2)
- 【請求項１】 負荷が与えられた状態で振動する圧電振
動子を駆動する回路において、前記圧電振動子を駆動す
る所定周波数の駆動電力にパルス幅変調を与えるパルス
幅変調部と、前記圧電振動子の振幅に応じた検出電力を
出力させる振動検出部と、制御部からの制御電力と前記
検出電力の差をとってこの差電力を前記パルス幅変調部
でのパルス幅の変調制御電力として与える差動部とが設
けられていることを特徴とする圧電振動子の駆動回路。 - 【請求項２】 振動検出部は、圧電振動子を含み且つ圧
電振動子と等価なインピーダンスを有するブリッジ回路
と、この圧電振動子の振幅の変化に応じてこのブリッジ
回路に流れる電力を整流して検出電力を得る整流部とか
ら成る請求項１記載の圧電振動子の駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4054401A JPH05212354A (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | 圧電振動子の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4054401A JPH05212354A (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | 圧電振動子の駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05212354A true JPH05212354A (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=12969672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4054401A Withdrawn JPH05212354A (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | 圧電振動子の駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05212354A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001058157A (ja) * | 1999-06-17 | 2001-03-06 | Nec Shizuoka Ltd | 携帯端末の振動発生用モータの制御装置及びその制御方法 |
| WO2007049091A1 (en) | 2005-10-27 | 2007-05-03 | Nokia Corporation | Vibration motor as a transducer of audio |
| JP2008301698A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-12-11 | Panasonic Corp | 駆動装置 |
| JP2012110867A (ja) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Wako Denshi:Kk | 圧電振動子駆動回路 |
-
1992
- 1992-02-04 JP JP4054401A patent/JPH05212354A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001058157A (ja) * | 1999-06-17 | 2001-03-06 | Nec Shizuoka Ltd | 携帯端末の振動発生用モータの制御装置及びその制御方法 |
| WO2007049091A1 (en) | 2005-10-27 | 2007-05-03 | Nokia Corporation | Vibration motor as a transducer of audio |
| US8131321B2 (en) | 2005-10-27 | 2012-03-06 | Nokia Corporation | Vibration motor as a transducer of audio |
| JP2008301698A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-12-11 | Panasonic Corp | 駆動装置 |
| JP2012110867A (ja) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Wako Denshi:Kk | 圧電振動子駆動回路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5130619A (en) | Drive control apparatus for an ultrasonic motor | |
| US5192889A (en) | Ultrasonic motor driver | |
| JPH05212354A (ja) | 圧電振動子の駆動回路 | |
| JP2521104B2 (ja) | 超音波モ−タアクチユエ−タのロツク検出装置 | |
| JPH0815398B2 (ja) | 超音波モータ駆動装置 | |
| JP2548248B2 (ja) | 超音波モータの制御装置 | |
| JPH09163765A (ja) | 超音波モータの駆動方法およびその駆動回路 | |
| JP2967599B2 (ja) | 振動モータの駆動装置 | |
| JP2924455B2 (ja) | 超音波モータの駆動方法 | |
| JP2506895B2 (ja) | 超音波モ―タの制御装置 | |
| JPH0833366A (ja) | 超音波モータの駆動方法とその駆動回路 | |
| JP3263245B2 (ja) | 超音波モータの速度信号調整方法および速度制御回路 | |
| JPH07123750A (ja) | 超音波モータの駆動回路 | |
| JP3495810B2 (ja) | 振動波モーター装置 | |
| JPH05161369A (ja) | 超音波モータの駆動方法 | |
| JP3557485B2 (ja) | パワーステアリング装置 | |
| JPH02101975A (ja) | 超音波モータの駆動回路 | |
| JP3191406B2 (ja) | 超音波モータの駆動方法 | |
| JP2506896B2 (ja) | 超音波モ―タ駆動装置 | |
| JPH01136575A (ja) | 超音波モータ駆動装置 | |
| JP3141525B2 (ja) | 超音波モータの駆動制御方法 | |
| JPH09215352A (ja) | 超音波モーター速度制御装置 | |
| JPS6292781A (ja) | 超音波モ−タ装置 | |
| JPH06269180A (ja) | 超音波モータ制御装置 | |
| JP2532516B2 (ja) | 超音波モ―タの駆動装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |