JPH11191976A - モータの駆動回路 - Google Patents
モータの駆動回路Info
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- JPH11191976A JPH11191976A JP9358911A JP35891197A JPH11191976A JP H11191976 A JPH11191976 A JP H11191976A JP 9358911 A JP9358911 A JP 9358911A JP 35891197 A JP35891197 A JP 35891197A JP H11191976 A JPH11191976 A JP H11191976A
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で、かつ温度変化に対するモータ
の性能劣化を防ぐことができるモータの駆動回路を得
る。 【解決手段】 モータの駆動回路に、入力される信号レ
ベルに応じて任意の発振周波数を出力する発振器を備
え、前記発振器の入力側に前記発振器の温度特性に合わ
せて発振周波数を補正する感温素子を設ける。温度が変
化した場合には、感温素子によって前記発振器に入力さ
れる信号レベルが変化して発振周波数が補正され、常に
駆動周波数帯域内に維持されるようになる。このため、
モータは温度変化に対しても安定して駆動される。
の性能劣化を防ぐことができるモータの駆動回路を得
る。 【解決手段】 モータの駆動回路に、入力される信号レ
ベルに応じて任意の発振周波数を出力する発振器を備
え、前記発振器の入力側に前記発振器の温度特性に合わ
せて発振周波数を補正する感温素子を設ける。温度が変
化した場合には、感温素子によって前記発振器に入力さ
れる信号レベルが変化して発振周波数が補正され、常に
駆動周波数帯域内に維持されるようになる。このため、
モータは温度変化に対しても安定して駆動される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータ、特に超音
波モータを駆動するためのモータの駆動回路に関する。
波モータを駆動するためのモータの駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、超音波振動を駆動力とする超
音波モータが知られている。超音波モータの一種である
進行波型の超音波モータでは、円環状の弾性体に圧電体
が貼付されてステータが形成されており、このステータ
には駆動軸に取り付けられたロータが加圧接触されてい
る。
音波モータが知られている。超音波モータの一種である
進行波型の超音波モータでは、円環状の弾性体に圧電体
が貼付されてステータが形成されており、このステータ
には駆動軸に取り付けられたロータが加圧接触されてい
る。
【０００３】超音波モータの駆動回路は、前記圧電体
に、所定周波数で位相が９０°異なる２相の駆動信号
（ｓｉｎ波及びｃｏｓ波）を供給する。この２相の駆動
信号によって発生する圧電体の機械振動により、弾性体
に、振動の腹及び節が弾性体に沿って円環状に移動する
超音波振動（進行波）が励起される。この進行波によ
り、前記弾性体に加圧接触されたロータ及び駆動軸が回
転される。
に、所定周波数で位相が９０°異なる２相の駆動信号
（ｓｉｎ波及びｃｏｓ波）を供給する。この２相の駆動
信号によって発生する圧電体の機械振動により、弾性体
に、振動の腹及び節が弾性体に沿って円環状に移動する
超音波振動（進行波）が励起される。この進行波によ
り、前記弾性体に加圧接触されたロータ及び駆動軸が回
転される。
【０００４】前記超音波モータの等価回路は、図３に示
すように、抵抗Ｒm 、インダクタンスＬm 、キャパシタ
ンスＣm の直列回路に、圧電体の固有静電容量としての
キャパシタンスＣd が並列に接続された回路で表され
る。
すように、抵抗Ｒm 、インダクタンスＬm 、キャパシタ
ンスＣm の直列回路に、圧電体の固有静電容量としての
キャパシタンスＣd が並列に接続された回路で表され
る。
【０００５】超音波モータでは、圧電体の固有静電容量
であるキャパシタンスＣd が比較的大きいので、図３
（ａ）に示すように、出力回路６０（なお、図３では出
力回路６０を模式的に駆動信号源として示す）を単に超
音波モータに接続すると、駆動信号の電圧と電流との位
相差が９０°近くになり無効電流が非常に大きい。
であるキャパシタンスＣd が比較的大きいので、図３
（ａ）に示すように、出力回路６０（なお、図３では出
力回路６０を模式的に駆動信号源として示す）を単に超
音波モータに接続すると、駆動信号の電圧と電流との位
相差が９０°近くになり無効電流が非常に大きい。
【０００６】このため、一般的には無効電流が減少する
ように、図３（ｂ）に示すように超音波モータと並列に
インダクタンスＬを接続し、駆動信号の周波数が最適駆
動周波数ｆ付近のときにインダクタンスＬがキャパシタ
ンスＣd と共振するように、すなわち次の（１）式を満
足するように値が定められている。
ように、図３（ｂ）に示すように超音波モータと並列に
インダクタンスＬを接続し、駆動信号の周波数が最適駆
動周波数ｆ付近のときにインダクタンスＬがキャパシタ
ンスＣd と共振するように、すなわち次の（１）式を満
足するように値が定められている。
【０００７】
【数１】
【０００８】圧電体に発生する機械振動の振幅は、駆動
信号の周波数が共振周波数ｆのときに最大となるが、共
振周波数ｆを含む所定周波数帯域では、弾性体に可聴域
の異常振動が発生し、ロータの回転速度及び超音波モー
タの効率が低下する。
信号の周波数が共振周波数ｆのときに最大となるが、共
振周波数ｆを含む所定周波数帯域では、弾性体に可聴域
の異常振動が発生し、ロータの回転速度及び超音波モー
タの効率が低下する。
【０００９】このため、超音波モータの駆動は、図４に
示すように駆動開始時には、まず可聴音発生帯域よりも
十分高い周波数の駆動信号を供給した後に、駆動信号の
周波数を可聴音発生帯域よりも若干高い駆動周波数帯域
内まで徐々に低下させ、前記周波数を駆動周波数帯域内
に維持させて駆動している。
示すように駆動開始時には、まず可聴音発生帯域よりも
十分高い周波数の駆動信号を供給した後に、駆動信号の
周波数を可聴音発生帯域よりも若干高い駆動周波数帯域
内まで徐々に低下させ、前記周波数を駆動周波数帯域内
に維持させて駆動している。
【００１０】また、超音波モータのインピーダンスは、
温度が上昇した場合、負荷が加わった場合に、各々図５
に示すように変化し、これに伴って共振周波数が変化す
る。温度が上昇した場合には共振周波数が低くなるが、
これは、温度が上昇すると超音波モータのステータの機
械的剛性が下がるためである。また、最適駆動周波数、
駆動周波数帯域、可聴音発生帯域についても変化する
（図４参照）。
温度が上昇した場合、負荷が加わった場合に、各々図５
に示すように変化し、これに伴って共振周波数が変化す
る。温度が上昇した場合には共振周波数が低くなるが、
これは、温度が上昇すると超音波モータのステータの機
械的剛性が下がるためである。また、最適駆動周波数、
駆動周波数帯域、可聴音発生帯域についても変化する
（図４参照）。
【００１１】また、超音波モータの駆動周波数に対する
超音波モータの回転数の温度特性を図８に示す。図８に
示す如く、通常の駆動周波数において温度が２５°Ｃの
時と８０°Ｃの時とを比較すると、温度が８０°Ｃの時
は、温度が２５°Ｃの時と比べて超音波モータの回転数
が落ちてしまう。このため、通常の駆動周波数において
温度が８０°Ｃになっても超音波モータの回転数を一定
に保つためには、駆動周波数をΔｆa1だけ低くしなけれ
ばならない。
超音波モータの回転数の温度特性を図８に示す。図８に
示す如く、通常の駆動周波数において温度が２５°Ｃの
時と８０°Ｃの時とを比較すると、温度が８０°Ｃの時
は、温度が２５°Ｃの時と比べて超音波モータの回転数
が落ちてしまう。このため、通常の駆動周波数において
温度が８０°Ｃになっても超音波モータの回転数を一定
に保つためには、駆動周波数をΔｆa1だけ低くしなけれ
ばならない。
【００１２】また、通常の駆動周波数において温度が２
５°Ｃの時と−４０°Ｃの時とを比較すると、温度が−
４０°Ｃの時は、温度が２５°Ｃの時と比べて超音波モ
ータの回転数が上がってしまう。このため、通常の駆動
周波数において温度が−４０°Ｃになっても超音波モー
タの回転数を一定に保つためには、駆動周波数をΔｆa2
だけ高くしなければならない。
５°Ｃの時と−４０°Ｃの時とを比較すると、温度が−
４０°Ｃの時は、温度が２５°Ｃの時と比べて超音波モ
ータの回転数が上がってしまう。このため、通常の駆動
周波数において温度が−４０°Ｃになっても超音波モー
タの回転数を一定に保つためには、駆動周波数をΔｆa2
だけ高くしなければならない。
【００１３】上記のように、厳密には駆動信号の適切な
周波数は一定ではなく、周囲温度や負荷等に応じて変化
させる必要がある。このため、弾性体に圧電素子を貼付
し、弾性体の超音波振動に応じて圧電素子から出力され
る交流の検出信号に基づいて駆動信号の周波数を制御す
ること等が行われている。
周波数は一定ではなく、周囲温度や負荷等に応じて変化
させる必要がある。このため、弾性体に圧電素子を貼付
し、弾性体の超音波振動に応じて圧電素子から出力され
る交流の検出信号に基づいて駆動信号の周波数を制御す
ること等が行われている。
【００１４】また、特許公報第２６０５３３３号では、
超音波モータの駆動周波数を設定する可変抵抗を備えた
回路と、超音波モータの共振特性の温度変化に合わせて
駆動周波数を調整する感温素子を備えた回路とをそれぞ
れ増幅器に接続し、その増幅器の出力を発振器に入力し
て前記発振器の周波数を微調整することによって温度変
化に対する性能劣化を防ぐ技術が示されている。
超音波モータの駆動周波数を設定する可変抵抗を備えた
回路と、超音波モータの共振特性の温度変化に合わせて
駆動周波数を調整する感温素子を備えた回路とをそれぞ
れ増幅器に接続し、その増幅器の出力を発振器に入力し
て前記発振器の周波数を微調整することによって温度変
化に対する性能劣化を防ぐ技術が示されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、発振器から
発振される発振周波数も、温度変化によって変化してし
まう。図９に入力電圧に対する発振周波数の温度特性を
示す。図９に示すように、通常の駆動周波数において温
度が２５°Ｃの時と８０°Ｃの時で入力電圧を同じにし
ていた場合、温度が８０°Ｃの時は、温度が２５°Ｃの
時と比べて発振周波数がΔｆb1だけ低くなってしまう。
このため、通常の駆動周波数において温度が８０°Ｃに
なっても発振周波数が低くならないようにするために
は、電圧をΔＶ1 だけ下げなければならない。
発振される発振周波数も、温度変化によって変化してし
まう。図９に入力電圧に対する発振周波数の温度特性を
示す。図９に示すように、通常の駆動周波数において温
度が２５°Ｃの時と８０°Ｃの時で入力電圧を同じにし
ていた場合、温度が８０°Ｃの時は、温度が２５°Ｃの
時と比べて発振周波数がΔｆb1だけ低くなってしまう。
このため、通常の駆動周波数において温度が８０°Ｃに
なっても発振周波数が低くならないようにするために
は、電圧をΔＶ1 だけ下げなければならない。
【００１６】また、通常の駆動周波数において温度が２
５°Ｃの時と−４０°Ｃの時で入力電圧を同じにしてい
た場合、温度が−４０°Ｃの時は、温度が２５°Ｃの時
と比べて発振周波数がΔｆb2だけ高くなってしまう。こ
のため、通常の駆動周波数において温度が−４０°Ｃに
なっても発振周波数が高くならないようにするために
は、電圧をΔＶ2 だけ上げなければならない。
５°Ｃの時と−４０°Ｃの時で入力電圧を同じにしてい
た場合、温度が−４０°Ｃの時は、温度が２５°Ｃの時
と比べて発振周波数がΔｆb2だけ高くなってしまう。こ
のため、通常の駆動周波数において温度が−４０°Ｃに
なっても発振周波数が高くならないようにするために
は、電圧をΔＶ2 だけ上げなければならない。
【００１７】また、Δｆb1、Δｆb2は、Δｆa1、Δｆa2
と比べて大きい。すなわち、モータの駆動周波数の温度
変化よりも、発振器から出力される発振周波数の温度変
化の方が大きい。このため、温度変化によって発振周波
数をΔｆa1、Δｆa2だけ補正しても、さらにΔｆb1、Δ
ｆb2分発振周波数がずれてしまうので結局モータの駆動
周波数帯域からはずれてしまい、安定してモータを駆動
することができない。
と比べて大きい。すなわち、モータの駆動周波数の温度
変化よりも、発振器から出力される発振周波数の温度変
化の方が大きい。このため、温度変化によって発振周波
数をΔｆa1、Δｆa2だけ補正しても、さらにΔｆb1、Δ
ｆb2分発振周波数がずれてしまうので結局モータの駆動
周波数帯域からはずれてしまい、安定してモータを駆動
することができない。
【００１８】本発明は、上記事実を考慮し、簡単な構成
で、かつ温度変化に対して、発振器から出力される発振
周波数を常にモータの駆動周波数帯域内に維持するよう
に補正し、モータの性能劣化を防ぐことができるモータ
の駆動回路を得ることが目的である。
で、かつ温度変化に対して、発振器から出力される発振
周波数を常にモータの駆動周波数帯域内に維持するよう
に補正し、モータの性能劣化を防ぐことができるモータ
の駆動回路を得ることが目的である。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発明は、入力信号レベルに応じて任意の発振周波数を
出力する発振器を備えたモータの駆動回路であって、前
記発振器から出力される発振周波数が、常に前記モータ
の駆動周波数帯域内に維持されるように、前記発振器の
温度特性に合わせて補正する補正手段を設けたことを特
徴とする。
の発明は、入力信号レベルに応じて任意の発振周波数を
出力する発振器を備えたモータの駆動回路であって、前
記発振器から出力される発振周波数が、常に前記モータ
の駆動周波数帯域内に維持されるように、前記発振器の
温度特性に合わせて補正する補正手段を設けたことを特
徴とする。
【００２０】請求項１記載の発明では、温度変化によっ
て発振器から出力される発振周波数がモータの駆動周波
数帯域からはずれても、発振器の温度特性に合わせて発
振周波数を補正し、常にモータの駆動周波数帯域内に維
持するので、温度が変化しても安定してモータを駆動さ
せることができる。
て発振器から出力される発振周波数がモータの駆動周波
数帯域からはずれても、発振器の温度特性に合わせて発
振周波数を補正し、常にモータの駆動周波数帯域内に維
持するので、温度が変化しても安定してモータを駆動さ
せることができる。
【００２１】本発明の請求項２に記載の発明は、前記補
正手段が、温度上昇時には前記発振周波数を上げるよう
に、温度下降時には前記発振周波数を下げるように前記
発振器の入力信号レベルを調整するレベル調整手段であ
ることを特徴とする。
正手段が、温度上昇時には前記発振周波数を上げるよう
に、温度下降時には前記発振周波数を下げるように前記
発振器の入力信号レベルを調整するレベル調整手段であ
ることを特徴とする。
【００２２】請求項２記載の発明によれば、発振器へ入
力する入力信号を、温度上昇時には発振周波数を上げる
ように、温度下降時には発振周波数を下げるように調整
することで発振周波数を補正することができる。
力する入力信号を、温度上昇時には発振周波数を上げる
ように、温度下降時には発振周波数を下げるように調整
することで発振周波数を補正することができる。
【００２３】本発明の請求項３に記載の発明は、前記レ
ベル調整手段が、温度が変化すると電気抵抗値が変化す
る感温素子であることを特徴とする。
ベル調整手段が、温度が変化すると電気抵抗値が変化す
る感温素子であることを特徴とする。
【００２４】請求項３記載の発明によれば、発振器の入
力側に感温素子を設けることで、温度変化による感温素
子の電気抵抗値の変化で入力信号を変化させることがで
きる。
力側に感温素子を設けることで、温度変化による感温素
子の電気抵抗値の変化で入力信号を変化させることがで
きる。
【００２５】本発明の請求項４に記載の発明は、前記感
温素子が、感温レジスタまたはサーミスタであることを
特徴とする。
温素子が、感温レジスタまたはサーミスタであることを
特徴とする。
【００２６】請求項４記載の発明によれば、感温素子に
感温レジスタまたはサーミスタを用いることにより、回
路を複雑化することなく、かつ回路を安価に構成するこ
とができる。
感温レジスタまたはサーミスタを用いることにより、回
路を複雑化することなく、かつ回路を安価に構成するこ
とができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施の形態を詳細に説明する。
る実施の形態を詳細に説明する。
【００２８】図２には本実施の形態に係る進行波型の超
音波モータ１０が示されている。超音波モータ１０は銅
合金等から構成される円環状の弾性体１２を備え、この
弾性体１２に圧電体１４が貼付されてステータ２８が形
成されている。
音波モータ１０が示されている。超音波モータ１０は銅
合金等から構成される円環状の弾性体１２を備え、この
弾性体１２に圧電体１４が貼付されてステータ２８が形
成されている。
【００２９】圧電体１４は電気信号を機械信号に変換す
る圧電材料から成り、多数の電極により円環状に分割、
配列されて構成されている。一方、駆動軸１６に取り付
けられたロータ１８は、アルミ合金等から成るロータリ
ング２０に円環状のスライダ２２が接着されて形成され
ており、スプリング２４によってスライダ２２が前記弾
性体１２に加圧接触されている。このスライダ２２とし
ては、安定した摩擦力、摩擦係数を得るために、例えば
エンジニアリングプラスチック等が用いられ、これによ
り高効率でロータ１８を駆動することができる。
る圧電材料から成り、多数の電極により円環状に分割、
配列されて構成されている。一方、駆動軸１６に取り付
けられたロータ１８は、アルミ合金等から成るロータリ
ング２０に円環状のスライダ２２が接着されて形成され
ており、スプリング２４によってスライダ２２が前記弾
性体１２に加圧接触されている。このスライダ２２とし
ては、安定した摩擦力、摩擦係数を得るために、例えば
エンジニアリングプラスチック等が用いられ、これによ
り高効率でロータ１８を駆動することができる。
【００３０】図１には本実施の形態に係る超音波モータ
の駆動回路の構成図が示されている。
の駆動回路の構成図が示されている。
【００３１】駆動回路３０は、発振器４２を備えてお
り、前記発振器４２は、入力端に入力される信号の電圧
レベルに応じた周波数で発振する。本実施の形態では、
前記発振器４２から出力される発振周波数は、入力され
る電圧レベルが低くなるに従って高くなり、入力される
電圧レベルが高くなるに従って低くなるものとする。
り、前記発振器４２は、入力端に入力される信号の電圧
レベルに応じた周波数で発振する。本実施の形態では、
前記発振器４２から出力される発振周波数は、入力され
る電圧レベルが低くなるに従って高くなり、入力される
