JP2864554B2 - 圧電素子の運動変換装置における圧電素子の組付方法 - Google Patents

圧電素子の運動変換装置における圧電素子の組付方法

Info

Publication number
JP2864554B2
JP2864554B2 JP1229948A JP22994889A JP2864554B2 JP 2864554 B2 JP2864554 B2 JP 2864554B2 JP 1229948 A JP1229948 A JP 1229948A JP 22994889 A JP22994889 A JP 22994889A JP 2864554 B2 JP2864554 B2 JP 2864554B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric element
mover
frame
expansion
motion conversion
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1229948A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0392360A (ja
Inventor
保雄 井元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP1229948A priority Critical patent/JP2864554B2/ja
Priority to EP19900117001 priority patent/EP0416551A3/en
Priority to US07/576,843 priority patent/US5111101A/en
Publication of JPH0392360A publication Critical patent/JPH0392360A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2864554B2 publication Critical patent/JP2864554B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/22Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/23Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material using print wires
    • B41J2/27Actuators for print wires
    • B41J2/295Actuators for print wires using piezoelectric elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/42Piezoelectric device making

Landscapes

  • Impact Printers (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、主として印字ヘッドに採用される圧電素
子の運動変換装置に関し、フレームの基部と可動子との
間に組付けられる圧電素子の伸縮に基づく前記可動子の
変位量を運動変換機構において拡大するようになした圧
電素子の運動変換装置に関するものである。
[従来の技術] この種の圧電素子の運動変換装置において、フレーム
の基部、可動子、圧電素子、及び温度補償材の相互間に
隙間が生じると、この隙間に相当する分だけ可動子の変
位量に不足が生じ、圧電素子の伸縮量に対する運動変換
機構の拡大率が低下する。
前記圧電素子の伸縮量は微小であり、この微小な伸縮
量を可動子を介して運動変換機構に不足なく正確に伝達
させるためには、フレームの基部と可動子との間に圧電
素子並びに温度補償材を隙間なく組付けるとともに、圧
電素子に所定の圧縮荷重を付加する必要性がある。
このため、例えば既に同一出願人によって出願がなさ
れた特願昭63−228114号のものがある。
すなわち、第11図に示すように、フレーム2の基部3
外側面に沿って予圧部材13が移動可能に嵌込まれ、予圧
部材13と可動子5との間に圧電素子1並びに温度補償材
12が組込まれる。そして、押上げ治具32を用いて予圧部
材13を押上げながら圧電素子1の伸縮方向の他端面を可
動子5の下面に所定荷重で圧接させ、前記圧電素子1に
所定の圧縮荷重を付加した状態のもとで、前記予圧部材
13の両側板13bを前記基部3の外側面にスポット溶接、
レーザ溶接によって固着34することで圧電素子1が組付
けられるようになっている。
[発明が解決しようとする課題] ところで、予圧部材13を用いて圧電素子1に所定の圧
縮荷重を付加する構造のものにおいては、部品点数が多
くなり、構造が複雑化しコスト高となる。
この発明の目的は、前記した問題点に鑑み、予圧部材
を用いることなく圧電素子に所定の圧縮荷重を付加する
ことができ、部品点数を少なくして構造を簡単化し、コ
スト低減を図ることができる圧電素子の運動変換装置に
おける圧電素子の組付方法を提供することである。
[課題を解決するための手段] 前記目的を達成するために、この発明に係る圧電素子
の運動変換装置における圧電素子の組付方法は、電圧の
印加により伸縮する柱状の圧電素子と、その圧電素子の
伸縮方向一端を支持するフレームと、前記圧電素子の他
端に配置された可動子と、その可動子によって動作され
る運動変換機構と、を備える圧電素子の運動変換装置に
おいて、前記フレームと前記可動子との間に、前記圧電
素子と、その圧電素子の伸縮方向一端に圧縮荷重付加部
材とを組込む第1の工程と、前記圧縮荷重付加部材に前
記圧電素子の伸縮方向と直交する押圧力を印加し、前記
伸縮方向と同方向に前記圧縮荷重付加部材を塑性変形さ
せる第2の工程と、前記塑性変形に伴う前記可動子また
は前記運動変換機構の変位量を測定する第3の工程と、
前記変位量が所定値に達したとき、前記押圧力の印加を
停止する第4の工程と、を備える。
[作 用] 前記したように構成される圧電素子の組付方法におい
て、フレームと可動子との間に圧電素子と共に組込まれ
る圧縮荷重付加部材を圧電素子の伸縮方向と同方向に塑
性変形させ、その塑性変形に伴う可動子または運動変換
機構の変位量が所定値に達したときに圧縮荷重付加部材
に対する押圧力の印加を停止することで、予圧部材を用
いることなく圧電素子に所定の圧縮力を付加することが
できる。
[実施例] 以下、この発明の一実施例を第1図〜第10図に従って
説明する。
第6図において、電圧の印加によって伸縮する圧電素
子1は、積層状をなす圧電セラミックより柱状に構成さ
れている。
前記圧電素子1を支持するためのフレーム2は、その
圧電素子1の伸縮方向とほぼ平行して延在する縦長四角
形で所定板厚の金属板より構成されている。このフレー
ム2の一端部には圧電素子1の伸縮方向一端(下端)を
後述する圧縮荷重付加部材としての温度補償材12を介し
て支持するための基部3が横方向に突設されている。
前記フレーム2の立上り部の上端部に対向する位置に
おいて、前記圧電素子1の伸縮に基づいて変位される可
動子5と、フレーム2との対向面には、一対の板ばね6,
7がその一端部においてろう付けによって固着されてい
る。前記両板ばね6,7は、所定の隙間を隔てて対向する
とともに、フレーム2及び可動子5の上端面より圧電素
子1の伸縮方向に所定長さだけ延出されている。そし
て、両板ばね6,7の延出端部には傾動体8が両板ばね6,7
と一体に結合された状態で形成されている。
前記傾動体8には、傾動アーム10がその基部において
固着されている。前記傾動アーム10の先端部には印字ワ
イヤ11の基端部が固着されている。そして、前記両板ば
ね6,7、傾動体8、傾動アーム10及び印字ワイヤ11によ
って圧電素子1の伸縮運動を拡大する運動変換機構が構
成されている。
前記フレーム2の基部3にはサブフレーム4がその一
端部において一体に形成されている。そして、サブフレ
ーム4は、圧電素子1の他側(フレーム2と反対側)に
沿ってかつ前記可動子5に対向する位置まで延出されて
いる。
前記サブフレーム4の延出端部と可動子5との間には
圧電素子1の伸縮に基づいて、その伸縮方向と平行に可
動子5を案内するための四節の平行リンク機構16が配設
されている。この平行リンク機構16は、第8図に示すよ
うに、一枚の弾性変形可能な板ばね材をプレスの打抜き
加工並びに折曲げ加工することで形成されるもので、一
対のリンクプレート17と、これら両リンクプレート17を
一体に結合している結合部26を主体として構成されてい
る。
一対のリンクプレート17は、圧電素子1の伸縮方向と
平行する縦リンク部18,19と、これら両縦リンク部18,19
の間に弾性変形可能なヒンジ部22,23,24,25をもって架
設された横リンク部20,21とをそれぞれ備えて四節の平
行リンクをなしている。そして、両リンクプレート17の
各一方の縦リンク部18は、サブフレーム4の両側面にス
ポット溶接され、各他方の縦リンク部19は、可動子5の
両側面にそれぞれスポット溶接されている。特に、この
実施例においては、サブフレーム4並びに可動子5の前
記溶接部に相当する位置において、予め、第9図に示す
ように凸部35が形成される。そして、各凸部35に対応す
る位置において前記各縦リンク部18,19の両外側面にス
ポット電極36が当てられ、電極36によって押圧力を与え
ながら溶接される。サブフレーム4及び可動子5が焼結
金属によって製作されている場合、金属組織内の空孔が
電極の押圧力によってつぶされ、表面にへこみを生じる
ことがあるが、第10図に示すように、前記凸部35により
そのへこみ量を補償することによって、両リンクプレー
ト17にそりや歪みを発生させることなく、その各縦リン
ク部18,19がサブフレーム4並びに可動子5に溶接され
る。さらに、前記各一方の縦リンク部の下部には前記フ
レーム2の側面まで連結プレート30が延出されている。
そして、各連結プレート30の両端部はフレーム2とサブ
フレーム4との側面にそれぞれスポット溶接されてい
る。また、前記溶接部に相当する位置においてもフレー
ム2並びにサブフレーム4に予めプロジェクション溶接
用の凸部35が形成される。
第2図に示すように、前記サブフレーム4と可動子5
との間に前記リンクプレート17及び連結プレート30が組
付けられた後、次に述べる各工程を経てフレーム2の基
部3と可動子5との間に、温度補償材12、圧電素子1及
び上下の耐摩耗性の高いジルコニアセラミクス製の板3
7,38が組付けられる。前記温度補償材12は、圧電素子1
の負の温度線膨脹率特性とは逆の温度線膨脹率特性を有
する材料、例えば亜鉛材やアルミ材によって構成されて
いる。そして、周囲の温度変化による圧電素子1の伸縮
を、温度補償材12の上下方向の伸びによって修正し、圧
電素子1の上面高さを常に一定に保つようになってい
る。
次に、前記基部3と可動子5との間に圧電素子1及び
温度補償材12を組付ける工程を順次に説明する。
まず、第1の工程として、第1図と第3図に示すよう
