JP2555667B2 - 圧電素子の運動変換装置 - Google Patents
圧電素子の運動変換装置Info
- Publication number
- JP2555667B2 JP2555667B2 JP63014019A JP1401988A JP2555667B2 JP 2555667 B2 JP2555667 B2 JP 2555667B2 JP 63014019 A JP63014019 A JP 63014019A JP 1401988 A JP1401988 A JP 1401988A JP 2555667 B2 JP2555667 B2 JP 2555667B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- leaf springs
- frame
- spring member
- tilting body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/22—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material
- B41J2/23—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material using print wires
- B41J2/27—Actuators for print wires
- B41J2/295—Actuators for print wires using piezoelectric elements
Landscapes
- Impact Printers (AREA)
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
子の運動変換装置に関するものである。
子の運動変換装置に関するものである。
（従来の技術） 圧電素子の運動変換装置としては、例えば、すでに同
一出願人によって開発がなされた実願昭62−165955号の
ものがある。
一出願人によって開発がなされた実願昭62−165955号の
ものがある。
すなわち、これにおいては、第５図に示すように、圧
電素子１の伸縮方向一端を支持する基部３を備え、かつ
圧電素子１に沿って延在するフレーム２と、前記圧電素
子１の伸縮方向他端に配設された可動子４とに、一対の
板ばね7,8の一端部がそれぞれろう付けによって固着さ
れる。さらに、両板ばね7,8の他端に跨がって傾動体９
がろう付けによって固着されている。そして、圧電素子
１の伸縮に基づく前記両板ばね7,8のたわみによって傾
動体９を傾動させるようになっている。
電素子１の伸縮方向一端を支持する基部３を備え、かつ
圧電素子１に沿って延在するフレーム２と、前記圧電素
子１の伸縮方向他端に配設された可動子４とに、一対の
板ばね7,8の一端部がそれぞれろう付けによって固着さ
れる。さらに、両板ばね7,8の他端に跨がって傾動体９
がろう付けによって固着されている。そして、圧電素子
１の伸縮に基づく前記両板ばね7,8のたわみによって傾
動体９を傾動させるようになっている。
（発明が解決しようとする課題） ところで、このような構造の運動変換装置において
は、圧電素子１の伸縮に基づく両板ばね7,8のたわみに
よる変位量は、フレーム２並びに可動子４側に比し、傾
動体９側の変位量が著しく大きくなる。そして、両板ば
ね7,8の他端部とこれに跨がる傾動体９とのろう付け部
分Ａには、引張り荷重と圧縮荷重とがくり返し作用す
る。すると、前記ろう付け部分Ａにはクラックが発生
し、そのクラック部分に引張り荷重と圧縮荷重とが集中
的に作用することから、両板ばね7,8と傾動体９とが分
離するという問題点があった。
は、圧電素子１の伸縮に基づく両板ばね7,8のたわみに
よる変位量は、フレーム２並びに可動子４側に比し、傾
動体９側の変位量が著しく大きくなる。そして、両板ば
ね7,8の他端部とこれに跨がる傾動体９とのろう付け部
分Ａには、引張り荷重と圧縮荷重とがくり返し作用す
る。すると、前記ろう付け部分Ａにはクラックが発生
し、そのクラック部分に引張り荷重と圧縮荷重とが集中
的に作用することから、両板ばね7,8と傾動体９とが分
離するという問題点があった。
また、上記従来のものでは、両板ばね７、８が相互に
接触しているため、繰り返し動作すると、その板ばねの
たわみ部が摩耗したり焼付けを起こすことがあった。
接触しているため、繰り返し動作すると、その板ばねの
たわみ部が摩耗したり焼付けを起こすことがあった。
この発明の目的は、前記問題点を解決するために、板
ばねと傾動体との結合部分のクラック発生を防止すると
ともに板ばねの摩耗をなくして、耐久性の向上を図る。
また板ばねの間隔を高精度できわめて近接配置し、所期
の拡大率を安定して得る一方、部品点数を軽減して構造
を簡単化し、コスト低減を図ることである。
ばねと傾動体との結合部分のクラック発生を防止すると
ともに板ばねの摩耗をなくして、耐久性の向上を図る。
また板ばねの間隔を高精度できわめて近接配置し、所期
の拡大率を安定して得る一方、部品点数を軽減して構造
を簡単化し、コスト低減を図ることである。
（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、この発明では、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板ばね
のたわみによってこれら両板ばねの他端に設けられた傾
動体を傾動させるようになした運動変換装置であって、
前記一対の板ばねは、１個のばね部材から構成されると
ともに、そのばね部材の一端から他端部に向けて設けら
れた割溝を隔てて形成され、前記傾動体は前記ばね部材
の前記他端部に一体に設けられているものである。
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板ばね
のたわみによってこれら両板ばねの他端に設けられた傾
動体を傾動させるようになした運動変換装置であって、
前記一対の板ばねは、１個のばね部材から構成されると
ともに、そのばね部材の一端から他端部に向けて設けら
れた割溝を隔てて形成され、前記傾動体は前記ばね部材
の前記他端部に一体に設けられているものである。
（作 用） したがって、この発明は、一対の板ばねを１個のばね
部材から構成し、そのばね部材の他端部に傾動体を結合
することで、二枚で一対をなす板ばねとこれら両板ばね
の他端部に跨がる傾動体との三者をろう付けによって固
着するものと異なり、その結合部分のクラック発生を防
止することができるとともに板ばねの接触による摩耗を
なくすことができる。また両板ばねをばね部材の一端か
ら他端部に向けて設けた割溝を隔てて形成することで、
両板ばねの間隔を高精度できわめて近接配置することが
でき、所期の拡大率を安定して得ることができる一方、
部品点数も軽減できる。
部材から構成し、そのばね部材の他端部に傾動体を結合
することで、二枚で一対をなす板ばねとこれら両板ばね
の他端部に跨がる傾動体との三者をろう付けによって固
着するものと異なり、その結合部分のクラック発生を防
止することができるとともに板ばねの接触による摩耗を
なくすことができる。また両板ばねをばね部材の一端か
ら他端部に向けて設けた割溝を隔てて形成することで、
両板ばねの間隔を高精度できわめて近接配置することが
でき、所期の拡大率を安定して得ることができる一方、
部品点数も軽減できる。
（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図〜第３図にしたが
って説明する。
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、積層状をなす圧電セラミックより
構成されている。
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、積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を支持するためのフレーム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の一端には圧電素子１の一端（下端）を一対のくさ
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。
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の一端には圧電素子１の一端（下端）を一対のくさ
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。
圧電素子１の他端（上端）には可動子４が配設され、
この可動子４とフレーム２の立上り部の上端部との間に
は、圧電素子１の伸縮に基づく可動子４の変位を傾動運
動に変換するための運動機構５が配設されている。この
運動機構５は所定板厚の縦長四角形状をなすばね部材６
を主体として構成されている。ばね部材６には、その長
手方向一端から他端部に向けかつその板厚の中央部にお
いて、割溝6aが形成されることで、この割溝6aを隔てて
対向する一対の板ばね7,8と、これら板ばね7,8の端部を
結合している傾動体９とが一体に構成される。そして、
両板ばね7,8は、フレーム２と可動子４との上端面より
所定長さだけ突出した状態において、これらフレーム２
と可動子４との対向面に形成されたばね取付面にろう付
けによってそれぞれ固着されている。さらに、両板ばね
7,8の対向面反対側には、フレーム２と可動子４との上
端面より突出している部分において凹部7a,8aが形成さ
れ、これによって薄肉とされた部分を弾性変形部として
いる。
この可動子４とフレーム２の立上り部の上端部との間に
は、圧電素子１の伸縮に基づく可動子４の変位を傾動運
動に変換するための運動機構５が配設されている。この
運動機構５は所定板厚の縦長四角形状をなすばね部材６
を主体として構成されている。ばね部材６には、その長
手方向一端から他端部に向けかつその板厚の中央部にお
いて、割溝6aが形成されることで、この割溝6aを隔てて
対向する一対の板ばね7,8と、これら板ばね7,8の端部を
結合している傾動体９とが一体に構成される。そして、
両板ばね7,8は、フレーム２と可動子４との上端面より
所定長さだけ突出した状態において、これらフレーム２
と可動子４との対向面に形成されたばね取付面にろう付
けによってそれぞれ固着されている。さらに、両板ばね
7,8の対向面反対側には、フレーム２と可動子４との上
端面より突出している部分において凹部7a,8aが形成さ
れ、これによって薄肉とされた部分を弾性変形部として
いる。
傾動体９には両板ばね7,8と直交する方向に切込まれ
たアーム取付溝9aが形成されている。そのアーム取付溝
9aには、ワイヤアーム10が、その基部において挿入され
ろう付けによって固着されている。このワイヤアーム10
の先端には印字ワイヤ10の基端がろう付けによって固着
されている。
たアーム取付溝9aが形成されている。そのアーム取付溝
9aには、ワイヤアーム10が、その基部において挿入され
ろう付けによって固着されている。このワイヤアーム10
の先端には印字ワイヤ10の基端がろう付けによって固着
されている。
また、この実施例ではフレーム２と可動子４とが個別
に製作されているが、第３図に示すように製作すること
ができる。すなわち、レーム２の立上り部に連結部15を
もって可動子４がフレーム２と一体に形成される。これ
によって、フレーム２の基部３と可動子４との間隔Ｌや
その平行度が高精度に容易に加工されるようになってい
る。そして、フレーム２と可動子４との間にばね部材６
が組付けられた後、第３図に示すように、前記連結部15
に分離溝16を形成することで、フレーム２と可動子４と
が分離される。しかも、前記分離溝16の溝加工時におい
て、ばね部材６に前記割溝6aが形成される。
に製作されているが、第３図に示すように製作すること
ができる。すなわち、レーム２の立上り部に連結部15を
もって可動子４がフレーム２と一体に形成される。これ
によって、フレーム２の基部３と可動子４との間隔Ｌや
その平行度が高精度に容易に加工されるようになってい
る。そして、フレーム２と可動子４との間にばね部材６
が組付けられた後、第３図に示すように、前記連結部15
に分離溝16を形成することで、フレーム２と可動子４と
が分離される。しかも、前記分離溝16の溝加工時におい
て、ばね部材６に前記割溝6aが形成される。
また、電圧の印加による前記圧電素子１の伸縮方向に
可動子４を平行に移動させるために、フレーム２と可動
子４との間には、圧電素子１の伸縮方向に弾性伸縮可能
な連結部材12が配設されている。この連結部材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の基部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。
可動子４を平行に移動させるために、フレーム２と可動
子４との間には、圧電素子１の伸縮方向に弾性伸縮可能
な連結部材12が配設されている。この連結部材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の基部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。
また、前記のようにフレーム２と可動子４との間に運
動機構５が組付けられた後、フレーム２の基部３と可動
子４との間に圧電素子１が組付けられ、圧電素子１の一
端（下端）とフレーム２の基部３との間に一対のくさび
部材13,14が配設される。前記上下の両くさび部材13,14
は、圧電素子１の負の温度線膨脹率特性とは逆の正の温
度線膨脹率特性を有する材料、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電素子
１の収縮を、上下の両くさび部材13,14の上下方向の伸
びによって修正し、圧電素子１の上面高さを常に一定に
保つようになっている。
動機構５が組付けられた後、フレーム２の基部３と可動
子４との間に圧電素子１が組付けられ、圧電素子１の一
端（下端）とフレーム２の基部３との間に一対のくさび
部材13,14が配設される。前記上下の両くさび部材13,14
は、圧電素子１の負の温度線膨脹率特性とは逆の正の温
度線膨脹率特性を有する材料、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電素子
１の収縮を、上下の両くさび部材13,14の上下方向の伸
びによって修正し、圧電素子１の上面高さを常に一定に
保つようになっている。
上述したように構成されるこの実施例において、圧電
素子１の両電極間に電圧が印加されると、圧電素子１
は、その積層方向、すなわち、第２図において矢印Ｘ方
向に所定長さだけ伸び、これに基づいて可動子４が変位
される。すると、可動子４の変位力を受けて可動子４側
の板ばね８が、フレーム２側の板ばね７に沿って押上げ
られ、両板ばね7,8が湾曲状にたわむ、特に可動子４側
の板ばね８が大きくたわむことで、第２図において矢印
Ｐ方向に回転モーメントが生じ、これによって、傾動体
９が傾動される。そして、傾動体９と一体のワイヤアー
ム10先端の印字ワイヤ11が、所定数の案内部材17に案内
された状態で、その先端が印字位置まで前進される。こ
のようにして、可動子４側の板ばね８がフレーム２側の
板ばね７よりも大きくたわむことで、傾動体９を所定角
度傾動させることができ、圧電素子１の伸びが著しく拡
大されて印字ワイヤ11に伝達される。
素子１の両電極間に電圧が印加されると、圧電素子１
は、その積層方向、すなわち、第２図において矢印Ｘ方
向に所定長さだけ伸び、これに基づいて可動子４が変位
される。すると、可動子４の変位力を受けて可動子４側
の板ばね８が、フレーム２側の板ばね７に沿って押上げ
られ、両板ばね7,8が湾曲状にたわむ、特に可動子４側
の板ばね８が大きくたわむことで、第２図において矢印
Ｐ方向に回転モーメントが生じ、これによって、傾動体
９が傾動される。そして、傾動体９と一体のワイヤアー
ム10先端の印字ワイヤ11が、所定数の案内部材17に案内
された状態で、その先端が印字位置まで前進される。こ
のようにして、可動子４側の板ばね８がフレーム２側の
板ばね７よりも大きくたわむことで、傾動体９を所定角
度傾動させることができ、圧電素子１の伸びが著しく拡
大されて印字ワイヤ11に伝達される。
圧電素子１に対する電圧の印加が断たれると、圧電素
子１は元の状態に短縮される。すると、可動子４、両板
ばね7,8及び傾動体９が元の状態に復帰され、印字ワイ
ヤ11が後退復帰される。
子１は元の状態に短縮される。すると、可動子４、両板
ばね7,8及び傾動体９が元の状態に復帰され、印字ワイ
ヤ11が後退復帰される。
また、この実施例では、所定板厚の１個のばね部材６
によって一対の板ばね7,8と傾動体９とを一体に構成す
ることで、一対の板ばね7,8と傾動体９とをろう付けに
よって結合する必要性がないため、ろう付け部分のクラ
ック発生を解消することができ、耐久性の向上を図るこ
とができる。
によって一対の板ばね7,8と傾動体９とを一体に構成す
ることで、一対の板ばね7,8と傾動体９とをろう付けに
よって結合する必要性がないため、ろう付け部分のクラ
ック発生を解消することができ、耐久性の向上を図るこ
とができる。
なお、上記実施例においては、一個のばね部材６によ
って一対の板ばね7,8と傾動体９とを一体に構成した
が、これに限るものではない。例えば、第４図に示すよ
うに、一個のばね部材６′の一端から他端に向けて割溝
6a′を溝加工したり、あるいは、ばね部材６′を割溝6
a′を隔ててＵ字状に折曲することで、一対をなす板ば
ね７′,8′を構成してもよい。ただし、この場合にはば
ね部材６′の他端部に傾動体９′が溶接・ろう付け等に
よって一体に結合される。
って一対の板ばね7,8と傾動体９とを一体に構成した
が、これに限るものではない。例えば、第４図に示すよ
うに、一個のばね部材６′の一端から他端に向けて割溝
6a′を溝加工したり、あるいは、ばね部材６′を割溝6
a′を隔ててＵ字状に折曲することで、一対をなす板ば
ね７′,8′を構成してもよい。ただし、この場合にはば
ね部材６′の他端部に傾動体９′が溶接・ろう付け等に
よって一体に結合される。
また、第４図に示すように、傾動体９′とワイヤアー
ム10′とを一つの部材によって一体に形成してもよい。
ム10′とを一つの部材によって一体に形成してもよい。
（発明の効果） 以上述べたように、この発明によれば、一対の板ばね
を１個のばね部材から構成し、そのばね部材の他端部に
傾動体を結合することで、二枚で一対をなす板ばねとこ
れら両板ばねの他端部に跨がる傾動体との三者をろう付
けによって固着するものと異なり、その結合部分のクラ
ック発生を防止することができるとともに板ばねの接触
による摩耗をなくすことができる。また両板ばねをばね
部材の一端から他端部に向けて設けた割溝を隔てて形成
することで、両板ばねの間隔を高精度できわめて近接配
置することができる一方、部品点数を軽減して構造を簡
単化することができる。この結果、耐久性の向上やコス
ト低減を図ることができるとともに、所期の拡大率を安
定して得ることができる。
を１個のばね部材から構成し、そのばね部材の他端部に
傾動体を結合することで、二枚で一対をなす板ばねとこ
れら両板ばねの他端部に跨がる傾動体との三者をろう付
けによって固着するものと異なり、その結合部分のクラ
ック発生を防止することができるとともに板ばねの接触
による摩耗をなくすことができる。また両板ばねをばね
部材の一端から他端部に向けて設けた割溝を隔てて形成
することで、両板ばねの間隔を高精度できわめて近接配
置することができる一方、部品点数を軽減して構造を簡
単化することができる。この結果、耐久性の向上やコス
ト低減を図ることができるとともに、所期の拡大率を安
定して得ることができる。
図面の第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示すもの
で、第１図は印字ヘッドに採用される圧電素子の運動変
換装置を示す斜視図、第２図は同じく側面図、第３図は
フレームと可動子との連結部に分離溝を加工するときに
ばね部材に割溝を加工する状態を示す説明図、第４図は
他の実施例を示す側面図である。第５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 ４……可動子 ６……ばね部材 6a……割溝 7,8……板ばね ９……傾動体
で、第１図は印字ヘッドに採用される圧電素子の運動変
換装置を示す斜視図、第２図は同じく側面図、第３図は
フレームと可動子との連結部に分離溝を加工するときに
ばね部材に割溝を加工する状態を示す説明図、第４図は
他の実施例を示す側面図である。第５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 ４……可動子 ６……ばね部材 6a……割溝 7,8……板ばね ９……傾動体
Claims (1)
- 【請求項１】圧電素子（１）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
（２）と、前記圧電素子の伸縮方向他端に配設された可
動子（４）とに、一対の板ばね（７、８）の一端部をそ
れぞれ固着し、圧電素子（１）の伸縮に基づく前記板ば
ね（７、８）のたわみによってこれら両板ばね（７、
８）の他端に設けられた傾動体（９）を傾動させるよう
になした運動変換装置であって、前記一対の板ばね
（７、８）は、１個のばね部材（６）から構成されると
ともに、そのばね部材（６）の一端から他端部に向けて
設けられた割溝（6a）を隔てて形成され、前記傾動体
（９）は前記ばね部材（６）の前記他端部に一体に設け
られていることを特徴とする圧電素子の運動変換機構。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63014019A JP2555667B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 圧電素子の運動変換装置 |
| US07/202,035 US4874978A (en) | 1987-06-09 | 1988-06-03 | Device for magnifying displacement of piezoelectric element or the like and method of producing same |
| EP88305280A EP0295102B1 (en) | 1987-06-09 | 1988-06-09 | Device for magnifying displacement of piezoelectric element or the like |
| DE88305280T DE3884281T2 (de) | 1987-06-09 | 1988-06-09 | Vorrichtung zur Vergrösserung der Lageverschiebung eines piezoelektrischen Elementes oder eines ähnlichen Elementes. |
| US07/397,751 US4979275A (en) | 1987-06-09 | 1989-08-23 | Device for magnifying displacement of piezoelectric element or the like and method for producing same |
| US07/780,099 USRE34823E (en) | 1987-06-09 | 1991-10-17 | Device for magnifying displacement of piezoelectric element or the like and method of producing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63014019A JP2555667B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 圧電素子の運動変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01188353A JPH01188353A (ja) | 1989-07-27 |
| JP2555667B2 true JP2555667B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=11849483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63014019A Expired - Lifetime JP2555667B2 (ja) | 1987-06-09 | 1988-01-25 | 圧電素子の運動変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2555667B2 (ja) |
-
1988
- 1988-01-25 JP JP63014019A patent/JP2555667B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01188353A (ja) | 1989-07-27 |
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