JPS6324605Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、圧電素子を利用したスイツチに関
し、更に詳しくは、圧電素子の微少な変位駆動力
によつて大きな変位を得ることができるように工
夫した圧電スイツチに関するものである。

従来、最も一般的に用いられてきたリレーは、
所謂電磁駆動型のものであり、コイルへの通電に
よつて発生した磁界に感応し、接点が開閉するタ
イプのものである。しかし、この種のリレーは、
磁界発生手段としてコイルを必要とするため、小
型化、軽量化にも限度があり、低廉化することが
困難であるし、電流駆動であるため消費電流が大
きいといつた欠点があつた。

このような欠点を解消しうるものとして、圧電
リレーが知られている。これは、第１図に示すよ
うに、先端に接点１を有するバネ性可動片２を基
端部にて片持構造で支持し、このバネ性可動片に
圧電セラミツク貼り合わせ素子３を貼着して、該
素子３に電圧を印加させたときに生じる変形（反
り）を利用して接点の開閉を行なうようにしたも
のである。リレーにおいては接点間隔と接点圧力
が重要であるが、上記のような圧電リレーの場合
には、変位量を大きくとれないし、接点圧力を大
きくすることが困難なためチヤツタリングが長
く、接触不良が生じやすいほか、外部からの振動
や衝撃による誤動作が生じやすく、また、接点の
開又は閉状態を維持しつづけるためには電圧を印
加し続けねばならないといつた問題点がある。

本考案の目的は、上記のような従来技術の欠点
を解消し、接点間隔と接点圧力とを充分大きくで
きるような改良された圧電スイツチを提供するこ
とにある。

以下、図面に基づき本考案について説明する。
第２図は本考案の一実施例を示す説明図である。
本考案に係る圧電スイツチは、先端部に接点１１
を有し、中央部と基端部との間に絞り張出し変形
部１４を形成してなるバネ性可動片１２を、その
基端部にて片持構造で支持するとともに、該バネ
性可動片１２の中央部近傍に支点１５を設け、前
記絞り張出し変形部１４と対向する如く一対の圧
電体多層型変位素子１６ａ，１６ｂを配設したも
のである。接点１１に対向して固定接点１７ａ，
１７ｂが設けられていることは言うまでもない。
バネ性可動片１２の中央部近傍に設けられている
支点１５は支持部材に固定されている。また一対
の圧電体多層型変位素子１６ａ，１６ｂは、それ
らの先端部が自由端になつていて前記絞り張出し
変形部１４の外周面に近接対向する位置で、それ
ぞれ基端部にて支持部材に固定されている。固定
接点１７ａ，１７ｂも同様に支持部材に取り付け
られている。これらの支持部材は、通常、この圧
電スイツチ本体を収納するための筐体等である。
勿論、筐体の内壁自体でもよいし、それから張り
出したり突出した支持体などであつてもよい。

圧電体多層型変位素子１６ａ，１６ｂは、分極
処理した例えばPZTのような圧電磁器板の薄板
を電極を介して多層状に積層し、各電極を内部で
交互に接続したものであつて、該電極に電圧を印
加することによつて圧電体多層型変位素子は伸長
するようになつている。

さて、第２図に示す状態では、可動接点１１と
固定接点１７ａとが閉じ閉回路を構成している。
このとき圧電体多層型変位素子１６ａに電圧を印
加すると、該素子１６ａは伸長し、バネ性可動片
１２の絞り張出し変形部１４を瞬間的に押す。そ
れによつて、絞り張出し変形部１４は大きな加速
度を受け、かつその両側が支持部材１８と支点１
５とにより支持されているため、仮想線で示すよ
うに逆側に変形し、バネ性可動片１２の先端部は
大きく振れ、可動接点１５は逆の固定接点１７ａ
に圧接する。また、実線で示されているような元
の状態に復帰させるには反対側の圧電体多層型変
位素子１６ａに電圧を印加すればよい。このよう
に、バネ性可動片１２は二安定状態をもち、一方
の安定状態に達したならば、その後は何等エネル
ギーを外部から供給せずともその状態を保ちつづ
けることができるし、絞り張出し変形部がてこの
ような作用をし、大きな変位を得ることができ
る。

本考案は上記のように構成した圧電スイツチで
あるから、変形量が大きいため接点間隔を大きく
でき、また、絞り張出し変形部のバネ作用を効果
的に利用しているため接点圧力を大きくすること
ができる。これらによつて、チヤツタリングを従
来の圧電リレーに比してはるかに小さくできる
し、接点の接触不良もなくなり、また外部振動や
衝撃による誤動作も生じず動作の信頼性を向上さ
せることができる効果がある。更に、本考案の圧
電スイツチは、電圧駆動型であることに加えて、
バネの変形が自己保持型であるため、スイツチン
グさせる時のみ電圧を印加すればよく、低消費電
力リレーを得ることができるなど、実用的効果は
極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の説明図、第２図は本考案に
係る装置の一実施例を示す説明図である。 １１…接点、１２…バネ性可動片、１４…絞り
張出し変形部、１６ａ，１６ｂ…圧電体多層型変
位素子、１７ａ，１７ｂ…固定接点。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 先端部に接点を有し、中央部と基端部との間に
   絞り張出し変形部を形成してなるバネ性可動片を
   その基端部にて支持部材で支持すると共に、該バ
   ネ性可動片の中央部近傍に支点を設け、一対の圧
   電体多層型変位素子を、それらの先端部を自由端
   として前記絞り張出し変形部の外周面に近接対向
   する位置で基端部にて支持部材に固定し、バネ性
   可動片の先端部の接点に接触する固定接点を支持
   部材に取り付けてなる圧電スイツチ。