JPH0732896B2 - 圧電振動子の駆動装置 - Google Patents
圧電振動子の駆動装置Info
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- JPH0732896B2 JPH0732896B2 JP59266427A JP26642784A JPH0732896B2 JP H0732896 B2 JPH0732896 B2 JP H0732896B2 JP 59266427 A JP59266427 A JP 59266427A JP 26642784 A JP26642784 A JP 26642784A JP H0732896 B2 JPH0732896 B2 JP H0732896B2
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、超音波加工等を行うための機械構造体に圧電
素子を装着した圧電振動子を効率よく駆動するための圧
電振動子の駆動装置に関する。
素子を装着した圧電振動子を効率よく駆動するための圧
電振動子の駆動装置に関する。
（従来の技術） 超音波加工等を実行する場合には、例えば第３図のよう
に、圧電素子TDをホーン等の機械構造体１に一体化した
圧電振動子が利用される。
に、圧電素子TDをホーン等の機械構造体１に一体化した
圧電振動子が利用される。
第４図は圧電素子TD自体の基本共振特性Ａと、機械構造
体を含む圧電振動子の共振特性（無負荷時Ｂ、負荷時点
線Ｃ）とを示すものである。この図からわかるように、
圧電振動子の共振特性はＡより低い周波数帯に存在し、
該圧電振動子に仕事をさせて機械的な負荷をかければ、
無負荷時の共振特性Ｂよりもさらに低い方に共振特性Ｃ
が現れる。なお、各共振特性A,B,Cは、最低インピーダ
ンス点frと最高インピーダンス点farは２つの共振点を
それぞれ持っている。
体を含む圧電振動子の共振特性（無負荷時Ｂ、負荷時点
線Ｃ）とを示すものである。この図からわかるように、
圧電振動子の共振特性はＡより低い周波数帯に存在し、
該圧電振動子に仕事をさせて機械的な負荷をかければ、
無負荷時の共振特性Ｂよりもさらに低い方に共振特性Ｃ
が現れる。なお、各共振特性A,B,Cは、最低インピーダ
ンス点frと最高インピーダンス点farは２つの共振点を
それぞれ持っている。
第５図は圧電振動子のインピーダンス、電流、及び圧電
振動子の作業力の周波数特性を本発明者が実験により求
めたものである。第５図上段のインピーダンスの周波数
特性は、実線が無負荷の場合、１点鎖線が中程度の機械
的負荷の場合、点線が重い負荷の場合をそれぞれ示して
おり、これから負荷が重くなるに従って最低インピーダ
ンス点fr及び最高インピーダンス点farが低い方向にず
れていくことがわかる。また、第５図中段の電流も実線
が無負荷の場合、１点鎖線が中程度の機械的負荷の場
合、点線が重い負荷の場合をそれぞれ示しており、負荷
が重くなると電流のピーク部分が低い周波数に広がるこ
とを示している。また、第５図下段の圧電振動子の作業
力は最低インピーダンス点frよりもむしろ低い周波数の
所に最大点が存在し、電流値は最大値よりも若干低い値
におさまることが新たに判明した。
振動子の作業力の周波数特性を本発明者が実験により求
めたものである。第５図上段のインピーダンスの周波数
特性は、実線が無負荷の場合、１点鎖線が中程度の機械
的負荷の場合、点線が重い負荷の場合をそれぞれ示して
おり、これから負荷が重くなるに従って最低インピーダ
ンス点fr及び最高インピーダンス点farが低い方向にず
れていくことがわかる。また、第５図中段の電流も実線
が無負荷の場合、１点鎖線が中程度の機械的負荷の場
合、点線が重い負荷の場合をそれぞれ示しており、負荷
が重くなると電流のピーク部分が低い周波数に広がるこ
とを示している。また、第５図下段の圧電振動子の作業
力は最低インピーダンス点frよりもむしろ低い周波数の
所に最大点が存在し、電流値は最大値よりも若干低い値
