JPS60148391A - 駆動用圧電装置 - Google Patents

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】 技術分野 本発明はたとえばドツトプリンタヘッドやリレーなどの
Ｊ１４７ｒＩｂ装にゴなどに好３＋毎に用いられる。駆
η７４）用圧電装置６．に関する。

背景技術 従来からのドツトプリンタヘッドやリレーなどのｋＡ勤
装置としてｒｙｒ屋′亀圧の印加により撓み音生じる圧
電素子を２枚重ねにしたもの（以下バイモルフという）
が用いられる。このような先行技術ではバイモルフに変
位を与えれば与えるほどその先端における駆動力は減少
する。そこでバイモルフの各（動力、全増加するには厚
みやｌ１ｌｉｎ’を大きくする必要があるが、その場合
バイモルフの撓みが小さくなるという問題がある。

目　的 本発明は上述の技術的課題を解決し、ｆｌｉｔ　ｊＰな
（′ｈ！成でしかも駆動力の大きい駆■・υ用１１ｉ−
’ＩＪ５．装置１イ全４１？供することである。

実施例 １．１図は本発明の一実施例を示す断面図である。

この圧電装置は長方形の薄板状に形成されており、基本
的には第１電極としての共通Ｔｂ、極板２と共通電極＆
２の表面に固〃ｆされる一対の圧ＭＥ素子３゜４とを含
む。圧電素子３は共通電極板２の一表面にｌｉ！！Ｊ宥
される圧′成体５と、圧′６体５の共通電極板２に臨む
一面とは反対側の一面に固着される凪２電極＆６とから
成シ、他方の圧電素子は圧電累子３と同様な構成を有し
、共通電極板２の他表面に固着される圧電体７と圧電体
７の共通電極＆２に臨む−ｍＩとは反対（ｂｌｌめ一面
に固着される第２電極板８とから成る。

圧電素子３，４の圧電体５，７は可撓性を有する材料か
ら成り、たとえば無機旧材と高分子桐材との複合物が１
ｒ４いられる。圧電体５，７としての初台物拐料は比重
が比較的大きく、かつ可撓性を４１シシかも製造の際高
瀞での加工が口」能である、という利点がある。複合物
としてｒ１圧電性′磁器粉末たとえはチタン酸バリウム
、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などを均一分散して
含んだ高分子材料が望ましく、高分子月料としてはフッ
化ビニリデンの単独重合体や、フン化ビニリデン、三フ
ン化エチレン共重合体などのフン化ビニリデン共１合体
が好捷しい。また第２電極＆６．８の少なくともいずれ
か一方（本実施例では第２電極板６）の胴材には極性旧
材が用いられる。

このように共通電極板２と一対の圧電素子３゜４とかサ
ンドインチ状に構成はれた圧電装置１の長手方向の基端
部１ａ（ｍ１図の下方）は支持台９に外嵌されて同定さ
れる。圧電装置１の長手方向の遊端部ｉｂ（第１図の上
方）の磁性材料から成る第２電極板６に臨んで永久磁石
片１０が１１・長１壁１１に固定される。ｏＪ撓性全イ
１する圧電、装置１は自然状態では一直腓上（紀１１ツ
１の上下方向）（てあり、前記水久磁石片１０によって
その遊端部１ｂが吸着された状態では圧電装置全体が弓
状のお・み状態となるように構成されている。

このように永久磁石片１０によって吸着される一対の圧
電素子３，４けその分極方向がそれぞれ反対のものが選
ばれており、捷た永久磁石片１０の磁気力は後述する電
圧印加による圧電体５，７の駆動力よりも小さく選ばれ
る。

このように遊端部１ｂが永久磁石１０　Ｋ　Ｉｎ　心さ
れた圧電装置１に所定の電圧を印加した場合全４υ足す
る。圧電装置１の一対の圧π１．素子３，４は、コント
ロール回路１２に並列的に接続されており、このコント
ロール回路１２によって圧η〕、素子３゜４に１９ｒ定
の電圧全印加すると、′市９（極性の異なつた圧電体５
，７が用いられている圧電装＠１には、第１図の矢符１
３の撓み力Ｆが与えられる。このとき永久磁石片１０に
吸着された圧電装置ｌの遊％ｉ　ｆｒｌｓ　１　ｂがそ
の磁気力に抗して永久磁石片１０から離反して矢符１３
に示す方向に向って変位する駆動力Ｆが得られる。次に
コントロール回路１２によって圧電装置１の電圧印加を
解除すると、圧電装置４１の遊！Ｍ部ｌｂは再び永久磁
石片１０によって矢符１３と反対の方向に変位される。

このような動作状態によって圧電装置ｆｔ、　１　ｆ”
ｌ：たとえばドツトプリンタヘッドにおける印字機能な
どを果たすことができる。

このように圧電装置１の駆動力Ｆｉ得る方向と反対１＋
１！ｌの方向に永久磁石片１０を配置し、無印加状態で
圧電装置１の遊端部１ｂ全水久磁石片１０に吸着させ、
圧電装置１の初期の動作基点全催促することによって圧
電装置？？１の厚みや幅を大きく選ぶことがでさ、した
がってその硬度性が習まる。

