JPS59177980A - 機械的増幅機構 - Google Patents

機械的増幅機構

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JPS59177980A
JPS59177980A JP58051815A JP5181583A JPS59177980A JP S59177980 A JPS59177980 A JP S59177980A JP 58051815 A JP58051815 A JP 58051815A JP 5181583 A JP5181583 A JP 5181583A JP S59177980 A JPS59177980 A JP S59177980A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
buckling beam
arm
displacement
electrostrictive
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP58051815A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadayasu Uchikawa
内川 忠保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS59177980A publication Critical patent/JPS59177980A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/04Constructional details
    • H02N2/043Mechanical transmission means, e.g. for stroke amplification

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Mechanical Control Devices (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気、機械変換素子の運動を増幅し駆動する増
幅機構に関し、さらに詳しくは電歪あるいは圧電素子を
駆動源として変位増幅を行ない、主に印刷装置用及び開
閉器用に適用する機械的増幅機構に関する。
従来電気機械変換素子による駆動装置は特にプリンク等
の印刷装置や、リレーに代表される開閉器に使用されて
いる。例えばドツトインパクト式プリンタの印字機構で
はその駆動源としてほとんどが電磁石、あるいは永久磁
石を用いている。しかしながら、この方式は駆動のため
に大きなエネルギを必要とし、またそのエネルギのほと
んどは銅損、鉄損による発熱で費やされ、印字のための
エネルギ変換効率が低いという欠点がある。そのため近
年では電歪素子あるいは圧電素子を駆動源として消費電
力及び発熱量を低減し、高速動作を狙った機構が考えら
れている。ところが、この方式においては電歪あるいは
圧電素子の変位が0、O05〜o、oxmmと微少であ
るのに対し、通常に必要とする出力変位は0.5 g、
程度であるためその電歪あるいは圧電素子の微少変位を
増幅する機械的増幅機構が必要となる。そのため従来に
は機械的増幅機構の一例を示すものとして第1図の特許
昭53−113625記載の機構がある。第1図におい
て、ばね1の両端は保持要素2に固定され、一方は圧電
結晶装置3に坐着し、他方は固定保持部4に坐着する。
この構造において圧電結晶3の励起によυ湾曲ばね1を
たわませ、湾曲ばね1の中央部に取付けられた作用素子
としての印字針5を駆動するものである。ところが、こ
のような湾曲ばね1をたわませる機構においては、圧電
結晶3の変位をε、湾曲ばね1の長さをノとしたとき、
湾曲はねlの中央部のたわみ量δは幾何学的にδ;2F
/πに近似され、例えばε=0.01−としたときJ、
、=6(l叫にしなければδ=o、!5mmにならない
しかも、圧電結晶3の伸びによシ固定保持部4に力がか
かり固定保持部4の変形もあって湾曲ばね1に伝達され
る変位が損失するため、実質的にはばねlの長さは10
0m以上にしなければならない。
したがってこのような構造は大型となり近年においてプ
リンタをはじめ、リレー機構に要求される小型化、高密
度化が困難となる。
本発明はこのような従来の欠点を除去し、小型で増幅率
が大きく、かつコストの安い機械的増幅機構を提供する
ものである。
本発明によれば、電歪あるいは圧電素子の運動を増幅し
駆動する増幅機構において、上記電歪あるいは圧電素子
の伸縮動作を伝達し変位増幅する座屈梁と、その座屈梁
の一端支持部から延長され少なくとも前記座屈梁の半分
以上の長さを有するアームとから構成され、そのアーム
には出力端としての作用素子が設けられていることを特
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て説明
する。
第2図は本発明の一実施例を示す印字機構の側面図であ
る。第1図において筐体をなす基板6に取付けられた電
歪又は圧電素子7の一端にはその伸縮方向と同一軸上に
座屈梁8を取付け、また座屈梁8の他端を前記基板6で
支持する。さらに、基板6には座屈梁8の初期変位を調
整しかつバックストップになるようにネジ9の如き機構
を設ける。一方、座屈梁8の一端支持部から延長したア
ーム10が設けられてお9、そのアーム10先端には作
用素子として印字針11が取付けられている。これら座
屈梁8及びアーム10.基板6はプレス打抜き法、エツ
チング法、ワイヤーカット法で製造可能で低コストで製
