JPH0557916A - 圧電素子型アクチユエータの組立方法 - Google Patents
圧電素子型アクチユエータの組立方法Info
- Publication number
- JPH0557916A JPH0557916A JP3224482A JP22448291A JPH0557916A JP H0557916 A JPH0557916 A JP H0557916A JP 3224482 A JP3224482 A JP 3224482A JP 22448291 A JP22448291 A JP 22448291A JP H0557916 A JPH0557916 A JP H0557916A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- voltage
- type actuator
- element type
- assembly
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電素子型アクチュエータの組立方法に関
し、簡単な方法で正確な予圧を圧電素子に与えることを
目的とする。 【構成】 圧電素子１の両端に分極方向と逆方向の電圧
を印加することにより圧縮応力を発生させ、該印加電圧
下で該圧電素子１の両端を支持するブロック２、３をス
プリング４によって固定するように構成する。
し、簡単な方法で正確な予圧を圧電素子に与えることを
目的とする。 【構成】 圧電素子１の両端に分極方向と逆方向の電圧
を印加することにより圧縮応力を発生させ、該印加電圧
下で該圧電素子１の両端を支持するブロック２、３をス
プリング４によって固定するように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電素子型アクチュエー
タの組立方法に関する。
タの組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電素子はチタン酸ジルコン酸鉛等の強
誘電体に分極処理を施したものであり、分極方向に電圧
を印加すると引張応力が生じて伸長し、分極方向と逆方
向の電圧を印加すると圧縮応力が生じて圧縮される性質
を有する。以上のように、圧電素子の変位は印加電圧の
大きさとその方向により制御できるため、これを利用し
てアクチュエータとして動作させることができる。
誘電体に分極処理を施したものであり、分極方向に電圧
を印加すると引張応力が生じて伸長し、分極方向と逆方
向の電圧を印加すると圧縮応力が生じて圧縮される性質
を有する。以上のように、圧電素子の変位は印加電圧の
大きさとその方向により制御できるため、これを利用し
てアクチュエータとして動作させることができる。
【０００３】図１は圧電素子型アクチュエータの斜視図
であり、圧電素子１の両端は各々ブロック２、３で支持
されており、該ブロック２、３間はスプリング４で固定
されている。図３は圧電素子型アクチュエータを用いて
構成した印字ヘッドの断面図を示したものであり、図１
と同一機能を有するものには同一番号を付した。図３に
見られるように、圧電素子型アクチュエータのブロック
３をベース部材５に固定し、他方の端部を支持するブロ
ック２をバネ材６を介してアーマチュア７の中央部寄り
Ａ点に接続する。アーマチュア７の端部寄りＢ点はベー
ス部材５に固定される。アーマチュア７には、アーム８
を介して印字ワイヤ９が接続されている。
であり、圧電素子１の両端は各々ブロック２、３で支持
されており、該ブロック２、３間はスプリング４で固定
されている。図３は圧電素子型アクチュエータを用いて
構成した印字ヘッドの断面図を示したものであり、図１
と同一機能を有するものには同一番号を付した。図３に
見られるように、圧電素子型アクチュエータのブロック
３をベース部材５に固定し、他方の端部を支持するブロ
ック２をバネ材６を介してアーマチュア７の中央部寄り
Ａ点に接続する。アーマチュア７の端部寄りＢ点はベー
ス部材５に固定される。アーマチュア７には、アーム８
を介して印字ワイヤ９が接続されている。
【０００４】上述の構成を有する印字ヘッドによる印字
を行う場合、印字文字に応じた電圧を圧電素子１に印加
すると、圧電素子１は、この印加電圧の大きさおよび方
向に依存して伸縮する。このとき、ブロック３はベース
部材５に固定されているため変位せず、他方のブロック
２が圧電素子１の伸縮に応じてＡ点を変位させる。その
結果、アーマチュア７はベース部材５に固定されたＢ点
近傍を中心として回動し、Ａ点の変位はアーム８によっ
て拡大されて印字ワイヤ９に伝達され、インクリボン、
印字用紙（図示せず）を介してプラテン10を打撃しこれ
によって印字が行われる。
を行う場合、印字文字に応じた電圧を圧電素子１に印加
すると、圧電素子１は、この印加電圧の大きさおよび方
向に依存して伸縮する。このとき、ブロック３はベース
部材５に固定されているため変位せず、他方のブロック
２が圧電素子１の伸縮に応じてＡ点を変位させる。その
結果、アーマチュア７はベース部材５に固定されたＢ点
近傍を中心として回動し、Ａ点の変位はアーム８によっ
て拡大されて印字ワイヤ９に伝達され、インクリボン、
印字用紙（図示せず）を介してプラテン10を打撃しこれ
によって印字が行われる。
【０００５】上記構成において、圧電素子１に分極方向
と同じ方向の電圧が印加された場合、圧電素子１には引
張応力が発生して伸長し印字ワイヤ９を変位させるが、
このとき、印字ワイヤ９の慣性により圧電素子１をさら
に伸長させるような引張応力が逆に圧電素子１に加わる
ことになる。
と同じ方向の電圧が印加された場合、圧電素子１には引
張応力が発生して伸長し印字ワイヤ９を変位させるが、
このとき、印字ワイヤ９の慣性により圧電素子１をさら
に伸長させるような引張応力が逆に圧電素子１に加わる
ことになる。
【０００６】ところが、圧電素子は一般に外部から加え
られた引張応力に対する耐性が弱く破壊等の事故が生じ
易くなる。このような問題は、圧電素子型アクチュエー
タを印字ヘッドに利用する場合に限らず、ある質量を有
する負荷を圧電素子型アクチュエータに接続した場合に
常に生じるものである。
られた引張応力に対する耐性が弱く破壊等の事故が生じ
易くなる。このような問題は、圧電素子型アクチュエー
タを印字ヘッドに利用する場合に限らず、ある質量を有
する負荷を圧電素子型アクチュエータに接続した場合に
常に生じるものである。
【０００７】そこで通常は、圧電素子に予圧を与えた状
態でアクチュエータとして用いている。即ち、圧電素子
に対して予め圧縮応力を加えておき、負荷によって生じ
る引張応力と相殺させるようにしたものである。図１に
おいて、スプリング４は圧電素子に予圧を与えるため設
けられたものであり、圧電素子型アクチュエータの組立
を行う際、従来は、圧縮装置を用いてブロック２、３間
を機械的に締めつけることにより圧電素子１に圧縮応力
を加え、この状態でブロック２、３間にスプリング４を
固定する作業が必要であった。
態でアクチュエータとして用いている。即ち、圧電素子
に対して予め圧縮応力を加えておき、負荷によって生じ
る引張応力と相殺させるようにしたものである。図１に
おいて、スプリング４は圧電素子に予圧を与えるため設
けられたものであり、圧電素子型アクチュエータの組立
を行う際、従来は、圧縮装置を用いてブロック２、３間
を機械的に締めつけることにより圧電素子１に圧縮応力
を加え、この状態でブロック２、３間にスプリング４を
固定する作業が必要であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】圧電素子型アクチュエ
ータは、電磁コイルを用いた従来のアクチュエータに比
べて部品点数が少ないため組立工程が簡単であり量産に
適している。しかし、圧電素子の変位量は予圧によって
大きな影響を受け、これによってアクチュエータ特性が
左右される。従って、組立工程においては予圧のバラツ
キを抑えるため高精度の圧縮装置を用意する必要があり
組立コストの上昇をもたらす原因となっていた。
ータは、電磁コイルを用いた従来のアクチュエータに比
べて部品点数が少ないため組立工程が簡単であり量産に
適している。しかし、圧電素子の変位量は予圧によって
大きな影響を受け、これによってアクチュエータ特性が
左右される。従って、組立工程においては予圧のバラツ
キを抑えるため高精度の圧縮装置を用意する必要があり
組立コストの上昇をもたらす原因となっていた。
【０００９】そこで本発明は、簡単な方法で正確な予圧
を圧電素子に与えることを目的とする。
を圧電素子に与えることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は、圧電
素子１の両端に分極方向と逆方向の電圧を印加すること
により圧縮応力を発生させ、該印加電圧下で該圧電素子
１の両端を支持するブロック２、３をスプリング４によ
って固定することを特徴とする圧電素子型アクチュエー
タの組立方法によって達成される。
素子１の両端に分極方向と逆方向の電圧を印加すること
により圧縮応力を発生させ、該印加電圧下で該圧電素子
１の両端を支持するブロック２、３をスプリング４によ
って固定することを特徴とする圧電素子型アクチュエー
タの組立方法によって達成される。
【００１１】
【作用】本発明では、圧電素子１に分極方向と逆方向の
電圧を印加し圧縮応力を発生させた状態で圧電素子１の
両端を支持するブロック２、３をスプリング４で固定す
るようにしているので、圧縮装置を用いて圧電素子１を
機械的に圧縮する工程は不必要となり、また、印加電圧
を制御することによって容易かつ正確に圧縮応力を調整
することができる。
電圧を印加し圧縮応力を発生させた状態で圧電素子１の
両端を支持するブロック２、３をスプリング４で固定す
るようにしているので、圧縮装置を用いて圧電素子１を
機械的に圧縮する工程は不必要となり、また、印加電圧
を制御することによって容易かつ正確に圧縮応力を調整
することができる。
【００１２】
【実施例】以下、図１および図２を参照して圧電素子に
予圧を与える本発明の実施例を説明する。図２は圧電素
子の変位と印加電圧との関係を示す図である。
予圧を与える本発明の実施例を説明する。図２は圧電素
子の変位と印加電圧との関係を示す図である。
【００１３】まず、分極方向の定まっていない圧電素子
１に対して、図２に示すように０→＋Ｖ2 →０の順で電
圧を印加すると、ａ→ｂで示した過程を経て分極方向が
定まる。上記分極電圧Ｖ2 の大きさは圧電素子１の長さ
に依存し、例えば、長さ24mmの圧電素子１に対しては約
200 Ｖに設定する。
１に対して、図２に示すように０→＋Ｖ2 →０の順で電
圧を印加すると、ａ→ｂで示した過程を経て分極方向が
定まる。上記分極電圧Ｖ2 の大きさは圧電素子１の長さ
に依存し、例えば、長さ24mmの圧電素子１に対しては約
200 Ｖに設定する。
【００１４】以上の分極処理により分極方向が定まった
圧電素子１に対し、正電圧を印加すれば引張応力が発生
して正方向の変位（伸長）が生じ、負電圧を印加すれば
圧縮応力が発生して負方向の変位（圧縮）が生じること
になる。
圧電素子１に対し、正電圧を印加すれば引張応力が発生
して正方向の変位（伸長）が生じ、負電圧を印加すれば
圧縮応力が発生して負方向の変位（圧縮）が生じること
になる。
【００１５】次に、上述の分極処理を行った圧電素子１
の両端をブロック２、３で支持する。そして圧電素子１
に負電圧−Ｖ1 を印加すると、圧電素子１には圧縮応力
が発生して負方向の変位δが生じる。前述の長さ24mmの
圧電素子では、Ｖ1 ＝50Ｖとしたときδ＝５ミクロン程
度の変位が生じる。ついで、負電圧−Ｖ1 を印加した状
態でレーザ溶接によってブロック２、３にスプリング４
を連結して固定する。その後、印加電圧を０Ｖに戻す。
圧電素子１はスプリング４によって固定されているた
め、変位δに相当する予圧が与えられることになる。
の両端をブロック２、３で支持する。そして圧電素子１
に負電圧−Ｖ1 を印加すると、圧電素子１には圧縮応力
が発生して負方向の変位δが生じる。前述の長さ24mmの
圧電素子では、Ｖ1 ＝50Ｖとしたときδ＝５ミクロン程
度の変位が生じる。ついで、負電圧−Ｖ1 を印加した状
態でレーザ溶接によってブロック２、３にスプリング４
を連結して固定する。その後、印加電圧を０Ｖに戻す。
圧電素子１はスプリング４によって固定されているた
め、変位δに相当する予圧が与えられることになる。
【００１６】以上のようにして予圧を与えられた圧電素
子型アクチュエータを用いて、図３に示した印字ヘッド
を構成した場合、印字ワイヤの慣性によって圧電素子に
加わる引張応力は予圧による圧縮応力と相殺されるため
圧電素子には過剰な引張応力が加わることがなく、従っ
て破壊等の事故を防ぐことができる。
子型アクチュエータを用いて、図３に示した印字ヘッド
を構成した場合、印字ワイヤの慣性によって圧電素子に
加わる引張応力は予圧による圧縮応力と相殺されるため
圧電素子には過剰な引張応力が加わることがなく、従っ
て破壊等の事故を防ぐことができる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、圧縮装置
を用いることなく圧電素子に正確な予圧を与えることが
できるので、圧電素子型アクチュエータの組立コストを
低減する上で有益である。
を用いることなく圧電素子に正確な予圧を与えることが
できるので、圧電素子型アクチュエータの組立コストを
低減する上で有益である。
【図１】 圧電素子型アクチュエータの斜視図
【図２】 圧電素子の変位と印加電圧との関係を示す図
【図３】 印字ヘッドの断面図
１ 圧電素子、 ７ アーマチュ
ア、２、３ ブロック、 ８ アーム、４ スプリン
グ、 ９ 印字ワイヤ、５ ベース部
材、 10 プラテン、６ バネ材、
ア、２、３ ブロック、 ８ アーム、４ スプリン
グ、 ９ 印字ワイヤ、５ ベース部
材、 10 プラテン、６ バネ材、
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電素子(1) の両端に分極方向と逆方向
の電圧を印加することにより圧縮応力を発生させ、該印
加電圧下で該圧電素子(1) の両端を支持するブロック
(2、3)をスプリング(4) によって固定することを特徴と
する圧電素子型アクチュエータの組立方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3224482A JPH0557916A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 圧電素子型アクチユエータの組立方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3224482A JPH0557916A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 圧電素子型アクチユエータの組立方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0557916A true JPH0557916A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16814491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3224482A Withdrawn JPH0557916A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 圧電素子型アクチユエータの組立方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0557916A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016034225A (ja) * | 2014-07-28 | 2016-03-10 | 有限会社メカノトランスフォーマ | 圧電アクチュエータ |
| JP2017072702A (ja) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | 有限会社メカノトランスフォーマ | ファイバーストレッチャー |
-
1991
- 1991-09-05 JP JP3224482A patent/JPH0557916A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016034225A (ja) * | 2014-07-28 | 2016-03-10 | 有限会社メカノトランスフォーマ | 圧電アクチュエータ |
| JP2017072702A (ja) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | 有限会社メカノトランスフォーマ | ファイバーストレッチャー |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |