JPH0446175Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は圧電素子の微小変位出力の拡大機構に
関するものである。

（従来技術） 微小変位を機械的に拡大する手段は挺による手
段が多く知られているが、弾性材を用いた手段と
して知られているものに第２図に示すイーデンの
並行薄片がある。

１は一端１０１が固定され、他端１０２が指針
となる長さｌの第１の薄板バネ材、２は第２の薄
板バネ材で、第１の薄板バネ材１の途中Ｐ点と一
端１０１との間でその一端２０１がＰ点で１と結
合するとともに間〓ａを保つて平行に配置されて
おり、他端２０２に拡大すべき変位入力ｘが与え
られる。

入力ｘにより両板バネは点線のように回転変位
し、その角度をθとする時、第１板バネの先端１
０１の変位は、 lθ≒ｘ・ｌ／ａ となる。ここでａ＝0.1mm、ｌ＝100mmとすれば、
lθは1000となり、ほぼ1000倍の拡大が可能であ
る。

微小変位の入力手段として、電圧信号で駆動さ
れる圧電素子を用いて電空ポジシヨナ等のパイロ
ツト弁のフラツパーのアクチユエータへの応用が
考えられるが、このような実施例を第３図に示
す。

第３図において、Ａは平面図、Ｂは側面図を示
す。

図において、３，４は一対のバネ材で構成され
た可撓部材であり、一端３０１，４０１側が両者
の間隔を一定に保持するためのスペーサ５を挟ん
でボルト６，６′により支持柱７に固定されてい
る。可撓部材３，４の他端側は枠部３０２，４０
２、中央脚部３０３，４０３および中央脚部より
外部に突出された変位取り出し部３０４，４０４
が形成されている。

中央脚部３０３，４０３上には圧電素子８，９
が接着されて取り付けられており、差動的に電圧
信号で駆動される。これら圧電素子は変位の発生
源としておよび互いに温度補償部材として作用す
る。

１０，１１は、変位取り出し部３０４，４０４
側にその一端がスポツト溶接で固定されて同一方
向に平行して延長された変位拡大用のバネ材、１
２はこれらバネ材の他端部を含む一定長部分の間
に介在して１０，１１の間隔を一定に保持するた
めの薄板材で１０，１１とはスポツト溶液で固定
されている。

この様な構成により、圧電素子８，９は電圧信
号の印加により数μmの差動的変位を生じ、その
変位が変位取り出し部３０４，４０４を介してお
互いにイーデンの平行薄片を形成するバネ材１
０，１１および薄板材１２に伝達されて拡大され
る。

同一特性の２個の圧電素子の差動的利用によ
り、同一入力圧力信号に対する変位変換の感度を
２倍にすることが出来るとともに温度の補償も同
時に実現することが可能となる。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このようなものにおいては、圧
電素子８，９の長さのばらつきを吸収するため
に、枠部３０２，４０２を大きくしなければなら
ない。枠部が小さいと、圧電素子８，９を枠部３
０２，４０２にはさみ込んだ場合に、枠部３０
２，４０２に加わる応力が大きくなり、破損して
しまう。

したがつて、装置が大形化してしまう。

枠部３０２，４０２を伸縮できるように枠部３
０２，４０２を薄くすればよいが、薄過ぎてプレ
ス等での打抜き形成することができなくなりコス
トが高くなる。

本考案は、この問題点を解決するものである。

本考案の目的は、装置の小形化を図り得る圧電
素子の出力拡大機構を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本考案は、圧電素
子と、該圧電素子の両端を挟持し一定間隔を有し
て対向配置された一対のロの字形状の可撓部材
と、該一対の可撓部材の一端より同一方向に対向
して延長された変位拡大用の一対のバネ材と、該
バネ材の他端側においてこれらのバネ材の間隔を
一定に保持する手段と、前記可撓部材の前記圧電
素子と平行する枠部分に該枠部分に直交して設け
られた少くとも一以上のスリツトとを具備してな
る圧電素子の出力拡大機構を構成したものであ
る。

（作用） 以上の構成において、枠部分にスリツトを設け
たので、圧電素子の長さに、ばらつきがあつて
も、圧電素子の外形に近い形の枠であつても圧電
素子を取付けることができ、枠が破損することが
ない。したがつて、装置全体を小形化することが
できる。

以下、実施例について詳細に説明する。

（実施例） 第１図は、本考案の一実施例の構成説明図であ
る。

図において、第３図と同一記号は同一機能を示
す。

以下、第３図と相違部分のみ説明する。

１３は枠部３０２，４０２の圧電素子８，９と
平行する部分に枠部分に直交して設けられた一以
上のスリツトである。

以上の構成において、枠部３０２，４０２にス
リツト１３を設けたので、圧電素子８，９の長さ
に、ばらつきがあつても、スリツト１３が容易
に、ばらつきを吸収することができ、枠部３０
２，４０２が破損することがない、したがつて、
圧電素子８，９の外形に近い枠形状にすることが
できる。

この結果、装置を小形化することができる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案は、圧電素子と、
該圧電素子の両端を挟持し一定間隔を有して対向
配置された一対のロの字形状の可撓部材と、該一
対の可撓部材の一端より同一方向に対向して延長
された変位拡大用の一対のバネ材と、該バネ材の
他端側においてこれらのバネ材の間隔を一定に保
持する手段と、前記可撓部材の前記圧電素子と平
行する枠部分に直交して設けられた少くとも一以
上のスリツトとを具備してなる圧電素子の出力拡
大機構を構成したので、圧電素子の長さに、ばら
つきがあつても、スリツトが容易に、このばらつ
きを吸収することができ、枠部が破損することが
ないので、圧電素子の外形に近い枠形状にするこ
とができる。

この結果、装置を小形化することができる。

したがつて、本考案によれば、装置の小形化を
図り得る圧電素子の出力拡大機構を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成説明図、第２
図は従来より一般に使用されている従来例の原理
的構成説明図、第３図は従来より一般に使用され
ている従来例の構成説明図で、Ａは平面図、Ｂは
側面図である。 ３，４……可撓部材、３０１，４０１……一
端、３０２，４０２……枠部、３０３，４０３…
…中央脚部、３０４，４０４……変位取出し部、
５……スペーサ、６，６′……ボルト、７……支
持柱、８，９……圧電素子、１０，１１……変位
拡大用バネ材、１２……薄板材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧電素子と、該圧電素子の両端を挟持し一定間
   隔を有して対向配置された一対のロの字形状の可
   撓部材と、該一対の可撓部材の一端より同一方向
   に対向して延長された変位拡大用の一対のバネ材
   と、該バネ材の他端側においてこれらのバネ材の
   間隔を一定に保持する手段と、前記可撓部材の前
   記圧電素子と平行する枠部分に該枠部分に直交し
   て設けられた少くとも一以上のスリツトとを具備
   してなる圧電素子の出力拡大機構。