JPH1189254A

JPH1189254A - 圧電アクチュエータ

Info

Publication number: JPH1189254A
Application number: JP9258001A
Authority: JP
Inventors: Chiharu Watanabe; 千晴渡辺; Takashi Enomoto; 隆榎本
Original assignee: WAC Data Service KK
Current assignee: WAC Data Service KK
Priority date: 1997-09-08
Filing date: 1997-09-08
Publication date: 1999-03-30
Also published as: EP0901173A1; KR19990029617A; TW401650B; KR100335561B1

Abstract

(57)【要約】【目的】バイメタル式に一方が伸長した時には他方は
収縮するようにしてその伸縮力により反り変形を生じさ
せる圧電アクチュエータは、その板厚方向にそれぞれ逆
方向の電圧を印加して圧電セラミクスに曲げ変形を生じ
させ変位を得る方式であるので、必ず分極と逆方向の電
圧がかかる為に、消極の問題が起る。特に、分極の回復
の遅い繊維機械では、初期の変位量が得られなくなり、
機械の停止等を余儀なくされる。【構成】複数の圧電セラミクスの層１０を積層してな
る圧電アクチュエータにおいて、スイッチング素子
Ｓ₁、Ｓ₂による切換動作により当該複数の圧電セラミク
スの層１０、１０の一層への電圧の印加による電荷のチ
ャ−ジとそのチャ−ジされた電荷の放電とを交互に繰り
返し行なうようにしてなる繊維機械用圧電アクチュエー
タ。【効果】消極しない繊維機械用圧電アクチュエータが
得られ、直流電圧を印加しても消極せず、上記問題を解
消できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電アクチュエー
タに関し、特に、消極（減極）の問題を生じない繊維機
械用圧電アクチュエータ、就中、靴下編み機の選針装置
または機織り機の縦糸制御装置において使用できる圧電
アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電セラミクスに電界がかかると、陽イ
オンは電界方向に、陰イオンは逆方向に引かれて結晶が
歪み、圧電セラミクスの変形となって現れる。図９に示
すように、圧電セラミクス１０に電極１１をつけ、分極
Ｘしたものに、電圧を印加するとその長手方向に歪みＺ
が起り、その長さが変化する。しかし、この変位は、小
さい為に、従来、バイモルフによる動作原理を利用し
て、その変位を拡大したものが各種の圧電アクチュエー
タとして実際上は利用されている。従来のバイモルフに
よる圧電アクチュエータの動作原理は、次の通りであ
る。即ち、当該バイモルフによる圧電アクチュエータ１
２は、通常、２枚の薄手の圧電セラミクス１０を、金属
板等よりなる圧電不活性のシム材１３を介して貼り合わ
せ、バイメタル式に、一方の圧電セラミクス１０が伸長
した時には、他方の圧電セラミクス１０は収縮するよう
にして、この伸縮力によりシム材の金属板１３を曲げ、
以って、全体として反り変形を生じさせ、その変位や力
を圧電アクチュエータ１２として利用するものである。
図８（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ圧電アクチュエー
タの動作原理の説明図で、同図（Ａ）は、分極Ｘ方向が
シム材１３を中心にして対称にしてなるシリ−ズ型バイ
モルフの原理図、また、同図（Ｂ）は、分極Ｘ方向を同
一方向に並べたパラレル型バイモルフの原理図である
が、いずれにしても、図示のように、２枚の圧電セラミ
クス１０が、逆方向に伸縮しょうとする力で反り変形を
得ようとしている。即ち、一方が伸長した時に、他方
は、収縮するようにしてシム材１３を介して全体として
屈曲変位を起こすようにしている。

【０００３】しかしながら、このようなバイモルフによ
る圧電アクチュエータ１２にあっては、消極の問題を生
じる。即ち、板厚方向にそれぞれ逆方向の電圧（電界）
Ｙを印加することにより圧電セラミクス１０に曲げ変形
を生じさせ変位を得る方式であり、１枚の圧電セラミク
ス１０には、必ず分極（方向）Ｘとは逆方向の電圧Ｙが
かかる為に、この電圧Ｙの大きさとかかっている時間に
より消極が起り、２枚のうち１枚の圧電特性が消極作用
により低下すると、初期の変位量が得られなくなり、そ
の為に、圧電アクチュエータとして機能し難く、機械の
停止等を余儀なくされることになる。尚、消極は、抗電
界（分極を完全になくしてしまう電界）の約１／３の電
界から起るとされ、避けられないものとされている。消
極（減極）は、特に、ＤＣ（直流）電圧を連続して印加
すると起り易いので、分極方向と逆方向の電界が交替で
加わるように、特殊回路によるＡＣ（交流）駆動をさせ
るということも検討されている。しかし、この場合、圧
電アクチュエータとして屈曲変位（ベンデング）を起こ
せるためには、電界の印加による電荷のチャ−ジ（Ｃｈ
ａｒｇｅ）に加えてそのディスチャ−ジ（Ｄｉｓｃｈａ
ｒｇｅ）手段が問題となる。上記において、特に、後で
も述べるような繊維機械用圧電アクチュエータ、就中、
靴下編み機の選針装置、機織り機の縦糸制御装置等にお
いては、ＤＣ（直流）電圧を連続して印加して、例えば
ベンデングプレスによりその編成針の選針を行なうよう
な場合、変位させておく時間が比較的に長いときには、
消極の問題は切実となる。例えば、盲人用感触子のよう
なものでは、ＤＣ的に変位させるが、長くても５秒程度
変位させた後に、元に戻すような場合には、分極の回復
も早いが、繊維機械の圧電アクチュエータでは、変位し
たままになり易い。尚、圧電アクチュエータについて述
べた文献の例としては、特開昭６０−２４９８７７号、
特開昭６０−２１１１７６号、特開昭６１−１５３８３
号、特開昭５５−１０４１４９号、および特開昭５４−
１３３１２４号公報が挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の欠点を解消できる技術を提供することを目的とす
る。又、本発明は、特に、繊維機械用圧電アクチュエー
タ、就中、靴下編み機の選針装置、機織り機の縦糸制御
装置において使用出来る圧電アクチュエータを提供する
ことを目的としたものである。本発明の前記ならびにそ
のほかの目的と新規な特徴は、本明細書全体の記述から
もあきらかになるであろう。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の圧電セ
ラミクスの層を積層してなる圧電アクチュエータにおい
て、スイッチング素子による切換動作により当該複数の
圧電セラミクスの層の一層への電圧の印加による電荷の
チャ−ジとそのチャ−ジされた電荷の放電とを交互に繰
り返し行なうようにしてなることを特徴とする消極しな
い繊維機械用圧電アクチュエータに係るものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面を参
照しつつ説明する。図１（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、
本発明の実施例を示す圧電アクチュエータの要部構成図
および同圧電動作説明図である。図２（Ａ）は、本発明
の実施例を示す当該圧電アクチュエータ動作説明図、図
２（Ｂ）は、本発明の実施例を示す圧電アクチュエータ
の要部断面図（ハッチング省略）である。図３は、本発
明の実施例を示す当該圧電アクチュエータが使用される
靴下編み機の選針装置の断面図である。図４（Ａ）、
（Ｂ）は、それぞれ、当該靴下編み機の選針装置におけ
る圧電アクチュエータの選針動作説明図である。図５
は、靴下編み機の説明図である。図６（Ａ）は、本発明
の実施例を示す当該圧電アクチュエータが使用される機
織り機の縦糸制御装置の平面図、図６（Ｂ）は、本発明
の実施例を示す当該圧電アクチュエータが使用される機
織り機の縦糸制御装置の断面図である。図７（Ａ）、
（Ｂ）は、それぞれ、当該機織り機の縦糸制御装置にお
ける圧電アクチュエータの制御動作説明図である。

