JPH0449875A - Driving controller for surge stepping motor - Google Patents
Driving controller for surge stepping motorInfo
- Publication number
- JPH0449875A JPH0449875A JP2158683A JP15868390A JPH0449875A JP H0449875 A JPH0449875 A JP H0449875A JP 2158683 A JP2158683 A JP 2158683A JP 15868390 A JP15868390 A JP 15868390A JP H0449875 A JPH0449875 A JP H0449875A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- vibrator
- voltage
- drive
- step motor
- 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.)
- Granted
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
二の発明は超音波の振動を利用してステップ駆動を可能
にした波動ステップモータの駆動制御装置、特にその駆
動回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The second invention relates to a drive control device for a wave step motor that enables step drive using ultrasonic vibrations, and particularly to a drive circuit thereof.
[従来の技術及び発明が解決しようとする課題]従来の
超音波の振動を利用した超音波モータは、特開昭511
−93477号公報、特公昭59−37671号公報、
特開昭59−122H5号公報、特開昭80−5147
8号公報等に開示されるように各種の方式が提案され実
現されている。これらの超音波モータはいずれの方式の
ものも駆動電圧を印加している限りは連続に回転又は移
動するものであった。[Prior art and problems to be solved by the invention] A conventional ultrasonic motor using ultrasonic vibration is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 511
-93477 Publication, Special Publication No. 59-37671,
JP-A-59-122H5, JP-A-80-5147
Various methods have been proposed and implemented, as disclosed in Publication No. 8 and the like. All of these ultrasonic motors rotate or move continuously as long as a driving voltage is applied.
従って、従来の超音波モータにおいてはその回転数、停
止位置又は回転速度の制御をするためにはフィードバッ
ク制御が必要であり、そのための制御回路を必須として
いた。このため、制御系が複雑にならざる得ないという
問題点があった。Therefore, in the conventional ultrasonic motor, feedback control is necessary to control its rotational speed, stop position, or rotational speed, and a control circuit for this is essential. Therefore, there was a problem that the control system had to become complicated.
このような問題点を解決するために、本出願人はいわゆ
るステッピングモータとして動作する「波動ステップモ
ータ」を平成1年10月20日付けで特願平1−278
082号として提案した。しかし、二の出願においては
まだこの「波動ステップモータ」の駆動制御系について
の詳細が十分開示されていなかった。In order to solve these problems, the present applicant filed Japanese Patent Application No. 1-278 dated October 20, 1999 for a "wave step motor" that operates as a so-called stepping motor.
It was proposed as No. 082. However, in the second application, details regarding the drive control system of this "wave step motor" were not sufficiently disclosed.
この発明は、このような状況に鑑みてなされたものであ
り、上記の提案に係るモータにふされしい駆動回路を有
する波動ステップモータの駆動制御装置を提供すること
を目的とする。The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a drive control device for a wave step motor having a drive circuit suitable for the motor according to the above proposal.
[課題を解決するための手段]
この発明に係る波動ステップモータの駆動制御装置は、
複数の振動子が連続的に配置され、この振動子により加
振されるステータと、振動子が振動した際に生成される
節の数に対応した個数の凸部が設けられ、この凸部を前
記ステータと接するように配置したロータとを有する波
動ステップモータにおいて、正極及び負極の電源電圧が
供給され、振動子の一方の端子に振動子及びステータの
共振周波数と等しい周波数の駆動電圧を所定の位相パタ
ーンで順次印加する駆動回路を有し、振動子の他方の端
子を共通接地したものである。そして、駆動回路の出力
側にフィルタ回路を設け、振動子及びステータの共振周
波数と等しい周波数の正弦波電圧が駆動電圧として振動
子に印加される。[Means for Solving the Problems] A drive control device for a wave step motor according to the present invention includes:
A plurality of oscillators are arranged in succession, and a stator is vibrated by the oscillators, and a number of protrusions corresponding to the number of nodes generated when the oscillators vibrate are provided. In a wave step motor having a rotor disposed in contact with the stator, positive and negative power supply voltages are supplied, and a driving voltage of a frequency equal to the resonant frequency of the vibrator and the stator is applied to one terminal of the vibrator at a predetermined level. It has a drive circuit that sequentially applies voltage in a phase pattern, and the other terminals of the vibrators are commonly grounded. A filter circuit is provided on the output side of the drive circuit, and a sine wave voltage having a frequency equal to the resonant frequency of the vibrator and the stator is applied to the vibrator as a drive voltage.
また、この発明に係る波動ステップモータの駆動制御装
置は、上記の駆動回路に代えて、正極又は負極のいずれ
か一方の電源電圧が供給され、駆動電圧を所定の位相パ
ターンで順次印加する駆動回路を有する。Further, in the drive control device for a wave step motor according to the present invention, in place of the above-mentioned drive circuit, a drive circuit is supplied with either the positive or negative power supply voltage and sequentially applies the drive voltage in a predetermined phase pattern. has.
また、この発明に係る波動ステップモータの駆動制御装
置は、上記の駆動回路に代えて、正極又は負極のいずれ
か一方の電源電圧が供給され、振動子の一方の端子に駆
動電圧を所定の位相パターンで順次印加する駆動回路を
有し、振動子の他方の端子を共通に接続したものである
。Further, in the drive control device for a wave step motor according to the present invention, instead of the above-mentioned drive circuit, either the positive or negative power supply voltage is supplied, and the drive voltage is applied to one terminal of the vibrator at a predetermined phase. It has a drive circuit that sequentially applies voltage in a pattern, and the other terminals of the vibrators are commonly connected.
この発明においては、振動子に所定の位相パターンで正
極及び負極の駆動電圧が順次印加され、その位相パター
ンに従ってロータがステップ動作をする。フィルタ回路
を設けた場合には振動子にその共振周波数と等しい周波
数の正弦波電圧が駆動電圧として印加され、効率よく振
動する。In this invention, positive and negative drive voltages are sequentially applied to the vibrator in a predetermined phase pattern, and the rotor performs a step operation in accordance with the phase pattern. When a filter circuit is provided, a sine wave voltage having a frequency equal to the resonant frequency of the vibrator is applied as a driving voltage, and the vibrator vibrates efficiently.
また、この発明においては、正極又は負極のいずれか一
方の電源電圧が供給された場合には、その一方の極性の
駆動電圧が所定の位相パターンで順次印加される。Further, in the present invention, when either the positive or negative power supply voltage is supplied, the drive voltage of one polarity is sequentially applied in a predetermined phase pattern.
また、この発明においては、正極又は負極のいずれか一
方の電源電圧が供給され、振動子の他の端子を共通に接
続した場合には、その時の駆動電圧の位相パターンに応
じて振動子が直列接続される。In addition, in this invention, when either the positive or negative power supply voltage is supplied and the other terminals of the vibrators are connected in common, the vibrators are connected in series according to the phase pattern of the drive voltage at that time. Connected.
[実施例〕
この発明の詳細な説明に先立ってまず波動ステップモー
タの概要を明らかにする。[Example] Prior to a detailed explanation of the present invention, an outline of a wave step motor will first be clarified.
第5図は波動ステップモータ及びその駆動系の概要を示
すブロック図である。図において、10口は水晶振動子
、101は水晶発振回路、102は水晶発振回路からの
出力信号を分周する分周回路である。103は制御回路
であり、振動体107の共振周波数と同一の周波数で発
振する発振回路105の発振信号と、発振回路105の
発振信号の位相を反転する位相反転回路106からの信
号とを入力して処理することにより制御信号を送出する
。104はドライバであり、制御回路103からの駆動
制御信号を増幅して振動体107に駆動電圧を印加する
。FIG. 5 is a block diagram showing an overview of a wave step motor and its drive system. In the figure, 10 ports are crystal oscillators, 101 is a crystal oscillation circuit, and 102 is a frequency division circuit that divides the frequency of the output signal from the crystal oscillation circuit. 103 is a control circuit which receives an oscillation signal from an oscillation circuit 105 that oscillates at the same frequency as the resonant frequency of the vibrating body 107 and a signal from a phase inversion circuit 106 that inverts the phase of the oscillation signal from the oscillation circuit 105. A control signal is sent out by processing the A driver 104 amplifies a drive control signal from the control circuit 103 and applies a drive voltage to the vibrating body 107.
108は振動子であり、振動体107が4個の振動子か
らなる例を示しており、それぞれが独立して振動し得る
ような構成になっている。Reference numeral 108 denotes a vibrator, and an example is shown in which the vibrating body 107 consists of four vibrators, each of which is configured to vibrate independently.
また、図においてイは発振回路105の出力信号、口は
位相反転回路106の出力信号であり、これは出力信号
イと逆位相になる。ハは分周回路102の出力信号であ
り、出力信号イ及び逆位相口を制御するための制御信号
、二は制御回路103の出力信号であり、振動子107
を駆動するための駆動制御信号である。Further, in the figure, A is the output signal of the oscillation circuit 105, and A is the output signal of the phase inversion circuit 106, which has an opposite phase to the output signal A. C is the output signal of the frequency divider circuit 102, which is a control signal for controlling the output signal A and the anti-phase port, and 2 is the output signal of the control circuit 103, which is the output signal of the vibrator 107.
This is a drive control signal for driving.
第6図(a)〜(e)は波動ステップモータの動作原理
を示す説明図であり、振動体として圧電素子を用いた例
に基づいて説明する。FIGS. 6(a) to 6(e) are explanatory diagrams showing the operating principle of a wave step motor, and the explanation will be based on an example in which a piezoelectric element is used as a vibrating body.
第6図(a)は所定位相の振動モードの状態を示してい
る。図示のように、ロータ1には突起部1a、lb、l
c、ldが設けられており、ステータ2にはロータ1の
反対側に圧電素子3が取り付けられており、そして突起
部1a、lcはステータ2と部分的に接している。この
圧電素子3は4個の振動子からなり、A、Bの2種類に
分類されており、A、Bは相互に逆位相で変形している
。FIG. 6(a) shows the state of the vibration mode of a predetermined phase. As shown in the figure, the rotor 1 has protrusions 1a, lb, l.
A piezoelectric element 3 is attached to the stator 2 on the opposite side of the rotor 1, and the projections 1a and lc are in partial contact with the stator 2. This piezoelectric element 3 consists of four vibrators and is classified into two types, A and B, and A and B deform in opposite phases to each other.
Nはステータ2の振動モードの節を示している。N indicates a vibration mode node of the stator 2.
第6図(b)は第6図(a)の逆位相の振動モードの状
態を示している。ここでは、突起部1 b、 1 dが
ステータ2と部分的に接している。FIG. 6(b) shows a state of vibration mode having an opposite phase to that of FIG. 6(a). Here, the protrusions 1 b and 1 d are in partial contact with the stator 2 .
