JPH05252763A - Control circuit for ultrasonic motor - Google Patents
Control circuit for ultrasonic motorInfo
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- JPH05252763A JPH05252763A JP4043632A JP4363292A JPH05252763A JP H05252763 A JPH05252763 A JP H05252763A JP 4043632 A JP4043632 A JP 4043632A JP 4363292 A JP4363292 A JP 4363292A JP H05252763 A JPH05252763 A JP H05252763A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車用の各
種アクチュエータ等として使用される超音波モータを制
御する超音波モータ制御回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor control circuit for controlling an ultrasonic motor used as various actuators for automobiles.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の超音波モータ制御回路としては、
例えば特開昭６３−１３７９号公報に開示されたものが
ある。超音波モータは、弾性体と圧電体とを接着剤で一
体に貼合せた固定子と、その弾性体に加圧接触された移
動体としての回転子等とで構成されている。圧電体は、
その厚み方向に交互に分極が行われ、その分極の行われ
た圧電体は２つの電極群にまとめられている。そして、
この２つの電極群に９０°位相のずれた２回路の高周波
電圧を印加して圧電体を励振させると、弾性体に屈曲運
動が生じ、その一端面に横波と縦波の合成された屈曲進
行波が形成され、その一端面に加圧接触した回転子が回
転駆動されるようになっている。2. Description of the Related Art As a conventional ultrasonic motor control circuit,
For example, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-1379. The ultrasonic motor is composed of a stator in which an elastic body and a piezoelectric body are integrally bonded with an adhesive, and a rotor or the like as a moving body that is in pressure contact with the elastic body. The piezoelectric body is
Polarization is alternately performed in the thickness direction, and the piezoelectric bodies that have been polarized are grouped into two electrode groups. And
When a piezoelectric body is excited by applying a high-frequency voltage of two circuits with a 90 ° phase shift to the two electrode groups, a bending motion is generated in the elastic body, and a bending progression in which a transverse wave and a longitudinal wave are combined is generated at one end face thereof. A wave is formed, and the rotor, which is in pressure contact with one end surface thereof, is driven to rotate.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、超音波モー
タを自動車用の各種アクチュエータとして使用する場
合、一般的な上昇温度として考えられている１００℃程
度まで安定に動作するものが求められている。By the way, when the ultrasonic motor is used as various actuators for automobiles, it is required that the ultrasonic motor stably operates up to about 100 ° C. which is considered as a general rising temperature.
【０００４】しかしながら、従来の超音波モータ制御回
路にあっては、超音波モータが駆動限界温度以上の高温
になったとき、弾性体と圧電体とを貼合せている接着剤
が軟化し、圧電体の振動が弾性体に伝わりにくくなって
電気的なインピーダンスが下っても、これを検知する手
段を持っていない構成となっていたため、超音波モータ
に過大な電力が供給されて熱破損するおそれがあるとい
う問題があった。However, in the conventional ultrasonic motor control circuit, when the ultrasonic motor reaches a temperature higher than the drive limit temperature, the adhesive bonding the elastic body and the piezoelectric body softens, and the piezoelectric Even if the vibration of the body is less likely to be transmitted to the elastic body and the electrical impedance is lowered, there is no means to detect this, so excessive power may be supplied to the ultrasonic motor, causing thermal damage. There was a problem that there is.
