JPH0321105B2 - - Google Patents
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- JPH0321105B2 JPH0321105B2 JP60228589A JP22858985A JPH0321105B2 JP H0321105 B2 JPH0321105 B2 JP H0321105B2 JP 60228589 A JP60228589 A JP 60228589A JP 22858985 A JP22858985 A JP 22858985A JP H0321105 B2 JPH0321105 B2 JP H0321105B2
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- JP
- Japan
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- bimorph element
- force
- permanent magnet
- piezoelectric bimorph
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
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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)
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ユエータに関
する。
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ユエータに関
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。そこで、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
を構成すると、接点を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。そこで、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
を構成すると、接点を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。
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
る欠点があつた。
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
る欠点があつた。
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を目的とする。
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を目的とする。
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を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、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。
力の補強として永久磁石を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、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。
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。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
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
挾持固定され、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、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
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、永久磁石に拘束されたままでバイ
モルフ素子の先端は自由に上向きに変形すること
ができない。
挾持固定され、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、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
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、永久磁石に拘束されたままでバイ
モルフ素子の先端は自由に上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に吸着されたま
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、又は接してバイモルフ素子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ａ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の発生力を永久磁石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に上向きの力を発生
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。
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に吸着されたま
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、又は接してバイモルフ素子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ａ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の発生力を永久磁石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に上向きの力を発生
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。
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９
２の一端縁とで挾ま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１０ａ，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，１０ｂを開閉するように配設さ
れている。接点１０，１０ｂ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
ねじ穴を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。したがつ
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。
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。
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９
２の一端縁とで挾ま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１０ａ，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，１０ｂを開閉するように配設さ
れている。接点１０，１０ｂ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
ねじ穴を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。したがつ
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。
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を形成した２枚
のセラミツ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、表裏両面に電極を形成した２枚の圧電
セラミツク板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。
たもの、すなわち表裏両面に電極を形成した２枚
のセラミツ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、表裏両面に電極を形成した２枚の圧電
セラミツク板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、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力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
ことが可能になつた。
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力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
ことが可能になつた。
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ａ，ｂ，ｃ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はセラミツク薄板、７は中間金属板、
９はケース、１０ａ，１０ｂは接点。
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ａ，ｂ，ｃ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はセラミツク薄板、７は中間金属板、
９はケース、１０ａ，１０ｂは接点。
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 JPS6289371A (ja) | 1987-04-23 |
| JPH0321105B2 true 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) |
Families Citing this family (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 (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60148391A (ja) * | 1984-01-11 | 1985-08-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 駆動用圧電装置 |
Family Cites Families (1)
| 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 |
-
1985
- 1985-10-16 JP JP60228589A patent/JPS6289371A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60148391A (ja) * | 1984-01-11 | 1985-08-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 駆動用圧電装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6289371A (ja) | 1987-04-23 |
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