JPH01161790A - 圧電アクチュエータ用変位拡大機構 - Google Patents
圧電アクチュエータ用変位拡大機構Info
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- JPH01161790A JPH01161790A JP62320352A JP32035287A JPH01161790A JP H01161790 A JPH01161790 A JP H01161790A JP 62320352 A JP62320352 A JP 62320352A JP 32035287 A JP32035287 A JP 32035287A JP H01161790 A JPH01161790 A JP H01161790A
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- piezoelectric actuator
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/04—Constructional details
- H02N2/043—Mechanical transmission means, e.g. for stroke amplification
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Impact Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、圧電素子を駆動源として圧電素子の変位を機
械的に拡大する圧電アクチュエータ用変位拡大機構に関
し、特にレバーアームを薄い金属板で積層した構造に関
する。
械的に拡大する圧電アクチュエータ用変位拡大機構に関
し、特にレバーアームを薄い金属板で積層した構造に関
する。
従来、この種の機械的変位拡大機構は、特にプリンタや
リレー等に使用されている。例えは、ドツトインパクト
プリンタの機械的変位拡大機構（（以下、拡大機構とい
う）の−例を示すものとして、第６図（ａ）、（ｂ）に
示す構造のものがあべ特開昭５９−１７５３８６参照）
。
リレー等に使用されている。例えは、ドツトインパクト
プリンタの機械的変位拡大機構（（以下、拡大機構とい
う）の−例を示すものとして、第６図（ａ）、（ｂ）に
示す構造のものがあべ特開昭５９−１７５３８６参照）
。
この図において、圧電素子１の両端面と取付穴２０ａを
有する基板２０ａ両端面には、圧電素子１の変位／発生
力を伝達する手段としての細くくびれた形状のヒンジ部
３０およびヒンジ部４０により各々のレバーアーム５０
を接続する。また、レバーアーム５０はその先端部で作
用素子としての印字針６０を有する梁７０を挾むよりに
接続し、基板２０には梁７０のバックストップの調整ね
じ８０を設けている。
有する基板２０ａ両端面には、圧電素子１の変位／発生
力を伝達する手段としての細くくびれた形状のヒンジ部
３０およびヒンジ部４０により各々のレバーアーム５０
を接続する。また、レバーアーム５０はその先端部で作
用素子としての印字針６０を有する梁７０を挾むよりに
接続し、基板２０には梁７０のバックストップの調整ね
じ８０を設けている。
この拡大機構は、圧電素子１の変位／発生力の性能を出
力端である印字針６０のところで変位／発生力を最大Ｋ
、換言すれば、エネルギー交換効率を最大に高める必要
である。このためレバーアーム５０、ヒンジ部３０，４
０および基板２０は、同一材質で高剛性の材質（たとえ
ば、ＳＵＳ材、Ｆｅ材など）のもので、かつ一体成形構
造で発生力を伝達する必要がるり、そのため板厚Ｔが厚
い構造になっている。また、ヒンジ部３０．４０は、「
てこ」を形成し、変位を拡大し伝達するために幅Ｗは充
分に薄く曲げる弾性率が小さく、且つ伸縮弾性率が充分
に大きいことが必要である。従って、ヒンジ部３０．４
０は、細くくびれだ形状とし、板厚Ｔと幅Ｗとは板厚Ｔ
が幅Ｗより大きい寸法関係で構成されている。
力端である印字針６０のところで変位／発生力を最大Ｋ
、換言すれば、エネルギー交換効率を最大に高める必要
である。このためレバーアーム５０、ヒンジ部３０，４
０および基板２０は、同一材質で高剛性の材質（たとえ
ば、ＳＵＳ材、Ｆｅ材など）のもので、かつ一体成形構
造で発生力を伝達する必要がるり、そのため板厚Ｔが厚
い構造になっている。また、ヒンジ部３０．４０は、「
てこ」を形成し、変位を拡大し伝達するために幅Ｗは充
分に薄く曲げる弾性率が小さく、且つ伸縮弾性率が充分
に大きいことが必要である。従って、ヒンジ部３０．４
０は、細くくびれだ形状とし、板厚Ｔと幅Ｗとは板厚Ｔ
が幅Ｗより大きい寸法関係で構成されている。
上述した従来の拡大機構は、ヒンジ部３０およびヒンジ
部４０に、より各々レバーアーム５０が接続された構造
で、圧電素子１の変位／発生力を伝達する手段として、
