JPH0515711Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は積層型圧電素子をアクチユエータとす
る圧電アクチユエータスイツチに関する。

（従来の技術） 従来、アクチユエータの駆動部にコイルを用い
た電磁型アクチユエータスイツチが使用されてい
た。この様な電磁型アクチユエータスイツチでは
コイルに電流を流し、その磁力により駆動部材を
動かしていた。

しかしながら、このような電磁型アクチユエー
タスイツチではコイルの磁力を利用していたた
め、大型化すると共に入力エネルギーが大きくな
る欠点があり、しかも熱の発生があると共に磁気
の影響が大きいという欠点があつた。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は上記の問題点に鑑みてなされたもの
で、アクチユエータに積層型圧電素子を用いるこ
とにより、入力エネルギーを小さくし得、以て発
熱及び磁気の影響を軽減し得、又容易に小型化し
得る圧電アクチユエータスイツチを提供すること
を目的とする。

（問題点を解決するための手段と作用） 本考案は上記目的を達するために、板ばねより
なる第１の電極と、この第１の電極の後方に設け
られ前記第１の電極より発条力が弱い第２の電極
と、この第２の電極と前記第１の電極間に設けら
れた積層型圧電素子よりなるアクチユエータと、
前記第１の電極及び第２の電極を曲げるようにし
て支持する支持部材と、前記第１の電極の前方に
設けられた第３の電極とを具備することを特徴と
するもので、アクチユエータに積層型圧電素子を
用いることにより、入力エネルギーを低くでき、
発熱及び磁気の影響を軽減でき、又容易に小型化
できるものである。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説
明する。

即ち、第１図ａは本発明の一実施例を示し、導
電性板ばねよりなる第１の電極１は湾曲するよう
にして支持部材である筐体２に支持され、この第
１の電極１の湾曲した中央部前面には導電性突起
３が一体に設けられる。前記第１の電極１の前方
の筐体２には突起３に対向して導電性突起よりな
る第３の電極４が設けられる。前記第１の電極１
の後方には前記第１の電極より発条力が弱い導電
性板ばねよりなる第２の電極５が湾曲するように
して支持部材である筐体２に支持される。この第
２の電極５のほぼ中央部と前記第１の電極１のほ
ぼ中央部との間には例えば圧電セラミツク等の積
層型圧電素子よりなるアクチユエータ６が設けら
れる。前記第１の電極１、第２の電極５、及び第
３の電極４にはそれぞれ導電線７，８、及び９が
接続される。前記第１の電極１と第２の電極５は
第２図ａ，ｂに示すように実線で示す場合と、点
線で示す場合の２つの安定状態を持つている。

即ち、導電線７，８を通してアクチユエータ６
に電圧を印加しない場合は第１図ａ又はｂに示す
ように、アクチユエータ６に圧電現象が生じない
ためアクチユエータ６は伸縮せず静止状態にあ
る。第１図ａはオフ状態であり、第１図ｂはオン
状態である。一方、アクチユエータ６に負のパル
ス電圧を印加して駆動すると、第１図ｃに示すよ
うにアクチユエータ６自身の圧電現象により電圧
が機械的変位量に変換されてアクチユエータ６は
縮みオフ状態になり、又、アクチユエータ６に正
のパルス電圧を印加して駆動すると、第１図ｄに
示すようにアクチユエータ６自身の圧電現象によ
り電圧が機械的変位量に変換されてアクチユエー
タ６は伸びてオン状態になる。

次に、第３図を参照して第１の電極１、第２の
電極５及びアクチユエータ６の動作を説明する。

第３図ににおいて、第１の電極１の可動中心１
００と第２の電極５の可動中心５００間の距離を
Ａ、第１の電極１の可動限界である１０１と１０
２間の距離を２Ｗ、第２の電極５の可動限界であ
る５０１と５０２間の距離を２Ｓとする。今、ア
クチユエータ６に電圧が印加されない場合はアク
チユエータ６０１は伸縮しないため長さＩである
（第１図ａの状態）。次に、アクチユエータ６に正
のパルス電圧を印加するとアクチユエータ６０２
は伸びて長さｌ＋Δl（ｌ＋Δl＞Ａ＋Ｓ）になる。
この場合、アクチユエータ６０２の一端は第２の
電極５の可動限界５０２で規制されるため、アク
チユエータ６０２の他端は第１の電極１を押圧し
て第１の電極１は可動中心１００を越える。この
場合、第１の電極１は第２の電極５より発条力が
強いため、第１の電極１は矢印イ方向へ移動し、
第１図ｄに示す状態になる。その後、アクチユエ
ータ６に電圧が印加されなくなると、アクチユエ
ータ６０３は長さｌの静止状態になる（第１図ｂ
の状態）。その後、アクチユエータ６に負のパル
ス電圧を印加すると、アクチユエータ６０４は縮
んで長さｌ−Δl（ｌ−Δl＜Ａ−Ｓ）になる。この
場合、アクチユエータ６０４の一端は第２の電極
５の可動限界５０１で規制されるためアクチユエ
ータ６０４の他端の第１の電極１は可動中心１０
０を越える。この場合、第１の電極１は第２の電
極５の発条力よりも強いためアクチユエータ６０
４は矢印ロ方向へ移動され第１図ｃに示す状態に
なる。その後、アクチユエータ６に電圧が印加さ
れなくなると、アクチユエータ６０５は長さｌの
静止状態になる（第１図ａの状態）。

尚、積層型圧電素子よりなるアクチユエータ６
は圧電素子１枚では少なかつた変位量を数10枚以
上積層することによつて機械的変位量を直列に取
出すもので、入力電圧は各素子に並列に印加され
るように結線されている。変位量は積層枚数倍に
なり、大きな荷重圧を得ることができ、しかも変
位の応答性が早いという特徴がある。

このように、積層型圧電素子よりなるアクチユ
エータは圧電現象を利用していることにより、大
きな入力エネルギーを必要としないため熱の発生
及び磁気干渉等の磁気の影響を問題とすることな
く、又、コイルを使用していないため構造が簡単
になり小型化が容易となる。

尚、パルス電圧において、アクチユエータ６の
分極方向と同じ方向に内部電界を発生させる電圧
の印加を負とする。

（考案の効果） 以上述べたように本考案によれば、アクチユエ
ータに積層型圧電素子を用いることにより、熱の
発生及び磁気の影響を軽減でき、又容易に小型化
できる圧電アクチユエータスイツチを提供するこ
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を示す断面図、第２
図は第１図の第１の電極の一例を示す構成図、第
３図は第１図の動作を説明するための図である。 １……第１の電極、２……筐体、４……第３の
電極、５……第２の電極、６……アクチユエー
タ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 板ばねよりなる第１の電極と、この第１の電極
   の後方に設けられ前記第１の電極より発条力が弱
   い第２の電極と、この第２の電極と前記第１の電
   極間に設けられた積層型圧電素子よりなるアクチ
   ユエータと、前記第１の電極及び第２の電極を曲
   げるようにして支持する支持部材と、前記第１の
   電極の前方に設けられた第３の電極とを具備し、
   前記第１の電極及び第３の電極が、前記アクチユ
   エータに負のパルス電圧を印加して駆動するとオ
   フ状態になり、前記アクチユエータに正のパルス
   電圧を印加して駆動するとオン状態になることを
   特徴とする圧電アクチユエータスイツチ。