JP2008306785A - Displacement increasing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a displacement increasing device that achieves an increase in a displacement amount and conversion of a displacement direction without requiring a complicated structure. <P>SOLUTION: The displacement increasing device 1 is provided with: a convex member 2 which is displaced by displacement elements 8, 9 so that first/second faces 4, 5 are brought close to each other or they are separated away from each other; and a concave member 3 that is continuous to the end edge 2a of the convex member 2 and displaced according to the displacement of the convex member 2 so that a distance between third/fourth faces 6, 7 is increased or reduced. In the convex member 2, a cross-sectional shape orthogonal to a first direction F is convex. In the concave member 3, a cross-section shape orthogonal to a second direction G is concave. The first direction F is different from the second direction G. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば圧電素子などの変位素子を用いた変位拡大装置に関し、より詳細には、変位素子により生じた変位量を拡大するとともに、変位方向を変換することが可能とされている変位拡大装置に関する。   The present invention relates to a displacement magnifying apparatus using a displacement element such as a piezoelectric element, and more specifically, a displacement magnifying apparatus capable of magnifying a displacement amount caused by the displacement element and converting a displacement direction. Relates to the device.

従来より、部品や素子を移動させたり、その位置を制御するために、様々なアクチュエータが提案されている。このようなアクチュエータは、例えばハードディスクドライブにおいて磁気ヘッドの位置を制御したり、あるいはデジタルカメラのレンズのズーム機構においてレンズを移動させるための変位素子などに用いられている。装置や機器の小型化を図るには、変位素子において変位効率が高いこと、すなわち変位量が大きいことが求められる。   Conventionally, various actuators have been proposed for moving parts and elements and controlling their positions. Such an actuator is used, for example, as a displacement element for controlling the position of a magnetic head in a hard disk drive or moving a lens in a zoom mechanism of a lens of a digital camera. In order to reduce the size of the device or equipment, it is required that the displacement element has high displacement efficiency, that is, a large amount of displacement.

下記の特許文献1には、図7に示す変位拡大装置が開示されている。図7に示す変位拡大装置では、ミラー101が圧電素子102,102により駆動される。すなわち、支持部材103,103に、圧電素子102,102の一端が連結されている。圧電素子102,102は、図示の矢印方向に変位し得るように構成されている。対向している圧電素子102,102間に、撓み部材104がかけ渡されている。撓み部材104の中央には、ミラー101が固定されている。   The following Patent Document 1 discloses a displacement enlarging device shown in FIG. In the displacement enlarging apparatus shown in FIG. 7, the mirror 101 is driven by the piezoelectric elements 102 and 102. That is, one end of the piezoelectric elements 102 and 102 is connected to the support members 103 and 103. The piezoelectric elements 102 are configured to be able to be displaced in the direction of the arrow shown in the figure. A bending member 104 is stretched between the opposing piezoelectric elements 102 and 102. A mirror 101 is fixed at the center of the bending member 104.

圧電素子102,102間の距離が変化すると、撓み部材104が図示の状態から凸状もしくは凹状に変形し、ミラー101が図示の矢印M2方向に移動される。従って、圧電素子102,102において生じたM1方向の変位が、M1方向と直交するM2方向の変位に変換されている。また、撓み部材104の撓みによりミラー101が矢印M2方向に移動するため、圧電素子102,102の変位量に比べて、ミラー101の変位量を大きくすることができる。   When the distance between the piezoelectric elements 102 changes, the bending member 104 is deformed from the illustrated state into a convex shape or a concave shape, and the mirror 101 is moved in the direction of the arrow M2 illustrated. Therefore, the displacement in the M1 direction generated in the piezoelectric elements 102 and 102 is converted into the displacement in the M2 direction orthogonal to the M1 direction. Further, since the mirror 101 moves in the direction of the arrow M2 due to the bending of the bending member 104, the displacement amount of the mirror 101 can be made larger than the displacement amounts of the piezoelectric elements 102 and 102.

特許文献2には、蛇行するように形成された長尺状の圧電シートを用いた圧電式アクチュエータが開示されている。ここでは、長手方向の一方側に湾曲している第1の湾曲部と、他方側に湾曲している第2の湾曲部とが長手方向において交互に配置されている。そして、第1の湾曲部において圧電シートの両面に電極材料が配置された第1の電極部と、第2の湾曲部において圧電シートの両面に電極材料を付与することにより形成された第2の電極部とが隙間を介して圧電シートの長手方向に交互に配置されている。第1の電極部と第2の電極部との極性を異ならせるように通電することにより、変位量の大きな圧電アクチュエータを提供することができるとされている。
特開2003−258330号公報 特開2002−84013号公報
Patent Document 2 discloses a piezoelectric actuator using a long piezoelectric sheet formed to meander. Here, the 1st curved part curved to the one side of a longitudinal direction and the 2nd curved part curved to the other side are alternately arrange | positioned in the longitudinal direction. A first electrode portion in which electrode material is disposed on both surfaces of the piezoelectric sheet in the first curved portion, and a second electrode formed by applying electrode material to both surfaces of the piezoelectric sheet in the second curved portion. The electrode portions are alternately arranged in the longitudinal direction of the piezoelectric sheet via a gap. It is said that a piezoelectric actuator having a large displacement can be provided by energizing the first electrode portion and the second electrode portion so as to have different polarities.
JP 2003-258330 A JP 2002-84013 A

しかしながら、図7に示した変位拡大装置では、上記のように、複数の圧電素子102,102間に撓み部材104をかけ渡すように連結し、該撓み部材104にミラー101を固定しなければならなかった。そのため、構造が複雑にならざるを得なかった。加えて、撓み部材104の形状及び材料のバラツキ等によって変位量にバラツキが生じがちであった。のみならず、上記撓み部材104を用いたとしても、変位拡大量はさほど大きくなかった。   However, in the displacement magnifying apparatus shown in FIG. 7, as described above, the bending member 104 is connected so as to span the plurality of piezoelectric elements 102, 102, and the mirror 101 must be fixed to the bending member 104. There wasn't. Therefore, the structure has to be complicated. In addition, the amount of displacement tends to vary due to variations in the shape and material of the bending member 104. Not only that, even when the bending member 104 is used, the displacement expansion amount is not so large.

他方、特許文献2に記載の圧電アクチュエータでは、複数の第1,第2の湾曲部を長手方向に連ねることにより、大きな変位量の圧電アクチュエータが得られるとされている。しかしながら、この構造では、複数の湾曲部を連ね、圧電効果による変位を累積させることにより変位量が大きくされているにすぎない。すなわち、圧電素子による変位自体を拡大する構造は有していない。従って、大きな変位量を得るには、大きな駆動電圧を必要とせざるを得なかった。   On the other hand, in the piezoelectric actuator described in Patent Document 2, it is said that a piezoelectric actuator having a large displacement can be obtained by connecting a plurality of first and second curved portions in the longitudinal direction. However, in this structure, the amount of displacement is merely increased by connecting a plurality of curved portions and accumulating displacement due to the piezoelectric effect. That is, it does not have a structure for enlarging the displacement itself by the piezoelectric element. Therefore, in order to obtain a large amount of displacement, a large driving voltage has to be required.