におさまることが新たに判明した。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、従来の圧電振動子の駆動方式は、無負荷時の
最低インピーダンス点frと最高インピーダンス点farと
の間である第５図の周波数範囲Ｄ内の一定周波数で圧電
振動子を駆動していた。そして、圧電振動子の機械的負
荷の変動に伴う共振点の変動は無視し、共振点が変化し
たときの効率の低下は、駆動電力に余剰容量を持たせる
ことにより解決していた。しかし、駆動電力に余剰容量
を持たせることは装置の大型化を招き、また圧電振動子
の熱損失も大きくなる嫌いがある。
最低インピーダンス点frと最高インピーダンス点farと
の間である第５図の周波数範囲Ｄ内の一定周波数で圧電
振動子を駆動していた。そして、圧電振動子の機械的負
荷の変動に伴う共振点の変動は無視し、共振点が変化し
たときの効率の低下は、駆動電力に余剰容量を持たせる
ことにより解決していた。しかし、駆動電力に余剰容量
を持たせることは装置の大型化を招き、また圧電振動子
の熱損失も大きくなる嫌いがある。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の点に鑑み、圧電振動子を機械的負荷状
態に応じて常に最適駆動条件で駆動可能で高効率の圧電
振動子の駆動装置を提供しようとするものである。
態に応じて常に最適駆動条件で駆動可能で高効率の圧電
振動子の駆動装置を提供しようとするものである。
本発明の圧電振動子の駆動装置は、発振周波数を制御す
る制御電圧により発振周波数を可変できる電圧制御発振
回路と、 該電圧制御発振回路の発振出力を増幅して圧電振動子を
駆動する増幅回路と、 該増幅回路の出力電流を検出し、該出力電流に比例した
電圧と基準電圧との差に応じて抵抗を介してコンデンサ
の両端に前記制御電圧を出力して、周波数追尾により前
記増幅回路の出力電流をほぼ一定値に制御する帰還ルー
プを構成する検出制御回路と、 前記コンデンサにPUTを並列接続し、かつ該PUTのゲート
に一定ゲート電圧を印加し、前記制御電圧が前記ゲート
電圧で定まる設定レベルになったとき、前記PUTが導通
することで前記制御電圧を零とし、前記電圧制御発振回
路の発振周波数を下限設定値周波数から上限設定値周波
数に向けて掃引する周波数掃引回路とを備え、 前記周波数掃引回路の掃引周波数の範囲を前記圧電振動
子が有負荷時において１つの最低インピーダンス点を持
つ範囲に限定し、かつ前記上限設定値周波数を前記圧電
振動子の無負荷時の最低インピーダンス点以下に設定し
たことを特徴としている。
る制御電圧により発振周波数を可変できる電圧制御発振
回路と、 該電圧制御発振回路の発振出力を増幅して圧電振動子を
駆動する増幅回路と、 該増幅回路の出力電流を検出し、該出力電流に比例した
電圧と基準電圧との差に応じて抵抗を介してコンデンサ
の両端に前記制御電圧を出力して、周波数追尾により前
記増幅回路の出力電流をほぼ一定値に制御する帰還ルー
プを構成する検出制御回路と、 前記コンデンサにPUTを並列接続し、かつ該PUTのゲート
に一定ゲート電圧を印加し、前記制御電圧が前記ゲート
電圧で定まる設定レベルになったとき、前記PUTが導通
することで前記制御電圧を零とし、前記電圧制御発振回
路の発振周波数を下限設定値周波数から上限設定値周波
数に向けて掃引する周波数掃引回路とを備え、 前記周波数掃引回路の掃引周波数の範囲を前記圧電振動
子が有負荷時において１つの最低インピーダンス点を持
つ範囲に限定し、かつ前記上限設定値周波数を前記圧電
振動子の無負荷時の最低インピーダンス点以下に設定し
たことを特徴としている。
（作用） 本発明は、第５図の圧電振動子の作業力が大きな範囲Ｅ
に着目し、この範囲を包含する範囲Ｆ内に動作点を設定
するものであり、圧電振動子の特定負荷状態（範囲Ｆ内
の）において、最適な発振周波数及び圧電振動子を駆動
する増幅回路の最適な出力電流を設定しておき、負荷状
態の変動に対しては前記出力電流をほぼ一定値に保持す
るように前記発振周波数を圧電振動子の最低インピーダ
ンス点frの変化に追随する方向に制御する。この結果、
圧電振動子を駆動する増幅回路には余剰容量は必要とせ
ず、小型、軽量化を図ることができる。また、圧電振動
子は最適条件で駆動されるため、熱損失は少ない。
に着目し、この範囲を包含する範囲Ｆ内に動作点を設定
するものであり、圧電振動子の特定負荷状態（範囲Ｆ内
の）において、最適な発振周波数及び圧電振動子を駆動
する増幅回路の最適な出力電流を設定しておき、負荷状
態の変動に対しては前記出力電流をほぼ一定値に保持す
るように前記発振周波数を圧電振動子の最低インピーダ
ンス点frの変化に追随する方向に制御する。この結果、
圧電振動子を駆動する増幅回路には余剰容量は必要とせ
ず、小型、軽量化を図ることができる。また、圧電振動
子は最適条件で駆動されるため、熱損失は少ない。
（実施例） 以下、本発明に係る圧電振動氏の駆動装置の実施例を図
面に従って説明する。
面に従って説明する。
第１図において、＋端子と−端子との間に電源電圧Vcc
が印加され、該電源電圧Vccは電圧制御発振回路（VCD）
５に供給されるとともに出力電圧調整用電圧可変回路６
を介して駆動用増幅回路７に供給される。
が印加され、該電源電圧Vccは電圧制御発振回路（VCD）
５に供給されるとともに出力電圧調整用電圧可変回路６
を介して駆動用増幅回路７に供給される。
電圧制御発振回路５は制御電圧Ｓを変化させることによ
り発振周波数を可変できるものである。また、駆動用増
幅回路７は発振回路５の発振出力を増幅し、出力トラン
ス８を介して圧電素子TDを駆動する。該圧電素子TDには
機械構造体（アクチュエーター）１が一体化され、全体
として圧電振動子２を構成している。
り発振周波数を可変できるものである。また、駆動用増
幅回路７は発振回路５の発振出力を増幅し、出力トラン
ス８を介して圧電素子TDを駆動する。該圧電素子TDには
機械構造体（アクチュエーター）１が一体化され、全体
として圧電振動子２を構成している。
前記増幅回路７の出力電流（出力トランス８の１次側を
流れる電流と考えてもよい）をほぼ一定値に制御する帰
還ループを構成する検出制御回路９は、トランジスタQ
1,Q2、抵抗器R1乃至R6、コンデンサC1からなる差動増幅
器を有している。前記出力トランジスタ８の２次側の電
圧をダイオードD1及びコンデンサC2で整流平滑して得た
負電圧は前記差動増幅器のトランジスタQ1,Q2のエミッ
タに抵抗器R5を介して与えられている。これは、差動増
幅器の動作範囲を広く設定するためであり、電圧可変回
路６増幅回路７への供給電圧を低くした場合にも所期の
動作が可能なようにしている。トランジスタQ2のベース
には増幅器７への供給電圧を抵抗器R1,R2で分圧した基
準電圧Vstが印加され、トランジスタQ1のベースには抵
抗器R4の電圧（増幅回路７の出力電流Ioutに比例した電
圧）が抵抗器R3を通して加えられる。コンデンサC1は出
力電流Ioutに重畳されている高周波成分を除去するもの
である。前記差動増幅器の差動出力は抵抗器R7で取り出
されてコンデンサC3に加えられる。そして、該コンデン
サC3の電圧が電圧制御発振回路５の発振周波数を制御す
る制御電圧Ｓとなる。ここでは、制御電圧Ｓが零のとき
発振周波数は下限設定値周波数fLとなる。
流れる電流と考えてもよい）をほぼ一定値に制御する帰
還ループを構成する検出制御回路９は、トランジスタQ
1,Q2、抵抗器R1乃至R6、コンデンサC1からなる差動増幅
器を有している。前記出力トランジスタ８の２次側の電
圧をダイオードD1及びコンデンサC2で整流平滑して得た
負電圧は前記差動増幅器のトランジスタQ1,Q2のエミッ
タに抵抗器R5を介して与えられている。これは、差動増
幅器の動作範囲を広く設定するためであり、電圧可変回
路６増幅回路７への供給電圧を低くした場合にも所期の
動作が可能なようにしている。トランジスタQ2のベース
には増幅器７への供給電圧を抵抗器R1,R2で分圧した基
準電圧Vstが印加され、トランジスタQ1のベースには抵
抗器R4の電圧（増幅回路７の出力電流Ioutに比例した電
圧）が抵抗器R3を通して加えられる。コンデンサC1は出
力電流Ioutに重畳されている高周波成分を除去するもの
である。前記差動増幅器の差動出力は抵抗器R7で取り出
されてコンデンサC3に加えられる。そして、該コンデン
サC3の電圧が電圧制御発振回路５の発振周波数を制御す
る制御電圧Ｓとなる。ここでは、制御電圧Ｓが零のとき
発振周波数は下限設定値周波数fLとなる。
周波数掃引回路は、PUT10、抵抗R8,R9、前記コンデンサ
C3及び抵抗R7によって構成され、前記コンデンサC3には
PUT10が並列に接続され、該PUT10のゲートには抵抗器R
8,R9で電源電圧Vccを分圧した電圧が与えられ、これら
のPUT10、抵抗器R8,R9で周波数掃引回路が構成されてい
る。そして、制御電圧ＳがPUT10のゲート電圧を越えよ
うとしたとき、PUT10が導通するようになっている。PUT
10の導通直前の制御電圧Ｓの値に対応した発振周波数が
上限設定値周波数fHとなる。PUT10の導通後はコンデン
サC3の充電に伴う端子電圧の上昇により、電圧制御発振
回路５の発振周波数はfLからfHに向かって掃引されるこ
とになる。
C3及び抵抗R7によって構成され、前記コンデンサC3には
PUT10が並列に接続され、該PUT10のゲートには抵抗器R
8,R9で電源電圧Vccを分圧した電圧が与えられ、これら
のPUT10、抵抗器R8,R9で周波数掃引回路が構成されてい
る。そして、制御電圧ＳがPUT10のゲート電圧を越えよ
うとしたとき、PUT10が導通するようになっている。PUT
10の導通直前の制御電圧Ｓの値に対応した発振周波数が
上限設定値周波数fHとなる。PUT10の導通後はコンデン
サC3の充電に伴う端子電圧の上昇により、電圧制御発振
回路５の発振周波数はfLからfHに向かって掃引されるこ
とになる。
次に上記実施例の動作を第２図とともに説明する。第２
図（Ａ）の曲線は圧電振動子２の無負荷時のインピーダ
ンスの周波数特性であり、第２図（Ｂ）の曲線は圧電振
動子２の負荷時のインピーダンスの周波数特性である。
電圧制御発振回路５の発振周波数の掃引範囲（fL乃至
fH）は有負荷時における最低インピーダンス点を１つだ
け持つ範囲に設定される（無負荷時は後述するように最
低インピーダンス点を含まないように設定される場合も
ある。）。第５図から圧電振動子の作業力の大きな範囲
Ｅが圧電振動子無負荷時の最低インピーダンス点frの左
側の容量性インピーダンスとなる周波数範囲にあること
が判明したので、前記上限設定周波数fHは無負荷時のfr
と一致する点もしくは左側の点とする。また、下限設定
値周波数fLは負荷時のfrのさらに左側で圧電振動子の作
業力があまり減少しない点に設定される。
図（Ａ）の曲線は圧電振動子２の無負荷時のインピーダ
ンスの周波数特性であり、第２図（Ｂ）の曲線は圧電振
動子２の負荷時のインピーダンスの周波数特性である。
電圧制御発振回路５の発振周波数の掃引範囲（fL乃至
fH）は有負荷時における最低インピーダンス点を１つだ
け持つ範囲に設定される（無負荷時は後述するように最
低インピーダンス点を含まないように設定される場合も
ある。）。第５図から圧電振動子の作業力の大きな範囲
Ｅが圧電振動子無負荷時の最低インピーダンス点frの左
側の容量性インピーダンスとなる周波数範囲にあること
が判明したので、前記上限設定周波数fHは無負荷時のfr
と一致する点もしくは左側の点とする。また、下限設定
値周波数fLは負荷時のfrのさらに左側で圧電振動子の作
業力があまり減少しない点に設定される。
いま、圧電振動子２にある機械的負荷が加わった状態を
考え、この時の電圧制御発振回路５の発振周波数をfoで
あるものとする。この状態で負荷が重くなると、圧電振
動子のfrはさらに左側に移動する結果、圧電振動子を駆
動している増幅回路７の出力電流Ioutは増加する（第５
図中段の電流の周波数特性参照）。従って、検出制御回
路９の抵抗器R4の端子電圧は上昇し、トランジスタQ1の
コレクタ電圧は下がり、制御電圧Ｓも低下する。このた
め、電圧制御発振回路５の発振周波数は低下し、圧電振
動子のfrの低下に追随するとともに、該発振周波数の低
下は前記出力電流Ioutの増加を補償する方向（電流を減
じる方向）に増幅回路７の動作点を変えることになる。
考え、この時の電圧制御発振回路５の発振周波数をfoで
あるものとする。この状態で負荷が重くなると、圧電振
動子のfrはさらに左側に移動する結果、圧電振動子を駆
動している増幅回路７の出力電流Ioutは増加する（第５
図中段の電流の周波数特性参照）。従って、検出制御回
路９の抵抗器R4の端子電圧は上昇し、トランジスタQ1の
コレクタ電圧は下がり、制御電圧Ｓも低下する。このた
め、電圧制御発振回路５の発振周波数は低下し、圧電振
動子のfrの低下に追随するとともに、該発振周波数の低
下は前記出力電流Ioutの増加を補償する方向（電流を減
じる方向）に増幅回路７の動作点を変えることになる。
前記電圧制御発振回路５の発振周波数がfoの状態で負荷
が軽くなると、圧電振動子のfrは右側に移動する結果、
圧電振動子を駆動している増幅回路７の出力電流Ioutは
減少する（第５図中段の電流の周波数特性参照）。従っ
て、検出制御回路９の抵抗器R4の端子電圧は下がり、ト
ランジスタQ1のコレクタ電圧は上昇し、制御電圧Ｓも高
くなる。このため、電圧制御発振回路５の発振周波数は
高くなり、圧電振動子のfrの上昇に追随するとともに、
該発振周波数の上昇は前記出力電流Ioutの減少を補償す
る方向（電流を増す方向）に増幅回路７の動作点を変え
ることになる。
が軽くなると、圧電振動子のfrは右側に移動する結果、
圧電振動子を駆動している増幅回路７の出力電流Ioutは
減少する（第５図中段の電流の周波数特性参照）。従っ
て、検出制御回路９の抵抗器R4の端子電圧は下がり、ト
ランジスタQ1のコレクタ電圧は上昇し、制御電圧Ｓも高
くなる。このため、電圧制御発振回路５の発振周波数は
高くなり、圧電振動子のfrの上昇に追随するとともに、
該発振周波数の上昇は前記出力電流Ioutの減少を補償す
る方向（電流を増す方向）に増幅回路７の動作点を変え
ることになる。
このように電圧制御発振回路５の発振周波数は、圧電振
動子２の負荷変動に起因する最低インピーダンス点frの
変化に追従するため、圧電振動子２を駆動する増幅回路
７の出力電流Ioutはほぼ一定値に保たれることになる。
動子２の負荷変動に起因する最低インピーダンス点frの
変化に追従するため、圧電振動子２を駆動する増幅回路
７の出力電流Ioutはほぼ一定値に保たれることになる。
圧電振動子２の機械的負荷が全くなくなった場合や、最
低インピーダンス点frにたいする追従が外れた場合に
は、増幅回路７の出力電流Ioutがさらに減じて制御電圧
ＳがPUT10のゲート電圧より高くなり、PUT10が導通して
制御電圧Ｓを一旦零にした後、コンデンサC3の端子電圧
の上昇にしたがい電圧制御発振回路５の発振周波数の下
限設定値周波数fLから上限設定値周波数fHに向けて掃引
する。そして、検出制御回路９の差動増幅器の差動出
力、すなわち再度得られた制御電圧Ｓに対応した発振周
波数で動作する。
低インピーダンス点frにたいする追従が外れた場合に
は、増幅回路７の出力電流Ioutがさらに減じて制御電圧
ＳがPUT10のゲート電圧より高くなり、PUT10が導通して
制御電圧Ｓを一旦零にした後、コンデンサC3の端子電圧
の上昇にしたがい電圧制御発振回路５の発振周波数の下
限設定値周波数fLから上限設定値周波数fHに向けて掃引
する。そして、検出制御回路９の差動増幅器の差動出
力、すなわち再度得られた制御電圧Ｓに対応した発振周
波数で動作する。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明の圧電振動子の駆動装置に
よれば、発振周波数を制御する制御電圧Ｓにより発振周
波数を可変できる電圧制御発振回路５と、該電圧制御発
振回路５の発振出力を増幅して圧電振動子を駆動する増
幅回路と、該増幅回路の出力電流を検出し、該出力電流
に比例した電圧と基準電圧との差に応じて抵抗R7を介し
てコンデンサC3の両端に前記制御電圧Ｓを出力する検出
制御回路と、 前記コンデンサC3にPUT10を並列接続し、かつ該PUT10の
ゲートに一定ゲート電圧を印加し、前記制御電圧Ｓが前
記ゲート電圧で定まる設定レベルになったとき、前記PU
T10が導通することで前記制御電圧Ｓを零とし、前記電
圧制御発振回路５の発振周波数を下限設定値周波数から
上限設定値周波数に向けて掃引する周波数掃引回路とを
備え、該検出制御回路により前記増幅回路の出力電流を
ほぼ一定値に制御する帰還ループを構成することによ
り、圧電振動子を機械的負荷状態に応じて常に最適駆動
条件で駆動可能であり、従って、高効率動作の実現が可
能である。この場合、前記圧電振動子の電流に比例する
前記増幅回路の出力電流の一定制御であり、回路構成が
簡単になっている。また、何らかの原因で前記増幅回路
の出力電流一定制御による周波数追尾が外れた場合、電
圧制御発振回路の発振周波数を周波数掃引回路で下限設
定値周波数と上限設定値周波数の範囲内で掃引すること
により、新たな周波数追尾点を容易に見いだすことがで
きる。さらに、周波数掃引回路はPUTを用いた極めて簡
単な回路で実現できる。このように、本発明では簡単で
安価な回路構成で圧電振動子の共振点の変動に追従可能
な圧電振動子の駆動装置を実現することができる。
よれば、発振周波数を制御する制御電圧Ｓにより発振周
波数を可変できる電圧制御発振回路５と、該電圧制御発
振回路５の発振出力を増幅して圧電振動子を駆動する増
幅回路と、該増幅回路の出力電流を検出し、該出力電流
に比例した電圧と基準電圧との差に応じて抵抗R7を介し
てコンデンサC3の両端に前記制御電圧Ｓを出力する検出
制御回路と、 前記コンデンサC3にPUT10を並列接続し、かつ該PUT10の
ゲートに一定ゲート電圧を印加し、前記制御電圧Ｓが前
記ゲート電圧で定まる設定レベルになったとき、前記PU
T10が導通することで前記制御電圧Ｓを零とし、前記電
圧制御発振回路５の発振周波数を下限設定値周波数から
上限設定値周波数に向けて掃引する周波数掃引回路とを
備え、該検出制御回路により前記増幅回路の出力電流を
ほぼ一定値に制御する帰還ループを構成することによ
り、圧電振動子を機械的負荷状態に応じて常に最適駆動
条件で駆動可能であり、従って、高効率動作の実現が可
能である。この場合、前記圧電振動子の電流に比例する
前記増幅回路の出力電流の一定制御であり、回路構成が
簡単になっている。また、何らかの原因で前記増幅回路
の出力電流一定制御による周波数追尾が外れた場合、電
圧制御発振回路の発振周波数を周波数掃引回路で下限設
定値周波数と上限設定値周波数の範囲内で掃引すること
により、新たな周波数追尾点を容易に見いだすことがで
きる。さらに、周波数掃引回路はPUTを用いた極めて簡
単な回路で実現できる。このように、本発明では簡単で
安価な回路構成で圧電振動子の共振点の変動に追従可能
な圧電振動子の駆動装置を実現することができる。
第１図は本発明に係る圧電振動子の駆動装置の実施例を
示す構成図、第２図は実施例の動作を説明するための説
明図、第３図は圧電素子に機械構造体を一体化した圧電
振動子の一例を示す正面図、第４図は圧電素子自体の共
振特性及び機械構造体を一体化した圧電振動子の共振特
性を示す説明図、第５図は圧電振動子のインピーダン
ス、電流及び作業力の周波数特性を示す説明図である。 １……機械構造体、２……圧電振動子、５……電圧制御
発振回路、７……駆動用増幅回路、８……出力トラン
ス、９……検出制御回路、10……PUT、TD……圧電素
子。
示す構成図、第２図は実施例の動作を説明するための説
明図、第３図は圧電素子に機械構造体を一体化した圧電
振動子の一例を示す正面図、第４図は圧電素子自体の共
振特性及び機械構造体を一体化した圧電振動子の共振特
性を示す説明図、第５図は圧電振動子のインピーダン
ス、電流及び作業力の周波数特性を示す説明図である。 １……機械構造体、２……圧電振動子、５……電圧制御
発振回路、７……駆動用増幅回路、８……出力トラン
ス、９……検出制御回路、10……PUT、TD……圧電素
子。
Claims (2)
- 【請求項１】発振周波数を制御する制御電圧（Ｓ）によ
り発振周波数を可変できる電圧制御発振回路（５）と、 該電圧制御発振回路（５）の発振出力を増幅して圧電振
動子を駆動する増幅回路と、 該増幅回路の出力電流を検出し、該出力電流に比例した
電圧と基準電圧との差に応じて抵抗（R7）を介してコン
デンサ（C3）の両端に前記制御電圧（Ｓ）を出力して、
周波数追尾により前記増幅回路の出力電流をほぼ一定値
に制御する帰還ループを構成する検出制御回路（９）
と、 前記コンデンサ（C3）にPUT（10）を並列接続し、かつ
該PUT（10）のゲートに一定ゲート電圧を印加し、前記
制御電圧（Ｓ）が前記ゲート電圧で定まる設定レベルに
なったとき、前記PUT（10）が導通することで前記制御
電圧（Ｓ）を零とし、前記電圧制御発振回路（５）の発
振周波数を下限設定値周波数から上限設定値周波数に向
けて掃引する周波数掃引回路とを備え、 前記周波数掃引回路の掃引周波数の範囲を前記圧電振動
子が有負荷時において１つの最低インピーダンス点を持
つ範囲に限定し、かつ前記上限設定値周波数を前記圧電
振動子の無負荷時の最低インピーダンス点（fr）以下に
設定したことを特徴とする圧電振動子の駆動装置。 - 【請求項２】前記検出制御回路は、前記増幅回路の出力
電流に比例した電圧が入力される一方の入力端と、前記
基準電圧に設定される他方の入力端とを有する差動増幅
器を具備し、該差動増幅器の差動出力を前記抵抗（R7）
を介してコンデンサ（C3）の両端に前記制御電圧（Ｓ）
として出力する特許請求の範囲第１項記載の圧電振動子
の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59266427A JPH0732896B2 (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 圧電振動子の駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59266427A JPH0732896B2 (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 圧電振動子の駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61144901A JPS61144901A (ja) | 1986-07-02 |
| JPH0732896B2 true JPH0732896B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=17430782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59266427A Expired - Lifetime JPH0732896B2 (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 圧電振動子の駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732896B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS606710B2 (ja) * | 1976-06-11 | 1985-02-20 | 株式会社三社電機製作所 | 超音波発振器の出力制御方法 |
-
1984
- 1984-12-19 JP JP59266427A patent/JPH0732896B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61144901A (ja) | 1986-07-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |