JP2000287466A - Drive of impact piezoelectric actuator - Google Patents

Drive of impact piezoelectric actuator

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JP2000287466A
JP2000287466A JP11089625A JP8962599A JP2000287466A JP 2000287466 A JP2000287466 A JP 2000287466A JP 11089625 A JP11089625 A JP 11089625A JP 8962599 A JP8962599 A JP 8962599A JP 2000287466 A JP2000287466 A JP 2000287466A
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drive
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driving
piezoelectric
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Hiroyuki Okada
浩幸 岡田
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Minolta Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the circuit structure of the drive of an impact piezoelectric actuator. SOLUTION: The drive of a piezoelectric actuator comprises a drive circuit 12 consisting of a bridge circuit composed of 1st-4th circuits 121-124 consisting of switch circuits using FET's and 5th and 6th circuits 125 and 126 consisting of series circuits of FET's and resistors R and a control circuit 10 which controls the drive of the drive circuit 12. A power supply is connected between the connection points (a) and (c) of the bridge circuit and a piezoelectric element 3 is connected between the connection points (b) and (d) of the bridge circuit. A power supply voltage Vr is applied to the piezoelectric element 3 while the polarity of the voltage Vr is alternately reversed and the element 3 is charged/ discharged with different current to be expanded/contracted with different speeds. The 5th and 6th circuits 125 and 126 function as limiting circuits of the charging current of the piezoelectric element 3. By limiting the current with resistors R only, the drive circuit can be simplified.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はインパクト形圧電ア
クチュエータの駆動装置に関する。
The present invention relates to a drive device for an impact type piezoelectric actuator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、被駆動部材を棒状の駆動部材に軸
方向に移動可能に取り付けるとともに、この駆動部材の
一方端に分極方向を軸方向に一致させて圧電素子を固着
してなるインパクト形圧電アクチュエータが知られてい
る。例えば特開平7−298656号公報にはカメラの
撮影レンズのアクチュエータとしてインパクト形圧電ア
クチュエータを適用したものが示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an impact type in which a driven member is attached to a rod-shaped driving member so as to be movable in the axial direction, and a piezoelectric element is fixed to one end of the driving member so that the polarization direction is aligned in the axial direction. Piezoelectric actuators are known. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-298656 discloses a camera to which an impact type piezoelectric actuator is applied as an actuator of a photographing lens of a camera.

【0003】図18は同公報に示されるインパクト形圧
電アクチュエータの概略構成を示す図である。また、図
19及び図20は同インパクト形圧電アクチュエータの
駆動回路の低速充電回路に適用される回路例であり、図
21は同インパクト形圧電アクチュエータの駆動回路の
低速放電回路に適用される回路例である。
FIG. 18 is a diagram showing a schematic configuration of an impact type piezoelectric actuator disclosed in the publication. 19 and 20 are circuit examples applied to the low-speed charging circuit of the drive circuit of the impact-type piezoelectric actuator, and FIG. 21 is a circuit example applied to the low-speed discharge circuit of the drive circuit of the impact-type piezoelectric actuator. It is.

【0004】インパクト形圧電アクチュエータ100は
図18に示すように、棒状の駆動部材101、被駆動部
材102、積層型圧電素子103及び駆動回路104か
ら構成されている。被駆動部材102は駆動部材101
に所定の摩擦力で固定され、この摩擦力以上の力が作用
すると、駆動部材101の軸方向に移動可能になってい
る。そして、被駆動部材102に撮影レンズ等の駆動対
象物が固着されようになっている。また、駆動部材10
1の一方端に積層型圧電素子103が分極方向を軸方向
に一致させて固着されている。圧電素子103の両端面
には電極103a,103bが形成され、一方の電極1
03bは接地され、他方の電極103aに駆動回路10
4が接続されている。
As shown in FIG. 18, the impact type piezoelectric actuator 100 includes a rod-shaped driving member 101, a driven member 102, a laminated piezoelectric element 103, and a driving circuit 104. The driven member 102 is the driving member 101
Is fixed with a predetermined frictional force, and when a force greater than this frictional force acts, the drive member 101 can move in the axial direction. An object to be driven such as a photographing lens is fixed to the driven member 102. The driving member 10
A laminated piezoelectric element 103 is fixed to one end of the piezoelectric element 1 such that the polarization direction coincides with the axial direction. Electrodes 103a and 103b are formed on both end surfaces of the piezoelectric element 103.
03b is grounded, and the driving circuit 10
4 are connected.

【0005】駆動回路104は被駆動部材102を駆動
部材101の先端(開放端)側に移動(以下、この移動
方向を正方向という。)させる正方向駆動回路105と
被駆動部材102を駆動部材101の基端側に移動(以
下、この移動方向を逆方向という。)させる逆方向駆動
回路106と両駆動回路105,106の駆動を制御す
る制御回路107とで構成されている。
A driving circuit 104 moves the driven member 102 to the tip (open end) side of the driving member 101 (hereinafter, this moving direction is referred to as a positive direction) and a driving circuit 105 for driving the driven member 102. The control circuit 107 includes a reverse drive circuit 106 that moves the base 101 toward the base end (hereinafter, this movement direction is referred to as a reverse direction) and a control circuit 107 that controls the driving of the two drive circuits 105 and 106.

【0006】更に正方向駆動回路105は低速充電回路
105aと高速放電回路105bとから構成され、逆方
向駆動回路106は高速充電回路106aと低速放電回
路106bとから構成されている。充電回路105a,
106aは圧電素子103に分極方向の電源電圧を印加
して(圧電素子103を分極方向に充電して)当該圧電
素子103を分極方向(駆動部材101の軸方向)に伸
長させる回路である。低速充電回路105aは図19,
図20に示すように、定電流回路で構成され、充電電流
を制限することにより充電速度を抑制するようになって
いる。
Further, the forward driving circuit 105 is composed of a low-speed charging circuit 105a and a high-speed discharging circuit 105b, and the reverse driving circuit 106 is composed of a high-speed charging circuit 106a and a low-speed discharging circuit 106b. Charging circuit 105a,
Reference numeral 106a denotes a circuit for applying a power supply voltage in the polarization direction to the piezoelectric element 103 (charging the piezoelectric element 103 in the polarization direction) and extending the piezoelectric element 103 in the polarization direction (the axial direction of the driving member 101). The low-speed charging circuit 105a is shown in FIG.
As shown in FIG. 20, a constant current circuit is provided, and the charging speed is suppressed by limiting the charging current.

【0007】図19はpnp形トランジスタTr1の固
定バイアス回路にツェナーダイオードZDを並列接続し
てなる定電流充電回路である。抵抗r1,r2はトラン
ジスタTr1のバイアス抵抗であり、ツェナーダイオー
ドZDはベースのバイアス抵抗r2に並列に接続されて
いる。ツェナーダイオードZDによってトランジスタT
r1のベース電圧を一定値に保持することで抵抗r1の電
圧降下を安定化し、これによりコレクタ電流が所定値に
抑制されるようになっている。
FIG. 19 shows a constant current charging circuit in which a zener diode ZD is connected in parallel to a fixed bias circuit of a pnp transistor Tr1. The resistors r1 and r2 are bias resistors of the transistor Tr1, and the Zener diode ZD is connected in parallel to the base bias resistor r2. Transistor T by Zener diode ZD
By maintaining the base voltage of r1 at a constant value, the voltage drop of the resistor r1 is stabilized, whereby the collector current is suppressed to a predetermined value.

【0008】また、図20は図19において抵抗r2と
ツェナーダイオードZDとの並列回路がnpn形トラン
ジスタTr2に置き換えられたものである。トランジス
タTr2のベースとコレクタとはそれぞれトランジスタ
Tr1のエミッタとベースとに接続され、トランジスタ
Tr2のエミッタは電源VPに接続されている。トラン
ジスタTr2によってトランジスタTr1のベース電圧
を一定値に保持することで抵抗r1の電圧降下を安定化
し、これによりコレクタ電流が所定値に抑制されるよう
になっている。
FIG. 20 shows a configuration in which the parallel circuit of the resistor r2 and the Zener diode ZD in FIG. 19 is replaced with an npn transistor Tr2. The base and the collector of the transistor Tr2 are connected to the emitter and the base of the transistor Tr1, respectively, and the emitter of the transistor Tr2 is connected to the power supply VP. By maintaining the base voltage of the transistor Tr1 at a constant value by the transistor Tr2, the voltage drop of the resistor r1 is stabilized, so that the collector current is suppressed to a predetermined value.

【0009】また、放電回路105b,106bは圧電
素子103に分極方向と逆方向の電位を与えて(図では
電極103aを接地して)、充電電荷を放電させること
で伸長した当該圧電素子103を縮小させる回路であ
る。
The discharge circuits 105b and 106b apply the potential in the direction opposite to the polarization direction to the piezoelectric element 103 (the electrode 103a is grounded in the figure), and discharge the charged electric charges to expand the expanded piezoelectric element 103. This is a circuit for reducing the size.

【0010】図21はnpn形トランジスタTr3のベ
ースとアース間にツェナーダイオードZDを接続してな
る定電流放電回路である。抵抗r4は放電電流を制限す
る抵抗である。ツェナーダイオードZDによってトラン
ジスタTr3のベース電位を所定の値に保持することで
抵抗r4の電圧降下を所定の値に安定化し、これにより
抵抗r4を流れるエミッタ電流(放電電流)が所定の値
に抑制されるようになっている。
FIG. 21 shows a constant current discharging circuit in which a Zener diode ZD is connected between the base of the npn transistor Tr3 and the ground. The resistor r4 is a resistor for limiting the discharge current. By maintaining the base potential of the transistor Tr3 at a predetermined value by the Zener diode ZD, the voltage drop of the resistor r4 is stabilized at a predetermined value, whereby the emitter current (discharge current) flowing through the resistor r4 is suppressed to a predetermined value. It has become so.

【0011】制御回路107は正方向駆動回路105及
び逆方向駆動回路106の駆動を制御するもので、正方
向駆動において、低速充電回路105aと高速放電回路
106aとを交互に駆動し、また、逆方向駆動におい
て、高速充電回路105bと低速放電回路106bとを
交互に駆動する。
The control circuit 107 controls the driving of the forward drive circuit 105 and the reverse drive circuit 106. In the forward drive, the control circuit 107 alternately drives the low-speed charge circuit 105a and the high-speed discharge circuit 106a, In the directional driving, the high-speed charging circuit 105b and the low-speed discharging circuit 106b are alternately driven.

【0012】正方向駆動において、低速充電回路105
aと高速放電回路106aとを交互に駆動すると、圧電
素子103が低速伸長と高速縮小とを交互に繰り返し、
これにより駆動部材101が正方向の低速移動と逆方向
の高速移動とを繰り返す。一方、逆方向駆動において、
高速充電回路105bと低速放電回路106bとを交互
に駆動すると、圧電素子103が高速伸長と低速縮小と
を交互に繰り返し、これにより駆動部材101が正方向
の高速移動と逆方向の低速移動とを繰り返す。
In the forward drive, the low-speed charging circuit 105
a and the high-speed discharge circuit 106a are alternately driven, and the piezoelectric element 103 alternately repeats low-speed expansion and high-speed reduction,
As a result, the driving member 101 repeats the forward low-speed movement and the reverse high-speed movement. On the other hand, in the reverse drive,
When the high-speed charging circuit 105b and the low-speed discharging circuit 106b are driven alternately, the piezoelectric element 103 alternates between high-speed expansion and low-speed reduction, whereby the driving member 101 performs high-speed movement in the forward direction and low-speed movement in the reverse direction. repeat.

【0013】被駆動部材102と駆動部材101との間
の摩擦力は駆動部材101が高速移動するときは低く、
低速移動するときは高くなるから、被駆動部材102は
低速移動時だけ当該駆動部材101とともに移動する。
従って、正方向駆動においては、被駆動部材102が駆
動部材101に対して相対的に正方向に移動し、逆方向
駆動においては、被駆動部材102が駆動部材101に
対して相対的に逆方向に移動する。
The frictional force between the driven member 102 and the driving member 101 is low when the driving member 101 moves at high speed,
When moving at low speed, the driving member 102 moves with the driving member 101 only at low speed.
Therefore, in the forward drive, the driven member 102 moves in the forward direction relatively to the drive member 101, and in the reverse drive, the driven member 102 moves in the reverse direction relative to the drive member 101. Go to

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところで、カメラの撮
影レンズや双眼鏡のレンズ等の携帯機器の光学系の駆動
源としてインパクト形アクチュエータを適用する場合、
携帯機器の軽量化、小型化等の考慮すると、駆動回路は
できる限り簡単かつ小型であることが望ましい。しか
し、上記従来のインパクト形圧電アクチュエータの駆動
回路104は定電流回路によって充電電流若しくは放電
電流が制限されるようになっているので、回路素子数が
多く、駆動回路104の小型化が困難となっている。
By the way, when an impact type actuator is applied as a drive source of an optical system of a portable device such as a camera lens or a binocular lens,
In consideration of weight reduction and miniaturization of portable equipment, it is desirable that the driving circuit be as simple and small as possible. However, the driving circuit 104 of the conventional impact type piezoelectric actuator is configured such that the charging current or the discharging current is limited by the constant current circuit, so that the number of circuit elements is large and it is difficult to reduce the size of the driving circuit 104. ing.

【0015】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、回路構成の簡単な小型化が可能なインパクト圧
電アクチュエータの駆動装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an impact piezoelectric actuator driving apparatus capable of simplifying a circuit configuration and reducing its size.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、圧電体を伸長
させるべく当該圧電体に分極方向の電圧を印加する第1
の駆動回路と、上記圧電体を縮小させるべく当該圧電体
に分極方向と逆方向に電圧を印加する第2の駆動回路
と、上記第1の駆動回路と上記第2の駆動回路とを交互
に駆動して上記圧電体を伸縮運動させる駆動制御回路と
からなるインパクト形圧電アクチュエータの駆動装置に
おいて、上記第1,第2の駆動回路の少なくとも一方の
駆動回路を抵抗体のみからなる電流制限回路で構成した
ものである(請求項1)。
According to the present invention, there is provided a first method for applying a voltage in a polarization direction to a piezoelectric body in order to extend the piezoelectric body.
, A second drive circuit for applying a voltage to the piezoelectric body in a direction opposite to the polarization direction to reduce the piezoelectric body, and the first drive circuit and the second drive circuit alternately. A drive control circuit for driving the piezoelectric body to expand and contract the piezoelectric body, wherein at least one of the first and second drive circuits is a current limiting circuit including only a resistor. (Claim 1).

【0017】インパクト形圧電アクチュエータは、圧電
体と、この圧電体の分極方向の一方端に固着された棒状
の駆動部材と、この駆動部材に所定の摩擦力で軸方向に
移動可能な被駆動部材と、圧電体の駆動装置とからな
り、圧電体に分極方向の電圧と分極方向と逆方向の電圧
とを交互に印加して当該圧電体を振動させ、これにより
駆動部材を軸方向に往復動させて被駆動部材を当該駆動
部材に対して相対的に一方向に移動させるようになって
いる。この場合、圧電体を分極方向に充電する速度と分
極方向と逆方向に充電する速度とを異ならせることで当
該圧電体の伸長速度と縮小速度と(すなわち、駆動部材
の往動速度と復動速度と)に差を生じさせ、これにより
往動時の摩擦力と復動時の摩擦力とが相違して被駆動部
材は駆動部材に対して相対的に一方向に移動する。
The impact type piezoelectric actuator comprises a piezoelectric body, a rod-shaped driving member fixed to one end of the piezoelectric body in a polarization direction, and a driven member which is movable in the axial direction by a predetermined frictional force on the driving member. And a driving device for the piezoelectric body, and a voltage in a polarization direction and a voltage in a direction opposite to the polarization direction are alternately applied to the piezoelectric body to vibrate the piezoelectric body, whereby the driving member reciprocates in the axial direction. As a result, the driven member is moved in one direction relative to the driving member. In this case, the speed at which the piezoelectric body is charged in the polarization direction and the speed at which the piezoelectric body is charged in the direction opposite to the polarization direction are made different from each other, so that the expansion speed and the contraction speed of the piezoelectric body (i.e., the forward movement speed and the backward movement of the driving member). A difference is generated in the forward movement and the backward movement, and the driven member moves in one direction relatively to the driving member.

【0018】上記構成によれば、圧電体の分極方向の充
電速度と分極方向と逆方向の充電速度とに速度差を設け
るために第1,第2の駆動回路のいずれか一方の駆動回
路を抵抗体のみからなる電流制限回路で構成したので、
定電流回路等を用いた場合に比して電流制限回路の回路
構成が簡単になり、駆動装置の簡素化、小型化が可能に
なる。
According to the above configuration, one of the first and second drive circuits is provided to provide a speed difference between the charge speed in the polarization direction of the piezoelectric body and the charge speed in the opposite direction to the polarization direction. Since it was configured with a current limiting circuit consisting only of resistors,
As compared with the case where a constant current circuit or the like is used, the circuit configuration of the current limiting circuit is simplified, and the driving device can be simplified and downsized.

【0019】また、本発明は、上記インパクト形圧電ア
クチュエータの駆動装置において、上記第1の駆動回路
は上記圧電体の分極方向と逆方向に蓄積された電荷を放
電し、分極方向に充電する第1の充放電回路からなり、
上記第2の駆動回路は上記圧電体の分極方向に蓄積され
た電荷を放電し、分極方向と逆の方向に充電する第2の
充放電回路からなるものである(請求項2)。
Further, according to the present invention, in the driving device for an impact type piezoelectric actuator, the first driving circuit discharges electric charges accumulated in a direction opposite to the polarization direction of the piezoelectric body and charges the electric charges in the polarization direction. Consisting of one charge / discharge circuit,
The second drive circuit comprises a second charge / discharge circuit that discharges the electric charge accumulated in the polarization direction of the piezoelectric body and charges the electric charge in a direction opposite to the polarization direction (claim 2).

【0020】上記構成によれば、例えば電源電圧をVP
とすると、圧電体は分極方向とそれの逆方向とに交互に
電圧VPが印加され、端子間電圧が+VPから−VPの間
で交互に変化するように充放電される。すなわち、圧電
体は等価的に電圧2VPで駆動され、低電圧駆動が可能
になる。そして、低電圧駆動が可能な小型の駆動装置を
構成することができる。
According to the above configuration, for example, when the power supply voltage is V P
When the piezoelectric body voltage V P is applied alternately to the polarization direction opposite to the direction of it, it is charged and discharged so as to change the voltage between the terminals from the + V P alternates between -V P. That is, the piezoelectric body is equivalently driven at a voltage of 2 V P , and low-voltage driving becomes possible. In addition, a small driving device capable of driving at a low voltage can be configured.

【0021】また、本発明は、上記インパクト形圧電ア
クチュエータの駆動装置であって、スイッチ回路からな
る第1〜第4回路を直列接続するとともに、スイッチ回
路と抵抗体との直列回路からなる第5回路と第6回路と
をそれぞれ第1回路と第4回路とに並列接続し、上記第
2回路と第3回路との接続点と上記第1回路と第4回路
との接続点との間に電源が接続され、かつ、上記第1回
路と第2回路との接続点と上記第3回路と第4回路との
接続点との間に圧電体が接続されてなるブリッジ回路か
らなり、上記第1の駆動回路は上記電源、上記第2回路
及び上記第4回路又は上記電源、上記第2回路及び上記
第6回路により構成され、上記第2の駆動回路は上記電
源、上記第3回路及び上記第5回路又は上記電源、上記
第3回路及び上記第1回路により構成されているもので
ある(請求項3)。なお、上記スイッチ回路は電界効果
型トランジスタで構成するとよい(請求項4)。
The present invention also relates to a drive device for the impact type piezoelectric actuator, wherein the first to fourth circuits each including a switch circuit are connected in series, and the fifth device includes a series circuit including a switch circuit and a resistor. The circuit and the sixth circuit are connected in parallel to the first circuit and the fourth circuit, respectively, and between the connection point between the second circuit and the third circuit and the connection point between the first circuit and the fourth circuit. A bridge circuit in which a power source is connected, and a piezoelectric body is connected between a connection point between the first circuit and the second circuit and a connection point between the third circuit and the fourth circuit; One drive circuit includes the power supply, the second circuit and the fourth circuit, or the power supply, the second circuit and the sixth circuit, and the second drive circuit includes the power supply, the third circuit and the third circuit. The fifth circuit or the power supply, the third circuit and the Are those constituted by a circuit (claim 3). The switch circuit may be formed of a field effect transistor (claim 4).

【0022】上記構成によれば、駆動回路をブリッジ回
路で構成することにより被駆動部材を駆動部材に対して
相対的に両方向に移動可能となる。ブリッジ回路からな
る駆動回路は第2回路と第6回路(すなわち、2個のス
イッチ回路と1個の抵抗体の直列回路)で第1の駆動回
路の電流制限回路を構成し、第3回路と第5回路(すな
わち、2個のスイッチ回路と1個の抵抗体の直列回路)
で第2の駆動回路の電流制限回路を構成することにより
全体として6個のスイッチ回路と2個の抵抗体(合計8
個の素子)で構成され、少ない素子数で両方向に駆動可
能な駆動回路が構成される。
According to the above configuration, the driven member can be moved in both directions relative to the driving member by forming the driving circuit with a bridge circuit. The drive circuit including the bridge circuit constitutes a current limiting circuit of the first drive circuit by the second circuit and the sixth circuit (that is, a series circuit of two switch circuits and one resistor), and includes the third circuit and the sixth circuit. Fifth circuit (ie, a series circuit of two switch circuits and one resistor)
Constitutes the current limiting circuit of the second drive circuit, so that a total of six switch circuits and two resistors (total of 8
And a driving circuit that can be driven in both directions with a small number of elements.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係る圧電アクチュ
エータの一実施の形態の概略構成を示す斜視図である。
図2は同圧電アクチュエータにおける当接部材の駆動部
材への取付状態を示す要部断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an embodiment of a piezoelectric actuator according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing a mounting state of a contact member to a driving member in the piezoelectric actuator.

【0024】図1に示す圧電アクチュエータは正方向駆
動用のインパクト形圧電アクチュエータである。圧電ア
クチュエータ1は支持部材2、圧電部材3、駆動部材4
及び被駆動部材5から構成されている。
The piezoelectric actuator shown in FIG. 1 is an impact type piezoelectric actuator for driving in the forward direction. The piezoelectric actuator 1 includes a support member 2, a piezoelectric member 3, and a driving member 4.
And a driven member 5.

【0025】支持部材2は圧電部材3、駆動部材4及び
被駆動部材5を保持するものである。支持部材2は円柱
状をなし、軸方向の両端部及び略中央の仕切壁201を
残して内部を刳り貫くことによって形成された第1収容
空間202と第2収容空間203とを有している。軸方
向の長さの短い第1収容空間202には圧電部材3が積
層方向を支持部材2の軸方向に一致させて収容されてい
る。また、軸方向の長さの長い第2収容空間203には
駆動部材4と被駆動部材5とが収容されている。
The support member 2 holds the piezoelectric member 3, the driving member 4, and the driven member 5. The support member 2 has a columnar shape, and has a first housing space 202 and a second housing space 203 formed by hollowing out the inside thereof, excluding both ends in the axial direction and a substantially central partition wall 201. . The piezoelectric member 3 is accommodated in the first accommodation space 202 having a short length in the axial direction with the lamination direction coinciding with the axial direction of the support member 2. The driving member 4 and the driven member 5 are accommodated in the second accommodation space 203 having a long axial length.

【0026】圧電部材3は所要の厚さを有する板状の圧
電素子を複数枚、各圧電素子間に薄膜の電極(図略)を
挾み込んで接着してなる積層型圧電体で構成されてい
る。複数枚の圧電素子は隣接する圧電素子の分極方向が
互いに逆向きとなるように積層されている。これは各電
極には隣接する電極間で互いに正負の極性が逆になるよ
うに駆動電圧が並列に印加されるので、各圧電素子が同
一の方向に伸縮して圧電部材全体として大きい伸縮量が
得られるようにするためである。
The piezoelectric member 3 is composed of a plurality of plate-shaped piezoelectric elements having a required thickness, and a laminated piezoelectric body formed by bonding and sandwiching a thin-film electrode (not shown) between the piezoelectric elements. ing. The plurality of piezoelectric elements are stacked such that the polarization directions of adjacent piezoelectric elements are opposite to each other. This is because a driving voltage is applied to each electrode in parallel so that the positive and negative polarities of the adjacent electrodes are opposite to each other, so that each piezoelectric element expands and contracts in the same direction, and a large expansion and contraction amount of the entire piezoelectric member is increased. It is for obtaining.

【0027】圧電部材3は長手方向の一方端面(以下、
この端面を基端面という。)が第1収容空間202の仕
切壁201と反対側の端面に固設されている。支持部材
2の仕切壁201及び第2収容空間203が隣接する端
部(支持部材2の先端部)には軸中心位置に丸孔が穿設
され、棒部材からなる駆動部材4が両孔を貫通して第2
収容空間203に軸方向に移動可能に収容されている。
なお、駆動部材4の断面形状は丸形状に限定されるもの
ではなく、楕円形状、矩形形状等の任意の形状にするこ
とができる。
The piezoelectric member 3 has one end face in the longitudinal direction (hereinafter, referred to as a first end face).
This end face is called a base end face. ) Is fixed to the end face of the first storage space 202 opposite to the partition wall 201. A round hole is formed at the end of the support member 2 where the partition wall 201 and the second accommodating space 203 are adjacent to each other (the end of the support member 2) at the center of the shaft. Penetrating the second
It is accommodated in the accommodation space 203 so as to be movable in the axial direction.
The cross-sectional shape of the driving member 4 is not limited to a round shape, but may be an arbitrary shape such as an elliptical shape or a rectangular shape.

【0028】そして、駆動部材4の第1収容空間202
に突出した端部は圧電部材3の他方端面(以下、この面
を先端面という。)に固着され、駆動部材4の支持部材
2の先端部から突出した端部は板バネ6により所要のバ
ネ圧で圧電部材3側に付勢されている。この板バネ6に
よる駆動部材4の付勢は圧電部材3の伸縮動作に基づく
駆動部材4の軸方向の変位を安定化するためのものであ
る。
Then, the first housing space 202 of the driving member 4
Is fixed to the other end surface of the piezoelectric member 3 (hereinafter, this surface is referred to as a front end surface), and the end portion of the driving member 4 protruding from the front end portion of the support member 2 is fixed by a leaf spring 6 to a required spring. It is urged toward the piezoelectric member 3 by pressure. The biasing of the driving member 4 by the leaf spring 6 stabilizes the axial displacement of the driving member 4 based on the expansion and contraction operation of the piezoelectric member 3.

