JPH05252763A - 超音波モータ制御回路 - Google Patents
超音波モータ制御回路Info
- Publication number
- JPH05252763A JPH05252763A JP4043632A JP4363292A JPH05252763A JP H05252763 A JPH05252763 A JP H05252763A JP 4043632 A JP4043632 A JP 4043632A JP 4363292 A JP4363292 A JP 4363292A JP H05252763 A JPH05252763 A JP H05252763A
- Authority
- JP
- Japan
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- ultrasonic motor
- vibration
- vibration amplitude
- amplitude
- piezoelectric body
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- Pending
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、超音波モータが駆動限界温度以
上の高温になった場合、その熱破損を的確に防止するこ
とを目的とする。 【構成】 固定子１を構成する圧電体に所定周波数の電
圧を印加して弾性体に回転子駆動用の超音波振動を発生
させる駆動電圧供給手段１０と、圧電体の振動状態を検
出する振動検出手段４，６と、振動検出手段４，６で検
出された圧電体の振動振幅が所定の目標振動振幅に到達
した後、当該目標振動振幅より小さい一定の閾値以下に
なったとき圧電体への電圧供給を停止させる駆動停止手
段１６とを有することを特徴とする。
上の高温になった場合、その熱破損を的確に防止するこ
とを目的とする。 【構成】 固定子１を構成する圧電体に所定周波数の電
圧を印加して弾性体に回転子駆動用の超音波振動を発生
させる駆動電圧供給手段１０と、圧電体の振動状態を検
出する振動検出手段４，６と、振動検出手段４，６で検
出された圧電体の振動振幅が所定の目標振動振幅に到達
した後、当該目標振動振幅より小さい一定の閾値以下に
なったとき圧電体への電圧供給を停止させる駆動停止手
段１６とを有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車用の各
種アクチュエータ等として使用される超音波モータを制
御する超音波モータ制御回路に関する。
種アクチュエータ等として使用される超音波モータを制
御する超音波モータ制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波モータ制御回路としては、
例えば特開昭６３−１３７９号公報に開示されたものが
ある。超音波モータは、弾性体と圧電体とを接着剤で一
体に貼合せた固定子と、その弾性体に加圧接触された移
動体としての回転子等とで構成されている。圧電体は、
その厚み方向に交互に分極が行われ、その分極の行われ
た圧電体は２つの電極群にまとめられている。そして、
この２つの電極群に９０°位相のずれた２回路の高周波
電圧を印加して圧電体を励振させると、弾性体に屈曲運
動が生じ、その一端面に横波と縦波の合成された屈曲進
行波が形成され、その一端面に加圧接触した回転子が回
転駆動されるようになっている。
例えば特開昭６３−１３７９号公報に開示されたものが
ある。超音波モータは、弾性体と圧電体とを接着剤で一
体に貼合せた固定子と、その弾性体に加圧接触された移
動体としての回転子等とで構成されている。圧電体は、
その厚み方向に交互に分極が行われ、その分極の行われ
た圧電体は２つの電極群にまとめられている。そして、
この２つの電極群に９０°位相のずれた２回路の高周波
電圧を印加して圧電体を励振させると、弾性体に屈曲運
動が生じ、その一端面に横波と縦波の合成された屈曲進
