JPH0427079Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0427079Y2 JPH0427079Y2 JP14832885U JP14832885U JPH0427079Y2 JP H0427079 Y2 JPH0427079 Y2 JP H0427079Y2 JP 14832885 U JP14832885 U JP 14832885U JP 14832885 U JP14832885 U JP 14832885U JP H0427079 Y2 JPH0427079 Y2 JP H0427079Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- fixed
- drive
- displacement
- length
- 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.)
- Expired
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 22
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 7
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Impact Printers (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Micromachines (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、電圧の印加により歪を発生する圧電
素子を用いた圧電継電器に関する。
素子を用いた圧電継電器に関する。
従来のこの種の圧電継電器としては、例えば同
一出願人による特願昭59−223224号記載（特開昭
61−101934号公報参照）のものが提案されてい
る。その主要部である接点駆動部を示す第２図を
参照して従来の圧電継電器について説明する。
一出願人による特願昭59−223224号記載（特開昭
61−101934号公報参照）のものが提案されてい
る。その主要部である接点駆動部を示す第２図を
参照して従来の圧電継電器について説明する。
接点駆動部２０は、複数の圧電素子をこれら相
互間に各内部電極が交互に位置するように一体的
に積層し電界によりこれら圧電素子が積層方向す
なわち長手方向に伸縮する機械歪を生じる圧電駆
動体２１と駆動子２２と駆動基板２３と固定体２
４と変位拡大機構２５とを有する。駆動子２２
は、圧電駆動体２１の長手方向の一端に固着さ
れ、固定体２４は圧電駆動体２１を駆動基板２３
に固定する。変位拡大機構２５は、ヒンジばね２
５１，２５２，２５７，２５８とこれらヒンジば
ね２５１，２５２，２５７，２５８に結合する腕
体２５３，２５５，２５６および駆動突起２５４
を並置して備えている。ヒンジばね２５１は、一
端を駆動基板２３に、他端を腕体２５３に固着し
て腕体２５３の支点を形成する。ヒンジばね２５
２は、両端を腕体２５３と腕体２５５とに固着し
て変位の伝達の役目を有する。同様にヒンジばね
２５７は、両端を腕体２５５と腕体２５６とに、
ヒンジばね２５８は両端を腕体２５６と駆動基板
２３とにそれぞれ固着されている。腕体２５３
は、その中間部で駆動子２２に接している。腕体
２５６は接点（図示されず）を駆動する駆動突起
２５４を有している。ヒンジばね２５１，２５
２，２５７，２５８は、中心軸をほぼ同一平面上
に、板ばね面をほぼ平行に並置し腕体２５３，２
５５，２５６とともに変位拡大機構２５を形成し
ている。
互間に各内部電極が交互に位置するように一体的
に積層し電界によりこれら圧電素子が積層方向す
なわち長手方向に伸縮する機械歪を生じる圧電駆
動体２１と駆動子２２と駆動基板２３と固定体２
４と変位拡大機構２５とを有する。駆動子２２
は、圧電駆動体２１の長手方向の一端に固着さ
れ、固定体２４は圧電駆動体２１を駆動基板２３
に固定する。変位拡大機構２５は、ヒンジばね２
５１，２５２，２５７，２５８とこれらヒンジば
ね２５１，２５２，２５７，２５８に結合する腕
体２５３，２５５，２５６および駆動突起２５４
を並置して備えている。ヒンジばね２５１は、一
端を駆動基板２３に、他端を腕体２５３に固着し
て腕体２５３の支点を形成する。ヒンジばね２５
２は、両端を腕体２５３と腕体２５５とに固着し
て変位の伝達の役目を有する。同様にヒンジばね
２５７は、両端を腕体２５５と腕体２５６とに、
ヒンジばね２５８は両端を腕体２５６と駆動基板
２３とにそれぞれ固着されている。腕体２５３
は、その中間部で駆動子２２に接している。腕体
２５６は接点（図示されず）を駆動する駆動突起
