JPH0833366A - Method for driving ultrasonic motor and its drive circuit - Google Patents
Method for driving ultrasonic motor and its drive circuitInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧電体により励振され
た弾性振動を駆動力とする超音波モータの駆動方法とそ
の駆動回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of driving an ultrasonic motor which uses elastic vibration excited by a piezoelectric body as a driving force, and a driving circuit therefor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、圧電セラミック等の圧電体と金属
等の弾性基板を張り合わせて構成された振動体を交流電
圧で駆動して弾性振動を励振し、これを駆動力とする超
音波モータが注目されている。以下に、図面を参照しな
がら従来の超音波モータについて説明する。2. Description of the Related Art In recent years, an ultrasonic motor having a vibrating body formed by laminating a piezoelectric body such as a piezoelectric ceramic and an elastic substrate such as a metal with an AC voltage to excite elastic vibration and using this as a driving force has been developed. Attention has been paid. A conventional ultrasonic motor will be described below with reference to the drawings.
【０００３】図４は従来の超音波モータの縦断面図であ
り、弾性基板１の一面に、圧電体２を貼り合わせて振動
体３を構成している。また前記弾性基板１の他方の面に
は、突起体１aが設置されている。４は弾性体、５は耐
摩耗性材料よりなる摩擦材であり、互いに貼り合わせて
移動体６を構成している。７は、外部に前記移動体６の
回転力を伝達する出力伝達軸であり、移動体６の回転を
安定に効率よく出力伝達軸７に伝達するために突起部７
aが設けられており、出力伝達部７bより外部に回転力を
取り出す。８は、出力伝達軸７の異常振動等を吸収補正
し、移動体６の回転を安定に効率よく出力伝達軸７に伝
えるために設置された摩擦係数の大きな弾性部材であ
る。９は振動体３の振動を阻害することなく振動体３を
支持する支持部材、10はベアリング、11は皿バネであ
る。12は加圧力調整手段であり、前記移動体６は、摩擦
材５を介して振動体３に皿バネ11により加圧接触させら
れている。13は超音波モータを支持するベース部であ
る。ベアリング10は、このベース部13に設置されてお
り、出力伝達軸７の位置規制を行っている。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a conventional ultrasonic motor, in which a piezoelectric body 2 is attached to one surface of an elastic substrate 1 to form a vibrating body 3. A protrusion 1a is provided on the other surface of the elastic substrate 1. Reference numeral 4 is an elastic body, and 5 is a friction material made of a wear-resistant material, which are bonded to each other to form the moving body 6. Reference numeral 7 is an output transmission shaft that transmits the rotational force of the moving body 6 to the outside, and the projection 7 is provided to stably and efficiently transmit the rotation of the moving body 6 to the output transmission shaft 7.
a is provided, and the rotational force is extracted from the output transmission portion 7b to the outside. Reference numeral 8 denotes an elastic member having a large friction coefficient, which is installed to absorb and correct abnormal vibration of the output transmission shaft 7 and to transmit the rotation of the moving body 6 to the output transmission shaft 7 stably and efficiently. Reference numeral 9 is a support member that supports the vibrating body 3 without disturbing the vibration of the vibrating body 3, 10 is a bearing, and 11 is a disc spring. Reference numeral 12 is a pressing force adjusting means, and the moving body 6 is brought into pressure contact with the vibrating body 3 via the friction material 5 by the disc spring 11. Reference numeral 13 is a base portion that supports the ultrasonic motor. The bearing 10 is installed on the base portion 13 and regulates the position of the output transmission shaft 7.
【０００４】図５は前記図４に示す従来例の超音波モー
タにおける圧電体２の電極構造を示す平面図であり、振
動体３の周方向に４波の曲げ振動を励振するように構成
している。同図において、Ａ0，Ｂ0は、それぞれ振動体
３上に励振される進行波の２分の１の波長相当の小領域
からなる駆動電極である。Ｃ0は振動体３上に励振され
る進行波の４分の１の波長相当の長さの電極、Ｄ0は励
振される進行波の４分の３の波長相当の長さの電極であ
る。したがって、駆動電極Ａ0と駆動電極Ｂ0とは互い
に、位置的に進行波の４分の１波長(＝90度)の位相差を
持つ。FIG. 5 is a plan view showing an electrode structure of the piezoelectric body 2 in the conventional ultrasonic motor shown in FIG. 4, which is constructed so as to excite four bending vibrations in the circumferential direction of the vibrating body 3. ing. In the figure, A 0 and B 0 are drive electrodes each including a small region corresponding to a wavelength of one half of the traveling wave excited on the vibrating body 3. C 0 is an electrode having a length corresponding to a quarter wavelength of the traveling wave excited on the vibrating body 3, and D 0 is an electrode having a length corresponding to a wavelength of three quarter of the traveling wave excited. . Therefore, the drive electrode A 0 and the drive electrode B 0 have a phase difference of a quarter wavelength (= 90 degrees) of the traveling wave with respect to each other.
【０００５】また、駆動電極Ａ0，Ｂ0内の隣り合う２分
の１の波長相当の各小電極部は、厚みの方向に交互に反
対方向に分極されている。圧電体２の弾性基板１との接
着面は、図５に示された面と反対側の面であり、電極は
全面電極である。使用時には斜線で示したように、駆動
電極Ａ0と駆動電極Ｂ0を構成する小領域は、それぞれ短
絡して用いられる。この駆動電極Ａ0，Ｂ0に(数１)，
(数２)で表されるような、時間的位相が90度異なる電圧
Ｖ1およびＶ2をそれぞれ印加すれば、振動体３には(数
３)で表される円周方向に進行する曲げ振動の進行波が
励振される。Further, adjacent small electrode portions corresponding to a half wavelength in the drive electrodes A 0 and B 0 are polarized in the opposite direction alternately in the thickness direction. The bonding surface of the piezoelectric body 2 with the elastic substrate 1 is the surface opposite to the surface shown in FIG. 5, and the electrode is a full surface electrode. When used, as indicated by the diagonal lines, the small regions forming the drive electrode A 0 and the drive electrode B 0 are short-circuited and used. For the drive electrodes A 0 and B 0 (Equation 1),
When the voltages V 1 and V 2 having different temporal phases of 90 degrees are applied to the vibrating body 3, the bending that advances in the circumferential direction represented by (Expression 3) is expressed by (Expression 2). The traveling wave of vibration is excited.
