JPS61133527A - Relay - Google Patents

Relay

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Publication number
JPS61133527A
JPS61133527A JP25459384A JP25459384A JPS61133527A JP S61133527 A JPS61133527 A JP S61133527A JP 25459384 A JP25459384 A JP 25459384A JP 25459384 A JP25459384 A JP 25459384A JP S61133527 A JPS61133527 A JP S61133527A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electro
displacement
lever
base
relay
Prior art date
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Pending
Application number
JP25459384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
隆一 佐藤
勤 谷口
正利 大場
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.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
Priority to JP25459384A priority Critical patent/JPS61133527A/en
Publication of JPS61133527A publication Critical patent/JPS61133527A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は積層型の電気−機械変換素子を接点駆動源とし
たリレーに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a relay using a stacked electro-mechanical conversion element as a contact drive source.

[発明の概要1 本発明は、積層型の電気−機械変換素子を接点駆動源と
し、その少ない変位をレバーにて拡大し、スナップアク
ション動作で接点を開閉するリレーである。
[Summary of the Invention 1] The present invention is a relay that uses a laminated electro-mechanical transducer as a contact drive source, magnifies its small displacement with a lever, and opens and closes the contacts with a snap action action.

[従来技術とその問題点1 近年、リレーの接点駆動源として低消費電力といろ利点
を生かした電気−機械変換素子(電歪素子、圧電素子)
を用いたものが種々提案されている。
[Prior art and its problems 1] In recent years, electro-mechanical conversion elements (electrostrictive elements, piezoelectric elements) have been used as contact drive sources for relays, taking advantage of low power consumption and other advantages.
Various methods have been proposed using .

しかしなが呟従来提案されているリレーは、電気−機械
変換素子を張り貼り合わせたバイモルフタイプの横効果
素子として構成されており、このものは変位量が大きく
とれる反面、力が小さく、しかもエネルギー変換効率、
共振周波数がかなり低く、高速駆動に向かないという問
題点を有している。また、バイモルフタイプでは耐振力
、衝撃性に劣るという問題点をも有しでいる。
However, the relays that have been proposed so far are constructed as bimorph-type transverse effect elements made by pasting electro-mechanical transducer elements together, and while this can achieve a large amount of displacement, the force is small and the energy is small. Conversion efficiency,
The problem is that the resonant frequency is quite low, making it unsuitable for high-speed driving. Additionally, the bimorph type has the problem of poor vibration resistance and impact resistance.

[問題点を解決するための手段1 そこで、本発明に係るリレーは、接点駆動源として、耐
振動、衝撃性に優れ、力が大きくエネルギー変換効率、
共振周波数が高くて高速駆動か可能な積層型の縦効果素
子を使用し、この素子の自由1にレバーの一部を係合せ
しめ、このレバーの先端にて前記素子の変位を拡大し、
スナップアクション機能を有するスイッチング手段の接
点を開閉動作させるようにした。
[Means for Solving the Problems 1] Therefore, the relay according to the present invention, as a contact drive source, has excellent vibration resistance and shock resistance, large force, energy conversion efficiency,
A laminated longitudinal effect element with a high resonance frequency and capable of high-speed driving is used, a part of a lever is engaged with the free part 1 of this element, and the displacement of the element is expanded at the tip of this lever,
The contacts of the switching means having a snap action function are opened and closed.

[実施例1 構成@識明 第1図において、1はセラミックからなるベース、5は
積層型の電気−機械変換素子(縦効果素子)で、この素
子5は圧電素子又は電歪素子を多数段に積層したもので
、両側に埋込まれた多数の層状電極6a、6aが1層お
きに素子の外側で並列接続し、ケース20から突出した
端子21.22から駆動回路23を介して、長さ方向に
電界が印加されるように構成されている。駆動回路23
は、第4図に示すように、突入電流制御用抵抗R1、定
電圧用ツナダイオードZD、放電用抵抗R2にで構成さ
れている。
[Example 1 Configuration @ Identification In Fig. 1, 1 is a base made of ceramic, 5 is a laminated electro-mechanical conversion element (longitudinal effect element), and this element 5 is composed of multiple stages of piezoelectric elements or electrostrictive elements. A large number of layered electrodes 6a, 6a embedded on both sides are connected in parallel on the outside of the element every other layer, and a long electrode is connected from the terminals 21 and 22 protruding from the case 20 via the drive circuit 23. The structure is such that an electric field is applied in the horizontal direction. Drive circuit 23
As shown in FIG. 4, it is composed of an inrush current control resistor R1, a constant voltage Tuna diode ZD, and a discharge resistor R2.

前記素子5の両端には保護板7a、7bが固定され、下
端は保護板7aを介してベース1の台部2に固着され、
上端は自由端とされている。
Protective plates 7a and 7b are fixed to both ends of the element 5, and the lower end is fixed to the platform 2 of the base 1 via the protective plate 7a,
The upper end is a free end.

