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JP3131519B2 - Ultrasonic motor drive circuit - Google Patents

Ultrasonic motor drive circuit

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Publication number
JP3131519B2
JP3131519B2 JP05028273A JP2827393A JP3131519B2 JP 3131519 B2 JP3131519 B2 JP 3131519B2 JP 05028273 A JP05028273 A JP 05028273A JP 2827393 A JP2827393 A JP 2827393A JP 3131519 B2 JP3131519 B2 JP 3131519B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic motor
frequency
drive
output
signal
Prior art date
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JP05028273A
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Japanese (ja)
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Inventor
光將 大久保
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optic Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH06245554A publication Critical patent/JPH06245554A/en
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超音波モータ駆動回
路、詳しくは、印加交流駆動信号の周波数を制御して超
音波モータの速度制御を行う超音波モータ駆動回路に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor drive circuit, and more particularly to an ultrasonic motor drive circuit for controlling the speed of an ultrasonic motor by controlling the frequency of an applied AC drive signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、超音波モータに設置されたモニタ
電極の出力信号(モニタ信号)と印加している交流駆動
信号との位相差を検出して駆動周波数を最適化する技術
手段は種々知られており、たとえば、特開昭61−25
1490号公報には、上記モニタ信号の、駆動電圧に対
する位相が共振周波数付近で大きく変化することを利用
して、該モニタ信号の位相をモニタし、その位相にもと
づいて共振周波数、または、該共振周波数よりもやや高
周波の領域で超音波モータを駆動する技術手段が開示さ
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are known various technical means for optimizing a driving frequency by detecting a phase difference between an output signal (monitor signal) of a monitor electrode provided in an ultrasonic motor and an applied AC driving signal. For example, JP-A-61-25
Japanese Patent Application Publication No. 1490 discloses that the phase of the monitor signal is monitored by utilizing the fact that the phase of the monitor signal with respect to the drive voltage greatly changes near the resonance frequency, and the resonance frequency or the resonance frequency is determined based on the phase. Technical means for driving an ultrasonic motor in a region slightly higher in frequency than the frequency is disclosed.

【0003】一方、特開昭63−209482号公報に
は、上記モニタ信号と印加交流駆動信号との位相差に基
づき、超音波モータが共振状態になった際に駆動周波数
の低下を禁止することにより、共振点よりも高い周波数
の領域にて該周波数を変化させ、超音波モータの速度調
整を行う技術手段が開示されている。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-209482 discloses that a drive frequency is prevented from lowering when an ultrasonic motor enters a resonance state based on a phase difference between the monitor signal and an applied AC drive signal. A technical means for adjusting the speed of an ultrasonic motor by changing the frequency in a frequency range higher than the resonance point is disclosed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開昭
63−209482号公報に開示された技術手段では、
駆動周波数の領域を特定するため、モニタ信号と印加交
流駆動信号との位相差出力と、超音波モータの回転速度
を示すエンコーダ信号のパルス間隔等から得られる、超
音波モータの速度検出出力と、これら2つの出力(位相
差出力と速度検出出力)を、常に、同時モニタする必要
がある。
However, in the technical means disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-209482,
In order to specify the drive frequency region, a phase difference output between the monitor signal and the applied AC drive signal, and a pulse detection output of the ultrasonic motor obtained from a pulse interval of an encoder signal indicating the rotational speed of the ultrasonic motor, It is necessary to always monitor these two outputs (the phase difference output and the speed detection output) simultaneously.

【0005】しかしながら、超音波モータのを高速で回
転させる場合、上述した位相差出力および速度検出出力
等のモニタ制御を行うCPUに相当の処理速度が要求さ
れ、コストの増大や、マシンサイクルの上昇に起因する
消費電力の増大という問題点を有していた。
[0005] However, when the ultrasonic motor is rotated at a high speed, a CPU which performs monitor control of the above-described phase difference output and speed detection output is required to have a considerable processing speed, thereby increasing costs and increasing machine cycles. There is a problem that power consumption increases due to the above.

【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、低コスト・低消費電力を実現し、超音波モー
タを安定した周波数領域に保ちつつ周波数による速度制
御の可能な超音波モータ駆動回路を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and realizes an ultrasonic motor drive which realizes low cost and low power consumption and can control the speed by the frequency while maintaining the ultrasonic motor in a stable frequency range. It is intended to provide a circuit.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による第1の超音波モータ駆動回路は、直流
電源を用い、誘導性素子をスイッチングして発生した交
流信号を電気−機械エネルギー変換素子に印加すること
により、該電気−機械エネルギー変換素子が配置された
超音波モータを駆動する、超音波モータ駆動回路におい
て、上記超音波モータの駆動状態を検出するモニタ手段
と、上記超音波モータの駆動速度を検出する駆動速度検
出手段と、上記超音波モータの駆動量を検出する駆動量
検出手段と、上記駆動量検出手段からの出力が所定の値
に達するまでは、上記モニタ手段の出力に基づいて、上
記交流信号の周波数を上記超音波モータの共振周波数に
追従制御する第1周波数制御手段と、上記駆動量検出手
段からの出力が所定の値に達したときに、上記交流信号
の周波数を記憶する下限周波数記憶手段と、上記駆動量
検出手段からの出力が所定の値に達した後は、上記駆動
速度検出手段の出力に基づいて、上記下限周波数記憶手
段に記憶された周波数より高い周波数範囲にて、上記交
流信号の周波数を制御する第2周波数制御手段と、を具
備したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first ultrasonic motor drive circuit according to the present invention uses a DC power supply and converts an AC signal generated by switching an inductive element into an electro-mechanical signal. Monitoring means for detecting a driving state of the ultrasonic motor in an ultrasonic motor driving circuit for driving an ultrasonic motor in which the electro-mechanical energy converting element is disposed by applying the ultrasonic motor to the energy converting element; Drive speed detection means for detecting the drive speed of the ultrasonic motor, and drive amount for detecting the drive amount of the ultrasonic motor
The output from the detecting means and the driving amount detecting means is a predetermined value.
Reach the, on the basis of the output of said monitor means, a first frequency control means for follow-up control of the frequency of the AC signal to the resonant frequency of the ultrasonic motor, the drive detection hand
When the output from the stage reaches a predetermined value, the AC signal
Lower limit frequency storage means for storing the frequency of
After the output from the detection means reaches a predetermined value, based on the output of the driving speed detecting means at the stored frequency higher frequency range to the lower limit frequency storage means, the frequency of the AC signal a second frequency control means for controlling, the ingredients
It is characterized by having.