第6図(a) 、 (b)において、ステータ2の節N
の間隔と同等又は数倍の間隔に位置するロータ1の凸部
1a、lb等のステータ2と接触している部分はそれぞ
れ矢印に示す方向の力10.11を受ける。このとき力
10.11は振動モードの凸部から節Nの方向に分力を
持つので、ステータ1は10a。In Fig. 6(a) and (b), node N of stator 2
The portions of the rotor 1 that are in contact with the stator 2, such as the convex portions 1a and lb, which are located at an interval equal to or several times the interval , are each subjected to a force 10.11 in the direction shown by the arrow. At this time, the force 10.11 has a component force in the direction of the node N from the convex part in the vibration mode, so the stator 1 is 10a.
11bの方向すなわち近い位置にある節Nの方向の力を
受ける。It receives a force in the direction of 11b, that is, in the direction of the nearby node N.
第6図(c) 、 (d)はステータ2とロータ1の位
置関係が第6図(a) 、 (b)とは異なる場合で
あり、この場合には力12.13によってロータ1は矢
印のの方向すなわち近い方の位置にある節Nの方向の力
12a 、 18a (10a 、 llbとは反対
方向)を受ける。Figures 6(c) and 6(d) show cases in which the positional relationship between the stator 2 and rotor 1 is different from that in Figures 6(a) and 6(b), and in this case, the rotor 1 is moved by the force 12.13 It receives forces 12a, 18a (in the opposite direction to 10a, llb) in the direction of , that is, in the direction of the node N located at the nearer position.
第6図(e)は第6図(a)〜(d)を重ねた図である
。いずれの場合にもロータ1の凸部1a〜1dはステー
タ2のNNに向かって移動するので、その節Nに位置決
めされることが分かる。従って、節Nの位置が段階的に
移動すればロータ1はステップ的に動き、ステップモー
タして動作する。FIG. 6(e) is a superimposed view of FIGS. 6(a) to (d). In either case, it can be seen that the convex portions 1a to 1d of the rotor 1 move toward the NN of the stator 2, so that they are positioned at the node N thereof. Therefore, if the position of the node N moves in steps, the rotor 1 moves in steps and operates as a step motor.
第7図は波動ステップモータを回転型のモータに適用し
た場合の構成例を示す断面図であり、第8図は第7図の
ロータ・ステータ部の平面図である。図において、4は
ステータ2をネジ6で固定する地板、5はロータ1を回
転自由に案内する輪列受、7はロータ1の回転力を取り
出すビニオン、8は圧電素子の電極パターン3aに電圧
を印加するリード線である。この実施例においては凸部
1a〜1dをロータ1にその厚み方向に部分的に設けで
ある。FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a structure in which a wave step motor is applied to a rotary type motor, and FIG. 8 is a plan view of the rotor-stator portion of FIG. 7. In the figure, 4 is a base plate that fixes the stator 2 with screws 6, 5 is a gear train bridge that freely guides the rotor 1, 7 is a pinion that extracts the rotational force of the rotor 1, and 8 is a voltage applied to the electrode pattern 3a of the piezoelectric element. This is the lead wire that applies the voltage. In this embodiment, the protrusions 1a to 1d are partially provided on the rotor 1 in its thickness direction.
第9図は波動ステップモータを回転型のモータに適用し
た場合の他の構成例を示す平面図であり、この実施例で
はステータ2に全周に厚み方向に突起部2aを設け、ま
た、ロータ1の直径方向に突起させて凸部a −dを設
けている。FIG. 9 is a plan view showing another configuration example when the wave step motor is applied to a rotary motor. In this embodiment, the stator 2 is provided with protrusions 2a in the thickness direction around the entire circumference, and the rotor Convex portions a to d are provided to protrude in the diametrical direction of 1.
第7図及び第9図の構成例では共に4個所でロータ】と
ステータ2が接する場合の例(凸部4個所)を示した。In the configuration examples shown in FIGS. 7 and 9, examples are shown in which the rotor and the stator 2 are in contact with each other at four locations (four convex portions).
また、振動体3は破線で示したように12個の振動子か
らなっており、後述の説明のためにA、B、C,p、、
百、Cの記号を付け、等しい記号には同じ位相の駆動電
圧を印加する。また、振動モードの節になる位置に順次
■〜■の記号を付しである。なお、この実施例ではmN
は4個所生成され、節ができ得る位置は全周で122個
所ある。In addition, the vibrating body 3 consists of 12 vibrators as shown by broken lines, and for the sake of explanation later, A, B, C, p, .
The symbols 100 and C are attached, and drive voltages of the same phase are applied to equal symbols. In addition, symbols ``■'' to ``■'' are sequentially attached to positions that become nodes of vibration modes. In addition, in this example, mN
are generated at four locations, and there are 122 locations around the entire circumference where nodes can be formed.
第10図は上記の波動ステップモータがステップ駆動さ
れる様子を示した説明図であり、記号は第9図に対応さ
せており、説明の便宜上リニア型に展開しである。破線
は振動モードの形を示し、その瞬間に各振動子に加えら
れている電圧の位相の状態を便宜上子、−で示した。FIG. 10 is an explanatory diagram showing how the above-mentioned wave step motor is driven in steps, and the symbols correspond to those in FIG. 9, and are expanded into a linear type for convenience of explanation. The broken line indicates the shape of the vibration mode, and for convenience, the state of the phase of the voltage applied to each vibrator at that moment is indicated by a minus sign.
