JPH11356066A - Drive for capacitive load - Google Patents

Drive for capacitive load

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Publication number
JPH11356066A
JPH11356066A JP10154846A JP15484698A JPH11356066A JP H11356066 A JPH11356066 A JP H11356066A JP 10154846 A JP10154846 A JP 10154846A JP 15484698 A JP15484698 A JP 15484698A JP H11356066 A JPH11356066 A JP H11356066A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching element
capacitive load
power supply
driving device
transistor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10154846A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsunemi Gonda
常躬 権田
Ryuzo Mototsugu
龍造 本告
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11356066A publication Critical patent/JPH11356066A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive unit for a capacitive load for easily generating a control signal by a digital IC and controlling it and to further reduce its size by supplying a driving voltage of a high potential to the load even without using a step-up transformer at an output. SOLUTION: The drive unit 23A for a capacitive load connected to a connecting point 27 of a PNP transistor TR1 and an NPN transistor TR2 comprises the PNP transistor TR1 of a complementary type first switching element, and the NPN transistor TR2 of a second switching element connected in series with each other between a first power source +30 V and a second power source -30 V, and two diodes D1 and D2 connected in series between the power source +30 V and the power source -30 V to respectively supply currents to the transistors TR1 and TR2 in a unidirection according to the voltages applied to the transistors TR1 and TR2.

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、容量性負荷の駆動
装置に関し、例えば、振動アクチュエータにおける圧電
素子等の容量性負荷を駆動する駆動装置に関する。
The present invention relates to a driving device for a capacitive load, for example, a driving device for driving a capacitive load such as a piezoelectric element in a vibration actuator.

【0002】[0002]

【従来の技術】弾性体の表面に例えば圧電素子を接合
し、この圧電素子に駆動電圧を印加して弾性体に複数の
振動モードを調和的に発生させ、これにより弾性体表面
に物理的な楕円運動を発生させ、この弾性体に加圧接触
される相対運動部材を駆動する振動アクチュエータが知
られている。この種の振動アクチュエータのうちで超音
波の振動域を利用したものは、超音波振動アクチュエー
タあるいは超音波モータと呼ばれている。
2. Description of the Related Art For example, a piezoelectric element is joined to the surface of an elastic body, and a drive voltage is applied to the piezoelectric element to generate a plurality of vibration modes in the elastic body in harmony. There is known a vibration actuator that generates an elliptical motion and drives a relative motion member that is brought into pressure contact with the elastic body. Among these types of vibration actuators, those utilizing an ultrasonic vibration range are called ultrasonic vibration actuators or ultrasonic motors.

【0003】この超音波アクチュエータを駆動する場
合、一般に駆動用超音波電源は低電位の直流電源を半導
体によりスイッチング動作をさせ、昇圧トランスにより
高電圧に昇圧して供給していた。
In driving the ultrasonic actuator, generally, a driving ultrasonic power source is a low-potential DC power source which is switched by a semiconductor and is boosted to a high voltage by a boosting transformer.

【0004】図6は、昇圧トランスを用いた駆動装置1
の構成を示すブロック図である。同図に示すように、こ
の駆動装置1では、発振回路2により出力された駆動信
号は移相回路3に送られ、移相回路3により、A相の駆
動信号と、A相とは位相が(π/2)ずれたB相の駆動
信号とに分けられる。これらの駆動信号は、それぞれ半
導体を用いたスイッチング素子4a、4bによりスイッ
チングされ、さらに昇圧トランス5a、5bにより高電
圧に昇圧される。そして、2種の駆動信号が超音波アク
チュエータ6の圧電素子へ入力される。
FIG. 6 shows a driving device 1 using a step-up transformer.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG. As shown in FIG. 1, in the driving device 1, the driving signal output from the oscillation circuit 2 is sent to the phase shift circuit 3, and the phase shift circuit 3 causes the A-phase drive signal and the A-phase to have a phase. (Π / 2) shifted B-phase drive signals. These drive signals are switched by switching elements 4a and 4b using semiconductors, respectively, and further boosted to a high voltage by boosting transformers 5a and 5b. Then, two types of drive signals are input to the piezoelectric element of the ultrasonic actuator 6.

【0005】しかし、図6の駆動装置1は、オープンル
ープであり、かつ昇圧トランス5a、5bは巻き線によ
るインピーダンスを有するため、超音波アクチュエータ
の負荷変動等による電流変化が出力電圧の変化を誘導
し、結果的に速度変動やトルク変動等をまねき、超音波
アクチュエータの各種の制御性能を低下させてしまう。
However, since the driving device 1 shown in FIG. 6 is an open loop, and the step-up transformers 5a and 5b have impedances due to windings, a current change due to a load fluctuation of the ultrasonic actuator induces a change in the output voltage. As a result, speed fluctuations, torque fluctuations, and the like are caused, and various control performances of the ultrasonic actuator are reduced.

【0006】ところで、超音波アクチュエータ6の圧電
素子は、等価回路では、容量性負荷として扱うことがで
きる。このような容量性負荷の駆動装置のうちで、高電
圧を直接的に半導体素子を用いて制御するものが、例え
ば特開平9−9650号公報に提案されている。
Incidentally, the piezoelectric element of the ultrasonic actuator 6 can be treated as a capacitive load in an equivalent circuit. Among such capacitive load driving devices, a device which directly controls a high voltage by using a semiconductor element is proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-9650.

【0007】図7は、この提案にかかる駆動装置の説明
図である。容量性負荷駆動装置7は、ボルテージフォロ
ワ8から0Vを中心として上下に変動する制御信号Ve
を出力することにより圧電素子である容量性負荷9の充
放電を行わせる。すなわち、ボルテージフォロワ8から
の制御信号Veがグランド端子10に対して+0.6V
程度以上になるとNPNトランジスタ11のベースおよ
びエミッタ間にベース電流が流れ始め、それに応じてコ
レクタ電流が流れる。このコレクタ電流はPNPトラン
ジスタ12のベース電流となり、このベース電流に応じ
てPNPトランジスタ12のコレクタ電流が流れ、容量
性負荷9に正電源13から駆動電圧が供給される。この
とき、PNPトランジスタ14にも制御信号Veが印加
されるが、0.6V程度以上であるのでベース電流は流
れずPNPトランジスタ14は差動しない。PNPトラ
ンジスタ14が動作しないとNPNトランジスタ15に
もベース電流は流れずNPNトランジスタ15はオフ状
態である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a driving device according to this proposal. The capacitive load driving device 7 controls the voltage follower 8 from the control signal Ve which fluctuates up and down around 0V.
Is output to charge and discharge the capacitive load 9 as a piezoelectric element. That is, the control signal Ve from the voltage follower 8 is applied to the ground terminal 10 by +0.6 V
When the level exceeds this level, a base current starts flowing between the base and the emitter of the NPN transistor 11, and a collector current flows accordingly. This collector current becomes the base current of the PNP transistor 12, and the collector current of the PNP transistor 12 flows according to the base current, and the driving voltage is supplied from the positive power supply 13 to the capacitive load 9. At this time, the control signal Ve is also applied to the PNP transistor 14, but since it is about 0.6 V or more, the base current does not flow and the PNP transistor 14 does not differentially operate. If the PNP transistor 14 does not operate, the base current does not flow to the NPN transistor 15 and the NPN transistor 15 is off.

