JPS60150532A

JPS60150532A - 論理動作型リレ−

Info

Publication number: JPS60150532A
Application number: JP690284A
Authority: JP
Inventors: 正利大場; 隆一佐藤; 勤谷口
Original assignee: Tateisi Electronics Co; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1984-01-17
Filing date: 1984-01-17
Publication date: 1985-08-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）　発明の分野本発明は論理動作ＷＩＪレー、特に圧電素子、電歪素子
等の電気機械変換素子を用いた多極の論理動作型リレー
に関するものである。

（口ｊ　発明の背景従来提供されている通常の制御用リレーは、固定鉄心に
巻回されたコイルへの電圧印加にて可動鉄心、可動鉄片
を吸引し、この吸引動作に基づいて接点機構（電気回路
）を開閉する。

しかしながら、この種の制御用リレーは、鉄心やコイル
を使用するものであるため、小形化、薄形化するには限
界があり、特に多極構造とし１個のリレーで論理動作さ
せることは困難である。

し）発明の目的そこで、本発明の目的は、小形、薄形で、接点ごとに個
別に独立して開閉可能な多極構造であると同時に、従来
は複数個のリレーを用いて論理動作を行っていたのを、
１個のリレーで論理動作を行うことができる多極の論理
動作型リレーを提供することにある。

に）発明の構成と効果 ′以上の目的を達成するために、本発明に係る論理動作
型リレーは、両面に表面電極を備えた２枚の電気機械変
換素子薄体を中間電極体を挾んで接合した複数の電気機
械変換アクチュエータを、一端で片持ち支持にて並設す
るとともに、該アクチュエータの他端に取付けた可動接
点とこれに対向する固定接点にて接点機構を構成し、前
記電気機械変換素子薄体の個々に電圧を印加することで
前記アクチュエータの個々が電圧印加の有無の組合わせ
で機械的変位の有無を生じ、前記接点機構が開閉動作す
ることを特徴とする。

即ち、以上の構成によれば、複数の電気機械変換アクチ
ュエータを並設したものであるから、小前記中間電極体
と各表面電極間に個別に電圧を印加することで多極接点
回路を論理動作させることができる。

（ホ）実施例の説明第１図〜第４図は本発明に係る論理動作型リレーの第１
実施例を示し、特に電気機械変換アクチュエータとして
圧電バイモルフを使用したものである。

第１図はこの圧電バイモルフの斜現図であり、符号１，
２．３で示すように３枚のものが並設されている。圧電
バイモルフ１は、中間電極体４と、これを間に挾んで接
合された２枚の圧電素子薄体ｌａ、ｌｂと、この圧電素
子薄体１ａ、１ｂの表裏面に形成された表面型１１ｃ１
１ｄｌｌ’ｅｌｌｅとから構成され、表面電極１ｅ＋１
ｅが中間電極体４に接する方向、即ち第１図中矢印で示
す分極軸方向が向かい合うように接合されている。他の
圧電バイモルフ２，３も前記圧電バイモルフ１と同様に
構成されている。

また、前記圧電バイモルフ１，２．３の圧電素子薄体１
　ａ　、　２ａ　、、３　ａは一端連設部５．６で一体
に形成され、櫛歯状の一枚板とされている。一方、表面
電極ＩＣ，２Ｃ，３Ｃは個別に形成され、互いに電気的
に絶縁されている。同様に、圧電素子薄体１ｂ、２ｂ、
３ｂについても一端連設部て一体に形成され、表面電極
１ｄ、２ｄ、３ｄ及びｉｅ＋２ｅ、３ｅについても個別
に絶縁構造とされている。そして、圧電バイモルフ１，
２．３は一端で支持部材７にて片持ち支持され、他端（
自由端）には第２図に示すように可動接点１６ａ。