本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、複雑な構造を必要とすることなく、大きな変位量を得ることができるとともに、変位方向を変換することが可能とされている変位拡大装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a displacement magnifying device capable of obtaining a large amount of displacement and converting the displacement direction without requiring a complicated structure in view of the current state of the prior art described above. Is to provide.

本発明によれば、第1の方向に延ばされており、該第1の方向と直交する断面の形状が凸状であり、前記第1の方向に凸状の頂点が連ねられている部分の両側に連ねられた第1,第2の面を有する凸状部材と、前記凸状部材の前記第1の方向における一方側の端縁に連結された端縁を有し、第1の方向とは異なる第2の方向に延ばされており、該第2の方向と直交する断面の形状が凹状であり、第2の方向に凹状の底部が連ねられている部分の両側に連ねられた第3,第4の面をさらに有する凹状部材と、前記第1,第2の面のなす角度及び第3,第4の面のなす角度の少なくとも一方を変化させるように、前記凸状部材及び前記凹状部材の少なくとも一方に設けられた変位手段とを備え、前記第1,第2の面のなす角度及び第3,第4の面のなす角度の少なくとも一方を前記変位手段により変化させることにより、前記凸状部材または前記凹状部材において生じた変位が前記凹状部材または前記凸状部材において拡大されかつ該変位の方向が変換されることを特徴とする、変位拡大装置が提供される。   According to the present invention, the portion is extended in the first direction, the cross-sectional shape orthogonal to the first direction is convex, and the convex vertices are connected in the first direction. A convex member having first and second surfaces connected to both sides of the convex member, and an edge connected to one edge of the convex member in the first direction, and the first direction The cross-sectional shape perpendicular to the second direction is concave, and is connected to both sides of the portion where the concave bottom is connected in the second direction. A concave member further having third and fourth surfaces; and the convex member and the convex member so as to change at least one of an angle formed by the first and second surfaces and an angle formed by the third and fourth surfaces. Displacement means provided on at least one of the concave members, and an angle formed by the first and second surfaces and the third and fourth surfaces. By changing at least one of the angles formed by the displacement means, the displacement generated in the convex member or the concave member is enlarged in the concave member or the convex member, and the direction of the displacement is changed. A displacement magnifying device is provided.

本発明に係る変位拡大装置では、上記第1,第2の面及び第3,第4の面は平面であっても曲面であってもよい。第1,第2の面が平面であり、第3,第4の面が平面である場合には、上記凸状部材において頂点が連ねられた部分が第1の稜線となり、前記凹状部材において前記底が連ねられた部分が第2の稜線となる。   In the displacement magnifying device according to the present invention, the first, second and third and fourth surfaces may be flat or curved. When the first and second surfaces are flat surfaces and the third and fourth surfaces are flat surfaces, the portion where the apexes are connected in the convex member becomes the first ridge line, and the concave member The portion where the bottoms are connected is the second ridge line.

前記第1,第2の面が曲面であり、前記第3,第4の面が曲面である場合には、第1の稜線に相当する部分が丸みを帯び、第2の稜線に相当する部分も丸みを帯びることになる。   When the first and second surfaces are curved surfaces and the third and fourth surfaces are curved surfaces, the portion corresponding to the first ridge line is rounded and the portion corresponding to the second ridge line Will also be rounded.

本発明に係る変位拡大装置の変位手段は、様々な変位素子により実現され得る。本発明のある特定の局面では、上記凸状部材及び凹状部材の少なくとも一方の少なくとも片面に、圧電素子からなる変位手段が積層されている。圧電素子からなる変位手段の場合には、圧電素子を駆動する電圧を変化させるだけで、所望とする変位量を高精度に得ることができる。   The displacement means of the displacement magnifying device according to the present invention can be realized by various displacement elements. In a specific aspect of the present invention, displacement means made of a piezoelectric element is laminated on at least one surface of at least one of the convex member and the concave member. In the case of a displacement means composed of a piezoelectric element, a desired amount of displacement can be obtained with high accuracy simply by changing the voltage for driving the piezoelectric element.

上記変位手段が圧電素子である場合、好ましくは、凸状部材及び凹状部材は、金属板からなる。金属板の少なくとも片面に圧電素子を積層した構造の場合、より大きな変位量を得ることができる。   When the displacement means is a piezoelectric element, the convex member and the concave member are preferably made of a metal plate. In the case of a structure in which piezoelectric elements are laminated on at least one surface of a metal plate, a larger displacement amount can be obtained.

また、本発明において、上記変位手段は、第1,第2の面を連結しており、第1,第2の面のなす角度を変化させるように変位する変位手段及び/または第3,第4の面を連結しており、第3,第4の面のなす角度を変化させるように変位する変位手段であってもよい。この場合には、変位素子の一端を第1の面に、他端を第2の面に、あるいは変位素子の一端を第3の面に、他端を第4の面に連結し、その長さが変化され得る変位素子を用いることができる。このような素子が変化する変位素子としては、圧電素子を用いることが好ましい。圧電素子の場合には、駆動する電圧を制御するだけで、高精度に所望とする変位量を得ることができる。   In the present invention, the displacement means connects the first and second surfaces, and is displaced so as to change the angle formed by the first and second surfaces and / or the third and third surfaces. Displacement means that connects the four surfaces and displaces the angle formed by the third and fourth surfaces may be used. In this case, one end of the displacement element is connected to the first surface, the other end is connected to the second surface, or one end of the displacement element is connected to the third surface and the other end is connected to the fourth surface. Displacement elements that can be varied can be used. A piezoelectric element is preferably used as the displacement element in which such an element changes. In the case of a piezoelectric element, a desired amount of displacement can be obtained with high accuracy simply by controlling the driving voltage.

また、素子が変化する上記変位素子としては、圧電素子に限らず、他の変位素子を用いてもよい。他の変位素子としては、好ましくは感温素子を用いることができる。感温素子を用いた場合には、温度変化が与えられた場合に、温度変化に応じて変位し、該変位により、第1,第2の面のなす角度及び/または第3,第4の面のなす角度が変化されることになる。このような感温素子としては、特に限定されないが、例えばバイメタルや形状記憶合金などを好適に用いることができる。   The displacement element that changes the element is not limited to the piezoelectric element, and other displacement elements may be used. As the other displacement element, a temperature sensitive element can be preferably used. When the temperature sensitive element is used, when a temperature change is given, the temperature sensitive element is displaced according to the temperature change, and the displacement causes the angle formed by the first and second surfaces and / or the third and fourth. The angle formed by the surface will be changed. Such a temperature sensitive element is not particularly limited, but for example, a bimetal or a shape memory alloy can be suitably used.

