JPS59175387A - 機械的増幅機構 - Google Patents
機械的増幅機構Info
- Publication number
- JPS59175387A JPS59175387A JP58049249A JP4924983A JPS59175387A JP S59175387 A JPS59175387 A JP S59175387A JP 58049249 A JP58049249 A JP 58049249A JP 4924983 A JP4924983 A JP 4924983A JP S59175387 A JPS59175387 A JP S59175387A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hinge
- displacement
- piezoelectric
- arm
- electrostrictive element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 10
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 10
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 241000473391 Archosargus rhomboidalis Species 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/04—Constructional details
- H02N2/043—Mechanical transmission means, e.g. for stroke amplification
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は圧電もしくは電歪素子を用いた機械的増幅機構
に関するものである。
に関するものである。
従来より、電気・機械変換装置として電磁式のものがあ
り、一般ζこ大きなストロークが得られるため広く使用
されているが、コイルに電流を流すため、コイルの発熱
は避けられず、エネルギ変換効率が悪く、高速化の問題
点となっている。
り、一般ζこ大きなストロークが得られるため広く使用
されているが、コイルに電流を流すため、コイルの発熱
は避けられず、エネルギ変換効率が悪く、高速化の問題
点となっている。
そこで近年、エネルギ変換効率がよくかつ高速駆動でき
る圧電もしくは電歪素子を用いた装置が考えられてきて
いるが、圧電、もしくは電歪素子に電圧を印加した時生
じる変位は、十数μｍと微少なため、その微小変位を効
率よく拡大する機械的増幅機構が必要である。
る圧電もしくは電歪素子を用いた装置が考えられてきて
いるが、圧電、もしくは電歪素子に電圧を印加した時生
じる変位は、十数μｍと微少なため、その微小変位を効
率よく拡大する機械的増幅機構が必要である。
従来の、圧電もしくは電歪素子を用いた機械的増幅機構
の一実施例として第１図に示す印字機構がある。第１図
（ａ）は圧電もしくは電歪素子１に電圧を印加しない状
態を示し、圧電もしくは電歪素子１に電圧を印加すると
、第１図（ｂ）に示すように、圧電もしくは電歪素子１
は変位し、接続部２および３とアーム４よりなるレバー
機構により圧電もしくは電歪素子１の変位は拡大され、
アーム４の先端に取り付けられた作用素子としてのワイ
ヤ５でもってドツトを印字することができる。この場合
の変位拡大率は機何学的にへ、となる。圧電もしくは電
歪素子１の変位を１０μｍ１ワイヤ５のストロークを１
門とした場合、変位拡大率は１００倍必要になる。つ才
り、４＝２ｔｒｍとするとｌ、＝２００鯛となり大型化
する欠点がある。また、圧電もしくは電歪素子１に電圧
を印加した際、圧電もしくは電歪素子ｌとレバー機構の
固定部材６１こは大きな力が加わるため、第２図に示す
ように、固定部材６が変形し、圧電もしくは電歪素子１
の変位が接続部２および３とアーム４よりなるレバー機
構に十分伝達されずワイヤ５のストロークが十分に得ら
れない。十分なワイヤ５のストロークを得るためには１
２を太きくする必要があり、大型化する欠点がある。
の一実施例として第１図に示す印字機構がある。第１図
（ａ）は圧電もしくは電歪素子１に電圧を印加しない状
態を示し、圧電もしくは電歪素子１に電圧を印加すると
、第１図（ｂ）に示すように、圧電もしくは電歪素子１
は変位し、接続部２および３とアーム４よりなるレバー
機構により圧電もしくは電歪素子１の変位は拡大され、
アーム４の先端に取り付けられた作用素子としてのワイ
ヤ５でもってドツトを印字することができる。この場合
の変位拡大率は機何学的にへ、となる。圧電もしくは電
歪素子１の変位を１０μｍ１ワイヤ５のストロークを１
門とした場合、変位拡大率は１００倍必要になる。つ才
り、４＝２ｔｒｍとするとｌ、＝２００鯛となり大型化
する欠点がある。また、圧電もしくは電歪素子１に電圧
を印加した際、圧電もしくは電歪素子ｌとレバー機構の
固定部材６１こは大きな力が加わるため、第２図に示す
ように、固定部材６が変形し、圧電もしくは電歪素子１
の変位が接続部２および３とアーム４よりなるレバー機
構に十分伝達されずワイヤ５のストロークが十分に得ら
れない。十分なワイヤ５のストロークを得るためには１
２を太きくする必要があり、大型化する欠点がある。
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去せしめて
、小型 軽量・低電力・低発熱で高速な機械的増幅機構
を提供することにある。
、小型 軽量・低電力・低発熱で高速な機械的増幅機構
を提供することにある。
本発明をこよれば、曲げ変形可能なヒンジと変形しくこ
くいアームより構成されたレバー機構を２段直列にヒン
ジで接続して変位拡大機構を構成し、前記変位拡大機構
の入力端に、汁眠もしくは電歪素子をヒンジを介して接
続し、前記変位拡大機構の固定部と前記圧電もしくは電
歪素子の固定部を、囲まれたわく状のフレームの内部ｌ
こ固定し、前記変位拡大機構の出力端Ｉこ作中素子を接
続してなることを特徴とする機械的増幅機構が得られる
。
くいアームより構成されたレバー機構を２段直列にヒン
ジで接続して変位拡大機構を構成し、前記変位拡大機構
の入力端に、汁眠もしくは電歪素子をヒンジを介して接
続し、前記変位拡大機構の固定部と前記圧電もしくは電
歪素子の固定部を、囲まれたわく状のフレームの内部ｌ
こ固定し、前記変位拡大機構の出力端Ｉこ作中素子を接
続してなることを特徴とする機械的増幅機構が得られる
。
以下本発明について実施例を示す図面を参照しよりＩＰ
ｉ目のレバー機構ヲ構成し、ヒンジ１０ａアームにより
２段目のレバー機構を構成し、１段目のレバー機構と２
段目のレバー機構をヒンジ９で直列に接続し変位拡大機
構を構成している。前記変位拡大機構の入力端７ｂｉこ
圧電もしくは電歪素子１３の一端７ａ！５ヒンジ７を介
して接続し、圧電もしくは電歪素子１３の固定部１３ａ
と、前記変位拡大機構の固定部８ａと１０ａを囲まれた
わく状のフレーム１４の内部に接続している。また印字
するための作用素子としてのワイヤ１５の一端を前記変
位拡大機構の出力端Ｔなわちアーム１２の先端１２ａに
接続し、ワイヤ１５の他端１５ａはフレーム１４に空け
た穴を通してフレーム１４の外に出している。圧電もし
くは電歪素子１３の微小変位は前記変位拡大機構により
伝達・拡大され、作用素子亡してのワイヤ１５に伝わる
。ここでヒンジとは曲は変形が可能な部材をさし、アー
ムとは変形しにくい部材のことをいう。第３１ン順）（
こ示すように、アーム１１のヒンジ７の接続部７ｂとヒ
ンジ８の接続ｐ（（８ｂの距離を１３、アーム１１のヒ
ンジ９の接続部９ａと８ｂのｄ１離を１４、アーム１２
のヒンジ９の接続部９ｂとヒンジ１０の接続部］Ｏｂの
距耐ｆ ＩＪ ｓ、ワイヤｉ５ａと］Ｏｂの距離をｊ６
、とすると、変位拡大率は幾倍必要な場合を考えるとＡ
３＝６５−２醍 １． ＝Ａ、 −２０門と丁れはよく
、第１図に示す従来の場合（ｌｚ＝ ２００ ｍ ）に
比べ非常に小型化できる。また、本発明の場合、圧電も
しくは電歪素子と変位拡大機構をフレームの内部に配備
し、フレームを固定部材としているため、圧電もしくは
電歪素子に電圧を印加した際に固定部材すなわちフレー
ムが力を受けて変形する量が従来の場合に比べて非常ζ
こ小 ′さく、圧■１もしくは電歪素子の微小変位を
効率よく伝達・拡大することができる。
ｉ目のレバー機構ヲ構成し、ヒンジ１０ａアームにより
２段目のレバー機構を構成し、１段目のレバー機構と２
段目のレバー機構をヒンジ９で直列に接続し変位拡大機
構を構成している。前記変位拡大機構の入力端７ｂｉこ
圧電もしくは電歪素子１３の一端７ａ！５ヒンジ７を介
して接続し、圧電もしくは電歪素子１３の固定部１３ａ
と、前記変位拡大機構の固定部８ａと１０ａを囲まれた
わく状のフレーム１４の内部に接続している。また印字
するための作用素子としてのワイヤ１５の一端を前記変
位拡大機構の出力端Ｔなわちアーム１２の先端１２ａに
接続し、ワイヤ１５の他端１５ａはフレーム１４に空け
た穴を通してフレーム１４の外に出している。圧電もし
くは電歪素子１３の微小変位は前記変位拡大機構により
伝達・拡大され、作用素子亡してのワイヤ１５に伝わる
。ここでヒンジとは曲は変形が可能な部材をさし、アー
ムとは変形しにくい部材のことをいう。第３１ン順）（
こ示すように、アーム１１のヒンジ７の接続部７ｂとヒ
ンジ８の接続ｐ（（８ｂの距離を１３、アーム１１のヒ
ンジ９の接続部９ａと８ｂのｄ１離を１４、アーム１２
のヒンジ９の接続部９ｂとヒンジ１０の接続部］Ｏｂの
距耐ｆ ＩＪ ｓ、ワイヤｉ５ａと］Ｏｂの距離をｊ６
、とすると、変位拡大率は幾倍必要な場合を考えるとＡ
３＝６５−２醍 １． ＝Ａ、 −２０門と丁れはよく
、第１図に示す従来の場合（ｌｚ＝ ２００ ｍ ）に
比べ非常に小型化できる。また、本発明の場合、圧電も
しくは電歪素子と変位拡大機構をフレームの内部に配備
し、フレームを固定部材としているため、圧電もしくは
電歪素子に電圧を印加した際に固定部材すなわちフレー
ムが力を受けて変形する量が従来の場合に比べて非常ζ
こ小 ′さく、圧■１もしくは電歪素子の微小変位を
効率よく伝達・拡大することができる。
第４図４こ本発明をシリアルプリンタ印字ヘッドに濾用
した場合の一実施例ｆ’；’ノｉｊ）・「面図を示す。
した場合の一実施例ｆ’；’ノｉｊ）・「面図を示す。
本発明の場合、小型・軽量であり、圧電もしくは瞥１否
素子を用いているため低電力かつ低発熱となり、高密度
実装が可能と７ｊす、高速で６１＃ｌ恰ｔｊ印字ヘッド
に向いている。
素子を用いているため低電力かつ低発熱となり、高密度
実装が可能と７ｊす、高速で６１＃ｌ恰ｔｊ印字ヘッド
に向いている。
第５図は本発明をラインプリンタ用Ｉ：１１字ヘッドに
虐用しｆこ場合の一実施例を示ｙ＆＋尻図である。
虐用しｆこ場合の一実施例を示ｙ＆＋尻図である。
ラインプリンタ用印字ヘッドの場合、通常印字機構が６
０〜１４０個位横ζこ並ぶため、本発明の効果・低発熱
さらには低価格にすることができる。
０〜１４０個位横ζこ並ぶため、本発明の効果・低発熱
さらには低価格にすることができる。
第６図は本発明をリレー装首にｉ＋４用した場合の一実
施例を示す図である。作用素子として司餉接点１６を用
いＣいる。圧電もしくは電１φ素子１３に電圧を印加し
ない時は、可動接点１６は固定接点１７に接している。
施例を示す図である。作用素子として司餉接点１６を用
いＣいる。圧電もしくは電１φ素子１３に電圧を印加し
ない時は、可動接点１６は固定接点１７に接している。
圧Ｍ１もしくは重、歪素子１３に電、圧を印加すると、
圧電、もしくは電歪素子１３の餓小変位はヒンジ７．８
．９．１０とアーム１１．１２より構成される変位拡大
機構（こより伝達・拡大され町＠接点１６Ｉこ伝わり、
可動接点１６は固定接点１７を離れ別の固定接点１８に
接する。なおＣの場合においても、本発明の効果は同様
に発揮される。
圧電、もしくは電歪素子１３の餓小変位はヒンジ７．８
．９．１０とアーム１１．１２より構成される変位拡大
機構（こより伝達・拡大され町＠接点１６Ｉこ伝わり、
可動接点１６は固定接点１７を離れ別の固定接点１８に
接する。なおＣの場合においても、本発明の効果は同様
に発揮される。
以上のように、本発明によれは小型・軽量・低電力・低
発熱で高速な機械的増幅機構が得られる。
発熱で高速な機械的増幅機構が得られる。
第１図（ａ）、（ｂ）および第２図は圧電もしくは電歪
素子を用いた機械的増幅機構の従来の一実施例を示す図
、第３図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例を示す図、
第４図は本発明をソリアルプリンタ印字ヘッドに用いた
一実施例を示すＩ！ｊｉ面図、第５図は本発明を１イン
プリンタ用印字ヘッドに用いた一実施例を示す斜視図、
第６図は本発明をリレー装置に適用した一実施例を示す
図である。 １．１３・・・・・・圧電もしくは電歪素子、２．３・
・・・・・接続部、４．１１．１２・・・・・・アーム
、５．１５・・・・・・ワイヤ、６・・・・・・固定部
材、７．８．９．１０・°゛・・・ヒンジ、１４・・・
・・・フレーム、１６・・・・・・可動接点、１７．１
８・・・・・・固定接点 ｆい人 ブを埋土 内 原 晋 第１図 第 ２ 図 ５ 第３図 （（１） （ｂ） １０９１４ 第５図 ＼″＼ ４ｊ２
素子を用いた機械的増幅機構の従来の一実施例を示す図
、第３図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例を示す図、
第４図は本発明をソリアルプリンタ印字ヘッドに用いた
一実施例を示すＩ！ｊｉ面図、第５図は本発明を１イン
プリンタ用印字ヘッドに用いた一実施例を示す斜視図、
第６図は本発明をリレー装置に適用した一実施例を示す
図である。 １．１３・・・・・・圧電もしくは電歪素子、２．３・
・・・・・接続部、４．１１．１２・・・・・・アーム
、５．１５・・・・・・ワイヤ、６・・・・・・固定部
材、７．８．９．１０・°゛・・・ヒンジ、１４・・・
・・・フレーム、１６・・・・・・可動接点、１７．１
８・・・・・・固定接点 ｆい人 ブを埋土 内 原 晋 第１図 第 ２ 図 ５ 第３図 （（１） （ｂ） １０９１４ 第５図 ＼″＼ ４ｊ２
Claims (1)
- 曲げ変形可能なヒンジと変形しにくいアームより構成さ
れたレバー機構を２段直列ζこヒンジで接続して変位拡
大機構を構成し、前記変位拡大機構の入力端に圧電もし
くは電歪素子をヒンジを介して接続し、前記変位拡大機
構の固定部と前記圧電、もしくは電歪素子の固定部を囲
才れ１こわく状のフレームの内部に固定し、前記変位拡
大機構の出力端に作用素子を接続してなることを特徴と
する機械的増幅機構、
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58049249A JPS59175387A (ja) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | 機械的増幅機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58049249A JPS59175387A (ja) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | 機械的増幅機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59175387A true JPS59175387A (ja) | 1984-10-04 |
