JPS6130974A - 圧電アクチユエ−タ - Google Patents
圧電アクチユエ−タInfo
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- JPS6130974A JPS6130974A JP15256384A JP15256384A JPS6130974A JP S6130974 A JPS6130974 A JP S6130974A JP 15256384 A JP15256384 A JP 15256384A JP 15256384 A JP15256384 A JP 15256384A JP S6130974 A JPS6130974 A JP S6130974A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は硬貨処理装置、リレー、ヘッド駆動装置などに
用いられるバイモルフ形の圧電アクチュエータに関する
ものである。
用いられるバイモルフ形の圧電アクチュエータに関する
ものである。
従来から、バイモルフ形の圧電アクチュエータとして、
２枚の電歪板を中央電極を介して接着し、２端子駆動入
力回路を接続した構造のものがよく知られている。ここ
に、電歪板とは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）など
の電歪材料を板状にし、両面に電極を設けて分極したも
のをいう。
２枚の電歪板を中央電極を介して接着し、２端子駆動入
力回路を接続した構造のものがよく知られている。ここ
に、電歪板とは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）など
の電歪材料を板状にし、両面に電極を設けて分極したも
のをいう。
第２図は、２枚の電歪板を分極方向が同じに彦るように
接着して構成した、従来からある圧電アクチュエータと
その駆動回路を示す構成図である。
接着して構成した、従来からある圧電アクチュエータと
その駆動回路を示す構成図である。
圧電アクチュエータ１０はバイモルフ素子でおる圧電素
子１１と駆動入力回路１２とから成夛、駆動回路１３は
出力電圧Ｅの定電圧電源１４がら成る。圧電素子１１は
電歪板１５および１６、中央電極１７、電極１８．１９
から成り、図上左端部が固定端２０となｐ１右端部が自
由端２１となる。なお、矢印Ａ紘を歪板の分極方向を示
し、矢印Ｂは歪力の方向を示している。
子１１と駆動入力回路１２とから成夛、駆動回路１３は
出力電圧Ｅの定電圧電源１４がら成る。圧電素子１１は
電歪板１５および１６、中央電極１７、電極１８．１９
から成り、図上左端部が固定端２０となｐ１右端部が自
由端２１となる。なお、矢印Ａ紘を歪板の分極方向を示
し、矢印Ｂは歪力の方向を示している。
図に示すように、駆動入力回路１２の端子２２に正、端
子２３に負の電圧を印加すると電歪板１５は分極方向に
電圧が印加されて縮み、電歪板１６は分極方向と反対の
方向に′電圧が印加されて伸びるため、自由端２１は矢
印Ｃのように変位する。
子２３に負の電圧を印加すると電歪板１５は分極方向に
電圧が印加されて縮み、電歪板１６は分極方向と反対の
方向に′電圧が印加されて伸びるため、自由端２１は矢
印Ｃのように変位する。
また、印加電圧の極性を逆にすると電歪板１５は伸び、
を歪板１６は縮むため、自由端２１は矢印Ｃと逆の方向
に変位する。
を歪板１６は縮むため、自由端２１は矢印Ｃと逆の方向
に変位する。
このような構造の圧電アクチュエータは極めて低電力で
駆動できるため幅広い応用が期待されているが、十分な
変位と力が得られないため実用化を難しくしいてる。
駆動できるため幅広い応用が期待されているが、十分な
変位と力が得られないため実用化を難しくしいてる。
すなわち、電歪板の長さを一定にした場合、大きな変位
を得るためには電歪板を薄くすればよいが、これでは発
生力が小さくなってしまう。一方、大きな力を得るため
には電歪板を厚くして高電圧を印加することが考えられ
るが、電圧を高くすると逆分極方向に電圧を印加した場
合に電歪板の分極が低下してし壕い、結局分極劣化Ｍｉ
圧以上の電源を用いることは不可能であり、大きな変位
は望めなかった。
を得るためには電歪板を薄くすればよいが、これでは発
生力が小さくなってしまう。一方、大きな力を得るため
には電歪板を厚くして高電圧を印加することが考えられ
るが、電圧を高くすると逆分極方向に電圧を印加した場
合に電歪板の分極が低下してし壕い、結局分極劣化Ｍｉ
圧以上の電源を用いることは不可能であり、大きな変位
は望めなかった。
本発明は、上記問題点に鑑みて々されたものであり、そ
の目的とするところは、大きな変位でかつ大きな力を発
生する圧電アクチュエータを得ることにある。
の目的とするところは、大きな変位でかつ大きな力を発
生する圧電アクチュエータを得ることにある。
かかる目的を達成するために本発明は、電歪板の分極方
向には分極劣化電圧以上の電圧を印加し、逆分極方向に
は分極劣化電圧以下の電圧を印加するように駆動入力回
路を構成したものである。
向には分極劣化電圧以上の電圧を印加し、逆分極方向に
は分極劣化電圧以下の電圧を印加するように駆動入力回
路を構成したものである。
以下、実施例と共に本発明の詳細な説明する。。
第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図であり、第
２図と同一部分は同記号を用いている。
２図と同一部分は同記号を用いている。
１２＆は駆動入力回路、１３ａは駆動回路である。駆動
入力回路１２ａは２つの定電圧ダイオードＺＤＩ 。
入力回路１２ａは２つの定電圧ダイオードＺＤＩ 。
Ｚｎ２から構成され、定電圧ダイオードｚＤ１のカソー
ドは正の分極を有する側の電歪板１５に設りられた電極
１８に接続され、定電圧ダイオードＺＤ２のアノードは
負の分極を有する側の電歪板１６に設けられた電極１９
Ｋｍ続されている。そして、定電圧ダイオードＺＤＩ
、 Ｚｎ２の他の端子は共通に接続され、端子２２に接
続されている。中央電極１７は端子２３に接続されてい
る。駆動回路１３ａは交流電源ｖ１ 、抵抗Ｒ２双方向
定を圧累子ＶＲＩによって定電圧電源を構成している。
ドは正の分極を有する側の電歪板１５に設りられた電極
１８に接続され、定電圧ダイオードＺＤ２のアノードは
負の分極を有する側の電歪板１６に設けられた電極１９
Ｋｍ続されている。そして、定電圧ダイオードＺＤＩ
、 Ｚｎ２の他の端子は共通に接続され、端子２２に接
続されている。中央電極１７は端子２３に接続されてい
る。駆動回路１３ａは交流電源ｖ１ 、抵抗Ｒ２双方向
定を圧累子ＶＲＩによって定電圧電源を構成している。
そして、双方向定電圧素子ＶＲＩの制限電圧をｖＶＲＩ
＋定電圧ダイオードＺＤＩ 、 Ｚｎ２の制限電圧を
ＶＺＤＩ ＋ ＶＺＤ２とすると、これらの電圧は次の
関係を満足するような関係に選はれている。
＋定電圧ダイオードＺＤＩ 、 Ｚｎ２の制限電圧を
ＶＺＤＩ ＋ ＶＺＤ２とすると、これらの電圧は次の
関係を満足するような関係に選はれている。
ＶＶＲＩ＞（電歪板１５．１６の分極劣化電圧）・・・
・・（１） ＶＶＲＩ−ｖ川く（電歪板１５０分極劣化電圧）番・・
・・（２） ＶＶＲＩ −ＶＺＤ２＜ （Ｘ歪板１６の分極劣化電圧
）・・ψ・・（３） 一般に、分極劣化電圧とは電歪板に分極方向とは逆向き
の電圧を徐々に上昇させながら印加したとき分極が減極
（劣化）し始める電圧、又は逆分極方向に長時間印加で
きる最大定格電圧と定義されるが、本発明では後者を分
極劣化電圧として定義する。
・・（１） ＶＶＲＩ−ｖ川く（電歪板１５０分極劣化電圧）番・・