行波が形成され、その一端面に加圧接触した回転子が回
転駆動されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、超音波モー
タを自動車用の各種アクチュエータとして使用する場
合、一般的な上昇温度として考えられている１００℃程
度まで安定に動作するものが求められている。
タを自動車用の各種アクチュエータとして使用する場
合、一般的な上昇温度として考えられている１００℃程
度まで安定に動作するものが求められている。
【０００４】しかしながら、従来の超音波モータ制御回
路にあっては、超音波モータが駆動限界温度以上の高温
になったとき、弾性体と圧電体とを貼合せている接着剤
が軟化し、圧電体の振動が弾性体に伝わりにくくなって
電気的なインピーダンスが下っても、これを検知する手
段を持っていない構成となっていたため、超音波モータ
に過大な電力が供給されて熱破損するおそれがあるとい
う問題があった。
路にあっては、超音波モータが駆動限界温度以上の高温
になったとき、弾性体と圧電体とを貼合せている接着剤
が軟化し、圧電体の振動が弾性体に伝わりにくくなって
電気的なインピーダンスが下っても、これを検知する手
段を持っていない構成となっていたため、超音波モータ
に過大な電力が供給されて熱破損するおそれがあるとい
う問題があった。
【０００５】そこで、この発明は、超音波モータが駆動
限界温度以上の高温になった場合でも超音波モータの熱
破損を的確に防止することのできる超音波モータ制御回
路を提供することを目的とする。
限界温度以上の高温になった場合でも超音波モータの熱
破損を的確に防止することのできる超音波モータ制御回
路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するために、弾性体と圧電体とを貼合せた固定子と、
前記弾性体に加圧接触された回転子とを備えた超音波モ
ータを制御する超音波モータ制御回路であって、前記圧
電体に所定周波数の電圧を印加して前記弾性体に前記回
転子駆動用の超音波振動を発生させる駆動電圧供給手段
と、前記圧電体の振動状態を検出しこの振動状態に関す
る検出信号を出力する振動検出手段と、該振動検出手段
で検出された前記圧電体の振動振幅が所定の目標振動振
幅に到達した後、当該目標振動振幅より小さい一定の閾
値以下になったとき前記駆動電圧供給手段から前記圧電
体への電圧供給を停止させる駆動停止手段とを有するこ
とを要旨とする。
決するために、弾性体と圧電体とを貼合せた固定子と、
前記弾性体に加圧接触された回転子とを備えた超音波モ
ータを制御する超音波モータ制御回路であって、前記圧
電体に所定周波数の電圧を印加して前記弾性体に前記回
転子駆動用の超音波振動を発生させる駆動電圧供給手段
と、前記圧電体の振動状態を検出しこの振動状態に関す
る検出信号を出力する振動検出手段と、該振動検出手段
で検出された前記圧電体の振動振幅が所定の目標振動振
幅に到達した後、当該目標振動振幅より小さい一定の閾
値以下になったとき前記駆動電圧供給手段から前記圧電
体への電圧供給を停止させる駆動停止手段とを有するこ
とを要旨とする。
【０００７】
【作用】上記構成において、駆動開始後、振動検出手段
で検出された圧電体の振動振幅が、超音波モータを定常
状態で駆動するのに必要な所定の目標振動振幅に到達し
た後、その目標振動振幅より小さい一定の閾値以下にな
ったとき、超音波モータが駆動限界温度以上の高温にな
って弾性体と圧電体とを貼合せている接着剤等が軟化し
て圧電体の振動が弾性体に伝わりにくくなっていると判
断される。このとき、駆動停止手段により、駆動電圧供
給手段から圧電体への電圧供給が自動的に停止されて超
音波モータの熱破損が防止される。
で検出された圧電体の振動振幅が、超音波モータを定常
状態で駆動するのに必要な所定の目標振動振幅に到達し
た後、その目標振動振幅より小さい一定の閾値以下にな
ったとき、超音波モータが駆動限界温度以上の高温にな
って弾性体と圧電体とを貼合せている接着剤等が軟化し
