JP2683982B2

JP2683982B2 - 圧電体の三点支持方法

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Publication number: JP2683982B2
Application number: JP4126717A
Authority: JP
Inventors: 定雄斉藤
Original assignee: ワックデータサービス株式会社
Priority date: 1992-04-21
Filing date: 1992-04-21
Publication date: 1997-12-03
Anticipated expiration: 2012-12-03
Also published as: JPH05302251A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧電体の三点支持方法
に関し、圧電現象による湾曲運動を利用して編機の編成
針の選針動作などを行わせたりすることのできる圧電体
の新規支持方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧電素子に電圧（パルス）を印加する
と、歪みを生じ、あるいは機械的な応力を発生する。こ
うした圧電現象による機械的振動を、例えば編機におい
て編成針の選針を行わせたりすることなど各種の態様に
利用することができる。しかし、従来例では、一般に、
圧電素子を有する圧電体の一端部を固定して、片持ち形
態で運動させるようにしている。図１２〜図１５は、当
該編機の圧電式選針装置の一例を示すもので、図１２に
示すように、当該編機の圧電式選針装置２０の選針素子
２１は、プレート２４に圧電素子２８，２９を貼着し、
プレート２４の端部に編成針の選針を行わせるためのフ
ィンガ２３を取り付け、また、当該プレート２４の端部
に支持体への取り付け部２２を延在させて成る。図１５
に示すように、当該取り付け部２２を、支持体（ハウジ
ング）３０の側壁３１に、片持ち形態で固定して、当該
圧電素子２８，２９に、柄出しコントロール装置２７か
らリード線２５，２６を介して、電圧を印加して、片持
ち形態で運動させる。尚、図中、符号３２〜３４はそれ
ぞれ壁部である。図１４に示すように、圧電素子に電圧
を印加した時には、プレート２４を湾曲させ、選針ジャ
ック５１のバット５６をプレスせずに、したがって、選
針ジャック５１を垂直方向に保持させ、選針ジャック５
１の上げカム用バット５３が上げカム５４に係合した状
態となし、その為、選針ジャック５１を上方に押し上
げ、選針ジャック５１の上方に当接した網成針（図示せ
ず）に編成作動を与える。一方、図１３に示すように、
電圧を印加しない時には、プレート２４が湾曲せず、し
たがって、選針ジャック５１のバット５６をプレスし、
その為、選針ジャック５１の上げカム用バット５３が上
げカム５４に係合せず、選針ジャック５１の上方に当接
した網成針に編成作動を与えないようになっている。し
かし、このように片持ち形態とし、しかも、その先端に
負荷（例えば、編機などにおいて編成針の選針を行わせ
るためのフィンガ）を取付け、圧電体を湾曲運動させる
と、圧電素子に高サイクルのパルスを印加して、応答速
度を早めようとすると、当該編成針の選針動作が安定化
しないことがある。また、圧電素子にセラミック材が使
用されていると、元々セラミック材は欠け易いのに、フ
ィンガなどの負荷が掛かっているので、負荷が衝突する
際の衝撃が当該圧電素子に伝わり、衝突歪を生じ、当該
圧電素子を破損し、その寿命を短くしてしまう。

【０００３】そこで、本発明者らは、圧電体を片持ちの
形態でなく、その両端部を支持させる圧電体の支持方式
を提案した。図１１に示す装置は、編機の編成針の選針
装置に、この両端部支持を利用した一例を示したもの
で、同図に示すように、プレート８に圧電素子９を貼着
した圧電体２のプレート８の両端部８０、８０を、プレ
ート支持部１５に支持させるようにした。これにより、
片持ち形態での湾曲運動をさせている場合の欠点を解消
して、高サイクルのパルスを印加しても湾曲運動が安定
化し、それにより、選針動作における応答速度の向上が
図られ、また、圧電素子もこわれにくくなり、その寿命
を向上させることができた。しかし、上記装置では、圧
電素子９にフィンガ５を取付けているので、フィンガ５
をフィンガ固定部１８で固定していても、フィンガ５の
荷重が圧電素子９にかかり易く、圧電素子９に電圧を印
加し、湾曲運動させるときに、その運動を阻害してお
り、長期にわたり使用する際に、当該フィンガ５の取付
けられた部位で圧電素子９が破壊することがあることが
判った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の有する欠点を解消することができ、圧電素子に高
サイクルのパルスを印加でき、応答速度が早く、編成針
の選針動作を安定化でき、圧電素子を長寿命化し得る技
術を提供することを目的とする。本発明の他の目的や新
規な特徴は本明細書全体の記載および添付図面からも明
らかとなるであろう。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明は、プレートに圧電素子を貼着してなる圧電
体の端部に負荷を取付け、これら圧電体および負荷を支
持体に支持させる際の当該圧電体の支持方法において、
当該圧電体の片端部と負荷取付け側端部との間の中途位
置を支持体に付設した回動可能な固定手段に固定し当該
回動可能な固定手段を介して当該支持体に支持させ、当
該圧電体の前記片端部が前記支持体において動けるよう
に当該圧電体の片端部を当該支持体に支持させ、当該圧
電体の前記負荷取付け側端部が支持体に支持された負荷
において動けるように当該圧電体の負荷取付け側端部を
当該負荷を介して支持させることを特徴とする圧電体の
三点支持方法に係るものである。

【０００６】

【作用】本発明者は、本発明に至る過程において、図１
０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示すような選針装置を提
案した。これは、プレート８に圧電素子９を貼着した圧
電体２の後端部を支持体の溝部に差込み、一方、圧電体
２の先端部をフィンガ５の後端部により挟持させたもの
で、また、圧電体２とフィンガ５とを一直線上とした
（同じ方向を向くようにした）ものである。これは、前
述した圧電体の両端部支持方式をさらに発展させたもの
で、横幅をとらず選針装置が横方向に小型化され、ま
た、その高さ方向にも選針装置が小型化されるようにし
たものである。さらに、従来からの発想を転換し、圧電
体２が湾曲運動し易くしたらどうなるかということに基
いている。そして、当該選針装置を用い、圧電体２の圧
電素子９に導線を介して、電圧を印加して、各種の試験
を行っていた際に、たまたま、圧電体の圧電素子９表面
を指で押圧したところ、格段にフィンガ５の動作スピー
ドが向上し、また、フィンガ５先端のトルクが大きくな
ることが判った。本発明はかかる知見を基にして完成さ
れたもので、圧電体の先端部と後端部との中途位置を当
該圧電体の動きを阻害しないように回動可能に固定し、
かつ、当該圧電体の後端部や先端部をも可動可能とし
た、圧電体ができるだけ湾曲運動し易いようにした圧電
体の三点支持方式を採用することにより、圧電体の圧電
素子はその寿命を長くすることができ、また、格段にフ
ィンガ５の動作スピードが向上し、また、フィンガ５先
端のトルクが大きくなり、さらに、装置が小型化される
などの利点をも奏することができ、当該圧電体の三点支
持方式の採用により、従来の圧電方式による選針装置に
比して格段に優れた選針装置とすることができた。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の支持方法の一例を編機の選針装置
を例にとって示した斜視図である。また、図２は図１中
央縦断面図である。これら図に示すように、支持体１０
の圧電体の後端部支持部１００の溝部１７に、円筒状体
１Ａを取付けた圧電体２の後端部（片端部）２Ａを嵌挿
する。図５（Ｂ）に当該円筒状体１Ａの斜視図を示す。
円筒状体１Ａの端部には溝部が溝設されており、当該溝
部に圧電体２の後端部（片端部）を挿入し、固定する。
図５（Ａ）に示すように、当該円筒状体１Ａが支持体１
０の溝部１７内で回動できるので、圧電体２の後端部
（片端部）２Ａは、同図矢標に示すように、上向きにあ
るいは下向きに可動し得る。圧電体２の先端部（負荷取
付け側端部）２Ｂにも上記と同様の円筒状体１Ｂが取付
けられており、当該円筒状体１Ｂがフィンガ５の後端部
５Ａの開放端部により挟持連結されている。当該円筒状
体１Ｂは当該フィンガ５の後端部５Ａ内で回動すること
ができ、図７（Ａ）に示すように、圧電体２の先端部
（負荷取付け側端部）は同図矢標に示すように、上向き
にあるいは下向きに可動し得る。フィンガ５の後端部５
Ａには、当該フィンガの幅方向に孔が孔設されており、
支持体１０のフィンガ固定部１８の左右両端壁１８Ａ，
１８Ｂにも孔が孔設されている。図７（Ｂ）に示すよう
に、フィンガ５の孔に、軸６を通し、当該軸６の両端部
を左右両側壁１８Ａ，１８Ｂの孔に入れ、軸６の両端か
らネジ７，７を入れ、当該フィンガ５をフィンガ固定部
１８にて固定する。図７（Ｃ）に示すように、フィンガ
５の後端部５Ａにその幅方向に長めの軸６を固定し、当
該軸６の両端部を上記両側壁１８Ａ，１８Ｂの孔に入
れ、固定する形式でもよい。その際には、軸６の両端部
にネジを切り、一方、これら両側壁１８Ａ，１８Ｂの孔
の壁面にもネジを切っておく。帯状のフィンガ５は、長
方形状の圧電体２と一直線上（同一方向）にくるよう
に、当該圧電体２と連結する。フィンガ５は、できるだ
け短かめとする。フィンガ５の先端部５Ｂは、当該フィ
ンガ固定部１８から離隔した位置に立設した支持体１０
の開口壁１９の開口部１９Ａから突出される。当該開口
部１９Ａは、フィンガ５が上下動する際の工程に対応し
た幅、大きさなどを有するように構成される。当該フィ
ンガ５は圧電素子９によるプレート８の湾曲運動に追従
して編成針または該編成針の下端に当接して配置された
選針用ジャックにおけるバット（フィンガ用バット）と
の係合の形成または解除を行う。フィンガ５の先端部５
Ｂが、上記バットと当接する。

