JPS59177825A - 圧電継電器 - Google Patents
圧電継電器Info
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- JPS59177825A JPS59177825A JP58051231A JP5123183A JPS59177825A JP S59177825 A JPS59177825 A JP S59177825A JP 58051231 A JP58051231 A JP 58051231A JP 5123183 A JP5123183 A JP 5123183A JP S59177825 A JPS59177825 A JP S59177825A
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- strain
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
- F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (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】
本発明は電圧の印加により歪を発生する圧電素子を用い
た圧電継電器に関し、詳述するならば複数個の圧電素子
を積層して縦効果歪を増加させる積層形圧電駆動体を接
点開閉駆動源とする圧電継電器に関する。
た圧電継電器に関し、詳述するならば複数個の圧電素子
を積層して縦効果歪を増加させる積層形圧電駆動体を接
点開閉駆動源とする圧電継電器に関する。
一般に、圧電素子は電気音響変換素子及びフィルタなど
振動素子として実用に供されている電気エネルギ・機械
エネルギ変換素子であるが、近年非振動状態で数μｍ−
数１００μｍの微小変位全電気的に制御する１駆動体に
この駆動体にこの素子を応用することが推進されている
。周知のとおり、圧電素子に電界が印加されると圧電気
逆効果により機械歪及び応力を生じ圧電素子は変位する
。ここで、電界と平行方向に発生する圧電素子の機械歪
は縦効果歪、且つ電界と垂直方向に発生する機械歪は横
如梁歪といわれている。この縦効果歪は一般に横効果歪
より大きく、従って縦効果歪を利用する方がエネルギ変
換効率は高い。一方１発生する歪の大きさは圧電素子構
成材料によって異るが、加えられる電界強度に大きく依
存する。横効果歪を利用した圧電駆動体は一定の印加電
圧でも電界と垂直方向の寸法に比例しだ変位量が得られ
る。しかしながら、縦効果歪を利用する圧電駆動体では
印加電圧を一定にして歪発生方向の寸法を増加すると電
界強度′の低下を招くため変位量は大きくならない。従
って、縦効果歪利用の圧電駆動体の場合、大きな変位量
を得るには印加電圧を増大させて電界強度を補償する必
要がある。しかし、圧電駆動体を駆動する半導体スイッ
チング素子などから成る駆動制御回路は低耐圧回路であ
るため印加電圧の高さは必然的に制限される。これは、
縦効果歪を生じる圧電枢動体の実用化において大きな問
題となっている。
振動素子として実用に供されている電気エネルギ・機械
エネルギ変換素子であるが、近年非振動状態で数μｍ−
数１００μｍの微小変位全電気的に制御する１駆動体に
この駆動体にこの素子を応用することが推進されている
。周知のとおり、圧電素子に電界が印加されると圧電気
逆効果により機械歪及び応力を生じ圧電素子は変位する
。ここで、電界と平行方向に発生する圧電素子の機械歪
は縦効果歪、且つ電界と垂直方向に発生する機械歪は横
如梁歪といわれている。この縦効果歪は一般に横効果歪
より大きく、従って縦効果歪を利用する方がエネルギ変
換効率は高い。一方１発生する歪の大きさは圧電素子構
成材料によって異るが、加えられる電界強度に大きく依
存する。横効果歪を利用した圧電駆動体は一定の印加電
圧でも電界と垂直方向の寸法に比例しだ変位量が得られ
る。しかしながら、縦効果歪を利用する圧電駆動体では
