JPH0642353Y2 - シ−ソ−機構を備えた圧電バイモルフ装置 - Google Patents
シ−ソ−機構を備えた圧電バイモルフ装置Info
- Publication number
- JPH0642353Y2 JPH0642353Y2 JP19732885U JP19732885U JPH0642353Y2 JP H0642353 Y2 JPH0642353 Y2 JP H0642353Y2 JP 19732885 U JP19732885 U JP 19732885U JP 19732885 U JP19732885 U JP 19732885U JP H0642353 Y2 JPH0642353 Y2 JP H0642353Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seesaw mechanism
- piezoelectric bimorph
- bimorph
- piezoelectric
- seesaw
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は，圧電材料の逆圧電効果により発生する圧電変
位を利用する圧電アクチュエータに関するもので，特に
圧電材料の横効果を用いる圧電バイモルフ装置に関する
ものである。
位を利用する圧電アクチュエータに関するもので，特に
圧電材料の横効果を用いる圧電バイモルフ装置に関する
ものである。
圧電バイモルフは，基本的には，第３図に示す構成を有
している。同図を参照して，中間金属層１を挟んで,2枚
の圧電材料板2,2′が接合され，一端を固定治具3,3′で
固定し，他端を自由端としている。圧電材料板2,2′の
表面には電極が施され，中間金属層１との間に，電圧4,
4′がそれぞれ印加される。この電圧印加によって，一
方の圧電材料には伸びが発生し，他方の圧電材料には収
縮が発生し，この結果，圧電バイモルフ10は屈曲し，こ
れにともない自由端には変位が生じる。
している。同図を参照して，中間金属層１を挟んで,2枚
の圧電材料板2,2′が接合され，一端を固定治具3,3′で
固定し，他端を自由端としている。圧電材料板2,2′の
表面には電極が施され，中間金属層１との間に，電圧4,
4′がそれぞれ印加される。この電圧印加によって，一
方の圧電材料には伸びが発生し，他方の圧電材料には収
縮が発生し，この結果，圧電バイモルフ10は屈曲し，こ
れにともない自由端には変位が生じる。
ところで，第４図に示すように，圧電バイモルフ10の自
由端に外力Ｆが作用すると，固定部には片持はりの原理
により大きな応力が集中する。この応力が一定の値を越
えるとバイモルフが破断することになる。逆に，圧電バ
イモルフの自由端が拘束されると，バイモルフの屈曲が
制限され，この結果バイモルフの内部に発生する応力で
圧電材料の破断もしくは，微小なクラックの発生によ
り，機能停止の問題が生ずる。
由端に外力Ｆが作用すると，固定部には片持はりの原理
により大きな応力が集中する。この応力が一定の値を越
えるとバイモルフが破断することになる。逆に，圧電バ
イモルフの自由端が拘束されると，バイモルフの屈曲が
制限され，この結果バイモルフの内部に発生する応力で
圧電材料の破断もしくは，微小なクラックの発生によ
り，機能停止の問題が生ずる。
圧電バイモルフを外力から保護すると同時に圧電バイモ
ルフの出力を増幅あるいは縮少して取り出すためにシー
ソー機構を備えたものがある。
ルフの出力を増幅あるいは縮少して取り出すためにシー
ソー機構を備えたものがある。
第５図を参照して，圧電バイモルフ10と平行にシーソー
機構20が設けられている。このシーソー機構は支点21を
介して旋回可能で，その旋回端23との中間に連結子22を
設け，該連結子22へ圧電バイモルフ10の自由端を結合し
ている。
機構20が設けられている。このシーソー機構は支点21を
介して旋回可能で，その旋回端23との中間に連結子22を
設け，該連結子22へ圧電バイモルフ10の自由端を結合し
ている。
第６図に示すものは，シーソー機構20′の中間位置を支
点21とし，一端に連結子22を設け，圧電バイモルフ10の
自由端を結合している。
点21とし，一端に連結子22を設け，圧電バイモルフ10の
自由端を結合している。
いずれの場合も，圧電バイモルフ10の屈曲変位によっ
て，シーソー機構20,20′が連結子22を介して支点21の
周りに旋回されるので，その旋回端23で出力を取り出す
ことができる。
て，シーソー機構20,20′が連結子22を介して支点21の
周りに旋回されるので，その旋回端23で出力を取り出す
ことができる。
このようなシーソー機構を用いる場合，第５図および第
６図に30で示すように，シーソー機構20,20′の旋回制
限素子を設けることによって，シーソー機構に長さ方向
