JPS6289371A - 圧電バイモルフ装置 - Google Patents
圧電バイモルフ装置Info
- Publication number
- JPS6289371A JPS6289371A JP60228589A JP22858985A JPS6289371A JP S6289371 A JPS6289371 A JP S6289371A JP 60228589 A JP60228589 A JP 60228589A JP 22858985 A JP22858985 A JP 22858985A JP S6289371 A JPS6289371 A JP S6289371A
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- Japan
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- bimorph element
- piezoelectric bimorph
- force
- piezoelectric
- permanent magnet
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- Granted
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H57/00—Electrostrictive relays; Piezoelectric relays
- H01H2057/003—Electrostrictive relays; Piezoelectric relays the relay being latched in actuated position by magnet
Landscapes
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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〕
本発明は圧電バイモルフ装置に関し、特に圧電バイモル
フ素子の屈曲変形を種々の装置の微小動作の駆動源とし
て用いる圧電アクチーエータに関する。
フ素子の屈曲変形を種々の装置の微小動作の駆動源とし
て用いる圧電アクチーエータに関する。
一定の入力電圧条件下での圧電バイモルフ素子の変形と
力の関係は、変形の増大に伴い力は直線的に減少し、最
大の変形時において力は０となる。
力の関係は、変形の増大に伴い力は直線的に減少し、最
大の変形時において力は０となる。
そこで１例えばバイモルフ素子の自由端の力を電気接点
の開閉に用いるようにして圧電リレー全構成すると、接
点全閉じる力はきわめて弱く、動作は不安定で実用性に
欠ける。そこで、改善策として最大変形時には永久磁石
の吸引力でバイモルフ素子の弱い力を補う方式が提案さ
れている。この場合、永久磁石の吸引力とバイモルフ素
子の発生力、変形量との間に一定のバランスがとられて
いない限り、この系の安定な動作は不可能である。
の開閉に用いるようにして圧電リレー全構成すると、接
点全閉じる力はきわめて弱く、動作は不安定で実用性に
欠ける。そこで、改善策として最大変形時には永久磁石
の吸引力でバイモルフ素子の弱い力を補う方式が提案さ
れている。この場合、永久磁石の吸引力とバイモルフ素
子の発生力、変形量との間に一定のバランスがとられて
いない限り、この系の安定な動作は不可能である。
以下余白
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、バイモルフ素子個々の発生力を電圧を変
えないで調整することはきわめて困難であり、従来この
種の調整にはきわめて手間を要する欠点があった。
えないで調整することはきわめて困難であり、従来この
種の調整にはきわめて手間を要する欠点があった。
本発明はこのような欠点を解消しようとするもので、圧
電バイモルフ素子の動作を容易に調整できるようにして
駆動条件の調整が容易な圧電バイモルフ装置を提供する
こと全目的とする。
電バイモルフ素子の動作を容易に調整できるようにして
駆動条件の調整が容易な圧電バイモルフ装置を提供する
こと全目的とする。
本発明は圧電バイモルフ素子の変形時における力の補強
として永久磁石全利用する構成において。
として永久磁石全利用する構成において。
圧電バイモルフ素子の中央部近くに、バイモルフ素子面
に対して垂直方向に移動可能に剛体を設け。
に対して垂直方向に移動可能に剛体を設け。
圧電バイモルフ素子が最大変形して永久磁石に吸引され
ている状態のとき、圧電バイモルフ素子の表面に剛体の
先端が接するかわずかに離れているように調整可能とし
たことを特徴とする。