高剛性の材質で一体成形構造により、板厚Ｔが厚く、ま
たヒンジ部３０．４０の幅Ｗが板厚Ｔより小さく細くく
びれた形状になっている。
部４０に、より各々レバーアーム５０が接続された構造
で、圧電素子１の変位／発生力を伝達する手段として、
高剛性の材質で一体成形構造により、板厚Ｔが厚く、ま
たヒンジ部３０．４０の幅Ｗが板厚Ｔより小さく細くく
びれた形状になっている。
一方、一般のプレス打抜き加工の可能限界は、板ＩＩＴ
と同等のヒンジ部の幅Ｗ程度（Ｔ≦Ｗ）までとなってい
る。従って、従来の拡大機構では板厚Ｔが幅Ｗより大き
い寸法関係ＩＣあり、高寸法精度で量産性に最適なプレ
ス打抜き加工が全くできない。従って、レバーアーム５
０などの加工手段が限定される。例えば、ワイヤーカッ
ト放電加工手段を用いた場合、少量生産には最適ではあ
るが加工時間がかかり価格が非常に高くなる欠点がある
。また、その他にロストワックス鋳造法、粉末冶金法に
よる加工手段もあるが、寸法、形状などに制限を受け、
ヒンジ部３０およびヒンジ部４０の細くくびれた部分を
成形する際に、巣（ボイド）が発生しやすく、との巣（
ボイド）により機械的強度が弱くなると共に、高寸法精
度も得られない。
と同等のヒンジ部の幅Ｗ程度（Ｔ≦Ｗ）までとなってい
る。従って、従来の拡大機構では板厚Ｔが幅Ｗより大き
い寸法関係ＩＣあり、高寸法精度で量産性に最適なプレ
ス打抜き加工が全くできない。従って、レバーアーム５
０などの加工手段が限定される。例えば、ワイヤーカッ
ト放電加工手段を用いた場合、少量生産には最適ではあ
るが加工時間がかかり価格が非常に高くなる欠点がある
。また、その他にロストワックス鋳造法、粉末冶金法に
よる加工手段もあるが、寸法、形状などに制限を受け、
ヒンジ部３０およびヒンジ部４０の細くくびれた部分を
成形する際に、巣（ボイド）が発生しやすく、との巣（
ボイド）により機械的強度が弱くなると共に、高寸法精
度も得られない。
このように加工手段に限界があり、価格１寸法精度２機
械的強度などに多くの問題があった。
械的強度などに多くの問題があった。
′さらに、ヒンジ部３０およびヒンジ部４０は、同一材
質の一体成形構造のため、加工時に小さな傷などの欠陥
があった場合は、その個所に応力集中が起き、その波及
効果により金属疲労が早く進行し、動的な寿命を短かく
する欠点もある。
質の一体成形構造のため、加工時に小さな傷などの欠陥
があった場合は、その個所に応力集中が起き、その波及
効果により金属疲労が早く進行し、動的な寿命を短かく
する欠点もある。
本発明の目的は、これらの問題を解決し、レバーアーム
の加工に量産性にすぐれた一般のプレス加工手段が使用
出来るようＫし、高寸法精度が得られ、高速の動作で耐
久性の優れた圧電アクチュエータ用変位拡大機構を提供
することにある。
の加工に量産性にすぐれた一般のプレス加工手段が使用
出来るようＫし、高寸法精度が得られ、高速の動作で耐
久性の優れた圧電アクチュエータ用変位拡大機構を提供
することにある。
本発明の構成は、圧電素子と、この圧電素子の変位をヒ
ンジ部を介して伝達し拡大する二本のレバーアームと、
このレバーアームで挾むよりに接続された変位拡大手段
としての梁とから構成された圧電アクチュエータ用変位
拡大機構において、前記レバーアームが前記ヒンジ部の
幅寸法よりも小さい厚さの薄い金属板を所定枚数積み重
ねた積層構造からなることを特徴とする。
ンジ部を介して伝達し拡大する二本のレバーアームと、
このレバーアームで挾むよりに接続された変位拡大手段
としての梁とから構成された圧電アクチュエータ用変位
拡大機構において、前記レバーアームが前記ヒンジ部の
幅寸法よりも小さい厚さの薄い金属板を所定枚数積み重
ねた積層構造からなることを特徴とする。
次に１本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明による第１の実施例の圧電アクチュエー
タ用変位拡大機構（以下拡大機構という）の斜視図を示
す。本実施例に用いられる素子１はチタン酸ジンコン酸
鉛（ＰＺＴ）の如き平板状の材料を複数枚積層し、各圧
電素子に対して共通電極を設け、電極を並列状態に接続
している。この圧電素子１の両端には、合成樹脂層など
の接着剤などで圧電素子１の変位／発生力を伝達する手
段としての細くくびれだ丁字状のヒンジ部２がＹの平坦
面に接続される。このヒンジ部２は、取付穴４ａを有す
る基板４の両端面に変位／発生力の伝達手段としての「
てこ」の支点にあたる平板状のヒンジ部３によりて接続
された各々のレバーアーム５に接続される。このレバー
アーム５は、あらかじめ剛性の高い０．１５ｍｍ〜０．
５■厚さ程度の薄い金属板、たとえばステンレス、ニッ
ケル・鉄合金などの材料をプレス打抜き工法、ま、たけ
エツチング工法などで加工し、任意の枚数に積み重ねて
構成した積層構造のものである。レバーアーム５の先端
部で作用素子としての梁６を平リベット７の締結用機械
要素によって挾持する。これＫともなって平リベット７
