JPS62180928A - ラツチ型リレ− - 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】 １産業」二の刊用分Ｗ’ｆ　１ 本光明はう・７チｊ（＋４１．Ｊレーに関し、特に圧′
、Ｒ素子の衝１゛Ｊλ力により瞬間的にう・・／手動作
するう・・ｌ＋型リレーに関する。

１グｌ　））４支術　］ 従来、この種のラッチ型リレーは駆動源として電磁方式
のものが使用されてきたが、電磁方式はコイルに通電す
ることにより磁界を発生しその磁力を利用し、て可動部
材を動作さぜるため銅損、秩損により発熱することや磁
気干渉があり、また・ｅ・要なエイ・ルギに対し多大な
入力エネルキ分必要とするなと゛の問題点がある。そこ
で最近ではエイ・ルギ効率の良い駆動源として圧電索Ｔ
−３用いたらのが考えられている。

第３図、第４図は特開昭５９・−１２８７２５号公漫に
記載されたもので、ｖＣ来の圧電型駆動装面の一例を示
し、バイモルフ構造をらつ圧’＋＝素子１５の先端には
Ｍ手部材１　＋５を連結し１、さらにＱｌ１手部（１’
　１０は端子台１７．１８に支えられ湾曲した取はね１
つと連結している１、また、第一１図に示才オよつに仮
はね１Ｏｔ）’＞雨１ｍ１、ごは電気接点２０か設けら
れ、その′、Ｒ気接点接点２０＋１６シて固定電気接、
、ｆｉ、２１　、２２か３２けｉ′、れている、この上
うζ−す（ｌｂΔにおいて、圧電素〒１５に電圧を印加
するとバイモルフ禍ｊｈの圧電素子］５は曲げ変形を生
し、その変形ととらに継手部材１６を介して湾曲した板
ばね１９は逆方向に反転し、一方の固定電気接点２１か
らもう一方の固定電気接点２２へ反転動作を行なう。

Ｉ：発明が解決しようとする問題点〕 上述した従来の圧電型駆動装置では、圧電索子１５は板
ばね１９が中立点を過ぎて反転するまで押し付けるよう
に変形することが必要であり、ラッチ型リレーのような
継電器に使用したとき必要とされるＱ、３ｍｍ程度の接
点ス）〜ローフを得るゝためには形状の大きな圧電素子
が必要となる。ラッチ型リレーは周知のように電子回路
部品として装置に用いられており、上述の横道では小型
化か困難である。また、この構造は、板状の圧電素子１
５と継手部材１６及び板ばね１９が連結されており、こ
の連結された構造体の固有振動数は小さく、接点の閉成
、開離の動作の速さ、すなわち応答速度を高めることが
困難であるという欠点がある。

本発明の目的は、このような従来の欠点を除去せしめて
構造が簡単かつ小型で、大きな変位動作及び高速動作が
可能なラッチ型リレーを提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明のラッチ型リレーは、固定接点に対応して可動接
点を配置した接点部材と、該可動接点と接続してその可
動接点を動作させるためのアーム及び飛行部材を有する
板ばねと、鎖板ばねを湾曲するように支持する支持部と
、前記湾曲しな板ばねの凸面に対向して前記飛行部材に
衝撃力を与える圧電素子とから構成される。

〔作用〕

本発明のラッチ型リレーにおいて、圧電素子に電圧を印
加すると圧電素子は微小ながら非常に速く変位するため
、飛行部材は圧電素子からの衝撃力により加速されて圧
電素子を離れて飛行動作する。そこで飛行部材を有する
板ばねも変形動作をする。その板ばねは初めに支持部に
より湾曲されており、その凸部面より飛行部材が力を受
けて板ばねの両端を結ぶ直線、すなわち中立点を過ぎる
とその板はねは反転動作してラッチされる。また板ばね
より延長されたアームは板ばねの変形動作とともに可動
接点を動作させ、可動接点と固定接点とが接触してリレ
ー動作を行なう。

