WO2004036729A1 - 圧電アクチュエータの駆動装置 - Google Patents

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WO2004036729A1
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piezoelectric actuator
power supply
plate
actuators
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Kazuhisa Watanabe
Satoshi Enomoto
Hiroshi Enomoto
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Wac Data Service Co., Ltd.
Cdk Co., Ltd.
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
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    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H10N30/2041—Beam type
    • H10N30/2042—Cantilevers, i.e. having one fixed end

Definitions

  • the present invention relates to a driving apparatus for a piezoelectric actuator, and more particularly, to a driving apparatus for a piezoelectric actuator that switches and drives a plurality of piezoelectric actuators, each of which mechanically moves a plurality of directly or indirectly mounted mechanical components. It relates to improvement of the device.
  • a piezoelectric actuator 1 has thin piezoelectric plates 5 and 7 attached to the opposing surface of a rectangular conductive plate 3, and the opposing surface of each piezoelectric plate 5 that does not contact the plate 3.
  • the electrodes 5a and 7a are provided and the plate 3 is configured as a common electrode.
  • One end of the plate 3 in the longitudinal direction (left end in the figure) is cantilevered, and the other end (right end in the figure) is open end.
  • the configuration is as follows. In FIG. 5, the supporting members of the piezoelectric actuator 1 are not shown (see FIG. 6).
  • the piezoelectric actuator 1 According to the polarization direction of the piezoelectric plates 5 and 7, for example, the piezoelectric actuator 1 generates a positive potential between the brush terminal P1 and the common terminal P3 (between the electrode 5a of the piezoelectric plate 5 and the plate 3). When is applied, the plate 3 bends and the open end is displaced upward, for example, as shown by the broken line in FIG.
  • the piezoelectric actuator 1 is used as various driving sources, for example, a needle selection driving source of a knitting needle of a knitting machine, by utilizing the bending motion due to such a piezoelectric phenomenon.
  • FIG. 6 one side of the elongated insulating box-shaped case 9
  • a plurality of piezoelectric actuators 1 described above (indicated as la, lb, lc, Id, le, 1f, lg, and lh in the figure) are arranged in parallel at predetermined intervals.
  • the end is cantilevered, and the other end as an open end is inserted with play into the operation hole 11 provided in the opposite side wall 9 b of the case 9, and the operation piece 13 as a mechanical part fixed to the other end is inserted. It is configured to protrude from the operation hole 11 with play.
  • the plurality of piezoelectric actuators 1 a to lh (including the operation piece 13) supported by the case 9 are all the same, and FIG. 7 shows the side wall 9 b of the case 9, that is, the front end side of the operation piece 13.
  • FIG. 7 shows the side wall 9 b of the case 9, that is, the front end side of the operation piece 13.
  • each piezoelectric actuator 1 a to 1 h Is bent, and the operation piece 13 protruding from the operation hole 11 of the case 9 is displaced, so that the needle selection lever (mechanical part) (not shown) can be moved by the operation piece 13.
  • the drive voltage for the plurality of piezoelectric actuators 1a to 1h is switched and selected by the controller 17 so that it can be used, for example, as a needle selecting drive device for a knitting needle of a knitting machine.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-302252.
  • a configuration as shown in FIG. 8 can be considered.
  • the phototransistors Q3 to Q8 are connected to the positive and negative power lines 19 and 21 via the resistors R3 to R8, and the piezoelectric actuators 1b to 1d are also connected. Connect to the connection points of the phototransistors Q3 to Q8 and the plus and minus power supply lines 19, 21.
  • the light emitting diodes D1 to D8 are selectively energized by the switching control unit 23 to emit light, thereby forming the driving device for the piezoelectric actuator described above.
  • the controller 17 described above is formed by the phototransistors Q1 to Q8, the light emitting diodes D1 to D8, and the switching control unit 23.
  • the light-emitting diodes D1 to D8 are connected by one line from the switching control unit 23.In practice, however, individual wiring is provided corresponding to the light-emitting diodes D1 to D8. , Are simplified for clarity.
  • the switching control unit 23 emits light. Only the diode D1 is selectively controlled to be conductive, and only the light emitting diode D2 is selectively controlled to be displaced at its tip. The same applies to the other piezoelectric actuators 1b to 1d, where one of the light emitting diodes D3 or D4, D5 or D6, or D7 or D8 is selectively controlled. .
  • a phototransistor is provided in the driving apparatus for a piezoelectric actuator having the above configuration.
  • Resistors R1 to R8 connected between Q1 to Q8 and the positive and negative power supply lines 19 and 21 are phototransistors Q1 and Q2, Q3 and Q4, Q5 and Q 6, When switching from one of Q7 and Q8 to the other, both phototransistors Q1 and Q2, Q3 and Q4, Q5 and Q6, and Q7 and Q8 both conduct temporarily.
  • Current limit function to prevent the drive current flowing through the phototransistors Q1 to Q8 from increasing or to increase the power consumption of the entire drive device, even if the drive current increases due to a sudden change in current. have.
  • the current limiting resistors R 1 to R 8 are connected to the plurality of phototransistors Q 1 to Q 8 that turn on the piezoelectric actuators 1 a to lh. Since 8 are connected to each other, the number of parts is large and the wiring is complicated, and it is difficult to reduce costs and improve productivity.
  • another piezoelectric actuator 1b is ON-controlled, or the piezoelectric actuator 1a is sequentially turned on while shortening the ON / OFF operation switching timing.
  • on-off control of ⁇ lh is performed, a large driving current temporarily flows, and one or a pair of current limiting resistors R tends to generate a large amount of heat.
  • an expensive resistor with high power consumption is required, and eventually an inexpensive resistor with low power consumption R1 to R8 is added to each piezoelectric actuator every 1a to 1h. Had been connected.
  • the present inventors have carefully studied the functions and equivalent circuits of piezoelectric actuators 1a to 1h.
  • the present inventor has a function as a piezoelectric Akuchiyue Isseki 1 a to 1 h is equivalently capacitor, although the driving current flowing to the piezoelectric Akuchiyue Isseki 1 a ⁇ 1 h is large immediately after the on control Focusing on the fact that the current decreases with the progress of charging and that the drive current becomes small and changes little after a certain period of time, we found a configuration that enables a reduction in the number of resistors and high-speed switching of piezoelectric actuators 1a to lh. The present invention has been completed.
  • the present invention has been made to solve such a problem.
  • a driving device for driving a plurality of piezoelectric actuators the number of resistors for suppressing an increase in driving current is reduced, and the number of piezoelectric actuators is reduced. It is an object of the present invention to provide a driving device for a piezoelectric actuator that can perform high-speed switching and can reduce power consumption of the entire device. Disclosure of the invention
  • the present invention relates to a plurality of piezoelectric actuators each having a piezoelectric plate attached to a plate, and a mechanical component directly or indirectly connected to each of the piezoelectric actuators.
  • a plurality of piezoelectric actuators for mechanically moving the piezoelectric actuators, a power supply line extending from a power supply section for applying a drive voltage to the piezoelectric plate of each piezoelectric actuator, and a piezoelectric line connected in series to the power supply line.
  • Actuator A common current limiting resistor that limits the driving current to the piezoelectric plate over a predetermined range, and the application of a driving voltage to the piezoelectric plate over each piezoelectric actuating line via its power supply line. And a controller that performs on-control.
  • the plurality of piezoelectric actuators are connected to a power supply line on the opposite side of the power supply unit at the common resistance, and the controller includes a piezoelectric plate for applying a drive voltage to the piezoelectric actuator. After 60% or more charge, It has a function to turn on the piezoelectric plate to apply a drive voltage to the piezoelectric plate.
  • the drive voltage is applied to the piezoelectric plate of the piezoelectric actuator to be driven next while the drive voltage is being applied to the piezoelectric plate of the piezoelectric actuator to which the drive voltage is applied.
  • the controller is connected to the power supply side in the common resistor, and the drive voltage to the piezoelectric plate of the piezoelectric actuator is controlled on in the present invention. Configuration is preferred. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is a block circuit diagram showing an embodiment of a driving apparatus for a piezoelectric actuator according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the charging characteristics of the piezoelectric actuator.
  • FIG. 3 is a waveform diagram illustrating the switching operation of the driving device for the piezoelectric actuator according to the present invention.
  • FIG. 4 is a block circuit diagram showing another embodiment of the driving apparatus for a piezoelectric actuator according to the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a general configuration of a piezoelectric actuator.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration example to which a piezoelectric actuator is applied.
  • FIG. 7 is a side view of a main part of FIG.
  • FIG. 8 is a block circuit diagram showing a conventional driving apparatus for a piezoelectric actuator. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a driving apparatus for a piezoelectric actuator according to the present invention.
  • a plurality of piezoelectric actuators 1a, lb, lc ;, ld, le, 1f, lg, and 1h are provided on the opposing surface of the conductive plate 3, for example, as shown in FIG.
  • the plates 5 and 7 are attached, and the electrodes 5a and 7a are provided on the opposing surface of the piezoelectric plates 5 and 7 that do not corrode with the plate 3, and the plate 3 is formed as a common electrode of the piezoelectric plates 5 and 7.
  • FIG. 6 it is cantilevered by a box-shaped case 9 (not shown in FIG. 1).
  • piezoelectric actuators 1 d to 1 g are the same as piezoelectric actuators 1 a, 1 b, and 1 c.
  • the positive power supply line 19 and the negative power supply line 21 extend from the power supply unit 15 as shown in FIG. 6 described above, and include, for example, a positive DC power supply of about +50 V to +100 V and a voltage of 50 V to 100 V. This is a line that supplies about minus DC power, and common resistors Ra and Rb for current limiting are connected in series on the way. Phototransistors Q1 and Q2, Q3 and Q4, Q5 and Q6, Q7 and Q8, whose emitters and collectors are connected in series, are arranged corresponding to piezoelectric actuators 1a to 1h. .
  • the collectors of the phototransistors Q1, Q3, Q5, and Q7 are directly connected to the positive power supply line 19 on the power supply side of the common resistor Ra without passing through the common resistor Ra.
  • the emitters of the phototransistors Q2, Q4, Q6, and Q8 are connected to the negative power supply line 21 on the power supply side of the common resistor Rb.
  • connection points of the phototransistors Q1 and Q2, Q3 and Q4, Q5 and Q6, Q7 and Q8 are connected to the common terminals P3 of the piezoelectric actuators la, lb, 1c, and ⁇ 1h. ing.
  • the positive terminal P1 of the piezoelectric actuator la, lb, lc, ⁇ 1h is connected to the common resistor Ra of the positive power supply line 19 on the opposite side to the power supply side, that is, to the terminal Sa, and the piezoelectric actuator 1a, lb, 1c ;, ⁇ 1h, my mass terminal P2 is connected to the opposite side of the power supply side, that is, terminal Sb, on the common resistor R13 of the negative power line 21. .
  • the light emitting diodes D1 and D2, D3 and D4, D5 and D6, D7 and D8 are connected in series in the forward direction.
  • the diode D6 and the phototransistor Q6, the light-emitting diode D7 and the phototransistor Q7, and the light-emitting diode D8 and the phototransistor Q8 are arranged close to each other.
  • the light emitting diodes D 1 and D 2, D 3 and D 4, D 5 and D 6, D 7 and D 8 are connected to a switching control unit 25.
  • the light is emitted by energizing the switch.
  • the light emitting diodes D;! To D8 are connected by one line from the switching control unit 25, but in reality, the light emitting diodes D1 and D2, 03 and 4, 05 and 136, D As shown in FIG. 8, individual wiring is provided corresponding to 7 and D8, and light emission can be controlled by selecting one of the light emitting diodes D1 to D8.
  • the switching control unit 25 selectively controls only the light emitting diode D1
  • the light from the light emitting diode D1 is received, the phototransistor Q1 is turned on, and the piezoelectric plate 5a of the piezoelectric actuator 1a is turned on.
  • a negative drive voltage is applied to both sides of the piezoelectric plate 7 (not shown in FIG. 1) of the piezoelectric actuator 1a to be charged and charged at its open end (operation piece 13). ) Is displaced upward.
  • the switching controller 25 selectively controls the conduction of the light emitting diodes D 1 and D 3, the phototransistors Q 1 and Q 3 are turned on to open the piezoelectric actuator 1 a, lb open end (operation piece 1 3 ) Is displaced upward.
  • the switching controller 25 is also characterized in that the plurality of light emitting diodes D1 to D8 are sequentially and selectively controlled to conduct.
  • the switching control unit 25 applies a drive voltage to the plurality of piezoelectric actuators 1 a to lh as shown in FIG. 3, for example, as shown in FIG. 3, and then applies the driving voltage to the piezoelectric actuators 1 a to lh.
  • the driving voltage application is controlled to be on in the order of b, 1 c to lh.
  • the switching control unit 25 turns on the application of the drive voltage to the next piezoelectric actuator 1b when the multiple piezoelectric actuators la (more precisely, the piezoelectric plates 5, 7) are charged 70%. Then, when the driving voltage to the piezoelectric actuator 1b is charged to 70%, the application of the driving voltage to the next piezoelectric actuator 1c is controlled to be on, and thereafter, iterative control is sequentially performed. It is supposed to.
  • Fig. 2 shows the change in charge when the drive voltage is applied to each of the piezoelectric actuators 1a to lh.
  • the charging rate reaches 70%
  • the next piezoelectric actuator 1a to 1h The start of application of the driving voltage to 1 h is controlled.
  • the switching control unit 25 controls the application of the individual or all drive voltages to OFF. I have.
  • the piezoelectric actuators 1 a to 1 h are each turned on the next time from the time the battery is charged to 70% until the drive voltage is turned off. a to lh are successively turned on one after another, and the number of piezoelectric actuators 1a to 1h that are turned on one after another is increased.
