JPH11191982A - Drive circuit of ultrasonic motor - Google Patents

Drive circuit of ultrasonic motor

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JPH11191982A
JPH11191982A JP9358937A JP35893797A JPH11191982A JP H11191982 A JPH11191982 A JP H11191982A JP 9358937 A JP9358937 A JP 9358937A JP 35893797 A JP35893797 A JP 35893797A JP H11191982 A JPH11191982 A JP H11191982A
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Japan
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circuit
ultrasonic motor
coil
voltage
drive
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JP9358937A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Furukoshi
洋行 古越
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Asmo Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Asmo Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an audible sound from being generated by magnetically shielding a coil so that magnetic induction to each oscillation circuit due to a magnetic noise being generated from the coil that is provided at each voltage- generating circuit can be suppressed. SOLUTION: When ultrasonic motors 10 and 70 are driven simultaneously, coil of a voltage-generating circuit of the ultrasonic motor 10 and that of a voltage-generating circuit of the ultrasonic motor 70 may generate a magnetic noise. However, the magnetic noise is absorbed by permaloy for magnetically shielding the coils, thus preventing the magnetic noise from being magnetically induced to oscillation circuits 34 and 64, hence stabilizing an oscillation frequency and preventing an audible sound from being generated.

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、超音波モータを駆
動するための超音波モータの駆動回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor driving circuit for driving an ultrasonic motor.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic motor using ultrasonic vibration as a driving force has been known. In a traveling-wave type ultrasonic motor, which is a type of ultrasonic motor, a stator is formed by attaching a piezoelectric body to an annular elastic body, and a rotor attached to a drive shaft is brought into pressure contact with the stator. Have been.

【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。
A drive circuit for an ultrasonic motor supplies two-phase drive signals (sine wave and cosine wave) having a predetermined frequency and a phase difference of 90 ° to the piezoelectric body. Ultrasonic vibration (traveling wave) in which antinodes and nodes of vibration move in an annular shape along the elastic body is excited in the elastic body by the mechanical vibration of the piezoelectric body generated by the two-phase drive signals. The traveling wave rotates the rotor and the drive shaft that are in pressure contact with the elastic body.

【0004】前記超音波モータは、例えば自動車のステ
アリング装置の所謂チルト機構や、テレスコピック機構
等に用いられた場合には、各々超音波モータと発振回
路、駆動回路等を有する。また、前記発振回路や前記駆
動回路は同一の基板上に配設される。
When used in a so-called tilt mechanism or a telescopic mechanism of an automobile steering system, the ultrasonic motor has an ultrasonic motor, an oscillation circuit, a drive circuit, and the like. The oscillation circuit and the drive circuit are provided on the same substrate.

【0005】上記のような構成の超音波モータおよび超
音波モータの駆動回路の一例を図4に示す。
FIG. 4 shows an example of the ultrasonic motor and the driving circuit of the ultrasonic motor having the above configuration.

【0006】図4に示す如く、超音波モータ10、70
はそれぞれ駆動回路30、60が接続されており、駆動
回路30、60はそれぞれ発振回路34、64およびマ
イクロコンピュータ32が接続されている。そして、前
記マイクロコンピュータ32から発振回路34、64へ
所定の駆動周波数信号が出力され、駆動回路30、60
へ所定のタイミングでスイッチング信号が出力されるこ
とにより超音波モータ10、70が駆動される。また、
マイクロコンピュータ32、発振回路34、64はそれ
ぞれ制御用電源(一例として5V)52、62から電力
を供給され、制御用電源52、62は定電圧電源50
(一例として12V)から電力を供給される。
As shown in FIG. 4, the ultrasonic motors 10, 70
Are connected to driving circuits 30 and 60, respectively, and the driving circuits 30 and 60 are connected to oscillation circuits 34 and 64 and a microcomputer 32, respectively. Then, a predetermined drive frequency signal is output from the microcomputer 32 to the oscillation circuits 34 and 64, and the drive circuits 30 and 60
When the switching signal is output at a predetermined timing, the ultrasonic motors 10 and 70 are driven. Also,
The microcomputer 32 and the oscillating circuits 34 and 64 are supplied with power from control power supplies (for example, 5 V) 52 and 62, respectively.
(For example, 12 V).

【0007】駆動回路30は一例として図3に示すよう
な構成(駆動回路60も同様の構成)となっている。駆
動回路30は、スイッチング制御回路36、A相増幅回
路42、B相増幅回路44、電圧発生回路38、バンド
パスフィルタ40から構成される。電圧発生回路38は
定電圧電源50から供給された12Vの直流電圧を昇圧
した直流電圧をA相増幅回路42、B相増幅回路44へ
供給する。
The driving circuit 30 has a configuration as shown in FIG. 3 as an example (the driving circuit 60 has the same configuration). The drive circuit 30 includes a switching control circuit 36, an A-phase amplification circuit 42, a B-phase amplification circuit 44, a voltage generation circuit 38, and a band-pass filter 40. The voltage generating circuit 38 supplies a DC voltage obtained by boosting the DC voltage of 12 V supplied from the constant voltage power supply 50 to the A-phase amplifier circuit 42 and the B-phase amplifier circuit 44.