本発明を構成する圧電素子は飛行部材を衝撃力で飛行さ
せる手段であり、高速動作が可能であるため微小な変位
でも飛行部材を飛行させることができる。このため圧電
素子の変位を拡大するような手段は不要であり、ラッチ
型リレーは小型化される。ま′に板ばねと可動接点は連
結されているが、圧電素子□は板ばねとは連結されてい
ないのでリレーとして応答速度は板ばねの固有振動数で
決められる。従って従来のように圧電素子の重さが含ま
れないので軽量化され、大きな応答速度をもつラッチ型
リレーが得られる。

〔実施例〕

次に、本発明について第１図、第２図を参照して詳細に
説明する。

第１図は本発明のラッチ型リレーの第１の一実施例を示
す模式的側面図であり、（、−Ｌ）、（ｂ）はそれぞれ
板ばねの反転動作前、後の状態を示す。

同図に示すように、板ばね１には飛行部材２を設け、そ
の板ばね１の両端を取付部材３に設けられた支持部とし
てのｍ３ａ、３ｂに挿入して板ばね１に軸力を与え、板
ばね１は湾曲している。また、第１の圧電素子４の伸縮
方向（矢印入方向）の一端に第１の力伝達部材５を接続
し、第２の圧電素子６の伸縮方向（矢印Ｂ方向）の一端
に第２の力伝達部材７を接続し、第１．第２の力伝達部
材５，７が飛行部材２を挟んで対向するように配置しで
ある。さらに第１図（ａ＞に示すように、板ばね１の湾
曲した凸面側に配置された第１の力伝達部材５に飛行部
材２がある予圧を持って接するように第１の圧電素子４
の固定端４ｂは取付部材３に固定されている。第２の力
伝達部材７は第１の力伝達部材５と板ばね１の両端を結
ぶ直線に関して対称な位置になるように第２の圧電素子
６の固定端６ｂか取付部材３に固定されている。さらに
板ばね１にはアーム８が設けられ、アーム８の先端は可
動接点つと接続している。この接続方法はアーム８先端
をフックにして支持しても良いし、調整が可能な範囲で
固定しても良い。また可動接点９に対応するように固定
接点１．０．１１か互いに同一の間隙を介して配置され
て接点部材１２を構成している。

続いて、本実施例の動作について説明する。

第１図（ａ）に示すように、飛行部材２が第１の力伝達
部材５に接している状態、すなわち可動接点０が固定接
点１０に接している状態で第１の圧電素子４に′電圧を
印加すると、第１の圧電素子４は矢印入方向に微小なが
ら非常に高速で変位する。これによって第１の力伝達部
材５に接している飛行部材２は第１の圧電素子４からの
力を受けて加速され、第１の力伝達部材５を離れて飛行
動作し、その動作とともに板ばね１も変形し、板ばね１
の両端を結ぶ直線を通過したとき板ばね１は反転動作し
て、第１図（ｂ）に示すように飛行部材２か第２の力伝
達部材７に接した状態となる。

この結果、板ばね１に設けられたアーム８と接続された
可動接点０は固定接点１０から離れて固定接点１１に接
する９土た、第１図（１））に示すような状態で第２の
圧電素子６に電圧を印加ずろと、飛行部材２は第２の圧
電索子６から矢印Ｂ方向（、こＪＪ３受４−Ｊて加速さ
れ、第２の力１伝達部材７を一１ｌｌれて第１の力伝達
部１第５の方に飛行し、板はね１は再び反゛転動作して
第１図（ｒｉ　＞に示す状態となり、可動接点９は固定
接点１０に接する。このように、飛行部材２．板はね１
の動作をアーム８に伝達して可動接点９を固定接点１０
から固定接点１１へ、あるいは固定接点］−１から固定
接点１０ｊ＼切り替えることかできる。

本実施例においては、電圧印加時の第１あるいは第２の
圧電素子４あるいは６の発生力により飛行部材２を加速
飛行させて板ばね１を反転動作させるので、板はね１か
ら延長されたアーム８の先端に接続された可動接点９は
第１．第２の圧電素子４．（３の変位量の数十倍から数
百倍に達する大きなス）ヘロークを得ることができる。

つまり本実施例では圧電素子４．６の変位を拡大するよ
うな手段か不必要なので、構造か簡単になり小型のラッ
チ型リレーが得られる。また板ばね］は第１゜第２の圧
電索子４，６からの衝撃力で該圧電素子、−１，６から
離れて変形動作するので、リレーとしての接点の閉成、
開離動作において圧電素子・１゜６の重さか加わること
がなく、高速動作か可能となる。

本実施例においては、応答速度は板ばね】の固有振動数
により決まるので、応答速度の決定も容易となる。つま
りリレー設計が容易となるばかりでなく、製造組立にお
いても調整が容易となり設計、製造コスＩ・が低下する
。

本実施例では、可動接点９を切り替えるのに第１の圧電
素子４と第２の圧電素子６に交互に電圧を印加するとし
たが、両圧電素子４と６に同時に電圧を印加することに
よっても可動接点９をＵＪＪり替えることができる。こ
のような電圧印加は従来のラッチ型リレーにおいてはで
さなかった。

なお、圧電素子への電圧の印加はパルス的に速く立ら上
ける必要があるか、そのパルス幅は短くても良い。例え
ば、パルス幅はＯ，１ｍｓもあれば十分であり、また長
い時間であってもかまわない。圧電素子は電気的にはコ
ンデンサと同じであるため、電圧を長時間印加し続けて
も電力を消費することがなく発熱も起らない。

次に、第２図は本発明のラッチ型リレーの第２の実施例
を示す斜視図である。

同図において、板はね１３とアーム１４は１枚の薄板か
らできており、アーム１４は可動接点９と接続されて動
作する。この第２の実施例ではアーム１４と板ばね１３
が一体であ、るため、例えばプレスにより容易に製（ｆ
ｆ可能であり、第１の実施例より製造コストが低下する
。第２の実施例は板はね１３のアーム１４の形状や接続
の仕方か第１の実施例と異なるにもかかわらず第１の実
施例と同等の効果を発揮する。

上述の第１．第２の実施例では、板ばねと湾曲した凸面
側とその反対１ｊｊｌｊの凹面側との両方にそれぞれ圧
電素子を配置したものを示したが、板はねに反転復帰手
段を用いれば湾曲した板ばねの凸面側のみに圧′七素子
を配置してら本実施例と同等の効果が発揮される。

また本発明において飛行部材に衝撃力を与える妥（８子
は縦効果や横効県のある単板の圧電素子の池、積層型の
圧電素子または電歪素子てあってら同等の効果が得られ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、構造が簡単で小型
、低電力、低発熱で高速動作が可能な低コストのラッチ
型リレーが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す模式的側面図、第
２図は本発明の第２の実施例を示す斜視図、第３図、第
４図は従来の圧電型駆動装置の一例を示す図である。 １．１３．１９・・・板ばね、２・・・飛行部材、３・
・・取１寸部材、３ａ、３ｂ・・渦、４・・・第１の圧
電素子、４ｂ、６ｂ・・・固定端、５・・・第１の力伝
達部材、６・・・第２の圧電素子、７・・・第２の力伝
達部材、８゜１４・・・アーム、９・・・可動接点、１
０．１１・・・固定接点、１２・・・接点部材、１５・
・・圧電素子、１６・・・イ１を平部材、１７．１８・
・・端子台　２０・・・電気接点。 ／＋１．２／）・固定電気接点。 代理人　弁理士　　内　原　　音 第１図 （の） ４Ｓ３ｂＺ’１ 第２図 ７０　　固′Ｘ、オ妾、責。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定接点に対応して可動接点を配置した接点部材と、前
   記可動接点と接続しかつその可動接点を動作させる手段
   としてのアーム及び飛行部材を有する板ばねと、前記板
   ばねを湾曲するように支持する支持部と、前記湾曲した
   板ばねの凸面に対向して前記飛行部材に衝撃力を与える
   圧電素子とから構成されることを特徴とするラッチ型リ
   レー。