【０００８】圧電体２の後端部（片端部）２Ａと先端部
（負荷取付け側端部）２Ｂとの中途位置を、支持体１０
の途中支点部１３に付設された回転体３に固定する。こ
の実施例で使用される回転体３の一例断面図を図６
（Ａ）に示す。回転体３には図６（Ａ）に示すように、
圧電体２を挿通できる程度の大きさの貫通穴３０が設け
られている。圧電体２を回転体３の貫通穴３０に挿通
し、圧電体２を回転体３に固定する。回転体３の両端部
は、途中支点部１３に孔設された孔にネジを通し、当該
ネジにより回転可能に架設されている。圧電体２は、回
転体３の貫通穴３０内で、接着剤などにより固定する。
回転体３は、回転する。当該圧電体２の後端部（片端
部）２Ａと先端部（負荷取付け側端部）２Ｂとの上記の
如く回転体３に固定する中途位置（Ｙ）については、重
要であり、圧電体２はここを支点として湾曲しようと
し、図８（Ｂ）に示すように、フィンガ５に近づく程フ
ィンガ５のスピードが早くなり、振幅（Ｘ）も小さく、
かつ、トルクも出、印加電圧も下げることができるが、
近づき過ぎるとトルクが出なくなっりする。一方、図８
（Ｃ）に示すように、フィンガ５から遠ざかると逆の現
象が起こり、振幅（Ｘ）が大となるが、トルクが減少し
たりする。従って、適宜位置を選択することが必要であ
り、当該位置を適宜選択できるような形態にしておくと
良い。

【０００９】次に、本発明の他の実施例を図３および図
４に基づいて説明する。当該実施例では、支持体１０の
圧電体の後端部支持部１００の溝部１７に、図５（Ｆ）
に示すようなスリット部４０を有する円筒状体（棒）４
を嵌挿する。図５（Ｃ）〜図５（Ｅ）に示すように、圧
電素子９に電圧を印加する前は、圧電体２と棒４のスリ
ット部４０とは平行であるが、電圧を印加すると、圧電
体２は湾曲運動をして、その際、棒４が回動し、圧電体
２を下向きにしたりあるいは上向きにしたりする。ま
た、この実施例では、前記実施例のように、圧電体２の
先端部（負荷取付け側端部）２Ｂには円筒状体１Ｂを取
付けせずに、図４に示すように、フィンガ５の後端部５
Ａの端部を下方向に垂直に突出して、当該突出部で圧電
体２の先端部（負荷取付け側端部）２Ｂを挟持させてい
る。図７（Ｄ）に示すように、フィンガ５の後端部内
にストッパー１１を設け、圧電体２の先端部（負荷取付
け側端部）２Ｂの図示右方向への動きを阻止するように
するとよい。前記実施例でも同様にストッパー１１を設
け、圧電体２の先端部（負荷取付け側端部）２Ｂの図示
右方向への動きを阻止するようにするとよい。さらに、
当該実施例で使用の回転体３の斜視図を図６（Ｃ）に示
す。当該回転体３の端部には切欠部が設けられている。
回転体３の他端部は、途中支点部１３に孔設された孔に
ネジを通し、当該ネジにより回転可能に付設されてい
る。図６（Ｂ）および第６（Ｄ）に示すように、途中支
点部１３に回転可能に付設された両側の回転体３，３の
それぞれの切欠部内部に、圧電体２の両側端部を挟持さ
せる。圧電体２の両側端部は、回転体３の切欠部内で、
接着剤などにより固定する。各回転体３は、図６（Ｂ）
に示すように、回転する。図８（Ａ）に、図３に示す選
針装置を例にとって、圧電体２の湾曲運動の一軌跡を模
式的に示す。

