JPH10174468A - Oscillatory wave device driver and equipment provided with oscillatory wave device - Google Patents

Oscillatory wave device driver and equipment provided with oscillatory wave device

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JPH10174468A
JPH10174468A JP8326928A JP32692896A JPH10174468A JP H10174468 A JPH10174468 A JP H10174468A JP 8326928 A JP8326928 A JP 8326928A JP 32692896 A JP32692896 A JP 32692896A JP H10174468 A JPH10174468 A JP H10174468A
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Japan
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driving
temperature
frequency
wave device
vibration wave
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Application number
JP8326928A
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Japanese (ja)
Inventor
Akio Atsuta
暁生 熱田
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable detection of a temperature fluctuation of a vibrator without using a temperature sensor by installing a temperature fluctuation detecting means, which detects a change in capacity of the vibrator by applying voltage of a frequency far away from the resonance frequency of the vibrator and then detects a temperature fluctuation. SOLUTION: Between a matching coil 6 and a drive electrode, an impedance element 12 for detecting current is inserted. A voltage difference across the impedance element 12 is detected by a differential amplifier 13, connected across it. By means of an amplitude-measuring equipment 14, the magnitude of a current can be detected as a voltage value. An A/D converter 15 inputs the voltage value into a microcomputer and therefore the microcomputer 11 is able to find the magnitude of the current. A difference in capacity component is difficult to know near the resonance frequency of a vibrator but can be detected as a difference in the magnitudes of currents at a frequency far from the resonance frequency.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は振動波モータなどの
振動波装置の駆動装置および振動波装置を有する機器に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving apparatus for a vibration wave device such as a vibration wave motor and an apparatus having the vibration wave device.

【0002】[0002]

【従来の技術】振動波装置の基本構成として振動子があ
り、振動子に接触体を加圧接触し、両者を相対移動させ
るようにしたり、振動子を固定子に加圧接触し、両者を
相対移動させるようにした振動波モータ、振動波リニア
モータ等の振動波を利用した装置が開発され、本出願人
等によって実用化されている。この振動波装置、例えば
振動波モータは、既によく知られているように、圧電素
子もしくは電歪素子などの電気−機械エネルギー変換素
子に交番電圧を印加することにより該素子に高周波振動
を発生させ、その振動エネルギーを連続的な機械運動と
して取り出すように構成された非電磁駆動式の新型モー
タである。この動作原理は本出願人による特開平3−2
89375号公報などで説明されているのでここでは略
す。
2. Description of the Related Art A vibrator is a basic structure of a vibrating wave device. A vibrator is brought into contact with a vibrator by pressurizing a contact body to move the vibrator relative to each other. Devices utilizing vibration waves, such as a vibration wave motor and a vibration wave linear motor which are relatively moved, have been developed and have been put to practical use by the present applicants. As is well known, this vibration wave device, for example, a vibration wave motor generates a high-frequency vibration in an electro-mechanical energy conversion element such as a piezoelectric element or an electrostriction element by applying an alternating voltage to the element. Is a new type of non-electromagnetic drive motor configured to extract the vibration energy as continuous mechanical motion. This operating principle is described in Japanese Patent Application Laid-Open No.
It is not described here because it is described in, for example, Japanese Patent No. 89375.

【0003】図8は従来の棒状振動波モータの側面図お
よびそこに構成されている圧電素子の電圧供給および出
力電圧の取り出しの配線図である。1は該棒状振動波モ
ータを構成する振動体で圧電素子もしくは電歪素子と弾
性体との結合体から成る。
FIG. 8 is a side view of a conventional rod-shaped vibration wave motor and a wiring diagram for supplying a voltage to a piezoelectric element and extracting an output voltage from the piezoelectric element. Reference numeral 1 denotes a vibrating body constituting the rod-shaped vibrating wave motor, which is a combination of a piezoelectric element or an electrostrictive element and an elastic body.

【0004】上記振動体部1の圧電素子部は、駆動用の
A相圧電素子a1,a2およびB相圧電素子b1,b2
と振動検出圧電素子s1から構成されている。このとき
A相圧電素子a1,a2に挟まれた電極板としての金属
板にA相印加電圧、B相圧電素子b1,b2に挟まれた
電極板としての金属板にB相印加電圧を加えることで該
圧電素子が駆動される。またこのときA相圧電素子a
1,a2およびB相圧電素子b1,b2の両外側はGN
D電位になっている。振動検出圧電素子s1は同様に一
方(図8のB相側)はGND電位になっており、その反
対側から信号を取り出すように構成されている。
The piezoelectric elements of the vibrating body 1 are composed of driving A-phase piezoelectric elements a1, a2 and B-phase piezoelectric elements b1, b2.
And the vibration detecting piezoelectric element s1. At this time, an A-phase applied voltage is applied to the metal plate as the electrode plate sandwiched between the A-phase piezoelectric elements a1 and a2, and a B-phase applied voltage is applied to the metal plate as the electrode plate sandwiched between the B-phase piezoelectric elements b1 and b2. Drives the piezoelectric element. At this time, the A-phase piezoelectric element a
1, a2 and B-phase piezoelectric elements b1 and b2 have GN
D potential. Similarly, one of the vibration detecting piezoelectric elements s1 (the B-phase side in FIG. 8) is at the GND potential, and is configured to extract a signal from the opposite side.

【0005】また、このとき振動検出圧電素子Sの信号
取り出し面側は、金属ブロックと接しているがそのブロ
ックは絶縁シートによりGND電位から絶縁されてい
る。よって振動検出圧電素子s1からその振動に応じた
出力電圧がそのまま得られる。そして、この電圧の大き
さや駆動電圧との位相差などにより共振周波数などを求
める。
At this time, the signal extraction surface side of the vibration detecting piezoelectric element S is in contact with the metal block, but the block is insulated from the GND potential by an insulating sheet. Therefore, an output voltage corresponding to the vibration is directly obtained from the vibration detecting piezoelectric element s1. Then, the resonance frequency and the like are obtained from the magnitude of this voltage and the phase difference from the drive voltage.

【0006】図11、図12はこのような振動波モー
タ、およびその駆動回路を示したものである。
FIG. 11 and FIG. 12 show such a vibration wave motor and its driving circuit.

【0007】A−dおよびB−dは該圧電素子もしくは
電歪素子に交番電圧を印加するための駆動電極、11は
モータを駆動制御するためのコントロール回路(以後制
御用マイコンと称す)、2は交番電圧を発生する発振器
(例えばVCOなど)、3は90°移相器、4,5は発
振器2および移相器3からの交番電圧で電源電圧をスイ
ッチングするスイッチング回路、6,7はモータとイン
ピーダンスを整合させるマッチングコイルである。8は
駆動電極A−dと振動検出電極S−dの信号位相差θ
(A−S)を検出する位相差検出器である。9はモータ
の速度を検出するための速度検出器(例えばエンコー
ダ)である。10はモータの一部に設けられた温度セン
サである。
[0007] Ad and BD are drive electrodes for applying an alternating voltage to the piezoelectric element or the electrostrictive element, 11 is a control circuit (hereinafter referred to as a control microcomputer) for driving and controlling the motor, Is an oscillator (for example, a VCO) that generates an alternating voltage, 3 is a 90 ° phase shifter, 4 and 5 are switching circuits that switch a power supply voltage with the alternating voltage from the oscillator 2 and the phase shifter 3, and 6 and 7 are motors. And a matching coil for matching impedance. 8 is a signal phase difference θ between the drive electrode Ad and the vibration detection electrode Sd.
This is a phase difference detector for detecting (A-S). Reference numeral 9 denotes a speed detector (for example, an encoder) for detecting the speed of the motor. Reference numeral 10 denotes a temperature sensor provided in a part of the motor.

【0008】このような構成の振動波モータを高温下で
もしくは頻繁に駆動した場合、駆動体の温度が上昇し周
辺の部材に影響を与えたり、自らも熱のために特性が劣
化するという現象が発生する。この対策としては外部に
設けられた温度センサでモータの温度上昇を測り、所定
の温度以上にならないように制御する方法が考えられて
いる。
When the vibration wave motor having such a configuration is driven at a high temperature or frequently, the temperature of the driving body rises to affect peripheral members, or the characteristics of the motor itself deteriorate due to heat. Occurs. As a countermeasure, a method has been considered in which a temperature sensor provided externally measures the temperature rise of the motor and controls the temperature so as not to exceed a predetermined temperature.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
例では温度センサを用いないと振動体の温度が上昇して
も停止せず、モータや周辺の部材に影響を与えることが
ある。また、その対策に温度センサを設けると周辺回路
やモータの構成が大がかりになりコストが高くなるとい
う問題点がある。
As described above, in the above conventional example, if the temperature sensor is not used, the vibrating body does not stop even if the temperature of the vibrating body increases, which may affect the motor and peripheral members. Further, if a temperature sensor is provided as a countermeasure, there is a problem that the configuration of the peripheral circuit and the motor becomes large and the cost increases.

【0010】さらに、温度センサを直接振動体に取り付
けると振動に悪影響を及ぼす。
Further, if the temperature sensor is directly attached to the vibrator, the vibration will be adversely affected.

【0011】本出願に係る第1の発明の目的は、振動体
の温度変化を温度センサーを設けることなく検出できる
振動波装置の駆動装置を提供することにある。
An object of the first invention according to the present application is to provide a driving apparatus of a vibration wave device which can detect a temperature change of a vibrating body without providing a temperature sensor.

【0012】本出願に係る第2の発明の目的は、振動体
の温度上昇を招くことなく振動子を駆動できる振動波装
置を提供することにある。
An object of a second invention according to the present application is to provide a vibration wave device which can drive a vibrator without increasing the temperature of a vibrating body.

【0013】本出願に係る第3の発明の目的は、振動体
の温度上昇を招くことなく被駆動体を振動波駆動できる
振動波駆動装置を有する機器を提供することにある。
An object of a third invention according to the present application is to provide an apparatus having a vibration wave driving device capable of driving a driven body with a vibration wave without causing a temperature rise of the vibration body.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本出願に係る第1の発明
の目的を実現する第1の構成は、振動体に駆動波が形成
される振動子の電気−機械エネルギー変換素子に交番信
号を印加する駆動回路部を有する振動波装置の駆動装置
において、前記振動体の共振周波数から離れた検出周波
数の周波電圧を印加することにより前記振動子の容量変
化を検出し、温度変化を判定する温度変化判定手段を有
することを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention for realizing the object of the first invention, an alternating signal is supplied to an electromechanical energy conversion element of a vibrator in which a driving wave is formed in a vibrating body. In the driving device of the vibration wave device having a driving circuit unit for applying the temperature, a change in capacitance of the vibrator is detected by applying a frequency voltage having a detection frequency apart from a resonance frequency of the vibrating body, and a temperature for determining a temperature change It is characterized by having a change determination means.

【0015】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第2の構成は、上記した第1の構成において、前記温度
判定手段による温度変化の判定が所定値以上の場合、前
記駆動回路部へ駆動停止を指示する停止手段を有するこ
とを特徴とするものである。本出願に係る第1の発明の
目的を実現する第3の構成は、上記した第1または第2
の構成において、前記温度判定手段は、前記振動子の容
量変化を前記検出周波数における電流の大きさから検出
することを特徴とするものである。
According to a second configuration for realizing the object of the first invention according to the present application, in the above-mentioned first configuration, when the temperature change determination by the temperature determination means is equal to or more than a predetermined value, the drive circuit unit And a stop means for instructing a stop of the drive. The third configuration for realizing the object of the first invention according to the present application is the first or second configuration described above.
Wherein the temperature determination means detects a change in capacitance of the vibrator from the magnitude of current at the detection frequency.

【0016】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第4の構成は、上記した第1または第2の構成におい
て、前記温度判定手段は、前記振動子の容量を前記検出
周波数における駆動回路部の消費電流の大きさから検出
することを特徴とするものである。
According to a fourth configuration for realizing the object of the first invention according to the present application, in the above-mentioned first or second configuration, the temperature determining means drives the capacitance of the vibrator at the detection frequency. It is characterized by detecting from the magnitude of the current consumption of the circuit section.

【0017】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第5の構成は、上記した第1の構成において、前記検出
周波数は非駆動周波数であることを特徴とするものであ
る。本出願に係る第1の発明の目的を実現する第6の構
成は、上記した第1の構成において、前記温度判定手段
は、前記駆動回路部を起動する前に判定動作を行うこと
を特徴とするものである。
A fifth configuration for realizing the object of the first invention according to the present application is characterized in that, in the first configuration, the detection frequency is a non-driving frequency. A sixth configuration for realizing the object of the first invention according to the present application is characterized in that, in the first configuration described above, the temperature determination unit performs a determination operation before activating the drive circuit unit. Is what you do.

【0018】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第7の構成は、上記した第1の構成において、前記温度
判定手段は、前記駆動回路部の駆動中における判定動作
は、1sec以下の時間に済ませることを特徴とするも
のである。
A seventh configuration for realizing the object of the first invention according to the present application is the above-described first configuration, wherein the temperature determining means performs the determination operation during the driving of the drive circuit unit for 1 second or less. It is characterized in that it takes less time.

【0019】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第8の構成は、上記した各構成において、前記温度判定
手段は前記駆動回路部と別個に設けたことを特徴とする
ものである。
An eighth configuration for realizing the object of the first invention according to the present application is characterized in that, in each of the above-described configurations, the temperature determining means is provided separately from the drive circuit section. .

【0020】本出願に係る第2の発明の目的を実現する
構成は、上記の第1の構成において、前記温度判定手段
による判定情報に基づいて、駆動周波数対速度特性を変
移させる駆動特性変移手段を有することを特徴とするも
のである。
A second aspect of the present invention according to the present invention is a drive characteristic changing means for shifting a drive frequency versus speed characteristic based on the determination information by the temperature determining means in the first configuration. It is characterized by having.

【0021】本出願に係る第3の発明の目的を実現する
構成は、上記の各構成の振動波装置の駆動装置を有し、
該振動波装置により被駆動体を駆動することを特徴とす
るものである。
A configuration for realizing the object of the third invention according to the present application includes a driving device for the vibration wave device having each of the above configurations,
The driven body is driven by the vibration wave device.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施の形態)図1は本発明を棒状振動波モータ
の駆動回路に適用した第1の実施の形態のブロック図を
示す。なお、図1において、図12に示す従来例と同じ
部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment in which the present invention is applied to a driving circuit of a rod-shaped vibration wave motor. In FIG. 1, the same members as those in the conventional example shown in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0023】図1に示す本実施の形態のブロック図が図
12に示す従来例のブロック図と異なる点は、従来例に
おいて温度センサ10が設けられているのに対し、本実
施の形態ではその部分を不要としていることである。ま
た、本実施の形態ではマッチングコイル6と駆動電極A
−dとの間には電流検出のために用いるインピーダンス
素子12が設けられている。そして、その両側につなげ
られている差動アンプ13によって電圧差(電流に値す
るもの)が得られる。14は振幅測定器(例えばRMS
−DC変換器)であり、これにより電流の大きさを電圧
値として検出できる。15はその電圧値をマイコンに取
り込むためのA/D変換器である。A/D変換器15に
よってマイコン11は電流の大きさを得ることができ
る。
The block diagram of the present embodiment shown in FIG. 1 is different from the block diagram of the conventional example shown in FIG. 12 in that a temperature sensor 10 is provided in the conventional example, whereas the temperature sensor 10 is provided in the present embodiment. That is, no part is required. In the present embodiment, the matching coil 6 and the driving electrode A
The impedance element 12 used for current detection is provided between the impedance element 12 and −d. Then, a voltage difference (corresponding to a current) is obtained by the differential amplifier 13 connected to both sides thereof. 14 is an amplitude measuring instrument (for example, RMS
-DC converter), whereby the magnitude of the current can be detected as a voltage value. Reference numeral 15 denotes an A / D converter for taking the voltage value into the microcomputer. The microcomputer 11 can obtain the magnitude of the current by the A / D converter 15.

【0024】図2はある振動波モータにおける温度と容
量変化の関係を示した図である。図2からわかるように
モータの容量は温度と共にほぼリニアに変化しているこ
とがわかる。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between temperature and capacity change in a certain vibration wave motor. As can be seen from FIG. 2, the capacity of the motor changes almost linearly with temperature.

