JPH036925Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は圧電素子片を用いた点字セルに関す
る。

〔従来の技術〕

周知のように、現在盲人用の点字文字としてフ
ランス人ルイ・ブライユの考案した縦３段、横２
列の計６点の組合せによる点字文字が世界的に普
及しており盲人のための教育や生活に大きな役割
を果している。

しかして、従来このような点字文字は厚手の紙
などに突起を形成したものがほとんどであつた
が、最近になつて電気信号を機械動作に変換する
ことにより点字文字を出力表示するような所謂点
字セルが考えられている。

例えば、一例として点字文字の各点の駆動源に
ソレノイドを用い、これに駆動によりブライユ点
字文字を表示するようにしたものがある。しかし
ながら、このものはソレノイドの駆動力をリンク
などを介して各点字に伝達するため、かような構
成を３×２の計６個も用いるのでは全体の構成が
極めて複雑で大形化してしまい、組立が面倒であ
るだけでなく重量もかなり大きなものとなり取扱
上不便な欠点があつた。また、これに加えてソレ
ノイドでの発熱により長時間の連続使用に耐えら
れないなどの欠点もあつた。

また、他の例として点字文字の各点の駆動源に
圧電素子片を用い、この圧電素子片を振動させる
ことによりブライユ点字文字を表示させるものが
ある。

ところが、このものは振動部の振動を指先に伝
えるようにしているため、長時間連続して使用す
ると指先の感覚が低下し文字を誤認識するおそれ
があるばかりか、この状態が続くと指先に振動障
割（白ろう病）を引起すおそれもあつた。また、
圧電素子片の振動は騒音の発生源にもなり、他に
悪影響を及ぼすおそれがあつた。

そこで、最近特開昭57−17981号公報にみられ
るように点字文字の各点の駆動源に圧電素子片を
用い、この圧電素子片のわん曲変位を利用してブ
ライユ点字文字を静的に表示するものが考えられ
ている。つまり、このものは支持体に平行に配し
た６本の圧電素子片の基端部を固定するととも
に、これら素子片の自由端に感知片を設け、素子
片に電気信号を印加しわん曲変位させることによ
り、感知片を介してブライユ点字を出力表示する
ようにしている。

ところが、このものに用いられる圧電材料は巾
６mm、厚さ0.2mmそして長さ50mm程度の巾広の薄
目のものが用いられるため、かかる圧電材料に導
電材を張り付ける際にわずかな力のかかり具合で
破損し易くなり、かつ圧電素子片を支持体に組み
込む際も隣接するもの同志が触れた程度で圧電素
子片が破損するおそれがある。

また、片持ばり式に支持された圧電素子片は２
枚１組として階段状に配置され、各組の最上方に
位置する圧電素子片は各組の最下方の圧電素子片
に取付けられた感知片を通過させる窓を有する。
このため、圧電素子片の材料として幅広のものが
必要になるとともに、圧電素子片として切欠の有
するものと無いものの２種類が必要となり、かつ
この切欠を形成する工程が増え価格が高くなる。
しかも、圧電素子片の圧電層にリードを半田付け
するときに半田ごてが真上の圧電層に接し易くな
り、このときの熱により圧電材料と導電材料が剥
離したり、あるいは分極が消失してしまうことが
ある。

また、６枚の圧電素子が一列に積み重ねられた
構造となるため、感知片の長さがそれれぞれ異な
る６種類のものが必要となり組立作業が煩雑にな
るとともに装置の薄形化を図ることができない。

さらに、このものは圧電層を含む基端部を支持
体に固定させているので、圧電素子片の動作が抑
えられてしまい十分なわん曲変位および作動力を
得ることができない。しかも、片持ばり式に支持
され圧電素子片の変位量に対して特に規制する手
段を構じていないため、圧電素子片の有する特性
が一義的に決定され、その特性を十分に得ること
ができなくなる。これに加えて長時間の使用によ
り圧電素子片のわん曲による歪つまり弛みが蓄積
し、これにより感知片の変位量が不安定となり正
確な点字文字を表示できなくなることがある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来技術である特開昭57−17981号公報にあつ
ては、圧電素子片が破損し易く取り扱いが難しく
なるばかりか、半田付の熱により圧電素子片の特
性が著しく損われることがある。しかも、部品点
数が増え組立作業が煩雑になるとともに、装置の
薄形化を図ることができず、かつ構造上圧電素子
片の有する特性を十分に引き出すことができない
などの問題を有している。