Family
ID=12825569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58049249A Pending JPS59175387A (ja) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | 機械的増幅機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59175387A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63226708A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 微細位置決め装置 |
| JPS6454515A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-02 | Hitachi Construction Machinery | Minute displacement mechanism |
| JPS6454516A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-02 | Hitachi Construction Machinery | Minute displacement mechanism |
| JPS6454514A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-02 | Hitachi Construction Machinery | Minute displacement mechanism |
| US4855633A (en) * | 1985-12-25 | 1989-08-08 | Tokyo Juki Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric actuator |
| US5004946A (en) * | 1989-07-06 | 1991-04-02 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Parallel four-link mechanism |
| JPH0587563A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-06 | Techno Sugaya:Kk | 歪み拡大検出方法及び歪み拡大検出センサ |
-
1983
- 1983-03-24 JP JP58049249A patent/JPS59175387A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4855633A (en) * | 1985-12-25 | 1989-08-08 | Tokyo Juki Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric actuator |
| JPS63226708A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 微細位置決め装置 |
| JPS6454515A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-02 | Hitachi Construction Machinery | Minute displacement mechanism |
| JPS6454516A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-02 | Hitachi Construction Machinery | Minute displacement mechanism |
| JPS6454514A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-02 | Hitachi Construction Machinery | Minute displacement mechanism |
| US5004946A (en) * | 1989-07-06 | 1991-04-02 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Parallel four-link mechanism |
| JPH0587563A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-06 | Techno Sugaya:Kk | 歪み拡大検出方法及び歪み拡大検出センサ |
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