JPH0651004Y2 - 圧電バイモルフ構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、変位力の調整機能を有する接触固定型の圧電
バイモルフ構造に関する。

圧電バイモルフの基本構造は、２枚の圧電板を中間層、
もしくは中間層なしで接合したもので、一方に伸び、他
方に中間層に縮みの変化で与える方向に電圧を印加する
ことにより、大きな屈曲変位を発生するものである。基
本的な取り付け構造としては、一端を固定して他方を動
作点とする片持ち梁的な構造が主である。

しかし、圧電バイモルフは、基本的に機械的強度に弱
く、不要な外力により固定部近辺が破断し易く、取り扱
い上不便な欠点を有する。

これを解決するものとして、バイモルフ素子を剛体のケ
ースに封入し、変位や力を外部にシーソー機構を用いて
取り出し、不要な外力はシーソ機構の支点やシーソの揺
動制限機構が受け止め、直接外力がバイモルフ素子に作
用しない工夫をしたものがバイモルフユニットである。

しかし、この種のものはバイモルフ素子の取り付けや、
リード線の接続等に手間を要し、組み立てが容易でない
欠点がある。またバイモルフ素子の先端の位置が不安定
で、実際の使用に際してはシーソ機構の先端にある動作
点の位置的な修正が必要となり、ユニットの取り付け位
置等で調整をする必要がある。さらに、ケースに一定以
上の剛性がない場合、外力や熱変形により歪みが生じ、
動作を不安定もしくは不能にする虞れもある。さらに、
半田付けによるリード線の取り出しは、半田付け時の局
部的な高熱によりマイクロクラックが圧電板の表面に発
生し、動作中の破断やマイクロクラックに侵入する大気
中の湿気により、電極間の絶縁抵抗の低下があり、信頼
性の上で問題がある。

本考案はかかる点に鑑み、上記欠点を一挙に解消し得る
バイモルフ構造を提案することを主たる目的とする。

以下本考案の一実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図及び第２図は本考案の一実施例を示す正面斜視図
及び背面斜視図である。１はバイモルフ素子を示し、こ
れは筐体２の内部に収納されている。筐体２すなわちケ
ースの構造は、可能な限り剛性を持たせるため、バイモ
ルフ素子１の駆動形状に合わせた必要最小限の空間と
し、組み立て工数の簡便化を図るため、バイモルフ素子
１の固定部分の横からの差し込み接着とするため、第３
図に示す如く、正面においてバイモルフ素子１の厚みと
同様の隙間４を形成され、バイモルフ素子１の揺動箇所
は必要な空間５が形成されている。

そしてバイモルフ素子１のケース２に対して横方向から
の挿入により、電気的に接触する上下電極用接点11a,11
b及び中間金属板用接点11cを設けた各端子ピン６の接触
による構成とされている。各接点11は、ばね性のある例
えば燐青銅等で構成することができる。したがって、端
子ピン６とバイモルフ素子１の各接点11との半田付け工
程をなくしたことにより、マイクロクラックによる信頼
度の低下を防ぐことができる。

一方、バイモルフ素子１の先端位置の不安定さをカバー
するため、第４図に示す如く、バイモルフ素子１の先端
と接してバイモルフの駆動力を取り出す結合部９の位置
がバイモルフ素子１の屈曲方向に沿ってねじ10で微調整
できる構造とし、更にシーソー８に接続されている。シ
ーソー８は第２図に示す如く、ケース２の裏面にピン７
によって支持され、結合部９との機械的結合が図られて
いる。

したがって、バイモルフ素子１の固定部分に接着剤を塗
布して、ケース２の狭い溝状部４に横から挿入し、同時
に端子部用空間に設けられた３本の各接点11a,11b,11c
とバイモルフ素子１の両面の電極及び中間金属板とが接
して、外部に接続した端子ピン６との間に電気的結合が
図られることになる。

またバイモルフ素子１の先端位置は、常に結合部９に接
触しているため、不用意に揺動することがなく、更にバ
イモルフ素子１の変位力は、ねじ10の微調整によるシー
ソ機構８の働きにより、自由に拡大又は縮小設定するこ
とができることになる。

以上述べたごとく本考案によれば、バイモルフ素子を筐
体に入れて、バイモルフ素子の発生する変位及び力を拡
大又は縮小機構を介して外部に取り出す圧電バイモルフ
構造において、上記筐体を上記バイモルフ素子の固定部
分の挿入箇所のみ狭い溝状の隙間に形成し、駆動側とそ
の反対側に端子用の空間を設け、上記バイモルフ素子の
先端と接して駆動力を取り出す結合部分がバイモルフ素
子の屈曲方向に沿ってねじで上記先端を微調整するよう
にしたので、 圧電バイモルフの基本的欠点たる不要な外力に対する抵
抗力の低下及び設定値の変動を解消し得る。またバイモ
ルフ素子の取り付けが容易となり、リード線の接続等に
も簡単にでき、組み立てが容易となる効果を有する。

更に、外力や熱変形に対する歪みも少なく、動作を安定
にし、半田付けによるリード線の取り出しとしないの
で、半田付け時の局部的な高熱によりマイクロクラック
が圧電板の表面に発生して動作中の破断やマイクロクラ
ックに侵入する大気中の湿気により、電極間の絶縁抵抗
の低下という欠点がなくなり、信頼性を高向上し得る信
頼度の高いバイモルフユニットの提供が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の一実施例を示す正面斜視図
及び背面斜視図、第３図は筐体の一実施例を示す図、第
４図は調整機構の一実施例を示す図である。 １……バイモルフ素子、２……筐体、６……端子ピン、
３……シーソー、９……結合部、10……ねじ、11a,11b,
11c……夫々接点。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】バイモルフ素子を筐体に入れて、バイモル
   フ素子の発生する変位及び力を拡大又は縮小機構を介し
   て外部に取り出す圧電バイモルフ構造において、 上記筐体を上記バイモルフ素子の固定部分の挿入箇所の
   み狭い溝状の隙間に形成し、駆動側とその反対側に端子
   用の空間を設け、上記バイモルフ素子の先端と接して駆
   動力を取り出す結合部分がバイモルフ素子の屈曲方向に
   沿ってねじで上記先端を微調整するようにしたことを特
   徴とする圧電バイモルフ構造。