と直角の外力が作用してもシーソー機構20,20′が旋回
制限素子30,30′に当接して，それ以上の外力がバイモ
ルフ10へ伝達されることはない。シーソー機構20,20′
の長さ方向の外力成分は支点21で支持されるので，バイ
モルフ10には伝達されない。
６図に30で示すように，シーソー機構20,20′の旋回制
限素子を設けることによって，シーソー機構に長さ方向
と直角の外力が作用してもシーソー機構20,20′が旋回
制限素子30,30′に当接して，それ以上の外力がバイモ
ルフ10へ伝達されることはない。シーソー機構20,20′
の長さ方向の外力成分は支点21で支持されるので，バイ
モルフ10には伝達されない。
したがって，シーソー機構を備えたバイモルフ装置にお
いては，出力を取り出すシーソー機構に作用する外力か
らバイモルフを保護することができる。
いては，出力を取り出すシーソー機構に作用する外力か
らバイモルフを保護することができる。
しかしながら，シーソー機構と旋回制限素子を備えた圧
電バイモルフ装置においても，例えば負荷等の異状によ
り，出力取り出し点のシーソー機構が拘束されてしまっ
た場合，圧電バイモルフの先端も連結子を介して拘束さ
れることになる。この結果，圧電バイモルフ装置は，自
分の発生する屈曲しようとする力により，内部に大きな
応力が発生し，機械的劣化や破損を生じる不都合があ
る。
電バイモルフ装置においても，例えば負荷等の異状によ
り，出力取り出し点のシーソー機構が拘束されてしまっ
た場合，圧電バイモルフの先端も連結子を介して拘束さ
れることになる。この結果，圧電バイモルフ装置は，自
分の発生する屈曲しようとする力により，内部に大きな
応力が発生し，機械的劣化や破損を生じる不都合があ
る。
本考案は，このような不都合を解消した圧電バイモルフ
装置を提供することを目的とする。
装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために，圧電バイモルフと平行し
たシーソー機構に圧電バイモルフの発生する力と変位を
機械的な結合で伝達して力と変位を拡大または縮小して
取り出すようにした圧電バイモルフ装置において，本考
案はシーソー機構に柔軟性のある弾性材料を用いたこと
を特徴とするものである。
たシーソー機構に圧電バイモルフの発生する力と変位を
機械的な結合で伝達して力と変位を拡大または縮小して
取り出すようにした圧電バイモルフ装置において，本考
案はシーソー機構に柔軟性のある弾性材料を用いたこと
を特徴とするものである。
本考案では，シーソー機構の柔軟性のる材料を用いたの
で，負荷側の異状により作用点が拘束されても，シーソ
ー機構の弾性変形でバイモルフの屈曲変位を吸収し，バ
イモルフが拘束されない。
で，負荷側の異状により作用点が拘束されても，シーソ
ー機構の弾性変形でバイモルフの屈曲変位を吸収し，バ
イモルフが拘束されない。
以下，本考案の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本考案の一実施例を示す図で，基本的には第５
図のものと同じ構成である。相違は，第１図のもので
は，シーソー機構20が柔軟性のある弾性体で構成されて
いる点である。この場合，シーソー機構の先端にある作
用点から発生する力は，シーソーが剛体で構成されてい
る第５図の場合と比較して，シーソーの弾性変形の分で
相殺されて実効的な力は減少するが，作用点が拘束を受
けて動けなくなった場合でも，シーソー機構の柔軟性の
ためバイモルフ先端は第２図のように完全に拘束される
ことはなく運動できる。ここで一実施例を図面を用いて
説明する。第２図に示すように、シーソー機構の出力取
り出し点の挙動は、の水平な状態から上方に押圧され
て、上部の旋回制限素子30に当接するまで、上昇を続け
の状態となってスイッチ40をONにする。さらに、上方
に押圧されると、の状態に示すとおり、シーソー機構
はへの字状に屈曲して、スイッチ40をOFFにすることが
できる。このようにバイモルフの内部に大きな応力が発
生せず，機械的な劣化もしくは破損が生ずる可能性は著
しく減少する。
図のものと同じ構成である。相違は，第１図のもので
は，シーソー機構20が柔軟性のある弾性体で構成されて
いる点である。この場合，シーソー機構の先端にある作
用点から発生する力は，シーソーが剛体で構成されてい
る第５図の場合と比較して，シーソーの弾性変形の分で
相殺されて実効的な力は減少するが，作用点が拘束を受
けて動けなくなった場合でも，シーソー機構の柔軟性の
ためバイモルフ先端は第２図のように完全に拘束される
ことはなく運動できる。ここで一実施例を図面を用いて
説明する。第２図に示すように、シーソー機構の出力取
り出し点の挙動は、の水平な状態から上方に押圧され
て、上部の旋回制限素子30に当接するまで、上昇を続け
の状態となってスイッチ40をONにする。さらに、上方
に押圧されると、の状態に示すとおり、シーソー機構
はへの字状に屈曲して、スイッチ40をOFFにすることが
できる。このようにバイモルフの内部に大きな応力が発
生せず，機械的な劣化もしくは破損が生ずる可能性は著
しく減少する。
以上のように，本考案によれば，外部負荷の異状に対し
てバイモルフ素子が破損する可能性のきわめて少い信頼
性の向上した圧電バイモルフ装置の提供が可能となり，
各種の微動調整機構，圧電リレー，圧電ポンプ，硬貨処
理機等の分野に幅広く応用できる。
てバイモルフ素子が破損する可能性のきわめて少い信頼
性の向上した圧電バイモルフ装置の提供が可能となり，
各種の微動調整機構，圧電リレー，圧電ポンプ，硬貨処
理機等の分野に幅広く応用できる。
第１図は本考案の一実施例を示す断面図，第２図は作用
点が拘束された場合の状態を示す図，第３図は圧電バイ
モルフの基本的構成を示す図，第４図は圧電バイモルフ
へ外力の作用した状態を示す図，第５図および第６図
は，シーソー機構を備えた圧電バイモルフ装置の異なる
従来例を示す断面図である。 10…圧電バイモルフ,20…シーソー機構， 23…連結子。
点が拘束された場合の状態を示す図，第３図は圧電バイ
モルフの基本的構成を示す図，第４図は圧電バイモルフ
へ外力の作用した状態を示す図，第５図および第６図
は，シーソー機構を備えた圧電バイモルフ装置の異なる
従来例を示す断面図である。 10…圧電バイモルフ,20…シーソー機構， 23…連結子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 只野 隆一 宮城県仙台市郡山６丁目７番１号 東北金 属工業株式会社内 (72)考案者 早川 冬悠 神奈川県横須賀市武１丁目2356番地 日本 電信電話株式会社複合通信研究所内 (72)考案者 伴野 明 神奈川県横須賀市武１丁目2356番地 日本 電信電話株式会社複合通信研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】圧電バイモルフと平行したシーソー機構に
圧電バイモルフの発生する力と変位を機械的な結合で伝
達して力と変位を拡大又は縮小して取り出すようにした
圧電バイモルフ装置において，シーソー機構に柔軟性の
ある弾性材料を用いたことを特徴とするシーソー機構を
備えた圧電バイモルフ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19732885U JPH0642353Y2 (ja) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | シ−ソ−機構を備えた圧電バイモルフ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19732885U JPH0642353Y2 (ja) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | シ−ソ−機構を備えた圧電バイモルフ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62107472U JPS62107472U (ja) | 1987-07-09 |
| JPH0642353Y2 true JPH0642353Y2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=31156958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19732885U Expired - Lifetime JPH0642353Y2 (ja) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | シ−ソ−機構を備えた圧電バイモルフ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0642353Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5724452B2 (ja) * | 2011-02-24 | 2015-05-27 | 株式会社村田製作所 | 圧電発電装置 |
-
1985
- 1985-12-24 JP JP19732885U patent/JPH0642353Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62107472U (ja) | 1987-07-09 |
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