JP2990729B2 - Ultrasonic motor drive - Google Patents
Ultrasonic motor driveInfo
- Publication number
- JP2990729B2 JP2990729B2 JP2074794A JP7479490A JP2990729B2 JP 2990729 B2 JP2990729 B2 JP 2990729B2 JP 2074794 A JP2074794 A JP 2074794A JP 7479490 A JP7479490 A JP 7479490A JP 2990729 B2 JP2990729 B2 JP 2990729B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- drive
- ultrasonic motor
- limit value
- drive voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 67
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、圧電体により弾性体に発生した進行性振動
波によって移動子を駆動する超音波モータの駆動装置に
関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a driving apparatus for an ultrasonic motor that drives a moving element by a progressive vibration wave generated in an elastic body by a piezoelectric body.
B.従来の技術 進行性振動波を利用した超音波モータは、特開昭59−
111609号公報にも開示されているように、圧電体に交番
駆動電圧を印加して該圧電体に屈曲振動を生じさせて圧
電体が貼付けられた弾性体に進行性振動波を生じさせ、
この弾性体に移動子を加圧接触させて摩擦駆動するモー
タである。B. Conventional technology An ultrasonic motor using a progressive vibration wave is disclosed in
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 111609, an alternating drive voltage is applied to the piezoelectric body to cause bending vibration in the piezoelectric body to generate a progressive vibration wave in the elastic body to which the piezoelectric body is attached,
This is a motor that frictionally drives the moving element by pressing the moving element against the elastic body.
第９図は回転式超音波モータの概略構成を示す断面
図、第10図は圧電体側から見た超音波モータの平面図で
ある。FIG. 9 is a sectional view showing a schematic configuration of a rotary ultrasonic motor, and FIG. 10 is a plan view of the ultrasonic motor as viewed from a piezoelectric body side.
第９図，第10図の超音波モータについて説明すると、
弾性体100−３の片側表面には圧電体100−４が貼付けら
れており、これら弾性体100−３と圧電体100−４とによ
って振動体120を構成している。また、弾性体100−３の
片側表面にはスライダ100−２を介してロータ100−１が
加圧接触しており、これらスライダ100−２とロータ100
−１とは接着されて回転子110を構成している。9 and 10, the ultrasonic motor will be described.
A piezoelectric body 100-4 is attached to one surface of the elastic body 100-3, and the elastic body 100-3 and the piezoelectric body 100-4 form a vibrating body 120. The rotor 100-1 is in pressure contact with one surface of the elastic body 100-3 via the slider 100-2.
The -1 is bonded to the rotor 110.
圧電体100−４は第10図に示すように、その表面に４
つの電極100−4a,100−4b,100−4c,100−4dが設けられ
ており、駆動用電極100−4aと100−4bには相互にπ/2だ
け位相の異なる交番駆動電圧が印加され、電極100−4c
は接地される。電極100−4dは振動体120の振動状態に応
じた交番出力電圧を取り出すために使用される。これら
の構成および動作については日経メカニカル1983.2.28
号などにより周知であるため、ここではその説明を省略
する。As shown in FIG. 10, the piezoelectric body 100-4 has 4
An electrode 100-4a, 100-4b, 100-4c, and 100-4d are provided, and alternating driving voltages having phases different from each other by π / 2 are applied to the driving electrodes 100-4a and 100-4b. , Electrode 100-4c
Is grounded. The electrodes 100-4d are used to extract an alternating output voltage according to the vibration state of the vibrating body 120. These configurations and operations are described in Nikkei Mechanical
Since they are well-known by reference numbers, their description is omitted here.
このような超音波モータの駆動制御装置は、例えば特
開昭59−204477号公報や特開昭61−251490号公報に開示
されたものが知られている。これらの駆動制御装置は、
モニタ電極100−4dから取りだされる電圧値で交番駆
動電圧信号の周波数を制御したり、圧電体100−４に
印加される交番電圧信号波形とモニタ電極100−4dから
出力される電圧信号波形との位相差により交番駆動電圧
信号の周波数を制御するものである。Such an ultrasonic motor drive control device is disclosed in, for example, JP-A-59-204477 and JP-A-61-251490. These drive controllers are:
The frequency of the alternating drive voltage signal is controlled by the voltage value taken out from the monitor electrode 100-4d, and the alternating voltage signal waveform applied to the piezoelectric body 100-4 and the voltage signal waveform output from the monitor electrode 100-4d And the frequency of the alternating drive voltage signal is controlled by the phase difference between
この超音波モータを駆動制御する場合、駆動電極に印
加する駆動電圧の周波数、すなわち、駆動周波数を超音
波モータ固有の共振周波数付近に設定すると、超音波モ
ータの駆動速度が不安定となったり、異音を発生するこ
とが知られている。また、この共振周波数よりも低い周
波数に設定すると、急激に駆動速度が低下し、非常に不
安定な動作状態となることも確認されている。When controlling the drive of this ultrasonic motor, the drive speed of the ultrasonic motor becomes unstable when the frequency of the drive voltage applied to the drive electrode, that is, the drive frequency is set near the resonance frequency unique to the ultrasonic motor, It is known to generate abnormal noise. Also, it has been confirmed that when the frequency is set lower than the resonance frequency, the driving speed is sharply reduced, resulting in an extremely unstable operation state.
第４図は超音波モータの駆動周波数と駆動速度との関
係を示す図である。F1が超音波モータ固有の共振周波数
である。この共振周波数F1よりわずかに高い駆動周波数
F3を境界として周波数をa,bの領域に区分すると、ａの
駆動周波数の区間が不具合を発生する区間であり、駆動
周波数F3よりも高い周波数で駆動速度が０に近くなる駆
動周波数F2までのｂの区間が、安定した駆動制御の得ら
れる駆動周波数である。従来の超音波モータの駆動装置
は、このｂ区間内の周波数で駆動制御を行なっている。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the driving frequency and the driving speed of the ultrasonic motor. F1 is the resonance frequency inherent to the ultrasonic motor. Drive frequency slightly higher than this resonance frequency F1
When the frequency is divided into the areas of a and b with F3 as a boundary, the section of the drive frequency of a is a section in which a problem occurs, and the drive frequency is higher than the drive frequency F3 and the drive frequency is close to 0 at the drive frequency F2. A section b is a drive frequency at which stable drive control can be obtained. The drive device of the conventional ultrasonic motor performs drive control at a frequency in the section b.
C.発明が解決しようとする課題 しかしながら、本出願人は、駆動周波数を上述のｂ区
間内の安定した駆動制御の得られる周波数数に設定して
超音波モータを駆動制御しても、以下のような問題が発
生することを実験によって確認した。C. Problems to be Solved by the Invention However, the present applicant sets the drive frequency to the number of frequencies at which stable drive control can be obtained in the above-mentioned section b, and drives and controls the ultrasonic motor. It was confirmed by experiments that such a problem would occur.
（１）駆動電圧を増加していき、ある電圧以上（以下、
上限値と呼ぶ）になると、駆動速度が不安定となった
り、異音を発生する。この原因は、進行性振動波の振幅
がある値以上になると、加圧手段にて加圧接触されてい
る固定子と移動子の関係に不具合が発生するためと考え
られる。(1) Increasing the drive voltage to a certain voltage or higher (hereinafter, referred to as
When it reaches the upper limit, the driving speed becomes unstable or abnormal noise is generated. It is considered that this is because, when the amplitude of the traveling vibration wave exceeds a certain value, a problem occurs in the relationship between the stator and the moving member that are in pressurized contact by the pressurizing means.
（２）一方、駆動電圧を減少していき、ある電圧以下
（以下、下限値と呼ぶ）になると、超音波モータの動作
がぎくしゃくし、時には停止することがある。この原因
としては、進行性振動波の振幅がある値以下になると、
負荷の影響により固定子と移動子との接触部分で、加圧
手段による加圧力に圧電体による励振力が打ち勝てない
状態になることが考えられる。(2) On the other hand, when the drive voltage is reduced and becomes lower than a certain voltage (hereinafter, referred to as a lower limit), the operation of the ultrasonic motor becomes jerky and sometimes stops. The reason for this is that when the amplitude of the progressive vibration wave falls below a certain value,
Due to the influence of the load, it is conceivable that a state in which the excitation force by the piezoelectric body cannot overcome the pressing force by the pressing means at the contact portion between the stator and the moving element.
すなわち、上記の問題により、超音波モータを速度制
御する場合には、駆動電圧が上限値以上になるか、また
は、上限値以下になると、安定した駆動状態の得られる
ｂ区間の周波数領域外へはずれることがあるため、上述
のａ区間のような不安定な駆動周波数になって超音波モ
ータの動作が不安定になる。In other words, due to the above problem, when controlling the speed of the ultrasonic motor, when the drive voltage is equal to or higher than the upper limit value, or when the drive voltage is equal to or lower than the upper limit value, the drive voltage is out of the frequency range of the section b where a stable drive state is obtained. In some cases, the drive frequency becomes unstable as in the section a, and the operation of the ultrasonic motor becomes unstable.
