JPS60180034A - 圧電リレ− - 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） 本発明は圧電リレーに関し、特に圧電セラミック素子を
リレー接点の駆動力源として用いた圧電リレーに関する
。

（従来技術） 従来の圧電リレーは圧電セラミックの縦モードを利用し
ており、かつリレー接点を開閉するため該縦そ一ド圧電
毎ラミックを２枚用いている。つまり圧電セラミックに
印加する電圧の極性に対し互いに逆方向の変位を得るた
め２枚の縦モード圧電セラミックを互いに極性が逆にな
るよう貼り合せたり、あるいは２枚の縦モード圧電セラ
ミックを互いにその変位方向が逆になるよう配置して（
・る。またリレー接点を開又は閉の状態に保持しておく
ためには常に圧電セラミックに一定の電圧を印加し続け
る必要がある。

従って従来の圧電リレーでは接点を駆動をする圧電セラ
ミックが２枚必要となるので機構的信頼性が低下し、か
つ接点を開又は閉の状態に保持するため圧電セラミック
に一定の電圧を印加し続ける必要があるので消費電力が
大きい々どの欠点があった。すなわち圧電リレーの小型
化および低消費電力化の面で極めて不利であった。

（発明の目的） 本発明の目的は、たわみ板の弾性変形と座屈現象を利用
し駆動源として厚みすべりモードの圧電セラミックを用
いることにより上記欠点を除去し、機構的に信頼性が高
くしかも低消費雷、力で小形化を図り得る圧電リレーを
提供することにある。

（発明の構成） 本発明によれば、厚みすべりモードの圧雪、セラミック
素子を２枚の駆動板で挾んでなる駆動部と、一端部の表
裏が前記２枚の駆動板にそれぞれ接合された弾性材薄板
状のたわみ板と、該たわみ板の一定のたわみ状態を保持
するように該たわみ板の両端部に固定されたモーメント
フリーの支持材と、前記たわみ板が前記たわみ状態にな
ったとき該たわみ板と接触する位置に配置されたリレー
接点とを備えることを特徴とする圧電リレーが得られる
。

（実施例） 次に図面を参照して本発明について説明する。

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の圧電リレーに使用
する厚みすべりモードの圧電セラミック素子の一例を示
す側面図で、（ａｌと［有］）は互（・に逆極性の直流
電圧を圧電セラミック１に印加したときのそれぞれの変
位方向を矢印で図示している。

次に第２−は本発明の圧電リレーの駆動部の一例を示す
側面図で、前記圧電セラミック１を２枚の駆動板２，２
′で挾み、該駆動板２，２′の一端において該２枚の駆
動板２，２′の間に弾性材薄板状のたわみ板３の一端を
挾み込み、かつ該たわみ板３の端部には支持材４を設け
ている。支持材４はたわみ板３の端部の回転運動に対し
てモーメントフリーの状態でたわみ板３を支持して（・
る。

圧電セラミック１に電圧が印加されると圧電セラミック
１は厚みすべり変位をし２枚の駆動板２゜２′には互い
に平行で逆方向の力（直線矢印で図示）が生じる。更に
該駆動板２，２′の一端はたわみ板３に接合されている
ので、たわみ板３の端部においてたわみ板３は支持材４
を中心とした回転モーメントＭ（曲線矢印で図示）を受
ける。つまり駆動板２，２′により生ずる前記平行で逆
方向の力は支持材４を中心とした前記回転モーメントＭ
に変換される。たわみ板３はその両端がモーメントフリ
ーの支持材４および４′　（図示していない）で支持さ
れ、かつたわみ板３の中央において０．１〜２０曹程度
の弾性変形によるたわみが与えられるよう支持されてい
る。従ってこのような状態のたわみ板３の一端に前記支
持材４を中心とした回転モーメン）Ｍが加わるとたわみ
板３は弾性変形する。

次に第３図は第２図におけるたわみ板の変形過程を説明
するための模式的側面図で、（ａ）〜ｔｅｌはそれぞれ
一端に加えるモーメントによるたわみ板の変形過程を示
す。同図において接点５，５′は支持材４，４′の中間
点（等しい間隔Ｌ）に配置されており、（ａ）はたわみ
板３に回転モーメントが加えられていない状態を示す。

このときたわみ板３の中央部は接点５と接触している。

たわみ板３の一端に回転モーメン）Ｍがたわみ板３のた
わみ力面と逆方向（時計回り力面に矢印で図示）に加え
られるとたわみ板３は接点５から離れ下刃に弾性変形し
始める。この状態を（ｂｌに示す。更に回転モ−メ、ン
トＭを加えていると（ｃ）に示すようにたわみ板１が２
次の座屈を起こしている状態になる。更に回転モーメン
）Ｍを加えるとほとんど瞬時に（ｄ）の状態を経て（ｅ
）の状態になり以後回転モーメントを加えガくとも（ｅ
ｌの状態が保持される。つまり接点５とたわみ板３の接
融を離し接点５′とたわみ板３を接触させるためには、
ある時間だけ回転モーメン）Ｍを加えれば良く接点５′
とたわみ板３の接触を保つために回転モーメン）Ｍを加
え続ける必要は無い。

次に第４図は本発明の圧電リレーの一実施例を示す上面
図である。同図において、圧電リレーは第２図に示した
駆動部を備え、圧電セラミック１は圧電駆動端子６，６
′と電気的に接続され、またたわみ板３２接点５および
５′はそれぞれ端子７．８および９と電気的に接続され
ている。ここでは端子７．８間が接触状態にあることを
示しているが、圧電駆動端子６，６′に直流電圧をあ゛
る時間印加すると、第３図（に、〜（ｅ）に示した過程
を経てたわみ板３は破線図示の状態になり、該印加電圧
を除去した後も端子７．９間の接触状朝が保持される。

（発明の効果） 以上説明したように本発明による圧電リレーは、たわみ
板の弾性変形と座屈現象を利用し駆動源として厚みすべ
りモードの圧電セラミックを用（・ているので、機構的
に信頼性が高くかつ低消費電力で小型化が実現されると
（・う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｔ、、　（ｂ＋は本発明の圧？ｋ　ＩＪフレ
ー使用する厚みすべりモードの圧電セラミック素子の一
例を示す仙ｊ面図、第２図は本発明の圧電リレーの駆動
部の一例を示す側面図、第３図（ａ）、〜（ｅｌはそれ
ぞれ第２図におけるたわみ板の変形過程を説明するため
の模式的側面図および第４図は本発明の圧電リレーの一
実施例を示す上面図である。 図にお（・て、ｌ・・・・・・圧−゛セラミック、２．
２’・・・・・・駆動板、３・・・・・・たわみ板、４
．４′・・・・・・支持材、５，５′・・・・・・接点
、６，６′・・・・・・圧電駆動端子、７，８，９・・
・・・・端子。 代狸人　弁理士　内　原　晋 単　〕　７ 区２図 ノ２′ 牛３　閏 率４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 厚みすべりモードの圧電上ラミック素子を２枚の駆動板
   で挾んでなる駆動部と、一端部の表裏が前記２枚の駆動
   板にそれぞれ接合された弾性材薄板状のたわみ板と、該
   たわみ板の一定のたわみ状態を保持するように該たわみ
   板の両端部に固定されたモーメントフリーの支持材と、
   前記たわみ板が前記たわみ状態になったとき該たわみ板
   と接触する位置に配置されたリレー接点とを備えること
   を特徴とする圧電リレー。