２５４を有している。ヒンジばね２５１，２５
２，２５７，２５８は、中心軸をほぼ同一平面上
に、板ばね面をほぼ平行に並置し腕体２５３，２
５５，２５６とともに変位拡大機構２５を形成し
ている。
圧電駆動体２１に電圧を印加すると、圧電駆動
体２１の変位が駆動子２２を介して変位拡大機構
２５に伝達され、駆動突起２５４は可動接点（図
示されず）を、対向配置された固定接点（図示さ
れず）方向に移動させてこれらを接触させ、回路
を閉成する。印加電圧を除去すれば、元の状態に
戻り、可動接点は固定接点より解離する。圧電駆
動体２１の変位量は印加電界1000V／mm当り
10μm程度であるのに対し、継電器として必要な
駆動突起２５４の変位量は0.5〜１mmとなるため
変位拡大機構２５の拡大率は50〜100倍に設定さ
れる。圧電駆動体２１、駆動突起２５４を除き接
点駆動部２０の各構成部は、一般に、セラミクス
材料である圧電駆動体２１と熱膨張係数の異なる
金属材料で構成されるが、周囲温度が変化した場
合、圧電駆動体２１の線膨張量と金属材料の線膨
張量との差が高拡大率の変位拡大機構により拡大
されて駆動突起に伝達し、継電器の特性が変化し
てしまう。
体２１の変位が駆動子２２を介して変位拡大機構
２５に伝達され、駆動突起２５４は可動接点（図
示されず）を、対向配置された固定接点（図示さ
れず）方向に移動させてこれらを接触させ、回路
を閉成する。印加電圧を除去すれば、元の状態に
戻り、可動接点は固定接点より解離する。圧電駆
動体２１の変位量は印加電界1000V／mm当り
10μm程度であるのに対し、継電器として必要な
駆動突起２５４の変位量は0.5〜１mmとなるため
変位拡大機構２５の拡大率は50〜100倍に設定さ
れる。圧電駆動体２１、駆動突起２５４を除き接
点駆動部２０の各構成部は、一般に、セラミクス
材料である圧電駆動体２１と熱膨張係数の異なる
金属材料で構成されるが、周囲温度が変化した場
合、圧電駆動体２１の線膨張量と金属材料の線膨
張量との差が高拡大率の変位拡大機構により拡大
されて駆動突起に伝達し、継電器の特性が変化し
てしまう。
一方、この温度変化による影響を除去する温度
補正機構を備えた圧電継電器が同一出願人により
特願昭59−128992号（特開昭61−7530号公報参
照）において提案されている。第３図を参照して
温度補正機構の原理を説明する。同図において第
２図と同一構成部材は同一参照数字を付している
ので説明を省略する。圧電駆動体２１の熱膨張係
数をα1とし温度補正部材１４、駆動突起２５４お
よび圧電駆動体２１を除き接点駆動部２０を構成
する金属材料の熱膨張係数をα2とする。温度補正
部材１４は、第２図における固定体２４と同一の
形状を有するが熱膨張係数α1，α2とは異なる熱膨
張係数α3を持つ金属材料からなり、第３図に固着
点Ａで示す位置で駆動基板２３に固着されてい
る。圧電駆動体２１の長さを1、温度補正部材
１４の固着点Ａから圧電駆動体２１の固定端まで
の長さを3、さらに1＋3＝2とすると、温
度補正のためには 次式 3α3＝2α2−1α1 ……(1) を満足するよう温度補正部材１４の熱膨張係数α3
と長さ3を設定してやればよい。
補正機構を備えた圧電継電器が同一出願人により
特願昭59−128992号（特開昭61−7530号公報参
照）において提案されている。第３図を参照して
温度補正機構の原理を説明する。同図において第
２図と同一構成部材は同一参照数字を付している
ので説明を省略する。圧電駆動体２１の熱膨張係
数をα1とし温度補正部材１４、駆動突起２５４お
よび圧電駆動体２１を除き接点駆動部２０を構成
する金属材料の熱膨張係数をα2とする。温度補正
部材１４は、第２図における固定体２４と同一の
形状を有するが熱膨張係数α1，α2とは異なる熱膨
張係数α3を持つ金属材料からなり、第３図に固着
点Ａで示す位置で駆動基板２３に固着されてい
る。圧電駆動体２１の長さを1、温度補正部材
１４の固着点Ａから圧電駆動体２１の固定端まで
の長さを3、さらに1＋3＝2とすると、温
度補正のためには 次式 3α3＝2α2−1α1 ……(1) を満足するよう温度補正部材１４の熱膨張係数α3
と長さ3を設定してやればよい。
温度補正の原理は(1)式で表わされるが、これを
温度補正機構として実現するためには、温度補正
部材の材料を予め決定しておき、(1)式を変形して
得られる次式 3＝1（α2−α1）／（α3−α2） （但し2＝1＋3） ……(2) を満足する長さ3を確保するように第３図にお
ける固着点Ａで温度補正部材１４を駆動基板２３
に固着しなければならない。この固着の手段とし
ては、熔着が考えられるが、抵抗溶接は熔着箇所
の精密な設定が困難であり、(2)式を満足する長さ
3を確実に得ることは困難である。また、温度
補正部材１４は第２図における固定体２４として