さらに、超音波モータの駆動電極にコイルを接続して
電力増幅器から駆動電圧を印加する場合、あるいは、駆
動電極にトランスを接続して駆動電圧を印加する場合に
は、これらのコイルあるいはトランスのインダクタンス
と圧電体の有する自己容量との間で共振現象が発生し、
電力増幅器の出力電圧を一定としても、駆動電極の駆動
電圧は駆動周波数により変化して高電圧となったり低電
圧となったりする。この結果、、ｂ区間の中央付近に駆
動周波数を設定していても、駆動電圧が変化することに
よってｂ区間の安定な周波数領域外へはずれて、上述の
ように、不安定な駆動周波数となって超音波モータが安
定に動作しないことがある。Furthermore, when a drive voltage is applied from a power amplifier by connecting a coil to the drive electrode of the ultrasonic motor, or when a drive voltage is applied by connecting a transformer to the drive electrode, the inductance of these coils or the transformer is A resonance phenomenon occurs between the self-capacitance of the piezoelectric body and
Even if the output voltage of the power amplifier is constant, the drive voltage of the drive electrode changes depending on the drive frequency and becomes high or low. As a result, even if the drive frequency is set near the center of the section b, the drive voltage changes so that the drive frequency deviates from the stable frequency range of the section b, resulting in an unstable drive frequency as described above. The ultrasonic motor may not operate stably.
本発明の技術的課題は、駆動電圧をその上限値と下限
値の間に制御して、超音波モータを安定に駆動すること
にある。A technical object of the present invention is to control a driving voltage between an upper limit value and a lower limit value to stably drive an ultrasonic motor.
D.課題を解決するための手段および作用 第１の実施例の回路を示す第１図に対応づけて請求項
１の発明を説明すると、請求項１の発明は、圧電体の励
振により弾性体に振動を発生する固定子と、加圧手段に
より固定子に加圧接触され振動により固定子と相対的に
駆動される移動子とから成り、超音波モータの駆動電極
100−4a,100−4bに印加される駆動電圧を可変にして制
御する超音波モータの駆動装置に適用され、超音波モー
タのモニタ電極100−4dから出力されるモニタ電圧によ
って駆動電圧がその下限値または上限値に達したことを
検出する限界値検出手段１〜３と、限界値検出手段１〜
３により駆動電圧の下限値または上限値への到達が検出
されると、超音波モータの駆動電圧を下限値以上または
上限値以下に制限する駆動電圧制限手段41,42,44,46,47
とを備える。D. Means and Action for Solving the Problems The invention of claim 1 will be described with reference to FIG. 1 showing a circuit of the first embodiment. A driving electrode of the ultrasonic motor, comprising: a stator that generates vibrations, and a moving member that is pressed into contact with the stator by pressing means and is driven relatively to the stator by vibration.
The present invention is applied to a driving device of an ultrasonic motor that controls the driving voltage applied to 100-4a and 100-4b by changing the driving voltage. Limit value detection means 1 to 3 for detecting that the value or the upper limit has been reached, and limit value detection means 1 to
3, when the drive voltage reaches the lower limit or the upper limit, the drive voltage limiting means 41, 42, 44, 46, 47 for limiting the drive voltage of the ultrasonic motor to the lower limit or more or the upper limit or less.
And
また、第２の実施例の回路を示す第６図（Ａ）に対応
づけて請求項２の発明を説明すると、請求項２の発明
は、圧電体の励振により弾性体に振動を発生する固定子
と、加圧手段により固定子に加圧接触され振動により固
定子と相対的に駆動される移動子とから成り、超音波モ
ータの駆動電極100−4a,100−4bにコイル８を介して印
加される駆動電圧を可変にして制御する超音波モータの
駆動装置に適用され、超音波モータの駆動電極100−4a,
100−4bの駆動電圧がその下限値または上限値に達した
ことを検出する限界値検出手段１〜３と、限界値検出手
段１〜３により駆動電極100−4a,100−4bの駆動電圧の
下限値または上限値への到達が検出されると、超音波モ
ータの駆動電極100−4a,100−4bの駆動電圧を下限値以
上または上限値以下に制限する駆動電圧制限手段41,42,
44,46,47とを備える。The invention of claim 2 will be described with reference to FIG. 6 (A) showing the circuit of the second embodiment. The invention of claim 2 is directed to a fixed member which generates vibration in an elastic body by excitation of a piezoelectric body. And a movable element which is brought into pressure contact with the stator by the pressure means and driven relatively to the stator by vibration, and is connected to the drive electrodes 100-4a and 100-4b of the ultrasonic motor via the coil 8. Applied to the drive device of the ultrasonic motor that controls the applied drive voltage by making it variable, the drive electrode 100-4a of the ultrasonic motor,
Limit value detecting means 1-3 for detecting that the drive voltage of 100-4b has reached its lower limit or upper limit, and the drive voltage of drive electrodes 100-4a, 100-4b by limit value detectors 1-3. When reaching the lower limit or the upper limit is detected, the drive voltage limiting means 41, 42, which limits the drive voltage of the drive electrodes 100-4a, 100-4b of the ultrasonic motor to the lower limit or more or the upper limit or less.
44, 46, 47.
さらに、第３の実施例の回路を示す第７図に対応づけ
て請求項３の発明を説明すると、請求項３の発明は、圧
電体の励振により弾性体に振動を発生する固定子と、加
圧手段により固定子に加圧接触され前記振動により固定
子と相対的に駆動される移動子とから成り、超音波モー
タの駆動電極100−4a,100−4bに印加される駆動電圧の
周波数（駆動周波数）を可変にして制御する超音波モー
タの駆動装置に適用され、超音波モータのモニタ電極10
0−4dから出力されるモニタ電圧によって駆動電圧がそ
の下限値または上限値に達したことを検出する限界値検
出手段１〜３と、限界値検出手段１〜３により駆動電圧
の下限値または上限値への到達が検出されると、超音波
モータの駆動周波数を制御して駆動電圧を下限値以上ま
たは上限値以下に制限する駆動電圧制限手段51,52,55,5
6,57とを備える。Further, the invention of claim 3 will be described with reference to FIG. 7 showing the circuit of the third embodiment. The invention of claim 3 comprises a stator that generates vibration in an elastic body by excitation of a piezoelectric body, A moving member that is pressed against the stator by the pressing means and is driven relatively to the stator by the vibration, and the frequency of the driving voltage applied to the driving electrodes 100-4a and 100-4b of the ultrasonic motor. (Drive frequency) is applied to the drive device of the ultrasonic motor for controlling the variable, the monitor electrode 10 of the ultrasonic motor
Limit value detecting means 1 to 3 detecting that the drive voltage has reached its lower limit or upper limit by the monitor voltage output from 0-4d, and the lower limit or upper limit of the drive voltage by the limit value detectors 1 to 3 When reaching the value is detected, drive voltage limiting means 51, 52, 55, 5 for controlling the drive frequency of the ultrasonic motor to limit the drive voltage to the lower limit or more or the upper limit or less.
6,57.
請求項４の超音波モータの駆動装置の限界値検出手段
１〜３は、上限値に達したことを検出する上限値検出手
段1,2と、下限値に達したことを検出する下限値検出手
段1,3とを含む。The limit value detection means 1 to 3 of the ultrasonic motor drive device according to claim 4 are upper limit value detection means 1 and 2 for detecting that the upper limit value has been reached, and lower limit value detection for detecting that the lower limit value has been reached. Means 1 and 3.
このように、駆動電圧を上限値と下限値の間に制御し
て超音波モータを安定に駆動する。As described above, the driving voltage is controlled between the upper limit value and the lower limit value to stably drive the ultrasonic motor.
なお、本発明の構成を説明する上記Ｄ項では、本発明
を分かり易くするために実施例の図を用いたが、これに
より本発明が実施例に限定されるものではない。In the above section D describing the configuration of the present invention, although the drawings of the embodiments are used for easy understanding of the present invention, the present invention is not limited to the embodiments.
F.実施例 実施例を説明する前に、超音波モータを安定に駆動す
る駆動電圧の上限値と下限値の決定方法について、本出
願人の実験結果をもとに説明する。F. Embodiment Before describing the embodiment, a method of determining an upper limit value and a lower limit value of a drive voltage for stably driving an ultrasonic motor will be described based on experimental results of the present applicant.
モニタ電極の出力電圧VMは、弾性体に発生している進
行性振動波の振幅の大きさに関係しており、振幅が大き
ければモニタ電圧VMは高くなり、逆に振幅が小さければ
モニタ電圧VMは低くなる。The output voltage VM of the monitor electrode is related to the amplitude of the traveling vibration wave generated in the elastic body. The monitor voltage VM increases as the amplitude increases, and the monitor voltage VM decreases as the amplitude decreases. Will be lower.
