JP2000312489A - Piezoelectric actuator - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable drive frequency to follow the fluctuations of a resonance frequency, without using special electrodes, etc. SOLUTION: A piezoelectric actuator is provided with a displacing mechanism section 103, which has a free end section and one surface of which carries a stuck piezoelectric element 140. A moving body 102 comes into contact with the other surface of the section 103. The actuator also has a switching circuit 11, for selectively connecting a drive circuit 115 and a sensing circuit 116 to the piezoelectric element 104 on the time axis. The actuator controls the drive circuit 115 through a control circuit 121, based on the waveform detected by means of the sensing circuit 116.

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】この発明は、圧電素子を用い
た圧電アクチュエータに関する。[0001] The present invention relates to a piezoelectric actuator using a piezoelectric element.

【０００２】[0002]

【従来の技術】圧電素子を用いた代表的なアクチュエー
タとして超音波モータがある。2. Description of the Related Art An ultrasonic motor is a typical actuator using a piezoelectric element.

【０００３】従来の超音波モータにおいては、圧電セラ
ミクスからなる圧電素子と金属等の弾性体より振動子を
構成し、この振動体の表面に移動体を加圧接触する構造
が知られている。振動体としては例えばリング型の金属
体の一方の面に駆動用の圧電素子を接着して振動体を構
成するリング型超音波モータ、あるいは例えばディスク
型の金属体の一方のの面に駆動用の圧電素子を接着して
振動体を構成するディスク型超音波モータ等が知られて
おり、従来の電磁モータに置き換わるアクチュエータデ
バイスとして多くの応用および実用化が行われている。In a conventional ultrasonic motor, there is known a structure in which a vibrator is constituted by a piezoelectric element made of piezoelectric ceramics and an elastic body such as a metal, and a moving body is brought into pressure contact with the surface of the vibrator. As the vibrating body, for example, a ring-type ultrasonic motor that forms a vibrating body by bonding a driving piezoelectric element to one surface of a ring-shaped metal body, or for example, driving a piezoelectric element on one surface of a disk-shaped metal body Disc-type ultrasonic motors and the like which form a vibrating body by bonding piezoelectric elements are known, and many applications and practical applications have been made as actuator devices replacing conventional electromagnetic motors.

【０００４】これら従来の超音波モータは、従来の電磁
モータと比較すると、１）低速高トルク、２）構造が簡
単、３）保持トルクが大きい、４）非磁性材料で構成、
５）応答性に優れる、等の特徴を持つ。[0004] These conventional ultrasonic motors are 1) low-speed and high-torque, 2) simple in structure, 3) large in holding torque, and 4) non-magnetic material compared to conventional electromagnetic motors.
5) It has characteristics such as excellent responsiveness.

【０００５】従来の超音波モータの動作原理は、金属振
動体の一方の面に接着され、かつ駆動用に分極された圧
電素子材料を振幅制御することにより振動体に振動が伝
搬され、印可電界の位相差から移動体に進行波として伝
わる。この進行波により移動体が摩擦駆動されて移動す
る。この進行波は、振動体の上下振動が厚みにより横方
向の振動に変換され、振動体に楕円運動をつくることに
より発生する。そして移動体を振動体に加圧接触して設
置することにより、摩擦力により振動体表面の横方向運
動が移動体に伝わることになる。この上下振動の振幅値
は数ミクロン程度の極めて小さな値であるために、振幅
が最大になるような周波数で駆動することと、その状態
で振動体と移動体を接触させて機械出力を取り出すこと
が、従来の超音波モータ等の圧電アクチュエータでは重
要であった。The principle of operation of a conventional ultrasonic motor is that vibration is propagated to a vibrating body by controlling the amplitude of a piezoelectric element material that is bonded to one surface of a metal vibrating body and is polarized for driving, and an applied electric field is applied. From the phase difference to the moving body as a traveling wave. The moving body is frictionally driven and moves by the traveling wave. This traveling wave is generated by converting the vertical vibration of the vibrating body into a horizontal vibration depending on the thickness, and creating an elliptical motion in the vibrating body. When the moving body is placed in pressure contact with the vibrating body, the lateral movement of the surface of the vibrating body is transmitted to the moving body by frictional force. Since the amplitude value of this vertical vibration is extremely small, about several microns, drive at a frequency that maximizes the amplitude, and contact the vibrating body and moving body in that state to extract the mechanical output However, it has been important in a conventional piezoelectric actuator such as an ultrasonic motor.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の超音波
モータ等の圧電アクチュエータにおいては、駆動端子か
らみたインピーダンスが容量性であり、かつ駆動周波数
が特定の狭い範囲内に限定されると言う特徴を持つ圧電
素子を用いているため、周囲の温度や移動体の運動状況
によって微妙に変化する共振周波数に追尾するための自
動周波数追尾回路等が必要であった。However, in a conventional piezoelectric actuator such as an ultrasonic motor, the impedance seen from the drive terminal is capacitive, and the drive frequency is limited to a specific narrow range. Therefore, an automatic frequency tracking circuit or the like for tracking a resonance frequency that changes delicately depending on the surrounding temperature or the moving state of the moving object is required.

【０００７】この自動周波数追尾回路は、負荷や温度な
どの影響をうけて変わる振動体の共振周波数と駆動周波
数の関係を一定に保つように、共振周波数の変化に対し
て駆動周波数を変化させるための回路であるが、この機
能を果たすためには、１）圧電素子に駆動電極とともに
構成したセンサ電極の出力電圧値、２）駆動端子に流入
する電流の大きさ、などを検出する必要がある。This automatic frequency tracking circuit changes the drive frequency with respect to the change in the resonance frequency so as to keep the relationship between the resonance frequency and the drive frequency of the vibrating body which changes under the influence of the load, temperature and the like constant. In order to achieve this function, it is necessary to detect 1) the output voltage value of the sensor electrode formed together with the drive electrode in the piezoelectric element, and 2) the magnitude of the current flowing into the drive terminal. .

【０００８】しかし、圧電素子に駆動電極とともにセン
サ電極を構成する方法では、構成が複雑になり小型化に
向かないと言う欠点があり、また駆動端子に流入する電
流の大きさを検出する方法では、微妙な電流変化を効率
良く検出するための高精度な回路が必要なばかりでな
く、検出系が有するインピーダンスにより駆動特性を阻
害してしまうといった欠点があった。However, the method of forming the sensor electrode together with the drive electrode on the piezoelectric element has a disadvantage that the structure is complicated and is not suitable for miniaturization, and the method of detecting the magnitude of the current flowing into the drive terminal has a disadvantage. In addition, not only a high-precision circuit for efficiently detecting a delicate current change is required, but also a drawback is that driving characteristics are hindered by the impedance of the detection system.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記に
鑑みてなされたものであって、小型化に適し、また駆動
特性を阻害することなく、共振周波数の変化に対して駆
動周波数を変化させることが可能な圧電アクチュエータ
を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and has been made in view of the above, and is suitable for reducing the size of the drive frequency without changing the drive frequency. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric actuator which can be operated.

【００１０】上述の目的を達成するために、本発明にお
いては、自由端部を有し一方の面に圧電素子が貼設され
他方の面に移動体が接触することを特徴とした変位機構
部を備える圧電アクチュエータにおいて、前記変位機構
部に貼設された圧電素子に駆動回路とセンシング回路を
アクチュエータの動作中に選択的に接続するための切替
回路を有することを特徴としている。In order to achieve the above object, the present invention provides a displacement mechanism having a free end, a piezoelectric element attached to one surface, and a moving body in contact with the other surface. And a switching circuit for selectively connecting a driving circuit and a sensing circuit to the piezoelectric element attached to the displacement mechanism unit during operation of the actuator.

【００１１】また、本発明においては、センシング回路
が、圧電素子により発電された電圧の振幅、、または圧
電素子により発電された電圧の振幅の減衰率、または圧
電素子により発電された電圧の位相、あるいはそれぞれ
を同時にセンシングすることを特徴している。Further, in the present invention, the sensing circuit may be configured to control the amplitude of the voltage generated by the piezoelectric element, the decay rate of the amplitude of the voltage generated by the piezoelectric element, or the phase of the voltage generated by the piezoelectric element. Alternatively, they are characterized by sensing each of them simultaneously.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。 （実施の形態１）図１は、本発明による圧電アクチュエ
ータの実施の形態のひとつを示す概略図であり、図２は
図１の変位機構部の動作を説明するための図、図３は図
１および図２の変位機構部を変位させる圧電素子の振動
を説明するための説明図、また図４は図１の圧電アクチ
ュエータの駆動回路とセンシング回路を説明するための
説明図、図５は本発明の駆動回路から出力される電圧と
センシング回路に入力される電圧の関係を説明するため
の説明図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the embodiment. (Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of a piezoelectric actuator according to the present invention. FIG. 2 is a view for explaining the operation of the displacement mechanism of FIG. 1, and FIG. 1 and 2 are explanatory diagrams for explaining the vibration of the piezoelectric element that displaces the displacement mechanism, FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a driving circuit and a sensing circuit of the piezoelectric actuator of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a voltage output from a drive circuit of the present invention and a voltage input to a sensing circuit.

【００１３】図１において１０１は駆動ブロックであ
り、駆動ブロック１０１にはＵ字型の穴１０６によって
自由端を有する変位機構部１０３が形成されている。変
位機構部１０３には圧電素子１０４が貼設されており、
圧電素子１０４の貼設面とは反対の面には電極１０５が
設けられており、電線等を通して切替回路１１１に接続
されている。駆動ブロック１０１の圧電素子１０４が貼
設された面と反対の面には移動体１０２が設置され、駆
動ブロック１０１と移動体１０２とは、移動体１０２の
自重またはバネ力等により加圧接触されている。また、
駆動ブロック１０１は接点１０７を通して接地されてい
る。切替回路１１１には電極１１２，１１３，１１４を
含み、これらの電極間の接続を切り替えることにより、
圧電素子１０４に設けられた電極１０５と、駆動回路１
１５またはセンシング回路１１６との接続を自由に選択
することができる。駆動回路１１５は制御回路１２１に
より制御されるように接続されている。センシング回路
１１６は制御回路１２１と接続され、制御回路に信号を
入力できる。制御回路１２１は接点１２２を通して接地
されている。In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a drive block. The drive block 101 has a displacement mechanism 103 having a free end formed by a U-shaped hole 106. A piezoelectric element 104 is attached to the displacement mechanism 103,
An electrode 105 is provided on the surface opposite to the surface on which the piezoelectric element 104 is attached, and is connected to the switching circuit 111 through an electric wire or the like. A moving body 102 is provided on a surface of the driving block 101 opposite to the surface on which the piezoelectric element 104 is attached, and the driving block 101 and the moving body 102 are brought into pressure contact with the moving body 102 by its own weight or a spring force. ing. Also,
The drive block 101 is grounded through a contact 107. The switching circuit 111 includes electrodes 112, 113, and 114. By switching connections between these electrodes,
The electrode 105 provided on the piezoelectric element 104 and the driving circuit 1
15 or the connection with the sensing circuit 116 can be freely selected. The drive circuit 115 is connected so as to be controlled by the control circuit 121. The sensing circuit 116 is connected to the control circuit 121 and can input a signal to the control circuit. The control circuit 121 is grounded through a contact 122.

【００１４】図１および図２において、駆動ブロック１
０１の中で、変位機構部１０３はＵ字型の穴１０６によ
って自由端を持つように形成されている。本実施の形態
では駆動ブロックにはステンレス鋼材を用いたが、他に
ベリリウム綱、リン青銅、黄銅、ジュラルミン、チタ
ン、シリコン材等を用いても良い。変位機構部のひとつ
の面にはＰＺＴ（ジルコンチタン酸鉛）薄膜からなる圧
電素子１０４が貼設されており、圧電素子１０４に交流
電圧が印加されると圧電素子１０４は伸縮力を発生する
が、貼設されている変位機構部１０３が自由端を有する
ため、この伸縮力は圧電素子１０４と変位機構部１０３
とを含めた屈曲力となって表れる。この屈曲力による変
位機構部１０３の変位は移動体１０２に作用する。尚、
本実施の形態では圧電素子にＰＺＴを用いたが、他にチ
タン酸バリウム、ニオブ酸リチウムやジルコンチタン酸
鉛等を用いても良い。In FIG. 1 and FIG.
In FIG. 1, the displacement mechanism 103 is formed to have a free end by a U-shaped hole 106. Although a stainless steel material is used for the drive block in the present embodiment, beryllium steel, phosphor bronze, brass, duralumin, titanium, silicon material, or the like may be used. A piezoelectric element 104 made of a PZT (lead zircon titanate) thin film is attached to one surface of the displacement mechanism. When an AC voltage is applied to the piezoelectric element 104, the piezoelectric element 104 generates a stretching force. Since the attached displacement mechanism 103 has a free end, the expansion and contraction force is applied to the piezoelectric element 104 and the displacement mechanism 103.
And appears as a bending force including The displacement of the displacement mechanism 103 caused by the bending force acts on the moving body 102. still,
Although PZT is used for the piezoelectric element in the present embodiment, barium titanate, lithium niobate, lead zircon titanate, or the like may be used instead.

【００１５】図３に交流電圧を印加したときの変位機構
部１０３の駆動ブロック１０１に接続した側から自由端
部への振動挙動を示す。横軸の左端から右端が変位機構
部１０３の駆動ブロック１０１に接続した側から自由端
部までの有効長となる。縦軸は変位機構部１０３の振動
振幅を表す。縦軸で示した正負は入力する交流電圧と変
位機構部の振動の位相を示し、自由端部の位相を正とし
たときに２π異なる位相を便宜上負として示している。
また、振動振幅が０のときは、振動が励起されていない
ことを示す。 変位機構部１０３は、入力する交流電圧
の印加条件によって微小な変位および力の混在する振動
を発し、縦振動と楕円運動を励起する。変位機構部１０
３の自由端では、振動振幅の絶対値が最大となるので、
変位機構部１０３から移動体１０２に運動が伝わる。ま
た移動体１０２の移動方向は、図３における楕円運動の
横方向成分によって決まる。FIG. 3 shows the vibration behavior from the side of the displacement mechanism 103 connected to the drive block 101 to the free end when an AC voltage is applied. The left end to the right end of the horizontal axis is the effective length from the side of the displacement mechanism 103 connected to the drive block 101 to the free end. The vertical axis represents the vibration amplitude of the displacement mechanism 103. The positive and negative signs shown on the vertical axis indicate the phases of the input AC voltage and the vibration of the displacement mechanism, and when the phase of the free end is positive, a phase different by 2π is shown as negative for convenience.
When the vibration amplitude is 0, it indicates that the vibration is not excited. The displacement mechanism 103 generates a vibration in which a minute displacement and a force are mixed depending on the application condition of the input AC voltage, and excites the longitudinal vibration and the elliptical motion. Displacement mechanism 10
At the free end of 3, the absolute value of the vibration amplitude is maximum,
Motion is transmitted from the displacement mechanism 103 to the moving body 102. The moving direction of the moving body 102 is determined by the lateral component of the elliptical motion in FIG.

【００１６】図４は図１における駆動回路１１５、セン
シング回路１１６、制御回路１２１の構成をより詳しく
示している。駆動回路１１５はＶＣＯ等の発信回路６０
２の出力が増幅回路６０１により増幅され出力端子６０
７から出力される。センシング回路１１６は入力端子６
０８から入力された信号を増幅回路６０３で増幅され検
出回路６０４に入力される。検出回路６０４の出力と発
信回路６０２の制御電圧は制御回路１２１のＩ／Ｏ回路
６０５に接続されており、ＣＰＵ等の演算回路６０６に
より制御可能になっている。FIG. 4 shows the configuration of the driving circuit 115, the sensing circuit 116, and the control circuit 121 in FIG. 1 in more detail. The driving circuit 115 includes a transmitting circuit 60 such as a VCO.
2 is amplified by the amplifier circuit 601 and the output terminal 60
7 is output. The sensing circuit 116 is connected to the input terminal 6
08 is amplified by the amplification circuit 603 and input to the detection circuit 604. The output of the detection circuit 604 and the control voltage of the transmission circuit 602 are connected to an I / O circuit 605 of the control circuit 121 and can be controlled by an arithmetic circuit 606 such as a CPU.

【００１７】図５により、図１における駆動回路１１５
の出力電圧とセンシング回路１１６への入力電圧、およ
び、これらを選択的に接続する切替回路１１１の動作を
説明する。図５（ａ）において波形７１１は切替回路１
１１の共通電極側１１２に出力される、駆動回路１１５
からの出力電圧を示している。期間７０１で示される
間、切替回路１１１の共通電極側１１２は駆動回路１１
５側の電極１１３に接続されているため、駆動回路１１
５の出力が圧電素子１０４に加わり、圧電素子１０４は
振動する。タイミング７０４において切替回路１１１は
切替動作を行い、共通電極１１２はセンシング回路１１
６側の電極１１４に接続する。これにより、駆動回路１
１５の出力は圧電素子１０４に伝わらなくなるが、変位
機構部１０３は振動がすぐには停止せず、減衰振動をす
るため、この振動の応力により圧電素子１０５に起電力
が発生し、それがセンシング回路１１６に入力される。
期間７０２の後、タイミング７０５において切替回路１
１１は切替動作を行い、切替回路１１１の共通電極側１
１２は駆動回路１１５側の電極１１３に接続され、駆動
回路１１５の出力が圧電素子１０４に加わり、期間７０
１にて説明したのと同様に圧電素子１０４は振動する。
図５（ｂ）および図５（ｃ）は、上記期間７０２の間、
センシング回路１１６に入力される電圧波形を示す。変
位機構部１０３の振動の振幅は、駆動回路１１５から入
力される交流電圧の周波数と共振周波数との関係が一定
になった時に最大になり、図５（ｂ）は、期間７０１に
おける駆動が共振周波数の範囲で駆動されていた場合の
例であり、図５（ｃ）は期間７０１における駆動が共振
周波数の範囲からはずれていた場合の例である。図５
（ｂ）において、変位機構部１０３は共振周波数の範囲
で振動しているため、そこに貼設されている圧電素子１
０４には波形７１２で示すような大きな電圧が発電さ
れ、振幅７２１は大きくなる。しかし図５（ｃ）におい
ては、変位機構部１０３は共振周波数の範囲からはずれ
た振動のため、そこに貼設されている圧電素子１０４に
は波形７１３で示すような小さな電圧しか発電されず、
振幅７２２は小さくなる。共振周波数は圧電素子１０４
の特性によって決まるが、加えて変位機構部１０３との
貼設状態、移動体１０２との接触状態、環境温度等によ
って微妙に変化する。共振周波数の変化により入力され
る交流電圧の周波数との関係が一定で無くなると変位機
構部１０３の振幅は小さくなるが、本実施の形態によれ
ば、駆動中に適時スイッチング回路１１１を用い、セン
シング回路１１６により振幅の変化が検出できるため、
常に振幅がピークの値となるように制御回路１２１を通
して駆動回路１１５が出力する交流電圧の周波数を変化
させ、駆動する交流電圧と共振周波数の関係を一定に保
つ事が可能となる。Referring to FIG. 5, the driving circuit 115 in FIG.
And the input voltage to the sensing circuit 116, and the operation of the switching circuit 111 for selectively connecting them. In FIG. 5A, the waveform 711 is the switching circuit 1
11 is output to the common electrode side 112 of the drive circuit 115
5 shows the output voltage from the. During the period 701, the common electrode side 112 of the switching circuit 111 is
The driving circuit 11 is connected to the electrode 113 on the fifth side.
5 is applied to the piezoelectric element 104, and the piezoelectric element 104 vibrates. At timing 704, the switching circuit 111 performs a switching operation, and the common electrode 112
It is connected to the electrode 114 on the sixth side. Thereby, the driving circuit 1
Although the output of No. 15 is not transmitted to the piezoelectric element 104, the vibration of the displacement mechanism 103 does not stop immediately and causes a damped vibration. Input to the circuit 116.
After the period 702, at the timing 705, the switching circuit 1
11 performs a switching operation, and the common electrode side 1 of the switching circuit 111.
12 is connected to the electrode 113 on the side of the drive circuit 115, and the output of the drive circuit 115 is applied to the piezoelectric element 104;
1, the piezoelectric element 104 vibrates.
FIG. 5B and FIG. 5C show that during the period 702,
4 shows a voltage waveform input to the sensing circuit 116. The amplitude of the vibration of the displacement mechanism 103 becomes maximum when the relationship between the frequency of the AC voltage input from the drive circuit 115 and the resonance frequency becomes constant, and FIG. FIG. 5C shows an example in which the driving is performed in the frequency range, and FIG. 5C shows an example in which the driving in the period 701 is out of the resonance frequency range. FIG.
In (b), since the displacement mechanism 103 vibrates in the range of the resonance frequency, the piezoelectric element 1 affixed thereto is displaced.
A large voltage as shown by a waveform 712 is generated in 04, and the amplitude 721 becomes large. However, in FIG. 5C, since the displacement mechanism 103 vibrates out of the range of the resonance frequency, only a small voltage as shown by a waveform 713 is generated in the piezoelectric element 104 attached thereto,
The amplitude 722 becomes smaller. The resonance frequency is the piezoelectric element 104
In addition, it is delicately changed depending on the state of attachment with the displacement mechanism 103, the state of contact with the moving body 102, the environmental temperature, and the like. When the relationship with the frequency of the input AC voltage is not constant due to the change in the resonance frequency, the amplitude of the displacement mechanism unit 103 becomes smaller. However, according to the present embodiment, the switching circuit 111 is used during driving to perform Since the change in amplitude can be detected by the circuit 116,
By changing the frequency of the AC voltage output from the drive circuit 115 through the control circuit 121 so that the amplitude always has a peak value, the relationship between the AC voltage to be driven and the resonance frequency can be kept constant.

【００１８】以上より明らかなように、変位機構部１０
３の振動によって移動体１０２を移動させる時、一時的
に切替回路１１１により、変位機構部１０３の振動を圧
電素子１０４によりモニタするためにセンシング回路１
１６に接続しているため、本発明においては、特別なセ
ンサ電極等を設けなくても周波数の追尾が可能となり、
構成を複雑にすることなく周波数の追尾が可能となる。
またセンシング回路１１６に入力される電圧は圧電素子
１０４に誘起された電圧であり、駆動回路系の電流を検
出する方法とは異なって駆動電圧には全く影響を与えな
いため、駆動特性をほとんど阻害すること無く周波数の
追尾が可能となる。As is clear from the above, the displacement mechanism 10
When the moving body 102 is moved by the vibration of the sensor 3, the sensing circuit 1 is temporarily used by the switching circuit 111 to monitor the vibration of the displacement mechanism 103 by the piezoelectric element 104.
16, the frequency tracking can be performed without providing a special sensor electrode or the like in the present invention.
Frequency tracking can be performed without complicating the configuration.
Also, the voltage input to the sensing circuit 116 is a voltage induced in the piezoelectric element 104 and has no effect on the driving voltage unlike the method of detecting the current of the driving circuit system, so that the driving characteristics are substantially impaired. The tracking of the frequency becomes possible without performing.

【００１９】ここまでは単体の変位機構部１０３によっ
て移動体１０２を移動させる場合を説明したが、変位機
構部は複数あっても本発明の効果は全く同様であり、ま
た、それら複数の変位機構部が異なった向きに配置され
ている場合においても本発明の効果は同様である。The case where the moving body 102 is moved by the single displacement mechanism section 103 has been described above. However, even if there are a plurality of displacement mechanism sections, the effect of the present invention is exactly the same. The effects of the present invention are the same even when the parts are arranged in different directions.

【００２０】本実施の形態においては、駆動回路１１
５、センシング回路１１６には、双方とも増幅回路６０
１および６０３を含む場合に関して説明したが、増幅回
路は常に必要では無い。また本実施の形態においては、
制御回路１２１はＩ／Ｏ回路６０５と演算回路６０６か
らなる例について説明しているが、この構成に限定され
るものでは無い。 （実施の形態２）図１０は本発明の駆動回路から出力さ
れる電圧とセンシング回路に入力される電圧の時間によ
る減衰との関係を説明するための説明図である。実施の
形態１においては、センシング回路１１６によって圧電
素子１０４によって発電される交流電圧の振幅を検出す
る例を示したが、本実施の形態においては、圧電素子１
０４によって発電される交流電圧の時間による減衰の率
を検出する。In the present embodiment, the driving circuit 11
5. Both the amplifying circuit 60 and the sensing circuit 116
Although the description has been made with respect to the case including 1 and 603, the amplifier circuit is not always necessary. In this embodiment,
Although the control circuit 121 has been described as including the I / O circuit 605 and the arithmetic circuit 606, the present invention is not limited to this configuration. (Embodiment 2) FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the voltage output from the drive circuit of the present invention and the time-dependent attenuation of the voltage input to the sensing circuit. In the first embodiment, the example in which the amplitude of the AC voltage generated by the piezoelectric element 104 is detected by the sensing circuit 116 has been described, but in the present embodiment, the piezoelectric element 1
The rate of the time-dependent decay of the AC voltage generated by the power generation circuit 04 is detected.

【００２１】圧電アクチュエータの構成および動作は、
実施の形態１と同様である。図１０（ａ）において波形
８１１は切替回路１１１の共通電極側１１２に出力され
る、駆動回路１１５からの出力電圧を示している。期間
８０１で示される間、切替回路１１１の共通電極側１１
２は駆動回路１１５側の電極１１３に接続されているた
め、駆動回路１１５の出力が圧電素子１０４に加わり、
圧電素子１０４は振動する。タイミング８０４において
切替回路１１１は切替動作を行い、共通電極１１２はセ
ンシング回路１１６側の電極１１４に接続する。これに
より、駆動回路１１５の出力は圧電素子１０４に伝わら
なくなるが、変位機構部１０３は振動がすぐには停止せ
ず、減衰振動をするため、この振動の応力により圧電素
子１０５に起電力が発生し、それがセンシング回路１１
６に入力される。期間８０２の後、タイミング８０５に
おいて切替回路１１１は切替動作を行い、切替回路１１
１の共通電極側１１２は駆動回路１１５側の電極１１３
に接続され、駆動回路１１５の出力が圧電素子１０４に
加わり、期間８０１にて説明したのと同様に圧電素子１
０４は振動する。図１０（ｂ）および図１０（ｄ）は、
上記期間８０２の間、センシング回路１１６に入力され
る電圧波形を、また図１０（ｃ）および図１０（ｅ）に
は、それぞれのセンシング電圧の時間経過による減衰率
を示す。The structure and operation of the piezoelectric actuator are as follows.
This is the same as in the first embodiment. In FIG. 10A, a waveform 811 indicates an output voltage from the drive circuit 115, which is output to the common electrode side 112 of the switching circuit 111. During the period 801, the common electrode 11 of the switching circuit 111
2 is connected to the electrode 113 on the drive circuit 115 side, the output of the drive circuit 115 is applied to the piezoelectric element 104,
The piezoelectric element 104 vibrates. At timing 804, the switching circuit 111 performs a switching operation, and the common electrode 112 is connected to the electrode 114 on the sensing circuit 116 side. As a result, the output of the drive circuit 115 is not transmitted to the piezoelectric element 104, but the vibration of the displacement mechanism 103 does not stop immediately and the vibration is attenuated. And that is the sensing circuit 11
6 is input. After the period 802, the switching circuit 111 performs a switching operation at a timing 805, and the switching circuit 11
One common electrode side 112 is an electrode 113 on the drive circuit 115 side.
, The output of the drive circuit 115 is applied to the piezoelectric element 104, and the piezoelectric element 1
04 vibrates. FIG. 10B and FIG.
During the period 802, the voltage waveform input to the sensing circuit 116 is shown, and FIGS. 10C and 10E show the decay rates of the respective sensing voltages over time.

【００２２】図１０（ｂ）および図１０（ｃ）は、期間
８０１における駆動が共振周波数の範囲で駆動されてい
た場合の例であり、図１０（ｄ）および図１０（ｅ）は
期間８０１における駆動が共振周波数の範囲からはずれ
ていた場合の例である。図１０（ｂ）において、変位機
構部１０３は共振周波数の範囲で振動しているため、そ
こに貼設されている圧電素子１０４には波形８１２で示
すような大きな電圧が発電され、かつ振動が共振状態に
なっているため減衰が少なく、図１０（ｃ）の減衰率の
波形８１４のように、時間経過による減衰は少ない。し
かし図１０（ｄ）においては、変位機構部１０３は共振
周波数の範囲からはずれた振動のため、そこに貼設され
ている圧電素子１０４には波形８１３で示すような小さ
な電圧しか発電されず、かつ振動が共振状態からはずれ
ているために減衰が大きく、図１０（ｅ）の減衰率の波
形８１５のように、時間経過による減衰が大きい。FIGS. 10 (b) and 10 (c) show examples in which the driving in the period 801 is performed within the range of the resonance frequency. FIGS. 10 (d) and 10 (e) show the period 801. Is an example in the case where the drive at the time is out of the range of the resonance frequency. In FIG. 10B, since the displacement mechanism 103 vibrates in the range of the resonance frequency, a large voltage as shown by a waveform 812 is generated in the piezoelectric element 104 attached thereto, and the vibration is reduced. Since it is in the resonance state, the attenuation is small, and as shown in the waveform 814 of the attenuation rate in FIG. However, in FIG. 10D, since the displacement mechanism 103 vibrates out of the range of the resonance frequency, only a small voltage as shown by a waveform 813 is generated in the piezoelectric element 104 attached thereto, In addition, since the vibration deviates from the resonance state, the attenuation is large, and as shown in a waveform 815 of the attenuation rate in FIG.