  • Reference numeral 27 in FIG. 1 denotes a controller, which is formed by the phototransistors Q1 to Q8, the light emitting diodes D1 to D8, and the switching control unit 25.
  • Each of the piezoelectric actuators is connected to the power supply lines 19 and 21.
  • the switching control section 25 has the function and the like of the above-described switching control section 25 for sequentially and selectively switching and controlling the application of the driving voltage to the piezoelectric plates 1 a to 1 h.
  • a driving device for piezoelectric actuators will be briefly described by taking as an example a case where the piezoelectric actuators 1a to 1h are sequentially turned on in this order.
  • the switching control unit 25 selectively controls conduction of only the light emitting diode D 1
  • the phototransistor Q 1 is turned on, and the positive drive voltage via the common resistance Ra is applied to the piezoelectric line from the power supply line 19.
  • the factory 1a and its open end is displaced upward.
  • the switching control unit 25 controls the conduction of the light emitting diode D3 and also turns on the phototransistor Q3 when the period during which the charging of the piezoelectric actuator 1a reaches 70% has elapsed.
  • the switching control unit 25 turns on the conduction of the light emitting diode D5 to turn off the transistor Q5.
  • the actuator 1c is also bent and driven redundantly. Thereafter, this is repeated.
  • the driving device for the piezoelectric actuator of the present invention includes the plus side and the minor side.
  • a common current-limiting resistor Ra, Rb is inserted in series between the power supply lines 19 and 21 in series, and the phototransistors are connected in series and are connected in series with a plurality of piezoelectric actuators 1 a to lh.
  • Q1 and Q2, Q3 and Q4, Q5 and Q6, Q7 and Q8, connect one end of phototransistor Q1, Q3, Q5, and Q7 to the positive side power supply line 19 and the power supply section of common resistance Ra.
  • the common terminal P3 of ⁇ 1h is the connection point of the phototransistors Q1 and Q2, Q3 and Q4, Q5 and Q6, Q7 and Q8, and their positive terminal P1 and negative terminal P2 are common.
  • the light emitting diodes D1 to D8 are arranged in close proximity to the phototransistors Q1 to Q8, and in particular, the switching control unit 25 controls the conduction of the light emitting diodes D1 to D8 and the corresponding piezoelectric actuators.
  • the drive voltage is controlled by applying the drive voltage to the piezoelectric actuators 1 a to lh, and when the charging rate of the piezoelectric actuators 1 a to 1 h has passed 70%, it corresponds to the next piezoelectric actuators 1 a to 1 h.
  • the light emitting diodes D1 to D8 have a function of controlling conduction repeatedly.
  • the starting point of the application of the driving voltage is sequentially delayed to avoid a period in which the driving current of each piezoelectric actuator 1a to lh is large and negligible small current.
  • the driving voltage is applied to the next piezoelectric actuators 1a to 1h.
  • the piezoelectric actuators la to lh are sequentially controlled to be turned on, and the operation speed of a plurality of piezoelectric actuators 1a to 1h can be increased as a whole, and the knitting needle of the knitting machine can be increased. It is possible to improve the knitting speed.
  • the power consumption of the whole apparatus is hard to increase.
  • the piezoelectric actuator drive device of the present invention can achieve cost reduction and productivity improvement through a reduction in the number of parts and simplification of wiring, and a plurality of piezoelectric actuators 1 a to 1. It is possible to achieve both high speed switching operation speed of h.
  • the switching operation timing of the plurality of piezoelectric actuators 1 a to 1 h by the controller 17 is limited to a point in time when a period during which the piezoelectric plate of one piezoelectric actuator is charged 70% is elapsed. Variable.
  • the application of the drive voltage to the piezoelectric actuators to be turned on next is started, for example, by 80%. It can be changed at the time of completion of charging or the like.
  • the switching control unit 25 (controller 17) may be formed accordingly.
  • the charge rate of the piezoelectric plate which is the timing to turn on the other piezoelectric actuators 1a to 1h during the on-control of the piezoelectric actuators 1a to 1h, is as follows. 1
  • the drive current to a to lh is the shortest immediately after the drive voltage is applied. Since it is large and rapidly decreases rapidly, the object of the present invention can be achieved even after 60%.
  • the switching controller 25 may be formed in accordance with the switching controller.
  • the driving device for the piezoelectric actuator includes a phototransistor Ql, Q3, Q5, and Q7 in the common resistor Rb and a terminal S a on the opposite side of the power supply unit.
  • a phototransistor Ql, Q3, Q5, and Q7 in the common resistor Rb and a terminal S a on the opposite side of the power supply unit.
  • Other configurations are the same as those in FIG. 1, and similar effects can be obtained.
  • the phototransistors Q1 to Q8 are connected to the power supply side of the common resistors Ra and Rb on the positive and negative power lines 19 and 21, the phototransistors Q1 to Q8 will When the transistors Q1 to Q8 (piezoelectric actuators 1a to 1) are switched, the effect of power supply voltage fluctuation on the phototransistors Q1 to Q8 is reduced, and the operation is easily stabilized, which is preferable.
  • the piezoelectric actuator whose drive voltage is controlled to be applied can be changed until the drive power supply is turned off.
  • the phototransistors (31 and (32, (33 and (3 ⁇ 44, (3 ⁇ 45 and 96), ⁇ 37 and (38), ⁇ 37 and (38), which are connected in series, are temporarily turned on, so that a large drive current easily flows.
  • each of the piezoelectric actuators 1a to lh described above is arbitrary.A configuration including only the piezoelectric plates 3 and 5 or a configuration in which a plurality of piezoelectric plates 3, 5 and plates are stacked is possible. Is not limited to the configuration of case 9 described above.
  • the switching mechanism of the controller 27 for switching the drive power from the power supply line to the plurality of piezoelectric actuators 1a to lh includes the light emitting diodes D1 to D8 and the phototransistors Q1 to Q8.
  • the present invention is not limited to the combination configuration, but may be a non-contact switch using a simple transistor for turning on / off the power supply, and the switching control unit 25 may be configured accordingly.
  • the configuration of the power supply unit 15 is also arbitrary, and a configuration that requires both a positive voltage and a negative voltage, and a configuration that drives one of a positive voltage and a negative voltage is also possible.
  • the present invention provides a plurality of piezoelectric actuators each having a piezoelectric plate attached to a plate, and a power supply line extending from a power supply unit for applying a drive voltage to each of the piezoelectric actuators. And a current limiting common resistor connected in series to the power supply line to limit the driving current to the piezoelectric plates of the piezoelectric actuator to a predetermined range, and from the power supply line to the piezoelectric plate of each piezoelectric actuator. And a controller for sequentially and selectively turning on the application of the drive voltage of the piezoelectric actuators.
  • the piezoelectric actuators are connected to a power supply line on the opposite side of the power supply section at the common resistance.
