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JP2014090607A - Motor controller - Google Patents

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JP2014090607A
JP2014090607A JP2012239844A JP2012239844A JP2014090607A JP 2014090607 A JP2014090607 A JP 2014090607A JP 2012239844 A JP2012239844 A JP 2012239844A JP 2012239844 A JP2012239844 A JP 2012239844A JP 2014090607 A JP2014090607 A JP 2014090607A
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JP
Japan
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motor
piezoelectric element
stator
control device
motor control
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012239844A
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Japanese (ja)
Inventor
Chihiro Saito
千尋 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Namiki Precision Jewel Co Ltd
Original Assignee
Namiki Precision Jewel Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Namiki Precision Jewel Co Ltd filed Critical Namiki Precision Jewel Co Ltd
Priority to JP2012239844A priority Critical patent/JP2014090607A/en
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller capable of detecting and controlling rotational speeds of a motor with a simple small configuration.SOLUTION: The motor controller includes: a control motor A with a piezoelectric element 20; a charge amplifier 30 that converts an output signal of the piezoelectric element 20 into a voltage; processing means 40 that analyzes a frequency of a signal output from the charge amplifier 30 and transmits a control signal according to the analysis result; and a motor driver 50 that supplies electric power corresponding to the control signal of the processing means 40 to the motor 10.

Description

本発明は、小型モータの回転速度を検出し制御するモータ制御装置に関するものである。   The present invention relates to a motor control device that detects and controls the rotational speed of a small motor.

近年、画像診断の手法に光の干渉性を利用したOCT(光干渉断層撮影)技術が注目されている。光源として波長1300nm程度の近赤外線を用いることが多いが、近赤外線は生体に対して非侵襲性であり、また超音波よりも波長が短いために空間分解能に優れており、おおよそ10〜20μmの識別が可能となることから、特に医療現場での活躍が期待されている。OCT内視鏡の代表的な構造は、例えば、特許文献1に示されている通りである。   In recent years, OCT (optical coherence tomography) technology using light coherence has attracted attention as a method of image diagnosis. Near-infrared light having a wavelength of about 1300 nm is often used as a light source, but near-infrared light is non-invasive to living bodies and has a shorter wavelength than ultrasonic waves, so it has excellent spatial resolution, approximately 10 to 20 μm. Since it can be identified, it is expected to play an active role especially in the medical field. A typical structure of an OCT endoscope is, for example, as shown in Patent Document 1.

特許文献1に示すOCT内視鏡では、小型のモータ(44)の回転力によりレンズユニット(39)を回転しながら、該レンズユニット(39)に入射される光を画像処理するようにしている。このため、画像が乱れないようにレンズユニット(39)の回転速度を高精度に制御する必要があり、特許文献1のOCT内視鏡では、モータ(44)と同期回転する回転シャフト(146)の回転速度をエンコーダー(46)により検出し、その回転速度が指定された速度になるようにモーター(44)を制御している。   In the OCT endoscope shown in Patent Document 1, the light incident on the lens unit (39) is image-processed while the lens unit (39) is rotated by the rotational force of a small motor (44). . For this reason, it is necessary to control the rotation speed of the lens unit (39) with high accuracy so as not to disturb the image. In the OCT endoscope of Patent Document 1, the rotation shaft (146) that rotates synchronously with the motor (44). Is detected by an encoder (46), and the motor (44) is controlled so that the rotation speed becomes a designated speed.

しかしながら、前記した従来技術では、エンコーダー(46)による回転数検出のために回転シャフト(146)等の露出した回転部分が必要であり、エンコーダー(46)の設置個所の制約が生じ易い。また、エンコーダー(46)を構成するLEDや受光素子、円盤等を具備するため、その構成が複雑で大型化し易い。   However, in the above-described prior art, an exposed rotating portion such as the rotating shaft (146) is required for detecting the number of rotations by the encoder (46), and the installation location of the encoder (46) is likely to be restricted. In addition, since the encoder (46) includes an LED, a light receiving element, a disk, and the like, the configuration is complicated and easily increased in size.

特開2004−223269号公報JP 2004-223269 A

本発明は上記従来事情に鑑みてなされたものである。その課題とする処は、簡素で小型な構造であり、小型モータの速度制御を可能にするモータ制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances. The problem is to provide a motor control device that has a simple and small structure and enables speed control of a small motor.