【０００５】そこで、この発明は、超音波モータが駆動
限界温度以上の高温になった場合でも超音波モータの熱
破損を的確に防止することのできる超音波モータ制御回
路を提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic motor control circuit capable of accurately preventing thermal damage to the ultrasonic motor even when the temperature of the ultrasonic motor exceeds the drive limit temperature. To do.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するために、弾性体と圧電体とを貼合せた固定子と、
前記弾性体に加圧接触された回転子とを備えた超音波モ
ータを制御する超音波モータ制御回路であって、前記圧
電体に所定周波数の電圧を印加して前記弾性体に前記回
転子駆動用の超音波振動を発生させる駆動電圧供給手段
と、前記圧電体の振動状態を検出しこの振動状態に関す
る検出信号を出力する振動検出手段と、該振動検出手段
で検出された前記圧電体の振動振幅が所定の目標振動振
幅に到達した後、当該目標振動振幅より小さい一定の閾
値以下になったとき前記駆動電圧供給手段から前記圧電
体への電圧供給を停止させる駆動停止手段とを有するこ
とを要旨とする。In order to solve the above problems, the present invention provides a stator having an elastic body and a piezoelectric body bonded together,
An ultrasonic motor control circuit for controlling an ultrasonic motor, comprising: a rotor in pressure contact with the elastic body, wherein a voltage of a predetermined frequency is applied to the piezoelectric body to drive the rotor on the elastic body. Voltage supply means for generating ultrasonic vibration for vibration, vibration detection means for detecting the vibration state of the piezoelectric body and outputting a detection signal relating to this vibration state, and vibration of the piezoelectric body detected by the vibration detection means. After the amplitude reaches a predetermined target vibration amplitude, the drive voltage supply means stops the voltage supply from the drive voltage supply means to the piezoelectric body when the amplitude becomes a certain threshold value smaller than the target vibration amplitude. Use as a summary.
【０００７】[0007]
【作用】上記構成において、駆動開始後、振動検出手段
で検出された圧電体の振動振幅が、超音波モータを定常
状態で駆動するのに必要な所定の目標振動振幅に到達し
た後、その目標振動振幅より小さい一定の閾値以下にな
ったとき、超音波モータが駆動限界温度以上の高温にな
って弾性体と圧電体とを貼合せている接着剤等が軟化し
て圧電体の振動が弾性体に伝わりにくくなっていると判
断される。このとき、駆動停止手段により、駆動電圧供
給手段から圧電体への電圧供給が自動的に停止されて超
音波モータの熱破損が防止される。In the above structure, after the driving is started, the vibration amplitude of the piezoelectric body detected by the vibration detecting means reaches the predetermined target vibration amplitude necessary for driving the ultrasonic motor in the steady state, and then the target vibration When the vibration amplitude falls below a certain threshold that is smaller than the vibration amplitude, the ultrasonic motor reaches a temperature higher than the drive limit temperature and the adhesive that bonds the elastic body and the piezoelectric body softens and the vibration of the piezoelectric body becomes elastic. It is judged that it is difficult to reach the body. At this time, the drive stop means automatically stops the voltage supply from the drive voltage supply means to the piezoelectric body, thereby preventing heat damage to the ultrasonic motor.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、この発明の実施例を図１ないし図４に
基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【０００９】まず、図１及び図２を用いて、超音波モー
タ制御回路の構成を説明する。First, the configuration of the ultrasonic motor control circuit will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
【００１０】図１において、１は弾性体と圧電体とを接
着剤で一体に貼合せた固定子であり、弾性体の他面には
図示省略の移動体としての回転子が公知のように加圧接
触されている。圧電体は、その厚み方向に分極処理され
た２群にまとめられ、その２群の各部位に、互いに９０
°位相が異なる周波数の電圧を印加するための駆動電極
２，３が取付けられている。４はモニタ電極であり、駆
動電極２，３とは電気的に絶縁されて圧電体上に取付け
られている。モニタ電極４からの出力により圧電体の振
動振幅が検知されるようになっている。５は、駆動電極
２，３及びモニタ電極４に対する共通電極である。図２
は、固定子１上への上記各電極２，３，４，５の取付け
態様を示している。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a stator in which an elastic body and a piezoelectric body are integrally bonded with an adhesive, and a rotor as a moving body (not shown) is publicly known on the other surface of the elastic body. Pressurized contact. The piezoelectric bodies are grouped into two groups that are polarized in the thickness direction, and each group of the two groups has 90
° Driving electrodes 2 and 3 for applying voltages having different phases are attached. Reference numeral 4 denotes a monitor electrode, which is electrically insulated from the drive electrodes 2 and 3 and mounted on the piezoelectric body. The vibration amplitude of the piezoelectric body is detected by the output from the monitor electrode 4. Reference numeral 5 is a common electrode for the drive electrodes 2, 3 and the monitor electrode 4. Figure 2
Shows a mode of mounting the electrodes 2, 3, 4, 5 on the stator 1.
