JPS59185178A - 振動型モ−タ及びその駆動方法 - Google Patents

振動型モ−タ及びその駆動方法

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JPS59185178A
JPS59185178A JP58059603A JP5960383A JPS59185178A JP S59185178 A JPS59185178 A JP S59185178A JP 58059603 A JP58059603 A JP 58059603A JP 5960383 A JP5960383 A JP 5960383A JP S59185178 A JPS59185178 A JP S59185178A
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vibration
surface wave
type motor
vibration type
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JP58059603A
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Tatsuzo Ujo
鵜城 達三
Naoya Kaneda
直也 金田
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Canon Inc
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/16Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
    • H02N2/163Motors with ring stator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/14Drive circuits; Control arrangements or methods

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明はモータ、特に個体を振動させて表面波をつくシ
これによシ他の個体を駆動する、振動型モータ及びその
駆動方法に関するものである。
(従来技術) 従来の振動型モータに関して図面により説明する。第1
図は従来知られている振動型モータの構成を示す斜視図
である。1は振動して駆動源となるリング板であ)、複
数個の加振用電気機械変換ツク) 2&、 2b、 2
Q、 2aが貼υ付けられている。このEEtセ2ミッ
ク2a〜2dに対してリング板1が共振するような周波
数fOで加振してやるが、このとき、圧電セラミック2
IL、2Cと圧電上2ミック2b、 2aで振動の位相
をずらすことによυリング板1に共振した進行波の表面
波を形成してやる。4は被駆動体であυ、リング板1と
摩擦する面に摩擦体6を貼カ付けである。5はホルダー
6に対して振動が伝搬しないようにするための吸振体で
ある。ホルされて、摩擦体6とリング板1が圧着する。
このような状態で第2図に示すようにリング板1の表面
に表面波1aが発生し点線で示した表面波1bのように
矢印X方向へ進行すると、表面でのリング板1の質点の
運動によシ摩擦体6および被駆動体4が矢印Y方向へ移
動する。
振動の振巾Aは一般に第6図に示すように共振状態のと
き最も大きくなるので、実際に加振するときの周波数で
1は、振動系の共振周波数f0と一致させている。また
共振点fOをずれるとほとんど振動しないことがわかる
。ところが使用する温度により機械的な共振点foが変
化してしまうため、実際には温度によシ駆動する周波数
で1を変化させなければならない。
第4図は別のタイプの振動型モーフの例を示すものであ
シ、軸9に対して圧電セラミック10゜11が貼シ付け
られている。12.15は共に支持体である。この軸9
に対して共振周波数fOに等しい加振周波数で1で圧電
セラミック10.11を駆動し、更に、圧電セラミック
10と11の位相を、一方を振動発生、他方を振動吸収
と云う具合いにする。これによシ軸9に進行する表面波
が発生し、摩擦体14を第2図と同様の原理により移動
させ被駆動体15が駆動される。
共振点f、に対しての振巾の変化は第5図と同様な傾向
を示す。この場合も温度によυ共振点がずれるとともに
被駆動体15の位置によっても共振点が移動する。