作できる。また、駆動源は電歪又は圧電素子、例えばチ
タン酸ジルマン酸鉛(PZT)の如き平板状の素子を複
数枚積層し、各電歪又は圧電素子を対にして共通電極を
設けた並列電極にしたものである。したがって、このよ
うに構成した機構においては電歪又は圧電素子7に電圧
を印加することにより各変位が加算され座屈梁8には軸
方向に変位12が与えられる。そこで座屈梁8は衆知の
座屈理論で求められるように一端に与えられた変位に対
し直角方向に変形をおこし、座屈梁8の中央部に最大変
位が生じる。一方、座屈梁8の両端部で回転も起こし、
もし座屈梁8の支持を■溝にしたような回転支持であれ
ば第3図に示す如ぐ電歪又は圧電素子7の変位をε、座
屈梁8の長さをノとすると回転角浚犬値はθ=一端支持
部から延長されたアームlOは支持部の回転が伝達され
、アーム10先端に設けた出力端としての作用素子11
.例えば印字針の変位が拡=5− Az 大される。その作用素子11の変位量はアームlOの長
さを少なくとも座屈梁8の長さの半分以上あれば座屈梁
8の中央部の変位より大きくなる。すなわち、座屈梁8
は変位増幅手段として中央部において最大増幅変位が得
られるが、同時に座屈梁8の両端支持部で回転角を生じ
、その回転角は両式の如く座屈梁8の長さが短い程大き
くなるため、座屈梁8の長さを短くし少々くとも座屈梁
8の半分以上の長さを有するアームlOにより回転角を
変位に増幅し変換した方が大きな変位が得られる。
このような座屈梁8とアーム10の一実施例を第4図に
示した。第4図で、座屈梁15とアーム16は一体のば
ねから構成し、ばねの一部を折り曲げ、一端13と折シ
曲げ部14間で支持される座屈梁15を構成し、また折
り曲げ部14より延長された部分をアーム16としてそ
の先端に作用素子11を設けたものである。このような
機構は製造も容易で低コストであり、変位増幅率の大き
い印字機構が得られドツトインパクト式ラインプリンタ
や作用素子をワイヤにしたワイヤドツト式シリアル−6
= ;り一 プリンタにも使用できる。本発明の具体的な一例を示す
と電歪又は圧電素子7の変位を0.01.とじ、座屈梁
8の長さを30咽、アームlOの長さを15−にした機
構において作用素子11の変位は0.5胴、すなわち5
0倍の増幅変位が得られている。
以上の本発明においては座屈梁の支持方法を回転支持に
しているが、固定支持でも本発明は可能である。固定支
持では梁の固定端の回転角はOであるため、アームの接
続位置を座屈梁の長さのおよそ四分の−のところにすれ
ば座屈梁の最大回転角の変化があるためアームの変位増
幅が大きくなる。第5図に本発明の他の実施である模式
的な斜視図を示す。
第5図は、座屈梁17とアーム18をカシメ接合又は溶
接により構成し、アーム18に作用素子11を設けた増
幅機構の例である。このような例においても本発明の効
果は十分得られている。また、第6図には本発明をリレ
ーに代表される開閉器に適用した一実施例を示す。第6
図において、前記した本発明の増幅機構、及び調整ネジ
9をフレーム基板19上に配置し、作用素子として可動
接点20を設け、その可動接点20に対応してフレーム
基板19上に固定接点21を設けている。
そこで駆動時には前記した如く電歪又は圧電素子7の伸
縮動作が増幅され可動接点20け一方の固定接点21か
ら他方の固定接点22へ移動接触してリレー動作が行な
われる。本発明はこのようなリレーの如き開閉器におい
ても効果があり、接点変位、抑圧が大きく長寿命で信頼
性の高いリレーが得られる。
尚、電歪又は圧電素子は積層した例を示しているが、本
発明においては他に、横効果及び縦効果のある電歪又は
圧電素子単体でも適用できる。
以上、本発明によれば変位増幅率が大きく、小型でかつ
コストの安い機械的増幅機構が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の機械的増幅機構の一例を示す側面図、第
2図は本発明の一実施例を示す側面図、第3図は本発明
の詳細な説明するだめの略式図、第4図は本発明の一実
施例を示す模式的斜視図、第5図は本発明の他の実施例
を示す模式的斜視図、第6図は本発明の他の実施例を示
す側面図を示す。 図中各記号はそれぞれ次のものを示す。 1・・・湾曲ばね、2・・・保持要素、3・・・圧電結
晶装置、4・・・固定保持部、5・・・印字針、6・・
・基板、7・・・電歪又は圧電素子、8・・・座屈梁、
9・・・調整ネジ、10・・・アーム、11・・・作用
素子としての印字針、12・・・電歪又は圧電素子の変
位、13・・・ばねの一端部、14・・・ばねの折9曲
げ部、15・・・座屈梁部、16・・・アーム部、17
・・・座屈梁、18・・・アーム、19・・・フV−ム
基板、20・・・作用素子とし−Cの可動接点、21・
・・固定接点、22・・・固定接点(l迅゛人 弁理士
内Kc   晋 9− 躬  1  圓 第 2 図 范 3 口 !17 1,1ε 、I! 第 η ′図 第 S ロ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電歪あるいは圧電素子の運動を増幅し駆動する増幅機構
    において、上記電歪あるいは圧電素子の伸縮動作を伝達
    し変位増幅する座屈梁と、その座屈梁の一端支持部から
    延長され少なくとも前記座屈梁の半分以上の長さを有す
    るアームとから構成され、そのアームには出力端として
    の作用素子が設けられていることを特徴とする機械的増
    幅機構。
JP58051815A 1983-03-28 1983-03-28 機械的増幅機構 Pending JPS59177980A (ja)

