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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