JP4053773B2

JP4053773B2 - Actuator control method

Info

Publication number: JP4053773B2
Application number: JP2002008279A
Authority: JP
Inventors: 健二須藤; 道夫津久井; 裕子川倉
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2022-01-17
Also published as: JP2003219666A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子等の電気機械変換素子の振動によって駆動されるアクチュエータの制御方法に関し、特に、電圧変化に伴って発生する作動音を低減させ得るアクチュエータ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車用ワイパブレードやスピードメータ、時計の針等では、棒状の部材を駆動させることによりガラス面の払拭や数値指示等を行っており、その駆動源としては電磁モータや油空圧にて回転駆動するアクチュエータが用いられている。ところが、このような電磁モータ等は、それ自体が相当の大きさを有しているためデザイン上や設置上の制限を受けると共に、減速機構やリンク機構等が必要となることが多く、スペースや装置重量などの点で問題があった。
【０００３】
そこで、本発明者らは電気機械変換素子の一種である圧電素子の振動形態に着目し、印加電圧の変化に伴って駆動体が回転軸を中心に揺動若しくは回転運動する電磁モータ等を使用しないアクチュエータを開発するに至った。そこでは、圧電素子からなる駆動体を回転軸に取り付け、この回転軸に対して回転抵抗力を付与すると共に、圧電素子に図１１に示すような鋸歯状の波形を有する電圧が印加される。
【０００４】
この場合、圧電素子は印加電圧に応じて変位するが、鋸歯状電圧を印可した場合、電圧変化率の違いにより、素子自体の慣性や回転抵抗力の影響を受け、駆動体の移動量に差異が生じ、その差分だけ回転軸が回動する。すなわち、素子自体は電圧変化率にかかわらず電圧値に応じた変位を行うのに対し、電圧変化率が大きいときの駆動体の移動量は、慣性の影響により電圧変化率が小さいときのそれよりも小さくなる。このため、素子の変位量と移動量との差分だけ回転軸がスリップし、これに伴って駆動体が回転移動する。そして、素子に印可する鋸歯状電圧の形態を適宜調整することにより駆動体の移動速度や移動方向が制御され、駆動体を回転運動や揺動運動させることが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように圧電素子に鋸歯状波形の電圧を印可してアクチュエータを駆動させると、図１１のＡ部のような入力電圧が急激に変化する部位で大きな作動音が発生するという問題がある。このような作動音は、特にアクチュエータを人が接する場所にて使用する場合には異音として認識され易く、発生音の低減が不可欠でありその改善が望まれていた。
【０００６】
本発明の目的は、圧電振動アクチュエータの作動音を低減させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のアクチュエータの制御方法は、電気機械変換素子に電圧値が変化する電圧を印可し、前記電圧変化に伴う前記電気機械変換素子の振動によって駆動されるアクチュエータの制御方法であって、前記電気機械変換素子に印可される電圧は、電圧が曲線的に変化する曲線変位部を電圧の極小値及び極大値の近傍に有すると共に、電圧の極小値から極大値に至る立ち上がり時間Ｔ１と極大値から極小値に至る立ち下がり時間Ｔ２とを異にすることを特徴としており、この場合、前記印可電圧に、時間経過に伴い電圧が直線的に変化する直線変位部を設け、この直線変位部の両端に前記曲線変位部を設けても良い。
【０００８】
また、本発明のアクチュエータ制御方法は、電気機械変換素子に電圧値が変化する電圧を印可し、前記電圧変化に伴う前記電気機械変換素子の振動によって駆動されるアクチュエータの制御方法であって、前記電気機械変換素子に印可される電圧は、電圧の極小値から極大値に至る立ち上がり時間Ｔ₁と極大値から極小値に至る立ち下がり時間Ｔ₂とを異にする正弦波変位波形を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、立ち上がり時間Ｔ₁と立ち下がり時間Ｔ₂を異ならせた直線変位波形又は正弦波変位波形を有する電圧を電気機械変換素子に印可することにより、素子の変形速度差を確保して駆動に必要な発生力を維持しつつ、電圧の急変を緩和させることができる。このため、アクチュエータの駆動力を大幅に減少させることなく作動音を大きく減少させることができ、静音性の向上を図ることが可能となる。
【００１０】
さらに、本発明のアクチュエータの制御方法は、電気機械変換素子に電圧値が変化する電圧を印可し、前記電圧変化に伴う前記電気機械変換素子の振動によって駆動されるアクチュエータの制御方法であって、前記電気機械変換素子に印可される電圧は、電圧の極小値が一定時間継続する下底部と電圧の極大値が一定時間継続する上底部とを備えてなる台形波形を有し、前記台形波形は、時間経過に伴い電圧が直線的に変化する直線変位部と、前記直線変位部と前記上底部及び前記下底部との間に設けられ電圧が曲線的に変化する曲線変位部とを備えると共に、電圧の極小値から極大値に至る立ち上がり時間Ｔ１と極大値から極小値に至る立ち下がり時間Ｔ２とを異にすることを特徴とする。この場合、上底部及び下底部を小刻みなジグザグ波形としても良い。
【００１１】
本発明にあっては、極値が一定時間継続する台形波形を有する電圧を電気機械変換素子に印可することにより、電圧波形のシャープエッジ部分をなくし電圧の急変を緩和させることができる。このため、作動音を大きく減少させることができ、静音性の向上を図ることが可能となる。
【００１２】
また、前記立ち上がり時間Ｔ₁と立ち下がり時間Ｔ₂との比は、Ｔ₁：Ｔ₂＝0.95：0.05〜0.8：0.2、又はＴ₁：Ｔ₂＝0.05：0.95〜0.2：0.8とすることが好ましく、これにより、駆動に必要な発生力を維持しつつアクチュエータの作動音低減が図られる。
【００１３】
一方、本発明のアクチュエータ制御方法は、電気機械変換素子に電圧値が変化する電圧を印可し、前記電圧変化に伴う前記電気機械変換素子の振動によって駆動されるアクチュエータの制御方法であって、前記電気機械変換素子に印可される電圧は、その極値近傍に電圧が曲線的に変化する曲線変位部を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、極値近傍における電圧変化が緩やかとなり、電圧ピーク部分にある程度の時間を持たせることができ、電圧波形のシャープエッジ部分をなくしアクチュエータの作動音低減を図ることが可能となる。
【００１５】
加えて、本発明においては、前記電気機械変換素子としてバイモルフ圧電素子等の圧電セラミクスを使用しても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は圧電振動アクチュエータの基本構成を示す概念図、図２は本発明の制御方法が適用される揺動形の圧電振動アクチュエータの構成を示す斜視図である。
【００１７】
本発明の制御方法が適用される圧電振動アクチュエータは、図１に示すように、平板状の駆動体１と、駆動体１が取り付けられた回転軸２と、回転軸２を支持する軸受部３とから構成されている。駆動体１は、電気機械変換素子の一種であるバイモルフ圧電素子によって形成されており、配線４を介してドライバ５から電圧が適宜印加される。これにより、駆動体１は全体が回転軸２との取付部を基部として曲がり、その先端が図１のＸ方向に作動する。また、回転軸２は軸受部３に回転可能に支持されていると共に、その回転に際し、回転を規制する方向に回転抵抗力が付与されている。この回転抵抗力は、例えば摩擦力の形で付与され、図２のアクチュエータでは板ばね１３によって付与されている。
【００１８】
ここで、図２のアクチュエータ１１では、駆動体１が取り付けられた回転軸２は、ホルダ１２に取り付けられている。このホルダ１２は、図１における軸受部３の役割を果たしており、そこに回転軸２が回転自在に取り付けられる。なお、アクチュエータ１１では、駆動体１として長さ２０mm×高さ３mmの圧電素子を使用しており、回転軸２は直径４mmに形成されている。
【００１９】
ホルダ１２の上端には、回転抵抗力付与手段として、板ばね１３が取り付けられており、回転軸２の頂部にて摩擦力により回転抵抗力を付与するようになっている。板ばね１３は、止めねじ２４によってホルダ１２に固定されている。板ばね１３の先端部には嵌合孔１４が形成されており、そこには回転軸２の上部に形成された小径部１５が嵌合するようになっている。そして、回転軸２における小径部１５が形成された段部端面に板ばね１３の下面が弾性的に接触し、回転軸２に回転抵抗力を付与している。これにより、簡易でコンパクトな構成で安定した荷重を回転軸２に加えることができ、安定した回転抵抗力が付与される。
【００２０】
図３は、図２のアクチュエータにおける給電構造を示す説明図である。アクチュエータ１１では、回転軸２は中空状になっており、その内部には軸方向に沿って空隙２３が形成されている。この空隙２３中には、図３に示すように、駆動体１に電力を供給するための配線４が通されており、駆動体１の外部に配線を引き回すことなく装置内部に配線４が収容されている。
【００２１】
一方、アクチュエータ１１には、図４に示すように、時間と共に電圧値とその極性が変化する直線変位波形を有する電圧を印加され、これによりアクチュエータ１１は回転軸２を中心とした回転運動を行う。図４はアクチュエータ１１に印加される電圧の波形を示す説明図、図５は図４の電圧が印加された場合の駆動体１の挙動を示す説明図である。
【００２２】
ここで、当該実施の形態では、アクチュエータ１１には極大値と極小値の間の電位差が200Ｖ、周波数250Hzの電圧が印加される。また、印加電圧は、図４に示すように、その極小値から極大値に至る立ち上がり時間Ｔ₁と極大値から極小値に至る立ち下がり時間Ｔ₂が異なっており、ここではＴ₁とＴ₂の比はＴ₁：Ｔ₂＝0.8：0.2となっている。そして、このような波形を有する電圧が印加されると、駆動体１は、＋電圧のときには図５において右方に変位し、−電圧のときには図中左方に変位する。
【００２３】
そこで、図４のように印加電圧を変化させると、まず図４の（１）のときは電圧は±０であり、駆動体１は初期位置Ｐ₀にて停止状態にある。次に、図４（２）の状態に電圧を変化させると、＋電圧であることから、図５（１→２）のように駆動体１は右方に変位する。その後、図４の（２→３）のように電圧が＋から−に変化させると、駆動体１もまたそれに応じて図５（２→３）のように左方に変位する。
【００２４】
この場合、図４の（２→３）の電圧変化率は図４（１→２）の場合に比して大きいため、両者の間で駆動体１の変形速度に差が生じる。すなわち、（１→２）では駆動体１は比較的ゆっくりと曲がり、（２→３）ではそれよりも速く曲がる。その際、駆動体１には、その重量によってその場に残ろうとする慣性力が発生する。そして、駆動体１の変形速度差から、（１→２）のときの慣性力よりも（２→３）のときの慣性力の方が大きくなる。
【００２５】
この慣性力に対しては、回転軸２に付与される回転抵抗力が作用する。すなわち、駆動体１の変形に伴い慣性力と摩擦力とが対抗する形となる。当該アクチュエータでは、回転抵抗力Ｆrが、（１→２）のときの慣性力Ｆ₁₂よりも大きく、（２→３）のときの慣性力Ｆ₂₃よりも小さくなるよう設定されている（Ｆ₁₂＜Ｆr＜Ｆ₂₃）。従って、（１→２）の場合の慣性力Ｆ₁₂は、回転抵抗力Ｆrによって打ち消される形となり、駆動体１は電圧値に応じた角度だけゆっくりと変位する。これに対して、（２→３）の場合には、慣性力Ｆ₂₃は、回転抵抗力Ｆrによって打ち消されない。このため、駆動体１は電圧変化に伴い急激に反対方向へと変位するが、電圧値に応じた角度は変位できず、その差分だけ回転軸２が回動する。
【００２６】
この場合、駆動体１は電圧変化率が変化しても、電圧値に依存した角度だけ屈曲する。例えば電圧を＋100V印加した場合、回転軸２に対し駆動体１がゆっくりと＋10度屈曲したとすると、このとき回転軸２は回転抵抗力によってスリック状態（スリップしない状態）にあり、駆動体１は片持ち梁のようにその先端が素子の全屈曲分の＋10度だけ移動する。これに対し、−100V印加して反対方向に急激に屈曲させた場合には、駆動体１の先端は前述のように慣性の影響により素子の全屈曲分の−10度までは移動することができない。つまり、駆動体１自体は電圧値に応じた量だけ変位しようとするものの、その先端は全変位量分は移動できない。このため、駆動体１を支持する回転軸２が回転抵抗力に打ち勝って駆動体１の先端移動方向とは逆回転にスリップし、このスリップにより回転軸２が回動する。
【００２７】
すなわち、駆動体１に図４のような波形の電圧を印可すると、回転軸２はそのスリップ分だけ図中右方側へと移動することになる。従って、図５の（２→３），（４→５）に示すように、駆動体１の振動と共に、１往復振動後における駆動体１の中心位置を示す線分Ｑも右方へ移動する（Ｐ₀→Ｑ₁→Ｑ₂）。なお、図５における一点鎖線Ｐ₀は、図５（１）の場合の駆動体１の位置（初期位置）を示している。
【００２８】
さらに、図４（２）→（３）にて電圧が変化した後、（３）→（４）では電圧が（２）→（３）よりもゆっくりと＋側へと変化し、駆動体１は、電圧変化に合わせて、図５（３→４）のように右方に変位する。この場合は、電圧変化が小さいため、駆動体１の慣性の影響は小さく、電圧に応じた変位量だけ駆動体１は右方に変位する。電圧が図４（４）に至ると、電圧は再び変化して（５）に至る。このときも前述のように、駆動体１の変形の速度差に基づき慣性力が発生し、図５（４→５）における駆動体１の左方への変位量は、図５（３→４）での右方への変位量よりも小さくなる。従って、回転軸２がこの変位量の差分だけ回動し、線分Ｑもまた右方へと移動する。
【００２９】
このように図４のような波形の電圧を印加すると、駆動体変形の速度差に基づく慣性力の働きにより回転軸２にスリップが生じ、その分だけ駆動体１は図５のように徐々に右方へと移動し、反時計回りに回転する（線分Ｑの動作参照）。すなわち、ゆっくり曲げて速く戻す動作の繰り返しにより、ゆっくり曲げたときの変位側に駆動体１が自走する。そして、電圧変化を図４とは逆に、立ち下がり時の変化率を小さく（Ｔ₂を長く）、立ち上がり時の変化率を大きく（Ｔ₁を短く）することにより、駆動体１は図５において左方（時計回り）に回転することになる。なお、この場合のＴ₁とＴ₂の比は、前記の場合とは逆にＴ₁：Ｔ₂＝0.2：0.8となる。従って、電圧変化パターンの切り換えにより、駆動体１を適宜往復動させることが可能となり、モータやリンク機構を用いることなく揺動するアクチュエータを構成することが可能となる。
【００３０】
