JPH0392361A - Motion convertor of piezoelectric element - Google Patents

Motion convertor of piezoelectric element

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Publication number
JPH0392361A
JPH0392361A JP22994989A JP22994989A JPH0392361A JP H0392361 A JPH0392361 A JP H0392361A JP 22994989 A JP22994989 A JP 22994989A JP 22994989 A JP22994989 A JP 22994989A JP H0392361 A JPH0392361 A JP H0392361A
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JP
Japan
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piezoelectric element
motion
movable piece
movable element
tilting
Prior art date
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Pending
Application number
JP22994989A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsuo Sakaida
惇夫 坂井田
Yoshiyuki Ikezaki
由幸 池崎
Akira Iriguchi
明 入口
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
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent breaking of a piezoelectric element by decreasing bending moment to be given to the piezoelectric element by inclining motion with a movable piece which transmits drive of the piezoelectric element to a motion converting mechanism by a method wherein a contact width of opposed surfaces of a non-bonded part is made less than an abutted width of the opposed surfaces. CONSTITUTION:By elastic deformation of a parallel linking mechanism 16 based on displacement of a movable piece 5, the movable piece 5 is displaced parallel to an elongation and contraction direction of a piezoelectric element 1. However, if the movable piece 5 is considered to be guided with the parallel linking mechanism 16, since it is not accurately moved parallel to a vertical direction and it is moved being slightly inclined, shifting motion of the movable piece 5 is transmitted to the piezoelectric element 1, and bending moment acts on the piezoelectric element 1. In that case, a contact width (a) of an opposed surface of an upper side plate 31 is made less than an abutted width (d) of the opposed surface and thereby, the inclining motion of the movable piece 5 comes difficult to be transmitted to the piezoelectric element 1. Then, bending moment to be given to the piezoelectric element 1 is decreased and consequently, the piezoelectric element is prevented from being broken.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、主としてドット印字ヘッドに採用ざれる圧電
素子の運動変換装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a motion converting device for piezoelectric elements mainly employed in dot print heads.

[従来の技術] 従来、この種の運動変換装置としては、例えば同一出願
人が先に提案した特願昭63−206539号(本件出
願時未公開)がある。
[Prior Art] Conventionally, as this type of motion conversion device, there is, for example, Japanese Patent Application No. 63-206539 (unpublished at the time of filing of this application) previously proposed by the same applicant.

この運動変換装置は、その側面図を第10図に示すよう
に、電圧の印加によって伸縮する圧電素子1と、圧電素
子1の伸縮方向の一端を支持する基部3を有するフレー
ム(メインフレーム2〉と、前記圧電素子1の伸縮方向
の他端に配設された可動子5と、前記可動子5に連結さ
れて前記圧電糸子1の伸綿運動を拡大する運動変換機構
とを備えている。この運動変換機構は、メインフレーム
2と可動子5とに一端を固着した一対の板ばね6.7と
、その板ばね6.7の他端を結合している傾動体8とを
主体として構成されており、電圧の印加及びその印加の
it!liによる圧電素子1の伸縮運肋を板ばね6.7
のたわみを利用して傾動体8の傾動運動に変換させる。
As shown in a side view in FIG. 10, this motion converting device includes a piezoelectric element 1 that expands and contracts when a voltage is applied, and a frame (main frame 2) that has a base 3 that supports one end of the piezoelectric element 1 in the expansion and contraction direction. , a movable element 5 disposed at the other end of the piezoelectric element 1 in the direction of expansion and contraction, and a motion converting mechanism connected to the movable element 5 to expand the stretching movement of the piezoelectric thread 1. This motion conversion mechanism is mainly composed of a pair of leaf springs 6.7 having one end fixed to the main frame 2 and the movable element 5, and a tilting body 8 connecting the other end of the leaf spring 6.7. The expansion and contraction of the piezoelectric element 1 due to the application of voltage and the application of the voltage are caused by the plate spring 6.7.
The deflection is converted into a tilting motion of the tilting body 8.