【００１１】モニタ電極４には整流器６が接続されてい
る。整流器６は、モニタ電極４で検出された圧電体の振
動状態に相当する交流電圧を整流して、その振動状態に
関する検出信号を出力するようになっている。而して、
モニタ電極４と整流器６で振動検出手段が構成されてい
る。整流器６の出力は、Ａ／Ｄ変換器７でＡ／Ｄ変換さ
れてマイコン８に入力されている。マイコン８はＡ／Ｄ
変換器７の出力値に応じて超音波モータの駆動周波数を
決定し、その駆動周波数に相当する信号をＤ／Ａ変換器
９に送るようになっている。Ｄ／Ａ変換器９の出力は電
圧制御発振器１１に入力されている。電圧制御発振器１
１でＤ／Ａ変換器９の出力値に応じた発振周波数のパル
スが発生し、このパルスがリングカウンタ１２に入力さ
れている。リングカウンタ１２は、電圧制御発振器１１
からのパルス出力をそれぞれ９０°づつ位相の異なる４
相の電圧にしてスイッチング用トランジスタ１３ａ〜１
３ｄのＯＮ・ＯＦＦを制御するようになっている。各ト
ランジスタ１３ａ〜１３ｄのコレクタは、変成器１４の
１次側端子にそれぞれ接続され、変成器１４の２次側端
子１４ａ，１４ｃは超音波モータの駆動電極２，３にそ
れぞれ接続されている。２次側端子の他端１４ｂ，１４
ｄは、共通電極５に接続されてこれらは共通電位となっ
ている。変成器１４は、電源１５からの直流電圧をスイ
ッチング素子１３ａ〜１３ｄで順次スイッチングするこ
とによって駆動され、超音波モータの駆動電極２，３に
印加する９０°位相の異なる２相の交流電圧をつくる。
而して、スイッチング素子１３ａ〜１３ｄと変成器１４
により、超音波モータにおける弾性体に超音波振動を発
生させるための駆動電圧供給手段１０が構成されてい
る。電源リレー１６は、超音波モータに電力を供給する
変成器１４への電源供給をＯＮ・ＯＦＦする機能を持
ち、マイコン８からの信号によって制御されるようにな
っている。この電源リレー１６により駆動停止手段が構
成されている。スイッチ１７は、超音波モータの起動停
止を行うための起動スイッチであり、操作者が超音波モ
ータを起動させようとしていることをマイコン８に知ら
せるためのものである。A rectifier 6 is connected to the monitor electrode 4. The rectifier 6 rectifies an AC voltage corresponding to the vibration state of the piezoelectric body detected by the monitor electrode 4 and outputs a detection signal regarding the vibration state. Thus,
The monitor electrode 4 and the rectifier 6 constitute vibration detecting means. The output of the rectifier 6 is A / D converted by the A / D converter 7 and input to the microcomputer 8. Microcomputer 8 is A / D
The drive frequency of the ultrasonic motor is determined according to the output value of the converter 7, and a signal corresponding to the drive frequency is sent to the D / A converter 9. The output of the D / A converter 9 is input to the voltage controlled oscillator 11. Voltage controlled oscillator 1
At 1, a pulse having an oscillation frequency corresponding to the output value of the D / A converter 9 is generated, and this pulse is input to the ring counter 12. The ring counter 12 is a voltage controlled oscillator 11
The pulse output from each has a phase difference of 90 °
Switching transistors 13a to 1 in phase voltage
It is designed to control ON / OFF of 3d. The collectors of the transistors 13a to 13d are connected to the primary side terminals of the transformer 14, and the secondary side terminals 14a and 14c of the transformer 14 are connected to the drive electrodes 2 and 3 of the ultrasonic motor, respectively. The other end 14b, 14 of the secondary side terminal
d is connected to the common electrode 5 and has a common potential. The transformer 14 is driven by sequentially switching the DC voltage from the power source 15 by the switching elements 13a to 13d, and produces two-phase AC voltages having different 90 ° phases to be applied to the drive electrodes 2 and 3 of the ultrasonic motor. ..