  • the drive voltage is applied to the piezoelectric plate of the next piezoelectric actuator to be driven next. It has a function to perform on-control. As a result, cost reduction and productivity improvement can be achieved through reduction in the number of parts and simplification of wiring, and at the same time, the switching operation speed of a plurality of piezoelectric actuators can be increased. It has the advantage that the power consumption of the entire device can be kept low.
  • the controller has a function of performing on-control so that the drive voltage is applied to the next piezoelectric actuator to be driven while the drive voltage is being applied to one piezoelectric actuator to which the drive voltage is applied. With this configuration, the switching speed of the plurality of piezoelectric actuators can be further increased.
  • the drive voltage to the piezoelectric plate of the piezoelectric actuator is controlled by the drive voltage to the piezoelectric plate.
  • the controller is not easily affected by fluctuations in the power supply voltage, and the operation of the controller is easily stabilized.
  • the driving device of the piezoelectric actuator according to the present invention is not limited to the device for driving the knitting needle of the knitting machine as described above.
  • the present invention can be applied as a drive source for mechanically moving mechanical components directly or indirectly connected to the individual piezoelectric actuators.

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

圧電アクチュエータの駆動装置において、部品点数の減少、圧電アクチュエータの高速切換え、装置全体の低消費電力の維持を可能にする。　電源ライン１９、２１の途中に電流制限用の共通抵抗Ｒａ、Ｒｂを挿入する。電源ライン１９、２１にあって共通抵抗Ｒａ、Ｒｂより電源側にフォトトランジスタＱ１～Ｑ８を接続する。圧電アクチュエータ１ａ～１ｈは、共通抵抗Ｒａ、Ｒｂにあって電源側とは反対側の端子Ｓａ、Ｓｂや、フォトトランジスタＱ１～Ｑ８の接続点に接続する。発光ダイオードＤ１～Ｄ８をフォトトランジスタＱ１～Ｑ８に近接配置し、切換制御部２５で発光ダイオードＤ１～Ｄ８を切り換え通電する。切換制御部２５は、圧電アクチュエータ１ａ～１ｈのオン動作に伴う充電が７０％に達する期間が経過したとき、次の圧電アクチュエータ１ａ～１ｈに対応する発光ダイオードＤ１～Ｄ８を重複して導通制御する。

Description

圧電ァクチユエ一夕の駆動装置
技術分野
本発明は圧電ァクチユエ一夕の駆動装置に係り、 特に、 直接又は間接的に取り 付けた複数の機構部品を各々機械的に動かす複数の圧電ァクチユエ一夕を切換え 駆動する圧電ァクチユエ一夕の駆動明装置の改良に関する。 田
背景技術
従来、 圧電ァクチユエ一夕 1は、 例えば図 5に示すように、 長方形の導電性プ レート 3の対向面に薄い圧電板 5 、 7を貼付け、 各圧電板 5におけるプレート 3 に接触しない対向表面に電極 5 a、 7 aを設けるとともにそのプレート 3を共通 電極として構成され、 プレート 3の長手方向の一端 （同図中左端） を片持ち支持 する一方、 他端 （同図中右端） を開放端とした構成となっている。 なお、 図 5に おいて圧電ァクチユエ一夕 1の支持部材の図示は省略した （図 6参照） 。
この圧電ァクチユエ一夕 1は、 圧電板 5、 7の分極方向に応じて、 例えばブラ ス端子 P 1と共通端子 P 3間 （圧電板 5の電極 5 aとプレート 3間） にプラス電 位 +を印加すると、 プレート 3が屈曲して例えば図 5中破線で示すように開放端 が上方向に変位する。
一方、 共通端子 P 3とマイナス端子 P 2間 （プレート 3と他方の圧電板 7の電 極 7 a間） にマイナス電位一を印加すると、 例えば同図中一点鎖線で示すように 開放端が下方向に変位する。
そして、 圧電ァクチユエ一夕 1は、 そのような圧電現象による屈曲運動を利用 して種々の駆動源、 例えば編機の編成針の選針駆動源として用いられる。
すなわち、 図 6に示すように、 細長い絶縁性の箱形ケース 9内のその一方の側 壁 9 aに、 上述した複数の圧電ァクチユエ一夕 1 (図中 l a、 l b、 l c、 I d 、 l e、 1 f 、 l g、 l hに分けて示す。 ） を互いに所定の間隔を置いて平行に —端を片持ち支持させ、 開放端としての他端をケース 9の対向する側壁 9 bに設 けた操作孔 1 1に遊びをもって差し込み、 その他端に固定された機構部品として の操作片 1 3をその操作孔 1 1から遊びをもって突出させた構成となっている。 ケース 9に支持された複数の圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 l h (操作片 1 3を含 む。 ） はすべて同一であり、 図 7はケース 9の側壁 9 bすなわち操作片 1 3の先 端側からケース 9を見た図である。
このような複数の圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 hに対し、 電源部 1 5からのプ ラス 'マイナスの直流駆動電圧をコントローラ 1 7を介して印加すると、 各圧電 ァクチユエ一夕 1 a〜 l hが屈曲し、 ケース 9の操作孔 1 1から突出する操作片 1 3が変位するから、 操作片 1 3によって図示しない選針レバー （機構部品） を 動かせる。
