JPS6155838A - 圧電形駆動機構 - Google Patents
圧電形駆動機構Info
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- JPS6155838A JPS6155838A JP59178894A JP17889484A JPS6155838A JP S6155838 A JPS6155838 A JP S6155838A JP 59178894 A JP59178894 A JP 59178894A JP 17889484 A JP17889484 A JP 17889484A JP S6155838 A JPS6155838 A JP S6155838A
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Links
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 15
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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
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」
本発明は低電圧駆動が可能で比較的小形な圧電形駆動機
構に関するものである。
構に関するものである。
「従来の技術」
従来の圧電形駆動機構、例えば圧電形継電器の場合、コ
イルレス継電器の代表であり、小形軽債に設計ができる
特徴を持ちながら、いまだ実用に供せられない重要理由
の一つに低電圧駆動のものが実現できない点があげられ
る。
イルレス継電器の代表であり、小形軽債に設計ができる
特徴を持ちながら、いまだ実用に供せられない重要理由
の一つに低電圧駆動のものが実現できない点があげられ
る。
すなわち近年、回路の電子化にともなって、継電器にお
いても半導体による直接駆動など、数Vで駆動可能なも
のが要求されるようになってきた。しかるに継電器とし
て必要な接点ギャップや接触力を得るためには、圧電材
料の寸法および材料常数から勘案して数Vの電源ては、
工不ルギ不足を生じ、また非常に能率の悪い大形なもの
とならざるを得なかった。
いても半導体による直接駆動など、数Vで駆動可能なも
のが要求されるようになってきた。しかるに継電器とし
て必要な接点ギャップや接触力を得るためには、圧電材
料の寸法および材料常数から勘案して数Vの電源ては、
工不ルギ不足を生じ、また非常に能率の悪い大形なもの
とならざるを得なかった。
「発明が解決しようとする問題点」
以上のように従来の圧電形駆動機構で低電圧駆動しよう
とすれば工不ルギー不足を生じ、また能率の悪い大形な
ものとならさるを得ないと云う問題があるので、これを
解決しようとするものである。
とすれば工不ルギー不足を生じ、また能率の悪い大形な
ものとならさるを得ないと云う問題があるので、これを
解決しようとするものである。
「問題点を解決するための手段」
本発明はこれらの問題点を解決するため、電磁吸引力を
併用することによって工不ルギー不足を補い、且つ小形
な低電圧駆動機構の実現を図ろうとするものである。
併用することによって工不ルギー不足を補い、且つ小形
な低電圧駆動機構の実現を図ろうとするものである。
本発明は一般的な圧電形機構、すなわぢ圧電体そのもの
の伸び縮みを利用する機構にも適用でき、また金属板な
どに圧電体をはりつけてバイモルフ形式とし、曲げ動作
に変換した圧電形機構にも適用できることは勿論である
が、ここではバイモルフ形式の圧電形開閉機構に適用し
た場合を説明する。
の伸び縮みを利用する機構にも適用でき、また金属板な
どに圧電体をはりつけてバイモルフ形式とし、曲げ動作
に変換した圧電形機構にも適用できることは勿論である
が、ここではバイモルフ形式の圧電形開閉機構に適用し
た場合を説明する。
「実施例」
第1図はリード継電器様式に本発明を適用した実施例を
示す。1は圧電素子、2は金属板でこの場合例えばパー
マロイなどの強磁性体で作られている。金属板2の片面
には圧電素子1が貼り合わされ、先端部には接点機構6
が設けられてリード部4を構成している。
示す。1は圧電素子、2は金属板でこの場合例えばパー
マロイなどの強磁性体で作られている。金属板2の片面
には圧電素子1が貼り合わされ、先端部には接点機構6
が設けられてリード部4を構成している。
リード部5はリード部4と同一構成で、両者は互に対向
する2つの固定部6,7に互に逆向きに固定され、両者
の接点機構3,3は互に対向している。8はマグネット
でリード部4および5と並行に配置され、全体として圧
電形リード継電器2が構成されている。マクネット8は
電磁石としても良いことは勿論である。
する2つの固定部6,7に互に逆向きに固定され、両者
の接点機構3,3は互に対向している。8はマグネット
でリード部4および5と並行に配置され、全体として圧
電形リード継電器2が構成されている。マクネット8は
電磁石としても良いことは勿論である。
圧電形リード継電器gの動作を説明すれば、リード部4
とリード部5の端子a、bにそれぞれ同極性の電圧を印
加すればリード部4,5が歪曲し、リード部4とリード
部5の遊端部が互に矢印の方向に変位して接点機構5,
6が近接する。一方マグ不ント8の発生する磁束は’J
−ド部4,5の強磁性体金属片2,2を通って帰るの
で、リード部4,5の対向する遊端部には同磁束による
吸引力が作用し、これが前記圧電素子1,1による変位
力に相加して接点機構3.5は接触する。
とリード部5の端子a、bにそれぞれ同極性の電圧を印
加すればリード部4,5が歪曲し、リード部4とリード
部5の遊端部が互に矢印の方向に変位して接点機構5,
6が近接する。一方マグ不ント8の発生する磁束は’J
−ド部4,5の強磁性体金属片2,2を通って帰るの
で、リード部4,5の対向する遊端部には同磁束による
吸引力が作用し、これが前記圧電素子1,1による変位
力に相加して接点機構3.5は接触する。
第5図、第6図は原理説明図で、本発明の場合はマグネ
ットによる吸引力1Gとバイモルフのスチフィス11の
関係において、定常位置8点でつり合っている。
ットによる吸引力1Gとバイモルフのスチフィス11の
関係において、定常位置8点でつり合っている。
前述したように第1図において端子a、bに電圧が印加
されるとバイモルフが変位し接点機構6が接触する。こ
の場合一般の圧電形継電器においては第6図に示すよう
に必要な接点間隔X1接触力FOの場合、エネルギーは
ΔACE相当分が必要である。最も能率のよいのはxo
’=x+、FD=F2の場合であることは勿論であ
る。
されるとバイモルフが変位し接点機構6が接触する。こ
の場合一般の圧電形継電器においては第6図に示すよう
に必要な接点間隔X1接触力FOの場合、エネルギーは
ΔACE相当分が必要である。最も能率のよいのはxo
’=x+、FD=F2の場合であることは勿論であ
る。
しかるに第1図の場合接点機構6が接触するまで変位す
れば、すなわち変位的には第゛5図のD点まで変位すれ
ばリード部4,5のもどろうとするスチフネスによる力
は0であるから、第5図のDFに相当する分(Fl)だ
け接触力が得られることとなる。つまり第6図における
ΔBCDのエネルギーでFlの接触力が得られることに
なる。
れば、すなわち変位的には第゛5図のD点まで変位すれ
ばリード部4,5のもどろうとするスチフネスによる力
は0であるから、第5図のDFに相当する分(Fl)だ
け接触力が得られることとなる。つまり第6図における
ΔBCDのエネルギーでFlの接触力が得られることに
なる。
端子a、b間の電荷がなくなれば(印加電圧0ではない
、ショートあるいは逆電圧印加による)バイモルフのス
チフネス分が生じ第5図のB、Fの差によってバイモル
フはもどる。
、ショートあるいは逆電圧印加による)バイモルフのス
チフネス分が生じ第5図のB、Fの差によってバイモル
フはもどる。
すなわち、接触力FO,Flが等しいとき、第6図にお
ける従来のエネルギーの1/lで足りることになり、き
わめて効率のよい圧電形継電器が得られる。
ける従来のエネルギーの1/lで足りることになり、き
わめて効率のよい圧電形継電器が得られる。
第2図は本発明の他の実施例で並行リード形の場合であ
る。
る。
12は圧電素子、16は強磁性体の金属板で一端は固定
部14に固定され、片面に前記圧電素子12が貼合わさ
れ、反対面の遊端部に接点機構15が設けられてリード
部16.17を形成し、リード部16とリード部17と
は上下逆の構成になっていて、互に並行状態で根本部に
マグネット18を挾持している。
部14に固定され、片面に前記圧電素子12が貼合わさ
れ、反対面の遊端部に接点機構15が設けられてリード
部16.17を形成し、リード部16とリード部17と
は上下逆の構成になっていて、互に並行状態で根本部に
マグネット18を挾持している。
両リード部16.17の端子a、bに同極性の電圧を印
加すれば、圧電素子12.12の歪により遊端部は矢印
方向に変位して接点機構15 。
加すれば、圧電素子12.12の歪により遊端部は矢印
方向に変位して接点機構15 。
15が接触する。圧電現象による変位力と磁気的吸引力
とが相加する動作原理は第1図と同じである。
とが相加する動作原理は第1図と同じである。
第6図は第2図の変形である他の実施例で、マグネット
18を2分割してマグネット19゜19とし金属板is
’、i3’の遊端部に固定したものである。この場合金
属板15′は強磁性体でなくでも良いことは勿論である
。
18を2分割してマグネット19゜19とし金属板is
’、i3’の遊端部に固定したものである。この場合金
属板15′は強磁性体でなくでも良いことは勿論である
。
第6図はバランス型有極構造の実施例である。
特性が互に逆の圧電素子20.20’を強磁性体の金属
板21 の両面に貼合せ、金属板21の先端部両面に可
動接点22.22を設け、可動接点22に対向して固定
接点23が設けられている。
板21 の両面に貼合せ、金属板21の先端部両面に可
動接点22.22を設け、可動接点22に対向して固定
接点23が設けられている。
金属板21 に直角にマグネット24を配置し、マグネ