Thus, the switching elements 13a to 13d and the transformer 14
Thus, the drive voltage supply means 10 for generating ultrasonic vibration in the elastic body of the ultrasonic motor is configured. The power supply relay 16 has a function of turning on / off the power supply to the transformer 14 which supplies power to the ultrasonic motor, and is controlled by a signal from the microcomputer 8. The power supply relay 16 constitutes drive stop means. The switch 17 is a start switch for starting and stopping the ultrasonic motor, and is for notifying the microcomputer 8 that the operator is about to start the ultrasonic motor.
【００１２】次に、上述のように構成された超音波モー
タ制御回路の作用を説明する。Next, the operation of the ultrasonic motor control circuit configured as described above will be described.
【００１３】まず、超音波モータの駆動周波数の決定方
法を表１に示す。First, Table 1 shows a method of determining the driving frequency of the ultrasonic motor.
【００１４】[0014]
【表１】 マイコン８は上表に示すように駆動周波数を決定する。
即ち、圧電体の振動振幅が （イ）目標振動振幅である場合には、駆動周波数を変化
させない。[Table 1] The microcomputer 8 determines the drive frequency as shown in the table above.
That is, when the vibration amplitude of the piezoelectric body is (a) the target vibration amplitude, the drive frequency is not changed.
【００１５】（ロ）目標振動振幅より大きい場合には駆
動周波数を所定値だけ高くして振動振幅を小さくする。(B) If the vibration amplitude is larger than the target vibration amplitude, the drive frequency is increased by a predetermined value to decrease the vibration amplitude.
【００１６】（ハ）目標振動振幅より小さい場合には駆
動周波数を所定値だけ低くして振動振幅を大きくする。(C) If the vibration amplitude is smaller than the target vibration amplitude, the drive frequency is lowered by a predetermined value to increase the vibration amplitude.
【００１７】次に、図３の制御フローチャート及び図４
を用いて説明する。Next, the control flow chart of FIG. 3 and FIG.
Will be explained.
【００１８】起動スイッチ１７をＯＮにすると（ステッ
プ２１）、マイコン８は、内部のメモリＣに０を格納す
る（ステップ２２）。メモリＣは、超音波モータの駆動
を開始した後、振動振幅が目標振動振幅に到達したか否
かを示す値を格納するメモリであり、目標振動振幅に未
到達の場合には０、到達すると１を格納する。次に、電
源リレー１６をＯＮ制御して変成器１４の中央端子と電
源１５を接続する（ステップ２３）。その後、可変周波
数範囲内の最高周波数を発生させる指令を出力する（ス
テップ２４、図４（ａ）ｔ0 ）。この指令により圧電体
に駆動電圧が印加されるが、駆動周波数は、超音波モー
タの共振周波数よりもかなり上にあり、超音波モータは
回転しない。このときの圧電素子の振動振幅に相当する
信号がマイコン８に入力され、これが、内部のメモリＤ
に格納される（ステップ２５）。マイコン８では、振動
振幅を表わす（Ｄ）の値と目標振動振幅Ａを比較する
（ステップ２６）。なお、メモリに関する記号で、Ｃ，
Ｄはメモリの場所を示し、（Ｃ），（Ｄ）は格納された
メモリ値を示す。その後前記の表１に従い、駆動周波数
を決定してこの周波数の電圧を超音波モータに印加す
る。振動振幅が目標振動振幅と等しい（（Ｄ）＝Ａ）場
合には、メモリＣに１を格納し（ステップ２７）、超音
波モータ起動開始後、目標振動振幅に到達した経歴（図
４（ｃ）のｔ2 −ｔ3 区間）があることをメモリする。
その後、起動スイッチ１７がＯＮかＯＦＦかを判断する
（ステップ２８）。起動スイッチ１７がＯＮの場合に
は、ステップ２５へ戻る。また、起動スイッチ１７がＯ
ＦＦの場合には、ステップ３３で電源リレー１６をオフ
にして駆動を停止する。振動振幅が目標振動振幅より大
きい（（Ｄ）＞Ａ）場合には、駆動周波数を上げて振動
振幅を小さくする（ステップ２９）。その後、ステップ