【0008】前記電圧発生回路38の一例を図7に示
す。電圧発生回路38は、定電圧電源50(図ではVc
cで表す)から供給される直流電圧を、スイッチング素
子としてのMOSFET54、56をデューティー制御
回路58でスイッチングすることでトランス80の2次
側コイル80Bへ昇圧した交流電圧を誘起する。そし
て、ダイオード74、76で整流し、さらにコイル6
6、コンデンサ68で平滑した直流電圧をA相増幅回路
42、B相増幅回路44へ供給する。
FIG. 7 shows an example of the voltage generating circuit 38. The voltage generating circuit 38 includes a constant voltage power supply 50 (Vc in the figure).
c) is switched by the duty control circuit 58 of the MOSFETs 54 and 56 as switching elements, thereby inducing a boosted AC voltage to the secondary coil 80B of the transformer 80. Then, the current is rectified by diodes 74 and 76, and
6. The DC voltage smoothed by the capacitor 68 is supplied to the A-phase amplifier circuit 42 and the B-phase amplifier circuit 44.

【0009】超音波モータ10、70を同時に駆動した
場合には、駆動回路30のコイル66と駆動回路70の
図示しないコイル(駆動回路30のコイル66に相当す
るコイル)から磁気ノイズが発生してお互いの発振回路
に磁気誘導し、発振周波数が周波数変調をおこして超音
波モータから可聴音を発生するという問題がある。
When the ultrasonic motors 10 and 70 are driven simultaneously, magnetic noise is generated from the coil 66 of the drive circuit 30 and a coil (not shown) of the drive circuit 70 (a coil corresponding to the coil 66 of the drive circuit 30). There is a problem that magnetic induction is generated in the respective oscillating circuits, the oscillating frequency causes frequency modulation, and an audible sound is generated from the ultrasonic motor.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事実を
考慮し、複数の超音波モータを同時に駆動しても、電圧
発生回路のコイルから発生する磁気ノイズによる互いの
発振回路への磁気誘導を抑制して、可聴音の発生を防止
することができる超音波モータの駆動回路を得ることが
目的である。
In view of the above-mentioned facts, the present invention provides a method of magnetic induction between oscillating circuits due to magnetic noise generated from coils of a voltage generating circuit even when a plurality of ultrasonic motors are driven simultaneously. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic motor drive circuit capable of suppressing the occurrence of an audible sound by suppressing noise.

【0011】[0011]

【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、トランスの1次側コイルにスイッチング素子
を接続し、前記スイッチング素子をオンオフすることで
前記トランスの2次側コイルへ交流電圧を誘起し、前記
交流電圧を整流して、かつコイルおよびコンデンサで平
滑化して超音波モータを駆動するための直流電圧を得る
電圧発生回路および前記超音波モータの駆動周波数に応
じた周波数で発振する発振回路を備えた超音波モータの
駆動回路であって、複数の超音波モータを同時に駆動す
る場合において、それぞれの前記電圧発生回路に設けら
れたコイルから発生する磁気ノイズによる互いの前記発
振回路への磁気誘導を抑制するように、前記コイルを磁
気シールドする磁気シールド部材を設けたことを特徴と
する。
According to the first aspect of the present invention, a switching element is connected to a primary coil of a transformer, and the switching element is turned on and off to connect to a secondary coil of the transformer. Inducing an AC voltage, rectifying the AC voltage, and smoothing with a coil and a capacitor to obtain a DC voltage for driving the ultrasonic motor, and a frequency corresponding to the driving frequency of the ultrasonic motor. A drive circuit for an ultrasonic motor having an oscillation circuit for oscillating, wherein when driving a plurality of ultrasonic motors at the same time, the oscillation of each other due to magnetic noise generated from a coil provided in each of the voltage generation circuits. A magnetic shield member for magnetically shielding the coil is provided so as to suppress magnetic induction to a circuit.

【0012】請求項1に記載の発明によれば、それぞれ
の超音波モータ駆動回路の電圧発生回路に設けられたコ
イルを磁気シールド部材で磁気シールドする。このた
め、互いの発振回路で発生する磁気誘導を抑制すること
ができ、発振周波数が安定して可聴音が発生するのを防
ぐことができる。
According to the first aspect of the present invention, the coils provided in the voltage generating circuits of the respective ultrasonic motor drive circuits are magnetically shielded by the magnetic shield members. For this reason, it is possible to suppress the magnetic induction generated in the respective oscillation circuits, and it is possible to prevent the generation of an audible sound with a stable oscillation frequency.

【0013】本発明の請求項2に記載の発明は、各々の
超音波モータの前記発振回路へ供給する電源を、それぞ
れ独立にしたことを特徴とする。
The invention according to a second aspect of the present invention is characterized in that the power supplies to the oscillation circuits of the respective ultrasonic motors are independent of each other.

【0014】請求項2に記載の発明によれば、各々の超
音波モータの発振回路へ供給する電源をそれぞれ独立に
することで、発振周波数が安定する。このため、請求項
1記載の前記コイルを磁気シールドする技術と、発振回
路へ供給する電源を独立にする技術とを併用することに
より、さらに発振周波数を安定させることができる。
According to the second aspect of the present invention, the power supply to the oscillation circuit of each ultrasonic motor is made independent, so that the oscillation frequency is stabilized. Therefore, the oscillation frequency can be further stabilized by using the technique of magnetically shielding the coil described in claim 1 and the technique of making the power supplied to the oscillation circuit independent.