また永久磁石片１０によって予め撓みが与えられた圧電
装置１に所定の電圧を印加することによって、圧電装置
１のはね反撥力と電圧印加による駆動力によって圧電装
置１が駆動される。したがって圧電装置１が直立する動
作状態で最大の駆動力Ｆを得ることができる。

第２図は本発明の他の実施例の側面（匍であり、第３図
はその正面図である。２，２図および第３１ヌ１は第１
図の構成に類似し、対応する部分にＩ４同−の参照符を
付す。本実か１１例では第１箱、極と（７ての共通電極
板２が磁性体から成る板状に形成し、この共通電極板２
の遊端部２ａを永久磁石片１０に直接吸着させている。

このように共通矩゛極板２の厚みを大きくして板状にす
ることにより、圧電装置１の機械的強度を増加させる仁
とかで衣、しかも磁性体の鉢植が大きくなるのでその生
産時に！心性体の磁気飽オ０’（ｒ−防ぐことができ、
したがって磁気的な効率を高めることができる。これに
よって永久磁石片１０の吸恰時と１力１１反時とにおけ
る圧電体５，７の磁束の変化ｆｉｊ　ｆ大きくとること
ができる。第４図は本発明のさらに他の実施例のｉｔ１
ｇ面図である。第４図は第２図の構成に類似し、対応す
る部分には同一の参照符？付す。注目すべきはＬ字形の
ヨーク２０の水平部２０ａの１端を支持台９にし］定し
、水平部２０ａの上端に共通電−極板２の下端部２ａｉ
固定するとともに、ヨーク２０の鉛直部２０ｂのＭ端部
に永久磁石片１０を固定したことである。このように圧
電装置１の磁気回路を閉ループ状に構成したことによっ
て、永久磁石片１０の磁束がヨーク２　Ｏｆ　；ｊハし
て流ｎ１　したがって磁気効率ケ良くすることができる
とともに、永久磁石片１０への圧電体５．７の吸氷時と
離反時の磁束の変化掃全大きくとることができる。

第５図１ｄ本発明の仙の夷ガ１１例を示す側面図である
。第５図１ｄｍＪ図の構成に類似し、対応する部分には
同一の参照符を付す。本実施例ではヨーク２０の鉛的部
２Ｕｂにコイル２１會巻回したものである。これによっ
て圧電装置１に電圧印加すると同時に、永久磁石片１０
の磁束全村ち消す電圧をコイル２１に印加することによ
って圧電装置１の駆動力をさらに増大することができる
。またこの実施例では永久磁石片１０への圧電装置１の
吸着時において水１．久磁石片１０の吸着力が最大であ
シ、したがってコイル２１には永久磁石片１０と圧電装
置１との離反時にのみ永久磁石片１０の磁束を打ち消す
電圧を印加すればよく、したがってコイル２１のヨーク
２０への巻き数を少なくすることができるので作業性が
向上される。

前述の実施例では共’Ｕ’ｉ　’ｇｊ　４ｊｌｌｔ板２
を用いて圧電装置１を並列的に接続したけれども、共つ
１ｕ畢極板２に用いないで第２電極彬６，８の間に電圧
全印加して１ｌｌｊ列的に接続するようにしてもよい。

寸た第６図に示されるように圧電装置１ｑ１の升手方向
の両端部を支持体２２．２３によって支持し、永久磁石
片１０を圧電装置１の中央部伺近に配置するようにして
もよい。捷た第７図に示されるようＶこ共通型＠＜＆Ｉ
００，１０１食？１ＬＬＡルへ緑（本１０２によって、
痺断するような構成としてもよい。

本発明に従う圧電装置１はドツトプリンタヘッドやリレ
ーなどの、駆動掛構に限定これす、その他の技術分野に
おいて広範囲に実施することができる０ 効果 以上のように本発明によれば圧電装置１り全形成する一
対の圧電素子に予め永久磁石によって枡みを与えている
ので市、圧印加による圧電素子の、駆動力をいちじるし
く増大することができる。

【図面の簡単な説明】

卯、１図は本発明の一実施例の１１１１面し１、第２図
は本発明の他の芙施例の（Ｉ’ｌ１面図、シ、３図はそ
の正面図、第４図１４本発明のさらに他の’４　ＸＬｊ
例の倶ｊ面図、第５図は不発ヴ］の仙の実ノイ〔例の側
面図、π６図は本発明の他の実施例の側ｉｆｉ　ｒ＜：
、？、　７１ン］は本発明の他の実施例の断面１東であ
る。 １・・・圧電装置、２・・・共通電極板、４・・・圧電
才子、５．７・・・１に′ＩＪ−偽、６，８・・・汀１
，２■□、極根、９・・・支持台、■（）・・・永久磁
石片 代理人　弁理士　四教圭一部 第１図 第４図 第２図第３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 厚み方向に変位する圧電体のバイモルフ構造を有する駆
   動手段と、 駆動手段に取付けられる強磁性制料から成る吸着部拐又
   は磁石のいずれか一方を駆動手段に取付け、 駆動手段の竹・凸方向の一方の停止位１ａに吸着部相又
   は磁石のいずれか他方を設けること’に％徴とする駆動
   用圧電装置。