そして、 コント口一ラ 1 7によって複数の圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 hに対 する駆動電圧を切り換え選択することにより、 例えば編機の編成針の選針駆動装 置として使用できる。
この種の圧電ァクチユエ一夕に係る一般的な特許文献をあげれば、 特許文献 1 (特開平 5— 3 0 2 2 5 1号） がある。
さらに、 コントローラ 1 7による複数の圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 hへの駆 動電圧を制御する構成としては、 図 8に示すような構成が考えられる。
すなわち、 複数の圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 hに対応して直列接続されたフ オトトランジスタ Q 1と Q 2、 Q 3と Q 4、 Q 5と Q 6、 Q 7と Q 8を用い、 プ ラス側電源ライン 1 9から抵抗 R 1を介して一方のフォトトランジスタ Q 1のコ レクタを接続し、 他方のフォトトランジスタ Q 2のエミッタを抵抗 R 2を介して マイナス側電源ライン 2 1に接続する。 圧電ァクチユエ一夕 1 aにおけるプラス端子 P 1をプラス側電源ライン 1 9に 接続し、 マイナス端子 P 2をマイナス側電源ライン 2 1を接続し、 フォトトラン ジス夕 Q l、 Q 2の接続点をその圧電ァクチユエ一夕 1 aの共通端子 P 3に接続 する。
同様に、 フォトトランジスタ Q 3〜Q 8についても抵抗 R 3〜R 8を介してプ ラス側やマイナス側電源ライン 1 9、 2 1に接続するとともに、 圧電ァクチユエ —夕 1 b〜 1 dについてもフォトトランジスタ Q 3〜Q 8の接続点およびプラス 側やマイナス側電源ライン 1 9、 2 1に接続する。
また、 直列接続されたフォトトランジスタ Q 1と Q 2、 （3 3と(¾ 4、 （3 5と(3 6、 Q 7と Q 8に対し、 直列接続された発光ダイオード D 1と D 2、 0 3と0 4 、 0 5と13 6、 D 7と D 8を対応させて近接配置する。
切換制御部 2 3によってそれら発光ダイォード D 1〜D 8を選択的に通電して 発光させ、 上述した圧電ァクチユエ一夕の駆動装置が形成される。
図 8において、 フォトトランジスタ Q 1〜Q 8、 発光ダイオード D 1 ~ D 8お よび切換制御部 2 3によって、 述したコントローラ 1 7が形成されている。 なお、 図 8では、 切換制御部 2 3から 1本のラインで発光ダイオード D 1〜D 8が接続されているが、 実際は発光ダイオード D 1〜D 8に対応させて個別配線 となっているが、 分かり易くするために簡素化して図示されている。
そして、 複数の圧電ァクチユエ一タ 1 a〜 1 dのうち、 例えば、 圧電ァクチュ エー夕 1 aをオン駆動させる場合であってその開放端を上方へ変位させるには、 切換制御部 2 3によって発光ダイオード D 1のみを選択的に導通制御し、 その先 端を下方へ変位させるには発光ダイオード D 2のみを選択的に導通制御させる。 他の圧電ァクチユエ一夕 1 b〜 1 dについては、 発光ダイォード D 3か D 4、 D 5か D 6、 D 7か D 8についていずれか片方を選択的に導通制御させる点も同 様である。 上述した構成の圧電ァクチユエ一夕の駆動装置において、 フォトトランジスタ
Q 1〜Q 8とプラス側およびマイナス側電源ライン 1 9、 2 1間に接続された抵 抗 R 1〜R 8は、 フォトトランジスタ Q 1と Q 2、 Q 3と Q 4、 Q 5と Q 6、 Q 7と Q 8のうち一方から他方へ切り換わるとき、 フォトトランジスタ Q 1と Q 2 、 Q 3と Q 4、 Q 5と Q 6、 Q 7と Q 8の双方が一時的に導通したり急激な電流 変化が発生して駆動電、 が大きくなつても、 フォトトランジスタ Q 1〜Q 8を流 れる駆動電流の増大を抑えたり、 駆動装置全体の消費電力を高めないような電流 制限機能を有している。
しかしながら、 上述した圧電ァクチユエ一夕の駆動装置では、 複数の圧電ァク チユエ一夕 1 a〜 l hをオン駆動する複数のフォトトランジスタ Q 1〜Q 8につ いて電流制限用の抵抗 R 1〜R 8が各々接続されているから、 部品点数が多くて 配線も複雑となり、 コストを低減し難く、 生産性も向上し難い。
そこで、 プラス側およびマイナス側電源ライン 1 9、 2 1おいて、 コント口一 ラ 1 7までの部分に電流制限用の抵抗を 1つずっ揷入すれば、 部品点数が減少し 配線も簡単となるように考えられるが、 以下の理由によって実現されなかった。 すなわち、 編機の編成針の選針駆動装置などに使用されるこの種の圧電ァクチ ユエ一夕 1 a ~ l hでは、 それらを速い切り換え速度で駆動させれば速く編成針 の変位が可能となり、 編成速度を向上させることが可能である。
例えば、 圧電ァクチユエ一夕 1 aのオン制御と同時又は直後に別の圧電ァクチ ユエ一夕 1 bをオン制御したり、 オン ·オフ動作切換えタイミングを短くしなが ら順次圧電ァクチユエ一タ 1 a〜 l hをオンオフ制御すると、 一時的に大きな駆 動電流が流れ 1個又は 1対の電流制限用抵抗 Rでは発熱が大きくなり易い。 これを回避するためには、 消費電力が大きく高価な抵抗が必要となるから、 結 局、 消費電力が大きくない安価な抵抗 R 1〜R 8を各圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 h毎に揷入接続していた。 本発明者は、 圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 l hに関し、 その機能や等価回路につ いて注意深く検討した。 その結果、 本発明者は、 圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 h が等価的にコンデンサとしての機能を有し、 圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 hに流 れる駆動電流はオン制御直後では大きいものの充電進行によって減少し、 ある期 間を経過すると駆動電流が微少になるとともに変化も小さい点に着目し、 抵抗数 の減少と圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 l hの高速切換えの可能な構成を見出し、 本 発明を完成させた。
本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、 複数の圧電ァクチ ユエ一夕を駆動する駆動装置において、 駆動電流の増大を抑える抵抗の数を減少 させるとともに複数の圧電ァクチユエ一夕の高速切換えが可能で、 装置全体の消 費電力を低く抑えることも可能な圧電ァクチユエ一夕の駆動装置の提供を目的と する。 発明の開示
このような課題を解決するために本発明は、 圧電板をプレートに貼り付けてな る複数の圧電ァクチユエ一夕であって、 個々のそれら圧電ァクチユエ一夕に直接 又は間接的に接続する機構部品を機械的に可動させる複数の圧電ァクチユエ一夕 と、 それら各圧電ァクチユエ一夕の圧電板に駆動電圧を印加するために電源部か ら延びる電源ラインと、 この電源ラインに直列に接続されそれら圧電ァクチユエ 一夕の圧電板への駆動電流を所定の範囲に制限する電流制限用の共通抵抗と、 そ の電源ラインによる各圧電ァクチユエ一夕の圧電板への駆動電圧の印加を順次選 択的にオン制御するコントローラとを具備して構成されている。