【００２３】共振周波数は圧電素子１０４の特性によっ
て決まるが、加えて変位機構部１０３との貼設状態、移
動体１０２との接触状態、環境温度等によって微妙に変
化する。共振周波数の変化により入力される交流電圧の
周波数との関係が一定で無くなると変位機構部１０３の
振幅は小さくなるが、本実施の形態によれば、駆動中に
適時スイッチング回路１１１を用い、センシング回路１
１６により減衰率の変化が検出できるため、常に振幅が
ピークの値となるように制御回路１２１を通して駆動回
路１１５が出力する交流電圧の周波数を変化させ、駆動
する交流電圧と共振周波数の関係を一定に保つ事が可能
となる。The resonance frequency is determined by the characteristics of the piezoelectric element 104. In addition, the resonance frequency slightly changes depending on the state of attachment to the displacement mechanism 103, the state of contact with the moving body 102, the environmental temperature, and the like. When the relationship with the frequency of the input AC voltage is not constant due to the change in the resonance frequency, the amplitude of the displacement mechanism unit 103 is reduced. However, according to the present embodiment, the switching circuit 111 is appropriately used during driving to perform sensing. Circuit 1
Since the change in the attenuation rate can be detected by the control circuit 16, the frequency of the AC voltage output from the drive circuit 115 through the control circuit 121 is changed so that the amplitude always has a peak value, and the relationship between the driven AC voltage and the resonance frequency is kept constant. Can be maintained.

【００２４】本実施の形態においては、センシング回路
１１６により減衰率情報のみを検出する場合に関して説
明したが、実施の形態１で説明した振幅情報を同時に検
出し、制御に利用することはもちろん可能であり、これ
らは同様に本発明の効果があることは言うまでもない。 （実施の形態３）図６は本発明の駆動回路から出力され
る電圧とセンシング回路に入力される電圧の関係を説明
するための説明図である。実施の形態１においては、セ
ンシング回路１１６によって圧電素子１０４によって発
電される交流電圧の振幅を検出する例を示したが、本実
施の形態においては、圧電素子１０４によって発電され
る交流電圧の位相を検出する。In the present embodiment, the case where only the attenuation rate information is detected by the sensing circuit 116 has been described. However, the amplitude information described in the first embodiment can be simultaneously detected and used for control. Yes, it goes without saying that these also have the effect of the present invention. (Embodiment 3) FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the voltage output from the drive circuit of the present invention and the voltage input to the sensing circuit. In the first embodiment, an example in which the amplitude of the AC voltage generated by the piezoelectric element 104 is detected by the sensing circuit 116 has been described. In the present embodiment, the phase of the AC voltage generated by the piezoelectric element 104 is changed. To detect.

【００２５】圧電アクチュエータの構成および動作は、
実施の形態１と同様である。The structure and operation of the piezoelectric actuator are as follows.
This is the same as in the first embodiment.

【００２６】図６（ａ）において波形７６１は切替回路
１１１の共通電極側１１２に出力される、駆動回路１１
５からの出力電圧を示している。期間７５１で示される
間、切替回路１１１の共通電極側１１２は駆動回路１１
５側の電極１１３に接続されているため、駆動回路１１
５の出力が圧電素子１０４に加わり、圧電素子１０４は
振動する。タイミング７５４において切替回路１１１は
切替動作を行い、共通電極１１２はセンシング回路１１
６側の電極１１４に接続する。これにより、駆動回路１
１５の出力は圧電素子１０４に伝わらなくなるが、変位
機構部１０３は振動がすぐには停止せず、減衰振動をす
るため、この振動の応力により圧電素子１０５に起電力
が発生し、それがセンシング回路１１６に入力される。
期間７５２の後、タイミング７５５において切替回路１
１１は切替動作を行い、切替回路１１１の共通電極側１
１２は駆動回路１１５側の電極１１３に接続され、駆動
回路１１５の出力が圧電素子１０４に加わり、期間７５
１にて説明したのと同様に圧電素子１０４は振動する。
図６（ｂ）および図６（ｃ）は、上記期間７５２の間、
センシング回路１１６に入力される電圧波形を示す。In FIG. 6A, a waveform 761 is outputted to the common electrode side 112 of the switching circuit 111.
5 shows the output voltage. During a period 751, the common electrode side 112 of the switching circuit 111 is connected to the driving circuit 11
The driving circuit 11 is connected to the electrode 113 on the fifth side.
5 is applied to the piezoelectric element 104, and the piezoelectric element 104 vibrates. At timing 754, the switching circuit 111 performs a switching operation, and the common electrode 112
It is connected to the electrode 114 on the sixth side. Thereby, the driving circuit 1
Although the output of No. 15 is not transmitted to the piezoelectric element 104, the vibration of the displacement mechanism 103 does not stop immediately and causes a damped vibration. Input to the circuit 116.
After the period 752, at timing 755, the switching circuit 1
11 performs a switching operation, and the common electrode side 1 of the switching circuit 111.
Reference numeral 12 is connected to the electrode 113 on the side of the drive circuit 115, and the output of the drive circuit 115 is applied to the piezoelectric element 104 for a period 75.
1, the piezoelectric element 104 vibrates.
FIG. 6B and FIG. 6C show that during the period 752,
4 shows a voltage waveform input to the sensing circuit 116.

【００２７】変位機構部１０３は、駆動回路１１５から
入力される交流電圧の周波数と共振周波数との関係が一
定になった時に最大の共振振動となり、このとき入力さ
れる交流電圧の位相に対し、圧電素子１０４で発電され
る交流電圧の位相はすすみ方向にずれる。図６（ｂ）
は、期間７５１における駆動が共振周波数の範囲で駆動
されていた場合の例であり、図６（ｃ）は期間７５１に
おける駆動が共振周波数の範囲からはずれていた場合の
例である。図６（ｂ）において、変位機構部１０３は共
振周波数の範囲で振動しているため、そこに貼設されて
いる圧電素子１０４には波形７６２で示すような位相の
交流電圧が発電され、入力された交流電圧７６１の位相
より７８２で示す分進んでいる。しかし図６（ｃ）にお
いては、変位機構部１０３は共振周波数の範囲からはず
れた振動のため、そこに貼設されている圧電素子１０４
には波形７６３で示すような交流電圧しか発電されず、
位相は入力された交流電圧７６１の位相とほぼ同じであ
る。共振周波数は圧電素子１０４の特性によって決まる
が、加えて変位機構部１０３との貼設状態、移動体１０
２との接触状態、環境温度等によって微妙に変化する。
共振周波数の変化により入力される交流電圧の周波数と
の関係が一定で無くなると変位機構部１０３によって発
電される交流電圧の位相は変化するが、本実施の形態に
よれば、駆動中に適時スイッチング回路１１１を用い、
センシング回路１１６により位相の変化が検出できるた
め、制御回路１２１を通して駆動回路１１５が出力する
交流電圧の周波数を変化させ、常に駆動する交流電圧と
共振周波数の関係を一定に保つ事が可能となる。When the relationship between the frequency of the AC voltage input from the driving circuit 115 and the resonance frequency becomes constant, the displacement mechanism 103 has the maximum resonance vibration. The phase of the AC voltage generated by the piezoelectric element 104 is shifted in the moving direction. FIG. 6 (b)
FIG. 6C shows an example in which the drive in the period 751 is driven within the range of the resonance frequency, and FIG. 6C shows an example in which the drive in the period 751 is out of the range of the resonance frequency. In FIG. 6B, since the displacement mechanism 103 vibrates in the range of the resonance frequency, an AC voltage having a phase as shown by a waveform 762 is generated in the piezoelectric element 104 attached thereto, and The phase of the supplied AC voltage 761 is advanced by 782. However, in FIG. 6C, since the displacement mechanism 103 vibrates out of the range of the resonance frequency, the piezoelectric element 104 affixed thereto is displaced.
Generates only an AC voltage as shown by a waveform 763,
The phase is almost the same as the phase of the input AC voltage 761. The resonance frequency is determined by the characteristics of the piezoelectric element 104. In addition, the state of attachment to the displacement mechanism 103,
It slightly changes depending on the state of contact with 2, environment temperature, and the like.
When the relationship with the frequency of the input AC voltage is not constant due to the change in the resonance frequency, the phase of the AC voltage generated by the displacement mechanism 103 changes, but according to the present embodiment, the timely switching during driving is performed. Using the circuit 111,
Since the change in phase can be detected by the sensing circuit 116, the frequency of the AC voltage output from the drive circuit 115 can be changed through the control circuit 121, and the relationship between the driven AC voltage and the resonance frequency can be kept constant.

【００２８】実施の形態１においては、センシング回路
１１６によって発電される交流電圧の振幅の情報を検出
していたため、図５における期間７０２は振幅の検出で
きるための充分な時間が必要であったが、本実施の形態
においては位相の検出をしているため、たとえば図６に
おけるポイント７８１のみで位相の検出が可能であり、
期間７５２を非常に短くしても制御が行える。したがっ
て、切替回路１１１により圧電素子１０４が駆動回路１
１５と接続されている時間である期間７５１と、圧電素
子１０４がセンシング回路１１６と接続されている時間
である期間７５２との比を非常に大きくすることがで
き、たとえば本実施の形態においては１０対１よりも大
きな比、たとえば１００対１以上、さらに数１００対１
以上にしても、本発明の効果が得られる。In the first embodiment, since the information on the amplitude of the AC voltage generated by the sensing circuit 116 is detected, the period 702 in FIG. 5 requires a sufficient time to detect the amplitude. In the present embodiment, since the phase is detected, for example, the phase can be detected only at point 781 in FIG.
Even if the period 752 is very short, control can be performed. Therefore, the switching element 111 causes the piezoelectric element 104 to
The ratio of a period 751 that is a time connected to 15 to a period 752 that is a time when the piezoelectric element 104 is connected to the sensing circuit 116 can be extremely large. Ratios greater than one, for example, 100: 1 or more, and several hundred to one
Even with the above, the effects of the present invention can be obtained.

【００２９】本実施の形態においては、センシング回路
１１６により位相情報のみを検出する場合に関して説明
したが、実施の形態１で説明した振幅情報や実施の形態
２で説明した減衰情報を同時に検出し、制御に利用する
ことはもちろん可能であり、これらは同様に本発明の効
果があることは言うまでもない。 （実施の形態４）図７は、本発明による圧電アクチュエ
ータの実施の形態のひとつを示す概略図である。本実施
の形態では双方向の移動を可能とする圧電アクチュエー
タの例を説明する。In the present embodiment, the case where only the phase information is detected by the sensing circuit 116 has been described. However, the amplitude information described in the first embodiment and the attenuation information described in the second embodiment are simultaneously detected. It is of course possible to use it for control, and it goes without saying that these also have the effect of the present invention. (Embodiment 4) FIG. 7 is a schematic view showing one embodiment of a piezoelectric actuator according to the present invention. In this embodiment, an example of a piezoelectric actuator that enables bidirectional movement will be described.

【００３０】図７において２０１は駆動ブロックであ
り、駆動ブロック２０１にはＵ字型の穴２０６と２１６
によって自由端を有する変位機構部２０３と２１３が形
成されている。変位機構部２０３と２１３はそれぞれ自
由端部が反対方向を向いており、これらのいずれかを動
かすことにより双方向の移動を可能にする。変位機構部
２０３，２１３には圧電素子２０４，２１４が貼設され
ており、圧電素子２０４，２１４の貼設面とは反対の面
には電極２０５，２１５が設けられており、電線等を通
して切替回路２２１，２２２に接続されている。駆動ブ
ロック２０１の圧電素子２０４，２１４が貼設された面
と反対の面には移動体２０２が設置され、駆動ブロック
２０１と移動体２０２とは、移動体２０２の自重または
バネ力等により加圧接触されている。また、駆動ブロッ
ク２０１は接点２０７を通して接地されている。切替回
路２２１には電極２３１，２３２，２３３を含み、切替
回路２２２には電極２３４，２３５，２３６を含む。そ
してこれらの電極間の接続を切り替えることにより、圧
電素子２０４，２１４に設けられた電極２０５，２１５
と、駆動回路２２３，２２５またはセンシング回路２２
４，２２６との接続を自由に選択することができる。駆
動回路２２３，２２５は制御回路２２７により制御され
るように接続されている。センシング回路２２４，２２
６は制御回路２２７と接続され、制御回路に信号を入力
できる。制御回路２２７は接点２２８を通して接地され
ている。In FIG. 7, reference numeral 201 denotes a drive block, and the drive block 201 has U-shaped holes 206 and 216.
Thus, the displacement mechanisms 203 and 213 having free ends are formed. Each of the displacement mechanisms 203 and 213 has a free end facing in the opposite direction, and moving either of them enables bidirectional movement. Piezoelectric elements 204 and 214 are attached to the displacement mechanisms 203 and 213, and electrodes 205 and 215 are provided on the surface opposite to the surface on which the piezoelectric elements 204 and 214 are attached. The circuits 221 and 222 are connected. A moving body 202 is provided on a surface of the driving block 201 opposite to the surface on which the piezoelectric elements 204 and 214 are attached, and the driving block 201 and the moving body 202 are pressurized by the weight of the moving body 202 or a spring force. Has been contacted. The drive block 201 is grounded through a contact 207. The switching circuit 221 includes electrodes 231, 232, and 233, and the switching circuit 222 includes electrodes 234, 235, and 236. By switching the connection between these electrodes, the electrodes 205 and 215 provided on the piezoelectric elements 204 and 214 are switched.
And the driving circuits 223 and 225 or the sensing circuit 22
4,226 can be freely selected. The drive circuits 223 and 225 are connected so as to be controlled by the control circuit 227. Sensing circuits 224, 22
6 is connected to the control circuit 227 and can input a signal to the control circuit. The control circuit 227 is grounded through a contact 228.

【００３１】図７における変位機構部２０３，２１３は
実施の形態１で説明したものと同様の方法で作られてい
る。The displacement mechanisms 203 and 213 in FIG. 7 are made by the same method as that described in the first embodiment.

【００３２】変位機構部２０３を駆動する時は、切替回
路２２１により駆動回路２２３の出力が圧電素子２０４
に伝わるようにし、実施の形態１または２で説明したよ
うな方法で切替回路２２１により圧電素子２０４とセン
シング回路２２４を接続することにより、共振点の追従
が可能になる。変位機構部２１３を駆動する時は、切替
回路２２２により駆動回路２２５の出力が圧電素子２１
４に伝わるようにし、実施の形態１または２で説明した
ような方法で切替回路２２２により圧電素子２１４とセ
ンシング回路２２６を接続することにより、共振点の追
従が可能になる。変位機構部２０３と変位機構部２１３
は自由端が反対方向になっているため、それぞれを駆動
したとき、移動体２０２は逆方向に移動する。When the displacement mechanism 203 is driven, the output of the drive circuit 223 is switched by the switching circuit 221 to the piezoelectric element 204.
By connecting the piezoelectric element 204 and the sensing circuit 224 by the switching circuit 221 using the method described in the first or second embodiment, the resonance point can be tracked. When the displacement mechanism 213 is driven, the output of the drive circuit 225 is
4 and the switching circuit 222 connects the piezoelectric element 214 and the sensing circuit 226 by the method described in the first or second embodiment, so that the resonance point can be tracked. Displacement mechanism 203 and displacement mechanism 213
Since the free ends are in opposite directions, when each is driven, the moving body 202 moves in the opposite direction.

【００３３】本実施の形態においては、駆動回路２２
３，２２５はそれぞれ独立して設けているが、これらは
共用することが可能である。同様に本実施の形態に置い
ては、センシング回路２２４，２２６はそれぞれ独立し
て設けているが、これらは共用することが可能である。In the present embodiment, the driving circuit 22
Although 3,225 are provided independently, they can be shared. Similarly, in the present embodiment, the sensing circuits 224 and 226 are provided independently of each other, but these can be shared.

【００３４】図７においては、２個の変位機構部が形成
された例を示しているが、さらに多数の変位機構部が形
成されていても、本発明の効果は同様である。また、図
７においては、自由端部が反対方向を向いた変域後部の
例を示しているが、たとえば自由端部の９０°異なった
変位機構部を設け、ＸＹ方向自由に移動体を移動させる
ことも可能である。 （実施の形態５）図１１は、本発明による圧電アクチュ
エータに用いる複数の変位機構部の例を示す概略図であ
る。FIG. 7 shows an example in which two displacement mechanisms are formed. However, the effect of the present invention is the same even if a larger number of displacement mechanisms are formed. FIG. 7 shows an example of the rear part of the gamut in which the free end faces in the opposite direction. For example, a displacement mechanism different from the free end by 90 ° is provided, and the moving body can be freely moved in the XY directions. It is also possible to make it. (Embodiment 5) FIG. 11 is a schematic view showing an example of a plurality of displacement mechanisms used in a piezoelectric actuator according to the present invention.

【００３５】図１１において９０１は駆動ブロックであ
り、駆動ブロック９０１にはＵ字型の穴９０６（ａ）、
９０６（ｂ）、９０６（ｃ）よって、自由端を有し、そ
れぞれ大きさの異なる変位機構部９０３（ａ）、９０３
（ｂ）、９０３（ｃ）が形成されている。変位機構部９
０３（ａ）、９０３（ｂ）、９０３（ｃ）には、それぞ
れ圧電素子９０４（ａ）、９０４（ｂ）、９０４（ｃ）
が貼設されており、圧電素子９０４（ａ）、９０４
（ｂ）、９０４（ｃ）の貼設面とは反対の面には電極が
設けられている。図１１においては圧電素子９０４
（ａ）、９０４（ｂ）、９０４（ｃ）は、同一の大きさ
の圧電素子を用いているが、これらは変位機構部同様に
異なった大きさでもかまわない。駆動ブロック９０１
の、圧電素子を貼設した面とは反対の面には、図示しな
い移動体が設置される。それぞれの圧電素子には、実施
の形態１〜４と同様に、切替回路、駆動回路、センシン
グ回路、制御回路が接続され、実施の形態１〜４と同様
に移動体を駆動することができる。In FIG. 11, reference numeral 901 denotes a drive block. The drive block 901 has a U-shaped hole 906 (a),
906 (b) and 906 (c) have free ends and have different sizes of displacement mechanisms 903 (a) and 903, respectively.
(B) and 903 (c) are formed. Displacement mechanism 9
03 (a), 903 (b) and 903 (c) have piezoelectric elements 904 (a), 904 (b) and 904 (c), respectively.
Are attached, and the piezoelectric elements 904 (a), 904
Electrodes are provided on the surface opposite to the bonding surface of (b) and 904 (c). In FIG. 11, the piezoelectric element 904
(A), 904 (b), and 904 (c) use piezoelectric elements of the same size, but they may be of different sizes as in the displacement mechanism. Drive block 901
A moving body (not shown) is provided on the surface opposite to the surface on which the piezoelectric element is attached. A switching circuit, a driving circuit, a sensing circuit, and a control circuit are connected to each of the piezoelectric elements as in the first to fourth embodiments, and the moving body can be driven as in the first to fourth embodiments.

【００３６】図１３により、図１１の各変位機構部９０
３（ａ）、９０３（ｂ）、９０３（ｃ）に貼設された圧
電素子９０４（ａ）、９０４（ｂ）、９０４（ｃ）の駆
動回路の出力電圧とセンシング回路への入力電圧の関係
を説明する。図１３（ａ）において波形８６１は駆動回
路からの出力電圧を示している。期間８５１で示される
間、駆動回路の出力が圧電素子９０４（ａ）、９０４
（ｂ）、９０４（ｃ）に加わり、圧電素子９０４
（ａ）、９０４（ｂ）、９０４（ｃ）は振動する。タイ
ミング８５４において切替回路は切替動作を行い、駆動
回路の出力は圧電素子９０４（ａ）、９０４（ｂ）、９
０４（ｃ）に伝わらなくなるが、変位機構部９０３
（ａ）、９０３（ｂ）、９０３（ｃ）は振動がすぐには
停止せず、減衰振動をするため、この振動の応力により
圧電素子９０４（ａ）、９０４（ｂ）、９０４（ｃ）に
起電力が発生し、それがセンシング回路に入力される。
期間８５２の後、タイミング８５５において切替回路は
切替動作を行い、駆動回路の出力が圧電素子に再度加わ
るようになる。As shown in FIG. 13, each displacement mechanism 90 shown in FIG.
3 (a), 903 (b), 903 (c) Relationship between the output voltage of the drive circuit of the piezoelectric elements 904 (a), 904 (b), 904 (c) and the input voltage to the sensing circuit Will be described. In FIG. 13A, a waveform 861 indicates an output voltage from the drive circuit. During a period 851, the output of the driving circuit is output from the piezoelectric elements 904 (a) and 904.
(B) and 904 (c), and the piezoelectric element 904
(A), 904 (b), and 904 (c) vibrate. At timing 854, the switching circuit performs a switching operation, and the output of the driving circuit outputs the piezoelectric elements 904 (a), 904 (b), 9
04 (c), but the displacement mechanism 903
Since (a), 903 (b), and 903 (c) do not stop immediately, but do attenuated vibration, the piezoelectric elements 904 (a), 904 (b), 904 (c) are caused by the stress of this vibration. Generates an electromotive force, which is input to the sensing circuit.
After the period 852, at timing 855, the switching circuit performs a switching operation, and the output of the driving circuit is applied to the piezoelectric element again.

【００３７】図１３（ｂ）、図１３（ｃ）、図１３
（ｄ）は、それぞれ圧電素子９０４（ａ）、９０４
（ｂ）、９０４（ｃ）に接続されたセンシング回路のセ
ンシング電圧を示す。図１１に示すように、本実施の形
態においては変位機構部９０３（ａ）、９０３（ｂ）、
９０３（ｃ）はそれぞれ大きさが異なるため、共振周波
数が異なる。このため、駆動回路の周波数が共振周波数
の範囲に対して高周波側にずれているのか、低周波側に
ずれているのかが１回のセンシングで検出できる。FIGS. 13B, 13C and 13
(D) shows the piezoelectric elements 904 (a) and 904, respectively.
(B) shows the sensing voltage of the sensing circuit connected to 904 (c). As shown in FIG. 11, in the present embodiment, the displacement mechanisms 903 (a), 903 (b),
903 (c) have different sizes, and thus have different resonance frequencies. Therefore, it is possible to detect whether the frequency of the drive circuit is shifted to the high frequency side or the low frequency side with respect to the range of the resonance frequency by one sensing.

【００３８】図１３の例では、図１３（ｄ）の波形８６
４がもっとも大きな振幅をセンシングしているが、図１
３（ｄ）で示しているのは、もっとも大きい変位機構部
９０３（ｃ）に貼設された圧電素子９０４（ｃ）の発電
電圧であるため、駆動回路の出力周波数は低周波側にず
れていることがわかる。In the example shown in FIG. 13, the waveform 86 shown in FIG.
4 senses the largest amplitude.
3 (d) is the generated voltage of the piezoelectric element 904 (c) attached to the largest displacement mechanism 903 (c), so that the output frequency of the drive circuit is shifted to the low frequency side. You can see that there is.

【００３９】以上より明らかなように、少なくとも３個
以上の変位機構部を有し、その大きさは少なくとも３種
類以上の異なった大きさの変位機構部であることを特徴
とすることにより、特別なセンサ電極を用いなくても１
回のセンシングによって、周波数追尾方向の決定が可能
となる。As is clear from the above, a special feature is provided by having at least three or more displacement mechanism sections, and having at least three or more different size displacement mechanism sections. 1 without using a complicated sensor electrode
The frequency tracking direction can be determined by the second sensing.

【００４０】本実施の形態においては、３種類の大きさ
の変位機構部が同一方向に並んでいる例に関して説明し
たが、この構成に限定されるものでは無い。 （実施の形態６）図１２は、本発明による圧電アクチュ
エータに用いる複数の変位機構部の例を示す概略図であ
る。In this embodiment, an example has been described in which three types of displacement mechanisms are arranged in the same direction, but the present invention is not limited to this configuration. (Embodiment 6) FIG. 12 is a schematic view showing an example of a plurality of displacement mechanisms used in the piezoelectric actuator according to the present invention.

【００４１】図１２において９１１は駆動ブロックであ
り、駆動ブロック９１１にはＵ字型の穴９１６（ａ）、
９１６（ｂ）、９１６（ｃ）よって、自由端を有する変
位機構部９１３（ａ）、９１３（ｂ）、９１３（ｃ）が
形成されている。変位機構部９１３（ａ）、９１３
（ｂ）、９１３（ｃ）には、それぞれ大きさの異なる圧
電素子９１４（ａ）、９１４（ｂ）、９１４（ｃ）が貼
設されており、圧電素子９１４（ａ）、９１４（ｂ）、
９１４（ｃ）の貼設面とは反対の面には電極が設けられ
ている。駆動ブロック９１１の、圧電素子を貼設した面
とは反対の面には、図示しない移動体が設置される。そ
れぞれの圧電素子には、実施の形態１〜４と同様に、切
替回路、駆動回路、センシング回路、制御回路が接続さ
れ、実施の形態１〜４と同様に移動体を駆動することが
できる。In FIG. 12, reference numeral 911 denotes a drive block. The drive block 911 has a U-shaped hole 916 (a),
By 916 (b) and 916 (c), displacement mechanism portions 913 (a), 913 (b) and 913 (c) having free ends are formed. Displacement mechanism 913 (a), 913
Piezoelectric elements 914 (a), 914 (b), and 914 (c) having different sizes are attached to (b) and 913 (c), respectively, and the piezoelectric elements 914 (a) and 914 (b) are attached. ,
Electrodes are provided on the surface opposite to the attachment surface of 914 (c). A moving body (not shown) is provided on the surface of the drive block 911 opposite to the surface on which the piezoelectric element is attached. A switching circuit, a driving circuit, a sensing circuit, and a control circuit are connected to each of the piezoelectric elements as in the first to fourth embodiments, and the moving body can be driven as in the first to fourth embodiments.

【００４２】本実施の形態においても、実施の形態５と
全く同様に、図１３によりその動作を説明することがで
きる。これは、本実施の形態においては変位機構部９１
３（ａ）、９１３（ｂ）、９１３（ｃ）には、それぞれ
大きさが異なる圧電素子９１４（ａ）、９１４（ｂ）、
９１４（ｃ）が貼設されているため、共振周波数が異な
るからである。In the present embodiment, the operation can be described with reference to FIG. 13 just like in the fifth embodiment. This is because, in the present embodiment, the displacement mechanism 91
3 (a), 913 (b) and 913 (c) have piezoelectric elements 914 (a), 914 (b),
This is because the resonance frequency is different because 914 (c) is attached.

【００４３】これにより、少なくとも３個以上の変位機
構部を有し、それぞれの変位機構部に貼設された圧電素
子が少なくとも３種類以上の異なった大きさの圧電素子
であることを特徴とするることにより、特別なセンサ電
極を用いなくても１回のセンシングによって、周波数追
尾方向の決定が可能となる。 （実施の形態７）図８は、本発明による回転型の圧電ア
クチュエータの実施の形態の他のひとつを示す概略図で
あり、図９は図８の回転型アクチュエータに用いる振動
体ブロックの他の例を示す概略図である。According to this structure, at least three or more displacement mechanisms are provided, and the piezoelectric elements attached to each of the displacement mechanisms are at least three or more kinds of piezoelectric elements having different sizes. Accordingly, the frequency tracking direction can be determined by one sensing without using a special sensor electrode. (Embodiment 7) FIG. 8 is a schematic view showing another embodiment of the rotary piezoelectric actuator according to the present invention, and FIG. 9 is another diagram of the vibrating body block used in the rotary actuator of FIG. It is a schematic diagram showing an example.

【００４４】本実施の形態における回転型の圧電アクチ
ュエータは、軸突起部３５１を有する回転移動体３０２
と、軸突起部を通す穴３５２を有する振動体ブロック３
０１と、振動体ブロック３０１を支持し、かつ軸突起部
３５１を摺動回転可能なように支持する基盤シャーシ３
５３から構成されている。The rotary piezoelectric actuator according to the present embodiment has a rotary moving body 302 having a shaft projection 351.
And vibrating body block 3 having a hole 352 through which a shaft projection passes
01 and a base chassis 3 that supports the vibrating body block 301 and slidably rotates the shaft protrusion 351.
53.

【００４５】振動体ブロック３０１には自由端を有する
変位機構部３０３と３１３が形成されている。変位機構
部３０３および３１３には、それぞれ圧電素子３０４，
３１４が貼設されており、圧電素子３０４，３１４の貼
設面とは反対の面には電極３０５，３１５がそれぞれ設
けられており、電線等を通してそれぞれ切替回路３２
１，３２２に接続されている。回転移動体３０２は振動
体ブロック３０１の圧電素子３０４，３１４が貼設され
た面とは反対の面に配置され、自重またはバネ力または
磁力等によって変位機構部３０３，３１３と加圧接触さ
れている。また、振動体ブロック３０１は接点３０７を
通して接地されている。圧電素子３０４，３１４は切替
回路３２１，３２２により駆動回路３２３，３２５また
はセンシング回路３２４，３２６との接続を選択できる
ようになっている。センシング回路３２４，３２６は制
御回路３２７と接続され、信号を入力できる。駆動回路
３２３，３２５は制御回路３２７により制御されるよう
に接続されている。The vibrating body block 301 is formed with displacement mechanisms 303 and 313 having free ends. The displacement mechanisms 303 and 313 include a piezoelectric element 304,
314 is attached, and electrodes 305, 315 are provided on the surface opposite to the attachment surface of the piezoelectric elements 304, 314, respectively.
1,322. The rotary moving body 302 is disposed on the surface of the vibrating body block 301 opposite to the surface on which the piezoelectric elements 304 and 314 are attached, and is brought into pressure contact with the displacement mechanism portions 303 and 313 by its own weight, spring force, magnetic force, or the like. I have. Further, the vibrating body block 301 is grounded through a contact 307. The connection of the piezoelectric elements 304 and 314 to the driving circuits 323 and 325 or the sensing circuits 324 and 326 can be selected by the switching circuits 321 and 322. The sensing circuits 324 and 326 are connected to the control circuit 327 and can input signals. The drive circuits 323 and 325 are connected so as to be controlled by the control circuit 327.

【００４６】本実施の形態では振動体ブロック３０１に
は実施の形態１と同様にステンレス鋼材を用いた。また
圧電素子３０４，３１４に関しても実施の形態１と同様
にＰＺＴを用いた。ただし他の材質を用いても同様の効
果が得られることは言うまでもない。圧電素子３０４，
３１４に交流電圧が印加されると圧電素子３０４，３１
４は伸縮力を発生するが、貼設されている変位機構部３
０３，３１３が自由端を有するため、この伸縮力は圧電
素子３０４，３１４と変位機構部３０３，３１３とを含
めた屈曲力となって表れる。この屈曲力による変位機構
部３０３，３１３の変位は回転移動体３０２に作用す
る。変位機構部３０３，３１３の振動挙動は実施の形態
１にて説明した図３同様である。変位機構部３０３と３
１３は移動体３０２に同一方向の回転運動を与えるよう
に配置されており、変位機構部３０３，３１３のどちら
か、またはそれらが同時に駆動した場合のいずれも回転
移動体３０２は同一方向に回転する。尚、本実施の形態
では変位機構部３０３，３１３は略同一形状になってい
るが、必ずしも同一形状、同一寸法である必要は無いこ
とは言うまでも無い。In this embodiment, a stainless steel material is used for the vibrating body block 301 as in the first embodiment. Also, PZT was used for the piezoelectric elements 304 and 314 as in the first embodiment. However, it goes without saying that the same effect can be obtained by using other materials. Piezoelectric element 304,
When an AC voltage is applied to 314, the piezoelectric elements 304, 31
4 generates a stretching force, but the displacement mechanism 3
Since 03 and 313 have free ends, the expansion and contraction force appears as a bending force including the piezoelectric elements 304 and 314 and the displacement mechanisms 303 and 313. The displacement of the displacement mechanisms 303 and 313 due to the bending force acts on the rotary moving body 302. The vibration behavior of the displacement mechanisms 303 and 313 is the same as in FIG. 3 described in the first embodiment. Displacement mechanisms 303 and 3
Numeral 13 is arranged so as to give a rotational movement to the moving body 302 in the same direction, and the rotating moving body 302 rotates in the same direction in either of the displacement mechanism sections 303 and 313 or when both of them are simultaneously driven. . Although the displacement mechanisms 303 and 313 have substantially the same shape in the present embodiment, it is needless to say that they do not necessarily have to have the same shape and the same dimensions.

【００４７】駆動回路３２３，３２５、センシング回路
３２４，３２６、制御回路３２７の構成は、実施の形態
１にて説明した図４の構成と同等である。またその動作
も実施の形態１から３において説明した内容と同様であ
り、変位機構部３０３，３１３を駆動する時は、切替回
路３２１，３２２により駆動回路３２３，３２５の出力
が圧電素子３０４，３１４に伝わるようにし、図５乃至
図６で説明したような方法で切替回路３２１，３２２に
より圧電素子３０４，３１４とセンシング回路３２４，
３２６を接続することにより、共振点の追従が可能にな
る。切替回路３２１と３２２のそれぞれの切替のタイミ
ングは、同時であってもかまわないし、それぞれ独立し
ていてもかまわない。The configurations of the driving circuits 323 and 325, the sensing circuits 324 and 326, and the control circuit 327 are the same as the configuration of FIG. 4 described in the first embodiment. The operation is also the same as that described in the first to third embodiments. When driving the displacement mechanisms 303 and 313, the outputs of the driving circuits 323 and 325 are switched by the switching circuits 321 and 322 to the piezoelectric elements 304 and 314. The piezoelectric elements 304 and 314 and the sensing circuits 324 and 324 are switched by the switching circuits 321 and 322 in the manner described with reference to FIGS.
By connecting 326, the resonance point can be followed. The switching timings of the switching circuits 321 and 322 may be simultaneous or independent.

【００４８】本実施の形態においては、駆動回路３２
３，３２５はそれぞれ独立して設けているが、これらは
共用することが可能である。同様に本実施の形態に置い
ては、センシング回路３２４，３２６はそれぞれ独立し
て設けているが、これらは共用することが可能である。In this embodiment, the driving circuit 32
Although 3,325 are provided independently of each other, these can be shared. Similarly, in the present embodiment, the sensing circuits 324 and 326 are provided independently of each other, but these can be shared.

【００４９】図８において、振動体ブロック３０１には
回転移動体３０２を同一方向に駆動する複数の変位機構
部３０３と３１３が設けられているが、図９に示される
ような振動体ブロックを用いることにより、変位機構部
３０３と３１３のそれぞれの駆動により回転移動体３０
２を逆方向に回転させることも可能である。In FIG. 8, the vibrating body block 301 is provided with a plurality of displacement mechanisms 303 and 313 for driving the rotary moving body 302 in the same direction, but a vibrating body block as shown in FIG. 9 is used. As a result, the rotational moving body 30 is driven by the respective driving of the displacement mechanisms 303 and 313.
It is also possible to rotate 2 in the opposite direction.

【００５０】以上より明らかなように、本発明において
は、特別なセンサ電極等を設けなくても周波数の追尾が
可能となり、構成を複雑にすることなく周波数の追尾が
可能な回転型アクチュエータを実現する。As is clear from the above, according to the present invention, it is possible to track the frequency without providing a special sensor electrode or the like, and to realize a rotary actuator capable of tracking the frequency without complicating the configuration. I do.

【００５１】本実施の形態においては、振動体ブロック
３０１に変位機構部を２つ形成した場合について説明し
ているが、さらに複数の変位機構部を形成することも可
能であることは言うまでもない。In this embodiment, a case is described in which two displacement mechanisms are formed in the vibrating body block 301. However, it is needless to say that a plurality of displacement mechanisms can be formed.

【００５２】以上、各実施の形態において説明したよう
に、本発明においては、変位機構部に貼設された圧電素
子に駆動回路とセンシング回路を選択的に接続するため
の複数の切替回路を有することにより、簡易な構成のた
め小型化に適し、また駆動特性を阻害することなく、共
振周波数の変化に対して駆動周波数を変化させることが
可能となる。As described in the above embodiments, the present invention has a plurality of switching circuits for selectively connecting a drive circuit and a sensing circuit to a piezoelectric element attached to a displacement mechanism. Thus, the simple configuration is suitable for miniaturization, and the drive frequency can be changed with respect to the change in the resonance frequency without impairing the drive characteristics.

【００５３】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の圧電ア
クチュエータにおいては、自由端部を有し一方の面に圧
電素子が貼設され他方の面に移動体が接触することを特
徴とした変位機構部を備える圧電アクチュエータにおい
て、前記変位機構部に貼設された圧電素子に駆動回路と
センシング回路をアクチュエータの動作中に選択的に接
続するための切替回路を有することを特徴とし、また、
センシング回路が、圧電素子により発電された電圧の振
幅、または圧電素子により発電された電圧の時間による
減衰率、または圧電素子により発電された電圧の位相、
あるいはそれぞれを同時にセンシングすることを特徴と
することにより、特別な電極等を必要としない簡易な構
成のため小型化に適し、また検出回路が駆動特性を阻害
することなく、共振周波数の変化に対して駆動周波数を
変化させることが可能な圧電アクチュエータを提供する
ことが可能となる。As described above, in the piezoelectric actuator of the present invention, the displacement is characterized in that the piezoelectric element has a free end, and the piezoelectric element is stuck on one surface and the moving body contacts the other surface. In a piezoelectric actuator including a mechanism unit, a switching circuit for selectively connecting a drive circuit and a sensing circuit to a piezoelectric element attached to the displacement mechanism unit during operation of the actuator, and
Sensing circuit, the amplitude of the voltage generated by the piezoelectric element, or the time-dependent decay rate of the voltage generated by the piezoelectric element, or the phase of the voltage generated by the piezoelectric element,
Alternatively, by sensing each at the same time, it is suitable for miniaturization due to its simple configuration that does not require special electrodes, etc., and the detection circuit does not hinder the drive characteristics and Thus, it is possible to provide a piezoelectric actuator capable of changing the driving frequency.