前記圧電素子1の上端部付近を拡大した第11図に示す
ように、圧電素子1と可動子5との対向面において、可
動子5にセラミック製板31が結合されまた圧電素子1
にセラミック製板32が結合され、両板31.32の間
に非結合部33が設けられている。すなわち圧電素子1
と可動子5とは接合されておらず、板31.32を介し
て開離可能に当接されている。この板31.32の当接
は、その対向面の全面で面接触する全面接触となってい
る。
As shown in FIG. 11, which is an enlarged view of the vicinity of the upper end of the piezoelectric element 1, a ceramic plate 31 is coupled to the movable element 5 on the opposing surfaces of the piezoelectric element 1 and the movable element 5, and the piezoelectric element 1
A ceramic plate 32 is coupled to the plate 31, and a non-coupled portion 33 is provided between the plates 31 and 32. That is, piezoelectric element 1
The movable member 5 and the movable member 5 are not connected to each other, but are abutted to each other via plates 31 and 32 so as to be separable. The contact between the plates 31 and 32 is a full-surface contact in which the entire opposing surfaces thereof are in surface contact.

[発明が解決しようとする課題] 前記した運動変換装置において、圧電素子1のへの電圧
印加を断って、圧Ti索子1が縮みはじめるとき、可動
子5およびlII8体8は慣性によってまだ圧電素子1
の伸長方向に運動しており、その復帰が遅れて可動子5
と圧電素子1が離れる。このため、圧電素子1に引張力
はかからないことになり、その引張力による圧電索子1
の損傷が防止される。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above-described motion converting device, when the voltage application to the piezoelectric element 1 is cut off and the piezo Ti cord 1 starts to contract, the mover 5 and the II8 body 8 are still piezoelectric due to inertia. Element 1
The mover 5 is moving in the direction of extension, and its return is delayed, causing the mover 5 to move in the direction of extension.
and the piezoelectric element 1 is separated. Therefore, no tensile force is applied to the piezoelectric element 1, and the piezoelectric cord 1 due to the tensile force
damage is prevented.

しかしながら、可動子5は正確に図示上下方向に平行移
動しているのではなく、傾きながら移動(これを傾動運
動という。)する。
However, the movable element 5 does not exactly move in parallel in the vertical direction in the figure, but moves while tilting (this is referred to as a tilting motion).

このため、前記可動子5の傾動運動が圧電素子1に伝わ
り、圧電素子1に曲げモーメントが働くことによって、
圧電素子1が折れてしまう、いわゆる圧電素子折れが起
こるという問題が残されていた。
Therefore, the tilting motion of the movable element 5 is transmitted to the piezoelectric element 1, and a bending moment acts on the piezoelectric element 1.
There remained a problem that the piezoelectric element 1 would break, that is, so-called piezoelectric element breakage.

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的は圧電素子の駆動を運動変換機構に
伝達する可動子がその傾動運動により圧電素子に与える
曲げモーメントを小さくして、圧電素子折れを防止する
ことのできる圧電素子の運動変換装置を提供し,ちって
装置の耐久性の向上を図ることにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to reduce the bending moment exerted on the piezoelectric element by the movable element that transmits the drive of the piezoelectric element to the motion conversion mechanism due to its tilting movement. The object of the present invention is to provide a motion conversion device for a piezoelectric element that can prevent the piezoelectric element from breaking, thereby improving the durability of the device.

[課題を解決するための手段] この目的を達成するために本発明の圧電素子の運動変換
装置は、 電圧の印加によって伸縮する圧電素子と、圧電素子の伸
縮方向の一端を支持する基部を有するフレームと、 前記圧電素子の伸縮方向の他端に配設された可動子と、 前記可動子に連結され、前記圧電素子の伸縮運動を拡大
する運動変換機構と、 を備えた圧電素子の運動変換装置であって、前記圧電素
子と基部との対向面、あるいは圧電素子と可動子との対
向面のうち、少なくとも一方の対向面に接離可能な非結
合部を設け、前記運動変換機構の変位にともなう前記可
動子の少なくとも傾動方向において、前記非結合部の対
向面における接触幅を前記対向面の当該幅よりも小さく
したものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve this object, the piezoelectric element motion converting device of the present invention includes: a piezoelectric element that expands and contracts when a voltage is applied; and a base that supports one end of the piezoelectric element in the expansion and contraction direction. A motion conversion device for a piezoelectric element, comprising: a frame; a movable element disposed at the other end of the piezoelectric element in the expansion and contraction direction; and a motion conversion mechanism connected to the movable element to expand the expansion and contraction movement of the piezoelectric element. The device includes a non-coupling portion that can be brought into and out of contact with at least one of the opposing surfaces between the piezoelectric element and the base, or the opposing surfaces between the piezoelectric element and the movable element, and the displacement of the motion conversion mechanism. At least in the direction of tilting of the movable element, the width of contact on the opposing surface of the non-coupled portion is made smaller than the width of the opposing surface.