しかも、 複数のそれら圧電ァクチユエ一夕はその共通抵抗にあって上記電源部 とは反対側にて電源ラインに接続されており、 上記コントローラは、 駆動電圧を 印加する圧電ァクチユエ一夕の圧電板が 6 0 %以上充電された以降、 次に駆動す る圧電ァクチユエ一夕の圧電板に駆動電圧を印加するようオン制御する機能を有 している。
そして、 本発明は、 上記コントローラについて、 駆動電圧を印加した圧電ァク チユエ一夕の圧電板への駆動電圧の印加中に、 次に駆動する圧電ァクチユエ一夕 の圧電板に駆動電圧を印加するようオン制御する機能を設ける構成も可能である また、 本発明では、 上記共通抵抗にあって電源部側に上記コントローラを接続 し、 それら圧電ァクチユエ一夕の圧電板への駆動電圧をオン制御する構成が好ま しい。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係る圧電ァクチユエ一夕の駆動装置に関し実施の形態例を示 すブロック回路図である。
図 2は、 圧電ァクチユエ一夕の充電特性例を示す図である。
図 3は、 本発明に係る圧電ァクチユエ一夕の駆動装置の切り換え動作を説明す る波形図である。
図 4は、 本発明に係る圧電ァクチユエ一夕の駆動装置に関し他の形態例を示す ブロック回路図である。
図 5は、 圧電ァクチユエ一夕の一般的な構成を示す断面図である。
図 6は、 圧電ァクチユエ一夕を応用した構成例を示す断面図である。
図 7は、 図 6の要部側面図である。
図 8は、 従来の圧電ァクチユエ一夕の駆動装置を示すブロック回路図である。 発明を実施するための最良の形態
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 なお、 従来例と共通する 部分には同一の符号を付す。
図 1は本発明に係る圧電ァクチユエ一夕の駆動装置に関し形態例を示すブロッ ク図である。
図 1において、 複数の圧電ァクチユエ一夕 1 a、 l b、 l c；、 l d、 l e、 1 f 、 l g、 1 hは、 例えば上述した図 5に示すように、 導電性プレート 3の対向 面に圧電板 5、 7を貼り付け、 各圧電板 5、 7のプレート 3に接蝕しない対向表 面に電極 5 a、 7 aを設けるとともに、 プレート 3を各圧電板 5、 7の共通電極 として形成されており、 図 6に示したように、 箱形ケース 9 (図 1では図示せず 。 ） に片持ち支持されている。
なお、 図 1において圧電ァクチユエ一夕 1 d〜 1 gの図示は省略されているが 、 圧電ァクチユエ一夕 1 a、 l b、 l cと同様である。
プラス側電源ライン 1 9およびマイナス側電源ライン 21は、 上述した図 6に 示したように電源部 15から延び、 例えば + 50 V〜+ 100V程度のプラス直 流電源および一 50 V〜一 100 V程度のマイナス直流電源を供給するラインで あり、 途中に電流制限用の共通抵抗 R a、 Rbが直列に揷入接続されている。 互いにェミッタとコレクタが直列接続されたフォトトランジスタ Q 1と Q 2、 Q 3と Q4、 Q 5と Q6、 Q7と Q 8は、 圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 hに対応 して配置されている。
各フォトトランジスタ Q 1、 Q 3、 Q 5、 Q7の各コレクタは、 共通抵抗 R a の電源部側にてプラス側電源ライン 1 9に共通抵抗 R aを介さず直接接続されて いる。
フォトトランジスタ Q2、 Q4、 Q 6、 Q8の各ェミッタは、 共通抵抗 Rbの 電源部側にてマイナス側電源ライン 21に接続されている。
フォトトランジスタ Q 1と Q2、 Q 3と Q4、 Q 5と Q6、 Q 7と Q 8の接続 点は、 圧電ァクチユエ一タ l a、 l b、 1 c、 〜1 hの共通端子 P 3に接続され ている。
圧電ァクチユエ一夕 l a、 l b、 l c、 〜 1 hのプラス端子 P 1は、 プラス側 電源ライン 19の共通抵抗 R aにあって電源部側と反対側すなわち端子 S aに接 続され、 圧電ァクチユエ一夕 1 a、 l b、 1 c；、 〜 1 hのマイマス端子 P 2は、 マイナス側電源ライン 21の共通抵抗 R 13にあって電源部側と反対側すなわち端 子 S bに接続されている。
発光ダイォ一ド D 1と D 2、 D 3と D4、 D 5と D 6、 D 7と D 8は順方向に 直列接続されている。
発光ダイオード D 1とフォトトランジスタ Q 1、 発光ダイオード D 2とフォト トランジスタ Q2、 発光ダイオード D 3とフォトトランジスタ Q 3、 発光ダイォ ード D4とフォトトランジスタ Q4、 発光ダイオード D 5とフォトトランジスタ Q 5、 発光ダイオード D 6とフォトトランジスタ Q 6、 発光ダイオード D 7とフ オトトランジスタ Q 7、 発光ダイオード D 8とフォトトランジスタ Q 8が、 各々 対応して近接配置されている。
それら発光ダイオード D 1と D 2、 D 3と D4、 D 5と D 6、 D 7と D8は、 切換制御部 25に接続され、 この切換制御部 25によってそれら発光ダイオード D 1〜D 8のいずれかを切り換え通電して発光させるようになつている。
なお、 図 1においても、 切換制御部 25から 1本のラインで発光ダイオード D ；!〜 D 8が接続されているが、 実際は発光ダイオード D 1と D 2、 03と 4、 05と136、 D 7と D 8に対応させて個別配線となっており、 発光ダイオード D 1〜D 8のいずれかを選択して発光制御可能になっているのは、 図 8と同様であ る。
例えば、 切換制御部 25が発光ダイオード D 1のみを選択的に導通制御すると 、 発光ダイォード D 1からの光を受光してフォトトランジスタ Q 1がオン動作し 、 圧電ァクチユエ一夕 1 aの圧電板 5 (図 1では図示せず。 ） の両側にプラスの 駆動電圧が印加される一方、 圧電ァクチユエ一夕 1 aの圧電板 7 (図 1では図示 せず。 ） の両側にマイナスの駆動電圧が印加されてこれが充電され、 その開放端 (操作片 1 3 ) が上方へ変位される。
切換制御部 2 5が発光ダイォード D 1と D 3を選択的に導通制御すると、 フォ トトランジスタ Q 1、 Q 3がオン動作して圧電ァクチユエ一夕 1 a、 l bの開放 端 （操作片 1 3 ) が上方へ変位される。
そして、 切換制御部 2 5は、 複数の発光ダイオード D 1〜D 8を順次選択的に 導通制御させる点にも特徴がある。
すなわち、 切換制御部 2 5は、 複数の圧電ァクチユエ一タ 1 a〜 l hについて 、 例えば図 3に示すように、 圧電ァクチユエ一夕 1 aに駆動電圧を印加し、 次い で圧電ァクチユエ一夕 1 b、 1 c〜 l hの順に駆動電圧印加をオン制御するよう になっている。
さらに、 切換制御部 2 5は、 複圧電ァクチユエ一夕 l a (正確には圧電板 5、 7 ) が 7 0 %充電されたとき、 次の圧電ァクチユエ一タ 1 bへ駆動電圧の印加を オン制御し、 圧電ァクチユエ一夕 1 bへの駆動電圧が 7 0 %充電されたとき、 さ らに次の圧電ァクチユエ一夕 1 cへの駆動電圧の印加をオン制御し、 以降、 順次 これの繰り返し制御するようになっている。