・・（２） ＶＶＲＩ −ＶＺＤ２＜ （Ｘ歪板１６の分極劣化電圧
）・・ψ・・（３） 一般に、分極劣化電圧とは電歪板に分極方向とは逆向き
の電圧を徐々に上昇させながら印加したとき分極が減極
（劣化）し始める電圧、又は逆分極方向に長時間印加で
きる最大定格電圧と定義されるが、本発明では後者を分
極劣化電圧として定義する。
ここで、分極劣化電圧を一層明確にするために第２図に
示す圧電アクチュエータを例にとって説明する。第３図
は第２図における定電圧電源１４の電圧Ｅと印加電圧を
極性を切換えて与えたときの圧電素子１１の変位量δと
の関係を示すグラフである。実線へは、従来の回路でお
る第２図に示した圧電アクチュエータ１０を動作させた
場合を示し、実線Ｂは本発明の回路である第１図に示す
ような定電圧ダイオードを挿入した圧電アクチュエータ
を動作させた場合を示す。
示す圧電アクチュエータを例にとって説明する。第３図
は第２図における定電圧電源１４の電圧Ｅと印加電圧を
極性を切換えて与えたときの圧電素子１１の変位量δと
の関係を示すグラフである。実線へは、従来の回路でお
る第２図に示した圧電アクチュエータ１０を動作させた
場合を示し、実線Ｂは本発明の回路である第１図に示す
ような定電圧ダイオードを挿入した圧電アクチュエータ
を動作させた場合を示す。
実ｍＡでは、電圧を徐々に上昇させると当初は変位量δ
も増加するが、６０■程度から急激に低下する。これは
、電歪板の逆分極方向に高電界が加わることによって分
極が破壊したためでちる。
も増加するが、６０■程度から急激に低下する。これは
、電歪板の逆分極方向に高電界が加わることによって分
極が破壊したためでちる。
従って、この圧電素子の逆方向抗電界は約６０Ｖ／ｌで
ある。ここで、ｔは電歪板の厚さでおる。
ある。ここで、ｔは電歪板の厚さでおる。
このように、電歪板の分極は逆方向抗電界付近で急激に
破壊するが、長時間電圧を印加する場合は逆方向抗電界
の約棒程度の電圧で劣化が始まる。
破壊するが、長時間電圧を印加する場合は逆方向抗電界
の約棒程度の電圧で劣化が始まる。
したがって、この圧電素子の場合分極劣化電圧は３０Ｖ
程度ということができる。
程度ということができる。
ところで、この発明唸第１図に示すように駆動入力回路
に定電圧ダイオードを挿入し、定電圧ダ劣化は起きない
。このため第３図の実線ＢＫ示すように変位通ａＨ印加
電圧Ｂとともに増加し、印加電圧Ｅは電歪板が絶縁破壊
を生ずるまで上けることができる。このため、３０Ｖ程
度しか印加できなかった従来の回路を用いた場合に比べ
、６０Ｖで３０Ｖの時の変位の約２倍、１００ｖで３０
ｖの時の変位の約３倍の変位が得られる。
に定電圧ダイオードを挿入し、定電圧ダ劣化は起きない
。このため第３図の実線ＢＫ示すように変位通ａＨ印加
電圧Ｂとともに増加し、印加電圧Ｅは電歪板が絶縁破壊
を生ずるまで上けることができる。このため、３０Ｖ程
度しか印加できなかった従来の回路を用いた場合に比べ
、６０Ｖで３０Ｖの時の変位の約２倍、１００ｖで３０
ｖの時の変位の約３倍の変位が得られる。
第４図は定電圧ダイオードＺＤＩ 、 ＺＤ２に切換ス
イッチＸＳを介して駆動回路１３ｂを接続した実施例で
ある。この実施例では定電圧電源１４に直流電源を用い
るため定電圧回路には一方向の定電圧特性をもつ定電圧
ダイオードＺＤ３を用いることができる。この定電圧ダ
イオードＺＤ３は逆方向特性によって、電源電圧を定電
圧にクランプするだけでなく、順方向特性によって極性
を切換えたとき、圧電素子１１にそれ壕で充電されてい
た電荷を速やかに放電させる機能もある。この放電機能
は圧電素子１１を高速で復旧させるとともに駆動電力を
小さくする効果がおる。
イッチＸＳを介して駆動回路１３ｂを接続した実施例で
ある。この実施例では定電圧電源１４に直流電源を用い
るため定電圧回路には一方向の定電圧特性をもつ定電圧
ダイオードＺＤ３を用いることができる。この定電圧ダ
イオードＺＤ３は逆方向特性によって、電源電圧を定電
圧にクランプするだけでなく、順方向特性によって極性
を切換えたとき、圧電素子１１にそれ壕で充電されてい
た電荷を速やかに放電させる機能もある。この放電機能
は圧電素子１１を高速で復旧させるとともに駆動電力を
小さくする効果がおる。
第５図は他の実施例で、駆動回路１３ｃの定電圧特性を
一層安定にしかつ消費電力を小さくすることができる。
一層安定にしかつ消費電力を小さくすることができる。
同図においてＴｒ＋ ＋ Ｔｒ２はトランジスタ、ＣＲ
Ｄｌは安電流ダイオード、ＤＢはダイオードブリッジ、
Ｃ１はコンデンサでちる。ｖ２は例えばｓｖｔ源の極性
を高速で切換えるなどによって発生される低電圧の交流
源でおる。交流電源ｖ２の電圧をトランスＴＮ８で昇圧
してダイオードブリッジＤＢで整流し定電流ダイオード
ＣＲＤｌ。
Ｄｌは安電流ダイオード、ＤＢはダイオードブリッジ、
Ｃ１はコンデンサでちる。ｖ２は例えばｓｖｔ源の極性
を高速で切換えるなどによって発生される低電圧の交流
源でおる。交流電源ｖ２の電圧をトランスＴＮ８で昇圧
してダイオードブリッジＤＢで整流し定電流ダイオード
ＣＲＤｌ。
コンデンサＣ１で平滑して高圧直流源を得る。しかし、
この電源電圧は交流電源ｖ２の電圧変動。
この電源電圧は交流電源ｖ２の電圧変動。
トランスＴＮＳ 、コンデンサＣＩ 、ダイオードブリ
ッジＤＢの特性、負荷を接続することなどによって変動
する。そこで、トランジスタと定電圧ダイオードから成
る定電圧回路を接続し安定した定電圧を得る。高圧直流
源の発生電圧、すなわちコンデンサＣ１の端子電圧は定
電圧ダイオードＺＤ３の制限を圧ｖｚｎ３より高いもの
とする。切換スイッチＸＳを切換えると圧電素子１１に
は充電電流が流れるため、切換スイッチＸＳの入力端子
の電圧は一時的に低下する。このとき、トランジスタＴ
ｒｌ＋Ｔ’ｒ２はベース電流が流れてオンとカるため、
トランジスタＴｒｚの出力電圧拡速やかに上昇し、その
電圧が定電圧ダイオードＺＤ３の制限電圧ＶＺＤ３に達
すると、トランジスタＴｒｚはオフとなるため、その出
力電圧は’ＶＺＤ３にり２ンプされる。この回路では圧
％素子１１が何れかの儒に変位し、その状態を保持しで
いる通常の状態では、定電圧ダイオードＺＤ３に流れる
電流は高抵抗Ｒ１によって制限さＪ−１７＋４７
ＣＩＪ ４１１工Ａ−スＪ−Ｌ中ｒｙ ｎ Ｑ ｅｚ
ｍｌ Ｒａ 暑ＤＣｔｙｚ 電圧に変動が少ないので、
定電圧特性が良く、また消費電力は極めて少さい。
ッジＤＢの特性、負荷を接続することなどによって変動
する。そこで、トランジスタと定電圧ダイオードから成
る定電圧回路を接続し安定した定電圧を得る。高圧直流
源の発生電圧、すなわちコンデンサＣ１の端子電圧は定
電圧ダイオードＺＤ３の制限を圧ｖｚｎ３より高いもの
とする。切換スイッチＸＳを切換えると圧電素子１１に
は充電電流が流れるため、切換スイッチＸＳの入力端子
の電圧は一時的に低下する。このとき、トランジスタＴ
ｒｌ＋Ｔ’ｒ２はベース電流が流れてオンとカるため、
トランジスタＴｒｚの出力電圧拡速やかに上昇し、その
電圧が定電圧ダイオードＺＤ３の制限電圧ＶＺＤ３に達
すると、トランジスタＴｒｚはオフとなるため、その出
力電圧は’ＶＺＤ３にり２ンプされる。この回路では圧
％素子１１が何れかの儒に変位し、その状態を保持しで
いる通常の状態では、定電圧ダイオードＺＤ３に流れる
電流は高抵抗Ｒ１によって制限さＪ−１７＋４７
ＣＩＪ ４１１工Ａ−スＪ−Ｌ中ｒｙ ｎ Ｑ ｅｚ
ｍｌ Ｒａ 暑ＤＣｔｙｚ 電圧に変動が少ないので、
定電圧特性が良く、また消費電力は極めて少さい。
第６図は定電圧回路に電界効果トランジスタＱを用いた
例でちゃ、切換スイッチＸＳの入力端子の電圧が定電圧
ダイオードＺＤ３の制限電圧ＶＺＤ３より低下すると電
