JP2012178466A - アクチュエータおよび繊維機械用ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】プレートが振動した際の当該プレートにおけるポテンシャル値（プレートの変位量とそのときの力との積）を、省電力で大きく確保することができるアクチュエータおよび繊維機械用ユニットを提供すること。
【解決手段】アクチュエータ２は、長尺なプレート５と、プレート５の上面５１に固定された第１の圧電体６ａと、プレート５の下面５２に固定された第２の圧電体６ｂとを備えている。このアクチュエータ２のプレート５は、その長手方向に延在しかつその幅方向に並べられ、線状体で構成された複数本の第１の補強材７と、プレートの長手方向に延在し、第１の補強材７に重なる線状体で構成された複数本の第２の補強材８Ａと、各第１の補強材７と各第２の補強材８Ａとを被覆する被覆部材９とを有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、アクチュエータおよびそれを備える繊維機械用ユニットに関する。

従来のアクチュエータとしては、片持支持された振動板と、その振動板の両面にそれぞれ固定された圧電体とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のアクチュエータは、各圧電体に電圧を印加することにより、振動板の自由端がその厚さ方向に振動する（変位する）よう構成されている。

特許文献１に記載のアクチュエータにおける振動板は、その長手方向に延びるガラスエポキシ樹脂で構成された複数本の線状体（繊維）を有するものである。しかしながら、このような構成の振動板では、振動板が振動した際、前記各線状体は、それぞれ、振動板の厚さ方向に変形する（撓む）が、その他に長手方向にも圧縮されて変形し（座屈し）、位置ズレが生じてしまう。この位置ズレした分、振動板の振動に要するエネルギに損失が生じるため、振動板の振幅や発生力が減少するという問題があった。

また、振幅をできる限り大きく確保するには、例えば、印加電圧を増大させることが考えられるが、この場合、各圧電体に対する負担が増大することとなり、結果、各圧電体の寿命が短くなってしまう。

特開２００１−３４５４９１号公報

本発明の目的は、プレートが振動した際の当該プレートにおけるポテンシャル値（プレートの変位量とそのときの力との積）を、省電力で大きく確保することができるアクチュエータおよび繊維機械用ユニットを提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１５）の本発明により達成される。
（１） 長尺なプレートと、該プレートの片面または両面に固定された圧電体とを備え、該圧電体に電圧を印加することにより前記プレートが振動するアクチュエータであって、
前記プレートは、その長手方向に延在しかつその幅方向に並べられ、線状体で構成された複数本の第１の補強材と、
前記プレートの長手方向に延在し、前記第１の補強材に重なる線状体で構成された複数本の第２の補強材と、
前記各第１の補強材と前記各第２の補強材とを被覆する被覆部材とを有することを特徴とするアクチュエータ。

（２） 前記各第２の補強材は、それぞれ、前記プレートが振動するとき、前記各第１の補強材の位置ズレを防止する機能を有する上記（１）に記載のアクチュエータ。

（３） 隣接する前記第１の補強材同士は、互いに接している上記（１）または（２）に記載のアクチュエータ。

（４） 隣接する２本の前記第１の補強材の間に、１本の前記第２の補強材が配されている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のアクチュエータ。

（５） 前記各第２の補強材は、前記第１の補強材に対し前記プレートの片面側に偏在している上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のアクチュエータ。

（６） 前記各第２の補強材は、前記第１の補強材に対し前記プレートの両面側にそれぞれ配置されている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のアクチュエータ。

（７） 前記各第２の補強材は、それぞれ、前記各第１の補強材よりも柔軟性が高いものである上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のアクチュエータ。

（８） 前記第２の補強材の線径は、前記第１の補強材の線径よりも小さい上記（７）に記載のアクチュエータ。

（９） 前記第２の補強材の線径は、前記第１の補強材の線径の０．２〜１倍である上記（８）に記載のアクチュエータ。

（１０） 前記第１の補強材の構成材料と前記第２の補強材の構成材料とは、同じまたは異なるものである上記（７）ないし（９）のいずれかに記載のアクチュエータ。

（１１） 前記第１の補強材の構成材料は、ガラス材料であり、前記第２の補強材の構成材料は、樹脂材料である上記（１０）に記載のアクチュエータ。

（１２） 隣接する前記第２の補強材同士は、互いに線径が異なるものである上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載のアクチュエータ。