【０００６】[0006]
【数１】Ｖ1＝Ｖ0×sin(ωt)[Formula 1] V 1 = V 0 × sin (ωt)
【０００７】[0007]
【数２】Ｖ2＝Ｖ0×cos(ωt)(2) V 2 = V 0 × cos (ωt)
【０００８】[0008]
【数３】 ξ＝ξ0×{cos(ωt)×cos(ｋx)＋sin(ωt)×sin(ｋt)｝ ＝ξ0cos(ωt−ｋx) ただし、Ｖ0は印加電圧の最大値、ωは印加電圧の角周
波数、ｔは時間、ξは曲げ振動の振幅値、ξ0は曲げ振
動の振幅の最大値、ｋは波数、ｘは位置を示す。## EQU3 ## ξ = ξ 0 × {cos (ωt) × cos (kx) + sin (ωt) × sin (kt)} = ξ 0 cos (ωt−kx) where V 0 is the maximum value of the applied voltage, and ω Is the angular frequency of the applied voltage, t is time, ξ is the bending vibration amplitude value, ξ 0 is the maximum bending vibration amplitude value, k is the wave number, and x is the position.
【０００９】図６は図４の移動体６の動作状態を説明す
る原理図である。同図は、振動体３に進行波を励振する
ことによって、振動体３の表面の点は、長軸ｗ，短軸ｕ
の楕円運動をし、振動体３に加圧して設置された移動体
６は摩擦材５を介して、振動体３の表面の任意の点が描
く楕円の頂点Ａ近傍で接触し、摩擦力により波の進行方
向(矢印ａ)とは逆方向(矢印ｂ)に(数４)で表される速度
ｖで移動体６が運動する。FIG. 6 is a principle diagram for explaining the operating state of the moving body 6 of FIG. In the figure, when a traveling wave is excited in the vibrating body 3, the points on the surface of the vibrating body 3 have a long axis w and a short axis u.
The moving body 6 that makes an elliptic motion and is placed on the vibrating body 3 under pressure contacts the friction material 5 in the vicinity of the apex A of the ellipse drawn by an arbitrary point on the surface of the vibrating body 3, and the friction force causes The moving body 6 moves at a speed v represented by (Equation 4) in the opposite direction (arrow b) to the traveling direction of the wave (arrow a).
【００１０】[0010]
【数４】ｖ＝ω×ｗ 図７は振動体３の駆動端子からみた等価回路であり、電
気的容量(Ｃe)14，電気系−機械系変換トランス(変換係
数Ｎ)15，機械的弾性定数(Ｃm)16，質量(Ｌm)17，機械
的損失(Ｒm)18とで表される。圧電体２に電圧Ｖを印加
すると、その周波数，絶対値に応じた総電流(ｉ)19が流
れる。この総電流(ｉ)19は、圧電体２の電気的容量
(Ｃe)14に流れる電流である電気腕電流(ｉe)20と電気系
−機械系変換トランス15に流れる電流である機械腕電流
(ｉm)21とからなる。この機械腕電流(ｉm)21が、電気系
−機械系変換トランス15により(数５)で表される変位速
度ｖdに変換される。## EQU00004 ## v = .omega..times.w FIG. 7 is an equivalent circuit seen from the drive terminal of the vibrating body 3, and has an electric capacity (C e ) 14, an electric system-mechanical system conversion transformer (conversion coefficient N) 15, a mechanical The elastic constant (C m ) 16, the mass (L m ) 17 and the mechanical loss (R m ) 18 are represented. When the voltage V is applied to the piezoelectric body 2, the total current (i) 19 corresponding to the frequency and the absolute value of the voltage V flows. This total current (i) 19 is the electric capacity of the piezoelectric body 2.
(C e) is a current flowing through the 14 electric arm current (i e) 20 and the electrical system - mechanical arm current is a current flowing through the mechanical system conversion transformer 15
It consists (i m) 21 Prefecture. The mechanically vibrating current (i m) 21 is an electric system - is converted to a displacement velocity v d represented by the mechanical system converter transformer 15 (5).
【００１１】[0011]
【数５】ｖd=ｄξ／ｄt したがって、総電流(ｉ)19、あるいは機械腕電流(ｉm)2
1によって、変位ξを求めることができる。Equation 5] v d = dξ / dt Therefore, the total current (i) 19 or mechanical arm current, (i m) 2
The displacement ξ can be obtained by 1.
【００１２】これらのことより移動体６の回転速度は、
振動体３の曲げ振動の振幅の瞬時値に比例し、曲げ振動
の振幅の瞬時値は振動体３を構成する圧電体２に流れる
機械腕電流(ｉm)21に比例する。故に、圧電体２を流れ
る機械腕電流(ｉm)21を検出することにより超音波モー
タの回転速度情報として利用できる。From the above, the rotational speed of the moving body 6 is
The instantaneous value of the bending vibration amplitude of the vibrating body 3 is proportional to the instantaneous value of the bending vibration amplitude, which is proportional to the mechanical arm current (i m ) 21 flowing through the piezoelectric body 2 forming the vibrating body 3. Thus, it can be used as rotational speed information of the ultrasonic motor by detecting the mechanical arm current (i m) 21 flowing through the piezoelectric body 2.
【００１３】図８は従来例の超音波モータの駆動回路で
ある。電圧制御発振器22から、超音波モータの目標回転
速度に対応する周波数を有するパルス信号が発生され
る。ここで、前記パルス信号は２分割され、一方は90度
位相器23を通り、電力増幅器24によってＤＣ−ＤＣコン
バータ25より供給される直流電力により電力増幅され
る。また、他方は電力増幅器26によって、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ25より供給される直流電力により電力増幅され
る。FIG. 8 shows a drive circuit for a conventional ultrasonic motor. From the voltage controlled oscillator 22, a pulse signal having a frequency corresponding to the target rotation speed of the ultrasonic motor is generated. Here, the pulse signal is divided into two, one of which passes through the 90-degree phase shifter 23 and is power-amplified by the power amplifier 24 by the DC power supplied from the DC-DC converter 25. The other is amplified by the power amplifier 26 by the DC power supplied from the DC-DC converter 25.
【００１４】さらに、電力増幅器24から発せられた信号
はコイル27を通って、圧電体２上の２組の駆動電極の一
方の駆動電極28に印加されるとともに、この駆動電極28
下の圧電体２の静電容量と等価な静電容量を有するキャ
パシタ29に印加される。同様に、電力増幅器26から発せ
られた信号は、コイル30を通って圧電体２上の２組の駆
動電極の他方の駆動電極31に印加されるとともに、この
駆動電極31下の圧電体２と等価な静電容量を有するキャ
パシタ32に印加される。Further, the signal emitted from the power amplifier 24 is applied to one drive electrode 28 of the two drive electrodes on the piezoelectric body 2 through the coil 27, and the drive electrode 28 is also applied.
It is applied to a capacitor 29 having a capacitance equivalent to that of the piezoelectric body 2 below. Similarly, the signal emitted from the power amplifier 26 is applied to the other drive electrode 31 of the two sets of drive electrodes on the piezoelectric body 2 through the coil 30 and the piezoelectric body 2 below the drive electrode 31. It is applied to a capacitor 32 having an equivalent capacitance.
【００１５】このとき、図４に示す振動体３上には周方
向に進行する曲げ振動が励振され、摩擦材５と振動体３
の突起体１aの間に作用する摩擦力により、移動体６が
曲げ振動の進行波の進行方向と逆向きに駆動される。ま
た、圧電体２には、前述したように、駆動電圧の周波
数、その絶対値に応じた総電流(ｉ)19が流れ、この総電
流(ｉ)19は抵抗33により電圧信号に変換され、減算器34
の一方の入力端子に印加される。また、キャパシタ29と
キャパシタ32にも印加電圧の絶対値およびその周波数に
応じた圧電体２上の２組の駆動電極28，31を流れる電気
腕電流(ｉe)20と等価な電流が流れ、それぞれを加え合
わせたものが抵抗35により電圧信号に変換され、減算器
34の他方の入力端子に印加される。At this time, a bending vibration that advances in the circumferential direction is excited on the vibrating body 3 shown in FIG.
The moving body 6 is driven in the direction opposite to the traveling direction of the traveling wave of bending vibration by the frictional force acting between the protrusions 1a. Further, as described above, the total current (i) 19 according to the frequency of the drive voltage and its absolute value flows through the piezoelectric body 2, and the total current (i) 19 is converted into a voltage signal by the resistor 33. Subtractor 34
Applied to one of the input terminals. The absolute value and electrical arms current (i e) 20 equivalent to the current flowing through the two sets of drive electrodes 28 and 31 on the piezoelectric body 2 in accordance with the frequency flow also applied voltage to the capacitor 29 and the capacitor 32, The sum of these is converted into a voltage signal by the resistor 35, and the subtractor
Applied to the other input terminal of 34.
【００１６】したがって、減算器34の出力は、圧電体２
を流れる総電流(ｉ)19から圧電体２を流れる電気腕電流
(ｉe)20を差し引いた電流に比例した電圧信号、すなわ
ち２組の駆動電極28，31を流れる総機械腕電流に比例し
た電圧信号であり、前述したように、これは超音波モー
タの移動体の回転速度に比例したものである。この後、
減算器34の出力は整流器36により直流電圧に変換された
後、２分割され差動増幅器37とコンパレータ38の入力端
子に入力される。Therefore, the output of the subtractor 34 is the piezoelectric body 2
Electric arm current flowing in the piezoelectric body 2 from the total current (i) 19 flowing in
(i e) 20 a voltage signal proportional to the current obtained by subtracting, i.e. a voltage signal proportional to the total mechanical arm current flowing through the two sets of drive electrodes 28 and 31, as described above, this movement of the ultrasonic motor It is proportional to the speed of rotation of the body. After this,
The output of the subtractor 34 is converted into a DC voltage by the rectifier 36, and then divided into two and input to the input terminals of the differential amplifier 37 and the comparator 38.
【００１７】差動増幅器37の他方の入力端子には速度設
定値39が入力されており、差動増幅器37は整流器36より
の入力と速度設定値39を比較して目標回転速度に対する
誤差訂正量を算出し、減算器40の一方の入力端子に出力
する。またコンパレータ38の他方の入力端子には、抵抗
41と抵抗42により電源電圧(Ｖcc)43を分圧した電圧値
(Ｖk)44が加えられている。A speed setting value 39 is input to the other input terminal of the differential amplifier 37. The differential amplifier 37 compares the input from the rectifier 36 with the speed setting value 39, and an error correction amount with respect to the target rotation speed. Is calculated and output to one input terminal of the subtractor 40. The other input terminal of the comparator 38 has a resistor
Voltage value obtained by dividing the power supply voltage (Vcc) 43 by 41 and resistor 42
(Vk) 44 is added.
【００１８】図９は超音波モータの駆動周波数Ｆと回転
速度信号(機械腕電流等)Ｓの関係を示しており、この図
から判るように回転速度信号Ｓは、超音波モータが駆動
可能領域を超えると駆動可能領域内でフィードバックさ
れている回転速度信号よりも小さい信号となる。このこ
とより電圧値(Ｖk)44は、超音波モータが駆動可能領域
を超えたとき回転速度信号Ｓとしてフィードバックされ
る信号と駆動可能領域でフィードバックされる信号の最
小値のほぼ中間値に設定されており、超音波モータが駆
動可能領域を外れた場合には、コンパレータ38の出力は
ハイレベルとなる。コンパレータ38の出力は、減算器40
の他方の入力端子に入力されており、定常駆動時には差
動増幅器37の出力が減算器40の出力となるが、超音波モ
ータが過負荷等により駆動可能領域を超えた場合には、
コンパレータ38の出力がハイレベルとなるため、減算器
40の電圧出力は定常駆動状態に比較して小さくなる。FIG. 9 shows the relationship between the drive frequency F of the ultrasonic motor and the rotation speed signal (mechanical arm current, etc.) S. As can be seen from this figure, the rotation speed signal S is in the drive range of the ultrasonic motor. When it exceeds, the signal becomes smaller than the rotation speed signal fed back in the drivable region. From this, the voltage value (Vk) 44 is set to an almost intermediate value between the minimum value of the signal fed back as the rotation speed signal S when the ultrasonic motor exceeds the drivable range and the signal fed back in the drivable range. Therefore, when the ultrasonic motor is out of the drivable area, the output of the comparator 38 becomes high level. The output of the comparator 38 is the subtractor 40
Is input to the other input terminal of, and the output of the differential amplifier 37 becomes the output of the subtractor 40 during steady drive, but when the ultrasonic motor exceeds the drivable area due to overload,
Since the output of the comparator 38 becomes high level, the subtractor
The voltage output of 40 is smaller than that in the steady driving state.
【００１９】ここで電圧制御発振器22は、図10のように
印加電圧Ｖに対して発振周波数ｆは直線的に減少するよ
うに設定されており、超音波モータが駆動可能領域を超
える度に減算器40の出力が小さくなり、電圧制御発振器
22の発振周波数ｆは超音波モータの振動体３の共振周波
数より十分高い側に移行され、超音波モータは再起動さ
れる。Here, the voltage controlled oscillator 22 is set so that the oscillation frequency f linearly decreases with respect to the applied voltage V as shown in FIG. 10, and is subtracted each time the ultrasonic motor exceeds the drivable range. The output of the device 40 becomes small and the voltage controlled oscillator
The oscillation frequency f of 22 is shifted to a side sufficiently higher than the resonance frequency of the vibrating body 3 of the ultrasonic motor, and the ultrasonic motor is restarted.
【００２０】図11は駆動周波数Ｆ，回転数ｎ，超音波モ
ータへの供給電力Ｐの関係を表しており、×が駆動可能
限界点を表している。この図からわかるように、超音波
モータへ供給される電力Ｐにより駆動可能領域は異な
る。FIG. 11 shows the relationship among the drive frequency F, the rotation speed n, and the electric power P supplied to the ultrasonic motor, and x represents the drivable limit point. As can be seen from this figure, the drivable area varies depending on the electric power P supplied to the ultrasonic motor.
【００２１】また、図12は超音波モータの回転数ｎとト
ルクＴの関係を示しており、直線は無制御時(a)の関係
を、曲線は制御時(b)の関係を表しており、この図の制
御時(b)の関係から判るように、回転力を取り出すため
には、超音波モータの負荷の増大に伴い、制御時(b)に
は無制御時(a)の無負荷回転数で、より大きな回転数ｎ
の駆動状態に移行する必要がある。FIG. 12 shows the relationship between the rotational speed n of the ultrasonic motor and the torque T. The straight line represents the relationship during non-control (a), and the curve represents the relationship during control (b). As can be seen from the relationship at the time of control (b) in this figure, in order to extract the rotational force, the load of the ultrasonic motor increases, and at the time of control (b) there is no load at the time of no control (a). Larger number of revolutions n
It is necessary to shift to the driving state of.
【００２２】[0022]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８の
超音波モータの駆動回路では低消費電力駆動を実現する
ために２つの電力増幅器24，26の直流電源であるＤＣ−
ＤＣコンバータ25の供給電力は、無負荷時における目標
最高回転数で駆動可能な最小供給電力となっており、こ
の供給電力による超音波モータの駆動領域には限界があ
り、負荷が増大した場合にこの供給電力により制限され
る以上に、駆動周波数を下げて回転力増大の方向に移行
することができず、必要とされる回転力を取り出すこと
が困難であるという課題を有していた。However, in the drive circuit of the ultrasonic motor of FIG. 8, in order to realize the low power consumption drive, the DC-power source of the two power amplifiers 24 and 26 is used.
The supply power of the DC converter 25 is the minimum supply power that can be driven at the target maximum rotation speed when there is no load, and there is a limit to the drive range of the ultrasonic motor by this supply power, and when the load increases. There is a problem in that it is difficult to lower the drive frequency and shift to the direction of increasing the rotational force beyond the limit of the supplied power, and it is difficult to take out the required rotational force.
【００２３】また、駆動力を増大するためにＤＣ−ＤＣ
コンバータの供給電力を初期より大きくした場合には、
駆動回路の消費電力が常に大きくなるという課題を有し
ていた。Further, in order to increase the driving force, DC-DC
When the power supply of the converter is set higher than the initial value,
There is a problem that the power consumption of the drive circuit is always high.
【００２４】本発明は、上記課題を解決し、超音波モー
タへの負荷が増大しても超音波モータの回転駆動がで
き、かつ低消費電力駆動が可能な超音波モータの駆動方
法とその駆動回路の提供を目的とするものである。The present invention solves the above-mentioned problems and, even if the load on the ultrasonic motor increases, the ultrasonic motor can be rotationally driven and can be driven with low power consumption. It is intended to provide a circuit.
【００２５】[0025]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、本発明の駆動方法を実施する駆動回路の
主要部は、超音波モータが駆動可能領域内で駆動されて
いるか、または駆動可能領域外となっているかを判断す
るコンパレータと、駆動可能領域内外の判断基準である
電圧値と、速度誤差信号よりコンパレータ出力を減算し
て超音波モータの振動体の共振周波数より十分高い側に
駆動周波数を移行させる減算器と、前記コンパレータ出
力がハイレベルになる度に、ある割合で出力パルスのデ
ューティ比が増加するパルス幅変調器と、このパルス幅
変調器よりの駆動パルスのデューティ比が大きくなると
それに応じて出力電力が増大するＤＣ−ＤＣコンバータ
よりなる。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has a main part of a drive circuit for carrying out the drive method of the present invention, in which the ultrasonic motor is driven within a drivable area, Or, it is sufficiently higher than the resonance frequency of the vibration body of the ultrasonic motor by subtracting the comparator output from the comparator that determines whether it is outside the drivable area, the voltage value that is the judgment reference inside and outside the drivable area, and the speed error signal. To the side, a pulse width modulator that increases the duty ratio of the output pulse at a certain rate each time the comparator output goes high, and the duty of the drive pulse from this pulse width modulator. It consists of a DC-DC converter whose output power increases correspondingly as the ratio increases.
【００２６】[0026]
【作用】本発明の駆動方法では、駆動初期状態において
は、パルス幅変調器の出力パルスのデューティ比は、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータの出力電力により超音波モータが無
負荷状態では目標最高回転数に到達できるように設定さ
れている。超音波モータへの負荷の増大にともない駆動
回路は、超音波モータの回転力を増大させるために駆動
周波数を下げ、超音波モータの回転力が増大する方向に
動作する。In the driving method of the present invention, in the initial driving state, the duty ratio of the output pulse of the pulse width modulator is D
The output power of the C-DC converter is set so that the target maximum rotation speed can be reached when the ultrasonic motor is in a no-load state. As the load on the ultrasonic motor increases, the drive circuit lowers the drive frequency in order to increase the rotational force of the ultrasonic motor, and operates in the direction in which the rotational force of the ultrasonic motor increases.
【００２７】ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータよりの供給
電力が超音波モータを駆動するのに必要とされる電力よ
り小さい場合には、必要とされる回転力に到達する前に
超音波モータは停止状態となり、超音波モータの回転速
度信号より得られる直流電圧値が、駆動可能領域外の判
断基準である電圧値より小さくなることにより、コンパ
レータの出力はハイレベルとなり、この出力により電圧
制御発振器の発振周波数は超音波モータの振動体の共振
周波数より十分高い側に移行され超音波モータは再起動
されるとともに、パルス幅変調器の出力パルスのデュー
ティ比もある割合で増加させられ、ＤＣ−ＤＣコンバー
タより超音波モータに供給される電力もこのデューティ
比の増加に応じて増大する。Here, when the power supplied from the DC-DC converter is smaller than the power required to drive the ultrasonic motor, the ultrasonic motor is stopped before the required rotational force is reached. When the DC voltage value obtained from the rotation speed signal of the ultrasonic motor becomes smaller than the voltage value that is the criterion outside the drivable range, the output of the comparator becomes high level. The oscillation frequency is moved to a side sufficiently higher than the resonance frequency of the vibrating body of the ultrasonic motor, the ultrasonic motor is restarted, and the duty ratio of the output pulse of the pulse width modulator is also increased at a certain ratio. The electric power supplied from the converter to the ultrasonic motor also increases in accordance with the increase in the duty ratio.
【００２８】この動作を繰り返すことにより、必要とさ
れる回転力を超音波モータより取り出すことができると
ともに、低消費電力駆動が可能な超音波モータの駆動方
法と駆動回路を提供することができる。By repeating this operation, the required rotational force can be taken out from the ultrasonic motor, and a driving method and a driving circuit for the ultrasonic motor capable of driving with low power consumption can be provided.
【００２９】[0029]
【実施例】図１は本発明方法を実施するための超音波モ
ータの駆動回路のブロック図である。この駆動回路の構
成は、電圧制御発振器22の交流出力が２分割され、一方
は直接、電力増幅器26に、他方は90度位相器23により90
度移相して電力増幅器24に入力されるように接続されて
いる。電力増幅器26の電力供給端子49にはＤＣ−ＤＣコ
ンバータ48の出力端子が接続されており、電力増幅器26
の出力はコイル30を介して圧電体２上に設けられた駆動
電極31に印加されるとともに、この駆動電極31下の圧電
体２の静電容量と等価な静電容量を有するキャパシタ32
に印加されるように接続される。1 is a block diagram of an ultrasonic motor drive circuit for carrying out the method of the present invention. In the configuration of this drive circuit, the AC output of the voltage controlled oscillator 22 is divided into two, one is directly connected to the power amplifier 26 and the other is connected to the 90 degree phase shifter 23 so that
It is connected so as to be phase-shifted each time and input to the power amplifier 24. The output terminal of the DC-DC converter 48 is connected to the power supply terminal 49 of the power amplifier 26.
Is applied to the drive electrode 31 provided on the piezoelectric body 2 via the coil 30 and has a capacitance 32 equivalent to that of the piezoelectric body 2 under the drive electrode 31.
To be applied to.
【００３０】電力増幅器24の電力供給端子50にはＤＣ−
ＤＣコンバータ48の出力端子が接続されており、電力増
幅器24の出力はコイル27を介して圧電体２上に設けられ
た駆動電極28に印加されるとともに、この駆動電極28下
の圧電体２の静電容量と等価な静電容量を有するキャパ
シタ29に印加されるように接続される。そして、キャパ
シタ32とキャパシタ29の出力側は、それぞれ抵抗35の一
端に接続され、抵抗35の他端は接地されている。また、
圧電体２には抵抗33が接続されており、抵抗33の他端は
接地されている。DC- is connected to the power supply terminal 50 of the power amplifier 24.
The output terminal of the DC converter 48 is connected, the output of the power amplifier 24 is applied to the drive electrode 28 provided on the piezoelectric body 2 via the coil 27, and the output of the piezoelectric body 2 below the drive electrode 28 is applied. It is connected so as to be applied to a capacitor 29 having a capacitance equivalent to the capacitance. The output sides of the capacitors 32 and 29 are respectively connected to one end of the resistor 35, and the other end of the resistor 35 is grounded. Also,
A resistor 33 is connected to the piezoelectric body 2, and the other end of the resistor 33 is grounded.
【００３１】ここで、抵抗35と抵抗33の抵抗値は互いに
等しく設定されている。抵抗35のキャパシタ32およびキ
ャパシタ29に接続されている側、および抵抗33の圧電体
２に接続されている側は、減算器34の入力端子にそれぞ
れ接続されており、減算器34の出力は整流器36に入力さ
れるように接続されている。整流器36の出力は２分割さ
れ、一方は差動増幅器37の入力端子に、他方はコンパレ
ータ45の入力端子にそれぞれ入力されるように接続され
ている。差動増幅器37の他方の入力端子には、速度設定
値39が接続されており、差動増幅器37の出力端子は減算
器46の入力端子に接続されている。Here, the resistance values of the resistors 35 and 33 are set to be equal to each other. The side of the resistor 35 connected to the capacitor 32 and the capacitor 29 and the side of the resistor 33 connected to the piezoelectric body 2 are connected to the input terminals of the subtractor 34, respectively, and the output of the subtractor 34 is a rectifier. 36 connected to be input. The output of the rectifier 36 is divided into two, one of which is connected to the input terminal of the differential amplifier 37 and the other of which is connected to the input terminal of the comparator 45. The speed setting value 39 is connected to the other input terminal of the differential amplifier 37, and the output terminal of the differential amplifier 37 is connected to the input terminal of the subtractor 46.
【００３２】また、コンパレータ45の他方の入力端子に
は電源電圧(Ｖcc)43を抵抗42と抵抗41で分圧した電圧値
(Ｖk)44が印加されるように接続されており、コンパレ
ータ45の出力は２分割され、一方はパルス幅変調器47の
カウンタの入力端子に、他方は減算器46の他方の入力端
子にそれぞれ入力されるように接続されており、減算器
46の出力は電圧制御発振器22の周波数制御端子に入力さ
れるように接続されている。またパルス幅変調器47の出
力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ48の電力制御端子に入力さ
れるように接続されている。A voltage value obtained by dividing the power supply voltage (Vcc) 43 by the resistors 42 and 41 is applied to the other input terminal of the comparator 45.
The output of the comparator 45 is divided into two, one is connected to the input terminal of the counter of the pulse width modulator 47 and the other is connected to the other input terminal of the subtractor 46. Subtractor connected to be input
The output of 46 is connected so as to be input to the frequency control terminal of the voltage controlled oscillator 22. The output of the pulse width modulator 47 is connected to the power control terminal of the DC-DC converter 48.
【００３３】以上のように構成された超音波モータの駆
動回路を用いた駆動方法の動作を説明する。The operation of the drive method using the drive circuit of the ultrasonic motor configured as described above will be described.
【００３４】電圧制御発振器22から、超音波モータの目
標回転速度に対応する周波数のパルス信号が発生され
る。ここで前記パルス信号は２分割され、一方は90度位
相器23を通り、電力増幅器24によってＤＣ−ＤＣコンバ
ータ48から電力供給端子50を介して供給される直流電力
に応じて超音波モータを駆動するのに必要な電力を有す
る信号に増幅される。また、他方は電力増幅器26によっ
て、ＤＣ−ＤＣコンバータ48から電力供給端子49を介し
て供給される直流電力により、超音波モータを駆動する
のに必要な電力を有する信号に増幅される。From the voltage controlled oscillator 22, a pulse signal having a frequency corresponding to the target rotation speed of the ultrasonic motor is generated. Here, the pulse signal is divided into two, one of which passes through the 90-degree phase shifter 23 and drives the ultrasonic motor according to the DC power supplied from the DC-DC converter 48 through the power supply terminal 50 by the power amplifier 24. It is amplified to a signal with the power required to do so. On the other hand, the power amplifier 26 amplifies the DC power supplied from the DC-DC converter 48 via the power supply terminal 49 into a signal having a power necessary to drive the ultrasonic motor.
【００３５】駆動初期時において、ＤＣ−ＤＣコンバー
タ48より電力増幅器26，24に供給される電力は、超音波
モータを無負荷時に目標最高回転数で駆動することが可
能な最小電力である。また、電力増幅器26から発せられ
た駆動電圧は、コイル30を通って圧電体２上に設けられ
た駆動電極31に印加されるとともに、この駆動電極31下
の圧電体２の静電容量と等価な静電容量を有するキャパ
シタ32に印加される。同様に電力増幅器24から発せられ
た駆動電圧は、コイル27を通って圧電体２上に設けられ
た他方の駆動電極28に印加されるとともに、この駆動電
極28下の静電容量と等価な静電容量を有するキャパシタ
29に印加される。At the initial stage of driving, the electric power supplied from the DC-DC converter 48 to the power amplifiers 26, 24 is the minimum electric power that can drive the ultrasonic motor at the target maximum speed when there is no load. Further, the drive voltage generated from the power amplifier 26 is applied to the drive electrode 31 provided on the piezoelectric body 2 through the coil 30, and is equivalent to the electrostatic capacitance of the piezoelectric body 2 under the drive electrode 31. Applied to a capacitor 32 having a large capacitance. Similarly, the drive voltage generated from the power amplifier 24 is applied to the other drive electrode 28 provided on the piezoelectric body 2 through the coil 27, and at the same time, the capacitance equivalent to the electrostatic capacitance under the drive electrode 28 is applied. Capacitor with capacitance
Applied to 29.
【００３６】このとき、圧電体２の２組の駆動電極には
印加された電圧の絶対値、および周波数に応じた総電流
(ｉ)19(図７参照)が流れ、抵抗33によりこの総電流(ｉ)
19は電圧信号に変換され、減算器34の一方の入力端子に
入力される。また、キャパシタ32とキャパシタ29にも印
加電圧の絶対値、およびその周波数に応じた圧電体２上
の２組の駆動電極28，31を流れる電気腕電流(ｉe)20(図
７参照)と等価な電流が流れ、それぞれを加え合わせた
ものが抵抗35により電圧信号に変換され、減算器34の他
方の入力端子に入力される。At this time, the absolute value of the voltage applied to the two drive electrodes of the piezoelectric body 2 and the total current according to the frequency.
(i) 19 (see FIG. 7) flows, and this total current (i)
19 is converted into a voltage signal and input to one input terminal of the subtractor 34. The absolute value of even the applied voltage to the capacitor 32 and the capacitor 29, and an electric arm current flowing through the two sets of drive electrodes 28 and 31 on the piezoelectric body 2 in accordance with the frequency (i e) 20 (see FIG. 7) An equivalent current flows, the sum of the two is converted into a voltage signal by the resistor 35, and the voltage signal is input to the other input terminal of the subtractor 34.
【００３７】減算器34の出力は、圧電体２を流れる総電
流(ｉ)19より得られる電圧値から、圧電体２を流れる電
気腕電流(ｉe)20と等価な電流より得られる電圧値を差
し引いたもので、これは圧電体２を流れる総機械腕電流
に比例した電圧値であり、これは超音波モータの回転速
度に比例した信号である。減算器34の出力は、整流器36
により整流され直流電圧信号に変換され２分割後、一方
は差動増幅器37に印加され速度設定値39と比較処理さ
れ、回転速度誤差信号が減算器46の一方の入力端子に供
給される。The output of the subtractor 34, from the voltage value obtained from the total current (i) 19 flowing through the piezoelectric element 2, the piezoelectric element 2 through electric arm current (i e) 20 equivalent to a voltage value obtained from the current Is a voltage value proportional to the total mechanical arm current flowing through the piezoelectric body 2, and this is a signal proportional to the rotation speed of the ultrasonic motor. The output of the subtractor 34 is the rectifier 36
Is rectified and converted into a DC voltage signal by two, and after being divided into two, one is applied to the differential amplifier 37 and compared with the speed setting value 39, and the rotation speed error signal is supplied to one input terminal of the subtractor 46.
【００３８】また整流器36より出力された他方の信号
は、コンパレータ45の一方の入力端子に印加される。コ
ンパレータ45の他方の入力端子には、電源電圧(Ｖcc)43
を抵抗42と抵抗41で分圧した電圧値(Ｖk)44が印加され
ており、電圧値(Ｖk)44は、前記図９に示されているよ
うに、超音波モータが駆動可能領域を超えた場合に、超
音波モータよりフィードバックされる回転速度信号の電
圧値と駆動可能領域内の最小電圧値のほぼ中間値に設定
されている。The other signal output from the rectifier 36 is applied to one input terminal of the comparator 45. The other input terminal of the comparator 45 has a power supply voltage (Vcc) 43
A voltage value (Vk) 44 obtained by dividing the voltage by the resistors 42 and 41 is applied, and the voltage value (Vk) 44 exceeds the drivable range of the ultrasonic motor as shown in FIG. In this case, the voltage value of the rotation speed signal fed back from the ultrasonic motor and the minimum voltage value in the drivable region are set to approximately the intermediate value.
【００３９】ここで、例えば超音波モータに過負荷等が
かかり、駆動周波数がＤＣ−ＤＣコンバータ48より供給
されている電力で駆動可能な領域を外れた場合には、コ
ンパレータ45の出力レベルがハイレベルとなり、減算器
46は出力電圧を小さくする。これにより、電圧制御発振
器22の発振周波数は超音波モータの振動体３の共振周波
数より十分高い周波数で発振し始め、これにより超音波
モータを再起動することが可能となる。Here, for example, when the ultrasonic motor is overloaded or the like and the drive frequency is out of the region where it can be driven by the electric power supplied from the DC-DC converter 48, the output level of the comparator 45 becomes high. Level and subtractor
46 reduces the output voltage. As a result, the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 22 starts to oscillate at a frequency sufficiently higher than the resonance frequency of the vibrating body 3 of the ultrasonic motor, which allows the ultrasonic motor to be restarted.
【００４０】また、コンパレータ45の出力はパルス幅変
調器47のカウンタにより立ち上がりエッジをカウントさ
れており、パルス幅変調器47の出力パルスはカウンタの
値Ｃに比例した図２のようなデューティ比Ｄを有するパ
ルスを出力する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ48の出力
は、電力制御端子に印加されるパルスのデューティ比Ｄ
の増加に応じて、図３のように電力Ｐを供給できるよう
に構成されており、また超音波モータは、供給される電
力により駆動可能領域が先に示した図11のようになって
いる。The output of the comparator 45 has its rising edges counted by the counter of the pulse width modulator 47, and the output pulse of the pulse width modulator 47 is proportional to the value C of the counter and the duty ratio D as shown in FIG. Output a pulse having The output of the DC-DC converter 48 is the duty ratio D of the pulse applied to the power control terminal.
As shown in FIG. 11, the ultrasonic motor has a drivable area as shown in FIG. .
【００４１】これらにより負荷が大きくなり超音波モー
タが最大駆動可能点を超える度に、超音波モータを再起
動状態とするとともにＤＣ−ＤＣコンバータ48より超音
波モータに供給される電力を増大させることにより、最
小電力で必要とされる回転力を超音波モータより取り出
すことが可能となる。Each time the load increases and the ultrasonic motor exceeds the maximum drivable point, the ultrasonic motor is restarted and the power supplied from the DC-DC converter 48 to the ultrasonic motor is increased. As a result, it becomes possible to take out the rotational force required with the minimum power from the ultrasonic motor.
【００４２】以上のように本発明の超音波モータの駆動
方法とその駆動回路によって、その時点での供給電力で
駆動可能な領域を超えた場合、駆動周波数を超音波モー
タの振動体の共振周波数より十分高い側に持っていくこ
とにより、超音波モータを再起動状態にするとともに、
また超音波モータへの供給電力を駆動可能領域を超える
度にあるステップで増大させることにより、低消費電力
でかつ必要な回転力を超音波モータより取り出すことが
可能となる。As described above, according to the ultrasonic motor driving method and the driving circuit thereof of the present invention, when the area which can be driven by the supplied power at that time is exceeded, the driving frequency is set to the resonance frequency of the vibrating body of the ultrasonic motor. By bringing it to a higher enough side, the ultrasonic motor is restarted and
In addition, by increasing the power supplied to the ultrasonic motor in a certain step every time it exceeds the drivable region, it becomes possible to take out the required rotational force from the ultrasonic motor with low power consumption.
【００４３】なお、上記実施例ではＤＣ−ＤＣコンバー
タの駆動パルスのデューティ比により超音波モータへの
電力供給を調整しているが、例えば駆動パルスのデュー
ティ比一定でその周波数を変える等により、電力供給を
調整する場合にも有効であることは勿論である。Although the power supply to the ultrasonic motor is adjusted by the duty ratio of the drive pulse of the DC-DC converter in the above embodiment, the power is changed by changing the frequency of the drive pulse with a constant duty ratio. It goes without saying that it is also effective when adjusting the supply.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波モ
ータの駆動方法とその駆動回路によって、全駆動領域で
低消費電力駆動が可能でかつ必要な回転力を超音波モー
タより取り出すことが可能である。As described above, the driving method of the ultrasonic motor and the driving circuit thereof according to the present invention enable low power consumption driving in the entire driving range and take out the necessary rotational force from the ultrasonic motor. It is possible.
【図１】本発明の超音波モータの駆動方法を実施するた
めの駆動回路のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a drive circuit for carrying out a method of driving an ultrasonic motor according to the present invention.
【図２】図１のパルス幅変調器のカウンタの値と出力パ
ルスのデューティ比の関係図である。FIG. 2 is a relationship diagram between a counter value of the pulse width modulator of FIG. 1 and a duty ratio of an output pulse.
【図３】図１のＤＣ−ＤＣコンバータの駆動パルスのデ
ューティ比と供給電力の関係図である。FIG. 3 is a relationship diagram of a duty ratio of a drive pulse of the DC-DC converter of FIG. 1 and supply power.
【図４】従来例における超音波モータの縦断面図であ
る。FIG. 4 is a vertical sectional view of an ultrasonic motor in a conventional example.
【図５】従来例における超音波モータにおける圧電体の
電極構造を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing an electrode structure of a piezoelectric body in an ultrasonic motor according to a conventional example.
【図６】従来例における超音波モータの動作状態を説明
する原理図である。FIG. 6 is a principle diagram illustrating an operating state of an ultrasonic motor in a conventional example.
【図７】従来例における振動体の駆動端子からみた等価
回路図である。FIG. 7 is an equivalent circuit diagram seen from a drive terminal of a vibrating body in a conventional example.
【図８】従来例における超音波モータの駆動回路図であ
る。FIG. 8 is a drive circuit diagram of an ultrasonic motor in a conventional example.
【図９】超音波モータの駆動可能領域の最小回転速度信
号と駆動領域外の回転速度信号の関係図である。FIG. 9 is a relationship diagram of a minimum rotation speed signal of a drivable area of an ultrasonic motor and a rotation speed signal outside the driving area.
【図１０】電圧制御発振器の特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram of a voltage controlled oscillator.
【図１１】超音波モータへの供給電力と駆動限界点の関
係図である。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the electric power supplied to the ultrasonic motor and the drive limit point.
【図１２】超音波モータの回転数とトルクの関係図であ
る。FIG. 12 is a relationship diagram between the rotation speed and the torque of the ultrasonic motor.
22…電圧制御発振器、 23…90度位相器、 24，26…電
力増幅器、 27，30…コイル、 28，31…駆動電極、
29，32…キャパシタ、 33，35，41，42…抵抗、34，46
…減算器、 36…整流器、 37…差動増幅器、 39…速
度設定値、 43…電源電圧(Ｖcc)、 44…分圧電圧(Ｖ
k)、 45…コンパレータ、 47…パルス幅変調器、 48
…ＤＣ−ＤＣコンバータ、 49，50…電力供給端子。22 ... Voltage controlled oscillator, 23 ... 90 degree phaser, 24, 26 ... Power amplifier, 27, 30 ... Coil, 28, 31 ... Drive electrode,
29, 32 ... Capacitor, 33, 35, 41, 42 ... Resistor, 34, 46
… Subtractor, 36… Rectifier, 37… Differential amplifier, 39… Speed setting value, 43… Power supply voltage (Vcc), 44… Divided voltage (V
k), 45 ... Comparator, 47 ... Pulse width modulator, 48
... DC-DC converter, 49, 50 ... Power supply terminals.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西倉 孝弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 川▲崎▼ 修 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 武田 克 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 今田 勝巳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Takahiro Nishikura 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. In-house (72) Inventor Katsushi Takeda 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Katsumi Imada 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (3)
と弾性体とから構成される振動体に弾性進行波を励振す
ることにより、前記振動体上に接触して設置された移動
体を移動させる超音波モータの駆動方法において、 駆動初期時には無負荷状態で目標最高回転数に到達可能
な最小電力を供給するとともに、駆動可能最大点を超え
る度に前記超音波モータの振動体の共振点より十分高い
周波数側から駆動周波数を移行するとともに、前記超音
波モータへの供給電力をあるステップ幅で増大させるこ
とを特徴とする超音波モータの駆動方法。1. A moving body placed in contact with the vibrating body by driving the piezoelectric body with an alternating voltage to excite an elastic traveling wave into the vibrating body composed of the piezoelectric body and the elastic body. In the method of driving the ultrasonic motor, the minimum electric power that can reach the target maximum speed in the no-load state is supplied in the initial stage of driving, and the resonance of the vibration body of the ultrasonic motor is exceeded every time the maximum driveable point is exceeded. A method of driving an ultrasonic motor, characterized in that the drive frequency is shifted from a frequency side sufficiently higher than the point and the power supplied to the ultrasonic motor is increased in a certain step width.
て、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの駆動パルスのデュー
ティ比を増加させることを特徴とする請求項１記載の超
音波モータの駆動方法。2. The method for driving an ultrasonic motor according to claim 1, wherein the duty ratio of the drive pulse of the step-up DC-DC converter is increased as a method for increasing the power supplied to the ultrasonic motor.
と弾性体とから構成される振動体に弾性進行波を励振す
ることにより、前記振動体上に接触して設置された移動
体を移動させる超音波モータの駆動回路において、 超音波モータが駆動可能領域内で駆動されているか駆動
可能領域外となっているかを判断するコンパレータと、
駆動可能領域内外の判断基準である電圧値と、速度誤差
信号より前記コンパレータの出力を減算して超音波モー
タの振動体の共振周波数より十分高い側に駆動周波数を
移行させる減算器と、前記コンパレータの出力がハイレ
ベルになる度に、ある割合で出力パルスのデューティ比
が増加するパルス幅変調器と、前記パルス幅変調器より
の駆動パルスのデューティ比が大きくなるとそれに応じ
て出力電力が増大するＤＣ−ＤＣコンバータを有するこ
とを特徴とする超音波モータの駆動回路。3. A moving body placed in contact with the vibrating body by driving the piezoelectric body with an alternating voltage to excite an elastic traveling wave in the vibrating body composed of the piezoelectric body and the elastic body. In the drive circuit of the ultrasonic motor that moves the, a comparator that determines whether the ultrasonic motor is driven within the drivable area or outside the drivable area,
A voltage value, which is a criterion for determination inside and outside the drivable area, and a subtracter for subtracting the output of the comparator from the speed error signal to shift the drive frequency to a side sufficiently higher than the resonance frequency of the vibration body of the ultrasonic motor, and the comparator. When the output of the pulse width modulator becomes high level, the duty ratio of the output pulse increases at a certain rate, and when the duty ratio of the drive pulse from the pulse width modulator increases, the output power increases accordingly. A drive circuit for an ultrasonic motor, comprising a DC-DC converter.
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP16812094A JP3260041B2 (en) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | Ultrasonic motor driving method and driving circuit |
| US08/503,512 US5644199A (en) | 1994-07-20 | 1995-07-18 | Method for driving an ultrasonic motor |
| EP95111336A EP0693821B1 (en) | 1994-07-20 | 1995-07-19 | A method for driving an ultrasonic motor |
| DE69506187T DE69506187T2 (en) | 1994-07-20 | 1995-07-19 | Drive method for an ultrasonic motor |
| EP97118035A EP0831540B1 (en) | 1994-07-20 | 1995-07-19 | A method for driving an ultrasonic motor |
| DE69516908T DE69516908T2 (en) | 1994-07-20 | 1995-07-19 | Drive method for an ultrasonic motor |
| KR1019950021837A KR100228610B1 (en) | 1994-07-20 | 1995-07-20 | Method for driving and driving circuit of an ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP16812094A JP3260041B2 (en) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | Ultrasonic motor driving method and driving circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|
| JP (1) | JP3260041B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19825210A1 (en) * | 1998-04-23 | 1999-10-28 | Gsg Elektronik Gmbh | Circuit for dynamically driving ceramic solid state actuators enables piezo actuator to be loaded approximately linearly over entire voltage range whilst optimising energy recovery for small circuit structural vol. |
| JP2006333629A (en) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Nikon Corp | Vibration wave motor |
| JP2013198189A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Nikon Corp | Vibration actuator driving device and lens barrel |
| CN113001003A (en) * | 2021-04-16 | 2021-06-22 | 东莞声索电子有限公司 | Nonlinear output power device of ultrasonic power supply |
-
1994
- 1994-07-20 JP JP16812094A patent/JP3260041B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19825210A1 (en) * | 1998-04-23 | 1999-10-28 | Gsg Elektronik Gmbh | Circuit for dynamically driving ceramic solid state actuators enables piezo actuator to be loaded approximately linearly over entire voltage range whilst optimising energy recovery for small circuit structural vol. |
| DE19825210C2 (en) * | 1998-04-23 | 2003-09-25 | Gsg Elektronik Gmbh | Circuit arrangement for dynamic control of ceramic solid state actuators |
| JP2006333629A (en) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Nikon Corp | Vibration wave motor |
| JP2013198189A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Nikon Corp | Vibration actuator driving device and lens barrel |
| CN113001003A (en) * | 2021-04-16 | 2021-06-22 | 东莞声索电子有限公司 | Nonlinear output power device of ultrasonic power supply |
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