そこで、駆動電圧を高電圧側に変化させて駆動周波数
と駆動速度の関係を調べると、モニタ電圧VMがほぼ一定
の値VM1に達すると「解決しようとする課題」の（１）
に述べた問題が発生する。一方、駆動電圧を低電圧側に
変化させて同様に試験を行うと、モニタ電圧VMがほぼ一
定の電圧VM2に達すると（２）の問題が発生する（第３
図（Ｂ）参照）。この駆動電圧を変化させた時の駆動周
波数と駆動速度の特性を第２図に、駆動周波数とモニタ
電圧VMの特性を第３図（Ａ）に示す。図中の曲線１〜３
は駆動電圧をパラメータとして１＜２＜３の順に駆動電
圧を高くしていった時のそれぞれの特性を示し、曲線２
が上述した第４図の特性に相当する。これらの図に示す
ように、駆動電圧を低電圧にすると上述の周波数F2,F3
はそれぞれF2H,F3Hに移動し、ｂの領域はbHの領域に移
動する。また、駆動電圧を高電圧とすると、それぞれ、
F2L,F3LとbLの領域に移動する。Therefore, when the relationship between the drive frequency and the drive speed is examined by changing the drive voltage to the higher voltage side, when the monitor voltage VM reaches a substantially constant value VM1, the problem to be solved (1)
The problem described in (1) occurs. On the other hand, if the same test is performed with the drive voltage changed to a lower voltage side, the problem (2) occurs when the monitor voltage VM reaches a substantially constant voltage VM2 (third problem).
(See FIG. (B)). FIG. 2 shows the characteristics of the driving frequency and the driving speed when the driving voltage is changed, and FIG. 3 (A) shows the characteristics of the driving frequency and the monitor voltage VM. Curves 1-3 in the figure
Shows the respective characteristics when the drive voltage is increased in the order of 1 <2 <3 using the drive voltage as a parameter, and a curve 2
Correspond to the characteristics shown in FIG. As shown in these figures, when the drive voltage is set to a low voltage, the above-mentioned frequencies F2 and F3
Move to F2H and F3H, respectively, and the area b moves to the area bH. When the driving voltage is set to a high voltage,
Move to the area of F2L, F3L and bL.
このように、モニタ電圧VMがVM1に達すると駆動電圧
がほぼ上限値になり、VM2になるとほぼ駆動電圧が下限
値になることから、このモニタ電圧を検出してVM2≦VM
≦VM1となるように制御すれば、駆動電圧はその上限値
と下限値との間に制限されて、超音波モータを安定に駆
動できる。この方法により超音波モータを駆動制御する
実施例を後述の第１の実施例で説明する。As described above, when the monitor voltage VM reaches VM1, the drive voltage substantially reaches the upper limit value, and when the monitor voltage VM reaches VM2, the drive voltage substantially reaches the lower limit value.
If control is performed so as to satisfy ≦ VM1, the drive voltage is limited between the upper limit value and the lower limit value, and the ultrasonic motor can be driven stably. An embodiment in which the ultrasonic motor is driven and controlled by this method will be described in a first embodiment described later.
次に、入力電極にトランス、コイルなどの素子を接続
している場合については、予め駆動電圧と超音波モータ
の駆動状態の関係を調査して第６図（Ｂ）に示すように
駆動電圧の上限値と下限値を求め、その間の駆動電圧と
なるように制御すれば超音波モータを安定に駆動制御で
きる。これを第２の実施例で説明する。Next, when an element such as a transformer or a coil is connected to the input electrode, the relationship between the driving voltage and the driving state of the ultrasonic motor is examined in advance, and as shown in FIG. If the upper limit value and the lower limit value are determined and the drive voltage is controlled so as to be between them, the drive of the ultrasonic motor can be stably controlled. This will be described in a second embodiment.
また、一定の駆動周波数によって超音波モータを駆動
制御する場合は、その駆動周波数で安定した駆動が得ら
れる駆動電圧を上記第２図，第３図（Ａ），第３図
（Ｂ）をもとにして設定する。また、可変する範囲を限
定した駆動周波数によって駆動制御する場合には、可変
する範囲の駆動周波数で安定した駆動が得られる駆動電
圧を第２図，第３図（Ａ），第３図（Ｂ）により設定す
る。このような方法により超音波モータを駆動制御する
例を第３の実施例で述べる。In the case where the ultrasonic motor is driven and controlled at a constant drive frequency, the drive voltage at which stable drive can be obtained at the drive frequency is also shown in FIGS. 2, 3 (A) and 3 (B). And set. When drive control is performed with a drive frequency in which the variable range is limited, a drive voltage at which stable drive can be obtained with a drive frequency in the variable range is set as shown in FIGS. 2, 3A, and 3B. ). An example in which the ultrasonic motor is driven and controlled by such a method will be described in a third embodiment.
−第１の実施例− 第１図は、第１の実施例を示す回路図である。-First Embodiment- FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment.
電圧検出回路１は、ダイオード11、抵抗器12、コンデ
ンサ13で構成され、その入力をモニタ電極に接続された
モニタ電極の交流出力VMを直流電圧V0に変換し出力す
る。The voltage detection circuit 1 includes a diode 11, a resistor 12, and a capacitor 13, and converts an input thereof to an AC output VM of a monitor electrode connected to the monitor electrode, and converts the AC output VM to a DC voltage V0.
上限値検出回路２は、電圧比較器21と可変抵抗器22で
構成され、電圧比較器の＋入力には可変抵抗器22の出力
が接続され、−入力には電圧検出回路１の出力が接続さ
れる。可変抵抗器22は電源とアースとの間に接続され、
その出力はモニタ電圧VMがVM1となった時の電圧検出回
路１の出力電圧V01と等しい電圧に設定される。従っ
て、上限値検出回路２の出力は、電圧検出回路１の出力
V0がV0＞V01になると、すなわち、モニタ電圧VMがVM＞V
M1になるとローレベルとなる。一方V0≦V01すなわちVM
≦VM1では、ハイレベルを出力する。The upper limit value detection circuit 2 includes a voltage comparator 21 and a variable resistor 22. The + input of the voltage comparator is connected to the output of the variable resistor 22, and the − input is connected to the output of the voltage detection circuit 1. Is done. The variable resistor 22 is connected between the power supply and the ground,
Its output is set to a voltage equal to the output voltage V01 of the voltage detection circuit 1 when the monitor voltage VM becomes VM1. Therefore, the output of the upper limit value detection circuit 2 is the output of the voltage detection circuit 1
When V0 becomes V0> V01, that is, when the monitor voltage VM becomes VM> V
When it reaches M1, it goes low. On the other hand, V0 ≦ V01, that is, VM
If ≤VM1, a high level is output.
下限値検出回路３は、電圧比較器31と可変抵抗器32で
構成され、電圧比較器31の＋入力には電圧検出回路１の
出力が接続され、−入力には可変抵抗器32の出力が接続
される。可変抵抗器32は電源とアースとの間に接続さ
れ、その出力はモニタ電圧VMがVM2となった時の電圧検
出回路１の出力電圧V02と等しい電圧に設定される。従
って、下限値検出回路３の出力は、電圧検出出力１の出
力V0がV0＜V02になると、すなわち、モニタ電圧VMがVM
＜VM2になるとローレベルとなる。一方、V0≧V02すなわ
ちVM≧VM2では、ハイレベルを出力する。The lower limit detection circuit 3 includes a voltage comparator 31 and a variable resistor 32. The + input of the voltage comparator 31 is connected to the output of the voltage detection circuit 1, and the − input is the output of the variable resistor 32. Connected. The variable resistor 32 is connected between the power supply and the ground, and its output is set to a voltage equal to the output voltage V02 of the voltage detection circuit 1 when the monitor voltage VM becomes VM2. Accordingly, the output of the lower limit detection circuit 3 is such that when the output V0 of the voltage detection output 1 satisfies V0 <V02, that is, when the monitor voltage VM is VM
<VM2 goes low. On the other hand, if V0 ≧ V02, that is, VM ≧ VM2, a high level is output.
駆動電圧設定回路４は、マルチプレクサ（以下、MPX
と省略する）41、抵抗器42,44、可変抵抗器43,45、コン
デンサ46、可変出力電源47で構成される。MPX41は、第
５図に示すように制御入力X,Y,Zへ入力される信号レベ
ルに対応して信号入力A,B,C,Dを切り換える。MPX41の制
御入力X,Y,Zには上限値検出回路２の出力，下限値検出
回路３の出力，起動入力がそれぞれ接続される。抵抗器
42は電源とMPX41のＡ入力との間に接続されて、駆動電
圧の下限値を設定する。可変抵抗器43は電源とアースと
の間に接続され、その出力はMPX41のＢ入力に接続され
て、その設定電圧に応じて駆動電圧を可変にする。抵抗
器44はMPX41のＣ入力とアースとの間に接続されて、駆
動電圧の上限値を設定する。可変抵抗器45は電源とアー
スとの間に接続され、その出力はMPXのＤ入力に接続さ
れて、超音波モータ起動時の駆動電圧に設定される。コ
ンデンサ46は、片方の電極がMPX41の出力と可変出力電
源47の入力との間に、もう一方の電極がアースにそれぞ
れ接続されて、MPX41の出力電圧を保持する。また、可
変電力電源47はその入力信号レベルに比例して増減する
直流電圧を出力する。The drive voltage setting circuit 4 includes a multiplexer (hereinafter, MPX)
41), resistors 42 and 44, variable resistors 43 and 45, a capacitor 46, and a variable output power supply 47. The MPX 41 switches the signal inputs A, B, C and D according to the signal levels input to the control inputs X, Y and Z as shown in FIG. The output of the upper limit value detection circuit 2, the output of the lower limit value detection circuit 3, and the start input are respectively connected to the control inputs X, Y, and Z of the MPX41. Resistor
Reference numeral 42 is connected between the power supply and the A input of the MPX 41 to set a lower limit value of the drive voltage. The variable resistor 43 is connected between the power supply and the ground, and its output is connected to the B input of the MPX 41 to make the drive voltage variable according to the set voltage. A resistor 44 is connected between the C input of MPX 41 and ground to set the upper limit of the drive voltage. The variable resistor 45 is connected between the power supply and the ground, and its output is connected to the D input of MPX, and is set to the drive voltage at the time of starting the ultrasonic motor. One electrode of the capacitor 46 is connected between the output of the MPX41 and the input of the variable output power supply 47, and the other electrode is connected to the ground, and holds the output voltage of the MPX41. Further, the variable power supply 47 outputs a DC voltage that increases and decreases in proportion to the input signal level.