一方、図１１のように、電圧の立ち下がりが急激でＴ₂がほぼ０に等しいような鋸歯波形を有する電圧をアクチュエータ１１に印可すると、前述のように、電圧急変部位ににて大きな作動音が発生する。これに対し、図４のような波形の電圧を印可する当該制御方法では、Ｔ₁とＴ₂を適正な比に設定することにより、駆動体変形の速度差を確保して駆動に必要な発生力を維持しつつ、電圧の急変を緩和させている。このため、当該制御方法によれば、駆動力を大幅に減少させることなく作動音を大きく減少させることができ、静音性の向上を図ることが可能となる。なお、発明者らの実験によれば、電圧値・周波数を同じくする図１１のような鋸歯波形電圧を用いた場合に約65dBであった作動音を、図４のような波形の電圧を用いることにより約45dBに低減させることができた。
【００３１】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２として、図４の直線変位波形のピーク値（極値）近傍に曲線変位部を設けたものについて説明する。図６は、実施の形態２においてアクチュエータ１１に印加される電圧の波形を示す説明図である。なお、以下の実施の形態においては、実施の形態１と同様の部位、部材等については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３２】
図６に示すように、当該実施の形態では、電圧波形の＋と−のピーク値付近に、電圧が曲線的に変化する曲線変位部３１が設けられている。すなわち、図６の波形では、ピーク部分はシャープエッジではなく、ある程度の時間を持って電圧が変化するようになっている。このため、ピーク値近傍における電圧の急変が緩和され、作動音を減少させることが可能となる。
【００３３】
なお、曲線変位部３１による作動音低減効果は、図１１のような鋸歯状電圧にても有効である。図７は、図６の波形の変形例を示す説明図であり、図６においてＴ₂＝０とした場合に相当する。この場合、電圧は立ち下がり時には極大値から極小値まで急変するが、ピーク値近傍では曲線変位部３１によって波形からシャープエッジが除かれている。従って、ピーク値近傍における電圧変化が緩和され、アクチュエータの作動音低減を図ることが可能となる。
（実施の形態３）
また、本発明の実施の形態３として、アクチュエータ１１に時間と共に電圧値と極性が変化する正弦波変位波形を有する電圧を印加する制御形態について説明する。図８は、実施の形態３においてアクチュエータ１１に印加される電圧の波形を示す説明図である。
【００３４】
図８に示すように、当該実施の形態では、アクチュエータ１１には極大値と極小値の間の電位差が200Ｖ、周波数250Hzの正弦波電圧が印加され、Ｔ₁とＴ₂の比はＴ₁：Ｔ₂＝0.8：0.2となっている。そして、このような波形を有する電圧が印加されると、駆動体１は図５のように動作し、回転軸２を中心として時計回りに回転する。そして、ここでも前述同様に、アクチュエータ駆動に必要な発生力を維持しつつ電圧急変が緩和され、作動音が大きく減少させることができる。
（実施の形態４）
さらに、本発明の実施の形態４として、アクチュエータ１１に台形波形を有する電圧を印加する制御形態について説明する。図９は、実施の形態４においてアクチュエータ１１に印加される電圧の波形を示す説明図である。
【００３５】
図９に示すように、当該実施の形態では、アクチュエータ１１には電圧の極小値及び極大値が一定時間（Ｔ₃）継続する台形波形が印加される。この場合、極小値から極大値に至る立ち上がり時間Ｔ₁と極大値から極小値に至る立ち下がり時間Ｔ₂は、前述同様異なる値に設定されており、Ｔ₁とＴ₂の比はＴ₁：Ｔ₂＝0.8：0.2となっている。そして、このような波形を有する電圧が印加された場合も、駆動体１は図５のように動作するが、電圧ピーク部分はシャープエッジではなく、ある程度の時間（Ｔ₃）を持って電圧が変化するようになっている。
【００３６】
一方、この場合も図１０に示すように、ピーク値付近に電圧が曲線的に変化する曲線変位部３１が設けても良い。すなわち、図９の台形波形における上底部３２及び下底部３３の両端に曲線変位部３１をそれぞれ設けても良い。これにより、ピーク値に移行する際の電圧変化が緩和され、更なる作動音低減が図られる。なお、台形波の場合、Ｔ₂＝０としても電圧変化緩和による作動音低減効果を得ることが可能である。また、台形波の上底部３２及び下底部３３における電圧を曲線状又は小刻みなジグザグ波とすることも可能である。
【００３７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施の形態では、立ち上がり時間Ｔ₁と立ち下がり時間Ｔ₂の比をＴ₁：Ｔ₂＝0.8：0.2とした例を示したが、両者の比はこれには限定されない。但し、アクチュエータ駆動に必要な力を得つつ作動音を低減すると言う観点からは、Ｔ₁：Ｔ₂＝0.95：0.05〜0.8：0.2（逆動作の場合には、Ｔ₁：Ｔ₂＝0.05：0.95〜0.2：0.8）の範囲が望ましい。また、前述の実施の形態では、電気機械変換素子としてバイモルフ圧電素子を用いた例を示したが、水晶等の他の電気機械変換素子を用いることも可能である。さらに、前述の実施の形態では、アクチュエータ１１に極性の変化する電圧を印可した例を示したが、プラス又はマイナスの範囲内で電圧値が変化するような極性の変化しない電圧によりアクチュエータ１１を駆動しても良い。
【００３８】
一方、アクチュエータ１１に対する回転抵抗力付与手段は、摩擦力以外にも磁気を用いたブレーキや電磁式のブレーキによって行うことも可能であり、摩擦力による場合も、その付与手段は板ばねには限定されない。例えば、回転軸中に内装若しくは外装したコイルスプリングやゴムなどによって回転抵抗力を付与することも可能である。また、回転抵抗力を付与する板ばねは回転軸２の側部に弾性的に接触するようにしても良く、板ばねをアクチュエータ外部に取り付けても良い。さらに、回転軸２に回転抵抗力を付与するに際しては、回転軸２側に付与手段を配設する構成も可能である。例えば、回転軸２の先端部をクリップ形状に形成し、これを軸受部３に形成した取付孔に嵌め込み摩擦力を得るようにしても良い。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のアクチュエータ制御方法によれば、電気機械変換素子に、電圧値が変化し、電圧の極小値から極大値に至る立ち上がり時間Ｔ₁と極大値から極小値に至る立ち下がり時間Ｔ₂とを異にする直線変位波形又は正弦波変位波形を有する電圧を印可するようにしたので、素子の変形速度差を確保して駆動に必要な発生力を維持しつつ、電圧の急変を緩和させることができる。このため、アクチュエータの駆動力を大幅に減少させることなく作動音を大きく減少させることができ、静音性の向上を図ることが可能となる。
【００４０】
また、本発明のアクチュエータ制御方法によれば、電気機械変換素子に、電圧値が変化し、電圧の極小値及び極大値が一定時間継続する台形波形を有する電圧を印可するようにしたので、極値部分における電圧の急変を緩和させることができ、アクチュエータ作動音を大きく減少させ、静音性の向上を図ることが可能となる。
【００４１】
さらに、本発明のアクチュエータ制御方法によれば、電気機械変換素子に、電圧値が変化し、その極値近傍に電圧が曲線的に変化する曲線変位部を有する電圧を印可するようにしたので、極値部分における電圧の急変を緩和させることができ、アクチュエータ作動音を大きく減少させ、静音性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧電振動アクチュエータの基本構成を示す概念図である。
【図２】本発明の制御方法が適用される揺動形の圧電振動アクチュエータの構成を示す斜視図である。
【図３】図２のアクチュエータにおける給電構造を示す説明図である。
【図４】図２のアクチュエータに印加される電圧の波形を示す説明図である。
【図５】図４の電圧が印加された場合の駆動体の挙動を示す説明図である。
【図６】実施の形態２においてアクチュエータに印加される電圧の波形を示す説明図である。
【図７】図６の電圧波形の変形例を示す説明図である。
【図８】実施の形態３においてアクチュエータに印加される電圧の波形を示す説明図である。
【図９】実施の形態４においてアクチュエータに印加される電圧の波形を示す説明図である。
【図１０】図９の電圧波形の変形例を示す説明図である。
【図１１】圧電振動アクチュエータにおける従来の印加電圧波形を示す説明図である。
【符号の説明】
１駆動体（電気機械変換素子）
２回転軸
３軸受部
４配線
５ドライバ
１１アクチュエータ
１２ホルダ
１３板ばね
１４嵌合孔
１５小径部
２３空隙
２４止めねじ
３１曲線変位部
３２上底部
３３下底部
Ｔ₁ 立ち上がり時間
Ｔ₂ 立ち下がり時間
Ｔ₃ 電圧値継続時間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for controlling an actuator that is driven by vibration of an electromechanical transducer such as a piezoelectric element, and more particularly to an actuator control method that can reduce operating noise that occurs with a voltage change.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, wiper blades for automobiles, speedometers, clock hands, etc. have been used to wipe glass surfaces and give numerical instructions by driving rod-shaped members. An actuator that is driven to rotate is used. However, since such an electromagnetic motor itself has a considerable size, it is limited in design and installation, and often requires a speed reduction mechanism, a link mechanism, etc. There was a problem in terms of equipment weight.
[0003]
Therefore, the present inventors pay attention to the vibration form of the piezoelectric element, which is a kind of electromechanical conversion element, and use an electromagnetic motor or the like in which the drive body swings or rotates around the rotation axis as the applied voltage changes. Led to the development of an actuator that does not. There, a driving body made of a piezoelectric element is attached to a rotating shaft, a rotational resistance force is applied to the rotating shaft, and a voltage having a sawtooth waveform as shown in FIG. 11 is applied to the piezoelectric element.
[0004]
In this case, the piezoelectric element is displaced according to the applied voltage. However, when a sawtooth voltage is applied, due to the difference in voltage change rate, it is affected by the inertia of the element itself and the rotational resistance force, and the amount of movement of the driving body varies. And the rotation axis rotates by the difference. In other words, the element itself moves according to the voltage value regardless of the voltage change rate, whereas the amount of movement of the driving body when the voltage change rate is large is larger than that when the voltage change rate is small due to the influence of inertia. Becomes smaller. For this reason, the rotation shaft slips by the difference between the displacement amount and the movement amount of the element, and accordingly, the drive body rotates. Then, by appropriately adjusting the form of the sawtooth voltage applied to the element, the moving speed and moving direction of the driving body are controlled, and the driving body can be rotated or oscillated.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the actuator is driven by applying a sawtooth waveform voltage to the piezoelectric element in this way, there is a problem that a large operating noise is generated at a site where the input voltage changes abruptly as shown in FIG. . Such an operating sound is easily recognized as an abnormal sound particularly when the actuator is used in a place where a person comes into contact, and reduction of the generated sound is indispensable, and improvement thereof has been desired.