【0008】また、上記の目的を達成するために本発明
による第2の超音波モータ駆動回路は、直流電源を用
い、誘導性素子をスイッチングして発生した交流信号を
電気−機械エネルギー変換素子に印加することにより、
該電気−機械エネルギー変換素子が配置された超音波モ
ータを駆動する、超音波モータ駆動回路において、上記
超音波モータの駆動状態を検出するモニタ手段と、上記
超音波モータの駆動速度を検出する駆動速度検出手段
と、上記超音波モータの駆動時間を検出する駆動時間検
出手段と、上記駆動時間検出手段からの出力が所定の値
に達するまでは、上記モニタ手段の出力に基づいて、上
記交流信号の周波数を上記超音波モータの共振周波数に
追従制御する第1周波数制御手段と、上記駆動時間検出
手段からの出力が所定の値に達したときに、上記交流信
号の周波数を記憶する下限周波数記憶手段と、上記駆動
時間検出手段からの出力が所定の値に達した後は、上記
駆動速度検出手段の出力に基づいて、上記下限周波数記
憶手段に記憶された周波数より高い周波数範囲にて、上
記交流信号の周波数を制御する第2周波数制御手段と
を具備したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a second ultrasonic motor drive circuit according to the present invention uses a DC power supply and switches an inductive element to convert an AC signal generated to an electro-mechanical energy conversion element. By applying
In an ultrasonic motor drive circuit for driving an ultrasonic motor in which the electro-mechanical energy conversion element is arranged, a monitor for detecting a drive state of the ultrasonic motor, and a drive for detecting a drive speed of the ultrasonic motor Speed detection means, and a drive time detection for detecting a drive time of the ultrasonic motor.
Output means and the output from the drive time detecting means are a predetermined value
To reach based on the output of said monitor means, a first frequency control means for follow-up control of the frequency of the AC signal to the resonant frequency of the ultrasonic motor, the drive time detector
When the output from the means reaches a predetermined value,
A lower frequency limit storage means for storing a frequency of issue, the drive
After the output from the time detecting means reaches a predetermined value, based on the output of the driving speed detecting means, at a high frequency range than the stored frequency in the lower frequency storage means, the frequency of the AC signal a second frequency control means for controlling,
It is characterized by having.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1は、本発明の第1実施例を示す超音波
モータ駆動回路の電気回路図である。
FIG. 1 is an electric circuit diagram of an ultrasonic motor driving circuit showing a first embodiment of the present invention.

【0013】この第1実施例の超音波モータ駆動回路
は、2つの駆動電極7A,7Bおよびモニタ電極7Mを
有する公知の超音波モータ7に所定の2相交流信号を印
加し、さらに上記モニタ電極7Mからのモニタ信号をモ
ニタして該超音波モータ7の駆動制御を行うものであ
る。
The ultrasonic motor drive circuit according to the first embodiment applies a predetermined two-phase AC signal to a known ultrasonic motor 7 having two drive electrodes 7A and 7B and a monitor electrode 7M. The drive control of the ultrasonic motor 7 is performed by monitoring a monitor signal from 7M.

【0014】すなわち、該駆動回路は、該駆動回路の制
御を行うと共に後述する駆動周波数制御切換手段3,第
1周波数制御手段4,第2周波数制御手段5,駆動速度
検出手段12,駆動量検出手段13を有するCPU14
と、超音波モータ7に印加する交流信号の約4倍の周波
数を有するパルス信号φUSRを生成並びに出力する発
振回路1と、該発振回路1から出力された上記パルス信
号φUSRを4相のパルス信号φ1〜φ4に分周して出
力するパルス変換回路2と、該パルス変換回路2から出
力される上記パルス信号φ1〜φ4にそれぞれ対応して
スイッチング動作を行うスイッチングトランジスタQ1
〜Q4と、1次側の中間タップにDC電源10のプラス
電圧が供給され、上記スイッチングトランジスタQ1お
よびQ2のスイッチング動作によって1次側がオンし、
これに伴い2次側にA相の交流信号VAを出力するトラ
ンスT1と、同じく上記スイッチングトランジスタQ3
およびQ4のスイッチング動作によって1次側がオン
し、2次側にB相の交流信号VBを出力するトランスT
2と、上記超音波モータ7のモニタ電極7Mからのモニ
タ信号を所定のディジタル信号に変換する波形整形回路
9と、該波形整形回路9のディジタル出力信号と上記パ
ルス変換回路2からの1出力であるパルス信号φ1とを
入力し、該2つの信号の位相を比較してカウントし、こ
の結果、すなわち、該2つの信号の位相の位相差を上記
CPU14内の第1周波数制御手段4に送出する位相差
カウンタ8と、上記超音波モータ7の回転を検出して所
定パルスを生成し、上記CPU14内の駆動速度検出手
段12および駆動量検出手段13に送出する回転エンコ
ーダ11と、上記CPU14内の駆動周波数制御切換手
段3の情報を記憶するメモリ6とで主要部が構成されて
いる。
That is, the drive circuit controls the drive circuit and controls a drive frequency control switching means 3, a first frequency control means 4, a second frequency control means 5, a drive speed detection means 12, a drive amount detection means CPU 14 having means 13
An oscillation circuit 1 for generating and outputting a pulse signal φUSR having a frequency approximately four times that of an AC signal applied to the ultrasonic motor 7, and converting the pulse signal φUSR output from the oscillation circuit 1 into a four-phase pulse signal a pulse conversion circuit 2 for dividing the frequency into φ1 to φ4 for output, and a switching transistor Q1 for performing a switching operation in response to the pulse signals φ1 to φ4 output from the pulse conversion circuit 2, respectively.
To Q4 and the intermediate tap on the primary side are supplied with the positive voltage of the DC power supply 10, and the primary side is turned on by the switching operation of the switching transistors Q1 and Q2.
Accordingly, a transformer T1 for outputting an A-phase AC signal VA to the secondary side, and the switching transistor Q3
And the switching operation of Q4, the primary side is turned on, and the transformer T outputs the B-phase AC signal VB to the secondary side.
2, a waveform shaping circuit 9 for converting a monitor signal from the monitor electrode 7M of the ultrasonic motor 7 into a predetermined digital signal, and a digital output signal of the waveform shaping circuit 9 and one output from the pulse converting circuit 2. A certain pulse signal φ1 is input, the phases of the two signals are compared and counted, and the result, that is, the phase difference between the phases of the two signals is transmitted to the first frequency control means 4 in the CPU 14. A phase difference counter 8, a rotation encoder 11 that detects the rotation of the ultrasonic motor 7, generates a predetermined pulse, and sends the pulse to the drive speed detection means 12 and the drive amount detection means 13 in the CPU 14; The memory 6 for storing information of the drive frequency control switching means 3 constitutes a main part.

【0015】上記超音波モータ7は、圧電素子を備えた
公知の進行波型超音波モータであり、上述したように2
つの駆動用の電極7A,7Bを備えている。すなわち、
該電極7A,7Bには、互いに位相が約90°ずれた上
記2相(A相,B相)の交流信号VA,VBが印加され
るようになっており、この2相の交流信号によって回転
駆動がなされるようになっている。また、該超音波モー
タ7はモニタ電極7Mを有しており、このモニタ電極7
Mからの出力信号(モニタ信号)VMは上述したように
波形整形回路9に入力されるようになっている。
The ultrasonic motor 7 is a known traveling wave type ultrasonic motor having a piezoelectric element.
There are two driving electrodes 7A and 7B. That is,
The two-phase (A-phase and B-phase) AC signals VA and VB whose phases are shifted from each other by about 90 ° are applied to the electrodes 7A and 7B, and the two-phase AC signals rotate. Driving is performed. The ultrasonic motor 7 has a monitor electrode 7M.
The output signal (monitor signal) VM from M is input to the waveform shaping circuit 9 as described above.