印加電圧を一定にして歪発生方向の寸法を増加すると電
界強度′の低下を招くため変位量は大きくならない。従
って、縦効果歪利用の圧電駆動体の場合、大きな変位量
を得るには印加電圧を増大させて電界強度を補償する必
要がある。しかし、圧電駆動体を駆動する半導体スイッ
チング素子などから成る駆動制御回路は低耐圧回路であ
るため印加電圧の高さは必然的に制限される。これは、
縦効果歪を生じる圧電枢動体の実用化において大きな問
題となっている。
上述したことにより、これまで圧電駆動体を接点開閉駆
動源とする圧電継電器としては、特開昭５５−１１５２
３５号公報等に開示されるようなもの、すなわち横効果
歪を生じる圧電素子より成る圧電駆動体を用いたものが
多数提案されるに留まっている。
動源とする圧電継電器としては、特開昭５５−１１５２
３５号公報等に開示されるようなもの、すなわち横効果
歪を生じる圧電素子より成る圧電駆動体を用いたものが
多数提案されるに留まっている。
ここで、従来の圧電継電器の構成例について、図面を参
照して説明する。
照して説明する。
まず、第１図（ａ）を参照して横効果歪材用圧電駆動体
の一構成例としてバイモルフ振動子について説明する。
の一構成例としてバイモルフ振動子について説明する。
バイモルフ振動子１０は二枚の圧電素子１１ａ、ｌｌｂ
を三枚の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃで恍み貼合せ、電
極１．２ａ、１２ｂ、１２ｃ、を並列接続した端山 子１３ａ、１３ｂを駆動電圧入力端子として設は圧電駆
動体を成し、符号■・ｅのＩＷｊで電界Ｅを生じるよう
に電圧を端子１３ａ、１３ｂに印加するときは、分極Ｐ
を有する圧電素子１１ａ、 ｌｌｂが電界Ｅに垂直に、
又分極Ｐの向きとの関係で一方は伸長し且つ他方が縮少
する矢印方向に歪み、従ってバイモルフ振動子１０は第
１図（ａ）における破線のように下方向に湾曲する。す
なわち、分極及び電界の方向に対し垂直方向に変位する
圧電素子の横効果φを利用したものである。
を三枚の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃで恍み貼合せ、電
極１．２ａ、１２ｂ、１２ｃ、を並列接続した端山 子１３ａ、１３ｂを駆動電圧入力端子として設は圧電駆
動体を成し、符号■・ｅのＩＷｊで電界Ｅを生じるよう
に電圧を端子１３ａ、１３ｂに印加するときは、分極Ｐ
を有する圧電素子１１ａ、 ｌｌｂが電界Ｅに垂直に、
又分極Ｐの向きとの関係で一方は伸長し且つ他方が縮少
する矢印方向に歪み、従ってバイモルフ振動子１０は第
１図（ａ）における破線のように下方向に湾曲する。す
なわち、分極及び電界の方向に対し垂直方向に変位する
圧電素子の横効果φを利用したものである。
噛 次に、このようなバイモルフ振動子を使用した従来
の圧電継電器の一例を第１図（ｂ）を参照して説明する
。第１図（ｂ）において、バイモルフ振動子ｌＯの一端
は基板１４に固着され、他端は可動接点１５を備え、こ
の＝Ｊ動接点１５はリード線１５１によって出力端子１
５ｔＫ接続される。固定接点１６は一端を基板１４に固
着されたリードばね板１６８の他端に、前記可動接点１
５に対峙して設けられ端子１６ｔによって電気回路に接
続される。以上の構成により、端子１３ａ、１３ｂｉＣ
電圧を印加するときはバイモルフ振動子１０は第１図（
ｂ）において矢印方向に湾曲し、可動接点１５が固定接
点１６に接触押圧され、電気回路として端子１５ｔ−！
Ｊ−ド線１５ｄ−町動接点１５−固定接点１６−リード
ばね板１６８一端子１６ｔの回路を閉じ、又電圧が除去
されるときは前記電気回路は開く。
の圧電継電器の一例を第１図（ｂ）を参照して説明する
。第１図（ｂ）において、バイモルフ振動子ｌＯの一端
は基板１４に固着され、他端は可動接点１５を備え、こ
の＝Ｊ動接点１５はリード線１５１によって出力端子１
５ｔＫ接続される。固定接点１６は一端を基板１４に固
着されたリードばね板１６８の他端に、前記可動接点１
５に対峙して設けられ端子１６ｔによって電気回路に接
続される。以上の構成により、端子１３ａ、１３ｂｉＣ
電圧を印加するときはバイモルフ振動子１０は第１図（
ｂ）において矢印方向に湾曲し、可動接点１５が固定接
点１６に接触押圧され、電気回路として端子１５ｔ−！
Ｊ−ド線１５ｄ−町動接点１５−固定接点１６−リード
ばね板１６８一端子１６ｔの回路を閉じ、又電圧が除去
されるときは前記電気回路は開く。
更に、従来の圧電継電器の他の構成例として第２図に記
載のものが提案されている。第２図において、圧電駆動
体２１及び２２はそれぞれ厚さ方向に分極され、且つ両
面に電極（図示省略）を有端が固定支持された圧電駆動
体２１の他端が可動接点ばね２３に固着され、この可動
接点ばね２３の一端に可動接点２５が固定され、且つ他
端に前記圧電駆動体２１の伸縮による可動接点２５の動
きを拡大すると共に可動接点２５に対向する固定接点２
６．２７に接触したときの押圧力を得る後述の付勢手段
が接合されている。この付勢手段は、第２図では圧電駆
動体２１と可動ばね２３を挾んで逆方向に伸縮する向き
で近接して配置された別の一つの圧電駆動体２２が一端
を可動接点ばね２３と他端を固定支持部材となる外箱２
９とに固着されて構成される。平常時は可動接点はね２
３の根元は水平状態にあり、折曲げた部分近傍において
可動接点２５が固定接点２７に接触している。圧電駆動
体２１及び２２にそれぞれ電圧を印加し両圧電駆動体が
長さ方向に伸びるときは、圧電駆動体２１及び２２の自
由端はそれぞれ下方向及び下方向に移動する。この自由
端に接合された可動接点ばね２３が圧電駆動体２１及び
２２の自由端の中点を通り紙面に垂直な軸を中心として
時計方向に回転する。可動接点２５は可動接点ばね２３
の先端で上記の動きが拡大され、固定接点２７から離れ
て固定接点２６に切換え接触する。これによし、電気回
路の切換えがなされる。
載のものが提案されている。第２図において、圧電駆動
体２１及び２２はそれぞれ厚さ方向に分極され、且つ両
面に電極（図示省略）を有端が固定支持された圧電駆動
体２１の他端が可動接点ばね２３に固着され、この可動
接点ばね２３の一端に可動接点２５が固定され、且つ他
端に前記圧電駆動体２１の伸縮による可動接点２５の動
きを拡大すると共に可動接点２５に対向する固定接点２
６．２７に接触したときの押圧力を得る後述の付勢手段
が接合されている。この付勢手段は、第２図では圧電駆
動体２１と可動ばね２３を挾んで逆方向に伸縮する向き
で近接して配置された別の一つの圧電駆動体２２が一端
を可動接点ばね２３と他端を固定支持部材となる外箱２
９とに固着されて構成される。平常時は可動接点はね２
３の根元は水平状態にあり、折曲げた部分近傍において
可動接点２５が固定接点２７に接触している。圧電駆動
体２１及び２２にそれぞれ電圧を印加し両圧電駆動体が
長さ方向に伸びるときは、圧電駆動体２１及び２２の自
由端はそれぞれ下方向及び下方向に移動する。この自由
端に接合された可動接点ばね２３が圧電駆動体２１及び
２２の自由端の中点を通り紙面に垂直な軸を中心として
時計方向に回転する。可動接点２５は可動接点ばね２３
の先端で上記の動きが拡大され、固定接点２７から離れ
て固定接点２６に切換え接触する。これによし、電気回
路の切換えがなされる。
従来の圧電継電器は以上説明したように圧電素子の横効
果歪を利用したものであるが、可動接点の駆動にバイモ
ルフ振動子を使用した構成の圧電継電器は、バイモルフ
振動子の欠点である二枚の圧電素子の伸縮による湾曲が
もたらすエネルギの消費がエネルギ変換効率を低下させ
、従って可動接点と固定接点とが接触したとき接点押圧
力が小さいと共に可動接点の移勤行程が短かり、接点が
開離したときの間隙も大きくとれないため、この解決策
として大型化は免れ得ないという問題がある。この問題
のうち可動接点の移勤行程については、第２図記載構成
の圧電継電器により解決できるが、圧電素子の横効果歪
による様絨エネルギの不足は接点押圧力の不足として残
る。
