JP2978892B1 - 編機選針用圧電アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】本発明は編機選針用圧電アクチュエータに関
し、圧電体からの電極引き出しにリード線や、半田付け
を不要とし、振動に対して安定した動作が行えるように
すると共に、信頼性及び組み立て作業性を向上させる。 【解決手段】矩形シート状の圧電素子７０を複数枚積層
した積層体の積層方向の略半分づつ、上下部分にそれぞ
れ独立した第１、第２の駆動電極（Ａ、Ｃ）の一方を持
ち、第１、第２の駆動電極（Ａ、Ｃ）の間に共通電極
（Ｂ）を挿入した電極構成を持つ３端子構造の積層型圧
電体７２を用い、積層型圧電体７２の短辺側の側面に、
駆動信号を印加する第１、第２の端子７３、７４と共通
端子７５を設けて、これらの各端子にそれぞれ第１、第
２の駆動電極と共通電極を電気的に接続すると共に、各
端子にはそれぞれ弾性を持ったリード端子を圧接させ、
リード端子を介して各端子に駆動信号が印加されるよう
に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、丸編み機、ジャガ
ード編み機等の編み機において、編成針の選針を行う選
針装置に利用される編機選針用圧電アクチュエータに関
する。

【０００２】特に本発明は、積層型バイモルフ構造の圧
電アクチュエータに関するものであり、制御回路より発
生する駆動信号を圧電体に印加することで該圧電体を湾
曲させ、その時の変位を利用して縦糸を通している針の
動きを制御する編機選針用圧電アクチュエータに関す
る。

【０００３】

【従来の技術】以下、従来例を説明する。

【０００４】§１：従来例１｛特許第２６８３９８２号
公報（登録日：平成９年８月１５日）参照｝の説明・・
・図６参照 図６は従来例１の説明図であり、図は選針素子の平面
図、図は動作状態１、図は動作状態２を示す。以
下、図６に基づいて従来例１を説明する。従来、圧電現
象による彎曲運動を利用して編み機の編成針の選針動作
を行わせる圧電式選針装置が知られていた。図６の図
に示したように、この装置には選針素子１が設けてあ
り、該選針素子１はプレート２に圧電素子３、４を貼着
し、プレート２の端部に編成針の選針を行わせるための
フィンガ５を取り付け、また、プレート２の端部に支持
体への取り付け部６を延在させて、取り付け部６を支持
体の側壁に片持ち形態で固定して、圧電素子３、４に柄
出しコントロール装置からリード線７、８を介して電圧
を印加し、片持ち形態で運動させる。

【０００５】そして、圧電素子３、４に電圧を印加しな
い時には、図６の図に示したように、プレート２が彎
曲せず、したがって、選針ジャック９のバット１０をプ
レスし、そのため、選針ジャック９の上げカム用バット
１１が上げカム１２に係合せず、選針ジャック９の上方
に当接した編成針に編成作動を与えないようになってい
る。

【０００６】一方、圧電素子３、４に電圧を印加した時
には、図６の図に示したように、プレート２を彎曲さ
せ、選針ジャック９のバット１０をプレスせずに、選針
ジャック９を垂直方向に保持させ、選針ジャック９の上
げカム用バット１１が上げカム１２に係合した状態とす
る。そのため、選針ジャック９を上方に押し上げ、前記
選針ジャック９の上方に当接した編成針に編成作動を与
える。このような動作状態の変化を利用して選針動作を
行わせる。

【０００７】§２：従来例２｛特許第２６８３９８２号
公報、実願平２−２２６０８号（実開平３−１１５６９
２号）の明細書及び図面を撮影したマイクロフィルム、
特公平６−９４６１９号公報参照｝の説明・・・図７参
照 図７は従来例２の説明図であり、図は圧電アクチュエ
ータの斜視図、図は図のＸ−Ｙ線断面図（支持本体
に取り付けた状態）、図は選針装置の平面図である。
以下、図７に基づいて従来例２を説明する。従来例２
は、バイモルフ型圧電素子を使用し、選針装置に利用さ
れる圧電アクチュエータの例である。この圧電アクチュ
エータでは、図７の図、図に示したように、支持本
体２０の溝部２１に、片端部成形体２３を取り付けた圧
電体２４の後端部（片端部）を嵌挿する。

【０００８】また、片端部成形体２３の端部には溝部が
設けてあり、この溝部に圧電体２４の後端部（片端部）
を挿入し固定する。このようにすると、片端部成形体２
３が支持本体２０の溝部２１内で回動できるので、圧電
体２４の後端部（片端部）は、上向き、或いは下向きに
可動し得る。

【０００９】前記圧電体２４の先端部（負荷取り付け側
端部）にも前記と同様の負荷側成形体２５が取り付けら
れており、該負荷側成形体２５がフィンガ２６の後端部
２７の開放端部により挟持連結されている。更に、片端
部成形体２３と負荷側成形体２５との間の略中間位置に
は支持体３７が設けてある。

【００１０】前記負荷側成形体２５はフィンガ２６の後
端部２７内で回動動作することができ、圧電体２４の先
端部は上向き、或いは下向きに可動し得るようになって
いる。また、圧電体２４の後端部２８と先端部２９との
中途位置を、支持本体２０の途中支点部３０に回転可能
に固定する。

【００１１】前記圧電体２４は、金属プレート（振動
板）３２の両面に圧電体（セラミック圧電体）２４を有
し、該圧電体２４の各面には、電極板が貼着されてい
る。そして前記電極板には各面に絶縁性コーティング膜
がコーティングされている。また、両面の電極板はそれ
ぞれ銀電極等により構成され、圧電体２４の全面に貼着
されている。

【００１２】更に、リード線３３、３４を前記両側の電
極板に半田付けにより接続し、リード線３３、３４をリ
ード線押さえワイヤ３５により押さえている。そして、
リード線３３、３４をコネクタ３６に接続する。図７の
図に示した選針装置は、前記アクチュエータをハウジ
ング４０内に複数段にわたり、適宜間隔をおいて並べた
ものである。前記ハウジング４０の外側には、プリント
基板３９が取り付けてあり、このプリント基板３９上の
コネクタに、コネクタ３６を結合させる。

【００１３】§３：従来例３（特開平９−１９１１３５
号公報参照）の説明・・・図８参照 図８は従来例３の説明図であり、図はバイモルフ型素
子、図は積層型素子、図のａ、ｂ、ｃはそれぞれ異
なった圧電アクチュエータの要部断面図を示す。以下、
図８に基づいて従来例３を説明する。前記従来例１、２
はバイモルフ構造の圧電体を使用していたが、従来例３
は積層構造の圧電アクチュエータを使用した例である。
圧電アクチュエータにおいて、電気エネルギーと機械的
エネルギー相互の変換を行う変換素子には、主に、バイ
モルフ型素子（前記従来例１、２参照）と、積層型素子
（従来例３）とがある。

【００１４】一般に、例えば、図８の図に示したよう
に、バイモルフ型素子５２は、金属のシム材５０に伸縮
特性の異なる２枚の圧電セラミックス５１を接着剤によ
り接着したものであり、当該バイモルフ型素子５２に、
電源５４から電極を介して電圧を印加すると、一方の圧
電セラミックス５１（図の上側）が伸び、他方の圧電セ
ラミックス５１（図の下側）が縮み、全体として屈曲変
位を起こす。なお、図示の符号５３は分極の方向を示
す。

【００１５】前記のようなバイモルフ型素子５２は、変
位量が大きいという利点がある一方で、電界に対する分
極の関係から材料固有の履歴特性、発生力、機械的強
度、疲労特性に問題があり、また、共振周波数を高くで
きない等の欠点がある。

【００１６】一方、図８の図に示したような積層型素
子５６は、一般に、圧電セラミックス５１の薄板を数１
０枚〜数１００枚積層したもので、一枚一枚は厚み方向
の分極方向５３が逆になるように交互に積層固定したも
のである。なお、５７は内部電極、５８は外部電極（端
子）である。

【００１７】当該積層型素子５６における電極の引き出
しは分極方向５３のプラス極同士、マイナス極同士を並
列接続する。これにより、印加電圧の向きに対し、全圧
電セラミックスの分極の向きが同じになり、積層方向に
変位するようになっている。積層型素子５６は、前記バ
イモルフ型素子に比較して変位量が小さいが応答速度が
格段に速く、発生力、変換効率が大きいという利点があ
る。

【００１８】前記のような積層型素子５６を使用した積
層型の圧電アクチュエータ６３は、図８の図に示した
ａ、ｂ、ｃのように構成されている。これらの図におい
て、圧電アクチュエータ６３を構成するコア材６０の片
面側に複数の圧電セラミックスの層６１・・・を積層
し、当該コア材６０のもう片方の片面側に複数の圧電セ
ラミックスの層６１・・・を積層し、コア材６０は無分
極の圧電不活性の層とした屈曲変位が可能なものであ
る。なお、分極方向５３はそれぞれ図示のようになって
いる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のも
のにおいては、次のような課題があった。

【００２０】(1) ：従来例１の圧電アクチュエータは、
片持ち形態であり、しかも、その先端に負荷（編み機で
は選針を行わせるためのフィンガ）を取り付けるので、
圧電体を彎曲運動させた場合、選針動作が不安定にな
る。また、負荷が衝突する際の衝撃が圧電体に伝わり、
衝突歪みを生じて圧電体を破損することもあった。

【００２１】(2) ：従来例２は、前記従来例１の欠点を
改善した例であるが、従来例２の圧電アクチュエータ
は、金属プレートの両側を圧電体で挟み込んだバイモル
フ構造の圧電体を使用している。この圧電アクチュエー
タでは、外部から直流電圧を印加することによりベンド
させ（彎曲させ）、縦糸を制御するものである。

【００２２】しかし、単板の圧電体では、或る変位を実
現するためには該圧電体の厚みを薄くしなければならな
い。しかし、圧電体を薄くすると、強度が弱くなり、例
えば、０．１ｍｍ厚以下では変位、強度共に満足するも
のは得られなかった。このため、実際には０．２ｍｍ以
上の厚みを有する素子で、素子長さ６０ｍｍ、幅２０ｍ
ｍ厚のリン青銅板や黄銅板を挟んだバイモルフ型素子を
使用していた。このように、変位量、強度共に満足する
圧電アクチュエータを実現するのは困難であった。

【００２３】(3) ：従来例２に示したようなバイモルフ
型圧電アクチュエータは、圧電体上面、及び下面に、電
極取り出し用のランドを形成し、その部分に導電接着
剤、又は半田付けによりリード線を継線し、圧電体アク
チュエータの駆動ユニットにコネクタを中継して接続さ
せていた。

【００２４】このような構造の場合、リード線接続部の
圧電体上下面は静止している部分がないために、常に振
動がリード線に加わることとなり、やがて、リード線が
切断されるか、振動ストレスにより半田等の固着点の剥
がれが発生していた。また、リード線の重量は出来るだ
け小さくすることがアクチュエータの効率を上げること
になるが、ゼロにはできず、継線のポイントで半田量、
接着剤量のばらつきも発生しており、圧電アクチュエー
タの信頼性低下の原因ともなっていた。

【００２５】(4) ：従来例３は、積層型の圧電体を使用
した圧電アクチュエータの例であり、前記従来例１、２
のようなバイモルフ型圧電アクチュエータに比べて変位
量は小さいが、応答速度が格段に速く、発生力、変換効
率が大きいという利点を有している。しかし、従来例３
では、外部電極（端子）の構造については具体的に示さ
れてない。

【００２６】本発明は、このような従来の課題を解決
し、編機選針用圧電アクチュエータにおいて、圧電体か
らの電極引き出しにリード線や、半田付けを不要とし、
振動に対して安定した動作が行えるようにすると共に、
信頼性及び組み立て作業性を向上させることを目的とす
る。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の目的を達
成するため、次のように構成した。

【００２８】(1) ：矩形シート状の圧電素子を複数枚積
層した積層体を有し、この積層体の積層方向のほぼ半分
づつ、上下部分にそれぞれ独立した第１、第２の駆動電
極（Ａ、Ｃ）の一方を持ち、前記第１、第２の駆動電極
（Ａ、Ｃ）の間にそれぞれ共通電極（Ｂ：例えば、ＧＮ
Ｄ電極）を挿入した電極構成を持つ３端子構造の積層型
圧電体を用い、前記第１、第２の駆動電極（Ａ、Ｃ）の
何れか一方の駆動電極と前記共通電極（Ｂ）との間に駆
動信号を印加することにより反り運動を発生させる編機
選針用圧電アクチュエータであって、前記積層型圧電体
の短辺側の側面に、前記駆動信号を印加する第１、第２
の端子と共通端子とを設けて、これらの各端子にそれぞ
れ前記第１、第２の電極（Ａ、Ｃ）と共通電極（Ｂ）を
電気的に接続すると共に、前記積層型圧電体の何れか一
方の短辺側に、この短辺側の端部を包むようにして電気
絶縁性の片端部成形体を設けると共に、前記片端部成形
体に複数の切欠部を設けて、前記切欠部に前記第１、第
２の端子と共通端子を露出させ、 前記切欠部において、
前記各端子に、それぞれ弾性を持ったリード端子を圧接
させ、このリード端子を介して前記各端子に駆動信号が
印加されるように構成した。

【００２９】(2) ：前記(1) の編機選針用圧電アクチュ
エータにおいて、前記積層型圧電体の短辺側の両方の側
面に、それぞれ対称的に、前記第１、第２の端子と共通
端子を設け、前記両方の側面に設けた各端子に、それぞ
れ前記第１、第２の電極（Ａ、Ｃ）と共通電極（Ｂ）を
電気的に接続した。

