JPH0322879A - Ultrasonic motor device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To rotate a plurality of ultrasonic motors as if they are driven simultaneously by a method wherein the title device is constituted of a driving means, driving a plurality of ultrasonic motors sequentially at every predetermined times, a tracking means, a memory means and a driving frequency commanding means. CONSTITUTION:An ultrasonic motor 31 is provided with electrodes A, B, C, D while another ultrasonic motor 32 is provided with electrodes A', B', C', D'. In the ultrasonic motors 31, 32, a signal voltage is impressed on one electrode group B, B' at all times while a voltage to be impressed on the other electrode group A, A' is impressed thereon by switching the voltage by a switching circuit 22. A CPU 20 drives the ultrasonic motors 31, 32 alternately at every predetermined times while the feedback control of the driving frequency of the motors is effected so that the driving frequency is approached to the resonance frequencies of the ultrasonic motors 31, 32 during the driving period of the same motors 31, 32.

Description

【発明の詳細な説明】 《産業」二の利川分野） この発明は、複数の超音波モータを同時に駆動させる超
音波モータ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <<Industry> Second Igawa Field) This invention relates to an ultrasonic motor device that drives a plurality of ultrasonic motors simultaneously.

《従来の技術｝ 従来、この種の装置としては、例えば特開昭６１−１３
９２７８号公報に記載のものが知られており、圧電セラ
ミック等の圧電体を用いて超音波振動を励振し、これに
よって回転運動が得られるよう構成されている。<<Prior art>> Conventionally, as this type of device, for example,
A device described in Japanese Patent No. 9278 is known, and is configured to use a piezoelectric material such as a piezoelectric ceramic to excite ultrasonic vibrations, thereby obtaining rotational motion.

第７図は、従来の超音波モータの断面図であるが、円環
型の弾性体１の円環面の一方に圧電体２を貼り合わせて
圧電駆動体３を構戊している。４は耐摩耗利料のスライ
ダで、５は弾性体であり、互いに貼り合わせられて回転
子６を構成している。FIG. 7 is a sectional view of a conventional ultrasonic motor, in which a piezoelectric body 2 is bonded to one of the toric surfaces of an annular elastic body 1 to form a piezoelectric driving body 3. 4 is a wear-resistant slider, and 5 is an elastic body, which are bonded together to form a rotor 6.

回転子６はスライダ４を介して、駆動体３と接触してい
る。圧電体２に電界を印加すると、駆動体３に聞げ振動
の進行波が励起されて、これにより回転子６が回転する
。The rotor 6 is in contact with the drive body 3 via the slider 4. When an electric field is applied to the piezoelectric body 2, a traveling wave of audible vibration is excited in the driving body 3, thereby causing the rotor 6 to rotate.

一方、第８図には、第７図の超音波モータに使用した圧
電体２の形状と電極構造が示されている。On the other hand, FIG. 8 shows the shape and electrode structure of the piezoelectric body 2 used in the ultrasonic motor of FIG. 7.

同図に示す如く、圧電体２上には円周方向に萌げ振動が
９波長のるようにしてある。Ａ，Ｂはそれぞれ１／２波
長相当の８個の小領域からなる電極群で、Ｃは３７４波
長、Ｄは１／４波長の長さの電極である。従って、Ａの
電極群とＢの電極群とは位置的に１／４波長（９０”）
の位相のずれがある。As shown in the figure, the piezoelectric body 2 is designed to have nine wavelengths of vibrations extending in the circumferential direction. A and B are electrode groups each consisting of eight small regions corresponding to 1/2 wavelength, C is an electrode group having a length of 374 wavelengths, and D is an electrode group having a length of 1/4 wavelength. Therefore, the position of the electrode group A and the electrode group B is 1/4 wavelength (90”).
There is a phase shift.

第９図は、上記の如き超音波モータを駆動させるための
電気的ハードウエア構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing the electrical hardware configuration for driving the ultrasonic motor as described above.

同図において、１７４波長分だけ位置的に位相の異なる
２つの電極群Ａ，　　Ｂのうち、一方の電極群Ａには常
時信号電圧を印加し、他方の電極群Ｂにはバースト信号
を印加して、バースト比率を変えることにより速度制御
をしている。In the figure, of two electrode groups A and B that differ in phase by 174 wavelengths, a signal voltage is constantly applied to one electrode group A, and a burst signal is applied to the other electrode group B. The speed is controlled by changing the burst ratio.

駆動体３を構戊する圧電体２の図示しない裏而｛Ｉ１１
１はアースに接続されている。Ｒは圧電体２に直列に接
続された帰還用抵抗器で、圧電体２に流入した電流に比
例した電圧を端子間に発生する。抵抗器Ｒの端子間電圧
は、バンドパスフィルタ増幅器７に入力されるとともに
、さらに電力増幅器８を介して増幅され、駆動体３に所
定レベルの振動を発生させている。なお、この例ではこ
のループにより、自励発振回路を構成している。９は９
０゜位相器で、バンドパスフィルタ増幅器７の出力が入
力されて、９０゛位相をずらせている。１０は電力増幅
器で、電力増幅器８と同様に駆動体３の振動波を所定レ
ベルまで増幅している。１１はタイマ回路で、スイッチ
Ｓ１を動作させるための信号を出力している。スイッチ
Ｓ１が閉じれば、バンドパスフィルタ増幅器７の出力は
９０゜位相器９に入力されて、駆動体３中に進行波を作
り、スイッチＳ１が開いていれば駆動体３中には定常波
だけが立つ。従って、スイッチＳ，によって駆動体３上
に置かれた動体６は動いたり、動かなかったりする。Behind-the-scenes details (not shown) of the piezoelectric body 2 constituting the driving body 3 {I11
1 is connected to ground. R is a feedback resistor connected in series to the piezoelectric body 2, and generates a voltage proportional to the current flowing into the piezoelectric body 2 between its terminals. The voltage across the terminals of the resistor R is input to the band-pass filter amplifier 7 and is further amplified via the power amplifier 8, causing the driver 3 to generate vibrations at a predetermined level. Note that in this example, this loop constitutes a self-excited oscillation circuit. 9 is 9
A 0° phase shifter receives the output of the bandpass filter amplifier 7 and shifts the phase by 90°. Reference numeral 10 denotes a power amplifier, which, like the power amplifier 8, amplifies the vibration waves of the driving body 3 to a predetermined level. A timer circuit 11 outputs a signal for operating the switch S1. If the switch S1 is closed, the output of the bandpass filter amplifier 7 is input to the 90° phase shifter 9, creating a traveling wave in the driver 3, and if the switch S1 is open, only a standing wave is present in the driver 3. stand. Therefore, the moving body 6 placed on the driving body 3 is moved or not moved by the switch S.

《発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の如き従来装置にあり（では、バー
スト信号により超音波モ・一夕を駆動しているものの、
上記自励発振回路では１つの超音波モータしか駆動でき
ないので、複数個の超音波モータを順次駆動する時には
、超音波モータ毎に自励発振回路を用意するか、１つの
回路により駆動周波数を自動追尾させて、最適の状態に
して超音波モータを駆動する必要がある。前者について
はコス１・高になり、また後者については超音波モータ
の駆動効率を上げようとすると超音波モータの切換え周
期が長くなる。また切換え周期を短くするとモータ立上
り時の周波数選定が不十分となり、駆動効率が悪くなっ
てモータの回転が不安定になるという問題点があった。<<Problems to be Solved by the Invention>> However, although the conventional device as described above (in which the ultrasonic motor is driven by a burst signal),
The above self-excited oscillation circuit can drive only one ultrasonic motor, so when driving multiple ultrasonic motors in sequence, either prepare a self-excited oscillation circuit for each ultrasonic motor, or use one circuit to automatically adjust the drive frequency. It is necessary to track it and drive the ultrasonic motor in the optimal state. For the former, the cost is 1.0% higher, and for the latter, if the driving efficiency of the ultrasonic motor is to be increased, the switching cycle of the ultrasonic motor becomes longer. Furthermore, if the switching period is shortened, frequency selection at the time of motor start-up becomes insufficient, driving efficiency deteriorates, and motor rotation becomes unstable.

この発明は、上記課題に鑑み、安価で、かつ複数個の超
音波モータをあたかも同時に駆動しているかの如く回転
させることのできる超音波モータ装置を提供することを
目的とする。In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an ultrasonic motor device that is inexpensive and capable of rotating a plurality of ultrasonic motors as if they were being driven simultaneously.

（課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するために、この発明は、超音波モータ
毎の駆動周波数データが入力され、該駆動周波数により
複数の超音波モータを所定時間毎順次駆動する駆動手段
と、 各超音波モータの駆動期間中、その駆動周波数を当該超
音波モータの八振周波数に近付けていく追尾手段と、 各超音波モータ駆動期間中における最終駆動周波数デー
タを記憶する記憶手段と、 当該超音波モータの前回駆動時における最終駆動周波数
データを上記駆動手段に出力する駆動周波数指令手段と
、を有するにことを特徴とする。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides a drive system in which drive frequency data for each ultrasonic motor is input, and a plurality of ultrasonic motors are sequentially driven at predetermined time intervals using the drive frequency. tracking means for bringing the drive frequency of each ultrasonic motor closer to the eight-strike frequency of the ultrasonic motor during the drive period of the ultrasonic motor; and storage means for storing final drive frequency data during the drive period of each ultrasonic motor. and drive frequency command means for outputting final drive frequency data from the previous drive of the ultrasonic motor to the drive means.

《実施例の説明》 次に、本発明の好適な実施例を図面に基いて説叩する。《Explanation of Examples》 Next, a preferred embodiment of the present invention will be explained based on the drawings.

第１図は本発明の第１実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.

なお、この実施例は、同時に２一）の超音波モータを駆
動しようとするものであるが、各超音波モ・一夕自体の
構或は第７図および第８図に示した従来例のものと同一
であるので、同一構戊部分には同一符号を付しその詳細
説明は省略する。Although this embodiment attempts to drive the ultrasonic motors 21) at the same time, the structure of each ultrasonic motor itself or the conventional example shown in FIGS. 7 and 8 may be different from each other. Since it is the same as that shown in FIG.

第１図において、３１および３２は超音波モータであり
、超音波モータ３１はＡ，　　Ｂ，　　Ｃ，．Ｄの電極
、超音波モータ３２はＡ”，Ｂ−，Ｃ−，Ｄ′の各電極
を備えている。In FIG. 1, 31 and 32 are ultrasonic motors, and the ultrasonic motor 31 is connected to A, B, C, . The ultrasonic motor 32 includes electrodes A'', B-, C-, and D'.

ところで、この実施例では、１７４波長分だけ位置的に
位相の異なる２つの電極群Ａ，　ＢおよびＡ＝，Ｂ”を
備えた各超音波モータ３１．３２において、一方の電極
群Ｂ，Ｂ−には常時信号電圧を印加し、他方の電極群Ａ
，Ａ”に印加する電圧をスイッチング回路２２により切
換えている。By the way, in this embodiment, in each of the ultrasonic motors 31 and 32 equipped with two electrode groups A, B and A=,B'' which are positionally different in phase by 174 wavelengths, one electrode group B, B- A signal voltage is always applied to the other electrode group A.
, A'' are switched by a switching circuit 22.

なお、各超音波モータ３１．３２についてみると、後述
するように電極群Ａ，Ａ−にはそれぞれバースト比率５
０のバースト信号が印加されるよう構成されている。Regarding each ultrasonic motor 31 and 32, as will be described later, electrode groups A and A- each have a burst ratio of 5.
The configuration is such that a burst signal of 0 is applied.

各超音波モータ３１，３２の圧電駆動体３，３′を構成
する圧電体２，２′の図示しない裏面側はアースに接続
されている。The back surfaces (not shown) of the piezoelectric bodies 2, 2' constituting the piezoelectric drive bodies 3, 3' of the respective ultrasonic motors 31, 32 are connected to ground.

一方、この例では、電極Ｄ，Ｄ−は駆動体３．３′の振
動状態をモニタするモニタ電極とされており、圧電体２
，２゛に励振された振動数に対応した交流電圧をＣＰＵ
２０に出ノノしている。On the other hand, in this example, the electrodes D and D- are used as monitor electrodes for monitoring the vibration state of the drive body 3.3', and the piezoelectric body 2
,2゛The AC voltage corresponding to the frequency of vibration is transmitted to the CPU.
He is appearing in the 20th.

ところで、この実施例では、２つの超音波モータ３１．
３２は、所定時間毎交互に駆動されている。そして、各
モータ３１．３２の駆動期間中は、その駆動周波数を当
該超音波モータの共振周波数に近付けていくよう逐次フ
ィードバック制御されている。従って、ＣＰＵ２０では
、各モータの駆動期間中、上記交流電圧をフィードバッ
ク信号として、当該モータの共振周波数に近付けるべく
制御してその駆動信号を逐次周波数発振器２１に出力し
ている。そして、周波数発振器２１から出力された発振
信号は、移送器２３に入力され、周波数発振器２１から
出力した発振信号の位相を９０゜もしくは２７０゜ずら
している。By the way, in this embodiment, two ultrasonic motors 31.
32 are driven alternately at predetermined time intervals. During the drive period of each motor 31, 32, feedback control is sequentially performed to bring the drive frequency closer to the resonance frequency of the ultrasonic motor. Therefore, during the driving period of each motor, the CPU 20 uses the AC voltage as a feedback signal to control the AC voltage to approach the resonant frequency of the motor, and sequentially outputs the driving signal to the frequency oscillator 21. The oscillation signal output from the frequency oscillator 21 is input to the shifter 23, which shifts the phase of the oscillation signal output from the frequency oscillator 21 by 90° or 270°.

一方、２７は電力増幅器で、他の２つの電力増幅器２５
および２６と同様、圧電駆動体３．３゛を所定のレベル
で振動させるべく増幅している。On the other hand, 27 is a power amplifier, and the other two power amplifiers 25
Similarly to 26 and 26, the piezoelectric drive body 3.3 is amplified to vibrate at a predetermined level.

これにより、圧電駆動体３．３′に所定レベルの進行波
を作ることができることになる。This makes it possible to create a traveling wave of a predetermined level in the piezoelectric driver 3.3'.

また、２４はクロック回路で、スイッチング回路２２を
動作させるための信号をＣＰＵ２０に出力し、該信号に
よりＣＰＵ２０はスイッチング回路２２を作動させる。Further, 24 is a clock circuit which outputs a signal for operating the switching circuit 22 to the CPU 20, and the CPU 20 operates the switching circuit 22 based on the signal.

スイッチング回路２２により電極ｉＡ，Ａ−には、電圧
が印加されたり、されなかったりするので、回転子６，
６′は動いたり動かなかったりする。Since voltage is applied or not applied to the electrodes iA, A- by the switching circuit 22, the rotor 6,
6' may or may not move.

なお、２８はメインスイッチである。Note that 28 is a main switch.

ところで、この実施例では、上記の如く、２つの超音波
モータ３１．３２を所定時間毎交互に駆動するとともに
、各超音波モータの駆動期間中は、その駆動周波数を当
該超音波モータの共振周波数に近付けていくよう構成さ
れているが、一方、各超音波モータの駆動期間中におけ
る最終駆動周波数データはＣＰＵ２０に記憶され、次に
当該超音波モータの駆動が再開されるときには、当該超
音波モータの前回駆動時における最終駆動周波数データ
に基いて、駆動を再開するよう構戊されている。By the way, in this embodiment, as described above, the two ultrasonic motors 31 and 32 are driven alternately at predetermined time intervals, and during the driving period of each ultrasonic motor, the driving frequency is set to the resonance frequency of the ultrasonic motor. However, on the other hand, the final drive frequency data during the drive period of each ultrasonic motor is stored in the CPU 20, and the next time the drive of the ultrasonic motor is restarted, the The drive is restarted based on the final drive frequency data from the previous drive.

このため、２つの超音波モータ３１，３２の駆動が交互
に繰り返されるに従って、その駆動周波数は各モータの
共振周波数に近付いていき、ついには各モータの共振周
波数または共振周波数近傍の駆動周波数で各モータ３１
．３２が駆動されるよう構成されている。Therefore, as the driving of the two ultrasonic motors 31 and 32 is repeated alternately, the driving frequency approaches the resonant frequency of each motor. motor 31
．． 32 is configured to be driven.

第２図は、第１の実施例における各部の信号波形図であ
る。同図において、Ｂ，Ｂ’は電極群Ｂ，Ｂ′に印加さ
れる信号波形であり、Ｓはスイッチング回路２２のスイ
ッチング状態を示す。また、Ａ，Ａ”は、電極群Ａ，Ａ
′に印加されれる信号波形であり、周波数発振器２１に
より電極群Ｂ，Ｂ゛に印加される信号を９０゜　（また
は２７０゜）移送したものを搬送波とするバースト信号
となっている。同図において、時間ｔ１の間は超音波モ
ータ３１の回転子６は回転し、超音波モータ３２の回転
子６′は停止している。一方、ｔ２の間は逆になってい
る。なお、この実施例ではバース１・比率は５０とされ
て、ｔ１とｔ２は等しく設定されているが、ｔ，とｔ２
の比率を変えて使用しても何等問題はない。FIG. 2 is a signal waveform diagram of each part in the first embodiment. In the figure, B and B' are signal waveforms applied to the electrode groups B and B', and S indicates the switching state of the switching circuit 22. In addition, A, A'' are electrode groups A, A
This is a signal waveform applied to the electrode groups B and B' by the frequency oscillator 21, and is a burst signal whose carrier wave is obtained by shifting the signal applied to the electrode groups B and B' by 90 degrees (or 270 degrees). In the figure, during time t1, the rotor 6 of the ultrasonic motor 31 is rotating, and the rotor 6' of the ultrasonic motor 32 is stopped. On the other hand, during t2, the situation is reversed. Note that in this example, the berth 1 ratio is 50, and t1 and t2 are set equal; however, t, and t2
There is no problem even if you use the ratios differently.

本実施例は、上記の如く、２つの超音波モータ３１．３
２を所定時間毎交互に駆動し、各超音波モータの駆動期
間中は、その駆動周波数を当該超音波モータの共振周波
数に近付けていくとともに、各超音波モータ駆動朋間中
における最終駆動周波数データは一旦ＣＰＵ２０内に記
憶し、次回に当該モータを駆動するときには、ＣＰＵ２
０内に記憶された前回駆動時の周波数データに基いて、
各モータの共振周波数に近イリけるべく駆動信号を発振
し、これら発振信号に基いて各超音波モータ駆動信号が
それぞれの超音波モータ３１．３２に人力されるよう構
戊されている。このため、２つの超音波モータ３１．３
２を同時にしかも応答性良く駆動できることになる。As described above, this embodiment uses two ultrasonic motors 31.3.
2 are driven alternately at predetermined time intervals, and during the drive period of each ultrasonic motor, the drive frequency approaches the resonance frequency of the ultrasonic motor, and the final drive frequency data during each ultrasonic motor drive interval is is temporarily stored in the CPU 20, and the next time the motor is driven, the CPU 2
Based on the frequency data from the previous drive stored in 0,
The drive signal is oscillated to be close to the resonant frequency of each motor, and based on these oscillation signals, each ultrasonic motor drive signal is manually applied to each ultrasonic motor 31, 32. For this reason, two ultrasonic motors 31.3
2 can be driven simultaneously and with good responsiveness.

なお、１つの発振器によって２つの超音波モータを同時
に駆動できるよう、２つの超音波モータの共振周波数を
等しくするよう設計することも考えられるが、製造時の
ばらつき、使用中の経時変化、モータのある場所の温度
差等により２つのモータ間の駆動周波数は異なってくる
。このため、２つのモータに同時に交流電圧を印加して
も両方ともスムーズに回転するとは限らず、また、単に
順次スイッチを切り替えて駆動しても、スイッチ切り替
え時の２つのモータの駆動開始時期が異なり、本実施例
のような効果は得られない。It is possible to design the two ultrasonic motors to have the same resonance frequency so that one oscillator can drive the two ultrasonic motors at the same time. The driving frequency between the two motors differs depending on the temperature difference in a certain location. For this reason, applying AC voltage to two motors at the same time does not necessarily mean that both motors will rotate smoothly, and even if the switches are simply switched one after another to drive them, the timing at which the two motors start driving when the switches are switched is different. In contrast, the effects as in this embodiment cannot be obtained.

一方、モータの正転および反転は、例えば回転方向スイ
ッチあるいはリミットスイッチ等を設けることにより制
御でき、この場合、回転方向信号をＣＰＵ２０に入力し
、これにより移送器２３を制御すると良い。なお、この
実施例では、９０゜位相をずらすと正転し、２７０゜位
相をずらすと反転するよう構成されている。On the other hand, normal rotation and reverse rotation of the motor can be controlled by providing a rotation direction switch or a limit switch, for example. In this case, it is preferable to input a rotation direction signal to the CPU 20 and control the transfer device 23 thereby. In this embodiment, if the phase is shifted by 90 degrees, the rotation is normal, and if the phase is shifted by 270 degrees, the rotation is reversed.

次に、本発明の第２の実施例を第３図および第４図に基
いて説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 3 and 4.

第３図は、第２の実施例のブロック図であるが、この第
２の実施例が第１の実施例と異なるのは、移送器２３の
後方に第２のスイッチング回路４２走設けたこと、およ
び電力増幅器２９．３０を新たに設けたことである。従
って、その他の構成部分は第１の実施例と同一なので、
同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する
。FIG. 3 is a block diagram of the second embodiment. This second embodiment differs from the first embodiment in that a second switching circuit 42 is provided behind the transfer device 23. , and power amplifiers 29 and 30 are newly provided. Therefore, since the other components are the same as the first embodiment,
Identical components are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

ところで、この第２の実施例では、スイッチング回路２
２に加えて第２のスイッチング回路４２を設けたので、
２つのモータ３１，３２の電極群Ａ，　　ＢおよびＡ”
，Ｂ−に印加する電圧を同時にＯＮ，ＯＦＦできること
になる。By the way, in this second embodiment, the switching circuit 2
Since the second switching circuit 42 is provided in addition to 2,
Electrode groups A, B and A'' of two motors 31, 32
, B- can be turned ON and OFF at the same time.

第４図は、第２の実施例における各部の信号波形図であ
る。FIG. 4 is a signal waveform diagram of each part in the second embodiment.

同図に示す如く、時間ｔ，の間は電極群Ａ，　　Ｂには
それぞれ９０゜位相のずれた信号が入力され、Ａ′，Ｂ
”には信号は入力されていない。従って、超音波モータ
３１の圧電駆動体３には萌げ振動の進行波が励起され、
圧電駆動体３上の回転子６が目転する。そして、この間
超音波モータ３２は完全に静止している。As shown in the figure, during time t, signals with a phase shift of 90° are input to electrode groups A and B, and signals A' and B
”, no signal is input. Therefore, a traveling wave of moe vibration is excited in the piezoelectric drive body 3 of the ultrasonic motor 31,
The rotor 6 on the piezoelectric drive body 3 rotates. During this time, the ultrasonic motor 32 is completely stationary.

一方、時間ｔ２の間は、電極群Ａ−，Ｂ−にそれぞれ９
０’位相のずれた信号が人力され、Ａ，Ｂには信号は入
力されていない。従って、この間は超音波モータ３１は
完全に静止し、超音波モータ３２だけが駆動している。On the other hand, during time t2, electrode groups A- and B- each have 9
A signal with a 0' phase shift is input manually, and no signals are input to A and B. Therefore, during this time, the ultrasonic motor 31 is completely stationary and only the ultrasonic motor 32 is being driven.

ところで、この第２の実施例では、モータ停止中では定
在波が立っていないため、第１の実施例に比し消費電力
が小さくなるという効果を有することになる。一方、こ
の例では、常時定在波が立っていないので応答速度が遅
くなるという欠点がある。By the way, in this second embodiment, since there is no standing wave when the motor is stopped, it has the effect of reducing power consumption compared to the first embodiment. On the other hand, this example has the disadvantage that the response speed is slow because there is no standing wave all the time.

なお、−１，一記各実施例においては、いずれも駆動さ
れる超音波モータは２個としたが、３個以上でも同様の
構成で駆動できることは勿論である。In each of the above embodiments, two ultrasonic motors are driven, but it goes without saying that three or more ultrasonic motors can be driven in the same manner.

次に、本発明の第３の実施例を第５図および第６図に基
いて説明する。Next, a third embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 5 and 6.

第５図は第３の実施例の概略構戊を示すブロック図であ
るが、この例では、制御回路５０により３１，３２．３
３の３つの超音波モータを同時に駆動できるよう構成さ
れている。同図において、Ｓ，〜Ｓ６は、３つの超音波
モータ３１，　　３２．３３の正転，反転を制御するリ
ミットスイッチで、リミットスイッチＳ　ｌ　ｒ　ｓ，
　ｌ　　ｓ５により正転方向の規制がなされ、リミット
スイッチＳ２＋３４＋８６により反転方向の規制がなさ
れている。FIG. 5 is a block diagram showing the schematic structure of the third embodiment. In this example, the control circuit 50 controls the
It is configured so that three ultrasonic motors (No. 3) can be driven simultaneously. In the figure, S, to S6 are limit switches that control forward and reverse rotation of the three ultrasonic motors 31, 32, and 33;
The normal rotation direction is regulated by l s5, and the reverse direction is regulated by the limit switch S2+34+86.

なお、制御回路５０は、第２の実施例に示したタイプの
ものであるので、以下第２の実施列に使用した部祠名称
を必要に応じて使用しつつ、本実施例の動作を説明する
。Note that since the control circuit 50 is of the type shown in the second embodiment, the operation of this embodiment will be explained below, using the shrine names used in the second implementation column as necessary. do.

第６図は第３の実施例の処理手順を示すフローチャート
であるが、今、第６図（ａ）に示す如く、メインスイッ
チ２８をＯＮすることによりプログラムがスタートする
と、各モータ３１，３２，．３３の駆動周波数ｆおよび
回転方向ＣＮに初期値が与えられる（ステップ１００）
。FIG. 6 is a flowchart showing the processing procedure of the third embodiment. As shown in FIG. 6(a), when the program is started by turning on the main switch 28, each motor 31, 32, ．． Initial values are given to the drive frequency f and rotation direction CN of 33 (step 100).
.

この初期値の設定は、各モータ３１．　　３２，．　　
３３の正転方向の駆動周波数をｆ，，ｆ２，ｆ，、反転
方向の駆動周波数をｆｌ　−＋　　ｆ２−，ｆ３として
、 モータ３１においては、ｆ，−ｆ，”−ｆ。、モータ３
２においては、ｆ２　””２　−＝ｆＯ　ｓモータ３３
においては、ｆ３＝ｆ３−−ｆＯ．，と設定される（但
し〔０は定数）。This initial value setting is performed for each motor 31. 32,.
The driving frequency of the motor 33 in the forward rotation direction is f,, f2, f, and the driving frequency in the reverse direction is fl −+ f2−, f3.
2, f2 ""2 -=fOs motor 33
In, f3=f3−−fO. , is set (however, [0 is a constant)].

また、各モータ３１．３２．３３の回転方向をＣＮＩ，
ＣＮ２．ＣＮ３とすると、ＣＮ１＝Ｏ．ＣＮ２−０，Ｃ
Ｎ３−０　（但し、０は正転、１は反転を示す）と、設
定される。Also, the rotation direction of each motor 31, 32, 33 is CNI,
CN2. If CN3, CN1=O. CN2-0,C
It is set as N3-0 (where 0 indicates normal rotation and 1 indicates reverse rotation).

こうして各モータ３１．３２．３３の駆動周波数および
回転方向についての初朋値が設定されると、次にクロッ
ク回路２４の初期処理が行われ、経過時間ｔとして１＝
０がセットされるとともに、モータの回転方向ＣＮとし
て最初に駆動されるモータ３１の初期値ＣＮＩが与えら
れる（ステップ１０２）。When the initial values of the drive frequency and rotation direction of each motor 31, 32, 33 are set in this way, initial processing of the clock circuit 24 is performed, and the elapsed time t is 1=
0 is set, and the initial value CNI of the motor 31 to be driven first is given as the rotation direction CN of the motor (step 102).

なお、この実施例では、後述する如く　（ステップ１２
４，２２４．３２４参照）、３つのモータ３１．３２．
３３の駆動時間はともにｔ１と設定したが、各モータに
よって駆動時間を異ならせても良い。In addition, in this embodiment, as described later, (step 12
4,224.324), three motors 31.32.
Although the driving time of motors 33 and 33 are both set to t1, the driving time may be set to be different depending on each motor.

こうして、クロック回路２４がセットされ、モータの回
転方向が設定されると、スイッチング回路２２，および
第２のスイッチング回路４２により、最初に駆動するモ
ータ３１を選ぶ（ステップ１０４）。In this way, when the clock circuit 24 is set and the rotation direction of the motor is set, the switching circuit 22 and the second switching circuit 42 select the motor 31 to be driven first (step 104).

次に、ステップ１０６においては、モータ３１の回転方
向ＣＮを調べ、ＣＮ＝Ｏでモータ正転なら（ステップ１
０６でＹＥＳ）　、移送器２３において９０゜位相をず
らす（ステップ１０８）。一方、モータ反転なら（ステ
ップ１０６でＮＯ）、移送器２３において２７０゜位相
をずらす（ステップ１３２）。Next, in step 106, the rotational direction CN of the motor 31 is checked, and if CN=O and the motor rotates in the normal direction (step 1
06), the phase is shifted by 90° in the transfer device 23 (step 108). On the other hand, if the motor is reversed (NO in step 106), the phase is shifted by 270° in the transfer device 23 (step 132).

こうして、以下モータ正転ならステップ１１０以下の処
理、モータ反転ならステップ１３４以下の処理がなされ
ることになる。In this way, if the motor rotates in the normal direction, the processing from step 110 onwards will be performed, and if the motor rotates in reverse, the processing from step 134 onwards will be performed.

すなわち、モータ正転の場合、ステップ１１０において
モータの駆動周波数ｆとしてモータ３１の正転方向駆動
周波数ｆ１を選択し、次にモータ３１の正転方向を規制
するリミットスイッチＳ↑がＯＮ状態か否かを調べる（
ステップ１１２）。That is, in the case of forward rotation of the motor, the forward rotation direction drive frequency f1 of the motor 31 is selected as the motor drive frequency f in step 110, and then it is determined whether the limit switch S↑ that regulates the forward rotation direction of the motor 31 is in the ON state. Find out (
Step 112).

ここで、リミットスイッチＳ，がＯＮ状態の場合（ステ
ップ１１２でＹＥＳ）、プログラムがスタートしてから
の経過時間ｔがモータ３１の第１回目の駆動時間．であ
るｔ，を越えているか盃かが調べられ（ステップ１２４
Ｌｔ＜ｔ，なら（ステップ１２４でＹＥＳ），モータを
反転させモータ３１の駆動周波数ｆとして初期値ｆｏを
選択する（ステップ１２６，１２８）。そして、以ｆス
テップ１３８以下の処理に進むことになる。Here, if the limit switch S is in the ON state (YES in step 112), the elapsed time t from the start of the program is the first drive time of the motor 31. It is checked whether the value exceeds t (step 124).
If Lt<t, (YES in step 124), the motor is reversed and the initial value fo is selected as the drive frequency f of the motor 31 (steps 126, 128). The process then proceeds to step f 138 and subsequent steps.

一方、リミットスイッチＳ，がＯＦＦの場合（ステップ
１１２でＮＯ）　、ステップ１１４〜ステップ１２０の
フィードバック処理により駆動周波数ｆをモータ３１の
共振周波数または共振周波数近傍の値に近付けていく。On the other hand, when the limit switch S is OFF (NO in step 112), the drive frequency f is brought closer to the resonant frequency of the motor 31 or a value near the resonant frequency by the feedback processing in steps 114 to 120.

すなわち、周波数ｆを」二げるようフィードバック処理
する場合（ステップ１１４でＹＥＳ）、ｆ＝ｆ＋Δｆ の処理が繰り返される（ステップ１１６）とともに、周
波数ｆを下げるようフィードバック処理する場合（ステ
ップ１１８でＹＥＳ）、ｆ−ｆ−Δｆ の処理が繰り返される（ステップ１２０）。That is, when feedback processing is performed to increase the frequency f (YES at step 114), the processing of f=f+Δf is repeated (step 116), and when feedback processing is performed to lower the frequency f (YES at step 118). , f-f-Δf processing is repeated (step 120).