果歪を利用したものであるが、可動接点の駆動にバイモ
ルフ振動子を使用した構成の圧電継電器は、バイモルフ
振動子の欠点である二枚の圧電素子の伸縮による湾曲が
もたらすエネルギの消費がエネルギ変換効率を低下させ
、従って可動接点と固定接点とが接触したとき接点押圧
力が小さいと共に可動接点の移勤行程が短かり、接点が
開離したときの間隙も大きくとれないため、この解決策
として大型化は免れ得ないという問題がある。この問題
のうち可動接点の移勤行程については、第２図記載構成
の圧電継電器により解決できるが、圧電素子の横効果歪
による様絨エネルギの不足は接点押圧力の不足として残
る。
本発明の目的は、既述した縦効果歪圧電素子利用に関す
る問題点すなわち印加電圧の増大を伴うことなく歪計を
増加できるようにすることを複数個の圧電素子を電界方
向に積層した構成の圧電駆動体を使用することにより解
消し、この積層形圧電駆動体の利点を独創的な接点押圧
力拡大機構により一層有利に用いた圧電継電器を補供す
ることにある。
る問題点すなわち印加電圧の増大を伴うことなく歪計を
増加できるようにすることを複数個の圧電素子を電界方
向に積層した構成の圧電駆動体を使用することにより解
消し、この積層形圧電駆動体の利点を独創的な接点押圧
力拡大機構により一層有利に用いた圧電継電器を補供す
ることにある。
本発明による圧電継電器は、複数個の圧電素子をこれら
相互間に各内部電極が位置するように一体的に積層し、
電界によりこれら圧電索子が積層方向に機械歪を生じる
圧電駆動体と；この圧電駆動体に一端を係合し且つ中間
部を軸支した回動部材と；この回動部材の他端と係合す
る力点部およびスナップアクション変位の支点部を有シ
フ、目、っ対向配置の固定接点部と接触・開離する可動
接点部を作用点部に設けた弾性変形体と：を備えること
を特徴とする。
相互間に各内部電極が位置するように一体的に積層し、
電界によりこれら圧電索子が積層方向に機械歪を生じる
圧電駆動体と；この圧電駆動体に一端を係合し且つ中間
部を軸支した回動部材と；この回動部材の他端と係合す
る力点部およびスナップアクション変位の支点部を有シ
フ、目、っ対向配置の固定接点部と接触・開離する可動
接点部を作用点部に設けた弾性変形体と：を備えること
を特徴とする。
ここで、本発明による圧電継電器に用いられ込積層形圧
電駆動体について説明する。圧電素子の横効果と縦効果
による歪の大きさは同一の材料で比較したとき略ポアソ
ン比、つまり約１：３となる。これを圧電素子に蓄えら
れる機械エネルギで比較すれば歪量の２乗、すなわち１
：９の比率となる。従って、逆に所要のエネルギを蓄積
するのに必要な圧電素子の体積は上の比の逆比、つまり
９：１になる。すなわち、同じ機械的エネルギを得るだ
めに必要な圧電素子の体積は縦効果歪を利用する場合が
横効果歪を利用するときに比較して１／９になる。又、
圧電素子を積層するときは、電圧印加による歪量が積層
の数だけ倍加し、一方向部電極の間隔は澗常のチップコ
ンデンサ技術により数１０ミクロン（呈度にすることが
できるのて′は極間距離が狭くなるだけ低電圧で駆動可
能な縦効果歪が利用できる圧電駆動体を実現できる。
電駆動体について説明する。圧電素子の横効果と縦効果
による歪の大きさは同一の材料で比較したとき略ポアソ
ン比、つまり約１：３となる。これを圧電素子に蓄えら
れる機械エネルギで比較すれば歪量の２乗、すなわち１
：９の比率となる。従って、逆に所要のエネルギを蓄積
するのに必要な圧電素子の体積は上の比の逆比、つまり
９：１になる。すなわち、同じ機械的エネルギを得るだ
めに必要な圧電素子の体積は縦効果歪を利用する場合が
横効果歪を利用するときに比較して１／９になる。又、
圧電素子を積層するときは、電圧印加による歪量が積層
の数だけ倍加し、一方向部電極の間隔は澗常のチップコ
ンデンサ技術により数１０ミクロン（呈度にすることが
できるのて′は極間距離が狭くなるだけ低電圧で駆動可
能な縦効果歪が利用できる圧電駆動体を実現できる。
第３図は積層形圧電駆動体の夕陽λ及び内部電極形状の
一例を示したもので、縦及び横の寸法がそれぞれ３ Ｖ
ｉ！４及び２”ｓ 長さが９ Ｍｉｍの直方体でマグネ
シウム・ニオブ酸鉛及びチタン酸鉛をモル比で９対１の
割合で含有する圧電索子５１と白金の内部電極３２及び
３３がそれぞれ交互に積層された構造になっている。又
、各内部電極の形状は圧電駆動体のｆｒ）を層方向と垂
直な断面に等しい。次に、圧電駆動体の側面に導出され
ている各内部電極３２及び３３は一層おきにそれぞれガ
ラスの絶縁体３２］及び３３１で外部に電気的に絶縁さ
れ、これヲ短っだ銀ペーストの外部電極３２０及び３３
０が内部電極３２及び３３をそれぞれ電気的に接続し、
二つの電極端子３２２及び３３２をとり出している。
一例を示したもので、縦及び横の寸法がそれぞれ３ Ｖ
ｉ！４及び２”ｓ 長さが９ Ｍｉｍの直方体でマグネ
シウム・ニオブ酸鉛及びチタン酸鉛をモル比で９対１の
割合で含有する圧電索子５１と白金の内部電極３２及び
３３がそれぞれ交互に積層された構造になっている。又
、各内部電極の形状は圧電駆動体のｆｒ）を層方向と垂
直な断面に等しい。次に、圧電駆動体の側面に導出され
ている各内部電極３２及び３３は一層おきにそれぞれガ
ラスの絶縁体３２］及び３３１で外部に電気的に絶縁さ
れ、これヲ短っだ銀ペーストの外部電極３２０及び３３
０が内部電極３２及び３３をそれぞれ電気的に接続し、
二つの電極端子３２２及び３３２をとり出している。
このような圧電駆動体は電極間の電界分布が均一である
ため変位分布も均一となり積層面の全域において局部的
な応力の集中が起らない。従９て圧電駆動体の変位量が
圧電素子固有の歪計と対応しただけの変位を得ることが
でき、又破壊に対する強度が著しく向上する。
ため変位分布も均一となり積層面の全域において局部的
な応力の集中が起らない。従９て圧電駆動体の変位量が
圧電素子固有の歪計と対応しただけの変位を得ることが
でき、又破壊に対する強度が著しく向上する。
更に、この内部電極の間隔は２３０μｍであり、上記試
料に対する実測では２３０Ｖの印加電圧で１８μｍの変
位を記録している。一方、既述のように、チップコンデ
ンサ技術により内部電極間隔を数ＩＣμｍ程度にできる
ので、上記と同等の電界強度を得るだめの印加電圧は数
１０Ｖ程度でよく、従って通常の善再低電圧電源の使用
が可能となる。
料に対する実測では２３０Ｖの印加電圧で１８μｍの変
位を記録している。一方、既述のように、チップコンデ
ンサ技術により内部電極間隔を数ＩＣμｍ程度にできる
ので、上記と同等の電界強度を得るだめの印加電圧は数
１０Ｖ程度でよく、従って通常の善再低電圧電源の使用
が可能となる。
次に横効果歪及び縦効果歪を生じる圧電素子をほぼ同じ
大きさの圧電駆動体における機械エネルギについて比較
してみる。第４図（ａ）は１γ４Ｘ５．７Ｘ０．１７
（ｍｉ”）の圧電素子を二枚重ねたバイモルフ振動子に
よる圧電駆動体、又第４図（１））は９Ｘ３Ｘ２（朋３
）の縦効果歪利用の積層形圧電駆動体を長さ方向に二段
重ねし／ことき、それぞれの変位（Ｘ）・応力（Ｐ）関
係結果を示すものである。又、機械エネルギＥは次式に
よって与えられる。
大きさの圧電駆動体における機械エネルギについて比較
してみる。第４図（ａ）は１γ４Ｘ５．７Ｘ０．１７
（ｍｉ”）の圧電素子を二枚重ねたバイモルフ振動子に
よる圧電駆動体、又第４図（１））は９Ｘ３Ｘ２（朋３
）の縦効果歪利用の積層形圧電駆動体を長さ方向に二段
重ねし／ことき、それぞれの変位（Ｘ）・応力（Ｐ）関
係結果を示すものである。又、機械エネルギＥは次式に
よって与えられる。
Ｅ ” ’ Ｐ Ｇ ｘ
ここで、 Ｇ ＝９．８ｍ／Ｓ２である。機械エネルギ
の比較は変位（３）と応力（乃との積に関係するので、
第４図（ａ）及び同図（ｂ）から次の計算式４式％ によりほぼ７６０倍の縦効果歪を利用した積層形圧電駆
動体が得られたことになる。
の比較は変位（３）と応力（乃との積に関係するので、
第４図（ａ）及び同図（ｂ）から次の計算式４式％ によりほぼ７６０倍の縦効果歪を利用した積層形圧電駆