【0016】図2は、本第1実施例の上記発振回路1お
よびパルス変換回路2の構成を示した電気回路図であ
る。
FIG. 2 is an electric circuit diagram showing the configuration of the oscillation circuit 1 and the pulse conversion circuit 2 of the first embodiment.

【0017】上記発振回路1は、所定のクロック信号を
出力する発振子33と、CPU14からの所定出力をラ
ッチするラッチ31と、上記発振子33からのクッロク
を受け、上記ラッチ31出力に基づいて超音波モータ7
に印加する交流信号の約4倍の周波数を有するパルス信
号φUSRを生成・出力するダウンカウンタ32とで構
成される。このパルス信号φUSRの出力波形は図4の
タイミングチャートに示すようになっている。
The oscillating circuit 1 receives an oscillator 33 for outputting a predetermined clock signal, a latch 31 for latching a predetermined output from the CPU 14, and a clock from the oscillator 33. Ultrasonic motor 7
And a down counter 32 that generates and outputs a pulse signal φUSR having a frequency approximately four times that of the AC signal applied to the power supply. The output waveform of the pulse signal φUSR is as shown in the timing chart of FIG.

【0018】また、上記パルス変換回路2は、4つのD
フリップフロップ51で構成される4ビットシフトレジ
スタを有し、上記発振回路1からの出力信号、パルス信
号φUSRを4相のパルス信号φ1〜φ4に分周して
(図4参照)、それぞれスイッチングトランジスタQ1
〜Q4に対して出力するようになっている。
The pulse conversion circuit 2 has four D
It has a 4-bit shift register composed of a flip-flop 51. The output signal from the oscillation circuit 1 and the pulse signal φUSR are frequency-divided into four-phase pulse signals φ1 to φ4 (see FIG. 4). Q1
To Q4.

【0019】図3は、本第1実施例における位相差カウ
ンタ8および波形整形回路9を示した電気回路図であ
る。
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing the phase difference counter 8 and the waveform shaping circuit 9 in the first embodiment.

【0020】上記波形整形回路9は、減圧用抵抗94と
クランプダイオード92,93およびヒステリシスを有
したインバータ91とで構成されている。上記抵抗94
の入力端は上記超音波モータ7に設置された振動状態検
出用の上記モニタ電極7Mに接続しており、これにより
該超音波モータ7のからのモニタ信号VMが該波形整形
回路9に入力するようになっている。また、該波形整形
回路9に入力されたモニタ信号VM(図4参照)は、減
圧用抵抗94によって減圧されたのち、クランプダイオ
ード92,93によって整流され、さらにインバータ9
1によってディジタル信号に整形されて(図4参照)位
相差カウンタ8に対して出力されるようになっている。
The waveform shaping circuit 9 comprises a pressure reducing resistor 94, clamp diodes 92 and 93, and an inverter 91 having hysteresis. The above resistor 94
Is connected to the monitor electrode 7M for detecting the vibration state provided on the ultrasonic motor 7 so that the monitor signal VM from the ultrasonic motor 7 is input to the waveform shaping circuit 9. It has become. The monitor signal VM (see FIG. 4) input to the waveform shaping circuit 9 is decompressed by the decompression resistor 94, rectified by the clamp diodes 92 and 93, and further rectified by the inverter 9
The signal is shaped into a digital signal by 1 (see FIG. 4) and output to the phase difference counter 8.

【0021】上記位相差カウンタ8は、上記波形整形回
路9からの出力信号、すなわち、波形整形されたモニタ
信号VMと、上記パルス変換回路2からの1出力である
パルス信号φ1との位相差を検出するR−Sフリップフ
ロップ81と、上記発振子33からのクロックを受け、
上記R−Sフリップフロップ81からの出力、すなわ
ち、上記モニタ信号VMとパルス信号φ1との位相差を
カウントしてCPU14内の第1周波数制御手段4に対
して出力するアップカウンタ82とで構成されている。
The phase difference counter 8 calculates a phase difference between an output signal from the waveform shaping circuit 9, that is, a waveform-shaped monitor signal VM and a pulse signal φ 1 which is one output from the pulse conversion circuit 2. Upon receiving an RS flip-flop 81 to be detected and a clock from the oscillator 33,
An up-counter 82 counts the output from the RS flip-flop 81, that is, the phase difference between the monitor signal VM and the pulse signal φ1 and outputs the result to the first frequency control means 4 in the CPU 14. ing.

【0022】また、上記回転エンコーダ11は、たとえ
ば、公知のフォトインタラプタやMRセンサ等により構
成されており、上記超音波モータ7の近傍に配置され、
該モータ7の回転量に比例したパルス信号Splsを生
成し、上記駆動速度検出手段12および駆動量検出手段
13に送出するようになっている。
The rotary encoder 11 is composed of, for example, a known photo interrupter or MR sensor, and is disposed near the ultrasonic motor 7.
A pulse signal Spls proportional to the rotation amount of the motor 7 is generated and sent to the driving speed detecting means 12 and the driving amount detecting means 13.

【0023】一方、上記CPU14は、上述したように
該駆動回路の制御を行うと共に駆動周波数制御切換手段
3,第1周波数制御手段4,第2周波数制御手段5,駆
動速度検出手段12,駆動量検出手段13を有してい
る。
On the other hand, the CPU 14 controls the drive circuit as described above and controls the drive frequency control switching means 3, the first frequency control means 4, the second frequency control means 5, the drive speed detection means 12, the drive amount It has a detecting means 13.

【0024】上記駆動速度検出手段12は、上記回転エ
ンコーダ11からのパルス信号Splsを受けて超音波
モータ7の回転速度を認識し、この結果を第2周波数制
御手段5に送出するようになっており、また、駆動量検
出手段13は、同パルス信号Splsより超音波モータ
7の駆動量を認識するようになっていて、この結果を駆
動周波数制御切換手段3に送出するようになっている。
The drive speed detecting means 12 receives the pulse signal Spls from the rotary encoder 11, recognizes the rotational speed of the ultrasonic motor 7, and sends the result to the second frequency control means 5. In addition, the drive amount detecting means 13 recognizes the drive amount of the ultrasonic motor 7 from the pulse signal Spls, and sends the result to the drive frequency control switching means 3.

【0025】上記第1周波数制御手段4は、上記位相差
カウンタ8からの出力、すなわち、上記モニタ信号VM
とパルス信号φ1との位相差のカウント情報を受け、上
記超音波モータ7に印加する交流信号の周波数を、該超
音波モータ7の共振器周波数より高い周波数より発振を
開始させ、同超音波モータの共振周波数に追従するよう
に制御するようになっている。
The first frequency control means 4 outputs the output from the phase difference counter 8, that is, the monitor signal VM.
Receiving the count information of the phase difference between the ultrasonic motor 7 and the pulse signal φ1, starting the oscillation of the frequency of the AC signal applied to the ultrasonic motor 7 from a frequency higher than the resonator frequency of the ultrasonic motor 7, Is controlled so as to follow the resonance frequency.

【0026】また、上記第2周波数制御手段5は、上記
駆動速度検出手段12からの出力に基づいて、後述する
タイミングで上記メモリ6に記憶された、超音波モータ
7の下限周波数より高い周波数範囲にて、上記交流信号
の周波数を制御するようになっている。
The second frequency control means 5 operates based on an output from the drive speed detection means 12 to store a frequency range higher than the lower limit frequency of the ultrasonic motor 7 stored in the memory 6 at a timing described later. Controls the frequency of the AC signal.

【0027】上記駆動周波数制御切換手段3は、上記駆
動量検出手段13からの出力結果を受けて上記第1およ
び第2周波数制御手段4,5を選択的に動作させ、その
結果を発振回路1に伝達するようになっている。すなわ
ち、上記駆動量検出手段13からの出力が所定の切換駆
動量に達したときに、上記第1周波数制御手段4の動作
を禁止すると共に、このときの上記交流信号の周波数を
下限周波数として上記メモリ6に記憶せしめ、さらに、
上記第2周波数制御手段5の動作を許可するようになっ
ている。
The drive frequency control switching means 3 receives the output result from the drive amount detection means 13 and selectively operates the first and second frequency control means 4 and 5, and outputs the result to the oscillation circuit 1 To be communicated to. That is, when the output from the drive amount detecting means 13 reaches a predetermined switching drive amount, the operation of the first frequency control means 4 is prohibited, and the frequency of the AC signal at this time is set as a lower limit frequency. Stored in the memory 6, and
The operation of the second frequency control means 5 is permitted.

【0028】上記メモリ6は、上記駆動周波数制御切換
手段3に接続され、上述したように、上記駆動量検出手
段13からの出力が所定の切換駆動量に達したときの、
超音波モータ7に印加している交流信号の周波数を記憶
するようになっており、該駆動周波数制御切換手段3に
よって随時読みだし可能となっている。
The memory 6 is connected to the drive frequency control switching means 3, and as described above, when the output from the drive amount detection means 13 reaches a predetermined switching drive amount,
The frequency of the AC signal applied to the ultrasonic motor 7 is stored, and can be read at any time by the drive frequency control switching means 3.

【0029】[0029]

【0030】なお、本第1実施例では、上記駆動周波数
制御切換手段3、第1周波数制御手段4、第2周波数制
御手段5、駆動速度検出手段12、駆動量検出手段13
の各ブロックはCPU14中に含まれるソフトウェアま
たはハードウェアで構成されている。
In the first embodiment, the driving frequency control switching means 3, the first frequency control means 4, the second frequency control means 5, the driving speed detecting means 12, the driving amount detecting means 13
Each block is constituted by software or hardware included in the CPU 14.

【0031】次に、本第1実施例の超音波モータ駆動回
路の動作を図5に示すフローチャートおよび図6に示す
線図を参照して説明する。
Next, the operation of the ultrasonic motor driving circuit according to the first embodiment will be described with reference to a flowchart shown in FIG. 5 and a diagram shown in FIG.

【0032】図6は、本第1実施例における超音波モー
タ7の、速度,周波数の変化等を示す線図であり、図
中、符号Npはねらいの速度、符号Nrは超音波モータ
7の共振周波数frの回転数である。
FIG. 6 is a diagram showing changes in speed, frequency and the like of the ultrasonic motor 7 in the first embodiment. In the figure, reference numeral Np denotes the target speed, and reference numeral Nr denotes the ultrasonic motor 7. This is the number of revolutions at the resonance frequency fr.

【0033】まず、不図示の操作ボタン等が操作されて
駆動モードがスタートする(ステップS101)。次
に、超音波モータ7に印加する交流信号の初期周波数f
sを設定する(ステップS102)。なお、この周波数
fsの交流信号は、図7に示すように、超音波モータ7
の共振周波数frよりも高い周波数を有する、比較的低
出力の信号である。これは周知のように超音波モータは
共振周波数frよりも高い周波数領域の方が安定して動
作できるためである。この初期周波数fsの設定は、対
応する発振器33(図2参照)の分周数を上記ラッチ3
1に書き込むことにより行われる。
First, an operation button or the like (not shown) is operated to start the drive mode (step S101). Next, the initial frequency f of the AC signal applied to the ultrasonic motor 7
s is set (step S102). Note that, as shown in FIG.
Is a relatively low output signal having a frequency higher than the resonance frequency fr. This is because, as is well known, the ultrasonic motor can operate more stably in a frequency region higher than the resonance frequency fr. The setting of the initial frequency fs is performed by setting the frequency division number of the corresponding oscillator 33 (see FIG.
This is performed by writing “1”.

【0034】次に上記パルス変換回路2を動作させるこ
とにより、交流信号VA,VBが発生し、超音波モータ
7が駆動開始する(ステップS103)。超音波モータ
7が駆動開始した後、第1周波数制御手段4が起動され
る(図6中、第1周波数制御領域として示す)。すなわ
ち、位相差カウンタ8からのカウント値を読み込み(ス
テップS104)、その値が基準値よりも大か小かによ
って該交流信号の周波数を変化させる(ステップS10
5、ステップS106、ステップS107)。
Next, by operating the pulse conversion circuit 2, AC signals VA and VB are generated, and the driving of the ultrasonic motor 7 is started (step S103). After the ultrasonic motor 7 starts to drive, the first frequency control means 4 is started (shown as a first frequency control area in FIG. 6). That is, the count value from the phase difference counter 8 is read (step S104), and the frequency of the AC signal is changed depending on whether the value is larger or smaller than the reference value (step S10).
5, Step S106, Step S107).

【0035】上記ステップS105,S106,S10
7の繰り返しにより、駆動周波数は次第に超音波モータ
7の共振周波数frに近づき、該超音波モータ7の回転
数は上昇していく(図6参照)。
Steps S105, S106, S10
With the repetition of 7, the drive frequency gradually approaches the resonance frequency fr of the ultrasonic motor 7, and the rotational speed of the ultrasonic motor 7 increases (see FIG. 6).

【0036】一方、駆動量検出手段13において、超音
波モータ7が所定パルス数n1分の駆動を成したか否か
を、上記回転エンコーダ11からの出力信号Splsに
基づいて判定し(ステップS108)、所定パルス数n
1分ほど駆動されていれば、このときの交流信号の周波
数を下限周波数としてメモリ6に記憶する(ステップS
109)。そして、第1周波数制御手段4における動作
を終了し、第2周波数制御手段5における動作へと移行
する。なお、上記所定パルス数n1分の駆動が終了して
いなければ、ステップS104にもどる。
On the other hand, the drive amount detecting means 13 determines whether or not the ultrasonic motor 7 has driven the predetermined number of pulses n1 based on the output signal Spls from the rotary encoder 11 (step S108). , Predetermined pulse number n
If it has been driven for about one minute, the frequency of the AC signal at this time is stored in the memory 6 as the lower limit frequency (step S
109). Then, the operation in the first frequency control means 4 ends, and the operation shifts to the operation in the second frequency control means 5. If the drive for the predetermined number of pulses n1 has not been completed, the process returns to step S104.

【0037】上記ステップS108における、上記所定
パルス数n1分の駆動が成されたか否かの検出は、たと
えば、回転エンコーダ11の出力信号Splsを所定の
割込処理端子に接続して、パルス発生時に予め該パルス
数n1がロードされていたレジスタをカウントダウンし
て行うことで実現できる。また、該パルス数n1になる
とキャリーが出力されるようにセットしたCPU14内
の所定カウンタを用いてもよい。
In step S108, whether or not the drive for the predetermined pulse number n1 has been performed is determined by, for example, connecting the output signal Spls of the rotary encoder 11 to a predetermined interrupt processing terminal and generating a pulse. This can be realized by counting down the register in which the pulse number n1 has been loaded in advance. Alternatively, a predetermined counter in the CPU 14 set so that a carry is output when the pulse number n1 is reached may be used.

【0038】次に、第2周波数制御手段5が起動し(図
6中、第2周波数制御領域として示す)、上記駆動速度
検出手段12において、上記回転エンコーダ11からの
出力信号Splsが入力されたか否かを検出し(ステッ
プS110)、1パルス入力される毎に、前パルスから
の時間を測定するという形で超音波モータの駆動速度を
読み込む(ステップS111)。この後、該駆動速度
を、予め目標値として設定されていた基準速度と比較し
(ステップS112)、該駆動速度が該基準速度より大
きければ周波数を上昇させることで駆動速度のスピード
を低下させ(ステップS113)、小さければ、周波数
が下限値でない場合のみ(ステップS114)、該周波
数を低下させる(ステップS115)。このとき、現在
の周波数値をメモリ6に記憶された値とを比較して判断
を行うようになっている。
Next, the second frequency control means 5 is started (shown as a second frequency control area in FIG. 6), and the drive speed detecting means 12 receives the output signal Spls from the rotary encoder 11 or not. Whether or not it is detected (step S110), every time one pulse is input, the drive speed of the ultrasonic motor is read by measuring the time from the previous pulse (step S111). Thereafter, the driving speed is compared with a reference speed preset as a target value (step S112). If the driving speed is higher than the reference speed, the frequency is increased to reduce the driving speed ( If the frequency is not the lower limit (step S113), the frequency is lowered (step S115) only if the frequency is not the lower limit (step S114). At this time, the judgment is made by comparing the current frequency value with the value stored in the memory 6.

【0039】その後、図示しない操作ボタン等の操作に
よりCPU14に入力される駆動許可信号が継続してい
ればステップS110へもどり、継続していなければパ
ルス変換回路2を不動作にする等の方法で駆動を停止し
(ステップS117)、一定速駆動フローを終了する
(ステップS118)。
Thereafter, the operation returns to step S110 if the drive permission signal input to the CPU 14 is continued by operating an operation button or the like (not shown). If not, the pulse conversion circuit 2 is disabled. The driving is stopped (step S117), and the constant speed driving flow is ended (step S118).

【0040】このような第1実施例の超音波モータ駆動
回路によれば、図6に示すように共振周波数frよりも
高い周波数領域にて周波数制御を行うので、超音波モー
タ7の駆動速度がほぼNpに保たれる。また、駆動量検
出手段13の出力に基づいて第1周波数制御手段4と第
2周波数制御手段5との動作を切り換えているため、同
時に両方の処理を行う場合に比べ、低速な安価なCPU
が利用でき、また、定速駆動を行うため消費電力も少な
くできる。さらに、回転エンコーダ11から所定パルス
数のパルス信号Splsが出力された後に上記制御を切
り換えるため、確実に起動するまで高出力の共振周波数
frでの駆動が行われることになり、起動の失敗がない
という効果も奏する。
According to the ultrasonic motor driving circuit of the first embodiment, as shown in FIG. 6, since the frequency control is performed in a frequency range higher than the resonance frequency fr, the driving speed of the ultrasonic motor 7 is reduced. It is kept almost at Np. Further, since the operation of the first frequency control means 4 and the operation of the second frequency control means 5 are switched based on the output of the drive amount detection means 13, a low-speed and inexpensive CPU is used as compared with the case where both processes are performed simultaneously.
And power consumption can be reduced because of the constant speed driving. Further, since the above control is switched after the pulse signal Spls of a predetermined number of pulses is output from the rotary encoder 11, the drive at the high output resonance frequency fr is performed until the start is reliably performed, and the start does not fail. Also has the effect.

【0041】次に、本発明の第2実施例の超音波モータ
駆動回路について説明する。
Next, an ultrasonic motor driving circuit according to a second embodiment of the present invention will be described.

【0042】この第2実施例は、その構成は上記第1実
施例とほぼ同じであるが、目標とする駆動速度が可変で
あり、該駆動速度に応じて超音波モータの切換え駆動量
が変化することを特徴としている。
The structure of the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, except that the target drive speed is variable, and the switching drive amount of the ultrasonic motor changes in accordance with the drive speed. It is characterized by doing.

【0043】図8は、本第2実施例の超音波モータ駆動
回路における、超音波モータの目標駆動速度に対する切
換え駆動量を示した線図である。
FIG. 8 is a diagram showing the switching drive amount with respect to the target drive speed of the ultrasonic motor in the ultrasonic motor drive circuit of the second embodiment.

【0044】この図に示すように、たとえば、目標駆動
速度が0〜Np1の場合には切換え駆動量n1をn11
に設定し、以下、目標駆動速度がNp1〜Np2のとき
は切換え駆動量をn12、目標駆動速度がNp2以上の
ときは切換え駆動量をn13に設定する。
As shown in this figure, for example, when the target drive speed is 0 to Np1, the switching drive amount n1 is changed to n11.
Hereafter, when the target drive speed is Np1 to Np2, the switching drive amount is set to n12, and when the target drive speed is Np2 or more, the switch drive amount is set to n13.

【0045】図9は本第2実施例において、上記図8に
示すように各切換え駆動量を設定したときの、周波数と
駆動速度(図中、回転数として示す)の変化を示した線
図である。
FIG. 9 is a diagram showing changes in frequency and driving speed (indicated as the number of revolutions in the figure) when the respective switching driving amounts are set as shown in FIG. 8 in the second embodiment. It is.

【0046】この第2実施例によれば、超音波モータを
低速で駆動する場合に、駆動速度の上がりすぎ、いわゆ
るハンチングを少なくし、素早く確実に目標駆動速度に
達することができる。
According to the second embodiment, when the ultrasonic motor is driven at a low speed, excessively high drive speed, that is, hunting, can be reduced, and the target drive speed can be reached quickly and reliably.

【0047】次に、本発明の第3実施例の超音波モータ
駆動回路について説明する。
Next, an ultrasonic motor driving circuit according to a third embodiment of the present invention will be described.

【0048】この第3実施例は、その構成は上記第1実
施例とほぼ同じであるが、駆動開始から停止までの総駆
動量が設定されるものであり、かつ、該総駆動量に応じ
て切換え駆動量を変化させる点が異なっている。
The third embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the total drive amount from the start to the stop of the drive is set. The difference is that the switching drive amount is changed.

【0049】この第3実施例の動作を図10,図11に
示すフローチャートおよび図12,図13に示す線図を
参照して説明する。なお、図10中、(*)は、図11
中の(*)に接続されてフローが進行するようになって
いる。
The operation of the third embodiment will be described with reference to flowcharts shown in FIGS. 10 and 11 and diagrams shown in FIGS. In addition, in FIG. 10, (*)
The flow is connected to (*) inside.

【0050】図12は、本第3実施例の超音波モータ駆
動回路における、超音波モータの総駆動量に対する切換
え駆動量を示した線図である。
FIG. 12 is a diagram showing the switching drive amount with respect to the total drive amount of the ultrasonic motor in the ultrasonic motor drive circuit of the third embodiment.

【0051】この図に示すように、たとえば、総駆動量
が0〜Dp1の場合には切換え駆動量n1をn11に設
定し、以下、総駆動量がDp1〜Dp2のときは切換え
駆動量をn12、同総駆動量がDp2以上のときは切換
え駆動量をn13に設定する。
As shown in this figure, for example, when the total driving amount is 0 to Dp1, the switching driving amount n1 is set to n11, and when the total driving amount is Dp1 to Dp2, the switching driving amount is set to n12. When the total drive amount is equal to or greater than Dp2, the switching drive amount is set to n13.

【0052】図13は、本第3実施例において、上記図
12に示すように各切換え駆動量を設定したときの、周
波数と駆動速度(図中、回転数として示す)の変化を示
した線図である。なお、図中、符号Npはねらいの速
度、符号Nrは超音波モータ7の共振周波数frでの回
転数である。
FIG. 13 is a graph showing changes in the frequency and the driving speed (indicated as the number of rotations in the figure) when the respective switching drive amounts are set as shown in FIG. 12 in the third embodiment. FIG. In the drawing, reference numeral Np denotes an intended speed, and reference numeral Nr denotes the number of revolutions of the ultrasonic motor 7 at the resonance frequency fr.

【0053】なお、図10,図11中、ステップS20
1,ステップS205〜ステップS212,ステップS
227,ステップS228の各ステップは、上記図5に
示すステップS101,ステップS102〜ステップS
109,ステップS117,ステップS118にそれぞ
れ対応している。
In FIGS. 10 and 11, step S20
1, Step S205 to Step S212, Step S
227 and S228 are performed in steps S101 and S102 to S102 shown in FIG.
109, step S117, and step S118, respectively.

【0054】またステップS213,ステップS215
〜ステップS219とステップS220,ステップS2
22〜ステップS226の各ステップも、それぞれ上記
図5に示したステップS110〜ステップS115に対
応しているため、ここでの説明は省略する。
Steps S213 and S215
Steps S219, S220, and S2
Steps 22 to S226 also correspond to steps S110 to S115 shown in FIG. 5, respectively, and thus description thereof will be omitted.

【0055】まず、図10におけるステップS202で
は、駆動すべき量に対応するパルス数Dp(総駆動量)
を設定する。次に、該総駆動量Dpに対応した超音波モ
ータの切換え駆動量n1を、図12に示す線図から読み
取れる値に基づいて読み出し、該総駆動量Dpから切換
え駆動量n1を引いた数を切換え残パルス数としてメモ
リ6に記憶する(ステップS203)。
First, in step S202 in FIG. 10, the number of pulses Dp (total driving amount) corresponding to the amount to be driven
Set. Next, the switching drive amount n1 of the ultrasonic motor corresponding to the total drive amount Dp is read based on the value read from the diagram shown in FIG. 12, and the number obtained by subtracting the switch drive amount n1 from the total drive amount Dp is obtained. The number of remaining switching pulses is stored in the memory 6 (step S203).

【0056】また、回転数Nrからでも十分回転数Ns
tまで減速可能な減速パルス数を総駆動量Dpから引い
て減速残パルス数を設定する(ステップS204)。そ
して、この値が上記切換え残パルス数よりも大きい場合
は、該切換え残パルス数よりも1小さい値とする。
Further, even from the rotational speed Nr, a sufficient rotational speed Ns can be obtained.
The number of deceleration pulses that can be decelerated to t is subtracted from the total drive amount Dp to set the number of remaining deceleration pulses (step S204). If this value is larger than the number of remaining pulses for switching, the value is set to one smaller than the number of remaining pulses for switching.

【0057】その後、上記第1実施例と同様に初期周波
数fsの設定後(ステップS205)、ステップS20
6より第1周波数制御手段4に基づいて超音波モータ7
を駆動し、切換え残パルスに到達すると(ステップS2
11)、第2周波数制御手段5に切換るが、当初は高い
速度を基準速度をNpとし、ステップS214にて減速
領域に到達したならば基準速度をNstに切り換えて駆
動、ステップS221で残パルス数が0となると、超音
波モータ7の駆動を停止させる。
Then, after setting the initial frequency fs (step S205) as in the first embodiment, step S20 is performed.
6, the ultrasonic motor 7 based on the first frequency control means 4.
Is driven to reach the remaining switching pulse (step S2).
11) Switch to the second frequency control means 5, but initially set the high speed as the reference speed Np, and when reaching the deceleration region in step S214, switch the reference speed to Nst and drive, and in step S221 the remaining pulses When the number becomes 0, the driving of the ultrasonic motor 7 is stopped.

【0058】上述した動作のうち超音波モータ7の速度
と周波数の変化の様子は図13に示されるとおりであ
る。
FIG. 13 shows how the speed and frequency of the ultrasonic motor 7 change in the operation described above.

【0059】図13中、符号Aは第1周波数制御手段4
の動作区間、符号B1は第2周波数制御手段5の動作区
間でであって基準速度が高速のNpである区間、符号B
2は同第2周波数制御手段5の動作区間であって同基準
速度がNstである区間をそれぞれ示している。
In FIG. 13, reference symbol A denotes the first frequency control means 4.
Is an operation section of the second frequency control means 5 and a section in which the reference speed is Np of high speed,
Reference numeral 2 denotes an operation section of the second frequency control means 5 in which the reference speed is Nst.

【0060】ところで、上述したように第1周波数制御
手段4を駆動量を多くして動作をさせていると、超音波
モータの駆動速度が上がりすぎてしまい、また、確実に
急停止できるように駆動速度をNstとすれば、駆動速
度を該Nstまで減速している途中で駆動すべき量をこ
えてしまい、超音波モータがオーバーランするという不
都合が生じる虞がある。しかしながら本第3実施例によ
ると、微小駆動時は切換え駆動量n1を小さくできるの
で上述した不都合は生じない。
When the first frequency control means 4 is operated with a large amount of drive as described above, the drive speed of the ultrasonic motor becomes too high, and the first motor can be stopped without fail. If the drive speed is set to Nst, the drive amount may exceed the amount to be driven while the drive speed is being reduced to Nst, which may cause a problem that the ultrasonic motor overruns. However, according to the third embodiment, the switching drive amount n1 can be reduced at the time of minute driving, so that the above-described inconvenience does not occur.