そして、ステップ１２２では、モータ３１の駆動時間ｔ
が調べられ、１＜１，なら（ステップ１２２でＹＥＳ）
　、さらにステップ１１２以下の処理が繰り返されると
ともに、１＞１，なら（ステップ１２２でＮＯ）、次に
モータ３２の駆動に移行する（第６図（ｂ）参照）。Then, in step 122, the driving time t of the motor 31 is
is checked, and if 1<1, (YES in step 122)
, the process from step 112 onwards is repeated, and if 1>1 (NO at step 122), the process moves on to driving the motor 32 (see FIG. 6(b)).

なお、次のモータ３２の駆動に移行するに際しては、モ
ータ３２の駆動に移行する直前のモータ３１の正転方向
の駆動周波数」、初朋値として設定された反転方向の駆
動周波数ｆｏおよびモータ３１の回転方同情１１１（Ｃ
Ｎ１＝Ｏ）が記憶される（ステップ１３０）。In addition, when shifting to the next drive of the motor 32, the drive frequency of the motor 31 in the forward direction immediately before shifting to the drive of the motor 32, the drive frequency fo of the reverse direction set as the initial value, and the drive frequency of the motor 31 in the reverse direction. How to rotate 111 (C
N1=O) is stored (step 130).

なお、ステップ１３０の処理において、反転方向の駆動
周波数ｆ１　′として初朋値として設定された値ｆｏを
記憶するのは、回転方向によってモータの最適駆動周波
数が異なり、逆方向のそれまで利川していた周波数情報
を利用することができないためである。In addition, in the process of step 130, the value fo set as the initial value as the drive frequency f1' in the reverse direction is stored because the optimum drive frequency of the motor differs depending on the rotation direction. This is because the acquired frequency information cannot be used.

従って、モータの回転方向が変わる場合は、改めて初期
設定された周波数ｆｏでフィードバック処理を開始する
（ステップ１２８，，１５２参照）。Therefore, when the rotational direction of the motor changes, the feedback process is started again at the initialized frequency fo (see steps 128, 152).

一方、ステップ１３２〜ステップ１５４にはモータ反転
時におけるフィードバック制御の処理手順が示されてい
るが、回転方向が逆になること以外は既に述べたステッ
プ１０８〜ステップ１３０の処理手順と同一なので、説
川は省略する。On the other hand, steps 132 to 154 show the processing procedure of feedback control when the motor is reversed, but since they are the same as the processing steps of steps 108 to 130 already described except that the rotation direction is reversed, we will not explain them here. The river is omitted.

こうして、装置駆動開始後１，の間はモータ３１の駆動
が行われるとともに、その間逐次モータ３１の最適な共
振周波数に近付けるべく駆動周波数のフィードバック処
理が繰り返される。In this manner, the motor 31 is driven for a period of 1 minute after the start of driving the device, and during that time, feedback processing of the drive frequency is repeated in order to bring the resonance frequency closer to the optimum resonance frequency of the motor 31.

そして、ｔ１時間経過後は、次にモータ３２の駆動が同
様に行われるとともに、さらにｔ，時間経過後はモータ
３３の駆動が同様に行われる。Then, after the time t1 has elapsed, the motor 32 is driven in the same way, and after a further time t has elapsed, the motor 33 is driven in the same way.

こうして、ｔ１時間経過毎に３つのモータ３１，３２．
３３が順次駆動され、各モータの駆動朋間中は、予め装
置側に記憶された前回駆動時の最終周波数データに基い
て駆動を再開し、さらに当該モータの最適周波数に近付
けるべくフィードバック処理を繰り返す。In this way, three motors 31, 32 .
33 are sequentially driven, and while each motor is being driven, the drive is restarted based on the final frequency data from the previous drive stored in advance on the device side, and feedback processing is repeated to bring the frequency closer to the optimum frequency of the motor. .

なお、」二記の如きモータ３２の駆動処理乎順が第６図
（ｂ）のステップ２００〜２５４に、モータ３３の駆動
処理手順が第６図（Ｃ）のステ・ノブ３０２〜３５４に
示されているが、この場合の処理手順はモータ３１の駆
動処理手順を示す第６図（ａ）のステップ１０２〜１５
４の処理手順と全く同一なので説叩は省略する。The driving process for the motor 32 as described in ``2'' is shown in steps 200 to 254 in FIG. 6(b), and the driving process for the motor 33 is shown in steps 302 to 354 in FIG. 6(c). However, the processing procedure in this case is steps 102 to 15 in FIG. 6(a) showing the drive processing procedure for the motor 31.
Since this process is exactly the same as step 4, we will omit the explanation.

以−１二、各実施例で述べてきたように、この発門では
、一定時間経過毎複数の超音波モータを順次駆動させる
とともに、次のモータの駆動に移行する場合は、それま
で駆動されていたモータの駆動周波数信号をＣＰＵに記
憶し、この記憶された駆動周波数信号を次回の当該モー
タの駆動開始周波数とする。そして、各モータ駆動期間
中は逐次その駆動周波数を共振周波数に近付けることに
よりそれぞれの超音波モータを駆動するよう摺成したの
で、安価な装置で、かつ複数個の超音波モータを、あた
かも同時に駆動しているかの如く、しかち応答性良く回
転させることができることになる。As described above in each of the embodiments, in this starting point, multiple ultrasonic motors are sequentially driven every predetermined period of time, and when moving to drive the next motor, the motors that have been driven until then are The drive frequency signal of the motor that was previously stored is stored in the CPU, and this stored drive frequency signal is set as the next drive start frequency of the motor. Then, during each motor drive period, each ultrasonic motor is driven by successively bringing the drive frequency closer to the resonance frequency, so multiple ultrasonic motors can be driven simultaneously using inexpensive equipment. This means that it can be rotated with good responsiveness as if it were actually being rotated.