【0015】本発明の請求項3に記載の発明は、前記磁
気誘導抑制手段が、パーマロイまたはフェライトである
ことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the magnetic induction suppressing means is permalloy or ferrite.

【0016】請求項3に記載の発明によれば、超音波モ
ータ駆動回路の電圧発生回路に設けられたコイルをコイ
ルをパーマロイまたはフェライトで磁気シールドする。
このため、簡単な構成で、かつ低コストで駆動回路を構
成することができる。
According to the third aspect of the present invention, the coil provided in the voltage generating circuit of the ultrasonic motor driving circuit is magnetically shielded with permalloy or ferrite.
Therefore, a drive circuit can be configured with a simple configuration and at low cost.

【0017】[0017]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0018】図4には複数の超音波モータおよび超音波
モータの駆動回路の概略構成の一例が示されている。定
電圧電源50の分岐した一方の出力端は、さらに分岐し
て制御用電源52の入力端および駆動回路30の電源入
力端に接続されており、分岐された他方の出力端は、さ
らに分岐して制御用電源62および駆動回路60の電源
入力端に接続されている。前記定電圧電源50は12V
の直流電圧を供給する。
FIG. 4 shows an example of a schematic configuration of a plurality of ultrasonic motors and a drive circuit of the ultrasonic motor. One branched output terminal of the constant voltage power supply 50 is further branched and connected to the input terminal of the control power supply 52 and the power supply input terminal of the drive circuit 30, and the other branched output terminal is further branched. Connected to the control power supply 62 and the power supply input terminal of the drive circuit 60. The constant voltage power supply 50 is 12V
Supply a DC voltage.

【0019】前記制御用電源52の分岐した一方の出力
端はマイクロコンピュータ32の電源入力端に接続され
ており、分岐した他方の出力端は発振回路34の電源入
力端に接続されている。制御用電源52は、定電圧電源
50より供給された12Vの直流電圧を5Vの直流電圧
に変換する。
One branched output terminal of the control power supply 52 is connected to a power input terminal of the microcomputer 32, and the other branched output terminal is connected to a power input terminal of the oscillation circuit 34. The control power supply 52 converts the 12V DC voltage supplied from the constant voltage power supply 50 to a 5V DC voltage.

【0020】マイクロコンピュータ32の一方の駆動信
号出力端は、発振回路34の駆動信号入力端に接続され
ており、他方の駆動信号出力端は発振回路64の駆動信
号入力端に接続されている。また、マイクロコンピュー
タ32の一方のスイッチング信号出力端は駆動回路30
のスイッチング信号入力端に接続されており、他方のス
イッチング信号出力端は駆動回路60のスイッチング信
号入力端に接続されている。マイクロコンピュータ32
は発振回路34および64へ駆動信号を出力し、駆動回
路30および60へは所定のタイミングでスイッチング
信号を出力する。
One drive signal output terminal of the microcomputer 32 is connected to a drive signal input terminal of the oscillation circuit 34, and the other drive signal output terminal is connected to a drive signal input terminal of the oscillation circuit 64. One switching signal output terminal of the microcomputer 32 is connected to the drive circuit 30.
, And the other switching signal output terminal is connected to the switching signal input terminal of the drive circuit 60. Microcomputer 32
Outputs a driving signal to the oscillation circuits 34 and 64 and outputs a switching signal to the driving circuits 30 and 60 at a predetermined timing.

【0021】発振回路34の駆動周波数信号出力端は、
駆動回路30の駆動周波数信号入力端に接続されてい
る。発振回路34は制御用電源52から電力を供給さ
れ、マイクロコンピュータ32からの駆動信号により所
定の駆動周波数で発振する。駆動回路30は超音波モー
タ10と接続され、所定の駆動電圧を供給して超音波モ
ータ10を駆動する。
The drive frequency signal output terminal of the oscillation circuit 34
It is connected to the drive frequency signal input terminal of the drive circuit 30. The oscillation circuit 34 is supplied with power from the control power supply 52 and oscillates at a predetermined drive frequency according to a drive signal from the microcomputer 32. The drive circuit 30 is connected to the ultrasonic motor 10 and supplies a predetermined drive voltage to drive the ultrasonic motor 10.

【0022】制御用電源62の出力端は発振回路64の
電源入力端に接続されている。制御用電源62は、定電
圧電源50より供給された12Vの直流電圧を5Vの直
流電圧に変換する。
The output terminal of the control power supply 62 is connected to the power input terminal of the oscillation circuit 64. The control power supply 62 converts the 12V DC voltage supplied from the constant voltage power supply 50 into a 5V DC voltage.