[0006]
An object of the present invention is to reduce the operation sound of a piezoelectric vibration actuator.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The actuator control method of the present invention is a method for controlling an actuator that applies a voltage whose voltage value changes to an electromechanical transducer, and is driven by vibration of the electromechanical transducer associated with the voltage change. The voltage applied to the mechanical conversion element has a curve displacement portion in which the voltage changes in a curve in the vicinity of the minimum value and the maximum value of the voltage, and rise time T1 from the minimum value to the maximum value and the maximum value. The falling time T2 to reach the minimum value is different , and in this case, the applied voltage is provided with a linear displacement portion in which the voltage linearly changes with time, and both ends of the linear displacement portion are provided. The curve displacement portion may be provided in the case.
[0008]
The actuator control method of the present invention is a method for controlling an actuator that applies a voltage whose voltage value changes to an electromechanical transducer and is driven by vibration of the electromechanical transducer associated with the voltage change, The voltage applied to the electromechanical transducer has a sinusoidal displacement waveform that makes the rise time T ₁ from the minimum value of the voltage to the maximum value different from the fall time T ₂ from the maximum value to the minimum value. Features.
[0009]
In the present invention, by applying a voltage having a linear displacement waveform or a sinusoidal displacement waveform in which the rising time T ₁ and the falling time T ₂ are different to the electromechanical conversion element, the deformation speed difference of the element is secured. Thus, sudden changes in voltage can be mitigated while maintaining the generated force necessary for driving. For this reason, it is possible to greatly reduce the operation sound without significantly reducing the driving force of the actuator, and it is possible to improve the silence.
[0010]
Furthermore, the actuator control method of the present invention is a method for controlling an actuator that applies a voltage whose voltage value changes to an electromechanical transducer, and is driven by vibration of the electromechanical transducer associated with the voltage change, The voltage applied to the electromechanical transducer has a trapezoidal waveform having a lower base where the minimum value of voltage continues for a certain period of time and an upper base where the maximum value of voltage continues for a certain period of time, and the trapezoidal waveform is A linear displacement portion in which the voltage linearly changes with time, and a curved displacement portion provided between the linear displacement portion, the upper bottom portion, and the lower bottom portion and in which the voltage changes in a curved manner. The rising time T1 from the minimum value of the voltage to the maximum value is different from the falling time T2 from the maximum value to the minimum value. In this case, it is good also as a zigzag waveform for every upper bottom part and lower bottom part.
[0011]
In the present invention, by applying a voltage having a trapezoidal waveform whose extreme value continues for a certain period of time to the electromechanical conversion element, the sharp edge portion of the voltage waveform can be eliminated and the sudden change in voltage can be alleviated. For this reason, it is possible to greatly reduce the operating noise and improve the quietness.
[0012]
The ratio of the rise time T ₁ and the fall time T ₂ may be T ₁ : T ₂ = 0.95: 0.05 to 0.8: 0.2, or T ₁ : T ₂ = 0.05: 0.95 to 0.2: 0.8. Preferably, this reduces the operating noise of the actuator while maintaining the generated force necessary for driving.
[0013]
On the other hand, the actuator control method of the present invention is a method for controlling an actuator that applies a voltage whose voltage value changes to an electromechanical transducer and is driven by vibration of the electromechanical transducer associated with the voltage change, The voltage applied to the electromechanical conversion element has a curve displacement portion in which the voltage changes in a curve in the vicinity of its extreme value.
[0014]
In the present invention, the voltage change in the vicinity of the extreme value becomes gradual, the voltage peak portion can have a certain amount of time, and the sharp edge portion of the voltage waveform can be eliminated to reduce the operating noise of the actuator. Become.
[0015]
In addition, in the present invention, a piezoelectric ceramic such as a bimorph piezoelectric element may be used as the electromechanical transducer.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing the basic configuration of a piezoelectric vibration actuator, and FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of a swing-type piezoelectric vibration actuator to which the control method of the present invention is applied.
[0017]
As shown in FIG. 1, a piezoelectric vibration actuator to which the control method of the present invention is applied includes a flat plate-like driving body 1, a rotating shaft 2 to which the driving body 1 is attached, and a bearing portion 3 that supports the rotating shaft 2. It consists of and. The driver 1 is formed of a bimorph piezoelectric element that is a kind of electromechanical conversion element, and a voltage is appropriately applied from the driver 5 via the wiring 4. As a result, the entire drive body 1 bends with the attachment portion with the rotary shaft 2 as a base, and the tip thereof operates in the X direction in FIG. Further, the rotating shaft 2 is rotatably supported by the bearing portion 3, and at the time of the rotation, a rotational resistance force is applied in a direction that restricts the rotation. This rotational resistance force is applied, for example, in the form of a frictional force, and is applied by the leaf spring 13 in the actuator of FIG.
[0018]
Here, in the actuator 11 of FIG. 2, the rotating shaft 2 to which the driving body 1 is attached is attached to the holder 12. The holder 12 plays the role of the bearing portion 3 in FIG. 1, and the rotary shaft 2 is rotatably attached thereto. In the actuator 11, a piezoelectric element having a length of 20 mm × a height of 3 mm is used as the driving body 1, and the rotating shaft 2 is formed with a diameter of 4 mm.
[0019]
A leaf spring 13 is attached to the upper end of the holder 12 as a rotational resistance applying means, and a rotational resistance is applied by a frictional force at the top of the rotating shaft 2. The leaf spring 13 is fixed to the holder 12 by a set screw 24. A fitting hole 14 is formed at the distal end portion of the leaf spring 13, and a small diameter portion 15 formed at the upper portion of the rotating shaft 2 is fitted therein. The lower surface of the leaf spring 13 is in elastic contact with the stepped end surface of the rotating shaft 2 where the small-diameter portion 15 is formed, and a rotational resistance force is applied to the rotating shaft 2. Thereby, a stable load can be applied to the rotary shaft 2 with a simple and compact configuration, and a stable rotational resistance force is applied.
[0020]
FIG. 3 is an explanatory view showing a power feeding structure in the actuator of FIG. In the actuator 11, the rotary shaft 2 is hollow, and a gap 23 is formed in the interior along the axial direction. As shown in FIG. 3, a wiring 4 for supplying power to the driving body 1 is passed through the gap 23, and the wiring 4 is accommodated inside the apparatus without routing the wiring outside the driving body 1. Has been.
[0021]
On the other hand, as shown in FIG. 4, a voltage having a linear displacement waveform whose voltage value and its polarity change with time is applied to the actuator 11, whereby the actuator 11 performs a rotational motion around the rotation axis 2. . FIG. 4 is an explanatory diagram showing the waveform of the voltage applied to the actuator 11, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing the behavior of the driver 1 when the voltage of FIG. 4 is applied.