特に、エアコンの車室内ふき出し口の制御などに本案を
適用すると、ふき出し口をほぼ同時に同方向に制御でき
るので、車室内にみだれの少ない対流を作ることができ
る。In particular, if the present invention is applied to the control of air vents in the passenger compartment of an air conditioner, the vents can be controlled almost simultaneously and in the same direction, making it possible to create convection currents in the passenger compartment with less drooling.

（発四の効果） 本発明に係わる超音波モータ装置は、」二記の如く、超
音波モータ毎の駆動周波数データが入力され、該駆動周
波数データにより複数の超音波モータを所定時間毎順次
駆動する駆動手段と、各超音波モータの駆動期間中、そ
の駆動周波数を当該超音波モータの共振周波数に近付け
ていく追尾手段と、各超音波モータ駆動期間中における
最終駆動周波数データを記憶する記憶乎段と、当該超音
波モータの前回駆動時における最終駆動周波数データを
上記駆動手段に出力する駆動周波数指令手段とにより構
成したので、複数個の超音波モータをあたかも同時に駆
動しているかの如く凹転させることができる等の効果を
有する。(Effect of 4th generation) In the ultrasonic motor device according to the present invention, drive frequency data for each ultrasonic motor is inputted as described in ``2'', and a plurality of ultrasonic motors are sequentially driven at predetermined time intervals using the drive frequency data. a tracking means for bringing the driving frequency close to the resonant frequency of the ultrasonic motor during the driving period of each ultrasonic motor; and a memory for storing final driving frequency data during the driving period of each ultrasonic motor. and a drive frequency command means for outputting the final drive frequency data from the previous drive of the ultrasonic motor to the drive means, so that concave rotation can be achieved as if multiple ultrasonic motors were being driven at the same time. It has effects such as being able to

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発四が適用された第１の実施例のブロック図
、第２図は第１の実施１’ＦＩ１の信号波形図、第３図
は本発明が適用された第２の実施（７）１のブロック図
、第４図は第２の実施例の信号波形図、第５図は本発四
が適用された第３の実施例のブロック図、第６図（ａ）
，（ｂ）．　　（Ｃ）は第３の実施例の処理手順を示す
フローチャート、第７図は従来例における超音波モータ
の断面図、第８図は第７図の超音波モータの電梅構造の
平而図、第９図は従来例における超音波モータのブロッ
ク図である。 Ｊ，５・・・弾性体 ２・・・圧電体 ３・・・圧電駆動体 ４・・・スライダ ６・・・回転子 ２０・・・ＣＰＵ ２１・・・周波数発振器 ２２・・・スイッチング回路 ２３・・・移送器 ２４・・・クロツク回路 ２５，２６，２７，２９．３０・・・電力増幅器３１，
３２．３３・・・超音波モータ ４２・・・第２のスイッチング回路 ５０・・・制御回路 ８１〜Ｓ６・・・リミットスイッチ 特許出廟人　日産自動車株式会社 代　理　人　　弁理士　和　１目　成　則第２図 第４図 第 ７ 図 第 ８ 図 第９図 ９Fig. 1 is a block diagram of the first embodiment to which the present invention is applied, Fig. 2 is a signal waveform diagram of the first embodiment 1'FI1, and Fig. 3 is a second embodiment to which the present invention is applied. (7) A block diagram of 1, FIG. 4 is a signal waveform diagram of the second embodiment, FIG. 5 is a block diagram of the third embodiment to which the present invention is applied, and FIG. 6(a)
,(b). (C) is a flowchart showing the processing procedure of the third embodiment, FIG. 7 is a sectional view of the ultrasonic motor in the conventional example, and FIG. 8 is a physical diagram of the electrical structure of the ultrasonic motor in FIG. 7. FIG. 9 is a block diagram of a conventional ultrasonic motor. J, 5...Elastic body 2...Piezoelectric body 3...Piezoelectric drive body 4...Slider 6...Rotor 20...CPU 21...Frequency oscillator 22...Switching circuit 23 ...Transfer device 24...Clock circuits 25, 26, 27, 29.30...Power amplifier 31,
32. 33...Ultrasonic motor 42...Second switching circuit 50...Control circuit 81-S6...Limit switch patent author Nissan Motor Co., Ltd. Agent Patent attorney Kazu 1st Seinori Figure 2 Figure 4 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、超音波モータ毎の駆動周波数データが入力され、該
駆動周波数により複数の超音波モータを所定時間毎順次
駆動する駆動手段と、 各超音波モータの駆動期間中、その駆動周波数を当該超
音波モータの共振周波数に近付けていく追尾手段と、 各超音波モータ駆動期間中における最終駆動周波数デー
タを記憶する記憶手段と、 当該超音波モータの前回駆動時における最終駆動周波数
データを上記駆動手段に出力する駆動周波数指令手段と
、 を有することを特徴とする超音波モータ装置。[Scope of Claims] 1. Drive means for receiving drive frequency data for each ultrasonic motor and sequentially driving a plurality of ultrasonic motors at predetermined time intervals using the drive frequency; tracking means for bringing the drive frequency closer to the resonant frequency of the ultrasonic motor; storage means for storing final drive frequency data during each ultrasonic motor drive period; and final drive frequency data for the previous drive of the ultrasonic motor. an ultrasonic motor device comprising: drive frequency command means for outputting the frequency to the drive means;