ている状態のとき、圧電バイモルフ素子の表面に剛体の
先端が接するかわずかに離れているように調整可能とし
たことを特徴とする。
このような構成によれば、剛体の位置調整により永久磁
石が圧電バイモルフ素子に及ぼす拘束条件を調整して圧
電バイモルフ素子の動作条件を調整することができる。
石が圧電バイモルフ素子に及ぼす拘束条件を調整して圧
電バイモルフ素子の動作条件を調整することができる。
以下２図面全参照しながら本発明の実施例について説明
する。
する。
第３図は本発明の基本構成を示す。
圧電バイモルフ素子１は一端が固定支持部５で挟持固定
され、自由端部には鉄片等の強磁性体片２が固着されて
いる。また１図中、下方に最大変形した時強磁性体片２
に対応する位置には永久磁石３が固定配置されている。
され、自由端部には鉄片等の強磁性体片２が固着されて
いる。また１図中、下方に最大変形した時強磁性体片２
に対応する位置には永久磁石３が固定配置されている。
このことにより、バイモルフ素子１が変形した時磁石３
の吸引力でバイモルフ素子１の弱い力を補うことができ
る。更に、バイモルフ素子１の中間部の下方にはバイモ
ルフ素子１の板面に垂直な方向に移動可能に剛体による
棒４が配設されている。この配設位置は、バイモルフ素
子１が図示のように最大変形した時剛体４の先端がバイ
モルフ素子１の表面に接するかわずかに離れた位置にあ
るように設定されている。このような構成により、バイ
モルフ素子１の自由端部の作用点の下方向への力は、こ
の位置でも永久磁石４の補強のため一定の値を持つ。次
に、バイモルフ素子１に加える電圧を逆にしてバイモル
フ素子１の先端を図中上方に曲げようとするとき。
の吸引力でバイモルフ素子１の弱い力を補うことができ
る。更に、バイモルフ素子１の中間部の下方にはバイモ
ルフ素子１の板面に垂直な方向に移動可能に剛体による
棒４が配設されている。この配設位置は、バイモルフ素
子１が図示のように最大変形した時剛体４の先端がバイ
モルフ素子１の表面に接するかわずかに離れた位置にあ
るように設定されている。このような構成により、バイ
モルフ素子１の自由端部の作用点の下方向への力は、こ
の位置でも永久磁石４の補強のため一定の値を持つ。次
に、バイモルフ素子１に加える電圧を逆にしてバイモル
フ素子１の先端を図中上方に曲げようとするとき。
バイモルフ素子の発生する力が永久磁石の吸引力に比し
て充分大きい場合、容易にバイモルフ素子の先端は永久
磁石の拘束力を脱して上方に変形できる。しかし、バイ
モルフ素子の発生力が劣る場合は、永久礎石に拘束され
たままでバイモルフ素子の先端は自由に」二向きに変形
することができない。
て充分大きい場合、容易にバイモルフ素子の先端は永久
磁石の拘束力を脱して上方に変形できる。しかし、バイ
モルフ素子の発生力が劣る場合は、永久礎石に拘束され
たままでバイモルフ素子の先端は自由に」二向きに変形
することができない。
第４図（ａ）はバイモルフ素子１の発生する力が小さい
第３図の状態から棒４の先端をバイモルフ素子１表面か
ら十分離して矢印方向に変形させるような電圧を加えた
場合について示したもので、バイモルフ素子１の先端が
永久磁石３に吸着された！ｆ、まなので、バイモルフ素
子１の中央部は下にふくれ、先端部の力はさらに小さく
なる。第４図（ｂ）は棒４がバイモルフ素子１の中央部
に近接しているか、又は接して・々イモルフ素子１に一
定の圧力を上向きに加えている場合である。このときは
第４図（ａｌのように下向きに中央部がふくれることは
できず、先端部の力が減少することはない。そこで、バ
イモルフ素子１の発生力と永久磁石３の吸着力との間の
差が非常に小さい場合でも棒４がバイモルフ素子１の中
央部に近接あるいは接して下向きのふくらみを止めるだ
けでバイモルフ素子１が永久磁石３の拘束から離れるこ
とができるようになる。また、永久磁石３の力との差が
さらに大きい場合は、棒４がバイモルフ素子１の中央部
に接して圧力を加えることにより、永久磁石３の拘束力
を実質的に弱めることができる。このことにより、圧電
バイモルフ素子１に上向きのカケ発生させる電圧さえ加
えれば第４図（Ｃ）のようにバイモルフ素子１の先端が
永久磁石３から容易に離脱できるようになる。
第３図の状態から棒４の先端をバイモルフ素子１表面か
ら十分離して矢印方向に変形させるような電圧を加えた
場合について示したもので、バイモルフ素子１の先端が
永久磁石３に吸着された！ｆ、まなので、バイモルフ素
子１の中央部は下にふくれ、先端部の力はさらに小さく
なる。第４図（ｂ）は棒４がバイモルフ素子１の中央部
に近接しているか、又は接して・々イモルフ素子１に一
定の圧力を上向きに加えている場合である。このときは
第４図（ａｌのように下向きに中央部がふくれることは
できず、先端部の力が減少することはない。そこで、バ
イモルフ素子１の発生力と永久磁石３の吸着力との間の
差が非常に小さい場合でも棒４がバイモルフ素子１の中
央部に近接あるいは接して下向きのふくらみを止めるだ
けでバイモルフ素子１が永久磁石３の拘束から離れるこ
とができるようになる。また、永久磁石３の力との差が
さらに大きい場合は、棒４がバイモルフ素子１の中央部
に接して圧力を加えることにより、永久磁石３の拘束力
を実質的に弱めることができる。このことにより、圧電
バイモルフ素子１に上向きのカケ発生させる電圧さえ加
えれば第４図（Ｃ）のようにバイモルフ素子１の先端が
永久磁石３から容易に離脱できるようになる。
第１図は本発明による圧電バイモルフ装置の具体例を示
す。ここでは圧電バイモルフ素子１でリレーの接点を開
閉して圧電リレーとして使用する場合について説明する
。第３図と同じ構成のバイモルフ素子１は樹脂製のケー
ス９に収容される。
す。ここでは圧電バイモルフ素子１でリレーの接点を開
閉して圧電リレーとして使用する場合について説明する
。第３図と同じ構成のバイモルフ素子１は樹脂製のケー
ス９に収容される。
ケース９はケース本体９１と蓋体９２とから成り。
第２図に示すように、バイモルフ素子１はその固定側の
端部がケース本体９１の一端と蓋体９２の一端縁とで挾
捷れて固定されている。ケース本体９１の他端壁には２
枚の接点］Ｏａ、１０ｂが挿設されており、バイモルフ
素子１はその自由端で接点１０ａ、１０ｂｉ開閉するよ
うに配設されている。接点１０ａ、ＩＱｂには各種の電
気回路（図示省略）が接続される。棒４は一部にねじが
切られ、ケース本体９１の下面壁に形成されためねじ穴
全通して螺挿されていることにより、容易にその位置調
整を行うことができる。したがって。
端部がケース本体９１の一端と蓋体９２の一端縁とで挾
捷れて固定されている。ケース本体９１の他端壁には２
枚の接点］Ｏａ、１０ｂが挿設されており、バイモルフ
素子１はその自由端で接点１０ａ、１０ｂｉ開閉するよ
うに配設されている。接点１０ａ、ＩＱｂには各種の電
気回路（図示省略）が接続される。棒４は一部にねじが
切られ、ケース本体９１の下面壁に形成されためねじ穴
全通して螺挿されていることにより、容易にその位置調
整を行うことができる。したがって。
バイモルフ素子の発生する力が小さくてもバイモルフ装
置としての駆動条件を容易かつ正確に調整することがで
きる。
置としての駆動条件を容易かつ正確に調整することがで
きる。
なお、バイモルフ素子は実施例において説明したもの、
すなわち表裏両面に電極全形成した２枚のセラミック薄
板の間に中間金属板を挾んだものに限定されるものでは
ない。例えば、第５図に示すように１表裏両面に電極を
形成した２枚の圧電セラミック板６の間に中間金属板と
して強磁性体による中間金属板７を挾んだものでも良い
。この圧電バイモルフ素子によれば上記実施例の強磁性
体片２は不要である。
すなわち表裏両面に電極全形成した２枚のセラミック薄
板の間に中間金属板を挾んだものに限定されるものでは
ない。例えば、第５図に示すように１表裏両面に電極を
形成した２枚の圧電セラミック板６の間に中間金属板と
して強磁性体による中間金属板７を挾んだものでも良い
。この圧電バイモルフ素子によれば上記実施例の強磁性
体片２は不要である。
以上のように１本発明によれば永久磁石を用いて変形時
の圧電バイモルフ素子の力を補強する構成において容易
に永久磁石の吸着力とバイモルフ素子の発生力との間の
バランスを調整でき、バイモルフ素子の発生するカが小
さくても安定した動作を得ることができるバイモルフ装
置を提供することが可能になった。
の圧電バイモルフ素子の力を補強する構成において容易
に永久磁石の吸着力とバイモルフ素子の発生力との間の
バランスを調整でき、バイモルフ素子の発生するカが小
さくても安定した動作を得ることができるバイモルフ装
置を提供することが可能になった。
４図面の簡単な説明
第１図は本発明の一実施例を分解斜視図で示し。
第２図は第１図の装置の縦断面図、第３図は本発明の基
本構成を示す図、第４図（ａｌ 、 （ｂ） 、 （ｃ
ｌはそれぞれ第３図の構成の作用を説明するための図、
第５図は本発明で用いるバイモルフ素子の他の例の分解
斜視図。
本構成を示す図、第４図（ａｌ 、 （ｂ） 、 （ｃ
ｌはそれぞれ第３図の構成の作用を説明するための図、
第５図は本発明で用いるバイモルフ素子の他の例の分解
斜視図。
図中、１は圧電バイモルフ素子、２は強磁性体片、３は
永久磁石、４は剛体による棒、５は固定支持部、６はセ
ラミック薄板、７は中間金属板。
永久磁石、４は剛体による棒、５は固定支持部、６はセ
ラミック薄板、７は中間金属板。
９はケース、１０ａ、１０ｂは接点。
第１図
ｑ′：）
４ づ
第３図
第５図
第４図
Claims (1)
- １、圧電バイモルフ素子に強磁性体を設け、該強磁性体
の近くには永久磁石を配置して該永久磁石の吸引力を前
記圧電バイモルフ素子の変形時における力の補強として
利用する構成において、前記圧電バイモルフ素子の中央
部近くに、圧電バイモルフ素子面に対して垂直方向に移
動可能に剛体を設け、前記圧電バイモルフ素子が最大変
形し前記永久磁石に吸引されている状態のとき前記圧電
バイモルフ素子の表面に前記剛体の先端が接するかわず
かに離れているように調整可能とすることにより、前記
圧電バイモルフ素子の駆動条件を調整できるようにした
ことを特徴とする圧電バイモルフ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60228589A JPS6289371A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 圧電バイモルフ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60228589A JPS6289371A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 圧電バイモルフ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6289371A true JPS6289371A (ja) | 1987-04-23 |
| JPH0321105B2 JPH0321105B2 (ja) | 1991-03-20 |
Family
ID=16878729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60228589A Granted JPS6289371A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 圧電バイモルフ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6289371A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6414199U (ja) * | 1987-07-15 | 1989-01-25 | ||
| US5068567A (en) * | 1990-10-26 | 1991-11-26 | General Electric Company | Apparatus for increasing the recoverable energy of a piezoelectric bender |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59164929U (ja) * | 1983-04-19 | 1984-11-05 | 株式会社リコー | 圧電素子取付構造 |
| JPS60148391A (ja) * | 1984-01-11 | 1985-08-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 駆動用圧電装置 |
-
1985
- 1985-10-16 JP JP60228589A patent/JPS6289371A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59164929U (ja) * | 1983-04-19 | 1984-11-05 | 株式会社リコー | 圧電素子取付構造 |
| JPS60148391A (ja) * | 1984-01-11 | 1985-08-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 駆動用圧電装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6414199U (ja) * | 1987-07-15 | 1989-01-25 | ||
| US5068567A (en) * | 1990-10-26 | 1991-11-26 | General Electric Company | Apparatus for increasing the recoverable energy of a piezoelectric bender |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0321105B2 (ja) | 1991-03-20 |
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