【0023】発振回路64の駆動周波数信号出力端は、
駆動回路60の駆動周波数信号入力端に接続されてい
る。発振回路64は制御用電源62から電力を供給さ
れ、マイクロコンピュータ32からの駆動信号により所
定の駆動周波数で発振する。駆動回路60は超音波モー
タ70と接続され、所定の駆動電圧を供給して超音波モ
ータ70を駆動する。
The drive frequency signal output terminal of the oscillation circuit 64
It is connected to the drive frequency signal input terminal of the drive circuit 60. The oscillation circuit 64 is supplied with electric power from the control power supply 62 and oscillates at a predetermined driving frequency according to a driving signal from the microcomputer 32. The drive circuit 60 is connected to the ultrasonic motor 70 and supplies a predetermined drive voltage to drive the ultrasonic motor 70.

【0024】また、図4には図示していないが、上記の
他にマイクロコンピュータ32には、後述する超音波モ
ータ10、70からのフィードバック信号や、回転パル
ス信号が各々入力される。
Although not shown in FIG. 4, in addition to the above, a feedback signal from the ultrasonic motors 10 and 70 described later and a rotation pulse signal are input to the microcomputer 32.

【0025】図2には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。
FIG. 2 shows a traveling wave type ultrasonic motor 10. The ultrasonic motor 10 includes an annular elastic body 12 made of a copper alloy or the like, and a piezoelectric body 14 is attached to the elastic body 12 to form a stator 28.

【0026】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。
The piezoelectric body 14 is made of a piezoelectric material that converts an electric signal into a mechanical signal, and is divided into a ring by a large number of electrodes.
It is arranged and configured. On the other hand, the rotor 18 attached to the drive shaft 16 is formed by bonding an annular slider 22 to a rotor ring 20 made of an aluminum alloy or the like, and the slider 22 is brought into pressure contact with the elastic body 12 by a spring 24. Have been. As the slider 22, for example, engineering plastic or the like is used in order to obtain a stable frictional force and a stable friction coefficient, so that the rotor 18 can be driven with high efficiency.

【0027】また、弾性体12には圧電素子26(図3
参照)が貼付されている。図3に示すように、圧電素子
26は一端が接地されており、他端が駆動回路30のバ
ンドパスフィルタ40の入力端に接続されている。
The elastic element 12 has a piezoelectric element 26 (FIG. 3).
Reference) is affixed. As shown in FIG. 3, one end of the piezoelectric element 26 is grounded, and the other end is connected to the input end of the bandpass filter 40 of the drive circuit 30.

【0028】圧電素子26は弾性体12の振動を検出
し、該振動に応じた振幅、周期の交流信号(フィードバ
ック信号)を出力する。バンドパスフィルタ40の出力
端はマイクロコンピュータ32の一方の入力端に接続さ
れている。バンドパスフィルタ40は圧電素子26から
出力されるフィードバック信号を検波してマイクロコン
ピュータ32に出力する。
The piezoelectric element 26 detects the vibration of the elastic body 12 and outputs an AC signal (feedback signal) having an amplitude and a cycle corresponding to the vibration. An output terminal of the band-pass filter 40 is connected to one input terminal of the microcomputer 32. The bandpass filter 40 detects a feedback signal output from the piezoelectric element 26 and outputs the detected signal to the microcomputer 32.

【0029】また、超音波モータ10には回転センサ4
6が取り付けられており、回転センサ46の出力端はマ
イクロコンピュータ32の回転パルス信号入力端に接続
されている。
The ultrasonic motor 10 has a rotation sensor 4
The output terminal of the rotation sensor 46 is connected to the rotation pulse signal input terminal of the microcomputer 32.

【0030】回転センサ46は、マグネット(図示省
略)とホール素子(図示省略)等で構成され、マグネッ
ト表面の磁束の変化をホール素子で検出し、ロータ18
が回転すると、マイクロコンピュータ32へロータ18
の回転速度に応じた周期のパルス信号を出力する。
The rotation sensor 46 includes a magnet (not shown) and a Hall element (not shown), and detects a change in magnetic flux on the surface of the magnet with the Hall element.
Rotates, the microcomputer 18 sends the rotor 18
And outputs a pulse signal having a cycle corresponding to the rotation speed.

【0031】スイッチング制御回路36の一方の出力端
は、駆動信号発生回路48のA相増幅回路42の一方の
入力端に接続されており、他方の出力端は駆動信号発生
回路48のB相増幅回路44の一方の入力端に接続され
ている。スイッチング制御回路36は発振回路34から
発振された発振周波数に応じて駆動パルスをスイッチン
グしながらA相増幅回路42、B相増幅回路44へ出力
する。
One output terminal of the switching control circuit 36 is connected to one input terminal of the A-phase amplification circuit 42 of the drive signal generation circuit 48, and the other output terminal is connected to the B-phase amplification circuit of the drive signal generation circuit 48. It is connected to one input terminal of the circuit 44. The switching control circuit 36 outputs the driving pulse to the A-phase amplifier circuit 42 and the B-phase amplifier circuit 44 while switching the drive pulse according to the oscillation frequency oscillated from the oscillation circuit 34.

【0032】また、A相増幅回路42の他方の入力端と
B相増幅回路44の他方の入力端は電圧発生回路38の
出力端に接続されている。前記電圧発生回路38の入力
端は、図4に示す定電圧電源50の出力端に接続されて
おり、前記定電圧電源50から供給された12Vの電圧
を所定の交流電圧に昇圧し、さらに整流、平滑化して所
定の直流電圧に昇圧してA相増幅回路42、B相増幅回
路44へ電力を供給する。
The other input terminal of the A-phase amplifier circuit 42 and the other input terminal of the B-phase amplifier circuit 44 are connected to the output terminal of the voltage generation circuit 38. An input terminal of the voltage generation circuit 38 is connected to an output terminal of the constant voltage power supply 50 shown in FIG. 4, and boosts a voltage of 12 V supplied from the constant voltage power supply 50 to a predetermined AC voltage, and further rectifies the voltage. , And supplies the power to the A-phase amplifier circuit 42 and the B-phase amplifier circuit 44 after boosting to a predetermined DC voltage.

【0033】電圧発生回路38の回路構成は図1に示す
ような構成となっている。電圧発生回路38はトランス
120を備えており、トランス120の1次側コイル1
20Aの中点には電源線118を介してコンデンサ11
6の一端および車両用バッテリー電源(図ではVccで
表す)に接続されており、コンデンサ116の他端は接
地されている。
The circuit configuration of the voltage generating circuit 38 is as shown in FIG. The voltage generating circuit 38 includes a transformer 120, and the primary coil 1 of the transformer 120
At the midpoint of 20A, the capacitor 11 is connected via the power line 118.
6 and a vehicle battery power supply (represented by Vcc in the figure), and the other end of the capacitor 116 is grounded.

【0034】トランス120の1次側コイル120Aの
一端は、スイッチング素子としてのMOSFET110
のドレインに接続されている。MOSFET110のゲ
ートはデューティー制御回路114の一方の出力端に接
続されており、MOSFET110のソースは接地され
ている。
One end of the primary coil 120A of the transformer 120 is connected to a MOSFET 110 as a switching element.
Connected to the drain of The gate of the MOSFET 110 is connected to one output terminal of the duty control circuit 114, and the source of the MOSFET 110 is grounded.

【0035】トランス120の1次側コイル120Aの
他端は、スイッチング素子としてのMOSFET112
のドレインに接続されている。MOSFET112のゲ
ートはデューティー制御回路114の他方の出力端に接
続されており、MOSFET112のソースは接地され
ている。
The other end of the primary coil 120A of the transformer 120 is connected to a MOSFET 112 as a switching element.
Connected to the drain of The gate of the MOSFET 112 is connected to the other output terminal of the duty control circuit 114, and the source of the MOSFET 112 is grounded.

【0036】トランス120の2次側コイル120Bの
一端は整流素子としてのダイオード122のアノードが
接続されており、他端は整流素子としてのダイオード1
24のアノードが接続されている。また、トランス12
0の2次側コイル120Bの中点は接地されている。
One end of a secondary coil 120B of the transformer 120 is connected to the anode of a diode 122 as a rectifying element, and the other end is connected to a diode 1 as a rectifying element.
Twenty-four anodes are connected. Also, the transformer 12
The middle point of the secondary coil 120B of 0 is grounded.

【0037】ダイオード122、124のカソードはイ
ンダクタンス素子としてのコイル126の一端に接続さ
れている。コイル126は、巻線部分が磁気シールド部
材としてのパーマロイ127(図8参照)で被覆されて
いる。パーマロイ127は透磁率の高い合金であり、コ
イル126に流れる電流により発生する磁界を吸収す
る。コイル126の他端はコンデンサ128の一端が接
続されており、コンデンサ128の他端は接地されてい
る。さらに、コイル126の他端はA相増幅回路42、
B相増幅回路44の一方の入力端に接続されており、前
記入力端に電圧発生回路38より直流電圧が供給され
る。
The cathodes of the diodes 122 and 124 are connected to one end of a coil 126 as an inductance element. The coil 126 has a winding portion covered with a permalloy 127 (see FIG. 8) as a magnetic shield member. Permalloy 127 is an alloy having a high magnetic permeability, and absorbs a magnetic field generated by a current flowing through the coil 126. The other end of the coil 126 is connected to one end of a capacitor 128, and the other end of the capacitor 128 is grounded. Further, the other end of the coil 126 is connected to the A-phase amplification circuit 42,
It is connected to one input terminal of the B-phase amplifier circuit 44, and a DC voltage is supplied from the voltage generating circuit 38 to the input terminal.

【0038】A相増幅回路42は超音波モータ10の圧
電体14Aに接続されており、圧電体14Aに正弦波信
号(sin波)を供給する。B相増幅回路44は超音波
モータ10の圧電体14Bに接続されており、圧電体1
4BにA相増幅回路42が供給する正弦波信号と90°
位相が異なる正弦波信号(cos波)を供給する。圧電
体14A、14Bの他端は接地されている。この圧電体
14A、14Bによって超音波モータ10の圧電体14
が構成される。
The A-phase amplification circuit 42 is connected to the piezoelectric body 14A of the ultrasonic motor 10, and supplies a sine wave signal (sine wave) to the piezoelectric body 14A. The B-phase amplifier circuit 44 is connected to the piezoelectric body 14B of the ultrasonic motor 10,
4B and the sine wave signal supplied by the A-phase
Sine wave signals (cos waves) having different phases are supplied. The other ends of the piezoelectric bodies 14A and 14B are grounded. The piezoelectric members 14A and 14B of the ultrasonic motor 10
Is configured.

