JP4525943B2 - 超音波モータの駆動方法 - Google Patents
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Description
第1周波数の交流電圧をアクチュエータ部に印加して前記超音波モータを始動する工程と、
前記第1周波数から前記超音波モータが停止する第2周波数まで駆動周波数を下げながら、該アクチュエータ部に生じる電圧を検出する電圧検出工程と、
第3周波数で前記超音波モータを始動する始動工程と、
前記駆動周波数を運転周波数範囲内の値となるように、前記第3周波数から低周波数側に変化させる駆動工程と、
を有し、
前記運転周波数範囲は、前記電圧検出工程において最大電圧が検出される際の前記駆動周波数の値よりも高周波数側の範囲である。
前記運転周波数範囲は、始動不可能範囲内であることができる。
前記駆動工程では、
前記アクチュエータ部から検出される電圧が前記最大電圧に係数を乗じて得られるしきい値電圧以下となるように、前記駆動周波数を変化させることができる。
前記駆動工程では、
前記アクチュエータ部から検出される電圧が、前記しきい値電圧より大きい場合は、前記駆動周波数を高周波数側に変化させ、
前記アクチュエータ部から検出される電圧が、前記しきい値電圧より小さい場合は、前記駆動周波数を低周波数側に変化させることができる。
前記駆動工程では、
前記アクチュエータ部から検出される電圧が、前記最大電圧に係数を乗じて得られるしきい値電圧が前記電圧検出工程において検出される際の前記駆動周波数の値以上となるように、該駆動周波数を変化させることができる。
前記係数は、0.5ないし0.95であることができる。
前記駆動工程では、
前記駆動周波数を段階的に変化させ、かつ、該駆動周波数の変化の間隔は、100Hzないし1000Hzであることができる。
前記超音波モータが停止した状態から、前記超音波モータが始動するまで前記駆動周波数を上げる、始動周波数検出工程を含むことができる。
まず、本実施形態にかかる超音波モータの構成の一例について図面を参照しながら説明する。以下には、超音波モータ400がロータ部100とアクチュエータ部200を含んで構成される場合の例を説明するが、本発明にかかる超音波モータの駆動方法は、このような構成の超音波モータの駆動方法のみには限定されない。本実施形態の駆動方法を適用できる超音波モータとしては、以下の例示の他に、例えば、複数のアクチュエータ素子が円形状に配置された超音波モータなどを挙げることができる。
図3は、アクチュエータ部200が屈曲振動しているとき、瞬間的に採りうる形状を模式的に示す平面図である。図4は、ロータ部100が突起部212に突き動かされて回転する様子を描いた模式図である。
図5は、本実施形態の超音波モータ400の制御構成を示す図である。
図6は、本実施形態にかかる超音波モータ400を駆動した結果の一例を示す。以下に図6を用いて超音波モータの駆動特性について説明する。
図7は、超音波モータ400の駆動特性を模式的に示す概略図である。図8ないし図15は、本実施形態の超音波モータ400の駆動方法における処理のフローチャートである。本実施形態の駆動方法を以下に図7ないし図15を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の説明において駆動周波数とは、図5の駆動回路260の発振源264に設定される周波数のことであり、この周波数でアクチュエータ部200が駆動される。一方、第1〜第4周波数、および始動周波数とは、検出制御回路270の内部で保持している周波数値のことであり、これを発振源264にセットすることによってはじめて、アクチュエータが当該周波数の値で駆動されるものとする。
212 突起部、220,222 圧電体層、230,232 縦振動用電極、
241〜244 屈曲振動用電極、251,252 検出用電極、
260 駆動回路、262 電力増幅回路、264 発振源、270 検出制御回路、
280 インバータ、300 アクチュエータ支持部、400 超音波モータ。
Claims (4)
- アクチュエータ部を有する超音波モータの駆動方法であって、
前記超音波モータが停止した状態から、前記超音波モータが始動するまで、前記超音波モータが始動できない始動不可能周波数から、周波数を上げながら交流電圧を前記アクチュエータ部に印加し、前記超音波モータが始動する始動周波数を検出する始動周波数検出工程と、
前記超音波モータが前記始動周波数以上の周波数の交流電圧で駆動されている状態から、前記超音波モータが停止する周波数まで、周波数を下げながら交流電圧を前記アクチュエータ部に印加するとともに、該アクチュエータ部に生じる電圧を検出する電圧検出工程と、
前記始動周波数以上の周波数の交流電圧を前記アクチュエータ部に印加し、前記超音波モータを始動する始動工程と、
前記始動工程に引き続き交流電圧の周波数を、前記始動周波数以上の周波数から、前記電圧検出工程において最大電圧が検出された周波数よりも高く、かつ、前記始動周波数よりも低い範囲内となるように変化させる駆動工程と、
を有し、
前記駆動工程では、前記アクチュエータ部から検出される電圧が、前記最大電圧に係数を乗じたしきい値電圧以下となる範囲で、交流電圧の周波数を変化させる、超音波モータの駆動方法。 - 請求項1において、
前記駆動工程では、
前記アクチュエータ部から検出される電圧が、前記しきい値電圧より大きい場合は、交流電圧の周波数を高周波数側に変化させ、
前記アクチュエータ部から検出される電圧が、前記しきい値電圧より小さい場合は、交流電圧の周波数を低周波数側に変化させる、超音波モータの駆動方法。 - 請求項1または請求項2において、
前記係数は、0.5ないし0.95である、超音波モータの駆動方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項において、
前記駆動工程では、
交流電圧の周波数を段階的に変化させ、かつ、交流電圧の周波数の変化の間隔は、100Hzないし1000Hzである、超音波モータの駆動方法。
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