10はレバーで、一端梁部10aを支点としてベース1
の台部3に回動自在に支持され、突部10I)が素子5
の自由端である保護板?+)に係合している。
Reference numeral 10 denotes a lever, which supports the base 1 with the beam portion 10a at one end as a fulcrum.
The protrusion 10I) is rotatably supported on the base 3 of the element 5.
A protective plate that is the free end of the ? +) is engaged.

11はスナップアクション動作が可能なスイッチング手
段で、先端に可動接点12を備えた可動接触片13の下
端はベース1の台部4に固定され、この可動接触片13
から切り起した可動ばね14の端部は前記台部4に固定
した支持片15に係止されている。そして、可動接触片
13の基部には前記レバ・−10の先端10cが当接し
ている。また、ケース20から突出した固定端子16a
、16bには可動接点12と対向する固定接点17a、
17bが固着されている。
Reference numeral 11 denotes a switching means capable of snap action operation.
The end portion of the movable spring 14 cut out from above is locked to a support piece 15 fixed to the base portion 4. The tip 10c of the lever -10 is in contact with the base of the movable contact piece 13. In addition, a fixed terminal 16a protruding from the case 20
, 16b has a fixed contact 17a facing the movable contact 12,
17b is fixed.

動I!費1皮明 以−トの構成において、端子21.22に電圧が印加さ
れていない状態では、可動接触片13は可動ばね14の
ばね力にて第1図中反時計回り方向に付勢され、可動接
点12は固定接点17bを閉成している。
Motion I! In the configuration described above, when no voltage is applied to the terminals 21 and 22, the movable contact piece 13 is biased counterclockwise in FIG. 1 by the spring force of the movable spring 14. , the movable contact 12 closes the fixed contact 17b.

いま、端子21.22に電圧を印加すると、抵抗R1を
介して素子5に所定値の制御信号電圧が印加され、素子
5が矢印Q方向に伸長し、レバー10は突部10bが押
圧されて突部10aを支点として反時計回り方向に回動
し、先端10cが矢印R方向に移動する。この移動にて
可動接触片13がR方向に付勢され、第2図に示すよう
に、作用点P、か可動ぼね14の支点P2を越えると可
動接触片13がスナップアクション動作にて反転し、可
動接点12が固定接点17aに切換わる。
Now, when a voltage is applied to the terminals 21 and 22, a control signal voltage of a predetermined value is applied to the element 5 through the resistor R1, the element 5 extends in the direction of the arrow Q, and the lever 10 is pressed by the protrusion 10b. It rotates counterclockwise about the protrusion 10a as a fulcrum, and the tip 10c moves in the direction of arrow R. With this movement, the movable contact piece 13 is urged in the R direction, and as shown in FIG. Then, the movable contact 12 is switched to the fixed contact 17a.

一方、端子21.22への電圧印加を断つと、素子5の
電荷は放電抵抗R2を介して放電され、素子5が収縮す
るとともに可動接触片13が前記とは逆方向に反転し、
可動接点12が固定接点171〕に切換わり、レバー1
0が時計回り方向に反転する。
On the other hand, when the voltage application to the terminals 21 and 22 is cut off, the charge in the element 5 is discharged through the discharge resistor R2, the element 5 contracts, and the movable contact piece 13 is reversed in the opposite direction.
The movable contact 12 switches to the fixed contact 171], and the lever 1
0 is reversed clockwise.

変位量Q脱を ここで、前記素子5を使用した場合の変位量について第
3図を参照して説明する。
The displacement amount Q will now be explained with reference to FIG. 3 when the element 5 is used.

縦効果素子5の変位量δは、 δ:d33・n・\l        ・・・・・・(
1)ただし、d33:圧電定数 n :積層枚数 ■ 二制御信号電圧 スイッチング手段11をスナップアクション動作させる
には、それに必要なストロークをU。(第2図参照)と
すれば、レバー先端10cの変位量Uとの間でU。<U
の関係が成立することが必要である。
The displacement amount δ of the longitudinal effect element 5 is δ: d33・n・\l ・・・・・・(
1) However, d33: piezoelectric constant n: number of laminated sheets ■2 Control signal voltage To operate the switching means 11 with snap action, the necessary stroke is U. (See Fig. 2), the distance U between the displacement U of the lever tip 10c. <U
It is necessary that the following relationship holds true.