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

【図１】本発明の実施の形態１による圧電アクチュエー
タの例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a piezoelectric actuator according to a first embodiment of the present invention.

【図２】図１に示した変位機構部の動作を説明するため
の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an operation of the displacement mechanism shown in FIG. 1;

【図３】図１および図２に示した圧電素子の振動を説明
するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining vibration of the piezoelectric element shown in FIGS. 1 and 2.

【図４】図１に示した回路部の構成を説明するための説
明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a circuit unit illustrated in FIG. 1;

【図５】本発明の実施の形態１における駆動電圧および
センシング電圧の関係を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a driving voltage and a sensing voltage according to the first embodiment of the present invention.

【図６】本発明の実施の形態３における駆動電圧および
センシング電圧の関係を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a driving voltage and a sensing voltage according to a third embodiment of the present invention.

【図７】本発明の実施の形態４による圧電アクチュエー
タの例を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a piezoelectric actuator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図８】本発明の実施の形態７による圧電アクチュエー
タの例を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a piezoelectric actuator according to a seventh embodiment of the present invention.

【図９】本発明の実施の形態７に用いる他の振動体ブロ
ックの例を示す概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of another vibrating body block used in Embodiment 7 of the present invention.

【図１０】本発明の実施の形態２における駆動電圧およ
びセンシング電圧の関係を説明するための説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a driving voltage and a sensing voltage according to the second embodiment of the present invention.

【図１１】本発明の実施の形態５に用いる他の振動体ブ
ロックの例を示す概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of another vibrating body block used in Embodiment 5 of the present invention.

【図１２】本発明の実施の形態６に用いる他の振動体ブ
ロックの例を示す概略図である。FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of another vibrating body block used in Embodiment 6 of the present invention.

【図１３】本発明の実施の形態５および実施の形態６に
おける駆動電圧およびセンシング電圧の関係を説明する
ための説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a driving voltage and a sensing voltage according to the fifth and sixth embodiments of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０１ 駆動ブロック １０２ 移動体 １０３ 変位機構部 １０４ 圧電素子 １０５ 電極 １１１ 切替回路 １１２，１１３，１１４ 電極 １１５ 駆動回路 １１６ センシング回路 １２１ 制御回路 １０７，１２２ 接点 １０６ 穴 ２０１ 駆動ブロック ２０２ 移動体 ２２１，２２２ 切替回路 ２２３，２２５ 駆動回路 ２２４，２２６ センシング回路 ２２７ 制御回路 ２０７，２２８ 接点 ２０３，２１３ 変位機構部 ２０４，２１４ 圧電素子 ２０５，２１５ 電極 ２０６，２１６ 穴 ３０１ 振動体ブロック ３０２ 回転移動体 ３０３，３１３ 変位機構部 ３０４，３１４ 圧電素子 ３０５，３１５ 電極 ３２１，３２２ 切替回路 ３２３，３２５ 駆動回路 ３２４，３２６ センシング回路 ３２７ 制御回路 ３５１ 軸突起部 ３５２ 穴 ３５３ 基盤シャーシ ７１１，７６１ 駆動電圧波形 ７１２，７１３，７６２，７６３ センシング電圧波形 ７０１，７０２，７０３，７５１，７５２，７５３ 期
間 ７０４，７０５，７５４，７５５ タイミング ７２１，７２２ 振幅 ８１１，８６１ 駆動電圧波形 ８１２，８１３，８６２，８６３，８６４ センシング
電圧波形 ８０１，８０２，８０３，８５１，８５２，８５３ 期
間 ８０４，８０５，８５４，８５５ タイミング ８１４，８１５ 減衰 ９０１ 駆動ブロック ９０３（ａ），（ｂ），（ｃ） 変位機構部 ９０４（ａ），（ｂ），（ｃ） 圧電素子 ９１１ 駆動ブロック ９１３（ａ），（ｂ），（ｃ） 変位機構部 ９１４（ａ），（ｂ），（ｃ） 圧電素子DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Drive block 102 Moving body 103 Displacement mechanism part 104 Piezoelectric element 105 Electrode 111 Switching circuit 112, 113, 114 Electrode 115 Drive circuit 116 Sensing circuit 121 Control circuit 107, 122 Contact point 106 Hole 201 Drive block 202 Moving body 221 and 222 Switching circuit 223, 225 Drive circuit 224, 226 Sensing circuit 227 Control circuit 207, 228 Contact point 203, 213 Displacement mechanism section 204, 214 Piezoelectric element 205, 215 Electrode 206, 216 Hole 301 Vibrator block 302 Rotary moving body 303, 313 Displacement mechanism section 304,314 Piezoelectric element 305,315 Electrode 321,322 Switching circuit 323,325 Drive circuit 324,326 Sensing circuit 327 Control circuit 351 Shaft protrusion 352 Hole 353 711, 761 Drive voltage waveform 712, 713, 762, 763 Sensing voltage waveform 701, 702, 703, 751, 752, 753 Period 704, 705, 754, 755 Timing 721, 722 Amplitude 811, 861 Drive voltage waveform 812, 813 , 862, 863, 864 Sensing voltage waveform 801, 802, 803, 851, 852, 853 Period 804, 805, 854, 855 Timing 814, 815 Attenuation 901 Drive block 903 (a), (b), (c) Displacement mechanism Part 904 (a), (b), (c) Piezoelectric element 911 Drive block 913 (a), (b), (c) Displacement mechanism part 914 (a), (b), (c) Piezoelectric element

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 陽子 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 (72)発明者 渡辺 聖士 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内Continued on the front page (72) Inventor Yoko Suzuki 1-8 Nakase, Nakase, Mihama-ku, Chiba Chiba Prefecture Inside SII RRD Center (72) Inventor Seiji Watanabe 1-8, Nakase, Mihama-ku, Chiba City, Chiba Prefecture Address SII IRD Center

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 自由端部を有し一方の面に圧電素子が貼
設され他方の面に移動体が接触することを特徴とした変
位機構部を備える圧電アクチュエータにおいて、前記変
位機構部に貼設された圧電素子に駆動回路とセンシング
回路をアクチュエータの動作中に選択的に接続するため
の切替回路を有することを特徴とした圧電アクチュエー
タ。1. A piezoelectric actuator comprising a displacement mechanism having a free end, a piezoelectric element attached to one surface, and a moving body in contact with the other surface, wherein the piezoelectric device is attached to the displacement mechanism. A piezoelectric actuator comprising: a switching circuit for selectively connecting a driving circuit and a sensing circuit to an installed piezoelectric element during operation of the actuator. 【請求項２】 センシング回路が、圧電素子により発電
された電圧の振幅をセンシングすることを特徴とした、
請求項１に記載の圧電アクチュエータ。2. The method according to claim 1, wherein the sensing circuit senses an amplitude of a voltage generated by the piezoelectric element.
The piezoelectric actuator according to claim 1. 【請求項３】 センシング回路が、圧電素子により発電
された電圧の、時間による振幅の減衰率をセンシングす
ることを特徴とした、請求項２に記載の圧電アクチュエ
ータ。3. The piezoelectric actuator according to claim 2, wherein the sensing circuit senses a decay rate of an amplitude of a voltage generated by the piezoelectric element with respect to time. 【請求項４】 センシング回路が、圧電素子により発電
された電圧の位相をセンシングすることを特徴とした、
請求項１に記載の圧電アクチュエータ。4. The method according to claim 1, wherein the sensing circuit senses a phase of a voltage generated by the piezoelectric element.
The piezoelectric actuator according to claim 1. 【請求項５】 切替回路が、駆動回路に接続している時
間とセンシング回路に接続している時間の比を１０対１
よりも大きな比になるように切り替えることを特徴とし
た、請求項１から４のいずれか一項に記載の圧電アクチ
ュエータ。5. A switching circuit according to claim 1, wherein a ratio of a time connected to the drive circuit to a time connected to the sensing circuit is 10: 1.
The piezoelectric actuator according to any one of claims 1 to 4, wherein the switching is performed such that the ratio becomes larger than the ratio. 【請求項６】 変位機構部を複数有する、請求項１から
５のいずれか一項に記載の圧電アクチュエータ。6. The piezoelectric actuator according to claim 1, comprising a plurality of displacement mechanisms. 【請求項７】 少なくとも３個以上の変位機構部を有
し、その大きさは少なくとも３種類以上の異なった大き
さの変位機構部であることを特徴とする、請求項６に記
載の圧電アクチュエータ。7. The piezoelectric actuator according to claim 6, wherein the piezoelectric actuator has at least three or more displacement mechanisms, and the size of the displacement mechanisms is at least three or more different sizes. . 【請求項８】 少なくとも３個以上の変位機構部を有
し、それぞれの変位機構部に貼設された圧電素子が少な
くとも３種類以上の異なった大きさの圧電素子であるこ
とを特徴とする、請求項６に記載の圧電アクチュエー
タ。8. A device having at least three or more displacement mechanism units, wherein the piezoelectric elements attached to each of the displacement mechanism units are at least three or more types of piezoelectric elements having different sizes. The piezoelectric actuator according to claim 6. 【請求項９】 自由端部が異なった方向にならべられた
複数の変位機構部を有することを特徴とした、請求項６
から８のいずれか一項に記載の圧電アクチュエータ。9. The device according to claim 6, wherein the free end has a plurality of displacement mechanisms arranged in different directions.
9. The piezoelectric actuator according to any one of items 1 to 8, above. 【請求項１０】 移動体が回転移動体であることを特徴
とした、請求項１から９のいずれか一項に記載の圧電ア
クチュエータ。10. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the moving body is a rotary moving body.