[0022]
Here, in this embodiment, a voltage having a potential difference between the maximum value and the minimum value of 200 V and a frequency of 250 Hz is applied to the actuator 11. As shown in FIG. 4, the applied voltage has a rise time T ₁ from its minimum value to a maximum value and a fall time T ₂ from the maximum value to the minimum value, and here, T ₁ and T ₂ The ratio is T ₁ : T ₂ = 0.8: 0.2. When a voltage having such a waveform is applied, the driving body 1 is displaced to the right in FIG. 5 when the voltage is positive, and is displaced to the left in the figure when the voltage is negative.
[0023]
Therefore, when the applied voltage is changed as shown in FIG. 4, first, in the case of (1) in FIG. 4, the voltage is ± 0, and the driving body 1 is stopped at the initial position P ₀ . Next, when the voltage is changed to the state of FIG. 4 (2), since it is a positive voltage, the driving body 1 is displaced to the right as shown in FIG. 5 (1 → 2). Thereafter, when the voltage is changed from + to − as shown in FIG. 4 (2 → 3), the driving body 1 is also displaced to the left as shown in FIG. 5 (2 → 3).
[0024]
In this case, since the voltage change rate of (2 → 3) in FIG. 4 is larger than that in the case of FIG. 4 (1 → 2), there is a difference in the deformation speed of the driving body 1 between them. That is, the driving body 1 bends relatively slowly at (1 → 2) and bends faster at (2 → 3). At that time, the driver 1 generates an inertial force that tends to remain in place due to its weight. From the deformation speed difference of the driving body 1, the inertial force at (2 → 3) is larger than the inertial force at (1 → 2).
[0025]
A rotational resistance force applied to the rotary shaft 2 acts on this inertial force. That is, the inertial force and the frictional force counteract with the deformation of the driving body 1. In the actuator, the rotation resistance force Fr is, (1 → 2) greater than the inertial force F ₁₂ at the time of, (2 → 3) inertial force F ₂₃ is set to be smaller than (F ₁₂ when the <Fr <F _23). Therefore, the inertial force F ₁₂ in the case of (1 → 2) becomes a shape that is canceled by the rotation resistance force Fr, driver 1 is displaced slowly by an angle corresponding to the voltage value. In contrast, in the case of (2 → 3) is an inertial force F ₂₃ is not canceled by the rotation resistance force Fr. For this reason, the driving body 1 is suddenly displaced in the opposite direction as the voltage changes, but the angle corresponding to the voltage value cannot be displaced, and the rotation shaft 2 rotates by the difference.
[0026]
In this case, the driver 1 bends at an angle depending on the voltage value even if the voltage change rate changes. For example, when a voltage of +100 V is applied, if the driving body 1 is slowly bent by +10 degrees with respect to the rotating shaft 2, the rotating shaft 2 is in a slick state (non-slip state) due to the rotational resistance at this time. Like a cantilever beam, its tip moves by +10 degrees for the total bending of the element. On the other hand, when -100V is applied and bent sharply in the opposite direction, the tip of the driving body 1 can move up to -10 degrees of the total bending of the element due to the influence of inertia as described above. Can not. That is, the drive body 1 itself tries to displace by an amount corresponding to the voltage value, but its tip cannot move by the entire displacement amount. For this reason, the rotating shaft 2 that supports the driving body 1 overcomes the rotational resistance force and slips in the direction opposite to the moving direction of the tip of the driving body 1, and the rotating shaft 2 is rotated by this slip.
[0027]
That is, when a voltage having a waveform as shown in FIG. 4 is applied to the driving body 1, the rotating shaft 2 moves to the right side in the figure by the amount of the slip. Therefore, as shown in (2 → 3) and (4 → 5) in FIG. 5, along with the vibration of the driving body 1, the line segment Q indicating the center position of the driving body 1 after one reciprocal vibration also moves to the right. (P ₀ → Q ₁ → Q ₂ ). Incidentally, one-dot chain line P ₀ in FIG. 5 shows the position of the driver 1 in the case of FIG. 5 (1) (initial position).
[0028]
Further, after the voltage changes in FIG. 4 (2) → (3), the voltage changes to the + side more slowly than (2) → (3) in (3) → (4). Is displaced to the right as shown in FIG. 5 (3 → 4) in accordance with the voltage change. In this case, since the voltage change is small, the influence of the inertia of the driving body 1 is small, and the driving body 1 is displaced rightward by a displacement amount corresponding to the voltage. When the voltage reaches FIG. 4 (4), the voltage changes again to reach (5). At this time, as described above, an inertial force is generated based on the deformation speed difference of the driving body 1, and the displacement amount of the driving body 1 to the left in FIG. 5 (4 → 5) is as shown in FIG. ) Is smaller than the amount of displacement to the right at). Therefore, the rotating shaft 2 rotates by the difference of the displacement amount, and the line segment Q also moves to the right.
[0029]
When a voltage having a waveform as shown in FIG. 4 is applied in this way, slippage occurs in the rotating shaft 2 due to the action of the inertial force based on the speed difference of the driving body deformation, and the driving body 1 gradually moves as shown in FIG. Move to the right and rotate counterclockwise (see line segment Q action). That is, by repeating the operation of slowly bending and returning quickly, the driving body 1 is self-propelled on the displacement side when it is slowly bent. In contrast to FIG. 4, the change in voltage is decreased (T ₂ is increased) and the change rate is increased (T ₁ is shortened), so that the driver 1 is changed to FIG. 5. Will rotate to the left (clockwise). In this case, the ratio of T ₁ and T ₂ is T ₁ : T ₂ = 0.2: 0.8 contrary to the above case. Therefore, by switching the voltage change pattern, the driver 1 can be reciprocated as appropriate, and an actuator that swings without using a motor or a link mechanism can be configured.
[0030]
On the other hand, as shown in FIG. 11, when a voltage having a saw-tooth waveform such that the fall of the voltage is abrupt and T _{2 is} substantially equal to 0 is applied to the actuator 11, as described above, a large operating noise is generated at the sudden voltage change portion. Will occur. On the other hand, in the control method that applies a voltage having a waveform as shown in FIG. 4, the speed difference of the driving body deformation is ensured by setting T ₁ and T ₂ to an appropriate ratio, and the generation is necessary for driving. While maintaining the power, the sudden change in voltage is mitigated. For this reason, according to the control method, it is possible to greatly reduce the operating sound without significantly reducing the driving force, and it is possible to improve the quietness. According to the experiments by the inventors, when the sawtooth waveform voltage as shown in FIG. 11 having the same voltage value and frequency is used, the operation sound that is about 65 dB is used as the voltage having the waveform as shown in FIG. It was possible to reduce to about 45dB.