の機能も有するため、圧電駆動体２１の発生する
多大な応力に耐えるよう肉厚であることが必要で
あるので、レーザー溶接についてはレーザー光の
駆動基板２３への浸透が不充分となつて充分な熔
着強度が得られない。これらいずれの熔着法にお
いても温度補正部材１４における有効な長さ3
の確保と充分な熔着強度とを共に満たすものでは
ないという問題点があつた。
温度補正機構として実現するためには、温度補正
部材の材料を予め決定しておき、(1)式を変形して
得られる次式 3＝1（α2−α1）／（α3−α2） （但し2＝1＋3） ……(2) を満足する長さ3を確保するように第３図にお
ける固着点Ａで温度補正部材１４を駆動基板２３
に固着しなければならない。この固着の手段とし
ては、熔着が考えられるが、抵抗溶接は熔着箇所
の精密な設定が困難であり、(2)式を満足する長さ
3を確実に得ることは困難である。また、温度
補正部材１４は第２図における固定体２４として
の機能も有するため、圧電駆動体２１の発生する
多大な応力に耐えるよう肉厚であることが必要で
あるので、レーザー溶接についてはレーザー光の
駆動基板２３への浸透が不充分となつて充分な熔
着強度が得られない。これらいずれの熔着法にお
いても温度補正部材１４における有効な長さ3
の確保と充分な熔着強度とを共に満たすものでは
ないという問題点があつた。
本考案の圧電継電器は、印加電圧により機械歪
を発生する複数の圧電素子をこれらの相互間に複
数の内部電極が交互に位置するように一体的に積
層させ、一端に駆動子を設けて自由端とし他端を
固定端とした圧電駆動体と；該圧電駆動体の前記
固定端を固定する駆動基板と；一端が前記駆動基
板にヒンジばねを介して固着されて該ヒンジばね
と結合し前記駆動子に接触する腕体と、前記駆動
子前記腕体を押圧してこの原理で前記駆動子の変
位を拡大しこの変位により移動する駆動突起とを
有する変位拡大機構と；前記圧電駆動体の固定端
を設置する固定面と、前記駆動基板に固着する固
着面と、該固着面に設けた逃げ溝とを有する温度
補正部材と；を備え、該温度補正部材を前記固着
面と前記逃げ溝との境界線上で前記駆動基板に固
着したことを特徴とする。
を発生する複数の圧電素子をこれらの相互間に複
数の内部電極が交互に位置するように一体的に積
層させ、一端に駆動子を設けて自由端とし他端を
固定端とした圧電駆動体と；該圧電駆動体の前記
固定端を固定する駆動基板と；一端が前記駆動基
板にヒンジばねを介して固着されて該ヒンジばね
と結合し前記駆動子に接触する腕体と、前記駆動
子前記腕体を押圧してこの原理で前記駆動子の変
位を拡大しこの変位により移動する駆動突起とを
有する変位拡大機構と；前記圧電駆動体の固定端
を設置する固定面と、前記駆動基板に固着する固
着面と、該固着面に設けた逃げ溝とを有する温度
補正部材と；を備え、該温度補正部材を前記固着
面と前記逃げ溝との境界線上で前記駆動基板に固
着したことを特徴とする。
次に、本考案について図面を参照して説明す
る。
る。
本考案の一実施例を示す第１図ａおよびｂにお
いて第２図、第３図と同一の構成部材については
同一参照数字を付しているので説明を省略する。
第１図ａにおいて、第２図との相違点は温度補正
部材４４にある。温度補正部材４４は、圧電駆動
体２１の固定端を設置するための固定面４４１
と、駆動基板２３に固着するための固着面４４２
と、この固着面４４２において固定面４４１から
長さ3の位置から固着面４４２に平行に固定面
４４１方向に伸びた逃げ溝４４４とを有してい
る。圧電駆動体２１、変位拡大機構２５および温
度補正部材４４の熱膨張係数をそれぞれα1，α2お
よびα3とし、圧電駆動体２１の長手方向長さを
１、温度補正部材４４の固定面４４１と固着面４
４２、逃げ溝４４４間境界線４４５との長さを
３とし、長さ2＝1＋3とすれば、長さ3は前
述の(1)式3α3＝2α2−1α1、さらには、この
(1)式を変形して得られる(2)式3＝1（α2−
α1）／（α3−α2）（但し2＝1＋3）を満たす
ように決定される。例えば駆動子２２、駆動基板
２３および変位拡大機構２５は熱膨張係数αの小
さいインバー材（α＝１×10-6／℃程度）等で構
成し、温度補正部材４４はこれと比較して熱膨張
係数αの大きいステンレス鋼（α＝17×10-6／℃
程度）等で構成すればよい。温度補正部材４４
は、固着面４４２を駆動基板２３に設けた案内面
２３１に沿つて摺動し、固定面４４１が圧電駆動
体２１、駆動子２２を腕体２５３方向に押接した
状態で第１図ｂにおけるＷで示した位置、すなわ
ち、温度補正部材４４の固着面４４２と逃げ溝４
４４との境界線４４５上において、抵抗熔接等の
方法により駆動基板２３に固着される。温度補正
に有効な距離3は、固定面４４１−境界線４４
５間距離で決定されているため、境界４４５を含