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JP58051815A JPS59177980A (ja) 1983-03-28 1983-03-28 機械的増幅機構

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JP58051815A JPS59177980A (ja) 1983-03-28 1983-03-28 機械的増幅機構

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JPS59177980A true JPS59177980A (ja) 1984-10-08

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ID=12897394

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JP58051815A Pending JPS59177980A (ja) 1983-03-28 1983-03-28 機械的増幅機構

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04113023U (ja) * 1991-03-15 1992-10-01 日本電装株式会社 車両用フユーエルセンダのフランジ部構造
EP0739083A1 (en) * 1994-11-07 1996-10-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Piezoelectric actuator and pyroelectric infrared-ray sensor using the same
US7064638B1 (en) 2000-07-13 2006-06-20 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrical switch
WO2020049028A1 (de) * 2018-09-05 2020-03-12 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Fahrzeug-bedieneinheit mit taktiler rückmeldung

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04113023U (ja) * 1991-03-15 1992-10-01 日本電装株式会社 車両用フユーエルセンダのフランジ部構造
EP0739083A1 (en) * 1994-11-07 1996-10-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Piezoelectric actuator and pyroelectric infrared-ray sensor using the same
EP0739083A4 (en) * 1994-11-07 1999-02-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd PIEZOELECTRIC ACTUATOR AND INFRARED PYROELECTRIC DETECTOR INCLUDING SUCH AN ACTUATOR
US7064638B1 (en) 2000-07-13 2006-06-20 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrical switch
WO2020049028A1 (de) * 2018-09-05 2020-03-12 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Fahrzeug-bedieneinheit mit taktiler rückmeldung
CN112673487A (zh) * 2018-09-05 2021-04-16 贝洱海拉温控系统有限公司 带触觉反馈的车辆操作单元
CN112673487B (zh) * 2018-09-05 2024-02-09 贝洱海拉温控系统有限公司 带触觉反馈的车辆操作单元

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