JPH01188352A - 圧電素子を用いた運動変換機構の製造方法 - Google Patents

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、主として印字ヘッドに採用される圧電素子
を用いた運動変換機構、特に、圧電素子の伸縮り向一端
を支持する基部を備え、かつ圧電素子に沿って延在する
フレームと、前記圧電素子の伸縮方向他端に前記フレー
ムと対向して配設された可動子との対向面に、一対の板
ばねの一端部をそれぞれ固着し、前記圧電素子の伸縮に
嶋づく前記両板ばねのたわみによってこれら両板ばねの
他端に跨って結合された傾動体を傾動させるようになし
た運動変換機構の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 圧電素子を用いた運動変換機構には、例えば、すでに同
一出願人によって開発がなされた特Ｍ昭６２−１４４３
６８号のものがある。

これにおいては、第８図に示すように、フレーム１と可
動子５とはそれぞれ個別に形成される。

工して、フレーム１と可動子５とに一対の板ばね８．９
が固着された後、フレーム１の基部４と可動子５との間
に圧電素子２が組付けられるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） このような形式の運動変換機構においては、圧電素子２
の伸縮方向の両端を支持するためのフレーム１の１３部
３と可動子４との平行度や間隔を高粘度に１！ｌる必要
性がある。

すなわち、前記２３部３と可動子５との平行度や間隔が
高精度に４’？られない場合、前記基８１Ｓ３並びに可
動子５と圧゛電素子２の伸縮方向両端面との間に隙間が
生じる。そして、前記隙間が原因となって、圧電素子５
の変位量を可動体５に不足なく伝達することができなく
なる。

ところで、フレーム１と可動子５とをそれぞれ個別に形
成した後、これらフレーム１と可動子５とに一対の板ば
ね８．９を固着するものにおいては、フレーム１の基部
３と、可動子５との平行度や間隔を高精度に保って、フ
レーム１と可動子５とに一対の板ばね８．９を組付ける
ことが困難となるとともに、バラ付きも生じやすいとい
う問題点があった。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、フレームの基部
と、可動子との平行度や間隔を高精度に保って容易に加
工することができ、各製品間にバラツキが少ない高精度
の運動変換機構を容易に装造することができる製造方法
を提供覆ることである。

（課題を解決するための手段） Ｇｔ記目的を達成するために、この発明４．ｉ　、　１
１−電素子の伸縮方向一端を支持する基部を備え、かつ
圧電素子に沿って延在するフレームと、前記圧電素子の
伸縮方向他端に配設された可動子とに、−対の板ばねの
一端部をそれぞれ固着し、１１ａ記ｆｆ、を素子の伸縮
に基づく前記両板ばねのたわみによってこれら両板ばね
の他端に跨って固着された傾動体を傾動させるようにな
した運動変換機構の製造方法であって、前記圧電素子が
挿入可能な間隔を隔ｔで前記フレームの基部と対向する
可動子を連結部をしって前記フレームと一体に形成する
工程と、前記フレームと可動子とに前記仮ばねを固着す
る工程と、前記連結部に分離溝を形成してフレームと可
動子とを分離する工程とを備えたものである。

（作　用） 上記構成によれば、例えばプレス加工や切削加工等によ
って、フレームと可動子とが連結部をもって一体に形成
され、その後、フレームと可動子との間に板ばねが固着
された後、首記連結部に分ｌ１１１　ＦＦ＋を形成して
フレームと可動子とを分離することで、フレームの基部
と可動子との間に圧電素子が間隔なく組付けられる。

（実Ｉ１１！例１） この発明の実施例１を第１図と第５図にしたがって説明
する。

この実施例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、電圧の印加によって伸縮
する圧電素子１は、Ｗ４層状をなす圧電セラミックより
構成されている。

前記圧電素子１を支持するだめのフレーム２は、その圧
電素子１の伸縮方向とほぼ平行して延在する縦長四角形
で所定板厚の金属板より構成されている。このフレーム
２の一端にはＩＩＩ素子１の一端（下端）を後述する一
対のくさび部材１３，１４を介して支持するための基部
３が横方向に突設されている。

前記フレーム２の他端には、前記圧電素子１並びに一対
のくさび部材１３．１４が挿入可能な間隔りを隔てて前
記基部３と対向する可動子５が連結部２０をもってフレ
ーム２と一体に形成されている。すなわち、第２図に示
すように、所定板厚の金属板よりフレーム２をプレス加
工や切削加工によって形成するときに、このフレーム２
と一体に可ｆ）Ｊ子５が形成される。そして、フレーム
２と可動子５との間には一対の板ばね６，７の基端部が
挿入される取付溝２１が形成されるとともに、この取付
溝２１の溝底部をなす連結部２０をもっでフレーム２と
可動子５とが一体状をなす。

また、必要に応じて、フレーム２の導：を部３の支持面
３ａとこれに対向する可すＪ子５の支持面５ａとが仕上
げ加工されることで、前記基部３と可動子５との間隔り
や平行度が一層高精度となる。

前述したようにフレーム２と可動子５とが形成された後
、第３図に示すように、傾動体８が固着された一対の板
ばね６，７の基部は、前記取付溝２１内に挿入された後
、その溝側面とそれに対面する一対の板ばね６．７の各
側面とがろう付けなどによって固着される。なお、一対
の板ばね６゜７はその対向面を互いに接触した状態にお
いて相方に弾性変形可能に重合されている。また、両板
ばね６．７の先端部に固着された傾動体８は、その基部
の剛性の高いホルダつと、先端側の軽量なアーム１０と
を主体として構成されている。

前記ホルダ９は、その下面に凹設された溝に両板ばね６
，７の先端部がそれぞれ挿入された状態において、両板
ばね６．７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９の前側面に凹設された溝にはアーム１
０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１０の先端には、第１図に示すように、印字ワ
イヤ１１の基端がろう付けによって固着されている。

また、この実施例に４３いて、前記圧電素子１の伸縮方
向に可動子５を平行変位さけるために、フレーム２と可
動子５との間には、圧電素子１の伸１１１方向に弾性伸
縮可能な支持部材１２が配設されている。この支持部材
１２は、前記フレーム２と反対側において、圧電素子１
の積層方向に沿って縦長で、その下端がフレーム２の球
部３端面に固着され、上端部が可動子５の端面に固着さ
れている。

前述したように、フレーム２と可動子５との間に、一対
の板ばね６．７と支持部材１２とが組付けられた後、第
４図に示すように、前記連結部２０に対し、その下面側
から取付溝２１の満底面に向けて分離溝２２を溝加工し
てフレーム２と可動子５とを分離させる。このようにし
て、フレーム２と可動子５とを形成することで、フレー
ム２の基部３と可動子５との間隔りや平行度が高粘度に
得られる。

その後、フレーム２の基部３と可動子５との間に、第１
図と第５図に示すように、圧電素子１が一対のくさび部
材１３．１４を介して組付けられる。

フレーム２の基部３上面と、可動子５の下面との間に圧
電素子１を組付ける場合、圧電素子１の一端面と、上の
くさび部材１３上面の支持面１３ｂとを接着剤によって
固着する。前記圧電素子１及び上のくさび部材１３を、
フレーム２の支持部３と可動子５との間に挿入する。そ
して、上のくさび部材１３の一側面に形成されたストッ
パ面１３ａをフレーム２の一側面に当接させ、圧電素子
１の他端面を可動子５の下面に当接する位置まで持上げ
る。また、このとき、圧電素子１の他端面と可動子５の
下面とを必要に応じて接着剤によって接着する。

その後、上のくさび部材１３とフレーム２の支持部３と
の間に下のくさび部材１４を挿入する。

そして、この下のくさび部材１４を、フレーム２の一側
面に対し直交する方向から所定の押圧力において打込む
ことで、圧電素子１の組付けが完了する。なお、上のく
さび部材１３とフレーム２の基部３との間に下のくさび
部材１４を１１ｆｉ人する際、予め、各部材相ｎの当接
面には、必要に応じて接着剤が塗布される。また、１下
の画くさび部材１３．１４は、ＩＩ電県子１の負の温度
ｒＡ膨ｌし率特竹どは逆の正の１度線膨張率特性を右り
る材料、例えば亜鉛材によって構成、されている。そし
て、周囲の温度変化による圧゛市索子１の収縮を、上下
の両くさび部４４１３．１４の上下方向の伸びによって
晦正し、圧電素子１のＪ：、面高さを常に一定に保つよ
うになっている。

この実施例１においては上述したような工程を経て運動
変換ｍ横がＷＡ造される。したがって、プレス加工や切
削加工等にｊ；っで、フレーム２の基ｆｌｓ　３と可動
子５との間隔りや平行度が高粘度にかつ容易に得られる
。そして、フレーム２の基部３と可動子５との間に組付
けられる圧電糸子１並びに一対のくさび部材１３．１４
の相りの接触面を隙間なく密接させることができる。

このため、前記圧電素子１の伸縮に基づいて可動子５が
不足なく変位される。そして、この可動子５の不足のな
い変位値に基づいて、両板ばね６゜７をそれぞれたわま
せ、傾動体８を所定角度、正確に傾動させることができ
、印字不良を防止することができる。