[作用] 上記した構成を有する本発明の圧電素子の運動変換装置
によれば、圧電素子に対する非結合部における対向面が
全面接触する従来に比し、その対向面における可動子の
傾動方向の接触面積が減少される。これにより、可動子
の傾動運動が圧電素子に伝達されにくくなり、圧電素子
に与える曲げモーメントが小さくなる。
[Function] According to the motion converting device for a piezoelectric element of the present invention having the above-described configuration, the contact in the tilting direction of the movable element on the opposing surface is reduced, compared to the conventional method in which the opposing surface in the non-coupled portion is in full contact with the piezoelectric element. Area is reduced. As a result, the tilting motion of the movable element is less likely to be transmitted to the piezoelectric element, and the bending moment applied to the piezoelectric element is reduced.

[実施例] 〔第1実施例〕 本発明を具体化した第1実施例を第1〜3図を参照して
説明する。なお説明の都合上、従来例と同一部位あるい
は均等部位には同一符号を付けることにする。
[Example] [First Example] A first example embodying the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. For convenience of explanation, parts that are the same as or equivalent to those of the conventional example are given the same reference numerals.

運動変換装置の側面図を示した第1図において、運動変
換装置は、フレーム80に圧電素子1及び運動変換機構
等を備えている。
In FIG. 1 showing a side view of the motion conversion device, the motion conversion device includes a frame 80, a piezoelectric element 1, a motion conversion mechanism, and the like.

圧電素子1は、積層状をなす圧電セラミックからなる積
層型圧電素子であり、電圧の印加及びその印加の遮断に
よって長手方向(図示上下方向)に伸縮する。
The piezoelectric element 1 is a laminated piezoelectric element made of laminated piezoelectric ceramic, and expands and contracts in the longitudinal direction (in the vertical direction in the figure) by applying a voltage and cutting off the application.

圧電素子1を支持するフレーム80は、略U字状に形成
された金JFK(例えば焼結合金)製である。
The frame 80 supporting the piezoelectric element 1 is made of gold JFK (for example, a sintered alloy) and has a substantially U-shape.

このフレーム80は、圧電素子1の伸縮方向に平行に延
在するメインフレーム部2と、そのメインフレーム部2
の下端部に突出されて圧電素子1の伸縮方向の一MC下
端〉を支持する基部3と、基部3に連設されてメインフ
レーム部2と平行状をなすサブフレーム部4とを有して
いる。
This frame 80 includes a main frame section 2 extending parallel to the direction of expansion and contraction of the piezoelectric element 1, and a main frame section 2 extending parallel to the direction of expansion and contraction of the piezoelectric element 1.
It has a base 3 that projects from the lower end of the piezoelectric element 1 and supports the lower end of the piezoelectric element 1 in the expansion and contraction direction, and a subframe 4 that is connected to the base 3 and parallel to the main frame 2. There is.

前記圧電素子1の伸縮方向の他端(図示上端)には、可
動子5が前記メインフレーム部2の上端部に対向した状
態で配設されている。
A movable element 5 is disposed at the other end (upper end in the figure) of the piezoelectric element 1 in the expansion and contraction direction, facing the upper end of the main frame section 2 .

前記メインフレーム部2と可動子5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それぞれ固着さ
れている。両板ばね6.7は、所定の隙間を隔てて対向
し、かつその他端部(延出端部)が傾動体8により結合
されている。傾勤休8の上面には、先端に印字ワイヤ1
1を取付けた傾動アーム10が固着されている。なお前
記板ばね6.7と傾動体8とで、一方の板ばね7の他端
を板ばね6の面方向に沿って変位させることにより傾動
体8に傾ける運動をさせるエデンばね67が構威されて
いる。このエデンばね67、′#J記可動子5及び傾動
アーム10により運動変換機構が構成されている。
A pair of leaf springs 6 and 7 are each fixed at one end to opposing surfaces of the main frame portion 2 and the movable element 5. Both leaf springs 6.7 face each other with a predetermined gap in between, and their other ends (extending ends) are connected by a tilting body 8. On the top surface of the shift leave 8, there is a wire 1 printed at the tip.
1 is attached to the tilting arm 10 is fixed. The leaf spring 6.7 and the tilting body 8 constitute an Eden spring 67 which causes the tilting body 8 to tilt by displacing the other end of one of the leaf springs 7 along the surface direction of the leaf spring 6. has been done. The Eden spring 67, the movable element 5 and the tilting arm 10 constitute a motion conversion mechanism.

前記フレーム80の基部3と可動子5との間には、前記
圧電素子1がくさび形状の温度補償材12,13を介し
て組付けられている。
The piezoelectric element 1 is assembled between the base 3 of the frame 80 and the movable element 5 via wedge-shaped temperature compensation members 12 and 13.

しかして、圧電素子1とフレーム80の基部3(詳しく
は基部3に固着された温度補償材12)との対向面は接
着剤により結合されている。一方圧電素子1と可動子5
との対向面には、接離可能な非結合8Il33が設けら
れている。
Thus, the facing surfaces of the piezoelectric element 1 and the base 3 of the frame 80 (specifically, the temperature compensating material 12 fixed to the base 3) are bonded with an adhesive. On the other hand, piezoelectric element 1 and mover 5
A non-coupled 8Il33 that can be moved into and out of contact with is provided on the opposite surface.

非結合部の拡大図を示した第2図において、前記非結合
部33には、耐摩耗性に優れた材質、例えばジルコニア
セラミックからなる上下一対のセラミック製板31.3
2が設けられている。
In FIG. 2 showing an enlarged view of the non-bonded portion, the non-bonded portion 33 includes a pair of upper and lower ceramic plates 31.3 made of a material with excellent wear resistance, for example, zirconia ceramic.
2 is provided.

上側の板31は可動子5に接着剤により結合され、また
下側の板32は圧電素子1に接着剤により結合され,画
板31.32の対向面はriil Ii!可能に当接さ
れている。なお前記圧電素子1と可動子5との対向面は
ほぼ同一の四角形をなしており、前記板31.32は前
記可動子1の対向面よりも大きなほぼ四角形をなす平板
状に形成されている。
The upper plate 31 is bonded to the mover 5 with adhesive, and the lower plate 32 is bonded to the piezoelectric element 1 with adhesive, and the opposing surfaces of the drawing plates 31, 32 are riil Ii! Possibly abutted. Note that the facing surfaces of the piezoelectric element 1 and the movable element 5 have substantially the same rectangular shape, and the plates 31 and 32 are formed in the shape of a substantially rectangular flat plate larger than the facing surface of the movable element 1. .

また圧電素子1、可動子5及び板31,32は同一軸線
上に配置されている。
Moreover, the piezoelectric element 1, the movable element 5, and the plates 31 and 32 are arranged on the same axis.

前記板31.32の対向面を斜視図で示した第3図にお
いて、下側の板32の対向面は全面に亘って平面をなし
ている。一方、上側の板31の対向面には、前記運動変
換機構の変位にともなう可動子5の傾動方向(第1図に
おいて左右方向)に交差する方向に亘って帯状の突出部
34が形成されており、前記可動子5の傾動方向の接触
幅aがその対向面の当該幅bよりも小さくなっている(
第2図参照)。この突出部34の先端面は前記下側の板
32の対向面に接触する平面をなしている。
In FIG. 3, which shows a perspective view of the facing surfaces of the plates 31, 32, the facing surfaces of the lower plate 32 are flat over the entire surface. On the other hand, a band-shaped protrusion 34 is formed on the opposing surface of the upper plate 31 in a direction intersecting the tilting direction (left-right direction in FIG. 1) of the movable element 5 as the motion conversion mechanism is displaced. Therefore, the contact width a of the movable element 5 in the tilting direction is smaller than the width b of the opposing surface (
(See Figure 2). The distal end surface of the protrusion 34 is a flat surface that comes into contact with the opposing surface of the lower plate 32.

なお前記フレーム80に圧電素子1を組付ける場合、可
動子5に上側の板31が接着剤により結合される一方、
圧電素子1に上側の温度補償材12及び下側の板32が
接着剤によりそれぞれ結合される。この後、前記圧N素
子1が基部3と可動子5との間に挿入される。そして圧
電素子1を持上げ、基部3と上側の温度補償材12との
間に下側の温度補償材13を挿入することにより、圧電
素子1に所定の予圧が付与される。竹配下側の温度補償
材13は、予めその上下面に接着剤が塗布されているた
め、前記挿入によって基部3及び上側の温度補償材12
と結合される。
Note that when assembling the piezoelectric element 1 to the frame 80, the upper plate 31 is bonded to the movable element 5 with adhesive;
An upper temperature compensating material 12 and a lower plate 32 are respectively bonded to the piezoelectric element 1 with an adhesive. Thereafter, the pressure N element 1 is inserted between the base 3 and the movable element 5. Then, by lifting the piezoelectric element 1 and inserting the lower temperature compensating material 13 between the base 3 and the upper temperature compensating material 12, a predetermined preload is applied to the piezoelectric element 1. Since the lower temperature compensating material 13 of the bamboo has adhesive applied to its upper and lower surfaces in advance, the base 3 and the upper temperature compensating material 12 are bonded by the insertion.
is combined with

また前記サブフレーム部4の上端部と可動子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を移動させるため、ばね板製の四節平行リンク
機構16が配設されている。
Further, between the upper end of the sub-frame portion 4 and the movable element 5, a four-bar parallel link mechanism made of a spring plate is provided to move the movable element 5 in parallel to the direction of expansion and contraction based on the expansion and contraction of the piezoelectric element 1. 16 are arranged.

またサブフレーム部4の上端面には、傾動アーム10を
待機位置に支持するためのストツパ35が取付けられて
いる。
Further, a stopper 35 is attached to the upper end surface of the subframe portion 4 for supporting the tilting arm 10 in a standby position.

前記した圧電素子の運動変換装置において、圧電素子1
に電圧が印加されると、圧電素子1が伸長し、これに基
づいて可動子5が変位《上昇)ざれる。この可動子5の
変位力を受けてエデンばね67がたわむことによって、
傾動アーム10が第1図において反時計方向に傾動され
る。この傾動アーム10の傾動により、印字ワイヤ11
が印字位置まで前進される。
In the piezoelectric element motion conversion device described above, the piezoelectric element 1
When a voltage is applied to the piezoelectric element 1, the piezoelectric element 1 expands, and the mover 5 is displaced (raised) based on this. As the Eden spring 67 bends in response to the displacement force of the mover 5,
The tilting arm 10 is tilted counterclockwise in FIG. This tilting of the tilting arm 10 causes the printing wire 11 to
is advanced to the printing position.

また前記圧電素子1に対する電圧の印加が遮断されると
、圧電素子1が元の状態に短縮する。すると、可動子5
及びエデンばね67が元の状態に復帰することにより、
印字ワイヤ11が待機位置に復帰される。このとき傾動
アーム10がストツバ35に当接して待機位置に支持さ
れる。
Furthermore, when the application of voltage to the piezoelectric element 1 is cut off, the piezoelectric element 1 is shortened to its original state. Then, mover 5
and Eden spring 67 returns to its original state,
The printing wire 11 is returned to the standby position. At this time, the tilting arm 10 comes into contact with the stopper 35 and is supported at the standby position.

また前記可動子5の変位に基づいて平行リンク機構16
が弾性変形することにより、可動子5が圧電索子1の伸
縮方向に平行に変位される。
Also, based on the displacement of the movable element 5, the parallel link mechanism 16
By elastically deforming, the movable element 5 is displaced in parallel to the direction of expansion and contraction of the piezoelectric cord 1.

しかして前記圧電索子1の駆動中、とくに圧電素子1に
単純引張力がかかるタイミング、すなわち圧M素子1が
縮むタイミングにおいて、可動子5、エデンばね67、
傾動アーム10及び印字ワイヤ11の各質五に基づく慣
性力によって、圧電素子1の短縮に対し可動5の復帰が
遅れた場合、非結合部33における板31.32が開離
するため、圧電素子1に前記引張力はかからない。この
ため、その引張力による圧電素子1の損傷が防止される
During the drive of the piezoelectric cord 1, especially at the timing when a simple tensile force is applied to the piezoelectric element 1, that is, at the timing when the piezoelectric M element 1 contracts, the movable element 5, the Eden spring 67,
If the return of the movable element 5 is delayed due to the inertia force based on each quality of the tilting arm 10 and the printing wire 11, the piezoelectric element 1 is not subjected to the above-mentioned tensile force. Therefore, damage to the piezoelectric element 1 due to the tensile force is prevented.

しかしながら、可動子5は平行リンク機構16に案内さ
れているとしても正確に第1図の上下方向に平行移動す
るのではなく、わずかに傾きながら運動(これを傾動運
動という。〉するため、前記可動子5の傾動運動が圧電
素子1に伝わり、圧電素子1に曲げモーメントが働く。
However, even if the movable element 5 is guided by the parallel link mechanism 16, it does not move accurately in parallel in the vertical direction in FIG. 1, but moves while slightly tilting (this is called a tilting movement). The tilting motion of the movable element 5 is transmitted to the piezoelectric element 1, and a bending moment acts on the piezoelectric element 1.

ところで、上側の板31の対向面の接触幅aがその対向
面の当該幅bよりも小さくしたことにより、その対向面
における可動子5の傾動方向の接触面積が全面接触する
場合より減少している。
By the way, by making the contact width a of the opposing surface of the upper plate 31 smaller than the corresponding width b of the opposing surface, the contact area in the tilting direction of the mover 5 on the opposing surface is reduced compared to the case where the entire surface contacts. There is.

これにより、可動子5の傾動運動が圧電索子1に伝達さ
れにくくなり、圧電素子1に与える曲げモーメントが小
さくなる結果、圧電素子折れが防止される。よって運動
変換装置の耐久性が向上し、ひいては安定した品質のド
ット印字ヘッドが得られる。
This makes it difficult for the tilting motion of the mover 5 to be transmitted to the piezoelectric cord 1, and the bending moment applied to the piezoelectric element 1 is reduced, thereby preventing the piezoelectric element from breaking. Therefore, the durability of the motion conversion device is improved, and a dot print head of stable quality can be obtained.

〔第2実施例〕 次に本発明の第2実施例を第4図(イ).<口)を参照
して説明する。なお本例は第1実施例の一部を変更した
ものであるから、異なる構成のみについて詳述し、第1
実施例と同一部位あるいは均等部位には同一符号を付け
ることによりその説明を省略する.,(以下、各実施例
においても同様とする) 木例は、第1実施例における上下一対の板31.32の
配置関係を逆にしたものである。詳しくは突出部34を
有する板31を圧電索子1に固着し、他方の板32を可
動子5に固着したものである。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention is shown in FIG. 4(a). This will be explained with reference to <口). Note that this example is a partial modification of the first example, so only the different configuration will be described in detail, and the first example will be described in detail.
The same parts or equivalent parts as in the example are given the same reference numerals, and their explanation will be omitted. (Hereinafter, the same applies to each embodiment.) In the wooden example, the arrangement of the pair of upper and lower plates 31 and 32 in the first embodiment is reversed. Specifically, a plate 31 having a protrusion 34 is fixed to the piezoelectric cord 1, and the other plate 32 is fixed to the movable element 5.

木例によっても、第1実施例と同等の作用効果が得られ
る。
The same effect as the first embodiment can be obtained using the tree example.

(第3実施例) 次に本発明の第3実施例を第5図(イ〉,(口)を参照
して説明する。本例は、第1実施例における上側の板3
1を上下一対の板として上下対称状に固着したものであ
る。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS.
1 is a pair of upper and lower plates that are fixed vertically symmetrically.

木例によっても、第1実施例と同等の作用効果が得られ
る。
The same effect as the first embodiment can be obtained using the tree example.

〔第4実施例] 次に本発明の第4実施例を第6図(イ),(口)を参照
して説明する。本例は、第1実施例における上側の板3
1を板31Aに代えたものである。
[Fourth Embodiment] Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the upper plate 3 in the first embodiment is
1 is replaced with a plate 31A.

板31Aは、その対向面に運動変換機構の変位にともな
う可動子5の傾動方向に交差する方向に亘って断面山形
状の突出部34Aが形成されている。
The plate 31A has a protrusion 34A having a mountain-shaped cross section formed on its opposing surface in a direction intersecting the direction of tilting of the movable element 5 due to displacement of the motion conversion mechanism.

これにより、上側の板31Aの対向面が下側の板32の
対向面と線接触状に当接される。
As a result, the opposing surface of the upper plate 31A is brought into line contact with the opposing surface of the lower plate 32.

本例によっても、第1実施例と同等の作用効果が得られ
る。さらに本例によると、両板31A,32が線接触状
に当接することから、可動子5がその傾動運動により圧
電素子1に与える曲げモーメントを第1実施例に比し小
さくすることができる。
This example also provides the same effects as the first example. Furthermore, according to this example, since both plates 31A and 32 are in line contact, the bending moment applied to the piezoelectric element 1 by the movable element 5 due to its tilting movement can be made smaller than in the first example.

〔第5実施例〕 次に本発明の第5実施例を第7図(イ),〈口)を参照
して説明する。本例は、第4実施例にJ5ける上下一対
の板31A.,32の配置関係を逆にしたものである。
[Fifth Embodiment] Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7(A). In this example, a pair of upper and lower plates 31A. , 32 are arranged in reverse.

詳しくは突出部34Aを有する板31Aを圧電素子1に
固着し、他方の板32を可動子5に固着したものである
Specifically, a plate 31A having a protrusion 34A is fixed to the piezoelectric element 1, and the other plate 32 is fixed to the movable element 5.

本例によると、第4実施例と同等の作用効果が得られる
According to this example, the same effects as in the fourth example can be obtained.

〔第6実施例〕 次に本発明の第6実施例を第8図(イ),(口)を参照
して説明する。本例は、第5実施例におtプる下側の板
31Aを板31Bに代えたものである。
[Sixth Embodiment] Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the lower plate 31A of the fifth example is replaced with a plate 31B.

板31Bは、その対向面に四角錐状の突出部34Bが形
成されている。これにより、下側の板31Bの対向面が
上側の板32と点接触状に当接される。
The plate 31B has a square pyramid-shaped protrusion 34B formed on its opposing surface. As a result, the opposing surface of the lower plate 31B is brought into point contact with the upper plate 32.

本例によっても、第5実施例と同等の作用効果が得られ
る。ざらに本例によると、画板31B,32が線接触状
に当接することから、可動子5の傾動方向に交差する方
向(第12図において紙而表裏方向)の運動により圧電
素子1に与える曲げモーメントを小さくすることができ
、それによる圧電素子折れを防止ずることができる。
This example also provides the same effects as the fifth example. Roughly speaking, according to this example, since the drawing boards 31B and 32 are in line contact, the piezoelectric element 1 is bent by the movement in the direction intersecting the tilting direction of the movable element 5 (the front and back directions in FIG. 12). The moment can be reduced, and the piezoelectric element can be prevented from breaking due to the moment.

〔第7実施例〕 次に本発明の第7実施例を第9図(イ).ク口)を参照
して説明する。本例は、第1実施例における板31.3
2を板31C.32Cに代えたものである。板31C,
32Cは、同一形状をなしかつ圧電素子1の対向面の正
方形よりも小さなほぼ正方形をなす平板状に形成されて
いる。
[Seventh Embodiment] Next, a seventh embodiment of the present invention is shown in FIG. 9(A). This is explained with reference to This example is based on the plate 31.3 in the first embodiment.
2 on board 31C. This is a replacement for 32C. Plate 31C,
32C is formed into a flat plate having the same shape and having a substantially square shape smaller than the square of the opposing surface of the piezoelectric element 1.

本例によっても、第1実施例と同等の作用効果が得られ
る。さらに本例によると、非結合部33における可動子
5の傾動方向に交差する方向(第14図の紙面表裏方向
〉の接触面積も全面接触する場合より減少している。こ
れにより、可動子5の傾動方向に交差する方向の運動に
より、圧電素子1に与える曲げモーメントも小さくする
ことができ、それによる圧電素子折れを防止することが
できる。
This example also provides the same effects as the first example. Further, according to this example, the contact area of the uncoupled portion 33 in the direction intersecting the tilting direction of the movable element 5 (the front and back directions of the sheet in FIG. 14) is also reduced compared to the case where the entire surface is in contact. By the movement in the direction crossing the tilting direction, the bending moment applied to the piezoelectric element 1 can also be reduced, and the piezoelectric element can be prevented from breaking due to this.

また本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能であ
る。
Furthermore, the present invention is not limited to the above embodiments,
Changes can be made within the scope of the invention.

例えば非結合部33を、圧電素子1と基部3との対向面
、詳しくは圧電素子1と上側の温度補償材12との対向
面に設けることもできる。
For example, the non-coupling portion 33 may be provided on the facing surface of the piezoelectric element 1 and the base 3, specifically, on the facing surface of the piezoelectric element 1 and the upper temperature compensating material 12.

[発明の効果] 以上詳述したことから明らかなように、本発明の圧電素
子の運動変換装置によれば、圧電素子の駆動を運動変換
機構に伝達する可動子がその傾動運動により圧電素子に
与える曲げモーメントを従来に比し小さくすることがで
き、これにより、圧電素子折れを防止することができ、
よって装置の耐久性の向上が図れる。
[Effects of the Invention] As is clear from the detailed description above, according to the piezoelectric element motion converting device of the present invention, the movable element that transmits the drive of the piezoelectric element to the motion converting mechanism moves the piezoelectric element through its tilting motion. The bending moment applied can be made smaller than before, which prevents the piezoelectric element from breaking.
Therefore, the durability of the device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1〜3図は本発明の第1実施例を示すもので、第1図
は圧電素子の運動変換装置の側面図、第2図は非結合部
の拡大図、第3図は非結合部の対向面の斜視図である。 第4〜9図はそれぞれ本発明の第2〜7の各実施例を示
すもので、各図(イ)は非結合部の側面図、図(口)は
非結合部の対向面の斜視図である。 第10.11図は従来例を示すもので、第10図は圧電
素子の運動変換装置の側面図、第11図は非結合部の拡
大図である。 1・・・圧電素子     3・・・基部5・・・可動
子     33・・・非結合部80・・・フレーム
1 to 3 show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a side view of a piezoelectric element motion conversion device, FIG. 2 is an enlarged view of a non-coupled portion, and FIG. 3 is a non-coupled portion. FIG. 4 to 9 respectively show the second to seventh embodiments of the present invention, each figure (A) is a side view of the non-bonding part, and the figure (opening) is a perspective view of the opposing surface of the non-bonding part. It is. 10 and 11 show a conventional example, in which FIG. 10 is a side view of a piezoelectric element motion conversion device, and FIG. 11 is an enlarged view of a non-coupled portion. 1... Piezoelectric element 3... Base 5... Mover 33... Uncoupled part 80... Frame

Claims (1)

【特許請求の範囲】 電圧の印加によって伸縮する圧電素子と、 圧電素子の伸縮方向の一端を支持する基部を有するフレ
ームと、 前記圧電素子の伸縮方向の他端に配設された可動子と、 前記可動子に連結され、前記圧電素子の伸縮運動を拡大
する運動変換機構と、 を備えた圧電素子の運動変換装置であって、前記圧電素
子と基部との対向面、あるいは圧電素子と可動子との対
向面のうち、少なくとも一方の対向面に接離可能な非結
合部を設け、 前記運動変換機構の変位にともなう前記可動子の少なく
とも傾動方向において、前記非結合部の対向面における
接触幅を前記対向面の当該幅よりも小さくしたことを特
徴とする圧電素子の運動変換装置。
[Claims] A piezoelectric element that expands and contracts when a voltage is applied; a frame having a base that supports one end of the piezoelectric element in the expansion and contraction direction; and a movable element disposed at the other end of the piezoelectric element in the expansion and contraction direction. A motion converting device for a piezoelectric element, comprising: a motion converting mechanism connected to the movable element and magnifying the expansion and contraction movement of the piezoelectric element, the piezoelectric element and the base facing each other, or the piezoelectric element and the movable element facing each other. A non-coupling portion that can be brought into contact with and separating from at least one of the opposing surfaces of the non-coupling portion is provided, and a contact width on the opposing surface of the non-coupling portion is provided at least in a tilting direction of the movable element due to displacement of the motion conversion mechanism. A motion conversion device for a piezoelectric element, characterized in that: is smaller than the width of the opposing surface.
JP22994989A 1989-09-05 1989-09-05 Motion convertor of piezoelectric element Pending JPH0392361A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4734474B2 (en) * 2009-02-20 2011-07-27 株式会社シー・ピー・トムズ Traveling toy

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