ここで変位量Uは、 u = r2(sin(θ2+dθ)−8inθ2) 
・・・・・・(2)ただし、r21:  x22 +V
22θ2 = jan”” V2/に2 dθ = θ1−cos−1(δ/r1+cosθ1)
θ = j、an  ’ y+/X1 r1 :  X12+1l12 前記(1)、(2)式に実用的数値として、d3.=6
0(’lX1(1”’(+n/V)、V=10+’)(
V)、n=200.x、=2.4(iun)、x2= 
15 (mm)、y+ = 2 、 S (+nm)、
y2= 31 (nun)とすれば、u= 0.15 
(mm)である。スナップアクション動作に必要なスト
ローク110は0.1mmも有ればよいため、十分に実
用化が可能である。
Here, the displacement U is u = r2 (sin(θ2+dθ)-8inθ2)
・・・・・・(2) However, r21: x22 +V
22θ2 = jan”” V2/2 dθ = θ1−cos−1(δ/r1+cosθ1)
θ = j, an' y+/X1 r1 : X12+1l12 d3. =6
0('lX1(1'''(+n/V), V=10+')(
V), n=200. x, = 2.4 (iun), x2 =
15 (mm), y+ = 2, S (+nm),
If y2= 31 (nun), u= 0.15
(mm). Since the stroke 110 required for the snap action operation only needs to be 0.1 mm, it is sufficiently practical.

なお、前記実施例において、ベース1をセラミックとし
たのは素子5と同程度の温度係数を有する素材が好まし
いからであり、必ずしもこれに限定するものではない。
In the above embodiment, the base 1 is made of ceramic because it is preferable to use a material having a temperature coefficient similar to that of the element 5, but the base 1 is not necessarily limited to this.

[発明の効果1 以4二の説明で明らかなように、本発明は接点駆動源と
して積層した電気−機械変換素子を使用したため、従来
から使用されでいるバイモルフタイプのものと比べて耐
振動、衝撃性に優れ、大きな駆動力がとれ、エネルギー
の変換効率が高く、共振周波数が高くて高速駆動が可能
となる。また、この積層型電気−機械変換素子の変位力
をレバーに作用させ、このレバーで前記変位を拡大する
ようにしたため、たとえ電気−機械変換素子自体の変位
量が小さくても十分にスイッチング手段をスナップアク
ション動作させることがで終る。
[Effect of the Invention 1] As is clear from the following explanation, the present invention uses a stacked electro-mechanical transducer as a contact drive source, so it has better vibration resistance and better vibration resistance than the conventionally used bimorph type. It has excellent impact resistance, can generate large driving force, has high energy conversion efficiency, and has a high resonance frequency, making it possible to drive at high speed. In addition, since the displacement force of this laminated electro-mechanical transducer is applied to the lever and the displacement is magnified by this lever, even if the amount of displacement of the electro-mechanical transducer itself is small, the switching means can be sufficiently activated. It ends with a snap action.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明に係るリレーの一実施例を示し、第1図は
ケースを切欠いた平面図、第2図は動作説明図、第3図
は変位量の説明図、第4図は駆動回路図である。 1・・・ベース、5・・・電気−機械変換素子、1o・
・・レバー、10a・・・突部(同動支点)、11・・
・スイッチング手段、12・・・可動接点、13・・・
可動接触片、14・・・可動ばね、17a、  171
)・・・固定接点。 特許出願人    立石電機株式会社 代理人 弁理士  青 山 葆 はが2名伽
The drawings show one embodiment of the relay according to the present invention, and FIG. 1 is a plan view with the case cut away, FIG. 2 is an explanatory diagram of operation, FIG. 3 is an explanatory diagram of displacement, and FIG. 4 is a drive circuit diagram. It is. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Base, 5...Electro-mechanical conversion element, 1o.
...Lever, 10a...Protrusion (synchronized fulcrum), 11...
- Switching means, 12... Movable contact, 13...
Movable contact piece, 14...movable spring, 17a, 171
)...Fixed contact. Patent applicant Tateishi Electric Co., Ltd. Agent Patent attorney Aoyama Hagani

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ベースと、 電圧印加にて積層方向に伸長する積層型の電気−機械変
換素子と、 前記電気−機械変換素子の自由端に係合し、その変位を
拡大するレバーと、 前記レバーの拡大変位に応じてスナップアクション動作
にて接点を開閉するスイッチング手段と、を備えたこと
を特徴とするリレー。
(1) a base; a laminated electro-mechanical transducer that extends in the stacking direction when a voltage is applied; a lever that engages with a free end of the electro-mechanical transducer to increase its displacement; A relay characterized in that it is equipped with a switching means that opens and closes a contact point with a snap action operation in response to an enlarged displacement.
(2)前記電気−機械変換素子として圧電素子を用いた
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のリレー。
(2) The relay according to claim 1, wherein a piezoelectric element is used as the electro-mechanical conversion element.
(3)前記電気−機械変換素子として電歪素子を用いた
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のリレー。
(3) The relay according to claim 1, wherein an electrostrictive element is used as the electro-mechanical conversion element.
(4)前記ベースがセラミックからなることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のリレー。
(4) The relay according to claim 1, wherein the base is made of ceramic.
JP25459384A 1984-11-30 1984-11-30 Relay Pending JPS61133527A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7064638B1 (en) 2000-07-13 2006-06-20 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrical switch

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