２８の判断を行なう。振動振幅が目標振動振幅より小さ
い場合（（Ｄ）＜Ａ）は、以下のような判断を行なう。
このような状態は、駆動周波数が（ａ）最適駆動周波数
から離れている場合、（ｂ）最適駆動周波数であるが、
モータ温度が駆動限界温度（１５０℃程度）以上の高温
であるため振動振幅が小さい場合、の２つの場合に発生
する。従って、これらの何れの場合であるかを判断す
る。振動振幅（Ｄ）が目標振動振幅Ａより小さい値に設
定した所定の閾値Ｂ以上である場合には、上記（ａ）の
場合あると判断して、駆動周波数を下げて振動振幅を大
きくする（ステップ３１）。その後、ステップ２８の判
断を行なう。また振動振幅（Ｄ）が閾値Ｂより小さい場
合には、上記（ａ）の場合と上記（ｂ）の何れの場合も
有り得る。そこで、メモリＣの値が０であるか１である
かを調べて、上記（ａ）か（ｂ）かを判断する（ステッ
プ３２）。（Ｃ）＝０は、超音波モータ起動後一度も目
標振動振幅に到達していないということを示しており、
即ち、駆動開始後、短時間しか経過しておらず（図４
（ｃ）のｔ0 −ｔ2 区間）モータ温度がモータ駆動限界
温度まで上昇していない（モータの駆動停止を必要とす
る程度まで温度が上昇していない）ことを示していると
考えられる。従って、これは上記（ａ）の場合であり、
駆動周波数を下げる（ステップ３１）。これにより、駆
動開始直後で過渡的に振動振幅が小さい場合に、駆動を
停止してしまうことを防ぐことができる。（Ｃ）＝１
は、モータ起動後、超音波モータの振動振幅が目標振動
振幅に到達した経歴をもっていることを示しており、即
ち、モータ温度が限界温度以上に上昇して振幅が小さい
状態（上記（ｂ）の場合）であることを示していると考
えられる。従って、超音波モータの破損を防ぐために電
源リレー１６をＯＦＦ（ステップ３３）して、変成器１
４の中央端子に電源電圧を印加するのを中止する。When the activation switch 17 is turned on (step 21), the microcomputer 8 stores 0 in the internal memory C (step 22). The memory C is a memory that stores a value indicating whether or not the vibration amplitude has reached the target vibration amplitude after starting the driving of the ultrasonic motor. When the vibration amplitude has not reached the target vibration amplitude, 0 is reached. Stores 1. Next, the power relay 16 is ON-controlled to connect the central terminal of the transformer 14 and the power source 15 (step 23). After that, a command for generating the highest frequency within the variable frequency range is output (step 24, t 0 in FIG. 4 (a)). A drive voltage is applied to the piezoelectric body by this command, but the drive frequency is considerably higher than the resonance frequency of the ultrasonic motor, and the ultrasonic motor does not rotate. A signal corresponding to the vibration amplitude of the piezoelectric element at this time is input to the microcomputer 8, and this is the internal memory D.
(Step 25). The microcomputer 8 compares the value of (D) representing the vibration amplitude with the target vibration amplitude A (step 26). It should be noted that the symbols related to the memory are C,
D indicates a memory location, and (C) and (D) indicate stored memory values. Then, according to the above Table 1, the driving frequency is determined and the voltage of this frequency is applied to the ultrasonic motor. When the vibration amplitude is equal to the target vibration amplitude ((D) = A), 1 is stored in the memory C (step 27), and the history of reaching the target vibration amplitude after starting the ultrasonic motor (see FIG. ) t 2 -t 3 section) is a memory that is.
Then, it is determined whether the start switch 17 is ON or OFF (step 28). If the activation switch 17 is ON, the process returns to step 25. In addition, the start switch 17
In the case of FF, the power relay 16 is turned off in step 33 to stop the driving. If the vibration amplitude is larger than the target vibration amplitude ((D)> A), the drive frequency is increased to reduce the vibration amplitude (step 29). Then, the judgment of step 28 is performed. When the vibration amplitude is smaller than the target vibration amplitude ((D) <A), the following judgment is made.
In such a state, when the drive frequency is far from the (a) optimum drive frequency, (b) the optimum drive frequency,
This occurs in two cases, when the vibration amplitude is small because the motor temperature is higher than the drive limit temperature (about 150 ° C.). Therefore, it is determined which of these cases. When the vibration amplitude (D) is equal to or larger than the predetermined threshold value B set to a value smaller than the target vibration amplitude A, it is determined that the case (a) above occurs, and the drive frequency is decreased to increase the vibration amplitude ( Step 31). Then, the judgment of step 28 is performed. Further, when the vibration amplitude (D) is smaller than the threshold value B, there are both cases (a) and (b). Therefore, it is checked whether the value of the memory C is 0 or 1 to determine whether the value is (a) or (b) (step 32). (C) = 0 indicates that the target vibration amplitude has never been reached after the ultrasonic motor was started,
That is, only a short time has passed since the start of driving (see FIG.
It is considered that this indicates that the motor temperature has not risen to the motor drive limit temperature (t 0 -t 2 section in (c) (the temperature has not risen to the extent that it is necessary to stop driving the motor)). Therefore, this is the case of (a) above,
The drive frequency is lowered (step 31). This makes it possible to prevent the driving from being stopped when the vibration amplitude is transiently small immediately after the driving is started. (C) = 1
Indicates that the vibration amplitude of the ultrasonic motor has a history of reaching the target vibration amplitude after the motor is started, that is, the motor temperature rises above the limit temperature and the amplitude is small (see (b) above). Case)). Therefore, in order to prevent damage to the ultrasonic motor, the power relay 16 is turned off (step 33), and the transformer 1
Stop applying the power supply voltage to the center terminal of No. 4.
【００１９】以上の動作により、振動振幅を検知するだ
けで、駆動開始直後に誤って超音波モータの駆動を停止
することなく、超音波モータが駆動限界温度以上の高温
になった時に超音波モータの駆動を停止して熱破損を未
然に防止することが可能となる。By the above operation, the vibration amplitude is detected, and the ultrasonic motor is not stopped by mistake immediately after the driving is started. When the ultrasonic motor reaches a temperature higher than the driving limit temperature, the ultrasonic motor is stopped. It is possible to prevent the heat damage by stopping the driving of the.
【００２０】次いで、図４を用いて、モータ駆動開始後
の駆動周波数（同図（ａ））、回転数（同図（ｂ））、
振動振幅（同図（ｃ））の時間変化をさらに説明する。Next, referring to FIG. 4, the drive frequency (FIG. (A)), the number of revolutions (FIG. (B)) after starting the motor drive,
The time variation of the vibration amplitude ((c) in the figure) will be further described.
【００２１】時間ｔ0 で起動スイッチ１７をＯＮにする
と、制御回路は可変周波数範囲内の最高周波数を出力す
る。この時の振動振幅は目標振動振幅Ａより、また温度
保護用閾値Ｂよりも小さいが、起動開始後で目標振動振
幅にまだ到達していないので、駆動周波数を下げて振動
振幅を大きくしようとする。この時、まだ超音波モータ
は回転しない。駆動周波数を徐々に下げていくと、振動
振幅は徐々に大きくなり、超音波モータは回転し始め
（ｔ1 ）、回転数が徐々に大きくなる。その後、振動振
幅が目標振動振幅に到達する（ｔ2 ）と、駆動周波数は
一定となり、振動振幅、モータ回転数とも殆んど変化し
ない。時間ｔ3 で超音波モータの温度が限界温度以上に
高くなり、振動振幅、モータ回転数が小さくなり始めた
とする。このような場合には、制御回路は超音波モータ
の駆動周波数を下げて振動振幅を大きくしようとする
が、モータ温度が限界温度以上になっているため振動振
幅は低下し続ける。そして、ｔ4 で振動振幅が高温保護
用閾値Ｂ以下になると、起動開始後に振動振幅が目標振
動振幅Ａに到達した経歴をもっているから、超音波モー
タの駆動を停止して熱破損を未然に防止する。When the start switch 17 is turned on at time t 0 , the control circuit outputs the highest frequency within the variable frequency range. The vibration amplitude at this time is smaller than the target vibration amplitude A and the temperature protection threshold value B, but since the target vibration amplitude has not yet been reached after the start of activation, the drive frequency is reduced to increase the vibration amplitude. .. At this time, the ultrasonic motor does not rotate yet. When the drive frequency is gradually decreased, the vibration amplitude gradually increases, the ultrasonic motor starts rotating (t 1 ), and the rotation speed gradually increases. After that, when the vibration amplitude reaches the target vibration amplitude (t 2 ), the drive frequency becomes constant, and the vibration amplitude and the motor rotation speed hardly change. At time t 3 , the temperature of the ultrasonic motor rises above the limit temperature, and the vibration amplitude and motor rotation speed start to decrease. In such a case, the control circuit tries to decrease the drive frequency of the ultrasonic motor to increase the vibration amplitude, but since the motor temperature is equal to or higher than the limit temperature, the vibration amplitude continues to decrease. Then, at t 4 , when the vibration amplitude becomes equal to or lower than the high temperature protection threshold value B, the vibration amplitude has a history of reaching the target vibration amplitude A after the start of the start, so the driving of the ultrasonic motor is stopped and the heat damage is prevented in advance. To do.
【００２２】この実施例では、起動時に超音波モータが
非常に高温で振動振幅が目標振動振幅に到達しない状況
においては、超音波モータの駆動が停止されない。しか
し、現在の超音波モータの耐熱性は向上し、駆動限界温
度は１５０℃程度であるため、起動開始時に超音波モー
タの保護が必要になることはない。In this embodiment, the driving of the ultrasonic motor is not stopped in the situation where the ultrasonic motor does not reach the target vibration amplitude because the ultrasonic motor has a very high temperature at startup. However, since the heat resistance of the current ultrasonic motor is improved and the drive limit temperature is about 150 ° C., it is not necessary to protect the ultrasonic motor at the start of starting.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、固定子を構成する圧電体に所定周波数の電圧を印加
して弾性体に回転子駆動用の超音波振動を発生させる駆
動電圧供給手段と、圧電体の振動状態を検出しこの振動
状態に関する検出信号を出力する振動検出手段と、この
振動検出手段で検出された圧電体の振動振幅が所定の目
標振動振幅に到達した後、当該目標振動振幅より小さい
一定の閾値以下になったとき駆動電圧供給手段から圧電
体への電圧供給を停止させる駆動停止手段とを具備させ
たため、超音波モータが駆動限界温度以上の高温になっ
て弾性体と圧電体とを貼合せている接着剤等が軟化し、
圧電体の振動が弾性体に伝わりにくくなって電気的なイ
ンピーダンスが下っても、超音波モータの熱破損を的確
に防止することができる。As described above, according to the present invention, the drive voltage supply for applying the voltage of the predetermined frequency to the piezoelectric body forming the stator to generate the ultrasonic vibration for driving the rotor in the elastic body. Means, a vibration detecting means for detecting a vibration state of the piezoelectric body and outputting a detection signal relating to this vibration state, and after the vibration amplitude of the piezoelectric body detected by the vibration detecting means reaches a predetermined target vibration amplitude, Since the drive motor is provided with a drive stopping means for stopping the voltage supply from the drive voltage supplying means to the piezoelectric body when the vibration amplitude becomes equal to or less than a certain threshold value smaller than the target vibration amplitude, the ultrasonic motor becomes elastic at a temperature higher than the drive limit temperature. The adhesive that bonds the body and the piezoelectric body softens,
Even if the vibration of the piezoelectric body is less likely to be transmitted to the elastic body and the electrical impedance is lowered, it is possible to accurately prevent thermal damage to the ultrasonic motor.