【００３０】

【００３１】（作用）前記構成に基づく本発明の作用を
説明する。

【００３２】(a) ：前記(1) の作用 前記端子に駆動信号を印加しない場合は、編機選針用圧
電アクチュエータは静止状態にあり彎曲しない。この状
態から、リード端子を介して第１の端子と共通端子との
間に駆動信号として直流電圧を印加すると、積層型圧電
体に反りが発生し、一方側へ彎曲する。この時、第２の
端子と共通端子はショートしている。また、リード端子
を介して第２の端子と共通端子の間に駆動信号として直
流電圧を印加すると、積層型圧電体に前記と反対の反り
が発生し他方側へ彎曲する。これは、従来例として示し
た図８の図のシム材５０や、図８の図のコア材６０
のような無分極材を含まなくなるため、効率が上がる。
また、積層時に無分極材を入れる必要もなくなる為、単
純な積層構造を得ることが出来る。

【００３３】このような駆動信号の印加を繰り返すこと
により、編機選針用圧電アクチュエータの先端部を交互
に異なる方向に駆動し、この動作に伴って負荷を駆動す
る。この場合、第１、第２の駆動端子と共通端子は、そ
れぞれ弾性のあるリード端子により圧接しているので、
駆動により積層型圧電体に変位が発生したり、振動が発
生した場合でも、端子間の電気的な接触状態は確実に保
たれる。そのため、編機選針用圧電アクチュエータの信
頼性が向上すると共に、各端子にリード端子を接触させ
るだけで駆動回路との接続ができるので、製作も容易に
なる。

【００３４】また、素子が破壊し交換する場合も、半田
部がなく、特別な工具を必要としないため、メンテナン
ス性に優れている。そして、前記構成により、従来使用
されていたリード線や該リード線の半田付け部分を無く
すことができるので、リード線の断線や、半田付け部の
剥がれ等の問題も発生しない。更に、編み機に使用した
場合、編み機本体から発生する振動や、編機選針用圧電
アクチュエータ自身から発生する振動に対して充分な信
頼性を持たせることができる。また、積層型圧電体の何
れか一方の短辺側に、該短辺側の端部を包むようにして
片端部成形体を設け、該片端部成形体に設けた複数の切
欠部に、第１、第２の端子と共通端子を露出させてある
ので、製作工程では、前記切欠部に露出している各端子
にリード端子を圧接することで、端子と外部回路との接
続を行うことができる。従って、製作が簡単になると共
に、端子とリード端子との接触が安定するから、製品の
信頼性が向上する。

【００３５】(b) ：前記(2) の作用 前記積層型圧電体の短辺側の両方の側面に、それぞれ対
称的に、第１、第２の端子と共通端子を設け、前記両方
の側面に設けた各端子に、それぞれ前記第１、第２の電
極と共通電極を電気的に接続しているので、部品に方向
性が無くなることから、編機選針用圧電アクチュエータ
の製作を行う際、いずれか一方の側面に設けた端子を使
用して製作できる。このように、どちらか一方の側面に
設けた端子を任意に選択して使用できるから、製作が簡
単にでき、作業効率が向上する。

【００３６】

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００３８】§１：積層型圧電体の説明・・・図１、図
２参照 図１は積層型圧電体の説明図であり、図は分解斜視
図、図は図のＸ方向側面図、図は図のＹ方向側
面図、図は電極と端子の説明図、図は電極配列説明
図である。図２は積層型圧電体の一部拡大図であり、
図は分解斜視図、図は図のＹ方向側面図である。以
下、図１、図２に基づいて積層型圧電体を説明する。

【００３９】本実施の形態における編機選針用圧電アク
チュエータには、丸編み機、ジャガード編み機等の編み
機において、選針装置の選針用アクチュエータとして利
用されるものである。この編機選針用圧電アクチュエー
タは、セラミック圧電体の湾曲運動により、圧電体の負
荷側に設けられたフィンガを動かし、例えば、編み物の
柄を選択させるために使用される（選針装置の詳細は、
前記従来例で引用した公報参照）。

【００４０】前記編機選針用圧電アクチュエータは、多
数の圧電素子を積層した積層型圧電体７２が使用されて
いる。この積層型圧電体７２は、矩形シート状の圧電素
子７０を多数積層して一体化したものであり、各圧電素
子７０の上には、銀等の金属導体からなる電極７１が厚
膜パターンとして形成してある。

【００４１】すなわち、矩形シート状の圧電素子７０の
上に、該圧電素子７０より少し小さめの電極７１を厚膜
パターンとして形成し、この圧電素子７０を多数積層し
て積層型圧電体７２とする。そして、積層型圧電体７２
のいずれか一方の短辺側の側面に、金属導体からなる第
１の端子７３と、第２の端子７４と、共通端子７５を形
成し、これらの各端子を前記電極７１と電気的に接続す
る。

【００４２】この場合、前記各電極７１にはそれぞれ延
長部（電極７１から延長した厚膜パターン）７６を形成
すると共に、この延長部７６を圧電素子７０の短辺側の
端部まで延長して形成しておく。そして、各端子７３、
７４、７５として、例えば、銀等の金属導体を、圧電素
子７０を積層した積層型圧電体７２の端面に圧膜パター
ンとして形成し、各端子に対応する前記延長部７６を介
して各端子と電極７１とを電気的に接続する。

【００４３】前記第１、第２の端子７３、７４と、共通
端子７５は互いに所定距離だけ離して形成するが、この
場合、共通端子７５を略中央部に形成し、両端部に第１
の端子７３と第２の端子７４を形成する。そして、共通
端子７５をＧＮＤ端子（接地端子）として使用し、第
１、第２の端子７３、７４を駆動用の端子として使用す
る。なお、前記端子の配列に合わせて、前記延長部７６
の位置をずらしておくことで、各端子７３〜７５と圧電
素子７０上の電極７１とを接続する。

【００４４】今、第１の端子７３に接続された電極７１
を駆動電極Ａ、第２の端子７４に接続された電極７１を
駆動電極Ｃ、共通端子７５に接続された電極７１を共通
電極Ｂとした場合、各電極Ａ、Ｂ、Ｃと端子の配列は図
１の図、図に示したようになる。なお、図１のに
示した矢印は各圧電素子７０の分極方向を示す。この場
合、前記編機選針用圧電アクチュエータは、矩形シート
状の圧電素子７０を複数枚積層した積層体を有し、この
積層体の積層方向のほぼ半分づつ、上下部分にそれぞれ
独立した２つの駆動電極Ａ、Ｃの一方を配置し、前記駆
動電極Ａ、Ｃの間にそれぞれ共通電極Ｂを挿入した電極
構成を持つ３端子構造の積層型圧電体７２を備えてい
る。

【００４５】そして、積層型圧電体７２の短辺側のいず
れか一方の側面に、駆動信号を印加する第１、第２の端
子７３、７４と共通端子７５とを設けて、これらの各端
子にそれぞれ前記駆動電極Ａ、Ｃと共通電極Ｂを電気的
に接続している。更に具体的には次の通りである。

【００４６】すなわち、積層型圧電体７２では、その積
層方向の中央部に設けた共通電極Ｂを挟んで駆動電極
Ａ、Ｃのパターンが形成されたバイモルフ構造を作って
いる。各々の電極は、積層型圧電体７２の長手方向の端
部（短辺側の端部）まで一部が導出し延長部７６を形成
してある。そして、その端部では、上下面方向にスリッ
ト状に電極Ａ、Ｂ、Ｃと接続された第１、第２の端子７
３、７４、及び共通端子７５を形成している。

【００４７】図１の図、図では、積層型圧電体７２
の短辺の端部に沿って中央に共通端子７５、その左右に
第１、第２の端子７３、７４が形成されている。従っ
て、積層型圧電体７２の積層方向の上部から電極Ａ、
Ｂ、Ａ、Ｂ、Ａ、Ｂ、・・・Ｂ、Ｃ、Ｂ、Ｃ、Ｂ、Ｃの
順で積層されている。この場合、共通端子７５はＧＮＤ
端子であるから、該共通端子７５に接続された共通電極
ＢがＧＮＤ電極となる。この場合共通電極ＢはＧＮＤ電
極であるので、駆動方法によっては電源のホット（ＨＯ
Ｔ）側に接続される場合もある。

【００４８】なお、積層型圧電体７２の厚み（側面の高
さに等しい）をＴとした場合、１例として、素子厚み；
Ｔ＝０．６ｍｍであり、側面に３つの端子が十分形成で
きる寸法となっている。また、前記３つの端子は、銀等
の金属導体で厚膜パターンを形成し、焼き付け加工を経
て形成される。

【００４９】§２：編機選針用圧電アクチュエータの説
明・・・図３参照 図３は圧電アクチュエータの説明図であり、図は片端
部成形体取付図、図、図は端子構成例、図は圧電
アクチュエータの取付状態を示す。以下、図３に基づい
て編機選針用圧電アクチュエータを説明する。

【００５０】この編機選針用圧電アクチュエータは、圧
電体として前記積層型圧電体７２を使用したものであ
り、その取り付け構造は前記従来例２と略同じである。
但し、この例では、従来例２のリード線や半田付けを廃
止し、外部との電気的な接続構造（電極引き出し構造）
を改善してある。

【００５１】前記圧電アクチュエータは、前記積層型圧
電体７２の短辺側の片端部に、該片端部を包み込むよう
にして片端部成形体２３を設け、その反対側に負荷側成
形体２５を設けると共に、略中央部に支持体３７が設け
てある。この場合、片端部成形体２３、負荷側成形体２
５、及び支持体３７は、例えば、電気絶縁性樹脂の成形
加工により設けられるものである。

【００５２】そして、片端部成形体２３には、積層型圧
電体７２に設けた第１、第２の端子７３、７４、及び共
通端子７５の位置に対応させて、所定間隔で３つの切欠
部７７が設けてある。この場合、切欠部７７は、前記各
端子の幅より少し大きめに切り欠いておけば良い。この
ように、積層型圧電体７２の片端部に、３つの切欠部７
７を有する片端部成形体２３を設け、前記切欠部７７に
おいて、前記第１、第２の端子７３、７４、及び共通端
子７５を外部に露出させる。

【００５３】一方、図３の図に示したように、編機選
針用圧電アクチュエータを収納するハウジング４０の一
部に、弾性のあるリード端子７８を、前記各端子の間隔
に合わせて３本植設する。そして、前記３本のリード端
子７８をそれぞれ所定の駆動回路（プリント基板上の回
路）と接続する。

【００５４】或いは、図３の図に示したように、編機
選針用圧電アクチュエータを収納するハウジングの外側
には、プリント基板３９が取り付けてあり（前記従来例
２と同じ位置に取り付けてある）、このプリント基板３
９上に弾性のあるリード端子７８を、前記各端子の間隔
に合わせて３本植設する。そして、前記３本のリード端
子７８をそれぞれプリント基板３９上の所定の駆動回路
と接続する。

【００５５】そして、ハウジングに編機選針用圧電アク
チュエータを取り付けた状態で、各端子７３〜７５とリ
ード端子７８とを圧接させることで、両者の電気的な接
続を行う。このようにして編機選針用圧電アクチュエー
タの片端で電気的接続を行うことができる。

【００５６】また、図３の図に示したように、編機選
針用圧電アクチュエータの他端の先端部（負荷取り付け
側端部）には負荷側成形体２５が取り付けられており、
該負荷側成形体２５がフィンガ２６の後端部２７の開放
端部により挟持連結される。更に、前記片端部成形体２
３と負荷側成形体２５との間の略中間位置に設けた支持
体３７はハウジングに回転可能に取り付けられる。

【００５７】この場合、負荷側成形体２５はフィンガ２
６の後端部２７内で回動動作することができ、積層型圧
電体７２の先端部は上向き、或いは下向きに可動し得る
ようになっている。なお、図３の図に示した符号ａ
は、編機選針用圧電アクチュエータが駆動され、図示矢
印方向へ湾曲（変位）した状態を示している。

【００５８】そして、前記編機選針用圧電アクチュエー
タをハウジング内に複数段にわたり適宜間隔をおいて並
べ、各編機選針用圧電アクチュエータとプリント基板上
の配線パターンとを前記端子７３、７４、７５とリード
端子７８を介して電気的に接続することにより、選針装
置を製作することができる。

【００５９】§３：動作の説明・・・図４参照 図４は動作説明図であり、図は状態１（静止状態）、
図は状態２（Ａ−Ｂ駆動時）、図は状態３（Ｃ−Ｂ
駆動時）を示す。以下、図４に基づいて、編機選針用圧
電アクチュエータの動作を説明する。

【００６０】前記編機選針用圧電アクチュエータは、矩
形シート状の圧電素子を複数枚積層した積層体を有し、
この積層体の積層方向のほぼ半分づつ、上下部分にそれ
ぞれ独立した２つの駆動電極Ａ、Ｃの一方を持ち、前記
駆動電極Ａ、Ｃの間にそれぞれ共通電極Ｂ（ＧＮＤ電
極）を挿入した電極構成を持つ３端子構造の積層型圧電
体７２を用い、前記駆動電極Ａ、Ｃの何れか一方の電極
と前記共通電極Ｂ（ＧＮＤ電極）との間に駆動信号とし
て直流電圧を印加することにより反り運動を発生させる
ものである。

【００６１】例えば、図４に示したように、電極Ａ、Ｃ
に駆動信号を印加しない場合は図４の図に示した状態
１のように、積層型圧電体７２は静止状態にあり彎曲し
ない。この状態から、電極Ａ−Ｂ間に駆動信号（直流電
圧）を印加すると、図の状態２に示したように一方側
（図示矢印方向）へ彎曲する。また、電極Ｃ−Ｂ間に駆
動電圧（直流電圧）を印加すると、図４の図に示した
状態３のように、他方側（図示矢印方向）へ彎曲する。

【００６２】このようにして、電極Ａ−Ｂ間への駆動信
号の印加と、電極Ｃ−Ｂ間への駆動信号の印加とを交互
に行うことで、積層型圧電体７２の先端部を交互に異な
る方向に駆動し、この動作に伴って負荷を駆動する。こ
の場合、一般的な使い方として、電極Ａ−Ｂ間を駆動し
ている時は電極Ｃ−Ｂ間は短絡され、電極Ｂ−Ｃ間を駆
動している時は電極Ａ−Ｂ間は短絡される。

【００６３】前記のように、編機選針用圧電アクチュエ
ータは積層型圧電体７２を使用しているので、低電圧で
駆動でき、変位の拡大も図れる。従って、圧電アクチュ
エータの小型化が実現できる。また、前記編機選針用圧
電アクチュエータを編み機の選針装置に取り付けた場
合、通常、縦糸は５００〜２０００本あり、圧電アクチ
ュエータを駆動する電源も小型に設計できる。

【００６４】§４：変形例の説明・・・図５参照 図５は積層型圧電体の変形例の説明図であり、図は分
解斜視図、図は図のＹ方向側面図、図は図のＺ
方向側面図である。以下、図５に基づいて積層型圧電体
の変形例を説明する。

【００６５】この変形例の編機選針用圧電アクチュエー
タは、前記積層型圧電体７２の短辺側の両方の側面に、
それぞれ対称的に、前記第１、第２の端子７３、７４と
共通端子７５を設け、前記両方の側面に設けた各端子
に、それぞれ前記電極７１を電気的に接続したものであ
る。

【００６６】すなわち、積層型圧電体７２は、多数のシ
ート状の圧電素子７０を積層して一体化したものであ
り、各圧電素子７０の上には電極７１が厚膜パターンと
して形成してある。この場合、シート状の圧電素子７０
の上に、該圧電素子７０より少し小さめの電極７１を厚
膜パターンとして形成し、このシート状の圧電素子７０
を多数積層して積層型圧電体７２とする。

【００６７】そして、積層型圧電体７２の短辺側の両方
の側面に、第１の端子７３と、第２の端子７４と、共通
端子７５を形成する。この場合、各電極７１から延長し
た延長部７６を、左右対照的に２か所に形成して、積層
型圧電体７２の側面に設けた各端子と接続する。このよ
うにして、積層型圧電体７２の両側（図の左右両側）の
側面に、それぞれ第１の端子７３、第２の端子７４、及
び共通端子７５を形成し、これらの端子に前記電極７１
の延長部７６を接続する。

【００６８】なお、前記積層型圧電体７２の最上部層に
形成した電極７１の上には、保護層を形成するが、該保
護層は同一セラミックや、有機フィルムによって形成さ
れる。そして、この保護層の上に、表裏を識別可能な文
字、或いは記号等を記載しておく。このようにすれば、
積層型圧電体７２の表裏面が簡単に識別できる。前記の
構成とすることで、積層型圧電体７２の左右どちら側の
端子を使用しても良く、作業が簡単になる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。

【００７０】(1) ：矩形シート状の圧電素子を複数枚積
層した積層体を有し、この積層体の積層方向のほぼ半分
づつ、上下部分にそれぞれ独立した第１、第２の駆動電
極の一方を持ち、第１、第２の駆動電極の間にそれぞれ
共通電極を挿入した電極構成を持つ３端子構造の積層型
圧電体を用い、積層型圧電体の短辺側の側面に、第１、
第２の端子と共通端子とを設けて、これらの各端子にそ
れぞれ第１、第２の電極と共通電極を電気的に接続して
いる。

【００７１】そして、第１、第２の端子と共通端子は、
それぞれ弾性のあるリード端子により圧接しているの
で、駆動により積層型圧電体に変位が発生したり、振動
が発生した場合でも、端子間の電気的な接触状態は確実
に保たれる。そのため、編機選針用圧電アクチュエータ
の信頼性が向上すると共に、各端子にリード端子を接触
させるだけで駆動回路との接続ができるので、製作も容
易になる。

【００７２】また、素子が破壊し交換する場合も、半田
部がなく、特別な工具を必要としないため、メンテナン
ス性に優れている。そして、前記構成により、従来使用
されていたリード線や該リード線の半田付け部分を無く
すことができるので、リード線の断線や、半田付け部の
剥がれ等の問題も発生しない。更に、編み機に使用した
場合、編み機本体から発生する振動や、編機選針用圧電
アクチュエータ自身から発生する振動に対して充分な信
頼性を持たせることができる。更に、積層型圧電体の何
れか一方の短辺側に、この短辺側の端部を包むようにし
て電気絶縁性の片端部成形体を設けると共に、片端部成
形体に複数の切欠部を設けて、該切欠部に第１、第２の
端子と共通端子を露出させ、切欠部において、各端子に
リード端子を圧接できるように構成した。 従って、製作
工程では、切欠部に露出している各端子にリード端子を
圧接することで、端子と外部回路との接続を行うことが
できる。そのため、製作が簡単になり端子とリード端子
との接触が安定するから、製品の信頼性が向上する。

