JPH0870590A - 超音波振動子の駆動装置 - Google Patents
超音波振動子の駆動装置Info
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- JPH0870590A JPH0870590A JP6228862A JP22886294A JPH0870590A JP H0870590 A JPH0870590 A JP H0870590A JP 6228862 A JP6228862 A JP 6228862A JP 22886294 A JP22886294 A JP 22886294A JP H0870590 A JPH0870590 A JP H0870590A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波振動子の電気−機械エネルギー変換素
子に印加する電圧を電源電圧によらずに調整するととも
に、電気−機械エネルギー変換素子に突入電流が流れる
のを防ぐ。 【構成】 弾性体と、弾性体に固定された電気−機械エ
ネルギー変換素子とからなる超音波振動子の電気−機械
エネルギー変換素子に交流電圧を印加する超音波振動子
において、途中端子を４ｃもつインダクタ４を有し、イ
ンダクタ４の途中端子４ｃともうひとつのいずれかの端
子に駆動電圧印加手段を接続するとともに、電気−機械
エネルギー変換素子をインダクタ４の両端に接続する
子に印加する電圧を電源電圧によらずに調整するととも
に、電気−機械エネルギー変換素子に突入電流が流れる
のを防ぐ。 【構成】 弾性体と、弾性体に固定された電気−機械エ
ネルギー変換素子とからなる超音波振動子の電気−機械
エネルギー変換素子に交流電圧を印加する超音波振動子
において、途中端子を４ｃもつインダクタ４を有し、イ
ンダクタ４の途中端子４ｃともうひとつのいずれかの端
子に駆動電圧印加手段を接続するとともに、電気−機械
エネルギー変換素子をインダクタ４の両端に接続する
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気−機械エネルギー
変換素子に交流電圧を印加して超音波振動を発生させ、
これをエネルギー源とする装置、例えば超音波モータに
関する。
変換素子に交流電圧を印加して超音波振動を発生させ、
これをエネルギー源とする装置、例えば超音波モータに
関する。
【０００２】
【従来の技術】弾性体に電気−機械エネルギー変換素子
を固定して超音波振動子を構成し、この電気−機械エネ
ルギー変換素子に交流電圧を印加して超音波振動を発生
させる技術として、先に本出願人が出願した特開平６−
１０５５７１号公報記載の超音波リニアモータがある。
を固定して超音波振動子を構成し、この電気−機械エネ
ルギー変換素子に交流電圧を印加して超音波振動を発生
させる技術として、先に本出願人が出願した特開平６−
１０５５７１号公報記載の超音波リニアモータがある。
【０００３】これは、図８のように弾性体１００に二つ
の圧電素子１０１、１０２を固定し圧電素子１０１、１
０２に互いに９０度位相の異なる電圧を印加し、弾性体
１００に図９に示す縦共振振動と、図１０に示す屈曲共
振振動とを同時に発生させ、この二つの定在波が合成さ
れて楕円振動が発生する部分に摺動部材１０６、１０７
（図８）を固定し、摺動部材１０６、１０７に接する移
動体を移動させるものである。
の圧電素子１０１、１０２を固定し圧電素子１０１、１
０２に互いに９０度位相の異なる電圧を印加し、弾性体
１００に図９に示す縦共振振動と、図１０に示す屈曲共
振振動とを同時に発生させ、この二つの定在波が合成さ
れて楕円振動が発生する部分に摺動部材１０６、１０７
（図８）を固定し、摺動部材１０６、１０７に接する移
動体を移動させるものである。
【０００４】このリニアモータを駆動する駆動装置の例
としては、先に本出願人が出願した特願平６−１３８３
３４号の発明がある。この中から超音波振動子の積層圧
電素子の駆動部分（電力供給部分）のみを抜粋すると図
１１のようになり、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ１５１
と、ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＴ１５２が模式的に示した