【0039】A相増幅回路42、B相増幅回路44の回
路構成は図5に示すような構成となっている。A相増幅
回路42はトランス100を備えており、トランス10
0の1次側コイル100Aの中点には、電源線84の分
岐された方の一端が接続されており、電源線84の他端
は前述の電圧発生回路38の出力端に接続されている。
The circuit configurations of the A-phase amplifier circuit 42 and the B-phase amplifier circuit 44 are as shown in FIG. The A-phase amplifier circuit 42 includes a transformer 100, and the transformer 10
One end of the branch of the power supply line 84 is connected to the middle point of the primary coil 100A of 0, and the other end of the power supply line 84 is connected to the output end of the voltage generation circuit 38 described above. .

【0040】トランス100の1次側コイル100Aの
一端はスイッチング素子としてのMOSFET90のド
レインに接続されており、他端はMOSFET92のド
レインに接続されている。MOSFET90、92のソ
ースは接地されている。また、トランス100の2次側
コイル100Bの両端は圧電体14Aに接続されてい
る。
One end of the primary coil 100 A of the transformer 100 is connected to the drain of the MOSFET 90 as a switching element, and the other end is connected to the drain of the MOSFET 92. The sources of the MOSFETs 90 and 92 are grounded. Both ends of the secondary coil 100B of the transformer 100 are connected to the piezoelectric body 14A.

【0041】B相増幅回路44はトランス102を備え
ており、トランス102の1次側コイル102Aの中点
には電源線84の分岐された方の他端が接続されてい
る。
The B-phase amplifier circuit 44 includes a transformer 102, and the other end of the power supply line 84 is connected to the middle point of the primary coil 102A of the transformer 102.

【0042】トランス102の1次側コイル102Aの
一端はスイッチング素子としてのMOSFET94のド
レインに接続されており、他端はMOSFET96のド
レインに接続されている。MOSFET94、96のソ
ースは接地されている。また、トランス102の2次側
コイル102Bの両端は圧電体14Bに接続されてい
る。
One end of the primary coil 102 A of the transformer 102 is connected to the drain of a MOSFET 94 as a switching element, and the other end is connected to the drain of a MOSFET 96. The sources of the MOSFETs 94 and 96 are grounded. Both ends of the secondary coil 102B of the transformer 102 are connected to the piezoelectric body 14B.

【0043】MOSFET90、92、94、96のゲ
ートは各々スイッチング制御回路36に接続されてお
り、MOSFET90、92、94、96の各々はスイ
ッチング制御回路36から入力されるスイッチング信号
1 、A2 、B1 、B2 に応じてオンオフされる。
The gates of the MOSFETs 90, 92, 94, 96 are respectively connected to the switching control circuit 36, and the MOSFETs 90, 92, 94, 96 each have switching signals A 1 , A 2 , It is turned on and off according to B 1 and B 2 .

【0044】超音波モータ70、駆動回路60の構成に
ついては、上記に示した超音波モータ10、駆動回路3
0とそれぞれ同じ構成となっているので詳細な説明は省
略する。
The structure of the ultrasonic motor 70 and the drive circuit 60 is as follows.
0 has the same configuration as that of FIG.

【0045】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。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0046】超音波モータ10を駆動する場合、マイク
ロコンピュータ32より駆動周波数信号が発振回路34
へ出力される。発振回路34はマイクロコンピュータ3
2より指定された駆動周波数で発振を開始する。
When driving the ultrasonic motor 10, the microcomputer 32 outputs a drive frequency signal to the oscillation circuit 34.
Output to The oscillation circuit 34 is a microcomputer 3
2. Oscillation starts at the drive frequency specified by 2.

【0047】電圧発生回路38では、定電圧電源(図で
はVccで表す)からトランス120の1次側コイル1
20Aに電圧が供給され、デューティー制御回路114
から所定のタイミングでMOSFET110、112の
ゲートへスイッチング信号が入力されて、トランス12
0の1次側コイル120Aへの電流がオンオフされる。
そして、トランス120の2次側コイル120Bへ交流
電圧が誘起され、この交流電圧をダイオード122、1
24で全波整流し、コイル126、コンデンサ128で
平滑化して直流電圧をA相増幅回路42、B相増幅回路
44へ供給する。このとき、コイル126で磁気ノイズ
を発生する場合があるが、パーマロイ127で磁気シー
ルドされているので、磁気ノイズによる他の回路への影
響が抑制される。
In the voltage generating circuit 38, the primary coil 1 of the transformer 120 is supplied from a constant voltage power supply (represented by Vcc in the figure).
20A is supplied with a voltage and the duty control circuit 114
A switching signal is input to the gates of the MOSFETs 110 and 112 at a predetermined timing from the
The current to the primary coil 120A of 0 is turned on and off.
Then, an AC voltage is induced in the secondary coil 120B of the transformer 120, and the AC voltage is
The DC voltage is supplied to the A-phase amplifier circuit 42 and the B-phase amplifier circuit 44 after being subjected to full-wave rectification at 24 and smoothed by the coil 126 and the capacitor 128. At this time, magnetic noise may be generated in the coil 126. However, since the magnetic noise is generated by the permalloy 127, the influence of the magnetic noise on other circuits is suppressed.

【0048】スイッチング制御回路36では、A相増幅
回路42、B相増幅回路44のMOSFET90、9
2、94、96をオンオフさせるスイッチング信号
1 、A2、B1 、B2 を出力する。
In the switching control circuit 36, the MOSFETs 90 and 9 of the A-phase amplification circuit 42 and the B-phase amplification circuit 44
It outputs switching signals A 1 , A 2 , B 1 , and B 2 for turning on, off, and 2 , 2 , 94, 96, respectively.

【0049】このスイッチング信号は、図6に示す如
く、MOSFET90、92、94、96のいずれか1
つを所定のデューティー比でオンオフさせ、かつそれ以
外のMOSFETをオフ状態にすると共に、オンオフさ
せるMOSFETを、駆動開始時の駆動信号の周波数f
s の周期の1/4の周期毎に、MOSFET90、9
4、92、96の順に切り替える信号である。これによ
り、トランス100、102の2次側コイル100B、
102Bには各々周波数が駆動開始時の周波数fsで、
かつ位相が90°異なる交流の駆動信号が誘起される。
As shown in FIG. 6, this switching signal is applied to one of the MOSFETs 90, 92, 94 and 96.
And the other MOSFETs are turned off at a predetermined duty ratio, and the other MOSFETs are turned off.
MOSFETs 90, 9 every 1/4 of the cycle of s
The signal is switched in the order of 4, 92, 96. Thereby, the secondary coil 100B of the transformers 100 and 102,
In 102B, each frequency is the frequency fs at the start of driving,
In addition, an AC drive signal having a phase difference of 90 ° is induced.

【0050】この駆動信号が圧電体14A、14Bに供
給されることにより、超音波モータ10の弾性体12に
進行波が励起され、駆動軸16およびロータ18が回転
される。また、弾性体12の振動は圧電素子26によっ
て電気信号に変換され、フィードバック信号としてバン
ドパスフィルタを40を介してマイクロコンピュータ3
2に入力される。さらに、超音波モータ10に取り付け
られた回転センサ46から、ロータ18の回転速度に応
じた回転パルス信号がマイクロコンピュータ32に入力
される。
When this drive signal is supplied to the piezoelectric bodies 14A and 14B, a traveling wave is excited in the elastic body 12 of the ultrasonic motor 10, and the drive shaft 16 and the rotor 18 are rotated. Further, the vibration of the elastic body 12 is converted into an electric signal by the piezoelectric element 26, and as a feedback signal through the band-pass filter 40 through the microcomputer 3.
2 is input. Further, a rotation pulse signal corresponding to the rotation speed of the rotor 18 is input to the microcomputer 32 from a rotation sensor 46 attached to the ultrasonic motor 10.

【0051】マイクロコンピュータ32では、前記フィ
ードバック信号、回転パルス信号をモニタしながら、駆
動信号の周波数が超音波モータ10の最適駆動周波数に
徐々に近づいて一致し、さらに最適駆動周波数を追従す
るように、オンオフさせるMOSFET90、92、9
4、96を切り替えるタイミングを変更して駆動信号の
周波数を制御する。
In the microcomputer 32, while monitoring the feedback signal and the rotation pulse signal, the frequency of the drive signal gradually approaches and matches the optimum drive frequency of the ultrasonic motor 10, and further follows the optimum drive frequency. MOSFETs 90, 92, 9 to be turned on and off
The frequency of the drive signal is controlled by changing the switching timing between 4, 96.

【0052】超音波モータ70を駆動する場合も超音波
モータ10と同様にして駆動されるので詳細な説明は省
略する。
When the ultrasonic motor 70 is driven, it is driven in the same manner as the ultrasonic motor 10, and a detailed description is omitted.

【0053】ここで、超音波モータ10および超音波モ
ータ70を同時に駆動した場合に、超音波モータ10の
電圧発生回路38のコイル126および超音波モータ7
0の電圧発生回路(図示省略)の図示しないコイル(電
圧発生回路38のコイル126に相当するコイル)が磁
気ノイズを発生する(図9(a)参照)場合があるが、
コイル126を磁気シールドするパーマロイ127およ
び図示しないコイルを磁気シールドする図示しないパー
マロイによって磁気ノイズが吸収される(図9(b)参
照)。このため、磁気ノイズが互いの発振回路34、6
4へ磁気誘導するのを防ぐことができ、発振周波数が安
定するので可聴音を発生することがない。
Here, when the ultrasonic motor 10 and the ultrasonic motor 70 are driven simultaneously, the coil 126 of the voltage generating circuit 38 of the ultrasonic motor 10 and the ultrasonic motor 7
A coil (not shown) of the voltage generator circuit (not shown) of 0 (corresponding to the coil 126 of the voltage generator circuit 38) may generate magnetic noise (see FIG. 9A).
Magnetic noise is absorbed by a permalloy 127 that magnetically shields the coil 126 and a permalloy not shown that magnetically shields a coil not shown (see FIG. 9B). For this reason, magnetic noise is generated by the oscillation circuits 34 and 6 of each other.
4 can be prevented from being magnetically induced, and the oscillation frequency is stabilized, so that no audible sound is generated.

