JPH0419944B2 - - Google Patents

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JPH0419944B2
JPH0419944B2 JP10621183A JP10621183A JPH0419944B2 JP H0419944 B2 JPH0419944 B2 JP H0419944B2 JP 10621183 A JP10621183 A JP 10621183A JP 10621183 A JP10621183 A JP 10621183A JP H0419944 B2 JPH0419944 B2 JP H0419944B2
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JP
Japan
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coupling
coupling member
movable
members
movable member
Prior art date
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Application number
JP10621183A
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English (en)
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JPS59230672A (ja
Inventor
Izumi Fukui
Eiichi Sato
Osamu Inui
Takeshi Yano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Priority to CA000447850A priority patent/CA1218561A/en
Priority to US06/582,667 priority patent/US4518887A/en
Priority to BR8400913A priority patent/BR8400913A/pt
Priority to AU25036/84A priority patent/AU559869B2/en
Priority to EP84101948A priority patent/EP0117547B1/en
Priority to DE8484101948T priority patent/DE3482664D1/de
Priority to KR8400963A priority patent/KR890003340B1/ko
Publication of JPS59230672A publication Critical patent/JPS59230672A/ja
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  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Impact Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は差動型振幅拡大機構に関する。
従来、駆動源が発生する機械的変位を二つのレ
バーにより拡大して伝達し、この二つのレバーが
差動的に伝達する偶力を可動部材に作用させて、
振幅を拡大した変位を得るための差動型振幅拡大
機構がある。
第1図は従来の差動型振幅拡大機構を示す側面
図である。同図において、一端を金属の取付部材
1に固定した圧電体2が駆動源である。圧電体2
の電極(図示省略)に駆動電圧を印加したときに
圧電体2が伸びて寸法の歪を生じ、この寸法歪が
金属の第1および第3の結合部材3および5を介
して金属の第1および第2の可動部材7および8
に伝達され、それぞれ破線矢印AおよびBで示す
向きの機械的変位を与える。第1および第2の可
動部材7および8の下端はそれぞれ、第1および
第3の結合部材3および5から所定間隔をおいた
箇所で、金属の第2および第4の結合部材4およ
び6を介して取付部材1に接続している。破線矢
印AおよびBの向きの機械的変位がそれぞれ第1
および第2の可動部材7および8に伝達される
と、これに応じて第2および第4の結合部材4お
よび6が屈曲し、第1および第2の可動部材7お
よび8に回転モーメントを生じて、第1および第
2の可動部材7および8の上端部にはそれぞれ破
線矢印CおよびDで示す向きの拡大された変位を
生ずる。第1および第2の可動部材7および8の
上端部には、それぞれ金属板の第5および第6の
結合部材9および10の一方の端部が固着してお
り、第5および第6の結合部材9および10の他
方の端部は金属の第3の可動部材11に接続して
いる。第3の可動部材11には、第5および第6
の結合部材9および10を介してそれぞれ破線矢
印CおよびDの向きの変位が伝達される。この二
つの変位は互いに逆向きであるから、第3の可動
部材11は差動的な二つの変位を与える偶力を受
けて、その先端部に破線矢印Eで示す向きの拡大
された変位を生ずる。
第2図は従来の差動型振幅拡大機構を示す部分
側面図であり、動作時に第5および第6の結合部
材9および10に作用する力の向きを例示する。
圧電体2が伸びて第1の可動部材7に破線矢印A
の向きの変位が伝達されたときに、第1の可動部
材7は第2の結合部材4の中央部を通る軸Pを中
心軸としてそのまわりに回転運動する。これに伴
なつて、第1の可動部材7と第5の結合部材9と
の接合箇所には、破線矢印Fで示す向きの、すな
わちその接合箇所と軸Pとを結ぶ線分に直交する
向きの力が作用する。この力は、破線矢印Cで示
す向きに作用して第5の結合部材9を板面に沿つ
た向きに引張るとともに、破線矢印Gで示すごと
く第5の結合部材9の板面に直角に作用して第5
の結合部材9の板面に曲げを生じさせる。同様
に、第2の可動部材8に破線矢印Bの向きの変位
が伝達され、第2の可動部材8が第4の結合部材
6の中央部を通る軸Qを中心軸としそのまわりに
回転運動して、第2の可動部材8と第6の結合部
材10との接合箇所には、破線矢印Hで示すごと
くその接合箇所と軸Qとを結ぶ線分に直交する向
きの力が作用する。この力は、破線矢印Dで示す
ごとく第6の結合部材10を板面に沿つて押すと
ともに、破線矢印Jで示すごとく第6の結合部材
10の板面に直角に作用して曲げを生じさせる。
このように、従来の差動型振幅拡大機構では、
動作時に第5および第6の結合部材9および10
にそれぞれ引張応力および圧縮応力を生ずるとと
もに、曲げ応力を生ずる。このため、特に繰返し
動作回数が多い機器、例えばドツトインパクト方
式プリンタの印字ヘツドに適用すると、第5およ
び第6の結合部材9および10に繰返し作用する
応力の大きさが疲労限度を越えて、第5および第
6の結合部材9および10に折損を生じ易いとい
う欠点がある。
本発明の目的は、上述の欠点を除去し偶力を伝
達する板状の結合部材に作用する曲げ応力を従来
よりも軽減して折損を生じないようにした差動型
振幅拡大機構を提供することにある。
本発明の機構は、一端が取付部材に固定されて
おり他端に所定の向きの変位を発生するための柱
状の駆動部材と、 前記駆動部材の他端に一端が接続された第1の
結合部材と前記取付部材の一端に一端が接続され
た第2の結合部材とのそれぞれの他端に一端が接
続しており、前記第1の結合部材を介して伝達さ
れる前記変位に応じて前記第2の結合部材を通る
中心軸の回りに回転し第1の角変位を生ずる第1
の可動部材と、 前記駆動部材の他端に一端が接続された第3の
結合部材と前記取付部材の他端に一端が接続され
た第4の結合部材とのそれぞれの他端に一端が接
続しており、前記第3の結合部材を介して伝達さ
れる前記変位に応じて前記第4の結合部材を通る
中心軸の回りに、回転し第2の角変位を生ずる第
2の可動部材と、 一端が前記第1の可動部材の他端に接合してお
り前記第1の角変位を伝達するための板状の第5
の結合部材と 一端が前記第2の可動部材の他端に接合してお
り前記第2の角変位を伝達するための板状の第6
の結合部材と、 前記第5および第6の結合部材のそれぞれの他
端に接続しておりこの両者を介して伝達される前
記第1および第2の角変位に応じて第3の角変位
を生じ円弧運動を発生する第3の可動部材とをも
つ差動型振幅拡大機構において、 前記第5および第6の結合部材の少くともいず
れかの一方の結合部材は、該結合部材の前記接合
箇所と前記第1および第2の可動部材のうち該結
合部材が接合している可動部材の前記回転の前記
中心軸とを結ぶ線分に対し、該結合部材の板面が
実質的に直角をなすように配設されたことを特徴
とする。
次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第3図aおよびbはそれぞれ本発明の原理を説
明するための部分斜視図および特性図である。同
図aにおいて、第1の可動部材7と第5の結合部
材9との接合箇所J1に作用する破線矢印Fの向
きの力も大きさをfとし、この力を第5の結合部
材9の板面に対しそれぞれ平行および直角な向き
の、すなわち破線矢印CおよびGの向きの二つの
分力に分解し、それぞれの分力の大きさをf1およ
びf2とする。破線矢印FおよびC間の角度θを用
いて表わせば明らかに、f1=fcosθおよびf2
fsinθが成立つ。第5の結合部材9の板厚をtと
し、板幅をwとする。また第5の結合部材9と第
3の可動部材11との接合箇所J2と接合箇所J
1との間の長さをlとする。接合点J1に破線矢
印の向きにfの力が作用したとき、接合箇所J1
およびJ2間の第5の結合部材9には、f1の力に
応じた引張応力とf2の力に応じた曲げ応力とを生
ずる。この引張応力の大きさをσ1とすれば、σ1
f1/wtが成立つ。また曲げ応力は板面上で最大と
なりその大きさをσ2とれば、σ2=f2×tl/4I、た
だしIは断面二次モーメントでI=wt3/12であ
るから、σ2=f2×3l/wt2である。従つて第5の
結合部材9に生ずる最大の応力をσとすれば、 σ=σ1+σ2 =(f1/wt)+(f2×3l/wt2) =(f/wt){cosθ+(3l/t)×sinθ}……(1
) が成立つ。
第3図bは、上記の式(1)に一設計例の数値を代
入した場合の角度θと応力σとの関係を示す。本
設計例では、f=2Kg、l=10mm、w=2mm、t
=0.3mmであり、これを式(1)に代入すると、σ=
3.33×(cosθ+66.6×sinθ)、ただしσの単位は
Kg/mm2、なる関係式が得られる。この関係式を図
示したのが第3図bであり、l≫tであるため、
角度θが増大すると曲げ応力σ2が急激に増大し、
これに伴なつて応力σが急激に増大することが判
る。本設計例において、第5の結合部材9の材料
として疲労限度が40Kg/mm2程度の鋼を使用する場
合には、角度θが5°以下になるよう設計して折損
破壊を防がねばならない。勿論、破壊を生じない
ような角度θの上限値は上記の各数値や使用材料
の選定の仕方によつて異なつてくるが、通常の設
計ではl≫tであるため、角度θの増大に伴なつ
て曲げ応力σ2が急激に増大するのを避けられない
場合が多い。本発明の機構では、角度θを実質的
に0°となるよう構成することにより、偶力伝達用
の結合部材に過大な曲げ応力が生じないようにし
て、折損破壊を防止する。
第4図は本発明の第1の実施例を示す側面図で
ある。同図の機構では、第5の結合部材19の板
面が、破線矢印Fで示す向きすなわち第1の可動
部材17および第5の結合部材19の接合箇所と
第1の可動部材17の回転を中心軸とを結ぶ線分
に直交する向きに対し平行になるよう構成されて
おり、且つ第6の結合部材20の板面が、破線矢
印Hで示す向きすなわち第2の可動部材18およ
び第6の結合部材20の接合箇所と第2の可動部
材18の回転の中心軸とを結ぶ線分に直交する向
きに対し平行になるよう構成されている。従つて
第1および第2の可動部材17および18にそれ
ぞれ破線矢印AおよびBの向きの変位が伝達さ
れ、これを拡大した変位が第5および第6の結合
部材19および20を介して第3の可動部材21
に伝達されるときに、第3図aおよびbにおいて
角度θが0°の場合に相当する動作を行うから、第
5および第6の結合部材19および20には過大
な曲げ応力を生じない。これにより、印字ヘツド
のように繰返し動作回数が多い機器に適用しても
折損破壊を生ずることがなく、耐用期間を従来よ
りも著しく長くすることができる。
第5図は本発明の第2の実施例を示す側面図で
ある。本実施例の機構は、第1の実施例と同様に
第3図aおよびbにおいて角度θが0°の場合に、
相当する動作を行いよう構成されているが、第3
の可動部材31で得られる変位の向きが第1の実
施例の場合と異なる。すなわち、第1および第2
の可動部材27および28の形状を変更して、破
線矢印AおよびBで示す向きの変位が伝達され、
これが第5および第6の結合部材29および30
を介して第3の可動部材31に伝達されたとき
に、破線矢印Eで示すごとく破線矢印AおよびB
の向きに対し平行な向きの変位が得られるよう構
成してある。第1の実施例では、第4図に示した
ごとく、圧電体2から伝達される変位の向きと、
第3の可動部材21に伝達される変位の向きと
は、互いに直交しており、この二つの変位の向き
の間の角度は、第1および第2の可動部材を適宜
変更することにより、所望の大きさに選定するこ
とができる。その際にも、第3図aおよびbにお
いて角度がθが0°の場合に相当する動作を行うよ
う構成でき、従つて第1の実施例と同様に、偶力
伝達用の結合部材に過大な曲げ応力を生じないよ
うにして折損破壊を防止できる。
なお、第1および第2の実施例ではいずれも、
第5および第6の結合部材の両者とも角度θが0°
となるよう構成しているが、作用する力や板厚、
板幅、板長がすべて両者で相等しいとは限らない
から、両者のうちのいずれか一方は角度θを実質
的に0°にしなくても疲労限度を超える曲げ応力を
生じない場合がある。このような場合には、両者
のうちの他の一方だけについて角度θが実質的に
0°となるよう構成すれば、所期の効果が得られ
る。
以上の説明により明らかなごとく、本発明には
偶力伝達用の板状結合部材に作用する曲げ応力を
従来よりも軽減して折損破壊を生じないようにし
た差動型振幅拡大機構を実現できるという効果が
あり、特に繰返し動作回数が多い機器に適用して
その効果が著しい。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ従来の差動型振
幅拡大機構を示す側面図および部分側面図、第3
図aおよびbはそれぞれ本発明の原理を説明する
ための部分斜視図および特性図、第4図および第
5図はいずれも本発明の実施例を示す側面図であ
る。 1……取付部材、2……圧電体、3……第1の
結合部材、4……第2の結合部材、5……第3の
結合部材、6……第4の結合部材、7,17,2
7……第1の可動部材、8,18,28……第2
の可動部材、9,19,29……第5の結合部
材、10,20,30……第6の結合部材、1