本発明に係る変位拡大装置では、上記凸状部材の第1,第2の面のなす角度及び前記凹状部材の第3,第4の面のなす角度の少なくとも一方が前記変位手段により変化されると、前記第1の方向と第2の方向とのなす角度ψが大きく変化されることになる。そのため、変位手段により生じた変位量を拡大し、しかも第1の方向と第2の方向とが異なっているため、変位方向も変化させることができる。   In the displacement magnifying device according to the present invention, at least one of an angle formed by the first and second surfaces of the convex member and an angle formed by the third and fourth surfaces of the concave member is changed by the displacement means. Then, the angle ψ formed by the first direction and the second direction is greatly changed. Therefore, the amount of displacement generated by the displacing means is increased, and the first direction and the second direction are different, so that the displacement direction can also be changed.

よって、上記凸状部材と前記凹状部材とを連ねた比較的簡単な構造に変位手段を組み合わせるだけで、変位量の拡大及び変位方向の変換を実現することが可能となる。   Therefore, the displacement amount can be increased and the displacement direction can be changed only by combining the displacement means with a relatively simple structure in which the convex member and the concave member are connected.

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。   Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.

図1(a)及び(b)は、本発明の第1の実施形態にかかる変位拡大装置の斜視図及びその要部を示す部分切欠横断面図である。   FIGS. 1A and 1B are a perspective view of a displacement magnifying apparatus according to a first embodiment of the present invention and a partial cutaway cross-sectional view showing the main part thereof.

変位拡大装置1は、凸状部材2と、凸状部材2の一方の端縁2aに一方端縁が連ねられた凹状部材3とを有する。凸状部材2は、一点鎖線で示す第1の方向Fに延ばされており、第1の方向Fと直交する方向の断面が凸状の形状を有する。この凸状の頂点が連ねられている部分の両側に、曲面状の第1の面4及び第2の面5が連ねられている。   The displacement magnifying device 1 includes a convex member 2 and a concave member 3 having one end edge connected to one end edge 2 a of the convex member 2. The convex member 2 is extended in a first direction F indicated by a one-dot chain line, and a cross section in a direction orthogonal to the first direction F has a convex shape. The curved first surface 4 and second surface 5 are connected to both sides of the portion where the convex apexes are connected.

また、凹状部材3は、一点鎖線Gで示す第2の方向に延ばされており、第2の方向Gと直交する断面形状が凹状の形状を有する。この凹状の底部が第2の方向Gに延ばされている部分の両側に、曲面状の第3の面6及び第4の面7が連ねられている。   The concave member 3 is extended in the second direction indicated by the alternate long and short dash line G, and the cross-sectional shape orthogonal to the second direction G has a concave shape. The curved third surface 6 and fourth surface 7 are connected to both sides of a portion where the concave bottom portion extends in the second direction G.

上記凹状部材2及び凸状部材3は、本実施形態では、金属板により一体に形成されている。   In the present embodiment, the concave member 2 and the convex member 3 are integrally formed of a metal plate.

上記金属板を構成する金属としては特に限定されないが、本実施形態では、42−Ni合金が用いられている。図1(b)は、凸状部材2を、凹状部材3とは反対側の端縁2b側から見た側面図である。凸状部材2では、第1,第2の面4,5が連ねられた金属板の両面に、変位素子として第1,第2の圧電素子8,9が貼り合わされている。圧電素子8,9は、圧電セラミック層8a,9aと、圧電セラミック層8a,9aの外側主面に形成された電極8b,9bとを有する。電極8b,9bと、第1,第2の面4,5を構成している金属板との間に直流電圧を印可することにより、圧電素子8,9が図示の矢印H及びIで示すように伸縮する。図1(b)に示す状態では、圧電素子8が矢印Hで示すように面方向に拡がるように変位しており、圧電素子9が図示の矢印Iで示すように面方向に縮まるように変位している。この、圧電素子8,9の変位の方向が逆方向とするように圧電素子8,9を駆動することにより、凸状部材2の第1,第2の面4,5のなす角度を小さくするように凸状部材2を変位させることができる。   Although it does not specifically limit as a metal which comprises the said metal plate, In this embodiment, 42-Ni alloy is used. FIG. 1B is a side view of the convex member 2 viewed from the side of the edge 2 b opposite to the concave member 3. In the convex member 2, first and second piezoelectric elements 8 and 9 are bonded as displacement elements to both surfaces of a metal plate in which the first and second surfaces 4 and 5 are connected. The piezoelectric elements 8 and 9 have piezoelectric ceramic layers 8a and 9a and electrodes 8b and 9b formed on the outer main surfaces of the piezoelectric ceramic layers 8a and 9a. By applying a DC voltage between the electrodes 8b and 9b and the metal plates constituting the first and second surfaces 4 and 5, the piezoelectric elements 8 and 9 are indicated by the arrows H and I shown in the drawing. Extends and contracts. In the state shown in FIG. 1B, the piezoelectric element 8 is displaced so as to expand in the surface direction as indicated by the arrow H, and the piezoelectric element 9 is displaced so as to contract in the surface direction as indicated by the arrow I shown in the figure. is doing. By driving the piezoelectric elements 8 and 9 so that the displacement directions of the piezoelectric elements 8 and 9 are opposite to each other, the angle formed by the first and second surfaces 4 and 5 of the convex member 2 is reduced. Thus, the convex member 2 can be displaced.

逆に、圧電素子8が面方向において縮まるように、かつ圧電素子9が面方向において拡がるように駆動することにより、凸状部材2の第1,第2の面4,5のなす角度が大きくなるように凸状部材2を変位させることができる。   Conversely, the angle formed by the first and second surfaces 4 and 5 of the convex member 2 is increased by driving the piezoelectric element 8 to contract in the surface direction and to expand the piezoelectric element 9 in the surface direction. Thus, the convex member 2 can be displaced.

なお、凹状部材3においても、両面に圧電素子10が貼り合わされている。この圧電素子10は、前述した圧電素子8,9と同様に構成されている。従って、凹状部材3においても、両面の圧電素子10に直流電圧を印加することにより、第3,第4の面6,7が近づいたり、遠ざかったりするように変位する。   Note that the piezoelectric element 10 is bonded to both sides of the concave member 3 as well. The piezoelectric element 10 is configured in the same manner as the piezoelectric elements 8 and 9 described above. Therefore, also in the concave member 3, by applying a DC voltage to the piezoelectric elements 10 on both sides, the third and fourth surfaces 6 and 7 are displaced so as to approach or move away from each other.

本実施例の変位拡大装置1では、第1の方向Fに対し、第2の方向Gが角度ψをなすように、すなわち第1,第2の方向F,Gが異なるように、端縁2aに凹状部材3の端縁が連ねられている。端縁2aにおいては、凸状部材2の頂点と、凹状部材3の底部とが一致するように、凹状部材3の端縁が凸状部材2の端縁2aに連結されている。この場合の上記角度ψを変位変換角度とすることとする。   In the displacement magnifying device 1 according to the present embodiment, the edge 2a is set such that the second direction G forms an angle ψ with respect to the first direction F, that is, the first and second directions F and G are different. The end edges of the concave member 3 are connected to each other. At the edge 2a, the edge of the concave member 3 is connected to the edge 2a of the convex member 2 so that the apex of the convex member 2 and the bottom of the concave member 3 coincide. The angle ψ in this case is assumed to be a displacement conversion angle.

本実施形態の変位拡大装置1の特徴は、例えば凸状部材2の端縁2aとは反対側の端縁2bの中心Jを支持部材等に固定された固定点とし、圧電素子8,9を駆動して凸状部材2を変位させた場合、上記変位変換角度ψが大きくなる。すなわち、変位変換角度ψの拡大により、凹状部材3が大きく変位することとなり、変位量の拡大が図られる。しかも、変位変換角度ψが変化するため、変位方向も変換されることになる。   A feature of the displacement magnifying device 1 of this embodiment is that, for example, the center J of the edge 2b opposite to the edge 2a of the convex member 2 is a fixed point fixed to a support member or the like, and the piezoelectric elements 8 and 9 are used. When the convex member 2 is displaced by driving, the displacement conversion angle ψ increases. That is, by increasing the displacement conversion angle ψ, the concave member 3 is greatly displaced, and the amount of displacement can be increased. In addition, since the displacement conversion angle ψ changes, the displacement direction is also converted.

すなわち、圧電素子8,9を駆動した場合、凸状部材2は、第1,第2の面4,5が近づいたり、遠ざかったりする。この変位は、凸状部材2に端縁2aで連結されている凹状部材3に伝達される。ここでは、凹状部材3の第3,第4の側面6,7が、伝達されてきた変位に伴って遠ざかったり、近づいたりするように変位する。その結果、変位変換角度ψが大きく変化することとなる。このように、本実施形態の変化拡大装置1では、変位量の拡大及び変位方向の変換を実現することができる。   That is, when the piezoelectric elements 8 and 9 are driven, the first and second surfaces 4 and 5 of the convex member 2 approach or move away from each other. This displacement is transmitted to the concave member 3 connected to the convex member 2 at the edge 2a. Here, the third and fourth side surfaces 6 and 7 of the concave member 3 are displaced so as to move away from or approach each other with the transmitted displacement. As a result, the displacement conversion angle ψ changes greatly. As described above, the change magnifying device 1 according to the present embodiment can realize the expansion of the displacement amount and the conversion of the displacement direction.

なお、上記説明では、凸状部材2の端縁2bの中央を固定点Jとしたが、逆に、凹状部材3の端縁2aとは反対側の端縁3aの中心Kを固定点とし、凹状部材2の端縁2bを自由端としてもよい。その場合にも、圧電素子10を駆動して凹状部材3を変位させ、凸状部材2側でより大きな変位を得ることが可能である。この場合においても、第1の方向Fと第2の方向Gとが変位変換角度ψをなすように凸状部材2が凹状部材3に連結されているので、変位方向を変換することができる。   In the above description, the center of the edge 2b of the convex member 2 is the fixed point J. Conversely, the center K of the edge 3a opposite to the edge 2a of the concave member 3 is the fixed point. The edge 2b of the concave member 2 may be a free end. Even in that case, it is possible to drive the piezoelectric element 10 to displace the concave member 3 and obtain a larger displacement on the convex member 2 side. Also in this case, since the convex member 2 is connected to the concave member 3 so that the first direction F and the second direction G form a displacement conversion angle ψ, the displacement direction can be converted.

なお、凸状部材2を固定側とし、凹状部材3を自由端側とした場合には、圧電素子10は必ずとも設けずともよい。もっとも、その場合においても、圧電素子10を駆動し、さらにより大きな変位を凹状部材3側でとり出してもよい。   When the convex member 2 is on the fixed side and the concave member 3 is on the free end side, the piezoelectric element 10 is not necessarily provided. However, even in that case, the piezoelectric element 10 may be driven to extract a larger displacement on the concave member 3 side.

同様に、凹状部材3の端縁3aの中心Kを固定点として用いる場合には、凸状部材2の圧電素子8,9は必ずしも設けられずともよい。この場合においても、圧電素子8,9をも駆動して、より大きな変位を凸状部材2側においてとり出してもよい。   Similarly, when the center K of the edge 3a of the concave member 3 is used as a fixed point, the piezoelectric elements 8 and 9 of the convex member 2 are not necessarily provided. Also in this case, the piezoelectric elements 8 and 9 may be driven to extract a larger displacement on the convex member 2 side.

上記のように、凸状部材2と凹状部材3とが変位変換角度ψをなすように連結されている構造において、変位量が拡大することを、図2の変形例及び図3(a)〜(c)を参照してより詳細に説明する。   As described above, in the structure in which the convex member 2 and the concave member 3 are connected so as to form the displacement conversion angle ψ, the amount of displacement is increased, and the modified example of FIG. 2 and FIGS. This will be described in more detail with reference to (c).

変位拡大装置1では、凸状部材2及び凹状部材3は、それぞれ、第1,第2の曲面4,5及び第3,第4の曲面6,7を有する曲面状の形状を有していた。これに対して、図2に示す変位拡大装置21では、凸状部材22及び凹状部材23が、平面状の第1,第2の面24,25及び第3,第4の面26,27を有すること、並びに変位手段として、凸状部材22側に圧電素子28が設けられており、凹状部材23側には変位手段が設けられていないことを除いては、上記実施形態の変位拡大装置1と同様に構成されている。   In the displacement magnifying device 1, the convex member 2 and the concave member 3 had curved shapes having first and second curved surfaces 4 and 5, and third and fourth curved surfaces 6 and 7, respectively. . On the other hand, in the displacement magnifying device 21 shown in FIG. 2, the convex member 22 and the concave member 23 have the planar first and second surfaces 24 and 25 and the third and fourth surfaces 26 and 27. The displacement magnifying device 1 of the above embodiment except that the piezoelectric element 28 is provided on the convex member 22 side and no displacement means is provided on the concave member 23 side. It is configured in the same way.

凸状部材22では、第1,第2の面24,25が平面であるため、第1の面24と第2の面25とが突き合っている部分は、一点鎖線F方向に沿う稜線22cとなる。すなわち、凸状部材22の第1の方向Cと直交する方向の断面における頂点を第1の方向に連ねた部分が稜線22cとなる。同様に、凸状部材22の端縁22aに連結されている凹状部材23においても、第4,第5の面26,27が平面であるため、第2の方向Gに沿う稜線23bにおいて、第3,第4の面6,7が突き合っている。   In the convex member 22, since the first and second surfaces 24 and 25 are flat, a portion where the first surface 24 and the second surface 25 abut each other is a ridge line 22c along the alternate long and short dash line F direction. It becomes. That is, the ridgeline 22c is a portion where the apex in the cross section of the convex member 22 in the direction orthogonal to the first direction C is connected to the first direction. Similarly, also in the concave member 23 connected to the edge 22a of the convex member 22, the fourth and fifth surfaces 26 and 27 are flat, and therefore, in the ridge line 23b along the second direction G, 3, the 4th surface 6 and 7 has faced.

いま、第1の方向Fと第2の方向Gとは、変位変換角度ψをなすように異なっている。   Now, the first direction F and the second direction G are different so as to form a displacement conversion angle ψ.

変位拡大装置21において、凸状部材22の端縁22bの中央を支持部等により支持される固定点とし、圧電素子28及び裏面側に貼り合わされた圧電素子を駆動する。その結果、凸状部材22において、第1,第2の面24,25間の距離が近づいたり、遠ざかったりするように変位が生じる。この変位が、凸状部材22に連結された凹状部材23に伝搬する。その結果、凹状部材23においては、伝搬してきた変位に従って、第1の方向と第2の方向とのなす変位変換角度ψが大きくなる。すなわち、大きな変位量を得ることができる。これを、図3(a)〜(c)を参照して説明する。   In the displacement magnifying device 21, the center of the edge 22b of the convex member 22 is set as a fixed point supported by a support portion or the like, and the piezoelectric element 28 and the piezoelectric element bonded to the back side are driven. As a result, the convex member 22 is displaced such that the distance between the first and second surfaces 24 and 25 approaches or moves away. This displacement propagates to the concave member 23 connected to the convex member 22. As a result, in the concave member 23, the displacement conversion angle ψ formed by the first direction and the second direction increases in accordance with the propagated displacement. That is, a large amount of displacement can be obtained. This will be described with reference to FIGS.

上記変形例の変位拡大装置21に応じた平面図形Eを図3(a)のXY平面上に表わす。ここでは、凸状部材22と凹状部材23とが連結されるべき部分の中点を原点Oとする。また、凸状部材22の端縁22aの一端に相当する点をB、他端に相当する点をCとし、凹状部材22の固定点に相当する点をAとする。   A plane figure E corresponding to the displacement magnifying device 21 of the above modification is represented on the XY plane of FIG. Here, the origin O is the midpoint of the portion where the convex member 22 and the concave member 23 are to be connected. Further, a point corresponding to one end of the edge 22 a of the convex member 22 is B, a point corresponding to the other end is C, and a point corresponding to the fixed point of the concave member 22 is A.

他方、凹状部材23の端縁23aの中心に相当する点をDとする。   On the other hand, a point corresponding to the center of the edge 23a of the concave member 23 is defined as D.

図3(a)に示す平面状態の形から、直線OA、直線OB及び直線OCに沿って山折りし、直線ODに沿って谷折りして、平面図形Eを折り曲げる。このようにして図2に示した変位拡大装置21と同様の立体形状を得る。ここで、図3(b)にXZ平面で示すように直線OC及び直線OBがX軸となす角度を山折り角φとする。また、図3(c)にYZ平面で示すように、直線ODがY軸となす角度を変位変換角度ψとする。図3(b)及び(c)において、dψ/dφは以下の式(1)で表わされる。   From the shape of the planar state shown in FIG. 3A, the plane figure E is bent by folding the mountain along the straight line OA, the straight line OB, and the straight line OC, and folding the valley along the straight line OD. In this way, a three-dimensional shape similar to that of the displacement magnifying device 21 shown in FIG. 2 is obtained. Here, as shown by the XZ plane in FIG. 3B, the angle between the straight line OC and the straight line OB and the X axis is defined as a mountain fold angle φ. Further, as shown by the YZ plane in FIG. 3C, an angle formed by the straight line OD and the Y axis is defined as a displacement conversion angle ψ. 3 (b) and 3 (c), dψ / dφ is expressed by the following equation (1).

dψ/dφ=(sinθ・sinψ・cosφ)/(sinθ・sinφ・cosψ−cosθsinψ)・・・式(1)
ここで、dψ/dφは、凸状部材22側における変位角度に対する凹状部材23側における変位角度の割合すなわち角度変位量の拡大率を表わす。式(1)から明らかなように、θ>45°かつφ<30°の領域では、凸状部材22を上記のように変位させた場合、ψが大きく変化し、従って凹状部材23側において大きな変位量の得られることがわかる。
dψ / dφ = (sinθ · sinψ · cosφ) / (sinθ · sinφ · cosψ−cosθsinψ) (1)
Here, dψ / dφ represents the ratio of the displacement angle on the concave member 23 side to the displacement angle on the convex member 22 side, that is, the enlargement ratio of the angular displacement amount. As is clear from the equation (1), in the region where θ> 45 ° and φ <30 °, when the convex member 22 is displaced as described above, ψ changes greatly, and accordingly, on the concave member 23 side, it is large. It can be seen that the displacement amount can be obtained.

よって、上記変形例の変位拡大装置21では、変位方向を変換し得るだけでなく、凹状部材23側において、凸状部材22における角度変位量よりも大きな角度変位量dψの得られることがわかる。   Therefore, it can be seen that the displacement magnifying device 21 of the above modification can not only change the displacement direction but also obtain an angular displacement amount dψ larger than the angular displacement amount of the convex member 22 on the concave member 23 side.

なお、図3を参照して行った説明では、第1〜第4の面24〜27は平面とされていたが、図1に示した曲面状の第1〜第4の面4〜7を有する変位拡大装置1においても、同様に、角度変位量を拡大することができる。すなわち、本発明においては、第1,第2の面及び第3,第4の面は曲面であっても平面であってもよい。   In the description given with reference to FIG. 3, the first to fourth surfaces 24 to 27 are flat, but the curved first to fourth surfaces 4 to 7 shown in FIG. Similarly, in the displacement magnifying apparatus 1 having, the amount of angular displacement can be enlarged. That is, in the present invention, the first, second and third, fourth surfaces may be curved surfaces or flat surfaces.