む固着面で固着すれば、確実に適正な長さ3が
得られる。
いて第２図、第３図と同一の構成部材については
同一参照数字を付しているので説明を省略する。
第１図ａにおいて、第２図との相違点は温度補正
部材４４にある。温度補正部材４４は、圧電駆動
体２１の固定端を設置するための固定面４４１
と、駆動基板２３に固着するための固着面４４２
と、この固着面４４２において固定面４４１から
長さ3の位置から固着面４４２に平行に固定面
４４１方向に伸びた逃げ溝４４４とを有してい
る。圧電駆動体２１、変位拡大機構２５および温
度補正部材４４の熱膨張係数をそれぞれα1，α2お
よびα3とし、圧電駆動体２１の長手方向長さを
１、温度補正部材４４の固定面４４１と固着面４
４２、逃げ溝４４４間境界線４４５との長さを
３とし、長さ2＝1＋3とすれば、長さ3は前
述の(1)式3α3＝2α2−1α1、さらには、この
(1)式を変形して得られる(2)式3＝1（α2−
α1）／（α3−α2）（但し2＝1＋3）を満たす
ように決定される。例えば駆動子２２、駆動基板
２３および変位拡大機構２５は熱膨張係数αの小
さいインバー材（α＝１×10-6／℃程度）等で構
成し、温度補正部材４４はこれと比較して熱膨張
係数αの大きいステンレス鋼（α＝17×10-6／℃
程度）等で構成すればよい。温度補正部材４４
は、固着面４４２を駆動基板２３に設けた案内面
２３１に沿つて摺動し、固定面４４１が圧電駆動
体２１、駆動子２２を腕体２５３方向に押接した
状態で第１図ｂにおけるＷで示した位置、すなわ
ち、温度補正部材４４の固着面４４２と逃げ溝４
４４との境界線４４５上において、抵抗熔接等の
方法により駆動基板２３に固着される。温度補正
に有効な距離3は、固定面４４１−境界線４４
５間距離で決定されているため、境界４４５を含
む固着面で固着すれば、確実に適正な長さ3が
得られる。
なお、逃げ溝４４４は図示した形状、大きさに
限定されるものではなく、圧電駆動体２１の発生
する応力に耐える固着強度が得られるものであれ
ばよい。
限定されるものではなく、圧電駆動体２１の発生
する応力に耐える固着強度が得られるものであれ
ばよい。
以上説明したように、本考案は、圧電駆動体、
駆動基板および変位拡大機構の熱膨張変形による
変位量を補正する適正な熱膨張係数および寸法を
有し、さらには、圧電駆動体の固定端を設置する
固定面と駆動基板に固着する固着面に設けた逃げ
溝とを有する温度補正部材を備え、この温度補正
部材を上記固着面と上記逃げ溝との境界線上もし
くは前記境界線を含む面で駆動基板に固着するこ
とにより、充分な固着強度と、確実な温度補正を
実現し、使用温度範囲の広く、かつすぐれた温度
特性を有する圧電継電器が得られるという効果が
ある。
駆動基板および変位拡大機構の熱膨張変形による
変位量を補正する適正な熱膨張係数および寸法を
有し、さらには、圧電駆動体の固定端を設置する
固定面と駆動基板に固着する固着面に設けた逃げ
溝とを有する温度補正部材を備え、この温度補正
部材を上記固着面と上記逃げ溝との境界線上もし
くは前記境界線を含む面で駆動基板に固着するこ
とにより、充分な固着強度と、確実な温度補正を
実現し、使用温度範囲の広く、かつすぐれた温度
特性を有する圧電継電器が得られるという効果が
ある。
第１図ａは本考案の一実施例の一部分解斜視
図、第１図ｂは第１図ａにおける接点駆動部の詳
細を示す断面図、第２図は従来の圧電継電器の斜
視図、第３図は圧電継電器における温度補正の原
理を示す図である。 ４０……接点駆動部、２１……圧電駆動体、２
２……駆動子、２３……駆動基板、２３１……案
内面、２４……固定体、２５……変位拡大機構、
２５１，２５２，２５７，２５８……ヒンジば
ね、２５３，２５５，２５６……腕体、２５４…
…駆動突起、４４……温度補正部材、４４１……
固定面、４４２……固着面、４４４……逃げ溝、
４４５……境界線。
図、第１図ｂは第１図ａにおける接点駆動部の詳
細を示す断面図、第２図は従来の圧電継電器の斜
視図、第３図は圧電継電器における温度補正の原
理を示す図である。 ４０……接点駆動部、２１……圧電駆動体、２
２……駆動子、２３……駆動基板、２３１……案
内面、２４……固定体、２５……変位拡大機構、
２５１，２５２，２５７，２５８……ヒンジば
ね、２５３，２５５，２５６……腕体、２５４…
…駆動突起、４４……温度補正部材、４４１……
固定面、４４２……固着面、４４４……逃げ溝、
４４５……境界線。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 印加電圧により機械歪を発生する複数の圧電
素子をこれらの相互間に複数の内部電極が交互
に位置するように一体的に積層させ、一端に駆
動子を設けて自由端とし他端を固定端とした圧