（１３） 前記被覆部材は、樹脂材料で構成されている上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載のアクチュエータ。

（１４） 前記圧電体は、前記プレートの両面にそれぞれ固定されている上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載のアクチュエータ。

（１５） 編み針を備える繊維機械に装着して用いられる繊維機械用ユニットであって、
上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載のアクチュエータと、
前記プレートの端部側に設置され、前記編み針を操作する操作部材とを備えることを特徴とする繊維機械用ユニット。

プレートが振動するとき、各第１の補強材は、それぞれ、プレートの厚さ方向に変形する（撓む）とともに、長手方向にも圧縮されて変形して（座屈して）位置ズレが生じそうになる。この「位置ズレ」は、プレートの振動に要するエネルギを減少させる（エネルギ損失）の原因となる現象である。しかしながら、本発明によれば、第１の補強材に第２の補強材が重なりって配置されていることにより、各第２の補強材で各第１の補強材の圧縮変形を防止して、その結果、前記位置ズレを防止することができる。これにより、プレートが振動する際、前記位置ズレによるエネルギ損失を防止することができ、よって、プレートにおけるポテンシャル値を、省電力でできる限り大きく確保することができる。

本発明の繊維機械用ユニットの使用状態を示す概略斜視図である。 本発明のアクチュエータ（繊維機械用ユニット）の第１実施形態を示す斜視図である。 図２に示すアクチュエータの基端部付近を示す縦断面図である。 図２に示すアクチュエータの駆動状態を示す模式図である。 図２に示すアクチュエータにおける第１の補強材と第２の補強材との配置状態を示す横断面図である。 本発明のアクチュエータ（第２実施形態）における第１の補強材と第２の補強材との配置状態を示す横断面図である。 本発明のアクチュエータ（第３実施形態）における第１の補強材と第２の補強材との配置状態を示す横断面図である。 本発明のアクチュエータ（第４実施形態）における第１の補強材と第２の補強材との配置状態を示す横断面図である。

以下、本発明のアクチュエータおよび繊維機械用ユニットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の繊維機械用ユニットの使用状態を示す概略斜視図、図２は、本発明のアクチュエータ（繊維機械用ユニット）の第１実施形態を示す斜視図、図３は、図２に示すアクチュエータの基端部付近を示す縦断面図、図４は、図２に示すアクチュエータの駆動状態を示す模式図、図５は、図２に示すアクチュエータにおける第１の補強材と第２の補強材との配置状態を示す横断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１〜図５中（図６〜図８についても同様）の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図２中の右上側を「基端」、左下側を「先端」と言い、図３および図４中の右側を「基端」、左側を「先端」と言う。

図１に示すように、繊維機械用ユニット１は、繊維機械１００に装着して用いられるものである。繊維機械用ユニット１について説明する前に、繊維機械１００について説明する。なお、繊維機械１００としては、特に限定されないが、例えば、編み機、織機等が挙げられる。

本実施形態での繊維機械１００は、靴下を編む編み機である。この繊維機械１００は、円柱状をなす編成シリンダ１０１と、編成シリンダ１０１の外周部に配置された複数本の編成針（編み針）１０２と、各編成針１０２に対応して設置されたボビン１０３とを備えている。

編成シリンダ１０１は、例えば下部がモータ（図示せず）に連結され、その軸Ｏ回りに図１中の矢印Ａ方向に回転することができる。

各編成針１０２は、それぞれ、編成シリンダ１０１の外周部に軸Ｏに沿って移動可能に支持されている。また、各編成針１０２の下方には、それぞれ、当該編成針１０２を上方に向かって押し上げる突部１０４が配置されている。編成針１０２は、突部１０４に当接した状態では上方に向かって押し上げられ、突部１０４から離間した状態では下方で退避することができる。そして、繊維機械用ユニット１は、編成針１０２と突部１０４とが当接する状態と、編成針１０２と突部１０４とが離間する状態とを切り換えるときに作動するものとなっている（図４参照）。この繊維機械用ユニット１については後述する。