【0008】次に、ボルテージフォロワ8からの制御信
号Veがグランド端子10に対して−0.6V程度以下
になるとPNPトランジスタ14のエミッタおよびベー
ス間にベース電流が流れ、それに応じてコレクタ電流が
流れる。このコレクタ電流はNPNトランジスタ15の
ベース電流となりこのベース電流に応じてNPNトラン
ジスタ15にコレクタ電流が流れ、容量性負荷9に充電
された電位は負電源16に向けて放電がなされるととも
に、逆方向に充電される。すなわち、容量性負荷9に負
電源16から負の駆動電圧が供給されることになる。こ
のとき、NPNトランジスタ11にも制御信号Veが印
加されるが、−0.6V程度以下であるのでベース電流
は流れずNPNトランジスタ11は動作しない。NPN
トランジスタ11が動作しないとPNPトランジスタ1
2にもベース電流は流れず、PNPトランジスタ12は
オフ状態である。
Next, when the control signal Ve from the voltage follower 8 falls below about -0.6 V with respect to the ground terminal 10, a base current flows between the emitter and the base of the PNP transistor 14, and a collector current flows accordingly. . This collector current becomes a base current of the NPN transistor 15, and a collector current flows through the NPN transistor 15 in accordance with the base current, and the potential charged in the capacitive load 9 is discharged toward the negative power supply 16 and in the reverse direction. Is charged. That is, a negative drive voltage is supplied from the negative power supply 16 to the capacitive load 9. At this time, the control signal Ve is also applied to the NPN transistor 11, but since it is about -0.6 V or less, the base current does not flow and the NPN transistor 11 does not operate. NPN
If the transistor 11 does not operate, the PNP transistor 1
2, no base current flows, and the PNP transistor 12 is off.

【0009】このようにして、低電位のボルテージフォ
ロワ8の出力信号により、容量性負荷9に電源13、1
6で規定される高電位の電圧を供給することができる。
トランジスタ等の耐圧にもよるが数100Vの駆動電圧
を制御することができる。したがって、この種の容量性
負荷の駆動装置を超音波アクチュエータに適用すること
により、上述した昇圧トランス5a、5bを用いる必要
がなくなり、超音波アクチュエータの各種の制御性能の
低下を解消できることになる。
In this manner, the output signal of the voltage follower 8 having a low potential causes the capacitive load 9 to be connected to the power supplies 13 and 1.
6 can be supplied.
Although it depends on the breakdown voltage of the transistor and the like, a driving voltage of several hundred volts can be controlled. Therefore, by applying this kind of capacitive load driving device to the ultrasonic actuator, it is not necessary to use the above-described step-up transformers 5a and 5b, and it is possible to eliminate various deteriorations in the control performance of the ultrasonic actuator.

【0010】ところで、容量性負荷である圧電素子に印
加する駆動電圧は、一定の周波数を有する周期信号であ
る。したがって、その周期信号の制御に、一般のロジッ
ク回路に用いられる5V電源等で動作するデジタルIC
を使用することができれば、電源の小型化を図ることが
可能となり、超音波アクチュエータの適用範囲を大幅に
拡大することができる。
The driving voltage applied to the piezoelectric element, which is a capacitive load, is a periodic signal having a constant frequency. Therefore, a digital IC operating with a 5V power supply or the like used in a general logic circuit is used to control the periodic signal.
Can be used, it is possible to reduce the size of the power supply, and it is possible to greatly expand the applicable range of the ultrasonic actuator.

【0011】しかし、図7に示す駆動装置では、超音波
アクチュエータの駆動方向を反転させるために制御信号
を±に振る必要もある。そのため、一般のデジタルIC
を使用することは難しい。また、図7に示す駆動装置
は、各トランジスタ11、12、14および15それぞ
れの非飽和領域の特性を利用する。そのため、デジタル
ICを利用したデジタル信号によるスイッチング制御を
有効に行うことができない。
However, in the driving device shown in FIG. 7, it is necessary to change the control signal to ± in order to reverse the driving direction of the ultrasonic actuator. Therefore, general digital IC
Difficult to use. Further, the driving device shown in FIG. 7 utilizes the characteristics of the respective unsaturated regions of the transistors 11, 12, 14, and 15. Therefore, switching control by a digital signal using a digital IC cannot be effectively performed.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本出願人は、
先に特願平9−174396号により、デジタルICの
スイッチング信号によって制御することができる容量性
負荷の駆動装置を提案した。
Therefore, the present applicant has
Previously, Japanese Patent Application No. 9-174396 proposed a capacitive load driving device that can be controlled by a switching signal of a digital IC.

【0013】図8は、この提案にかかる駆動装置17の
構成を示す説明図である。同図に示すように、この駆動
装置17は、第1の電源+30Vと第2の電源−30V
との間に直列接続された互いに相補型の第1および第2
のスイッチング素子TR1、TR2と、第1のスイッチ
ング素子TR1を開閉する第3のスイッチング素子TR
3と、第3のスイッチング素子TR3と相補型でありか
つ第2のスイッチング素子TR2を開閉する第4のスイ
ッチング素子TR4とを備え、第1および第2のスイッ
チング素子TR1、TR2の接続点23に容量性負荷を
接続する容量性負荷駆動装置である。第3のスイッチン
グ素子TR3は、第1の電源+30Vと第2の電源−3
0Vとの間の電位を有し、自己のスイッチングの基準と
なるGNDに接続され、第4のスイッチング素子TR4
は、第1の電源+30Vと第2の電源−30Vとの間の
電位を有し、自己のスイッチングの基準となる第3の電
源+5Vに接続され、第3および第4のスイッチング素
子TR3、TR4は、GNDと第3の電源+5Vとの電
位に基づく信号レベルを有するスイッチング信号により
相補に開閉される。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the configuration of the driving device 17 according to this proposal. As shown in the figure, the driving device 17 has a first power supply + 30V and a second power supply -30V.
And first and second complementary types connected in series between
Switching elements TR1, TR2 and a third switching element TR for opening and closing the first switching element TR1.
3 and a fourth switching element TR4, which is complementary to the third switching element TR3 and opens and closes the second switching element TR2, at a connection point 23 between the first and second switching elements TR1, TR2. This is a capacitive load driving device for connecting a capacitive load. The third switching element TR3 includes a first power supply +30 V and a second power supply −3.
0V, and is connected to GND which is a reference for its own switching.
Has a potential between the first power supply +30 V and the second power supply −30 V, is connected to a third power supply +5 V that is a reference for its own switching, and has third and fourth switching elements TR3 and TR4. Are opened and closed complementarily by a switching signal having a signal level based on the potential of GND and the third power supply + 5V.

