JPS61177177A - 圧電素子を用いたアクチユエ−タ - Google Patents
圧電素子を用いたアクチユエ−タInfo
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- JPS61177177A JPS61177177A JP60015073A JP1507385A JPS61177177A JP S61177177 A JPS61177177 A JP S61177177A JP 60015073 A JP60015073 A JP 60015073A JP 1507385 A JP1507385 A JP 1507385A JP S61177177 A JPS61177177 A JP S61177177A
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- JP
- Japan
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- displacement
- fulcrum
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- lever
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 12
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- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 4
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- 235000013290 Sagittaria latifolia Nutrition 0.000 abstract 1
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- 229920003319 Araldite® Polymers 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/04—Constructional details
- H02N2/043—Mechanical transmission means, e.g. for stroke amplification
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、積層型圧電素子の縦効果を利用して電気的
エネルギを機械的エネルギに変換する主としてプリンタ
や電子機器等に使用される往復動直線変位の圧電素子を
用いたアクチュエータに関し、特に、その機械変位増幅
部のうち挺子支点部の改良に係る変位系の剛性向上に関
するものである。
エネルギを機械的エネルギに変換する主としてプリンタ
や電子機器等に使用される往復動直線変位の圧電素子を
用いたアクチュエータに関し、特に、その機械変位増幅
部のうち挺子支点部の改良に係る変位系の剛性向上に関
するものである。
従来のこの種のアクチュエータを第５図について説明す
る。
る。
第５図（ａ）および（ｂ）は、正面図および側面図を示
し、１は、機枠、′２は機械的変位増幅部であり、機枠
１と機械的変位増幅部２とは例えばばね鋼等の材料で一
体にプレス成形される。機械的変位増幅部２は、第一の
挺子部２ａと第二の挺子部２ｂの二段機構と弾性ヒンジ
又はばね等を備えた支点部３ ａ 、 ３ ｂ ｒ
３ ｃとを有する。
し、１は、機枠、′２は機械的変位増幅部であり、機枠
１と機械的変位増幅部２とは例えばばね鋼等の材料で一
体にプレス成形される。機械的変位増幅部２は、第一の
挺子部２ａと第二の挺子部２ｂの二段機構と弾性ヒンジ
又はばね等を備えた支点部３ ａ 、 ３ ｂ ｒ
３ ｃとを有する。
前記機械的変位増幅部２の第一の挺子部２ａの基端２Ｃ
と機枠１の底部壁の内平面１ａとの間に圧電素子４を嵌
挿してアラルダイト（商品名）等の接着剤を塗着して固
定する。尚、５は、アクチュエータ実装時の取付孔であ
る。
と機枠１の底部壁の内平面１ａとの間に圧電素子４を嵌
挿してアラルダイト（商品名）等の接着剤を塗着して固
定する。尚、５は、アクチュエータ実装時の取付孔であ
る。
このように構成されたアクチュエータの動作は、圧電素
子４に電圧を印加すると、圧電素子４の一端は機枠１の
底部壁の内平面１ａに固定されているから、第５図（ａ
）に示すように矢印方向に変位力が発生して機械的変位
増幅部２０基端２Ｃを押圧する。この変位は、機械的変
位増幅部２に伝達して変位拡大され変位伝達腕６を矢印
方向に変位運動させる。この時、支点部３ａ、３ｂ、３
Ｃを基端とした梃子腕長により次のように変位拡大され
る。
子４に電圧を印加すると、圧電素子４の一端は機枠１の
底部壁の内平面１ａに固定されているから、第５図（ａ
）に示すように矢印方向に変位力が発生して機械的変位
増幅部２０基端２Ｃを押圧する。この変位は、機械的変
位増幅部２に伝達して変位拡大され変位伝達腕６を矢印
方向に変位運動させる。この時、支点部３ａ、３ｂ、３
Ｃを基端とした梃子腕長により次のように変位拡大され
る。
機械的変位増幅部２による変位＝圧電素子変位×ｆ
−×−のように支点部３ａ、３ｂ、３ｃを基端とし
ｅ た腕長比により変位を拡大増幅することとなる。
ｅ た腕長比により変位を拡大増幅することとなる。
次に、圧電素子４の電圧印加を遮断することによって機
械的変位増幅部２の変位は、すみやかに減衰して元の状
態に復帰する。
械的変位増幅部２の変位は、すみやかに減衰して元の状
態に復帰する。
しかしながら、このような従来の圧電素子を用いたアク
チュエータの機械的変位増幅部２において、梃子の支点
部に弾性ヒンジ又はばね等を使用すると、例えば、ドツ
トプリンタのように衝撃力を活用するものＫは問題がな
く安定した作動を行うが、アクチュエータとして変位を
外部に伝達する変位途上に負荷がある用途（例えば別の