（実施例２） 次に、この発明の実施例２を第６図と第７図にしたがっ
て説明する。

この実施例２では、フレーム２と可動子５との連結部２
０に分離溝２２を形成してフレーム２と可動子５とを分
１１１するときに、前記分１１ｔｉ２２を延長して厚肉
のばね体２３の板厚中央部に割溝２４を形成したもので
ある。

すなわら、まず、第６図に示すように、一端に基部３を
備えたフレーム２の他端に、前記基部３と対向して可動
子５を連結部２０をちって一体に形成する。

次に、一対の板ばねを構成するための一枚の厚肉のばね
体２３の基部をフレーム２上端面と可動子５の上端面と
にわたって凹設された取付溝２１内に挿入してろう付け
によって固着する。なお、ばね体２３の先端には、予め
傾動体８がその基部のホルダ９において固着される。

その後、第７図に示すように、ル−ム２と可動子５との
連結部２０に分１１１溝２２を形成してフレーム２と可
動子５とを分離するととｂに、前記分９１１　ｉ１４２
２を延長して厚肉のばね体２３の板厚中央部に割溝２４
を形成する。そして、前記ばね休２３の割Ｆｉ／＋　２
４によって一対をなす板ばね６．７を形成する。

このようにして、−枚の厚肉のばね体２３に割１な２４
を形成して一対の板ばね６，７を形成することで、部品
点数を軽減することができる。

なお、その他の部分は実施例１とほぼ同様であるための
その説明は省略する。

（発明の効果） 以上述べたように、この発明の圧電素子を用いた運動変
換機構の製造方法によれば、圧電素子が挿入可能な間隔
を隔ててフレームの基部と対向する可動子を連結部をも
ってフレームと一体に形成する■稈において、例えば、
プレス加工や切削加工等によって、フレームの基部と可
動子との間隔や平行度を高精度に保って容易に加工する
ことができる。

そして、フレームと可動子とに板ばねを固着した後、前
記連結部に分離溝を形成してフレームとｎ１仙子とを分
離することで、フレームの基部と可Φｌｊ子との間に圧
電素子を隙間なく粗付けることができる。この結果、運
動変換機構を、その各製品間にパラ付きが生じることを
防止して容易に製造することができる。

また、このようにして製造された運動変換機構において
、フレームの基部と可動子との１毘にｆｆ：電素子が隙
間なく組イ・１けられるため、圧電素子の伸縮に積づい
て可動子を不足なく変位させ、これによって、一対の根
ばねをたわませながら傾動体を所定角度に正確に傾動さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

図面の第１図と第５図はこの発明の実施例１を丞１もの
で、第１図は圧電素子を用いた運動変換機構を示す斜ｌ
Ａ図、第２図はフレームと可動子とを一体に形成したも
のを示ず側面図、第３図はフレームと可動子との間に一
対の板ばねを紺（＝Ｊ　ＩＪたちのを示す側面図、第４
図はフレームと可動子との連結部に分１１１ｔｆ６を形
成したものを承り側面図、゛第５図ｔよフレームの基部
と可動ギとの間に圧電素子を紺イ・１けたものを示Ｊ゛
側面図、第６図と第７図はこの発明の実施例２を示すも
ので、第６図はフレームと可動子とを一体に形成したも
のを示す側面図、第７図はフレームと可動子との連結部
に分ｉ１１溝を形成するときにばね体にも割溝を形成し
て一対の板ばねを構成したものを示す側面図である。 第８図は先行技術のものを示す側面図である。 １・・・圧電素子 ２・・・フレーム ３・・・基部 ５・・・可動子 ６．７・・・板はね ８・・・傾動部材 ２０・・・連結部 ２２・・・分離溝 し・・・間隔 出願人　　ブラザー工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧電素子の伸縮方向一端を支持する基部を備え、かつ圧
   電素子に沿って延在するフレームと、前記圧電素子の伸
   縮方向他端に配設された可動子とに、一対の板ばねの一
   端部をそれぞれ固着し、前記圧電素子の伸縮に基づく前
   記両板ばねのたわみによつてこれら両板ばねの他端に跨
   つて結合された傾動体を傾動させるようになした運動変
   換機構の製造方法であって、 前記圧電素子が挿入可能な間隔を隔てて前記フレームの
   基部と対向する可動子を連結部をもつて前記フレームと
   一体に形成する工程と、 前記フレームと可動子とに前記板ばねを固着する工程と
   、 前記連結部に分離溝を形成してフレームと可動子とを分
   離する工程と、 を備えた圧電素子を用いた運動変換機構の製造方法。