で積層された各々の薄い金属板５ａ４１機械的締結され
、また圧電素子側も圧電素子１を取付ける際の合成樹脂
で固定され、レバーアーム５として構成される。梁６は
、プレス打抜きなどの加工寸法でばね性を有する材料で
製造される。
タ用変位拡大機構（以下拡大機構という）の斜視図を示
す。本実施例に用いられる素子１はチタン酸ジンコン酸
鉛（ＰＺＴ）の如き平板状の材料を複数枚積層し、各圧
電素子に対して共通電極を設け、電極を並列状態に接続
している。この圧電素子１の両端には、合成樹脂層など
の接着剤などで圧電素子１の変位／発生力を伝達する手
段としての細くくびれだ丁字状のヒンジ部２がＹの平坦
面に接続される。このヒンジ部２は、取付穴４ａを有す
る基板４の両端面に変位／発生力の伝達手段としての「
てこ」の支点にあたる平板状のヒンジ部３によりて接続
された各々のレバーアーム５に接続される。このレバー
アーム５は、あらかじめ剛性の高い０．１５ｍｍ〜０．
５■厚さ程度の薄い金属板、たとえばステンレス、ニッ
ケル・鉄合金などの材料をプレス打抜き工法、ま、たけ
エツチング工法などで加工し、任意の枚数に積み重ねて
構成した積層構造のものである。レバーアーム５の先端
部で作用素子としての梁６を平リベット７の締結用機械
要素によって挾持する。これＫともなって平リベット７
で積層された各々の薄い金属板５ａ４１機械的締結され
、また圧電素子側も圧電素子１を取付ける際の合成樹脂
で固定され、レバーアーム５として構成される。梁６は
、プレス打抜きなどの加工寸法でばね性を有する材料で
製造される。
このように構成した機構においては、圧電素子１の端子
部１ａに電圧を与えることによって、圧電素子１の変位
Ｘは、Ｔ字状の変位伝達手段としてのヒンジ部２を介し
て各々のレバーアーム５に伝えられ、レバーアーム５の
先端で変位が拡大される。しかるに、レバーアーム５に
挾持された梁６の両端には軸方向の変位が与えられ、そ
こで梁６は周知の座屈理論の如く両端に与えられた変位
に対して垂直方向（矢印方向）ＩＩＣ変形し、梁６の中
央部に最大変位ｙが生ずる。その後印加電圧を停止する
と圧電素子１は復帰し、梁６も初期の位置に復帰する。
部１ａに電圧を与えることによって、圧電素子１の変位
Ｘは、Ｔ字状の変位伝達手段としてのヒンジ部２を介し
て各々のレバーアーム５に伝えられ、レバーアーム５の
先端で変位が拡大される。しかるに、レバーアーム５に
挾持された梁６の両端には軸方向の変位が与えられ、そ
こで梁６は周知の座屈理論の如く両端に与えられた変位
に対して垂直方向（矢印方向）ＩＩＣ変形し、梁６の中
央部に最大変位ｙが生ずる。その後印加電圧を停止する
と圧電素子１は復帰し、梁６も初期の位置に復帰する。
以上の実施例の具体的な一例を示すと、縦弾性係数（ヤ
ング率）１９．７Ｘ１０”ＫｙＡ−のステンレス鋼板０
．４ ｍｅ ＦＸさのものをプレス打抜き加工し、１０
枚積み重ねて積厚４０とした拡大機構において、従来例
の同一材質で一体成形構造の同厚（４ｍｍ）の外形寸法
の拡大機構のものと性能比較した時、同等のエネルギー
置換効率（変位と発性力の積）が得られた。また、厚さ
０．４ ｒｎｒｎの薄い金属板５ａの積層構造のため、
０．７ｍｍと細くくびれたヒンジ部２，３でも板厚０．
４ ｍｍが幅０．７−よりも小２い関係にあるため、ね
じれなど加工時の欠陥個所なく一般のプレス打抜き加工
で製造でき、量産性にすぐれると共に高寸法精度を得る
ことが出来た。また、従来例の同一材質の一体成形構造
と異なり、加工時の小さな傷などの欠陥があっても、積
層構造となっているため、金属疲労がレバーアーム全体
まで波及せず高寿命となる。
ング率）１９．７Ｘ１０”ＫｙＡ−のステンレス鋼板０
．４ ｍｅ ＦＸさのものをプレス打抜き加工し、１０
枚積み重ねて積厚４０とした拡大機構において、従来例
の同一材質で一体成形構造の同厚（４ｍｍ）の外形寸法
の拡大機構のものと性能比較した時、同等のエネルギー
置換効率（変位と発性力の積）が得られた。また、厚さ
０．４ ｒｎｒｎの薄い金属板５ａの積層構造のため、
０．７ｍｍと細くくびれたヒンジ部２，３でも板厚０．
４ ｍｍが幅０．７−よりも小２い関係にあるため、ね
じれなど加工時の欠陥個所なく一般のプレス打抜き加工
で製造でき、量産性にすぐれると共に高寸法精度を得る
ことが出来た。また、従来例の同一材質の一体成形構造
と異なり、加工時の小さな傷などの欠陥があっても、積
層構造となっているため、金属疲労がレバーアーム全体
まで波及せず高寿命となる。
第２図（ａ） 、 （ｂ）、（Ｃ）は本発明の第２の実
施例の斜視図、そのかしめ部のＡ−Ａ面の拡大断面図お
よびそのＢ−Ｂ面の拡大断面図を示す。
施例の斜視図、そのかしめ部のＡ−Ａ面の拡大断面図お
よびそのＢ−Ｂ面の拡大断面図を示す。
本実施例では、第１図の実施例で記載したレバーアーム
５の薄い金属板５ａを、第２図（ａ）の如く４個所Ｋか
しめ部９を設けたものである。このかしめ部９は、第２