【０００７】図１（Ａ）に示すように、２枚の圧電セラ
ミクスの層１０を、金属板等の圧電不活性のシム材を介
さずに、貼り合わせる。上側の圧電セラミクスの層１０
に対し動作するスイッチＳ₁と下側の圧電セラミクスの
層１０に対し動作するスイッチＳ₂とを設け、ＤＣ電源
（Ｖ）に電気的に接続する。図１（Ａ）に示すように、
スイッチＳ₁をａ側に接続し、上側の当該圧電セラミク
スの層１０に電圧Ｙを印加する。当該電圧の印加によ
り、当該圧電セラミクスの層１０には、電荷が蓄電（チ
ャ−ジ）される。下側の当該圧電セラミクスの層１０
は、スイッチＳ₂のｄ側に倒しておき、当該下側の当該
圧電セラミクスの層１０には、電圧を印加しないように
しておき、そのままの状態を保持させる。上側の当該圧
電セラミクスの層１０は電圧Ｙの印加により、歪みＺを
生じ、一方、下側の当該圧電セラミクスの層１０は、電
圧を印加しないそのままの状態を保持しようとする。同
様にして、図１（Ｃ）に示すように、下側の当該圧電セ
ラミクスの層１０に対して、スイッチＳ₂をｃ側に接続
し、電圧Ｙを印加する。当該電圧の印加により、当該下
側の圧電セラミクスの層１０には、電荷が蓄電（チャ−
ジ）される。下側の当該圧電セラミクスの層１０には電
圧Ｙの印加により、歪みＺを生じる。上側の当該圧電セ
ラミクスの層１０は、スイッチＳ₁をｂ側に倒してお
き、当該上側の当該圧電セラミクスの層１０には、電圧
を印加しないようにしておき、そのままの状態を保持さ
せる。上記において、上側の当該圧電セラミクスの層１
０に対し電圧の印加により、チャ−ジされた電荷は、ス
イッチＳ₁をｂ側に倒し、切り換え放電（ディスチャ−
ジ）する。これら電圧の印加による電荷のチャ−ジとそ
れを戻す放電（ショ−ト）とを繰り返し行なう。また、
下側の当該圧電セラミクスの層１０においても、同様に
して、電圧の印加により、チャ−ジされた電荷は、スイ
ッチＳ₂をｄ側に倒し、切り換え放電（ディスチャ−
ジ）する。これら電圧の印加による電荷のチャ−ジとそ
の放電を繰り返し行なう。図１（Ｂ）に示すように、ま
た、図１（Ｄ）に示すように、これら圧電セラミクスの
層１０には、曲がりを生じる。これら電荷のチャ−ジと
その放電を、上記スイッチング作用により、上下両圧電
セラミクスの層１０において、交互に繰り返し行なうこ
とにより、図２（Ａ）に示すように、上下方向でストロ
−ク（変位）させることができ、バイモルフ的ストロ−
クを確保できる。尚、図において、Ｘは、分極（分極方
向）を示す。

【０００８】圧電セラミクスは、その圧電性を利用する
ためには分極Ｘさせることが必要である。分極された状
態では、正の電界に対して伸び、負の電界に対しては縮
む。上記電圧（ＤＣ電圧）Ｙは、例えば、少なくとも分
極し得る電圧以上で、抗電界（分極を完全になくしてし
まう電界）の圧電セラミクスの使用に支障を生じない範
囲で、印加すればよい。上記分極は、例えば、適宜温度
のシリコンオイル中で適宜大きさの電界を一定時間加え
て行なわれる。温度の高い方が低い電界で分極できる
が、温度が高過ぎると抵抗率が低下して電流が流れ絶縁
破壊に至る。分極法には、一旦、キューリ点以上に加熱
した後、電界を印加したまま徐々に冷却する電界冷却法
等がある。

【０００９】上記のように、電荷のチャ−ジとその放電
を、両圧電セラミクスの層１０において、交互に繰り返
し行なうことにより、図示のように、分極方向Ｘと電圧
方向Ｙは一致しているので、従来のバイモルフ圧電アク
チュエータのような消極の問題を生じない。消極（減
極）が起らないので、初期の変位量を確保でき、機械の
停止等を余儀なくされることを防止できる。従来のよう
に、板厚方向にそれぞれ逆方向の電圧を印加して、一方
を伸長させ、他方を、収縮させなくても、屈曲変位を起
こさすことができ、また、圧電不活性のシム材を介さな
くても屈曲変位を起こさせることができる。このよう
に、上側、下側の一方にのみ電圧を印加し、片方向側は
ショ−ト回路を形成させ、これらを交互に繰り返す方式
でも、図示のようにストロ−ク（変位）Ｓをとることは
可能で、バイモルフ的ストロ−クを確保でき、図２
（Ａ）にも示すように、上下方向での合計の２倍のスト
ロ−ク（変位）により、繊維機械用圧電アクチュエー
タ、例えば、靴下編み機の選針装置、機織り機の縦糸制
御装置においては、充分に圧電アクチュエータとして使
用することができる。繊維機械用圧電アクチュエータに
おいて長時間連続したＤＣ電圧を印加しても、消極の問
題を生ぜず、また、変位したままの状態にならず、円滑
に作動させることができる。

【００１０】本発明の圧電アクチュエータにおける圧電
セラミクスの層１０を構成する圧電セラミクスとして
は、各種圧電物質（結晶）を用いることができ、例え
ば、その具体例としては、ＰＺＴと称されるジルコン酸
鉛（ＰｂＺｒＯ₃）とチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ₃）との固
溶体、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ₃）、チタン酸鉛（Ｐ
ｂＴｉＯ₃）、チタン酸バリウム（ＢａＴＩＯ₃）、リン
酸バリウム等が挙げられる。当該圧電物質には、Ｎｂ、
Ｃｏ、Ｍｎ等の添加物を添加することができる。高分子
物質との複合体等でもよい。

【００１１】当該圧電セラミクスの層１０は、単層で
も、複数の圧電セラミクスを重層したものでもよい。例
えば、上側の圧電セラミクスの層１０を７層とし、下側
の圧電セラミクスの層１０も７層とし、全体で１４層の
圧電セラミクスよりなる圧電アクチュエータを構成すれ
ばよい。

【００１２】本発明の圧電アクチュエータにあっては、
図２（Ｂ）に示すように、例えば、上側の圧電セラミク
スの層１０と下側の圧電セラミクスの層１０との厚みを
変えるようにすると、より変位を拡大でき好ましい。例
えば、上側の圧電セラミクスの層１０全体の厚みを下側
の圧電セラミクスの層１０の全体の厚みよりも厚くし、
換言すれば、下側の圧電セラミクスの層１０の全体の厚
みを上側の圧電セラミクスの層１０の全体の厚みよりも
薄く構成するとよい。上側の圧電セラミクスの層および
下側の圧電セラミクスの層において、個々の圧電セラミ
クスの厚みを変化させてもよい。その場合、例えばその
厚みを中心から外側に向かって次第に薄く構成するとよ
い。

【００１３】また、当該圧電セラミクスの層１０におけ
る当該圧電セラミクスの圧電定数ｄ₃₁を、中心から外側
に向かって順次大きく構成すれば、より変位を拡大でき
好ましい。当該圧電定数ｄ₃₁について説明するに、これ
は、圧電セラミクスの評価、測定における圧電定数（圧
電歪定数）を基にしたものである。圧電現象を記述する
基本式には、各種あるが、ｄ形式を採用すればよい。こ
の圧電セラミクスにおける材料定数の求め方としてのｄ
形式は、機械的変数（Ｓ歪）及び電気的変数（Ｄ電気変
位）を次の基本式（１）にて表したものである。

【００１４】

【数１】但し、上記式（１）において、Ｄ、Ｅは、圧電セラミク
スがその結晶構造に高次の対称性を持っているものとし
てのベクトル量を示し、また、Ｔ、Ｓは、対称テルソル
量を示す。更に、ｄは、圧電歪定数、ｓ^Eは、Ｅ＝０の
ときの弾性コンプライアンス、ε^Tは、Ｔ＝０のときの
誘電率である。これらベクトル量Ｄ、Ｅおよび対称テル
ソル量Ｔ、Ｓによる係数マトリクスにおいて、０でない
独立の係数の一つにｄ₃₁係数がある。圧電体を振動子と
して扱い、所謂共振法による評価測定法は、米国では、
ＩＥＥＥＳｔａｎｄａｒｄ１７６−１９７８、我が
国では、電子材料工業会規格ＥＭＡＳ−６００１〜６０
０６、国際的には、ＩＥＣＳｔａｎｄａｒｄＰｕｂ
ｌｉｃａｔｉｏｎ４８３１ｓｔｅｄｉｔｉｏｎと
して制定されている。圧電定数ｄ₃₁は、次の式（２）か
ら導き出される。

【００１５】

【数２】但し、上記式（２）において、κは、電気機械結合係数
であり、矩形板の長さ振動をκ₃₁としてある。尚、圧電
定数ｄ₃₁の単位は、Ｃ／Ｎ（ｍ／Ｖ）である。円柱の縦
振動における次式（３）より求めた圧電定数ｄ₃₃は、積
層型全体についての数値であり、本発明では、積層され
た個々の圧電セラミクスについての圧電定数ｄ₃₁が上記
を満たしているとよい。

【００１６】

【数３】但し、上記式において、κは、電気機械結合係数であ
り、円柱の縦振動をκ₃₃としてある。

【００１７】積層された個々の圧電セラミクスについて
の圧電定数ｄ₃₁は、前記で例示したような圧電物質、例
えば、ＰＺＴと称されるジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ₃）
とチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ₃）との固溶体、ジルコン酸
鉛（ＰｂＺｒＯ₃）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ₃）、チタ
ン酸バリウム（ＢａＴＩＯ₃）、リン酸バリウム等の組
成、材料を適宜選択することにより調整することができ
る。

【００１８】本発明による圧電アクチュエータは、例え
ば、次のようにして得ることができる。圧電セラミクス
の仮焼粉末に有機溶剤、バインダ、可塑剤および分散剤
等を添加し、混合し、グリンシートを製造し、適当な大
きさに打ち抜き、Ａｇ−Ｐｄ、Ｐｄ等よりなる内部電極
用導体ペーストをスクリーン印刷し、これらグリーンシ
ートを必要枚数積層し、プレス成形し、一体化させる。
グリーンシートは、プレスにて加熱（通常５００〜６０
０℃）後、例えば１２００℃程度で焼成し、セラミクス
積層体を得る。当該積層体を切断後、絶縁、外部電極付
けをする。内部電極を一層おきに電気的に並列接続す
る。他、当該積層型圧電アクチュエータの製造には、前
記グリンシート法と呼ばれる積層セラミックコンデンサ
の技法を用いることができる。得られた積層体は、前記
のように、その圧電性を利用するために、分極させる。

【００１９】上記圧電アクチュエータの製造は、接着剤
により、一体化して行なってもよいが、上記のように、
接着剤を用いずに、かつ、全体を通して同一材料で構成
して、それらを、内部電極用導体ペーストを介在させて
一体化することが好ましい。接着剤を用いずに、かつ、
同一材料で構成して、一体化すれば、接着強度が向上
し、接着工程を省略でき、コストを安くでき、しかも、
同一材料で構成すれば、熱膨張係数を合わせることがで
きる。

【００２０】次に、本発明が適用できるような繊維機械
用圧電アクチュエータについて、靴下編み機の選針装
置、機織り機の縦糸制御装置を例にとって説明する。図
５に示すように、柄編み丸編機や柄編み横編機等の靴下
柄編み機において、フロッピーディスク等の記憶装置に
記憶された柄編成手順を編成針の上下動に伝達するため
に選針装置（選針圧電アクチュエータ）が用いられる。
編成針１４の上下動をつかさどる選針装置１５を、編成
シリンダ−１６の周囲に多数配設し、当該選針装置１５
を、柄出しコントローラ１７に接続し、当該柄出しコン
トローラ１７から柄編成手順を送り込み、編成針１４の
上下動を行って、靴下の柄編み編成を行う。ここでは図
示していないが、編成針の下部には、バットを突設した
選針ジャックを多数配設し、当該ジャックの上部に編成
針１４を多数当接し、編成シリンダ−１６に編み糸１８
をボビン１９から供給し、選針装置１５を選針ジャック
に作用させて上記のような編成針１４の上下動を行って
靴下の柄編み編成を行う。尚、選針装置１５を、直接、
編成針１４に作用させてもよい。

【００２１】当該選針装置１５の一例は、図３に示すよ
うに、圧電アクチュエータ２０を多段に支持体（ハウジ
ング）２１に支持させ、圧電アクチュエータ２０の端部
にフィンガ２２を取り付け、フィンガ２２の先端部を支
持体２１のストッパ−部２３の開口部２４から外部に突
き出しさせて、柄出しコントローラ１７からリード線２
５を介して当該圧電アクチュエータ２０を動作させ、さ
らに、フィンガ２２の作動により、前記のように、編成
針１４の上下動を行って、靴下の柄編み編成を行う。

【００２２】当該選針動作の一例を、圧電式のプレス方
式について説明するに、図４（Ｂ）に示すように、前記
柄出しコントローラ１７からリード線２５を介して圧電
アクチュエータ２０に電圧を印加した時（あるいは正の
パルスを印加した時）には、圧電アクチュエータ２０を
湾曲させ、フィンガ２２を例えば下向きにし、選針ジャ
ック２６のバット２７をプレスせず、その為、選針ジャ
ック２６は、垂直位置を保ち、その結果、選針ジャック
２６の下端の上げカム用バット２８が上げカム２９に係
合し、選針ジャック２６およびその上方に当接する編成
針１４を上昇運動させ、その結果、編成針１４による編
み目の形成が行われる。一方、図４（Ａ）に示すよう
に、電圧を印加しない時（あるいは負のパルスを印加し
た時）には、圧電アクチュエータ２０が湾曲せず、した
がって、選針ジャック２６のバット２７をプレスし、そ
の為、選針ジャック２６の下端の上げカム用バット２８
が上げカム２９に係合せず、選針ジャック２６の上方に
当接した網成針１４に編成作動を与えないようになって
いる。

【００２３】次に、図６および図７に従い、機織り機の
たて糸制御装置における圧電アクチュエータについて説
明する。織機の一般的な原理は、平織の場合、たて糸を
ヘルド（綜こう）に通し、該ヘルドの上下によって二つ
のグル−プに分け、開口を形成し、横糸をシャトルによ
って開口内に入れ、織前に押し付け、次いで、たて糸の
別の組み合わせを作り、これに横糸を入れ織り進んでい
く。当該ヘルド（綜こう）の制御、延ては、たて糸の制
御に、圧電アクチュエータが用いられる。図６および図
７に示すように、圧電アクチュエータ２０の端部にフィ
ンガ２２を取り付け、図示が省略されているが、当該圧
電アクチュエータ２０と綜こう制御装置とを電気的に接
続し、当該圧電アクチュエータ２０を動作させ、フィン
ガ２２の作動により、制御棒３１の下部に接続したヘル
ド（綜こう）（図示せず）の制御をし、延ては、たて糸
の制御を行う。その動作は、圧電アクチュエータ２０に
電圧（パルス）を印加すると、圧電アクチュエータ２０
は、屈曲変位し、当該圧電アクチュエータ２０にはフィ
ンガ２２が連結されているので、このフィンガ２２も圧
電アクチュエータ２０の屈曲変位（湾曲運動）に追従し
て動く。フィンガ２２には、フック部３０（フック穴で
もよい。）が設けられているので、同様にフック部また
は穴３１０が設けられている制御棒３１を、当該フィン
ガ２２により、係合し、一方、圧電アクチュエータ２０
に電圧（パルス）が印加されていないときには、フィン
ガ２２は、制御棒３１と係合せず、離れた位置を保持
し、かくて、フィンガ２２は、制御棒３１を選択的に係
合保持することができる。上記のように、制御棒３１
は、その図示が省略されているが、そのフック部または
穴３１０下部においてヘルド（綜こう）に接続されてい
る。制御棒３１は、ヘルドに作動的に連動し、当該ヘル
ドを制御し、たて糸の制御を行なう。

【００２４】当該圧電アクチュエータを前記のような機
織り機の縦糸制御装置や靴下編み機の選針装置に使用す
る場合、前記実施例に示すように、当該圧電アクチュエ
ータ２０の湾曲運動を阻害しないような形態にすること
が好ましい。その方法は、靴下編み機の選針装置１５の
例で言えば、圧電アクチュエータ２０の後端部に球状体
３４を取り付け、この球状体３４を取付けた圧電アクチ
ュエータ２０の当該後端部を、支持体２１の圧電アクチ
ュエータ取付部３５の溝部３６内に嵌挿し、当該球状体
３４の球状部が当該圧電アクチュエータ取付部３５の溝
部３６内で可動できるようにし、それに伴い、圧電アク
チュエータ２０の後端部を可動可能とする。また、圧電
アクチュエータ２０の先端部にも、上記と同様の球状体
３４を取り付け、当該球状体３４が当該フィンガ２２の
後端部３７内で可動することができるようにし、それに
より、圧電アクチュエータ２０の先端部も可動可能とす
る。さらに、圧電アクチュエータ２０の後端部と先端部
との中途位置に回転体３８を固着して取付け、当該回転
体３８の両端部を支持体２１の回転体取付部（途中支点
部）３９に回転可能に架設して、当該回転体３８の回転
に伴い、圧電アクチュエータ２０の後端部と先端部との
中途位置の動きを止めないようにする。この方式および
装置によれば、圧電アクチュエータ２０が自由に可動
し、その動きを妨げず、途中支点が形成されので、格段
に選針スピードが早くすることができ、圧電アクチュエ
ータ２０が長寿命のものとなるなどの優れた利点があ
る。この点、機織り機の縦糸制御装置についても同様で
あり、圧電アクチュエータ２０の上端部に球状体３４を
取り付け、当該球状体３４を支持体（制御棒保持器）２
１に設けた溝部３６に当該溝部３６内において可動可能
に支持させるとともに、その下端部をフィンガ２２に可
動可能に連結させ、かつ、圧電アクチュエータ２０の上
端部と下端部との中途位置を、当該制御棒保持器２１に
回転可能に付設した回転体３８に固定させ、圧電アクチ
ュエータ２０の上端部や下端部およびそれらの中途位置
を、圧電アクチュエータ２０の湾曲運動に追従して可動
し得るようにし、圧電アクチュエータ２０の湾曲運動を
阻害しないようにすると、制御棒３１の制御動作、ヘル
ド、更には、たて糸の選択制御動作のスピードを向上さ
せることができ、また、圧電アクチュエータ２０の寿命
も長くすることができ、印加電圧もより一層低くするこ
とができるなどの利点を有しさせることができる。

【００２５】以上本発明によってなされた発明を実施例
にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるのもではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前
記実施例では、スイッチを用いた例を示したが、スイッ
チ機能を発揮し得るものであれば、他のものでもよく、
例えば、電界効果（ＦＥＴ）トランジスタ等で構成され
た各種スイッチング素子を用いることができる。本発明
の機織り機の縦糸制御装置は、ジャガ−ドにより提唱さ
れた紋様に応じて孔の開けられたカ−ドを用い、カ−ド
の孔に対応する位置の竪針だけを引上げ、通糸を介し
て、その竪針に連結されている経糸だけを引上げ、引上
げた経糸と原位置にとどまる経糸との間にひぐちを作る
ようにしたジャガ−ド装置において主に用いられる。本
発明は、靴下編み機の選針装置において、前記プレス方
式に代えてすくい上げ方式の圧電アクチュエータとして
も適用できる。

【００２６】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。すなわち、本発明によれば、常に、
分極方向と印加する電圧（電界）の方向とが一致させる
ことができ、減極（消極）の問題を生じず、減極（消
極）による変位量の低下がなく、初期の変位量を保持す
ることができる。従来は、バイモルフ型素子でなければ
変位（量）が小さく、実際使用には適なさいとされてい
たが、繊維機械用圧電アクチュエータへの適用を可能と
し、屈曲変位が可能なベンデング型の圧電アクチュエー
タを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、本発明の実
施例を示す圧電アクチュエータの要部構成図および同圧
電動作説明図である。

【図２】図２（Ａ）は、本発明の実施例を示す当該圧電
アクチュエータ動作説明図、図２（Ｂ）は、本発明の実
施例を示す圧電アクチュエータの要部断面図である。

【図３】図３は、本発明の実施例を示す当該圧電アクチ
ュエータが使用される靴下編み機の選針装置の断面図で
ある。

【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、当該靴下編
み機の選針装置における圧電アクチュエータの選針動作
説明図である。

【図５】図５は、靴下編み機の説明図である。

【図６】図６（Ａ）は、本発明の実施例を示す当該圧電
アクチュエータが使用される機織り機の縦糸制御装置の
平面図、図６（Ｂ）は、本発明の実施例を示す当該圧電
アクチュエータが使用される機織り機の縦糸制御装置の
断面図である。

【図７】図７（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、当該機織り
機の縦糸制御装置における圧電アクチュエータの制御動
作説明図である。

【図８】図８（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、従来例のバ
イモルフ型圧電素子の構成図である。

【図８】図９は、従来例の圧電素子の構成図である。

【符号の説明】

１０…圧電セラミックス１１…電極１２…圧電アクチュエータ１３…シム材１４…編成針１５…選針装置１６…編成シリンダ− １７…柄出しコントローラ１８…編み糸１９…ボビン２０…圧電アクチュエータ２１…支持体（ハウジング）２２…フィンガ２３…ストッパ−部２４…開口部２５…リード線２６…選針ジャック２７…バット２８…上げカム用バット２９…上げカム３０…フック部３１…制御棒３２…コア材３３…分極形態３４…球状体３５…圧電アクチュエータ取付部３６…溝部３７…フィンガ２２の後端部３８…回転体３９…回転体取付部

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【手続補正書】

【提出日】平成９年１１月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図５】図５は、靴下編み機の説明図である。

【図９】図９は、従来例の圧電素子の構成図である。

【符号の説明】１０…圧電セラミックス１１…電極１２…圧電アクチュエータ１３…シム材１４…編成針１５…選針装置１６…編成シリンダー１７…柄出しコントローラ１８…編み糸１９…ボビン２０…圧電アクチュエータ２１…支持体（ハウジング）２２…フィンガ２３…ストッパー部２４…開口部２５…リード線２６…選針ジャック２７…バット２８…上げカム用バット２９…上げカム３０…フック部３１…制御棒３２…コア材３３…分極形態３４…球状体３５…圧電アクチュエータ取付部３６…溝部３７…フィンガ２２の後端部３８…回転体３９…回転体取付部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の圧電セラミクスの層を積層してな
る圧電アクチュエータにおいて、スイッチング素子によ
る切換動作により当該複数の圧電セラミクスの層の一層
への電圧の印加による電荷のチャ−ジとそのチャ−ジさ
れた電荷の放電とを交互に繰り返し行なうようにしてな
ることを特徴とする消極しない繊維機械用圧電アクチュ
エータ。
【請求項２】電圧の印加が、直流電圧によることを特
徴とする、請求項１に記載の消極しない繊維機械用圧電
アクチュエータ。
【請求項３】繊維機械用圧電アクチュエータが、複数
の圧電セラミクスの層のみを積層してなり、シム材を介
さずに積層されてなることを特徴とする、請求項１に記
載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】繊維機械用圧電アクチュエータが、靴下編
み機の選針装置における圧電アクチュエータであること
を特徴とする、請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】繊維機械用圧電アクチュエータが、機織り
機の縦糸制御装置における圧電アクチュエータであるこ
とを特徴とする、請求項１に記載の圧電アクチュエー
タ。