[0031]
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described in which a curved displacement portion is provided in the vicinity of the peak value (extreme value) of the linear displacement waveform in FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a waveform of a voltage applied to the actuator 11 in the second embodiment. In the following embodiments, the same parts and members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0032]
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, a curve displacement portion 31 in which the voltage changes in a curve is provided near the + and − peak values of the voltage waveform. That is, in the waveform of FIG. 6, the peak portion is not a sharp edge, and the voltage changes with a certain amount of time. For this reason, the sudden change of the voltage in the vicinity of the peak value is alleviated, and the operating noise can be reduced.
[0033]
Note that the effect of reducing the operating noise by the curved displacement portion 31 is also effective for a sawtooth voltage as shown in FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a modification of the waveform of FIG. 6, and corresponds to the case where T ₂ = 0 in FIG. In this case, the voltage suddenly changes from the maximum value to the minimum value when falling, but the sharp edge is removed from the waveform by the curve displacement portion 31 in the vicinity of the peak value. Therefore, the voltage change in the vicinity of the peak value is alleviated, and the operating noise of the actuator can be reduced.
(Embodiment 3)
As a third embodiment of the present invention, a control mode in which a voltage having a sinusoidal displacement waveform whose voltage value and polarity change with time will be described. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a waveform of a voltage applied to the actuator 11 in the third embodiment.
[0034]
As shown in FIG. 8, in the subject embodiment, the potential difference between the maximum value and the minimum value to the actuator 11 is 200V, a sinusoidal voltage of frequency 250Hz is applied, the ratio of T ₁ and T ₂ are T _1: T ₂ = 0.8: 0.2. When a voltage having such a waveform is applied, the driver 1 operates as shown in FIG. 5 and rotates clockwise about the rotation shaft 2. In this case as well, as described above, the sudden change in voltage is mitigated while maintaining the generated force necessary for driving the actuator, and the operating noise can be greatly reduced.
(Embodiment 4)
Furthermore, as a fourth embodiment of the present invention, a control mode in which a voltage having a trapezoidal waveform is applied to the actuator 11 will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a waveform of a voltage applied to the actuator 11 in the fourth embodiment.
[0035]
As shown in FIG. 9, in the present embodiment, a trapezoidal waveform in which a minimum value and a maximum value of voltage continue for a certain time (T ₃ ) is applied to the actuator 11. In this case, the fall time T ₂ to reach the minimum value and a rise time T ₁ ranging from the minimum value to the maximum value from the maximum value is set to the same manner as described above different values, the ratio of T ₁ and T ₂ are T _1: T ₂ = 0.8: 0.2. Even when a voltage having such a waveform is applied, the driver 1 operates as shown in FIG. 5, but the voltage peak portion is not a sharp edge, and the voltage has a certain time (T ₃ ). It is going to change.
[0036]
On the other hand, also in this case, as shown in FIG. 10, a curve displacement portion 31 in which the voltage changes in a curve may be provided near the peak value. That is, the curved displacement portions 31 may be provided at both ends of the upper bottom portion 32 and the lower bottom portion 33 in the trapezoidal waveform of FIG. Thereby, the voltage change at the time of shifting to a peak value is relieved, and further operating noise reduction is achieved. In the case of a trapezoidal wave, it is possible to obtain the effect of reducing the operating noise by relaxing the voltage change even when T ₂ = 0. Further, the voltage at the upper base 32 and the lower base 33 of the trapezoidal wave can be a curved or small zigzag wave.
[0037]
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, in the above-described embodiment, the example in which the ratio between the rising time T ₁ and the falling time T ₂ is T ₁ : T ₂ = 0.8: 0.2 is shown, but the ratio between the two is not limited to this. However, from the viewpoint of reducing the operation noise while obtaining the force necessary for driving the actuator, T ₁ : T ₂ = 0.95: 0.05 to 0.8: 0.2 (in the case of reverse operation, T ₁ : T ₂ = 0.05: The range of 0.95 to 0.2: 0.8) is desirable. In the above-described embodiment, the bimorph piezoelectric element is used as the electromechanical conversion element. However, other electromechanical conversion elements such as crystal can be used. Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which a voltage whose polarity changes is applied to the actuator 11 is shown. However, the actuator 11 is driven by a voltage whose polarity does not change so that the voltage value changes within a plus or minus range. You may do it.
[0038]
On the other hand, the rotational resistance applying means for the actuator 11 can be performed by a brake using magnetism or an electromagnetic brake in addition to the frictional force. Not. For example, it is possible to apply a rotational resistance force by a coil spring or rubber that is internally or externally mounted on the rotation shaft. Further, the leaf spring for applying the rotational resistance force may be elastically brought into contact with the side portion of the rotating shaft 2, or the leaf spring may be attached to the outside of the actuator. Furthermore, when applying a rotational resistance force to the rotating shaft 2, a configuration in which an applying means is disposed on the rotating shaft 2 side is also possible. For example, the distal end portion of the rotating shaft 2 may be formed in a clip shape, and this may be fitted into an attachment hole formed in the bearing portion 3 to obtain a frictional force.
[0039]
【The invention's effect】
According to the actuator control method of the present invention, the electromechanical conversion element has the rise time T ₁ from the minimum value of the voltage to the maximum value and the fall time T ₂ from the maximum value to the minimum value. Since a voltage having a different linear displacement waveform or sinusoidal displacement waveform is applied, it is possible to reduce a sudden change in voltage while ensuring the deformation speed difference of the element and maintaining the generated force necessary for driving. it can. For this reason, it is possible to greatly reduce the operation sound without significantly reducing the driving force of the actuator, and it is possible to improve the silence.
[0040]
In addition, according to the actuator control method of the present invention, the voltage having a trapezoidal waveform in which the voltage value changes and the voltage minimum value and the voltage maximum value continue for a certain time is applied to the electromechanical transducer. The sudden change in voltage in the value portion can be alleviated, the actuator operating noise can be greatly reduced, and the quietness can be improved.