また、各編成針１０２の上端部には、それぞれ、フック１０５が設けられている。このフック１０５にボビン１０３から供給された糸１０６を係合させることができる。

このような構成の繊維機械１００は、編成シリンダ１０１が回転した状態で、各編成針１０２の位置を適宜設定する、すなわち、各編成針１０２を上方に位置させるか下方に位置させるかを適宜設定することができる。そして、上方に位置した編成針１０２が編成シリンダ１０１とともに回転すると、当該編成針１０２に対応するボビン１０３からの糸１０６を、軸Ｏ回りにループ状に形成することができる。この動作を繰り返すことにより、ループ状の糸１０６が多段に形成され、よって、全体として筒状のものが製造されることとなり、これが靴下となる。

次に、繊維機械用ユニット１について説明する。
図２に示すように、繊維機械用ユニット１は、振動板としてのアクチュエータ（繊維機械用圧電アクチュエータ素子）２と、アクチュエータ２を支持する支持体３と、アクチュエータ２の駆動により変位する操作部材（フィンガ）４とを備えている。この繊維機械用ユニット１は、アクチュエータ２での圧電効果により当該アクチュエータ２が変形して、それとともに操作部材４が上下方向に変位するよう構成されている（図４参照）。

支持体３は、アクチュエータ２（プレート（シム材）５）をその長手方向に沿った異なる３箇所で支持するものである。支持体３は、長尺な板状をなす基板３４と、基板３４上に設けられ、基端側から順に配置された固定支持部３１、中間支持部３２および回動支持部３３とを有している。

固定支持部３１は、アクチュエータ２の基端部２１が挿入される凹部３１１を有し、当該基端部２１を固定、支持することができる。この基端部２１は固定端となる。

中間支持部３２は、基板３４の幅方向に架設された一対の棒状体３２１を有し、これらの棒状体３２１でアクチュエータ２の長手方向の中央部２２（途中）を挟持することができる（図４参照）。

回動支持部３３は、基板３４の幅方向に架設され、基板３４に対し回動可能な棒状体（軸）３３１を有し、この棒状体３３１でアクチュエータ２の先端部２３を回動可能に支持している。

図２に示すように、アクチュエータ２の先端側には、連結部材１０を介して、操作部材４が連結されている。この操作部材４は、板片で構成されている。

操作部材４は、支持体３で３点支持されたアクチュエータ２が変形した際に、編成針１０２を編成シリンダ１０１の軸Ｏ側に向かって押圧操作するものである。図４（ａ）に示すように、編成針１０２は、その押圧部１０７が操作部材４で押圧されることにより、突部１０４から退避し、当該突部１０４で押し上げられるのが禁止される。また、図４（ｂ）に示すように、編成針１０２は、操作部材４による押圧が解除されると、突部１０４と当接して、当該突部１０４で押し上げられる。

なお、支持体３および操作部材４の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種金属材料が挙げられ、特に、支持体３の構成材料にはアルミニウムを好適に用いることができ、操作部材４の構成材料にはＳＫＤ材（ダイス鋼）、ＳＫＨ材（ハイスピード鋼）を好適に用いることができる。

図２、図３に示すように、アクチュエータ２（圧電素子）は、長尺なプレート５と、プレート５の上面５１に固定された第１の圧電体６ａと、プレート５の下面５２に固定された第２の圧電体６ｂとを有している。

第１の圧電体６ａと第２の圧電体６ｂとは、同じ構成であるため、以下、第１の圧電体６ａについて代表的に説明する。

図３に示すように、第１の圧電体６ａは、プレート５の上面５１のほとんどの部分を覆っている。この第１の圧電体６ａは、シート状の圧電セラミックス６１と、圧電セラミックス６１の両面にそれぞれ形成された電極膜６２および６３とを有している。なお、電極膜６３の一部は、圧電セラミックス６１の電極膜６２が形成されている面にも及んでいる。

圧電セラミックス６１は、セラミックス材料で構成されている。このセラミックス材料としては、例えば、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３）、または、ＰＺＴにＰｂ（Ｍｇ、Ｎｂ）Ｏ_３やＰｂ（Ｎｉ、Ｎｂ）Ｏ_３等の鉛系複合ペロブスカイト型化合物を含有する材料が挙げられる。なお、圧電セラミックス６１の厚さは、特に限定されないが、例えば、１００〜４００μｍが好ましく、２００〜３００μｍがより好ましい。