界効果トランジスタＱがオンとなり、そこに飽和電流が
流れるため、電圧は速やかに上昇する。その電圧がＶＺ
Ｄ３に達すると電界効果トランジスタＱ→抵抗Ｒ２→定
電圧ダイオードＺＤ３の経路で電流が流れるため電界効
果トランジスタＱはゲートが負の電圧にバイアスされ、
オフとなり、出力電圧ははｌ’ｆ Ｖｚｏｓに制限され
る。電界効果トランジスタＱは接合形電界効果トランジ
スタの他、デプレッション形ＭＯ８電界効果トランジス
タが使用できる。
例でちゃ、切換スイッチＸＳの入力端子の電圧が定電圧
ダイオードＺＤ３の制限電圧ＶＺＤ３より低下すると電
界効果トランジスタＱがオンとなり、そこに飽和電流が
流れるため、電圧は速やかに上昇する。その電圧がＶＺ
Ｄ３に達すると電界効果トランジスタＱ→抵抗Ｒ２→定
電圧ダイオードＺＤ３の経路で電流が流れるため電界効
果トランジスタＱはゲートが負の電圧にバイアスされ、
オフとなり、出力電圧ははｌ’ｆ Ｖｚｏｓに制限され
る。電界効果トランジスタＱは接合形電界効果トランジ
スタの他、デプレッション形ＭＯ８電界効果トランジス
タが使用できる。
第７図は積層形圧電素子１１ａに本発明を適用した実施
例である。積層形圧電素子１１ａは両側に電極を設けた
電歪板１５ａｌ、１５ａ２．１６ａｌ、１６ａ２ を分
極方向が交互になるように積ねて接着した１対の積層電
歪板１５ａ 、 １６ａを中央電極１７に対して矢印Ａ
で示すように分極方向が逆になるように接着して構成さ
れる。また、駆動入力回路は、一方の積層電歪板１５ａ
の正の分極面に設けられた電極１８−１に定電圧ダイオ
ードＺＤＩのカソードを接続し、他方の積層電歪板１６
の負の分極面に設けられた電極１９−１に定電圧ダイオ
ードのＺｎ２のアノードを接続し、これらの定電圧ダイ
オードＺＤＩ 。
例である。積層形圧電素子１１ａは両側に電極を設けた
電歪板１５ａｌ、１５ａ２．１６ａｌ、１６ａ２ を分
極方向が交互になるように積ねて接着した１対の積層電
歪板１５ａ 、 １６ａを中央電極１７に対して矢印Ａ
で示すように分極方向が逆になるように接着して構成さ
れる。また、駆動入力回路は、一方の積層電歪板１５ａ
の正の分極面に設けられた電極１８−１に定電圧ダイオ
ードＺＤＩのカソードを接続し、他方の積層電歪板１６
の負の分極面に設けられた電極１９−１に定電圧ダイオ
ードのＺｎ２のアノードを接続し、これらの定電圧ダイ
オードＺＤＩ 。
Ｚｎ２の他端子を共通にして一方の駆動入力端子とし、
中央電極１７および定電圧ダイオードＺＤＩ 。
中央電極１７および定電圧ダイオードＺＤＩ 。
Ｚｎ２が接続されていない電極を共通にして他の駆動入
力端子として構成される。この積層形圧電素子１１ａは
第４〜６図の切換スイッチＸＳの出力端子に接続される
。第７図では図示しない定電圧回路の電圧（第４図〜第
６・図でＺｎ２の制限電圧）が６０Ｖ９分極劣化電圧が
３０ｖ、定電圧ダイオードＺＤＩ 、 Ｚｎ２の制限電
圧が３０Ｖの場合を示しである。一方の積層電歪板の各
々には分極方向に６０゛Ｖが、他方の積層電歪板の各々
には逆分極方向に３０Ｖの電圧が印加されるため、素子
の先端は同図の矢印Ｃのように変位し、また積層構造に
することによって大きな力を得ることができる。第８図
は積層数を増加した例である。
力端子として構成される。この積層形圧電素子１１ａは
第４〜６図の切換スイッチＸＳの出力端子に接続される
。第７図では図示しない定電圧回路の電圧（第４図〜第
６・図でＺｎ２の制限電圧）が６０Ｖ９分極劣化電圧が
３０ｖ、定電圧ダイオードＺＤＩ 、 Ｚｎ２の制限電
圧が３０Ｖの場合を示しである。一方の積層電歪板の各
々には分極方向に６０゛Ｖが、他方の積層電歪板の各々
には逆分極方向に３０Ｖの電圧が印加されるため、素子
の先端は同図の矢印Ｃのように変位し、また積層構造に
