JPH01120473A

JPH01120473A - 運動変換機構

Info

Publication number: JPH01120473A
Application number: JP27716987A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Chikaoka; 近岡　保二; Yasuo Imoto; 井元　保雄
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1989-05-12
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: JP2775739B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、ほぼ平行に配置された２枚の板ばねの一端
に傾動部材が固着され、一方の板ばねを他方の板ばねに
対してほぼ平行に変位させることにより、前記傾動部材
を傾動さ往るようになした運動変換機構に関するもので
ある。

（従来の技術）２枚の板ばねを用いて１ｌｒ１動部材を（ｌ￥ｌ動させ
る運動変換機構には、すでに同一出願人によって出願が
なされた特願昭６２−１４３５３０号のものがある。

すなわち、これにおいては、第８図と第９図に示１′よ
うに、フレーム１と可動子５との対向面に基端側がろう
付けによってそれぞれ固着された２枚の板、ばね８，９
の先端側に、傾動部材１０がろう付けによって固着され
ている。そして、圧電素子２の伸縮に基づく可動子５の変位ｈ１に対応して、可動子５側の板ばね９がフレー
ム１側の板ばね８に対してほぼ平行に変位されながら、
前記２枚の板ばね８，９が弾性変形されることで、傾動
部材１０が傾動されるようになっている。

さらに、前記２枚の板ばね８．９は、第９図に示すよう
に、その一端から他端にわたって略均−な板厚及び板幅
を有する四角形のばね板材より構成されている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、上述したものにおいて、一方の板ばね９が他
方の板ばね８に対してほぼ平行に変位され、これら両板
ばね８．９が弾性変形するときに、両板ばね８，９の応
力は、傾動部材１０に対する両板ばね８．９のろう付は
部の固着端にも作用する。両板ばね８．９の弾性変形の
くり返しによって傾動部材１０に対する両板ばね８，９
の固着端、例えば第８図において０点付近のろう付は部
にクラックが発生する。すると、前記クラック部分に応
力が集中し、これによっで板ばねが折損されるという問
題点が生じる。

そこでこの発明では、傾動部材に対する両板ばねの固着
端に作用する応力を軽減して、耐久性の向上を図ること
を、その解決すべき技術的課題とするものである。

（問題点を解決するだめの手段）上記した課題を解決するために、この発明は、ほぼ平行
に配置された２枚の板ばねの一端に傾動部材が固着され
、一方の板ばねを他方の板ばねに対してほぼ平行に変位
さぼることににす、前記傾動部材を傾動させる運動変換
機構において、前記板ばねの固着端を除く部分において
、ｉｒｉ記変位方向とほぼ直交する方向の断面積を、前
記固着端の断面積よりも小さくした箇所を設けた構成に
したものである。

（作　用）上記の構成によれば、一方の根ばねが他方の板ばねに対
してほぼ平行に変位され、これら両板ばねが弾性変形す
るときには、両板ばねの応力は、傾動体に対する両板ば
ねの固着端よりも小さい断面積の箇所に主に作用され、
前記両板ばねの固着端に作用する応力が軽減される。

（実施例１）以下、この発明の実施例１を第１図〜第４図にしたがっ
て説明Ｊる。この実施例１では印字ヘッドに採用したも
のを例示するものであって、第１図において、電圧の印
加により伸縮する圧電素子２を支持するためのフレーム
１は、その圧電素子２の伸縮方向とほぼ平行する縦長四
角形で所定板厚の金属板より構成されている。このフレ
ーム１の一側下端部にｔよ圧電素子２の一端（下端）を
温度補償材３を介して支持する支持部４が横方向に突設
されている。

圧電素子２は、積層状をなす圧電セラミックより構成さ
れており、電圧の印加によって積層方向く上下方向）に
伸縮される。この圧電素子２の一端面には、温度補償材
３が接着剤等によって固着されている。そして圧電素子
２は、その温度補償材３において、前記支持部４の支持
面４ａ−ヒに支持されている。なお、前記温度補償材３
は、周囲の温度変化による圧電素子２の収縮を、伸びに
よって修正し、圧電素子２の上面高さを一定高さに保持
している。