電圧レベルが高くなるに従って低くなるものとする。
【００３２】前記発振器４２の入力端には、抵抗３４、
抵抗３６、感温素子としての感温レジスタ３８の一端が
接続されており、抵抗３６の他端は接地されている。抵
抗３４の他端は給電端子３２に接続されており、この給
電端子３２には、超音波モータ１０の駆動周波数に応じ
た電圧が供給される。感温レジスタ３８の他端は給電端
子４０に接続されており、この給電端子４０には、図示
しない定電圧電源が接続されていて、該電源から一定電
圧（例えば５Ｖ）が供給される。
抵抗３６、感温素子としての感温レジスタ３８の一端が
接続されており、抵抗３６の他端は接地されている。抵
抗３４の他端は給電端子３２に接続されており、この給
電端子３２には、超音波モータ１０の駆動周波数に応じ
た電圧が供給される。感温レジスタ３８の他端は給電端
子４０に接続されており、この給電端子４０には、図示
しない定電圧電源が接続されていて、該電源から一定電
圧（例えば５Ｖ）が供給される。
【００３３】前記感温レジスタ３８は、本実施の形態で
は、温度が高くなるに従って電気抵抗値が高くなり、温
度が低くなるに従って電気抵抗値が低くなる所謂正特性
のものであり、さらに、前記電気抵抗値が発振器４２の
温度特性に合わせて発振周波数を補正するように変化す
るものを使用するものとする。
は、温度が高くなるに従って電気抵抗値が高くなり、温
度が低くなるに従って電気抵抗値が低くなる所謂正特性
のものであり、さらに、前記電気抵抗値が発振器４２の
温度特性に合わせて発振周波数を補正するように変化す
るものを使用するものとする。
【００３４】なお、感温レジスタ３８は正特性のものに
限らず負特性のものを使用し、感温レジスタ３８と抵抗
３６の配置を入れ替えてもよく、または感温レジスタ３
８と抵抗３６の配置はそのままで、発振器４２を、入力
される電圧レベルが低くなるに従って発振周波数が低く
なり、入力される電圧レベルが高くなるに従って発振周
波数が高くなるものを使用するようにしてもよい。
限らず負特性のものを使用し、感温レジスタ３８と抵抗
３６の配置を入れ替えてもよく、または感温レジスタ３
８と抵抗３６の配置はそのままで、発振器４２を、入力
される電圧レベルが低くなるに従って発振周波数が低く
なり、入力される電圧レベルが高くなるに従って発振周
波数が高くなるものを使用するようにしてもよい。
【００３５】発振器４２の信号出力端は、出力回路４４
の入力端に接続されている。発振器４２からの信号は前
記出力回路４４内で２つに分岐され、分岐された一方は
増幅回路５２の入力端に接続されており、分岐された他
方は、移相器５０を介して増幅回路５４の入力端に接続
されている。
の入力端に接続されている。発振器４２からの信号は前
記出力回路４４内で２つに分岐され、分岐された一方は
増幅回路５２の入力端に接続されており、分岐された他
方は、移相器５０を介して増幅回路５４の入力端に接続
されている。
【００３６】移相器５０は、入力された信号の位相を９
０°変更して出力する。従って、増幅回路５２、５４に
は周波数及び振幅が同じで位相が９０°異なる信号が入
力される。
０°変更して出力する。従って、増幅回路５２、５４に
は周波数及び振幅が同じで位相が９０°異なる信号が入
力される。
【００３７】増幅回路５２、５４はインダクタンス素子
又はトランス等を含んで構成されており、入力された信
号を一定の増幅率で増幅（昇圧）して超音波モータ駆動
信号として出力する。増幅回路５４の出力端は圧電体１
４Ａの一端に接続されており、増幅回路５２の出力端は
圧電体１４Ｂの一端に接続されている。圧電体１４Ａ、
１４Ｂの他端は接地されている。この圧電体１４Ａ、１
４Ｂによって超音波モータ１０の圧電体１４が構成され
る。
又はトランス等を含んで構成されており、入力された信
号を一定の増幅率で増幅（昇圧）して超音波モータ駆動
信号として出力する。増幅回路５４の出力端は圧電体１
４Ａの一端に接続されており、増幅回路５２の出力端は
圧電体１４Ｂの一端に接続されている。圧電体１４Ａ、
１４Ｂの他端は接地されている。この圧電体１４Ａ、１
４Ｂによって超音波モータ１０の圧電体１４が構成され
る。
【００３８】次に、本発明の実施の形態における作用に
ついて、図面を参照しながら詳細に説明する。
ついて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３９】図１には本発明に係る超音波モータの駆動
回路の概略が示されている。まず、駆動開始時には、給
電端子３２より、超音波モータ１０の可聴音発生帯域よ
りも十分高い周波数の駆動信号に対応した電圧が発振器
４２の入力端に供給され、発振器４２は該電圧に応じた
発振周波数で発振して超音波モータ１０を駆動する。
回路の概略が示されている。まず、駆動開始時には、給
電端子３２より、超音波モータ１０の可聴音発生帯域よ
りも十分高い周波数の駆動信号に対応した電圧が発振器
４２の入力端に供給され、発振器４２は該電圧に応じた
発振周波数で発振して超音波モータ１０を駆動する。
【００４０】その後、徐々に駆動信号の周波数を可聴音
発生帯域よりも若干高い駆動周波数帯域内まで低下させ
るように給電端子３２から発振器４２に供給される電圧
が変化し、発振器４２は該電圧に応じた発振周波数で発
振する。このようにして、駆動周波数は、超音波モータ
１０の駆動周波数帯域内に維持されるようになる。
発生帯域よりも若干高い駆動周波数帯域内まで低下させ
るように給電端子３２から発振器４２に供給される電圧
が変化し、発振器４２は該電圧に応じた発振周波数で発
振する。このようにして、駆動周波数は、超音波モータ
１０の駆動周波数帯域内に維持されるようになる。
【００４１】発振器４２から出力された信号は、出力回
路４４に入力され、出力回路４４内で２つに分岐され
る。分岐された一方の信号は増幅回路５２で増幅され、
他方の信号は移相器５０によって位相が９０°変更され
てから、増幅回路５４で増幅される。このように、増幅
回路５２、５４によってｓｉｎ波及びｃｏｓ波の駆動信
号が生成され、この駆動信号が超音波モータ１０の圧電
体１４Ａ、１４Ｂに供給される。
路４４に入力され、出力回路４４内で２つに分岐され
る。分岐された一方の信号は増幅回路５２で増幅され、
他方の信号は移相器５０によって位相が９０°変更され
てから、増幅回路５４で増幅される。このように、増幅
回路５２、５４によってｓｉｎ波及びｃｏｓ波の駆動信
号が生成され、この駆動信号が超音波モータ１０の圧電
体１４Ａ、１４Ｂに供給される。
【００４２】この駆動信号は、圧電体１４Ａ、１４Ｂで
機械振動に変換され、ステータ２８に進行波が励起され
て駆動軸１６及びロータ１８が回転される。
機械振動に変換され、ステータ２８に進行波が励起され
て駆動軸１６及びロータ１８が回転される。
【００４３】通常は上記のようにして超音波モータ１０
が駆動される。ところが、温度が８０°Ｃになった場合
には、図８に示すように、駆動周波数がΔｆa1だけずれ
る。また、図９に示すように、発振器４２から出力され
る発振周波数もΔｆb1ずれてしまう。このため、発振周
波数が駆動周波数帯域からはずれてしまい、安定して超
音波モータ１０を駆動することができなくなってしま
う。
が駆動される。ところが、温度が８０°Ｃになった場合
には、図８に示すように、駆動周波数がΔｆa1だけずれ
る。また、図９に示すように、発振器４２から出力され
る発振周波数もΔｆb1ずれてしまう。このため、発振周
波数が駆動周波数帯域からはずれてしまい、安定して超
音波モータ１０を駆動することができなくなってしま
う。
【００４４】また、温度が−４０°Ｃになった場合に
は、図８に示すように、駆動周波数がΔｆa2だけずれ
る。また、図９に示すように、発振器４２から出力され
る発振周波数もΔｆb2だけずれてしまう。このため、発
振周波数が駆動周波数帯域からはずれてしまい、安定し
て超音波モータ１０を駆動することができなくなってし
まう。
は、図８に示すように、駆動周波数がΔｆa2だけずれ
る。また、図９に示すように、発振器４２から出力され
る発振周波数もΔｆb2だけずれてしまう。このため、発
振周波数が駆動周波数帯域からはずれてしまい、安定し
て超音波モータ１０を駆動することができなくなってし
まう。
【００４５】ところが、本実施の形態では、温度が８０
°Ｃになった場合には、感温レジスタ３８の電気抵抗値
が高くなるので、発振器４２に入力される電圧が低くな
り、発振器４２から出力される発振周波数がΔｆb1分だ
け補正される。
°Ｃになった場合には、感温レジスタ３８の電気抵抗値
が高くなるので、発振器４２に入力される電圧が低くな
り、発振器４２から出力される発振周波数がΔｆb1分だ
け補正される。
【００４６】また、温度が−４０°Ｃになった場合に
は、感温レジスタ３８の電気抵抗値が低くなるので、発
振器４２に入力される電圧が高くなり、発振器４２から
出力される発振周波数がΔｆb2分だけ補正される。
は、感温レジスタ３８の電気抵抗値が低くなるので、発
振器４２に入力される電圧が高くなり、発振器４２から
出力される発振周波数がΔｆb2分だけ補正される。
【００４７】上記のように、温度変化に対しても、感温
レジスタ３８の電気抵抗値の変化によって発振器４２の
入力端に入力される電圧が変化して発振周波数が補正さ
れるので、常に発振周波数を一定に保つことができる。
レジスタ３８の電気抵抗値の変化によって発振器４２の
入力端に入力される電圧が変化して発振周波数が補正さ
れるので、常に発振周波数を一定に保つことができる。
【００４８】また、本来はΔｆa1、Δｆa2分発振周波数
を補正しなければならないが、Δｆa1、Δｆa2は、Δｆ
b1、Δｆb2と比べて小さいので、実質的には、Δｆb1、
Δｆb2分発振周波数を補正すれば、駆動周波数帯域内に
維持することができる。
を補正しなければならないが、Δｆa1、Δｆa2は、Δｆ
b1、Δｆb2と比べて小さいので、実質的には、Δｆb1、
Δｆb2分発振周波数を補正すれば、駆動周波数帯域内に
維持することができる。
【００４９】上記の結果を図６、７に示す。図６は、従
来の感温レジスタを用いない場合の発振周波数と温度と
の関係を表しており、図７には本実施の形態における感
温レジスタ３８を用いた場合の発振周波数と温度との関
係を表している。
来の感温レジスタを用いない場合の発振周波数と温度と
の関係を表しており、図７には本実施の形態における感
温レジスタ３８を用いた場合の発振周波数と温度との関
係を表している。
【００５０】図６では、例えば温度が８０°のときに
は、発振周波数が低くなるので駆動開始周波数、通常駆
動周波数、駆動停止周波数共に、ぞれぞれの駆動周波数
帯域からはずれ、超音波モータ１０が安定して駆動され
ない。また、温度が−４０°のときには、発振周波数が
高くなるので駆動開始周波数、通常駆動周波数、駆動停
止周波数共に、ぞれぞれの駆動周波数帯域からはずれ、
超音波モータ１０を安定して駆動することができない。
は、発振周波数が低くなるので駆動開始周波数、通常駆
動周波数、駆動停止周波数共に、ぞれぞれの駆動周波数
帯域からはずれ、超音波モータ１０が安定して駆動され
ない。また、温度が−４０°のときには、発振周波数が
高くなるので駆動開始周波数、通常駆動周波数、駆動停
止周波数共に、ぞれぞれの駆動周波数帯域からはずれ、
超音波モータ１０を安定して駆動することができない。
【００５１】ところが、感温レジスタ３８を用いた場合
は、図７に示すように、温度が８０°のときでも温度が
−４０°のときでも発振周波数がほぼ一定に保たれるの
で、駆動開始周波数、通常駆動周波数、駆動停止周波数
共に、ぞれぞれの駆動周波数帯域からはずれることがな
い。
は、図７に示すように、温度が８０°のときでも温度が
−４０°のときでも発振周波数がほぼ一定に保たれるの
で、駆動開始周波数、通常駆動周波数、駆動停止周波数
共に、ぞれぞれの駆動周波数帯域からはずれることがな
い。
【００５２】このように、温度変化に対しても発振周波
数が常に駆動周波数帯域内に維持されるように補正され
るため、超音波モータ１０を安定して駆動させることが
できる。
数が常に駆動周波数帯域内に維持されるように補正され
るため、超音波モータ１０を安定して駆動させることが
できる。
【００５３】また、感温素子として感温レジスタ３８を
用いることで、駆動回路３０を複雑化することなく、か
つ低コストで超音波モータ１０の温度補償を実現するこ
とができる。
用いることで、駆動回路３０を複雑化することなく、か
つ低コストで超音波モータ１０の温度補償を実現するこ
とができる。
【００５４】なお、本実施の形態では、入力信号とし
て、電圧に応じて発振周波数が変化する発振器４２を用
いているが、これに限らず、他の入力信号に応じて発振
周波数が変化する発振器を用いてもよい。
て、電圧に応じて発振周波数が変化する発振器４２を用
いているが、これに限らず、他の入力信号に応じて発振
周波数が変化する発振器を用いてもよい。
【図１】超音波モータ駆動回路の概略構成図である。
【図２】超音波モータの概略構成を示す一部断面斜視図
である。
である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は超音波モータの等価回路を
示す線図である。
示す線図である。
【図４】超音波モータの駆動信号の周波数の変化に伴う
超音波モータのインピーダンスの変化、共振周波数、可
聴音発生帯域、駆動周波数帯域等を示す線図である。
超音波モータのインピーダンスの変化、共振周波数、可
聴音発生帯域、駆動周波数帯域等を示す線図である。
【図５】温度が上昇した場合、負荷が加わった場合の超
音波モータのインピーダンス特性の変化を示す線図であ
る。
音波モータのインピーダンス特性の変化を示す線図であ
る。
【図６】従来の超音波モータの駆動回路の発振周波数と
温度との関係を示す線図である。
温度との関係を示す線図である。
【図７】本実施の形態に係る超音波モータの駆動回路の
発振周波数と温度との関係を示す線図である。
発振周波数と温度との関係を示す線図である。
【図８】本実施の形態に係る超音波モータの駆動周波数
に対する超音波モータの回転数の温度特性を示す線図で
ある。
に対する超音波モータの回転数の温度特性を示す線図で
ある。
【図９】本実施の形態に係る発振器に入力する電圧に対
する発振器から出力される発振周波数の温度特性を示す
線図である。
する発振器から出力される発振周波数の温度特性を示す
線図である。