駆動電圧源１５６により交互にスイッチングされ、電流
電圧源１５３から圧電素子１５５に交流電圧が印加され
る。インダクタンス１５４はスイッチング時に、キャパ
シタンス成分をもつ圧電素子１５５に突入電流が流れな
いように、チョークコイルとして挿入されている。
としては、先に本出願人が出願した特願平６−１３８３
３４号の発明がある。この中から超音波振動子の積層圧
電素子の駆動部分（電力供給部分）のみを抜粋すると図
１１のようになり、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ１５１
と、ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＴ１５２が模式的に示した
駆動電圧源１５６により交互にスイッチングされ、電流
電圧源１５３から圧電素子１５５に交流電圧が印加され
る。インダクタンス１５４はスイッチング時に、キャパ
シタンス成分をもつ圧電素子１５５に突入電流が流れな
いように、チョークコイルとして挿入されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
に示した駆動回路で特開平６−１０５５７１号公報記載
の超音波リニアモータの振動子を駆動すると、直流電圧
源１５３の電圧を最適値に調整する必要があり、駆動電
圧源１５６をＴＴＬ等で構成した場合には、直流電圧源
１５３とは別にＤＣ５Ｖの電圧源が必要になる。また直
流電圧源１５３を電池で置き換える際には、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ等の電圧変換手段が必要であった。
に示した駆動回路で特開平６−１０５５７１号公報記載
の超音波リニアモータの振動子を駆動すると、直流電圧
源１５３の電圧を最適値に調整する必要があり、駆動電
圧源１５６をＴＴＬ等で構成した場合には、直流電圧源
１５３とは別にＤＣ５Ｖの電圧源が必要になる。また直
流電圧源１５３を電池で置き換える際には、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ等の電圧変換手段が必要であった。
【０００６】よって本発明は前記問題点に鑑みてなされ
たものであり、電源電圧によらず、かつ部品点数を増や
さず、超音波振動子の電気−機械エネルギー変換素子に
印加する電圧を調整するとともに、電気−機械エネルギ
ー変換素子に突入電流が流れるのを防ぐことを目的とす
る。
たものであり、電源電圧によらず、かつ部品点数を増や
さず、超音波振動子の電気−機械エネルギー変換素子に
印加する電圧を調整するとともに、電気−機械エネルギ
ー変換素子に突入電流が流れるのを防ぐことを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は弾性体と、弾性体に固定された電気−機械
エネルギー変換素子とからなる超音波振動子の電気−機
械エネルギー変換素子に交流電圧を印加する超音波振動
子において、途中端子をもつインダクタを有し、該イン
ダクタの途中端子ともうひとつのいずれかの端子に駆動
電圧印加手段を接続するとともに、該電気−機械エネル
ギー変換素子を該インダクタの両端に接続し、または、
途中端子をもつインダクタを有し、該インダクタの両端
子に駆動電圧印加手段を接続するとともに、該電気−機
械エネルギー変換素子を該インダクタの途中端子といず
れかもうひとつの端子に接続したことを特徴とする。な
お、上記駆動電圧印加手段の出力は、スイッチング手段
で構成される。
め、本発明は弾性体と、弾性体に固定された電気−機械
エネルギー変換素子とからなる超音波振動子の電気−機
械エネルギー変換素子に交流電圧を印加する超音波振動
子において、途中端子をもつインダクタを有し、該イン
ダクタの途中端子ともうひとつのいずれかの端子に駆動
電圧印加手段を接続するとともに、該電気−機械エネル
ギー変換素子を該インダクタの両端に接続し、または、
途中端子をもつインダクタを有し、該インダクタの両端
子に駆動電圧印加手段を接続するとともに、該電気−機
械エネルギー変換素子を該インダクタの途中端子といず
れかもうひとつの端子に接続したことを特徴とする。な
お、上記駆動電圧印加手段の出力は、スイッチング手段
で構成される。
【０００８】
【作用】請求項１に係る超音波振動子の駆動装置では、
超音波振動子の電気−機械エネルギー変換素子に印加す
る交流電圧振幅が適当な値になるように大きくすること
ができる。請求項２に係る超音波振動子の駆動装置で
は、超音波振動子の電気−機械エネルギー変換素子に印
加する交流電圧振幅が適当な値になるように小さくする
ことができる。請求項３に係る超音波振動子の駆動装置
では、電気−機械エネルギー変換素子に突入電流が流れ
ることなく、駆動電圧印加手段の出力素子（パワートラ
ンジスタ等）の発熱によるエネルギー損失を最小にでき
る。
超音波振動子の電気−機械エネルギー変換素子に印加す
る交流電圧振幅が適当な値になるように大きくすること
ができる。請求項２に係る超音波振動子の駆動装置で
は、超音波振動子の電気−機械エネルギー変換素子に印
加する交流電圧振幅が適当な値になるように小さくする
ことができる。請求項３に係る超音波振動子の駆動装置
では、電気−機械エネルギー変換素子に突入電流が流れ
ることなく、駆動電圧印加手段の出力素子（パワートラ
ンジスタ等）の発熱によるエネルギー損失を最小にでき
る。
【０００９】
【実施例１】図１から図４は本発明の実施例１を示し、
図１は電気−機械エネルギー変換素子として圧電素子を
用いたときの超音波振動子の駆動回路を示す図、図２は
超音波振動子の一例を示す図、図３および図４は図１の
回路にキャパシタを挿入した状態を示す図である。
図１は電気−機械エネルギー変換素子として圧電素子を
用いたときの超音波振動子の駆動回路を示す図、図２は
超音波振動子の一例を示す図、図３および図４は図１の
回路にキャパシタを挿入した状態を示す図である。
【００１０】ＰＮＰトランジスタ１のエミッタは電圧が
Ｖである直流電圧源３の正極に接続され、コレクタはＮ
ＰＮトランジスタ２のコレクタに接続され、ＰＮＰトラ
ンジスタ２のエミッタは直流電圧源３の負極と同電位
（以下ＧＮＤという）に接続される。二つのトランジス
タ１、２のベースは模式的に図示してあり、ＧＮＤと所
定の正電位を周期的に発生する駆動電圧源６に接続さ
れ、これにより駆動される。
Ｖである直流電圧源３の正極に接続され、コレクタはＮ
ＰＮトランジスタ２のコレクタに接続され、ＰＮＰトラ
ンジスタ２のエミッタは直流電圧源３の負極と同電位
（以下ＧＮＤという）に接続される。二つのトランジス
タ１、２のベースは模式的に図示してあり、ＧＮＤと所
定の正電位を周期的に発生する駆動電圧源６に接続さ
れ、これにより駆動される。
【００１１】抵抗７、８はトランジスタ１、２のベース
に流れる電流を制限するものである。二つのトランジス
タ１、２のコレクタはインダクタ４の途中端子４ｃに接
続され、インダクタ４の一方の端子４ａは圧電素子５の
正端子に、またインダクタ４の他方の端子４ｂはＧＮＤ
に接続される。また、圧電素子５の負端子もＧＮＤに接
続される。
に流れる電流を制限するものである。二つのトランジス
タ１、２のコレクタはインダクタ４の途中端子４ｃに接
続され、インダクタ４の一方の端子４ａは圧電素子５の
正端子に、またインダクタ４の他方の端子４ｂはＧＮＤ
に接続される。また、圧電素子５の負端子もＧＮＤに接
続される。
【００１２】図２は超音波振動子の一例を示したもので
ある、これは、従来の技術で説明したものと同じであ
り、二つの電気−機械エネルギー変換素子として圧電素
子５ａ，５ｂが取り付けられている。なお、この振動子
を駆動する場合は、圧電素子が二つあるので、図１の駆
動装置が２組必要になるが、同じ動作になるので、ここ
では省略して１組についてのみ説明する。
ある、これは、従来の技術で説明したものと同じであ
り、二つの電気−機械エネルギー変換素子として圧電素
子５ａ，５ｂが取り付けられている。なお、この振動子
を駆動する場合は、圧電素子が二つあるので、図１の駆
動装置が２組必要になるが、同じ動作になるので、ここ
では省略して１組についてのみ説明する。
【００１３】つぎに、この構成の装置の作用について説
明する。駆動電圧源６によりトランジスタ１、２は交互
にスイッチングを行い、これによりインダクタ４の途中
端子の電位は、トランジスタのＯＮ抵抗を無視すれば、
直流電圧源３の電圧ＶとＧＮＤを周期的に繰り返すこと