図（ｂ）、 （Ｃ）の如く一部分を半抜き、または一部
抜きして、一枚づつ重ねて挾さみつけ、角型又は元型形
状Ｋかしめ、このかしめ部９の突起９ａの切口面５ｂの
摩擦力で密着積層している。このように一枚づつ突起９
ａでかしめ締結されるので面接合となり、第１の実施例
より高寿命の信頼性が得られる。
５の薄い金属板５ａを、第２図（ａ）の如く４個所Ｋか
しめ部９を設けたものである。このかしめ部９は、第２
図（ｂ）、 （Ｃ）の如く一部分を半抜き、または一部
抜きして、一枚づつ重ねて挾さみつけ、角型又は元型形
状Ｋかしめ、このかしめ部９の突起９ａの切口面５ｂの
摩擦力で密着積層している。このように一枚づつ突起９
ａでかしめ締結されるので面接合となり、第１の実施例
より高寿命の信頼性が得られる。
本実施例の具体例として、ステンレス鋼板０．４１１１
ｆｆｉ厚さで、同じく１０枚積み重ねて積１ダ４帥のも
ので、レバーアーム５０個所に各２ケ所、基板４ＩＣｌ
ケ所の角型形状のかしめ部９を設けたものを用いた。こ
の場合、圧電素子１に印加電圧ＤＣ１００Ｖ周波数２０
０市を与えた時の動的寿命は、第１の実施例では１０７
回であったが、本実施例では１０８回以上と高寿命が得
られた。また、かしめ部の突起９ａが基準となって積層
されるので、積層のずれがなくなり、かつ順送り方式の
プレス金型も簡単になると共に、全加工工程の自動化が
はかれ工数削減が可能となる。
ｆｆｉ厚さで、同じく１０枚積み重ねて積１ダ４帥のも
ので、レバーアーム５０個所に各２ケ所、基板４ＩＣｌ
ケ所の角型形状のかしめ部９を設けたものを用いた。こ
の場合、圧電素子１に印加電圧ＤＣ１００Ｖ周波数２０
０市を与えた時の動的寿命は、第１の実施例では１０７
回であったが、本実施例では１０８回以上と高寿命が得
られた。また、かしめ部の突起９ａが基準となって積層
されるので、積層のずれがなくなり、かつ順送り方式の
プレス金型も簡単になると共に、全加工工程の自動化が
はかれ工数削減が可能となる。
第３図（ａ）、 （ｂ）は本発明の第３の実施例の斜視
図およびそのＣ矢視の積層部分拡大図を示す。本実施例
では、第１の実施例で記載したレバーアーム５の薄い金
属板５ａを、第３図（尋の如く熱硬化型接着剤５ｃから
なる隔間部材を介して硬化接続させて用いてた。この乾
燥工程では乾燥炉に入れるが、レバーアーム全体をクラ
ンプ治具等で締め付けておくことが必要である。本実施
例は、１枚ずつ熱硬化型接着剤５ｃで面接合されている
ので、高寿命の信穎性が得られる。
図およびそのＣ矢視の積層部分拡大図を示す。本実施例
では、第１の実施例で記載したレバーアーム５の薄い金
属板５ａを、第３図（尋の如く熱硬化型接着剤５ｃから
なる隔間部材を介して硬化接続させて用いてた。この乾
燥工程では乾燥炉に入れるが、レバーアーム全体をクラ
ンプ治具等で締め付けておくことが必要である。本実施
例は、１枚ずつ熱硬化型接着剤５ｃで面接合されている
ので、高寿命の信穎性が得られる。
本実施例の具体例として、第１の具体例と同様に、ステ
ンレス鋼板０．４ ｗａ厚さで１０枚積み重ねて積厚４
ＩＩＩ１１のもので、全面に熱硬化型接着剤５ｃで面接
合させた場合、剛性が高くなり、周波数特性が従来例で
は一次共振周波数で２ρ００市であったものが、本実施
例では２，４００Ｈｚと向上した。また動的寿命も第２
の実施例と同様に１０１回以上と充分な高寿命が得られ
た。
ンレス鋼板０．４ ｗａ厚さで１０枚積み重ねて積厚４
ＩＩＩ１１のもので、全面に熱硬化型接着剤５ｃで面接
合させた場合、剛性が高くなり、周波数特性が従来例で
は一次共振周波数で２ρ００市であったものが、本実施
例では２，４００Ｈｚと向上した。また動的寿命も第２
の実施例と同様に１０１回以上と充分な高寿命が得られ
た。
第４図（ａ）、 （ｂ）は、本発明による第４の実施例
の斜視図、およびそのＤ矢視の積層部分拡大図を示す。
の斜視図、およびそのＤ矢視の積層部分拡大図を示す。
本実施例は、第１の実施例で記載したレバーアーム５の
薄い金属板５ａＫ半田めっき、銀めっき等の金属被膜層
５ｄを付けておき、積層した状態で高温（約２６０℃）
の熱盤を具備した熱プレス機等を用いて溶融圧接させた
ものである。
薄い金属板５ａＫ半田めっき、銀めっき等の金属被膜層
５ｄを付けておき、積層した状態で高温（約２６０℃）
の熱盤を具備した熱プレス機等を用いて溶融圧接させた
ものである。
本実施例の具体例として、第１め具体例と同様に、ステ
ンレス鋼板０．４園厚さ１０枚を積み重ねて積厚４閤の
もので全面に半田めっき、銀めっき等の金属被膜層間を
付は積層し溶融圧接したものを用いた。第２の具体例と
同様の寿命試験条件で行ったとζろ１０”回収玉と同じ
高寿命が得られ、厳しい環境（耐振動、耐衝撃など）に
も次発対応出来た。また、周波数特性も第３の例と同じ
２．４００Ｈｚであった。本実施例は、金属被膜層５ｄ
で溶融圧接する際に１梁６も接合出来るので、リベット
締結が不要となり組立工数が削減出来ると共にルバーア
ーム５の製造加工面において、薄い金属板をフープ形状
で自動めっきし、自動プレスする製造形態がとれるので
量産性にすぐれ安価に出来る。
ンレス鋼板０．４園厚さ１０枚を積み重ねて積厚４閤の
もので全面に半田めっき、銀めっき等の金属被膜層間を
付は積層し溶融圧接したものを用いた。第２の具体例と
同様の寿命試験条件で行ったとζろ１０”回収玉と同じ
高寿命が得られ、厳しい環境（耐振動、耐衝撃など）に
も次発対応出来た。また、周波数特性も第３の例と同じ
２．４００Ｈｚであった。本実施例は、金属被膜層５ｄ
で溶融圧接する際に１梁６も接合出来るので、リベット
締結が不要となり組立工数が削減出来ると共にルバーア
ーム５の製造加工面において、薄い金属板をフープ形状
で自動めっきし、自動プレスする製造形態がとれるので
量産性にすぐれ安価に出来る。
第５図（ａ）、 （ｂ）は本発明による第５の実施例の
斜視図、七〇Ｅ−Ｅ面およびＦ−Ｆ面のかしめ部の拡大
図を示す。本実施例は、第１の実施例のレバーアーム５
の薄い金属板５ａを第５図（ｂ）、 （Ｃ）に示す如く
熱硬化型接着剤５Ｃと、半田めっき、＃めっき等の金属
被膜間の隔間部材を介して接合するいづれかの一つと、
かしめ部９の突起９ａの切口面５ｂの摩擦力で密着層す
る手段とで組み合せし面接合させたものである。
斜視図、七〇Ｅ−Ｅ面およびＦ−Ｆ面のかしめ部の拡大
図を示す。本実施例は、第１の実施例のレバーアーム５
の薄い金属板５ａを第５図（ｂ）、 （Ｃ）に示す如く
熱硬化型接着剤５Ｃと、半田めっき、＃めっき等の金属
被膜間の隔間部材を介して接合するいづれかの一つと、
かしめ部９の突起９ａの切口面５ｂの摩擦力で密着層す
る手段とで組み合せし面接合させたものである。
本実施例の具体例として第１〜第４の具体例と同様に１
それぞれの特長点が複合されて、より高い動的寿命１０
”回があると共に１周波数特性も２．５００ Ｈｚと向
上して高信頼性のものが得られた。
それぞれの特長点が複合されて、より高い動的寿命１０
”回があると共に１周波数特性も２．５００ Ｈｚと向
上して高信頼性のものが得られた。
従って、さらに厳しい環境（耐振動、耐衝撃なεにも充
分対応できる。
分対応できる。
以上説明したように本発明は、圧電素子の変位を伝達し
拡大するための二本のレバーアームを積層構造とし、接
合手段としてかしめ締結、合成樹脂接着、金属溶融接合
あるいは複合接合を用いることＫより、 １）プレス加工手段が可能で、自動化も容易となり高寸
法精度、複雑形状に作製でき、かつ量産にすぐれ、安価
に出来る。
拡大するための二本のレバーアームを積層構造とし、接
合手段としてかしめ締結、合成樹脂接着、金属溶融接合
あるいは複合接合を用いることＫより、 １）プレス加工手段が可能で、自動化も容易となり高寸
法精度、複雑形状に作製でき、かつ量産にすぐれ、安価
に出来る。
２）中空構造体、段付きまたは底付き形状体も製作でき
る。
る。
３）任意の積厚が可能で、剛性が高められるので、拡大
機構に対する種々の変位／発生力の性能要求に柔軟に生
産対応出来る。
機構に対する種々の変位／発生力の性能要求に柔軟に生
産対応出来る。
４）同一材質の一体成形構造より、さらに高寿命高周波
数特性で高信頼性の変位拡大機構が得られる。
数特性で高信頼性の変位拡大機構が得られる。
などの効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例の斜視図、第２図（ａ）
、（ｂ） 、（ｃ）は本発明の第２の実施例の斜視図
、そのＡ−Ａ面およびＢ−Ｂ面のかしめ部の拡大断面図
、第３図（吃（ｂ）は本発明の第３の実施例の斜視図、
およびそのＣ矢視による積層の部分拡大図、第４図（ａ
）、 （ｂ）は本発明の第４の実施例の斜視図、および
そのＤ矢視による積層の部分拡大図、第５図（ａ）、
（ｂ）、 （ｃ）は本発明の第５の実施例の斜視図、そ
のＥ−Ｅ面およびＦ−Ｆ面のかしめ部の拡大断面図、第
６図（ａ）、 （ｂ）は従来の拡大機構の一例を示す正
面図、およびその側面図である。 １・・・・・・圧電素子、ｌａ・・・・・・端子部、２
，３．３０．４０・・・・・・ヒンジ部、４．２０−・
・・・・基板、４ａ、 ２０ａ・・・・・・取付穴、５
．５０・・・・・・レバーアーム、５ａ・・・・・・薄
い金属板、５ｂ・・・・・・切口面、５ｃ・・・・・・
熱硬化型接着剤、５ｄ・・・・・・金属被膜層、６．７
０・・・・・・梁、７・・・・・・平リベット、９・・
・・・・かしめ部、９ａ・・・・・・突起、６０・・・
・・・印字針、８０・・・・・・ｖｉＩ整ねじ。 Ｘ・・・・・・圧電素子１の変位、ｙ・・・・・・最大
変位。 代理人 弁理士 内 原 晋 第１ ■ Ｉ久 （α） （り 第２ 図 第４ 切 第６図
、（ｂ） 、（ｃ）は本発明の第２の実施例の斜視図
、そのＡ−Ａ面およびＢ−Ｂ面のかしめ部の拡大断面図
、第３図（吃（ｂ）は本発明の第３の実施例の斜視図、
