JPS62114482A - 変位操作回路 - Google Patents
変位操作回路Info
- Publication number
- JPS62114482A JPS62114482A JP60254226A JP25422685A JPS62114482A JP S62114482 A JPS62114482 A JP S62114482A JP 60254226 A JP60254226 A JP 60254226A JP 25422685 A JP25422685 A JP 25422685A JP S62114482 A JPS62114482 A JP S62114482A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- inductor
- switch
- power supply
- switch means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、微少な変位全操作する変位操作回路に係り、
特に圧電素子を用いた省は方形の変位操作回路に関する
。
特に圧電素子を用いた省は方形の変位操作回路に関する
。
〈従来の技術〉
元来の圧電素子を用いた文位操作装置および回路を第4
図、第5図に示し、これについて説明する。
図、第5図に示し、これについて説明する。
第4図において、10は固定台であり、この上に矩形状
の圧電素子o、12が適当な間隔で固定されている。圧
電素子11.12にはその両面に電圧を印加するリード
線t1.t2および13.14が固定されている。圧電
素子11.12の側面には先端が結合された階段状のフ
レーム13.14が固定されている。先端の近傍にはフ
レームI4と対向して空気を1質出するノズル15が配
置されている。
の圧電素子o、12が適当な間隔で固定されている。圧
電素子11.12にはその両面に電圧を印加するリード
線t1.t2および13.14が固定されている。圧電
素子11.12の側面には先端が結合された階段状のフ
レーム13.14が固定されている。先端の近傍にはフ
レームI4と対向して空気を1質出するノズル15が配
置されている。
リード線tr 、12間あるいはリード線13.14間
(で電圧を印加することにより圧電素子11あるいは1
2が矢印d、、 d2で示すように伸縮する。これに伴
つてフレーム13.14の先端16が矢印d3の如く変
位し、この変位d3によりノズル15の先端のフレーム
14との間隔が変化しノズル背圧が変化する。この背圧
の変化を利用して例えば電空ポジショナの構成の一部と
する。
(で電圧を印加することにより圧電素子11あるいは1
2が矢印d、、 d2で示すように伸縮する。これに伴
つてフレーム13.14の先端16が矢印d3の如く変
位し、この変位d3によりノズル15の先端のフレーム
14との間隔が変化しノズル背圧が変化する。この背圧
の変化を利用して例えば電空ポジショナの構成の一部と
する。
ところで、この変位操作回路の圧電素子11.12を操
作する電気回路は、例えば第5図に示すように構成され
ている。
作する電気回路は、例えば第5図に示すように構成され
ている。
圧電素子11は、リード線11、抵抗几、スイッチS1
、直流電源17およびリード線12がそれぞれ直列接続
されて充電されるように構成され、またリード線t1、
抵抗比1、スイッチS2およびリード線t2がそれぞれ
直列に接続されて放電されるように構成されでいる。圧
電素子12は、リード線13、直流電源17、スイッチ
S3、抵抗R2およびリード線t4がそれぞれ直列接続
されて充電されるように構成され、またリード線13、
スイッチS4、抵抗比2およびリード線t4がそれぞれ
直列に接続されて放電されるように構成されている。
、直流電源17およびリード線12がそれぞれ直列接続
されて充電されるように構成され、またリード線t1、
抵抗比1、スイッチS2およびリード線t2がそれぞれ
直列に接続されて放電されるように構成されでいる。圧
電素子12は、リード線13、直流電源17、スイッチ
S3、抵抗R2およびリード線t4がそれぞれ直列接続
されて充電されるように構成され、またリード線13、
スイッチS4、抵抗比2およびリード線t4がそれぞれ
直列に接続されて放電されるように構成されている。
スイッチSをメイクすることにより抵抗R1を介して圧
電素子11の電極間容量の充電を行なうのでその[極間
の電圧が上昇する。スイッチS2をメイクすることによ
り抵抗町を介して放電が行なわれる。圧電素子12に対
してもスイッチS3のメイクにより充電、スイッチS4
のメイクにより放電が行なわれる。
電素子11の電極間容量の充電を行なうのでその[極間
の電圧が上昇する。スイッチS2をメイクすることによ
り抵抗町を介して放電が行なわれる。圧電素子12に対
してもスイッチS3のメイクにより充電、スイッチS4
のメイクにより放電が行なわれる。
従って、スイッチ81対S2、あるいはスイッチ83対
S4のオンオフのデエティサイクルを変えることにより
圧電素子11.12の電極間の電圧が制御されるので、
変位d3を制御することができるのである。
S4のオンオフのデエティサイクルを変えることにより
圧電素子11.12の電極間の電圧が制御されるので、
変位d3を制御することができるのである。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、この様な変位操作回路はスイッチsl、
S26るいはスイッチ83.s4のスイッチング操作
に伴ない直流電源からの電流の流出により抵抗比1.R
2での電力損失が大きくなる問題がある。
S26るいはスイッチ83.s4のスイッチング操作
に伴ない直流電源からの電流の流出により抵抗比1.R
2での電力損失が大きくなる問題がある。
く問題点を解決するための手段〉
この発明は、以上の問題点を解決するため、インダクタ
と、このインダクタへ電源の電圧を印加する第1スイッ
チ手段と、この第1スイッチ手段に並列に接続されイン
ダクタからの流出電流を電る圧電素子と、この圧電素子
へインダクタからの流出電流を流入させる第3スイッチ
手段と、この第3スイッチ手段に並列に接続され圧電素
子の電極間電圧をインダクタへ印加する第4スイッチ手
段とを具備し、第1スイッチ手段と第3スイッチ手段の
交互導通の繰り返しによって圧電素子を尤!!素子l充
電し、第4スイッチ手段と第2スイッチ手段の交互導通
の繰り返しKより圧電素子から電源へ圧電素子からの放
電′R流を回収するように構成したものである。
と、このインダクタへ電源の電圧を印加する第1スイッ
チ手段と、この第1スイッチ手段に並列に接続されイン
ダクタからの流出電流を電る圧電素子と、この圧電素子
へインダクタからの流出電流を流入させる第3スイッチ
手段と、この第3スイッチ手段に並列に接続され圧電素
子の電極間電圧をインダクタへ印加する第4スイッチ手
段とを具備し、第1スイッチ手段と第3スイッチ手段の
交互導通の繰り返しによって圧電素子を尤!!素子l充
電し、第4スイッチ手段と第2スイッチ手段の交互導通
の繰り返しKより圧電素子から電源へ圧電素子からの放
電′R流を回収するように構成したものである。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例について図面に基づき説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。
18はインダクタであり、中点19により左右にインダ
クタ18aと18bとに分離されている。インダクタ1
8aの一端はスイッチ素子として機能するダイオードD
1のアノードに接続され、そのカソードは電源2oの正
極に接続されている。電源20の負甑はインダクタ18
の中点19と共に共通電位点00Mに接続されている。
クタ18aと18bとに分離されている。インダクタ1
8aの一端はスイッチ素子として機能するダイオードD
1のアノードに接続され、そのカソードは電源2oの正
極に接続されている。電源20の負甑はインダクタ18
の中点19と共に共通電位点00Mに接続されている。
インダクタ18bの一端はスイッチ素子として機能する
ダイオードD2のアノードに接続され、そのカソードは
圧電素子21を介して共通電位点COMに接続されてい
る。
ダイオードD2のアノードに接続され、そのカソードは
圧電素子21を介して共通電位点COMに接続されてい
る。
ダイオードD1の両端には電界効果トランジスタのドレ
インDとソースSが接続され、ゲートGとソースSの間
には抵抗FLG1が接続されてスイッチS5を構成して
いる。また、ダイオードD2の両端には電界効果トラン
ジスタのドレインとソースSが接続され、ゲートとソー
スSの間には抵抗比。2が接続され゛てスイッチS6を
構成している。スイッチ55JS6は操作信号Sml
’ Sm2によりその開閉が制御される。
インDとソースSが接続され、ゲートGとソースSの間
には抵抗FLG1が接続されてスイッチS5を構成して
いる。また、ダイオードD2の両端には電界効果トラン
ジスタのドレインとソースSが接続され、ゲートとソー
スSの間には抵抗比。2が接続され゛てスイッチS6を
構成している。スイッチ55JS6は操作信号Sml
’ Sm2によりその開閉が制御される。
次に、第1図に示す回路の動作を第2図に示す波形図を
用いて説明する。
用いて説明する。
操作信号Sm1によりスイッチS5がオンになると(第
2図(イ))、インダクタ18aには電源2oの正電圧
がスイッチS5を介して印加される。このときインダク
タ18bの×口端は負電圧となりダイオードD2はオフ
、スイッチS6は第2図(ロ)に示すように操作してな
いのでオフであり、インダクタ183Kl’:を第2図
(ハ)の期間t1で示す如く増大する′電流11が流れ
る。
2図(イ))、インダクタ18aには電源2oの正電圧
がスイッチS5を介して印加される。このときインダク
タ18bの×口端は負電圧となりダイオードD2はオフ
、スイッチS6は第2図(ロ)に示すように操作してな
いのでオフであり、インダクタ183Kl’:を第2図
(ハ)の期間t1で示す如く増大する′電流11が流れ
る。
次に、スイッチS5がオフ(第2図(イ))に転じると
、インダクタ18a、 18bの有する電流保持特性に
よりインダクタ18bの×口端を正電圧とし、ダイオー
ドD2を介して圧電素子21を充電する。このとき、ダ
イオードD1には逆電圧が印加され、ダイオードD1は
オフとなっている。圧電素子21を充電する充91電流
i は第2図に)に示す期間t2に現われている。この
操作により、圧電素子21は第2図(ホ)に示すように
若干の電位上昇がある。操作信号Sm1の到来ごとに圧
電素子210両端電圧eは除々に増加する。