【0054】また、発振回路34、64へ供給する電源
は制御用電源52、62からそれぞれ独立して供給され
るので制御用電源へのノイズによる発振周波数の変動が
少なくなり、さらに発振周波数が安定する。
Since the power supplied to the oscillation circuits 34 and 64 is supplied independently from the control power supplies 52 and 62, the fluctuation of the oscillation frequency due to noise to the control power supply is reduced, and the oscillation frequency is stabilized. I do.

【0055】なお、本形態では磁気シールド部材として
パーマロイを例に説明したが、パーマロイの代わりにフ
ェライトを用いてもよい。フェライトは金属酸化物の磁
性体で、セラミックとして焼結したものであり、磁気ノ
イズを吸収する性質があるので、パーマロイと同様の効
果が得られる。
In this embodiment, permalloy has been described as an example of the magnetic shield member, but ferrite may be used instead of permalloy. Ferrite is a magnetic material of metal oxide, sintered as ceramic, and has the property of absorbing magnetic noise, so that the same effect as permalloy can be obtained.

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

【図1】本発明に係る超音波モータ駆動回路における電
圧発生回路の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage generation circuit in an ultrasonic motor drive circuit according to the present invention.

【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。
FIG. 2 is a partially sectional perspective view showing a schematic configuration of an ultrasonic motor.

【図3】超音波モータと、超音波モータ駆動回路の概略
構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an ultrasonic motor and an ultrasonic motor drive circuit.

【図4】複数の超音波モータと、超音波モータ駆動回路
の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a plurality of ultrasonic motors and an ultrasonic motor drive circuit.

【図5】駆動信号発生回路の例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an example of a drive signal generation circuit.

【図6】スイッチング制御回路から出力されるスイッチ
ング信号と、トランスで誘起される駆動信号を示す線図
である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a switching signal output from a switching control circuit and a drive signal induced by a transformer.

【図7】従来の超音波モータ駆動回路における電圧発生
回路を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a voltage generation circuit in a conventional ultrasonic motor drive circuit.

【図8】パーマロイで磁気シールドしたコイルを示す斜
視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a coil which is magnetically shielded with permalloy.

【図9】(a)はコイルを磁気シールドしなかった場
合、(b)はコイルを磁気シールドした場合の磁気ノイ
ズを説明するための説明図である。
9A is an explanatory diagram for explaining magnetic noise when the coil is not magnetically shielded, and FIG. 9B is an explanatory diagram for explaining magnetic noise when the coil is magnetically shielded.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、70 超音波モータ 30、60 駆動回路 32 マイクロコンピュータ 34、64 発振回路 38 電圧発生回路 50 定電圧電源 52、62 制御用電源 110、112 スイッチング素子 114 デューティー制御回路 120 トランス 122、124 ダイオード 126 コイル 127 パーマロイ(磁気シールド部材) 128 コンデンサ 10, 70 Ultrasonic motor 30, 60 Drive circuit 32 Microcomputer 34, 64 Oscillation circuit 38 Voltage generation circuit 50 Constant voltage power supply 52, 62 Control power supply 110, 112 Switching element 114 Duty control circuit 120 Transformer 122, 124 Diode 126 Coil 127 Permalloy (magnetic shield member) 128 Capacitor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トランスの1次側コイルにスイッチング
素子を接続し、前記スイッチング素子をオンオフするこ
とで前記トランスの2次側コイルへ交流電圧を誘起し、
前記交流電圧を整流して、かつコイルおよびコンデンサ
で平滑化して超音波モータを駆動するための直流電圧を
得る電圧発生回路および前記超音波モータの駆動周波数
に応じた周波数で発振する発振回路を備えた超音波モー
タの駆動回路であって、複数の超音波モータを同時に駆
動する場合において、 それぞれの前記電圧発生回路に設けられたコイルから発
生する磁気ノイズによる互いの前記発振回路への磁気誘
導を抑制するように、前記コイルを磁気シールドする磁
気シールド部材を設けたことを特徴とする超音波モータ
の駆動回路。
1. A switching element is connected to a primary coil of a transformer, and an AC voltage is induced in a secondary coil of the transformer by turning on and off the switching element.
A voltage generating circuit that rectifies the AC voltage and obtains a DC voltage for driving the ultrasonic motor by smoothing with a coil and a capacitor; and an oscillation circuit that oscillates at a frequency corresponding to a driving frequency of the ultrasonic motor. A driving circuit of the ultrasonic motor, wherein when driving a plurality of ultrasonic motors at the same time, magnetic induction to each of the oscillation circuits by magnetic noise generated from a coil provided in each of the voltage generating circuits. A driving circuit for an ultrasonic motor, comprising: a magnetic shield member for magnetically shielding the coil so as to suppress the coil.
【請求項2】 各々の超音波モータの前記発振回路へ供
給する電源を、それぞれ独立にしたことを特徴とする請
求項1記載の超音波モータの駆動回路。
2. The drive circuit for an ultrasonic motor according to claim 1, wherein the power supplied to the oscillation circuit of each ultrasonic motor is independent.
【請求項3】 前記磁気シールド部材が、パーマロイま
たはフェライトであることを特徴とする請求項1記載の
超音波モータの駆動回路。
3. The drive circuit according to claim 1, wherein the magnetic shield member is made of permalloy or ferrite.
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