およびそのＣ矢視による積層の部分拡大図、第４図（ａ
）、 （ｂ）は本発明の第４の実施例の斜視図、および
そのＤ矢視による積層の部分拡大図、第５図（ａ）、
（ｂ）、 （ｃ）は本発明の第５の実施例の斜視図、そ
のＥ−Ｅ面およびＦ−Ｆ面のかしめ部の拡大断面図、第
６図（ａ）、 （ｂ）は従来の拡大機構の一例を示す正
面図、およびその側面図である。 １・・・・・・圧電素子、ｌａ・・・・・・端子部、２
，３．３０．４０・・・・・・ヒンジ部、４．２０−・
・・・・基板、４ａ、 ２０ａ・・・・・・取付穴、５
．５０・・・・・・レバーアーム、５ａ・・・・・・薄
い金属板、５ｂ・・・・・・切口面、５ｃ・・・・・・
熱硬化型接着剤、５ｄ・・・・・・金属被膜層、６．７
０・・・・・・梁、７・・・・・・平リベット、９・・
・・・・かしめ部、９ａ・・・・・・突起、６０・・・
・・・印字針、８０・・・・・・ｖｉＩ整ねじ。 Ｘ・・・・・・圧電素子１の変位、ｙ・・・・・・最大
変位。 代理人 弁理士 内 原 晋 第１ ■ Ｉ久 （α） （り 第２ 図 第４ 切 第６図
Claims (5)
- （１）圧電素子と、この圧電素子の変位をヒンジ部を介
して伝達し拡大する二本のレバーアームと、このレバー
アームで挾むよりに接続された変位拡大手段としての梁
とから構成された圧電アクチュエータ用変位拡大機構に
おいて、前記レバーアームが前記ヒンジ部の幅寸法より
も小さい厚さの薄い金属板を所定枚数積み重ねた積層構
造からなることを特徴とする圧電アクチュエータ用変位
拡大機構。 - （２）レバーアームの薄い金属板の積層構造が、所定個
所で一部分を半抜き、または一部抜きして、一枚ずつ重
ねて挾みつけたかしめ部を設けたものである特許請求の
範囲第１項記載の圧電アクチュエータ用変位拡大機構。 - （３）薄い金属板の積層構造が、熱硬化型接着剤からな
る隔間部材を介して接続されたものである特許請求の範
囲第１項記載の圧電アクチュエータ用変位拡大機構。 - （４）薄い金属板の積層構造が、これら各金属板に半田
めっき、銀めっき等の金属被膜層を設けこれらを溶融接
続したものである特許請求の範囲第１項記載の圧電アク
チュエータ用変位拡大機構。 - （５）薄い金属板の積層構造が、熱硬化型接着剤による
接続され、あるいは半田めっき、銀めっき等の金属被膜
層による溶融接続されると共に、かしめ部により密着積
層されたものである特許請求の範囲第１項記載の圧電ア
クチュエータ用変位拡大機構。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62320352A JPH01161790A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 圧電アクチュエータ用変位拡大機構 |
| DE8888121233T DE3881178T2 (de) | 1987-12-17 | 1988-12-19 | Mechanische verstaerkungsanordnung fuer piezoelektrische elemente. |
| US07/286,245 US4874980A (en) | 1987-12-17 | 1988-12-19 | Laminated mechanical amplification mechanism for piezoelectric elements |
| EP88121233A EP0320996B1 (en) | 1987-12-17 | 1988-12-19 | Mechanical amplification mechanism for piezoelectric elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62320352A JPH01161790A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 圧電アクチュエータ用変位拡大機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01161790A true JPH01161790A (ja) | 1989-06-26 |
Family
ID=18120518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62320352A Pending JPH01161790A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 圧電アクチュエータ用変位拡大機構 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4874980A (ja) |
| EP (1) | EP0320996B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01161790A (ja) |