1,21,31……第3の可動部材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一端が取付部材に固定されており他端に所定
    の向き変位を発生するための柱状の駆動部材と、 前記駆動部材の他端に一端が接続された第1の
    結合部材と前記取付部材の一端に一端が接続され
    た第2の結合部材とのそれぞれの他端に一端が接
    続しており、前記第1の結合部材を介して伝達さ
    れる前記変位に応じて前記第2の結合部材を通る
    中心軸の回りに回転し第1の角変位を生ずる第1
    の可動部材と、 前記駆動部材の他端に一端が接続された第3の
    結合部材と前記取付部材の他端に一端が接続され
    た第4の結合部材とのそれぞれの他端に一端が接
    続しており、前記第3の結合部材を介して伝達さ
    れる前記変位に応じて前記第4の結合部材を通る
    中心軸の回りに回転し第2の角変位を生ずる第2
    の可動部材と、 一端が前記第1の可動部材の他端に接合してお
    り前記第1の角変位を伝達するための板状の第5
    の結合部材と 一端が前記第2の可動部材の他端に接合してお
    り前記第2の角変位を伝達するための板状の第6
    の結合部材と、 前記第5および第6の結合部材のそれぞれの他
    端に接続しておりこの両者を介して伝達される前
    記第1および第2の角変位に応じて第3の角変位
    を生じ円弧運動を発生する第3の可動部材とをも
    つ差動型振幅拡大機構において、 前記第5および第6の結合部材の少くともいず
    れかの一方の結合部材は、該結合部材の前記接合
    箇所と前記第1および第2の可動部材のうち該結
    合部材が接合している可動部材の前記回転の前記
    中心軸とを結ぶ線分に対し、該結合部材の板面が
    実質的に直角をなすように配設されたことを特徴
    とする差動型振幅拡大機構。
JP10621183A 1983-02-25 1983-06-14 差動型振幅拡大機構 Granted JPS59230672A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10621183A JPS59230672A (ja) 1983-06-14 1983-06-14 差動型振幅拡大機構
CA000447850A CA1218561A (en) 1983-02-25 1984-02-20 Differential lever actuator including differentially force-transmitting members which are not liable to break
US06/582,667 US4518887A (en) 1983-02-25 1984-02-23 Differential lever actuator including differentially force-transmitting members which are not liable to break
BR8400913A BR8400913A (pt) 1983-02-25 1984-02-24 Acionador de alavanca diferencial incluindo elementos diferenciais transmissores de forca nao sujeitos a quebra
AU25036/84A AU559869B2 (en) 1983-02-25 1984-02-24 Differential lever actuator
EP84101948A EP0117547B1 (en) 1983-02-25 1984-02-24 Differential lever actuator
DE8484101948T DE3482664D1 (de) 1983-02-25 1984-02-24 Differentialantrieb fuer einen hebel.
KR8400963A KR890003340B1 (en) 1983-02-25 1984-02-25 Differential lever actuator including differentially force-transmitting members which are not liable

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JP10621183A JPS59230672A (ja) 1983-06-14 1983-06-14 差動型振幅拡大機構

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Publication Number Publication Date
JPS59230672A JPS59230672A (ja) 1984-12-25
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