図 2は、 各圧電ァクチユエ一タ 1 a〜 l hについて駆動電圧を印加したときの 充電変化を示すものであり、 充電率が 7 0 %に達した時点 Tで次の圧電ァクチュ エー夕 1 a〜 1 hへの駆動電圧の印加が開始制御される。
切換制御部 2 5は、 各圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 l hへの駆動電圧の印加期間 (例えば 2 0 0 秒） を経過したら、 個別又は全ての駆動電圧の印加をオフ制御 するようになつている。
従って、 各圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 hは、 7 0 %充電されてから駆動電圧 の印加がオフ制御されるまでの間、 次にオン制御される各圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 l hが次々に重複してオン制御され、 重複してオン制御される圧電のァクチ ユエ一夕 1 a〜 1 hが増加するようになっている。
図 1中の符号 2 7はコントローラであり、 上述したフォトトランジスタ Q 1〜 Q 8、 発光ダイオード D 1〜D 8、 切換制御部 2 5から形成され、 電源ライン 1 9、 2 1から各圧電ァクチユエ一夕 1 a〜l hの圧電板への駆動電圧の印加を順 次選択的に切換え制御する上述した切換制御部 2 5の機能その他を有している。 次に、 このような圧電ァクチユエ一夕の駆動装置について、 圧電ァクチユエ一 夕 1 a〜 1 hをこの順で順次オン制御する場合を例にして簡単に説明する。 切換制御部 2 5が、 例えば、 発光ダイオード D 1のみを選択的に導通制御する とフォトトランジスタ Q 1がオン動作し、 共通抵抗 R aを介したプラス側駆動電 圧が電源ライン 1 9から圧電ァクチユエ一夕 1 aに印加され、 その開放端が上方 へ変位される。
切換制御部 2 5は、 圧電ァクチユエ一夕 1 aへの充電が 7 0 %に達する期間が 経過したとき、 発光ダイオード D 3も導通制御し、 フォトトランジスタ Q 3もォ ン動作させる。
そのため、 共通抵抗 R aを介したプラス側駆動電圧が電源ライン 1 9から圧電 ァクチユエ一夕 1 bに印加され、 その開放端も上方へ変位される。
この場合、 図 3に示すように、 遅れて屈曲駆動される圧電ァクチユエ一夕 1 b の動作開始時点で、 先に動作開始している圧電ァクチユエ一夕 1 aの屈曲駆動も 継続中である。
圧電ァクチユエ一夕 1 bへの充電が 7 0 %に達したとき、 切換制御部 2 5が発 光ダイォード D 5の導通をオン制御してフ才トトランジスタ Q 5をオフ動作させ ると、 圧電ァクチユエ一タ 1 cも重複して屈曲駆動される。 以降、 これが繰り返 される。
このように本発明の圧電ァクチユエ一夕の駆動装置は、 プラス側およびマイナ ス側電源ライン 1 9、 21の途中に電流制限用の共通抵抗 R a、 Rbを直列に揷 入接続し、 複数の圧電ァクチユエ一夕 1 a〜l hに対応するとともに直列接続さ れたフォトトランジスタ Q 1と Q 2、 Q3と Q4、 Q5と Q6、 Q7と Q8につ いてフォトトランジスタ Q 1、 Q3、 Q5、 Q7の一端を、 プラス側電源ライン 1 9にあって共通抵抗 R aの電源部側に接続し、 フォトトランジスタ Q 2、 Q 4 、 Q6、 Q 8の一端をマイナス側電源ライン 21にあって共通抵抗 Rbの電源部 側に接続し、 圧電ァクチユエ一夕 l a、 l b、 1 c、 〜 1 hの共通端子 P 3をフ オトトランジスタ Q 1と Q 2、 Q3と Q4、 Q 5と Q 6、 Q 7と Q 8の接続点、 さらにそれらプラス端子 P 1およびマイナス端子 P 2を共通抵抗 R aにあって電 源部側と反対側の端子 S a、 S bを介してプラス側およびマイナス側電源ライン 1 9、 2 1に接続して構成されている。
そして、 発光ダイオード D 1〜D 8をフォトトランジスタ Q 1〜Q8に対応さ せて近接配置し、 特に、 切換制御部 25がある発光ダイオード D 1〜D 8を導通 制御して対応する圧電ァクチユエ一夕 1 a〜l hへ駆動電圧を印加制御し、 その 圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 hへの充電率が 70 %を経過したら、 次の圧電ァク チユエ一夕 1 a〜 1 hに対応する発光ダイォード D 1〜D 8を重複して導通制御 する機能を有している。
そのため、 複数の圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 hについて、 駆動電圧の印加開 始時点を順次遅らせ、 各圧電ァクチユエ一夕 1 a〜l hの駆動電流が大きい期間 を避け、 無視できる程度の微少電流に減少した状態で、 次の圧電ァクチユエ一タ 1 a〜l hへ駆動電圧が印加される。
これによつて、 全体の駆動電流が増大し難くなり、 複数の圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 d毎に揷入していた電流制限用の抵抗 R 1〜 R 8を 1対 2個の共通抵抗 Ra、 Rbに減少させることができ、 配線も簡素化されてコストを低減し易く、 生産性も向上する。 また、 複数の圧電ァクチユエ一タ 1 a〜 1 hのうち一部の圧電ァクチユエ一夕 のオン制御状態下において、 次にオン制御する圧電ァクチユエ一夕 1 bのオン制 御が可能となる。
そのため、 オン動作切換えタイミングを短くしながら順次圧電ァクチユエ一夕 l a〜 l hのオン制御し、 全体として複数の圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 hの動 作速度を高速化でき、 編機の編成針の編成速度を向上させることが可能である。 装置全体の消費電力も上昇し難い。
すなわち、 本発明の圧電ァクチユエ一夕の駆動装置は、 部品点数の減少や配線 の簡素化を介してコストの低減や生産性の向上を達成できるとともに、 複数の圧 電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 hの切り換え動作速度の高速化の双方を達成できるも のである。
さらに、 上述した構成では、 各圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 l hにおいて、 ブラ スの駆動電圧とマイナスの駆動電圧との間を切り換える際に、 既に大方の充電が 進行して一時的に大きな駆動電流が流れ難いので、 1対の 2個の共通抵抗 R a、 R bによって切り換え時の電流増大を効果的に抑えることが可能となる。
そして、 本発明では、 コントローラ 1 7による複数の圧電ァクチユエ一夕 1 a 〜 1 hの切り換え動作タイミングは、 一の圧電ァクチユエ一夕の圧電板が 7 0 % 充電された期間を経過した時点に限らず可変可能である。
すなわち、 圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 hの圧電板が 7 0 %充電された以降で あれば、 次にオン制御される圧電ァクチユエ一夕への駆動電圧の印加開始を、 例 えば 8 0 %充電完了時点などに可変することが可能である。 それに合わせて切換 制御部 2 5 (コントローラ 1 7 ) を形成すれば良い。