(目 的) 本発明は上述したような欠点に鑑み振動型モータにおけ
る、温度変化等による共振点foの変化に対して加振周
波数で1を追従させることによシ常に良好な駆動を保証
し得る該−動型七−タ及びその駆動方法を提供せんとす
るものである。
(実施例) 第5図は本発明の振動型モータの一実施例を示すもので
、これは、第1図のものに対して振動検出用の機械電気
変換素子SAを円筒板1に貼シ付けた構成を有している
。この素子SAによυ円筒ri、1の振動状態、例えば
、振巾を検出することができる。
第6図は第4図に示した別のタイプの振動型モータに対
する本発明の一実施例であり、第4図のものに対して機
械電気変換素子SBを軸9に貼シ付けた構成を有してい
る。これによシ軸9の振動状態、例えば、振巾を検出す
ることができる。
第7図は素子SA或いはSBを使用した本発明の駆動方
法に従う駆動回路の一例のブロック図を示す。16は電
圧制御発振器(以下VCO)であシ、17は周波数変調
器、1Bは増rIJ器、19は移相器、20はピーク周
波数検出器、21はスイッチである。
次に動作を説明する。初めKVCOl 6より所定の周
波数で1の信号色が出力される。これに対してスイッチ
21は21b側になっており、周波数変調器17によυ
f1に対して所定の周波数偏差△fをもった、fl±△
fの間で掃引された信号すが出力される。この信号すを
増巾器18により増巾して信号Cとして圧電セラミック
2..2Qへ、又、移相器19を介して信号Cに対して
位相を所定量(例えば90度)ずらした信号dを圧電セ
ラミック2b、 2aに附与され、信号Cとdによυ所
定の進行波が形成される。この様にすることによシ、温
度変化により共振点f0が変化しても駆動周波数に於て
この変化した共振点fOを捉えることが出来る。勿論、
この時の△fは予想される温度変化に因る共振点f、の
変動中をカバーし得る様に選ばれるものである。この時
の振動の振巾な検出素子SAで検出する。この検出信号
eと駆動信号すとをピーク周波数検出器20に入力し、
この時のピーク周波数に対応する電圧gをvcol 6
に入力して共振周波数fOに対応した周波数i−1/で
駆動する。ピーク周波数が検知された後は、スイッチ2
1を21&側に切換えて共振周波数toに対応した1 
1/で駆動する。
斯くして、振動系の共振周波数が変化しても常にそれに
追従することが可能であシ、温度や振動系の変化があっ
ても、モータを良好に駆動することが可能となる。
第8図は第7図で説明した回路系に於て共振周波数を検
出している状態、即ち、第7図でスイッチ21が211
+にある時のピーク周波数検出器20の動作を更に詳細
に説明するためのプ田ツク図である。図において、ピー
ク周波数検出を開始する状態においてはカウンタ24は
リセツ)されている。ピーク検出開始とともにカウンタ
24が動作し、その出力に応じた制御電圧gが制御電圧
発生器25よ、!1llvCO16に出力される。尚、
図中、22は振巾検出回路、25は比較及び記憶回路で
ある。
第9図はvcol 6の公知の回路例を示すもので、カ
ウンタ24の出力値と対応した制御電圧gによって圧電
セラミック2a〜2dには前述の如<fl−N1からf
1+N1の間の周波数を持つ電圧が附与される。図中、
R1−R4は抵抗、Dl、D=はダイオード、COはコ
ンデンサ、QINQ4はトランジスタである。カウンタ
24のカウント値がルの時の制御電圧いに対する駆動周
波数をin (f、−△f≦fn≦f1+Δfz)とす
ると、この時の振巾は、検出素子SAに接続された振巾
検出回路22によって知ることができる。第10図及び
第11図は、この振巾検出回路2202′:)の例を示
すもので、第10図の例では、検出素子SAとしてはひ
ずみゲージ26を用い、又第11図に示した例では、圧
電素子27を用いてその出力からそのまま検出するもの
である。尚、第10.11図中、R11−Rlsは抵抗
、Eは’a源、AMPは増巾器である。
この様にして知った、カウンタ24のカウント値がかの
時の振巾は比較及び記憶回路2ろに送られ記憶され石と
ともにルー1の時の振巾値A3−1と比較される。又、
カウンタ24のカウント値がル+1の時の振巾値ATL
−1−zがルの時の振巾値Asと比較される。この様に
カウンタ24の分解能に応じたΔtごとの振巾を比較し
ていくが、この時振巾傭人の変化は、第6図で示した共
振周波数の左側の状態から走査していくためピーク検出
開始時点では共振周波数がfl±△f1の間にある。即
ち本実施例で共振周波数の検出が可能な範囲においては
共振周波数f(1−fl−Nzの時を除き、必ず3 m
 1の時の振巾値よシル−2の時の振巾値の方が大であ
る。
この様にして、カウンタ24の出力値に対応して前回と
今回の振巾値を順次比較していき、振巾値がピークを越
えて初めてかの時の振巾値紅とル+1の時の振巾値Aル
+1の大小関係がA3+z<Aルとなる。よって、この
振巾値の大小関係が反転した時のカウンタ出カルを記憶
しておき、その値の制御電圧gnでVCOl 6を駆動
することによυ共振点f、を維持する。
第7図の回路系では、最初にでよ±Nの範囲で掃引した
後、切換えているが例えば、この切換えを行わずに常に
共振点f、をサーチしながら駆動することも可能であυ
、これは、特に被駆動体が移動する第4図の様なタイプ
では有効である。又、温度変化のはげしい条件下の使用
の場合にもこの様な方法が有効である。更に時系列的に
スイッチ21を切換えて一定時間サーチして、所定時間
駆動し、又、サーチしてという様な方法も持って良いも
のである。
(効 呆ン 以上説明した様に、本発明によれば、環境温度変化等に
対しても常に良好な且つ効率の良い振動型モータの駆動
状態を保証出来る様になるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は振動用モータの構成を示す斜視図である。 第2図は振動型モータの駆動原理を説明するための図で
ある。 第6図は共振特性を示す図である。 第4図は別の型の振動型モータの構成を示す図である。 第5図は本発明を第1図に示した如き構成のモータに適
用した場合の一実施例を示す斜視図である0 第6図は本発明を第4図に示した如き構成のモータに適
用した場合の一実施例を示す図である。 第7図は本発明の方法に従った駆動回路の一例を示すブ
ロック図である。 第8図は第7図示回路中の要部の詳細を説明するための
ブロック図である。 第9図、第10図、及び第11図は第8図示回路中の要
部回路の具体的構成を示す部分回路図である。 1115・・・第1の個体、4I9・・・第2の個体、
2P−24+ 14・・・加振用電気・機械変換素子(
圧電セラミック)、5AISBIIa11振動状態(振
巾)検出用素子、26・・・ひずみゲージ、27・0圧
電素子、16・・・電圧制御発振器、17・・φ周波数
変調器、19・・・移相器、20・・−ビーク周波数検
出器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)第1の個体の複数の場所に加振用電気−機械変換
    素子を設け、上記複数個の加振用電気・機械変換素子を
    互に興なる位相をもって共通の周波数で振動させ、上記
    第1の個体に進行する表面波を形成し、該表面に第2の
    個体を接し摩擦により表面波で上記第1及び第2の個体
    間に相対移動を生ぜしめる振動型上−夕の駆動方法に於
    て、加振振動周波数f′を所定の周波数fに対して、f
    を中心に周波数偏差△f内で変化さ含、f’−f±△f
    として振動させることを特徴とする振動型モータの駆動
    方法。 (′2J上記加振振動周波数f′をf−f±△fの範囲
    で変化させる際に上記第1の個体の振動状態を検出し、
    それをもとに上記周波数f′を制御する様にした特許請
    求の範囲第(1)項記載の振動型モータの駆動方法。 (3)第1の個体の複数の場所に加振用電気ψ機械変換
    素子を設け、上記複数個の加振用電気#機械変換素子を
    互に異なる位相をもって共通の周波数で振動させ、上記
    第1の個体に進行する表面波を形成し、該表面に第2の
    個体を接し摩擦によシ表百波で上記に1及び第2の個体
    間に相対移動を生ぜしめる振動型モータに於て、上記第
    1の個体に該第1の個体の振動状態を検出するための機
    械−電気変換素子を設けたことを特徴とする振動型モー
    タ。
JP58059603A 1983-04-04 1983-04-04 振動型モ−タ及びその駆動方法 Granted JPS59185178A (ja)

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Cited By (8)

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