【0029】被駆動部材5は両側に耳部502を有する
基部501とこの耳部502の間に嵌合される挾み込み
部材503とを備えている(図2参照)。基部501の
両耳部502の付け根部分には駆動部材4よりも僅かに
径の大きい孔504が穿設されている。この孔504は
基部501の挾み込み部材503が対向する面に半円状
の溝が形成される位置に設けられている。被駆動部材5
は図2に示すように、孔504に駆動部材4を遊嵌状態
で貫通させ、その駆動部材4を基部501と挾み込み部
材503とで挾み込んで当該駆動部材4に軸方向に移動
可能に取り付けられている。挾み込み部材503の上部
には両耳部502の上面より突出する突起503aが形
成される一方、両耳部502の上面にこの突起部503
aに圧接されるように板バネ7が固設され、この板バネ
7により挾み込み部材503は所要のバネ圧で駆動部材
4側に付勢されている。
The driven member 5 has a base 501 having ears 502 on both sides and a sandwiching member 503 fitted between the ears 502 (see FIG. 2). A hole 504 having a diameter slightly larger than that of the driving member 4 is formed at the base of both ears 502 of the base 501. The hole 504 is provided at a position where a semicircular groove is formed on the surface of the base 501 facing the sandwiching member 503. Driven member 5
As shown in FIG. 2, the driving member 4 is passed through the hole 504 in a loosely fitted state, and the driving member 4 is sandwiched between the base 501 and the sandwiching member 503 to move in the axial direction to the driving member 4. Mounted as possible. A projection 503a projecting from the upper surface of the both ears 502 is formed on the upper portion of the sandwiching member 503, while the projection 503a is formed on the upper surface of the both ears 502.
The leaf spring 7 is fixed so as to be brought into pressure contact with the holding member a. The sandwiching member 503 is urged by the leaf spring 7 toward the drive member 4 with a required spring pressure.

【0030】このバネ圧は圧電部材3の伸縮動作に基づ
く駆動部材4の軸方向の往復動において、当該駆動部材
4と基部501及び挾み込み部材503との間に生じる
往動時の摩擦力と復動時の摩擦力とに差を生じさせ、被
駆動部材5を駆動部材4に対して相対移動させるための
ものである。すなわち、後述するように圧電部材3は高
速伸長及び低速縮小(若しくは低速伸長及び高速縮小)
を交互に繰り返すように駆動され、これにより駆動部材
4が高速往動と低速復動(若しくは低速往動と高速復
動)とを繰り返すようになっている。このとき、駆動部
材4が高速で往動するときは駆動部材4と被駆動部材5
との間の摩擦力は小さくなって駆動部材4のみが往動
し、低速で復動するときはその摩擦力は大きくなって被
駆動部材5が駆動部材4とともに復動し、これにより被
駆動部材5は駆動部材4に対して復動方向(逆方向)に
相対的に移動する。また、逆に駆動部材4が低速で往動
するときは駆動部材4と被駆動部材5との間の摩擦力は
大きくなって被駆動部材5が駆動部材4とともに往動
し、高速で復動するときはその摩擦力は小さくなって駆
動部材4のみが復動し、これにより被駆動部材5は駆動
部材4に対して往動方向(正方向)に相対的に移動す
る。
This spring pressure causes a frictional force at the time of forward movement generated between the driving member 4 and the base 501 and the holding member 503 in the axial reciprocation of the driving member 4 based on the expansion and contraction operation of the piezoelectric member 3. And the frictional force at the time of the backward movement is caused to move the driven member 5 relative to the driving member 4. That is, as described later, the piezoelectric member 3 is extended at a high speed and reduced at a low speed (or at a low speed and reduced at a high speed).
Are alternately repeated, whereby the driving member 4 repeats the high-speed forward movement and the low-speed backward movement (or the low-speed forward movement and the high-speed backward movement). At this time, when the driving member 4 moves forward at a high speed, the driving member 4 and the driven member 5
When only the driving member 4 moves forward and moves backward at a low speed, the frictional force increases and the driven member 5 moves back together with the driving member 4, thereby causing the driven member 4 to move backward. The member 5 moves relatively to the driving member 4 in the backward direction (reverse direction). Conversely, when the driving member 4 moves forward at a low speed, the frictional force between the driving member 4 and the driven member 5 increases, and the driven member 5 moves forward together with the driving member 4 and moves backward at a high speed. When this occurs, the frictional force is reduced and only the driving member 4 moves backward, whereby the driven member 5 moves relatively to the driving member 4 in the forward movement direction (forward direction).

【0031】なお、本実施の形態では挾み込み部材50
3を駆動部材4に圧接させるための付勢手段として板バ
ネを用いているが、付勢力が生じるものであれば、これ
に限定されるものではなく、例えばコイルバネやゴム等
の弾性部材を用いることもできる。
In this embodiment, the sandwiching member 50 is used.
Although a leaf spring is used as an urging means for pressing the member 3 against the driving member 4, the invention is not limited to this as long as the urging force is generated. For example, an elastic member such as a coil spring or rubber is used. You can also.

【0032】図3は圧電部材3の駆動回路の基本構成を
示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a basic configuration of a driving circuit of the piezoelectric member 3.

【0033】同図に示すブロック図は被駆動部材5を駆
動部材4に対して正方向に移動させるための圧電部材3
の駆動回路の基本構成であり、低速充電回路8、高速放
電回路9及び制御回路10により構成されている。圧電
部材3の分極方向(図3で矢印Pで示す方向)を基準と
して−側の電極301は接地され、+側の電極302は
低速充電回路8及び高速放電回路9に接続されている。
低速充電回路8及び高速放電回路9には制御回路10か
らそれぞれ駆動制御信号Sc1,Sc2が入力され、制御回
路10により低速充電回路8及び高速放電回路9の駆動
(すなわち、低速充電回路8及び高速放電回路9と圧電
部材3との接続)が制御される。
The block diagram shown in FIG. 3 shows a piezoelectric member 3 for moving the driven member 5 in the positive direction with respect to the driving member 4.
, And comprises a low-speed charging circuit 8, a high-speed discharging circuit 9, and a control circuit 10. With reference to the polarization direction of piezoelectric member 3 (the direction indicated by arrow P in FIG. 3), negative electrode 301 is grounded, and positive electrode 302 is connected to low-speed charging circuit 8 and high-speed discharging circuit 9.
Drive control signals Sc1 and Sc2 are input from the control circuit 10 to the low-speed charging circuit 8 and the high-speed discharging circuit 9, respectively, and the control circuit 10 drives the low-speed charging circuit 8 and the high-speed discharging circuit 9 (that is, the low-speed charging circuit 8 and the high-speed discharging circuit 9). The connection between the discharge circuit 9 and the piezoelectric member 3) is controlled.

【0034】低速充電回路8は圧電部材3の電極301
に電源電圧VPを印加し、放電速度よりも低速で電圧部
材3を分極方向に充電(分極を強める方向に充電)する
もので、本発明に係る駆動装置の第1の駆動回路に相当
するものである。また、高速放電回路9は圧電部材3の
電極301を接地し(すなわち、圧電部材3の端子間電
圧に対して逆方向の電位を与えて)、充電速度よりも高
速で電圧部材3に蓄積された電荷を放電するもので、本
発明に係る駆動装置の第2の駆動回路に相当するもので
ある。
The low-speed charging circuit 8 includes an electrode 301 of the piezoelectric member 3.
Supply voltage V P is applied, the voltage member 3 at a lower speed than the discharge rate as to charge to the polarization direction (charging direction to enhance the polarization), which corresponds to the first drive circuit of the driving apparatus according to the present invention Things. The high-speed discharge circuit 9 grounds the electrode 301 of the piezoelectric member 3 (that is, applies a potential in the opposite direction to the voltage between the terminals of the piezoelectric member 3), and is stored in the voltage member 3 at a higher speed than the charging speed. This is equivalent to a second driving circuit of the driving device according to the present invention.

【0035】制御回路10は低速充電回路8及び高速放
電回路9の駆動を制御するもので、本発明に係る駆動装
置の駆動制御回路に相当するものである。制御回路10
は低速充電回路8と高速放電回路9とを駆動制御信号S
c1,Sc2で交互に駆動する。
The control circuit 10 controls the driving of the low-speed charging circuit 8 and the high-speed discharging circuit 9 and corresponds to the driving control circuit of the driving device according to the present invention. Control circuit 10
Drives the low speed charging circuit 8 and the high speed discharging circuit 9
The drive is performed alternately at c1 and Sc2.

【0036】図4は図3に示す圧電部材3の駆動回路の
具体回路の一例を示す図である。また、図5は図4の駆
動回路の制御信号Sc1,Sc2と圧電部材3の充放電電圧
の波形を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a specific circuit of the driving circuit of the piezoelectric member 3 shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing waveforms of control signals Sc1 and Sc2 of the drive circuit of FIG.

【0037】同図は低速充電回路8を抵抗R1とPチャ
ンネルMOS型FET(電界効果型トランジスタ)から
なるスイッチ素子Q1との直列回路で構成し、高速充電
回路9をNチャンネルMOS型FETからなるスイッチ
素子Q2で構成したのものである。すなわち、低速充電
回路8は抵抗R1のみで充電電流を制限する回路構成と
し、高速充電回路9は圧電部材3の電極302を直接接
地して電流制限をすることなく放電させる回路構成とし
たものである。このように電流制限を抵抗素子1個で構
成することにより駆動回路の簡素化及び小型化が図られ
ている。
FIG. 3 shows that the low-speed charging circuit 8 is constituted by a series circuit of a resistor R1 and a switch element Q1 composed of a P-channel MOSFET (field-effect transistor), and the high-speed charging circuit 9 is composed of an N-channel MOSFET. This is constituted by the switch element Q2. That is, the low-speed charging circuit 8 has a circuit configuration in which the charging current is limited only by the resistor R1, and the high-speed charging circuit 9 has a circuit configuration in which the electrode 302 of the piezoelectric member 3 is directly grounded to discharge without limiting the current. is there. By configuring the current limit with one resistance element as described above, the drive circuit is simplified and downsized.

【0038】スイッチ素子Q1,Q2の各ゲートは制御
回路10の制御端子C1,C2に接続され、各ドレイン
は圧電部材3の電極302に接続されている。また、ス
イッチ素子Q1のソースは抵抗R1を介して電源VPに
接続され、スイッチ素子Q2のソースは接地されてい
る。なお、本実施の形態ではスイッチ素子としてMOS
型FETを用いているが、バイポーラトランジスタ、接
合型FET、GTO(Gate Turn-off Thyristor)など
他の電子スイッチ素子を用いてもよい。
The gates of the switch elements Q1 and Q2 are connected to control terminals C1 and C2 of the control circuit 10, and the drains are connected to the electrode 302 of the piezoelectric member 3. The source of the switch element Q1 is connected to the power supply VP via the resistor R1, and the source of the switch element Q2 is grounded. In this embodiment, a MOS is used as a switch element.
Although a type FET is used, other electronic switch elements such as a bipolar transistor, a junction type FET, and a GTO (Gate Turn-off Thyristor) may be used.

【0039】図5に示すように、圧電アクチュエータ1
の駆動時には制御回路10の制御端子C1,C2からは
スイッチ素子Q1,Q2に対してそれぞれ駆動制御信号
Sc1,Sc2が入力される。駆動制御信号Sc1,Sc2は同
位相の矩形波信号である。スイッチ素子Q1はPチャン
ネルMOS型FET、スイッチ素子Q2はNチャンネル
MOS型FETであるから、結果的に両スイッチ素子Q
1,Q2は逆位相でオン/オフする。
As shown in FIG. 5, the piezoelectric actuator 1
During the driving of the control circuit 10, drive control signals Sc1, Sc2 are input from the control terminals C1, C2 of the control circuit 10 to the switch elements Q1, Q2, respectively. The drive control signals Sc1 and Sc2 are rectangular wave signals having the same phase. Since the switch element Q1 is a P-channel MOS type FET and the switch element Q2 is an N-channel MOS type FET, both switch elements Q
1, Q2 are turned on / off in opposite phases.

【0040】充電期間では低速で充電されるので、圧電
部材3は低速で伸長し、これにより駆動部材4も低速で
支持部材2の先端側(以下、この方向を「正方向」とい
う。)に移動する。また、放電期間では充電速度よりも
高速で蓄積電荷が放電されるので、圧電部材3は伸長時
よりも高速で縮小し、これにより駆動部材4も正方向移
動時よりも高速で支持部材2の基端側(以下、この方向
を「逆方向」という。)に移動する。
During the charging period, the charging is performed at a low speed, so that the piezoelectric member 3 expands at a low speed, whereby the driving member 4 also moves at a low speed toward the distal end of the supporting member 2 (hereinafter, this direction is referred to as the "positive direction"). Moving. Further, during the discharging period, the accumulated charges are discharged at a higher speed than the charging speed, so that the piezoelectric member 3 contracts at a higher speed than at the time of extension, whereby the driving member 4 also moves the supporting member 2 at a higher speed than at the time of moving in the forward direction. It moves to the base end side (hereinafter, this direction is referred to as “reverse direction”).

【0041】正方向移動時は駆動部材4が低速で移動す
るので、駆動部材4と被駆動部材5との間の摩擦力は大
きくなり、被駆動部材5は駆動部材4とともに正方向に
移動するが、逆方向移動時は駆動部材4が高速で移動す
るので、駆動部材4と被駆動部材5との間の摩擦力は小
さくなり、駆動部材4のみが逆方向に移動する。
Since the driving member 4 moves at a low speed during the forward movement, the frictional force between the driving member 4 and the driven member 5 increases, and the driven member 5 moves together with the driving member 4 in the forward direction. However, when moving in the reverse direction, the driving member 4 moves at high speed, so that the frictional force between the driving member 4 and the driven member 5 decreases, and only the driving member 4 moves in the reverse direction.

【0042】従って、駆動部材4の低速往動と高速復動
とが交互に繰り返されることにより被駆動部材5は駆動
部材4に対して正方向移動のみを行い、これにより被駆
動部材5は支持部材3の先端側に移動する。
Accordingly, the driven member 5 moves only in the forward direction with respect to the driving member 4 by alternately repeating the low speed forward movement and the high speed backward movement of the driving member 4, whereby the driven member 5 is supported. It moves to the tip side of the member 3.

【0043】図6は逆方向駆動用のインパクト形圧電ア
クチュエータの具体回路の一例を示す図である。また、
図7は図6の駆動回路の駆動制御信号Sc1,Sc2と圧電
部材3の充放電電圧の波形を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a specific circuit of an impact type piezoelectric actuator for driving in the reverse direction. Also,
FIG. 7 is a diagram showing waveforms of the drive control signals Sc1 and Sc2 of the drive circuit of FIG.