この考案は、上記の問題点に着目してなされた
もので、圧電素子片を損傷することなく容易に組
立てることができるとともに薄形化を図り、加え
て安定したわん曲変位ならびに押圧力を的確に得
られ良質な点字文字を表示できる点字セルを提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

この考案は、板面に溝部を形成した基体に圧電
素子片を所定の間隔をもつて積み重ねて装着し、
これらの圧電素子片の略中央部分をわん曲変位の
自由度をもたせて支点部材により支持するととも
に、上記圧電素子片を構成する所定の弾性力を有
する導電材薄片の基端部を固定し、かつ各圧電素
子片の自由端に先端を同一高さに揃えられた触知
ピンを設けたことを特徴とし、これらの圧電素子
片に電気信号を印加しわん曲変位させることで、
触知ピンを介してブライユ点字を出力表示させる
ことができる。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を図面に従い説明す
る。第１図ａ，ｂにおいて１は射出成形により形
成された合成樹脂などから成る基体で、この基体
１は板状をなした支持板２を有しており、この上
側縁と下側縁に沿つて一方端側より延出してコ字
形の枠部３を一体に形成し、また支持板２の両板
面に夫々水平方向に沿つて複数本例えば４本の溝
部４を平行に形成してある。これらの溝部４は図
示のごとく階段状に設けられ、支持板２の一方端
部は斜めに切られ、ここに電子回路部品を搭載し
たプリント基板５が一体に設けられている。

上記各溝部４内に圧電素子片６がセツトされ
る。この場合、圧電素子片６は第２図に示すよう
に圧電材料例えばPZTからなる圧電層６０１，
６０２の間にリン青銅又はコバールのような弾性
導電材料の薄片６０３を介挿し、さらに圧電層６
０１，６０２の周囲を銀のような導電材料の薄層
にて覆うとともに、圧電層６０１，６０２の先端
の間を銀製の薄片６０４にて短絡している。ここ
でかかる圧電素子片６は具体的に巾２mm、厚さ
0.94mm、全長61mm程度の巾狭かつ肉厚で長さの比
較的大きなものを用いている。この圧電素子片６
は支持板２の両板面に形成された各溝部４内に所
定の間隔で平行かつ階段状に積み重ねられて装着
される。このとき、圧電素子片６の基端部を各溝
部４より突出させ薄片６０３の一端をプリント基
板５の配線パターン上に電気的に接続して固定す
るとともに、各圧電素子片６の中央部分をわん曲
変位の自由度をもたせて支点部材７で支持する。
この支点部材７は例えば第３図ａ，ｂに示すよう
に合成樹脂等の絶縁材料をＵ字形状に形成し、そ
の相対向する内面をわん曲状に突出させた構造の
ものである。この支点部材７を各溝部４に嵌合さ
せ接着等の手段を用いて固着し、これを支点とし
て圧電素子片６をわん曲変位させるようにしてい
る。この場合、支点部材７の中心を基端側の薄片
６０３の先端基端部側から50.2mmの位置すなわち
圧電素子片６（全長91mm）の中心より若干図示右
側にずらした位置にて圧電素子片６のわん曲変位
および作動力のバランスが最適となることが実験
的に確認されている。

これらの圧電素子片６は第４図に示すように支
持板２の両板面に形成された各溝部４に収納さ
れ、かつ支点部材７により圧電素子片６の中央部
分がわん曲変位の自由度をもつて支持されること
になる。この自由端部の先端に触知ピン８が取付
けられる。この触知ピン８は第５図に示すように
柱状の基部８ａの先端に段部を介して上記基部８
ａより小径の首部８ｂを形成し、その首部８ｂの
頭部を半球状又は楕円状にしてある。この場合、
触知ピン８は基部８ａの高さ寸法を異ならして首
部８ｂの頭部が同一高さに揃うようにしている。
これらの触知ピン８は枠部３の上枠部に形成され
た貫通孔９より挿入され圧電素子片６のわん曲変
位に応じて上下方向に移動可能に保持される。そ
して、この上方に触知ピン８の首部８ｂが突出す
る複数例えば８個の孔部１０を有する触指走査部
１１が着脱可能に設けられ、首部８ｂの相互の間
隔つまりブライユ点字文字の横方向の点間隔が
2.4mm程度になるように設定してある。

この実施例の場合、圧電素子片６の製造による
上向きまたは下向きの偏倚のバラツキを吸収する
ために、圧電素子片６に逆極性を電圧を印加して
下向きにわん曲変位させた状態で、触知ピンの先
端が触指走査部１１の表面より突出しないように
高さ調整した後、圧電素子片６の薄片６０３をプ
リント基板５の配線パターン上に固定するように
している。

なお、図示例では点字セルを複数個並設すると
きの連結用として基体１の枠部３の一方の側面に
凸状の嵌合部１２を、他方の側面に嵌合部１２に
対応する位置に孔部１３を有している。また基体
１を貫通して連結棒（図示せず）が挿通される貫
通孔１４も有している。また各溝部４内には第４
図に示すように圧電素子片６を支持板２の板面よ
り浮かせて摩擦抵抗を低減させるライン状の摩擦
低減部１５が支持板２の板面に垂直に形成されて
いる。

かかる構成により第１図ａに示すように２×４
の計８点の触知ピン８の組合せによる触指走査部
１１を有する点字セルが得られる。このような点
字セルは実際は第６図に示すように複数個並設し
て使用される。この場合、各基体１の嵌合部１２
を隣接する基体１の孔部１３に嵌合させ仮連結し
た後、貫通孔１４に連結棒を挿通して固定するこ
とにより点字ユニツトが構成される。

このようにして構成された点字セルの圧電素子
片６に逆極性の直流電圧を印加して予備付勢する
ことで、これらの圧電素子片６は支点部材７を支
点にして触知ピン８の先端が触指走査部１１の表
面より突出しない方向すなわち図示下向にわん曲
変位する。このとき、薄片６０３の弾性力は圧電
素子片６の基端部に作用することから、圧電素子
片６の自由端側では第７図中実線で示すように大
きく偏倚する。

この状態で図示しない点字文字指定回路により
選定された圧電素子片６に正極性の直流電圧が印
加されると、圧電素子片６は支点部材７を支点に
して上向きにわん曲変位し触指走査部１１の孔部
１０より触指ピン８の先端が突出され点字文字が
表示される。このとき、薄片６０３の弾性力は圧
電素子片６の基端部に作用することから、圧電素
子片６の自由端側は第７図中一点鎖線で示すよう
に大きく偏倚することになるが、触指ピン８の基
部８ａが枠部３に当接するために、その移動が規
制され触指ピン８に所定の押圧力が付勢される。

ちなみに、本考案による点字セルと従来の点字
セルを用意して押圧力とわん曲変位の関係を調べ
たところ、中央下部に支点を設けた片持ばり式の
従来品に対しては第８図ａに示すような特性が得
られ、本考案品に対しては第８図ｂに示すように
特性が得られた。

この結果、本考案品は従来品に比べて大きな初
期押圧力およびわん曲変位を得ることができるこ
とが判る。

しかも、本考案品は支点部材７を溝部４に沿つ
て左右に移動させることにより、押圧力とわん曲
変位量を調整することができる。すなわち、支点
部材７を自由端側に移動させると押圧力が高ま
り、かつ支点部材７を基端部に移動させるとわん
曲変位が高まる。実施例の場合は薄片６０３の端
（基端部側）から50.2mmの位置にて押圧力とわん
曲変位のバランスがとれた点字セルが得られる。

したがつて、このような構成の点字セルによる
と、薄片６０３の基端部を固定し圧電素子片６の
ほぼ中央をわん曲変位に自由度をもたせて支点部
材７にて支持することにより、圧電素子片６の自
由端側に大きな曲げモーメントを加えることがで
きるため、安定したわん曲変位が得られ触知ピン
８を介して良質の点字表示を行なうことができ
る。しかも、支点部材７をベスト位置を中心に左
右に移動させることにより、押圧力およびわん曲
変位量を任意に調整することができるため、設計
仕様に巾をもたせることができる。

また、左右に平行に配置した２枚を１組とする
圧電素子片６を４組階段状に配列することによ
り、点字セルの高さ寸法を従来のものに比べて約
半分に抑えることができるため、薄形化を容易に
図ることができる。

また、圧電素子片６を階段状に配列することで
各圧電素子片６の基端部に設けられた端子が重な
り合うことがないのでリードの接続を容易に行な
うことができるとともに、半田付の際に隣接する
圧電素子片６に対して加熱の影響を最少限におさ
えることができるので熱による圧電材料と導電材
料との剥離および極性の分離を確実に防止でき
る。しかも、自由端の先端が階段状に配列される
ので下方の圧電素子片６に触設された触知ピン８
が上方の圧電素子片６を貫通することがないた
め、圧電素子片６に切欠加工を施す必要がなくな
り１種類の圧電素子片６で構成することができる
とともに、触知ピン８を従来のものに比べて半分
の４種類でよく部品管理が簡略化でき、かつコス
トの低減を図ることができる。さららに、圧電素
子片６に切欠を形成しないため、機械的強度が損
なわれることがない。

また、支持板２の溝部４にＵ字形状の支点部材
７を嵌合させることにより、圧電素子片６が外側
に飛出すのを防止することができるため、隣接す
る同志が接触するような不都合を解消することが
できる。しかも、支持板２の板面に摩擦低減部１
５を設けることで圧電素子片６の動きが阻害され
ることがなく安定したわん曲変位を確保すること
ができる。

また、基体１の支持板２に圧電素子片６を装着
したのち触知ピン８を枠部３に形成した貫通孔９
に挿通させ圧電素子片６の先端に触設することが
できるので、組立の際圧電素子片６を不用にわん
曲させることがなくこれが原因となる破損を防止
することができるとともに、かかる組立を簡略化
することができる。しかも、かかる点字セルを複
数個並設するにも連結用嵌合部１２を隣接するも
のの孔部１３に挿入して仮連結したのち、貫通孔
１４に連結棒を通すのみでよいので取扱が極めて
簡単である。

なお、この考案は上記実施例にのみ限定されず
要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施でき
る。例えば上記実施例では２×４の触知ピンを有
するものについて述べたがこれに限らないことは
勿論である。また圧電素子片も一例であつて同様
の特性を有するものならば他のものを用いること
もできる。さらに触知ピンを圧電素子片に接着等
の手段にて固定することもできる。

また上記実施例では支点部材をＵ字形状に形成
し溝部に嵌合させるようにしたが、圧電素子片の
略中央部分をわん曲変位の自由度をもたせて支持
できるようにその形状、構造などは種々変更し得
るものである。

〔考案の効果〕

以上に述べたように、この考案によれば圧電素
子片を損傷することなく容易に組立てることがで
きるとともに薄形化を図り、加えて安定したわん
曲変位ならびに押圧力を適確に得られ良質な点字
文字を表示できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂはこの考案の点字セルの一実施例
を示しａは平面図、ｂは正面図、第２図は同実施
例に用いられる圧電素子片を示す概略的構成図、
第３図ａ，ｂは同実施例に用いられる支点部材を
示しａは縦断面図、ｂは側面図、第４図は第１図
ｂのＡ−A′線に沿つて切断した縦断面図、第５
図は同実施例に用いられる触知ピンを示す概略的
構成図、第６図は同実施例にかかる点字セルを連
結した状態を示す斜視図、第７図は同実施例の動
作を説明するための説明図、第８図ａ，ｂは従来
例と同実施例の特性を示す特性図である。 １……基体、２……支持板、３……枠部、４…
…溝部、５……プリント基板、６……圧電素子
片、６０１，６０２……圧電層、６０３，６０４
……薄片、７……支点部材、８……触知ピン、８
ａ……基部、８ｂ……首部、９，１４……貫通
孔、１０，１３……孔部、１１……触指走査部、
１２……嵌合部、１５……摩擦低減部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電気信号を印加することによりわん曲変位す
   る複数の圧電素子片と、これらの圧電素子片を
   所定の間隔をもつて積み重ねて装着できるよう
   に板面に溝部を形成した基体と、この基体の溝
   部内に設けられ上記各圧電素子片の略中央部分
   をわん曲変位の自由度をもたせて支持する支点
   部材と、上記圧電素子片の基端部を固定する固
   定手段と、上記圧電素子片の自由端に設けられ
   かつ先端を同一高さに揃えられた触知ピンとを
   具備したことを特徴とする点字セル。 (2) 基体は上記圧電素子片の基端部側にプリント
   基板を一体に設け、このプリント基板に圧電素
   子片の基端部を固定させたことを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の点字セル。 (3) 基体は並設時の連結用として一方の側面に嵌
   合部を他方の側面にこの嵌合部に対応する孔部
   を有することを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１〜２項のいずれかに記載の点字セル。 (4) 支点部材はＵ字形状に形成されその相対向す
   る内面をわん曲状に突出させたことを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の点字セ
   ル。 (5) 触知ピンは上記圧電素子片のわん曲変位に応
   じて移動可能に保持され、その先端だけが突出
   可能な孔部を有する触指走査部を基体に一体に
   形成したことを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の点字セル。 (6) 溝部内の板面に圧電素子片を浮かせて摩擦抵
   抗を低減させるライン状の摩擦低減部を形成し
   たことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の点字セル。