になる。すると、インダクタ４の端子４ａと４ｂとの間
には駆動電圧源６と同じ周波数の交流電圧が発生し、圧
電素子５が駆動され超音波振動が発生する。
明する。駆動電圧源６によりトランジスタ１、２は交互
にスイッチングを行い、これによりインダクタ４の途中
端子の電位は、トランジスタのＯＮ抵抗を無視すれば、
直流電圧源３の電圧ＶとＧＮＤを周期的に繰り返すこと
になる。すると、インダクタ４の端子４ａと４ｂとの間
には駆動電圧源６と同じ周波数の交流電圧が発生し、圧
電素子５が駆動され超音波振動が発生する。
【００１４】このとき４ａから４ｃまでの巻き数と４ｂ
から４ｃまでの巻き数の比をｎ：ｍとすると、インダク
タの端子４ａの開放時（圧電素子５が接続されていない
時）には、端子４ｃの電位の（１＋ｎ／ｍ）倍の電位が
発生する。また圧電素子５が端子４ａに接続されている
と、圧電素子のインピーダンスＺ1 と、インダクタの端
子４ａからみた出力インピーダンスＺs により、圧電素
子５に印加される電圧は端子４ａの｛（１＋ｎ／ｍ）×
Ｚ1 ／（Ｚ1 ＋Ｚs ）｝倍になる。従って、巻き数比
ｎ：ｍを適当に選べば、圧電素子５の駆動電圧を直流電
圧源の電圧Ｖによらず調整できる。
から４ｃまでの巻き数の比をｎ：ｍとすると、インダク
タの端子４ａの開放時（圧電素子５が接続されていない
時）には、端子４ｃの電位の（１＋ｎ／ｍ）倍の電位が
発生する。また圧電素子５が端子４ａに接続されている
と、圧電素子のインピーダンスＺ1 と、インダクタの端
子４ａからみた出力インピーダンスＺs により、圧電素
子５に印加される電圧は端子４ａの｛（１＋ｎ／ｍ）×
Ｚ1 ／（Ｚ1 ＋Ｚs ）｝倍になる。従って、巻き数比
ｎ：ｍを適当に選べば、圧電素子５の駆動電圧を直流電
圧源の電圧Ｖによらず調整できる。
【００１５】一般に圧電素子はその構造上キャパシタと
しての性質を持つため、交流電圧を加えると電流が電圧
の微分に比例して流れるため、矩形波電圧を印加すると
その立ち上がりと立ち下がりの瞬間に非常に大きな突入
電流が流れる。この電流は圧電素子の変位（超音波振
動）に殆ど寄与せず、熱として損失される。
しての性質を持つため、交流電圧を加えると電流が電圧
の微分に比例して流れるため、矩形波電圧を印加すると
その立ち上がりと立ち下がりの瞬間に非常に大きな突入
電流が流れる。この電流は圧電素子の変位（超音波振
動）に殆ど寄与せず、熱として損失される。
【００１６】しかし、一般にトランジスタは、飽和領域
で使用（スイッチング素子として使用）するときは、線
型領域で使用する場合に比較して、トランジスタ自身の
発熱によるエネルギー損失が少ないことが知られてい
る。そのため、トランジスタをスイッチングさせた方が
有利であるが、波形は矩形波となってしまう。
で使用（スイッチング素子として使用）するときは、線
型領域で使用する場合に比較して、トランジスタ自身の
発熱によるエネルギー損失が少ないことが知られてい
る。そのため、トランジスタをスイッチングさせた方が
有利であるが、波形は矩形波となってしまう。
【００１７】これに対して、本実施例においてはインダ
クタ４がチョークコイルとして働き、トランジスタ１、
２のスイッチングで発生する矩形波電圧に起因する突入
電流は制限される。
クタ４がチョークコイルとして働き、トランジスタ１、
２のスイッチングで発生する矩形波電圧に起因する突入
電流は制限される。
【００１８】本実施例によれば、インダクタ４の巻き数
比を選択することにより電圧を調整することができ、圧
電素子５の駆動電圧として直流電圧源３によらずに決定
でき、駆動電圧源６を構成する回路と同一電源（例えば
駆動電圧源がＴＴＬにより構成されるならばＤＣ５Ｖ）
にできる。
比を選択することにより電圧を調整することができ、圧
電素子５の駆動電圧として直流電圧源３によらずに決定
でき、駆動電圧源６を構成する回路と同一電源（例えば
駆動電圧源がＴＴＬにより構成されるならばＤＣ５Ｖ）
にできる。
【００１９】さらに、インダクタのインダクタンスによ
り圧電素子に流れる電流の高周波成分を制限できるの
で、トランジスタをスイッチングしても突入電源をなく
することが可能である。即ち、トランジスタの発熱をお
さえつつ、圧電素子に突入電流が流れることも防げるこ
とになる。
り圧電素子に流れる電流の高周波成分を制限できるの
で、トランジスタをスイッチングしても突入電源をなく
することが可能である。即ち、トランジスタの発熱をお
さえつつ、圧電素子に突入電流が流れることも防げるこ
とになる。
【００２０】本実施例を補足すると、図１の回路では、
超音波振動を停止するときには必ずトランジスタ１がＯ
ＦＦになる状態（駆動電圧源６がＨｉｇｈ）で停止しな
いと直流電圧源３が短絡されてしまうが、図３および図
４のように、キャパシタ１１または１２を挿入すればこ
の制約をなくすることができる。
超音波振動を停止するときには必ずトランジスタ１がＯ
ＦＦになる状態（駆動電圧源６がＨｉｇｈ）で停止しな
いと直流電圧源３が短絡されてしまうが、図３および図
４のように、キャパシタ１１または１２を挿入すればこ
の制約をなくすることができる。
【００２１】
【実施例２】図５は本発明の実施例２を示し、インダク
タ２２の一方の端子２２ａには直流電圧電源が接続さ
れ、インダクタ２２の途中端子２２ｃには圧電素子２４
の正端子が接続される。ＭＯＳ−ＦＥＴ２１のゲートは
模式的に示したＧＮＤと所定の正電位を周期的に発生す
る駆動電圧源２５に接続され、ＭＯＳ−ＦＥＴ２１のド
レインはインダクタ２２の一つの端子２２ｂに、ソース
は直流電圧源２３の負極と同電位（以下ＧＮＤという）
に接続される。また圧電素子２４の負端子もＧＮＤに接
続される。圧電素子２４は超音波振動子に超音波を発生
させる駆動源としての電気−機械エネルギー変換素子で
あり、ここで超音波振動子は本発明の作用においては特
に必要としないのでその説明を省略する。
タ２２の一方の端子２２ａには直流電圧電源が接続さ
れ、インダクタ２２の途中端子２２ｃには圧電素子２４
の正端子が接続される。ＭＯＳ−ＦＥＴ２１のゲートは
模式的に示したＧＮＤと所定の正電位を周期的に発生す
る駆動電圧源２５に接続され、ＭＯＳ−ＦＥＴ２１のド
レインはインダクタ２２の一つの端子２２ｂに、ソース
は直流電圧源２３の負極と同電位（以下ＧＮＤという）
に接続される。また圧電素子２４の負端子もＧＮＤに接
続される。圧電素子２４は超音波振動子に超音波を発生
させる駆動源としての電気−機械エネルギー変換素子で
あり、ここで超音波振動子は本発明の作用においては特
に必要としないのでその説明を省略する。
【００２２】この構成において、駆動電圧源２５により
ＭＯＳ−ＦＥＴ２１はスイッチングされ、インダクタ２
２の電流のＯＮ／ＯＦＦを行う。ＭＯＳ−ＦＥＴ２１が
ＯＮ／ＯＦＦすると端子２２ｃには交流電圧が発生す
る。即ち、ＭＯＳ−ＦＥＴ２１をＯＮするとインダクタ
２２に電流が流れ、端子２２ｃにはインダクタ２２の巻
き数比に応じて低下した電圧が発生する。また、ＯＦＦ
にすると直流電圧源２３の電圧が端子２２ｃに発生す
る。このようにして圧電素子２４にインダクタ２２の巻
き数により電圧振幅を調整して交流電圧が印加され超音
波振動が発生する。
ＭＯＳ−ＦＥＴ２１はスイッチングされ、インダクタ２
２の電流のＯＮ／ＯＦＦを行う。ＭＯＳ−ＦＥＴ２１が
ＯＮ／ＯＦＦすると端子２２ｃには交流電圧が発生す
る。即ち、ＭＯＳ−ＦＥＴ２１をＯＮするとインダクタ
２２に電流が流れ、端子２２ｃにはインダクタ２２の巻
き数比に応じて低下した電圧が発生する。また、ＯＦＦ
にすると直流電圧源２３の電圧が端子２２ｃに発生す
る。このようにして圧電素子２４にインダクタ２２の巻
き数により電圧振幅を調整して交流電圧が印加され超音
波振動が発生する。
【００２３】本実施例によれば、圧電素子２４に印加す
る交流電圧振幅を調整できることに加えて、実施例１と
比較してスイッチング素子を一つ減らすことができる。
る交流電圧振幅を調整できることに加えて、実施例１と
比較してスイッチング素子を一つ減らすことができる。
【００２４】
【実施例３】図６および図７は本発明の実施例３を示
し、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ３１のドレインは直流
電圧源３３の正極に接続され、ソースはＮチャンネルＭ
ＯＳ−ＦＥＴ３２のソースに接続され、ＮチャンネルＭ
ＯＳ−ＦＥＴ３２のドレインは直流電圧源３３の負極と
同電位（以下ＧＮＤという）に接続される。二つのＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ３１、３２のゲートは模式的に図示してあ
り、ＧＮＤと所定の正電位を周期的に発生する駆動電圧
源３９に接続され、これにより駆動される。
し、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ３１のドレインは直流
電圧源３３の正極に接続され、ソースはＮチャンネルＭ
ＯＳ−ＦＥＴ３２のソースに接続され、ＮチャンネルＭ
ＯＳ−ＦＥＴ３２のドレインは直流電圧源３３の負極と
同電位（以下ＧＮＤという）に接続される。二つのＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ３１、３２のゲートは模式的に図示してあ
り、ＧＮＤと所定の正電位を周期的に発生する駆動電圧
源３９に接続され、これにより駆動される。
【００２５】同様にＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ３６の
ドレインは直流電圧源３７の正極に接続され、ソースは
ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ３７のソースに接続され、
ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ３７のドレインはＧＮＤに
接続される。二つのＭＯＳ−ＦＥＴ３６、３７のゲート
は駆動電圧源３９をインバータ４０で論理を反転して接
続され、これにより駆動される。
ドレインは直流電圧源３７の正極に接続され、ソースは
ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ３７のソースに接続され、
ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ３７のドレインはＧＮＤに
接続される。二つのＭＯＳ−ＦＥＴ３６、３７のゲート
は駆動電圧源３９をインバータ４０で論理を反転して接
続され、これにより駆動される。
【００２６】それぞれのＭＯＳ−ＦＥＴ対はインダクタ
３４、３８の途中端子３４ｃ，３８ｃに接続され、イン
ダクタ３４、３８の端子３４ａ，３８ａは圧電素子３５
の電気端子にまたインダクタ３４、３８のもう一つの端
子３４ｂ，３８ｂはＧＮＤに接続される。
３４、３８の途中端子３４ｃ，３８ｃに接続され、イン
ダクタ３４、３８の端子３４ａ，３８ａは圧電素子３５
の電気端子にまたインダクタ３４、３８のもう一つの端
子３４ｂ，３８ｂはＧＮＤに接続される。
【００２７】圧電素子３５は超音波振動子に超音波を発
生させる駆動源としての電気−機械エネルギー変換素子
であり、ここで超音波振動子は本発明の作用においては
特に必要としないのでその説明を省略する。
生させる駆動源としての電気−機械エネルギー変換素子
であり、ここで超音波振動子は本発明の作用においては
特に必要としないのでその説明を省略する。
【００２８】この構成において、駆動電圧源３９により
ＭＯＳ−ＦＥＴ３１、３２は交互にスイッチングを行
い、これによりインダクタ３４の途中端子３４ｃには交
流電圧が加わる。そして、実施例１と同様に圧電素子３
５にはインダクタ３４の巻き取り数に応じた交流電圧が
印加される。
ＭＯＳ−ＦＥＴ３１、３２は交互にスイッチングを行
い、これによりインダクタ３４の途中端子３４ｃには交
流電圧が加わる。そして、実施例１と同様に圧電素子３
５にはインダクタ３４の巻き取り数に応じた交流電圧が
印加される。
【００２９】同じく駆動電圧源３９がインバータ４０で
その論理が反転され、これによりＭＯＳ−ＦＥＴ３６、
３７は交互にスイッチングを行い、これによりインダク
タ３８の途中端子には交流電圧が加わる。そして圧電素
子３５にはインダクタ３８の巻き数に応じた交流電圧が
印加される。
その論理が反転され、これによりＭＯＳ−ＦＥＴ３６、
３７は交互にスイッチングを行い、これによりインダク
タ３８の途中端子には交流電圧が加わる。そして圧電素
子３５にはインダクタ３８の巻き数に応じた交流電圧が
印加される。
【００３０】このとき、ＭＯＳ−ＦＥＴ３１と３７が同
時にＯＮし、ＭＯＳ−ＦＥＴ３２と３６が同時にＯＮす
る。従って、図７に示すように、インダクタ３４の端子
３４ａとインダクタ３８の端子３８ａに発生する交流電
圧は位相が１８０度ずれており、圧電素子３５にはこの
二つの交流電圧の差が印加されることになるため、電圧
振幅はそれぞれの２倍になる。
時にＯＮし、ＭＯＳ−ＦＥＴ３２と３６が同時にＯＮす
る。従って、図７に示すように、インダクタ３４の端子
３４ａとインダクタ３８の端子３８ａに発生する交流電
圧は位相が１８０度ずれており、圧電素子３５にはこの
二つの交流電圧の差が印加されることになるため、電圧
振幅はそれぞれの２倍になる。
【００３１】本実施例によれば、スイッチング素子をブ
リッジ構成としたことにより、実施例１と比較して同一
の直流電圧源とインダクタを用いた場合に、圧電素子の
電圧振幅が２倍になるため、圧電素子の変位も２倍にす
ることができる。従って、直流電圧源の電圧が低くても
大きな振動振幅が得やすい。
リッジ構成としたことにより、実施例１と比較して同一
の直流電圧源とインダクタを用いた場合に、圧電素子の
電圧振幅が２倍になるため、圧電素子の変位も２倍にす
ることができる。従って、直流電圧源の電圧が低くても
大きな振動振幅が得やすい。
【００３２】
【発明の効果】本発明の超音波振動子の駆動装置によれ
ば、請求項１に係る効果として、超音波振動子の電気−
機械エネルギー変換素子に印加する交流電圧振幅を適当
な値になるように大きくすることができる。請求項２に
係る効果として、超音波振動子の電気−機械エネルギー
変換素子に印加する交流電圧振幅を適当な値になるよう
に小さくすることができる。請求項３に係る効果とし
て、電気−機械エネルギー変換素子に突入電流が流れる
ことなく、駆動電圧印加手段の出力素子（パワートラン
ジスタ等）の発熱によるエネルギー損失を最小にするこ
とができる。以上、本発明は電源電圧によらずに、かつ
部品点数を増やさずに実現することができる。
ば、請求項１に係る効果として、超音波振動子の電気−
機械エネルギー変換素子に印加する交流電圧振幅を適当
な値になるように大きくすることができる。請求項２に
係る効果として、超音波振動子の電気−機械エネルギー
変換素子に印加する交流電圧振幅を適当な値になるよう
に小さくすることができる。請求項３に係る効果とし
て、電気−機械エネルギー変換素子に突入電流が流れる
ことなく、駆動電圧印加手段の出力素子（パワートラン
ジスタ等）の発熱によるエネルギー損失を最小にするこ
とができる。以上、本発明は電源電圧によらずに、かつ
部品点数を増やさずに実現することができる。
【図１】本発明の実施例１における超音波振動子の駆動
回路を示す図。
回路を示す図。
【図２】超音波振動子の一例を示す図。
【図３】図１の回路にキャパシタを挿入した状態を示す
図。
図。
【図４】図１の回路にキャパシタを挿入した状態を示す
図。
図。
【図５】本発明の実施例２における超音波振動子の駆動
回路を示す図。
回路を示す図。
【図６】本発明の実施例３における超音波振動子の駆動
回路を示す図。
回路を示す図。
【図７】電圧の位相および振幅を示す図。
【図８】従来技術を説明する図。
【図９】従来技術を説明する図。
【図１０】従来技術を説明する図。
【図１１】従来技術を説明する図。
１，２ トランジスタ ３，２３，３３ 直流電圧源 ４，２２，３４，３８ インダクタ ５，２４，３５ 圧電素子 ６，２５，３９ 駆動電圧源 ７ 抵抗 １１，１２ キャパシタ ２１，３１，３６，３７ ＭＯＳ−ＦＥＴ ４０ インバータ
Claims (3)
- 【請求項１】 弾性体と、弾性体に固定された電気−機
械エネルギー変換素子とからなる超音波振動子の電気−
機械エネルギー変換素子に交流電圧を印加する超音波振
動子において、 途中端子をもつインダクタを有し、該インダクタの途中
端子ともうひとつのいずれかの端子に駆動電圧印加手段
を接続するとともに、該電気−機械エネルギー変換素子
を該インダクタの両端に接続したことを特徴とする超音
波振動子の駆動装置。 - 【請求項２】 弾性体と、弾性体に固定された電気−機
械エネルギー変換素子とからなる超音波振動子の電気−
機械エネルギー変換素子に交流電圧を印加する超音波振
動子において、 途中端子をもつインダクタを有し、該インダクタの両端
子に駆動電圧印加手段を接続するとともに、該電気−機
械エネルギー変換素子を該インダクタの途中端子といず
れかもうひとつの端子に接続したことを特徴とする超音
波振動子の駆動装置。 - 【請求項３】 上記駆動電圧印加手段の出力は、スイッ
チング手段で構成されることを特徴とする請求項１およ
び請求項２記載の超音波振動子の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6228862A JPH0870590A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 超音波振動子の駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6228862A JPH0870590A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 超音波振動子の駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0870590A true JPH0870590A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16883052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6228862A Withdrawn JPH0870590A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 超音波振動子の駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0870590A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008060879A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Kaijo Sonic Corp | 圧電セラミック素子駆動回路 |
| JP2009542181A (ja) * | 2006-07-05 | 2009-11-26 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 圧電アクチュエータ |
| JP2019518501A (ja) * | 2016-05-03 | 2019-07-04 | スミス アンド ネフュー ピーエルシーＳｍｉｔｈ ＆ Ｎｅｐｈｅｗ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | 陰圧療法システムにおける陰圧源を駆動するためのシステム及び方法 |
-
1994
- 1994-08-30 JP JP6228862A patent/JPH0870590A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009542181A (ja) * | 2006-07-05 | 2009-11-26 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 圧電アクチュエータ |
| JP2008060879A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Kaijo Sonic Corp | 圧電セラミック素子駆動回路 |
| JP2019518501A (ja) * | 2016-05-03 | 2019-07-04 | スミス アンド ネフュー ピーエルシーＳｍｉｔｈ ＆ Ｎｅｐｈｅｗ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | 陰圧療法システムにおける陰圧源を駆動するためのシステム及び方法 |
| US11305047B2 (en) | 2016-05-03 | 2022-04-19 | Smith & Nephew Plc | Systems and methods for driving negative pressure sources in negative pressure therapy systems |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |