JPH06105849B2 - 振動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、音叉発振器、電子バザー、パーツフィーダ
など圧電振動子又は電磁振動子（以下“振動子”とい
う）を有する機器の振動制御装置に係り、特にこれらの
機器の振動周波数並びに振動振幅などを制御する振動制
御装置に関する。

（従来の技術とその問題点） 音叉発振器、電子ブザー、パーツフィーダなどで用いる
振動子の振動制御装置では、共振状態又はこれに極力近
い状態で駆動するようにする。しかし、周囲の温度変
化、材料の経年変化、付加質量、付加コンプラアンスな
ど種々の要因により振動子の共振周波数が変化するた
め、振動子を常に共振状態に維持るには困難が伴うが、
従来は例えば第４図のような方法を採用していた。

第４図の従来方法によれば、自励発振回路１のフィード
バックループ２内に振動子３を接続して、発振させ振動
子３を振動させるようにする。この場合、振動強度すな
わち振動振幅を調節することは、従来容易でなかった。

その理由は、この目的のために、自励発振回路１の出力
側に減衰器４を挿入し発振回路１の発振出力を減衰させ
て振動子３に印加し振動振幅を減衰調節するようにする
方法や同様に、自励発振回路１の入力側に減衰器４を挿
入し発振回路１の入力を調節減衰させる方法、更に自励
発振回路１の出力側に別途電力増幅器を配備する方法な
どによることが有効であればよいが、これらによるとき
は、或る大きさの振幅で動作させることが出来ても、振
幅の調整は容易でなかった。

即ち、このような従来装置は、安定した周波数で振動さ
せるためには適当であるが、自励発振回路１に入力する
フィードバック信号が減衰器の操作によって変化し減衰
量を増大させると振動は漸次減衰して振動が停止してし
まい、また減衰量を少なくして振動振幅を増大させるよ
うにすると発振振幅が成長して制御装置を構成する能動
素子などを破壊してしまう恐れがあった。

このような事態を回避するため、従来主に第５図に示す
ように、振動子３を含めたフィードバックループを構成
せずに通常の発振回路５を用いて減衰器４を介して振動
子３を駆動するようにしていた。しかし、このような従
来装置により発振周波数を振動子の共振周波数に維持す
ることは極めて難しい。例えば、手動調節により、発振
回路５の発振周波数を振動子３の共振周波数に調節維持
することは煩雑であり望ましくない。また、自動調節に
より、発振回路５の発振周波数を振動子３の共振周波数
に調節維持するには、別途制御回路を設けなければなら
ず構成を複雑高価とする。

従って、この発明は安定した周波数で振動子を振動させ
ることができ、しかも振動振幅を任意に変化させても安
定した振動を維持することのできる信頼性の高い簡便な
構成の振動制御装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段及び作用） この目的を達成するため、この発明によれば、駆動対象
である圧電振動体または電磁振動体（以下、振動体とい
う）を自励発振回路のフィードバックループ中に接続
し、前記自励発振回路のフィードバック入力側及び出力
側にそれぞれ減衰手段を備え、一方の減衰手段の減衰量
が増大したとき他方の減衰手段の減衰量を減少させるよ
うに各減衰手段を運動調節することが可能であるように
構成する。

このような構成によれば、自励発振器により安定した振
動周波数を得ることができると共に、振動子の振幅を増
大させた際には発振器の入力側の減衰器で振動を減衰さ
せた上で発振器にフィードバック入力が加えられ、また
振動子の振幅を減少させた際には発振器の入力側の減衰
器による振動の減衰量を減少させた上で発振器にフィー
ドバック入力を加えるようにする。

（発明の実施例） 以下、添付図面に従ってこの発明の実施例を説明する。
なお、各図において同一の符号は同様の対象を示すもの
とする。

第１図はこの発明の実施例に係る振動制御装置を示す系
統図である。同図によれば、振動制御装置は、自励発振
回路１、フィードバックループ２、このフィードバック
ループ２内に配置した振動子３、発振回路１の出力側の
減衰器４、及び発振回路１の入力側の減衰器６を備えて
いる。自励発振回路１は、所謂オペアンプ並びに移相器
などにより構成し、フィードバックされた信号の周波数
が設定した周波数になるように自らその発振周波数を制
御する周知のものである。振動子３は、例えば前述のよ
うに音叉発振器、電子ブザー、パーツフィーダなどで用
いる圧電振動子である。

減衰器４、６は相互に連動しており、振動振幅を減少さ
せるため一方の減衰器４の減衰量を増大させたときは他
方の減衰器６の減少量を減少させるように、また振動振
幅を増大させるため減衰器４の減衰量を減少させたとき
は減衰器６の減衰量を増大させるように連動調節するこ
とが可能である。従って、発振回路１の入出力特性が線
形関係にあるときは、双方の減衰器４、６の減衰量の和
に常に一定である。

このような減衰器４、６を用いた結果、減衰器４の減衰
量を減少させて振動子３の振幅を増大させた際には発振
回路１の入力側の減衰器６の減衰量は連動して増大して
おり、ここで振動振幅を減衰させた上で発振回路１にフ
ィードバック入力が加えられるため波形ひずみや構成要
素の破壊につながる振動の過大成長を阻止することがで
きる。また、減衰器４の減衰量を増大させて振動子３の
振幅を減少させた際には発振回路１の入力側の減衰器６
の減衰量は連動して減少しており、ここは振動振幅を余
り減衰させることなく発振回路１にフィードバック入力
を加え、従って振動の漸減により振動停止となる事態を
発生させることがない。

第２図は、第１図と同様の構成であるが、減衰器４と振
動子３との間に電力増幅器７を介在させた例を示してい
る。第３図はこの第２図の例の一部を詳細に示す回路図
である。同図によれば、自励発振回路１は、入力レベル
調節用の可変抵抗11、移相並びに高調波成分除去用フィ
ルタ12、オペアンペ13、負帰還抵抗14、可変分圧抵抗1
5、ランプ抵抗16などを備えて構成する。入力可変抵抗1
1は、波形歪みを発生させず安定した動作が維持できる
ように入力レベルを調整する。フィルタ12はオペアンプ
13の正相入力が帰還後にも同相とする補正用、また振動
子３の多くが高調波で発振しやすいため、不必要な高次
調波発振を阻止するためのものである。オペアンプ13並
びに各抵抗14〜16は負帰還量を適宜設定し、起動信号
（スイッチ投入によるショック又はノイズなど）を種と
して振動を成長させ発振につながるようにしてあり、ラ
ンプ抵抗16で発振振幅の安定化を図っている。減衰器
４、６は、前述のように相互に連動しており、振動振幅
を減少させるため一方の減衰器４の減衰量を増大させた
ときは他方の減衰器６の減衰量を増加させるように、ま
た振動振幅を増大させるため減衰器４の減衰量を減少さ
せたときは減衰器６の減衰量を増大させるようにしてあ
る。このような減衰器４、６は、図示のもののほか各種
のものを用いることができ、デシベルリア減衰器、又は
バリオームを組合わせたものなどにより同様の効果を得
ることができる。

（発明の効果） この発明によれば、以上のように振動子をフィードバッ
クループ内に有する自励発振器の入力側及び出力側に双
方に減衰器を挿入し、一方の減衰手段の減衰量が増大し
たときは他方の減衰手段の減衰量を減少させるように各
減衰手段を連動調節することが可能であるようにしたこ
とにより、次のような効果を奏する振動制御装置を得る
ことができる。

（１） 自励発振器の使用により安定した振動周波数を
得ることができる。

（２） 振動子の振幅を増大させた際には発振器の入力
側の減衰器で振動を減衰させた上で発振器にフィードバ
ック入力が加えられ、また振動子の振幅を減少させた際
には発振器の入力側の減衰器による振動の減衰量を減少
させた上で発振器にフィードバック入力を加えるように
したことにより、振動振幅を任意に変化させても安定し
た振動を維持することができ、信頼性が高い。

（３） 以上の結果、安定した周波数で振動子を振動さ
せ、しかも振動振幅を任意に変化させることのできる振
動制御装置を簡便な構成で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る振動制御装置の系統
図、第２図はこの発明の実施例に係る振動制御装置の変
形例の系統図、第３図は第２図の変形例の一部詳細系統
図、第４図及び第５図はそれぞれ従来装置の系統図であ
る。 図面において、１は自励発振回路、２はフィードバック
ループ、３は振動子、４、６は減衰器、７は増幅回路で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動対象である振動体を自励発振回路のフ
   ィードバックループ中に接続し、前記自励発振回路のフ
   ィードバック入力側及び出力側にそれぞれ減衰手段を備
   え、一方の減衰手段の減衰量が増大したときは他方の減
   衰手段の減衰量を減少させるように各減衰手段を連動調
   節することが可能であるようにして前記振動体の振動の
   強さを、所要の任意の値に設定できるようにしたことを
   特徴とする振動制御装置。