ット24の両極に固着されたヨーク25.25の磁極部
26.26が金属板21の遊端部に近接対向している。
ット24の両極に固着されたヨーク25.25の磁極部
26.26が金属板21の遊端部に近接対向している。
圧電素子20,20′ の端子a、bと金属板21の端
子Cとの間にそれぞれ同極性の電圧を印加すればリード
部27は片側に歪曲し、接近した磁極26との間の磁気
吸引力が相加して可動接点22と固定接点23とは接触
する。
子Cとの間にそれぞれ同極性の電圧を印加すればリード
部27は片側に歪曲し、接近した磁極26との間の磁気
吸引力が相加して可動接点22と固定接点23とは接触
する。
端子電圧極性を転換すればリード部27は反対側に歪曲
し接点は切替わる。
し接点は切替わる。
以上説明した圧電形駆動機構は電磁吸引力を併用したも
のであるが、静電吸引刃を併用した圧電形駆動機構も可
能であることは勿論である。
のであるが、静電吸引刃を併用した圧電形駆動機構も可
能であることは勿論である。
「発明の効果」
以上説明したように本発明によイtば圧電ハイ・ モル
フに要求されるエネルギーが約1/4ですみ、低電圧駆
動で比較的小形な圧電駆動機構を得ることができる。な
お、本発明の技術思想は実施例に限らず、例えばプリン
タの圧゛底形部@m構等、特許請求範囲に記載された範
囲内で種々の変形実施が可能である。
フに要求されるエネルギーが約1/4ですみ、低電圧駆
動で比較的小形な圧電駆動機構を得ることができる。な
お、本発明の技術思想は実施例に限らず、例えばプリン
タの圧゛底形部@m構等、特許請求範囲に記載された範
囲内で種々の変形実施が可能である。
第1図〜第4図は本発明の実施例を示す圧電形リード継
電器の側面図、第5図、第6図は本発明の原理説明図で
ある。 1.12,20.20’・・・圧電素子、2,13.1
3’、21・・・金属板、3,15・・・接点機構、4
,5,16゜17.27・・・リード部、6,7.14
・・・固定部、8゜18.19.24・・マグネット、
22・・可動接点、26・・・固定接点、25・・・ヨ
ーク、26・・・磁極。
電器の側面図、第5図、第6図は本発明の原理説明図で
ある。 1.12,20.20’・・・圧電素子、2,13.1
3’、21・・・金属板、3,15・・・接点機構、4
,5,16゜17.27・・・リード部、6,7.14
・・・固定部、8゜18.19.24・・マグネット、
22・・可動接点、26・・・固定接点、25・・・ヨ
ーク、26・・・磁極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、圧電現象を利用した駆動機構において、圧電現象に
よる変位力と電磁吸引力を併用させたことを特徴とする
圧電形駆動機構。 2、圧電現象を利用した駆動機構を、金属板に圧電素子
を貼り合せた圧電バイモルフ構造とした特許請求の範囲
第1項記載の圧電形駆動機構。 3、圧電バイモルフの金属板に強磁性材料を使用した特
許請求の範囲第2項記載の圧電形駆動機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59178894A JPS6155838A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 圧電形駆動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59178894A JPS6155838A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 圧電形駆動機構 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6155838A true JPS6155838A (ja) | 1986-03-20 |
Family
ID=16056551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59178894A Pending JPS6155838A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 圧電形駆動機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6155838A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63162434U (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-24 |
-
1984
- 1984-08-28 JP JP59178894A patent/JPS6155838A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63162434U (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-24 |
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