【0025】図3に周波数と電流特性を示す。I2はI
1に対して振動体の容量成分が1.5倍になったときの
電流特性である。この図からわかるように振動体の共振
周波数付近ではわかりづらかった容量成分の違いが共振
から離れた周波数f2では電流値の大きさの差として検
出することができる。
FIG. 3 shows frequency and current characteristics. I2 is I
This is a current characteristic when the capacitance component of the vibrating body is 1.5 times as large as 1. As can be seen from this figure, the difference in the capacitance component that was difficult to understand near the resonance frequency of the vibrating body can be detected as the difference in the magnitude of the current value at the frequency f2 far from resonance.

【0026】よって、制御用マイコン11は起動時もし
くは駆動中のある瞬間に周波数f2になるように設定
し、そのときの電流値に相当する値をA/D変換器の出
力信号から得る。
Accordingly, the control microcomputer 11 sets the frequency to f2 at the time of starting or at a certain moment during driving, and obtains a value corresponding to the current value from the output signal of the A / D converter.

【0027】そして、その値がある値を超えるとモータ
が温度上昇し危険な状態だと判断しモータを停止する。
このような制御をすることによりモータが破損などする
事を防止できる。
If the value exceeds a certain value, the temperature of the motor rises and it is determined that the motor is in a dangerous state, and the motor is stopped.
By performing such control, it is possible to prevent the motor from being damaged.

【0028】本実施の形態で、駆動中に温度検出すると
きは周波数f2にする時間を1sec以下にしないとス
ムーズな動きをしなくなるので1sec以下にする必要
がある。
In the present embodiment, when temperature is detected during driving, the frequency f2 must be set to 1 sec or less because smooth movement cannot be achieved unless the time for frequency f2 is set to 1 sec or less.

【0029】また、本実施の形態において、電流をイン
ピーダンス素子の両端の電位差から求めているが、電流
プローブやホール素子などによって検出しても良い。
Further, in this embodiment, the current is obtained from the potential difference between both ends of the impedance element. However, the current may be detected by a current probe or a Hall element.

【0030】図13は本実施の形態の動作を示すフロー
チャートチャートで、以下に駆動手順を説明する。
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the present embodiment. The driving procedure will be described below.

【0031】先ず最初に、モータの駆動する周波数から
離れた周波数をモータに印加し、インピーダンス素子1
2の両端の電圧差(電流の大きさに相当する)からモー
タの容量値を測定する初期チェックを行う。
First, a frequency distant from the frequency at which the motor is driven is applied to the motor, and the impedance element 1
An initial check is performed to measure the capacity value of the motor from the voltage difference (corresponding to the magnitude of the current) between the two ends.

【0032】このとき、ある容量値より大きな値である
と測定された場合、何らかの原因でモータが熱くなって
おり、モータを駆動するのには不適当と判断し、モータ
は駆動しない。
At this time, if it is determined that the value is larger than a certain capacity value, the motor is hot for some reason, it is determined that the motor is not suitable for driving, and the motor is not driven.

【0033】容量値がある値以下であるときは、モータ
を駆動しても良い環境であるので、そのままモータを起
動させる。
When the capacity value is less than a certain value, the motor can be driven as it is in an environment in which the motor can be driven.

【0034】ここで、ある時間以上経過した後に、前記
した方法と同様にして容量値を測定する。もし、このと
きモータが駆動中であればモータの駆動に影響を与えな
いようにできるだけ短い時間で測定するようにする。
Here, after a certain period of time has elapsed, the capacitance value is measured in the same manner as described above. If the motor is being driven at this time, the measurement is performed in the shortest possible time so as not to affect the driving of the motor.

【0035】このときに、ある容量値よりも大きな値で
あると測定されると、モータが熱くなっており、モータ
を駆動するのは不適当と判断し、モータを停止させ、温
度を下げる。
At this time, if it is determined that the value is larger than a certain capacity value, it is determined that the motor is hot and it is inappropriate to drive the motor, the motor is stopped, and the temperature is lowered.

【0036】容量値がある値以下であるときは、モータ
の温度上昇は許容範囲内であると判断し、そのままモー
タを駆動し続ける。そして、モータを停止させるまで上
記動作を繰り返す。
If the capacity value is equal to or less than a certain value, it is determined that the temperature rise of the motor is within an allowable range, and the motor is continuously driven. Then, the above operation is repeated until the motor is stopped.

【0037】(第2の実施の形態)図4は本発明の第2
の実施の形態を示す振動波モータの回路のブロック図で
ある。
(Second Embodiment) FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
It is a block diagram of a circuit of a vibration wave motor showing the embodiment.

【0038】本実施の形態では電源電圧をスイッチング
回路4の消費電力がわかるように電源とスイッチング回
路の間にインピーダンス素子16を設けた。
In this embodiment, the impedance element 16 is provided between the power supply and the switching circuit so that the power consumption of the switching circuit 4 can be determined.

【0039】そして、その両端につなげられている差動
アンプ13によって電圧差(電流に値するもの)が得ら
れる。電源電圧はほぼ一定なのでA/D変換器15によ
って得られた電流の大きさから消費電力を得ることがで
きる。
Then, a voltage difference (corresponding to a current) is obtained by the differential amplifier 13 connected to both ends. Since the power supply voltage is almost constant, power consumption can be obtained from the magnitude of the current obtained by the A / D converter 15.

【0040】図5に周波数とスイッチング回路の消費電
力特性を示す。Pi2はPi1に対して振動体の容量成
分が1.5倍になったときの消費電力特性である。この
図からわかるように振動体の共振周波数付近ではわかり
づらかった容量成分の違いが共振から離れた周波数f2
では消費電力の大きさの差として検出することができ
る。
FIG. 5 shows the frequency and the power consumption characteristics of the switching circuit. Pi2 is a power consumption characteristic when the capacitance component of the vibrating body is 1.5 times that of Pi1. As can be seen from this figure, the difference in the capacitance component that was difficult to understand near the resonance frequency of the vibrating body was changed to the frequency f2 apart from resonance.
Can be detected as a difference in power consumption.

【0041】よって、制御用マイコン11は起動時もし
くは駆動中のある瞬間に周波数f2になるように設定
し、そのときの電流値に相当する値をA/D変換器の出
力信号から得られる。
Accordingly, the control microcomputer 11 sets the frequency to f2 at the time of starting or at a certain moment during driving, and obtains a value corresponding to the current value at that time from the output signal of the A / D converter.

【0042】そして、その値がある値を超えるとモータ
が温度上昇し危険な状態だと判断しモータを停止する。
When the value exceeds a certain value, the temperature of the motor rises and it is determined that the motor is in a dangerous state, and the motor is stopped.

【0043】このような制御をすることによりモータが
破損などする事を防止できる。
By performing such control, it is possible to prevent the motor from being damaged.

【0044】実施の形態1の場合、電流(交流)を測定
するため振幅測定器が必要であったが本実施の形態では
電流(直流)を測るだけで良いので振幅測定器などが不
要になる。
In the case of the first embodiment, an amplitude measuring device is required to measure the current (AC), but in the present embodiment, only the current (DC) need be measured, so that the amplitude measuring device is not required. .

【0045】本実施の形態ではスイッチング回路4の電
源側にインピーダンス素子16を設けたがスイッチング
回路5の電源側やスイッチング回路4と5の電源側をつ
ないだ所と電源の間でも良い。
In this embodiment, the impedance element 16 is provided on the power supply side of the switching circuit 4. However, the impedance element 16 may be provided between the power supply side of the switching circuit 5 or the place where the power supply sides of the switching circuits 4 and 5 are connected.

【0046】(第3の実施の形態)図6は発明の第2の
実施の形態の振動波モータの回路のブロック図を示す。
(Third Embodiment) FIG. 6 is a block diagram showing a circuit of a vibration wave motor according to a third embodiment of the present invention.

【0047】本実施の形態では容量検出に用いる発振器
17とその信号をスイッチングするスイッチング回路1
8が別個に設けられている。また、容量検出用のスイッ
チング回路18とつながっている圧電素子駆動用のスイ
ッチング回路4は図中上下に示す2つのトランジスタが
OFFになってハイインピーダンスになることができる
ように発振器2’の出力に機能が追加されている。
In this embodiment, an oscillator 17 used for capacitance detection and a switching circuit 1 for switching its signal
8 are provided separately. The switching circuit 4 for driving the piezoelectric element, which is connected to the switching circuit 18 for detecting the capacitance, is connected to the output of the oscillator 2 'so that the two transistors shown at the top and bottom in the figure are turned off and high impedance can be obtained. Features have been added.

【0048】まず、容量検出をするときモータは駆動し
ないので、スイッチング回路4,5はOFFになってい
る。このとき、スイッチング回路4を構成する2つのト
ランジスタがOFFになってハイインピーダンスになっ
ている。ここで、発振器17は振動体の共振周波数から
離れた周波数を出し、スイッチング回路18により圧電
素子が駆動され、そのときの消費電力を第2の実施の形
態で示したのと同様にして求め、温度を検出する。
First, since the motor is not driven when detecting the capacitance, the switching circuits 4 and 5 are turned off. At this time, the two transistors constituting the switching circuit 4 are turned off and become high impedance. Here, the oscillator 17 outputs a frequency distant from the resonance frequency of the vibrator, the piezoelectric element is driven by the switching circuit 18, and the power consumption at that time is obtained in the same manner as described in the second embodiment. Detect temperature.

【0049】次に、モータを駆動するときはスイッチン
グ回路18を構成する2つのトランジスタがOFFにな
ってハイインピーダンスになることができるように発振
器17はスイッチング回路18に出力信号を出す。する
と、スイッチング回路18はモータの駆動には何ら影響
を与えない。
Next, when driving the motor, the oscillator 17 outputs an output signal to the switching circuit 18 so that the two transistors constituting the switching circuit 18 are turned off and the impedance becomes high. Then, the switching circuit 18 has no effect on the driving of the motor.

【0050】本実施の形態の回路構成および制御方式だ
とモータを駆動しているときにはインピーダンス素子1
6に電流を流して電力を消費させることがないので消費
電力を節約することができる。
According to the circuit configuration and control method of this embodiment, when the motor is driven, the impedance element 1
No power is consumed by flowing a current through the power supply 6, so that power consumption can be reduced.

【0051】(第4の実施の形態)図7は本発明の第4
の実施の形態の振動波モータの回路ブロック図を示す。
(Fourth Embodiment) FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention.
1 is a circuit block diagram of a vibration wave motor according to an embodiment.

【0052】本実施の形態では、上記した各実施の形態
において用いたA/D変換器15の代わりにコンパレー
タ19を用いている。コンパレータ19の一方の入力に
は温度上昇し危険になるときの消費電力に対応した電圧
値(V−set)を設定しておく。通常の温度上昇して
いないとき、周波数f2での消費電力は少ないのでコン
パレータレベルを超えずにマイコン11にはLoの信号
が出力される。モータが連続駆動などで温度上昇し、危
険な温度になると容量値が上昇し周波数f2での消費電
力が増加しコンパレータレベルを超える。するとコンパ
レータの出力はLoからHiに変わり制御用マイコンに
危険な温度まで上昇していることを伝える。そして、制
御用マイコンは危険な状態だと判断しモータを停止す
る。
In this embodiment, a comparator 19 is used instead of the A / D converter 15 used in each of the above embodiments. A voltage value (V-set) corresponding to power consumption when the temperature rises and becomes dangerous is set in one input of the comparator 19. When the temperature does not rise normally, since the power consumption at the frequency f2 is small, a Lo signal is output to the microcomputer 11 without exceeding the comparator level. When the temperature of the motor rises due to continuous driving or the like and the temperature becomes dangerous, the capacitance value increases, the power consumption at the frequency f2 increases, and exceeds the comparator level. Then, the output of the comparator changes from Lo to Hi and notifies the control microcomputer that the temperature has risen to a dangerous temperature. Then, the control microcomputer determines that the state is dangerous, and stops the motor.

【0053】本実施の形態の回路構成だとA/D変換器
の代わりにコンパレータを用いたのでコストを安くでき
るというのと制御用マイコンへの信号線を1本に削減で
きるという効果がある。
According to the circuit configuration of this embodiment, the comparator can be used instead of the A / D converter, so that the cost can be reduced and the number of signal lines to the control microcomputer can be reduced to one.

【0054】(第5の実施の形態)図8は本発明の第5
の実施の形態の振動波モータの回路ブロック図を示す。
(Fifth Embodiment) FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention.
1 is a circuit block diagram of a vibration wave motor according to an embodiment.

【0055】本実施の形態では差動増幅器13の出力を
信号サンプルホールド回路20に入れ、その出力を差動
増幅器21に入力している。差動増幅器21の他端には
制御用マイコン11からの周波数制御信号が加えられて
いる。サンプルホールド回路20には制御用マイコン1
1からホールドするタイミングを制御する信号が加えら
れている。
In this embodiment, the output of the differential amplifier 13 is input to the signal sample and hold circuit 20, and the output is input to the differential amplifier 21. A frequency control signal from the control microcomputer 11 is applied to the other end of the differential amplifier 21. The sample and hold circuit 20 includes a control microcomputer 1
A signal for controlling the hold timing from 1 is added.

【0056】図9は振動波モータの温度と周波数−回転
数特性である。図9からわかるように振動波モータは周
波数を下げていくと徐々に回転数が上昇しある周波数を
過ぎると急に回転数が低下する。よって、モータの駆動
周波数は急に回転数が低下する周波数以上でなければな
らない。以下、図9を参照しながら本実施の形態の説明
をする。
FIG. 9 shows the temperature and frequency-rotation speed characteristics of the vibration wave motor. As can be seen from FIG. 9, the frequency of the vibration wave motor gradually increases as the frequency is reduced, and rapidly decreases after a certain frequency. Therefore, the drive frequency of the motor must be equal to or higher than the frequency at which the rotation speed suddenly decreases. Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0057】モータの温度が25℃のとき、制御用マイ
コンから発振器2に与える信号は上記回転低下周波数よ
り高い範囲(例えばΔf1)の周波数になるよう設定さ
れている。このときサンプルホールド回路20は25℃
の容量値に相当する差動増幅器13の出力電圧をホール
ドしている。
When the temperature of the motor is 25 ° C., the signal supplied from the control microcomputer to the oscillator 2 is set to have a frequency in a range (for example, Δf1) higher than the above-mentioned rotation decreasing frequency. At this time, the sample and hold circuit 20 is at 25 ° C.
The output voltage of the differential amplifier 13 corresponding to the capacitance value is held.

【0058】ここで、モータの温度が60℃に上昇する
と周波数−回転数特性が周波数の高い側にシフトしてい
く。よって、周波数範囲がΔf1から変わらなければ回
転低下現象が発生してしまう。
Here, when the temperature of the motor rises to 60 ° C., the frequency-speed characteristic shifts to the higher frequency side. Therefore, if the frequency range does not change from Δf1, a rotation reduction phenomenon occurs.

【0059】この現象を避けるのが本実施の形態であ
る。
This embodiment avoids this phenomenon.

【0060】まず、温度が60℃に上昇するとモータの
容量が上昇するのでモータの共振周波数から離れた周波
数での差動増幅器13の出力信号も増加する。制御用マ
イコンはその値をサンプルホールド回路20でホールド
する。その信号は差動増幅器21に入力されるので制御
用マイコンの信号がオフセットされて発振器2に入力さ
れることになる。
First, when the temperature rises to 60 ° C., the capacity of the motor increases, so that the output signal of the differential amplifier 13 at a frequency apart from the resonance frequency of the motor also increases. The control microcomputer holds the value in the sample and hold circuit 20. Since the signal is input to the differential amplifier 21, the signal of the control microcomputer is offset and input to the oscillator 2.

【0061】このときのオフセットが周波数の高い側に
シフトするような設定にすると、周波数範囲がΔf2に
シフトし、設定周波数範囲の中から回転数低下現象の発
生部分がなくなる。よって、モータの温度が変化しても
常に回転数低下現象の発生を避けることができる。
If the offset at this time is set so as to shift to the higher frequency side, the frequency range shifts to Δf2, and the portion where the rotational speed reduction phenomenon occurs is eliminated from the set frequency range. Therefore, even if the temperature of the motor changes, it is possible to always avoid the occurrence of the decrease in the rotation speed.

【0062】本実施の形態では回転数低下現象を避ける
ようにしたが、他の問題回避に用いても良い。
In the present embodiment, the rotation speed reduction phenomenon is avoided, but it may be used to avoid other problems.

【0063】以上の実施の形態において、振動波装置と
しては棒状振動波モータを例にしたが、本発明はこれに
限定されることはなく、円環形状等の棒状以外のタイプ
でも、振動子を固定子に対して移動させたり、振動子と
接触体とを相対移動させたり、あるいは振動子でシート
や、カード等を搬送する搬送装置とし用いるものであっ
てもよく、圧電素子を用いて弾性体に振動を励起するも
のであれば適用することができる。
In the above embodiment, a rod-shaped vibration wave motor is used as an example of the vibration wave device. However, the present invention is not limited to this. May be moved with respect to the stator, the vibrator and the contact body may be moved relative to each other, or the vibrator may be used as a conveying device for conveying a sheet, a card, or the like. Any material that excites vibration in the elastic body can be applied.

【0064】(第6の実施の形態)図10は本発明によ
る振動波モータを用いた駆動装置を示す。
(Sixth Embodiment) FIG. 10 shows a driving device using a vibration wave motor according to the present invention.

【0065】この棒状振動波モータの基本構造は従来例
と同じであるが、上記の実施の形態で示した温度上昇検
出用の回路により駆動制御される。
The basic structure of this rod-shaped vibration wave motor is the same as that of the conventional example, but the drive is controlled by the circuit for detecting a temperature rise shown in the above embodiment.

【0066】上記振動波モータと一体的に組み付けられ
ているギアfは、ギア伝達機構Gの入力ギアGIに噛合
し、その出力ギアGOはレンズL1を保持するレンズ保
持部材Hに形成されたギアHIに噛合している。このレ
ンズ保持部材Hは固定筒Kにヘリコイド結合し、振動波
モータの駆動力によりギア伝達機構Gを介して回転駆動
されて合焦動作が行われる。
A gear f integrated with the vibration wave motor meshes with an input gear GI of the gear transmission mechanism G, and an output gear GO of the gear f is formed on a lens holding member H holding the lens L1. It is engaged with HI. The lens holding member H is helicoid-coupled to the fixed cylinder K, and is driven to rotate by the driving force of the vibration wave motor via the gear transmission mechanism G to perform a focusing operation.

【0067】なお、上記の第2〜第6の実施の形態の動
作は図13に示す第1の実施の形態のフローチャートと
容量値の検出方法が異なるだけで、実質的に同じであ
る。
The operations of the above-described second to sixth embodiments are substantially the same as those of the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 13 except for the method of detecting the capacitance value.

【0068】[0068]

【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、専用の温
度センサーを設けることなく振動子の温度変化を検出す
ることができ、回路の小型化が図れ、またコスト低減を
図ることができる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to detect a change in the temperature of the vibrator without providing a dedicated temperature sensor, so that the circuit can be reduced in size and the cost can be reduced. .

【0069】請求項2に係る発明によれば、請求項1の
効果に加え、振動子が昇温するのを防止することができ
る。
According to the invention of claim 2, in addition to the effect of claim 1, it is possible to prevent the temperature of the vibrator from rising.

【0070】請求項3、4に係る発明によれば、既存の
駆動回路部を利用して簡単な構成で振動子の温度変化を
検出することができる。
According to the third and fourth aspects of the present invention, it is possible to detect a temperature change of the vibrator with a simple configuration using an existing drive circuit unit.

【0071】請求項5、6に係る発明によれば、振動波
装置の駆動前に事前に振動子の温度変化状態を検知で
き、異常昇温によるトラブルの発生を未然に防止するこ
とができる。
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, the temperature change state of the vibrator can be detected in advance before the vibration wave device is driven, and the occurrence of trouble due to abnormal temperature rise can be prevented.

【0072】請求項7に係る発明によれば、振動波装置
の駆動中においても、駆動に影響を与えることなく判定
動作を行うことができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the determination operation can be performed without affecting the driving even during the driving of the vibration wave device.

【0073】請求項8に係る発明によれば、温度判定手
段は駆動回路部と別個に設けられているので、温度判定
手段の配置自由度が増し、また既存の駆動回路部にも付
加することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, since the temperature judging means is provided separately from the driving circuit section, the degree of freedom of arrangement of the temperature judging means is increased, and the temperature judging means can be added to the existing driving circuit section. Can be.

【0074】請求項9に係る発明によれば、振動子の温
度上昇を抑え、常に安定した状態で駆動することができ
る。
According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to suppress the temperature rise of the vibrator and to drive the vibrator always in a stable state.

【0075】請求項10に係る発明によれば、上記した
各効果を有し、異常昇温による故障を未然に防げ、安定
して被駆動体を駆動することができる。
According to the tenth aspect of the present invention, the above-described effects are obtained, a failure due to abnormal temperature rise can be prevented, and the driven body can be driven stably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の回路のブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram of a circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】ある振動波モータにおける温度と容量変化の関
係を示した図。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a temperature and a capacity change in a certain vibration wave motor.

【図3】周波数と電流特性を示す図。FIG. 3 is a diagram showing frequency and current characteristics.

【図4】本発明の第2の実施の形態の回路のブロック
図。
FIG. 4 is a block diagram of a circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図5】周波数と消費電力特性を示す図。FIG. 5 is a diagram showing frequency and power consumption characteristics.

【図6】本発明の第3の実施の形態の回路のブロック
図。
FIG. 6 is a block diagram of a circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施の形態の回路のブロック
図。
FIG. 7 is a block diagram of a circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施の形態の回路のブロック
図。
FIG. 8 is a block diagram of a circuit according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】温度と周波数−回転数特性を示す図。FIG. 9 is a diagram showing temperature and frequency-rotation speed characteristics.

【図10】本発明の振動波モータを用いた装置図。FIG. 10 is an apparatus diagram using the vibration wave motor of the present invention.

【図11】従来例の棒状振動波モータの側面図およびそ
こに構成されている圧電素子の電圧供給および出力電圧
の取り出しの配線図。
FIG. 11 is a side view of a conventional rod-shaped vibration wave motor and a wiring diagram of voltage supply and output voltage extraction of a piezoelectric element configured therein.

【図12】従来例の回路のブロック図。FIG. 12 is a block diagram of a conventional circuit.

【図13】第1の実施の形態の動作を示すフローチャー
ト。
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the first embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…振動体 2,17…発振器 3…移相器 4,5,18…スイッチング回路 6,7…マッチングコイル 8…位相差検出器 9…速度検出手段 10…温度センサ 11…制御用マイコン 12,16…インピーダンス素子 13…差動増幅器 14…振幅測定器 15…A/D変換器 17…コンパレータ 20…サンプルホールド回路 21…差動増幅器 A−d,A’−d,B−d…駆動用電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Oscillator 2, 17 ... Oscillator 3 ... Phase shifter 4, 5, 18 ... Switching circuit 6, 7 ... Matching coil 8 ... Phase difference detector 9 ... Speed detecting means 10 ... Temperature sensor 11 ... Control microcomputer 12, DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Impedance element 13 ... Differential amplifier 14 ... Amplitude measuring device 15 ... A / D converter 17 ... Comparator 20 ... Sample hold circuit 21 ... Differential amplifier Ad, A'-d, Bd ... Driving electrode

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動体に駆動波が形成される振動子の電
気−機械エネルギー変換素子に交番信号を印加する駆動
回路部を有する振動波装置の駆動装置において、 前記振動体の共振周波数から離れた検出周波数の周波電
圧を印加することにより前記振動子の容量変化を検出
し、温度変化を判定する温度変化判定手段を有すること
を特徴とする振動波装置の駆動装置。
1. A driving apparatus for a vibration wave device having a driving circuit section for applying an alternating signal to an electro-mechanical energy conversion element of a vibrator in which a driving wave is formed in a vibrating body, wherein the driving circuit is separated from a resonance frequency of the vibrating body. A driving device for the vibration wave device, comprising: a temperature change determining unit that detects a change in capacitance of the vibrator by applying a frequency voltage having the detected frequency, and determines a temperature change.
【請求項2】 請求項1において、前記温度判定手段に
よる温度変化の判定が所定値以上の場合、前記駆動回路
部へ駆動停止を指示する停止手段を有することを特徴と
する振動波装置の駆動装置。
2. The drive of the vibration wave device according to claim 1, further comprising a stop unit for instructing the drive circuit unit to stop driving when the temperature change judgment by the temperature judgment unit is equal to or more than a predetermined value. apparatus.
【請求項3】 請求項1または2において、前記温度判
定手段は、前記振動子の容量変化を前記検出周波数にお
ける電流の大きさから検出することを特徴とする振動波
装置の駆動装置。
3. The driving apparatus for an oscillating wave device according to claim 1, wherein said temperature determining means detects a change in capacitance of said vibrator from a magnitude of a current at said detection frequency.
【請求項4】 請求項1または2において、前記温度判
定手段は、前記振動子の容量を前記検出周波数における
駆動回路部の消費電流の大きさから検出することを特徴
とする振動波装置の駆動装置。
4. The driving apparatus according to claim 1, wherein said temperature judging means detects the capacitance of said vibrator from the amount of current consumed by said driving circuit at said detection frequency. apparatus.
【請求項5】 請求項1において、前記検出周波数は非
駆動周波数であることを特徴とする振動波装置の駆動装
置。
5. The driving apparatus according to claim 1, wherein the detection frequency is a non-driving frequency.
【請求項6】 請求項1において、前記温度判定手段
は、前記駆動回路部を起動する前に判定動作を行うこと
を特徴とする振動波装置の駆動装置。
6. The driving apparatus according to claim 1, wherein the temperature determination unit performs a determination operation before activating the drive circuit unit.
【請求項7】 請求項1において、前記温度判定手段
は、前記駆動回路部の駆動中における判定動作は、1s
ec以下の時間に済ませることを特徴とする振動波装置
の駆動装置。
7. The temperature determination device according to claim 1, wherein the determination operation during driving of the drive circuit section is performed for 1 second.
A driving device for a vibration wave device, wherein the driving time is shorter than ec.
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれか一つにおい
て、前記温度判定手段は前記駆動回路部と別個に設けた
ことを特徴とする振動波装置の駆動装置。
8. The driving device for an oscillatory wave device according to claim 1, wherein the temperature determining unit is provided separately from the driving circuit unit.
【請求項9】 請求項1において、前記温度判定手段に
よる判定情報に基づいて、駆動周波数対速度特性を変移
させる駆動特性変移手段を有することを特徴とする振動
波装置の駆動装置。
9. The driving device for an oscillatory wave device according to claim 1, further comprising a driving characteristic changing unit that changes a driving frequency versus a speed characteristic based on the judgment information by the temperature judging unit.
【請求項10】 請求項1ないし9のいずれか一つに記
載の振動波装置の駆動装置を有し、該振動波装置により
被駆動体を駆動することを特徴とする振動波装置を有す
る機器。
10. A device having a vibration wave device, comprising the driving device for the vibration wave device according to claim 1, wherein the driven body is driven by the vibration wave device. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10314565B4 (en) * 2002-04-01 2020-10-29 Denso Corporation Piezo actuator drive circuit and fuel injection system

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