【００１０】本発明に使用される圧電体２は、プレート
８と該プレート８に取付けた圧電素子（圧電シート）９
とを有して成る。圧電素子９は例えば、エポキシ系接着
剤などの接着剤を用いてプレート８に貼着することがで
きる。当該圧電素子９はプレート８の上下面に設けると
よいが、いずれか片面でもよい。しかし、両面に圧電素
子を貼合せた方が圧電素子に印加する電圧を１／２にす
ることができるのでより好ましい。なお、２枚の圧電素
子の＋極と−極を同一方向にして貼合せる必要がある。
圧電素子９としては逆圧電効果を有する素子であればど
のような圧電素子でも用いることができる。しかし工業
的に安定した品質を有する圧電素子を大量に供給するた
めにはチタン酸バリウム等から成るセラミック圧電素子
を用いるとよい。圧電素子９は薄い方が電界を高めるこ
とができるので、好ましくは、１００μから２００μ程
度のものが用いられ、且つプレート８の長手方向に細長
く形成される。圧電素子９の両面には、図１１に示すよ
うに、電極用に、ペースト等が焼付かれ、その電極には
それぞれ導線２５，２６が取付けられ、これら導線２
５，２６の他端に前述のように、編機柄出しコントロー
ラ２７が接続される。圧電素子９は応答速度が迅速であ
るので高サイクルのパルスを印加する事ができる。上記
プレート８は例えば金属により構成されている。フィン
ガ５は、プレート８と同様に例えば金属により構成され
ている。当該コントローラ２７は、柄編組織を記憶し、
その記憶された編成手順に基き、複数の圧電素子にパル
スを印加する装置である。このような装置は公知の構造
であるので詳細な説明は省略する。このようにしてコン
トローラから印加されたパルスに基いて、圧電体２は途
中支点Ｙを支点として湾曲し、各フィンガ５は、上記コ
ントローラの編成手順に基づき、上下動する。

【００１１】以上説明した実施例は、図１および図３に
示すように、一枚の圧電体２およびフィンガ５を支持体
１０に組込みし、カートリッヂ式としたものであり、当
該カートリッヂ式の選針装置を、仕切棚を有するハウジ
ングの仕切棚上に載置し、適宜個数をハウジング内に収
納し、編地の編成を行なうことができるが、図９に示す
ような当該装置用のハウジング１２を構築して、圧電体
２およびフィンガ５を、図１５に示すように、そのハウ
ジング内に多段に収納組込みするようにしてもよい。

【００１２】本発明によれば、圧電体２の一端部（片端
部）と他端部（負荷取付け側端部）との中途位置を回転
体３に固定して、当該回転体３の回転により当該圧電体
２の中途位置が回動できるようにして当該圧電体２の中
途位置の動きを阻害しないようにし、また、圧電体２の
一端部（片端部）を、当該圧電体２の湾曲運動に追従し
て可動し得るようにし、さらに、圧電体２の他端部（負
荷取付け側端部）も、当該圧電体２の湾曲運動に追従し
て可動し得るようにしたので、圧電素子９の寿命を長く
することができ、また、フィンガ５のトルクが上昇する
ので、印加電圧も低くて済ますことができ、さらに、本
発明方式を採用することにより、例えば編機の選針装置
などにおいて、従来に比して格段に選針スピードの速い
選針装置を得ることができた。さらに、従来、フィンガ
５を短くし、フィンガ５の質量を減少させるようにした
場合、選針スピードは速くなっても、フィンガ５の先端
部が、例えば編機の選針動作において、バットなどと当
接するとバウンドしてしまい、適正な選針を行なうこと
ができなかったが、本発明によれば、スピードを上昇さ
せても、上記バウンド現象が起こらず、極めて優れた選
針装置を得ることができた。以上本発明によってなされ
た発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、本発明
は上記実施例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いうまでもな
い。以上本発明によってなされた発明を選針装置に適用
した例を示したが、本発明は、血圧計の開閉弁など圧電
素子の圧電現象を利用した各種装置、機械に適用するこ
とができる。

【００１３】

【発明の効果】以上、本発明によれば、圧電素子の寿命
を長くすることが出来るとともに、動作が安定化し、ま
た、トルクが上昇し、印加電圧が低くて済み、さらに、
動作スピードが向上し、応答速度を早くすることのでき
る圧電体の支持方式を提供することが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す斜視図、

【図２】同中央縦断面図、

【図３】本発明の他の実施例を示す斜視図、

【図４】同中央縦断面図、

【図５】（Ａ）は本発明の実施例を示す要部構成図、
（Ｂ）は本発明に使用される円筒状体の斜視図、
（Ｃ）、（Ｄ）および（Ｅ）はそれぞれ動作説明図、
（Ｆ）は本発明に使用される他の円筒状体（棒）の斜視
図、

【図６】（Ａ）は本発明に使用される回転体の断面図、
（Ｂ）は本発明の実施例を示す要部構成図、（Ｃ）は本
発明に使用される他の回転体の斜視図、（Ｄ）は本発明
の要部構成図、

【図７】（Ａ）は本発明の実施例を示す要部側面図、
（Ｂ）は本発明の実施例を示す要部断面図、（Ｃ）は本
発明に使用されるフィンガの別の例を示す斜視図、
（Ｄ）は本発明に使用されるフィンガの別の例を示す断
面図、

【図８】（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ動作説
明図、

【図９】本発明に使用されるハウジングの一例断面図、

【図１０】（Ａ）は本発明の完成過程において提案され
た選針装置の斜視図、（Ｂ）は同装置の断面図、

【図１１】従来例の斜視図、

【図１２】従来例の平面図、

【図１３】従来例装置の動作説明図、

【図１４】従来例装置の動作説明図、

【図１５】従来例の構成図、

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ・・・円筒状体、２・・・圧電体、２Ａ・・・圧電体の片端部、２Ｂ・・・圧電体の負荷取付け側端部、３・・・回転体、５・・・負荷（フィンガ）、８・・・プレート９・・・圧電素子１０・・・支持体１７・・・支持体の溝部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プレートに圧電素子を貼着してなる圧電
体の端部に負荷を取付け、これら圧電体および負荷を支
持体に支持させる際の当該圧電体の支持方法において、
当該圧電体の片端部と負荷取付け側端部との間の中途位
置を支持体に付設した回動可能な固定手段に固定し当該
回動可能な固定手段を介して当該支持体に支持させ、当
該圧電体の前記片端部が前記支持体において動けるよう
に当該圧電体の片端部を当該支持体に支持させ、当該圧
電体の前記負荷取付け側端部が支持体に支持された負荷
において動けるように当該圧電体の負荷取付け側端部を
当該負荷を介して支持させることを特徴とする圧電体の
三点支持方法。
【請求項２】請求項１の圧電体の三点支持方法におい
て、回動可能な固定手段が回転体よりなる、請求項１に
記載の圧電体の三点支持方法。
【請求項３】請求項１の圧電体の三点支持方法におい
て、圧電体の片端部に円筒状体を取付け、該円筒状体を
支持体の溝部に嵌挿させ、当該圧電体の片端部が当該支
持体の溝部内において動けるように当該圧電体の片端部
を当該支持体に支持させる、請求項１に記載の圧電体の
三点支持方法。
【請求項４】請求項１の圧電体の三点支持方法におい
て、圧電体の負荷取付け側端部に円筒状体を取付け、該
円筒状体と負荷の後端部とを連結し、当該圧電体の負荷
取付け側端部が当該負荷の後端部内において動けるよう
に当該圧電体の負荷取付け側端部を当該負荷を介して支
持体に支持させる、請求項１に記載の圧電体の三点支持
方法。