て圧電体の振動が弾性体に伝わりにくくなっていると判
断される。このとき、駆動停止手段により、駆動電圧供
給手段から圧電体への電圧供給が自動的に停止されて超
音波モータの熱破損が防止される。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の実施例を図１ないし図４に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【０００９】まず、図１及び図２を用いて、超音波モー
タ制御回路の構成を説明する。
タ制御回路の構成を説明する。
【００１０】図１において、１は弾性体と圧電体とを接
着剤で一体に貼合せた固定子であり、弾性体の他面には
図示省略の移動体としての回転子が公知のように加圧接
触されている。圧電体は、その厚み方向に分極処理され
た２群にまとめられ、その２群の各部位に、互いに９０
°位相が異なる周波数の電圧を印加するための駆動電極
２，３が取付けられている。４はモニタ電極であり、駆
動電極２，３とは電気的に絶縁されて圧電体上に取付け
られている。モニタ電極４からの出力により圧電体の振
動振幅が検知されるようになっている。５は、駆動電極
２，３及びモニタ電極４に対する共通電極である。図２
は、固定子１上への上記各電極２，３，４，５の取付け
態様を示している。
着剤で一体に貼合せた固定子であり、弾性体の他面には
図示省略の移動体としての回転子が公知のように加圧接
触されている。圧電体は、その厚み方向に分極処理され
た２群にまとめられ、その２群の各部位に、互いに９０
°位相が異なる周波数の電圧を印加するための駆動電極
２，３が取付けられている。４はモニタ電極であり、駆
動電極２，３とは電気的に絶縁されて圧電体上に取付け
られている。モニタ電極４からの出力により圧電体の振
動振幅が検知されるようになっている。５は、駆動電極
２，３及びモニタ電極４に対する共通電極である。図２
は、固定子１上への上記各電極２，３，４，５の取付け
態様を示している。
【００１１】モニタ電極４には整流器６が接続されてい
る。整流器６は、モニタ電極４で検出された圧電体の振
動状態に相当する交流電圧を整流して、その振動状態に
関する検出信号を出力するようになっている。而して、
モニタ電極４と整流器６で振動検出手段が構成されてい
る。整流器６の出力は、Ａ／Ｄ変換器７でＡ／Ｄ変換さ
れてマイコン８に入力されている。マイコン８はＡ／Ｄ
変換器７の出力値に応じて超音波モータの駆動周波数を
決定し、その駆動周波数に相当する信号をＤ／Ａ変換器
９に送るようになっている。Ｄ／Ａ変換器９の出力は電
圧制御発振器１１に入力されている。電圧制御発振器１
１でＤ／Ａ変換器９の出力値に応じた発振周波数のパル
スが発生し、このパルスがリングカウンタ１２に入力さ
れている。リングカウンタ１２は、電圧制御発振器１１
からのパルス出力をそれぞれ９０°づつ位相の異なる４
相の電圧にしてスイッチング用トランジスタ１３ａ〜１
３ｄのＯＮ・ＯＦＦを制御するようになっている。各ト
ランジスタ１３ａ〜１３ｄのコレクタは、変成器１４の
１次側端子にそれぞれ接続され、変成器１４の２次側端
子１４ａ，１４ｃは超音波モータの駆動電極２，３にそ
れぞれ接続されている。２次側端子の他端１４ｂ，１４
ｄは、共通電極５に接続されてこれらは共通電位となっ
ている。変成器１４は、電源１５からの直流電圧をスイ
ッチング素子１３ａ〜１３ｄで順次スイッチングするこ
とによって駆動され、超音波モータの駆動電極２，３に
印加する９０°位相の異なる２相の交流電圧をつくる。
而して、スイッチング素子１３ａ〜１３ｄと変成器１４
により、超音波モータにおける弾性体に超音波振動を発
生させるための駆動電圧供給手段１０が構成されてい
る。電源リレー１６は、超音波モータに電力を供給する
変成器１４への電源供給をＯＮ・ＯＦＦする機能を持
ち、マイコン８からの信号によって制御されるようにな
っている。この電源リレー１６により駆動停止手段が構
成されている。スイッチ１７は、超音波モータの起動停
止を行うための起動スイッチであり、操作者が超音波モ
ータを起動させようとしていることをマイコン８に知ら
せるためのものである。
る。整流器６は、モニタ電極４で検出された圧電体の振
動状態に相当する交流電圧を整流して、その振動状態に
関する検出信号を出力するようになっている。而して、
モニタ電極４と整流器６で振動検出手段が構成されてい
る。整流器６の出力は、Ａ／Ｄ変換器７でＡ／Ｄ変換さ
れてマイコン８に入力されている。マイコン８はＡ／Ｄ
変換器７の出力値に応じて超音波モータの駆動周波数を
決定し、その駆動周波数に相当する信号をＤ／Ａ変換器
９に送るようになっている。Ｄ／Ａ変換器９の出力は電
圧制御発振器１１に入力されている。電圧制御発振器１
１でＤ／Ａ変換器９の出力値に応じた発振周波数のパル
スが発生し、このパルスがリングカウンタ１２に入力さ
れている。リングカウンタ１２は、電圧制御発振器１１
からのパルス出力をそれぞれ９０°づつ位相の異なる４
相の電圧にしてスイッチング用トランジスタ１３ａ〜１
３ｄのＯＮ・ＯＦＦを制御するようになっている。各ト
ランジスタ１３ａ〜１３ｄのコレクタは、変成器１４の
１次側端子にそれぞれ接続され、変成器１４の２次側端
子１４ａ，１４ｃは超音波モータの駆動電極２，３にそ
れぞれ接続されている。２次側端子の他端１４ｂ，１４
ｄは、共通電極５に接続されてこれらは共通電位となっ
ている。変成器１４は、電源１５からの直流電圧をスイ
ッチング素子１３ａ〜１３ｄで順次スイッチングするこ
とによって駆動され、超音波モータの駆動電極２，３に
印加する９０°位相の異なる２相の交流電圧をつくる。
而して、スイッチング素子１３ａ〜１３ｄと変成器１４
により、超音波モータにおける弾性体に超音波振動を発
生させるための駆動電圧供給手段１０が構成されてい
る。電源リレー１６は、超音波モータに電力を供給する
変成器１４への電源供給をＯＮ・ＯＦＦする機能を持
ち、マイコン８からの信号によって制御されるようにな
っている。この電源リレー１６により駆動停止手段が構
成されている。スイッチ１７は、超音波モータの起動停
止を行うための起動スイッチであり、操作者が超音波モ
ータを起動させようとしていることをマイコン８に知ら
せるためのものである。
【００１２】次に、上述のように構成された超音波モー
タ制御回路の作用を説明する。
タ制御回路の作用を説明する。
【００１３】まず、超音波モータの駆動周波数の決定方
法を表１に示す。
法を表１に示す。
【００１４】
【表１】 マイコン８は上表に示すように駆動周波数を決定する。
即ち、圧電体の振動振幅が （イ）目標振動振幅である場合には、駆動周波数を変化
させない。
即ち、圧電体の振動振幅が （イ）目標振動振幅である場合には、駆動周波数を変化
させない。
【００１５】（ロ）目標振動振幅より大きい場合には駆
動周波数を所定値だけ高くして振動振幅を小さくする。
動周波数を所定値だけ高くして振動振幅を小さくする。
【００１６】（ハ）目標振動振幅より小さい場合には駆
動周波数を所定値だけ低くして振動振幅を大きくする。
動周波数を所定値だけ低くして振動振幅を大きくする。
【００１７】次に、図３の制御フローチャート及び図４
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００１８】起動スイッチ１７をＯＮにすると（ステッ
プ２１）、マイコン８は、内部のメモリＣに０を格納す
る（ステップ２２）。メモリＣは、超音波モータの駆動
を開始した後、振動振幅が目標振動振幅に到達したか否
かを示す値を格納するメモリであり、目標振動振幅に未
到達の場合には０、到達すると１を格納する。次に、電
源リレー１６をＯＮ制御して変成器１４の中央端子と電
源１５を接続する（ステップ２３）。その後、可変周波
数範囲内の最高周波数を発生させる指令を出力する（ス
テップ２４、図４（ａ）ｔ0 ）。この指令により圧電体
に駆動電圧が印加されるが、駆動周波数は、超音波モー
タの共振周波数よりもかなり上にあり、超音波モータは
回転しない。このときの圧電素子の振動振幅に相当する
信号がマイコン８に入力され、これが、内部のメモリＤ
に格納される（ステップ２５）。マイコン８では、振動
振幅を表わす（Ｄ）の値と目標振動振幅Ａを比較する
（ステップ２６）。なお、メモリに関する記号で、Ｃ，
Ｄはメモリの場所を示し、（Ｃ），（Ｄ）は格納された
メモリ値を示す。その後前記の表１に従い、駆動周波数
を決定してこの周波数の電圧を超音波モータに印加す
る。振動振幅が目標振動振幅と等しい（（Ｄ）＝Ａ）場
合には、メモリＣに１を格納し（ステップ２７）、超音
波モータ起動開始後、目標振動振幅に到達した経歴（図
４（ｃ）のｔ2 −ｔ3 区間）があることをメモリする。
その後、起動スイッチ１７がＯＮかＯＦＦかを判断する
（ステップ２８）。起動スイッチ１７がＯＮの場合に
は、ステップ２５へ戻る。また、起動スイッチ１７がＯ
ＦＦの場合には、ステップ３３で電源リレー１６をオフ
にして駆動を停止する。振動振幅が目標振動振幅より大
きい（（Ｄ）＞Ａ）場合には、駆動周波数を上げて振動
振幅を小さくする（ステップ２９）。その後、ステップ
２８の判断を行なう。振動振幅が目標振動振幅より小さ
い場合（（Ｄ）＜Ａ）は、以下のような判断を行なう。
このような状態は、駆動周波数が（ａ）最適駆動周波数
から離れている場合、（ｂ）最適駆動周波数であるが、
モータ温度が駆動限界温度（１５０℃程度）以上の高温
であるため振動振幅が小さい場合、の２つの場合に発生
する。従って、これらの何れの場合であるかを判断す
る。振動振幅（Ｄ）が目標振動振幅Ａより小さい値に設
定した所定の閾値Ｂ以上である場合には、上記（ａ）の
場合あると判断して、駆動周波数を下げて振動振幅を大
きくする（ステップ３１）。その後、ステップ２８の判
断を行なう。また振動振幅（Ｄ）が閾値Ｂより小さい場
合には、上記（ａ）の場合と上記（ｂ）の何れの場合も
有り得る。そこで、メモリＣの値が０であるか１である
かを調べて、上記（ａ）か（ｂ）かを判断する（ステッ
プ３２）。（Ｃ）＝０は、超音波モータ起動後一度も目
標振動振幅に到達していないということを示しており、
即ち、駆動開始後、短時間しか経過しておらず（図４
（ｃ）のｔ0 −ｔ2 区間）モータ温度がモータ駆動限界
温度まで上昇していない（モータの駆動停止を必要とす
る程度まで温度が上昇していない）ことを示していると
考えられる。従って、これは上記（ａ）の場合であり、
駆動周波数を下げる（ステップ３１）。これにより、駆
動開始直後で過渡的に振動振幅が小さい場合に、駆動を
停止してしまうことを防ぐことができる。（Ｃ）＝１
は、モータ起動後、超音波モータの振動振幅が目標振動
振幅に到達した経歴をもっていることを示しており、即
ち、モータ温度が限界温度以上に上昇して振幅が小さい
状態（上記（ｂ）の場合）であることを示していると考
えられる。従って、超音波モータの破損を防ぐために電
源リレー１６をＯＦＦ（ステップ３３）して、変成器１
４の中央端子に電源電圧を印加するのを中止する。
プ２１）、マイコン８は、内部のメモリＣに０を格納す
る（ステップ２２）。メモリＣは、超音波モータの駆動
を開始した後、振動振幅が目標振動振幅に到達したか否
かを示す値を格納するメモリであり、目標振動振幅に未
到達の場合には０、到達すると１を格納する。次に、電
源リレー１６をＯＮ制御して変成器１４の中央端子と電
源１５を接続する（ステップ２３）。その後、可変周波
数範囲内の最高周波数を発生させる指令を出力する（ス
テップ２４、図４（ａ）ｔ0 ）。この指令により圧電体
に駆動電圧が印加されるが、駆動周波数は、超音波モー
タの共振周波数よりもかなり上にあり、超音波モータは
回転しない。このときの圧電素子の振動振幅に相当する
信号がマイコン８に入力され、これが、内部のメモリＤ
に格納される（ステップ２５）。マイコン８では、振動
振幅を表わす（Ｄ）の値と目標振動振幅Ａを比較する
（ステップ２６）。なお、メモリに関する記号で、Ｃ，
Ｄはメモリの場所を示し、（Ｃ），（Ｄ）は格納された
メモリ値を示す。その後前記の表１に従い、駆動周波数
を決定してこの周波数の電圧を超音波モータに印加す
る。振動振幅が目標振動振幅と等しい（（Ｄ）＝Ａ）場
合には、メモリＣに１を格納し（ステップ２７）、超音
波モータ起動開始後、目標振動振幅に到達した経歴（図
４（ｃ）のｔ2 −ｔ3 区間）があることをメモリする。
その後、起動スイッチ１７がＯＮかＯＦＦかを判断する
（ステップ２８）。起動スイッチ１７がＯＮの場合に
は、ステップ２５へ戻る。また、起動スイッチ１７がＯ
ＦＦの場合には、ステップ３３で電源リレー１６をオフ
にして駆動を停止する。振動振幅が目標振動振幅より大
きい（（Ｄ）＞Ａ）場合には、駆動周波数を上げて振動
振幅を小さくする（ステップ２９）。その後、ステップ
２８の判断を行なう。振動振幅が目標振動振幅より小さ
い場合（（Ｄ）＜Ａ）は、以下のような判断を行なう。
このような状態は、駆動周波数が（ａ）最適駆動周波数
から離れている場合、（ｂ）最適駆動周波数であるが、
モータ温度が駆動限界温度（１５０℃程度）以上の高温
であるため振動振幅が小さい場合、の２つの場合に発生
する。従って、これらの何れの場合であるかを判断す
る。振動振幅（Ｄ）が目標振動振幅Ａより小さい値に設
定した所定の閾値Ｂ以上である場合には、上記（ａ）の
場合あると判断して、駆動周波数を下げて振動振幅を大
きくする（ステップ３１）。その後、ステップ２８の判
断を行なう。また振動振幅（Ｄ）が閾値Ｂより小さい場
合には、上記（ａ）の場合と上記（ｂ）の何れの場合も
有り得る。そこで、メモリＣの値が０であるか１である
かを調べて、上記（ａ）か（ｂ）かを判断する（ステッ
プ３２）。（Ｃ）＝０は、超音波モータ起動後一度も目
標振動振幅に到達していないということを示しており、
即ち、駆動開始後、短時間しか経過しておらず（図４
（ｃ）のｔ0 −ｔ2 区間）モータ温度がモータ駆動限界
温度まで上昇していない（モータの駆動停止を必要とす
る程度まで温度が上昇していない）ことを示していると
考えられる。従って、これは上記（ａ）の場合であり、
駆動周波数を下げる（ステップ３１）。これにより、駆
動開始直後で過渡的に振動振幅が小さい場合に、駆動を
停止してしまうことを防ぐことができる。（Ｃ）＝１
は、モータ起動後、超音波モータの振動振幅が目標振動
振幅に到達した経歴をもっていることを示しており、即
ち、モータ温度が限界温度以上に上昇して振幅が小さい
状態（上記（ｂ）の場合）であることを示していると考
えられる。従って、超音波モータの破損を防ぐために電
源リレー１６をＯＦＦ（ステップ３３）して、変成器１
４の中央端子に電源電圧を印加するのを中止する。
【００１９】以上の動作により、振動振幅を検知するだ
けで、駆動開始直後に誤って超音波モータの駆動を停止
することなく、超音波モータが駆動限界温度以上の高温
になった時に超音波モータの駆動を停止して熱破損を未
然に防止することが可能となる。
けで、駆動開始直後に誤って超音波モータの駆動を停止
することなく、超音波モータが駆動限界温度以上の高温
になった時に超音波モータの駆動を停止して熱破損を未
然に防止することが可能となる。
【００２０】次いで、図４を用いて、モータ駆動開始後
の駆動周波数（同図（ａ））、回転数（同図（ｂ））、
振動振幅（同図（ｃ））の時間変化をさらに説明する。
の駆動周波数（同図（ａ））、回転数（同図（ｂ））、
振動振幅（同図（ｃ））の時間変化をさらに説明する。
【００２１】時間ｔ0 で起動スイッチ１７をＯＮにする
と、制御回路は可変周波数範囲内の最高周波数を出力す
る。この時の振動振幅は目標振動振幅Ａより、また温度
保護用閾値Ｂよりも小さいが、起動開始後で目標振動振
幅にまだ到達していないので、駆動周波数を下げて振動
振幅を大きくしようとする。この時、まだ超音波モータ
は回転しない。駆動周波数を徐々に下げていくと、振動
振幅は徐々に大きくなり、超音波モータは回転し始め
（ｔ1 ）、回転数が徐々に大きくなる。その後、振動振
幅が目標振動振幅に到達する（ｔ2 ）と、駆動周波数は
一定となり、振動振幅、モータ回転数とも殆んど変化し
ない。時間ｔ3 で超音波モータの温度が限界温度以上に