図4(a),(b)は、本発明の第2の実施形態にかかる変位拡大装置を模式的表面断面図及び平面図である。本実施形態の変位拡大装置41では、略図的に示す凸状部材42に、略図的に示す凹状部材43が連結されている。なお、図4(a)は、図4(b)の一点鎖線F及びGに沿う模式的断面図である。一点鎖線F及び一点鎖線Gは一直線状に連ねられているが、実際には、図4(e)の紙面−紙背方向において変位変換角度ψをなしている。本実施形態では、金属板をプレス成形することにより、変位拡大装置21と同様に、平面状の第1〜第4の面44〜47が形成されている。すなわち、凸状部材42は、平面状の第1,第2の面44,45を有し、凸状部材43は、平面状の第3,第4の面46,47を有する。また、第1,第2の面44,45が稜線42cにより突き合っており、第3,第4の面46,47が、稜線43bで突き合わされている。   4A and 4B are a schematic cross-sectional view and a plan view of a displacement magnifying apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the displacement magnifying device 41 of the present embodiment, a concave member 43 schematically shown is connected to a convex member 42 schematically shown. 4A is a schematic cross-sectional view taken along the alternate long and short dash lines F and G in FIG. Although the alternate long and short dash line F and the alternate long and short dash line G are connected in a straight line, in reality, a displacement conversion angle ψ is formed in the paper surface-back direction of FIG. In the present embodiment, planar first to fourth surfaces 44 to 47 are formed in the same manner as the displacement magnifying device 21 by press-molding a metal plate. That is, the convex member 42 has planar first and second surfaces 44 and 45, and the convex member 43 has planar third and fourth surfaces 46 and 47. The first and second surfaces 44 and 45 are abutted by the ridge line 42c, and the third and fourth surfaces 46 and 47 are abutted by the ridge line 43b.

ここでは、圧電素子48,49が第1,第2の面44,45の両面に貼り合わされている。圧電素子48,49は、チタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスからなる圧電セラミック層48a,49aと、圧電セラミック層48a,49aの外側主面に設けられた電極48b,49bとを有する。圧電セラミック層48a,49aの内側主面には、電極は形成されておらず、上記第1,第2の面44,45を形成している金属板が電極を兼ねている。圧電セラミック層48a,49aは図示のように、厚み方向において一様に分極処理されている。   Here, the piezoelectric elements 48 and 49 are bonded to both surfaces of the first and second surfaces 44 and 45. The piezoelectric elements 48 and 49 include piezoelectric ceramic layers 48a and 49a made of lead zirconate titanate-based piezoelectric ceramics, and electrodes 48b and 49b provided on the outer main surfaces of the piezoelectric ceramic layers 48a and 49a. No electrodes are formed on the inner main surfaces of the piezoelectric ceramic layers 48a and 49a, and the metal plates forming the first and second surfaces 44 and 45 also serve as the electrodes. The piezoelectric ceramic layers 48a and 49a are uniformly polarized in the thickness direction as shown.

上記電極48b,49bは、Ag,Cuまたはこれらの合金などの適宜の金属からなる。   The electrodes 48b and 49b are made of an appropriate metal such as Ag, Cu, or an alloy thereof.

他方、凹状部材43側においても、同様に、金属板の片面に圧電素子50が、反対側の面に圧電素子51が貼り合わされている。圧電素子50,51は、それぞれ、圧電素子48,49と同様に、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスからなる圧電セラミック層50a,51aと、これらの外側主面に形成された電極50b,51bとを有する。もっとも、圧電セラミック層50a,51aにおける分極方向は、厚み方向ではあるが、圧電セラミック層48a,49bとは逆方向とされている。そして、電極48bと電極50bとが、リード線52により電気的に接続されている。同様に、電極49bと電極51bとが、リード線53により電気的に接続されている。   On the other hand, on the concave member 43 side, similarly, the piezoelectric element 50 is bonded to one surface of the metal plate, and the piezoelectric element 51 is bonded to the opposite surface. Similarly to the piezoelectric elements 48 and 49, the piezoelectric elements 50 and 51 include piezoelectric ceramic layers 50a and 51a made of lead zirconate titanate-based ceramics and electrodes 50b and 51b formed on the outer main surfaces thereof. Have. However, the polarization direction in the piezoelectric ceramic layers 50a and 51a is the thickness direction, but opposite to the piezoelectric ceramic layers 48a and 49b. The electrode 48 b and the electrode 50 b are electrically connected by the lead wire 52. Similarly, the electrode 49 b and the electrode 51 b are electrically connected by the lead wire 53.

なお、圧電素子48,49,50,51と金属板との接合は、エポキシ系接着剤などの適宜接合剤を用いて行い得る。   Note that the piezoelectric elements 48, 49, 50, 51 and the metal plate can be bonded using an appropriate bonding agent such as an epoxy-based adhesive.

本実施形態の変位拡大装置41では、金属板と、電極48b,49bとの間に直流電圧を印可することにより凸状部材42が変位する。すなわち、圧電素子48が、図4(b)に示すように面方向に延びる。この場合、圧電素子49は逆方向に変位する。従って、第1の面44と第2の面45とのなす角度が小さくなるように、凸状部材42が変位する。その結果、凸状部材42の変位が凹状部材43に伝達される。   In the displacement magnifying device 41 of the present embodiment, the convex member 42 is displaced by applying a DC voltage between the metal plate and the electrodes 48b and 49b. That is, the piezoelectric element 48 extends in the surface direction as shown in FIG. In this case, the piezoelectric element 49 is displaced in the reverse direction. Accordingly, the convex member 42 is displaced so that the angle formed by the first surface 44 and the second surface 45 is small. As a result, the displacement of the convex member 42 is transmitted to the concave member 43.

他方、凹状部材43においても、リード線52,53により、圧電素子50,51が圧電素子48,49に接続されているので、圧電素子50が図示のR方向に変位する。すなわち、圧電素子50は面方向に縮む方向に変位する。他方、裏面側の圧電素子51は逆に、面方向に延びる方向に変位する。そのため、第3の面46と第4の面47のなす角度が小さくなるように、すなわち凹状部材43において、第3の面46と第4の面47が近づくように変位する。その結果、本実施形態においても、第1の方向と第2の方向とのなす変位変換角度ψが大きく変化し、凹状部材43側において大きな変位量が得ることができる。また、変位方向も変換させることができる。   On the other hand, also in the concave member 43, since the piezoelectric elements 50 and 51 are connected to the piezoelectric elements 48 and 49 by the lead wires 52 and 53, the piezoelectric element 50 is displaced in the R direction shown in the figure. That is, the piezoelectric element 50 is displaced in the direction of contraction in the surface direction. On the other hand, the piezoelectric element 51 on the back surface side is displaced in the direction extending in the surface direction. For this reason, the third surface 46 and the fourth surface 47 are displaced so that the angle formed by the third surface 46 and the fourth surface 47 becomes smaller, that is, the concave surface 43 of the concave member 43 so that the third surface 46 and the fourth surface 47 approach each other. As a result, also in this embodiment, the displacement conversion angle ψ formed by the first direction and the second direction changes greatly, and a large amount of displacement can be obtained on the concave member 43 side. Also, the displacement direction can be changed.

また、上記各実施形態では、圧電素子8,9,48,49,50,51の内側の主面には電極を形成しなかったが、電極を形成し、該電極を金属板に接合してもよい。   In the above embodiments, no electrode is formed on the inner main surface of the piezoelectric elements 8, 9, 48, 49, 50, 51. However, an electrode is formed and the electrode is bonded to a metal plate. Also good.

上述した各実施形態及び変形例では、凸状部材の上面に圧電素子が積層されており、凸状部材の両面にも適宜圧電素子が積層されていたが、本発明における凸状部材及び/または凹状部材を変位させる変位手段は、このような構造に限定されるものではない。例えば、図5に模式的横断面図で示すように、凸状部材61において、第1,第2の面62,63間のなす角度を変化させるように、第1の面62,63間を変位素子64で連結してもよい。ここでは、変位素子64は、図示の矢印Sで示すようにその長さが延びたり、縮んだりする変位素子である。このような変位素子64としては、圧電セラミックスや圧電樹脂などからなる圧電変位素子を好適に用いることができる。圧電素子の場合には、変化する電圧を制御するだけで、高精度に凸状部材61を変位させることができる。   In each of the above-described embodiments and modifications, piezoelectric elements are laminated on the upper surface of the convex member, and piezoelectric elements are appropriately laminated on both surfaces of the convex member. The displacement means for displacing the concave member is not limited to such a structure. For example, as shown in a schematic cross-sectional view in FIG. The displacement element 64 may be connected. Here, the displacement element 64 is a displacement element whose length extends or contracts as indicated by an arrow S in the figure. As such a displacement element 64, a piezoelectric displacement element made of piezoelectric ceramics or piezoelectric resin can be suitably used. In the case of a piezoelectric element, the convex member 61 can be displaced with high accuracy only by controlling the changing voltage.

変位素子64の一端が第1の面62の内面に固定されており、他端が第2の面63の内面に固定されている。従って、変位素子64が長くなると、第1,第2の面62,63のなす角度が大きくなり、短くなると、該角度が小さくなる。従って、変位素子64を伸縮駆動することにより、上述してきた実施形態と同様に、第1,第2の方向のなす変位変換角度が大きく変化される。従って、変位量拡大及び変位方向の変換を果たすことができる。   One end of the displacement element 64 is fixed to the inner surface of the first surface 62, and the other end is fixed to the inner surface of the second surface 63. Therefore, when the displacement element 64 becomes longer, the angle formed by the first and second surfaces 62 and 63 becomes larger, and when the displacement element 64 becomes shorter, the angle becomes smaller. Therefore, when the displacement element 64 is driven to extend and contract, the displacement conversion angle formed by the first and second directions is greatly changed as in the above-described embodiment. Therefore, displacement amount expansion and displacement direction conversion can be achieved.

もっとも、変位素子64としては、圧電素子に限らず、他の変位素子を用いてもよい。このような他の変位素子としては、例えば感温変位素子を挙げることができる。感温変位素子としては、バイメタルまたは形状記憶合金からなる変位素子を好適に用いることができる。   However, the displacement element 64 is not limited to a piezoelectric element, and other displacement elements may be used. As such another displacement element, a temperature-sensitive displacement element can be mentioned, for example. As the temperature-sensitive displacement element, a displacement element made of a bimetal or a shape memory alloy can be preferably used.

感温変位素子を用いた場合、温度変化により、変位素子64が伸縮し、それによって、凸状部材61の第1,第2の面62,63のなす角度が変化する。その結果、前述した第1,第2の方向のなす変位変換角度が大きく変化し、より大きな変位量が凹状部材側で取り出され、かつ変位方向も変換されることとなる。   When a temperature-sensitive displacement element is used, the displacement element 64 expands and contracts due to a temperature change, whereby the angle formed by the first and second surfaces 62 and 63 of the convex member 61 changes. As a result, the displacement conversion angle formed by the first and second directions described above changes greatly, and a larger displacement amount is taken out on the concave member side, and the displacement direction is also converted.

さらに、上記実施形態では、1つの凸状部材に1つの凹状部材が連結されていたが、図6に模式的斜視図で示すように、凸状部材に凹状部材が連結されている構造が複数直列に接続されていてもよい。すなわち、変位拡大装置71では、支持部材に固定される第1の凸状部材72に、第1の凹状部材73が連結されている。さらに、第1の凹状部材73の外側端縁に、第2の凸状部材74が連結され、該第2の凸状部材74の外側端縁に第2の凹状部材75が連結されている。このように、凸状部材と凹状部材とが連結された変位拡大装置を複数連結してもよい。その場合には、より一層大きな変位量を得ることができるとともに、図6の矢印Tで示すように、直線状の変位を得ることも可能となる。   Furthermore, in the said embodiment, although one concave member was connected with one convex member, as shown in a schematic perspective view in FIG. 6, there are a plurality of structures in which the concave member is connected to the convex member. They may be connected in series. That is, in the displacement magnifying device 71, the first concave member 73 is connected to the first convex member 72 fixed to the support member. Further, the second convex member 74 is connected to the outer edge of the first concave member 73, and the second concave member 75 is connected to the outer edge of the second convex member 74. In this way, a plurality of displacement magnifying devices in which the convex member and the concave member are connected may be connected. In that case, a larger displacement amount can be obtained, and a linear displacement can be obtained as indicated by an arrow T in FIG.

(a)は、本発明の第1の実施形態にかかる変位拡大装置を示す略図的斜視図であり、(b)はその要部を示す側面図である。(A) is a schematic perspective view which shows the displacement expansion apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention, (b) is a side view which shows the principal part. 第1の実施形態の変形例にかかる変位拡大装置の模式的斜視図である。It is a typical perspective view of the displacement magnifying device concerning the modification of 1st Embodiment. (a)〜(c)は、図2に示した変形例において、変位方向の変換及び拡大変位量の拡大が図れる理由を説明するための各模式図である。(A)-(c) is each schematic diagram for demonstrating the reason why conversion of a displacement direction and expansion of the amount of expansion displacement can be aimed at in the modification shown in FIG. (a),(b)は、本発明の第2の実施形態にかかる変位拡大装置の模式的正面断面図及び平面図である。(A), (b) is a typical front sectional view and a top view of a displacement magnifying device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の変位拡大装置のさらに他の変形例を説明するための模式的側面図である。It is a typical side view for demonstrating the further another modification of the displacement expansion apparatus of this invention. 本発明の変位拡大装置のさらに他の変形例を説明するための模式的斜視図である。It is a typical perspective view for demonstrating the further another modification of the displacement expansion apparatus of this invention. 従来の変位拡大装置の一例を示す模式的正面図である。It is a typical front view which shows an example of the conventional displacement expansion apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1…変位拡大装置
2…凸状部材
2a,2b…端縁
2c…稜線
3…凹状部材
3a…端縁
3b…稜線
4,5…第1,第2の面
6,7…第3,第4の面
8,9…圧電素子
8a,9a…圧電セラミック層
8b,9b…電極
21…変位拡大装置
22…凸状部材
22a,22b…端縁
22c…稜線
23…凹状部材
23a…端縁
23b…稜線
28…圧電素子
41…変位拡大装置
42…凸状部材
43…凹状部材
48,49…圧電素子
48a,49a…圧電セラミック層
48b,49b…電極
50,51…圧電素子
50a,51a…圧電セラミック層
50b,51b…電極
52,53…リード線
61…凸状部材
62,63…第1,第2の面
64…変位素子
71…変位拡大装置
72,74…凸状部材
73,75…凹状部材
ψ…変位変換角度

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Displacement expansion apparatus 2 ... Convex-shaped member 2a, 2b ... End edge 2c ... Edge line 3 ... Concave member 3a ... End edge 3b ... Edge line 4,5 ... 1st, 2nd surface 6, 7 ... 3rd, 4th Surfaces 8, 9 ... Piezoelectric elements 8a, 9a ... Piezoceramic layers 8b, 9b ... Electrodes 21 ... Displacement magnifying device 22 ... Convex members 22a, 22b ... Edges 22c ... Ridges 23 ... Concave members 23a ... Edges 23b ... Ridges DESCRIPTION OF SYMBOLS 28 ... Piezoelectric element 41 ... Displacement expansion device 42 ... Convex member 43 ... Concave member 48, 49 ... Piezoelectric element 48a, 49a ... Piezoelectric ceramic layer 48b, 49b ... Electrode 50, 51 ... Piezoelectric element 50a, 51a ... Piezoelectric ceramic layer 50b , 51b ... Electrodes 52, 53 ... Lead wires 61 ... Convex members 62, 63 ... First and second surfaces 64 ... Displacement elements 71 ... Displacement magnifying devices 72, 74 ... Convex members 73, 75 ... Concave members ψ ... Displacement conversion angle

Claims (8)

第1の方向に延ばされており、該第1の方向と直交する断面の形状が凸状であり、前記第1の方向に凸状の頂点が連ねられている部分の両側に連ねられた第1,第2の面を有する凸状部材と、
前記凸状部材の前記第1の方向における一方側の端縁に連結された端縁を有し、第1の方向とは異なる第2の方向に延ばされており、該第2の方向と直交する断面の形状が凹状であり、第2の方向に凹状の底部が連ねられている部分の両側に連ねられた第3,第4の面をさらに有する凹状部材と、
前記第1,第2の面のなす角度及び第3,第4の面のなす角度の少なくとも一方を変化させるように、前記凸状部材及び前記凹状部材の少なくとも一方に設けられた変位手段とを備え、
前記第1,第2の面のなす角度及び第3,第4の面のなす角度の少なくとも一方を前記変位手段により変化させることにより、前記凸状部材または前記凹状部材において生じた変位が前記凹状部材または前記凸状部材において拡大されかつ該変位の方向が変換されることを特徴とする、変位拡大装置。
Extending in the first direction, the shape of the cross section orthogonal to the first direction is convex, and is connected to both sides of the portion where the convex vertices are connected in the first direction. A convex member having first and second surfaces;
The convex member has an edge connected to an edge on one side in the first direction and extends in a second direction different from the first direction, and the second direction A concave member further having third and fourth surfaces connected to both sides of a portion where the shape of the cross section perpendicular to the concave shape is concave and the concave bottom portion is continuous in the second direction;
Displacement means provided on at least one of the convex member and the concave member so as to change at least one of the angle formed by the first and second surfaces and the angle formed by the third and fourth surfaces. Prepared,
By changing at least one of the angle formed by the first and second surfaces and the angle formed by the third and fourth surfaces by the displacement means, the displacement generated in the convex member or the concave member is changed to the concave shape. A displacement magnifying device which is magnified at a member or the convex member and whose direction of displacement is changed.
前記第1,第2の面が平面であり、前記第3,第4の面が平面であり、前記凸状部材において、前記頂点が連ねられて第1の稜線が形成されており、前記凹状部材において、前記底が連ねられて第2の稜線が形成されている、請求項1に記載の変位拡大装置。   The first and second surfaces are flat surfaces, the third and fourth surfaces are flat surfaces, and in the convex member, the apex is connected to form a first ridge line, and the concave shape The displacement magnifying device according to claim 1, wherein in the member, the bottoms are connected to form a second ridge line. 前記第1,第2の面及び前記第3,第4の面がいずれも曲面からなり、前記第1の頂点及び前記底部の近傍が丸みを帯びている、請求項1に記載の変位拡大装置。   2. The displacement magnifying device according to claim 1, wherein the first and second surfaces and the third and fourth surfaces are both curved surfaces, and the first apex and the vicinity of the bottom are rounded. . 前記変位手段が、前記凸状部材及び前記凹状部材の少なくとも一方が、少なくとも片面に積層された圧電素子である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の変位拡大装置。   The displacement magnifying device according to any one of claims 1 to 3, wherein the displacement means is a piezoelectric element in which at least one of the convex member and the concave member is laminated on at least one surface. 前記凸状部材及び凹状部材が金属板である、請求項4に記載の変位拡大装置。   The displacement magnifying device according to claim 4, wherein the convex member and the concave member are metal plates. 前記第1,第2の面がなす角度及び前記第3,第4の面がなす角度の内少なくとも一方の角度を変位させる変位手段が、前記第1,第2の面を連結している変位素子及び前記第3,第4の面を連結している変位素子の内の少なくとも一方の変位素子である、請求項1に記載の変位拡大装置。   A displacement means for displacing at least one of the angle formed by the first and second surfaces and the angle formed by the third and fourth surfaces connects the first and second surfaces. The displacement magnifying device according to claim 1, wherein the displacement magnifying device is at least one of a displacement element connecting the element and the third and fourth surfaces. 前記変位素子が、圧電素子からなる、請求項6に記載の変位拡大装置。   The displacement magnifying device according to claim 6, wherein the displacement element is a piezoelectric element. 前記変位素子が温度変化によりその長さが変動する感温変位素子である、請求項6に記載の変位拡大装置。
The displacement magnifying device according to claim 6, wherein the displacement element is a temperature-sensitive displacement element whose length varies with a temperature change.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4854469U (en) * 1971-10-22 1973-07-13
JPH02248087A (en) * 1989-03-22 1990-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ceramic actuator
JPH08271212A (en) * 1995-03-28 1996-10-18 Nikon Corp Device for detecting amount of displacement of piezoelectric drive member
JP2004209114A (en) * 2003-01-08 2004-07-29 Tsukuru:Kk Pop-up toy

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4854469U (en) * 1971-10-22 1973-07-13
JPH02248087A (en) * 1989-03-22 1990-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ceramic actuator
JPH08271212A (en) * 1995-03-28 1996-10-18 Nikon Corp Device for detecting amount of displacement of piezoelectric drive member
JP2004209114A (en) * 2003-01-08 2004-07-29 Tsukuru:Kk Pop-up toy

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