圧電素子２の他端面（上端面）には四角形状の可動子５
が接着剤等によって固着されている。この可動子５は、
その−側がフレーム１の一側」ニ部□と所定の隙間をも
って対向している。フレーム１と可動子５との対向面に
は、一対をなす第１．第２の両板ばね８．９を固着する
ためのばね取付面６．７が、圧電素子２の伸縮方向に平
行してそれぞれ平坦面に形成されている。

フレーム１のばね取付面６には、第１板ばね８がその一
側板面が面当りした状態においてろう付は等によって固
着されている。

可動子５のばね取付面７には、第２根ばね９が、その−
側板面が面当りした状態においてろう付（プ等によって
固着されている。さらに、第２板ばね９は、前記第１根
ばね８とその対向面を互いに接触した状態において移動
可能に重合されている。

前記第１．第２の両板ばね８，９は、その各取付面６．
７より圧電素子２の伸縮方向に所定長さだけ延出されて
いる。第１．第２の両板ばね８゜９の先端部には傾動部
材１０が固着され、前記圧電素子２の伸縮に基づいて可
動子５を介して第２板ばね９を第１板ばね８に対してほ
ぼ平行に変位させることで傾動部材１０を傾動さ仕るよ
うになっている。

前記第１．第２の両板ばね８．９は、その変位方向と直
交する方向の断面積において、フレーム１、可動子５及
び傾動部材１０に対する各固＠端部８ａ、９ａの断面積
は大きく、その中間の弾性変形部８ｂ、９ｂの断面積は
積極的に小さく形成されている。

この実施例１では第３図と第４図に示すように、第１．
第２の両板ばね８．９には、その対向面と反対側の側面
において、その板幅方向に溝８ｃ。

９Ｃが凹設され、その溝３ｃ、９ｃによって両板ばね８
．９の近接する側に薄肉状の弾性変形部８ｂ、９ｂが形
成されている。

前記第１．第２の両板ばね８．９の先端部に固着された
傾動部材１０は、その基部の剛性の高いホルダ１１と、
先端側の４！１ｉｆｔなアーム１２とを主体として構成
されている。

前記ホルダ１１は、その下面に凹設された溝１３に第１
．第２の両板ばね８．９の先端部がそれぞれトｌ；人さ
れた状態において、両板ばね８，９の対向面反対側とろ
う付けによって固着されている。

ホルダ１１の前側面に凹設された溝１４にはアーム１２
の基部が挿入されてろう付けによって固着されている。

アーム１２の先端には印字ワイへ７１５の基端がろう付
けによって固着されている。

電圧の印加による前記圧電素子２の伸縮方向に可動子５
を平行に移動させるために、フレーム１と可動子５との
間には弾性変形可能な）■結部材１６が配設されている
。この連結部材１６は、第２図に示すように、前記フレ
ーム１と反対側において、圧電素子２の積層方向に沿っ
て縦長で、その下端部がフレーム１の支持部４端面に固
着され、上端部が可動子５の第２の板ばね９と反対側の
端面に固着されている。

さらに、連結部材１６は、フレーム１の板面と平行する
平面において板幅を有しそれと直角な方向に薄肉の板材
より構成されている。そして、圧電素子２の伸びにとも
なう可動子５の移動力が第２板ばね９と連結部材１６と
にほぼ均等に作用するように、前記連結部材１６の弾性
力が設゛定され、これによって可動子５が圧電素子２の
伸縮方向に平行移動されるようになっている。

また、この実施例では、前記連結部材１６の上端部に、
傾動部材１０が傾１７３復帰したときに、そのアーム１
２の一側を当接支持するための低反発ゴムよりなるスト
ッパ１７が配設されている。

さらに、この実施例では、フレーム１と連結部材１６と
は線膨張率が同一の材料より構成され、温度変化に対処
できるようになっている。

この実施例１は上述したように構成される。したがって
、圧電素子２の両電極間に電圧が印加されると、圧電素
子２は、その積層方向、すなわち、第２図において矢印
Ｘ方向に所定長さだけ伸び、これにともなって可動子５
が移動される。すると、可動子５の移動力を受けて第２
根ばね９が、第１板ばね８に沿って押上げられ、同第２
板ばね９がその薄肉状の弾性変形部９ｂにおいて湾曲状
に弾性変形される。第２叛ばね９の湾曲状の弾性変形に
よって第２図において矢印Ｐ方向に回転モーメントが生
じ、これによって、第１板ばね８がその薄肉状の弾性変
形部８ｂにおいて、若干、弾性変形されるとともに、傾
動部材１０が傾動される。

そして、傾動部材１０先端の印字ワイヤ１５が、所定数
の案内部材２１に案内された状態で、その先端が印字位
置まで前進される。このようにして、傾動部材１０を傾
動させることで、圧電集子２の伸びが著しく拡大されて
印字ワイヤ１５に伝達される。

圧電素子２に対する電圧の印加が断たれると、圧電素子
２は元の状態に短縮される。すると、可動子５、第１．
第２の両板ばね８．９及び傾動部材１０が元の状態に復
帰され、印字ワイヤ１５が復退復帰される。

上述したようにして、圧電索子２の伸縮に基づいて可動
子５を介して第２板ばね９が第１板ばね８に対しほぼ平
行に変位されながら、これら両板ばね８，９が弾性変形
する際、各板ばね８，９の薄肉状とされた弾性変形部８
ｂ、９ｂにその応力の大部分が作用し、各板ばね８．９
の上下部のろう付けによる固着端部８ａ、９ａに作用す
る応力は極めて小さくすることができる。このため、第
１、第２の両板ばね８．９の弾性変形のくり返しによっ
て、その固着端部８ａ、９ａのろう付は部分にクラック
が発生することを防止でき、耐久性の向上を図ることが
できる。

ＣΔＥＤＳ　（構造解析）計算によって、第４図に示す
この実施例１の第１．第２の両板ばね８゜９の各部０点
、Ｐ点、Ｑ点に作用する応力と、第８図と第９図に示す
ように、均一な板幅及び板厚の板ばね（この発明に対す
る先行技術のもの）８゜９の各部０点、Ｐ点、Ｑ点に作
用する応力とをそれぞれ求めた結果、下の表１に示すと
おりであった。

第　　１　　　　表また、板ばね８．９は下の表２に承りとおりのものを使
用した。

したがって、表１からも明らかなように、この実施例１
では、板ばね８，９の固着端０点に作用する応力を７．
６に９　／　ｓ　２に軽減することができ、固着端０点
が１４．４に’ｉ　／　ｍ　２となる先行技術のものと
比し、その固着端０点の応力を半減することができた。

（実施例２）次に、この発明の実施例２を第５図にしたがって説明す
る。この実施例２において、第１．第２の両板ばね８．
９には、その対向面と反対側の側面に、各３個の溝８ｃ
、８ｄ、８ｅ、９ｃ、９ｄ。

９ｅが板ばねの変位方向に所定間隔をおいて、その板幅
方向に凹設されている。これら各３個の溝のうち、中央
部の溝８ｃ、９ｃは、その両側溝８ｄ、８（３，９ｄ、
９ｅに比し、溝深ざが適宜に深く形成されている。そし
て、各位置ばね８．９の応力を、各中央部の溝８ｃ、８
ｄによる薄肉部分に集中して作用させることなく、その
両側の溝８ｄ、８ｅ、９ｄ、９ｅによる薄肉部分にも分
散して作用させるように構成したものである。その他の
部分は、実施例１とほぼ同様である。

（実施例３）次に、この発明の実施例３を第６図にしたがって説明す
る。この実施例３において、第１．第２の両板ばね８．
９には、その対向面と反対側の側面に、各２個の溝８ｃ
、８ｄ、９ｃ、９ｄが板ばねの変位方向に所定間隔をお
いて板幅方向に凹設されている。これらの各２個の溝８
Ｃ，８ｄ、９ｃ、９ｄは、それぞれ同一の溝幅及び溝深
さに形成され、各板ばね８，９の応力を各２個の溝３ｃ
。