電極膜６２および６３は、それぞれ、導電性を有する金属材料で構成されている。この金属材料としては、例えば、金、銀、銅等が挙げられ、特に、銀を用いるのが好ましい。なお、電極膜６２および６３のそれぞれの厚さは、特に限定されないが、例えば、０．１〜１０μｍが好ましく、０．５〜１．５μｍがより好ましい。また、電極膜６２および６３のそれぞれの形成方法としては、特に限定されないが、例えば、蒸着法、塗布法が挙げられる。

また、電極膜６２は、半田６４を介して導線６６と電気的に接続されている。一方、電極膜６３は、半田６５を介して、導線６７と電気的に接続されている。導線６６、６７は、電源（図示せず）に接続されている。

電極膜６２上には、ソルダーレジスト膜１１が形成されている。さらに、アクチュエータ２全体が絶縁膜１２で覆われている。ソルダーレジスト膜１１および絶縁膜１２は、それぞれ、絶縁性を有する樹脂材料（例えばポリオレフィン）で構成されている。

そして、繊維機械１００は、第１の圧電体６ａおよび第２の圧電体６ｂに対しては、交互に電圧を印加するよう構成されている。例えば、第１の圧電体６ａに順バイアス電圧を印加すると、当該第１の圧電体６ａは圧電効果により収縮する。このとき、プレート５は図４（ａ）に示す湾曲状態となり、操作部材４が上方に向かって変位して編成針１０２を押圧する。一方、第２の圧電体６ｂに順バイアス電圧を印加すると、当該第２の圧電体６ｂは圧電効果により収縮する。このとき、プレート５は図４（ｂ）に示す湾曲状態となり、操作部材４が下方に向かって変位して編成針１０２から離間する。このような電圧印加により、プレート５が振動することができ、それに伴って操作部材４を変位させることができる。なお、印加電圧が交流電圧の場合には、その周波数としては、例えば、０．０１〜１００Ｈｚであるのが好ましく、３０〜５０Ｈｚであるのがより好ましい。

図３、図５に示すように、プレート５は、複数本の第１の補強材７と、第１の補強材７にその上側から重なるように配置された複数本の第２の補強材８Ａと、各第１の補強材７と各第２の補強材８Ａとを一括して被覆する被覆部材９とを有している。

各第１の補強材７は、それぞれ、プレート５の長手方向に延在する線状体で構成されている。これらの第１の補強材７は、プレート５の幅方向に並べられており、隣接する第１の補強材７同士が互いに当接している。また、各第１の補強材７の横断面形状は、円形である（図５参照）。

各第２の補強材８Ａは、それぞれ、第１の補強材７と平行に、すなわち、プレート５の長手方向に延在する線状体で構成されている。図４に示す構成では、隣接する２本の第１の補強材７の間に、１本の第２の補強材８Ａが配されている。なお、本実施形態では、各第２の補強材８Ａは、それぞれ、第１の補強材７に対しその上側（プレート５の上面５１側）に偏在している。なお、各第２の補強材８Ａの横断面形状は、第１の補強材７の横断面形状と同様に、円形である（図５参照）。

プレート５が振動するとき、各第１の補強材７は、それぞれ、プレート５の厚さ方向に変形する（撓む）とともに、長手方向にも圧縮されて変形して（座屈して）位置ズレが生じそうになる。「位置ズレ」は、プレート５の振動に要するエネルギを減少させる（エネルギ損失）の原因となる現象である。しかしながら、第１の補強材７と第２の補強材８Ａとが前述したように配置されている、すなわち、第１の補強材７同士の間に第２の補強材８Ａが入り込んでいることにより、各第２の補強材８Ａで各第１の補強材７の圧縮変形を防止することができる。その結果、前記位置ズレを確実に防止することができる。これにより、プレート５が振動する際、位置ズレによるエネルギ損失を確実に防止することができ、よって、プレート５におけるポテンシャル値を、省電力でできる限り大きく確保することができる。そして、このプレート５の先端側に配置された操作部材４で編成針１０２を十分かつ確実に押圧することができる。また、その反対に、操作部材４が編成針１０２から十分かつ確実に離間することもできる。ここで、「ポテンシャル値」とは、プレート５が振動したときの当該プレート５（操作部材４）の変位量と、そのときの力との積のことである。

図３、図５に示すように、第１の補強材７の直径（線径）φｄ_１と第２の補強材８Ａの直径（線径）φｄ_２とは、それぞれ、その長手方向に沿って一定である。そして、図３に示すように、第２の補強材８Ａの直径φｄ_２は、第１の補強材７の直径φｄ_１よりも小さい。具体的には、直径φｄ_２は、直径φｄ_１の０．２〜１倍であるのが好ましく、０．５〜０．８倍であるのがより好ましい。

また、第１の補強材７の構成材料と第２の補強材８Ａの構成材料とは、異なるものであり、例えば、第１の補強材７の構成材料としてはガラス材料（ガラス繊維）を用いることができ、第２の補強材８Ａの構成材料としては樹脂材料（例えばポリエステル）を用いることができる。なお、第１の補強材７の構成材料と第２の補強材８Ａの構成材料とは、同じものであってもよい。

プレート５では、第２の補強材８Ａが第１の補強材７よりも細いことと、第２の補強材８Ａが第１の補強材７よりも軟質であることとが相まって、各第２の補強材８Ａは、それぞれ、各第１の補強材７よりも柔軟性が高いものとなっている。これにより、プレート５が振動する際、各第２の補強材８Ａで各第１の補強材７の不本意な変形を規制しつつ、各第２の補強材８Ａがその振動の妨げとなるのを防止することができる。

また、仮にφｄ_１＝φｄ_２とした場合、プレート５全体としての厚さが前述したφｄ_２＜φｄ_１とした場合よりも厚くなってしまい、その厚くなった分だけ、プレート５が振動し（撓み）づらくなる。しかしながら、本実施形態では、φｄ_２＜φｄ_１を満足しているため、プレート５の薄型化を図ることができ、よって、プレート５が容易かつ円滑に振動することができる。

また、前述したように、第１の補強材７がガラス繊維で構成され、第２の補強材８Ａがポリエステルで構成されている。ポリエステルは、樹脂材料で構成された被覆部材９との密着性に優れているため、プレート５が振動を繰り返しても、被覆部材９の剥離やクラック（割れ）が確実に防止される。「剥離」や「クラック」は、前記「位置ズレ」と同様に、プレート５の振動に要するエネルギを減少させる（エネルギ損失）の原因となる現象である。このように剥離やクラック等の不具合が防止されることにより、当該不具合によるエネルギ損失を防止することができ、よって、プレート５におけるポテンシャル値を、省電力でできる限り大きく確保することができる。

図３に示すように、各第１の補強材７と各第２の補強材８Ａとは、層状をなす被覆部材９で被覆されている。被覆部材９の構成材料としては、特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂のような各種熱硬化性樹脂を用いることができる。これにより、プレート５が振動する際、被覆部材９がその振動の妨げとなるのを防止することができる。

＜第２実施形態＞
図６は、本発明のアクチュエータ（第２実施形態）における第１の補強材と第２の補強材との配置状態を示す横断面図である。

以下、この図を参照して本発明のアクチュエータおよび繊維機械用ユニットの第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態は、第２の補強材の配置状態が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。なお、説明の都合上、各第１の補強材には、それぞれ、図中左側から順に符号「７ａ」、「７ｂ」、「７ｃ」、「７ｄ」、「７ｅ」、「７ｆ」、「７ｇ」、「７ｈ」を付与する。

図６に示すように、本実施形態では、複数本の第２の補強材８Ａの他に、さらに、複数本の第２の補強材８Ｂが第１の補強材７を介して配置されている。換言すれば、本実施形態では、複数本の第２の補強材８Ａが第１の補強材７に対しその上側（プレート５の上面５１側）に配置され、複数本の第２の補強材８Ｂが第１の補強材７に対しその下側（プレート５の下面５２側）に配置されている。

また、プレート５では、第２の補強材８Ａが配置されている部分と、第２の補強材８Ａが省略されている部分とが、プレート５の幅方向（図６中の左右方向）に沿って交互にある。これと同様に、第２の補強材８Ｂが配置されている部分と、第２の補強材８Ｂが省略されている部分とが、プレート５の幅方向（図６中の左右方向）に沿って交互にある。さらに、第２の補強材８Ａと第２の補強材８Ｂとは、プレート５の幅方向の同じ位置ではなく、その方向にズレて配置されている。

具体的には、第２の補強材８Ａは、第１の補強材７ａ、７ｂ間と、第第１の補強材７ｃ、７ｄ間と、第１の補強材７ｅ、７ｆ間と、第１の補強材７ｇ、７ｈ間にそれぞれ１本ずつ配されている。一方、第２の補強材８Ｂは、第１の補強材７ｂ、７ｃ間と、第１の補強材７ｄ、７ｅ間と、第１の補強材７ｆ、７ｇ間にそれぞれ１本ずつ配されている。

このように第１の補強材７、第２の補強材８Ａおよび８Ｂが配置されていることにより、前記第１実施形態と同様に、各第１の補強材７の位置ズレを確実に防止することができ、よって、当該位置ズレによるエネルギ損失が確実に防止される。これにより、プレート５におけるポテンシャル値を、省電力でできる限り大きく確保することができる。

＜第３実施形態＞
図７は、本発明のアクチュエータ（第３実施形態）における第１の補強材と第２の補強材との配置状態を示す横断面図である。

以下、この図を参照して本発明のアクチュエータおよび繊維機械用ユニットの第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態は、第２の補強材の配置状態が異なること以外は前記第２実施形態と同様である。

図７に示すように、本実施形態では、第２の補強材８Ａが、隣接する第１の補強材７の間にそれぞれ配されており、これと同様に、第２の補強材８Ｂも、隣接する第１の補強材７の間にそれぞれ配されている。

このような配置により、例えば代表的に第１の補強材７ｂに着目すると、当該第１の補強材７ｂは、その上側で２本の第２の補強材８Ａで支持されることなり、下側でも２本の第２の補強材８Ｂで支持されることなる。これにより、第１の補強材７ｂは、各第２の補強材８Ａで圧縮変形が防止されるとともに、各第２の補強材８Ｂでも圧縮変形が防止される。このような相乗効果により、第１の補強材７ｂの位置ズレをより確実に防止することができ、よって、当該位置ズレによるエネルギ損失をより確実に防止することができる。これにより、プレート５におけるポテンシャル値を、省電力でより大きく確保することができる。

＜第４実施形態＞
図８は、本発明のアクチュエータ（第４実施形態）における第１の補強材と第２の補強材との配置状態を示す横断面図である。

以下、この図を参照して本発明のアクチュエータおよび繊維機械用ユニットの第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態は、第２の補強材の線径が異なること以外は前記第３実施形態と同様である。

図８に示すように、本実施形態では、第２の補強材８Ａには、直径が大なるもの（以下「第２の補強材８Ａ_１」と言う）と直径が小なるもの（以下「第２の補強材８Ａ_２」と言う）とがあり、これらがプレート５の幅方向に交互に配置されている。また、第２の補強材８Ｂにも、直径が大なるもの（以下「第２の補強材８Ｂ_１」と言う）と直径が小なるもの（以下「第２の補強材８Ｂ_２」と言う）とがあり、これらがプレート５の幅方向に交互に配置されている。さらに、第２の補強材８Ａ_１と第２の補強材８Ｂ_１とがプレート５の幅方向の同じ位置に配されており、第２の補強材８Ａ_２と第２の補強材８Ｂ_２とがプレート５の幅方向の同じ位置に配されている。

このように第２の補強材８Ａおよび８Ｂにそれぞれ直径が大なるものが含まれていることにより、各第１の補強材７に対する支持力が増大し、当該各第１の補強材７の位置ズレをさらに確実に防止することができる。これにより、この位置ズレによるエネルギ損失をさらに確実に防止することができ、よって、プレート５におけるポテンシャル値を、省電力でさらに大きく確保することができる。

以上、本発明のアクチュエータおよび繊維機械用ユニットを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、アクチュエータおよび繊維機械用ユニットを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、本発明のアクチュエータおよび繊維機械用ユニットは、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

また、アクチュエータは、前記各実施形態ではプレートの両面にそれぞれ圧電体が固定されたものとなっているが、これに限定されず、例えば、プレートの片面（上面または下面）に圧電体が固定されたものであってもよい。

また、アクチュエータに対する支持箇所は、前記各実施形態では３箇所であるが、これに限定されず、例えば、基端部１箇所（片持支持）であってもよいし、基端部と長手方向の途中の１箇所の計２箇所であってもよいし、４箇所以上であってもよい。

また、第１の補強材および第２の補強材は、それぞれ、その外周面に粗面加工が施されて、すなわち、微小な凹凸が形成されていてもよい。この場合、被覆部材との接触面積が増大するため、プレートが振動を繰り返しても、被覆部材の剥離やクラックがより確実に防止される。そして、このような不具合が防止されることにより、当該不具合によるエネルギ損失を防止することができる。これにより、プレートにおけるポテンシャル値を、省電力でより大きく確保することができる。

また、各第１の補強材は、前記各実施形態では直径が同じであるが、これに限定されない。例えば、プレートの幅方向の中心から外側に行くに従って、各第１の補強材の直径が段階的に減少していてもよい。すなわち、プレートの幅方向の中心に位置する第１の補強材の直径が最も大きく、最も外側に位置する第１の補強材の直径が最も小さくてもよい。

また、繊維機械は、前記各実施形態では第１の圧電体および第２の圧電体に交互に電圧を印加するよう構成されているが、これに限定されず、例えば、双方の圧電体に同時に電圧を印加するよう構成されていてもよい。

次に、本発明のアクチュエータの具体的実施例について説明する。
１．繊維機械用ユニットの作製
（実施例１）
図５（図３）に示すアクチュエータを作製し、このアクチュエータを組み込んだ、図２に示す繊維機械用ユニットを作製した。なお、アクチュエータの仕様は、下記に示すとおりである。

・プレートの全長 ：４０ｍｍ
・プレートの幅 ：１０ｍｍ
・プレートの厚さ ：０．６ｍｍ
・第１の線状体の配設密度 ：２０００本／ｉｎ
・第１の線状体の全長 ：４０ｍｍ
・第１の線状体の直径φｄ_１：１０μｍ
・第１の線状体の構成材料 ：ガラス繊維
・第２の線状体の設置本数 ：１９９９本／ｉｎ
・第２の線状体の全長 ：４０ｍｍ
・第２の線状体の直径φｄ_２：４μｍ
・第２の線状体の構成材料 ：ガラス繊維
・被覆部材の構成材料 ：エポキシ樹脂
・印加電圧値 ：２００Ｖ

（実施例２）
図５に示すアクチュエータを作製し、このアクチュエータを組み込んだ、図２に示す繊維機械用ユニットを作製した。なお、このアクチュエータの仕様は、第１の線状体の配設密度、第２の線状体の配設密度が異なること以外は、実施例１の同様である。
・第１の線状体の設置密度 ：２００本／ｉｎ
・第２の線状体の設置密度 ：１９９本／ｉｎ

（実施例３）
図７に示すアクチュエータを作製し、このアクチュエータを組み込んだ、図２に示す繊維機械用ユニットを作製した。なお、このアクチュエータの仕様は、第１の補強材の上側に配された第２の補強材と同数の第２の補強材が第１の補強材の下側にもさらに配されていること以外は、実施例１の同様である。

（比較例）
第２の補強材を省略した以外は、実施例１の同様の繊維機械用ユニットを作製した。

２．評価
各実施例および比較例で作製した繊維機械用ユニットをそれぞれ作動させて、操作部材における変位量と、変位したときの力とを測定し、ポテンシャル値を求めた。
これらの結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜３のポテンシャル値は、いずれも、比較例のポテンシャル値を上回っている。このことから、実施例１〜３では、それぞれ、プレートが振動した際の当該プレートにおけるポテンシャル値を、省電力で大きく確保することができることが確認された。

また、図６および図８に示すアクチュエータを作製し、各アクチュエータを組み込んだ、図２に示す繊維機械用ユニットを作製した。そして、各繊維機械用ユニットに対して同様の評価を行った。各繊維機械用ユニットのポテンシャル値については、それぞれ、実施例１〜３の繊維機械用ユニットと同様に、比較例のポテンシャル値を上回る結果が得られた。

１ 繊維機械用ユニット
２ アクチュエータ（繊維機械用圧電アクチュエータ素子）
２１ 基端部
２２ 中央部
２３ 先端部
３ 支持体
３１ 固定支持部
３１１ 凹部
３２ 中間支持部
３２１ 棒状体
３３ 回動支持部
３３１ 棒状体（軸）
３４ 基板
４ 操作部材（フィンガ）
５ プレート（シム材）
５１ 上面
５２ 下面
６ａ 第１の圧電体
６ｂ 第２の圧電体
６１ 圧電セラミックス
６２、６３ 電極膜
６４、６５ 半田
６６、６７ 導線
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈ 第１の補強材
８Ａ、８Ａ_１、８Ａ_２、８Ｂ、８Ｂ_１、８Ｂ_２ 第２の補強材
９ 被覆部材
１０ 連結部材
１１ ソルダーレジスト膜
１２ 絶縁膜
１００ 繊維機械
１０１ 編成シリンダ
１０２ 編成針（編み針）
１０３ ボビン
１０４ 突部
１０５ フック
１０６ 糸
１０７ 押圧部
Ａ 矢印
Ｏ 軸
φｄ_１、φｄ_２ 直径（線径）

Claims (15)

1. 長尺なプレートと、該プレートの片面または両面に固定された圧電体とを備え、該圧電体に電圧を印加することにより前記プレートが振動するアクチュエータであって、
   前記プレートは、その長手方向に延在しかつその幅方向に並べられ、線状体で構成された複数本の第１の補強材と、
   前記プレートの長手方向に延在し、前記第１の補強材に重なる線状体で構成された複数本の第２の補強材と、
   前記各第１の補強材と前記各第２の補強材とを被覆する被覆部材とを有することを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記各第２の補強材は、それぞれ、前記プレートが振動するとき、前記各第１の補強材の位置ズレを防止する機能を有する請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 隣接する前記第１の補強材同士は、互いに接している請求項１または２に記載のアクチュエータ。
4. 隣接する２本の前記第１の補強材の間に、１本の前記第２の補強材が配されている請求項１ないし３のいずれかに記載のアクチュエータ。
5. 前記各第２の補強材は、前記第１の補強材に対し前記プレートの片面側に偏在している請求項１ないし４のいずれかに記載のアクチュエータ。
6. 前記各第２の補強材は、前記第１の補強材に対し前記プレートの両面側にそれぞれ配置されている請求項１ないし４のいずれかに記載のアクチュエータ。
7. 前記各第２の補強材は、それぞれ、前記各第１の補強材よりも柔軟性が高いものである請求項１ないし５のいずれかに記載のアクチュエータ。
8. 前記第２の補強材の線径は、前記第１の補強材の線径よりも小さい請求項７に記載のアクチュエータ。
9. 前記第２の補強材の線径は、前記第１の補強材の線径の０．２〜１倍である請求項８に記載のアクチュエータ。
10. 前記第１の補強材の構成材料と前記第２の補強材の構成材料とは、同じまたは異なるものである請求項７ないし９のいずれかに記載のアクチュエータ。
11. 前記第１の補強材の構成材料は、ガラス材料であり、前記第２の補強材の構成材料は、樹脂材料である請求項１０に記載のアクチュエータ。
12. 隣接する前記第２の補強材同士は、互いに線径が異なるものである請求項１ないし１１のいずれかに記載のアクチュエータ。
13. 前記被覆部材は、樹脂材料で構成されている請求項１ないし１２のいずれかに記載のアクチュエータ。
14. 前記圧電体は、前記プレートの両面にそれぞれ固定されている請求項１ないし１３のいずれかに記載のアクチュエータ。
15. 編み針を備える繊維機械に装着して用いられる繊維機械用ユニットであって、
    請求項１ないし１４のいずれかに記載のアクチュエータと、
    前記プレートの端部側に設置され、前記編み針を操作する操作部材とを備えることを特徴とする繊維機械用ユニット。

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