| DE (1) | DE3881178T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03124790U (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-17 | ||
| JPH03124789U (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-17 | ||
| CN102535413A (zh) * | 2012-02-15 | 2012-07-04 | 朱新国 | 农田水闸 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3914297A1 (de) * | 1989-04-29 | 1990-10-31 | Boge Ag | Regelbarer schwingungsdaempfer fuer kraftfahrzeuge |
| US5191252A (en) * | 1991-04-25 | 1993-03-02 | Nec Corporation | Displacement amplification mechanism using piezoelectric element |
| JP2616683B2 (ja) * | 1993-12-28 | 1997-06-04 | 日本電気株式会社 | 変位拡大機構付圧電アクチュエータ |
| EP0704916B1 (en) * | 1994-09-29 | 1999-08-04 | Nec Corporation | Output-enlarged piezoelectric clamp device |
| DE4435440A1 (de) * | 1994-10-04 | 1996-04-11 | Abb Management Ag | Vertikalachsige Wasserkraftmaschine |
| JP3106242B2 (ja) * | 1996-11-13 | 2000-11-06 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | プローブ顕微鏡 |
| US6291928B1 (en) * | 1998-12-16 | 2001-09-18 | Active Control Experts, Inc. | High bandwidth, large stroke actuator |
| US6548938B2 (en) | 2000-04-18 | 2003-04-15 | Viking Technologies, L.C. | Apparatus having a pair of opposing surfaces driven by a piezoelectric actuator |
| US6717332B2 (en) | 2000-04-18 | 2004-04-06 | Viking Technologies, L.C. | Apparatus having a support structure and actuator |
| US6879087B2 (en) | 2002-02-06 | 2005-04-12 | Viking Technologies, L.C. | Apparatus for moving a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation |
| US6759790B1 (en) * | 2001-01-29 | 2004-07-06 | Viking Technologies, L.C. | Apparatus for moving folded-back arms having a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation |
| US7311693B2 (en) * | 2001-11-26 | 2007-12-25 | Nilimedix Ltd. | Drug delivery device and method |
| US7291126B2 (en) * | 2001-11-26 | 2007-11-06 | Nilimedix Ltd. | Drug delivery device and method |
| US7368856B2 (en) | 2003-04-04 | 2008-05-06 | Parker-Hannifin Corporation | Apparatus and process for optimizing work from a smart material actuator product |
| GB2411288B (en) * | 2004-02-20 | 2006-01-04 | Melles Griot Ltd | Positioner device |