可動部を変位させる等）に対しては負荷による弾性ヒン
ジ又はばね等へ変形が発生して所望の変位が得られない
という問題点があった。
チュエータの機械的変位増幅部２において、梃子の支点
部に弾性ヒンジ又はばね等を使用すると、例えば、ドツ
トプリンタのように衝撃力を活用するものＫは問題がな
く安定した作動を行うが、アクチュエータとして変位を
外部に伝達する変位途上に負荷がある用途（例えば別の
可動部を変位させる等）に対しては負荷による弾性ヒン
ジ又はばね等へ変形が発生して所望の変位が得られない
という問題点があった。
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、機械的変位増幅部２の最も変位の大きい最終
段の挺子支点部３ｃの剛性を高め変位系の最大応力によ
る機械的変位増幅部２の制限を大幅に向上させ大きな変
位を外部に伝達可能とする圧電素子を用いたアクチュエ
ータを提供することを目的とする。
たもので、機械的変位増幅部２の最も変位の大きい最終
段の挺子支点部３ｃの剛性を高め変位系の最大応力によ
る機械的変位増幅部２の制限を大幅に向上させ大きな変
位を外部に伝達可能とする圧電素子を用いたアクチュエ
ータを提供することを目的とする。
同一構成は同一符号で示し、
以下、この発明を図面に基づいて詳細に説明する。
第１図（ａ）および（ｂ）は、この発明の正面図および
側面図であって、従来例と相違する点は、第５図におけ
る従来例の第二挺子部２ｂに対する支点部３Ｃを円柱状
の支点部７とした点であり、第２図および第３図に示す
構成部材からなる。
側面図であって、従来例と相違する点は、第５図におけ
る従来例の第二挺子部２ｂに対する支点部３Ｃを円柱状
の支点部７とした点であり、第２図および第３図に示す
構成部材からなる。
即ち、第２図において、７は第二の挺子部２ｂに設けた
円柱状の支点部、８は機枠１の上部右端に延出する段差
を有する受部材である。
円柱状の支点部、８は機枠１の上部右端に延出する段差
を有する受部材である。
受部材８は、螺子孔９を有する。
第３図（ａ）および［有］）は、この発明の要部である
支点部支持部材１０の正面図および側面図を示し、一端
に円柱状の嵌合溝１ｏａと基部の段差部に皿孔１０ｂを
設ける。
支点部支持部材１０の正面図および側面図を示し、一端
に円柱状の嵌合溝１ｏａと基部の段差部に皿孔１０ｂを
設ける。
しかして、第３図に示す支点部支持部材１ｏの円柱状の
嵌合溝１０ａを第２図に示す機械的変位増幅部２の第二
挺子部２ｂの支点部７に上方から嵌挿させ、一方、支点
部支持部材１ｏの基部を受０を受部材８に固着する。
嵌合溝１０ａを第２図に示す機械的変位増幅部２の第二
挺子部２ｂの支点部７に上方から嵌挿させ、一方、支点
部支持部材１ｏの基部を受０を受部材８に固着する。
第４図は、第１図のＡ−Ｂ断面図である。
この発明の作用については、従来例と同様であるので省
略するが、第二の挺子部２ｂに設けた支点部７は、アク
チュエータの作動により支点部支持部材１０の嵌合溝１
０？Ｌ内で圧電素子の発生する力を有効に活用するよう
に自由に支持される。
略するが、第二の挺子部２ｂに設けた支点部７は、アク
チュエータの作動により支点部支持部材１０の嵌合溝１
０？Ｌ内で圧電素子の発生する力を有効に活用するよう
に自由に支持される。
尚、支点部支持部材１０は、直接機枠１に固定してもよ
く、また、機械的変位増幅部２は、２段挺子機構のみな
らず複数梃子機構から構成される。
く、また、機械的変位増幅部２は、２段挺子機構のみな
らず複数梃子機構から構成される。
以上説明したようにこの発明は、駆動源として圧電素子
を使用し、その変位を機械的変位増幅部２で拡太し、変
位伝達腕６により変位伝達する構成において、最も変位
の太き（Ｘ最終段の挺子部（第二の挺子部２ｂ）支点部
７の剛性を高め、かつ、古占顛７けす占蔗古辿蔗好１ｎ
小崗Ａ襦４１’ｌうハなかで自由に支持されるように構
成したので、衝撃力を活用するアクチュエータは勿論の
こと、アクチュエータとして変位を外部に伝達する変位
途上に負荷があっても機械的変位増幅部２の機械的応力
を大幅に向上させ大きな安定した変位を外部に伝達する
ことが可能となって、アクチュエータとしての機能向上
および信頼性向上に寄与する効果がある。
を使用し、その変位を機械的変位増幅部２で拡太し、変
位伝達腕６により変位伝達する構成において、最も変位
の太き（Ｘ最終段の挺子部（第二の挺子部２ｂ）支点部
７の剛性を高め、かつ、古占顛７けす占蔗古辿蔗好１ｎ
小崗Ａ襦４１’ｌうハなかで自由に支持されるように構
成したので、衝撃力を活用するアクチュエータは勿論の
こと、アクチュエータとして変位を外部に伝達する変位
途上に負荷があっても機械的変位増幅部２の機械的応力
を大幅に向上させ大きな安定した変位を外部に伝達する
ことが可能となって、アクチュエータとしての機能向上
および信頼性向上に寄与する効果がある。
第１図（ａ）および巾は、本発明のアクチュエータの正
面図および側面図、第２図（ａ）および（ｂ）は、本発
明の構成部材の正面図および側面図、第３図（ａ）およ
び（ｂ）は、本発明の要部である支点部支持部材の正面
図および側面図、第４図は、本発明の第１図のＡ−Ｅ断
面図、第５図は、従来例のアクチュエータを示す正面図
および側面図である。
面図および側面図、第２図（ａ）および（ｂ）は、本発
明の構成部材の正面図および側面図、第３図（ａ）およ
び（ｂ）は、本発明の要部である支点部支持部材の正面
図および側面図、第４図は、本発明の第１図のＡ−Ｅ断
面図、第５図は、従来例のアクチュエータを示す正面図
および側面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 機枠１に圧電素子４の一端を固定し、前記圧電素子４
の他端に直結された機械的変位増幅部２と、該機械的変
位増幅部２の先端に突設した変位伝達腕６とを直列に配
置し、前記機械的変位増幅部２は挺子部と挺子支点より
成り、該挺子支点部を基端とした挺子部の各腕長の比に
より変位拡大するように構成した圧電素子４を用いたア
クチュエータにおいて、 支点部支持部材１０の嵌合溝１０ａのなかに機械的変位
増幅部２の最終段挺子部の支点部７を嵌挿し、該支点部
支持部材１０は機枠１に固定することを特徴とする圧電
素子を用いたアクチュエータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60015073A JPS61177177A (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 圧電素子を用いたアクチユエ−タ |
| US06/823,478 US4644213A (en) | 1985-01-29 | 1986-01-28 | Piezoelectric actuator |
| DE19863602673 DE3602673A1 (de) | 1985-01-29 | 1986-01-29 | Piezoelektrisches betaetigungsglied |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60015073A JPS61177177A (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 圧電素子を用いたアクチユエ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61177177A true JPS61177177A (ja) | 1986-08-08 |
| JPH0150192B2 JPH0150192B2 (ja) | 1989-10-27 |
Family
ID=11878676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60015073A Granted JPS61177177A (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 圧電素子を用いたアクチユエ−タ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4644213A (ja) |
| JP (1) | JPS61177177A (ja) |
| DE (1) | DE3602673A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10256789B2 (en) | 2016-03-29 | 2019-04-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Displacement conversion mechanism and tunable filter device |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH043809Y2 (ja) * | 1985-12-25 | 1992-02-05 | ||
| IT1218170B (it) * | 1986-10-11 | 1990-04-12 | Murata Machinery Ltd | Procedimento per avvolgere filo in roccatrice automatica e relativo dispositivo di controllo |
| US4886382A (en) * | 1987-02-09 | 1989-12-12 | Nec Corporation | Printing hammer comprising two hinge parts coupling an arm to a base member on both sides of a hinge coupling the arm to a piezoelectric actuator |
| US4976553A (en) * | 1987-12-09 | 1990-12-11 | Max Co., Ltd. | Very small displacement enlargement mechanism and printing head using the same |
| US4929859A (en) * | 1987-12-25 | 1990-05-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Piezoelectric actuator having parallel arrangement of a single piezoelectric element and a pair of displacement magnification arms |
| US4825894A (en) * | 1988-06-08 | 1989-05-02 | Moog, Inc. | Piezoelectric torque motor |
| US4975615A (en) * | 1989-06-08 | 1990-12-04 | Atlantic Richfield Company | Piezoelectric transducer |
| US4949316A (en) * | 1989-09-12 | 1990-08-14 | Atlantic Richfield Company | Acoustic logging tool transducers |
| US5165809A (en) * | 1990-03-06 | 1992-11-24 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric actuator and print head using the actuator, having means for increasing durability of laminar piezoelectric driver |
| WO1995015026A1 (fr) * | 1993-11-24 | 1995-06-01 | Djudin, Gennady Vladimirovich | Mecanisme transmettant le mouvement |
| DE19539201C1 (de) * | 1995-10-20 | 1996-11-21 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Schwenkantrieb |
| US5903085A (en) * | 1997-06-18 | 1999-05-11 | Phase Metrics, Inc. | Piezoelectric nanopositioner |
| DE19833782A1 (de) | 1998-07-27 | 2000-02-03 | Abb Instrumentation Ltd | Antriebsanordnung für einen Schreibkopf |
| WO2000008353A1 (de) | 1998-08-06 | 2000-02-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Piezoelektrische aktoreinheit |
| CN100358168C (zh) * | 2003-07-18 | 2007-12-26 | 江苏大学 | S型压电微位移放大机构 |
| JP4085936B2 (ja) * | 2003-09-05 | 2008-05-14 | ソニー株式会社 | レバーアーム変位拡大装置 |
| JP4511437B2 (ja) * | 2005-09-09 | 2010-07-28 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | 音響信号発生用圧電装置 |
| US8610332B2 (en) * | 2008-10-09 | 2013-12-17 | Newcastle Innovation Limited | Positioning system and method |
| KR100979539B1 (ko) * | 2010-01-29 | 2010-09-02 | 아주대학교산학협력단 | 평면 3자유도 스테이지 |
| US8624467B2 (en) * | 2010-05-18 | 2014-01-07 | Mindray Medical Sweden Ab | Methods, systems, and devices for mechanical motion amplification |
| EP3260837A1 (en) * | 2016-06-21 | 2017-12-27 | Continental Automotive GmbH | Test apparatus |
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|---|---|---|---|---|
| US3649857A (en) * | 1970-07-30 | 1972-03-14 | Ibm | Mechanical energy storage and release device |
| US4435666A (en) * | 1981-05-26 | 1984-03-06 | Nippon Electric Co., Ltd. | Lever actuator comprising a longitudinal-effect electroexpansive transducer and designed to prevent actuation from degrading the actuator |
| US4547086A (en) * | 1982-12-06 | 1985-10-15 | Nec Corporation | Piezoelectrically driven printing mechanism for dot matrix printers |
| CA1218561A (en) * | 1983-02-25 | 1987-03-03 | Takeshi Yano | Differential lever actuator including differentially force-transmitting members which are not liable to break |
-
1985
- 1985-01-29 JP JP60015073A patent/JPS61177177A/ja active Granted
-
1986
- 1986-01-28 US US06/823,478 patent/US4644213A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-01-29 DE DE19863602673 patent/DE3602673A1/de active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10256789B2 (en) | 2016-03-29 | 2019-04-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Displacement conversion mechanism and tunable filter device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3602673C2 (ja) | 1992-04-30 |
| US4644213A (en) | 1987-02-17 |
| JPH0150192B2 (ja) | 1989-10-27 |
| DE3602673A1 (de) | 1986-07-31 |
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