[0041]
Furthermore, according to the actuator control method of the present invention, the electromechanical conversion element is applied with a voltage having a curve displacement portion in which the voltage value changes and the voltage changes in a curve in the vicinity of the extreme value. It is possible to alleviate a sudden change in voltage at the extreme value portion, greatly reduce the actuator operating noise, and improve the quietness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a basic configuration of a piezoelectric vibration actuator.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a swing-type piezoelectric vibration actuator to which the control method of the present invention is applied.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a power feeding structure in the actuator of FIG. 2;
4 is an explanatory diagram showing a waveform of a voltage applied to the actuator of FIG. 2; FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the behavior of the driving body when the voltage of FIG. 4 is applied.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a waveform of a voltage applied to an actuator in the second embodiment.
7 is an explanatory diagram showing a modification of the voltage waveform of FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a waveform of a voltage applied to an actuator in the third embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a waveform of a voltage applied to an actuator in the fourth embodiment.
10 is an explanatory diagram showing a modification of the voltage waveform of FIG. 9;
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a conventional applied voltage waveform in a piezoelectric vibration actuator.
[Explanation of symbols]
1 Driving body (electromechanical transducer)
2 Rotating shaft 3 Bearing portion 4 Wiring 5 Driver 11 Actuator 12 Holder 13 Leaf spring 14 Fitting hole 15 Small diameter portion 23 Gap 24 Set screw 31 Curved displacement portion 32 Upper bottom portion 33 Lower bottom portion T ₁ Rising time T ₂ Falling time T ₃ Voltage value duration

Claims

電気機械変換素子に電圧値が変化する電圧を印可し、前記電圧変化に伴う前記電気機械変換素子の振動によって駆動されるアクチュエータの制御方法であって、
前記電気機械変換素子に印可される電圧は、電圧が曲線的に変化する曲線変位部を電圧の極小値及び極大値の近傍に有すると共に、電圧の極小値から極大値に至る立ち上がり時間Ｔ１と極大値から極小値に至る立ち下がり時間Ｔ２とを異にすることを特徴とするアクチュエータ制御方法。A method of controlling an actuator that applies a voltage whose voltage value changes to an electromechanical conversion element and is driven by vibration of the electromechanical conversion element accompanying the voltage change,
The voltage applied to the electromechanical transducer has a curve displacement portion where the voltage changes in a curve in the vicinity of the minimum value and the maximum value of the voltage, and the rise time T1 from the minimum value to the maximum value and the maximum An actuator control method characterized in that the fall time T2 from the value to the minimum value is made different .

請求項１記載のアクチュエータ制御方法において、前記印可電圧は、時間経過に伴い電圧が直線的に変化する直線変位部を有し、前記曲線変位部は、前記直線変位部の両端に設けられることを特徴とするアクチュエータ制御方法。2. The actuator control method according to claim 1, wherein the applied voltage has a linear displacement portion in which the voltage linearly changes with time, and the curved displacement portion is provided at both ends of the linear displacement portion. A featured actuator control method.

電気機械変換素子に電圧値が変化する電圧を印可し、前記電圧変化に伴う前記電気機械変換素子の振動によって駆動されるアクチュエータの制御方法であって、
前記電気機械変換素子に印可される電圧は、電圧の極小値から極大値に至る立ち上がり時間Ｔ１と極大値から極小値に至る立ち下がり時間Ｔ２とを異にする正弦波変位波形を有することを特徴とするアクチュエータ制御方法。A method of controlling an actuator that applies a voltage whose voltage value changes to an electromechanical conversion element and is driven by vibration of the electromechanical conversion element accompanying the voltage change,
The voltage applied to the electromechanical conversion element has a sinusoidal displacement waveform in which a rise time T1 from the minimum value of the voltage to the maximum value and a fall time T2 from the maximum value to the minimum value are different. Actuator control method.

電気機械変換素子に電圧値が変化する電圧を印可し、前記電圧変化に伴う前記電気機械変換素子の振動によって駆動されるアクチュエータの制御方法であって、
前記電気機械変換素子に印可される電圧は、電圧の極小値が一定時間継続する下底部と電圧の極大値が一定時間継続する上底部とを備えてなる台形波形を有し、前記台形波形は、時間経過に伴い電圧が直線的に変化する直線変位部と、前記直線変位部と前記上底部及び前記下底部との間に設けられ電圧が曲線的に変化する曲線変位部とを備えると共に、電圧の極小値から極大値に至る立ち上がり時間Ｔ１と極大値から極小値に至る立ち下がり時間Ｔ２とを異にすることを特徴とするアクチュエータ制御方法。A method of controlling an actuator that applies a voltage whose voltage value changes to an electromechanical conversion element and is driven by vibration of the electromechanical conversion element accompanying the voltage change,
The voltage applied to the electromechanical transducer has a trapezoidal waveform having a lower base where the minimum value of voltage continues for a certain period of time and an upper base where the maximum value of voltage continues for a certain period of time, and the trapezoidal waveform is A linear displacement portion in which the voltage linearly changes with time, and a curved displacement portion provided between the linear displacement portion, the upper bottom portion, and the lower bottom portion and in which the voltage changes in a curved manner. An actuator control method characterized in that a rise time T1 from a minimum voltage value to a maximum value is different from a fall time T2 from a maximum value to a minimum value .

請求項４記載のアクチュエータ制御方法において、前記上底部及び前記下底部がジグザグ波形であることを特徴とするアクチュエータ制御方法。 5. The actuator control method according to claim 4, wherein the upper bottom portion and the lower bottom portion have a zigzag waveform .

請求項１〜５記載のアクチュエータ制御方法において、前記立ち上がり時間Ｔ１と前記立ち下がり時間Ｔ２との比が、Ｔ１：Ｔ２＝ 0.95 ： 0.05 〜 0.8 ： 0.2 であることを特徴とするアクチュエータ制御方法。 In the actuator control method according to claim 5, wherein the ratio of the time T2 drops the falling and the rising time T1, T1: T2 = 0.95: 0.05 ~ 0.8: actuator control method which is a 0.2.

請求項１〜５記載のアクチュエータ制御方法において、前記立ち上がり時間Ｔ１と前記立ち下がり時間Ｔ２との比が、Ｔ１：Ｔ２＝ 0.05 ： 0.95 〜 0.2 ： 0.8 であることを特徴とするアクチュエータ制御方法。In the actuator control method according to claim 5, wherein the ratio of the time T2 drops the falling and the rising time T1, T1: T2 = 0.05: 0.95 ~ 0.2: actuator control method which is a 0.8.

請求項１〜７の何れか１項に記載のアクチュエータ制御方法において、前記電気機械変換素子が圧電素子であることを特徴とするアクチュエータ制御方法。 8. The actuator control method according to claim 1, wherein the electromechanical conversion element is a piezoelectric element .