JPH01261877A - 圧電素子変位増幅機構 - 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］ 本発明は圧電素゛子を駆動源として変位増幅を行う増幅
機構に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の圧電素子変位増幅機構は、第４図に示す
ように、圧電素子２１の両端がヒンジ２３によってレバ
ーアーム２５の一方の端部に接続され、レバーアーム２
５は支点をヒンジ２４によって基板２２に接続され、レ
バーアーム２５の他方の端部によって挟まれるように支
持された変位伝達手段としての梁２６がレバーアーム２
５に電気抵抗溶接された構成となっていた。

［発明が解決しようとする課ｗＡ］ 上述した従来の機械的増幅機構は、２木のレバーアーム
２５とこのレバーアーム２５で挟まれるように支持され
た変位伝達手段としての梁２６が電気抵抗溶接されてい
るだけであり、薄い梁を電気抵抗溶接だけで接合しよう
とすると、接合部の外表面まで溶けてしまって溶接電極
によるくぼみができてしまい、また、溶接電極が細くて
接合面積が小さく接合部が一部に集中しているので、増
幅機構を１００Ｈｚ以上の高い周波数で駆動させると、
接合部に応力が集中し、Ｉ　Ｘ　１０’サイクル前後で
亀裂が生じて破壊するという欠点がある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の圧電素子変位増幅機構は、レバーアームと梁と
が電気抵抗溶接および樹脂による接着によって接合され
ている。

［作用］ レバーアームと梁とを電気抵抗溶接および樹脂による接
着の両者によって接合することにより、接合部が強力に
なり、また応力集中が分散することにより接合部の破損
がなくなる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の圧電素子変位増幅機構の第１の実施例
の斜視図である。

この機械的増幅機構は、圧電素子ｌと、基板２と、一対
のレバーアーム５と、梁６とによフて構成されている。

圧電素子１の両端面はヒンジ３を介してレバーアーム５
に接続され、基板２の両側面はヒンジ４を介してレバー
アーム５の支点に接続されており、また、レバーアーム
５はその先端部でスリット７によって挾むように梁６を
支持する。

レバーアーム５と梁６の接合は、梁６の両端の一部をレ
バーアーム５のスリット７に挿入して梁６を取付け、穴
８に溶接電極を差し込んでもう一方の７ＨＭｉで梁６の
一部とレバーアーム５．を挾むようにして行われる電気
抵抗溶接による点溶接と、溶接終了後、六８から電極を
抜いて、同じ六８６１ら熱硬化性樹脂９をスリット７い
っばいになるように注入し硬化させる接着とを併用して
行われる。

例えば熱硬化性樹脂としてアミコンＡ−４０１（を録商
標）を使用する際は、点溶接終了後、樹脂を注入し、約
１７０℃の乾燥炉の中に３０分入れて硬化させる。

この圧電素子１に電圧を印加することにより、各圧電素
子積層体の各変位が加算され、圧電素子１の変位１０は
ヒンジ３を介して各レバーアーム５に伝えられ、レバー
アーム５の先端で変位が拡大される。さらにレバーアー
ム５に挾まれた梁６の両端には、その軸方向に変位が伝
えられ、梁６は座屈によって両端に伝えられた変位に対
し直角方向に変形し、梁６の中央部に最大変位１１を生
ずる。その後、印加電圧を零ボルトに戻すと、圧電素子
ｌの歪は原点に復帰し、これに従フて梁６の変位も復帰
する。

この増幅機構で、梁６の中央部の最大変位１１が２３０
μｍになるものを１０個製作して、周波数５００Ｈｚで
Ｉ　Ｘ　１０日サイクル駆動させたが、１０個余丁の機
械的増幅機構に何ら異常は無かった。

第２図は本発明の圧電素子変位増幅機構の第２の実施例
の斜視図である。

本実施例は、梁６の向きを９０°変えてレバーアーム５
のスリット７に差し込んで電気抵抗溶接の点溶接と熱硬
化性樹脂９による接着の組み合せで接合する。レバーア
ーム５にスリット７を切り込む方向と梁６の動く方向が
第１の実施例と変わった以外、他の動作機構は同じであ
る。

第３図は本発明の圧電素子変位増幅機構の第３の実施例
の斜視図である。

本実施例が第１、第２の実施例と異なるのは、電気抵抗
溶接する箇所１５がスリット７の外、レバーアーム５の
側面にあり、そのため六８がなく、熱硬化性網Ｊ１１９
はスリット７に直接注入し硬化させる。動作および機構
は第１の実施例と同じである。

第２および第３の実施例においても第１の実施例と同様
に、梁６の中央部の最大変位が２３０μｍになる増幅機
構をそれぞれ１０個製作して周波数５００Ｈｚでｔｘ、
ｔｏ８サイクル駆動させたが、１０個余丁の増幅機構に
何ら異常は無かった。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、レバーアームと梁を電気
抵抗溶接と樹脂による接着で接合することにより、レバ
ーアームと梁の接合面積が大きくなり、接合強度が上り
、かつ応力集中が小さくなり、その結果、長時間の使用
においても破損なく使用が可能となり、また、動作時に
梁の中央部で発生する押圧力が増加するといった効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧電素子変位増幅機構の第１の実施例
の斜視図、第２図、第３図はそれぞれ第２の実施例、第
３の実施例の斜視図、第４図は従来例の斜視図である。 １　、、、、圧電素子、２．、、、基板、３．４．、、
、ヒンジ、　　５　、、、、レバーアーム、６　、、、
、梁、　　　　　　？、、、、スリット、８、、、、穴
、　　　　　　９　、、、、樹脂、１０、、、、圧電素
子１の変位、 １１　、、、、梁６の最大変位、 １５、、、、溶接箇所。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板の両側面に中間部が接続された２本のレバーア
   ームの一端に圧電素子がそれぞれ接続され、該２本のレ
   バーアームの他端に梁が保持され、圧電素子の変位を前
   記レバーアームによって拡大伝達し、前記梁の中央で梁
   の軸方向に垂直な方向に増幅出力する圧電素子変位増幅
   機構において、 前記レバーアームと前記梁とが電気抵抗溶接および樹脂
   による接着によって接合されていることを特徴とする圧
   電素子変位増幅機構。