１０ 超音波モータ ３０ 駆動回路 ３２、４０ 給電端子 ３４、３６ 抵抗 ３８ 感温レジスタ ４２ 発振器 ４４ 出力回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 真一 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ株式会 社内
Claims (4)
- 【請求項１】 入力信号レベルに応じて任意の発振周波
数を出力する発振器を備えたモータの駆動回路であっ
て、 前記発振器から出力される発振周波数が、常に前記モー
タの駆動周波数帯域内に維持されるように、前記発振器
の温度特性に合わせて補正する補正手段を設けたことを
特徴とするモータの駆動回路。 - 【請求項２】 前記補正手段が、温度上昇時には前記発
振周波数を上げるように、温度下降時には前記発振周波
数を下げるように前記発振器の入力信号レベルを調整す
るレベル調整手段であることを特徴とする請求項１記載
のモータの駆動回路。 - 【請求項３】 前記レベル調整手段が、温度が変化する
と電気抵抗値が変化する感温素子であることを特徴とす
る請求項２記載のモータの駆動回路。 - 【請求項４】 前記感温素子が、感温レジスタまたはサ
ーミスタであることを特徴とする請求項３記載のモータ
の駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9358911A JPH11191976A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | モータの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9358911A JPH11191976A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | モータの駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11191976A true JPH11191976A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18461755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9358911A Pending JPH11191976A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | モータの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11191976A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003090338A3 (de) * | 2002-04-22 | 2004-04-08 | Elliptec Resonant Actuator Ag | Piezomotor |
| US7368853B2 (en) | 2002-04-22 | 2008-05-06 | Elliptec Resonant Actuator Aktiengesellschaft | Piezoelectric motors and methods for the production and operation thereof |
| JP2009261173A (ja) * | 2008-04-18 | 2009-11-05 | Nikon Corp | 振動アクチュエータ駆動装置及び光学機器 |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP9358911A patent/JPH11191976A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003090338A3 (de) * | 2002-04-22 | 2004-04-08 | Elliptec Resonant Actuator Ag | Piezomotor |
| US7368853B2 (en) | 2002-04-22 | 2008-05-06 | Elliptec Resonant Actuator Aktiengesellschaft | Piezoelectric motors and methods for the production and operation thereof |
| JP2009261173A (ja) * | 2008-04-18 | 2009-11-05 | Nikon Corp | 振動アクチュエータ駆動装置及び光学機器 |
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