JPH04131189U - 超音波モータの駆動電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波モータとその駆動電源装置との接続距
離が長い場合の接続シールド線の静電容量による駆動異
常または駆動不能の不具合をなくすことを目的とする。 【構成】 駆動電源装置の２つの出力トランス４，４′
の２次側のそれぞれにコイル５，５′が並列接続され、
そのコイル５，５′のインダクタンスが超音波モータと
の間に接続されるべきシールド線の静電容量６，６′と
それぞれ駆動出力周波数で並列共振するような値に設定
されたことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は超音波モータの駆動電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

超音波モータは、そのトルクの強さと回転精度の良さからアクチュエータの一 つとして広く用いられている。この超音波モータの駆動装置として、超音波モー タのリング状振動体に接着された圧電セラミックスに進行波を発生させるため、 ９０°位相が異なり周波数が数十ｋＨｚの２つの駆動電圧を出力する電源装置が 用いられる。

【０００３】 圧電セラミックスは印加電圧によって駆動されるため駆動電源装置には出力ト ランスが設けられており、その出力トランスの２次側（出力側）インダクタンス は、駆動電圧の周波数近傍で超音波モータの圧電セラミックスの入力静電容量（ 制動容量）と並列共振するような値に設定されている。 以上のように、超音波モータは高インピーダンス電圧駆動形であるため駆動電 源装置との接続線は余り長くすることはできず、しかも静電シールド線を使用し なければならない。通常約２０cm程度以下の長さのシールド線が用いられている 。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、超音波モータの性能が向上し、小形化されて利用機器の種類が 拡大し超音波モータの取り付け部分から離れて遠くから駆動したいという要求が 増えてきた。例えば超音波モータと駆動電源装置との設置間隔が数十ｍという場 合が生じた。この長さのシールド線で接続すると、シールド線のメータ当たり約 １００ｐＦの静電容量によって、超音波モータの入力静電容量と電源装置の出力 トランスの２次側インダクタンスとで形成されている並列共振回路の共振周波数 が低い方へずれるため、駆動電圧の周波数でのインピーダンスが著しく低下して 駆動電圧が低下し超音波モータが正常な動作をしなくなり異常音を発生したり停 止する場合もある。さらに電流が増加するため出力トランスが発熱して周囲に温 度上昇をもたらしたりすなどの問題を生ずる。

【０００５】 このような場合、出力トランスの２次側のインダクタンスを、使用する予定の 長いシールド線の静電容量と超音波モータの入力静電容量とで所定の周波数で並 列共振するように設定することはできるが、接続シールド線の長さや規格が変わ る毎にその都度出力トランスを設計製作することは工期や価格の点で実際には実 施は困難である。 また、シールド線の規格と長さの各種についてそれに対応する各種の出力トラ ンスを製作して在庫することは経済的な損失を招くことになる等の問題点がある 。 本考案の目的は、このような不具合を改善し、超音波モータと駆動電源装置と の距離が長くても超音波モータを正常に動作させることのできる駆動電源装置を 提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の超音波モータの駆動電源装置は、所定の周波数の発振器の発振出力と 該発振出力を９０°移相器を介して得られる出力とをそれぞれ増幅して出力トラ ンスの２次側から超音波モータを駆動するための２つの駆動出力を得る超音波モ ータの駆動電源装置において、 前記２つの出力トランスの２次側の出力端子のそれぞれに、該２次側巻線と並 列に接続され、前記超音波モータとの間に接続されるべきシールド線が有する静 電容量とにより前記駆動出力周波数で並列共振するようなインダクタンス値を調 節設定することのできるコイルを備えたことを特徴とするものである。

【０００７】

【実施例】

以下図面により本考案を詳細に説明する。 図１〜４はいずれも本考案の実施例を示す回路図である。これらの図において 、１は発振器であり、駆動出力の周波数が設定されている。通常数十ｋＨｚであ り実験では約４０ｋＨｚに設定した。２は９０°移相器である。３，３′は電力 増幅用のトランジスタ、４，４′はその出力トランスである。この出力トランス ４，４′の出力側のインダクタンスは、駆動される超音波モータ８の入力静電容 量と駆動電圧の周波数近傍で並列共振する値に設定されている。７は超音波モー タ８が接続されるシールド線であり、６，６′はその心線とシールド導体との静 電容量を示す。 ５，５′は本考案によって付加されたコイルであり、出力トランス４，４′の 出力側端子と並列に接続されている。 図１の第１の実施例では、５，５′は固定のインダクタンス値を有するコイル であり、シールド線７の規格や長さが一定していて静電容量６，６′のバラツキ が無視できる場合に有効である。なぜならばコイルの構造が簡単であるため経済 的である。このコイル５のインダクタンス値はシールド線７の静電容量６と、ま たコイル５′のインダクタンス値はシールド線７の静電容量６′とそれぞれ駆動 電圧の周波数近傍で並列共振するように設定されている。

【０００８】 図２の第２の実施例は、シールド線７の静電容量６，６′がシールド線７の長 さや規格によりバラツキがある場合に有効である。即ちコイル５，５′をインダ クタンスが可変できる構造とすることにより所定の並列共振の周波数に設定する ことができる。

【０００９】 図３の第３の実施例は、シールド線７の長さの種類が予め標準化され、その静 電容量６，６′の値が何種類かに決定されている場合に有効である。コイル５， ５′にシールド線７の種類に対応するタップを設けておくことにより所定のイン ダクタンスを得ることができる。

【００１０】 図４の第４の実施例は、シールド線７の長さがまちまちでその静電容量６，６ ′の値の範囲が広い場合に有効である。コイル５，５′のインダクタンスを可変 できる構造とし、かつタップを設けていることによりインダクタンスの可変範囲 が広い。

【００１１】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案を実施することにより、超音波モータとの 接続距離が短い場合から長い場合にわたって、超音波モータを最良の状態で駆動 することができる。 さらに、電源装置用の出力トランスは１種類用意すればシールド線の長さや規 格の異なる広い範囲に適用することができるため、多種の応用機器を対象として 予め量産することができ完成品を在庫して短納期の要求に対応することができる 等実用上の効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す回路図

【図２】本考案の第２の実施例を示す回路図

【図３】本考案の第３の実施例を示す回路図

【図４】本考案の第４の実施例を示す回路図

【符号の説明】

１ 発振器 ２ ９０°移相器 ３，３′ トランジスタ ４，４′ 出力トランス ５，５′ コイル ６，６′ シールド線の静電容量 ７ シールド線 ８ 超音波モータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の周波数の発振器の発振出力と該発
   振出力を９０°移相器を介して得られる出力とをそれぞ
   れ増幅して出力トランスの２次側から超音波モータを駆
   動するための２つの駆動出力を得る超音波モータの駆動
   電源装置において、前記２つの出力トランスの２次側の
   出力端子のそれぞれに、該２次側巻線と並列に接続さ
   れ、前記超音波モータとの間に接続されるべきシールド
   線が有する静電容量とにより前記駆動出力周波数で並列
   共振するようなインダクタンス値を調節設定することの
   できるコイルを備えたことを特徴とする超音波モータの
   駆動電源装置。