| JP3612670B1 (ja) * | 2004-03-15 | 2005-01-19 | 秋田県 | アクチュエータの減衰方法およびアクチュエータ |
| US8624467B2 (en) * | 2010-05-18 | 2014-01-07 | Mindray Medical Sweden Ab | Methods, systems, and devices for mechanical motion amplification |
| WO2015100280A1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | Viking At, Llc | Mechanically amplified smart material actuator utilizing layered web assembly |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS613515B2 (ja) * | 1978-03-15 | 1986-02-01 | Matsushita Electric Works Ltd |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4435666A (en) * | 1981-05-26 | 1984-03-06 | Nippon Electric Co., Ltd. | Lever actuator comprising a longitudinal-effect electroexpansive transducer and designed to prevent actuation from degrading the actuator |
| US4547086A (en) * | 1982-12-06 | 1985-10-15 | Nec Corporation | Piezoelectrically driven printing mechanism for dot matrix printers |
| JPS59175386A (ja) * | 1983-03-24 | 1984-10-04 | Nec Corp | 機械的増幅機構 |
| US4675568A (en) * | 1984-08-13 | 1987-06-23 | Nec Corporation | Mechanical amplification mechanism for electromechanical transducer |
-
1987
- 1987-12-17 JP JP62320352A patent/JPH01161790A/ja active Pending
-
1988
- 1988-12-19 US US07/286,245 patent/US4874980A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-19 DE DE8888121233T patent/DE3881178T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-19 EP EP88121233A patent/EP0320996B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS613515B2 (ja) * | 1978-03-15 | 1986-02-01 | Matsushita Electric Works Ltd |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03124790U (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-17 | ||
| JPH03124789U (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-17 | ||
| CN102535413A (zh) * | 2012-02-15 | 2012-07-04 | 朱新国 | 农田水闸 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3881178D1 (de) | 1993-06-24 |
| DE3881178T2 (de) | 1993-09-02 |
| EP0320996B1 (en) | 1993-05-19 |
| EP0320996A3 (en) | 1990-03-28 |
| EP0320996A2 (en) | 1989-06-21 |
| US4874980A (en) | 1989-10-17 |
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