【0014】この提案にかかる駆動装置17によれば、
確かに、出力に昇圧トランスを使用しなくとも容量性負
荷に高電位の駆動電圧を供給することを可能にするとと
もに、その制御信号をデジタルICにより容易に生成し
て制御できる。
According to the driving device 17 according to this proposal,
Certainly, it is possible to supply a high-potential drive voltage to a capacitive load without using a step-up transformer for the output, and the control signal can be easily generated and controlled by a digital IC.

【0015】しかし、この提案にかかる駆動装置17で
は、第1電源+30V、第2電源−30V、および第3
電源+5Vの3電源とGNDとを用いる必要がある。ま
た、二つの駆動信号S1、S2を生成するための移相器
を用いる必要もある。さらに、スイッチング素子TR
1、TR2のスイッチング時にこれら両者が同時にオン
して過渡的な貫通電流が流れることを防止するために、
ディレイ回路を設ける必要もある。そのため、駆動装置
本体の大型化が避けられず、小型軽量であるという超音
波アクチュエータの本来の特徴を、補器である駆動装置
の大型化のために損なってしまうという課題があった。
However, in the driving device 17 according to this proposal, the first power supply +30 V, the second power supply -30 V, and the third power supply
It is necessary to use three power supplies of +5 V and GND. Further, it is necessary to use a phase shifter for generating the two drive signals S1 and S2. Further, the switching element TR
1. During switching of TR2, in order to prevent both of them from turning on at the same time to prevent a transient through current from flowing,
It is also necessary to provide a delay circuit. For this reason, there is a problem that the size of the drive device body is inevitable, and the original feature of the ultrasonic actuator, which is small and light, is impaired due to the size of the drive device as an auxiliary device.

【0016】ここに、本発明の目的は、出力に昇圧トラ
ンスを使用しなくとも容量性負荷に高電位の駆動電圧を
供給することを可能にし、その制御信号をデジタルIC
により容易に生成して制御でき、さらに小型化を図るこ
とができる容量性負荷の駆動装置を提供することであ
る。
Here, an object of the present invention is to make it possible to supply a high-potential drive voltage to a capacitive load without using a step-up transformer for output, and to provide a control signal to a digital IC.
It is an object of the present invention to provide a capacitive load driving device which can be generated and controlled more easily and can be further downsized.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、第1
の電源と第2の電源との間に直列接続された互いに相補
型の第1スイッチング素子および第2スイッチング素子
と、第1の電源と第2の電源との間に直列接続され、第
1スイッチング素子および第2スイッチング素子にそれ
ぞれ印加される電圧に応じて、第1スイッチング素子お
よび第2スイッチング素子それぞれに一方向への電流を
流す二つの電子素子とを備え、第1スイッチング素子お
よび第2スイッチング素子の接続点に容量性負荷を接続
することを特徴とする容量性負荷の駆動装置である。
According to the first aspect of the present invention, there is provided the following:
A first switching element and a second switching element, which are connected in series between a first power supply and a second power supply, and are connected in series between the first power supply and the second power supply; Two electronic elements that allow current to flow in one direction to each of the first switching element and the second switching element in accordance with a voltage applied to each of the first switching element and the second switching element. A driving device for a capacitive load, wherein a capacitive load is connected to a connection point of elements.

【0018】請求項2の発明は、第1の電源と第2の電
源との間に直列接続された互いに相補型の第1スイッチ
ング素子および第2スイッチング素子と、第1の電源と
第2の電源との間に直列接続され、第1スイッチング素
子および第2スイッチング素子にそれぞれ印加される電
圧に応じて、第1スイッチング素子および第2スイッチ
ング素子それぞれに一方向への電流を流す二つの電子素
子と、第1の電源と第2の電源との間に直列接続された
互いに相補型の第3スイッチング素子および第4スイッ
チング素子とを備え、第3スイッチング素子および第4
スイッチング素子の接続点に容量性負荷を接続すること
を特徴とする容量性負荷の駆動装置であ。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a first switching element and a second switching element, which are connected in series between a first power supply and a second power supply, and are complementary to each other; Two electronic elements that are connected in series between the power supply and a current that flows a current in one direction to each of the first switching element and the second switching element according to a voltage applied to each of the first switching element and the second switching element And a third switching element and a fourth switching element, which are complementary to each other and are connected in series between the first power supply and the second power supply.
A capacitive load driving device, wherein a capacitive load is connected to a connection point of a switching element.

【0019】請求項3の発明は、請求項1または請求項
2に記載された容量性負荷の駆動装置において、第1ス
イッチング素子および第4スイッチング素子がいずれも
PNPトランジスタであり、第2スイッチング素子およ
び第3スイッチング素子がいずれもNPNトランジスタ
であり、かつ、二つの電子素子が、第1スイッチング素
子であるPNPトランジスタのベースおよびエミッタ間
に順方向へ並列接続された第1のダイオードと、第2ス
イッチング素子であるNPNトランジスタのベースおよ
びエミッタ間に順方向へ並列接続された第2のダイオー
ドとであることを特徴とする容量性負荷の駆動装置であ
る。
According to a third aspect of the present invention, in the capacitive load driving device according to the first or second aspect, both the first switching element and the fourth switching element are PNP transistors and the second switching element. And a third switching element are both NPN transistors, and two electronic elements are a first diode connected in parallel in a forward direction between a base and an emitter of a PNP transistor as a first switching element; A driving device for a capacitive load, comprising a second diode connected in parallel in a forward direction between a base and an emitter of an NPN transistor serving as a switching element.

【0020】請求項4の発明は、請求項1から請求項3
までのいずれか1項に記載された容量性負荷の駆動装置
において、第1のダイオードと第2のダイオードとの間
に、第3のダイオードと第4のダイオードとをそれぞれ
順方向へ直列接続されることを特徴とする容量性負荷の
駆動装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the first to third aspects.
In the capacitive load driving device described in any one of the above, a third diode and a fourth diode are respectively connected in series in a forward direction between the first diode and the second diode. A driving device for a capacitive load.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】(第1実施形態)以下、本発明に
かかる容量性負荷の駆動装置の実施形態を、添付図面を
参照しながら詳細に説明する。なお、以降の実施形態
は、振動アクチュエータが超音波の振動域を用いる超音
波アクチュエータである場合を例にとって、説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) Hereinafter, an embodiment of a capacitive load driving device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, an example in which the vibration actuator is an ultrasonic actuator that uses an ultrasonic vibration region will be described.

【0022】図1は、超音波アクチュエータ100の概
略構成を示す斜視図である。本実施形態の超音波アクチ
ュエータ100は、振動子101と、振動子101との
間で相対運動を生じる相対運動部材102とを備える。
以下、これらの構成要素について、分説する。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the ultrasonic actuator 100. The ultrasonic actuator 100 according to the present embodiment includes a vibrator 101 and a relative motion member 102 that generates relative motion between the vibrator 101 and the vibrator 101.
Hereinafter, these components will be described separately.

【0023】〔振動子101〕振動子101は、弾性体
103と、弾性体103の一方の平面に装着された圧電
体104とを有する。
[Vibrator 101] The vibrator 101 has an elastic body 103 and a piezoelectric body 104 mounted on one plane of the elastic body 103.

【0024】弾性体103は、本実施形態ではSUS3
04により矩形平板状に形成される。また、弾性体10
3の各部の寸法は、振動子101に発生する1次の縦振
動L1および4次の曲げ振動B4それぞれの固有振動数
が略一致するように、設定される。なお、弾性体103
はステンレス鋼以外に、鉄鋼、リン青銅またはエリンバ
ー材等といった、共振先鋭度が大きな金属材料により形
成してもよい。
The elastic body 103 is made of SUS3 in this embodiment.
04 forms a rectangular flat plate. Also, the elastic body 10
The dimensions of each part 3 are set such that the natural frequencies of the first-order longitudinal vibration L1 and the fourth-order bending vibration B4 generated in the vibrator 101 substantially match each other. The elastic body 103
May be formed of a metal material having a large resonance sharpness, such as steel, phosphor bronze, or an elinvar material, other than stainless steel.

【0025】弾性体103の一方の平面には、後述する
圧電体104が例えば接着されて装着される。また、弾
性体103の他方の平面には、弾性体103の幅方向へ
の二本の溝部が相対運動方向(図1における左右方向)
に関して所定距離だけ離れて設けられる。これらの溝部
に、矩形の横断面形状を有する摺動材がそれぞれ嵌め込
まれてエポキシ系接着剤により接着され、突起状に突出
して装着される。二つの摺動材は、弾性体103に発生
する4次の曲げ振動の4つの腹位置のうちの外側に位置
する二つの腹位置に一致する位置に設けられる。
On one flat surface of the elastic body 103, a piezoelectric body 104 to be described later is mounted, for example, by bonding. Further, two grooves in the width direction of the elastic body 103 are provided on the other plane of the elastic body 103 in the relative movement direction (the left-right direction in FIG. 1).
Are provided at a predetermined distance from each other. Sliding members having a rectangular cross-sectional shape are fitted into these grooves, respectively, adhered with an epoxy-based adhesive, and mounted in a protruding manner. The two sliding members are provided at positions corresponding to two antinode positions located outside of the four antinode positions of the fourth-order bending vibration generated in the elastic body 103.

【0026】そして、これらの摺動材が駆動力取出部1
05a、105bとして機能する。したがって、弾性体
103は、これら摺動材からなる駆動力取出部105
a、105bを介して相対運動部材102に接触する。
These sliding members are used as driving force take-out portions 1.
Functions as 05a and 105b. Therefore, the elastic body 103 is provided with the driving force extracting portion 105 made of these sliding members.
a, and contacts the relative motion member 102 via 105b.

【0027】摺動材は、本実施形態では、PTFEをマ
トリックスとする樹脂に、15重量%のガラス繊維と5
重量%の二硫化モリブデンとを混入した材料(商品名:
ポリフロン、ダイキン工業(株))により、形成されて
いる。なお、駆動力取出部105a、105bは、曲げ
振動B4の腹位置に正確に一致する位置にある必要はな
く、この腹位置の近傍にあってもよい。
In this embodiment, 15% by weight of glass fiber and 5%
A material mixed with molybdenum disulfide by weight (trade name:
Polyflon, Daikin Industries, Ltd.). The driving force extracting portions 105a and 105b do not need to be located exactly at the antinode position of the bending vibration B4, and may be near this antinode position.

【0028】圧電体104は、本実施形態ではPZT
(チタンジルコン酸鉛、登録商標)からなる薄板状の圧
電素子により構成される。この圧電体104には、A相
の駆動信号が入力される入力領域104a、104c
と、A相とは位相が(π/2)だけずれたB相が入力さ
れる入力領域104b、104dとが形成される。各入
力領域104a〜104dは、弾性体103に発生する
曲げ振動の5つの節位置により区画された4つの領域に
形成される。すなわち、駆動信号の入力により変形する
各入力領域104a〜104dが、いずれも、不動点で
ある5つの節位置をいずれも跨がないため、入力領域1
04a〜104dの変形が各節位置によって抑制される
ことがない。そのため、各入力領域104a〜104d
に入力された電気エネルギは、最大の効率で弾性体10
3の変形、すなわち機械エネルギに変換される。
In this embodiment, the piezoelectric body 104 is made of PZT.
(Lead titanium zirconate, registered trademark). This piezoelectric body 104 has input areas 104a and 104c to which an A-phase drive signal is input.
Then, input regions 104b and 104d are formed in which the B phase whose phase is different from the A phase by (π / 2) is input. Each of the input areas 104a to 104d is formed in four areas defined by five nodal positions of bending vibration generated in the elastic body 103. That is, since each of the input areas 104a to 104d that are deformed by the input of the drive signal does not straddle any of the five joint positions that are fixed points, the input area 1
The deformation of 04a to 104d is not suppressed by each node position. Therefore, each of the input areas 104a to 104d
Is input to the elastic body 10 at the maximum efficiency.
3 is converted into mechanical energy.

【0029】また、曲げ振動の5つの節位置のうちの両
端側からそれぞれ2番目に位置する二つの節位置には、
振動子101が発生する縦振動により電気エネルギを出
力する検出領域104p、104p’が半円状に設けら
れる。これにより、振動子101が発生する縦振動の振
動状態が検出される。
[0029] Of the five nodal positions of the bending vibration, two nodal positions respectively located second from both ends include:
Detection regions 104p and 104p ′ for outputting electric energy by the longitudinal vibration generated by the vibrator 101 are provided in a semicircular shape. Thereby, the vibration state of the longitudinal vibration generated by the vibrator 101 is detected.

【0030】各入力領域104a〜104dと各検出領
域104p、104p’とは、それぞれの表面を、銀電
極106a〜106d、106p、106p’により覆
われる。これにより、各入力領域104a〜104dに
独立して駆動信号を入力したり、各検出領域104p、
104p’から独立して検出信号を出力することができ
る。
The input regions 104a to 104d and the detection regions 104p and 104p 'have their respective surfaces covered with silver electrodes 106a to 106d, 106p and 106p'. As a result, a drive signal is input independently to each of the input areas 104a to 104d, or each of the detection areas 104p,
A detection signal can be output independently from 104p '.

【0031】なお、本実施形態では、振動子101の平
面中央部を中心として振動子101は点対称となるよう
に形成される。これにより、駆動力取出部105a、1
05bに発生する楕円運動を略同じ形状とすることがで
き、相対運動方向の反転に伴う駆動差(左右差)は殆ど
発生しない。
In this embodiment, the vibrator 101 is formed so as to be point-symmetric about the center of the plane of the vibrator 101. As a result, the driving force extraction units 105a, 105
The elliptical motion generated at 05b can be made to have substantially the same shape, and a drive difference (left-right difference) due to reversal of the relative motion direction hardly occurs.

【0032】図1に示すように、振動子101の駆動力
取出部105a、105bの底面に接触して、相対運動
部材102が配置される。相対運動部材102は、本実
施形態ではステンレス鋼により平板状に構成され、適宜
手段により相対運動方向(図1における振動子101の
長手方向)に移動自在に支持される。なお、相対運動部
材102は、銅合金やアルミニウム合金さらには高分子
材等により構成されていてもよい。
As shown in FIG. 1, a relative motion member 102 is disposed in contact with the bottom surfaces of the driving force extracting portions 105a and 105b of the vibrator 101. In this embodiment, the relative movement member 102 is formed of stainless steel in a flat plate shape, and is movably supported in a relative movement direction (longitudinal direction of the vibrator 101 in FIG. 1) by appropriate means. The relative motion member 102 may be made of a copper alloy, an aluminum alloy, a polymer material, or the like.

【0033】このようにして、圧電体104の入力領域
104a、104cに、発生する1次の縦振動および4
次の曲げ振動それぞれの固有振動数に略一致した周波数
を有するA相の駆動信号を入力するとともに、入力領域
104b、104dにはA相とは例えば(π/2)の位
相差を有するB相の駆動信号を入力する。すると、弾性
体103には、1次の縦振動と4次の曲げ振動とが同時
に発生する。これらの振動は合成されて、駆動力取出部
105a、105bに楕円運動が発生する。これによ
り、相対運動部材102は、相対運動方向について、振
動子101との間で相対運動を生じる。
In this manner, the first-order longitudinal vibrations and the four-dimensional vibrations generated in the input areas 104a and 104c of the piezoelectric body 104 are generated.
A drive signal of the A phase having a frequency substantially corresponding to the natural frequency of each of the next bending vibrations is input, and a B phase having a phase difference of (π / 2) from the A phase is input to the input regions 104b and 104d. Is input. Then, the first-order longitudinal vibration and the fourth-order bending vibration are simultaneously generated in the elastic body 103. These vibrations are combined to generate an elliptical motion in the driving force output units 105a and 105b. Thereby, the relative motion member 102 generates a relative motion with the vibrator 101 in the relative motion direction.

【0034】この超音波アクチュエータ1の2群の入力
領域104a、104cと104b、104dとに印加
する駆動電圧を発生させる駆動装置20について、説明
する。図2は、本実施形態の駆動装置を、超音波アクチ
ュエータ100の駆動装置20に適用した場合の構成を
示す説明図である。
The driving device 20 for generating a driving voltage to be applied to the two groups of input areas 104a, 104c and 104b, 104d of the ultrasonic actuator 1 will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration in a case where the driving device of the present embodiment is applied to the driving device 20 of the ultrasonic actuator 100.

【0035】この駆動装置20は、駆動電圧の周波数を
規定する発振回路21と、2群の圧電素子104a、1
04cと104b、104dとに対し、互いに位相が約
(π/2)異なる信号を印加するために異なる位相信号
を生成する移相回路22と、半導体素子を用いた駆動回
路23A、23Bとを備える。
The driving device 20 includes an oscillation circuit 21 for regulating the frequency of the driving voltage, two groups of piezoelectric elements 104a,
A phase shift circuit 22 that generates a different phase signal to apply signals having phases (π / 2) different from each other to 04c, 104b, and 104d, and drive circuits 23A and 23B using semiconductor elements are provided. .

【0036】発振回路21により生成された一定の周波
数を有する信号は、移相回路22により(π/2)だけ
位相が異なる二つの信号とされる。これらの信号は、駆
動回路23A、23Bにそれぞれ直接入力される。駆動
回路23A、23Bは、入力された信号に基づき、内部
の半導体素子を動作させることにより最大値約±30V
の値を持つ駆動電圧を生成する。
The signal having a constant frequency generated by the oscillation circuit 21 is converted into two signals having phases different by (π / 2) by the phase shift circuit 22. These signals are directly input to the drive circuits 23A and 23B, respectively. The drive circuits 23A and 23B operate the internal semiconductor elements based on the input signals, and thereby have a maximum value of about ± 30V.
A drive voltage having a value of

【0037】図3は、発振回路21と移相回路22にお
いて(π/2)位相が異なる二つの信号が生成される様
子を説明するタイミングチャートである。発振回路21
から出力される一定周波数のパルス信号は、移相回路2
2を構成する2個のDタイプフリップフロップ24、2
5にクロック信号として入力される。2個のDタイプフ
リップフロップ24、25は、その出力Q、NQとデー
タ入力端子Dとがたすきがけに接続され、図3のQ1、
Q2の信号が生成されるように構成されている。すなわ
ち、信号Q1、Q2はともにクロック4個分で1周期を
構成し、信号Q1、Q2は、丁度1/4周期分、すなわ
ち(π/2)移相がずれている。信号Q1は駆動回路2
3Aへ、信号Q2はイクスクルーシブORゲート26を
経由して駆動回路23Bへ、それぞれ入力される。
FIG. 3 is a timing chart for explaining how the oscillation circuit 21 and the phase shift circuit 22 generate two signals having different phases (π / 2). Oscillation circuit 21
Is output from the phase shifter 2
2, two D-type flip-flops 24, 2
5 is input as a clock signal. The two D-type flip-flops 24 and 25 are connected so that their outputs Q and NQ and the data input terminal D are connected to each other.
It is configured to generate a signal of Q2. That is, the signals Q1 and Q2 constitute one cycle of four clocks, and the signals Q1 and Q2 are shifted by exactly 1/4 cycle, that is, the phase shift is (π / 2). The signal Q1 is the driving circuit 2
3A, and the signal Q2 is input to the drive circuit 23B via the exclusive OR gate 26.

【0038】図4は、駆動回路23Aの原理図である。
なお、駆動回路23Bも同様の構成を有するため、以下
の説明は駆動回路23Aを例にとって行う。図4に示す
ように、本実施形態の駆動回路23Aは、(i)第1の
電源+30Vと、(ii)第2の電源−30Vとの間に
直列接続された互いに相補型の第1スイッチング素子で
あるPNPトランジスタTR1および第2スイッチング
素子であるNPNトランジスタTR2と、(iii)第
1の電源+30Vと第2の電源−30Vとの間に直列接
続され、PNPトランジスタTR1およびNPNトラン
ジスタTR2にそれぞれ印加される電圧に応じて、PN
PトランジスタTR1およびNPNトランジスタTR2
それぞれに一方向への電流を流す二つの電子素子である
ダイオードD1、D2とを備える。
FIG. 4 is a principle diagram of the driving circuit 23A.
Since the driving circuit 23B has the same configuration, the following description will be made by taking the driving circuit 23A as an example. As shown in FIG. 4, the drive circuit 23A of the present embodiment includes complementary first switching devices connected in series between (i) a first power supply +30 V and (ii) a second power supply −30 V. A PNP transistor TR1 as an element and an NPN transistor TR2 as a second switching element, and (iii) connected in series between a first power supply + 30V and a second power supply -30V, and are connected to the PNP transistor TR1 and the NPN transistor TR2, respectively. Depending on the applied voltage, PN
P transistor TR1 and NPN transistor TR2
Diodes D1 and D2, which are two electronic elements that allow current to flow in one direction, respectively, are provided.

【0039】PNPトランジスタTR1のエミッタ端子
は第1の電源+30Vに、NPNトランジスタTR2エ
ミッタ端子は第2の電源−30Vにそれぞれ接続され、
またPNPトランジスタTR1、NPNトランジスタT
R2のコレクタ端子が互いに接続される。これらのトラ
ンジスタTR1、TR2は相補型である。
The emitter terminal of the PNP transistor TR1 is connected to the first power source + 30V, and the emitter terminal of the NPN transistor TR2 is connected to the second power source -30V.
PNP transistor TR1, NPN transistor T
The collector terminals of R2 are connected to each other. These transistors TR1 and TR2 are complementary.

【0040】移相回路22で使用されるフリップフロッ
プやゲートは、一般の論理(ロジック)回路に使用され
る+5V電源で動作するデジタルICであり、例えばT
TLやCMOS素子である。
The flip-flops and gates used in the phase shift circuit 22 are digital ICs operated by a +5 V power supply used in general logic circuits, and are, for example, T
It is a TL or CMOS device.

【0041】PNPトランジスタTR1、NPNトラン
ジスタTR2の接続点27に、容量性負荷である超音波
アクチュエータ100が接続される。そして、圧電体1
04の入力領域104a、104cにA相の駆動信号が
入力される。
An ultrasonic actuator 100 which is a capacitive load is connected to a connection point 27 between the PNP transistor TR1 and the NPN transistor TR2. And the piezoelectric body 1
The A-phase drive signal is input to the input areas 104a and 104c of the input terminal 04.

【0042】本実施形態の駆動回路23Aは、PNPト
ランジスタTR1のベースおよびエミッタ間に順方向へ
並列接続された第1のダイオードD1と、NPNトラン
ジスタTR2のベースおよびエミッタ間に順方向へ並列
接続された第2のダイオードD2とが直列に接続され
る。これらのダイオードD1、D2は、トランジスタT
R1、TR2のスイッチング時に両者をオンとする貫通
電流が流れることを確実に排除する。
The drive circuit 23A of the present embodiment is connected in parallel in the forward direction between the first diode D1 between the base and the emitter of the PNP transistor TR1 and in parallel between the base and the emitter of the NPN transistor TR2. And the second diode D2 are connected in series. These diodes D1 and D2 are connected to the transistor T
When switching between R1 and TR2, a through current that turns on both R1 and TR2 is reliably prevented from flowing.

【0043】第1のダイオードD1と第2のダイオード
D2との間に、第3のダイオードD3と第4のダイオー
ドD4とが、それぞれ順方向へ直列接続される。これら
のダイオードD3、D4により、移相回路22から入力
されるパルス信号に対する応答性が向上する。
A third diode D3 and a fourth diode D4 are connected in series in the forward direction between the first diode D1 and the second diode D2. By these diodes D3 and D4, responsiveness to a pulse signal input from the phase shift circuit 22 is improved.

【0044】PNPトランジスタTR1およびNPNト
ランジスタTR2には、それぞれ、抵抗R1およびR2
を介して、移相回路22からの入力信号が入力される。
本実施形態では、駆動回路23Aは以上のように構成さ
れる。
The PNP transistor TR1 and the NPN transistor TR2 have resistors R1 and R2, respectively.
, The input signal from the phase shift circuit 22 is input.
In the present embodiment, the drive circuit 23A is configured as described above.

【0045】次に、この駆動回路23Aの動作を説明す
る。端子28において、移相回路22からの電位が+方
向に変化すると、NPNトランジスタTR2のベースお
よびエミッタ間に抵抗R2で規定されるベース電流が流
れ、NPNトランジスタTR2はオンして、接続点27
に約−30Vの電圧が供給される。
Next, the operation of the driving circuit 23A will be described. When the potential from the phase shift circuit 22 changes in the + direction at the terminal 28, a base current defined by the resistor R2 flows between the base and the emitter of the NPN transistor TR2, and the NPN transistor TR2 is turned on, and the connection point 27
Is supplied with a voltage of about -30V.

【0046】この際、PNPトランジスタTR1のベー
スおよびエミッタ間に逆電圧が加わり、PNPトランジ
スタTR1にはベース電流が流れないため、PNPトラ
ンジスタTR1はオフしたままである。
At this time, a reverse voltage is applied between the base and the emitter of the PNP transistor TR1, and no base current flows through the PNP transistor TR1, so that the PNP transistor TR1 remains off.

【0047】一方、端子28において、移相回路22か
らの電位が−方向に変化すると、PNPトランジスタT
R1のベースおよびエミッタ間に抵抗R1で規定される
ベース電流が流れ、PNPトランジスタTR1はオンし
て、接続点27に約+30Vの電圧が供給される。
On the other hand, at the terminal 28, when the potential from the phase shift circuit 22 changes in the negative direction, the PNP transistor T
A base current defined by the resistor R1 flows between the base and the emitter of R1, the PNP transistor TR1 turns on, and a voltage of about +30 V is supplied to the connection point 27.

【0048】この際、NPNトランジスタTR2のベー
スおよびエミッタに逆電圧が加わり、NPNトランジス
タTR2にはベース電流が流れないため、NPNトラン
ジスタTR2はオフしたままである。このようにして、
図4に示す駆動回路23Aにより、端子27に約±30
Vでスイッチングされる高駆動電圧の供給が行われる。
At this time, a reverse voltage is applied to the base and the emitter of the NPN transistor TR2, and no base current flows through the NPN transistor TR2, so that the NPN transistor TR2 remains off. In this way,
The drive circuit 23A shown in FIG.
The supply of a high drive voltage switched at V is performed.

【0049】以上の説明では、PNPトランジスタTR
1がオンしている時はNPNトランジスタTR2はオフ
し、PNPトランジスタTR1がオフしている時はNP
NトランジスタTR2はオンしている。また、スイッチ
ング時において、第3のダイオードD3および第4のダ
イオードD4により、PNPトランジスタTR1および
NPNトランジスタTR2が飽和し難くなり、応答性が
向上する。したがって、図4に示す駆動回路23Aで
は、貫通電流を防止するディレイ回路を設ける必要がな
くなる。
In the above description, the PNP transistor TR
1 is on, the NPN transistor TR2 is off, and when the PNP transistor TR1 is off, NP
The N transistor TR2 is on. Further, at the time of switching, the third diode D3 and the fourth diode D4 make it difficult for the PNP transistor TR1 and the NPN transistor TR2 to saturate, thereby improving responsiveness. Therefore, in the drive circuit 23A shown in FIG. 4, it is not necessary to provide a delay circuit for preventing a through current.

【0050】このようにして生成された約±30Vのス
イッチングされた駆動電圧は、図2において、駆動回路
30AからはA相信号として超音波アクチュエータ10
0の一群の入力領域104a、104cに入力され、一
方、駆動回路30BからはB相信号として超音波アクチ
ュエータ100の一群の入力領域104b、104dに
入力される。
The switching drive voltage of about ± 30 V thus generated is supplied from the drive circuit 30A as an A-phase signal to the ultrasonic actuator 10 in FIG.
0 are input to a group of input areas 104a and 104c, while the drive circuit 30B inputs the group of input areas 104b and 104d as a B-phase signal to the ultrasonic actuator 100.

【0051】なお、図2における符号Pは図示しない制
御回路から供給される信号であり、超音波アクチュエー
タ100の駆動方向を、右方向あるいは左方向(回転型
超音波アクチュエータにあっては右回転か左回転か)を
規定する。
The symbol P in FIG. 2 is a signal supplied from a control circuit (not shown). The driving direction of the ultrasonic actuator 100 is set to the right or left (for a rotary ultrasonic actuator, the right rotation Left rotation or).

【0052】このようにして、本実施形態により、2電
源であってディレイ回路を不要とした駆動装置20を提
供することができる。そのため、出力に昇圧トランスを
使用しなくとも容量性負荷に高電位の駆動電圧を供給す
ることを可能にし、その制御信号をデジタルICにより
容易に生成して制御できる。さらに、著しく小型化を図
ることができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide the driving device 20 which has two power supplies and does not require a delay circuit. Therefore, it is possible to supply a high-potential drive voltage to a capacitive load without using a step-up transformer for output, and the control signal can be easily generated and controlled by a digital IC. Further, the size can be significantly reduced.

【0053】(第2実施形態)次に、第2実施形態を説
明する。図5は、第2実施形態の駆動回路23A−1の
原理図である。なお、図5の説明では、前述した図4と
相違する部分について説明することとし、共通の部分に
ついては同一の図中符号を付すことにより、重複する説
明を省略する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described. FIG. 5 is a principle diagram of the driving circuit 23A-1 according to the second embodiment. In the description of FIG. 5, portions different from FIG. 4 described above will be described, and the common portions will be denoted by the same reference numerals in the drawings, and redundant description will be omitted.

【0054】本実施形態では、駆動回路23A−1の構
成が図4に示す駆動回路23Aと相違する。すなわち、
駆動回路23A−1では、PNPトランジスタTR1お
よびNPNトランジスタTR2と端子27との間に、抵
抗R3と、直列配置されたNPNトランジスタTR3お
よびPNPトランジスタTR4とを並列に追加してい
る。
In this embodiment, the configuration of the driving circuit 23A-1 is different from that of the driving circuit 23A shown in FIG. That is,
In the drive circuit 23A-1, a resistor R3 and an NPN transistor TR3 and a PNP transistor TR4 arranged in series are added in parallel between the terminal 27 and the PNP transistor TR1 and the NPN transistor TR2.

【0055】この駆動回路23A−1では、NPNトラ
ンジスタTR3およびPNPトランジスタTR4が、エ
ミッタフォロワとして動作し、電流増幅器として動作す
る。そのため、この駆動回路23A−1によれば、出力
電流の容量が増大される。
In drive circuit 23A-1, NPN transistor TR3 and PNP transistor TR4 operate as an emitter follower and operate as a current amplifier. Therefore, according to the driving circuit 23A-1, the capacity of the output current is increased.

【0056】〔変形形態〕以上の実施形態の説明では、
PNPトランジスタ、NPNトランジスタのバイポーラ
トランジスタを用いた場合を例にとったが、本発明にか
かる駆動装置はこのような形態には限定されない。これ
らのバイポーラトランジスタを、FETトランジスタや
IGBTやその他のスイッチング素子に置換することも
可能である。
[Modification] In the above description of the embodiment,
Although the case where a bipolar transistor of a PNP transistor and an NPN transistor is used has been described as an example, the driving device according to the present invention is not limited to such a form. These bipolar transistors can be replaced with FET transistors, IGBTs, and other switching elements.

【0057】また、スイッチング信号を制御する回路と
して、+5Vで動作するTTLあるいはCMOSレベル
のデジタルICについて説明したが、本発明にかかる駆
動装置はこのような態様にも限定されない。+3Vで動
作するデジタルICやその他の電源で動作するデジタル
ICについても適用できる。また、マイクロプロセッサ
やゲートアレイやその他のLSIにより制御するように
してもよい。
Although the TTL or CMOS level digital IC operating at +5 V has been described as a circuit for controlling the switching signal, the driving device according to the present invention is not limited to such an embodiment. The present invention can also be applied to a digital IC operating at +3 V or a digital IC operating at another power source. Further, the control may be performed by a microprocessor, a gate array, or another LSI.

【0058】また、駆動電圧として±30Vの例で説明
したが、この値に限定される必要はない。使用するトラ
ンジスタ等の耐圧にもよるが、±数100Vの駆動電圧
にも適用できるし、また逆に、±30V以下の駆動電圧
にも適用できる。また、駆動電圧は必ずしもプラスマイ
ナス対称の値を有する必要はなく、プラス側、マイナス
側がそれぞれ異なる値の電源であってもよい。
Although the description has been given of the case where the drive voltage is ± 30 V, the drive voltage is not limited to this value. Although it depends on the withstand voltage of the transistor or the like to be used, the present invention can be applied to a driving voltage of ± several hundreds of volts, and conversely, can be applied to a driving voltage of ± 30 volts or less. Further, the drive voltage does not necessarily have to have a plus / minus symmetrical value, and a power supply having different values on the plus side and the minus side may be used.

【0059】また、振動アクチュエータが超音波アクチ
ュエータである場合を例としたが、超音波以外の他の振
動域の超音波アクチュエータについても、等しく適用さ
れる。また、直線的な相対運動を行う振動アクチュエー
タを例としたが、回転型の振動アクチュエータについて
も同様に適用できる。
Although the case where the vibration actuator is an ultrasonic actuator has been described as an example, the present invention is equally applicable to an ultrasonic actuator in a vibration region other than the ultrasonic wave. Further, the vibration actuator performing linear relative motion has been described as an example, but the present invention can be similarly applied to a rotary vibration actuator.

【0060】さらに、電気エネルギと機械エネルギとの
相互変換を行う素子として圧電体を用いたが、これに限
定されるものではなく、例えば電歪素子や磁歪素子等の
他の電気機械変換素子を用いることもできる。
Further, a piezoelectric body is used as an element for performing mutual conversion between electric energy and mechanical energy. However, the present invention is not limited to this. For example, another electromechanical conversion element such as an electrostrictive element or a magnetostrictive element may be used. It can also be used.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項1〜
請求項4の発明により、出力に昇圧トランスを使用しな
くとも容量性負荷に高電位の駆動電圧を供給することを
可能にし、その制御信号をデジタルICにより容易に生
成して制御でき、さらに著しく小型化を図ることができ
る容量性負荷の駆動装置を提供することができた。特
に、請求項2の発明によれば、出力電流の容量を増大す
ることができる。
As described in detail above, claims 1 to 5
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to supply a high-potential drive voltage to a capacitive load without using a step-up transformer for output, and it is possible to easily generate and control a control signal by a digital IC, and further remarkably. A capacitive load driving device that can be reduced in size can be provided. In particular, according to the invention of claim 2, the capacity of the output current can be increased.

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

【図1】第1実施形態の超音波アクチュエータの概略構
成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an ultrasonic actuator according to a first embodiment.

【図2】第1実施形態の駆動装置を、超音波アクチュエ
ータの駆動装置に適用した場合の構成を示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration in a case where the driving device of the first embodiment is applied to a driving device of an ultrasonic actuator.

【図3】第1実施形態において、発振回路と移相回路に
おいて(π/2)位相が異なる二つの信号が生成される
様子を説明するタイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart illustrating how two signals having different phases (π / 2) are generated in the oscillation circuit and the phase shift circuit in the first embodiment.

【図4】第1実施形態の駆動回路の原理図である。FIG. 4 is a principle diagram of a drive circuit according to the first embodiment.

【図5】第2実施形態の駆動回路の原理図である。FIG. 5 is a principle diagram of a drive circuit according to a second embodiment.

【図6】昇圧トランスを用いた駆動装置の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a driving device using a step-up transformer.

【図7】特開平9−9650号公報により提案された駆
動装置の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a driving device proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-9650.

【図8】特願平9−174396号により提案した駆動
装置の構成を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration of a driving device proposed in Japanese Patent Application No. 9-174396.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

+30V 第1の電源 −30V 第2の電源 TR1 第1スイッチング素子(PNPトランジスタ) TR2 第2スイッチング素子(NPNトランジスタ) TR3 第3スイッチング素子(NPNトランジスタ) TR4 第4スイッチング素子(PNPトランジスタ) D1、D2、D3、D4 ダイオード 23A 駆動装置 27 接続点 + 30V First power supply -30V Second power supply TR1 First switching element (PNP transistor) TR2 Second switching element (NPN transistor) TR3 Third switching element (NPN transistor) TR4 Fourth switching element (PNP transistor) D1, D2 , D3, D4 Diode 23A Driver 27 Connection point

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の電源と第2の電源との間に直列接
続された互いに相補型の第1スイッチング素子および第
2スイッチング素子と、 前記第1の電源と第2の電源との間に直列接続され、前
記第1スイッチング素子および第2スイッチング素子に
それぞれ印加される電圧に応じて、前記第1スイッチン
グ素子および第2スイッチング素子それぞれに一方向へ
の電流を流す二つの電子素子とを備え、 前記第1スイッチング素子および第2スイッチング素子
の接続点に容量性負荷を接続することを特徴とする容量
性負荷の駆動装置。
A first switching element and a second switching element, which are connected in series between a first power supply and a second power supply, and are complementary to each other; and between the first power supply and the second power supply. And two electronic elements that flow a current in one direction to each of the first switching element and the second switching element according to a voltage applied to each of the first switching element and the second switching element. A capacitive load driving device, comprising: connecting a capacitive load to a connection point between the first switching element and the second switching element.
【請求項2】 第1の電源と第2の電源との間に直列接
続された互いに相補型の第1スイッチング素子および第
2スイッチング素子と、 前記第1の電源と第2の電源との間に直列接続され、前
記第1スイッチング素子および第2スイッチング素子に
それぞれ印加される電圧に応じて、前記第1スイッチン
グ素子および第2スイッチング素子それぞれに一方向へ
の電流を流す二つの電子素子と、 前記第1の電源と第2の電源との間に直列接続された互
いに相補型の第3スイッチング素子および第4スイッチ
ング素子とを備え、 前記第3スイッチング素子および第4スイッチング素子
の接続点に容量性負荷を接続することを特徴とする容量
性負荷の駆動装置。
2. A first switching element and a second switching element which are connected in series between a first power supply and a second power supply, and which are complementary to each other, between the first power supply and the second power supply. Two electronic elements, which are connected in series to each other and flow a current in one direction to each of the first switching element and the second switching element according to a voltage applied to each of the first switching element and the second switching element; A third switching element and a fourth switching element, which are complementary to each other and are connected in series between the first power supply and the second power supply; and a capacitance is provided at a connection point between the third switching element and the fourth switching element. A driving device for a capacitive load, characterized by connecting a capacitive load.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載された容
量性負荷の駆動装置において、 前記第1スイッチング素子および第4スイッチング素子
はいずれもPNPトランジスタであり、 前記第2スイッチング素子および第3スイッチング素子
はいずれもNPNトランジスタであり、かつ前記二つの
電子素子は、前記第1スイッチング素子である前記PN
Pトランジスタのベースおよびエミッタ間に順方向へ並
列接続された第1のダイオードと、前記第2スイッチン
グ素子である前記NPNトランジスタのベースおよびエ
ミッタ間に順方向へ並列接続された第2のダイオードと
であることを特徴とする容量性負荷の駆動装置。
3. The driving apparatus for a capacitive load according to claim 1, wherein the first switching element and the fourth switching element are PNP transistors, and the second switching element and the third switching element are a third switching element and a third switching element. The switching elements are both NPN transistors, and the two electronic elements are the PN which is the first switching element.
A first diode connected in parallel between the base and the emitter of the P transistor in the forward direction, and a second diode connected in the forward direction between the base and the emitter of the NPN transistor, which is the second switching element. A driving device for a capacitive load, comprising:
【請求項4】 請求項1から請求項3までのいずれか1
項に記載された容量性負荷の駆動装置において、 前記第1のダイオードと前記第2のダイオードとの間
に、第3のダイオードと第4のダイオードとをそれぞれ
順方向へ直列接続されることを特徴とする容量性負荷の
駆動装置。
4. One of claims 1 to 3
In the capacitive load driving device described in the paragraph, between the first diode and the second diode, a third diode and a fourth diode are connected in series in a forward direction, respectively. Characteristic capacitive load drive.
JP10154846A 1998-06-03 1998-06-03 Drive for capacitive load Withdrawn JPH11356066A (en)

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