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JP3354803B2 - Piezo actuator - Google Patents

Piezo actuator

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Publication number
JP3354803B2
JP3354803B2 JP20484096A JP20484096A JP3354803B2 JP 3354803 B2 JP3354803 B2 JP 3354803B2 JP 20484096 A JP20484096 A JP 20484096A JP 20484096 A JP20484096 A JP 20484096A JP 3354803 B2 JP3354803 B2 JP 3354803B2
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JP
Japan
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lever
support
deformed
displacement
piezoelectric element
Prior art date
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JP20484096A
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Japanese (ja)
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肇 織田
慎一 遠藤
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Seiko Precision Inc
Original Assignee
Seiko Precision Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Precision Inc filed Critical Seiko Precision Inc
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子を駆動源
として圧電素子の微少な変位を機械的に拡大する圧電ア
クチュエータに関し、例えばカメラのシャッタ羽根の駆
動等に使用されるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric actuator for mechanically enlarging a minute displacement of a piezoelectric element by using the piezoelectric element as a drive source, and is used, for example, for driving a shutter blade of a camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、基板とその側方に配置された
圧電素子との各々の両側面にヒンジ部(連結部)を介し
て2本(1対)のレバーアームが接続され、その2本の
レバーアームの先端部に挟まれるように変位拡大手段と
しての梁(ビーム)が接続されて構成されている圧電ア
クチュエータが知られており、かかる圧電アクチュエー
タにおいて、レバーアームがヒンジ部の幅寸法よりも小
さい厚さの薄い金属板を所定枚数重ねた積層構造からな
るものが特開平1−161790号公報により提案され
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, two (one pair) lever arms are connected to both side surfaces of a substrate and a piezoelectric element arranged on the side thereof via hinge portions (connection portions). 2. Description of the Related Art A piezoelectric actuator is known in which a beam as a displacement enlarging means is connected so as to be sandwiched between tip ends of a lever arm of the book. In such a piezoelectric actuator, the lever arm has a width dimension of a hinge portion. Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-161790 proposes a laminated structure in which a predetermined number of thin metal plates each having a smaller thickness are stacked.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の圧電アクチュエ
ータにあっては、圧電素子の変位量を一旦レバーアーム
によってある程度拡大させた後、その変位によってビー
ムを屈曲させることによってその中央部を変位させるも
のである。そのため、最終的に大きな変位を得たい場合
には、レバーアームによる拡大倍率を大きくしなければ
ならないので、大型になってしまい、また、ビームの構
成によっては屈曲量が大きくなりビームの変形歪による
疲労破壊が起きやすくなるという問題点があった。
In a conventional piezoelectric actuator, the amount of displacement of a piezoelectric element is temporarily increased to some extent by a lever arm, and then the beam is bent by the displacement to displace the central portion thereof. It is. Therefore, in order to finally obtain a large displacement, the magnification by the lever arm must be increased, which results in an increase in the size of the beam. There is a problem that fatigue fracture is likely to occur.

【0004】また、レバーアームがヒンジ部の幅寸法よ
りも小さい厚さの薄い金属板を所定枚数重ねた積層構造
からなる場合には、金属疲労の面では改善されるものの
レバーアームの構成が複雑になってしまうという問題点
がある。
When the lever arm has a laminated structure in which a predetermined number of thin metal plates each having a thickness smaller than the width of the hinge portion are stacked, the structure of the lever arm is complicated although the metal fatigue is improved. There is a problem that it becomes.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、圧電素子の変位を第1の支持部と第
2の支持部との間に両端支持されているビームにダイレ
クトに、または拡大して伝達させることによってビーム
を弧状に変形させ、そのビームの変形部位に延伸先端部
が自由端であるレバーをコ字状の打ち抜き穴を設けるこ
とによってビームと一体的に形成している
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for controlling the displacement of a piezoelectric element to a beam supported at both ends between a first support and a second support. The beam can be deformed into an arc shape by transmitting it directly or in an enlarged manner, and a U-shaped punched hole is provided at the deformed portion of the beam with a lever whose free end is the free end.
Are formed integrally with the beam .

【0006】また、圧電素子の変位を第1の支持部と第
2の支持部との間に両端支持されている第1のビームお
よび第2のビームにダイレクトに、または拡大して伝達
させることによって第1のビームおよび第2のビームを
互いに相反する方向に弧状に変形させ、第1のビームお
よび第2のビームの変形部位に連結部を介して回動自在
に各々設けられている第1のレバーおよび第2のレバー
の一端を互いに摺動自在に結合させ、第2のレバーの他
端は第2のビームと同様に第2の支持部に支持し、第1
のレバーの他端は自由端としている。
In addition, the displacement of the piezoelectric element is directly or enlargedly transmitted to the first beam and the second beam supported at both ends between the first support and the second support. The first beam and the second beam are arcuately deformed in directions opposite to each other, and the first beam and the second beam are rotatably provided at the deformed portions of the first beam and the second beam via a connecting portion. The other end of the second lever is slidably connected to one end of the second lever, and the other end of the second lever is supported by the second support portion in the same manner as the second beam.
The other end of the lever is a free end.

【0007】これらの構成により、簡単な構成で小型の
変位拡大倍率の高い圧電アクチュエータを提供すること
ができる。
[0007] With these configurations, it is possible to provide a small-sized piezoelectric actuator having a high displacement magnification with a simple configuration.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明に係る圧電アクチュエータ
は、電極に印加される電圧に応じて伸縮する圧電素子に
より、第1の支持部と第2の支持部がその間隔を縮小可
能に設けられており、両支持部の間には一定の方向に弧
状に弾性変形可能なビームが両端支持されており、ビー
ムには、ビームの変形部位から両支持部の移動方向に延
伸していて、その延伸先端部が自由端であるレバーが設
けられており、ビームは板状部材から構成されており、
レバーはビームにコ字状の打ち抜き穴を設けることによ
ってビームと一体に形成されているものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a piezoelectric actuator according to the present invention, a first support portion and a second support portion are provided so as to be able to reduce an interval between them by a piezoelectric element which expands and contracts according to a voltage applied to an electrode. A beam that can be elastically deformed in an arc in a certain direction is supported at both ends between the two support portions, and the beam extends from the deformed portion of the beam in the moving direction of the two support portions. A lever whose extension end is a free end is provided, and the beam is composed of a plate-like member,
The lever is provided with a U-shaped punched hole in the beam.
Is formed integrally with the beam .

【0009】好ましくは、ビームは、一定の方向に弧状
に弾性変形するために、一定の方向へ凸に変形した状態
で両支持部の間に支持すればよい。
[0009] Preferably, bi chromatography beam, in order to elastically deform in an arc in a predetermined direction, may be supported between the two support portions in a state of being deformed to project into a certain direction.

【0010】また、本発明に係る圧電アクチュエータ
は、電極に印加される電圧に応じて伸縮する圧電素子に
より、第1の支持部と第2の支持部がその間隔を縮小可
能に設けられており、両支持部の間には第1の方向に弧
状に弾性変形可能な第1のビームと、第1の方向と逆の
第2の方向に弧状に弾性変形可能な第2のビームとが両
端支持されており、第1のビームには、第1のビームの
変形部位に連結部を介して回動自在に第1のレバーが設
けられており、第2のビームには、第2のビームの変形
部位に連結部を介して回動自在に第2のレバーが設けら
れており、第1のレバーの一端と第2のレバーの一端と
は互いに摺動自在に結合されており、第1のレバーの他
端は自由端であり、第2のレバーの他端は第2のビーム
と同様に第2の支持部に支持されていることもある。
Further, in the piezoelectric actuator according to the present invention, the first support portion and the second support portion are provided so as to be able to reduce the distance between them by a piezoelectric element which expands and contracts according to a voltage applied to the electrode. A first beam elastically deformable in an arc shape in a first direction and a second beam elastically deformable in an arc shape in a second direction opposite to the first direction between both support portions; The first beam is provided with a first lever rotatably via a connecting portion at a deformed portion of the first beam, and the second beam is provided with a second beam A second lever is rotatably provided at the deformed portion via a connecting portion, and one end of the first lever and one end of the second lever are slidably connected to each other. The other end of the lever is a free end, and the other end of the second lever is a second support like the second beam. Sometimes supported by the.

【0011】好ましくは、第1のビームおよび上記第2
のビームは板状部材から構成されており、第1のレバー
および第2のレバーは、各々連結部を含めて第1のビー
ムおよび第2のビームと一体に形成すればよい。
Preferably, the first beam and the second beam
Is composed of a plate-like member, and the first lever and the second lever may be formed integrally with the first beam and the second beam, respectively, including the connecting portion.

【0012】さらに、好ましくは、第1のビームおよび
第2のビームは、各々第1の方向および第2の方向へ弾
性変形するために、各方向へ凸に変形した状態で上記両
支持部の間に支持すればよい。
Further, preferably, the first beam and the second beam are elastically deformed in the first direction and the second direction, respectively. It may be supported in the middle.

【0013】また、本発明に係る圧電アクチュエータ
は、基板の一端に第1の支持部が固定されていて、基板
の他端には第3の支持部が固定されていて、両第1およ
び第3の支持部の間に第2の支持部が移動可能な状態で
設けられており、第2の支持部と第3の支持部との間に
圧電素子が両端支持され、圧電素子の変位がダイレクト
にビームに伝達される。
In the piezoelectric actuator according to the present invention, the first support is fixed to one end of the substrate, and the third support is fixed to the other end of the substrate. The second support portion is provided in a movable state between the third support portion, the piezoelectric element is supported at both ends between the second support portion and the third support portion, and the displacement of the piezoelectric element is reduced. Directly transmitted to the beam.

【0014】さらに、また、基板の両側部に第1の支持
部と第2の支持部がヒンジ部を介して固定されており、
両支持部のビーム支持端と反対端の間に圧電素子が両端
支持され、圧電素子の変位が拡大されてビームに伝達さ
れてもよい。
Further, a first support portion and a second support portion are fixed to both sides of the substrate via hinge portions,
The piezoelectric element may be supported at both ends between the beam support ends and opposite ends of the two support portions, and the displacement of the piezoelectric element may be enlarged and transmitted to the beam.

【0015】[0015]

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。本発明における第1の実施例として、図1
(a)、(b)および(c)を示す。基板101には第
1の支持部1および第3の支持部3とが形成されてお
り、両支持部1、3の間には第2の支持部2が移動可能
に設けられている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
(A), (b) and (c) are shown. A first support portion 1 and a third support portion 3 are formed on the substrate 101, and a second support portion 2 is movably provided between the support portions 1 and 3.

【0016】第2の支持部2と第3の支持部3との間に
は、圧電素子Eが第2の支持部2と第3の支持部3によ
って両端支持されている。圧電素子Eは電極に印加され
る電圧に応じて伸縮するものであり、電圧の印加により
その長さは数ミクロンから十数ミクロン増加する。
A piezoelectric element E is supported between the second support part 2 and the third support part 3 at both ends by the second support part 2 and the third support part 3. The piezoelectric element E expands and contracts in accordance with the voltage applied to the electrode, and its length increases from several microns to several tens of microns by applying the voltage.

【0017】第1の支持部1と第2の支持部2との間に
は、一端4aが第1の支持部1に、もう一端4bが第2
の支持部2に各々固定された状態でビーム4が両端支持
されている。ビーム4は、第2の支持部2が第1の支持
部1側へ移動することによって一定の方向に弧状に変形
するように、その方向へ凸に塑性変形(くせ付け)させ
てある。
Between the first support 1 and the second support 2, one end 4a is connected to the first support 1 and the other end 4b is connected to the second support 2.
The beam 4 is supported at both ends in a state where the beam 4 is fixed to the support portions 2. The beam 4 is plastically deformed (cursed) in a convex direction in such a manner that the beam 2 is deformed into an arc shape in a certain direction by moving the second support portion 2 toward the first support portion 1.

【0018】ここで、ビーム4を一定の方向に変形させ
る方法としては、ビーム4をその方向に凸となるように
塑性変形させておく以外に、上述のように基板101の
両端の両支持部1、3と第2の支持部2との間に圧電素
子Eおよびビーム4を取り付けた状態において、ビーム
4がその一定の方向へ凸となるように弾性変形している
状態で取り付けておくことによっても、第2の支持部2
が第1の支持部1側へ移動することによって一定の方向
に弧状に変形させることが可能である。
Here, as a method of deforming the beam 4 in a certain direction, in addition to plastically deforming the beam 4 so as to be convex in that direction, as described above, both support portions at both ends of the substrate 101 are used. When the piezoelectric element E and the beam 4 are attached between the first and third support portions 2 and the beam 4 is attached in a state where the beam 4 is elastically deformed so as to be convex in a certain direction. The second support 2
Can be deformed in an arc in a certain direction by moving to the first support portion 1 side.

【0019】ビーム4には、第2の支持部2の移動によ
って変形する部位から第2の支持部2の移動方向に延伸
するレバー5が設けられており、レバー5の延伸先端部
5aは自由端になっている。
The beam 4 is provided with a lever 5 extending in a direction of movement of the second support 2 from a portion deformed by the movement of the second support 2, and the extension end 5 a of the lever 5 is free. At the end.

【0020】本実施例においては、ビーム4は板状部材
から構成されており、レバー5はビーム4にコ字状の打
ち抜き穴部4cを設けることによって、延伸元部5bか
らビーム4と一体に形成されている。また、ビーム4に
は、打ち抜き穴部4d、4e、4fが設けられているこ
とによって、これらの部分で弧状に変形しやすくさせて
いる。
In this embodiment, the beam 4 is formed of a plate-like member, and the lever 5 is provided with a U-shaped punched hole 4c in the beam 4 so that the lever 4 can be integrated with the beam 4 from the extension base 5b. Is formed. The beam 4 is provided with punched holes 4d, 4e, and 4f, so that these portions are easily deformed in an arc shape.

【0021】次に、第1の実施例の動作を説明する。図
1(b)は圧電素子Eに電圧が印加されていない状態を
示し、第2の支持部2の第1の支持部1側の端面2aは
この状態でT0 の位置にある。ビーム4はほぼ平面状で
あるが、上述のようにわずかながらも上に凸となるよう
に塑性変形させて、あるいは弾性変形させた状態で、第
1の支持部1と第2の支持部2との間に両端支持されて
いる。ここで、図1(b)では、ビーム4の塑性変形あ
るいは弾性変形による上に凸である状態を説明のために
誇張して表わしている。したがって、レバー5の延伸先
端部5aはビーム4の基準高さP0 とほぼ同じ高さに位
置する。
Next, the operation of the first embodiment will be described. FIG. 1B shows a state in which no voltage is applied to the piezoelectric element E, and the end surface 2a of the second support 2 on the first support 1 side is at the position T 0 in this state. Although the beam 4 is substantially planar, the first support portion 1 and the second support portion 2 are plastically deformed or slightly elastically deformed upward as described above. Both ends are supported between. Here, in FIG. 1B, a state where the beam 4 is upwardly convex due to plastic deformation or elastic deformation is exaggerated for explanation. Thus, stretching the tip portion 5a of the lever 5 is located at substantially the same height as the reference height P 0 of the beam 4.

【0022】そして、図1(c)は圧電素子Eに電圧が
印加された状態を示す。圧電素子Eに電圧が印加される
と圧電素子Eは伸張し、第2の支持部2は第1の支持部
1側へ移動する。つまり、第2の支持部2の第1の支持
部1側の端面2aはT0 からtだけ左方のT1 まで移動
する。その結果、ビーム4は、打ち抜き穴部4e付近を
最大変位位置として上に凸に弧状に変形する。ビーム4
の非打ち抜き穴部4gは打ち抜き穴部4d、4e、4f
よりも剛性があるため変位量が少なく、レバー5は非打
ち抜き穴部4gに従って変位する。したがって、レバー
5の延伸先端部5aは、打ち抜き穴部4eの変位量に対
して拡大された変位量を得て、ビーム4の基準高さP0
に対して変位高さP1 までpだけ上方に変位する。ゆえ
に、圧電アクチュエータとして、このレバー5の延伸先
端部5aを作用点とする。なお、図1(c)において
も、図1(b)と同様、ビーム4の変形した状態を説明
のために誇張して表わしている。
FIG. 1C shows a state in which a voltage is applied to the piezoelectric element E. When a voltage is applied to the piezoelectric element E, the piezoelectric element E expands, and the second support 2 moves to the first support 1 side. That is, the end surface 2a of the second support 2 on the first support 1 side moves from T 0 to T 1 on the left by t. As a result, the beam 4 is deformed in an upwardly convex arc shape with the vicinity of the punched hole 4e as the maximum displacement position. Beam 4
4g are punched holes 4d, 4e, 4f
Since the rigidity is higher than the rigidity, the displacement amount is small, and the lever 5 is displaced according to the non-punched hole 4g. Therefore, the extension end portion 5a of the lever 5 obtains a displacement amount enlarged with respect to the displacement amount of the punched hole portion 4e, and obtains the reference height P 0 of the beam 4.
P only displaced upward until the displacement height P 1 against. Therefore, the extension tip 5a of the lever 5 is used as a point of action as a piezoelectric actuator. In FIG. 1C, similarly to FIG. 1B, the deformed state of the beam 4 is exaggerated for explanation.

【0023】ここで、実際にはビーム4の各部の変位は
曲線的なものであるが、図2に示すように各部の変形を
直線的なものとして簡易化して考察する。屈曲点をU点
とし、レバー5の長さをLa 、非打ち抜き穴部4gの有
効長さをL2 、U点から第2の支持部2の端面2aまで
の長さをL1 、圧電素子の変位量をt、打ち抜き穴部4
eの基準高さP0 からの変位量をh、レバー5の延伸先
端部5aの変位量をpとすると、hおよびpは以下のよ
うに近似される。
Here, the displacement of each part of the beam 4 is actually a curve, but as shown in FIG. 2, the deformation of each part is simplified and considered as a straight line. The bending point is defined as a point U, the length of the lever 5 is L a , the effective length of the non-punched hole 4g is L 2 , the length from the U point to the end face 2a of the second support 2 is L 1 , The displacement amount of the element is t,
Assuming that the displacement amount of e from the reference height P 0 is h and the displacement amount of the extension end portion 5a of the lever 5 is p, h and p are approximated as follows.

【0024】 h=L1・sin(θ1) p=h+La・sin(θ2) 但し、θ1=cos-1[(L1+L2-t)2+L1 2-L2 2]/[2・L1・(L1+L2-t)] θ2=cos-1[(L1+L2-t)2+L2 2-L1 2]/[2・L2・(L1+L2-t)] 例えば、L1=L2=La=10(mm)、t=0.01(mm)とすれ
ば、h≒0.32(mm)、p≒0.63(mm)となる。つまり、レバ
ー5の延伸先端部5aの変位量pはhの約2倍、圧電素
子Eの変位量tの約63倍となる。
[0024] h = L 1 · sin (θ 1) p = h + L a · sin (θ 2) However, θ 1 = cos -1 [( L 1 + L 2 -t) 2 + L 1 2 -L 2 2] / [2 · L 1 · (L 1 + L 2 -t)] θ 2 = cos -1 [(L 1 + L 2 -t) 2 + L 2 2 -L 1 2] / [2 · L 2 · (L 1 + L 2 -t)] For example, if L 1 = L 2 = L a = 10 (mm) and t = 0.01 (mm), h ≒ 0.32 (mm), p ≒ 0.63 ( mm). That is, the displacement amount p of the extension end portion 5a of the lever 5 is about twice as large as h and about 63 times as large as the displacement amount t of the piezoelectric element E.

【0025】また、L1=La=14(mm)、L2=6(mm)、t
=0.01(mm)とすれば、h≒0.29(mm)、p≒0.97(mm)とな
る。
Further, L 1 = L a = 14 (mm), L 2 = 6 (mm), t
= 0.01 (mm), h ≒ 0.29 (mm) and p ≒ 0.97 (mm).

【0026】さらには、ビーム4の変位量すなわちθ1
またはθ2 の許容範囲内で、L1>L2、L2<Laとする
ことによって、拡大倍率を大きくすることができる。
Further, the displacement amount of the beam 4, that is, θ 1
Or within a tolerance of θ 2, L 1> by the L 2, L 2 <L a , it is possible to increase the magnification.

【0027】ところで、上述のhおよびpの算出は、ビ
ーム4が完全に水平の状態から変形した理想的な場合で
あり、実際は初期状態、すなわち図1(b)に示す状態
で、ビーム4は既にわずかながらも上に凸となるように
変形された状態にあるので、正確には拡大倍率はこれよ
りも小さくなる。具体的には、例えば、ビーム4がt=
0.001(mm)だけ圧縮されたと同じ状態から、t=0.01(m
m) まで変化した場合の変位量は以下のようになる。 変位量△p=[p]t=0.011−[p]t=0.001 例えば、L1=L2=La=10(mm)とすれば、変位量△p
≒0.63-0.2=0.43(mm)となる。したがって、初期に変形
があるほど最終的に拡大倍率は小さくなる、つまりレバ
ー5の延伸先端部5aの変位量は小さくなる。
The above calculation of h and p is an ideal case in which the beam 4 is deformed from a completely horizontal state. In practice, in the initial state, that is, the state shown in FIG. Since it has already been deformed so as to be slightly upwardly convex, to be precise, the magnification is smaller than this. Specifically, for example, when the beam 4 is t =
From the same state as when compressed by 0.001 (mm), t = 0.01 (m
The displacement when changing to m) is as follows. Displacement Δp = [p] t = 0.011− [p] t = 0.001 For example, if L 1 = L 2 = L a = 10 (mm), displacement Δp
≒ 0.63-0.2 = 0.43 (mm). Therefore, the larger the deformation at the beginning, the smaller the magnification finally becomes, that is, the smaller the amount of displacement of the extension end portion 5a of the lever 5 becomes.