８ｄ、９ｃ、９ｄによる各薄肉部分にほぼ均等に分散し
て作用させるように構成したものである。

その他の部分は、実施例１とほぼ同様である。

（実施例４）次に、この発明の実施例４を第７図にしたがって説明す
る。この実施例４において、第１．第２の両板ばね８．
９の弾性変形部８ｔ）、９ｂの板幅を、その固ｒＪ端部
３ａ、９ａの板幅よりも小さく形成したものである。さ
らに、この実施例では、板ばね８，９の固着端部Ｑａ、
９ａには切欠ぎ部８ｆ、９ｆが形成されている。これに
対しフレーム１のばね取付面６、可ｆＪ＋子５のばね取
付面７及び傾動部材７の基部のホルダ１１の溝１４に、
前記切欠き部８ｆ、９ｆと嵌合する嵌合部６ａ、７ａ、
１４ａが形成されている。そして、各板ばね８．９の固
着端部８ａ、９ａの切欠き部８丁、９ｆと各嵌合部６ａ
、７ａ、１４ａとの嵌合による位置決め作用によって、
各板ばね８，９の固着端部８ａ、９ａが位置決めされた
状態のもとで、各板ばね８．９の固着端部８ａ、９ａが
、フレーム１のばね取付面６、可動子５のばね取付面７
及びホルダ１１の溝１３に対しろう付けによって固着さ
れる。その他の部分は実施例１とほぼ同様である。

（発明の効果）以上述べたように、この発明によれば、一方の板ばねが
他方の板ばねに対してほぼ平行に変位され、これら両板
ばねが弾性変形する゛とき作用する両板ばねの応力を、
傾動部材に対する両板ばねの固着端よりも小さい断面積
の箇所に主に作用させ、これによって、前記両板ばねの
固着端に作用する応力を軽減することができる。このた
め、両板ばね一端の固着端を傾動部材にろう付けによっ
て固着した場合においても、その固着端のろう付は部分
にクラックが発生することを防止でき、耐久性の向上を
図ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面の第１図〜第４図はこの発明の実施例１を示すもの
で、第１図は印字ヘッドの要部を示す斜視図、第２図は
側面図、第３図は第１．第２の両板ばねを示す斜視図、
第４図は運動変換機構の要部を示す側面図、第５図はこ
の発明の実施例２の要部を示す側面図、第６図はこの発
明の実施例３の要部を示す側面図、第７図はこの発明の
実施例４の要部を分解して示す斜視図である。第８図と第９図は、先行技術のものを示すもので、第８
図は側面図、第９図は板ばねの斜視図である。１・・・フレーム２・・・圧電素子５・・・可動子８・・・第１板ばね８ｂ・・・弾性変形部８Ｃ・・・溝９・・・第２板ばね９ｂ・・・弾性変形部９Ｃ・・・満１０・・・傾動部材出願人　　ブラザー工業株式会社代理人　　　弁理士　岡田英彦（外１名）１・・・フレ
ーム２・・・圧電素子第１図第２図区　　　　　　　　　　　　　　　−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ほぼ平行に配置された２枚の板ばねの一端に傾動
部材が固着され、一方の板ばねを他方の板ばねに対して
ほぼ平行に変位させることにより、前記傾動部材を傾動
させる運動変換機構において、前記板ばねの固着端を除
く部分において、前記変位方向とほぼ直交する方向の断
面積を、前記固着端の断面積よりも小さくした箇所を設
けたことを特徴とする運動変換機構。
（２）前記２枚の板ばねは、互いに反対側の側面から切
込まれた溝を有し、互いに近接する側に薄肉状部分を有
する特許請求の範囲第１項に記載の運動変換機構。
（３）前記板ばねは、側面から切込まれた溝を、前記変
位方向に複数個有する特許請求の範囲第１項または第２
項に記載の運動変換機構。
（４）前記板ばねは、前記変位方向とほぼ直交しかつ他
方の板ばねとほぼ平行な方向の幅が、前記固着端付近の
幅よりも小さく形成されている特許請求の範囲第１項に
記載の運動変換機構。