１７ａ、１８ａが取付けられ、かつこれ−と対向する固
定接点１０．１１．１２が図示しない端子に固定されて
いる。

第１図に示す直流電源８とスイッチＳ板工、ＳＷ２から
なる回路は、圧電バイモルフ３への電力供給回路の基本
的形態であり、スイッチＳＷ□、ＳＷ２をオンすること
により、中間電極体４に負極性、表面電極３Ｃ，３ｄに
正極性の電圧が印加されるようになっている。スイッチ
ＳＷ　をオン、Ｓ　Ｗ２■ をオフとすると圧電バイモルフ３は上方に変位し、スイ
ッチＳＷ　をオフ、ＳＷ２をオンすると圧電バイモルフ
３は下方に変位し、可動接点１６Ｃが固定接点１２に接
触して出力信号か発せられる。

なお、スイッチＳＷ１．ＳＷ２ともオンの状態において
は圧電バイモルフ３は上方、下方の変位が互いに打ち消
し合っていずれの方向にも変位しない状態となる。他の
圧電バイモルフ１，２もそれぞれの電力供給回路にて同
様に駆動される。

第３図は以上のリレーを論理動作させるための接続回路
図であり、電力供給用のリード線２１゜３１は圧電バイ
モルフ１の表面電極１ｄ、ｌｃに接続され、同様にリー
ド線２２．３２は圧電バイモルフ２の表面電極２ｄ、２
ｃに、リード線２３゜３３は圧電バイモルフ３の表面電
極３　ｄ　、　３　ｃに接続されている。また、リード
線２０は中間電極体４に接続されている。スイッチ５Ｗ
３１ＳＷ４ＩＳＷｓ　は直流電源８からの電圧印加をオ
ン、オフするためのもので、それぞれ圧電バイモルフ３
゜２．１の制御用である。抵抗Ｒ□、Ｒ２，に３はリー
ド線２３，２２．２１に挿入した突入電流制限用抵抗で
あり、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６はリード線２０と各リード
線２３．２２．２１間に挿入した放電抵抗である。また
、第３図中矢印は圧電素子薄体の分極軸方向を示す。

以上の構成において、スイッチＳＷ３をオンすると圧電
バイモルフ３が第２図中下方に変位し接点１６Ｃ，１２
が閉成する。同時に圧電バイモルフ２が上方に変位する
が、接点１６ｂ、１１間は開離したままである。これと
同様に、スイッチｓｗ４．ｓｗ５が単独にオンすると、
それぞれ接点１６ｂ、１１と１６１．１０か閉成する。

しか−し、例えばスイッチＳｗ３．ＳＷ４が同時にオン
すると、接点１６Ｃ，１２は閉成するが接点１６ｂ　、
１１は開部したままである。これは、圧電素子薄体２ａ
・２ｂの双方に電圧が印加されることによってそれぞれ
の変位が相殺されるからである。また、スイッチｓｗ３
．ｓｗ４．ｓｗ５の全てがオンされると、接点１６ａ　
、１０と１６ｂ、１１と１６ｃ。

１２のいずれもか開離状態を保ち、接点回路は切れたま
まの状態を保つ。

第４図は以上の動作を論理回路として表現したものであ
り、接点出力はアンドゲートＡＮＤ３゜ＡＮＤ４．ＡＮ
Ｄ５から取り出され、アンドケートへの一方の入力は各
コンバータにて反転される。

例えば、スイッチＳＷａが月］″で、スイッチｓｗ４．
ｓｗ５がゞＬ′　の場合、アンドゲートＡＮＤ　３へは
″）（０，（′）ｌ″か入力され、接点１２は′Ｈ″と
なる。他のアンドゲートＡＮＪ）４　へは％　Ｌ　＃。

′Ｌ′　が入力され、接点１１はＩＬ″となる。いまひ
とつのアンドケートＡＮＤ５へはＬ″、″′ＨＯが入力
され、接点１０は′Ｌ′となる。

第５図は第２実施例を示し、第６図はその動作を論理回
路として表現したものである。

この第２実施例は圧電バイモルフ１，２．３の変位をさ
らに有効に利用した中立型の論理動作型リレーとしたも
ので、可動接点１７　ａ　＋　１７　ｂ＋１７Ｃを付加
するとともに、これと対向する固定接点１３．１４．１
５を設けたものである。各接点１７ａ、１３と１７ｂ、
１４と１７Ｃ，１５とは各圧電バイモルフ１．２．３が
上方に変位したときにのみ閉成され、中立位置にあると
きには全ての接点は開離された状態を保つ。駆動回路は
第３図と同様であり、例えばスイッチＳＷ３をオンする
と圧電バイモルフ３が下方に変位して接点１６Ｃ，１２
か閉成するとともに、圧電バイモルフ２が上方に変位し
て接点１７１）　、　ｌ　４も閉成する。第６図の論理
回路で示せば、アンドケートＡＮＩ）３．ＡＮＤ４がＩ
Ｈ“となるのである。

なお、本発明に係る論理動作ａＩＪレーは前記実施例に
限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形
することができる。例えば圧電づイモルフに代えて、両
面に表面電極を備えた２枚の電歪素子薄体を中間電極体
を侠んて接合した電歪アクチュエータを使用してもよい
。

ここで、圧電素子と電歪索子の違いを簡単に説明すると
、圧電素子は逆圧電効果を利用した１次の電気機械相互
作用を示し、歪Ｘ□は、ｘ　＝ｄｘＥ　・・・・・・（
月ｄ：圧電定数、　Ｅ：電界で表わされる。一方、電歪素子は電歪効果を利用した２
次の電気機械（゛目方作用を示すため、歪Ｘ２は、ｘ　＝　Ｍ　ｘ　Ｅ２・・・・［２１Ｍ：電歪定数、Ｅ：電界て表わされる。

従って、電歪素子にあっては、印加電圧の方向によらな
い電界の２乗に比例した歪が得られ圧電素子に必要な分
原処理か不必要である。

また、前記各実施例では、電気機械変換素子薄体（圧電
素子薄体１ａ、ｌｂ、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ）を１枚
板て形成したため、電気機械変換アクチュエータは均一
な特性のものを得ることができるうえ、片持ち支持が容
易となる。もつとも、本発明は電気機械変換素子薄体を
１枚板に限る必要はなく、全く別個に作成した複数の長
尺の電気機械変換アクチュエータを並設してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は圧電バイモルフの斜視図、第２図はリレーの概略斜
視図、第３図は駆動回路図、第４図は論理回路図である
。第５図は第２実施例のリレーの概略斜視図、第６図は
その論理回路図である。１．２．３・・・圧電バイモルフ、　ｌａ、ｌｂ・・・
圧電素子薄体、ｌｃ、ｌｄ、ｌｅ・・・表面型１ｊ、４
・・・中間電極体、　５，６・・・連設部、　ｌＯ〜１
５・・・固定接点、１６ａ〜１７Ｃ・・・可動接点、Ｓ
Ｗ１〜ＳＷ　５・・・スイッチ。特許出願人　立石電機株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）両面に表面電極を備えた２枚の電気機械変換素子
薄体を中間電極体を挾んで接合した複数の電気機械変換
アクチュエータを、一端で片持ち支持にて並設するとと
もに、該アクチュエータの他端に取付けた可動接点とこ
れに対向する固定接点にて接点機構を構成し、前記電気
機械変換素子薄体の個々に電圧を印加することで前記ア
クチュエータの個々が電圧印加の有無の組合せで機械的
変位の有無を生じ、前記接点機構が開閉動作することを
特徴とする論理動作２１１Ｊレー。
（２）前記電気機械変換素子薄体が片持ち支持される一
端で一体に形成され、前記表面電極が前記アクチュエー
タごとに分離して形成されたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の論理動作型リレー。
（３）前記アクチュエータが、両面に表面電極を備えた
２枚の圧電素子薄体をそれぞれの分極軸方向が向かい合
うように中間電極体を挾んで接合した圧電バイモルフか
らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
項記載の論理動作型リレー。
（４）　前記アクチュエータか、両面に表面電極を備え
た２枚の電歪索子薄体を中間電極体を挾んで接合した電
歪アクチュエータからなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項又は第２項記載の論理動作型リレー。