動体が得られたことになる。
以下、本発明による圧電継電器の一実施例について説明
する。第５図を参照すると、この圧電継電器におけるブ
レイク端子５６．メイク端子５７゜共通端子５８．第１
および第２の電源入力端子５９゜６０は、それぞれ連結
部６１にて連なって一体に金属板をプレス加工して得ら
れる。ブレイク接点５４はブレイク端子５６の自由端に
、且つメイク接点５５はメイク端子５７の自由端に対向
するように固着されている。スナップアクションバネ５
２は共通端子５８の自由端に支点部５２ａが係合され、
作用点部５２ｃには可動接点５３がブレイク接点５４及
びメイク接点５５にそれぞれ対向するよう固着され、電
圧を印加しない時はブレイク接点５４に接触している。
する。第５図を参照すると、この圧電継電器におけるブ
レイク端子５６．メイク端子５７゜共通端子５８．第１
および第２の電源入力端子５９゜６０は、それぞれ連結
部６１にて連なって一体に金属板をプレス加工して得ら
れる。ブレイク接点５４はブレイク端子５６の自由端に
、且つメイク接点５５はメイク端子５７の自由端に対向
するように固着されている。スナップアクションバネ５
２は共通端子５８の自由端に支点部５２ａが係合され、
作用点部５２ｃには可動接点５３がブレイク接点５４及
びメイク接点５５にそれぞれ対向するよう固着され、電
圧を印加しない時はブレイク接点５４に接触している。
第１の電源入力端子５９の自由端は既述した積層形圧電
駆動体５１を設置するように端部形成されており、圧電
駆動体５１の一端を設置してこの圧電駆動体の電極の一
方と導通する。駆動レバー６２の中央部は回転軸６３に
軸支され、基端は圧電駆動体５１の他端に接着されて圧
電駆動体５１の他方の電極と導通し、さらに他端はスナ
ップアクションバネ５２の力点部５２ｂに電気的に絶縁
されて係合している。ここで、スナップアクションバネ
５２の力点部５２ｂの変位が、第６図に示すスナップア
クションバネの変位−荷重特性図におけるスナップアク
ション点ａ点−Ｃ点間距離の近傍（例えば第６図のｂ点
−ｄ点間距離）に設定されるよう駆動レバー６２の長さ
及びレバー比が調整されるが、各端子が連結部６１に連
なって一体プレス加工により得られる為、接点間隙およ
び端子位置等は一義的に高精度で決定さ五、前記調整の
高精度化を可能としている。駆動レバー６２と第２の電
源入力端子６０はリード線６４により電気的に導通され
る。全体を封止材６５で一体封止後、連結部６１を一点
鎖線位置にて切断除去すれば圧電継電器が得られる。
駆動体５１を設置するように端部形成されており、圧電
駆動体５１の一端を設置してこの圧電駆動体の電極の一
方と導通する。駆動レバー６２の中央部は回転軸６３に
軸支され、基端は圧電駆動体５１の他端に接着されて圧
電駆動体５１の他方の電極と導通し、さらに他端はスナ
ップアクションバネ５２の力点部５２ｂに電気的に絶縁
されて係合している。ここで、スナップアクションバネ
５２の力点部５２ｂの変位が、第６図に示すスナップア
クションバネの変位−荷重特性図におけるスナップアク
ション点ａ点−Ｃ点間距離の近傍（例えば第６図のｂ点
−ｄ点間距離）に設定されるよう駆動レバー６２の長さ
及びレバー比が調整されるが、各端子が連結部６１に連
なって一体プレス加工により得られる為、接点間隙およ
び端子位置等は一義的に高精度で決定さ五、前記調整の
高精度化を可能としている。駆動レバー６２と第２の電
源入力端子６０はリード線６４により電気的に導通され
る。全体を封止材６５で一体封止後、連結部６１を一点
鎖線位置にて切断除去すれば圧電継電器が得られる。
この継電器は電圧無印加時、可動接点５３がブレイク接
点５４に接触しているが、所定の電圧を第１および第２
の電源入力端子５９．６０間に印加すると、圧電駆動体
５１は縦効果歪により長手方向に伸長し、レバー６２を
押圧する。圧電駆動体５１のこの変位はレバー６２を通
じてスナップアクションバネ５２の力点部５２ｂに所定
のレバー比で拡大されて伝達される。なお、圧電駆動体
５１の出力はレバー比でもって縮小されて伝達するが、
スナップアクションを起すには十分な値である。
点５４に接触しているが、所定の電圧を第１および第２
の電源入力端子５９．６０間に印加すると、圧電駆動体
５１は縦効果歪により長手方向に伸長し、レバー６２を
押圧する。圧電駆動体５１のこの変位はレバー６２を通
じてスナップアクションバネ５２の力点部５２ｂに所定
のレバー比で拡大されて伝達される。なお、圧電駆動体
５１の出力はレバー比でもって縮小されて伝達するが、
スナップアクションを起すには十分な値である。
第６図におけるスナップアクション点ａ点に達すると、
スナップアクションバネ５２は反転してｂ点に移り、可
動接点５３はブレイク接点５４より開離し、メイク接点
５５に接、触する。印加電圧を除去すると、圧電駆動体
５１は長手方向に収縮し、第６図におけるＣ点に達する
と、スナップアクションバネ５２は再び反転してｄ点に
移り、可動接点５３はブレイク接点５４に切替接触する
。
スナップアクションバネ５２は反転してｂ点に移り、可
動接点５３はブレイク接点５４より開離し、メイク接点
５５に接、触する。印加電圧を除去すると、圧電駆動体
５１は長手方向に収縮し、第６図におけるＣ点に達する
と、スナップアクションバネ５２は再び反転してｄ点に
移り、可動接点５３はブレイク接点５４に切替接触する
。
以上説明したように本発明によれば、電圧を印加するこ
とにより電界方向に機械歪を生じる縦効果歪圧電素子を
積層した圧電駆動体の変位と力を回動部材を通じてスナ
ップアクションバネに伝達するよう構成することにより
、従来の縦効果歪利用の圧電素子駆動電圧ｌより一層低
電圧で動作させることができ、エネルギー変換効率に優
れ且つ電子回路との混搭を可能にする小形の圧電継電器
が得られる。
とにより電界方向に機械歪を生じる縦効果歪圧電素子を
積層した圧電駆動体の変位と力を回動部材を通じてスナ
ップアクションバネに伝達するよう構成することにより
、従来の縦効果歪利用の圧電素子駆動電圧ｌより一層低
電圧で動作させることができ、エネルギー変換効率に優
れ且つ電子回路との混搭を可能にする小形の圧電継電器
が得られる。
第１図（ａ）はバイモルフ振動子の構造により圧電素子
の横効果歪を説明する動作原理図、第１図（ｂ）はバイ
モルフ振動子を使用した従来の圧電継電器の一例を示す
構成図、第２図は圧電素子の横効果歪を利用した従来の
圧電継電器の他の例を示す構成図、第３図は本発明によ
る圧電継電器に使用される積層形圧電駆動体の構成図、
第４図（ａｌおよび第４図（ｂ）はそれぞれ横効果歪利
用の圧電駆動体および縦効果歪利用の積層形圧電駆動体
−より示される変位・応力特注図、第５図は本発明によ
る圧電継電器の一実施例を示す構成図、第６図は第５図
に示す圧電継電器に用いられるスナップアクションバネ
の変位・荷重特性図である。 ５１・・・・・・圧電駆動体、５２・・・・・・スナッ
プアクションバネ（弾性変形体）、５３・・・・・・可
動接点、５４・・・・・・ブレイク接点（固定接点）、
５５・・・・・・メイク接点（固定接点）、５６・・・
・・・ブレイク端子、５７・・・・・・メイク端子、５
８・・・・・・共通端子、６２・・・・・・駆動レバー
（回動部材）、６３・・・・・・回転軸。 昏 ／ 図（ｔ２） 終７１月（ｂ） ん７ ／６，５ 為 Ｚ閏 詐３凶 ３２′） 磨４図（１？） 蝉５４ 図 （ｂ） 易５図 ↑ 嘉１５ 図
の横効果歪を説明する動作原理図、第１図（ｂ）はバイ
モルフ振動子を使用した従来の圧電継電器の一例を示す
構成図、第２図は圧電素子の横効果歪を利用した従来の
圧電継電器の他の例を示す構成図、第３図は本発明によ
る圧電継電器に使用される積層形圧電駆動体の構成図、
第４図（ａｌおよび第４図（ｂ）はそれぞれ横効果歪利
用の圧電駆動体および縦効果歪利用の積層形圧電駆動体
−より示される変位・応力特注図、第５図は本発明によ
る圧電継電器の一実施例を示す構成図、第６図は第５図
に示す圧電継電器に用いられるスナップアクションバネ
の変位・荷重特性図である。 ５１・・・・・・圧電駆動体、５２・・・・・・スナッ
プアクションバネ（弾性変形体）、５３・・・・・・可
動接点、５４・・・・・・ブレイク接点（固定接点）、
５５・・・・・・メイク接点（固定接点）、５６・・・
・・・ブレイク端子、５７・・・・・・メイク端子、５
８・・・・・・共通端子、６２・・・・・・駆動レバー
（回動部材）、６３・・・・・・回転軸。 昏 ／ 図（ｔ２） 終７１月（ｂ） ん７ ／６，５ 為 Ｚ閏 詐３凶 ３２′） 磨４図（１？） 蝉５４ 図 （ｂ） 易５図 ↑ 嘉１５ 図
Claims (1)
- 複数個の圧電素子をこれらの相互間に各内部電極が位置
するように一体的に積層し、電界によりこれら圧電素子
が積層方向に機械歪を生じる圧電駆動体と；この圧電駆
動体に一端を係合し、且つ中間部を軸支した回動部材と
；この回動部材の他端と係合する力点部およびスナップ
アクション変位の支点部を有し、且つ対向配置の固定接
点部と接触・開離する可動接点部を作用点部に設けた弾
性変形体と；を備えることを特徴とする圧電継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58051231A JPS59177825A (ja) | 1983-03-26 | 1983-03-26 | 圧電継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58051231A JPS59177825A (ja) | 1983-03-26 | 1983-03-26 | 圧電継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59177825A true JPS59177825A (ja) | 1984-10-08 |
| JPS6363098B2 JPS6363098B2 (ja) | 1988-12-06 |
Family
ID=12881168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58051231A Granted JPS59177825A (ja) | 1983-03-26 | 1983-03-26 | 圧電継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59177825A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02211264A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-22 | Hitachi Koki Co Ltd | 回転機器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5539669U (ja) * | 1978-09-08 | 1980-03-14 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5437801A (en) * | 1977-08-26 | 1979-03-20 | Toray Industries | Raised sheet material with excellent density |
-
1983
- 1983-03-26 JP JP58051231A patent/JPS59177825A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5539669U (ja) * | 1978-09-08 | 1980-03-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6363098B2 (ja) | 1988-12-06 |
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