駆動周波数設定回路５は周波信号を出力する周知の発
振器であり、その出力周波数は超音波モータが安定に動
作する第４図に示すｂ区間の駆動周波数に設定される。
駆動周波数設定回路５の出力は位相回路６へ出力され、
位相回路６は、相互にπ/2の位相差を有する２つの周波
信号を生成する。電力増幅器７は、位相回路６から入力
される２つの周波信号を可変出力電源47から供給される
電圧まで増幅し、起動入力がハイレベルの時だけ超音波
モータの駆動電極100−4a,100−4bに印加する。The driving frequency setting circuit 5 is a known oscillator that outputs a frequency signal, and its output frequency is set to a driving frequency in a section b shown in FIG. 4 where the ultrasonic motor operates stably.
The output of the drive frequency setting circuit 5 is output to the phase circuit 6,
The phase circuit 6 generates two frequency signals having a phase difference of π / 2 from each other. The power amplifier 7 amplifies the two frequency signals input from the phase circuit 6 to a voltage supplied from the variable output power supply 47, and only when the start input is at a high level, the drive electrodes 100-4a, 100- of the ultrasonic motor. Apply to 4b.
次に、第１の実施例の動作を説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be described.
起動入力がローレベルの時は、MPX41が第５図に従っ
てＤ入力を選択し、これによって可変出力電源47は可変
抵抗器45により節徹された超音波モータ起動時の駆動電
圧を電力増幅器７へ供給する。When the start input is at a low level, the MPX 41 selects the D input according to FIG. 5, whereby the variable output power supply 47 supplies the drive voltage at the time of starting the ultrasonic motor, which is controlled by the variable resistor 45, to the power amplifier 7. Supply.
起動入力がハイレベルになって超音波モータが起動さ
れると、駆動周波数設定回路５により発生された位相回
路６により相互にπ/2だけ位相された駆動周波数信号
が、電力増幅器７によって上述の起動時の駆動電圧に増
幅され超音波モータに印加される。すなわち、超音波モ
ータは、可変抵抗器45によって設定される起動時の駆動
電圧で起動される。When the start input becomes high level and the ultrasonic motor is started, the drive frequency signals mutually phased by π / 2 by the phase circuit 6 generated by the drive frequency setting circuit 5 are output by the power amplifier 7 as described above. The drive voltage at the time of startup is amplified and applied to the ultrasonic motor. That is, the ultrasonic motor is started with the drive voltage at the time of start set by the variable resistor 45.
超音波モータが起動されると、モニタ電極100−4dか
らモニタ電圧VMが発生する。このモニタ電圧VMは電圧検
出回路１へフィードバックされ、直流電圧V0に変換され
て上限値検出回路２と下限値検出回路３へと出力され
る。この直流電圧V0がV02≦V0≦V01であれば、すなわ
ち、モニタ電圧VMがVM2≦VM≦VM1であれば、上限値検出
回路２および下限値検出回路３の出力はともにハイレベ
ルとなり、MPX41は第５図に示すようにＢ入力を選択す
る。従って、超音波モータの駆動電圧は可変抵抗器47の
設定電圧により決定され、この設定電圧を調整して超音
波モータの駆動速度を可変することができる。次に、可
変抵抗器43の設定電圧を高電圧に変化させると、それに
つれて駆動電圧が増加する。そして、駆動電圧が上限値
に達すると、電圧検出回路１の出力電圧V0がV0＞V01、
すなわち、モニタ電圧VMがVM＞VM1となって、上限値検
出回路２の出力はローレベルになり、MPX41は第５図に
示すようにＣ入力を選択する。その結果、直前まで選択
されていたＢ入力、すなわち、可変抵抗器43の設定電圧
値に充電されているコンデンサ46の電位は、抵抗器44を
通して放電するため徐々に低下し、これに伴って可変出
力電源47の出力電圧も低下する。従って、電力増幅器７
の出力電圧すなわち超音波モータの駆動電圧が低下す
る。さらに、駆動電圧の低下にともなってモニタ電圧VM
が低下しVM≦VM1となると、電圧検出回路１の出力電圧V
0はV0≦V01になり、上限値検出回路２の出力は再びハイ
レベルになる。これによって、MPX41はＢ入力、すなわ
ち、可変抵抗器43の設定電圧を選択し、駆動電圧は再び
上昇する。When the ultrasonic motor is started, a monitor voltage VM is generated from the monitor electrode 100-4d. The monitor voltage VM is fed back to the voltage detection circuit 1, converted into a DC voltage V0, and output to the upper limit value detection circuit 2 and the lower limit value detection circuit 3. If the DC voltage V0 is V02 ≦ V0 ≦ V01, that is, if the monitor voltage VM is VM2 ≦ VM ≦ VM1, both the outputs of the upper limit value detection circuit 2 and the lower limit value detection circuit 3 are at the high level, and the MPX41 is The B input is selected as shown in FIG. Therefore, the drive voltage of the ultrasonic motor is determined by the set voltage of the variable resistor 47, and the drive voltage of the ultrasonic motor can be varied by adjusting the set voltage. Next, when the set voltage of the variable resistor 43 is changed to a high voltage, the drive voltage increases accordingly. When the drive voltage reaches the upper limit, the output voltage V0 of the voltage detection circuit 1 becomes V0> V01,
That is, the monitor voltage VM becomes VM> VM1, the output of the upper limit value detection circuit 2 becomes low level, and the MPX 41 selects the C input as shown in FIG. As a result, the B input selected just before, that is, the potential of the capacitor 46 charged to the set voltage value of the variable resistor 43 gradually decreases due to discharging through the resistor 44, and the variable The output voltage of the output power supply 47 also decreases. Therefore, the power amplifier 7
, That is, the drive voltage of the ultrasonic motor decreases. In addition, the monitor voltage VM
Decreases and VM ≦ VM1, the output voltage V of the voltage detection circuit 1
0 is V0 ≦ V01, and the output of the upper limit value detection circuit 2 becomes high level again. Thereby, the MPX 41 selects the B input, that is, the set voltage of the variable resistor 43, and the drive voltage increases again.
電圧検出回路1,上限値検出回路２および駆動電圧設定
回路４は上述の動作を繰り返しながら、モニタ電圧VMが
VM＝VM1となるように制御するので、駆動電圧はその上
限値を越えることがなく、超音波モータは安定に駆動さ
れる。The voltage detection circuit 1, the upper limit value detection circuit 2 and the drive voltage setting circuit 4 repeat the above-described operations while the monitor voltage VM
Since control is performed so that VM = VM1, the drive voltage does not exceed the upper limit value, and the ultrasonic motor is driven stably.
次に、可変抵抗器43の設定電圧を低電圧側に変化させ
ると、それにつれて駆動電圧が低下する。そして、駆動
電圧が下限値に達すると、電圧検出回路１の出力電圧V0
がV0＜V02、すなわち、モニタ電圧VMがVM＜VM2となっ
て、下限値検出回路３の出力はローレベルになり、MPX4
1は第５図に示すようにＡ入力を選択する。その結果、
直前まで選択されていたＢ入力、すなわち、可変抵抗器
43の設定電圧値に充電されているコンデンサ46の電域
は、電源から抵抗器42を通して充電されるため上昇し、
これに伴って可変出力電源47の出力電圧も上昇する。従
って、電力増幅器７の出力電圧すなわち超音波モータの
駆動電圧が上昇する。さらに、駆動電圧の上昇に伴って
モニタ電圧VMが上昇しVM≧VM2となると、電圧検出回路
１の出力電圧V0はV0≧V02になり、下限値検出回路３の
出力は転びハイレベルになる。これによって、MPX41は
Ｂ入力選択するため、駆動電圧は再び低下する。Next, when the set voltage of the variable resistor 43 is changed to a low voltage side, the drive voltage decreases accordingly. When the drive voltage reaches the lower limit value, the output voltage V0 of the voltage detection circuit 1 is output.
Is V0 <V02, that is, the monitor voltage VM is VM <VM2, the output of the lower limit value detection circuit 3 becomes low level, and MPX4
1 selects the A input as shown in FIG. as a result,
B input selected until immediately before, that is, variable resistor
The range of the capacitor 46 charged to the set voltage value of 43 rises because it is charged from the power supply through the resistor 42,
Accordingly, the output voltage of the variable output power supply 47 also increases. Therefore, the output voltage of the power amplifier 7, that is, the drive voltage of the ultrasonic motor increases. Further, when the monitor voltage VM rises with the rise of the drive voltage and VM ≧ VM2, the output voltage V0 of the voltage detection circuit 1 becomes V0 ≧ V02, and the output of the lower limit detection circuit 3 falls to a high level. As a result, the MPX41 selects the B input, so that the drive voltage drops again.
電圧検出回路1,下限値検出回路３および駆動電圧設定
回路４は上述した動作を繰り返しながら、モニタ電圧VM
がVM＝VM2となるように制御するので、駆動電圧はその
下限値以下にならず超音波モータは安定に駆動される。The voltage detection circuit 1, the lower limit value detection circuit 3, and the drive voltage setting circuit 4 repeat the above-described operations,
Is controlled such that VM = VM2, the driving voltage does not become lower than the lower limit value, and the ultrasonic motor is driven stably.
このように、モニタ電圧VMを検出してVM2≦VM≦VM1と
なるように制御することによって、超音波モータはその
駆動電圧が下限値と上限値との間に制限されて安定に駆
動される。In this way, by detecting the monitor voltage VM and controlling it so that VM2 ≦ VM ≦ VM1, the drive voltage of the ultrasonic motor is restricted between the lower limit value and the upper limit value, and the ultrasonic motor is driven stably. .
以上の第１の実施例では、モニタ電圧VMがVM＞VM1、
あるいは、VM＜VM2になった時にMPX41がその入力を切り
換えてコンデンサ46を充電または放電させ、これによ
り、可変電力電源47の出力電圧を変化させて超音波モー
タの駆動電圧を制御するが、この時、MPX41の出力を遮
断してコンデンサ46により直前の電圧を保持するように
してもよい。そして、モニタ電圧VMがVM2≦VM≦VM1にな
れば再びMP×41の出力を接続する。In the first embodiment described above, when the monitor voltage VM is VM> VM1,
Alternatively, when VM <VM2, the MPX 41 switches its input to charge or discharge the capacitor 46, thereby changing the output voltage of the variable power supply 47 and controlling the drive voltage of the ultrasonic motor. At this time, the output of the MPX 41 may be cut off and the immediately preceding voltage may be held by the capacitor 46. When the monitor voltage VM satisfies VM2 ≦ VM ≦ VM1, the output of MP × 41 is connected again.
−第２の実施例− 第６図（Ａ）は第２の実施例を示す回路図である。Second Embodiment FIG. 6A is a circuit diagram showing a second embodiment.
第２の実施例では、第６図（Ａ）に示すように電圧検
出回路１の入力がモニタ電極100−4dに代えて駆動電極1
00−4aに接続され、さらに、電力増幅器７の出力がコイ
ル８を通して駆動電極100−4a,100−4bに接続される以
外は第１の実施例と同じ構成としており、それらについ
ては説明を省略する。In the second embodiment, as shown in FIG. 6A, the input of the voltage detection circuit 1 is replaced by the drive electrode 1 instead of the monitor electrode 100-4d.
00-4a, and the same configuration as that of the first embodiment except that the output of the power amplifier 7 is connected to the drive electrodes 100-4a and 100-4b through the coil 8, and the description thereof is omitted. I do.
上述したように、駆動電源100−4a,100−4bにコイル
を接続して駆動電力を供給する場合には、電力増幅器７
の出力電圧を一定としても、駆動電圧は駆動周波数によ
って変化する。このような場合は、第６図（Ａ）に示す
ように駆動電極100−4aから駆動電圧を検出し、これを
電圧検出回路１へフィードバックして第１の実施例と同
様に制御すればよい。As described above, when the driving power is supplied by connecting the coils to the driving power supplies 100-4a and 100-4b, the power amplifier 7
Is constant, the driving voltage changes with the driving frequency. In such a case, the drive voltage may be detected from the drive electrode 100-4a as shown in FIG. 6 (A), and the drive voltage may be fed back to the voltage detection circuit 1 to perform control in the same manner as in the first embodiment. .
なお、可変抵抗器22の設定値、可変抵抗器32の設定
値、駆動電圧の上限値を決定する抵抗器42の抵抗値、、
駆動電圧の下限値を決定する抵抗器44の抵抗値は、実験
により最適な値を選定すればいい。The set value of the variable resistor 22, the set value of the variable resistor 32, the resistance value of the resistor 42 for determining the upper limit of the drive voltage,
The optimum value of the resistance of the resistor 44 for determining the lower limit value of the drive voltage may be selected through experiments.
この第２の実施例では、駆動電圧を直接、電圧検出回
路１へフィードバックして、その上限値および下限値を
検出し、上限値に達すると駆動電圧を低下するように動
作し、また、下限値に達すると駆動電圧を上昇させるよ
うに動作する。従って、超音波モータの駆動電圧は常に
上限値と下限値との間に制御され、超音波モータは安定
に駆動される（第６図（Ｂ）参照）。In the second embodiment, the drive voltage is directly fed back to the voltage detection circuit 1 to detect the upper limit value and the lower limit value. When the drive voltage reaches the upper limit value, the drive voltage is reduced. When it reaches the value, it operates to increase the drive voltage. Therefore, the drive voltage of the ultrasonic motor is always controlled between the upper limit value and the lower limit value, and the ultrasonic motor is driven stably (see FIG. 6 (B)).
−第３の実施例− 第７図は第３の実施例を示す回路図である。第１の実
施例と同じ回路、機器については同じ符号を付して説明
を省略する。Third Embodiment FIG. 7 is a circuit diagram showing a third embodiment. Circuits and devices that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
駆動周波数設定回路5Aは、MPX51、抵抗器52,54、可変
抵抗器53,55、コンデンサ56、電圧制御発振器（以下、V
COと省略する）57で構成される。MPX51は、第１の実施
例のMPX41と同一に構成され、第５図に示すように制御
入力X,Y,Zへ入力される信号レベルに対応して信号入力
A,B,C,Dを切り換える。抵抗器52はアースとMPX51のＡ入
力に接続されて、超音波モータの駆動電圧を下限値に保
持するかまたは増加させる駆動周波数を設定する。可変
抵抗器53は電源とアースとの間に接続され、その出力は
MPX51のＢ入力に接続されて、その設定電圧に応じて駆
動周波数を可変する。抵抗器54は電源とMPX51のＣ入力
に接続されて、超音波モータの駆動電圧を上限値に保持
するかまたは減少させる駆動周波数を設定する。可変抵
抗器55は電源とアースの間に接続され、その出力はMPX5
1のＤ入力に接続されて、超音波モータ起動時の駆動周
波数を設定する。コンデンサ56は、片方の電極がMPX51
の出力とVCO57の入力との間に、もう一方の電極がアー
スにそれぞれ接続されて、MPX51の出力を保持する。ま
た、VCO57は入力電圧に比例する周波数の周波信号を出
力する。あの、電力増幅器７は、位相回路６の周波信号
出力を常に一定の駆動電圧に増幅し、起動入力がハイレ
ベルのときだけ駆動電極100−4a,100−4bに印加する。The drive frequency setting circuit 5A includes an MPX51, resistors 52 and 54, variable resistors 53 and 55, a capacitor 56, and a voltage controlled oscillator (hereinafter, V
(Abbreviated as CO) 57. The MPX51 has the same configuration as the MPX41 of the first embodiment, and has a signal input corresponding to the signal level input to the control inputs X, Y and Z as shown in FIG.
Switch A, B, C, D. Resistor 52 is connected to ground and the A input of MPX 51 to set the drive frequency at which the drive voltage of the ultrasonic motor is held or increased to a lower limit. The variable resistor 53 is connected between the power supply and ground, and its output is
It is connected to the B input of MPX51 and varies the drive frequency according to the set voltage. The resistor 54 is connected to the power supply and the C input of the MPX 51, and sets a driving frequency at which the driving voltage of the ultrasonic motor is maintained at or reduced to the upper limit value. The variable resistor 55 is connected between the power supply and ground, and its output is MPX5
1 is connected to the D input to set the drive frequency when the ultrasonic motor is started. Capacitor 56 has one electrode of MPX51
The other electrode is connected to the ground between the output of the VCO 57 and the input of the VCO 57 to hold the output of the MPX 51. The VCO 57 outputs a frequency signal having a frequency proportional to the input voltage. That power amplifier 7 always amplifies the frequency signal output of the phase circuit 6 to a constant drive voltage and applies it to the drive electrodes 100-4a and 100-4b only when the start input is at a high level.
第３の実施例の動作を説明する。 The operation of the third embodiment will be described.