電駆動体と； 該圧電駆動体の前記固定端を固定する駆動基
板と； 一端が前記駆動基板にヒンジばねを介して固
着されて該ヒンジばねと結合し前記駆動子に接
触する腕体と、前記駆動子が前記腕体を押圧し
てこの原理で前記駆動子の変位を拡大しこの変
位により移動する駆動突起とを有する変位拡大
機構と； 前記圧電駆動体の固定端を設置する固定面
と、前記駆動基板に固着する固着面と、該固着
面に設けた逃げ溝とを有する温度補正部材と； を備え、該温度補正部材を前記固着面と前記逃
げ溝との境界線上で前記駆動基板に固着したこ
とを特徴とする圧電継電器。 (2) 前記圧電駆動体、変位拡大機構および温度補
正部材の熱膨脹係数をそれぞれα1，α2およびα3
とし、前記圧電駆動体の長手方向長さを1、
前記温度補正部材の前記固定面より前記固着面
と前記逃げ溝との境界線までの長さ3、およ
び長さ2＝1＋3とするとき、前記熱膨脹
係数α3および前記長さ3が3α3＝2α2−1
α1を満足することを特徴とする実用新案登録請
求の範囲第１項記載の圧電継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14832885U JPH0427079Y2 (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14832885U JPH0427079Y2 (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6255848U JPS6255848U (ja) | 1987-04-07 |
| JPH0427079Y2 true JPH0427079Y2 (ja) | 1992-06-29 |
Family
ID=31062491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14832885U Expired JPH0427079Y2 (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0427079Y2 (ja) |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP14832885U patent/JPH0427079Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6255848U (ja) | 1987-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4435666A (en) | Lever actuator comprising a longitudinal-effect electroexpansive transducer and designed to prevent actuation from degrading the actuator | |
| EP0510698B1 (en) | Displacement amplification mechanism using piezoelectric element | |
| KR0121752B1 (ko) | 압전소자의 운동변환장치 및 그 제조방법 | |
| JPH0427079Y2 (ja) | ||
| JPH0455355B2 (ja) | ||
| JP2555667B2 (ja) | 圧電素子の運動変換装置 | |
| JPH0224199Y2 (ja) | ||
| JPH01110160A (ja) | 圧電素子の変位変換装置 | |
| JP3326735B2 (ja) | 圧電アクチュエータ | |
| JPH0256821B2 (ja) | ||
| JP2555608B2 (ja) | 圧電素子の変位変換装置 | |
| JP2556111B2 (ja) | 圧電素子の運動変換装置 | |
| JPS60105132A (ja) | 圧電継電器 | |
| JP2550583B2 (ja) | 圧電素子の運動変換機構 | |
| JPH0537489Y2 (ja) | ||
| JP2556081B2 (ja) | 圧電素子の運動変換装置 | |
| JPS63150451U (ja) | ||
| JPH0692158B2 (ja) | 圧電素子の運動変換装置 | |
| JPS62149138U (ja) | ||
| JPS61148886A (ja) | 圧電体変位装置 | |
| JPH0132750Y2 (ja) | ||
| JPS6334635B2 (ja) | ||
| JP2590947C (ja) | ||
| JPS6255847U (ja) | ||
| JPS60105131A (ja) | 圧電継電器 |