—の圧電ァクチユエ一タ 1 a〜 1 hのオン制御中に他の圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 hもオン制御するタイミングである圧電板への充電率については、 各複数 の圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 l hへの駆動電流が、 駆動電圧を印加した直後が最 も大きくて過渡的に急激に減少するから、 60 %以降でも本発明の目的達成が可 能である。
しかし、 消費電力をあまり上昇させず安定した動作を確保する観点から、 それ より大きく、 70%を越える状態が好ましく、 そのタイミングも可変可能である 。 切換制御部 25をそれに合わせて形成すれば良い。
ところで、 本発明に係る圧電ァクチユエ一夕の駆動装置は、 図 4に示すように 、 フォトトランジスタ Q l、 Q 3、 Q5、 Q 7を共通抵抗 Rbにあって電源部と 反対側の端子 S aを介してプラス側電源ライン 1 9に接続し、 フォトト.ランジス タ Q2、 Q4、 Q 6、 Q 8を共通抵抗 Rbにあって電源部と反対側の端子 S bを 介してマイナス側電源ライン 21に接続する構成も可能である。 他の構成は図 1 と同様であり、 同様の効果が得られる。
もっとも、 上述したように、 フォトトランジスタ Q 1〜Q 8を、 プラス側およ びマイナス側の電源ライン 1 9、 21にあって共通抵抗 R a、 Rbの電源部側に 接続すれば、 それらフォトトランジスタ Q 1〜Q 8 (圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 1 ) の切り換え時に、 フォトトランジスタ Q 1〜Q8への電源電圧変動の影響 が小さくなつて動作が安定し易く、 好ましい。
また、 本発明においては、 駆動電圧が印加制御されている当該圧電ァクチユエ 一夕について、 駆動電源をオフ状態に切り換えた後まで可変可能である。
特に、 同一の圧電ァクチユエ一夕 1 a〜l hにおいて、 プラスの駆動電圧とマ ィナスの駆動電圧との間を切り換え、 同一の圧電ァクチユエ一夕 1 a〜l hを上 下に屈曲変位させる構成では、 切り換え時、 直列接続されたフォトトランジスタ (31と(32、 （33と(¾4、 （¾ 5と96、 <37と(38が、 一時的にオン状態となつ て大きな駆動電流が流れる易い。
これを抑えるため、 オフ動作によって十分にプラスやマイナスの駆動電圧が低 下してから逆電位の駆動電圧を印加する必要があり、 この観点からして、 駆動電 源をオフ状態に切り換えた後に駆動する構成が有用である。
上述した各圧電ァクチユエ一夕 1 a〜 l hの構成は任意であって、 圧電板 3や 5のみからなる構成や、 複数の圧電板 3、 5やプレートを積層した構成も可能で あるし、 それらを支持する構成も上述したケース 9の構成に限定されない。 本発明において、 電源ラインからの駆動電源を複数の圧電ァクチユエ一タ 1 a 〜 l hへ切り換えるコントローラ 2 7のスイッチング機構は、 上述した発光ダイ オード D 1〜D 8とフォトトランジスタ Q 1〜Q 8の組合せ構成に限定されず、 電源をオン ·オフする単なるトランジスタによる無接点スィツチなどであっても 良く、 それに合わせて切換制御部 2 5を構成すれば良い。
なお、 発光ダイォード D 1〜D 8とフォトトランジスタ Q 1〜Q 8の組合せ構 成にすれば、 電源ライン 1 9、 2 1とコントローラ 1 7側との間で絶縁状態を形 成し易くなつて、 動作が安定し易いであろう。
さらに、 電源部 1 5の構成も任意であり、 プラス電圧およびマイナス電圧の双 方を必要とする構成のほか、 プラス電圧又はマイナス電圧の一方で駆動する構成 も可能である。
以上説明したように本発明は、 圧電板をプレートに貼り付けた複数の圧電ァク チユエ一夕と、 それら各圧電ァクチユエ一夕の圧電板に駆動電圧を印加するため に電源部から延びる電源ラインと、 この電源ラインに直列に接続されそれら圧電 ァクチユエ一夕の圧電板への駆動電流を所定の範囲に制限する電流制限用の共通 抵抗と、 その電源ラインから各圧電ァクチユエ一夕の圧電板への駆動電圧の印加 を順次選択的にオン制御するコントローラとを有し、 それら圧電ァクチユエ一夕 はその共通抵抗にあって電源部とは反対側にて電源ラインに接続されており、 そ のコントローラはその駆動電圧を印加した圧電ァクチユエ一夕の圧電板が 6 0 % 以上充電された以降、 次に駆動する圧電ァクチユエ一夕の圧電板にその駆動電圧 を印加するようオン制御する機能を有している。 そのため、 部品点数の減少や配線も簡素化を介してコストの低減や生産性の向 上が達成されると同時に、 複数の圧電ァクチユエ一夕の切り換え動作速度の高速 化の双方も達成できるうえ、 装置全体の消費電力を低く抑えることもできる利点 を有する。
また、 上記コントローラについて、 その駆動電圧を印加した一の圧電ァクチュ エー夕への駆動電圧の印加中に、 次に駆動する圧電ァクチユエ一夕にその駆動電 圧を印加するようオン制御する機能を備えた構成では、 複数の圧電ァクチユエ一 夕の切り換え速度が一層高速化される。
さらに、 上記共通抵抗にあって電源部側に上記コントローラを接続し、 それら 圧電ァクチユエ一夕の圧電板への駆動電圧をオン制御する構成では、 それら圧電 ァクチユエ一夕の圧電板への駆動電圧に切り換え時に上記コントローラが電源電 圧の変動の影響を受け難く、 上記コントローラの動作が安定し易い。 産業上の利用可能性
本発明に係る圧電ァクチユエ一夕の駆動装置は、 上述したように編機の編成針 を駆動するものに限らず、 プリンタにおけるィンクジエツト駆動源ゃドットワイ ャ駆動源その他、 圧電板を有する複数の圧電ァクチユエ一夕であって、 個々の当 該圧電ァクチユエ一夕に直接又は間接的に接続した機構部品を機械的に可動させ る駆動源として応用可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
圧電板をプレートに貼り付けてなる複数の圧電ァクチユエ一夕であって、 個々の前記圧電ァクチユエ一夕に直接又は間接的に接続する機構部品を機械 的に可動させる複数の圧電ァクチユエ一夕と、
これら各圧電ァクチユエ一夕の圧電板に駆動電圧を印加するために電源部 から延びる電源ラインと、
この電源ラインに直列に接続され、 前記各圧電ァクチユエ一夕の圧電板へ の駆動電流を所定の範囲に制限する電流制限用の共通抵抗と、
前記電源ラインによる前記各圧電ァクチユエ一夕の圧電板への駆動電圧の 印加を順次選択的にオン制御するコントローラと、
を具備し、
複数の前記各圧電ァクチユエ一タは、 前記共通抵抗にあつて前記電源部と は反対側にて前記電源ラインに接続されており、
前記コントローラは、 前記駆動電圧を印加する前記圧電ァクチユエ一夕の 圧電板が 6 0 %以上充電された以降、 次に駆動する前記圧電ァクチユエ一夕 の圧電板に前記駆動電圧を印加するようオン制御する機能を有することを特 徴とする圧電ァクチユエ一夕の駆動装置。
前記コントローラは、 前記駆動電圧を印加した前記圧電ァクチユエ一夕の 圧電板への駆動電圧の印加中に、 次に駆動する前記圧電ァクチユエ一夕の圧 電板に前記駆動電圧を印加するようオン制御する機能を有する請求項 1記載 の圧電ァクチユエ一夕の駆動装置。
前記コントローラは、 前記共通抵抗にあって前記電源部側に接続されて前 記圧電ァクチユエ一夕の圧電板への前記駆動電圧をオン制御するものである 請求項 1又は 2記載の圧電ァクチユエ一夕の駆動装置。
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