■の振動モードではA、B、Cとλ、■、σとがそれぞ
れ組になり、互いに180 ’位相がずれて振動してい
るため、ロータ1の凸部aSbSc。In the vibration mode (2), A, B, and C are paired with λ, ■, and σ, and they vibrate with a phase shift of 180' from each other, so that the convex portion aSbSc of the rotor 1.
dは図示の位置になる。d is in the position shown.
■の振動モードではB、C,Aと百、C,Aが組、■の
振動モードではC,A、BとC,A、百とが組となり、
以下順次■〜■の振動モードを繰り返していき、ロータ
1はステップ状に移動して行く。第9図の回転型では1
2ステツプで1回転する。In the vibration mode of ■, B, C, A and 100, C, A are paired, and in the vibration mode of ■, C, A, B and C, A, 100 are paired,
The vibration modes (1) to (2) are repeated in sequence, and the rotor 1 moves stepwise. In the rotating type shown in Figure 9, 1
Makes one rotation in two steps.
また、図示の■〜■の振動モードに対して逆方向にステ
ップを進めると、例えば、■の振動モードの次に■の振
動モードを得るように切り換えるとロータ1は上述の場
合とは逆方向に移動する。Furthermore, if steps are taken in the opposite direction to the vibration modes shown in the figures, for example, if the vibration mode is switched to obtain the vibration mode of ■, the rotor 1 will move in the direction opposite to that in the above case. Move to.
なお、以上の第10図の説明から明らかなように、この
波動ステップモータはりニアモータとしても容品に構成
できることが分かる。As is clear from the above description of FIG. 10, it is understood that this wave step motor can also be constructed as a linear near motor.
第11図は第10図に示した振動モードを作るための位
相のタイミングチャートである。例えば■の振動モード
を作る場合にはA、B、Cに正(+)の位相、X、百、
でに負(=)の位相の駆動電圧を印加する。これらの制
御は前述の制御回路103で行い、発振回路】05から
の出力信号イを正(+)の位相とするならば、発振回路
1(15の出力信号イの逆位相の出力信号口を負(−)
の位相とし、分周回路1020制御信号ハのタイミング
(第11図の1点鎖線)で切り換えを行う。なお、駆動
制御装置二はA、B、C,λ、百、での6種類が必要で
あるが、AとA、Bと百、Cとσは逆の関係になるので
、分極の方向を逆にすれば3種類で同等の動作が得られ
る。FIG. 11 is a phase timing chart for creating the vibration mode shown in FIG. 10. For example, when creating the vibration mode of ■, A, B, and C have positive (+) phases,
Then, a driving voltage with a negative (=) phase is applied. These controls are performed by the control circuit 103 described above. If the output signal A from the oscillation circuit 05 is to have a positive (+) phase, the output signal port of the oscillation circuit 1 (15) is Negative (-)
The switching is performed at the timing of the frequency divider circuit 1020 control signal C (dotted chain line in FIG. 11). In addition, six types of drive control device 2 are required: A, B, C, λ, and 100, but since A and A, B and 100, and C and σ have opposite relationships, the direction of polarization must be determined. If reversed, the same operation can be obtained with the three types.
第12図は振動要素AとBに印加される駆動電圧のタイ
ミングチャートを示したものであり、例えば■の振動モ
ードは振動子Aに逆位相の駆動電圧を印加し、また、■
の振動モードは振動子、へとBに逆位相の駆動電圧を印
加する。このときの各振動モードにおける駆動電圧は正
弦波であり、その周波数は振動体を添付したステータの
共振周波数と一致するようにしである。FIG. 12 shows a timing chart of the driving voltages applied to the vibrating elements A and B. For example, in the vibration mode (■), a driving voltage with an opposite phase is applied to the vibrator A, and in the vibration mode (■),
In the vibration mode, driving voltages of opposite phases are applied to the vibrator and B. The drive voltage in each vibration mode at this time is a sine wave, and its frequency is made to match the resonant frequency of the stator to which the vibrating body is attached.
以上の説明から明らかなように、それぞれの振動子に加
える駆動電圧の位相を適宜切り換える事により、1回転
12分割のステップ駆動が実現できる。As is clear from the above description, by appropriately switching the phase of the drive voltage applied to each vibrator, step drive in 12 divisions per revolution can be realized.
第13図は波動ステップモータの他の構成例を示す平面
図である。振動体3は4つの振動子A、 76、。FIG. 13 is a plan view showing another configuration example of the wave step motor. The vibrating body 3 has four vibrators A, 76,.
BS百からなりロータ1とステータ2は2個所の接触部
a、bで接し、WnNの数は2つで、節Nのでき得る位
置は8個所である。The rotor 1 and the stator 2 are made of 100 BSs, and are in contact with each other at two contact points a and b, the number of WnN is two, and the possible positions of nodes N are eight.
第14図は振動モードと接触部a、bの位置関係を示す
説明図、第15図は第14図の振動モードを作るための
駆動電圧の位相のタイミングチャートであり、第16図
は振動子A、Bに印加する駆動電圧のタイミングチャー
トである。第15図において「+」と「−」は逆位相の
状態を示し、「0」は駆動電圧を印加しない状態を示し
ている。従って、この実施例においては1回転8分割ス
テップ(1/2ステツプ)の波動ステップモータが実現
できる。FIG. 14 is an explanatory diagram showing the vibration mode and the positional relationship between contact parts a and b, FIG. 15 is a timing chart of the phase of the drive voltage to create the vibration mode of FIG. 14, and FIG. It is a timing chart of the drive voltage applied to A and B. In FIG. 15, "+" and "-" indicate a state of opposite phase, and "0" indicates a state in which no driving voltage is applied. Therefore, in this embodiment, a wave step motor with 8 divided steps (1/2 step) per rotation can be realized.
なお、前述の実施例においては、回転型の代表例を示し
たが、ロータを駆動の節に移行させ、振動要素の駆動の
仕方を順次変えてロータをステップ的に移動させること
ができれば、その具体的な構造、振動モードの形状、振
動子の種類や構成等、何ら制限されない。更に、発振回
路105は水晶発振回路101の出力を利用しても良い
し、振動子107の振動を検出して最適条件で共振させ
る自励発振回路であっても良いし、制御信号ハは水晶振
動子10口の信号に基づくものでなくても何ら差しつか
えない。In addition, in the above-mentioned embodiment, a representative example of a rotary type was shown, but if the rotor can be moved to a driving node and the way of driving the vibrating elements can be changed sequentially to move the rotor in steps, it is possible to move the rotor in steps. There are no restrictions on the specific structure, shape of vibration mode, type or configuration of the vibrator, etc. Further, the oscillation circuit 105 may use the output of the crystal oscillation circuit 101, or may be a self-excited oscillation circuit that detects the vibration of the resonator 107 and resonates under optimal conditions. There is no problem even if it is not based on signals from 10 vibrators.
また、波動ステップモータは所望の位置に移動した後は
、ロータとステータの摩擦力との間に摩擦かあるので、
駆動を停止してもその停止位置が保持される。In addition, after the wave step motor moves to the desired position, there is friction between the rotor and the stator.
Even if the drive is stopped, the stopped position is maintained.
以上の説明により波動ステップモータの概要が明らかに
なったとこで、次にその駆動制御系について説明する。Now that the outline of the wave step motor has been clarified through the above explanation, its drive control system will be explained next.
第1図はこの発明の一実施例に係る波動ステップモータ
の駆動制御装置の回路図である。制御回路103は、l
/6分周回路109、シフトレジスタ110、インバー
タ121. 、122 、123 、124 、125
。FIG. 1 is a circuit diagram of a drive control device for a wave step motor according to an embodiment of the present invention. The control circuit 103
/6 frequency divider circuit 109, shift register 110, inverter 121. , 122 , 123 , 124 , 125
.
126、アンドゲート131 、132 、133 、
134 。126, AND gate 131 , 132 , 133 ,
134.
1.35 、136及びオアゲート141 、142
、143から構成されている。位相反転回路106はイ
ンバータ127から構成されている。ドライバ104は
バッファJ5J 、 152 、153 、154 、
155 、156から構成されており、各バッファには
正極及び負極の電源電圧がそれぞれ供給されており、正
極と負極との間で振動する駆動電圧を出力する。振動体
107はステータ2に取り付けられ、複数の振動子10
8から構成されている。そして、この複数の振動子10
8の一方の端子は対応するバッファ151.152゜1
53 、154 、155 、156からの駆動電圧が
印加され、また他方の端子は共通接地されている。1.35, 136 and orgate 141, 142
, 143. The phase inversion circuit 106 is composed of an inverter 127. The driver 104 has buffers J5J, 152, 153, 154,
155 and 156, each buffer is supplied with positive and negative power supply voltages, respectively, and outputs a driving voltage that oscillates between the positive and negative electrodes. The vibrating body 107 is attached to the stator 2 and includes a plurality of vibrators 10
It consists of 8. Then, the plurality of oscillators 10
One terminal of 8 is the corresponding buffer 151.152°1
Drive voltages from 53, 154, 155, and 156 are applied, and the other terminals are commonly grounded.
この実施例は、1回転12分割ステップで2λの振動モ
ードを有する波動ステップモータを毎秒1ステツプ(3
0’)駆動する場合の回路例である。In this embodiment, a wave step motor having a vibration mode of 2λ with 12 division steps per rotation is operated at 1 step (3
This is an example of a circuit when driving 0').
なお、第1図においては省略したが、第5図に省ける水
晶発振回路101及び分周回路102は従来の電子時計
の回路構成と同等で良く、発振回路105はCR発振回
路や自励発振回路等を用いる。Although omitted in FIG. 1, the crystal oscillation circuit 101 and frequency divider circuit 102 that are omitted in FIG. etc. are used.