することによって大きな力を得ることができる。第８図
は積層数を増加した例である。
第９図は極性切換回路の実施例である。電流増幅率の大
きなトランジスタＴｒ３〜Ｔｒａをブリッジに接続し、
平行に配置されたトランジスタＴｒ３＋Ｔｒ４と斜に配
置されたトランジスタＴｒｓ、Ｔｒａを交互に動作し極
性を切換える。Ｃ０ＮＴは論理電圧で制御される駆動回
路、Ｃ８Ｉ、２はＣＭＯＳアナログスイッチ、ＩＮＶは
論理反転回路、Ｒｈは抵抗、ＳＷ５はスイッチ、ＥＧは
電源である。なお、高い電源電圧が印加されるＴｒ３
＋ Ｔｒ６のベースはトランジスタＴｒ ７１ ’Ｔｒ
ｓのＰＮ逆接合によって論理回路Ｃ０ＮＴから分離し
である。スイッチＳはバイポーラプロセス、論理回路Ｃ
０ＮＴはＣＭＯＳプロセスによってそれぞれＩＣ化して
もよい。
きなトランジスタＴｒ３〜Ｔｒａをブリッジに接続し、
平行に配置されたトランジスタＴｒ３＋Ｔｒ４と斜に配
置されたトランジスタＴｒｓ、Ｔｒａを交互に動作し極
性を切換える。Ｃ０ＮＴは論理電圧で制御される駆動回
路、Ｃ８Ｉ、２はＣＭＯＳアナログスイッチ、ＩＮＶは
論理反転回路、Ｒｈは抵抗、ＳＷ５はスイッチ、ＥＧは
電源である。なお、高い電源電圧が印加されるＴｒ３
＋ Ｔｒ６のベースはトランジスタＴｒ ７１ ’Ｔｒ
ｓのＰＮ逆接合によって論理回路Ｃ０ＮＴから分離し
である。スイッチＳはバイポーラプロセス、論理回路Ｃ
０ＮＴはＣＭＯＳプロセスによってそれぞれＩＣ化して
もよい。
第１０図は第９図においてトランジスタＴｒ３＋Ｔｒ６
を感度の高いダーリントントランジスタＤＴｒ＋ ＋Ｄ
Ｔｒ ３ とした実施例である。第９図のトランジスタ
Ｔｒ３ｒ Ｔｒ６には高い電圧が印加されるためベース
電流による消費電力は大きい。圧電素子は低電力動作が
大きな特徴であるため、変位の保持に大きな電力が消費
されるのは望ましくない。そこで９１０図のようにダー
リントントランジスタを用いるとベース１１．流を極め
て小さくできるため消費電力を小さくすることができる
。
を感度の高いダーリントントランジスタＤＴｒ＋ ＋Ｄ
Ｔｒ ３ とした実施例である。第９図のトランジスタ
Ｔｒ３ｒ Ｔｒ６には高い電圧が印加されるためベース
電流による消費電力は大きい。圧電素子は低電力動作が
大きな特徴であるため、変位の保持に大きな電力が消費
されるのは望ましくない。そこで９１０図のようにダー
リントントランジスタを用いるとベース１１．流を極め
て小さくできるため消費電力を小さくすることができる
。
第１１図はＰＮＰＮスイッチを用いた極性切換回路例で
ある。同図において、ＰＮＩ〜４はそれぞれ発光ダイオ
ードＬＥＤ１〜４の光りで駆動されるＰＮＰＮスイッチ
（ホトカップ２形）、ＰＵＬはパルス発振回路である。
ある。同図において、ＰＮＩ〜４はそれぞれ発光ダイオ
ードＬＥＤ１〜４の光りで駆動されるＰＮＰＮスイッチ
（ホトカップ２形）、ＰＵＬはパルス発振回路である。
スイッチＳＷｓをいずれかに投入すると発光ダイオード
ＬＥＤ１．２又は発光ダイオードＬＥＤ ３ 、４のい
ずれかが発光し、この光でＰＮＰＮスイッチＰＮＩ、２
又はＰＨ１，４が点弧するため極性は切換えられ圧電素
子に印加される。
ＬＥＤ１．２又は発光ダイオードＬＥＤ ３ 、４のい
ずれかが発光し、この光でＰＮＰＮスイッチＰＮＩ、２
又はＰＨ１，４が点弧するため極性は切換えられ圧電素
子に印加される。
発光ダイオードＬＥＤをパルス駆動するのは変位を保持
するための消費電力を低減するためである。
するための消費電力を低減するためである。
以上説明したように本発明は、定電素子に印加する電圧
を分極方向は低下させず、逆分極方向はあるから、圧電
素子に印加する電圧を従来のものよりも十分大きくする
ことができ、このため、大きな変位と力を得ることがで
きるという効果を有する。
を分極方向は低下させず、逆分極方向はあるから、圧電
素子に印加する電圧を従来のものよりも十分大きくする
ことができ、このため、大きな変位と力を得ることがで
きるという効果を有する。
第１１はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は従
来装置の’４Ｓ５ ＆ ＠ ％第３図は圧電素子の動作
を説明するためのグラフ、第４図〜第８図はこの発明の
他の実施例を示す構成図、第９図〜第１１図は第４図〜
第６図における切換スイッチの構成を示す回路図である
。 １０会・φや圧電アクチュエータ、１１−−・・圧電素
子、１２＋１２ａ・・φ・駆動入力回路、１３ ＋ １
３ａ〜１３ｄ ＠ ＠ ＠ ｅ駆動回路、１５，１６・
拳嗜・を歪板、１Ｔ−−−１中央電極、１８゜１９−−
−−’ｉｔ極、 ＺＤＩ 、 Ｚｎ２ 、
Ｚｎ２ − − − − 定電圧ダイオード、ＶＲＩ・
・・・双方向定電圧素子、Ｍｌ、Ｖ２・嗜−・某流電源
、ＸＳ・・・・切換スイッチ。 簡１図 鶴２図 鶴３図 卯カロ電１と Ｅ （Ｖ） 鶴４図 第５図 熟６図 購７図 珈 （◆） 。、。 絶８図 （・）。 爲９図 漁１０１ｆｆｉ
来装置の’４Ｓ５ ＆ ＠ ％第３図は圧電素子の動作
を説明するためのグラフ、第４図〜第８図はこの発明の
他の実施例を示す構成図、第９図〜第１１図は第４図〜
第６図における切換スイッチの構成を示す回路図である
。 １０会・φや圧電アクチュエータ、１１−−・・圧電素
子、１２＋１２ａ・・φ・駆動入力回路、１３ ＋ １
３ａ〜１３ｄ ＠ ＠ ＠ ｅ駆動回路、１５，１６・
拳嗜・を歪板、１Ｔ−−−１中央電極、１８゜１９−−
−−’ｉｔ極、 ＺＤＩ 、 Ｚｎ２ 、
Ｚｎ２ − − − − 定電圧ダイオード、ＶＲＩ・
・・・双方向定電圧素子、Ｍｌ、Ｖ２・嗜−・某流電源
、ＸＳ・・・・切換スイッチ。 簡１図 鶴２図 鶴３図 卯カロ電１と Ｅ （Ｖ） 鶴４図 第５図 熟６図 購７図 珈 （◆） 。、。 絶８図 （・）。 爲９図 漁１０１ｆｆｉ
Claims (2)
- （１）中央電極を電歪板で挾んで分極が同方向となるよ
うに配置した少なくとも１対の電歪板の中央電極と対向
する側に電極を配して構成されるバイモルフ形圧電アク
チュエータにおいて、正の分極を有する側の電極に定電
圧ダイオードのカソードを接続し、負の分極を有する側
の電極に他の定電圧ダイオードのアノードを接続し、前
記双方の定電圧ダイオードの他端を共通にした端子と、
中央電極とによつて構成した駆動入力回路と、この駆動
入力回路に定電圧を供給する駆動回路とから構成され、
電歪板に供給される電圧が分極劣化電圧以下となるよう
に前記定電圧ダイオードの制限電圧を設定したことを特
徴とする圧電アクチュエータ。 - （２）定電圧回路は、定電圧素子とその定電圧素子で発
生した電圧を補強するための増幅回路からなることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧電アクチュエー
タ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15256384A JPS6130974A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 圧電アクチユエ−タ |
| US06/678,482 US4625137A (en) | 1983-12-09 | 1984-12-05 | Piezoelectric actuator using bimorph element |
| CA000469365A CA1225694A (en) | 1983-12-09 | 1984-12-05 | Piezoelectric actuator using bimorph element |