【0061】また、本実施例によれば、低速処理のCP
Uが利用でき、かつ正確な駆動量が達成できるため、カ
メラの撮影レンズのオートフォーカス駆動等にも応用で
きる。なお、この場合、基準速度は2段階でなく、多段
階とすることも可能である。
According to the present embodiment, the CP of the low-speed processing
Since U can be used and an accurate driving amount can be achieved, the present invention can also be applied to auto-focus driving of a photographing lens of a camera. Note that, in this case, the reference speed may not be two steps but may be multiple steps.

【0062】次に、本発明の第4実施例の超音波モータ
駆動回路について説明する。
Next, an ultrasonic motor driving circuit according to a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0063】図14は、上記第4実施例の超音波モータ
駆動回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic motor driving circuit according to the fourth embodiment.

【0064】この第4実施例は、その構成は上記第1実
施例とほぼ同じであるが(図1参照)、第1実施例にお
ける駆動量検出手段13の代わりに駆動時間検出手段1
3’を具備している。なお、本第4実施例では、該駆動
時間検出手段13’としてCPU14に内蔵されたハー
ドウェアタイマー等を利用している。
The structure of the fourth embodiment is substantially the same as that of the first embodiment (see FIG. 1), but the driving time detecting means 1 is replaced with the driving amount detecting means 13 in the first embodiment.
3 'is provided. In the fourth embodiment, a hardware timer or the like built in the CPU 14 is used as the driving time detecting means 13 '.

【0065】また、本第4実施例の動作は図15のフロ
ーチャートに示されるが、上記第1実施例におけるステ
ップS108(図5参照)の代わりに、ステップS30
8の動作を行う点のみが異なっており、その他の、ステ
ップS301〜ステップS307およびステップS30
9〜ステップS318における動作は、図5に示すフロ
ーチャートにおけるステップS101〜ステップS10
7およびステップS109〜ステップS118と同様で
あるので、ここでの説明は省略する。
The operation of the fourth embodiment is shown in the flowchart of FIG. 15, but instead of step S108 (see FIG. 5) in the first embodiment, the operation proceeds to step S30.
8 is different only in that the operations of steps S301 to S307 and S30 are performed.
The operations in steps 9 to S318 correspond to steps S101 to S10 in the flowchart shown in FIG.
7 and steps S109 to S118, and a description thereof will not be repeated.

【0066】上記ステップS308では、駆動開始から
の駆動時間を駆動時間検出手段13’から読み出してモ
ニタし、所定時間に達したらステップS309へ進むよ
うになっている。なお、超音波モータ7の駆動の様子は
上記図6に示したものとほぼ同様となる。
In step S308, the driving time from the start of driving is read out from the driving time detecting means 13 'and monitored, and when the predetermined time has been reached, the flow proceeds to step S309. The driving state of the ultrasonic motor 7 is almost the same as that shown in FIG.

【0067】この本第4実施例によると、上記第1実施
例で利用した回転エンコーダ11のパルスピッチが広い
場合等に特に有効である。
The fourth embodiment is particularly effective when the pulse pitch of the rotary encoder 11 used in the first embodiment is wide.

【0068】また、本第4実施例と同様の構成で、上記
第2,第3実施例にて示したような目標速度や総駆動パ
ルス数に応じて、切換え駆動時間を制御させることも可
能である。
Further, with the same configuration as that of the fourth embodiment, the switching drive time can be controlled according to the target speed and the total number of drive pulses as shown in the second and third embodiments. It is.

【0069】なお、上記第1ないし第4実施例におい
て、発振回路1は、VCO等のアナログ発振器でもよ
く、パルス変換回路2や交流波形発生部もこれら実施例
の構成に拘ることなく、公知の種々の回路を採用しても
よい。また、モニタ手段としてモニタ電極7Mからのモ
ニタ信号VMとパルス信号φ1と位相差を用いている
が、該モニタ信号VMの振幅や電流と電圧の位相差,該
パルス信号φ1と交流信号VAとの位相差等他の方法を
用いてもよい。さらに、CPU14内の構成の一部をハ
ードウェアのディジタル回路等で構成することも可能で
ある。
In the first to fourth embodiments, the oscillating circuit 1 may be an analog oscillator such as a VCO, and the pulse conversion circuit 2 and the AC waveform generator may be of any known type, regardless of the configuration of these embodiments. Various circuits may be employed. Also, the phase difference between the monitor signal VM from the monitor electrode 7M and the pulse signal φ1 is used as the monitor means. The amplitude of the monitor signal VM, the phase difference between the current and the voltage, and the difference between the pulse signal φ1 and the AC signal VA are used. Other methods such as a phase difference may be used. Further, a part of the configuration inside the CPU 14 may be configured by a hardware digital circuit or the like.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、モ
ニタ手段に基づく周波数制御と、速度検出手段による周
波数制御とを同時に行わないため、低速・低コストのC
PUが使用可能であり、さらに、低消費電力で高速回転
の制御が可能で、かつ、周波数変化による速度制御が可
能な超音波モータ駆動回路を提供できる。
As described above, according to the present invention, since the frequency control based on the monitoring means and the frequency control based on the speed detecting means are not performed simultaneously, a low-speed and low-cost C
It is possible to provide an ultrasonic motor drive circuit that can use a PU, can control high-speed rotation with low power consumption, and can control the speed by frequency change.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示す超音波モータ駆動回
路の電気回路図である。
FIG. 1 is an electric circuit diagram of an ultrasonic motor drive circuit showing a first embodiment of the present invention.

【図2】上記第1実施例の超音波モータ駆動回路におけ
る発振回路,パルス変換回路の構成を示した電気回路図
である。
FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a configuration of an oscillation circuit and a pulse conversion circuit in the ultrasonic motor drive circuit of the first embodiment.

【図3】上記第1実施例の超音波モータ駆動回路におけ
る位相差カウンタおよび波形整形回路を示した電気回路
図である。
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a phase difference counter and a waveform shaping circuit in the ultrasonic motor drive circuit of the first embodiment.

【図4】上記第1実施例の超音波モータ駆動回路の各部
における信号波形を示したタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing signal waveforms at various parts of the ultrasonic motor drive circuit according to the first embodiment.

【図5】上記第1実施例の超音波モータ駆動回路の動作
を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the ultrasonic motor drive circuit of the first embodiment.

【図6】上記第1実施例における超音波モータの、速
度,周波数の変化等を示す線図である。
FIG. 6 is a diagram showing changes in speed, frequency, and the like of the ultrasonic motor in the first embodiment.

【図7】上記第1実施例における超音波モータの、回転
数と周波数との関係を示す線図である。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the number of rotations and the frequency of the ultrasonic motor in the first embodiment.