に、フレーム2の基部3と可動子5との間に温度補償材
12、圧電素子1及び上下の耐摩耗性の板37,38を組込
む。前記温度補償材12には、フレーム2の基部3の板厚
よりも適宜に大きい立方形のアルミ製ブロックが用いら
れる。また、基部3、温度補償材12、圧電素子1、上下
の耐摩耗性の板37,38及び可動子5の相互の対向面に
は、上下の耐摩耗性の板37,38の対向面を除いて熱硬化
性の接着剤が予め塗布される。
さらに、前記フレーム2の基部3と可動子5との間の
距離Lは温度補償材12、圧電素子1及び上下の耐摩耗性
の板37,38の各高さを加えた和の高さHよりも適宜に大
きく設定され、前記基部3と可動子5との間に前記各部
材12,1,37,38が容易に組込めるようになっている。
次に、第2の工程として第4図と第5図に示すよう
に、平押し治具の一対の加圧体39の押圧面を前記温度補
償材12の両側面に対向させた状態のもとで、前記一対の
加圧体39を相互に接近する方向に逐次前進させ、前記温
度補償材12の両側面に対し、前記圧電素子1の伸縮方向
と直交する押圧力を印加する。そして、前記加圧体39に
よる押圧力によって前記圧電素子1の伸縮方向と同方向
に前記温度補償材12を塑性変形させる。これによって、
フレームの基部3、温度補償材12、圧電素子1、耐摩耗
性の板37,38及び可動子5の相互の対向面が隙間なく当
接するとともに、両板ばね6,7を僅かに撓ませながら可
動子5が変位される。そして両板ばね6,7やリンクプレ
ート17の弾発力によって圧電素子1に圧縮荷重が付加さ
れる。
第3の工程として、上記第2の工程中、加圧体39によ
って押圧力を加えながら、傾動アーム10の近傍に配置さ
れた図示しないレーザ測定器等の測定装置によって傾動
アーム10の傾動角度の変位量を測定する。なお、この第
3の工程において可動子5の変位を測定してもよい。
第4の工程として、前記傾動アーム10の傾動角度の変
位量(又は可動子5の変位量)が所定値に達したところ
で、前記一対の加圧体39の前進運動に基づく温度補償材
12に対する押圧力の印加を停止し、前記一対の加圧体39
を基の位置まで後退させる。
最後に、加熱炉中で、基部3、温度補償材12、圧電素
子1、上下の耐摩耗性の板37,38及び可動子5の相互の
対向面に塗布された熱硬化性接着剤を加熱硬化させるこ
とで、圧電素子1の組付け工程が完了する。
前記したように圧電素子1が組付けられる運動変換装
置において、フレーム2の基部3、温度補償材12、圧電
素子1、耐摩耗性の板37,38及び可動子5の対向面を隙
間なく当接させることができるとともに、圧電素子1に
対し、その圧縮方向に所定の荷重を正確に付加すること
ができる。この結果、電圧の印加による圧電素子1の伸
び(第6図において矢印X方向の伸び)に基づいて可動
子5を不足なくかつ確実に変位させることができる。そ
して、この可動子5の変位力を受けて可動子5側の板ば
ね7が、フレーム2側の板ばね6に沿って押上げられ、
両板ばね6,7が湾曲状に撓む、特に可動子5側の板ばね
7がフレーム2側の板ばね6に向けて大きく撓むこと
で、第6図において矢印P方向に回転モーメントが生
じ、傾動アーム10が傾動される。そして、傾動アーム10
先端の印字ワイヤ11が所定数の案内部材(図示しない)
に案内された状態で、その先端が印字位置まで前進され
る。
圧電素子1に対する電圧の印加が断たれると、圧電素
子1は元の状態に短縮される。すると、可動子5、両板
ばね6,7及び傾動体8及び傾動アーム10の元の状態に復
帰され、印字ワイヤ11が後退復帰される。
なお、上記実施例においては、フレーム2の基部3と
圧電素子1との間に温度補償材12を組込んだが、それに
限りものではなく、可動子5と圧電素子1との間に温度
補償材12を組込んでもよい。さらに、上下の耐摩耗性の
板37,38は設けなくてもよい。
[発明の効果] 以上述べたように、この発明によれば、フレームと可
動子との間に圧電素子と共に組込まれる圧縮荷重付加部
材を、可動子又は運動変換機構の変位量が所定値に達す
るまで圧電素子の伸縮方向と同方向に塑性変形させるこ
とで、予圧部材を用いることなく圧電素子に所定の圧縮
荷重を負荷することができる。この結果、運動変換装置
の構成部品の点数を少なくして構造を簡単化することが
でき、コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
図面の第1図〜第10図はこの発明の一実施例を示すもの
で、第1図はフレームと可動子との間に圧電素子と温度
補償材とを組込んだ状態を示す正断面図、第2図はフレ
ームと可動子との間に圧電素子と温度補償材とが組込ま
れていない状態を示す側面図、第3図はフレームと可動
子との間に圧電素子と温度補償材とを組込んだ状態を示
す側面図、第4図は温度補償材に押圧力を印加して同温
度補償材を塑性変形させた状態を示す正断面図、第5図
は同じく側面図、第6図は圧電素子の運動変換装置を示
す側面図、第7図は第6図のVII−VII線断面図、第8図
は平行リンク機構を示す斜視図、第9図と第10図は可動
子とサブフレームとの間に平行リンク機構をスポット溶
接する過程を順次に示す説明図である。 第11図は先行技術のものを示す側面図である。 1……圧電素子 2……フレーム 3……基部 5……可動子 6,7……板ばね 8……傾動体 10……傾動アーム 12……温度補償材 39……加圧体
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/295 B06B 1/06 H01L 41/09 H01L 41/083

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電圧の印加により伸縮する柱状の圧電素子
    と、 その圧電素子の伸縮方向一端を支持するフレームと、 前記圧電素子の他端に配置された可動子と、 その可動子によって動作される運動変換機構と、 を備える圧電素子の運動変換装置において、 前記フレームと前記可動子との間に、前記圧電素子と、
    その圧電素子の伸縮方向一端に圧縮荷重付加部材とを組
    込む第1の工程と、 前記圧縮荷重付加部材に前記圧電素子の伸縮方向と直交
    する押圧力を印加し、前記伸縮方向と同方向に前記圧縮
    荷重付加部材を塑性変形させる第2の工程と、 前記塑性変形に伴う前記可動子または前記運動変換機構
    の変位量を測定する第3の工程と、 前記変位量が所定値に達したとき、前記押圧力の印加を
    停止する第4の工程と、 を備えた圧電素子の組付方法。
JP1229948A 1989-09-05 1989-09-05 圧電素子の運動変換装置における圧電素子の組付方法 Expired - Lifetime JP2864554B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1229948A JP2864554B2 (ja) 1989-09-05 1989-09-05 圧電素子の運動変換装置における圧電素子の組付方法
EP19900117001 EP0416551A3 (en) 1989-09-05 1990-09-04 Device for magnifying displacement of piezoelectric element and method of producing the same
US07/576,843 US5111101A (en) 1989-09-05 1990-09-04 Device for magnifying displacement of piezoelectric element and method of producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1229948A JP2864554B2 (ja) 1989-09-05 1989-09-05 圧電素子の運動変換装置における圧電素子の組付方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0392360A JPH0392360A (ja) 1991-04-17
JP2864554B2 true JP2864554B2 (ja) 1999-03-03

Family

ID=16900228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1229948A Expired - Lifetime JP2864554B2 (ja) 1989-09-05 1989-09-05 圧電素子の運動変換装置における圧電素子の組付方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5111101A (ja)
EP (1) EP0416551A3 (ja)
JP (1) JP2864554B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2965763B2 (ja) * 1991-10-09 1999-10-18 富士通株式会社 圧電素子型アクチュエータの保持構造
EP0569253B1 (en) * 1992-05-08 1997-08-13 Fujitsu Limited Printing head
JP2586371B2 (ja) * 1992-12-22 1997-02-26 日本電気株式会社 圧電アクチュエータ
DE19738407C2 (de) * 1997-09-03 1999-11-04 Daimler Chrysler Ag Elektrostriktiver Stellantrieb
US6376969B1 (en) * 2001-02-05 2002-04-23 Caterpillar Inc. Apparatus and method for providing temperature compensation of a piezoelectric device
DE10392895T5 (de) * 2002-07-03 2005-08-25 Viking Technologies, L.C., Sarasota Temperaturkompensierendes Einsatzteil für einen mechanisch kraftverstärkten Smart-Material-Aktuator

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4406966A (en) * 1980-01-28 1983-09-27 Paroscientific, Inc. Isolating and temperature compensating system for resonators
FR2522241A1 (fr) * 1982-02-22 1983-08-26 Thomson Csf Procede de fabrication de transducteurs polymeres piezoelectriques par forgeage
US4874978A (en) * 1987-06-09 1989-10-17 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Device for magnifying displacement of piezoelectric element or the like and method of producing same
US5028834A (en) * 1988-07-21 1991-07-02 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Device for magnifying displacement of piezoelectric element and method of producing same
JPH0276272A (ja) * 1988-09-12 1990-03-15 Brother Ind Ltd 圧電素子の運動変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0416551A3 (en) 1991-08-21
US5111101A (en) 1992-05-05
EP0416551A2 (en) 1991-03-13
JPH0392360A (ja) 1991-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3331570B2 (ja) 熱圧着装置と熱圧着方法および液晶表示装置の生産方法
JP2864554B2 (ja) 圧電素子の運動変換装置における圧電素子の組付方法
EP0295102A2 (en) Device for magnifying displacement of piezoelectric element or the like
KR0121752B1 (ko) 압전소자의 운동변환장치 및 그 제조방법
JP2897357B2 (ja) 四節平行リンク機構
JP2775739B2 (ja) 運動変換機構
JPH04133753A (ja) 圧電素子の運動変換装置における圧電素子の組付方法
JPH0681718B2 (ja) 圧電素子の運動変換装置
JP2590947B2 (ja) 圧電素子の変位変換装置
JP2000302489A (ja) 加熱組立装置
CN218284101U (zh) 焊接设备
JPH02111557A (ja) 圧電素子の運動変換装置
JPH0276272A (ja) 圧電素子の運動変換装置
JPH0681717B2 (ja) 圧電素子の運動変換装置とその製造方法
JP2687515B2 (ja) 圧電素子を用いた運動変換装置の組付け方法
JP2555667B2 (ja) 圧電素子の運動変換装置
JP2550542B2 (ja) 印字装置
JP2550583B2 (ja) 圧電素子の運動変換機構
JPH02107454A (ja) 圧電素子の運動変換装置
JPH0692158B2 (ja) 圧電素子の運動変換装置
JP2555666B2 (ja) 圧電素子を用いた運動変換機構の製造方法
JPH03288662A (ja) 圧電素子の運動変換装置における圧電素子の組付け方法
JP2555608C (ja)
JP2850446B2 (ja) 印字ヘッド用アクチュエータのフレーム
JP2682086B2 (ja) 圧電素子の運動変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071218

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081218

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081218

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091218

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091218

Year of fee payment: 11