JPS63209482A - 振動型駆動装置用制御回路 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電歪素子等の電気−機械エネルギー変換素子に
対して、周波電圧を印加して振動体の表面に進行性撮動
波を形成して、該振動波にて移動体を駆動する振動波“
モーターの制御回路に関する。

（従来技術） 従来、上記型式の振動波モーターにあって回転速度の調
定を行うに際して、上記周波電圧の周波数を調定するこ
とが知られている。

即ち上記型式のモーターでは、前記電気−機械エネルギ
ー変換素子への印加周波電圧の周波数を低くする程モー
ターの回転速度が高速となる特性を有しており、速度調
定に対してその周波数を可変となし速度制御を行ってい
た。

上記の如く該型式のモーターでは、その駆動周波数を低
くすればする程その速度が高速となるのではあるが、そ
の周波数がモーターの共振周波数を越え低下した場合、
急激に回転速度が低下する特性を有している。

従ってモーターの速度制御に際し−て、上記駆動周波数
がモーターの共振周波数より低くならない様なす必要が
あり、その方法としてモーターの共振周波数を記憶させ
て置き、駆動周波数が、この記憶された周波数以下とな
らない様駆動周波数を規制することが考えられる。

しかしながら上記型式のモーターにおける共振周波数は
、温度等の周囲環響の影響にて変化す、るため共振周波
数を固定値として記憶させて、上記の制御を行っても実
際の共振周波数と記憶値とが異なってしまい、上記の不
都合を防止し得ないものである。

〔目　的〕

本発明は上記事項に鑑みなされたもので、上記振動体上
に振動体の振動状態を検知し、振動状態に応じた周波信
号を出力する電歪素子等の機械−電気エネルギー変換素
子を配し、該変換素子の出力信号の位相と電気−機械エ
ネルギー変換素子へ印加される周波信号の位相との関係
を検知し、その位相差関係からモーターが共振状態にあ
るか否かを判定し、上記電気−機械エネルギー変換素子
への印加周波信号の周波数の調定によるモーターの速度
調定に際し、上記位相差関係が共振状態と判定された時
には、その際の印加周波信号の周波数より低い周波数へ
の移行を禁止し、速度制御に際し駆動周波信号の周波数
が共振周波数よりも低下して、モーターの回転速度が急
激に低下することを防止したものである。

（実施例） 第１図は本発明に係る振動波モーターの制御回路の一実
施例を示す回路図である。

図において、ＣＰＵはマイクロコンピュータ−を示して
いる。

該コンピューター〇ＰＵにおいて、ＰＡＯ〜ＰＡ、は出
力ポートで、該ボートからは駆動周波数を決定する情報
が出力される。又、出力ポートＰＢ、からはモーター駆
動停止信号を送出し、出力ポートＰＢ２からはモーター
の正逆回転を決定する方向信号が送出される。ＰＣＱ〜
ＰＣ３は共振周波数情報を出力する出力ポート、ＰＤｏ
はロック信号を入力する入力ボート、Ｐ　Ｅ　ｏはエン
コーダーＥＮＣからのパルスを入力する入力ボートであ
る。

ＤＡは上記ＣＰＵの出力ポートＰ　Ａ　ａ〜Ｐ　Ａ　７
と接続し、該ボートから出力される情報をＤＡ変換する
ＤＡ（デジタルアナログ）変換回路である。ＯＰ＋　、
ＯＦ２及びＴ　Ｒｌ、　Ｔ　Ｒ２はそれぞれオペアンプ
及びトランジスターで、ｏｐ、。

Ｔｒ、にて上記ＤＡ変換回路出力に応じた電流を形成し
、トランジスターＴ’　ｓ　＊　Ｔ　ｒ　４から成るカ
レントミラー回路に該電流を形成させる。又、上記ＯＰ
２．Ｔｒ、はオフセット用の回路で、該回路にてオフセ
ット用電流が形成され、その結果としてカレントミラー
回路を構成する上記トランジスターＴｒ４に上記ＤＡ変
換回路出力に応じた電流に対して、上記オフセット電流
を加えト雪嬬Ｍ竪＃ｊ六ｈス− Ｃｓは上記トランジスターＴｒ４の出力電流にて充電さ
れるコンデンサー、ＣＰＩはコンパレーター、Ｔｒｓは
トランジスターで、コンデンサーＣ３が所定電圧Ｖｃま
で充電されるとコンパレーターＣＰＳは出力をへイレベ
ル（以下１と称す。）となし、トランジスターＴｒｓを
オンとなす。従、てコンパレーターＣＰ１からは上記ト
ランジスターＴｒ４の電流値に応じた周波数のパルスを
出力する。ＤＦＦＩはクロック端子を上記コンパレータ
ーＣＰ１の出力端に接続するＤフリップフロップで、該
フリップフロップは上記コンパレーターＣＰ、からのパ
ルスに同期して作１１１ｊし、上記コンパレーターＣＰ
１の出力パルスをデユーティ５０％のパルスに変換する
。

ＰＣＩはフェーズコンパレーターで入力Ｒ及びＳへの人
力パルスの位相が一致している時出力をオーブンとなし
、その入力パルス位相の一致度が例えばＲ入力端へのパ
ルスに対してＳ入力端のパルスが遅れれば、その遅れ分
だけ出力をハイレベル（以下１と称す。）となし、逆に
Ｒ入力端へのパルスに対してＳ入力端のパルスが進めば
その分だけ出力をロウレベル（以下０と称す。）となす
、ＬＰＦＩはローパスフィルターで、例えばＰｃｔの出
力が１となることにて出力レベルを増大させ、逆に０と
なることにて出力レベルを減少させ、オーブンの時その
出力レベルを維持する。ＶＣＯ，は電圧圧制御発振器で
、その出力周波数は上記ｔ、Ｐ　Ｆ＋の出力が大となる
程高周波数となる様構成されている。Ｆ　ＲｌはＶＣＯ
Ｉの出力を３２分周する分周回路である。上記構成（Ｐ
ｃｔ　、ＬＰＦ＋　、ＶＣＯＩ　、ＦＲＩ）　にてフェ
ーズロックドループを構成し、コンパレーターＰ　Ｃｒ
のＳ及びＲ入力が同一パルスとなる種制御され、その結
果Ｖ　ＣＯｒの出力はＤＦＦＩのパルス周波数ｆ１に対
して３２倍の３２ｆ１なるパルスを出力する。

Ｓ　Ｒｒは８ビツトのシフトレジスターで、該レジスタ
ーのＤ入力は上記ＯＦＦ＋のＱ出力と接続し、スクロツ
タ入力は上記ＶＣＯＩの出力に接続している。

この様に構成しているので、シフトレジスターＳ　Ｒｌ
はその出力ＱをＤ入力へのパルスに対して９０°位相を
づらしたパルスとなす、ｅＸｌはエスクスルシブオアゲ
ートで、該ゲートは上記レジスターＳＲ，のＱ出力及び
前記ＣＰＵの出力ポートＰＢ２からの方向信号ＤＩＲを
入力しており、出力ポートＰＢ２からの信号がＯの時に
はレジスターＳ　Ｒ＋のＱ出力をそのまま出力させ、又
１の時にはレジスターＳＫ、のＱ出力を反転させて出力
させる。これにてゲートｅｘｔの出力パルスを前記フリ
ップフロップＤＦＦＩに対して±９０６づれなパルスと
なし、モーターの回転方向切換えを行う。ＡＮｌ、ＡＮ
ｘはアンドゲートで該ゲートはそれぞれ上記ＤＦＦ、の
出力及びゲートｅｘ１の出力をアンプＡＰＩ　。

Ａ　Ｐ　２に伝える。ＢＩは電歪素子が配される振動体
である。該振動体は例えばリング形状をしており、その
表面に電歪素子が配されている。

又、該振動体の表面には振動体と同一形状の穆勅体が摩
擦接触しており、振動体に発生する進行性振動波にて駆
動される。

第２図は上記振動体ＢＩの表面上に配される電歪素子の
配設状態を示す説明図である。第２図中の八！及びＢ１
は、それぞれ図示の位相及び分極関係に振動体ＢＩ上に
配される第１と第２の電歪素子群である。又Ｓｌ第１の
電歪素子群Ｂ。

に対して４５°位相がづれた位置に配されるセンサー用
の電歪素子である。これらの各電歪素子は、それぞれ単
独のものを振動体に附しても良いし、又、−法的に分極
処理にて形成しても良い。第１図に戻り、Ａ、Ｂ、Ｓは
それぞれ、第１．第２の電歪素子群及びセンサー用電歪
素子Ｓ＋に対する駆動電極及びセンサー電極をまし、電
極Ａに対して上記アンプＡ　Ｐ　ｌを介した周波電圧が
印加されると共に電極Ｂに上記ＡＰ２を介した周波電圧
が印加されることにて、振動体ＢＩの表面に進行性の振
動波が形成される。又、振動体に上記振動波が形成され
ると、この振動波のｊｌＩ応じてセンサー用電歪素子Ｓ
が出力（周波電圧）を出力し、センサー電極Ｓ＋にて、
これが検出される。尚、振動波モーターは共振状態では
、Ａ電極への駆動電圧とセンサー電極からの出力電圧と
の位相関係が特定の関係を示す特性を有しており、電極
Ａにて周波信号が印加される第１の電歪素子群Ａ１とセ
ンサー用電歪素子Ｓとの位置関係にて決定され、本実施
例の場合は正転状態では電極Ａ、Ｓ’との信号波形の位
相が１３５゛づれた時に共振状態を示し、又、逆転の時
には４５＠づれな時に共振状態を示すものとし、共振か
らづれるほど上記位相差関係がづれるものとする。ＣＦ
２．ＣＦ２はそれぞれ電極Ａ及びＳの出力波形をパルス
形状に整形するコンパレーターを示す。

ＰＲ２は上記コンパレーターＣＰ２の出力をＤ入力とし
、クロック入力を上記ＶＣＯＩの出力に接続する４ビツ
トのシフトレジスターで、該構成にてシフトレジスター
ＦＲ２はコンパレーターＣＰ、の出力パルス即ち電極Ａ
の周波信号を４５°シフトさせる。ＰＲ，はそのＤ入力
を上記シフトレジスターＦＲ，のＱ出力と接続し、クロ
ック入力を上記ＶＣＯ，の出力と接続する８ビツトのシ
フトレジスターでシフトレジスターＦＲ２の出力を更に
９０°シフトし、全体でコンパレーターＣＰ２の出力を
１３５°シフトする。５ＥＬＩはシフトレジスターＦＲ
２又はＦＲ３の出力を選択するデーターセレクターであ
る。該セレクターは出力ボートＰＢ２の信号ＤＩＲが正
転を表わしている時入力Ｂを選択し、逆転を表わしてい
る時入力Ａを選択する。

ＰＣ２はフェーズコンパレーターで第３図の如く入力Ｓ
、Ｒへの入力パルスの位相関係を検知し、その位相差が
大な掘出力Ｔ下から１の出力されるデユーティが小さな
信号を出力する。Ｉ、はインバーター、ｃｏｕｔはカウ
ンター、ＡＮ、はアンドゲートで、上記カウンターはリ
セット入力ＲＥＳＥＴへの信号がＯの時リセットされる
。

又、上記アンドゲートＡＮ３はインバーターＩＩの出力
が１の時、上記ＶＣＯ，からのパルスをカウンターＣＯ
Ｕ、へ伝える。上記の構成にてカウンターＣＯＵ、はコ
ンパレーターＰＣ２の出力が０の期間、ＶＣＯＩからの
パルスをカウンタとモーターが共振状態に近づくにつれ
てカウンターＣ０ＵＩのカウント値か減少する。ＭＣＩ
は入力（Ａ（１−Ａｓ）と（Ｂ６−Ｂｓ）の値を比較し
、Ａ＜Ｂの時１を出力するマグニチュードコンパレータ
ーで、該コンパレーターＭＣ，の出力はＤ型フリップフ
ロップＤＦＦ２のＤ入力と接続している。該フリップフ
ロップＤＦＦ２のクロック入力は上記コンパレーターＰ
Ｃ２の出力ＰＤと接続され、クロック入力へのパルスの
立上りの同期してＤ入力の状態を検知する。

ＬＰＦ２はローパスフィルター、Ｃ２０はコンパレータ
ーで、上記フリップフロップＤＦＦ２のＱ出力１に応答
してＣＰＵの入力ボートＰＤφへ１信号を伝える。

ＥＮＣはモーターの移動体に連動して回動する、例えば
パルス板等のコード板で、モーターの回転速度に応じた
周波数のパルスを形成する。

ＲＡＭはランダムアクセスメモリーで、ＣＰＵとデータ
ーの通信を行う。該ＲＡＭはバックアップ用電源ＢＴ１
から常時給電されると共に、メインスイッチＳＷＩを介
して電源ＢＴ２から給電される。又、該電源ＢＴ２にて
アンプＡＰＩ　、ＡＰ２をのぞく各回路部への給電がな
される。ＳＷ２は上記スイッチＳＷ、に連動してオンと
なるスイッチで、該スイッチＳＷ２を介して高電圧電源
ＢＴ３の出力が上記アンプＡＰＩ、ＡＰ２に供給される
。ＳＷ３はメモリーＲＡＭの内容をリセットするリセッ
トスイッチである。

第４図は第１図のコンピューターＣＰＵに内蔵されるＲ
ＯＭにプログラムされているプログラムフローを示すプ
ログラム図であり、コンピューターＣＰＵは該プログラ
ムフローに従って制御動作を実行する。

次いで第１図実施例の動作を説明する。

今、メインスイッチＳＷ１をオンとすると、電源ＢＴ２
の出力が各回路に印加される。これにてコンピューター
ＣＰＵが作動を開始する。

コンピューターＣＰＵが作動を開始すると、まずステッ
プ１が実行される。以下各ステップの動作を説明する。

ステップ１：出力ボートＰＢｏから０を、又、ＰＢＩか
らＯを出力する。出力ボートＰＣＯ〜ＰＣ３から所定の
設定値＄３を出力する。

ステップ２　：　ＲＡＭの有効ビットデーターを入力す
る。

ステップ３：上記データーがＯの時変数ＦＭＡＸ−＄Ｆ
Ｆとし、１の時はＲＡＭに記憶されている前回最高周波
数を読み出し、ＦＭＡＸ＝前回最高周波数とする。

初回のモーター駆動に際しては、上記有効ビットデータ
ーはＯとなっており、変数ＦＭＡＸ＝＄ＦＦに設定され
る。

ステップ４：出力ボートＰ　Ａ　ｏ〜ＰＡＴから上記変
数ＦＭＡＸを出力する。該ボートからの変数ＦＭＡＸ情
報はＤＡ変換器ＤＡにてアナログ電圧に変換され、アン
プｏｐ、、ｏｐ、及びトランジスターＴｒ、〜Ｔｒ４の
作用にて、上記変数ＦＭＡＸに応じた電流値がトランジ
スターＴｒ４に流れる。

ステップ４′　：内部メモリーＦに上記変数ＦＭＡＸを
記憶させる。

ステップ５：出力ポートＰＢ０から１を出力させる。該
ボートＰＢｏからＯは所謂ビジィ信号として作用してお
り、これにてビジィが解除され、コンピューターＣＰυ
に接続される不図示の回路に対して、コンピューターＣ
ＰＵとの通信が許容状態となることを示す。

ステップ６：不図示の回路からコンピューターの入力ポ
ートＳＤＩに入力されるデーターを検知し、不図示の回
路からデーターとして駆動命令信号が入力されるが否か
の判定を行い、駆動命令信号が入力されるまでステップ
５．６を繰り返し、駆動命令信号が入力されるとステッ
プ７へ進む。尚、上記駆動命令信号は不図示の回路に設
けられたマニュアル操作の始動スイッチがオンとなるこ
とにて形成され、上記入力ポートＳＤＩへ入力されるも
のとし、始動スイッチが操作されることにてステップ７
へ移行する。

上記ステップ５が実行されると上述の如く不図示の回路
との通信が許容され、この間に不図示の回路にて設定さ
れたモーターの回転速度情報回転量情報１回転方向情報
等のデーターがコンピューターの入力ポートＳＤＩに入
力される。

ステップ７：出力ポートＰＢ０を０となし、不図示の回
路とコンピューターＣＰＵ間の通信ヲ禁止し、上記設定
された回転量情報を指定パルス数としてメモリーＣ０Ｕ
ＮＴに記憶させ、設定された回転速度情報を指定速度と
してＶＥＬに記憶させる。又、設定された回転方向情報
に基づいて出力ポートＰＢ、から１又は０を出力する。

又、入力ポートＰＥＯからの情報１又は０をメモリーＰ
ＬＥＶＥＬに入力する。入力ポートＰＥＯはエンコーダ
ーＥＮＣと接続しており、エンコーダーＥＮＣはコード
板（パルス板）等にて構成され、モーターの回動にてパ
ルス即ち１゜０信号の繰り返しを形成する。よってモー
ターが回転を開始する以前のエンコーダーＥＮＣの出力
はコード板の初期位置に応じてＯ又は１を出力しており
、このコード板の初期状態がメモリーＰＬＥＶＥＬに記
憶される。

ステップ８：出力ポートＰＢ、から１を出力する。これ
にてアンドゲートＡＮｌ、ＡＮ、が開状態となり、フリ
ップフロップＤＦＦ、の出力及びエクスクルシブオアゲ
ートｅｘ、の出力をアンプＡＰ＋　、ＡＰ２に伝える。

上述の如く、トランジスターＴｒ４には変数ＦＭＡＸ＝
＄ＦＦに応じた電流が流れており、上述の如くフリップ
フロップＤＦＦ、は該電流値に応じた周波数のパルスを
出力し、又、エクスクルシブオアゲートｅｘ、からは、
上述の如くフリップフロップＤＦＦ＋の出力パルスに対
して９０°位相のづれたパルスが出力されるため、モー
ターの電極Ａ、Ｂには９０＠位相のづれた周波数＄ＦＦ
の周波電圧が印加され、モーターは回転動作を開始する
。

ステップ９：内部タイマーをリセットし、その後リセッ
トを解除する。これにてタイマーの計時が開始される。

ステップ１０：タイマーの計時が所定時間計時したか否
かを検知し、タイマーの計時時間が経過していない時に
はステップ１１へ、又タイマーの計時時間が経過してい
ればステップ１３へ移行する。

ステップ１１：入力ポートＰＥＯからの入力信号とメモ
リーＰＬＥＶＥＬの信号とが同一であるか否かを検知し
、同一の時には再度ステップ１０へ移行し、同一でない
時にはステップ１２へ移行する。

上記メモリーＰＬＥＶＥＬには、モーター起動前のエン
コーダーＥＮＣの信号がメモリーされており、その状態
からモーターが回動するとエンコーダーＥＮＣの出力信
号が変化するので、メモリーＰＬＥＶＥＬにメモリーさ
れた信号と不一致となる。よって、このステップではエ
ンコーダーＥＮＣの信号変化を検知し、モーターが実際
に回転を開始したか否かを検知し、モーターが回動した
時にステップ１２へ移行する。

今モー多−が上記タイマーの計時時間内に回転を開始し
ないとすると、上記ステップ１０．１１が繰り返され、
タイマーアップにてステップ１３へ移行する。

ステップ１３：変数ＦＭＡＸに対して−１を行いＦＭＡ
Ｘ−１を新たな変数ＦＭＡＸとする。

ステップ１４：該新たな変数を前回最高周波数としてＲ
ＡＭに入力する。

ステップ１５　：　ＲＡＭの有効ビットデーターを１に
設定する。

ステップ１６：ステップ１３で求めた新たなＦＭＡＸを
出力ボートＰＡｏ−ＰＡツから出力させ、上述の如くし
て電極Ａ、Ｂへの駆動周波数を更新させると共に、該Ｆ
ＭＡＸをメモリーＦに入力し、再度ステップ９へ移行す
る。該ステップ１３〜１６までの処理がなされることに
てＦＭＡＸが−１となり、設定周波数が減少（低下）す
ることとなる。よって、ステップ８にてモーターの駆動
が開始されているにもかかわらず、実際にモーターが回
動を開始しない時には所定時間ごとに設定周波数を一定
量づつ減少（低下）させる。

これにてモーターに対する駆動周波数が徐々に低下して
行き、モーターに対する駆動周波数の走査がなされる。

又、上記の如くして駆動周波数の走査がなされている過
程でモーターが回動すると上記の如くしてステップは１
２へ移行する。従って、ＲＡＭにはモーターが実際に回
動を開始した周波数が記憶されることとなる。

以上の如くして、電極Ａ、Ｂへの周波電圧の周波数が更
新（減少して行き）され、モーターが回動を開始すると
ステップ１２が実行される。

ステップ１２：入力ボートＰＥＯへ入力するエンコーダ
ーからのパルス間隔時間を計測し、モーターの回転速度
を求める。このパルス間隔測定はエンコーダーＥＮＣか
ら連続して人力される２つのパルス間隔時間を測定する
。

ステップ１７：ステップ１２で求めた検出回転速度とメ
モリーＶＥＬに記憶された指定回転速度を検知し、検出
回転速度く指定回転速度の時はステップ１９へ移行し、
検出回転速度〉指定回転速度の時はステップ１８へ移行
し、検出回転速度＝指定回転速度の時はステップ２０へ
移行する。

モーターは駆動周波数が低い程高速回転すると共に上記
の如くモーターの駆動周波数は＄ＦＦから徐々に低下さ
せて行きモーターを回転状態へ移行させているので、通
常モーター回転開始時では検出回転速度（ＶＥＬの関係
があり、ステップ１９へ移行する。

ステップ１９：メモリーＦの内容、即ちモーターの回転
始動時のＦＭＡＸに対して−１を行い、ＦＭＡＸ−１を
メモリーＦに入力する。

ステップ２０：上記メモリーＦの内容に入力ボートＰＤ
ｏの値を加算する０通常入力ポートＰＤ、にはＯが入力
されているため、通常はこの演算ではメモリーＦの内容
は変化しない。

ステップ２１：出カポ−）−ＰＡＯ〜Ｐ　Ａ　ｔから上
記メモリーＦの内容を出力する。これにてモーターに対
する駆動周波数はそ一ター回転開始時の周波数ＦＭＡＸ
よりも一定値減少し、モーターは回転速度を高くする。

ステップ２２：メモリーＣ０ＵＮＴに設定されたモータ
ーの回転数を表わすパルス数に対して−１を行う。

即ち、上記ステップ１２のパルス間隔時間測定処理は、
エンコーダーＥＮＣから１パルス入力するごとに行われ
るので、ステップ上記ステップが実行されることにてモ
ーターは１パルス分駆動されたこととなり、上記の−１
を行い、残モーター回転量を求めメモリーＣ０ＵＮＴに
入力する。

ステップ２３：メモリーＣ０ＵＮＴ＝Ｏか否かを検知し
、Ｃ０ＵＮＴ＝Ｏ時には再度ステップ１２へ移行しＣ０
ＵＮＴ＝Ｏの時にはステップ２４へ移行する。

即ち、モーターの回転にて残モーター回転量がゼロとな
っていない時には再度ステップ１２へ移行し、上記の動
作を繰り返す。

以上のステップ！２．１７．１９〜２３の動作を繰り返
すごとにモーターの駆動周波数は徐々に低下して行き、
モーターの回転速度が徐々に増加することとなる。

上記ステップの繰り返しにてモーターの回転速度が指定
速度に達した場合にはステップ１７にてこれが検知され
、上記ステップ１９を介さずステップ２０へ移行する。

よって、モーターの回転数が指定回転数に達することに
てメモリーＦの内容に対する−１が中止され、モーター
はその時点での駆動周波数で駆動され、回転速度も指定
速度となる。

この様にモーターが指定速度が回転している状態で、何
らかの原因にてモーターの速度が指定駆動を越えた場合
について説明する。

この場合は、ステップ１７にて回転速度〉ＶＥＬが検知
されるのでステップは１８へ移行する。

ステップ１８：メモリーＦの内容とＲＡＭに記憶された
ＦＭＡＸとを比較し、Ｆ≦ＦＭＡＸの時はステップ２５
へ、又Ｆ＞ＦＭＡＸの時はステップ２６へ移行する。

今、上記のステップにてメモリーＦの内容がモーター駆
動時の内容、即ちＲＡＭに記憶されたＦＭＡＸよりも小
さいものとする。この場合はステップ２５へ移行する。

ステップ２５：メモリーＦの内容に対して＋１を行い、
Ｆ＋１をメモリーＦに入力し、ステップ２０へ移行し、
以後、回転速度＞ＶＥＬ、Ｆ≦ＦＭＡＸの限りステップ
１２→１７→１８→２５→２０→２１→２２→２３を繰
り返す。

従って、回転速度が指定速度よりも高速となった場合に
は、徐々に駆動周波数が増大して行き回転速度が低下す
る。

以上説明した各ステップにて通常はモーターの回転速度
が指定速度にサーボ制御されるのであるが、上記減速動
作中に何らかの原因でメモリーＦの内容をＦＭＡＸより
も大としても指定速度まで減速出来ない場合について説
明する。

この様な状態（Ｆ＞ＦＭＡＸ）がステップ１８にて検知
されるとステップ２６へ移行する。

ステップ２６：メモリーＦの内容を変数ＦＭＡＸとする
゛。これにより、モーターの回転開始時ＲＡＭに記憶さ
れたＦＭＡＸに対してより高周波数のＦＭＡＸが形成さ
れる。

ステップ２７　：　ＲＡＭに上記ステップ２６で形成さ
れたＦＭＡＸを、新たな前回最高周波数として設定する
。

ステップ２８：メモリーＦの内容に＋１をして、Ｆ＋１
をメモリーＦに入力する。

ステップ２８’　　：ＲＡＭの有効ビットデーターを１
にし、ステップ２０へ移行し、以後回転速度＞ＶＥＬ、
Ｆ＞ＦＭＡＸ（７）限りステップ１２→　１７　→　１
８　→　２６　→　２７　→　２８　→　２０　→　２
１→２２→２３を繰り返す。

上記の動作にてＦ＞ＦＭＡＸとなってもモーターの回転
速度が指定速度よりも高速の時には、メモリーＦの内容
を＋１づつ増大させ、駆動周波数を徐々に増加させると
共に、ＲＡＭの前回最高周波数も同様に更新（増大）さ
せて行き、モーターの回転速度が徐々に減少し、モータ
ーの回転速度が指定速度となる様制御される。

以上のステップ１２．１７〜２３．２５〜２８までにて
モーターが指定速度となる様制御されると共に、その際
のモーター駆動周波数がモーター起動時にＲＡＭに設定
された周波数ＦＭＡＸよりも高周波数を示した時には、
その周波数がＲＡＭに記憶され、モーター駆動に際して
の実際の最高周波数がＲＡＭに格納される。

又、上記のモーターの速度制御に際して増速駆動がなさ
れ徐々に駆動周波数が減少させている過程で、その駆動
周波数がモーターの共振周波数となった時又はその近傍
の周波数となった際に、上記周波数をそれ以下に低下さ
せない様なされている。

即ち、前述の如く第１図のカウンターＣＯＵ　１は、コ
ンパレーターＰＣ２の出力ＰＤから０が出力されている
期間ＶＣＯ，からのパルスを計数する様構成されている
。又、上記コンパレータＰＣ２は入力Ｒ，Ｓのパルスの
位相差に応じて、その位相差がゼロになる程、短時間出
力ＰＤから０を出力する様なされ、かつモーターが共振
状態に近づけば近づく程、上記コンパレーターＰＣ２の
入力Ｒ８Ｓへのパルス位相がゼロに近づく様構成されて
いる。従って、上記カウンターＣ０Ｕ１のカウント値は
、共振状態に近づけば近づく程カウント値を減少させ、
該カウント値がモーターの共振状態又はその近傍となっ
た時には所定値＄３以下になる。この状態はコンパレー
ターＭＣ，にて検知され、モーターが共振又は共振近傍
となった時にはコンパレータＭＣ，の出カバ１となり、
これがフリップフロップＤＦＦ２にて検知され、ＤＦＦ
、の出力Ｑが１となる。又このＤＦＦ２のＱ出力１に応
答してコンパレータＣＰ４も１を出力し、これがコンピ
ューターｃｐｕの入力ボートＰＤＯに入力する。

従って、モーターが共振状態又はその近傍となフた時に
人力ボートＰ　Ｄ　ｏには１が伝わフており、上記モー
ターの増速制御過程にて、ステップ２０にてＦ−Ｆ＋Ｐ
ＤＯ＝Ｆ＝Ｆ＋１がなされる。従って、増速制御にて、
ステップ１９にてＦ＝Ｆ−１を行い、周波数を減少させ
た後に共振状態又はその近傍の周波数となった時にはス
テップ２０にてＦに対して＋１がなされ、その結果Ｆ−
Ｆ−１＋１±Ｆとなり、上記ステップ１９による周波数
の減少はステップ２０にてキャンセルされ、その周波数
が共振周波数又はその近傍となった時には、たとえモー
ターの回転速度が指定速度に達していなくても、それ以
上低周波数となることが防止され、結局モーターの駆動
周波数は共振又はその近傍の周波数以下には低下しない
、この様にモーターの周波数を減少させている際に、そ
の周波数を制限する理由は、第５図の如くモーターは共
振周波数ｆｒをすぎて共振周波数よりも周波数が低下す
ると急激に回転速度が低下するためであり、この様な現
象が生じることを上記の周波数制限にて防止している。

又、上記の如くモーターの速度制御がなされている過程
にてモーターが指定回転量駆動されると、メモリーＣ０
ＵＮＴの内容が０となる。よって、この場合はステップ
２４へ移行する。

ステップ２４：出力ボートＰＢＩから０を出力する。こ
れ龜てゲートＡＮ＋　、ＡＮ２が閉じ電極Ａ、Ｂへの周
波電圧の印加が禁止され、モーターは停止し、初回のモ
ーター駆動が終了する。この後ステップは上記ステップ
２へ移行する。

今、初回のモーター駆動に際してステップ１３〜１６、
又はステップ２７〜２８′が実行されＲＡＭの最高周波
数が＄ＦＦから変化している時にはＲＡＭの有効ビット
が１に設定されている。

従って、初回のモーター駆動に際してモーターが実際に
駆動された最高周波数が、初回のモーター駆動作ステッ
プ２．３にてＲＡＭから読み出され、出力ボートＰＡＯ
〜Ｐ　Ａ　ｔから後前回最高周波数が出力されると共に
メモリーＦに入力され、次回のモーター駆動に際して、
モーター起動時の駆動周波数が前回実際にモーターを駆
動出来た最高周波数となる種設定準備される。

従って、次回のモーター駆動に際し、不図示の回路にて
始動スイッチがオンとなされ、上記ステップ７以後の各
ステップの実行によるモーター制御が行われる時点では
、その駆動周波数としては上記前回の最高周波数からス
タートする。

又、通常、直前にモーターを駆動した際の実際にモータ
ーを駆動出来た最高周波数を次回のモーターの駆動周波
数とした場合、モーターはその周波数が回動することが
出来、これにて駆動周波数を＄ＦＦから走査する必要な
く、直ちにモーターは回動を開始することとなる。

又、初回のモーター駆動後メインスイッチＳＷＩをオフ
としてもＲＡＭの内容は保持されており、再度メインス
イッチｓｗＩがオンとなってプログラムがステップ１か
ら実行された場合でも、同様に前回の最高周波数から駆
動が開始されることとなる。

（効　果） 以上の如く本発明にあっては、駆動周波信号と検出信号
との位相差に基づき、共振状態となったか否かを判定す
るものであるため、周囲環境の変化にかかわりなく共振
状態となったか否かの判定が出来、駆動周波信号を変化
させてモーター速度を調定している際に上記共振状態の
判定がなされることにて、それ以下の周波数への移行を
禁止したものであるので、モーターの速度の増速中に急
激に速度が低下することを防止できるものである。

尚、実施例ではモーターの駆動速度を共振速度に固定す
る際にステップ１９にて−１を行い、ステップ２０にて
＋１を行っているが、これに代えて以後の周波数の変更
動作自体を禁止しても良い。又、実施例では電気−機械
及び機械−・電気エネルギー変換素子として電歪素子を
使用しているが、これに代えて圧電素子を用いても良い
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る振動波モーターの制御回路の一実
施例を示す回路図、第２図は本発明に用いる振動波モー
ターの振動体上に配された電歪素子を示す構成図、第３
図は第１図示のコンパレーターＰＣ２の動作を説明する
ための波形図、第４図（ａ）（ｂ）は第１図のコンピュ
ーターＣＰＵに内蔵されるプログラムフローを示す説明
図、第５図は本発明の振動波モーターの回転制御動作を
説明する説明図である。 ｃ　ｐ　ｕ−−−−−−−−−−−−−−コンピュータ
ー、Ｄ　Ａ　−−−−−−−−−−−−−−−−Ｄ　Ａ
変換器、ＣＩ−−−−−−−−−一−−−−−−−コン
デンサー、ＤＦＦ＋　、ＤＦＦ２−−−フリップフロッ
プ、ｐｃ、、ｐｃ２−−−−−−−コンパレーター、Ｖ
　ＣＯＩ−−−−−−−−−−−−一電圧制御発振器、
Ｓ　Ｒ＋　、　Ｆ　Ｒ２、Ｆ　Ｒｓ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 振動体に電気−機械エネルギー変換素子を配し、該変換
   素子に対して駆動周波信号を印加して振動体に進行性振
   動波を形成し、該振動波にて移動体を駆動する振動波モ
   ーターの制御回路において、前記駆動周波信号の周波数
   を変化させる周波数調定手段を設け、駆動周波信号の周
   波数を変化させモーターの速度調定を行うと共に、前記
   振動体に振動検出用の機械−電気エネルギー変換素子を
   配し、更に該機械−電気エネルギー変換素子に発生する
   周波信号と前記駆動周波信号との位相差を検知し、該位
   相差がほぼモーターの共振状態を表わす特定の位相差と
   なった際出力を発生する検知回路と、該検知回路出力に
   応答して前記周波数調定手段による周波数の低下方向へ
   の変化を禁止する禁止手段とを設け、前記速度調定中に
   駆動周波信号の周波数の共振周波数より低周波数の移行
   を禁止したことを特徴とする振動波モーターの制御回路
   。