JPH04190683A

JPH04190683A - 超音波モータ駆動装置

Info

Publication number: JPH04190683A
Application number: JP2315903A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Shibuya; 渋谷　秀幸
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-11-22
Filing date: 1990-11-22
Publication date: 1992-07-09

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、超音波モータを駆動する超音波モータ駆動装
置に関し、特に共振周波数を可変とすることによって、
常に最適な条件で駆動することを容易とするものであり
、さらには１つの制御装置で複数の超音波モータを並列
同時に駆動することをも可能とする超音波モータ駆動装
置に関する。

（従来の技術）近年、超音波振動により駆動力を得る、いわゆる超音波
モータが種々開発され実用化されるに至っている。

この様な超音波モータは簡易な構成であり、低速回転域
で安定した高いトルクを発生し、応答性及び保持トルク
が高く磁界を発生しない等の種々の利点を有している。

この超音波モータは、単一の板状の圧電セラミックを交
互に反転して分極可能とし、それら圧電セラミックの一
面に弾性体を設け、この弾性体に対して加圧機構により
移動体を押し付け、かつ前記圧電セラミックに駆動電流
を印加して電歪させることにより弾性体表面に振動を与
え、この弾性体表面の振動により、前記移動体を移動さ
せる構造を有している。

このような構造の超音波モータを複数個使用する用途が
あり、これら超音波モータを制御装置により駆動する駆
動装置が種々提案されている。

上記提案の駆動装置としては、例えば二つの超音波モー
タを設け、前記超音波モータを駆動する周波信号を第１
の超音波モータまたは第２の超音波モータのいずれかに
選択的に伝達する切換手段を設けてなるものがある（実
開昭６３−１３１５９６号）。

また、他の提案の駆動装置としては、例えば複数の超音
波モータを駆動する超音波モータの駆動装置であって、
上記複数個の超音波モータの個々に適した駆動周波数の
交流電圧を発生する発振器と、上記駆動周波数の何れか
を選択する選択手段とから構成したものがある（実開昭
６３−１５６５９１）。

これら駆動装置は、複数の超音波モータのうちから１つ
の超音波モータを選択して回転させることができる。

（発明が解決しようとする課題）しかしなから、このような従来の超音波モータ駆動装置
にあっては、複数個の超音波モータを、個々の適した駆
動周波数で動かす必要があるため、複数の超音波モータ
の全部を同時に駆動することができない。この結果、上
記駆動装置にあっては、超音波モータを操作する時間が
長くかかる。

また、上記駆動装置において、複数の超音波モータを並
列同時に駆動させるようにすることができるが、この場
合、各超音波モータを最適に駆動させる駆動回路をそれ
ぞれ必要とする。このため、上記装置にあっては、駆動
回路内の部品点数が増すため、コストが高くなり、構造
が大型化し、かつ消費電力が増加してしまう。

加えて、上記装置にあっては、超音波モータを駆動する
トランスの数が増加するので、電磁ノイズレベルが上昇
する。

本発明は、このような従来の課題に着目してなされたも
ので、少ない部品点数で複数の超音波モータを並列同時
に駆動できる超音波モータ駆動装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）。

上記目的を達成するために、本願節１の発明は弾性体と
圧電体からなるステータを超音波振動させ、該ステータ
に圧接させたロータを移動させる超音波モータを駆動す
る超音波モータ駆動装置において、前記ロータに圧接さ
れるステータの押圧力を当該超音波モータの動作に係る
温度の変化に対応して変更する変更手段を有することを
要旨とする。

また、本願節２の発明は任意の共振周波数の近傍であっ
て、且つ当該共振周波数より高い駆動周波数の電圧を圧
電体に印加し、当該圧電体に生じる超音波振動によって
駆動する複数の超音波モータを駆動する超音波モータ駆
動装置において、前記複数の超音波モータにそれぞれ設
けられ、各超音波モータの共振周波数を一致させる共振
周波数調整手段と、この共振周波数調整手段によって一
致させられた共振周波数より高い所定の周波数から順次
周波数を低くして各々の超音波モータの駆動周波数で、
当該各超音波モータを並列に駆動させる制御手段とを有
することを要旨とする。

（作用）本願節１の発明における超音波モータ駆動装置において
は、当該超音波モータの動作に係る温度の変化に対応し
て、弾性体と圧電体からなるステータと該ステータに圧
接させたロータとの間の押圧力を変更する変更手段を有
しており、上記温度が変化したときには変更手段によっ
て、押圧力を変更して共振周波数を変えることで、温度
補償を行うようにした。

また、本願節２の発明における超音波モータ駆動装置に
おいては、各々の超音波モータの共振周波数を共振周波
数調整手段により制御可能な範囲内まで一致させる。ま
た、該８超音波モータの共振周波数より高い所定の周波
数から順次周波数を低くしてゆき駆動周波数を決定し、
１つの制御装置で並列に駆動できる。

（実施例）以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る超音波モータ駆動装置の一実施
例を示すブロック図である。

第１図に示す超音波モータ駆動装置１は、複数の機械負
荷３，３．・・・をそれぞれ駆動する超音波モータ５，
５．・・・と、各超音波モータ５，５．・・・にそれぞ
れ設けられ、かつ各超音波モータ５，５゜・・・の共振
周波数をほぼ同一周波数（以下、単に共振点ともいう）
に一致させる共振周波数調整手段７．７．・・・と、前
記各超音波モータ５，５．・・・を当該共振点近傍の駆
動周皺数で並列かつ同時に駆動させる制御装置９とを備
えている。

なお、ここで所定の駆動周波数、すなわち超音波モータ
を駆動するに際して最適な駆動周波数は任意の第１の共
振周波数よりも僅かに高く且つ***振点の周波数より低
い値、例えば非可聴域の４０ＫＨｚに設定される。

また、ここで上記超音波モータ５は、単一の板状の圧電
体１１を交互に反転して分極可能とし、それら圧電体１
１の一面に弾性体１３を固着してなるステータ１５に対
してロータ１７を加圧機構１９により圧接し、前記圧電
体１１を電歪させて弾性体１３を振動させることにより
ロータ１７を回転させるようにしてあり、かつ前記加圧
機構１９を共振周波数調整手段７で加圧して共振周波数
を調整できるようになっている。

次に、上記第１図の構成要素の詳細について以下に説明
する。

第２図は上記超音波モータ駆動装置を車両のドアミラー
の開閉駆動源として利用した構成例を示す。

第２図において、自動車等の車両２１の前部左右ドア２
３Ｒ，２３Ｌにはドアミラー２５Ｒ，２５Ｌが設けられ
ている。ドアミラー２５Ｒ，２５Ｌは可倒式に構成され
ており、かつ当該ミラー２５Ｒ，２５Ｌに内蔵する超音
波モータ５Ｒ，５Ｌにより開閉駆動されるようになって
いる。

第３図（ａ）、（ｂ）は第２図の構成例のうち左側のド
アミラーを詳細に示すものであり、同図（ａ）は正面図
、同図（ｂ）は平面図である。

第３図において、ドアミラー２５はベース２７でドア２
３に取り付けられており、このベース２７はドアミラー
本体２９を支えている。このベース２７にはプレート３
１が螺着されている。この　′プレート３１にはセンタ
やシャフト３３が圧入されており、プレート３１に回り
止め加工されていて、当該シャフト３３の回りにトルク
がかかっても、センタ・シャフト３３が回ることがない
。また、このセンタ・シャフト３３が回転しなければ、
前記プレート３１と一体であってもよい。

さらに、ミラーフラッパ３５はマウント・ブラケット３
７と一体的に構成されている。このミラーフラッパ３５
およびマウント・ブラケット３７は別体部品とし、これ
らを螺着してもよい。ジヨイント・シャフト３９の一方
の先端部と前記マウント・ブラケット３７との間には、
ベアリング４１が組み込まれている。これは、ジヨイン
ト・シャフト３９とマウント・ブラケット３７との間の
摺動抵抗を軽減させるために設けられたものであり、該
摺動部に潤滑効果のあるものであれば何でもよい。さら
に、前記ジヨイント・シャフト３９の他方の先端部には
、キャップ４３が押圧されており、キャップ４３の内部
のボールプランジャ４５により押圧力調整が可能となる
。なお、ジヨイント・シャフト３９の摺動抵抗を、該ボ
ールプランジャ４５によって調整すれば、ドアミラー２
５としてはギア比だけにたよることなく保持トルクも調
整可能となる。

上述したミラーフラッパ３５およびマウント・ブラケッ
ト３７のアセンブリ部品のセンタ・シャフト透孔部４７
に、前記センタ・シャフト３３が通され、ている。この
センタ・シャフト３３には、リミットスイッチパターン
部４９が固定されているセンタ・ギア５１も貫通させて
いる。ただし、センタ・ギア５１はセンタ・シャフト３
３に対し固定されており、かつ前記センタ・ギア５１は
ジヨイント・シャフト３９の遊星ギア３９Ｇと、低摩耗
・低接触抵抗・ノンバックラッシュ条件でかみ合うよう
にしている。

また、リミットスイッチ接点部５３はマウント・ブラケ
ット３７に固定されており、該マウント・ブラケット３
７と同期して動く。そして、リミットスイッチパターン
部４９と、リミットスイッチ接点部５３とにより、リミ
ッチスイッチＬＳが構成されている。

超音波モータ５の駆動軸５５にはモータ・ギア５７が固
定されており、このギア５７はジヨイント・ギア５９に
、センタ・ギア５１およびジヨイント・シャフト３９の
遊星ギア３９Ｇと同様な条件にてかみ合うようにしてい
る。

この状態において、超音波モータ５は、マウント・ブラ
ケット３７の上面にねじ６１により固定されている。

なお、ミラーフラッパ３５の孔６３にてミラーカバー６
５をねじで固定するが、その際にベース２７を除く上記
部品を当該ミラーカバー６５の内部に格納する。

上述では左側のドアミラー２５Ｌに関して説明したが、
右側のドアミラー２５Ｈについても左右勝手違いに設計
すればよい。また、ドアミラーの造形条件によっては、
上述してきたギア群のかみ合い位置をずらしてもよい。

第４図は、リミットスイッチの構成を示す図である。

第４図において、リミッチスイッチＬＳは次のように構
成されている。センタ・シャフト３３に固定されたリミ
ットスイッチパターン部４９は、第１スイツチパターン
４９ｘと、第２スイツチパターン４９ｙとが形成されて
いる。マウント・ブラケット３７に固定され、かつブラ
ケット３７とともに可動するリミットスイッチ接点部５
３には、第１接点５３ｘと、第２接点５３ｙとが設けら
れている。また、リミッチスイッチＬＳは、第１スイツ
チＬＳｘが第１スイツチパターン４９ｘと第１接点５３
ｘとで、第２スイツチＬＳｙが第２スイツチパターン４
９ｙと第２接点５３ｙとで、構成されている。また、プ
レート３１にはストッパ３１ａ、３１ｃが設けられてお
り、マウント・ブラケット３７を一定の移動範囲内に規
制するようにしている。

なお、本実施例では、リミットスイッチ接点部５３を移
動するようにしていたが、逆にリミットスイッチパター
ン部４９が動くようにしてもよい。

また、上記実施例において、リミッチスイッチＬＳはド
アミラー位置状態を検知ができるものであれば、どんな
ものであってもよい。

第５図は、マウント・ブラケットとプレートの摺動面に
設けたボールクラッチ部の構成を示す説明図である。

上記マウント・ブラケット３７内に、コイルばね溝３７
ａが設けられ、該コイルばね溝３７ａ内にコイルばね３
７ｂがボール３８と当接しなから圧入されている。この
ボール３８は、プレート３１の上を転勤し、ドアミラー
本体２９が起立状態で溝３１ａに落ち込むようにしであ
る。また、プレート３１には、ドアミラー本体２９が一
定の場合以外には移動しないように溝３１ａの他方の面
３１ｂを高くしである。

このようなボールクラッチ機構は、上前マウント・ブラ
ケット３７およびプレート３１内に複数個設けてもよい
。

第６図は、上記超音波モータの詳細な構造を示す断面図
である。

第６図において、超音波モータ５は、上側の全体をケー
ス７１で保護されるとともに、マウント・ブラケット３
７の第１のアーム３７Ａに接触する下側は基板７３で塞
がれ、水、油、塵等が入りくいように構成されており、
これによりトルク低下の防止、キーキ音の発生防止が行
われている。

超音波モータ５の中央部には前記駆動軸５５が設けられ
ており、この駆動軸５５の上端部は加圧機構１９として
の皿ばね７５、ブツシュ７７を介して共振周波数調整手
段７であるボールプランジャ７９で支持されている。ま
た、駆動軸５５の上端部寄りにはロータ１７が取り付け
られており、このロータ１７の上面のほぼ中央はラバー
８１を介して前記器ばね７５で支持されている。ロータ
１７の周辺部の下側は弾性体１３に圧接し、さらに弾性
体１３の下側には圧電体１１が設けられている。弾性体
１３はロータ１７と同様に駆動軸５５に取り付けられて
いるが、駆動軸５５に近い弾性体１３の内周部の下側に
はラジアルベアリング８３が設けられるとともに、弾性
体１３の中程はねじ８５によって基板７３に固定されて
いる。また、ケース７１と基板７３との間を介して電気
配線用のコード８７が超音波モータ５内に挿入されてお
り、該コードを介して超音波モータ５に動作信号を供給
するようになっている。

第７図は、超音波モ＝りの共振周波数が上記ボールプラ
ンジャによる加圧力により調整されることを示す特性図
であり、−横軸に前記加圧力Ｐ　［ｋｇ］を、縦軸に前
記共振周波数ｆ（ｋＨｚ）をそれぞれとっている。

本実施例の超音波モータ５は、共振周波数調整手段７で
あるボールプランジャ７９もって加圧力Ｐを調整するこ
とにより、規定周波数範囲ｆＯ内に容易に設定すること
ができる。このように本実施例の超音波モータ５は、ボ
ールプランジャ７９によって、周波数範囲ｆＯ中に納め
られるよう構成することにより、調整の作業を容易にし
、かつ二つのモータ５Ｒ，５Ｌの共振周波数ｆを一致さ
せ、ドアミラー２５としての性能の安定化を図ることが
できる。

第８図は、上記超音波モータを駆動する制御装置を示す
ブロック図である。

制御装置９は、第８図に示すように、超音波モータ５Ｒ
の圧電体１１Ｒの４つに分割された部分１１Ｒａ、　１
１Ｒｂ、　　１１Ｒｓ、　１１Ｒｇのうち部分１１Ｒａ
に正弦波を、部分１１Ｒｂに余弦波を供給している。同
様に、制御装置９は、第８図に示すように、超音波モー
タ５Ｌの圧電体１１Ｌの４つに分割された部分１１Ｌａ
、　１１Ｌｂ、　１１Ｌｓ、　１１Ｌｇのうち部分１１
Ｌａに正弦波を、部分１１Ｌｂに余弦波を供給している
。また、制御装置９は、第８図に示すように、超音波モ
ータ５Ｒの圧電体１１Ｒの接地した部分１１Ｒｇと、部
分１１Ｒｓとの間から取り出した検出信号を取り込んで
いる。同様に、制御装置９は、第８図に示すように、超
音波モータ５Ｌの圧電体１１Ｌの接地した部分１１Ｌｇ
と、部分ＩＩＬｓとの間から取り出した検出信号を取り
込んでいる。そして、該超音波モータ５は、制御装置９
により駆動される。　　　” 制御装置９は、トランス８９から正弦波駆動信号を、ト
ランス９１から前記正弦波駆動信号に対して９０度位相
差を有する余弦波信号を、それぞれ出力できる。また、
図示しない操作スイッチを操作すること１こより、各種
の制御処理を実行する処理装置（ＣＰＵ）９３から駆動
・停止信号が出力される。この駆動・停止信号により、
前記トランス８９．９１から上述した駆動信号とは正・
余弦が入れ代わった駆動信号が、前記超音波モータ５Ｒ
内の圧電体１１Ｒの分割部１１Ｒａ、　１１Ｒｂに、前
記超音波モータ５Ｌ内の圧電体１１Ｌの分割部１１Ｌａ
、　１１Ｌｂにそれぞれ供給される。これにより、超音
波モータ５Ｒ，５Ｌは、逆回転することになる。

このＣＰＵ９３には、バッファ９５に接続されたアドレ
スバス９７を介してＲＯＭ９９、ＲＡＭ１０１が接続さ
れており、ＲＯＭ９９またはＲＡＭ１０１の機器選択が
できるようになっている。

また、ＣＰＵ９３には、バッファ１０３に接続されたデ
ータバス１０５を介してＲＯＭ９９、ＲＡＭ１０１、ア
ナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１０７ａ、１
０７ｂが接続されている。超音波モータ５Ｒ，５Ｌの圧
電体１１Ｒ，ＩＩＬの部分１１Ｒｓ、ＩＩＬｓから取り
出した検出信号は、整流器１０９ａ、１０９ｂに入力さ
れて整流されたのちバッファ１ｌｌａ、１ｌｌｂを介し
てＡ／Ｄ変換器１０７ａ、１０７ｂに供給されている。

また、ＣＰＵ９３からの出力は、デジタル／アナログ変
換器（Ｄ／Ａ変換器）１１３でアナログ信号にされたの
ち、電圧／周波数（Ｖ／Ｆ変換器）１１５で電圧に応じ
た周波数に変換される。この周波数は、分周器１１７で
分周されてＭＯＳパワーユニット１１９を駆動し、トラ
ンス８９．９１を励起する。分周器１１７は、ＣＰＵ９
３により分周率が制御されるようになっている。また、
ＣＰＵ９３は、右ドアミラー２５Ｈのリミッチスイッチ
ＬＳの第１スイッチＬＳｘ、第２スイツチＬｓｙからの
位置検出信号ＳＭＲが、左ドアミラー２５Ｌのリミッチ
スイッチＬＳの第１スイッチＬＳＸ、第２スイツチＬＳ
Ｖからの位置検出信号ＳＭＬがアンド回路１２１を介し
て取り込めるようになっている。

次に、上記実施例の作用を説明する。

以下では、［１）　ミラーフラッパの機械動作、〔■〕
ミラーのトルクの関係について、（＋１１）超音波モー
タと制御領域との関係、（ＩＶ）制御装置の動作の順で
説明する。

まず、〔夏〕ミラーフラッパ３５の機械的動作について
説明する。

まず、ミラーフラッパ３５の動作状態について第９図お
よび第１０図を参照して説明する。

ここで、第９図（ｂ）はドアミラーが開状態を示し、第
９図（ａ）は第１０図（ａ）　〜（ｂ）間（閉〜開）を
表し、第９図（ｃ）は第１０図（ｂ）〜（Ｃ）間（開〜
前方）を表している。

それでは、第１０図（ｂ）のドアミラー本体２９が開放
している状態から、通常の開成状態に移行する動作につ
いて説明する。このとき、ボールクラッチ部は、第９図
（ｂ）に示すようにプレート３１の満３１ａにボール３
８が落ち込んでいる。

このような開放状態において、図示しない閉スィッチが
操作されると、ＣＰＵ９３はリミッチスイッチＬＳの第
１スイツチＬＳｘが閉成され、第２スイツチＬＳｙが開
放していることを検知すると、ＣＰＵ９３はＤ／Ａ変換
器１１３、Ｖ／Ｆ変換器１１５、分−周器１１７、ＭＯ
Ｓパワーユニット１１９により閉動作信号を形成し、こ
れをトランス８９．９１を介して超音波モータ５Ｒ，５
Ｌに供給される。

これにより超音波モータ５の駆動軸５５は、第１０図（
ｂ）において時計方向に回転する。この回転は駆動軸５
５からモータ・ギア５７、ジヨイント・ギア５９、ジヨ
イントシャフト３９を介して遊星ギア３９Ｇに転達され
る。この遊星ギア３９Ｇは反時計方向に回転しようとす
るが、センタ・ギア５１が固定されているため、遊星ギ
ア３９Ｇはセンタ・ギア５１を回転することができず、
反力によりセンタ・ギア５１の周りを反時計方向に公転
し、この公転により第１０図（ｂ）の位置から第１０図
（ａ）の位置に移動し、これによりミラーフラッパ３５
およびドアミラー本体２９を図示のように閉成する。

また、第１０図（ａ）は閉成状態である。このとき、ボ
ールクラッチ部は、第９図（ａ）に示すようにプレート
３１の上にボール３８が位置することになる。

このような状態において、図示しない開スイッチが操作
されると、ＣＰＵ９３はリミッチスイッチＬＳの第１ス
イツチＬＳｘが開放し、第２スイツチＬＳｙが閉成して
いることを検知すると、ＣＰＵ９３はＤ／Ａ変換器１１
３、Ｖ／Ｆ変換器１１５、分周器１１７、ＭＯＳパワー
ユニット１１９により開動作信号を形成し、これをトラ
ンス８９．９１を介して超音波モータ５Ｒ，５Ｌに供給
される。

これにより、超音波モータ５の駆動軸５５は上記と逆に
反時計方向に回転する。そして、この回転によって遊星
ギア３９Ｇも逆に時計方向に回転しようとするが、固定
されているセンタ番ギア５１からの反力によりセンタ・
ギア５１の周りを時計方向に公転し、第１０図（ａ）の
位置から第１０図（ｂ）の位置に移動し１これによりミ
ラーフラッパ３５およびドアミラー本体２９が開放され
る。

次に、この電動可倒式ドアミラーのミラーフラッパ３５
が、例えば人の腕または他の物体等に当たって、後方ま
たは前方に移動した場合の動作について説明する。

第１０図（ｂ）に示すように、ミラーフラッパ３５が開
放している状態において、矢印Ｆで示すように、ミラー
フラッパ３５に物体が衝突したとすると、ミラーフラッ
パ３５にはセンタ・シャフト３３を中心に時計方向に回
る力が作用する。この結果、遊星ギア３９Ｇは反時計方
向に自転しなからセンタ・ギア５１の周りを時計方向に
公転し、第１０図（Ｃ）の位置に移動しようとする。こ
の移動の間、ジヨイント・シャフト３９は遊星ギア３９
Ｇの反時計方向の自転とともに反時計方向に回転し、ま
たジヨイント・ギア５９も同様に反時計方向に回転する
。ジヨイント・ギア５９が反時計方向に回転すると、ジ
ヨイント・ギア５９に噛合しているモーターギア５７は
時計方向に回転しようとする。この場合、この回転力が
小さいと、モータ・ギア５７が駆動軸５５を介して連結
されている超音波モータ５内の前記ロータ１７および弾
性体１３と圧電体１１とからなるステータ１５は加圧接
触して保持されているためモータ・ギア５７は回転しな
いが、モータ・ギア５７の回転力が所定値を超えると、
超−音波モータ５のロータ１７とステータ１５との間の
接触面が滑り、両者間の保持がはずれ、超音波モータ５
のロータ１７は回転する。この結果、ミラーフラッパ３
５は第１０図（ｂ）の状態から第１０図（ｃ）の状態に
なる。

一方、逆に矢印Ｆと反対方向から物体が衝突した場合に
は、上述と逆の力がかかり、超音波モータ５のロータ１
７は同様に回転する。

このような衝突の結果、ミラーフラッパ３５は第１０図
（ａ）のように閉成した状態、あるいは第１０図（Ｃ）
のように開放した状態になり、リミッチスイッチＬＳの
第１スイッチＬＳｘ、第２スイツチＬＳｙは、第１０図
（ａ）または第１０図（ｃ）の状態のように接触する。

したがって、制御装置９のＣＰＵ９Ｂはリミッチスイッ
チＬＳが第１０図（ａ）または第１０図（ｃ）の状態に
あることを検知し、ＣＰＵ９３は開動作信号または閉動
作信号を形成して超音波モータ５Ｒ，５Ｌに与えること
により、第１０図（ａ）の状態からは開放し、第１０図
（ｃ）の開き過ぎた状態からは閉成することができる。

上記実施例は電動可倒式ドアミラーの左側のみについて
示しているが、右側でも左右勝手違いに各部品を作成す
ることにより同様に構成することができる。なお、上記
リミッチスイッチＬＳはドアミラーの位置検出ができる
ものであれば、上記構成に限らずどんなものでもよい。

また、リミッチスイッチＬＳの第１スイツチ（Ｓｘ、第
２スイツチＬＳｙが第１０図（ａ）、（Ｃ）に示す位置
にきても、ドアミラーが駆動・停止するが停止位置にき
てもなお停止しないときには、プレート３１に設けられ
たストッパ３１ａ１３１ｂにより、それ以上移動しない
ようになっている。

上記ミラーは上述のように動作している。

次に、（１１）上記動作をさせるためのトルクの関係に
ついて、第１０図を参照して説明する。

ドアミラー駆動トルクをＴＤＤ、ドアミラー前方方向保
持トルクをＴＰＩ（、閉領域のドアミラー前方方向保持
トルクをＴＣＩＩＡ、前方領域のドアミラー前方方向保
持トルクをＴＣＩＩＢ、ボールクラッチ溝前方乗り越え
トルクをＴ　ＢＰ、ボールクラッチ溝閉方向乗り越えト
ルクをＴ　ＢＣ，ストッパｔ・ルクＴ　ｓｔ。

手動格納および衝突可倒トルクＴＩＩＡとする。

この場合、開方向のトルク関係は、ＴｐＨ＜　Ｔ　ＤＤ＜　ＴＢＦ＜　Ｔ＋ＩＡ■Ｔｓｔ　
　　　−（１）となる。

また、閉方向のトルク関係は、ＴＣＩＩＡ　　（ＴＣＨＢ　）＜　ＴＢＣ＜　ＴＤＤ＜
　ＴＩＩＡ＠Ｔｓｔ・・・（２）となる。

ドアミラー駆動トルクＴＤＤは、超音波モータ５の発生
トルクとギア群によるギア比との積で表わすことができ
る。

ここで、ドアミラー前方方向保持トルクＴＰＩ＋は、第
１０図（ａ）から同図（ｂ）までの閉領域を動くのに必
要なトルクである。

ドアミラー閉方向保持トルクＴ　ＣＨＡは第１０図（ｂ
）から同図（ａ）までの閉領域を、ドアミラー閉方向保
持トルクＴ　ＣＨＤは、第１０図（ｃ）から同図、（ｂ
）までの前方領域を動くのに必要なトルクである。

ボールクラッチ溝前方乗り越えトルクＴＢＰは、第１０
図（ｂ）から同図（Ｃ）に行くために必要なトルクであ
る。

ボールクラッチ溝閉方向乗り越えトルクＴＢＣは、第１
０図（ｂ）から同図（ａ）に行くために必要なトルクで
ある。

さらに、モータ非作動時における、手動格納および衝突
による可倒トルクをＴ　Ｈ＾とし、第１０図（ａ）、（
Ｃ）に示したストッパ３１ｃ、３１ａによるストッパト
ルクＴＳＴとすれば、上述してきた各トルク関係は、上
記（１）、（２）式のようになる。

さらに、（＋１１　）超音波モータと制御領域との関係
を説明する。

第１１図は、本実施例の二つの超音波モータのステータ
の振動振幅−周波数特性の設定を説明するための図であ
り、横軸に周波数ｆ（ｋＨｚ）、縦軸に振動振幅〔μｍ
〕が上−られている。

各超音波モータ５Ｒ，５Ｌの各ロータ１７およびステー
タ１５の加圧力調整はボールプランジャ４５Ｒ，４５Ｌ
で行い、該ボールプランジャ４５Ｒ，４５Ｌによって規
定周波数範囲内に調整される（第７図参照）。

このようにボールプランジャ４５Ｒ，４５Ｌにより調整
されて、各超音波モータ５Ｒ，５Ｌの共振周波数が一致
された状態が、第１１図に示す振動振幅−周波数特性図
である。

理想的には複数の超音波モータ５Ｒ，５Ｌの共振ピーク
ｆｏは一致することが望ましいが、微視的には本図のよ
うにずれることになる。

超音波モータ５を動作させる際には、まず、共振領域Ａ
ｆｏに飛び込まぬように、超音波モータ５Ｒ，５Ｌに供
給する周波数は、正常回転領域Ａｆａから、共振周波数
ｆｏの上方より共振周波数ｆ。

に徐々に近づけて行くように制御する必要がある。

このように制御する理由は、共振領域Ａｆｏで駆動する
と、超音波モータ５に入力インピーダンスが低インビー
ダンとなり、大電流がモータ内に流入しモータを破損し
てしまい、かつステータ以外のパーツとも共振し、可聴
音を発してしまう、という欠点があるからであること。

また、***振回転領域Ａｆ’ｂによる制御は、共振周波
数ｆｏの下方より共振周波数ｆｏに近づけるという方法
であるが、この領域の特性のカーブが急激に立ち上がっ
ているため、振動振幅値が激増し、制御しにくいという
欠点があるからである。

したがって、正常回転領域Ａｒａにおいて超音波モータ
５を駆動制御にすると、まず第１の超音波モータ５Ｒの
振動振幅値が振動目標値ｍに達する。

ついで、第２の超音波モータ５Ｌも、振幅目標値ｍに達
する。これにより、複数の超音波モータ５Ｒ，５Ｌが振
幅目標値ｍを通過したので、ＣＰＵ９３は、これ以上駆
動周波数を下げぬようにし、最後のモーター（この実施
例では、超音波モータ５Ｌ）の振幅目標値ｍを通過した
時点の周波数ｆｍを下限として駆動周波数を決定するよ
うにすればよいことがわかる。

第１２図（ａ）、（ｂ）は複数の超音波モータが制御可
能か否かを説明するための振動振幅−周波数特性図であ
る。

超音波モータ５を動作させる際には、まず、共振領域Ａ
ｆｏに飛び込まぬように、超音波モータ５Ｒ，５Ｌに供
給する周波数は、正常回転領域Ａｒａから、共振周波数
ｆｏの上方より共振周波数ｆ。

に徐々に近づけて行くように制御する必要がある。

すなわち、共振領域Ａｆｏで駆動すると、超音波モータ
５に入力インピーダンスが低インピーダンとなり、大電
流がモータ内に流入しモータを破損する可能性が生じ、
かつステータ以外のパーツとも共振し、可聴音を発して
しまうからである。

また、***振回転領域Ａｆｂによる制御は、共振周波数
ｆｏの下方より共振周波数ｆｏに近づけるという方法で
あるが、この領域の特性のカーブが急激に立ち上がって
いるため、振動振幅値が激増し、制御しにくいからであ
る。

したがって、正常回転領域Ａｆａにおいて超音波モータ
５を駆動制御にすると、まず第１の超音波モータ５Ｒの
振動振幅値が振動目標値ｍに達する。

ついで、第２の超音波モータ５Ｌも、振幅目標値ｍに達
する。これにより、複数の超音波モータ５Ｒ，５Ｌが振
幅目標値ｍを通過したので、ＣＰＵ９３は、これ以上駆
動周波数を下げぬようにし、最後のモータ（この実施例
では、超音波モータ５Ｌ）の振幅目標値ｍを通過した時
点の周波数ｆｍを下限として駆動周波数を決定するよう
にすればよいことがわかる。

第１２図（ａ）、（ｂ）は複数の超音波モータが制御可
能か否かを説明するための図である。

第１２図（ａ）において、第１の超音波モータ５Ｒおよ
び第２の超音波モータ５Ｌは、加圧機構１９によりロー
タ１７が加圧力調整されていて複数のモータの共振ピー
クが接近しており、制御可能条件を満たしている。−す
なわち、ｆｏを第１の超音波モータ５Ｒの共振周波数、
ｆｍを第２の超音波モータ５Ｌの振動口−標値発生周波
数とすれば、ｆｏ＜ｆｍ　　　　　　　　　　・・・（
３）を満たしているので、制御可能となる。

第１２図（ｂ）において、第１の超音波モータ５Ｒおよ
び第２の超音波モータ５Ｌは、加圧機構１９によりロー
タ１７が加圧力調整がされておらず、複数のモータの共
振ピークが離れており、ｆｏ＞ｆｍなる関係となって、
上記第（３）式の条件を満たしていないことがわかり、
制御不能となる。

すなわち、一般条件として、第１の超音波モータ５の共
振周波数は、他の第２、第３の超音波モータ５の振動目
標発生周波数以下になるように制御してはならない。

以下、具体的動作について、運転者が操作スイッチを作
動した時の作動説明を第１３図に基づい説明する。

まず、イグニッションキーをオンすることによって制御
装置９が作動し、第１３図のフローチャートが実行され
る（ステップＳｌ）。

ついで、操作スイッチ信号待ちとなる（ステップＳ２）
。ここで、図示しない操作スイッチがオンされたことを
制御装置９のＣＰＵ９３が検知すると（ステ゛ツブＳ２
）、該ＣＰＵ９３は該操作スイッチが開か、または閉か
を判ｍｌする（ステップＳ３）　　。　　　・仮に操作スイッチ開であると該ＣＰＵ９３が判断すると
（ステップＳ３）、該ＣＰＵ９３は超音波モータ５を開
方向に回転させるために正常回転領域Ａｆａの周波数帯
の上限から正弦波および余弦波の交流電圧を発生させる
（ステップＳ４）。これにより、ＣＰＵ９３からの制御
信号は、Ｄ／Ａ変換器１１３、Ｖ／Ｆ変換器１１５、分
周器１１７、ＭＯＳパワーユニット１１９によって開動
作駆動信号になり、超音波モータ５Ｒ，５Ｌに供給する
。すると、二つの超音波モータ５Ｒ，５Ｌは同時に回転
し始める。そして、ＣＰＵ９３は、超音波モータ５Ｒ，
５Ｌの圧電体１１の部分１１ｓから入力した検出信号を
取り込み（ステップＳ５）、この検出信号を基に両超音
波モータ５Ｒ，５Ｌが第１１図に示すように振幅目標値
ｍに到達したか否かを判断しくステップＳ６）、該ＣＰ
Ｕ９３は振幅目標値ｍに達していない判断したときには
（ステップＳ６）、一定の幅で周波数を下げる制御をし
くステップＳ７）、Ｓ５に戻す。該ＣＰＵ９３は、超音
波モータ５が振幅目標値ｍに達するまで当該動作（ステ
ップ８５〜Ｓ７）を繰り返す。

つまり、本ステップ８５〜Ｓ７内では、ＣＰＵ９３は、
振動振幅目標値ｍに達するまで作動駆動信号の周波数を
下げ続ける。

次に、ＣＰＵ９３は、超音波モータ５が振幅目標値ｍに
到達したときに（ステップＳ６）、ドアミラーの設定条
件に応じて、第２の超音波モータ５の振動目標値に達し
た時点より高い駆動周波数領域で超音波モータ５が駆動
できるように駆動周波数を決定する（ステップＳ８）。

ＣＰＵ９３は、駆動周波数が決定すると（ステップＳ９
）、その制御信号をＤ／Ａ変換器１１３、Ｖ／Ｆ変換器
１１５、分周器１１７、ＭＯＳパワーユニット１１９に
与えて、当該駆動周波数による開動作信号を作り超音波
モータ５Ｒ，５Ｌに供給する。ドアミラー本体２９内の
りミッチスイッチＬＳからのは振幅目標値ｍに達してい
ない判断したときには（ステップＳ６）、・一定の幅で
周波数を下げる制御をしくステップＳ７）、Ｓ５に戻す
。該ＣＰＵ９３は、超音波モータ５が振幅目標値ｍに達
するまで当該動作（ステップＳ５〜Ｓ７）を繰り返す。

ＣＰＵ９３は、駆動周波数が決定すると（ステップＳ９
）、その制御信号をＤ／Ａ変換器１１３、Ｖ／Ｆ変換器
１１５、分周器１１７、ＭＯＳパワーユニット１１９に
与えて、当該駆動周波数による開動作信号を作り超音波
モータ５Ｒ，５Ｌに供給する。ドアミラー本体２９内の
りミッチスイッチＬＳからの検出信号をＣＰＵ９３に取
り込み（ステップ５１０）、該ＣＰＵ９３は前記検出信
号を基にドアミラーの位置が両方完全開（第１１図（ｂ
））となるまで、８９〜Ｓ１１の動作を繰り返して超音
波モータ５Ｒ，５Ｌを駆動する。

そして、ＣＰＵ９３は、左右のドアミラー位置が完全開
（第１０図（ｂ））になったとき（ステップ５１１）、
超音波モータ５Ｒ，５Ｌを停止しくステップ５１２）、
再びＳ２に戻るようにする。

このようにしてドアミラーは、第１０図（ａ）から第１
０図（ｂ）まで移動し、第１０図（ｂ）の位置で停止す
ることになる。

また、第１０図（ｂ）の状態で操作スイッチ信号待ちと
なっている（ステップＳ２）。ここで、図示しない操作
スイッチがオンされたことを制御装置９のＣＰＵ９３が
検知すると（ステップＳ２）、該ＣＰＵ９３は該操作ス
イッチが開か、または閉かを判断する（ステップＳ３）
。

仮に操作スイッチ閉であると該ＣＰ０９３が判断すると
（ステップＳ３）、該ＣＰＵ９３は超音波モータ５を閉
方向に回転させるために正常回転領域Ａｒａの周波数帯
の上限から正弦波および余弦波の交流電圧を発生させる
（ステップ５１４）。

これにより、ＣＰＵ９３からの制御信号は、Ｄ／Ａ変換
器１１３、Ｖ／Ｆ変換器１１５、分周器１１７、ＭＯＳ
パワーユニット１１９によって閉動作駆動信号になり、
超音波モータ５Ｒ，５Ｌにｆ些給される。すると、二つ
の超音波モータ５Ｒ１５Ｌは同時に回転し始める。

そして、ＣＰＵ９３は、超音波モータ５Ｒ１５Ｌの圧電
体１１の部分１１ｓから入力した検出信号を取り込み（
ステップ５１５）、この検出信号を基に両超音波モータ
５Ｒ，５Ｌが第１１図に示すように振幅目標値ｍに到達
したか否かを判断しくステップ５１６）、該ＣＰＵ９３
は振幅目標値ｍに達していない判断したときには（ステ
ップ５１６）、一定の幅で周波数を下げる制御をしくス
テップ５１７）、Ｓ１５に戻す。該ＣＰＵ９３は、超音
波モータ５が振幅目標値ｍに達するまで当該動作（ステ
ップＳ１５〜５１７）を繰り返す。

つまり、本動作内（ステップ３１５〜５１７）では、Ｃ
ＰＵ９３は、振動振幅目標値ｍに達するまで作動駆動信
号の周波数を下げ続ける。

また、ＣＰＵ９３は、超音波モータ５が振幅目標値ｍに
到達したときに（ステップ５１６）、ドアミラーの設定
条件に応じて、第２の超音波モータ５の振動目標値に達
した時点より高い駆動周波数領域で超音波モータ５が駆
動できるように駆動周波数を決定する（ステップ５１８
）。

ＣＰＵ９３は、駆動周波数が決定すると（ステップ５１
９）、その制御信号をＤ／Ａ変換器１１３、Ｖ／Ｆ変換
器１１５、分周器１１７、ＭＯＳパワーユニット１１９
に与えて、当該駆動周波数による閉動作信号を作り超音
波モータ５Ｒ，５Ｌに供給する。ドアミラー本体２９内
のりミッチスイッチＬＳからの検出信号をＣＰＵ９３に
取り込み（ステップ５２０）、該ＣＰＵ９３は前記検出
信号を基にドアミラーの位置が両方完全閉（第１１図（
ａ））となるまで、８１９〜Ｓ２１の動作を繰り返して
超音波モータ５Ｒ，５Ｌを駆動する。

そして、ＣＰＵ９３は、左右のドアミラー位置が完全閉
（第１０図（ａ））になったとき（ステップ５２１）、
超音波モータ５Ｒ，５Ｌを停止しくステップ５１２）、
再びＳ２に戻るようにする。

このようにしてドアミラーは、第１０図（ｂ）から第１
０図（ａ）まで移動し、第１０図（ａ）の状態で停止す
る。

以上説明したように本実施例は、操作スイッチの操作に
応じて、第１４図（ａ）のドアミラー２５の開成状態か
ら第１４図（ｂ）の開放状態へ、あるいは第１４図（ｂ
）の開放状態から第１０図（ａ）の開成状態への開閉動
作が行われる。

左右のドアミラーの回動速度が異なったとしても問題は
ない。仮に、左ドアミラー２５Ｌの方が早く回動してド
アミラー２５Ｌが開くと想定すると、第１４図（Ｃ）の
ようにドアミラー２５Ｌが開き、ドアミラー２５Ｒ−が
閉じている状況である。

このとき、上記（２）式から、Ｔ　ＤＤ＜　Ｔ　ｐＨよ
り、第１０図（ｂ）のように−なるまで、左ドアミラー
は、開状態で保持されそれ以上動くことはなく、超音波
モータ５Ｌは、ロータ１７・ステータ１５間ですべって
いる。そのうちに、右側のドアミラーも完全開となるの
で、第１４図（ｂ）の状態となる。第１４図（ｂ）の状
態となると、リミッチスイッチＬＳからの位置検知信号
がアンド回路１２１によりＣＰＵ９３に人力されること
になり、ＣＰＵ９３は、超音波モータ停止信号を出力す
る。

これらは、例えば、左ドアミラーの方が早く回動し、閉
じる場合も同じである。

また、右側が早く回動する場合も同様である。

さらに、ドアミラーの手動により、第１４図（ｃ）のよ
うな状況にあっても、上述してきた状況と同じなので、
操作スイッチにより、第１４図（ａ）あるいは（ｂ）の
ようにすることができる。

ただし、ドアミラーの手動により、第１４図（ｄ）のよ
うな状況にあるときは、−旦操作スイッチの閉信号を送
り、第１４図（ａ）のようにしてから操作スイッチ開に
すれば再び第１４図（ｂ）のようになるので何ら問題は
ない。

なお、超音波モータ５における共振周波数調整手段７の
構成は第６図にボールプランジャ７９として示したが、
この共振周波数調整手段７として、第１５図、第１−６
図に示すものもある。

第１５図は、共振周波数調整手段７Ａの他の構成として
、超音波モータ５Ａの凸部１３１に六角ボルト１３３が
螺合可能にされており、この六角ボルト１３３によりス
ラストベアリング１３５を上部より抑圧可能にしたもの
である。超音波モータ５Ａの共振周波数を一致させるた
めには、該六角ボルト１３３を回すことにより、加圧力
調整をすればよい。

第１６図は、共振周波数調整手段７Ｂのさらに他の構成
として、前記六角ボルト１３３とスラストベアリング１
３５の間に、シム１３７を入れである。これにより、六
角ボルト１３３は、雌ねじに対し、最下端までくるよう
にし、シム１３７の厚みあるいは、枚数によって、結果
的に、加圧力調整し、共振周波数を一致させる。

また、このとき上記シムにアクチュエータ、形状記憶合
金等を用いて押圧力を温度上昇に伴って弱めるようにす
ることによって、当該超音波モータにおける共振周波数
を変更することができる。

これにより、例えば側面から日射される車両の左右のド
アミラーに対する温度補償を行うことができるので、左
右のドアミラーの同時駆動を行うこともできる。

上述してきたように、第６図、第１５図および第１６図
により、水、油、塵等がさらに入りにくくするため、超
音波モータ凸部１３１に図示しないキャップを被せるよ
うにすればよい。

以上説明してきたように、本実施例によれば、その構成
を各々超音波モータの共振周波数を制御可能な範囲内ま
で一致させ、かつ駆動周波数を決定し、１つの制御装置
で並列に駆動できるようにしたため、次のような効果が
ある。

モータを同時に駆動でき、操作時間の短縮が図れ、回路
内の部品点数を低減することで、コスト低減・小型化・
消費電力低減を図ることができる。

特にトランスの数が減るので電磁ノイズレベルを低減で
き、また駆動周波数を高い周波数から徐々に低くして超
音波モータに印加しているため、突然共振近傍に飛び込
まず、立ち上がり時の可聴異音を防止できる。

［発明の効果］以上説明してきたように、本発明によれば、ステータに
圧接させたロータとの間の押圧力を変更する変更手段を
設けたので、温度が変化したときには変更手段によって
、押圧力を変更して共振周波数を変えることで、温度補
償を行う事ができる。

また、各々の超音波モータの共振周波数を共振周波数調
整手段により制御可能な範囲内まで一致させ、該６超音
波モータの共振周波数より高い所定の周波数から順次周
波数を低くしてゆき駆動周波数を決定するようにしたの
で、１つの制御装置で複数の超音波モータを並列に駆動
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体構成を示すブロック図、第２図は車両のドアミーラーを示す説明図、第３図は同
実施例のドアミラーの構成を示す図、第４図は同実施例
のリミットスイッチの構成を示す図、第５図は同実施例のボールクラッチ部の構成を示す図、第６図は同実施例の超音波モータの構成を示す断面図、第７図は第６図の超音波モータの加圧特性と共振特性と
の関係を示す特性図、第８図は同実施例の制御装置の構成を示すブロック図、第９図は同実施例のクラッチの動作を説明するための図
、第１０図はリミッチスイッチの動作状態を説明するため
の図、第１１図は同実施例における超音波モータの周波数−振
動振幅の関係を示す特性図、第１２図は超音波モータの制御可能か、制御不能かの関
係を説明するための図、第１３図は同実施例の動作を説明するためのフローチャ
ート、第１４図はドアミラーの駆動状態を説明するための図、第１５図および第１６図は共振周波数調整手段の他の構
成を示す図である。１・・・超音波モータ駆動装置、３・・・機械負荷、　　　５・・・超音波モータ、７・
・・共振周波数調整手段、９・・・制御装置、　　　１１・・・圧電体、１３・・
・弾性体、　　　１５・・・ステータ、１７・・・ロー
タ、　　　　１９・・・加圧機構。代理人　弁理士　　三　好　　秀　和第１　図第２　図第４図第１０図（ａ）第１０１１！Ｊ（ｂ）ｉｓｌＱ凶　（ｃ）周波数［ｋｌｌｚコ第１２図（ａ）＠１２図（ｂ）＠１４図（ｃ）第１４図（ｄ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）弾性体と圧電体からなるステータを超音波振動さ
せ、該ステータに圧接させたロータを移動させる超音波
モータを駆動する超音波モータ駆動装置において、前記ロータに圧接されるステータの押圧力を当該超音波
モータの動作に係る温度の変化に対応して変更する変更
手段を有することを特徴とする超音波モータ駆動装置。
（２）任意の共振周波数の近傍であって、且つ当該共振
周波数より高い駆動周波数の電圧を圧電体に印加し、当
該圧電体に生じる超音波振動によって駆動する複数の超
音波モータを駆動する超音波モータ駆動装置において、前記複数の超音波モータにそれぞれ設けられ、各超音波
モータの共振周波数を一致させる共振周波数調整手段と
、この共振周波数調整手段によって一致させられた共振周
波数より高い所定の周波数から順次周波数を低くして各
々の超音波モータの駆動周波数で、当該各超音波モータ
を並列に駆動させる制御手段とを有することを特徴とする超音波モータ駆動装置。