起動入力がローレベルのときは、MPX51が第５図に従
ってＤ入力を選択し、VCO57は可変抵抗器55により設定
された超音波モータ起動時の周波信号を位相回路６へ出
力する。位相回路６は、この周波信号に基づいて相互に
π/2だけ位相された２つの周波信号を生成し、電力増幅
器７へ出力する。なお、可変抵抗器55は、上述の第４図
に示すｂ区間の安定な駆動周波数に設定される。When the start input is at the low level, the MPX 51 selects the D input according to FIG. 5, and the VCO 57 outputs the frequency signal at the time of starting the ultrasonic motor set by the variable resistor 55 to the phase circuit 6. The phase circuit 6 generates two frequency signals that are mutually phase-shifted by π / 2 based on the frequency signals, and outputs the two frequency signals to the power amplifier 7. The variable resistor 55 is set to a stable drive frequency in the section b shown in FIG.
次に、起動入力がハイレベルになって超音波モータが
起動されると、電力増幅器７は位相回路６からの周波信
号を一定の駆動電圧に増幅し、駆動電極100−4a,100−4
bに印加する。すなわち、超音波モータは、可変抵抗器5
5によって設定される起動時の駆動周波数で起動され
る。Next, when the start input becomes high level and the ultrasonic motor is started, the power amplifier 7 amplifies the frequency signal from the phase circuit 6 to a constant drive voltage, and the drive electrodes 100-4a and 100-4.
Apply to b. That is, the ultrasonic motor uses the variable resistor 5
It is started at the starting drive frequency set by 5.
超音波モータが起動されると、モニタ電極100−4dか
らモニタ電圧VMが発生する。このモニタ電圧VMは電圧検
出回路１へフィードバックされ、直流電圧V0に変換され
て上限値検出回路２と下限値検出回路３とへ出力され
る。この直流電圧V0がV02≦V0≦V01であれば、すなわ
ち、モニタ電圧VMがVM2≦VM≦VM1であれば、上限値検出
回路２および下限値検出回路３の出力はともにハイレベ
ルとなり、MPX51は第５図に示すようにＢ入力を選択す
る。従って、超音波モータの駆動周波数は可変抵抗器53
の設定電圧により決定され、この設定電圧を調整して超
音波モータの駆動速度を可変することができる。When the ultrasonic motor is started, a monitor voltage VM is generated from the monitor electrode 100-4d. The monitor voltage VM is fed back to the voltage detection circuit 1, converted into a DC voltage V0, and output to the upper limit value detection circuit 2 and the lower limit value detection circuit 3. If this DC voltage V0 is V02 ≦ V0 ≦ V01, that is, if the monitor voltage VM is VM2 ≦ VM ≦ VM1, the outputs of the upper limit value detection circuit 2 and the lower limit value detection circuit 3 both become high level, and MPX51 The B input is selected as shown in FIG. Therefore, the driving frequency of the ultrasonic motor is
The driving voltage of the ultrasonic motor can be varied by adjusting the setting voltage.
次に、可変抵抗器53の設定電圧を低電圧側に変化させ
ると、それにつれて駆動周波数は低下し、駆動速度は増
加する。さらに、モニタ電圧VMは駆動速度に比例して増
加する。そして、モニタ電圧VMがVM＞VM1、すなわち、
電圧検出回路１の出力電圧V0がV0＞V01となると上限値
検出回路２の出力はローレベルになり、MPX51は第５図
に示すようにＣ入力を選択する。その結果、直前まで選
択されていたＢ入力、すなわち、可変抵抗器53の設定電
圧値に充電されているコンデンサ56の電位は、電源から
抵抗器54を通して充電されるため徐々に増加し、これに
よってVCO57の出力周波数も増加する。つまり、超音波
モータの駆動周波数が増加し、駆動速度は低下する。Next, when the set voltage of the variable resistor 53 is changed to the low voltage side, the driving frequency is decreased and the driving speed is increased. Further, the monitor voltage VM increases in proportion to the driving speed. Then, when the monitor voltage VM is VM> VM1, that is,
When the output voltage V0 of the voltage detection circuit 1 satisfies V0> V01, the output of the upper limit detection circuit 2 becomes low level, and the MPX 51 selects the C input as shown in FIG. As a result, the B input selected until immediately before, that is, the potential of the capacitor 56 charged to the set voltage value of the variable resistor 53 gradually increases because it is charged from the power supply through the resistor 54, The output frequency of VCO 57 also increases. That is, the driving frequency of the ultrasonic motor increases, and the driving speed decreases.
駆動速度の低下によってモニタ電圧VMが低下しVM≦VM
1になると、電圧検出回路１の出力電圧V0はV0≦V01にな
り、上限値検出回路２の出力はふたたびハイレベルにな
る。これによって、MPX51はＢ入力、すなわち、可変抵
抗器53の設定電圧を選択するため、駆動周波数が低下し
て超音波モータは増速される。Monitor voltage VM drops due to drive speed drop, VM ≤ VM
When it becomes 1, the output voltage V0 of the voltage detection circuit 1 becomes V0 ≦ V01, and the output of the upper limit value detection circuit 2 becomes high level again. As a result, the MPX 51 selects the B input, that is, the set voltage of the variable resistor 53, so that the drive frequency is reduced and the speed of the ultrasonic motor is increased.
電圧検出回路1,上限値検出回路２および駆動周波数設
定回路5Aは上述した動作を繰り返しながら、モニタ電圧
VMがVM＝VM1となるように制御するので、駆動電圧はそ
の上限値を越えない。The voltage detection circuit 1, the upper limit value detection circuit 2, and the drive frequency setting circuit 5A repeat the above-described operations while monitoring the monitor voltage.
Since the VM is controlled so that VM = VM1, the drive voltage does not exceed the upper limit.
次に、可変抵抗器53の設定電圧を高電圧側に変化させ
ると、それにつれて駆動周波数が増加し、駆動速度は低
下する。さらに、モニタ電圧VMは駆動速度に比例して低
下する。そして、モニタ電圧VMがVM＜VM2、すなわち、
電圧検出回路１の出力電圧V0がV0＜V02となって、下限
値検出回路３の出力はローレベルになり、MPX51はＡ入
力を選択する。その結果。直前まで選択されていたＢ入
力、すなわち、可変抵抗器53の設定電圧値に充電されて
いるコンデンサ56の電位は、抵抗器52を通して放電する
ため徐々に低下し、これにともなってVCO57の出力周波
数も低下する。つまり、超音波モータの駆動周波数が低
下し、駆動速度は増加する。Next, when the set voltage of the variable resistor 53 is changed to the high voltage side, the driving frequency increases and the driving speed decreases accordingly. Further, the monitor voltage VM decreases in proportion to the driving speed. Then, if the monitor voltage VM is VM <VM2, that is,
The output voltage V0 of the voltage detection circuit 1 becomes V0 <V02, the output of the lower limit value detection circuit 3 becomes low level, and the MPX 51 selects the A input. as a result. The B input selected until immediately before, that is, the potential of the capacitor 56 charged to the set voltage value of the variable resistor 53 gradually decreases due to discharging through the resistor 52, and accordingly, the output frequency of the VCO 57 Also decrease. That is, the driving frequency of the ultrasonic motor decreases, and the driving speed increases.
駆動速度の増加によって、モニタ電圧VMがVM≧VM2に
なると、電圧検出回路１の出力電圧V0はV0≧V02にな
り、下限値検出回路３の出力はふたたびハイレベルにな
る。これによって、MPX51はＢ入力、すなわち、可変抵
抗器53を選択するため駆動周波数が増加し、駆動速度は
低下する。When the monitor voltage VM becomes VM ≧ VM2 due to an increase in the driving speed, the output voltage V0 of the voltage detection circuit 1 becomes V0 ≧ V02, and the output of the lower limit value detection circuit 3 becomes the high level again. As a result, the drive frequency of the MPX 51 for selecting the B input, that is, the variable resistor 53, increases, and the drive speed decreases.
電圧検出回路1,下限値検出回路３および駆動周波数設
定回路5Aは上述の動作を繰り返しなら、モニタ電圧VMが
VM＝VM2となるように制御するので、駆動電圧はその下
限値以下にならない。If the voltage detection circuit 1, the lower limit detection circuit 3 and the drive frequency setting circuit 5A repeat the above operation, the monitor voltage VM
Since the control is performed so that VM = VM2, the drive voltage does not become lower than the lower limit value.
このように、駆動電圧が上限値と下限値との間になる
ように駆動周波数を制御することにより、超音波モータ
を安定に駆動できる。As described above, by controlling the drive frequency so that the drive voltage is between the upper limit value and the lower limit value, the ultrasonic motor can be driven stably.
−第４の実施例− 本発明の超音波モータの駆動装置は、超音波モータの
ロータ100−１の速度を検出して速度フィードバック制
御を行なう時にも適用できる。この場合は、第１の実施
例を示す第１図の可変抵抗器43に代えて、第８図に示す
パルス発振器130と速度設定回路９を用いる。-Fourth Embodiment- The ultrasonic motor driving device of the present invention can also be applied to the case where the speed of the rotor 100-1 of the ultrasonic motor is detected to perform speed feedback control. In this case, the pulse oscillator 130 and the speed setting circuit 9 shown in FIG. 8 are used instead of the variable resistor 43 shown in FIG. 1 showing the first embodiment.
パルス発振器130は超音波モータのロータ100−１に連
結され、ロータ100−１の速度に応じたパルスを発生す
る。駆動速度設定回路９は、F/V変換器91、基準電圧源9
2、増幅器93で構成される。F/V変換器91は、パルス発振
器130からのパルス信号をその周波数に比例した電圧信
号、すなわち、超音波モータの速度フィードバッグ電圧
信号に変換し、増幅器93へ出力する。基準電圧源92は一
定の電圧を出力するもので、その電圧値は超音波モータ
の駆動速度指令値に相当する。増幅器93は、F/V変換器9
1からの電圧信号と基準電圧源92からの電圧信号とを加
算し、その誤差を増幅する。The pulse oscillator 130 is connected to the rotor 100-1 of the ultrasonic motor, and generates a pulse according to the speed of the rotor 100-1. The driving speed setting circuit 9 includes an F / V converter 91, a reference voltage source 9
2. It is composed of an amplifier 93. The F / V converter 91 converts the pulse signal from the pulse oscillator 130 into a voltage signal proportional to the frequency, that is, a speed feedback voltage signal of the ultrasonic motor, and outputs it to the amplifier 93. The reference voltage source 92 outputs a constant voltage, and the voltage value corresponds to a drive speed command value of the ultrasonic motor. The amplifier 93 is an F / V converter 9
The voltage signal from 1 and the voltage signal from the reference voltage source 92 are added, and the error is amplified.
次に、動作を説明する。 Next, the operation will be described.
モニタ電圧VMがVM2≦VM≦VM1のとき、すなわち、超音
波モータの駆動電圧がその上限値と下限値との間にある
ときはMPX41のＢ入力が選択される。パルス発振器130か
ら超音波モータの駆動速度に相当する周波数のパルス信
号が発生され、F/V変換器91へ送出される。F/V変換器91
は、そのパルス信号を電圧信号、すなわち、速度フィー
ドバック電圧信号に変換して増幅器93へ出力する。増幅
器93は、基準電圧源92からの速度指令信号と上述の速度
フィードバック信号とを加算し、その誤差を増幅する。
そして、増幅された誤差信号はMPX41を介して可変出力
電源47へ出力され、第１の実施例と同様に超音波モータ
の駆動電圧が制御される。When the monitor voltage VM is VM2 ≦ VM ≦ VM1, that is, when the drive voltage of the ultrasonic motor is between the upper limit value and the lower limit value, the B input of the MPX41 is selected. A pulse signal having a frequency corresponding to the driving speed of the ultrasonic motor is generated from the pulse oscillator 130 and sent to the F / V converter 91. F / V converter 91
Converts the pulse signal into a voltage signal, that is, a speed feedback voltage signal, and outputs the signal to the amplifier 93. The amplifier 93 adds the speed command signal from the reference voltage source 92 and the above-described speed feedback signal, and amplifies the error.
Then, the amplified error signal is output to the variable output power supply 47 via the MPX 41, and the drive voltage of the ultrasonic motor is controlled as in the first embodiment.
モニタ電圧VMがVM＞VM1またはVM＜VM2のときは、第１
の実施例と同様に電圧検出回路1,上限値検出回路２およ
び下限値検出回路３によって超音波モータの駆動電圧
は、その上限値と下限値との間に制御されて、超音波モ
ータは安定に駆動される。When the monitor voltage VM is VM> VM1 or VM <VM2, the first
The drive voltage of the ultrasonic motor is controlled between the upper limit and the lower limit by the voltage detecting circuit 1, the upper limit detecting circuit 2 and the lower limit detecting circuit 3 as in the embodiment of FIG. Is driven.
以上の実施例の構成において、電圧検出回路１、上限
値検出回路２および下限値検出回路３が限界値検出手段
を、電圧検出回路１および上限値検出回路２が上限値検
出手段を、電圧検出回路１および下限値検出回路３が下
限値検出手段を、MPX41、抵抗器42,44、コンデンサ46お
よび可変出力電源47と、MPX51、抵抗器52,54、コンデン
サ56およびVCO57とが駆動電圧制限手段をそれぞれ構成
する。In the configuration of the above embodiment, the voltage detection circuit 1, the upper limit value detection circuit 2 and the lower limit value detection circuit 3 perform the limit value detection means, and the voltage detection circuit 1 and the upper limit value detection circuit 2 perform the upper limit value detection means. The circuit 1 and the lower limit value detection circuit 3 constitute a lower limit value detection means. Respectively.
G.発明の効果 以上説明したように本発明によれば、超音波モータの
駆動電極に印加される駆動電圧を可変にして制御する場
合には、超音波モータのモニタ電極から出力されるモニ
タ電圧によって駆動電圧がその下限値または上限値へ到
達したことが検出されると、超音波モータの駆動電圧を
下限値以上または上限値以下に制限する。また、超音波
モータの駆動電極にコイルを介して印加される駆動電圧
を可変にして制御する場合には、超音波モータの駆動電
極の駆動電圧がその下限値または上限値に到達したこと
が検出されると、超音波モータの駆動電極の駆動電圧を
下限値以上または上限値以下に制限する。さらに、超音
波モータの駆動電極に印加される駆動電圧の周波数（駆
動周波数）を可変にして制御する場合には、超音波モー
タのモニタ電極から出力されるモニタ電圧によって駆動
電圧がその下限値または上限値へ到達したことが検出さ
れると、超音波モータの駆動周波数を制御して駆動電圧
を下限値以上または上限値以下に制限する。これによ
り、駆動電圧が上限値または下限値を越えて超音波モー
タの動作が不安定になるのを防止して超音波モータを安
定に駆動できる。G. Effects of the Invention As described above, according to the present invention, when the drive voltage applied to the drive electrode of the ultrasonic motor is controlled to be variable, the monitor voltage output from the monitor electrode of the ultrasonic motor is controlled. When the drive voltage reaches the lower limit value or the upper limit value, the drive voltage of the ultrasonic motor is limited to the lower limit value or more or the upper limit value or less. When the drive voltage applied to the drive electrode of the ultrasonic motor via the coil is controlled to be variable, it is detected that the drive voltage of the drive electrode of the ultrasonic motor has reached its lower limit or upper limit. Then, the drive voltage of the drive electrode of the ultrasonic motor is limited to the lower limit or more or the upper limit or less. Further, in the case where the frequency (drive frequency) of the drive voltage applied to the drive electrode of the ultrasonic motor is controlled to be variable, the drive voltage is controlled by the monitor voltage output from the monitor electrode of the ultrasonic motor so that its lower limit value or When it is detected that the upper limit has been reached, the drive frequency of the ultrasonic motor is controlled to limit the drive voltage to the lower limit or more or the upper limit or less. Accordingly, it is possible to prevent the operation of the ultrasonic motor from becoming unstable due to the drive voltage exceeding the upper limit value or the lower limit value, and to stably drive the ultrasonic motor.
第１図は第１の実施例を示す回路図、第２図は駆動電圧
を変化させたときの駆動周波数と駆動速度の関係を示す
図、第３図（Ａ）は駆動電圧を変化させたときの駆動周
波数とモニタ電圧の関係を示す図、第３図（Ｂ）はモニ
タ電圧と駆動速度の関係を示す図、第４図は駆動周波数
と駆動速度の関係を示す図、第５図はマルチプレクサ
（MPX）の制御入力と信号入力との関係を示す図、第６
図（Ａ）は第２の実施例を示す回路図、第６図（Ｂ）は
駆動電圧と駆動速度の関係を示す図、第７図は第３の実
施例を示す回路図、第８図は第４の実施例を示す回路
図、第９図は回転式超音波モータの概略構成を示す断面
図、第10図は圧電体側から見た超音波モータの平面図で
ある。 1:電圧検出回路、2:上限値検出回路 3:下限値検出回路、4:駆動電圧設定回路 5:駆動周波数設定回路、6:位相回路 7:電力増幅器、8:コイル 9:駆動速度設定回路、11:ダイオード 12,42,44,52,54:抵抗器 13,46,56:コンデンサ 22,32,43,45,53,55:可変抵抗器 21,31:電圧比較器 41,51:マルチプレクサ（MPX） 47:可変出力電源、57:電圧制御発振器（VCO） 91:F/V変換器、92:基準電圧源 93:増幅器、130:パルス発振器FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment, FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a driving frequency and a driving speed when a driving voltage is changed, and FIG. 3 (A) is a diagram showing a driving voltage changed. FIG. 3B shows the relationship between the monitor voltage and the drive speed, FIG. 4B shows the relationship between the drive frequency and the drive speed, and FIG. 5 shows the relationship between the drive frequency and the drive speed. FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a control input and a signal input of a multiplexer (MPX), and FIG.