【００７３】(2) ：積層型圧電体の短辺側の両方の側面
に、それぞれ対称的に、第１、第２の端子と共通端子を
設け、両方の側面に設けた各端子に、それぞれ第１、第
２の電極と共通電極を電気的に接続しているので、部品
に方向性が無くなることから、編機選針用圧電アクチュ
エータの製作時に、どちらか一方の端子を任意に選択し
て使用できるから、製作工程が簡単になり、作業効率が
向上する。

【００７４】

【００７５】

【００７６】(3) ：編機選針用圧電アクチュエータは、
積層型圧電体を使用しているので、低電圧で駆動でき、
変位の拡大も図れる。また、圧電アクチュエータの小型
化が実現できる。更に、前記編機選針用圧電アクチュエ
ータを編み機の選針装置に取り付けた場合、通常、縦糸
は５００〜２０００本あり、圧電アクチュエータを駆動
する電源も小型に設計できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における積層型圧電体の説
明図である。

【図２】本発明の実施の形態における積層型圧電体の一
部拡大図である。

【図３】本発明の実施の形態における圧電アクチュエー
タの説明図である。

【図４】本発明の実施の形態における動作説明図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態における積層型圧電体の変
形例である。

【図６】従来例１の説明図である。

【図７】従来例２の説明図である。

【図８】従来例３の説明図である。

【符号の説明】

１ 選針素子 ２ プレート ３、４ 圧電素子 ５、２６ フィンガ ６ 取り付け部 ７、８、３３、３４ リード線 ９ 選針ジャック １０ バット １１ 上げカム用バット １２ 上げカム ２０ 支持本体 ２１ 溝部 ２３ 片端部成形体 ２４ 圧電体 ２５ 負荷側成形体 ２７ フィンガの後端部 ２８ 圧電体の後端部 ２９ 圧電体の先端部 ３０ 途中支点部 ３２ 金属プレート ３５ リード線押さえワイヤ ３６ コネクタ ３７ 支持体 ３９ プリント基板 ４０ ハウジング ５０ シム材 ５１ 圧電セラミックス ５２ バイモルフ型素子 ５３ 分極方向 ５４ 電源 ５６ 積層型素子 ５７ 内部電極 ５８ 外部電極 ６０ コア材 ６１ 圧電セラミックスの層 ６３ 圧電アクチュエータ ７０ 圧電素子 ７１ 電極 ７２ 積層型圧電体 ７３ 第１の端子 ７４ 第２の端子 ７５ 共通端子 ７６ 延長部 ７７ 切欠部 ７８ リード端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−191135（ＪＰ，Ａ) 特許2683982（ＪＰ，Ｂ２) 実用新案登録2552029（ＪＰ，Ｙ２) 特公 平６−94619（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平６−42354（ＪＰ，Ｙ２) 実公 平４−36142（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D04B 15/82 308 H01L 41/09

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】矩形シート状の圧電素子を複数枚積層した
   積層体を有し、この積層体の積層方向のほぼ半分づつ、
   上下部分にそれぞれ独立した第１、第２の駆動電極の一
   方を持ち、前記第１、第２の駆動電極の間にそれぞれ共
   通電極を挿入した電極構成を持つ３端子構造の積層型圧
   電体を用い、 前記第１、第２の駆動電極の何れか一方の駆動電極と前
   記共通電極との間に駆動信号を印加することにより反り
   運動を発生させる編機選針用圧電アクチュエータであっ
   て、 前記積層型圧電体の短辺側の側面に、前記駆動信号を印
   加する第１、第２の端子と共通端子とを設けて、これら
   の各端子にそれぞれ前記第１、第２の電極と共通電極を
   電気的に接続すると共に、前記積層型圧電体の何れか一方の短辺側に、この短辺側
   の端部を包むようにして電気絶縁性の片端部成形体を設
   けると共に、前記片端部成形体に複数の切欠部を設け
   て、前記切欠部に前記第１、第２の端子と共通端子を露
   出させ、 前記切欠部において、前記各端子に、 それぞれ弾性を持
   ったリード端子を圧接させ、このリード端子を介して前
   記各端子に駆動信号が印加されるように構成したことを
   特徴とする編機選針用圧電アクチュエータ。
2. 【請求項２】前記積層型圧電体の短辺側の両方の側面
   に、それぞれ対称的に、前記第１、第２の端子と共通端
   子を設け、 前記両方の側面に設けた各端子に、それぞれ前記第１、
   第２の電極と共通電極を電気的に接続したことを特徴と
   する請求項１記載の編機選針用圧電アクチュエータ。