第2図は以上の構成からなる駆動制御装置の動作を示す
タイミングチャートである。第5図の分周回路102か
らのIHzの制御信号φ1が分周回路109及びシフト
レジスター10に入力すると、1ノロ分周回路109か
ら1/6分周された信号が出力してそれがシフトレジス
ター10に供給される。そして、シフトレジスター10
からは1秒ずつ位相がずれ、3秒ずつで位相が反転する
17GHzの信号φ1/6a、φ1/6b、φ1/6c
が出力する。そして、信号φ1/6aはアンドゲート]
31に入力すると共に、インバーター21で反転されそ
の信号201はアンドゲート132に入力する。アンド
ゲート131には位相反転回路106の出力信号■ が
入力し、また、アンドゲート132は発振回路105か
らの発振信号φ を入力する。その結果、アンドゲート
181からは信号φ1/6aと出力信号1 との論理積
からなる出力信号204が得られる。アンドゲート13
2から信号φ1/8aの反転信号201と発振信号φ
との論理積からなる出力信号205が得られる。そして
、これらの出力信号204 、205はオアゲート14
1を介してバッファ151に供給されると共に、インバ
ータ124を介してバッファ154に供給される。FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the drive control device having the above configuration. When the IHz control signal φ1 from the frequency divider circuit 102 in FIG. is supplied to register 10. And shift register 10
17 GHz signals φ1/6a, φ1/6b, φ1/6c whose phase shifts by 1 second and reverses by 3 seconds.
outputs. And the signal φ1/6a is an AND gate]
31 and inverted by the inverter 21, the signal 201 is input to the AND gate 132. The AND gate 131 receives the output signal (2) from the phase inversion circuit 106, and the AND gate 132 receives the oscillation signal φ from the oscillation circuit 105. As a result, an output signal 204 consisting of the AND of the signal φ1/6a and the output signal 1 is obtained from the AND gate 181. and gate 13
2 to the inverted signal 201 of the signal φ1/8a and the oscillation signal φ
An output signal 205 is obtained from the logical product. These output signals 204 and 205 are output to the OR gate 14.
1 to the buffer 151 and also to the buffer 154 via the inverter 124.
信号φ1/6b、φ1/6cに基づいた動作もφ1/6
aの場合と基本的に同一であり、それぞれ反転信号20
2 、203を得た後上述のφ1/6aの場合と同様に
処理され、バッファ152 153,155,156に
入力する駆動制御信号は振動子A、Aの駆動制御信号に
対して位相がそれぞれ1秒ずつずれたものとなり、ドラ
イバー04から6種類の駆動電圧が出力し、各バッファ
は入力した駆動制御信号に応じて正極の電圧と負極電圧
との間で発振信号φ の周波数で振動する駆動電圧を振
動子108に印加し、瞬時的には振動子108を2個ず
つ駆動する。従って、振動子108は3個ずつ同位相又
は逆位相で駆動され、2λのたわみの振動が形成され、
この振動によりロータ1がステラップ状に駆動される。Operation based on signals φ1/6b and φ1/6c is also φ1/6.
Basically the same as case a, each inverted signal 20
2, 203 are processed in the same way as in the case of φ1/6a described above, and the drive control signals input to the buffers 152, 153, 155, and 156 have a phase of 1 with respect to the drive control signals of oscillators A and A, respectively. Six types of drive voltages are output from the driver 04, and each buffer has a drive voltage that oscillates between the positive voltage and the negative voltage at the frequency of the oscillation signal φ according to the input drive control signal. is applied to the vibrator 108, and instantaneously drives the vibrator 108 two at a time. Therefore, three vibrators 108 are driven in the same phase or in opposite phase, and a vibration with a deflection of 2λ is formed.
This vibration drives the rotor 1 in a step-like manner.
なお、駆動電圧は正弦波が理想的であり、そのようにす
る場合には例えばドライバー04の出力の後に発振信号
φ の周波数成分を通過させるフィルタ回路(図示せず
)を設けて、駆動電圧を正弦波にする。Note that the drive voltage is ideally a sine wave, and in that case, for example, a filter circuit (not shown) that passes the frequency component of the oscillation signal φ is provided after the output of the driver 04, and the drive voltage is changed. Make it a sine wave.
第3図はこの発明の他の実施例に係る波動ステップモー
タの駆動制御装置の回路図である。この実施例は上記の
実施例との関係では、ドライバ104には正極の電圧の
みが供給され、負電極が供給される代わりに接地されて
いる点が相違する。FIG. 3 is a circuit diagram of a drive control device for a wave step motor according to another embodiment of the present invention. This embodiment differs from the above embodiments in that only the positive voltage is supplied to the driver 104, and the negative electrode is grounded instead of being supplied.
このため、振動子10Bには正極の電圧のみが印加され
ることになり、上記の実施例に比べて出力は1/2にな
るが、無負荷時又は軽負荷には好適であり、また単一の
電源ですむという利点がある。Therefore, only the positive voltage is applied to the vibrator 10B, and the output is halved compared to the above embodiment, but it is suitable for no-load or light loads, and It has the advantage of requiring only one power source.
なお、第3図の実施例においては、正極の電源電圧の代
わりに負極の電源電圧を用いるようにしてもよい。In the embodiment shown in FIG. 3, a negative power supply voltage may be used instead of the positive power supply voltage.
第4図はこの発明の他の実施例に係る波動ステップモー
タの駆動制御装置の回路図である。この実施例は上記の
実施例との関係では、ドライバ104及び振動子10B
を接地しないようにした点が相違する。このため、振動
子例えばAとXとは直列に接続された状態になり、各振
動子に加わる駆動電圧は上述の実施例の1/2になる。FIG. 4 is a circuit diagram of a drive control device for a wave step motor according to another embodiment of the present invention. This embodiment has a driver 104 and a vibrator 10B in relation to the above embodiments.
The difference is that it is not grounded. Therefore, the vibrators A and X, for example, are connected in series, and the driving voltage applied to each vibrator is 1/2 that of the above embodiment.
このため、第3図の実施例に比べて出力は1/2になる
が、振動子108を接地する必要がないので構造が簡素
になる。特に、ステータ2や第7図に示した地板4等が
非導通性の材料で構成されている場合には接地構造を形
成するのが難しいので、この実施例のような構造にする
とその製作が容易になる。なお、第4図の実施例におい
ても、正極の電源電圧の代わりに負極の電源電圧を用い
るようにしてもよい。Therefore, the output is reduced to 1/2 compared to the embodiment shown in FIG. 3, but the structure is simplified since there is no need to ground the vibrator 108. In particular, it is difficult to form a grounding structure when the stator 2, the ground plate 4 shown in FIG. becomes easier. In the embodiment shown in FIG. 4 as well, the negative power supply voltage may be used instead of the positive power supply voltage.
[発明の効果]
以上のようにこの発明によれば、振動子に所定の位相パ
ターンで正極及び負極の駆動電圧を順次印加するように
したので、その位相パターンに従ってロータをステップ
駆動させることができ、またフィルタ回路を設けて振動
子にその共振周波数と等しい周波数の正弦波電圧を駆動
電圧として印加するようにしたので、効率よく振動する
。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the positive and negative drive voltages are sequentially applied to the vibrator in a predetermined phase pattern, the rotor can be driven in steps according to the phase pattern. Furthermore, since a filter circuit is provided to apply a sine wave voltage having a frequency equal to the resonant frequency to the vibrator as a driving voltage, the vibrator vibrates efficiently.
また、この発明によれば、正極又は負極のいずれか一方
の電源電圧を供給してその一方の極性の駆動電圧を所定
の位相パターンで順次印加するようにしたので、単一の
電源ですみその構成は簡単なものになっている。Further, according to the present invention, since either the positive or negative power source voltage is supplied and the drive voltage of one polarity is applied sequentially in a predetermined phase pattern, a single power source can be used. The configuration is simple.
また、この発明によれば、正極又は負極のいずれか一方
の電源電圧を振動子の一方の端子に供給し、振動子の他
方の端子を共通に接続するようにしたので、振動子が接
地構造をとりすらい場合には構成が簡素になるという利
点がある。Further, according to the present invention, the power supply voltage of either the positive electrode or the negative electrode is supplied to one terminal of the vibrator, and the other terminal of the vibrator is connected in common, so that the vibrator is connected to the grounded structure. This has the advantage of simplifying the configuration.
第1図はこの発明の一実施例に係る波動ステップモータ
の駆動制御装置の回路図、第2図はその動作を示すタイ
ミングチャート、第3図及び第4図はこの発明の他の実
施例に係る波動ステップモータの駆動制御装置の回路図
である。
第5図は波動ステップモータの概要を示すブロック図、
第6図(a) 、 (b) 、 (c) 、 (d)
、 (e)は波動ステップモータの動作説明図、第7図
は波動ステップモータの構成例を示す断面図、第8図は
tJ7図のステータ・ロータ部の平面図、第9図は波動
ステップモータの他の構成例を示す平面図、第10図は
振動モードとステップ駆動の状態を示す説明図、第11
図は駆動電圧の位相のタイミングチャート、第12図は
駆動電圧のタイミングチャート、第13囚は波動ステッ
プモータの他の構成例を示す平面図、第14図は振動モ
ードと接触部の位置関係を示す説明図、第15図は駆動
電圧の位相のタイミングチャート、第16図は駆動電圧
のタイミングチャートである。
1・・・ロータ、2・・・ステータ、3・・・圧電素子
、103・・・制御回路、104・・・ドライバ、10
5・・・発振回路、106・・・位相反転回路、107
・・・振動体、108・・・振動子。FIG. 1 is a circuit diagram of a drive control device for a wave step motor according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart showing its operation, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing other embodiments of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of a drive control device for such a wave step motor. Figure 5 is a block diagram showing an overview of the wave step motor.
Figure 6 (a), (b), (c), (d)
, (e) is an explanatory diagram of the operation of a wave step motor, Fig. 7 is a sectional view showing an example of the configuration of a wave step motor, Fig. 8 is a plan view of the stator/rotor part of the tJ7 diagram, and Fig. 9 is a diagram of the wave step motor. Fig. 10 is an explanatory diagram showing the vibration mode and step drive state; Fig. 11 is a plan view showing another configuration example;
The figure is a timing chart of the driving voltage phase, Figure 12 is a timing chart of the driving voltage, Figure 13 is a plan view showing another configuration example of a wave step motor, and Figure 14 shows the vibration mode and positional relationship of the contact part. 15 is a timing chart of the driving voltage phase, and FIG. 16 is a timing chart of the driving voltage. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Rotor, 2... Stator, 3... Piezoelectric element, 103... Control circuit, 104... Driver, 10
5... Oscillation circuit, 106... Phase inversion circuit, 107
... Vibrating body, 108... Vibrator.
Claims (4)
より加振されるステータと、前記振動子が振動した際に
生成される節の数に対応した個数の凸部が設けられ、こ
の凸部を前記ステータと接するように配置したロータと
を有する波動ステップモータの駆動制御装置において、 正極及び負極の電源電圧が供給され、前記振動子及びス
テータの共振周波数と等しい周波数を有する駆動電圧を
前記振動子の一方の端子に所定の位相パターンで順次印
加する駆動回路を有し、前記振動子の他方の端子を共通
接地したことを特徴とする波動ステップモータの駆動制
御装置。(1) A plurality of vibrators are arranged in succession, a stator is vibrated by the vibrators, and a number of convex portions is provided corresponding to the number of nodes generated when the vibrators vibrate, In a drive control device for a wave step motor having a rotor in which the convex portion is arranged in contact with the stator, positive and negative power supply voltages are supplied, and a drive voltage having a frequency equal to the resonant frequency of the vibrator and the stator. What is claimed is: 1. A drive control device for a wave step motor, comprising: a drive circuit that sequentially applies the following signals to one terminal of the vibrator in a predetermined phase pattern, and the other terminal of the vibrator is commonly grounded.