【図8】本発明の第2実施例の超音波モータ駆動回路に
おける、超音波モータの目標駆動速度に対する切換え駆
動量を示した線図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a switching drive amount with respect to a target drive speed of an ultrasonic motor in an ultrasonic motor drive circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図9】上記第2実施例において、上記図8に示すよう
に各切換え駆動量を設定したときの、周波数と駆動速度
(図中、回転数として示す)の変化を示した線図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing changes in frequency and drive speed (indicated as the number of revolutions in the figure) when each switching drive amount is set as shown in FIG. 8 in the second embodiment. .

【図10】上記第1実施例の超音波モータ駆動回路の動
作を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the ultrasonic motor drive circuit of the first embodiment.

【図11】上記第1実施例の超音波モータ駆動回路の動
作を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the ultrasonic motor drive circuit according to the first embodiment.

【図12】本発明の第3実施例の超音波モータ駆動回路
における、超音波モータの総駆動量に対する切換え駆動
量を示した線図である。
FIG. 12 is a diagram showing a switching drive amount with respect to a total drive amount of an ultrasonic motor in an ultrasonic motor drive circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図13】上記第3実施例の超音波モータ駆動回路にお
いて、上記図12に示すように各切換え駆動量を設定し
たときの、周波数と駆動速度(図中、回転数として示
す)の変化を示した線図である。
FIG. 13 shows changes in frequency and drive speed (indicated as a rotational speed in the figure) when the respective switching drive amounts are set as shown in FIG. 12 in the ultrasonic motor drive circuit of the third embodiment. FIG.

【図14】本発明の第4実施例を示す超音波モータ駆動
回路の電気回路図である。
FIG. 14 is an electric circuit diagram of an ultrasonic motor driving circuit showing a fourth embodiment of the present invention.

【図15】上記第4実施例の超音波モータ駆動回路の動
作を示すフローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the ultrasonic motor drive circuit according to the fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…発振回路 2…パルス変換回路 3…駆動周波数制御切換手段 4…第1周波数制御手段 5…第2周波数制御手段 6…メモリ 7…超音波モータ 8…位相差カウンタ 9…波形整形回路 10…DC電源 11…回転エンコーダ 12…駆動速度検出手段 13…駆動時間検出手段 REFERENCE SIGNS LIST 1 oscillation circuit 2 pulse conversion circuit 3 drive frequency control switching means 4 first frequency control means 5 second frequency control means 6 memory 7 ultrasonic motor 8 phase difference counter 9 waveform shaping circuit 10 DC power supply 11 ... Rotary encoder 12 ... Drive speed detecting means 13 ... Drive time detecting means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02N 2/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02N 2/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】直流電源を用い、誘導性素子をスイッチン
グして発生した交流信号を電気−機械エネルギー変換素
子に印加することにより、該電気−機械エネルギー変換
素子が配置された超音波モータを駆動する、超音波モー
タ駆動回路において、 上記超音波モータの駆動状態を検出するモニタ手段と、 上記超音波モータの駆動速度を検出する駆動速度検出手
段と、上記超音波モータの駆動量を検出する駆動量検出手段
と、 上記駆動量検出手段からの出力が所定の値に達するまで
は、 上記モニタ手段の出力に基づいて、上記交流信号の
周波数を上記超音波モータの共振周波数に追従制御する
第1周波数制御手段と、上記駆動量検出手段からの出力が所定の値に達したとき
に、上記交流信号の周波数を 記憶する下限周波数記憶手
段と、上記駆動量検出手段からの出力が所定の値に達した後
は、 上記駆動速度検出手段の出力に基づいて、上記下限
周波数記憶手段に記憶された周波数より高い周波数範囲
にて、上記交流信号の周波数を制御する第2周波数制御
手段と 具備したことを特徴とする超音波モータ駆動回路。
1. An ultrasonic motor in which an electric-mechanical energy conversion element is disposed by applying an AC signal generated by switching an inductive element to an electro-mechanical energy conversion element using a DC power supply. In the ultrasonic motor driving circuit, a monitoring means for detecting a driving state of the ultrasonic motor, a driving speed detecting means for detecting a driving speed of the ultrasonic motor, and a drive for detecting a driving amount of the ultrasonic motor Amount detection means
If, until the output from the drive detection means reaches a predetermined value
Based on the output of said monitor means, a first frequency control means for follow-up control of the frequency of the AC signal to the resonant frequency of the ultrasonic motor, it reaches the value output predetermined from the drive detection means When
And a lower limit frequency storage means for storing the frequency of the AC signal, after the output from the drive amount detection means reaches a predetermined value.
Shall be based on the output of the driving speed detecting means at the stored frequency higher frequency range to the lower limit frequency storage means, equipped with the second frequency control means for controlling the frequency of the AC signal, the An ultrasonic motor drive circuit characterized by the following.
【請求項2】直流電源を用い、誘導性素子をスイッチン
グして発生した交流信号を電気−機械エネルギー変換素
子に印加することにより、該電気−機械エネルギー変換
素子が配置された超音波モータを駆動する、超音波モー
タ駆動回路において、 上記超音波モータの駆動状態を検出するモニタ手段と、 上記超音波モータの駆動速度を検出する駆動速度検出手
段と、上記超音波モータの駆動時間を検出する駆動時間検出手
段と、 上記駆動時間検出手段からの出力が所定の値に達するま
では、 上記モニタ手段の出力に基づいて、上記交流信号
の周波数を上記超音波モータの共振周波数に追従制御す
る第1周波数制御手段と、上記駆動時間検出手段からの出力が所定の値に達したと
きに、上記交流信号の周波数を 記憶する下限周波数記憶
手段と、上記駆動時間検出手段からの出力が所定の値に達した後
は、 上記駆動速度検出手段の出力に基づいて、上記下限
周波数記憶手段に記憶された周波数より高い周波数範囲
にて、上記交流信号の周波数を制御する第2周波数制御
手段と 具備したことを特徴とする超音波モータ駆動回路。
2. An ultrasonic motor in which the electro-mechanical energy conversion element is disposed by applying an alternating-current signal generated by switching an inductive element to the electro-mechanical energy conversion element using a DC power supply. In the ultrasonic motor driving circuit, a monitoring means for detecting a driving state of the ultrasonic motor, a driving speed detecting means for detecting a driving speed of the ultrasonic motor, and a drive for detecting a driving time of the ultrasonic motor Time detector
And the output from the drive time detecting means reaches a predetermined value.
In, on the basis of the output of said monitor means, a first frequency control means for follow-up control of the frequency of the AC signal to the resonant frequency of the ultrasonic motor, reaches the value output predetermined from the driving time detecting means I did
The lower limit frequency storage means for storing the frequency of the AC signal, and after the output from the drive time detection means reaches a predetermined value.
Shall be based on the output of the driving speed detecting means at the stored frequency higher frequency range to the lower limit frequency storage means, equipped with the second frequency control means for controlling the frequency of the AC signal, the An ultrasonic motor drive circuit characterized by the following.
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