高くなり、振動振幅、モータ回転数が小さくなり始めた
とする。このような場合には、制御回路は超音波モータ
の駆動周波数を下げて振動振幅を大きくしようとする
が、モータ温度が限界温度以上になっているため振動振
幅は低下し続ける。そして、ｔ4 で振動振幅が高温保護
用閾値Ｂ以下になると、起動開始後に振動振幅が目標振
動振幅Ａに到達した経歴をもっているから、超音波モー
タの駆動を停止して熱破損を未然に防止する。
と、制御回路は可変周波数範囲内の最高周波数を出力す
る。この時の振動振幅は目標振動振幅Ａより、また温度
保護用閾値Ｂよりも小さいが、起動開始後で目標振動振
幅にまだ到達していないので、駆動周波数を下げて振動
振幅を大きくしようとする。この時、まだ超音波モータ
は回転しない。駆動周波数を徐々に下げていくと、振動
振幅は徐々に大きくなり、超音波モータは回転し始め
（ｔ1 ）、回転数が徐々に大きくなる。その後、振動振
幅が目標振動振幅に到達する（ｔ2 ）と、駆動周波数は
一定となり、振動振幅、モータ回転数とも殆んど変化し
ない。時間ｔ3 で超音波モータの温度が限界温度以上に
高くなり、振動振幅、モータ回転数が小さくなり始めた
とする。このような場合には、制御回路は超音波モータ
の駆動周波数を下げて振動振幅を大きくしようとする
が、モータ温度が限界温度以上になっているため振動振
幅は低下し続ける。そして、ｔ4 で振動振幅が高温保護
用閾値Ｂ以下になると、起動開始後に振動振幅が目標振
動振幅Ａに到達した経歴をもっているから、超音波モー
タの駆動を停止して熱破損を未然に防止する。
【００２２】この実施例では、起動時に超音波モータが
非常に高温で振動振幅が目標振動振幅に到達しない状況
においては、超音波モータの駆動が停止されない。しか
し、現在の超音波モータの耐熱性は向上し、駆動限界温
度は１５０℃程度であるため、起動開始時に超音波モー
タの保護が必要になることはない。
非常に高温で振動振幅が目標振動振幅に到達しない状況
においては、超音波モータの駆動が停止されない。しか
し、現在の超音波モータの耐熱性は向上し、駆動限界温
度は１５０℃程度であるため、起動開始時に超音波モー
タの保護が必要になることはない。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、固定子を構成する圧電体に所定周波数の電圧を印加
して弾性体に回転子駆動用の超音波振動を発生させる駆
動電圧供給手段と、圧電体の振動状態を検出しこの振動
状態に関する検出信号を出力する振動検出手段と、この
振動検出手段で検出された圧電体の振動振幅が所定の目
標振動振幅に到達した後、当該目標振動振幅より小さい
一定の閾値以下になったとき駆動電圧供給手段から圧電
体への電圧供給を停止させる駆動停止手段とを具備させ
たため、超音波モータが駆動限界温度以上の高温になっ
て弾性体と圧電体とを貼合せている接着剤等が軟化し、
圧電体の振動が弾性体に伝わりにくくなって電気的なイ
ンピーダンスが下っても、超音波モータの熱破損を的確
に防止することができる。
ば、固定子を構成する圧電体に所定周波数の電圧を印加
して弾性体に回転子駆動用の超音波振動を発生させる駆
動電圧供給手段と、圧電体の振動状態を検出しこの振動
状態に関する検出信号を出力する振動検出手段と、この
振動検出手段で検出された圧電体の振動振幅が所定の目
標振動振幅に到達した後、当該目標振動振幅より小さい
一定の閾値以下になったとき駆動電圧供給手段から圧電
体への電圧供給を停止させる駆動停止手段とを具備させ
たため、超音波モータが駆動限界温度以上の高温になっ
て弾性体と圧電体とを貼合せている接着剤等が軟化し、
圧電体の振動が弾性体に伝わりにくくなって電気的なイ
ンピーダンスが下っても、超音波モータの熱破損を的確
に防止することができる。
【図１】この発明に係る超音波モータ制御回路の実施例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図２】図１における固定子上への各電極の取付け態様
を示す図である。
を示す図である。
【図３】実施例の作用を説明するための制御フローチャ
ートである。
ートである。
【図４】実施例の動作を説明するためのもので、起動後
の時間経過に対する駆動周波数、モータ回転数及び圧電
体の振動振幅の時間変化を示す図である。
の時間経過に対する駆動周波数、モータ回転数及び圧電
体の振動振幅の時間変化を示す図である。
１ 固定子 ４ モニタ電極 ６ モニタ電極とともに振動検出手段を構成する整流器 ８ マイコン １０ 駆動電圧供給手段 １６ 電源リレー（駆動停止手段）
フロントページの続き (72)発明者 任田 正之 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 関口 悟 神奈川県横浜市戸塚区東俣野町1760番地 自動車電機工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 弾性体と圧電体とを貼合せた固定子と、
前記弾性体に加圧接触された回転子とを備えた超音波モ
ータを制御する超音波モータ制御回路であって、 前記圧電体に所定周波数の電圧を印加して前記弾性体に
前記回転子駆動用の超音波振動を発生させる駆動電圧供
給手段と、前記圧電体の振動状態を検出しこの振動状態
に関する検出信号を出力する振動検出手段と、該振動検
出手段で検出された前記圧電体の振動振幅が所定の目標
振動振幅に到達した後、当該目標振動振幅より小さい一
定の閾値以下になったとき前記駆動電圧供給手段から前
記圧電体への電圧供給を停止させる駆動停止手段とを有
することを特徴とする超音波モータ制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4043632A JPH05252763A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 超音波モータ制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4043632A JPH05252763A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 超音波モータ制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05252763A true JPH05252763A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12669241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4043632A Pending JPH05252763A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 超音波モータ制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05252763A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6265809B1 (en) * | 1998-09-16 | 2001-07-24 | Takata Corporation | Drive circuit for ultrasonic motor |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4043632A patent/JPH05252763A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6265809B1 (en) * | 1998-09-16 | 2001-07-24 | Takata Corporation | Drive circuit for ultrasonic motor |
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