6A is a circuit diagram showing a second embodiment, FIG. 6B is a diagram showing a relationship between a driving voltage and a driving speed, FIG. 7 is a circuit diagram showing a third embodiment, and FIG. FIG. 9 is a circuit diagram showing a fourth embodiment, FIG. 9 is a sectional view showing a schematic configuration of a rotary ultrasonic motor, and FIG. 10 is a plan view of the ultrasonic motor viewed from a piezoelectric body side. 1: Voltage detection circuit, 2: Upper limit value detection circuit, 3: Lower limit value detection circuit, 4: Drive voltage setting circuit, 5: Drive frequency setting circuit, 6: Phase circuit, 7: Power amplifier, 8: Coil, 9: Drive speed setting circuit , 11: Diode 12, 42, 44, 52, 54: Resistor 13, 46, 56: Capacitor 22, 32, 43, 45, 53, 55: Variable resistor 21, 31: Voltage comparator 41, 51: Multiplexer (MPX) 47: Variable output power supply, 57: Voltage controlled oscillator (VCO) 91: F / V converter, 92: Reference voltage source 93: Amplifier, 130: Pulse oscillator
Claims (4)
る固定子と、加圧手段により前記固定子に加圧接触され
前記振動により前記固定子と相対的に駆動される移動子
とから成り、超音波モータの駆動電極に印加される駆動
電圧を可変にして制御する超音波モータの駆動装置にお
いて、 超音波モータのモニタ電極から出力されるモニタ電圧に
よって駆動電圧がその下限値または上限値に達したこと
を検出する限界値検出手段と、 前記限界値検出手段により駆動電圧の下限値または上限
値への到達が検出されると、超音波モータの駆動電圧を
下限値以上または上限値以下に制限する駆動電圧制限手
段とを備えることを特徴とする超音波モータの駆動装
置。1. A stator which generates vibration in an elastic body by excitation of a piezoelectric body, and a movable member which is brought into pressure contact with the stator by a pressing means and driven relatively to the stator by the vibration. In the ultrasonic motor drive device that controls the drive voltage applied to the drive electrode of the ultrasonic motor variably, the drive voltage is set to the lower limit or the upper limit by the monitor voltage output from the monitor electrode of the ultrasonic motor. Limit value detecting means for detecting that the drive voltage has reached, When the limit value detecting means detects that the drive voltage reaches the lower limit value or the upper limit value, the drive voltage of the ultrasonic motor is equal to or more than the lower limit value or equal to or less than the upper limit value. And a drive voltage limiting means for limiting the drive voltage to an ultrasonic motor.
る固定子と、加圧手段により前記固定子に加圧接触され
前記振動により前記固定子と相対的に駆動される移動子
とから成り、超音波モータの駆動電極にコイルを介して
印加される駆動電圧を可変にして制御する超音波モータ
の駆動装置において、 超音波モータの駆動電極の駆動電圧がその下限値または
上限値に達したことを検出する限界値検出手段と、 前記限界値検出手段により駆動電極の駆動電圧の下限値
または上限値への到達が検出されると、超音波モータの
駆動電極の駆動電圧を下限値以上または上限値以下に制
限する駆動電圧制限手段とを備えることを特徴とする超
音波モータの駆動装置。2. A stator which generates vibration in an elastic body by excitation of a piezoelectric body, and a movable member which is brought into pressure contact with said stator by a pressing means and driven relatively to said stator by said vibration. In the ultrasonic motor drive device that controls the drive voltage applied to the drive electrode of the ultrasonic motor through a coil in a variable manner, the drive voltage of the drive electrode of the ultrasonic motor reaches its lower limit or upper limit. Limit value detecting means for detecting that the drive voltage of the drive electrode has reached the lower limit or the upper limit value, and the drive voltage of the drive electrode of the ultrasonic motor is equal to or more than the lower limit value. Or a drive voltage limiting means for limiting the drive voltage to not more than an upper limit value.
る固定子と、加圧手段により前記固定子に加圧接触され
前記振動により前記固定子と相対的に駆動される移動子
とから成り、超音波モータの駆動電極に印加される駆動
電圧の周波数（以下、駆動周波数と呼ぶ）を可変にして
制御する超音波モータの駆動装置において、 超音波モータのモニタ電極から出力されるモニタ電圧に
よって駆動電圧がその下限値または上限値に達したこと
を検出する限界値検出手段と、 前記限界値検出手段により駆動電圧の下限値または上限
値への到達が検出されると、超音波モータの駆動周波数
を制御して駆動電圧を下限値以上または上限値以下に制
限する駆動電圧制限手段とを備えることを特徴とする超
音波モータの駆動装置。3. A stator which generates vibration in an elastic body by excitation of a piezoelectric body, and a movable member which is pressed against said stator by a pressing means and driven relatively to said stator by said vibration. A driving voltage applied to the driving electrode of the ultrasonic motor (hereinafter, referred to as a driving frequency) in an ultrasonic motor driving device for controlling the monitor voltage output from the monitor electrode of the ultrasonic motor. Limit value detecting means for detecting that the drive voltage has reached its lower limit or upper limit, and when the drive voltage reaches the lower limit or upper limit of the drive voltage is detected by the limit value detector, the ultrasonic motor A drive device for an ultrasonic motor, comprising: drive voltage limiting means for controlling a drive frequency to limit a drive voltage to a lower limit or more or an upper limit or less.
波モータの駆動装置において、 前記限界値検出手段は、前記上限値に達したことを検出
する上限値検出手段と、前記下限値に達したことを検出
する下限値検出手段とを含むことを特徴とする超音波モ
ータの駆動装置。4. The ultrasonic motor driving device according to claim 1, wherein said limit value detecting means detects that said upper limit value has been reached; And a lower limit value detecting means for detecting that the lower limit value has been reached.
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2074794A JP2990729B2 (en) | 1990-03-24 | 1990-03-24 | Ultrasonic motor drive |
| EP95100143A EP0654889B1 (en) | 1990-02-14 | 1991-02-13 | Driving device for ultrasonic wave motor |
| DE69131208T DE69131208T2 (en) | 1990-02-14 | 1991-02-13 | Drive device for an ultrasonic wave motor |
| EP91102014A EP0442469B1 (en) | 1990-02-14 | 1991-02-13 | Driving device for ultrasonic wave motor |
| DE69111481T DE69111481T2 (en) | 1990-02-14 | 1991-02-13 | Drive device for an ultrasonic wave motor. |
| US07/970,956 US5376855A (en) | 1990-02-14 | 1992-11-03 | Driving device for ultrasonic wave motor |
| US08/319,737 US5477099A (en) | 1990-02-14 | 1994-10-07 | Driving device for ultrasonic wave motor |
| US08/319,889 US5479063A (en) | 1990-02-14 | 1994-10-07 | Driving device for ultrasonic wave motor |
| US08/319,867 US5767609A (en) | 1990-02-14 | 1994-10-07 | Driving device for ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2074794A JP2990729B2 (en) | 1990-03-24 | 1990-03-24 | Ultrasonic motor drive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03277184A JPH03277184A (en) | 1991-12-09 |
| JP2990729B2 true JP2990729B2 (en) | 1999-12-13 |
Family
ID=13557566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2074794A Expired - Lifetime JP2990729B2 (en) | 1990-02-14 | 1990-03-24 | Ultrasonic motor drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2990729B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2972010B2 (en) * | 1992-01-08 | 1999-11-08 | キヤノン株式会社 | Vibration type actuator drive control device |
-
1990
- 1990-03-24 JP JP2074794A patent/JP2990729B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03277184A (en) | 1991-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0654889B1 (en) | Driving device for ultrasonic wave motor | |
| KR100204460B1 (en) | Ultrasonic motor speed control method | |
| JP5506552B2 (en) | Control device for vibration actuator and control method for vibration actuator | |
| US10693394B2 (en) | Driving apparatus of vibration-type actuator method of controlling driving vibration-type actuator and image pickup apparatus | |
| JPH09140168A (en) | Driver for oscillation motor | |
| JP2002112563A (en) | Driving method and apparatus for actuator | |
| JP2995789B2 (en) | Ultrasonic motor drive | |
| JP2990729B2 (en) | Ultrasonic motor drive | |
| JP2548248B2 (en) | Ultrasonic motor controller | |
| JP7297489B2 (en) | Vibration type actuator and driving device for vibration type actuator | |
| JP2506895B2 (en) | Ultrasonic motor controller | |
| JP2018068112A (en) | Driving device and driving control method for vibration type actuator | |
| JPH01298967A (en) | Driver for ultrasonic actuator | |
| JP2017104014A (en) | Driving device and driving control method for vibration type actuator | |
| WO2021246015A1 (en) | Drive control device and ultrasonic motor system | |
| JPH02101974A (en) | Ultrasonic motor drive | |
| JP3724087B2 (en) | Drive device for vibration actuator | |
| JP2022068435A (en) | Vibration type drive device and drive method | |
| JP2691970B2 (en) | Ultrasonic motor control circuit | |
| JP2650337B2 (en) | Ultrasonic motor drive | |
| JPH04322179A (en) | Method of driving ultrasonic motor | |
| JP3141525B2 (en) | Ultrasonic motor drive control method | |
| JPH09163766A (en) | Method and circuit for driving ultrasonic motor | |
| JPH05227767A (en) | Driver for ultrasonic motor | |
| JP2537996B2 (en) | Ultrasonic motor drive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101015 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101015 Year of fee payment: 11 |