【0028】なお、レバー5の剛性に関しては、ビーム
4の非打ち抜き穴部4gからレバー5にかけて剛性を有
する部材を貼り付ける等の処置により補強してもよい。
The rigidity of the lever 5 may be reinforced by applying a rigid member from the non-punched hole 4 g of the beam 4 to the lever 5.

【0029】また、上記第1の実施例においては、レバ
ー5の両側にビーム4の梁部4h、4iを設けた構成で
あるが、この梁部4h、4iのいずれか一方だけで構成
することも可能である。
In the first embodiment, the beams 4h, 4i of the beam 4 are provided on both sides of the lever 5, but only one of the beams 4h, 4i is used. Is also possible.

【0030】次に、本発明における第2の実施例とし
て、図3(a)、(b)および(c)、そして図4を示
す。なお、図3(b)、(c)においては、図を理解し
易く表現するため、後述する第1および第2のビーム、
そして第1および第2のレバーの厚みを省略して直線に
て描いている。
Next, FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c) and FIG. 4 show a second embodiment of the present invention. 3 (b) and 3 (c), a first beam and a second beam, which will be described later,
The thickness of the first and second levers is omitted and drawn with straight lines.

【0031】第2の実施例は、基板101、基板101
に形成されている第1の支持部1および第3の支持部
3、両支持部1、3の間で移動可能に設けられている第
2の支持部2、そして、第2の支持部2と第3の支持部
3との間に両端支持されている圧電素子Eは上述の第1
の実施例のものと同様のものである。
In the second embodiment, a substrate 101, a substrate 101
A first support part 1 and a third support part 3, a second support part 2 movably provided between the two support parts 1, 3, and a second support part 2. The piezoelectric element E supported at both ends between the third support portion 3
This is similar to that of the embodiment.

【0032】第1の実施例のビーム4に対して、第2の
実施例には、第1の支持部1と第2の支持部2との間
に、一端14aが第1の支持部1に、もう一端14bが
第2の支持部2に各々固定された状態で第1のビーム1
4が、また、一端16aが第1の支持部1に、もう一端
16bが第2の支持部2に各々固定された状態にある第
2のビーム16が両端支持されている。第1のビーム1
4は、第2の支持部2が第1の支持部1側へ移動するこ
とによって一定の方向に弧状に変形するように、その方
向へ凸に塑性変形(くせ付け)させてあり、また、第2
のビーム16は、第2の支持部2が第1の支持部1側へ
移動することによって一定の方向に弧状に変形するよう
に、その方向へ凸に塑性変形(くせ付け)させてある。
本第2の実施例においては、第1のビーム14は上側
へ、第2のビーム16は下側へ弧状に変形するようにし
てある。
In contrast to the beam 4 of the first embodiment, in the second embodiment, one end 14a is provided between the first support 1 and the second support 2 at one end 14a. In the state where the other end 14b is fixed to the second support portion 2, the first beam 1
The second beam 16 is fixed to the first support portion 1 at one end 4 and the second beam 16 is fixed to the second support portion 2 at the other end 16b. First beam 1
4 is plastically deformed (hased) convexly in a certain direction so that the second support 2 is deformed into an arc in a certain direction by moving to the first support 1 side. Second
The beam 16 is plastically deformed (cursed) convexly in a certain direction so that the second support 2 moves toward the first support 1 so as to be deformed in an arc in a certain direction.
In the present second embodiment, the first beam 14 is deformed upward and the second beam 16 is deformed downward.

【0033】ここで、第1のビーム14および第2のビ
ーム16を各々一定の方向に変形させる方法としては、
上述の第1の実施例と同様に、各々その一定の方向へ凸
となるように弾性変形している状態で取り付けておくこ
とによっても可能である。
Here, as a method of deforming the first beam 14 and the second beam 16 in the respective fixed directions,
Similarly to the first embodiment described above, it is also possible to attach them in a state where they are elastically deformed so as to be convex in a certain direction.

【0034】第1のビーム14には、第2の支持部2の
移動によって変形する部位に連結部14cを介して回動
自在に第1のレバー15が設けられており、第1のレバ
ー15の一方の延伸先端部15aは自由端になってお
り、また、もう一方の延伸先端部15bは後述する第2
のレバー17の延伸先端部17bと結合部材18によっ
て互いに摺動自在に結合されている。
The first beam 14 is provided with a first lever 15 rotatably via a connecting portion 14c at a portion which is deformed by the movement of the second support portion 2. The one extending tip 15a is a free end, and the other extending tip 15b is a second extending tip 15b described later.
The lever 17 is slidably coupled to each other by the extension end portion 17b of the lever 17 and the coupling member 18.

【0035】そして、第2のビーム16には、第2の支
持部2の移動によって変形する部位に連結部16cを介
して回動自在に第2のレバー17が設けられており、第
2のレバー17の一方の延伸先端部17aは第2のビー
ム16の一端16bと同様に同じ高さ位置で第2の支持
部2に固定されており、また、もう一方の延伸先端部1
7bは先述した第1のレバー15の延伸先端部15bと
互いに摺動自在に結合されている。
The second beam 16 is provided with a second lever 17 rotatably via a connecting portion 16c at a portion that is deformed by the movement of the second support portion 2. One extension tip 17a of the lever 17 is fixed to the second support portion 2 at the same height position as the one end 16b of the second beam 16, and the other extension tip 1
Reference numeral 7b is slidably connected to the extending distal end 15b of the first lever 15 described above.

【0036】本実施例においては、第1のビーム14お
よび第2のビーム16は、第1の実施例と同様に板状部
材から構成されている。
In this embodiment, the first beam 14 and the second beam 16 are composed of plate-like members as in the first embodiment.

【0037】なお、第1のビーム14および第2のビー
ム16について、図3(a)において異なる幅に描いて
いるが、これは説明のため各ビームを見易くするためで
あり、実際は同形状で構わない。また、第1のレバー1
5および第2のレバー17についてもまた、図3(a)
において異なる幅に描いているが、これは説明のため各
レバーを見易くするためであり、実際は同幅で構わな
い。
Note that the first beam 14 and the second beam 16 are drawn with different widths in FIG. 3A, but this is for the sake of simplicity of explanation for the sake of explanation. I do not care. Also, the first lever 1
5 and the second lever 17 are also shown in FIG.
Are drawn with different widths in order to make each lever easy to see for the sake of explanation, and may have the same width in practice.

【0038】次に、第2の実施例の動作を説明する。図
3(b)は圧電素子Eに電圧が印加されていない状態を
示し、第2の支持部2の第1の支持部1側の端面2aは
この状態でT 0 の位置にある。第1のビーム14はほぼ
平面状であるが、上述のようにわずかながらも上に凸と
なるように塑性変形させて、あるいは弾性変形させた状
態で、第1の支持部1と第2の支持部2との間に両端支
持されている。また、第2のビーム16もほぼ平面状で
あるが、上述のようにわずかながらも下に凸となるよう
に塑性変形させて、あるいは弾性変形させた状態で、第
1の固定部1と第2の支持部2との間に両端支持されて
いる。ここで、図3(b)では、第1のビーム14およ
び第2のビーム16の塑性変形あるいは弾性変形による
上または下に凸である状態を説明のために誇張して表わ
している。したがって、第1のレバー15の延伸先端部
15aは第1のビーム14の基準高さQ0 とほぼ同じ高
さに位置する。
Next, the operation of the second embodiment will be described. FIG. 3B shows a state in which no voltage is applied to the piezoelectric element E, and the end surface 2a of the second support 2 on the first support 1 side is at the position T 0 in this state. Although the first beam 14 is substantially planar, the first support portion 1 and the second support portion 2 are plastically deformed so as to be slightly upwardly convex or elastically deformed as described above. Both ends are supported between the supporting portion 2. The second beam 16 is also substantially planar, but is plastically or elastically deformed so as to be slightly convex downward as described above. 2 between the two supporting portions 2. Here, in FIG. 3B, a state where the first beam 14 and the second beam 16 are convex upward or downward due to plastic deformation or elastic deformation is exaggerated for the sake of explanation. Therefore, the extension end portion 15a of the first lever 15 is located at substantially the same height as the reference height Q 0 of the first beam 14.

【0039】そして、図3(c)は圧電素子Eに電圧が
印加された状態を示す。圧電素子Eに電圧が印加される
と圧電素子Eは伸張し、第2の支持部2は第1の支持部
1側へ移動する。つまり、第2の支持部2の第1の支持
部1側の端面2aはT0 からtだけ左方のT1 まで移動
する。その結果、第1のビーム14は、その屈曲点であ
るV点を最大変位位置として上に凸に弧状に変形し、第
2のビーム16もまた、その屈曲点であるW点を最大変
位位置として下に凸に弧状に変形する。この時、第1の
レバー15は連結部14cを介して第1のビーム14に
連結されているので、第1のレバー15も連結部14c
の部分が第1のビーム14の連結部14cの変位量と同
じだけ上方に変形し、また、第2のレバー17もまた連
結部16cを介して第2のビーム16に連結されている
ので、第2のレバー17もまた連結部16cの部分が第
2のビーム16の連結部16cの変位量と同じだけ下方
に変形する。したがって、第2のレバー17の一方の延
伸先端部17aは第2のビーム16の一端16bと同じ
高さ位置で第2の支持部2に固定されており、もう一方
の延伸先端部17bは第1のレバー15の延伸先端部1
5bと結合部材18によって互いに摺動自在に結合され
ているため、第2のレバー17の延伸先端部17bの下
方への変位により第1のレバー15の延伸先端部15b
も下方へ変位し、よって、第1のレバー15の延伸先端
部15aは、連結部14cを中心に、拡大された変位量
を得て、第1のビーム14の基準高さQ0 に対して変位
高さQ1 までqだけ上方に変位する。ゆえに、圧電アク
チュエータとして、この第1のレバー15の延伸先端部
15aを作用点とする。なお、図3(c)および図4に
おいても、図3(b)と同様、第1のビーム14および
第2のビーム16が変位した状態を説明のために誇張し
て表わしている。
FIG. 3C shows a state in which a voltage is applied to the piezoelectric element E. When a voltage is applied to the piezoelectric element E, the piezoelectric element E expands, and the second support 2 moves to the first support 1 side. That is, the end surface 2a of the second support 2 on the first support 1 side moves from T 0 to T 1 on the left by t. As a result, the first beam 14 is deformed in an arc shape convex upward with the point V, which is the bending point, as the maximum displacement position, and the second beam 16 also moves the point W, which is the bending point, to the maximum displacement position. As a result, it is deformed downward and convexly into an arc. At this time, since the first lever 15 is connected to the first beam 14 via the connecting portion 14c, the first lever 15 is also connected to the connecting portion 14c.
Is deformed upward by the same amount as the displacement of the connecting portion 14c of the first beam 14, and the second lever 17 is also connected to the second beam 16 via the connecting portion 16c. The second lever 17 also deforms the connecting portion 16c downward by the same amount as the displacement of the connecting portion 16c of the second beam 16. Therefore, one extension tip 17a of the second lever 17 is fixed to the second support portion 2 at the same height position as one end 16b of the second beam 16, and the other extension tip 17b is the second extension tip 17b. Extension end 1 of lever 15
5b and the connecting member 18 are slidably connected to each other, so that the downward movement of the extending end 17b of the second lever 17 causes the extending end 15b of the first lever 15 to move downward.
Is also displaced downward, so that the extension end portion 15a of the first lever 15 obtains an enlarged amount of displacement centered on the connecting portion 14c to obtain a reference height Q 0 of the first beam 14. Made Hen'i height Q 1 is displaced upward by q. Therefore, the extension end portion 15a of the first lever 15 is used as a point of action as a piezoelectric actuator. 3 (c) and FIG. 4, as in FIG. 3 (b), the state where the first beam 14 and the second beam 16 are displaced is exaggerated for explanation.

【0040】ここで、上述の第1の実施例と同様に、実
際には第1のビーム14および第2のビーム16の各部
の変位は曲線的なものであるが、図5に示すように各部
の変形を直線的なものとして簡易化して考察する。第1
のビーム14および第2のビーム16の屈曲点をそれぞ
れV点、W点とし、V点およびW点から左右の長さをそ
れぞれL2、L1、第1のレバー15のV点からの左右の
長さをそれぞれLb、La、圧電素子の変位量をt、V点
またはW点の基準高さQ0 からの変位量をh、第1のレ
バー15の延伸先端部15aの変位量をqとすると、h
およびqは以下のように近似される。
Here, similarly to the above-described first embodiment, the displacement of each part of the first beam 14 and the second beam 16 is actually a curve, but as shown in FIG. The deformation of each part will be simplified and considered as linear. First
The bending points of the beam 14 and the second beam 16 are V point and W point, respectively, and the left and right lengths from the V point and the W point are L 2 and L 1 , respectively, and the left and right sides of the first lever 15 from the V point. Are the lengths L b and L a , respectively, the displacement of the piezoelectric element is t, the displacement of the V point or the W point from the reference height Q 0 is h, and the displacement of the extension tip 15a of the first lever 15 is Let q be h
And q are approximated as follows:

【0041】 h=L1・sin(θ1) q=h+La・sinα 但し、θ1=cos-1[(L1+L2-t)2+L1 2-L2 2]/[2・L1・(L1+L2-t)] θ2=cos-1[(L1+L2-t)2+L2 2-L1 2]/[2・L2・(L1+L2-t)] α =sin-1[[2・L1・sin(θ1)+K・tan(θ1)/Lb]] K=[-B+(B2-4・A・C)1/2]/(2・A) A=1+[tan(θ1)]2 B=4・L1・sin(θ1)・tan(θ1) C=4・L1 2・[sin(θ1)]2-Lb 2 例えば、L1=L2=La=Lb=10(mm)、t=0.01(mm)と
すれば、h≒0.32(mm)、q≒1.26(mm)となる。つまり、
第1のレバー15の延伸先端部15aの変位量qはhの
約4倍、圧電素子Eの変位量tの約126倍となる。
[0041] h = L 1 · sin (θ 1) q = h + L a · sinα However, θ 1 = cos -1 [( L 1 + L 2 -t) 2 + L 1 2 -L 2 2] / [2 · L 1 · (L 1 + L 2 -t)] θ 2 = cos -1 [(L 1 + L 2 -t) 2 + L 2 2 -L 1 2 ] / [2 · L 2 · ( L 1 + L 2 -t)] α = sin -1 [[2 · L 1 · sin (θ 1 ) + K · tan (θ 1 ) / L b ]] K = [− B + (B 2 -4)・ A ・ C) 1/2 ] / (2 ・ A) A = 1 + [tan (θ 1 )] 2 B = 4 ・ L 1・ sin (θ 1 ) ・ tan (θ 1 ) C = 4 ・ L 1 2 · [sin (θ 1 )] 2 −L b 2 For example, if L 1 = L 2 = L a = L b = 10 (mm) and t = 0.01 (mm), h ≒ 0.32 (mm) , Q ≒ 1.26 (mm). That is,
The displacement q of the extension end portion 15a of the first lever 15 is about four times h and about 126 times the displacement t of the piezoelectric element E.