| DE8484308513T DE3485851T2 (de) | 1983-12-09 | 1984-12-06 | Piezoelektrische antriebsvorrichtung mit einem bilaminaren element. |
| EP84308513A EP0147112B1 (en) | 1983-12-09 | 1984-12-06 | Piezoelectric actuator using bimorph element |
| KR1019840007771A KR890003388B1 (ko) | 1983-12-09 | 1984-12-08 | 바이모르프소자를 이용한 압전식 액츄에이터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15256384A JPS6130974A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 圧電アクチユエ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130974A true JPS6130974A (ja) | 1986-02-13 |
Family
ID=15543213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15256384A Pending JPS6130974A (ja) | 1983-12-09 | 1984-07-23 | 圧電アクチユエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130974A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6384173A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-14 | Mitsubishi Kasei Corp | 圧電アクチユエ−タ |
| WO2008007634A1 (fr) * | 2006-07-11 | 2008-01-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Pompe piézoélectrique |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5632207B2 (ja) * | 1977-04-07 | 1981-07-27 |
-
1984
- 1984-07-23 JP JP15256384A patent/JPS6130974A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5632207B2 (ja) * | 1977-04-07 | 1981-07-27 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6384173A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-14 | Mitsubishi Kasei Corp | 圧電アクチユエ−タ |
| WO2008007634A1 (fr) * | 2006-07-11 | 2008-01-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Pompe piézoélectrique |
| US8162629B2 (en) | 2006-07-11 | 2012-04-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric pump |
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