【0044】逆方向駆動用のインパクト形圧電アクチュ
エータの駆動回路は高速充電回路(第1の駆動回路)、
低速放電回路(第2の駆動回路)及び制御回路から構成
されている。図6に示す駆動回路は抵抗R2とPチャン
ネルMOS型FETからなるスイッチ素子Q4との直列
回路を放電回路とし、NチャンネルMOS型FETから
なるスイッチ素子Q3を充電回路としたものである。す
なわち、スイッチ素子Q3,Q4の各ゲートは制御回路
10の制御端子C1,C2に接続され、各ドレインは圧
電部材3の電極302に接続されている。また、スイッ
チ素子Q4のソースは抵抗R2を介して接地され、スイ
ッチ素子Q3のソースは電源VPに接続されている。
The driving circuit of the impact type piezoelectric actuator for reverse driving is a high-speed charging circuit (first driving circuit),
It is composed of a low-speed discharge circuit (second drive circuit) and a control circuit. The drive circuit shown in FIG. 6 uses a series circuit of a resistor R2 and a switch element Q4 formed of a P-channel MOS FET as a discharge circuit, and a switch element Q3 formed of an N-channel MOS FET as a charge circuit. That is, the gates of the switch elements Q3 and Q4 are connected to the control terminals C1 and C2 of the control circuit 10, and the drains are connected to the electrode 302 of the piezoelectric member 3. The source of the switching element Q4 is grounded via the resistor R2, the source of the switching element Q3 is connected to the power supply V P.

【0045】図6の駆動回路は充電速度と放電速度との
緩急を図4の駆動回路と逆にしたものであるから、被駆
動部材5は駆動部材4に対して逆方向移動のみを行い、
支持部材3の基端側に移動させることができる。
Since the drive circuit of FIG. 6 has a charging speed and a discharge speed that are opposite to those of the drive circuit of FIG. 4, the driven member 5 moves only in the reverse direction with respect to the drive member 4.
The support member 3 can be moved to the base end side.

【0046】図7に示すように、圧電アクチュエータ1
の駆動時には制御回路10の制御端子C1,C2からは
スイッチ素子Q3,Q4に対してそれぞれ駆動制御信号
Sc1,Sc2が入力される。図7の駆動制御信号Sc1,S
c2の波形は、図5の駆動制御信号Sc1,Sc2の波形を入
れ換え、位相を反転させた関係になっている。駆動制御
信号Sc1,Sc2は同位相の矩形波信号であるが、スイッ
チ素子Q3はNチャンネルMOS型FET、スイッチ素
子Q4はPチャンネルMOS型FETであるから、結果
的に両スイッチ素子Q3,Q4は互いに逆位相でオン/
オフする。
As shown in FIG. 7, the piezoelectric actuator 1
During the driving, drive control signals Sc1 and Sc2 are input from the control terminals C1 and C2 of the control circuit 10 to the switch elements Q3 and Q4, respectively. The drive control signals Sc1, S1 shown in FIG.
The waveform of c2 has a relationship in which the waveforms of the drive control signals Sc1 and Sc2 in FIG. Although the drive control signals Sc1 and Sc2 are rectangular wave signals having the same phase, the switch element Q3 is an N-channel MOS type FET and the switch element Q4 is a P-channel MOS type FET. ON / OFF with opposite phases
Turn off.

【0047】充電期間では高速で充電されるので、圧電
部材3は高速で伸長し、これにより駆動部材4も高速で
正方向に移動するが、放電期間では充電速度よりも低速
で蓄積電荷が放電されるので、圧電部材3は伸長時より
も低速で縮小し、これにより駆動部材4も正方向移動時
よりも低速で逆方向に移動する。従って、正方向移動時
は駆動部材4と被駆動部材5との間の摩擦力は小さくな
り、被駆動部材5は停止し、駆動部材4のみが正方向に
移動する。一方、逆方向移動時は駆動部材4と被駆動部
材5との間の摩擦力は大きくなり、被駆動部材5は駆動
部材4とともに逆方向に移動する。
Since charging is performed at a high speed during the charging period, the piezoelectric member 3 expands at a high speed, whereby the driving member 4 also moves in the positive direction at a high speed. However, during the discharging period, the accumulated charges are discharged at a lower speed than the charging speed. As a result, the piezoelectric member 3 contracts at a lower speed than at the time of extension, whereby the driving member 4 also moves in the reverse direction at a lower speed than at the time of the forward movement. Therefore, during the forward movement, the frictional force between the driving member 4 and the driven member 5 becomes small, the driven member 5 stops, and only the driving member 4 moves in the forward direction. On the other hand, when moving in the reverse direction, the frictional force between the driving member 4 and the driven member 5 increases, and the driven member 5 moves in the reverse direction together with the driving member 4.

【0048】従って、駆動部材4の高速往動と低速復動
とが交互に繰り返されることにより被駆動部材5は駆動
部材4に対して逆方向移動のみを行い、これにより被駆
動部材5は支持部材3の基端側に移動する。
Therefore, the driven member 5 moves only in the reverse direction with respect to the driving member 4 by alternately repeating the high-speed forward movement and the low-speed backward movement of the driving member 4, whereby the driven member 5 is supported. It moves to the base end side of the member 3.

【0049】図4の駆動回路と図6の駆動回路とはそれ
ぞれ被駆動部材5を正方向移動若しくは逆方向移動のみ
行うための基本構成であるが、図8に示すように両駆動
回路を圧電部材3に並列接続すれば、被駆動部材5を正
逆両方向に移動させることができる。
The drive circuit shown in FIG. 4 and the drive circuit shown in FIG. 6 are basic structures for moving the driven member 5 only in the forward direction or in the reverse direction, respectively, and as shown in FIG. If connected in parallel to the member 3, the driven member 5 can be moved in both forward and reverse directions.

【0050】圧電アクチュエータ1の駆動時には制御回
路10の制御端子C1〜C4からスイッチ素子Q1〜Q
4にそれぞれ以下のような駆動制御信号Sc1〜Sc4が入
力される。すなわち、被駆動部材5を正方向移動させる
ときはスイッチ素子Q3,Q4にそれぞれハイレベルの
駆動制御信号Sc3とローレベルの駆動制御信号SC4と
を入力してオフにし、スイッチ素子Q1,Q2に図5の
駆動制御信号Sc1,Sc2と同様の波形の駆動制御信号S
c1,Sc2が入力される。一方、被駆動部材5を逆方向移
動させるときはスイッチ素子Q1,Q2にそれぞれハイ
レベルの駆動制御信号Sc1とローレベルの駆動制御信号
Sc2とを入力してオフにし、スイッチ素子Q3,Q4に
図7の駆動制御信号Sc1,Sc2と同様の波形の駆動制御
信号Sc3,Sc4が入力される。なお、被駆動部材5の動
作メカニズムは上述と同じであるので、省略する。
When the piezoelectric actuator 1 is driven, the control terminals C1 to C4 of the control circuit 10 switch the switch elements Q1 to Q4.
4, the following drive control signals Sc1 to Sc4 are input. That is, when the driven member 5 is moved in the forward direction, the high-level drive control signal Sc3 and the low-level drive control signal SC4 are input to the switch elements Q3 and Q4, respectively, and turned off, and the switch elements Q1 and Q2 are turned off. 5 has the same waveform as the drive control signals Sc1 and Sc2.
c1 and Sc2 are input. On the other hand, when the driven member 5 is moved in the reverse direction, the high-level drive control signal Sc1 and the low-level drive control signal Sc2 are input to the switch elements Q1 and Q2, respectively, and turned off. The drive control signals Sc3 and Sc4 having the same waveform as the drive control signals Sc1 and Sc2 of No. 7 are input. Note that the operation mechanism of the driven member 5 is the same as that described above, and will not be described.

【0051】図9は正方向駆動回路と逆方向駆動回路と
をブリッジ回路で構成する場合の基本構成を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a basic configuration in the case where the forward drive circuit and the reverse drive circuit are constituted by bridge circuits.

【0052】同図において、第1回路121と第5回路
125との並列回路12A、第2回路122、第3回路
123及び第4回路124と第6回路126との並列回
路12Bの直列接続によりブリッジ回路12が構成され
ている。第2回路122及び第3回路123の接続点a
と並列回路12A及び並列回路12Bの接続点cとの間
に電源11が接続され、第2回路122及び並列回路1
2Aの接続点bと第3回路123及び並列回路12Bの
接続点dとの間に圧電素子3が接続されている。接続点
a,c間に接続される電源11の正負の極性及び接続点
b,d間に接続される圧電素子3の分極方向は任意に設
定することができる。各回路121,122,123,
124,125,126はスイッチ回路を有し、それぞ
れ制御回路10の制御端子C1,C2,C3,C4,C
5,C6から駆動制御信号Sc1,Sc2,Sc3,Sc4,S
c5,Sc6が入力されるようになっている。
In the figure, a parallel circuit 12A of a first circuit 121 and a fifth circuit 125, a second circuit 122, a third circuit 123, and a parallel circuit 12B of a fourth circuit 124 and a sixth circuit 126 are connected in series. A bridge circuit 12 is configured. Connection point a between the second circuit 122 and the third circuit 123
The power supply 11 is connected between the power supply 11 and a connection point c between the parallel circuit 12A and the parallel circuit 12B, and the second circuit 122 and the parallel circuit 1
The piezoelectric element 3 is connected between the connection point b of 2A and the connection point d of the third circuit 123 and the parallel circuit 12B. The positive and negative polarities of the power supply 11 connected between the connection points a and c and the polarization direction of the piezoelectric element 3 connected between the connection points b and d can be arbitrarily set. Each of the circuits 121, 122, 123,
Reference numerals 124, 125, and 126 each include a switch circuit, and control terminals C1, C2, C3, C4, and C4 of the control circuit 10, respectively.
5, C6 to drive control signals Sc1, Sc2, Sc3, Sc4, S
c5 and Sc6 are input.

【0053】いま、接続点a,c間で圧電素子3に直列
接続される回路をKi,j(iは第i回路、jは第j回路
を示す。)とすると、回路K3,1及び回路K3,5により一
方方向の駆動回路αが構成され、回路K2,4及び回路K
2,6により他方方向の駆動回路βが構成される。
Now, assuming that a circuit connected in series to the piezoelectric element 3 between the connection points a and c is K i, j (i indicates an i-th circuit and j indicates a j-th circuit), a circuit K 3,1 And the circuits K 3,5 constitute a one-way drive circuit α, and the circuits K 2,4 and K
2, 6 constitute a driving circuit β in the other direction.

【0054】そして、例えば圧電素子3が図9の矢印P
の方向に分極され、電源11の正極を接続点a側とし、
駆動回路αを逆方向駆動回路、駆動回路βを正方向駆動
回路とすると、駆動回路α,βは、 逆方向駆動回路α:回路K2,4+回路K3,5 正方向駆動回路β:回路K2,6+回路K3,1 で構成される。
Then, for example, when the piezoelectric element 3 is
And the positive electrode of the power supply 11 is set to the connection point a side,
Assuming that the drive circuit α is a reverse drive circuit and the drive circuit β is a forward drive circuit, the drive circuits α and β are: reverse drive circuit α: circuit K 2,4 + circuit K 3,5 forward drive circuit β: It is composed of the circuit K 2,6 + the circuit K 3,1 .

【0055】この場合、回路K2,4は圧電素子3に分極
方向に電源電圧VPを印加して端子間電圧Vsが+VP
なるまで高速で充電する回路(以下、この方向の充電回
路を正方向充電回路という。)となり、回路K3,5は圧
電素子3に分極方向と逆方向に電源電圧VPを印加して
低速で充電電荷を放電し、かつ、端子間電圧Vsが−VP
となるまで充電する回路(以下、この方向の充電回路を
逆方向充電回路という。)となる。
[0055] In this case, the circuit K 2, 4 is the circuit for charging at a high speed until the power supply voltage is applied to V P to the polarization direction of the piezoelectric element 3 is a voltage Vs between the terminals becomes + V P (hereinafter, the charging circuit of the direction . the positive charging circuit hereinafter), and the circuit K 3, 5 discharges the electric charge at a low speed by applying a power supply voltage V P to the polarization direction opposite to the piezoelectric element 3, and the inter-terminal voltage Vs - VP
(Hereinafter, a charging circuit in this direction is referred to as a reverse charging circuit).

【0056】また、回路K2,6は圧電素子3に分極方向
に電源電圧VPを印加して端子間電圧Vsが電源電圧VP
となるまで低速で充電する正方向充電回路となり、回路
3,1は圧電素子3に分極方向と逆方向に電源電圧VP
印加して高速で充電電荷を放電し、かつ、端子間電圧V
sが−VPとなるまで充電する逆方向充電回路となる。
[0056] Further, the circuit K 2, 6 are inter-terminal voltage Vs is applied a power supply voltage V P to the polarization direction of the piezoelectric element 3 is the power supply voltage V P
Forward becomes a charging circuit, the circuit K 3, 1 discharges the charges at a high speed by applying a power supply voltage V P to the polarization direction opposite to the piezoelectric element 3, and terminal voltage of charging at a low speed until the V
s is the reverse charging circuit for charging until the -V P.

【0057】すなわち、逆方向駆動回路αは高速正方向
充電回路K2,4と低速逆方向充電回路K3,5で構成され、
正方向駆動回路βは低速正方向充電回路K2,6と高速逆
方向充電回路K3,1で構成される。
That is, the reverse driving circuit α is composed of a high-speed forward charging circuit K 2,4 and a low-speed reverse charging circuit K 3,5 ,
The forward drive circuit β includes a slow forward charge circuit K 2,6 and a fast reverse charge circuit K 3,1 .

【0058】そして、回路K2,4は本発明に係る駆動装
置の逆方向駆動における第1の駆動回路を構成し、回路
3,5は同駆動装置の逆方向駆動における第2の駆動回
路を構成している。また、回路K2,6は同駆動装置の正
方向駆動における第1の駆動回路を構成し、回路K3,1
は同駆動装置の正方向駆動における第2の駆動回路を構
成している。
The circuits K 2,4 constitute a first drive circuit in the reverse drive of the drive device according to the present invention, and the circuits K 3,5 constitute a second drive circuit in the reverse drive of the drive device. Is composed. Further, the circuits K 2,6 constitute a first drive circuit in the forward drive of the same drive device, and the circuits K 3,1
Constitutes a second drive circuit in the forward drive of the drive device.

【0059】また、電源11の極性を反転し、接続点c
側を正極とすると、駆動回路α,βの充放電回路は、 逆方向駆動回路α:回路K3,1+回路K2,6 正方向駆動回路β:回路K3,5+回路K2,4 で構成される。
Further, the polarity of the power supply 11 is inverted, and the connection point c
Assuming that the positive side is positive, the charge / discharge circuits of the drive circuits α and β are: reverse drive circuit α: circuit K 3,1 + circuit K 2,6 forward drive circuit β: circuit K 3,5 + circuit K 2, Consists of four .

【0060】この場合、回路K3,1は高速正方向充電回
路となり、回路K2,6は低速逆方向充電回路回路とな
り、回路K3,5は低速正方向充電回路となり、回路K2,4
は高速逆方向充電回路となるから、逆方向駆動回路αは
高速正方向充電回路K3,1と低速逆方向充電回路K2,6
で構成され、正方向駆動回路βは低速正方向充電回路K
3 ,5と高速逆方向充電回路K2,4とで構成される。
In this case, the circuit K3,1Is fast forward charging times
Road and circuit K2,6Is a low-speed reverse charging circuit.
Circuit K3,5Is a slow forward charging circuit, and the circuit K2,4
Is a high-speed reverse charging circuit, so the reverse driving circuit α is
High-speed positive charging circuit K3,1And low-speed reverse charging circuit K2,6When
And the forward drive circuit β is a slow forward charge circuit K
Three ,FiveAnd fast reverse charging circuit K2,4It is composed of

【0061】従って、この場合は回路K3,1が本発明に
係る駆動装置の逆方向駆動における第1の駆動回路を構
成し、回路K2,6が同駆動装置の逆方向駆動における第
2の駆動回路を構成している。また、回路K3,5が同駆
動装置の正方向駆動における第1の駆動回路を構成し、
回路K2,4が同駆動装置の正方向駆動における第2の駆
動回路を構成している。
Accordingly, in this case, the circuit K 3,1 constitutes a first drive circuit in the reverse drive of the drive device according to the present invention, and the circuit K 2,6 constitutes the second drive circuit in the reverse drive of the drive device. Of the driving circuit. Further, the circuits K 3,5 constitute a first drive circuit in the forward drive of the same drive device,
The circuits K2 and K4 constitute a second drive circuit in the forward drive of the drive device.

【0062】駆動回路をブリッジ回路で構成した場合
は、圧電素子3には−VP〜+VPの充電電圧が印加され
るので、等価的に圧電素子3の駆動電圧が2VPとな
り、図8に示す駆動回路よりも駆動電圧が2倍となり、
低電圧で変位量の大きい圧電アクチュエータを構成する
ことができる利点がある。
[0062] When configured in the driver circuit bridge circuit, since the piezoelectric element 3 charging voltage of -V P ~ + V P is applied, equivalently driving voltage 2V P next to the piezoelectric element 3, FIG. 8 The driving voltage is twice as high as the driving circuit shown in
There is an advantage that a piezoelectric actuator having a large displacement amount at a low voltage can be formed.

【0063】図10はブリッジ回路を用いた駆動回路の
具体的な回路構成の第1の実施形態を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a first embodiment of a specific circuit configuration of a drive circuit using a bridge circuit.

【0064】同図に示す駆動回路は上記,の駆動回
路α,βに対する具体的な回路構成である。第1回路1
21及び第4回路124はPチャンネルMOS型FET
で、また、第2回路122及び第3回路123はNチャ
ンネルMOS型FETで構成され、第5回路125及び
第6回路126は抵抗RとNチャンネルMOS型FET
との直列回路で構成されている。第1回路121〜第6
回路126の各FETのゲートはそれぞれ制御回路10
の制御端子C1〜C6に接続され、制御回路10からそ
れぞれ駆動制御信号Sc1〜Sc6が入力されるようになっ
ている。また、接続点a,cはそれぞれ図略の電源11
の正極と負極(接地点)とに接続され、接続点aに電源
電圧VPが供給されている。
The drive circuit shown in FIG. 9 has a specific circuit configuration for the drive circuits α and β described above. First circuit 1
21 and the fourth circuit 124 are P-channel MOSFETs
The second circuit 122 and the third circuit 123 are composed of N-channel MOSFETs, and the fifth circuit 125 and the sixth circuit 126 are composed of a resistor R and an N-channel MOSFET.
And a series circuit. 1st circuit 121 to 6th
The gate of each FET of the circuit 126 is connected to the control circuit 10
And drive control signals Sc1 to Sc6 from the control circuit 10, respectively. The connection points a and c are respectively connected to a power supply 11 (not shown).
Are connected to a positive electrode and a negative electrode (ground point), and a power supply voltage VP is supplied to a connection point a.

【0065】MOS型FETは正方向充電回路K2,4
2,6及び逆方向充電回路K3,1,K3 ,5の圧電素子3へ
の接続を制御するためのスイッチ回路であり、低速逆方
向充電回路K3,5及び低速正方向充電回路K2,6は抵抗R
のみで圧電素子3の充電電流を制限するようになってい
る。従って、第5回路125及び第6回路126を、例
えば図20に示した定電流回路で構成した場合に比べて
トランジスタをそれぞれ1個(合計2個)、低減するこ
とができる。
The MOS type FET is connected to a forward charging circuit K.2,4,
K2,6And reverse charging circuit K3,1, KThree ,FiveTo the piezoelectric element 3
Switch circuit for controlling the connection of
Charging circuit K3,5And low-speed positive charging circuit K2,6Is the resistance R
The charging current of the piezoelectric element 3 is limited only by
You. Therefore, the fifth circuit 125 and the sixth circuit 126 are referred to as examples.
For example, as compared with the case where the constant current circuit shown in FIG.
Reduce the number of transistors by one (two in total)
Can be.

【0066】図11は図10に示す駆動回路の駆動制御
信号と圧電素子の充放電電圧の波形とを示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the drive control signals of the drive circuit shown in FIG. 10 and the waveforms of the charge and discharge voltages of the piezoelectric elements.

【0067】同図において、逆方向駆動においては、
の逆方向駆動回路αの回路構成より第1回路121と第
6回路126とは逆方向駆動回路αを構成しないから、
制御回路10の制御端子C1,C6からローレベルの駆
動制御信号Sc1,Sc6が出力され、第1回路121及び
第6回路126のFETはオフ(切断)にされ、等価的
に第2回路122,第3回路123,第4回路124及
び第5回路125でブリッジ回路が構成される。
In the figure, in the reverse drive,
Because the first circuit 121 and the sixth circuit 126 do not form the reverse drive circuit α due to the circuit configuration of the reverse drive circuit α,
The low-level drive control signals Sc1 and Sc6 are output from the control terminals C1 and C6 of the control circuit 10, and the FETs of the first circuit 121 and the sixth circuit 126 are turned off (cut off). The third circuit 123, the fourth circuit 124, and the fifth circuit 125 form a bridge circuit.

【0068】そして、制御回路10の制御端子C2,C
4から駆動制御信号Sc2,Sc4が互いに逆位相で出力さ
れ、制御回路10の制御端子C3,C5から駆動制御信
号Sc3,Sc5が互いに逆位相で、かつ、信号Sc3が信号
Sc4と、また、信号Sc5が信号Sc2とそれぞれ同位相と
なるように出力され、これにより高速正方向充電回路K
2,4(第1回路124+第2回路122)と低速逆方向
充電回路K3,5(第3回路123+第5回路125)と
が交互に圧電素子3に接続されて当該圧電素子3の高速
正方向充電(高速伸長)と低速逆方向充電(低速縮小)
とが交互に行われる。
The control terminals C2 and C2 of the control circuit 10
4, the drive control signals Sc2, Sc4 are output in opposite phases, the control terminals C3, C5 of the control circuit 10 output drive control signals Sc3, Sc5 in opposite phases, and the signal Sc3 becomes the signal Sc4. Sc5 is output so as to be in phase with the signal Sc2.
2,4 (the first circuit 124 + the second circuit 122) and the low-speed reverse charging circuit K 3,5 (the third circuit 123 + the fifth circuit 125) are alternately connected to the piezoelectric element 3 so that the high-speed Forward charging (high-speed extension) and low-speed reverse charging (low-speed reduction)
Are performed alternately.

【0069】高速正方向充電では圧電素子3に電源電圧
Pが直接、印加されるので、圧電素子3の端子電圧Vs
は−VP〜+VPまで直線的に変化するが、低速逆方向充
電では圧電素子3に電源電圧VPが抵抗Rを介して印加
されるので、圧電素子3の端子電圧Vsは当該圧電素子
3の容量Cと抵抗Rとで決定される時定数で+VP〜−
Pまで指数関数的に変化する。
In the high-speed forward charging, the power supply voltage V P is directly applied to the piezoelectric element 3, so that the terminal voltage Vs of the piezoelectric element 3
Changes linearly from −V P to + V P, but the power supply voltage V P is applied to the piezoelectric element 3 via the resistor R in the low-speed reverse charging, so that the terminal voltage Vs of the piezoelectric element 3 is with a time constant determined by the third capacitor C and the resistance R + V P ~ -
It changes exponentially to V P.

【0070】従って、圧電素子3は高速伸長と低速縮小
とを交互に繰り返し、これにより駆動部材101が異な
る速度で往復動して被駆動部材102が逆方向(基端方
向)に駆動される。
Accordingly, the piezoelectric element 3 alternates between high-speed extension and low-speed reduction alternately, whereby the driving member 101 reciprocates at different speeds, and the driven member 102 is driven in the opposite direction (proximal direction).

【0071】また、正方向駆動においては、の正方向
駆動回路βの回路構成より第5回路125と第4回路1
24とは正方向駆動回路βを構成しないから、制御回路
10の制御端子C4,C5からローレベルの駆動制御信
号Sc4,Sc5が出力され、第5回路125及び第4回路
124のFETはオフ(切断)にされ、等価的に第1回
路121,第2回路122,第6回路126及び第3回
路123でブリッジ回路が構成される。
In the forward drive, the fifth circuit 125 and the fourth circuit 1
24 does not constitute the forward drive circuit β, low-level drive control signals Sc4 and Sc5 are output from the control terminals C4 and C5 of the control circuit 10, and the FETs of the fifth circuit 125 and the fourth circuit 124 are turned off ( The first circuit 121, the second circuit 122, the sixth circuit 126, and the third circuit 123 equivalently constitute a bridge circuit.

【0072】そして、制御回路10の制御端子C2,C
6から駆動制御信号Sc2,Sc6が互いに逆位相で出力さ
れ、制御回路10の制御端子C1,C3から駆動制御信
号Sc1,Sc3が互いに逆位相で、かつ、信号Sc1が信号
Sc6と、また、信号Sc3が信号Sc2とそれぞれ同位相と
なるように出力され、これにより低速正方向充電回路K
2,6(第2回路122+第6回路126)と高速逆方向
充電回路K3,1(第3回路123+第1回路121)と
が交互に圧電素子3に接続されて当該圧電素子3の低速
正方向充電(低速伸長)と高速逆方向充電(高速縮小)
とが交互に行われる。
The control terminals C2 and C2 of the control circuit 10
6, the drive control signals Sc2, Sc6 are output in opposite phases, the drive control signals Sc1, Sc3 from the control terminals C1, C3 of the control circuit 10 have opposite phases, and the signal Sc1 is the signal Sc6, and the signal Sc1 is the signal Sc6. Sc3 is output so as to be in phase with the signal Sc2.
2,6 (the second circuit 122 + the sixth circuit 126) and the high-speed reverse charging circuit K 3,1 (the third circuit 123 + the first circuit 121) are alternately connected to the piezoelectric element 3 so that the low-speed Forward charging (low speed extension) and high speed reverse charging (high speed reduction)
Are performed alternately.

【0073】低速正方向充電では圧電素子3に電源電圧
Pが圧電素子3に電源電圧VPが抵抗Rを介して印加さ
れるので、圧電素子3の端子電圧Vsは当該圧電素子3
の容量Cと抵抗Rとで決定される時定数で−VP〜+VP
まで指数関数的に変化し、高速逆方向充電では圧電素子
3に電源電圧VPが直接、印加されるので、圧電素子3
の端子電圧Vsは+VP〜−VPまで直線的に変化する。
[0073] slow the power supply voltage V P to the piezoelectric element 3 in the positive direction the charge power supply voltage V P to the piezoelectric element 3 is applied via the resistor R, the terminal voltage Vs of the piezoelectric element 3 is the piezoelectric element 3
Is a time constant determined by the capacitance C and the resistance R of -V P to + V P
Since the power supply voltage VP is directly applied to the piezoelectric element 3 in high-speed reverse charging, the piezoelectric element 3
The terminal voltage Vs changes linearly until + V P ~-V P.

【0074】従って、圧電素子3は低速伸長と高速縮小
とを交互に繰り返し、これにより駆動部材101が異な
る速度で往復動して被駆動部材102が正方向(先端方
向)に駆動される。なお、上記説明においては、正方向
駆動時には第1回路121及び第6回路126、逆方向
駆動時には第4回路124及び第5回路125をオフに
していたが、図11の信号Sc5,Sc6の点線部分で示す
ように逆方向駆動時の第5回路125は第1回路121
と同位相で、また、正方向駆動時の第6回路126は第
4回路124と同位相でそれぞれオン/オフさせるよう
にしてもよい。
Accordingly, the piezoelectric element 3 alternately repeats the low-speed extension and the high-speed reduction, whereby the driving member 101 reciprocates at different speeds, and the driven member 102 is driven in the forward direction (tip direction). In the above description, the first circuit 121 and the sixth circuit 126 are turned off in the forward drive, and the fourth circuit 124 and the fifth circuit 125 are turned off in the reverse drive. However, the dotted lines of the signals Sc5 and Sc6 in FIG. As shown by the portion, the fifth circuit 125 at the time of reverse driving is the first circuit 121
The sixth circuit 126 may be turned on / off in the same phase as that of the fourth circuit 124 during the forward driving.

【0075】図12はブリッジ回路を用いた駆動回路の
具体的な回路構成の第2の実施形態を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a second embodiment of a specific circuit configuration of a drive circuit using a bridge circuit.

【0076】同図に示す駆動回路は上記,の駆動回
路α,βに対する具体的な回路構成で、図10におい
て、電源電圧の極性を逆にし、すなわち、接続点a,c
にそれぞれ図略の電源11の負極(接地点)と正極とを
接続し、第2回路122、第3回路123をNチャンネ
ルMOS型FETで、また、第1回路121、第4回路
124〜第6回路126をPチャンネルMOS型FET
で構成したものである。他の構成は図10のものと同一
であるので、説明を省略する。
The drive circuit shown in FIG. 10 has a specific circuit configuration for the drive circuits α and β described above. In FIG. 10, the polarity of the power supply voltage is reversed, that is, the connection points a and c are set.
The second circuit 122 and the third circuit 123 are N-channel MOS type FETs, and the first circuit 121, the fourth circuit 124 to the fourth circuit 124 are connected to the negative electrode (ground point) and the positive electrode of the power supply 11 (not shown). 6 circuits 126 are P channel MOS type FET
It consists of. The other configuration is the same as that of FIG. 10, and the description is omitted.

【0077】図13は図12に示す駆動回路の駆動制御
信号と圧電素子の充放電電圧の波形とを示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing the drive control signal of the drive circuit shown in FIG. 12 and the waveform of the charge / discharge voltage of the piezoelectric element.

【0078】同図において、逆方向駆動においては、
の逆方向駆動回路αの回路構成より第5回路125と第
4回路124とは逆方向駆動回路αを構成しないから、
制御回路10の制御端子C4,C5からハイレベルの駆
動制御信号Sc4,Sc5が出力され、第5回路125及び
第4回路124のFETはオフ(切断)にされ、等価的
に第1回路121,第2回路122,第3回路123及
び第6回路126でブリッジ回路が構成される。
In the figure, in the reverse drive,
Since the fifth circuit 125 and the fourth circuit 124 do not form the reverse drive circuit α due to the circuit configuration of the reverse drive circuit α,
The high-level drive control signals Sc4 and Sc5 are output from the control terminals C4 and C5 of the control circuit 10, and the FETs of the fifth circuit 125 and the fourth circuit 124 are turned off (cut off). The second circuit 122, the third circuit 123, and the sixth circuit 126 form a bridge circuit.

【0079】そして、制御回路10の制御端子C1,C
3から駆動制御信号Sc1,Sc3が互いに逆位相で出力さ
れ、制御回路10の制御端子C2,C6から駆動制御信
号Sc2,Sc6が互いに逆位相で、かつ、信号Sc2が信号
Sc3と、また、信号Sc6が信号Sc1とそれぞれ同位相と
なるように出力され、これにより高速正方向充電回路K
3,1(第3回路123+第1回路121)と低速逆方向
充電回路K2,6(第2回路122+第6回路126)と
が交互に圧電素子3に接続されて当該圧電素子3の高速
正方向充電(高速伸長)と低速逆方向充電(低速縮小)
とが交互に行われる。
Then, the control terminals C1, C of the control circuit 10
3, the drive control signals Sc1, Sc3 are output in opposite phases, the control terminals C2, C6 of the control circuit 10 output drive control signals Sc2, Sc6 in opposite phases, and the signal Sc2 becomes the signal Sc3. Sc6 is output so as to be in phase with the signal Sc1, respectively.
3,1 (third circuit 123 + first circuit 121) and low-speed reverse charging circuit K 2,6 (second circuit 122 + sixth circuit 126) are alternately connected to piezoelectric element 3 so that high-speed operation of piezoelectric element 3 Forward charging (high-speed extension) and low-speed reverse charging (low-speed reduction)
Are performed alternately.

【0080】また、正方向駆動においては、の正方向
駆動回路βの回路構成より第1回路121と第6回路1
26とは正方向駆動回路βを構成しないから、制御回路
10の制御端子C1,C6からハイレベルの駆動制御信
号Sc1,Sc6が出力され、第1回路121及び第6回路
126のFETはオフ(切断)にされ、等価的に第2回
路122,第3回路123,第4回路124及び第5回
路125でブリッジ回路が構成される。
In the forward drive, the first circuit 121 and the sixth circuit 1
26 does not constitute the forward drive circuit β, high-level drive control signals Sc1 and Sc6 are output from the control terminals C1 and C6 of the control circuit 10, and the FETs of the first circuit 121 and the sixth circuit 126 are turned off ( The second circuit 122, the third circuit 123, the fourth circuit 124, and the fifth circuit 125 equivalently constitute a bridge circuit.

【0081】そして、制御回路10の制御端子C3,C
5から駆動制御信号Sc3,Sc5が互いに逆位相で出力さ
れ、制御回路10の制御端子C2,C4から駆動制御信
号Sc2,Sc4が互いに逆位相で、かつ、信号Sc2が信号
Sc5と、また、信号Sc4が信号Sc3とそれぞれ同位相と
なるように出力され、これにより低速正方向充電回路K
3,5(第3回路123+第5回路125)と高速逆方向
充電回路K2,4(第2回路122+第4回路124)と
が交互に圧電素子3に接続されて当該圧電素子3の低速
正方向充電(低速伸長)と高速逆方向充電(高速縮小)
とが交互に行われる。
The control terminals C3 and C of the control circuit 10
5, the drive control signals Sc3 and Sc5 are output in opposite phases, the drive control signals Sc2 and Sc4 from the control terminals C2 and C4 of the control circuit 10 have opposite phases, and the signal Sc2 is the signal Sc5. Sc4 is output so as to be in phase with the signal Sc3.
3,5 (the third circuit 123 + the fifth circuit 125) and the high-speed reverse charging circuit K 2,4 (the second circuit 122 + the fourth circuit 124) are alternately connected to the piezoelectric element 3 so that the low-speed operation of the piezoelectric element 3 Forward charging (low speed extension) and high speed reverse charging (high speed reduction)
Are performed alternately.

【0082】なお、駆動時の圧電素子3の端子電圧Vs
の波形は、図11の場合と同様であるから、圧電素子
3、駆動部材101及び被駆動部材102の動作の説明
は省略する。
The terminal voltage Vs of the piezoelectric element 3 at the time of driving is
Are the same as those in FIG. 11, and the description of the operations of the piezoelectric element 3, the driving member 101, and the driven member 102 will be omitted.

【0083】また、この場合も図13の信号Sc5,Sc6
の点線で示すように逆方向駆動時の第5回路125は第
1回路121と同位相で、また、正方向駆動時の第6回
路126は第4回路124と同位相でそれぞれオン/オ
フさせるようにしてもよい。
Also in this case, the signals Sc5 and Sc6 shown in FIG.
As shown by the dotted line, the fifth circuit 125 in the reverse drive is turned on / off in the same phase as the first circuit 121, and the sixth circuit 126 in the forward drive is turned on / off in the same phase as the fourth circuit 124. You may do so.

【0084】図14はブリッジ回路を用いた駆動回路の
具体的な回路構成の第3の実施形態を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a third embodiment of a specific circuit configuration of a drive circuit using a bridge circuit.

【0085】第3の実施形態は図10に示す駆動回路1
2の回路構成を変形するとともに、ロジック回路127
を設け、駆動回路12の変形回路である駆動回路12’
の一部のスイッチ回路をロジック回路127の出力信号
で制御するようにしたものである。第3の実施形態では
制御回路10とロジック回路127とが本発明に係る駆
動装置の駆動制御回路を構成している。
In the third embodiment, the driving circuit 1 shown in FIG.
2 and the logic circuit 127
And a driving circuit 12 ′ which is a modified circuit of the driving circuit 12.
Is controlled by the output signal of the logic circuit 127. In the third embodiment, the control circuit 10 and the logic circuit 127 constitute a drive control circuit of the drive device according to the present invention.

【0086】図10に示す駆動回路12の制御におい
て、第5回路125は逆方向駆動におけるブリッジ回路
の構成要素となり、第6回路126は正方向駆動におけ
るブリッジ回路の構成要素となり、両回路が同時にブリ
ッジ回路の構成要素となることはない(図11の駆動制
御信号Sc5,Sc6を参照)。すなわち、図10に示す駆
動回路12では正方向駆動における充電電流制限用の抵
抗Rと逆方向駆動における電流制限用の抵抗Rとが別々
に設けられている。しかし、両抵抗Rは同時にブリッジ
回路の回路要素となることはないので、一つの抵抗Rを
共用することが可能であり、この方が抵抗Rの数を少な
くでき、しかもブリッジ回路を簡単にすることができ
る。
In the control of the drive circuit 12 shown in FIG. 10, the fifth circuit 125 becomes a component of the bridge circuit in the backward drive, and the sixth circuit 126 becomes a component of the bridge circuit in the forward drive. It does not become a component of the bridge circuit (see the drive control signals Sc5 and Sc6 in FIG. 11). That is, in the drive circuit 12 shown in FIG. 10, the resistor R for limiting the charging current in the forward drive and the resistor R for limiting the current in the reverse drive are separately provided. However, since both resistors R do not become circuit elements of the bridge circuit at the same time, it is possible to share one resistor R, which can reduce the number of resistors R and simplify the bridge circuit. Can be.

【0087】第3の実施形態に係る駆動回路12’は図
10に示す駆動回路12の第5回路125の抵抗Rと第
6回路126の抵抗Rとを共用するようにしたもので、
具体的には図10において、第5回路125及び第6回
路126の抵抗Rのいずれか一方を除去し、第5回路1
25のFETのドレインと第6回路126のFETのド
レインとを接続したものである(接続点e参照)。
The drive circuit 12 ′ according to the third embodiment shares the resistor R of the fifth circuit 125 and the resistor R of the sixth circuit 126 of the drive circuit 12 shown in FIG.
Specifically, in FIG. 10, one of the resistors R of the fifth circuit 125 and the sixth circuit 126 is removed, and the fifth circuit 1
In this case, the drain of the FET 25 is connected to the drain of the FET of the sixth circuit 126 (see the connection point e).

【0088】従って、駆動回路12’の第1回路12
1、第2回路122、第3回路123及び第4回路12
4は駆動回路12の対応する回路と同一であるが、駆動
回路12’の第5回路125はスイッチ素子Q5と抵抗
Rとで構成され、第6回路126はスイッチ素子Q6と
抵抗Rとで構成される。
Therefore, the first circuit 12 of the drive circuit 12 '
1, second circuit 122, third circuit 123, and fourth circuit 12
4 is the same as the corresponding circuit of the drive circuit 12, but the fifth circuit 125 of the drive circuit 12 'is composed of the switch element Q5 and the resistor R, and the sixth circuit 126 is composed of the switch element Q6 and the resistor R. Is done.

【0089】そして、駆動回路12’の第2回路12
2、第3回路123、第5回路125及び第6回路12
6の各FETのゲートはロジック回路127の出力端子
P2,P3,P5,P6に接続され、当該ロジック回路
127からそれぞれ駆動制御信号Sp2,Sp3,Sp5,S
p6が入力されるようになっている。ロジック回路127
の入力端子P1,P2はそれぞれ制御回路10の制御端
子C7,C8に接続され、ロジック回路127は制御回
路10から入力される駆動制御信号Sc7,Sc8を下記表
1に示す論理に従って駆動制御信号Sp2,Sp3,Sp5,
Sp6に変換して出力するようになっている。
Then, the second circuit 12 of the drive circuit 12 '
2, third circuit 123, fifth circuit 125, and sixth circuit 12
6 are connected to output terminals P2, P3, P5, and P6 of a logic circuit 127, and drive control signals Sp2, Sp3, Sp5, and S5 from the logic circuit 127, respectively.
p6 is input. Logic circuit 127
Are connected to control terminals C7 and C8 of the control circuit 10, respectively, and the logic circuit 127 converts the drive control signals Sc7 and Sc8 input from the control circuit 10 into the drive control signals Sp2 according to the logic shown in Table 1 below. , Sp3, Sp5,
The data is converted to Sp6 and output.

【0090】[0090]

【表1】 また、駆動回路12’の第1回路121及び第4回路1
24の各FETのゲートは制御回路10の制御端子C
1,C4に接続され、当該制御回路10からそれぞれ駆
動制御信号Sc1,Sc4が入力されるようになっている。
[Table 1] Further, the first circuit 121 and the fourth circuit 1 of the drive circuit 12 ′
The gate of each of the 24 FETs is connected to the control terminal C of the control circuit 10.
1 and C4, and drive control signals Sc1 and Sc4 are input from the control circuit 10, respectively.

【0091】図15は図14に示す駆動回路の駆動制御
信号と圧電素子の充放電電圧の波形とを示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing the drive control signals of the drive circuit shown in FIG. 14 and the waveforms of the charge and discharge voltages of the piezoelectric elements.

【0092】同図において、逆方向駆動においては、
の逆正方向駆動回路αの回路構成より第1回路121は
逆方向駆動回路αを構成しないから、制御回路10の制
御端子C1からローレベルの駆動制御信号Sc1が出力さ
れ、第1回路121のFETはオフ(切断)にされる。
なお、第1の実施形態では第6回路126も逆方向駆動
回路αを構成しないから、第6回路126のFETもオ
フするようにしていたが、第3の実施形態では第6回路
126のFETはロジック回路127の出力信号Sp6で
制御するようにしているので、逆方向駆動でも第6回路
126のFETはオン・オフ制御される。しかし、第6
回路126(電流制限回路)のFETのオン・オフに同
期して当該第6回路126に並列接続されている第4回
路124(ショート回路)のFETもオン・オフされる
ので(図15の駆動制御信号Sc4,Sp6を参照)、第6
回路126は第4回路124の一部として動作し、実質
的に逆方向駆動回路αを構成しないようになっている。
In the figure, in the reverse drive,
Since the first circuit 121 does not constitute the reverse drive circuit α due to the circuit configuration of the reverse forward drive circuit α, the low-level drive control signal Sc1 is output from the control terminal C1 of the control circuit 10, and the first circuit 121 The FET is turned off (disconnected).
In the first embodiment, since the sixth circuit 126 does not constitute the reverse drive circuit α, the FET of the sixth circuit 126 is also turned off. However, in the third embodiment, the FET of the sixth circuit 126 is turned off. Is controlled by the output signal Sp6 of the logic circuit 127, so that the FET of the sixth circuit 126 is controlled to be on / off even in the reverse drive. But the sixth
Since the FET of the fourth circuit 124 (short circuit) connected in parallel to the sixth circuit 126 is also turned on and off in synchronization with the turning on and off of the FET of the circuit 126 (current limiting circuit) (the drive of FIG. 15). Control signals Sc4, Sp6), sixth
The circuit 126 operates as a part of the fourth circuit 124, and does not substantially constitute the reverse drive circuit α.

【0093】逆方向駆動においては、第1の実施形態に
係るブリッジ回路で説明したように第2回路122、第
3回路123、第4回路124及び第5回路125のF
ETのオン・オフを制御することにより圧電素子3の高
速伸長と低速縮小とが制御される。第3の実施形態では
第2回路122、第3回路123、第4回路124及び
第5回路125のFETのオン・オフ制御は駆動制御信
号Sp2,Sp3,Sc4,Sp5より行われるが、これらの駆
動制御信号Sp2,Sp3,Sc4,Sp5の波形は駆動回路1
2の対応する駆動制御信号Sc2,Sc3,Sc4,Sc5の波
形と同一であるから、圧電素子3の端子間電圧Vsは第
1の実施形態に係る駆動回路12で駆動された場合と同
様に変化する(図15の信号波形と図11の信号波形を
比較参照)。
In the reverse drive, as described in the bridge circuit according to the first embodiment, the F of the second circuit 122, the third circuit 123, the fourth circuit 124, and the fifth circuit 125
By controlling ON / OFF of the ET, high-speed expansion and low-speed reduction of the piezoelectric element 3 are controlled. In the third embodiment, the ON / OFF control of the FETs of the second circuit 122, the third circuit 123, the fourth circuit 124, and the fifth circuit 125 is performed by the drive control signals Sp2, Sp3, Sc4, and Sp5. The waveforms of the drive control signals Sp2, Sp3, Sc4, and Sp5 correspond to the drive circuit 1
2 have the same waveforms as the corresponding drive control signals Sc2, Sc3, Sc4, Sc5, the voltage Vs between the terminals of the piezoelectric element 3 changes in the same manner as when driven by the drive circuit 12 according to the first embodiment. (See the comparison between the signal waveform of FIG. 15 and the signal waveform of FIG. 11).

【0094】また、正方向駆動においては、の正方向
駆動回路βの回路構成より第4回路124は正方向駆動
回路βを構成しないから、制御回路10の制御端子C4
からローレベルの駆動制御信号Sc4が出力され、第4回
路124のFETはオフ(切断)にされる。なお、第1
の実施形態では第5回路125も正方向駆動回路βを構
成しないから、第5回路125のFETもオフするよう
にしていたが、第3の実施形態では第5回路125のF
ETはロジック回路127の出力信号Sp5で制御するよ
うにしているので、正方向駆動でも第5回路125のF
ETはオン・オフ制御される。しかし、第5回路125
(電流制限回路)のFETのオン・オフに同期して当該
第5回路125に並列接続されている第1回路121
(ショート回路)のFETもオン・オフされるので(図
15の駆動制御信号Sc1,Sp5を参照)、第5回路12
5は第1回路121の一部として動作し、実質的に正方
向駆動回路βを構成しないようになっている。
In the forward drive, since the fourth circuit 124 does not constitute the forward drive circuit β due to the circuit configuration of the forward drive circuit β, the control terminal C4 of the control circuit 10
Outputs a low-level drive control signal Sc4, and the FET of the fourth circuit 124 is turned off (disconnected). The first
In the third embodiment, since the fifth circuit 125 does not constitute the forward drive circuit β, the FET of the fifth circuit 125 is also turned off. However, in the third embodiment, the F of the fifth circuit 125 is turned off.
ET is controlled by the output signal Sp5 of the logic circuit 127.
The ET is on / off controlled. However, the fifth circuit 125
The first circuit 121 connected in parallel to the fifth circuit 125 in synchronization with the ON / OFF of the FET of the (current limiting circuit)
Since the (short circuit) FET is also turned on and off (see the drive control signals Sc1 and Sp5 in FIG. 15), the fifth circuit 12
5 operates as a part of the first circuit 121, and does not substantially constitute the forward drive circuit β.

【0095】正方向駆動においては、第1の実施形態に
係るブリッジ回路で説明したように第1回路121、第
2回路122、第3回路123及び第6回路126のF
ETのオン・オフを制御することにより圧電素子2の低
速伸長と高速縮小とが制御される。第3の実施形態では
第1回路122、第2回路122、第3回路123及び
第6回路126のFETのオン・オフ制御は駆動制御信
号Sc1,Sp2,Sp3,Sp6より行われるが、これらの駆
動制御信号Sc1,Sp2,Sp3,Sp6の波形は駆動回路1
2の対応する駆動制御信号Sc1,Sc2,Sc3,Sc6の波
形と同一であるから、圧電素子3の端子間電圧Vsは第
1の実施形態に係る駆動回路12で駆動された場合と同
様に変化する(図15の信号波形と図11の信号波形を
比較参照)。
In the forward drive, as described in the bridge circuit according to the first embodiment, the F of the first circuit 121, the second circuit 122, the third circuit 123, and the sixth circuit 126 are used.
By controlling ON / OFF of the ET, low-speed expansion and high-speed reduction of the piezoelectric element 2 are controlled. In the third embodiment, the ON / OFF control of the FETs of the first circuit 122, the second circuit 122, the third circuit 123, and the sixth circuit 126 is performed by the drive control signals Sc1, Sp2, Sp3, and Sp6. The waveforms of the drive control signals Sc1, Sp2, Sp3, and Sp6 correspond to the drive circuit 1
2 have the same waveforms as the corresponding drive control signals Sc1, Sc2, Sc3, Sc6, the voltage Vs between the terminals of the piezoelectric element 3 changes in the same manner as when driven by the drive circuit 12 according to the first embodiment. (See the comparison between the signal waveform of FIG. 15 and the signal waveform of FIG. 11).

【0096】従って、圧電素子3はブリッジ回路の第1
の実施形態に係る駆動回路12で駆動された場合と同様
のメカニズムで伸縮動作を行う。なお、圧電素子3、駆
動部材101及び被駆動部材102の動作はブリッジ回
路の第1の実施形態に係る駆動回路12で駆動された場
合と同様であるから、説明は省略する。
Therefore, the piezoelectric element 3 is the first element of the bridge circuit.
The expansion and contraction operation is performed by the same mechanism as when driven by the drive circuit 12 according to the embodiment. Note that the operations of the piezoelectric element 3, the driving member 101, and the driven member 102 are the same as those in the case where the bridge circuit is driven by the driving circuit 12 according to the first embodiment of the bridge circuit, and thus the description is omitted.

【0097】図16はブリッジ回路を用いた駆動回路の
具体的な回路構成の第4の実施形態を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a fourth embodiment of a specific circuit configuration of a drive circuit using a bridge circuit.

【0098】第4の実施形態は第3の実施形態に係る駆
動回路12’の回路構成を変形したものである。
The fourth embodiment is a modification of the circuit configuration of the drive circuit 12 'according to the third embodiment.

【0099】第3の実施形態に係る駆動回路12’は第
6回路126に第4回路124を並列接続するととも
に、第5回路125に第1回路121を並列接続し、逆
方向駆動においては第4回路124と第6回路126の
FETのオン・オフ駆動を同期させることで実質的に第
4回路124のみを機能させ、正方向駆動においては第
1回路121と第5回路125のFETのオン・オフ駆
動を同期させることで実質的に第1回路121のみを機
能させるようにしていたが、第4の実施形態は抵抗Rに
FETからなるスイッチ素子Q9を並列接続し、このス
イッチ素子Q9と第5回路125のスイッチ素子Q5と
の直列回路で第1回路121のスイッチ素子を構成する
とともに、このスイッチ素子Q9と第6回路126のス
イッチ素子Q6との直列回路で第4回路124のスイッ
チ素子を構成するようにしたものである。
In the drive circuit 12 'according to the third embodiment, the fourth circuit 124 is connected in parallel to the sixth circuit 126, and the first circuit 121 is connected in parallel to the fifth circuit 125. By synchronizing the ON / OFF driving of the FETs of the fourth circuit 124 and the sixth circuit 126, only the fourth circuit 124 functions substantially, and in the forward driving, the FETs of the first circuit 121 and the fifth circuit 125 are turned ON. In the fourth embodiment, only the first circuit 121 is made to function substantially by synchronizing the off-driving. However, in the fourth embodiment, a switch element Q9 composed of an FET is connected in parallel to the resistor R, and this switch element Q9 The switching element of the first circuit 121 is formed by a series circuit with the switching element Q5 of the fifth circuit 125, and the switching element Q9 and the switching element Q6 of the sixth circuit 126 are connected directly. The switching element of the fourth circuit 124 is constituted by a column circuit.

【0100】従って、図16に示す駆動回路12”は図
14において、第1回路121及び第4回路124を構
成するFET(スイッチ素子)を除去し、抵抗Rと並列
にFETからなるスイッチ素子Q9を並列接続し、この
FETのゲートを制御回路10の制御端子C9に接続し
て駆動制御信号Sc9によりオン・オフ制御するようにし
たものである。
Therefore, the drive circuit 12 ″ shown in FIG. 16 does not include the FETs (switch elements) constituting the first circuit 121 and the fourth circuit 124 in FIG. Are connected in parallel, the gate of this FET is connected to the control terminal C9 of the control circuit 10, and the on / off control is performed by the drive control signal Sc9.

【0101】第4の実施形態は第3の実施形態よりもF
ETからなるスイッチ素子が1個少なくなるので、駆動
回路の回路構成をより簡素にすることができる。
The fourth embodiment has a higher F than the third embodiment.
Since the number of switch elements made of ET is reduced by one, the circuit configuration of the drive circuit can be further simplified.

【0102】図17は図16に示す駆動回路の駆動制御
信号と圧電素子の充放電電圧の波形とを示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing the drive control signal of the drive circuit shown in FIG. 16 and the waveform of the charge / discharge voltage of the piezoelectric element.

【0103】同図において、第4の実施形態でもロジッ
ク回路127の信号変換動作は上記表1と同一であるか
ら、駆動制御信号Sc7,Sc8,Sp2,Sp3,Sp5,Sp6
の波形は図15の対応する駆動制御信号のそれと同一で
ある。また、スイッチ素子Q9は第1回路121及び第
6回路126の構成要素となるから、正方向駆動及び逆
方向駆動の両駆動で動作させるため、その駆動制御信号
Sc9は図15の駆動制御信号Sc1と駆動制御信号Sc4と
の論理和信号となっている。
In the same figure, the signal conversion operation of the logic circuit 127 in the fourth embodiment is the same as in Table 1 above, so the drive control signals Sc7, Sc8, Sp2, Sp3, Sp5, Sp6.
Are the same as those of the corresponding drive control signal in FIG. Further, since the switch element Q9 is a component of the first circuit 121 and the sixth circuit 126, the drive control signal Sc9 is operated by both the forward drive and the reverse drive, so that the drive control signal Sc9 of FIG. And the drive control signal Sc4.

【0104】第4の実施形態においては、逆方向駆動に
おいて、第6回路126のスイッチ素子Q6のオン・オ
フ制御に同期してスイッチ素子Q9のオン・オフ制御を
行うことにより第4回路124のオン・オフ制御が行わ
れている(図17の駆動制御信号Sc9,Sp6の波形参
照)。また、正方向駆動において、第5回路125のス
イッチ素子Q5のオン・オフ制御に同期してスイッチ素
子Q9のオン・オフ制御を行うことにより第1回路12
1のオン・オフ制御が行われている(図17の駆動制御
信号Sc9,Sp5の波形参照)。
In the fourth embodiment, in the reverse drive, the on / off control of the switch element Q9 is performed in synchronization with the on / off control of the switch element Q6 of the sixth circuit 126, whereby the fourth circuit 124 On / off control is performed (see the waveforms of the drive control signals Sc9 and Sp6 in FIG. 17). Also, in the forward drive, the first circuit 12 is turned on / off by performing the on / off control of the switch element Q9 in synchronization with the on / off control of the switch element Q5 of the fifth circuit 125.
1 is performed (see the waveforms of the drive control signals Sc9 and Sp5 in FIG. 17).

【0105】従って、図17における駆動制御信号Sc
9,Sp2,Sp3,Sp5,Sp6は図14における駆動制御
信号Sc1,Sc4,Sp2,Sp3,Sp5,Sp6と実質的に同
一の駆動制御信号となるので、圧電素子3を第4の実施
形態に係る駆動回路12”で駆動した場合も第3の実施
形態に係る駆動回路12’で駆動した場合と同一の制御
結果を得ることができる。なお、圧電素子3、駆動部材
4及び被駆動部材5の動作は第1の実施形態に係る駆動
回路12で駆動された場合と同様であるから、説明は省
略する。
Therefore, the drive control signal Sc in FIG.
Since 9, Sp2, Sp3, Sp5, and Sp6 are substantially the same as the drive control signals Sc1, Sc4, Sp2, Sp3, Sp5, and Sp6 in FIG. 14, the piezoelectric element 3 is used in the fourth embodiment. The same control result as in the case of driving by the driving circuit 12 'according to the third embodiment can be obtained when driven by the driving circuit 12 ". The piezoelectric element 3, the driving member 4, and the driven member 5 can be obtained. Is the same as that in the case of being driven by the drive circuit 12 according to the first embodiment, and the description is omitted.

【0106】第3,第4の実施形態におけるロジック回
路127及び第1回路121〜第4回路124により構
成される部分はDCモータの駆動に一般的に広く使用さ
れているHブリッジ形回路と同じ構成である。従って、
その部分を汎用のHブリッジICで構成することにより
更なる小型化、低廉化が可能となる。
The portion constituted by the logic circuit 127 and the first to fourth circuits 121 to 124 in the third and fourth embodiments is the same as the H-bridge type circuit generally widely used for driving a DC motor. Configuration. Therefore,
By configuring that part with a general-purpose H-bridge IC, it is possible to further reduce the size and cost.

【0107】上記のようにインパクト形圧電アクチュエ
ータ1の圧電素子3の駆動回路12における充放電電流
の制限を抵抗Rのみで行うようにしたので、従来の定電
流回路を用いるものよりも駆動回路が簡素になり、圧電
アクチュエータ1の小型化、低廉化が可能になる。
As described above, the charging / discharging current in the driving circuit 12 for the piezoelectric element 3 of the impact type piezoelectric actuator 1 is limited only by the resistor R, so that the driving circuit is smaller than the conventional one using a constant current circuit. Therefore, the size and cost of the piezoelectric actuator 1 can be reduced.

【0108】[0108]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧電体に分極方向の電圧を印加する第1の駆動回路と、
圧電体に分極方向と逆方向に電圧を印加する第2の駆動
回路と、第1の駆動回路と第2の駆動回路とを交互に駆
動して圧電体を伸縮運動させる駆動制御回路とからなる
インパクト形圧電アクチュエータの駆動装置において、
第1,第2の駆動回路の少なくとも一方の駆動回路を抵
抗体のみからなる電流制限回路で構成したので、従来の
定電流回路を用いた場合に比して駆動装置の回路素子数
が低減され、駆動装置の簡素化、小型化、低廉化が可能
になる。従って、スペースやコストが問題となる携帯機
器にも好適なインパクト形圧電アクチュエータを実現す
ることができる。
As described above, according to the present invention,
A first drive circuit for applying a voltage in the polarization direction to the piezoelectric body;
A second drive circuit for applying a voltage to the piezoelectric body in a direction opposite to the polarization direction, and a drive control circuit for alternately driving the first drive circuit and the second drive circuit to expand and contract the piezoelectric body. In the drive device of the impact type piezoelectric actuator,
Since at least one of the first and second drive circuits is constituted by a current limiting circuit including only a resistor, the number of circuit elements of the drive device is reduced as compared with the case where a conventional constant current circuit is used. Therefore, the drive device can be simplified, downsized, and reduced in cost. Therefore, it is possible to realize an impact-type piezoelectric actuator that is suitable for portable equipment in which space and cost are important.

【0109】また、ブリッジ回路を用いた正逆両方向に
駆動可能なインパクト形圧電アクチュエータの駆動装置
においても電流制限回路を抵抗体のみで構成するように
しているので、可能な限り少ない素子数でブリッジ回路
を構成することができ、制御性能の高い駆動装置をコン
パクト、且つ、低価格で実現することができる。
Also, in a driving device for an impact type piezoelectric actuator which can be driven in both forward and reverse directions using a bridge circuit, the current limiting circuit is constituted only by resistors, so that the bridge is formed with as few elements as possible. A circuit can be configured, and a drive device with high control performance can be realized at a compact size and at a low price.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る圧電アクチュエータの一実施の形
態の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an embodiment of a piezoelectric actuator according to the present invention.

【図2】本発明に係る電アクチュエータにおける当接部
材の駆動部材への取付状態を示す要部断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing a mounting state of a contact member to a driving member in the electric actuator according to the present invention.

【図3】正方向移動用のインパクト形圧電アクチュエー
タの駆動回路の基本構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a basic configuration of a drive circuit of an impact type piezoelectric actuator for moving in a forward direction.

【図4】図3に示す圧電部材の駆動回路の具体回路の一
例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a specific circuit of a driving circuit of the piezoelectric member illustrated in FIG. 3;

【図5】図4に示す駆動回路の駆動制御信号と圧電部材
の充放電電圧の波形を示す図である。
5 is a diagram showing waveforms of a drive control signal of the drive circuit shown in FIG. 4 and a charge / discharge voltage of a piezoelectric member.

【図6】逆方向駆動用のインパクト形圧電アクチュエー
タの具体回路の一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a specific circuit of an impact type piezoelectric actuator for reverse driving.

【図7】図6に示す圧電部材の駆動回路の具体回路の一
例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a specific circuit of a driving circuit of the piezoelectric member illustrated in FIG. 6;

【図8】図7に示す駆動回路の駆動制御信号と圧電部材
の充放電電圧の波形を示す図である。
8 is a diagram showing waveforms of a drive control signal of the drive circuit shown in FIG. 7 and a charge / discharge voltage of a piezoelectric member.

【図9】正方向駆動回路と逆方向駆動回路とをブリッジ
回路で構成する場合の基本構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a basic configuration when a forward drive circuit and a reverse drive circuit are configured by a bridge circuit.

【図10】ブリッジ回路を用いた駆動回路の具体的な回
路構成の第1の実施形態を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a first embodiment of a specific circuit configuration of a drive circuit using a bridge circuit.

【図11】図10に示す駆動回路の駆動制御信号と圧電
部材の充放電電圧の波形を示す図である。
11 is a diagram showing waveforms of a drive control signal of the drive circuit shown in FIG. 10 and a charge / discharge voltage of a piezoelectric member.

【図12】ブリッジ回路を用いた駆動回路の具体的な回
路構成の第2の実施形態を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a second embodiment of a specific circuit configuration of a drive circuit using a bridge circuit.

【図13】図12に示す駆動回路の駆動制御信号と圧電
部材の充放電電圧の波形を示す図である。
13 is a diagram showing waveforms of a drive control signal of the drive circuit shown in FIG. 12 and a charge / discharge voltage of a piezoelectric member.

【図14】ブリッジ回路を用いた駆動回路の具体的な回
路構成の第3の実施形態を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a third embodiment of a specific circuit configuration of a drive circuit using a bridge circuit.

【図15】図14に示す駆動回路の駆動制御信号と圧電
部材の充放電電圧の波形を示す図である。
15 is a diagram showing waveforms of a drive control signal of the drive circuit shown in FIG. 14 and a charge / discharge voltage of a piezoelectric member.

【図16】ブリッジ回路を用いた駆動回路の具体的な回
路構成の第4の実施形態を示す図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a fourth embodiment of a specific circuit configuration of a drive circuit using a bridge circuit.

【図17】図16に示す駆動回路の駆動制御信号と圧電
部材の充放電電圧の波形を示す図である。
17 is a diagram showing waveforms of a drive control signal of the drive circuit shown in FIG. 16 and a charge / discharge voltage of a piezoelectric member.

【図18】従来のインパクト形圧電アクチュエータの概
略構成を示す図である。
FIG. 18 is a view showing a schematic configuration of a conventional impact type piezoelectric actuator.

【図19】従来のインパクト形圧電アクチュエータの駆
動回路の低速充電回路に適用される第1の回路例であ
る。
FIG. 19 is a first circuit example applied to a conventional low-speed charging circuit of a drive circuit for an impact type piezoelectric actuator.

【図20】従来のインパクト形圧電アクチュエータの駆
動回路の低速充電回路に適用される第2の回路例であ
る。
FIG. 20 is a second circuit example applied to a conventional low-speed charging circuit of a drive circuit for an impact type piezoelectric actuator.

【図21】従来のインパクト形圧電アクチュエータの駆
動回路の低速放電回路に適用される回路例である。
FIG. 21 is a circuit example applied to a low-speed discharge circuit of a drive circuit of a conventional impact type piezoelectric actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電アクチュエータ 2 支持部材 201 仕切壁 202 第1収容空間 203 第2収容空間 3 圧電部材 4 駆動部材 5 被駆動部材 501 基部 502 耳部 503 挾み込み部材 504 孔 6,7 板バネ 8 低速充電回路(第1の駆動回路) 9 高速放電回路(第2の駆動回路) 10 制御回路(駆動制御回路) 11 電源 12,12’,12” ブリッジ回路(駆動回路) 121 第1回路 122 第2回路 123 第3回路 124 第4回路 125 第5回路 126 第6回路 127 ロジック回路(駆動制御回路) Q1〜Q6,Q9 スイッチ素子(FET) R,R1,R2 抵抗 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric actuator 2 Support member 201 Partition wall 202 1st accommodation space 203 2nd accommodation space 3 Piezoelectric member 4 Drive member 5 Driven member 501 Base 502 Ear 503 Nipping member 504 Hole 6,7 Leaf spring 8 Low speed charging circuit (First drive circuit) 9 High-speed discharge circuit (Second drive circuit) 10 Control circuit (Drive control circuit) 11 Power supply 12, 12 ', 12 "Bridge circuit (Drive circuit) 121 First circuit 122 Second circuit 123 Third circuit 124 Fourth circuit 125 Fifth circuit 126 Sixth circuit 127 Logic circuit (drive control circuit) Q1-Q6, Q9 Switch element (FET) R, R1, R2 Resistance

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電体を伸長させるべく当該圧電体に分
極方向の電圧を印加する第1の駆動回路と、上記圧電体
を縮小させるべく当該圧電体に分極方向と逆方向に電圧
を印加する第2の駆動回路と、上記第1の駆動回路と上
記第2の駆動回路とを交互に駆動して上記圧電体を伸縮
運動させる駆動制御回路とからなるインパクト形圧電ア
クチュエータの駆動装置において、上記第1,第2の駆
動回路の少なくとも一方の駆動回路を抵抗体のみからな
る電流制限回路で構成したことを特徴とするインパクト
形圧電アクチュエータの駆動装置。
A first drive circuit for applying a voltage in a polarization direction to the piezoelectric body to extend the piezoelectric body; and a voltage in a direction opposite to the polarization direction to the piezoelectric body to reduce the piezoelectric body. A drive device for an impact-type piezoelectric actuator, comprising: a second drive circuit; and a drive control circuit that alternately drives the first drive circuit and the second drive circuit to expand and contract the piezoelectric body. A drive device for an impact-type piezoelectric actuator, wherein at least one of the first and second drive circuits is constituted by a current limiting circuit including only a resistor.
【請求項2】 請求項1記載のインパクト形圧電アクチ
ュエータの駆動装置において、上記第1の駆動回路は上
記圧電体の分極方向と逆方向に蓄積された電荷を放電
し、分極方向に充電する第1の充放電回路からなり、上
記第2の駆動回路は上記圧電体の分極方向に蓄積された
電荷を放電し、分極方向と逆の方向に充電する第2の充
放電回路からなることを特徴とするインパクト形圧電ア
クチュエータの駆動装置。
2. The driving apparatus for an impact type piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the first driving circuit discharges electric charges accumulated in a direction opposite to a polarization direction of the piezoelectric body and charges the electric charges in a polarization direction. Wherein the second drive circuit comprises a second charge / discharge circuit which discharges the electric charge accumulated in the polarization direction of the piezoelectric body and charges the electric charge in a direction opposite to the polarization direction. A drive device for an impact type piezoelectric actuator.
【請求項3】 スイッチ回路からなる第1〜第4回路を
直列接続するとともに、スイッチ回路と抵抗体との直列
回路からなる第5回路と第6回路とをそれぞれ第1回路
と第4回路とに並列接続し、上記第2回路と第3回路と
の接続点と上記第1回路と第4回路との接続点との間に
電源が接続され、かつ、上記第1回路と第2回路との接
続点と上記第3回路と第4回路との接続点との間に圧電
体が接続されてなるブリッジ回路からなり、上記第1の
駆動回路は上記電源、上記第2回路及び上記第4回路又
は上記電源、上記第2回路及び上記第6回路により構成
され、上記第2の駆動回路は上記電源、上記第3回路及
び上記第5回路又は上記電源、上記第3回路及び上記第
1回路により構成されていることを特徴とする請求項2
記載のインパクト形圧電アクチュエータの駆動装置。
3. A first circuit, a fourth circuit, and a fourth circuit, each of which is a series circuit of a switch circuit and a resistor, are connected to a first circuit, a fourth circuit, and a fourth circuit, respectively. And a power supply is connected between a connection point between the second circuit and the third circuit and a connection point between the first circuit and the fourth circuit, and the first circuit and the second circuit are connected to each other. And a bridge circuit in which a piezoelectric body is connected between the connection point of the third circuit and the connection point of the third circuit and the fourth circuit. The first drive circuit includes the power supply, the second circuit, and the fourth circuit. A circuit or the power supply, the second circuit and the sixth circuit, wherein the second drive circuit is the power supply, the third circuit and the fifth circuit or the power supply, the third circuit and the first circuit 3. The apparatus according to claim 2, wherein
A driving device for the impact-type piezoelectric actuator according to the above.
【請求項4】 上記スイッチ回路は電界効果型トランジ
スタで構成されていることを特徴とする請求項3記載の
インパクト形圧電アクチュエータの駆動装置。
4. The driving device for an impact-type piezoelectric actuator according to claim 3, wherein said switch circuit comprises a field-effect transistor.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100347476C (en) * 2003-12-12 2007-11-07 株式会社电装 Actuator drive system and fuel injection system
JP2008263716A (en) * 2007-04-12 2008-10-30 Konica Minolta Opto Inc Drive unit

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