JPH0795778A - Oscillatory wave driving device - Google Patents
Oscillatory wave driving deviceInfo
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- JPH0795778A JPH0795778A JP5236523A JP23652393A JPH0795778A JP H0795778 A JPH0795778 A JP H0795778A JP 5236523 A JP5236523 A JP 5236523A JP 23652393 A JP23652393 A JP 23652393A JP H0795778 A JPH0795778 A JP H0795778A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、超音波振動を利用し
た、振動波モータや紙送り装置等の振動波駆動装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration wave driving device such as a vibration wave motor or a paper feeding device which utilizes ultrasonic vibration.
【0002】[0002]
【従来の技術】超音波振動を利用した振動波駆動装置、
例えば振動波モータ(以下超音波モータと称す)におけ
る駆動制御として周波数制御が行われており、これは駆
動振動が励起される振動弾性体の共振周波数よりも周波
数の高い領域で駆動制御を行うものであり、また起動時
における駆動制御としては実際に駆動に供する周波数よ
りも高く、一方駆動可能な最低周波数より高い周波数か
ら低い周波数に周波数を掃引し、振動弾性体の振動状態
を検出しながら共振周波数近傍の周波数を駆動周波数と
して超音波モータの駆動を行っている。2. Description of the Related Art A vibration wave driving device utilizing ultrasonic vibration,
For example, frequency control is performed as drive control in a vibration wave motor (hereinafter referred to as an ultrasonic motor), which is drive control in a region having a frequency higher than the resonance frequency of a vibrating elastic body in which drive vibration is excited. In addition, the drive control at startup is higher than the frequency actually used for driving, while the frequency is swept from a frequency higher than the lowest frequency that can be driven to a lower frequency, and resonance occurs while detecting the vibration state of the vibrating elastic body. The ultrasonic motor is driven with a frequency near the frequency as the drive frequency.
【0003】図7は超音波モータにおける負荷トルクの
大小の夫々の場合における周波数と回転数の関係を示
し、負荷トルクが大きい場合は共振周波数が高いために
駆動周波数が高く、また回転数は低い。また、負荷トル
クが小さい場合は共振周波数が低いために駆動周波数が
低く、回転数が高い。FIG. 7 shows the relationship between the frequency and the rotational speed when the load torque of the ultrasonic motor is large or small. When the load torque is large, the resonance frequency is high and the drive frequency is high, and the rotational speed is low. . When the load torque is small, the resonance frequency is low, so the drive frequency is low and the rotation speed is high.
【0004】図8は負荷トルクTとそのトルクTで起動
できる最低周波数f0 の関係を示しており、起動最低周
波数f0 は、負荷トルクが大きい場合は高く、負荷トル
クが小さい場合は低いことがわかる。FIG. 8 shows the relationship between the load torque T and the minimum frequency f 0 that can be started with the torque T. The minimum start frequency f 0 is high when the load torque is large and low when the load torque is small. I understand.
【0005】また、超音波モータを起動する際の周波数
掃引範囲は、図9に示すように、負荷トルクが大きい場
合、起動可能な最低周波数f0Aから駆動周波数fA まで
で、負荷トルクが小さい場合は起動可能な最低周波数f
0Bより起動周波数fB までであって、起動可能な最低周
波数f0Aとf0Bはf0A>f0B、駆動周波数fA とfBと
はfA >fB である。Further, as shown in FIG. 9, when the load torque is large, the frequency sweep range when the ultrasonic motor is started is from the lowest frequency f 0A that can be started to the drive frequency f A , and the load torque is small. If the lowest frequency f that can be started
A is more up to starting frequency f B 0B, the lowest frequency f 0A and f 0B bootable is f 0A> f 0B, the drive frequency f A and f B is f A> f B.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来、超音波モータを
起動する際の周波数の掃引範囲は、負荷の大小に係らず
一定であったため、例えば負荷が大きい場合に合わせて
周波数の掃引範囲を設定すると、負荷が小さいと、起動
できる最低の周波数よりはるかに高い周波数から周波数
の掃引を開始し、必要以上に広い範囲にわたり周波数を
掃引し、駆動周波数に達するまでに時間がかかり、素早
いモータの立ち上がりを実現することができなかった。Conventionally, the frequency sweep range when the ultrasonic motor is started has been constant regardless of the size of the load. Therefore, for example, the frequency sweep range is set in accordance with a large load. Then, when the load is light, the frequency sweep is started from a frequency much higher than the lowest frequency that can be started, the frequency is swept over a wider range than necessary, it takes time to reach the drive frequency, and the motor starts up quickly. Could not be realized.
【0007】また、負荷が小さい場合に合わせて周波数
の掃引範囲を設定すると、負荷が大きい場合には起動で
きる最低周波数よりも低い周波数から掃引を開始するた
め、起動ができない場合があった。Further, if the frequency sweep range is set according to the case where the load is small, the sweep may be started from a frequency lower than the lowest frequency that can be started when the load is large, so that the start may not be possible.
【0008】本発明は、このような問題を解決し、負荷
の大小に係らず起動を素早く行え、しかも起動不能とな
ることのない振動波駆動装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve such a problem and provide a vibration wave driving device which can be quickly started regardless of the size of the load and which is not disabled.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段および作用】本発明の目的
を実現する振動波駆動装置の構成は、特許請求の範囲の
各請求項に記載した通りであり、例えば電気−機械エネ
ルギー変換素子への交流電圧の印加により振動弾性体に
駆動波を形成し、該振動弾性体と該振動弾性体に加圧接
触する部材とを摩擦力により相対移動させると共に、該
相対移動により生じた駆動力を選択的に負荷の異なる複
数の被駆動体に伝達する振動波駆動装置において、選択
された被駆動体の負荷を判別する負荷判別手段と、該負
荷判別手段で判別した負荷に応じて、該電気−機械エネ
ルギー変換素子に印加する起動時における交流電圧の周
波数掃引の掃引開始周波数を変化させる制御手段を有す
ることを特徴とし、起動時の周波数掃引の掃引開始周波
数を負荷が大きい場合には負荷が小さい場合より高くす
ることで、素早い立ち上がりを実現し、また起動不能に
陥ることを防止する。The constitution of an oscillatory wave driving device which realizes the object of the present invention is as described in each of the claims, for example, an electric-mechanical energy conversion element. A drive wave is formed in the vibrating elastic body by applying an AC voltage, and the vibrating elastic body and a member that makes pressure contact with the vibrating elastic body are relatively moved by frictional force, and the driving force generated by the relative movement is selected. In a vibration wave drive device that is transmitted to a plurality of driven bodies having different loads, a load discriminating unit that discriminates the load of the selected driven body, and the electric The present invention is characterized by having a control means for changing the sweep start frequency of the frequency sweep of the AC voltage applied to the mechanical energy conversion element at the time of start, and has a large load for the sweep start frequency of the frequency sweep at start. By higher than when the load is small in case, to realize a quick rise, also prevents falling into fatal.
【0010】[0010]
【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示すブロック
図である。1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
【0011】1は超音波モータを制御するマイコンで、
入力情報に応じて制御信号を出力する。2は例えば8ビ
ットのデジタルアナログコンバータ(D/A)で、図2
に示すように、マイコン1からの入力に応じた電圧Vを
出力する。3は電圧制御発振器(VCO)で、図3のよ
うにD/Aコンバータ2からの入力電圧Vに応じた周波
数fの交流電圧を出力する。4は移相器で、入力信号を
不図示の超音波モータの回転方向に応じて位相を+90
度あるいは−90度のいずれかにずらす。1 is a microcomputer for controlling the ultrasonic motor,
The control signal is output according to the input information. 2 is an 8-bit digital-analog converter (D / A), for example.
As shown in, the voltage V corresponding to the input from the microcomputer 1 is output. A voltage controlled oscillator (VCO) 3 outputs an AC voltage having a frequency f according to the input voltage V from the D / A converter 2 as shown in FIG. Reference numeral 4 is a phase shifter which shifts the phase of the input signal by +90 depending on the rotation direction of the ultrasonic motor (not shown)
To 90 degrees or -90 degrees.
【0012】5、6は増幅器で、入力信号を不図示の超
音波モータの駆動に適した大きさに増幅する。7、8は
不図示の超音波モータの駆動用圧電素子である。Amplifiers 5 and 6 amplify the input signal to a size suitable for driving an ultrasonic motor (not shown). Reference numerals 7 and 8 are piezoelectric elements for driving an ultrasonic motor (not shown).
【0013】VCO3からの駆動信号は増幅器5と移相
器4に分岐され、一方の圧電素子7には増幅器5からの
駆動信号が印加され、移相器4からの信号は増幅器6を
介して他方の圧電素子8に印加され、例えば90度の位
相差を有して圧電素子7、8に交流電圧が印加される
と、両圧電素子7、8にて振動弾性体(不図示)に励起
された例えば曲げ振動の合成により該振動弾性体の駆動
面の表面粒子に楕円運動が生じ、該駆動面に加圧接触す
る部材と、該振動弾性体とが摩擦力により相対移動す
る。The drive signal from the VCO 3 is branched into the amplifier 5 and the phase shifter 4, the drive signal from the amplifier 5 is applied to one piezoelectric element 7, and the signal from the phase shifter 4 is passed through the amplifier 6. When an alternating voltage is applied to the other piezoelectric element 8 and has a phase difference of 90 degrees, for example, an alternating voltage is applied to the piezoelectric elements 7 and 8 to excite a vibrating elastic body (not shown). Due to, for example, the combination of the bending vibrations, the surface particles on the driving surface of the vibrating elastic body undergo an elliptic motion, and the member that comes into pressure contact with the driving surface and the vibrating elastic body move relatively by frictional force.
【0014】9は振動検出用の圧電素子、10は位相比
較器で、駆動用の圧電素子7へ出力される駆動信号と、
振動状態検出用の圧電素子9が検出した検出信号との位
相差θをマイコン1に出力する。ここで、超音波モータ
が例えば棒状の超音波モータであると、圧電素子7、
8、9は円板形状に形成されると共に、直径部分を境に
して分極方向が異なり、駆動用の圧電素子7と8は90
度の位相をずらし、また振動状態検出用の圧電素子は圧
電素子7と同位相にして積層され、振動弾性体により挟
持されている。したがって、マイコン1はこの位相差θ
を一定にする(理想的にはθ=0)となるように駆動周
波数を制御する。Reference numeral 9 is a vibration detecting piezoelectric element, and 10 is a phase comparator, which is a driving signal output to the driving piezoelectric element 7,
The phase difference θ from the detection signal detected by the piezoelectric element 9 for detecting the vibration state is output to the microcomputer 1. Here, if the ultrasonic motor is, for example, a rod-shaped ultrasonic motor, the piezoelectric element 7,
8 and 9 are formed in a disk shape and have different polarization directions with a diameter portion as a boundary, and the driving piezoelectric elements 7 and 8 are 90
The piezoelectric element for detecting the vibration state is stacked in the same phase as the piezoelectric element 7, and is sandwiched by the vibrating elastic body. Therefore, the microcomputer 1 has this phase difference θ.
Is controlled to be constant (ideally θ = 0).
【0015】10は図4に示す出力切換え装置で、超音
波モータにより駆動される負荷大の被駆動体と、負荷小
の被駆動体とに出力を切換える。11は負荷判別装置
で、出力切換え装置10による超音波モータの出力切換
えに応じた信号をマイコン1に出力する。Reference numeral 10 denotes an output switching device shown in FIG. 4, which switches the output between a driven object having a large load and a driven object having a small load driven by an ultrasonic motor. Reference numeral 11 denotes a load discriminating device, which outputs a signal to the microcomputer 1 according to the output switching of the ultrasonic motor by the output switching device 10.
【0016】図4は負荷判別装置を備えた出力切換え装
置を示し、31は不図示の超音波モータの出力ギア、3
2は連結ギア、33は切換えギアで、切換えギア33は
連結ギア32の軸部に回転不能かつスラスト方向に移動
可能に軸支されている。34は不図示の大きな負荷につ
ながる第1伝達ギア、35は不図示の小さな負荷につな
がる第2伝達ギア、36はアクチュエータ、37は切換
えレバーで、切換えレバー37はアクチュエータ36の
動きにより切換えギア33を図中左右方向にスライドさ
せ、第1伝達ギア34又は第2伝達ギア35との噛合を
切換えて出力の切換を行う。FIG. 4 shows an output switching device provided with a load discriminating device, and 31 is an output gear of an ultrasonic motor (not shown), 3
Reference numeral 2 is a connecting gear, 33 is a switching gear, and the switching gear 33 is axially supported by the shaft portion of the connecting gear 32 so as not to rotate and movable in the thrust direction. Reference numeral 34 is a first transmission gear connected to a large load (not shown), 35 is a second transmission gear connected to a small load (not shown), 36 is an actuator, 37 is a switching lever, and the switching lever 37 is a switching gear 33 depending on the movement of the actuator 36. Is slid to the left and right in the figure to switch the engagement with the first transmission gear 34 or the second transmission gear 35 to switch the output.
【0017】38はリーフスイッチからなる負荷判別装
置で、図4のように切換えギア33が第1伝達ギア34
と噛合している負荷大の駆動状態ではオンとなりマイコ
ン1に信号K=1を出力し、図5のように第2伝達ギア
34と噛合している負荷小の駆動状態ではオフとなり、
マイコン1に信号K=0を出力する。すなわち、信号K
=1は負荷大、K=0は負荷小を意味する。Reference numeral 38 is a load discriminating device comprising a leaf switch. As shown in FIG. 4, the switching gear 33 is a first transmission gear 34.
In the driving state with a large load in mesh with, the signal is turned on and the signal K = 1 is output to the microcomputer 1. In the driving state with a small load in mesh with the second transmission gear 34 as shown in FIG.
The signal K = 0 is output to the microcomputer 1. That is, the signal K
= 1 means a large load and K = 0 means a small load.
【0018】この出力切換え装置は、負荷大の場合に
は、モータの回転がギア31→32→33→34と伝達
され、このとき切換えレバー37の下端がリーフスイッ
チ38に当接し、リーフスイッチ38がオンする。ま
た、負荷小の場合には、モータの回転がギア31→32
→33→35と伝達され、このとき切換えレバー37の
下端はリーフスイッチ38から離れているため、リーフ
スイッチ38はオフすることになる。In this output switching device, when the load is large, the rotation of the motor is transmitted in the order of gears 31 → 32 → 33 → 34. At this time, the lower end of the switching lever 37 contacts the leaf switch 38 and the leaf switch 38. Turns on. When the load is small, the rotation of the motor is changed from the gear 31 to 32.
→ 33 → 35 is transmitted. At this time, since the lower end of the switching lever 37 is separated from the leaf switch 38, the leaf switch 38 is turned off.
【0019】上記した第1の実施例の動作を図6に示す
フローチャートに基づいて以下に説明する。The operation of the above-described first embodiment will be described below with reference to the flow chart shown in FIG.
【0020】本起動フローチャートがスタートすると
(ステップ1)、先ず負荷判別装置11の値がK=1か
否かを判定する(ステップ2)。ここで、超音波モータ
の負荷が大(K=1)であればステップ3に進み、超音
波モータの負荷が小(K≠1)であればステップ4に進
む。When the start-up flowchart starts (step 1), it is first determined whether or not the value of the load discriminating device 11 is K = 1 (step 2). If the load on the ultrasonic motor is large (K = 1), the process proceeds to step 3, and if the load on the ultrasonic motor is small (K ≠ 1), the process proceeds to step 4.
【0021】ステップ3において、デジタルアナログコ
ンバーター2への入力を予め設定した大負荷に合わせた
起動最低周波数とするためのデジタル値S=FFとし、
またステップ4においては、デジタルアナログコンバー
ター2への入力を予め設定した小負荷に合わせた起動最
低周波数とするためのデジタル値S=99とし、夫々ス
テップ5に進む。In step 3, the digital value S = FF for setting the input to the digital-analog converter 2 to the starting lowest frequency according to the preset large load,
Further, in step 4, the digital value S = 99 for setting the input to the digital-analog converter 2 to the starting minimum frequency according to the preset small load, and the process proceeds to step 5, respectively.
【0022】ステップ5において、VCO電圧制御発振
器3における周波数を初期化し、ステップ3又は4にお
いて設定した電圧を周波数f(S)に変換する。なお、
f(FF)>f(99)であり、負荷大なる場合には起
動最低周波数を高く、負荷小なる場合には起動最低周波
数を低くし、ステップ6に進み増幅器5、6をオンにし
て駆動用圧電素子7、8に交流電圧を印加し、超音波モ
ータを起動する。In step 5, the frequency in the VCO voltage controlled oscillator 3 is initialized, and the voltage set in step 3 or 4 is converted into the frequency f (S). In addition,
f (FF)> f (99), the minimum starting frequency is increased when the load is large, the minimum starting frequency is decreased when the load is small, and the process proceeds to step 6 to drive the amplifiers 5 and 6 by turning them on. AC voltage is applied to the piezoelectric elements 7 and 8 for use to start the ultrasonic motor.
【0023】超音波モータの起動が開始されると、ステ
ップ7において、駆動用圧電素子7の駆動周波数と振動
状態検出素子9で検出した交流信号との位相差θA-S =
θと、マイコン1に予め設定した所定値θ0 とを比較す
る。θ≦θ0 であれば、適正な駆動周波数となったと判
断してステップ9に進み本フローを終了し、またθ>θ
0 であればステップ8に進み、周波数をΔfだけ低く
し、θ≦θ0 となるまでこのルーチンを繰り返す。When the ultrasonic motor is started, in step 7, the phase difference between the driving frequency of the driving piezoelectric element 7 and the AC signal detected by the vibration state detecting element 9 is θ AS =
θ is compared with a predetermined value θ 0 preset in the microcomputer 1. If θ ≦ θ 0 , it is determined that the drive frequency has become appropriate, the process proceeds to step 9, the present flow ends, and θ> θ
If 0 , the process proceeds to step 8, the frequency is lowered by Δf, and this routine is repeated until θ ≦ θ 0 .
【0024】以上説明したように本実施例によれば、負
荷が大きい場合は高い周波数から起動時の周波数掃引が
始まり公知の位相比較器により適正な駆動周波数で超音
波モータが駆動され、確実に起動が行える。すなわち、
負荷が小さい場合には、負荷が大きい場合に比べて低い
周波数から起動時の周波数掃引が始まり、公知の位相比
較器により適正な駆動周波数で超音波モータが駆動さ
れ、素早い回転の立ち上がりが実現できる。As described above, according to the present embodiment, when the load is large, the frequency sweep at the time of start of operation starts from a high frequency, and the ultrasonic motor is driven at an appropriate drive frequency by the well-known phase comparator to ensure the operation. It can be started. That is,
When the load is small, the frequency sweep at startup starts from a lower frequency than when the load is large, and the ultrasonic motor is driven at a proper drive frequency by a known phase comparator, and a quick rotation start can be realized. .
【0025】図10乃至図12は本発明の第2の実施例
を示す。10 to 12 show a second embodiment of the present invention.
【0026】本実施例は、回転する負荷が1回転する間
に、負荷大(0〜180度)の状態で被駆動体を駆動し
た後停止(180度)し、次に駆動を行うと負荷小(1
80度〜360度)の状態で被駆動体を駆動して停止し
(0度、360度)、さらに駆動を開始すると再び上記
の負荷大の状態で駆動を開始する動作を行う装置を超音
波モータにより駆動する例を示している。In this embodiment, while the rotating load makes one rotation, the driven body is driven under a large load (0 to 180 degrees) and then stopped (180 degrees), and the next load is applied to the load. Small (1
The driven body is driven in the state of 80 degrees to 360 degrees and stopped (0 degrees, 360 degrees), and when the driving is further started, the apparatus that performs the operation of starting the driving again in the above-mentioned heavy load is ultrasonic wave. An example of driving by a motor is shown.
【0027】67は超音波モータの出力ギアで、互いに
噛合する歯数が同一のカムギヤ61と63の一方のカム
ギア61に噛合し、矢印方向に回転するとカムギア61
と63は異なる方向に同じ回転数で回転する。カムギア
61と63には、位相が180度ずれて同一形状のカム
部が設けられており、このカム部はカムリフト部61
a、63aと、フラット部(直径が一定部分)61b、
63bとにより構成され、カムギア61のカム部により
駆動される駆動レバー62は負荷の大きい不図示の被駆
動部を駆動し、またカムギア63のカム部により駆動さ
れる駆動レバー64は負荷の小さい不図示の被駆動部を
駆動する。Reference numeral 67 is an output gear of the ultrasonic motor, which meshes with one of the cam gears 61 and 63 having the same number of teeth to mesh with each other, and rotates in the direction of the arrow to form the cam gear 61.
And 63 rotate in different directions at the same speed. The cam gears 61 and 63 are provided with a cam portion having the same shape with a phase difference of 180 degrees. This cam portion is the cam lift portion 61.
a and 63a, and a flat portion (a portion having a constant diameter) 61b,
Drive lever 62 driven by the cam portion of cam gear 61 drives a driven portion (not shown) having a large load, and drive lever 64 driven by the cam portion of cam gear 63 has a small load. The driven part shown is driven.
【0028】なお、駆動レバー62、64は、支軸62
a、64aを中心として回動可能であり、一端側のカム
フォロワー部62b、64bが夫々カムリフト部61
a、63aと当接すると、他端側の力点62c、64c
が不図示の被駆動部を駆動するようになっているが、カ
ムギア61と63のカム部のカムリフト部61a、63
aとは位相が180度ずれているので、図10に示す位
置から回転が開始されると、先ず負荷大の駆動レバー6
2が駆動し、180度回転すると、不図示の戻しバネに
よりフラット部61bに当接し回動が停止すると共に、
一旦超音波モータの駆動が停止される。そして、再び超
音波モータの駆動が開始され、今度は負荷小の駆動レバ
ー64が180度〜360度の間で駆動される。The drive levers 62 and 64 are provided on the support shaft 62.
a and 64a are rotatable, and the cam follower portions 62b and 64b on one end side are respectively provided on the cam lift portion 61.
a, 63a, contact points 62c, 64c on the other end side
Is designed to drive a driven part (not shown), but the cam lift parts 61a and 63 of the cam parts of the cam gears 61 and 63 are provided.
Since the phase is 180 degrees out of phase with a, when the rotation is started from the position shown in FIG.
When 2 is driven and rotated 180 degrees, the return spring (not shown) makes contact with the flat portion 61b to stop the rotation, and
The drive of the ultrasonic motor is once stopped. Then, the driving of the ultrasonic motor is started again, and this time the driving lever 64 with a small load is driven between 180 degrees and 360 degrees.
【0029】一方、カムギア61に対応して図12に示
すパターンを有する位相基板66がカムギア61に対応
して不図示の固定部に固定され、該カムギア61の裏面
側に設けられた接片65がこの位相基板66に設けられ
たグランドパターンG、負荷判別パターンA、停止パタ
ーンBを摺動するようにしている。On the other hand, a phase substrate 66 having a pattern shown in FIG. 12 corresponding to the cam gear 61 is fixed to a fixing portion (not shown) corresponding to the cam gear 61, and a contact piece 65 provided on the back side of the cam gear 61. Are arranged to slide on the ground pattern G, the load discrimination pattern A, and the stop pattern B provided on the phase board 66.
【0030】ここで、図10のカム位置をθ=0度と
し、超音波モータが矢印の方向に回転すると、カムギア
61に設けられている接片65により位相基板66の判
別パターンAとグランドパターンGとが、θ=0度〜1
80度の範囲で接触し、判別パターンAとグランドパタ
ーンGとで構成されるスイッチAがオンし、負荷判別装
置として負荷が大きいことを示すK=1を出力する。次
に、θ=180度でスイッチBがオンし超音波モータの
駆動が停止される。そして、超音波モータを起動する
と、θ=180度から360度の範囲でスイッチAはオ
フし、スイッチAは負荷判別装置としてK=0を出力す
る。そして、θ360度でスイッチBがオンし、この信
号を受けて超音波モータが停止する。Here, when the cam position in FIG. 10 is θ = 0 degrees and the ultrasonic motor rotates in the direction of the arrow, the contact pattern 65 provided on the cam gear 61 causes the discriminative pattern A and the ground pattern of the phase substrate 66. G and θ = 0 degree to 1
The contact is made within a range of 80 degrees, the switch A composed of the discrimination pattern A and the ground pattern G is turned on, and K = 1 indicating that the load is large as the load discrimination device is output. Next, at θ = 180 degrees, the switch B is turned on and the driving of the ultrasonic motor is stopped. Then, when the ultrasonic motor is activated, the switch A is turned off in the range of θ = 180 degrees to 360 degrees, and the switch A outputs K = 0 as a load determination device. Then, the switch B is turned on at θ360 degrees, and the ultrasonic motor is stopped in response to this signal.
【0031】したがって、この負荷判別装置からの信号
に基づいて、上記した第1の実施例と同様に起動最低周
波数を切換えることにより、超音波モータをスムーズに
駆動することができ、レバーの駆動およびスイッチの関
係を図13に示す。Therefore, based on the signal from this load discriminating apparatus, the ultrasonic motor can be smoothly driven by switching the starting minimum frequency in the same manner as in the above-mentioned first embodiment, and the driving of the lever and The relationship of the switches is shown in FIG.
【0032】本第2の実施例の動作を図14に示すフロ
ーチャートにより説明する。The operation of the second embodiment will be described with reference to the flow chart shown in FIG.
【0033】ステップ1〜ステップ8までは上記した図
6に示す第1の実施例の動作を示すフローチャートと同
様であるため、その説明は省略し、ステップ7において
適正駆動が行われていると判定されると、ステップ9に
おいてスイッチBがオンか否かを判定し、オンとなると
超音波モータの駆動を停止し(ステップ10)、再スタ
ートが指示されると(ステップ11)、ステップ2に戻
り、スイッチAより構成される負荷判別装置の出力を調
べ、負荷に応じて起動最低周波数を高い方或は引く方へ
切換える。Since steps 1 to 8 are the same as the flowchart showing the operation of the first embodiment shown in FIG. 6, the description thereof will be omitted and it is determined in step 7 that proper driving is being performed. Then, in step 9, it is determined whether or not the switch B is turned on. When the switch B is turned on, driving of the ultrasonic motor is stopped (step 10), and when restart is instructed (step 11), the process returns to step 2. , The output of the load discriminating device composed of the switch A is checked, and the starting lowest frequency is switched to the higher or lower depending on the load.
【0034】図15、図16は本発明の第3の実施例を
示す。15 and 16 show a third embodiment of the present invention.
【0035】本実施例は、遊星歯車機構を利用して、遊
星レバーの正逆の回転方向により駆動負荷を切換えるよ
うにしたもので、例えばカメラのフィルム給送機構にお
いてフィルムの巻上と巻き戻しを行う伝達機構として用
いられる。In this embodiment, a planetary gear mechanism is used to switch the drive load depending on the forward and reverse rotation directions of the planetary lever. For example, film winding and rewinding in a film feeding mechanism of a camera. It is used as a transmission mechanism.
【0036】21は不図示の超音波モータ、例えば棒状
に形成された超音波モータの出力ギア、22は出力ギア
21と噛合する減速ギア、23は減速ギア22と同軸回
転する太陽ギア、24は遊星アーム、25は遊星ギア、
26は不図示の大きな負荷に連結された第1伝達ギア、
27は不図示の小さな負荷に連結された第2伝達ギアを
示し、これらのギア等で公知の遊星クラッチを構成して
いる。Reference numeral 21 is an ultrasonic motor (not shown), for example, an output gear of a rod-shaped ultrasonic motor, 22 is a reduction gear that meshes with the output gear 21, 23 is a sun gear that rotates coaxially with the reduction gear 22, and 24 is Planetary arm, 25 is planetary gear,
26 is a first transmission gear connected to a large load (not shown),
A second transmission gear 27 is connected to a small load (not shown), and these gears and the like constitute a known planetary clutch.
【0037】図15において、超音波モータが時計方向
(CW)に回転すると、減速ギア22と一体に回転する
太陽ギア23の回りを遊星ギア25が回転すると共に遊
星アーム24は矢印Aの反時計方向に回動し、時計方向
に回転する遊星ギア25が第1伝達ギア26と噛合し、
超音波モータは負荷大の状態で駆動される。その際、超
音波モータの駆動方向を決定する手段より時計方向回転
が図1に示す負荷判別装置11に入力すると、負荷判別
装置11は信号K=1を出力する。In FIG. 15, when the ultrasonic motor rotates clockwise (CW), the planet gear 25 rotates around the sun gear 23 that rotates integrally with the reduction gear 22, and the planet arm 24 rotates counterclockwise as indicated by arrow A. The planetary gear 25 rotating in the clockwise direction and rotating in the clockwise direction meshes with the first transmission gear 26,
The ultrasonic motor is driven under a heavy load. At this time, when clockwise rotation is input to the load discriminating apparatus 11 shown in FIG. 1 by the means for determining the driving direction of the ultrasonic motor, the load discriminating apparatus 11 outputs the signal K = 1.
【0038】また、図16に示すように、超音波モータ
が反時計方向(CCW)に回転すると、遊星アーム24
が矢印Bの時計方向に回動し、反時計方向に回転する遊
星ギア25が第2伝達ギア27と噛合し、超音波モータ
は負荷小の状態で駆動され、その際超音波モータの駆動
方向を決定する手段より反時計方向回転が入力される
と、負荷判別装置はK=0を出力する。As shown in FIG. 16, when the ultrasonic motor rotates counterclockwise (CCW), the planetary arm 24
Rotates clockwise in the direction of arrow B, the planetary gear 25 rotating counterclockwise meshes with the second transmission gear 27, and the ultrasonic motor is driven under a small load. When the counterclockwise rotation is input from the means for determining, the load determination device outputs K = 0.
【0039】図17は本実施例の動作を示すフローチャ
ートであるが、ステップ5〜ステップ12までは図6に
示すフローチャートのステップ2〜ステップ9と同様な
のでその説明は省略する。本実施例の動作は、ステップ
2において、超音波モータの回転方向を判別し、時計方
向回転であればステップ3に進み負荷判別装置がK=1
を出力し、反時計方向であればステップ4において負荷
判別装置がK=0を出力する。FIG. 17 is a flow chart showing the operation of this embodiment, but steps 5 to 12 are the same as steps 2 to 9 of the flow chart shown in FIG. In the operation of the present embodiment, the rotation direction of the ultrasonic motor is determined in step 2, and if it is clockwise rotation, the process proceeds to step 3 where the load determination device is K = 1.
Is output, and in the counterclockwise direction, the load determination device outputs K = 0 in step 4.
【0040】以上説明したように本実施例によれば、負
荷大或は負荷小の状態を超音波モータの回転方向により
判別することができるので、特別にスイッチ機構を設け
る必要がない。As described above, according to the present embodiment, it is possible to determine whether the load is large or small based on the rotating direction of the ultrasonic motor, so that it is not necessary to provide a special switch mechanism.
【0041】図18は上記した第3の実施例をカメラの
フィルム給送機構に用いた実施例を示し、50はカメ
ラ、51はフィルム給送制御回路、52は超音波モー
タ、53は第3の実施例における遊星歯車機構である出
力切換え装置、54はフィルムの巻上スプール、55は
伝達ベルト、56は巻き戻しフォークで、超音波モータ
52の正転で出力切換え装置53は超音波モータの回転
を巻上スプール54に伝達し、負荷大の状態でフィルム
を巻き上げる。その際、フィルム給送制御回路51は、
超音波モータ52の正転方向回転を受け、起動時の最低
周波数を高い周波数から周波数掃引を開始する。FIG. 18 shows an embodiment in which the above-mentioned third embodiment is used in a film feeding mechanism of a camera. 50 is a camera, 51 is a film feeding control circuit, 52 is an ultrasonic motor, and 53 is a third. Of the planetary gear mechanism, 54 is a film winding spool, 55 is a transmission belt, 56 is a rewinding fork, and the output switching device 53 is a forward rotation of the ultrasonic motor 52. The rotation is transmitted to the winding spool 54, and the film is wound under a large load. At that time, the film feeding control circuit 51
In response to rotation of the ultrasonic motor 52 in the forward direction, frequency sweep is started from a high frequency which is the lowest frequency at startup.
【0042】また超音波モータ52の逆転で、出力切換
え装置53は超音波モータ52の回転を伝達ベルト55
を介して巻き戻しフォーク56に伝達し、負荷小の状態
でフィルムを巻き戻す。その際、フィルム給送制御回路
51は、超音波モータ逆転方向回転を受、起動時の最低
周波数を低い周波数から周波数掃引を行う。When the ultrasonic motor 52 is rotated in the reverse direction, the output switching device 53 transmits the rotation of the ultrasonic motor 52 to the transmission belt 55.
To the rewinding fork 56 to rewind the film with a small load. At that time, the film feeding control circuit 51 receives the rotation in the reverse direction of the ultrasonic motor and sweeps the lowest frequency at the time of starting from a low frequency.
【0043】したがって、フィルムの巻上、巻戻しの夫
々の負荷に最適な周波数掃引をおこなえるため、素早い
回転の立ち上がりが得られ、フィルムの巻上、巻戻しの
時間を短縮することができる。Therefore, the optimum frequency sweep can be performed for the respective loads of film winding and rewinding, so that a quick start-up of rotation can be obtained and the time of film winding and rewinding can be shortened.
【0044】なお、上記した各実施例においては、負荷
の異なる2つの負荷を駆動するようにしているが、3以
上の負荷を駆動するようにしてもよい。In each of the above embodiments, two loads having different loads are driven, but three or more loads may be driven.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、起
動時における負荷が大きい場合であっても、また小さい
場合であっても、素早い立ち上がりが実現でき、また起
動不能に陥ることも防止することができる。As described above, according to the present invention, a quick start-up can be realized even when the load at the time of starting is large or small, and the inability to start cannot be prevented. can do.
【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のデジタルアナログコンバータの特性線
図。FIG. 2 is a characteristic diagram of the digital-analog converter of FIG.
【図3】図1の電圧制御発振器の特性線図。FIG. 3 is a characteristic diagram of the voltage controlled oscillator of FIG.
【図4】図1の出力切換え装置の概略図で、大負荷に切
換えられた状態を示す。FIG. 4 is a schematic diagram of the output switching device of FIG. 1, showing a state in which the output is switched to a large load.
【図5】図1の出力切換え装置の概略図で、小負荷に切
換えられた状態を示す。5 is a schematic view of the output switching device of FIG. 1, showing a state in which the output is switched to a small load.
【図6】図1の実施例の動作を示すフローチャート。6 is a flowchart showing the operation of the embodiment of FIG.
【図7】負荷トルクの大小の場合の周波数と回転数の関
係を示す超音波モータの特性線図。FIG. 7 is a characteristic diagram of an ultrasonic motor showing the relationship between frequency and rotation speed when the load torque is large or small.
【図8】負荷トルクと起動最低周波数との関係を示す超
音波モータの特性線図。FIG. 8 is a characteristic diagram of an ultrasonic motor showing a relationship between load torque and minimum starting frequency.
【図9】負荷トルクの大小の場合の周波数掃引範囲を示
す超音波モータの特性線図。FIG. 9 is a characteristic diagram of an ultrasonic motor showing a frequency sweep range when the load torque is large or small.
【図10】第2の実施例を示す出力切換え装置の概略
図。FIG. 10 is a schematic diagram of an output switching device showing a second embodiment.
【図11】図10の側面図。11 is a side view of FIG.
【図12】図11の位相基板のパターンを示す図。12 is a diagram showing a pattern of the phase substrate of FIG.
【図13】図10の出力切換装置のタイミングチャー
ト。13 is a timing chart of the output switching device of FIG.
【図14】第2の実施例の動作を説明するフローチャー
ト。FIG. 14 is a flowchart illustrating the operation of the second embodiment.
【図15】第3の実施例を示す出力切換装置の概略を示
し、大負荷に切換えられた状態を示す。FIG. 15 is a schematic diagram of an output switching device showing a third embodiment, showing a state in which a heavy load is switched.
【図16】第3の実施例を示す出力切換装置の概略を示
し、小負荷に切換えられた状態を示す。FIG. 16 is a schematic view of an output switching device showing a third embodiment, showing a state in which the load is switched to a small load.
【図17】第3の実施例の動作を説明するフローチャー
ト。FIG. 17 is a flowchart illustrating the operation of the third embodiment.
【図18】第3の実施例に示した出力装置をカメラのフ
ィルム給送装置に用いた一例を示す図。FIG. 18 is a diagram showing an example in which the output device shown in the third embodiment is used in a film feeding device of a camera.
1 マイコン 2 デジタルアナログコンバータ(D/A) 3 電圧制御発振器(VCO) 4 移相器 5、6 増幅器 7、8、9 圧電素子 10 出力切換え装置 11 負荷判別装置 31、32、33、34、35 ギア 36アクチュエータ 37 切換えレバー 38 リーフスイッチ 1 Microcomputer 2 Digital / Analog Converter (D / A) 3 Voltage Controlled Oscillator (VCO) 4 Phase Shifter 5, 6 Amplifier 7, 8, 9 Piezoelectric Element 10 Output Switching Device 11 Load Discrimination Device 31, 32, 33, 34, 35 Gear 36 Actuator 37 Switching lever 38 Leaf switch
Claims (4)
電圧の印加により振動弾性体に駆動波を形成し、該振動
弾性体と該振動弾性体に加圧接触する部材とを摩擦力に
より相対移動させると共に、該相対移動により生じた駆
動力を選択的に負荷の異なる複数の被駆動体に伝達する
振動波駆動装置において、 選択された被駆動体の負荷を判別する負荷判別手段と、
該負荷判別手段で判別した負荷に応じて、該電気−機械
エネルギー変換素子に印加する起動時における交流電圧
の周波数掃引の掃引開始周波数を変化させる制御手段を
有することを特徴とする振動波駆動装置。1. A drive wave is formed in an oscillating elastic body by applying an AC voltage to an electro-mechanical energy conversion element, and the oscillating elastic body and a member that is brought into pressure contact with the oscillating elastic body are relatively moved by a frictional force. In addition, in the vibration wave drive device that selectively transmits the driving force generated by the relative movement to the plurality of driven bodies having different loads, load determining means for determining the load of the selected driven body,
An oscillatory wave drive device comprising: a control unit that changes a sweep start frequency of a frequency sweep of an AC voltage applied to the electro-mechanical energy conversion element at the time of startup according to the load determined by the load determination unit. .
弾性体に加圧接触する部材との相対的移動方向又は位相
により複数の被駆動体の選択的な切換を出力切換え手段
により決定し、負荷判別手段はこの切換え手段からの切
換え情報に基づいて負荷情報を制御手段に出力すること
を特徴とする振動波駆動装置。2. The output switching means determines the selective switching of a plurality of driven bodies according to the relative movement direction or phase of the vibrating elastic body and the member pressingly contacting the vibrating elastic body. The load discriminating means outputs load information to the control means based on the switching information from the switching means.
起動時の周波数掃引の掃引開始周波数を負荷が大きい場
合には負荷が小さい場合より高くすることを特徴とする
振動波駆動装置。3. The control means according to claim 1 or 2,
An oscillatory wave drive device characterized in that a sweep start frequency of a frequency sweep at startup is made higher when a load is large than when a load is small.
装置を駆動源とすることを特徴とする機器。4. An apparatus using the vibration wave drive device according to claim 1, 2 or 3 as a drive source.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5236523A JPH0795778A (en) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | Oscillatory wave driving device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5236523A JPH0795778A (en) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | Oscillatory wave driving device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0795778A true JPH0795778A (en) | 1995-04-07 |
Family
ID=17001962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5236523A Pending JPH0795778A (en) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | Oscillatory wave driving device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0795778A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6721413B1 (en) | 1999-01-06 | 2004-04-13 | Nec Corporation | Method and apparatus for observing and controlling a multi-layered communication network |
US10695799B2 (en) | 2016-10-05 | 2020-06-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Control method for vibration-type actuator capable of avoiding becoming inoperable during operation, vibration-type driving apparatus, and electronic apparatus |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP5236523A patent/JPH0795778A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6721413B1 (en) | 1999-01-06 | 2004-04-13 | Nec Corporation | Method and apparatus for observing and controlling a multi-layered communication network |
US10695799B2 (en) | 2016-10-05 | 2020-06-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Control method for vibration-type actuator capable of avoiding becoming inoperable during operation, vibration-type driving apparatus, and electronic apparatus |
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