【0042】また、L1=La=14(mm)、L2=Lb=6(m
m)(第1のビーム14および第2のビーム16の全長は
同じとする)、t=0.01(mm)とすれば、h≒0.29(mm)、
q≒1.97(mm)となり、第1のレバー15の延伸先端部1
5aの変位量qの拡大倍率はhの約6.8倍、tの約1
97倍となる。
L 1 = L a = 14 (mm), L 2 = L b = 6 (m
m) (the total length of the first beam 14 and the second beam 16 is the same), if t = 0.01 (mm), h ≒ 0.29 (mm),
q ≒ 1.97 (mm), the extension end 1 of the first lever 15
The magnification of the displacement q of 5a is about 6.8 times of h and about 1 of t.
97 times.

【0043】さらには、第1のビーム14および第2の
ビーム16の変位量すなわちθ1 またはθ2 の許容範囲
内で、L1/L2、La/Lbを大きくすることによって、
拡大倍率を大きくすることができる。
Further, by increasing L 1 / L 2 and L a / L b within the allowable range of the displacement of the first beam 14 and the second beam 16, ie, θ 1 or θ 2 ,
The magnification can be increased.

【0044】ところで、上述のhおよびqの算出は、第
1のビーム14および第2のビーム16が完全に水平の
状態から変形した理想的な場合であり、実際は初期状
態、すなわち図3(b)に示す状態で、各ビーム14、
16は既にわずかながらも上および下に凸となるように
変形された状態にあるので、正確には拡大倍率はこれよ
りも小さくなる。具体的には、例えば、各ビームが上お
よび下にt=0.001(mm)だけ圧縮されたと同じ状態か
ら、t=0.01(mm) まで変化した場合の変位量は以下の
ようになる。 変位量△q=[q]t=0.011−[q]t=0.001 例えば、L1=L2=La=Lb=10(mm)とすれば、変位量
△q≒1.32-0.4=0.92(mm)となる。したがって、初期に
変形があるほど最終的に拡大倍率は小さくなる、つまり
第1のレバー15の延伸先端部15aの変位量は小さく
なる。
The above calculation of h and q is an ideal case in which the first beam 14 and the second beam 16 are deformed from a completely horizontal state, and is actually an initial state, that is, FIG. ), Each beam 14,
16 is already slightly deformed so as to protrude upward and downward, so that the enlargement magnification is accurately smaller than this. Specifically, for example, the displacement amount when changing from t = 0.01 (mm) to t = 0.01 (mm) from the same state where each beam is compressed upward and downward by t = 0.001 (mm) is as follows. Displacement △ q = [q] t = 0.011− [q] t = 0.001 For example, if L1 = L2 = La = Lb = 10 (mm), displacement △ q ≒ 1.32-0.4 = 0.92 (mm) Become. Therefore, the larger the initial deformation, the smaller the enlargement magnification, that is, the smaller the amount of displacement of the extension end portion 15 a of the first lever 15.

【0045】なお、第1のレバー15および第2のレバ
ー17の剛性に関しては、各レバー15、17に剛性を
有する部材を貼り付ける等の処置により補強してもよ
い。
The rigidity of the first lever 15 and the second lever 17 may be reinforced by a procedure such as attaching a rigid member to each of the levers 15, 17.

【0046】また、上記第2の実施例においては、第1
のレバー15の両側に第1のビーム14の梁部14d、
14eを設けた構成であるが、この梁部14d、14e
のいずれか一方だけで構成することも可能である。
In the second embodiment, the first
Beam portions 14d of the first beam 14 on both sides of the lever 15
14e, the beams 14d, 14e
It is also possible to configure only one of them.

【0047】また、上記第2の実施例においては、第2
のレバー17の両延伸先端部17a、17bについて、
一方の延伸先端部17aを第2の支持部2に固定し、も
う一方の延伸先端部17bを第1のレバー15の延伸先
端部15bと互いに摺動自在に結合させることによっ
て、第1のレバー15の延伸先端部15aの変位を拡大
させていたが、これと逆に、一方の延伸先端部17aを
第1のレバー15の延伸先端部15aと互いに摺動自在
に結合させ、もう一方の延伸先端部17bを第1の支持
部1に固定させることによって、第1のレバー15の延
伸先端部15bの変位を拡大させる、つまり、変位を拡
大する箇所を変更することも可能である。
In the second embodiment, the second
Regarding both extension tip portions 17a, 17b of the lever 17,
The first lever 17a is fixed to the second support part 2 and the other distal end 17b is slidably coupled to the first distal end 15b of the first lever 15 so that the first lever 17a is extended. The extension of the extension tip 15a of the first lever 15 is slidably connected to the extension tip 15a of the first lever 15 and the other extension 17a. By fixing the distal end portion 17b to the first support portion 1, the displacement of the extending distal end portion 15b of the first lever 15 can be enlarged, that is, the position at which the displacement is enlarged can be changed.

【0048】上述してきた第1の実施例および第2の実
施例は、ビーム4、あるいは第1のビーム14および第
2のビームに圧電素子Eの変位をダイレクトに伝達させ
る構成である。そこで、圧電素子Eの変位を拡大させて
ビーム4、あるいは第1のビーム14および第2のビー
ムに伝達させてもよく、その実施例を図6(a)、
(b)に示す。
In the first and second embodiments described above, the displacement of the piezoelectric element E is directly transmitted to the beam 4 or the first beam 14 and the second beam. Therefore, the displacement of the piezoelectric element E may be expanded and transmitted to the beam 4 or the first beam 14 and the second beam.
(B).

【0049】初めに図6(a)について説明する。基板
102の両側部には第1の支持部21および第2の支持
部22がヒンジ部29を介して設けられている。第1の
支持部21と第2の支持部22との一端21b、22b
の間には、圧電素子Eがヒンジ部29を介して支持され
ている。そして、両支持部21、22の圧電素子E支持
端21b、22bと反対端21a、22aには第1の実
施例で説明したビーム4が圧電素子Eとの間に基板10
2が位置するように設けられている。ビーム4は上述の
第1の実施例と同様である。
First, FIG. 6A will be described. A first support 21 and a second support 22 are provided on both sides of the substrate 102 via a hinge 29. One ends 21b and 22b of the first support 21 and the second support 22
Between them, a piezoelectric element E is supported via a hinge portion 29. Then, the beam 4 described in the first embodiment is applied between the piezoelectric element E and the opposite ends 21a and 22a of the support elements 21 and 22 opposite to the piezoelectric element E support ends 21b and 22b.
2 are provided so as to be located. The beam 4 is the same as in the first embodiment.

【0050】次に、図6(b)について説明する。図6
(a)と同様に、基板102の両側部に第1の支持部2
1および第2の支持部22がヒンジ部29を介して設け
られていて、第1の支持部21と第2の支持部22との
一端21b、22bの間に圧電素子Eがヒンジ部29を
介して支持されている。そして、両支持部21、22の
圧電素子E支持端21b、22bと反対端21a、22
aに、第2の実施例で説明した第1のビーム14および
第2のビーム16が圧電素子Eとの間に基板102が位
置するように設けられている。第1のビーム14および
第2のビーム16は上述の第2の実施例と同様である。
Next, FIG. 6B will be described. FIG.
As in (a), the first supporting portions 2 are provided on both sides of the substrate 102.
The first and second support portions 22 are provided via a hinge portion 29, and the piezoelectric element E connects the hinge portion 29 between one ends 21b and 22b of the first support portion 21 and the second support portion 22. Supported through. Then, the opposite ends 21a, 22 of the piezoelectric element E support ends 21b, 22b of both support portions 21, 22 are provided.
7A, the first beam 14 and the second beam 16 described in the second embodiment are provided so that the substrate 102 is positioned between the first beam 14 and the second beam 16. The first beam 14 and the second beam 16 are the same as in the second embodiment described above.

【0051】動作としては、電圧の印加により圧電素子
Eの長さが伸張すると、第1の支持部21および第2の
支持部の圧電素子E支持端21b、22bと反対端21
a、22aが互いに近づく方向へ変位する。この時、圧
電素子Eの変位は拡大されている。以降、第1の実施例
および第2の実施例と同様に、ビーム4、あるいは第1
のビーム14および第2のビーム16が弧状に変形し、
作用点であるレバー5の延伸先端部5a、あるいは第1
のレバー15の延伸先端部15aが変位する。
In operation, when the length of the piezoelectric element E is extended by the application of a voltage, the piezoelectric element E supporting ends 21b and 22b of the first supporting portion 21 and the second supporting portion are opposite to the opposite ends 21b.
a, 22a are displaced in directions approaching each other. At this time, the displacement of the piezoelectric element E is enlarged. Thereafter, similarly to the first and second embodiments, the beam 4 or the first
Beam 14 and second beam 16 are deformed into an arc shape,
The extension tip 5a of the lever 5, which is the point of action, or the first
Of the lever 15 is displaced.

【0052】なお、本発明の各実施例において、1つの
圧電アクチュエータに1つの作用点を設ける例を説明し
てきたが、これに限ることなく、例えば第1の実施例に
おいて、複数のビーム4を設けておくことによって1つ
の圧電アクチュエータに複数の作用点を設けることも可
能である。これは第2の実施例、その他にも適用可能で
ある。また、1つの圧電アクチュエータに設ける複数の
作用点は同じ動作をするものに限ることなく、各々設定
した方向へ、例えば正反対の方向へ駆動させることも可
能である。さらに、例えば第1の実施例において、ビー
ム4に設けるレバー5に角度を設けることによって、作
用点の動作に自由に角度を設定可能となる。これも第2
の実施例、その他にも適用可能である。
In each embodiment of the present invention, an example has been described in which one action point is provided for one piezoelectric actuator. However, the present invention is not limited to this. For example, in the first embodiment, a plurality of beams 4 By providing them, it is possible to provide a plurality of action points on one piezoelectric actuator. This is applicable to the second embodiment and others. In addition, the plurality of action points provided on one piezoelectric actuator are not limited to those that perform the same operation, and can be driven in respective set directions, for example, in opposite directions. Further, for example, in the first embodiment, by providing an angle to the lever 5 provided on the beam 4, it is possible to freely set the angle for the operation of the action point. This is also the second
The embodiments described above and others can be applied.

【0053】[0053]

【発明の効果】ビームの変位部位から延伸し、その延伸
先端部の自由端が作用点となるレバーをビームにコ字状
の打ち抜き穴を設けることによってビームと一体に形成
することによって設けたことにより、簡単な構成で変位
拡大倍率の高く、またプレス加工によって簡単に製造す
ることが可能な圧電アクチュエータが得られる。
According to the present invention, a lever extending from a beam displacement portion and having a free end of the extending end as an action point is formed in a U-shape on the beam.
Formed integrally with the beam by providing a punched hole
By providing by a simple structure with a high rather displacement magnification, also be produced simply by pressing
Thus, a piezoelectric actuator that can be operated is obtained.

【0054】そして、ビームを一定の方向へ変形させる
ために、その一定の方向に塑性変形または弾性変形した
状態で支持させていることによって、そのために特別な
構成を必要とすることなく実現できる。
[0054] Then, in order to deform the bi over beam into a certain direction, by which is supported in a state of plastic deformation or elastic deformation in its constant direction, achieved without the need for special configuration in order that it can.

【0055】また、第1のレバーの変位を拡大させる第
1のビームに共同して第1のレバーの変位を拡大させる
第2のビームおよび第2のレバーを設けることによっ
て、ビームの変形が小さくても大きな拡大倍率を得られ
るようになり、これは、ビームの変形歪による材料疲労
を縮減させる。また、従来の通り変形歪を与えるならば
レバーが従来よりも大きな変位量を得ることになる。
Further, by providing the second beam and the second lever for expanding the displacement of the first lever in cooperation with the first beam for expanding the displacement of the first lever, the deformation of the beam is reduced. Even so, a large magnification can be obtained, which reduces material fatigue due to deformation deformation of the beam. Also, if a deformation strain is applied as in the conventional case, the lever will obtain a larger displacement amount than in the conventional case.

【0056】そして、第1のビームと第1のレバー、第
2のビームと第2のレバーを板状部材から構成し、各々
ビームとレバーを一体に形成することによって、プレス
加工によって簡単に製造することが可能となる。
The first beam and the first lever and the second beam and the second lever are composed of plate-like members, and the beam and the lever are integrally formed, so that they can be easily manufactured by press working. It is possible to do.

【0057】さらに、第1のビームおよび第2のビーム
を一定の方向へ変形させるために、その一定の方向に塑
性変形または弾性変形した状態で支持させていることに
よって、そのために特別な構成を必要とすることなく実
現できる。
Further, in order to deform the first beam and the second beam in a certain direction, the first beam and the second beam are supported by being plastically or elastically deformed in the certain direction. Can be realized without need.

【0058】また、高い変位拡大倍率により、圧電素子
の変位をダイレクトに伝達する構成の採用が可能とな
る。
Further, the configuration for directly transmitting the displacement of the piezoelectric element can be adopted by the high displacement magnification.

【0059】また、一旦、圧電素子の変位を拡大してか
らビーム、あるいは第1のビームおよび第2のビームに
その変位を伝達することによって、さらに高い変位拡大
倍率が得られる。
Further, once the displacement of the piezoelectric element is enlarged and then transmitted to the beam or the first beam and the second beam, a higher displacement magnification can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施例を示す図であり、(a)は平面
図、(b)は圧電素子に電圧が印加されていない状態の
側面図、(c)は圧電素子に電圧が印加された状態の側
面図である。
FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a first embodiment, in which FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a side view in which a voltage is not applied to a piezoelectric element, and FIG. It is a side view of the state performed.

【図2】第1の実施例の変位拡大倍率を説明するための
図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a displacement enlargement magnification of the first embodiment.

【図3】第2の実施例を示す図であり、(a)は平面
図、(b)は圧電素子に電圧が印加されていない状態の
側面図、(c)は圧電素子に電圧が印加された状態の側
面図である。
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a second embodiment, in which FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a side view in which a voltage is not applied to the piezoelectric element, and FIG. It is a side view of the state performed.

【図4】第2の実施例の要部を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing a main part of the second embodiment.

【図5】第2の実施例の変位拡大倍率を説明するための
図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a displacement enlargement magnification of the second embodiment.

【図6】圧電素子の変位を拡大させて伝達する実施例を
示す図であり、(a)は第1の実施例、(b)は第2の
実施例に適用した図である。
6A and 6B are diagrams showing an embodiment in which the displacement of the piezoelectric element is transmitted while being enlarged, FIG. 6A is a diagram applied to the first embodiment, and FIG. 6B is a diagram applied to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

E 圧電素子 1 第1の支持部 2 第2の支持部 3 第3の支持部 4 ビーム 4c コ字状の打ち抜き穴(部) 5 レバー 5a 延伸先端部 14 第1のビーム 14c 連結部 15 第1のレバー 15a 他端(延伸先端部) 15b 一端(延伸先端部) 16 第2のビーム 16c 連結部 17 第2のレバー 17a 他端(延伸先端部) 17b 一端(延伸先端部) 101 基板 102 基板 E Piezoelectric element 1 First support part 2 Second support part 3 Third support part 4 Beam 4c U-shaped punched hole (part) 5 Lever 5a Extension tip part 14 First beam 14c Connecting part 15 First 15a One end (extended tip) 15b One end (extended tip) 16 Second beam 16c Connecting portion 17 Second lever 17a Other end (extended tip) 17b One end (extended tip) 101 Substrate 102 Substrate

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−177980(JP,A) 実開 昭61−50449(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02N 2/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-59-177980 (JP, A) JP-A-61-50449 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02N 2 / 00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電極に印加される電圧に応じて伸縮する
圧電素子により、第1の支持部と第2の支持部がその間
隔を縮小可能に設けられており、 上記両支持部の間には一定の方向に弧状に弾性変形可能
なビームが両端支持されており、 上記ビームには、当該ビームの変形部位から上記両支持
部の移動方向に延伸していて、その延伸先端部の自由端
が作用点となるレバーが設けられており、 上記ビームは板状部材から構成されており、上記レバー
は上記ビームにコ字状の打ち抜き穴を設けることによっ
て上記ビームと一体に形成されている ことを特徴とする
圧電アクチュエータ。
A first support and a second support are provided so as to be able to reduce the distance between them by a piezoelectric element that expands and contracts in accordance with a voltage applied to an electrode. A beam that is elastically deformable in an arc in a certain direction is supported at both ends. The beam extends from a deformed portion of the beam in the moving direction of the two support portions, and has a free end at the extending end. Is provided, and the beam is formed of a plate-like member.
Has a U-shaped punched hole in the beam.
Wherein the piezoelectric actuator is formed integrally with the beam .
【請求項2】 上記ビームは、一定の方向に弧状に弾性
変形するために、当該一定の方向に凸に変形した状態で
上記両支持部の間に支持されていることを特徴とする請
求項1に記載の圧電アクチュエータ。
2. The beam according to claim 1, wherein the beam is elastically deformed in an arc in a predetermined direction, and is supported between the support portions in a state of being deformed to be convex in the predetermined direction. 2. The piezoelectric actuator according to 1 .
【請求項3】 電極に印加される電圧に応じて伸縮する
圧電素子により、第1の支持部と第2の支持部がその間
隔を縮小可能に設けられており、 上記両支持部の間には第1の方向に弧状に弾性変形可能
な第1のビームと、上記第1の方向と逆の第2の方向に
弧状に弾性変形可能な第2のビームとが両端支持されて
おり、 上記第1のビームには、当該第1のビームの変形部位に
連結部を介して回動自在に第1のレバーが設けられてお
り、 上記第2のビームには、当該第2のビームの変形部位に
連結部を介して回動自在に第2のレバーが設けられてお
り、 上記第1のレバーの一端と上記第2のレバーの一端とは
互いに摺動自在に結合されており、上記第2のレバーの
他端は上記第2のビームと同様に上記第2の支持部に支
持されていて、上記第1のレバーの他端は自由端であっ
て作用点となることを特徴とする圧電アクチュエータ。
3. A first support portion and a second support portion are provided so as to be able to reduce the distance between them by a piezoelectric element which expands and contracts in accordance with a voltage applied to an electrode, and is provided between the two support portions. A first beam elastically deformable in an arc in a first direction and a second beam elastically deformable in an arc in a second direction opposite to the first direction are supported at both ends; The first beam is provided with a first lever rotatably at a deformed portion of the first beam via a connecting portion, and the second beam is provided with a deformation of the second beam. A second lever is rotatably provided at the portion via a connecting portion. One end of the first lever and one end of the second lever are slidably coupled to each other, and The other end of the second lever is supported by the second support similarly to the second beam, and The piezoelectric actuator the other end of the lever, characterized in that the point of action a free end.
【請求項4】 上記第1のビームおよび上記第2のビー
ムは板状部材から構成されており、上記第1のレバーお
よび上記第2のレバーは、各々連結部を含めて上記第1
のビームおよび上記第2のビームと一体に形成されてい
ることを特徴とする請求項に記載の圧電アクチュエー
タ。
4. The first beam and the second beam are formed of a plate-like member, and the first lever and the second lever each include a connecting part, and
4. The piezoelectric actuator according to claim 3 , wherein the piezoelectric actuator is formed integrally with the first beam and the second beam.
【請求項5】 上記第1のビームおよび上記第2のビー
ムは、各々上記第1の方向および上記第2の方向へ弾性
変形するために、当該各方向へ凸に変形した状態で上記
両支持部の間に支持されていることを特徴とする請求項
またはに記載の圧電アクチュエータ。
5. The first beam and the second beam are elastically deformed in the first direction and the second direction, respectively. Claims characterized by being supported between parts
5. The piezoelectric actuator according to 3 or 4 .
【請求項6】 基板の一端に上記第1の支持部が固定さ
れていて、上記基板の他端には第3の支持部が固定され
ていて、当該両第1および第3の支持部の間に上記第2
の支持部が移動可能な状態で設けられており、 上記第2の支持部と上記第3の支持部との間に上記圧電
素子が両端支持されていることを特徴とする請求項1
たは3に記載の圧電アクチュエータ。
6. The first support portion is fixed to one end of the substrate, and the third support portion is fixed to the other end of the substrate, and the first and third support portions are fixed to each other. In between the second
The support portion is provided in a movable state, claim 1, characterized in that the piezoelectric element is supported at both ends between the second support portion and the third supporting portion or
Or the piezoelectric actuator according to 3 .
【請求項7】 基板の両側部に上記第1の支持部と上記
第2の支持部がヒンジ部を介して固定されており、 上記両支持部の上記ビーム支持端と反対端の間に圧電素
子が両端支持されていることを特徴とする請求項1また
は3に記載の圧電アクチュエータ。
7. The first support portion and the second support portion are fixed to both sides of a substrate via hinges, and a piezoelectric element is provided between the beam support end and the opposite end of the two support portions. the claim 1, characterized in that the element is supported at both ends
Is the piezoelectric actuator according to 3 .
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