【図１】この発明に係る超音波モータ制御回路の実施例
を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an ultrasonic motor control circuit according to the present invention.
【図２】図１における固定子上への各電極の取付け態様
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a mounting manner of each electrode on the stator in FIG.
【図３】実施例の作用を説明するための制御フローチャ
ートである。FIG. 3 is a control flowchart for explaining the operation of the embodiment.
【図４】実施例の動作を説明するためのもので、起動後
の時間経過に対する駆動周波数、モータ回転数及び圧電
体の振動振幅の時間変化を示す図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the embodiment, and is a diagram showing a change over time in the drive frequency, the motor rotation speed, and the vibration amplitude of the piezoelectric body with the lapse of time after startup.
１ 固定子 ４ モニタ電極 ６ モニタ電極とともに振動検出手段を構成する整流器 ８ マイコン １０ 駆動電圧供給手段 １６ 電源リレー（駆動停止手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 4 Monitor electrode 6 Rectifier configuring vibration detection means together with monitor electrode 8 Microcomputer 10 Drive voltage supply means 16 Power supply relay (drive stop means)
フロントページの続き (72)発明者 任田 正之 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 関口 悟 神奈川県横浜市戸塚区東俣野町1760番地 自動車電機工業株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Masayuki Nita 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa, Nissan Motor Co., Ltd.
Claims (1)
前記弾性体に加圧接触された回転子とを備えた超音波モ
ータを制御する超音波モータ制御回路であって、 前記圧電体に所定周波数の電圧を印加して前記弾性体に
前記回転子駆動用の超音波振動を発生させる駆動電圧供
給手段と、前記圧電体の振動状態を検出しこの振動状態
に関する検出信号を出力する振動検出手段と、該振動検
出手段で検出された前記圧電体の振動振幅が所定の目標
振動振幅に到達した後、当該目標振動振幅より小さい一
定の閾値以下になったとき前記駆動電圧供給手段から前
記圧電体への電圧供給を停止させる駆動停止手段とを有
することを特徴とする超音波モータ制御回路。1. A stator having an elastic body and a piezoelectric body bonded together,
An ultrasonic motor control circuit for controlling an ultrasonic motor, comprising: a rotor in pressure contact with the elastic body, wherein a voltage of a predetermined frequency is applied to the piezoelectric body to drive the rotor to the elastic body. Voltage supply means for generating ultrasonic vibration for vibration, vibration detection means for detecting the vibration state of the piezoelectric body and outputting a detection signal relating to this vibration state, and vibration of the piezoelectric body detected by the vibration detection means. After the amplitude reaches a predetermined target vibration amplitude, the drive voltage supply means stops the voltage supply from the drive voltage supply means to the piezoelectric body when the amplitude becomes a certain threshold value smaller than the target vibration amplitude. Characteristic ultrasonic motor control circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4043632A JPH05252763A (en) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Control circuit for ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4043632A JPH05252763A (en) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Control circuit for ultrasonic motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05252763A true JPH05252763A (en) | 1993-09-28 |
Family
ID=12669241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4043632A Pending JPH05252763A (en) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | Control circuit for ultrasonic motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05252763A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6265809B1 (en) * | 1998-09-16 | 2001-07-24 | Takata Corporation | Drive circuit for ultrasonic motor |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4043632A patent/JPH05252763A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6265809B1 (en) * | 1998-09-16 | 2001-07-24 | Takata Corporation | Drive circuit for ultrasonic motor |
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