波数と等しい周波数の正弦波電圧を出力するフィルタ回
路を設けたことを特徴とする請求項1記載の波動ステッ
プモータの駆動制御装置。(2) The drive control device for a wave step motor according to claim 1, further comprising a filter circuit that outputs a sine wave voltage having a frequency equal to the resonant frequency of the vibrator and the stator on the output side of the drive circuit.
のいずれか一方の電源電圧が供給され、駆動電圧を所定
の位相パターンで順次印加する駆動回路を有することを
特徴とする請求項1記載の波動ステップモータの駆動制
御装置。(3) A claim characterized in that, in place of the drive circuit according to claim 1, a drive circuit is provided which is supplied with either a positive or negative power supply voltage and sequentially applies the drive voltage in a predetermined phase pattern. 1. The drive control device for a wave step motor according to 1.
より加振されるステータと、前記振動子が振動した際に
生成される節の数に対応した個数の凸部が設けられ、こ
の凸部を前記ステータと接するように配置したロータと
を有する超音波モータにおいて、 正極又は負極のいずれか一方の電源電圧が供給され、前
記振動子及びステータの共振周波数と等しい周波数の駆
動電圧を前記振動子の一方の端子に所定の位相パターン
で順次印加する駆動回路を有し、前記振動子の他方の端
子を共通に接続したことを特徴とする波動ステップモー
タの駆動制御装置。(4) A plurality of vibrators are arranged in succession, a stator is vibrated by the vibrators, and a number of protrusions corresponding to the number of nodes generated when the vibrators vibrate are provided; In an ultrasonic motor having a rotor in which the convex portion is arranged so as to be in contact with the stator, either a positive electrode or a negative electrode power supply voltage is supplied, and a driving voltage having a frequency equal to the resonant frequency of the vibrator and the stator is supplied. A drive control device for a wave step motor, comprising a drive circuit that sequentially applies voltage to one terminal of the vibrator in a predetermined phase pattern, and the other terminal of the vibrator is commonly connected.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2158683A JP3006037B2 (en) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | Wave step motor |
KR1019900016832A KR910008932A (en) | 1989-10-20 | 1990-10-18 | Drive control device for ultrasonic stepper motor |
DE69032279T DE69032279D1 (en) | 1989-10-20 | 1990-10-18 | Control circuit for an ultrasonic stepper motor |
EP90311428A EP0424141B1 (en) | 1989-10-20 | 1990-10-18 | Drive control circuit for an ultra-sonic stepping motor |
US07/602,576 US5229678A (en) | 1989-10-20 | 1990-10-22 | Drive control unit for an ultrasonic step motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2158683A JP3006037B2 (en) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | Wave step motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0449875A true JPH0449875A (en) | 1992-02-19 |
JP3006037B2 JP3006037B2 (en) | 2000-02-07 |
Family
ID=15677081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2158683A Expired - Fee Related JP3006037B2 (en) | 1989-10-20 | 1990-06-19 | Wave step motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3006037B2 (en) |
-
1990
- 1990-06-19 JP JP2158683A patent/JP3006037B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3006037B2 (en) | 2000-02-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6396194B1 (en) | Ultrasound motor and electronic apparatus equipped with ultrasonic motor | |
EP0447172B1 (en) | Ultrasonic motor | |
EP0495665B1 (en) | Ultrasonic stepping motor | |
EP0424141B1 (en) | Drive control circuit for an ultra-sonic stepping motor | |
JPH0449875A (en) | Driving controller for surge stepping motor | |
JPS61221584A (en) | Drive circuit of vibration wave motor | |
JP3018400B2 (en) | Wave motor | |
JP3044751B2 (en) | Drive control device for wave step motor | |
JP3044750B2 (en) | Drive control device for wave step motor | |
JP3006039B2 (en) | Wave step motor | |
JP2509310B2 (en) | Control method of ultrasonic motor | |
JP3280808B2 (en) | Ultrasonic motor | |
JP3044752B2 (en) | Drive control device for wave step motor | |
JP3000686B2 (en) | Ultrasonic motor | |
JPH0937576A (en) | Ultrasonic motor and driving method therefor | |
JPH04172975A (en) | Ultrasonic motor | |
JPS63110973A (en) | Piezoelectric driver | |
JP3000702B2 (en) | Exciting method of vibrating body | |
JPH03143276A (en) | Standing wave motor | |
JPH04334980A (en) | Ultrasonic stepping motor | |
JPH04299080A (en) | Driving method of ultrasonic motor and vibration sectioning | |
JPH07143765A (en) | Ultrasonic motor and electronic appliance with ultrasonic motor | |
JPH11103582A (en) | Drive unit of ultrasonic motor | |
JPH0556671A (en) | Method of driving vibrator | |
JPH0217878A (en) | Ultrasonic oscillator and ultrasonic motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071126 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081126 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081126 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091126 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |