JPH0471373A

JPH0471373A - 超音波モータの電源回路

Info

Publication number: JPH0471373A
Application number: JP2184655A
Authority: JP
Inventors: Yuji Izuno; 有司泉野
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1992-03-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、弾性体とその弾性体を励振する圧電体でなる
振動体を備えた進行波型の超音波モータの前記圧電体に
電力を供給する調音波モータの電源回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の超音波モータの電源回路は、圧電体への
印加電圧を可変することてモータの駆動速度を一定或い
は可変に制御する単一のチョッパ回路を設けて構成して
あり、供給される一次側電源の電圧に応じて、異なるチ
ョッパ回路を有する電源回路を複数種類製造していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来技術によるこの種の超音波モータの電源回
路では、一次側電源の電圧に応じて使用する電源回路を
取り替えねばならず、その管理が大儀であるばかりでな
く、一次側電源の電圧の変動が激しい場合には、安定し
てモータを駆動することが不可能であるという欠点かあ
った。

本発明の目的は上述した従来欠点を解消する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明による超音波モータの
電源回路の特徴構成は、前記電源回路に複数のチョッパ
回路と、所定のチョッパ回路に選択的に切り替える切り
替え手段とを設けて構成してあることにある。

前記電源回路に、一次側電源の電圧に応じて、自動的に
前記チョッパ回路を選択的に切り替える切り替え手段を
設けであることが好ましい。

〔作　用〕

つまり、一次側電源の電圧に応じて、適切なチョッパ回
路を切替選択して使用することで、単一の電源回路のみ
の製造で済む。

さらに、切り替え手段が、一次側電源の電圧により、適
切なチョッパ回路を切替選択することで、人手による切
替え作業が不要となるばかりか、切替え時の選択ミスが
生じることもない。

〔発明の効果〕

従って、本発明による超音波モータの電源回路を用いる
ことで、単一の電源回路の管理のみ行えばよく、極めて
便利になるとともに、一次側電源の電圧の変動が激しい
場合でも、適切なチョッパ回路を切替選択することで、
安定してモータを駆動することが可能となった。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図（イ）及び（ロ）に示すように、超音波モータ（
Ｍ）は、圧電体（１）に弾性体（２）を固着して超音波
の進行波を発生させる振動体（３）としての固定子（３
）と、その固定子（３）に加圧接触して回転する回転子
（４）とて構成してある。

前記圧電体（１）は、周方向に領域（Ａ）、　（Ｂ）に
二分割してあり、各領域（Ａ）、　（Ｂ）は、波長λの
二分の−の間隔で隣合う区分を交互に厚み方向に分極処
理するとともに、それら領域（Ａ）、　（Ｂ）間を四分
の三波長ずらせて配置してある。

前記領域（Ａ）、　（Ｂ）に９０°位相の異なる高周波
電圧を印加することにより、領域（Ａ）、　（Ｂ）に対
応する固定子（３）に発生する定在波か相互に干渉を起
こし、合成されて進行波となる。

即ち、前記回転子（４）は、前記固定子（３）に発生す
る進行波に基づく前記固定子（３）との摩擦力により回
転する。

前記超音波モータ（Ｍ）の駆動制御装置は、第１図（イ
）、　（Ｊ）に示すように、前記圧電体（１）に高周波
電力を供給する電源回路（６）と、前記振動体（３）の
機械的共振周波数と前記圧電体（１）への印加電圧の周
波数の位相差を検出する速度検出手段（７）と、その速
度検出手段（７）の出力信号と前記印加電圧との位相を
比較し、その位相差を設定値に維持するように前記電源
回路（６）の発振周波数を制御する周波数制御手段（８
）と、前記速度検出手段（７）の出力信号に基づき前記
電源回路（６）の出力電圧、即ち、前記圧電体（１）へ
の印加電圧を制御する速度制御手段（９）等で構成して
ある。

前記電源回路（６）は、前記領域（Ａ）、　（Ｂ）に高
周波電圧を印加するインバータ回路（５Ｂ）とチョッパ
回路（５Ａ）をカスケード接続して構成してある。

前記チョッパ回路（５Ａ）は、前記速度制御手段（９）
の出力信号に基づき、駆動回路（ＤＩ）を介してスイッ
チ（Ｓ５）による通流率を変えることて出力電圧を可変
する直流チョッパ回路で、降圧チョッパ回路（５１）、
昇圧チョッパ回路（５２）、昇降圧チョッパ回路（５３
）の三つのチョッパ回路を備えて構成してある。

前記チョッパ回路（５Ａ）には、供給される一次側電源
の電圧に応じて、チョッパ回路（５１）、　（５２）（
５３）のうちの−を選択切替する切り替え手段としての
四速のデイツプスイッチ（ＤＳ＋）、　（ＤＳ２）。

（ＤＳ３）を設けである。

つまり、一次側電源の出力レベル、極性にかかわらず前
記インバータ回路（５Ｂ）に約１０ボルトの電圧が入力
されるようにデイツプスイッチ（ＤＳ、）〜（ＤＳ３）
を切り替えるのである。

例えば、一次側電源出力がＤＣ２４ボルトであれば降圧
チョッパ回路（５１）を、一次側電源出力がＤＣ５ボル
トであれば昇圧チョッパ回路（５２）を、さらに一次側
電源出力かＤＣ−１２ボルトであれば昇降圧チョッパ回
路（５３）を選択するように四速のデイツプスイッチ（
ＳＷ）を切り替えるのである。

前記インバータ回路（５Ｂ）は電源分割形ハーフブリッ
ジインバータを二組組み合わせて、位相が９０°ずれた
二相の方形波を出力するものて、それぞれ昇降用のトラ
ンスを介して前記領域（Ａ）。

（Ｂ）に最大約１００ボルト前後の電圧を印加すへく接
続してある。

これにより、前記超音波モータ（Ｍ）を、一次側の入力
電圧の極性、レベル、さらにその出力レベルの変動、前
記超音波モータ（Ｍ）自体の温度特性による共振周波数
の変動等にかかわらず、電気・機械エネルギー変換効率
のよい電源周波数で、しかも一定の安定した速度を得る
出力電圧値に制御する。

〔別実施例〕

以下に本発明の別実施例を説明する。

先の実施例では、切り替え手段を四速のデイツプスイッ
チて構成しているが、切り替え手段としては、一次側電
源の電圧を検出する電圧検出手段を設けて、その検出出
力に連動して前記チョッパ回路（５Ａ）を選択的に切り
替えるように構成してもよい。

先の実施例では、降圧チョッパ回路（５１）、昇圧チョ
ッパ回路（５２）、昇降圧チョッパ回路（５３）の三つ
のチョッパ回路でチョッパ回路を構成しているが、これ
に限定するものでなく、複数の降圧チョッパ回路（５１
）や昇圧チョッパ回路（５２）等を任意に組み合わせて
電極電圧の種類に対応させて構成してもよい。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すか、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る超音波モータの電源回路の実施例を
示し、第１図（（）、（０）は超音波モータの駆動制御
回路図、第２図（イ）、　（Ｄ）は超音波モータの構成
図である。（１）・・・・・・電圧体、（２）・・・・・・弾性体
、（３）・・・・・・振動体、（５Ａ）・・・・・・チ
ョッパ回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１．弾性体（２）とその弾性体（２）を励振する圧電体
（１）でなる振動体（３）を備えた進行波型の超音波モ
ータの前記圧電体（１）に電力を供給する超音波モータ
の電源回路であって、前記電源回路に複数のチョッパ回路（５Ａ）と、所定の
チョッパ回路（５Ａ）に選択的に切り替える切り替え手
段とを設けて構成してある超音波モータの電源回路。
２．前記電源回路に、一次側電源の電圧に応じて自動的
に前記チョッパ回路（５Ａ）を選択的に切り替える切り
替え手段を設けてある請求項１記載の超音波モータの電
源回路。