、インダクタ18a、 18bの有する電流保持特性に
よりインダクタ18bの×口端を正電圧とし、ダイオー
ドD2を介して圧電素子21を充電する。このとき、ダ
イオードD1には逆電圧が印加され、ダイオードD1は
オフとなっている。圧電素子21を充電する充91電流
i は第2図に)に示す期間t2に現われている。この
操作により、圧電素子21は第2図(ホ)に示すように
若干の電位上昇がある。操作信号Sm1の到来ごとに圧
電素子210両端電圧eは除々に増加する。
操作信号S によりスイッチ86がオンになると(第2
図仲))、インダクタ18bには圧電素子21に充電さ
れた電荷がスイッチS6、インダクタ18を介して放電
される。これは第2図に)の期間t3で示さされている
。このときはインダクタ18aの・開端は負電圧となり
ダイオードD1はオフ、スイッチS5はオフ状態(第2
図(イ))である。
図仲))、インダクタ18bには圧電素子21に充電さ
れた電荷がスイッチS6、インダクタ18を介して放電
される。これは第2図に)の期間t3で示さされている
。このときはインダクタ18aの・開端は負電圧となり
ダイオードD1はオフ、スイッチS5はオフ状態(第2
図(イ))である。
次に、スイッチS6がオフ(第2図10))に転じると
、インダクタ18a、 18bの電流保持特性によりイ
ンダクタ18aの・開端は正電圧、インダクタ18bの
×口端は負電圧となり第2図し9の期間t4で電流11
が電源20に回収される。操作信号Sm2の到来ごとに
圧電素子21に充電された電荷が放電され、電源20に
回収される。
、インダクタ18a、 18bの電流保持特性によりイ
ンダクタ18aの・開端は正電圧、インダクタ18bの
×口端は負電圧となり第2図し9の期間t4で電流11
が電源20に回収される。操作信号Sm2の到来ごとに
圧電素子21に充電された電荷が放電され、電源20に
回収される。
第3図は本発明の他の実施例を示す回路図である。この
実施例は第1図に示す実施例を2個用いた場合、を示し
ている。2個の圧電素子を用いて、例えば第4図に示す
ように構成すれば、温度の影響を軽減できる利点がある
。第3図について、第1図と対比すると、操作信号”m
lはSm3に、操作信号Sm2はSm4に、スイッチS
5はS7に、スイッチS6はS8に、リアクタ18 (
18a、 18b )は22(22a。
実施例は第1図に示す実施例を2個用いた場合、を示し
ている。2個の圧電素子を用いて、例えば第4図に示す
ように構成すれば、温度の影響を軽減できる利点がある
。第3図について、第1図と対比すると、操作信号”m
lはSm3に、操作信号Sm2はSm4に、スイッチS
5はS7に、スイッチS6はS8に、リアクタ18 (
18a、 18b )は22(22a。
22b)に、ダイオードD1はD3に、ダイオードD2
はD4に、圧電素子21は23に、抵抗”GlはFLG
3に、抵抗1to2はR64にそれぞれ対応し、その動
作も第1図、第2図に示すものと同様に行なわれる。
はD4に、圧電素子21は23に、抵抗”GlはFLG
3に、抵抗1to2はR64にそれぞれ対応し、その動
作も第1図、第2図に示すものと同様に行なわれる。
なお、ダイオードDD としてはスイッチ85〜1“
2 S8の如くトランジスタを用いてスイッチング機能を持
たせても良い。
2 S8の如くトランジスタを用いてスイッチング機能を持
たせても良い。
〈発明の効果〉
以上、実施例とともに具体的に説明したように本発明は
、(イ)、電源から圧電素子への充電をインダクタを介
して行なったので、第5図に示す従来の抵抗Rt、R2
で消費される様な電力損失を伴わずに圧電素子への充電
電流の制限が可能となり、また圧電素子からの放電電流
をインダクタを介して遡源へ回収するようにしたため省
電力化を図ることができ、更に、(ロ)、圧′IJl素
子への充′jlL素?メC充゛αをインダクタを介して
行なったので、第5図に示す従来の′α源17の電圧の
如く、例えば100■のよつな大電圧で充電する必要が
なく、例えば6■のような低電圧の電源20で圧電素子
を充電することができ、その上(ハ)、圧電素子の電荷
の放電をインダクタを介して行なうので、例えばスイッ
チ−0・5vを用いて圧′1!素子21の電圧0.5V
から慮if+Noへ6■の如き高い電圧で放電し、電力
の回収を行なうことができる、などの利点がある。
、(イ)、電源から圧電素子への充電をインダクタを介
して行なったので、第5図に示す従来の抵抗Rt、R2
で消費される様な電力損失を伴わずに圧電素子への充電
電流の制限が可能となり、また圧電素子からの放電電流
をインダクタを介して遡源へ回収するようにしたため省
電力化を図ることができ、更に、(ロ)、圧′IJl素
子への充′jlL素?メC充゛αをインダクタを介して
行なったので、第5図に示す従来の′α源17の電圧の
如く、例えば100■のよつな大電圧で充電する必要が
なく、例えば6■のような低電圧の電源20で圧電素子
を充電することができ、その上(ハ)、圧電素子の電荷
の放電をインダクタを介して行なうので、例えばスイッ
チ−0・5vを用いて圧′1!素子21の電圧0.5V
から慮if+Noへ6■の如き高い電圧で放電し、電力
の回収を行なうことができる、などの利点がある。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2”図は第
1図に示す各部の波形を示す波形図、第3図は本発明の
他の実施例を示す回路図、第4図は従来の変位操作装置
の全体構成を示す構成図、第5図は第4図の変位操作装
置の変位操作回路の一例を示す回路図である。 11、12.21.23・・・圧電素子、17.20・
・・電源、18゜22・・・リアクタ、S 〜S・・・
スイッチ、sml 〜sm4・・・操作信号、D1〜D
4・・・ダイオード。 第3図 第4図
1図に示す各部の波形を示す波形図、第3図は本発明の
他の実施例を示す回路図、第4図は従来の変位操作装置
の全体構成を示す構成図、第5図は第4図の変位操作装
置の変位操作回路の一例を示す回路図である。 11、12.21.23・・・圧電素子、17.20・
・・電源、18゜22・・・リアクタ、S 〜S・・・
スイッチ、sml 〜sm4・・・操作信号、D1〜D
4・・・ダイオード。 第3図 第4図
Claims (1)
- インダクタと、このインダクタへ電源の電圧を印加する
第1スイッチ手段と、この第1スイッチ手段に並列に接
続され前記インダクタからの流出電流を前記電源へ流入
させ前記電源から流出する電流を阻止する第2スイッチ
手段と、前記インダクタによる電圧印加により変位を生
ずる圧電素子と、この圧電素子へ前記インダクタからの
流出電流を流入させる第3スイッチ手段と、この第3ス
イッチ手段に並列に接続され前記圧電素子の電極間電圧
を前記インダクタへ印加する第4スイッチ手段とを具備
し、前記第1スイッチ手段と前記第3スイッチ手段の交
互導通の繰り返しによって前記圧電素子を充電し、前記
第4スイッチ手段と前記第2スイッチ手段の交互導通の
繰り返しにより前記圧電素子から前記電源へ前記圧電素
子からの放電電流を回収する変位操作回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60254226A JPS62114482A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 変位操作回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60254226A JPS62114482A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 変位操作回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62114482A true JPS62114482A (ja) | 1987-05-26 |
Family
ID=17262012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60254226A Pending JPS62114482A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 変位操作回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62114482A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001022502A1 (de) * | 1999-09-17 | 2001-03-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum ansteuern wenigstens eines kapazitiven stellgliedes |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5642151A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Circuit for detecting and indicating peak value |
-
1985
- 1985-11-13 JP JP60254226A patent/JPS62114482A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5642151A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Circuit for detecting and indicating peak value |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001022502A1 (de) * | 1999-09-17 | 2001-03-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum ansteuern wenigstens eines kapazitiven stellgliedes |
US6563252B2 (en) | 1999-09-17 | 2003-05-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Circuit and method for driving at least one capacitive actuator |
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