上記課題を解決するための一手段は、モータと、該モータの回転不能部位に固定された圧電素子と、該圧電素子の出力信号を周波数解析した結果に基づき回転速度を求める処理手段とを具備したことを特徴とする。   One means for solving the above problem includes a motor, a piezoelectric element fixed to a non-rotatable portion of the motor, and a processing means for obtaining a rotational speed based on a result of frequency analysis of an output signal of the piezoelectric element. It is characterized by that.

本発明は、以上説明したように構成されているので、簡素で小型な構造で、かつ小型モータの速度制御を可能にする。   Since the present invention is configured as described above, it is possible to control the speed of a small motor with a simple and small structure.

本発明に係るモータ制御装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the motor control apparatus which concerns on this invention. 同モータ制御装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the motor control apparatus. 圧電素子の出力信号に基づき計算された振幅波形を示す図である。It is a figure which shows the amplitude waveform calculated based on the output signal of a piezoelectric element. 指令回転速度と検出回転速度との関係を示す表及びグラフである。It is the table | surface and graph which show the relationship between instruction | command rotation speed and detection rotation speed. 制御用モータの他例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the motor for control.

本実施の形態の第一の特徴は、モータと、該モータの回転不能部位に固定された圧電素子と、該圧電素子の出力信号を周波数解析した結果に基づき回転速度を求める処理手段とを具備した。
ここで、前記回転不能部位とは、モータにおける回転する部位(例えば回転子や出力軸等)に相対し回転しない部位であればよく、具体例としては、固定子や該固定子の周囲に設けられたケース、軸受部材等が挙げられる。
前記構成によれば、圧電素子をモータの回転不能部位に固定すればよいので、回転部分を検出するようにした従来技術等と比較し、圧電素子の設置位置の制約が少ない。また、感知部分を圧電素子を主体とした簡素で小型な構造とすることができる。
The first feature of the present embodiment includes a motor, a piezoelectric element fixed to a non-rotatable portion of the motor, and processing means for obtaining a rotation speed based on a result of frequency analysis of an output signal of the piezoelectric element. did.
Here, the non-rotatable portion may be a portion that does not rotate relative to a rotating portion (for example, a rotor, an output shaft, etc.) in the motor. As a specific example, it is provided around the stator or the stator. Case, bearing member, and the like.
According to the above configuration, since the piezoelectric element only needs to be fixed to a non-rotatable portion of the motor, there are few restrictions on the installation position of the piezoelectric element as compared with the prior art in which the rotating portion is detected. In addition, the sensing portion can have a simple and small structure mainly including a piezoelectric element.

第二の特徴は、高精度な速度制御を行う態様として、前記処理手段は、前記回転速度を予め入力された指令回転速度に近づけるようにフィードバック制御する。   A second feature is a mode in which high-accuracy speed control is performed, and the processing means performs feedback control so that the rotation speed approaches a command rotation speed input in advance.

第三の特徴は、高精度に回転速度を算出する具体的態様として、前記処理手段は、前記圧電素子の出力信号を周波数毎に検出し、前記出力信号のレベルが最大となる周波数を求め、この周波数を回転速度に換算する。   The third feature is as a specific mode for calculating the rotational speed with high accuracy, the processing means detects the output signal of the piezoelectric element for each frequency, and obtains the frequency at which the level of the output signal is maximized, This frequency is converted into a rotation speed.

第四の特徴は、より小型な具体的態様として、前記モータの最大径を3mm以下とする。   The fourth feature is that the maximum diameter of the motor is 3 mm or less as a more specific embodiment.

第五の特徴は、特に、小型で生産性が高い態様として、前記モータが固定子と該固定子内で回転する回転子とを有するインナーローター型モータであり、前記圧電素子は、前記固定子の外周に薄膜状に固定されている。   The fifth feature is an inner rotor type motor in which the motor has a stator and a rotor that rotates within the stator, and the piezoelectric element is the stator. Is fixed to the outer periphery of the thin film.

第六の特徴は、より生産性が高い具体的態様として、前記圧電素子は、可撓性を有するフィルム状に形成され、前記固定子の外周に巻かれている。   According to a sixth aspect, as a specific aspect with higher productivity, the piezoelectric element is formed in a flexible film shape and is wound around the outer periphery of the stator.

第七の特徴は、より生産性が高い他の具体的態様として、前記圧電素子は、圧電性を有する合成樹脂材料からなり、前記固定子の外周に筒状に一体成形されている。   According to a seventh feature, as another specific aspect with higher productivity, the piezoelectric element is made of a synthetic resin material having piezoelectricity, and is integrally formed in a cylindrical shape on the outer periphery of the stator.

また、本実施の形態に含まれるが、上記特徴とは独立した好ましい特徴を有する発明としては、固定子と該固定子内で回転する回転子とを有するモータと、前記固定子の外周に固定された薄膜状の圧電素子とを具備して、制御用モータを構成する。
この制御用モータによれば、薄膜状の圧電素子により該モータの振動、速度及び加速度を測定できる上、圧電素子の出力信号を周波数解析すれば、該モータの回転速度を求めることができ、さらには、この回転速度に応じて該モータを制御することが可能である。
Further, although included in the present embodiment, the invention having a preferable feature independent of the above features includes a motor having a stator and a rotor that rotates within the stator, and is fixed to the outer periphery of the stator. And a thin film piezoelectric element. A control motor is configured.
According to this control motor, the vibration, speed and acceleration of the motor can be measured with a thin film piezoelectric element, and the rotational speed of the motor can be obtained by frequency analysis of the output signal of the piezoelectric element. The motor can be controlled in accordance with the rotational speed.

次に、上記特徴を含む本実施の形態の好ましい具体例を、図面に基づいて詳細に説明する。   Next, a preferred specific example of the present embodiment including the above features will be described in detail with reference to the drawings.

モータ制御装置1は、図1に示すように、圧電素子20を備えた制御用モータAと、圧電素子20の出力信号を電圧に変換するチャージアンプ30と、チャージアンプ30から出力した信号を周波数解析するとともにその解析結果に応じて制御信号を発する処理手段40と、処理手段40の制御信号に応じた電力をモータ10へ供給するモータドライバ50とを具備している。   As shown in FIG. 1, the motor control apparatus 1 includes a control motor A including a piezoelectric element 20, a charge amplifier 30 that converts an output signal of the piezoelectric element 20 into a voltage, and a signal output from the charge amplifier 30 as a frequency. The processing means 40 which analyzes and emits a control signal according to the analysis result, and the motor driver 50 which supplies the electric power according to the control signal of the processing means 40 to the motor 10 are provided.

制御用モータAは、モータ10と、該モータ10の外周に固定された薄膜状の圧電素子20とを具備している。   The control motor A includes a motor 10 and a thin film piezoelectric element 20 fixed to the outer periphery of the motor 10.

モータ10は、円筒状の固定子11と、該固定子11内で回転するように軸受部材等を介して回転自在に支持された回転子14(図5参照)と、該回転子14の中心部に一体回転可能に固定された出力軸12とを具備してなるインナーローター型のモータである(図1及び図2参照)。更に詳しくは、固定子11の内周部に電磁コイルを配置しているともに、回転子14が永久磁石でできているインナーローターマグネット型のブラシレスDCモータである。
このモータ10の最大径(図示例によれば固定子11の外径)は、φ3mm以下である。
The motor 10 includes a cylindrical stator 11, a rotor 14 (see FIG. 5) rotatably supported via a bearing member or the like so as to rotate within the stator 11, and the center of the rotor 14. This is an inner rotor type motor comprising an output shaft 12 fixed to the unit so as to be integrally rotatable (see FIGS. 1 and 2). More specifically, this is an inner rotor magnet type brushless DC motor in which an electromagnetic coil is disposed on the inner peripheral portion of the stator 11 and the rotor 14 is made of a permanent magnet.
The maximum diameter of the motor 10 (the outer diameter of the stator 11 according to the illustrated example) is 3 mm or less.

固定子11は、円筒状のケーシング内に所定のパターンで電磁コイルを配置している。前記電磁コイルには電力を供給するための電極(図示せず)が固定され、該電極には電線13が接続される。この電線13は、固定子11の外部に露出され(図2参照)、後述するモータドライバ50の出力端子に電気的に接続される。
そして、この固定子11の外周面には、圧電素子20が接触して固定される。
The stator 11 has electromagnetic coils arranged in a predetermined pattern in a cylindrical casing. An electrode (not shown) for supplying power is fixed to the electromagnetic coil, and an electric wire 13 is connected to the electrode. The electric wire 13 is exposed to the outside of the stator 11 (see FIG. 2) and is electrically connected to an output terminal of a motor driver 50 described later.
The piezoelectric element 20 is fixed in contact with the outer peripheral surface of the stator 11.

圧電素子20は、モータ10の回転振動により慣性力を受けると電荷を生じる圧電型加速度センサであり、本実施の形態の好ましい一例によれば、固定子11の外周に薄膜状に設けられる。
詳細に説明すれば、この圧電素子20は、可撓性を有する矩形状の圧電フィルム、具体的には、ポリフッ化ビニリデン(PolyVinylidene DiFluoride、PVDF)からなる所謂ピエゾフィルムであり、その一端側に、信号出力のための電線21(図2参照)を接続している。
The piezoelectric element 20 is a piezoelectric acceleration sensor that generates an electric charge when it receives an inertial force due to the rotational vibration of the motor 10.
More specifically, the piezoelectric element 20 is a rectangular piezoelectric film having flexibility, specifically, a so-called piezoelectric film made of polyvinylidene fluoride (PolyVinylidene DiFluoride, PVDF). An electric wire 21 (see FIG. 2) for signal output is connected.

そして、この圧電素子20は、図示した好ましい一例によれば、固定子11の軸方向の略全長にわたって連続し、且つ固定子11の周方向の略全周にわたっても連続するように固定子11の外周面に巻き付けられ、接着剤等を介して固定される。
この構成によれば、圧電素子20とモータ10の接触面積を比較的多くして、圧電素子20による感知精度を向上することができる。
And according to the illustrated preferred example, the piezoelectric element 20 is continuous over substantially the entire length of the stator 11 in the axial direction, and is also continuous over substantially the entire circumference of the stator 11 in the circumferential direction. It is wound around the outer peripheral surface and fixed via an adhesive or the like.
According to this configuration, the contact area between the piezoelectric element 20 and the motor 10 can be made relatively large, and the sensing accuracy by the piezoelectric element 20 can be improved.

また、図1に示すように、チャージアンプ30は、圧電素子20によって発生した電荷を電圧に変換して出力する電子回路である。   As shown in FIG. 1, the charge amplifier 30 is an electronic circuit that converts electric charges generated by the piezoelectric element 20 into a voltage and outputs the voltage.

処理手段40は、圧電素子20の出力信号に応じてチャージアンプ30から出力された電圧信号を周波数毎に検出(周波数解析)し、信号レベルが最大となる周波数を求め、この周波数を回転速度に換算するとともに、この回転速度を予め入力された指令回転速度(目標値)に近づけるように処理手段40へ制御信号を出力する電子回路である。この処理手段40は、例えば、FFTアナライザ及びマイクロプロセッサ等を適宜に組み合わせて構成することが可能である。   The processing means 40 detects the voltage signal output from the charge amplifier 30 according to the output signal of the piezoelectric element 20 for each frequency (frequency analysis), obtains the frequency at which the signal level is maximum, and sets this frequency as the rotational speed. It is an electronic circuit that converts and outputs a control signal to the processing means 40 so that the rotational speed approaches a command rotational speed (target value) input in advance. The processing means 40 can be configured by appropriately combining, for example, an FFT analyzer and a microprocessor.

図3は、チャージアンプ30からの入力信号をFFTアナライザにより離散的にサンプリングし、そのサンプリング結果をディスプレイ表示したものである。
処理手段40は、チャージアンプ30から入力した信号波形について、信号レベルが最大となる周波数(図3によれば矢印で示すピーク波形の周波数)を自動選択する。そして、選択された周波数を60倍することで、1分間あたりの回転速度(RPM)を算出する。
そして、処理手段40は、前記のようにして算出した回転速度(以降、検出回転速度と称する)と、予め入力された指令回転速度(目標値)とを比較し、その差を小さくするようにモータドライバ50へフィードバック信号を出力する。
FIG. 3 shows an input signal from the charge amplifier 30 which is discretely sampled by an FFT analyzer and the sampling result is displayed on the display.
The processing means 40 automatically selects the frequency (the peak waveform frequency indicated by the arrow in FIG. 3) at which the signal level is maximum for the signal waveform input from the charge amplifier 30. Then, the rotational frequency (RPM) per minute is calculated by multiplying the selected frequency by 60.
Then, the processing means 40 compares the rotational speed calculated as described above (hereinafter referred to as a detected rotational speed) with a command rotational speed (target value) input in advance, and reduces the difference. A feedback signal is output to the motor driver 50.

なお、前記ピーク波形の自動選択の精度を向上するために、前記信号波形にフィルタをかけてピーク波形を強調したり、予め設定された選択範囲中からピーク波形を選択したり等の処理を加えてもよい。
また、図3に示す一例では、チャージアンプ30の入力信号を、振動振幅値に換算した値で表現しているが、他例としては、同入力信号を速度や加速度の値として表現することも可能である。
In addition, in order to improve the accuracy of automatic selection of the peak waveform, processing such as filtering the signal waveform to emphasize the peak waveform or selecting a peak waveform from a preset selection range is added. May be.
In the example shown in FIG. 3, the input signal of the charge amplifier 30 is expressed by a value converted into a vibration amplitude value. However, as another example, the input signal may be expressed as a value of speed or acceleration. Is possible.

また、モータドライバ50は、処理手段40から入力されるフィードバック信号に応じてモータ10への供給電力を変化させて、モータ10の回転速度を制御する電子回路である。   The motor driver 50 is an electronic circuit that controls the rotational speed of the motor 10 by changing the power supplied to the motor 10 in accordance with the feedback signal input from the processing means 40.

次に、上記構成の制御用モータAを用いて、指令回転速度(目標値)と、検出回転速度との関係を測定した実験結果について説明する。
この実験の実験装置は、上記構成のモータ制御装置1と略同様の構成であるが、フィードバック制御は行わず、入力される指令回転速度に応じた制御指令をモータドライバ50に加え、モータドライバ50から出力される電力によってモータ10を回転させ、その際の回転速度をチャージアンプ30及び処理手段40によって検出する。
Next, experimental results obtained by measuring the relationship between the command rotational speed (target value) and the detected rotational speed using the control motor A having the above configuration will be described.
The experimental apparatus of this experiment has substantially the same configuration as the motor control apparatus 1 configured as described above. However, the feedback control is not performed, and a control command corresponding to the input command rotational speed is applied to the motor driver 50, so that the motor driver 50 The motor 10 is rotated by the electric power output from the charging amplifier 30 and the rotation speed at that time is detected by the charge amplifier 30 and the processing means 40.

図4の表及びグラフ中、指令回転速度(Output Speed)は、予め処理手段40に入力され記憶装置(図示せず)に記憶された回転速度(目標値)である。また、同表及びグラフ中、検出回転速度(Motor Rotating Speed)は、圧電素子20の出力信号に基づき処理手段40によって算出された回転速度である。
図4の表及びグラフに示すように、指令回転速度と検出回転速度との関係は、R2(決定係数)=0.9999≒1となり、高い相関性を有することがわかる。
In the table and graph of FIG. 4, the command rotational speed (Output Speed) is a rotational speed (target value) input in advance to the processing means 40 and stored in a storage device (not shown). In the table and graph, the detected rotation speed (Motor Rotating Speed) is a rotation speed calculated by the processing means 40 based on the output signal of the piezoelectric element 20.
As shown in the table and graph of FIG. 4, the relationship between the command rotational speed and the detected rotational speed is R2 (determination coefficient) = 0.9999≈1, indicating that there is a high correlation.

よって、本実施の形態のモータ制御装置1を用いてモータ10をフィードバック制御すれば、高精度の速度制御が可能である。
また、このモータ制御装置1によれば、モータ10外周に圧電素子20を巻き付けた簡素な構造であるため、回転軸の回転量をエンコーダを用いて検出するようにした従来技術と比較し、モータに対するセンサ等の設置位置の制約を生じ難く、特に、外径3mm以下の小型モータに適用した場合でも、容易に圧電素子20を装着することができるので、生産性に優れている。
Therefore, if the motor 10 is feedback-controlled using the motor control device 1 of the present embodiment, highly accurate speed control is possible.
Further, according to this motor control device 1, since the piezoelectric element 20 is wound around the outer periphery of the motor 10, the motor control device 1 is compared with the conventional technology in which the amount of rotation of the rotary shaft is detected using an encoder. In particular, even when applied to a small motor having an outer diameter of 3 mm or less, the piezoelectric element 20 can be easily mounted, so that the productivity is excellent.

次に、他の実施の形態である制御用モータB(図5参照)について説明する。なお、この制御用モータBは、上記制御用モータAの一部を変更したものであるため、主にその変更部分について詳細に説明し、同一部分については重複する説明を省略する。   Next, a control motor B (see FIG. 5) which is another embodiment will be described. The control motor B is obtained by changing a part of the control motor A. Therefore, the changed part will be mainly described in detail, and overlapping description of the same part will be omitted.

この制御用モータBは、上記構成の制御用モータAに対し、圧電素子20を圧電素子20'に置換した構成とされる。
圧電素子20'は、圧電性を有する合成樹脂材料(好ましい一例としては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF))を、固定子11と回転子14とからなるモータ10の外周面に、全周にわたって連続する筒状に一体成形し、この合成樹脂材料に信号出力のための電極(図示せず)を設けることで構成される。
そして、この制御用モータBは、上記モータ制御装置1の制御用モータAと置換されることで、上記モータ制御装置1と略同様のモータ制御装置(図示せず)を構成する。
The control motor B has a configuration in which the piezoelectric element 20 is replaced with a piezoelectric element 20 ′ with respect to the control motor A configured as described above.
The piezoelectric element 20 ′ is made of a synthetic resin material having piezoelectricity (polyvinylidene fluoride (PVDF) as a preferable example) continuously on the outer peripheral surface of the motor 10 including the stator 11 and the rotor 14 over the entire circumference. It is formed by integrally molding into a cylindrical shape and providing an electrode (not shown) for signal output on this synthetic resin material.
The control motor B constitutes a motor control device (not shown) that is substantially the same as the motor control device 1 by being replaced with the control motor A of the motor control device 1.

制御用モータBを用いたモータ制御装置(図示せず)によれば、モータ10と圧電素子20'とを一体的に構成しているため、モータ10から圧電素子20'への振動の伝達効率が向上し、その結果、回転速度の感知精度が向上する。
また、圧電素子20'がモータ10から剥離し難い構造であるため、取り扱いが容易で、生産性及び耐久性にも優れている。
According to the motor control device (not shown) using the control motor B, since the motor 10 and the piezoelectric element 20 ′ are integrally formed, the transmission efficiency of vibration from the motor 10 to the piezoelectric element 20 ′ is increased. As a result, the rotational speed sensing accuracy is improved.
Further, since the piezoelectric element 20 ′ has a structure that is difficult to peel off from the motor 10, it is easy to handle and excellent in productivity and durability.

なお、制御用モータA(又はB)と、チャージアンプ30と、処理手段40と、モータドライバ50とは、それぞれ別体の装置を電気配線してなる態様としてもよいし、その一部又は全部を一体的に構成した態様としてもよい。   The control motor A (or B), the charge amplifier 30, the processing means 40, and the motor driver 50 may be configured by electrically wiring separate devices, or part or all of them. It is good also as an aspect which comprised these.

また、上記実施の形態によれば、特にOCT内視鏡へ適用するのに好ましい一例として、モータ10の外径を3mm以下としたが、他例としては、モータ10の外径を3mmよりも大きくすることも可能である。   Further, according to the above-described embodiment, the outer diameter of the motor 10 is set to 3 mm or less as a preferable example particularly for application to an OCT endoscope. However, as another example, the outer diameter of the motor 10 is set to be less than 3 mm. It is also possible to enlarge it.

また、上記実施の形態によれば、特に生産性が高い具体例として、圧電素子20(又は20')をモータ10外周に設けたが、他例としては、圧電素子20(又は20')をモータ10外周以外の回転不能部位(例えば、モータ10前後の軸受部材等)に設けることも可能である。さらに、アウターロータータイプのモータを構成し、該モータの中心側の固定軸に圧電素子20(又は20')を設けることも可能である。   Further, according to the above embodiment, the piezoelectric element 20 (or 20 ′) is provided on the outer periphery of the motor 10 as a specific example with particularly high productivity, but as another example, the piezoelectric element 20 (or 20 ′) is provided. It is also possible to provide in non-rotatable parts (for example, bearing members before and behind the motor 10) other than the outer periphery of the motor 10. Further, it is possible to configure an outer rotor type motor, and to provide the piezoelectric element 20 (or 20 ′) on the fixed shaft on the center side of the motor.

また、上記実施の形態によれば、圧電素子20(又は20')をポリフッ化ビニリデン(PVDF)により構成しているが、他の圧電材料から構成することも可能である。   Moreover, according to the said embodiment, although the piezoelectric element 20 (or 20 ') is comprised by the polyvinylidene fluoride (PVDF), it is also possible to comprise from another piezoelectric material.

また、上記実施の形態によれば、特に感知性能の高い態様として圧電素子20(又は20')をモータ10の軸方向全長、及び全周にわたって設けたが、他例としては、圧電素子20(又は20')を周方向の一部分に設けた態様や、モータ10の軸方向の一部分に設けた態様等とすることも可能である。   Further, according to the above-described embodiment, the piezoelectric element 20 (or 20 ′) is provided over the entire axial length and the entire circumference of the motor 10 as an aspect with particularly high sensing performance. As another example, the piezoelectric element 20 ( Alternatively, a mode in which 20 ′) is provided in a part in the circumferential direction, a mode in which a part in the axial direction of the motor 10 is provided, or the like is also possible.

また、上記実施の形態によれば、特に速度制御性の良い小型の制御用モータを構成するためにモータ10をインナーローターマグネット型のブラシレスDCモータとしたが、
このモータは、回転不能部位を有する回転式のモータであればよい。
他例としては、固定子11の内周部に永久磁石を配置し、回転子に電磁石を用いた永久磁石界磁形の整流子モータや、或いは、ステッピングモータ、サーボモータ、交流モータ等とすることも可能である。
Further, according to the above embodiment, the motor 10 is an inner rotor magnet type brushless DC motor in order to constitute a small control motor with particularly good speed controllability.
This motor may be a rotary motor having a non-rotatable portion.
As another example, a permanent magnet is disposed on the inner periphery of the stator 11 and a permanent magnet field commutator motor using an electromagnet as a rotor, or a stepping motor, servo motor, AC motor, etc. It is also possible.

1:モータ制御装置
10:モータ
11:固定子
14:回転子
20,20':圧電素子
30:チャージアンプ
40:処理手段
50:モータドライバ
A,B:制御用モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Motor control apparatus 10: Motor 11: Stator 14: Rotor 20, 20 ': Piezoelectric element 30: Charge amplifier 40: Processing means 50: Motor driver A, B: Motor for control

Claims (7)

モータと、該モータの回転不能部位に固定された圧電素子と、該圧電素子の出力信号を周波数解析した結果に基づき回転速度を求める処理手段とを具備したことを特徴とするモータ制御装置。   A motor control device comprising: a motor; a piezoelectric element fixed to a non-rotatable portion of the motor; and processing means for obtaining a rotational speed based on a result of frequency analysis of an output signal of the piezoelectric element. 前記処理手段は、前記回転速度を予め入力された指令回転速度に近づけるようにフィードバック制御することを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the processing unit performs feedback control so that the rotation speed approaches a command rotation speed input in advance. 前記処理手段は、前記圧電素子の出力信号を周波数毎に検出し、前記出力信号のレベルが最大となる周波数を求め、この周波数を回転速度に換算することを特徴とする請求項1又は2記載のモータ制御装置。   The said processing means detects the output signal of the said piezoelectric element for every frequency, calculates | requires the frequency from which the level of the said output signal becomes the maximum, and converts this frequency into a rotational speed, The Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. Motor control device. 前記モータの最大径が3mm以下であることを特徴とする請求項1〜3何れか1項記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein a maximum diameter of the motor is 3 mm or less. 前記モータが固定子と該固定子内で回転する回転子とを有するインナーローター型モータであり、前記圧電素子は、前記固定子の外周に薄膜状に固定されていることを特徴とする請求項1〜4何れか1項記載のモータ制御装置。   The motor is an inner rotor type motor having a stator and a rotor that rotates in the stator, and the piezoelectric element is fixed to the outer periphery of the stator in a thin film shape. The motor control device according to any one of 1 to 4. 前記圧電素子は、可撓性を有するフィルム状に形成され、前記固定子の外周に巻かれていることを特徴とする請求項5記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 5, wherein the piezoelectric element is formed in a flexible film shape and is wound around an outer periphery of the stator. 前記圧電素子は、圧電性を有する合成樹脂材料からなり、前記固定子の外周に筒状に一体成形されていることを特徴とする請求項5記載のモータ制御装置。   6. The motor control device according to claim 5, wherein the piezoelectric element is made of a synthetic resin material having piezoelectricity, and is integrally formed in a cylindrical shape on an outer periphery of the stator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020010649A1 (en) * 2018-07-13 2020-01-16 深圳永士达医疗科技有限公司 Direct-drive module for oct

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