JPS6266529A - Piezo-electric relay - Google Patents
Piezo-electric relayInfo
- Publication number
- JPS6266529A JPS6266529A JP20765485A JP20765485A JPS6266529A JP S6266529 A JPS6266529 A JP S6266529A JP 20765485 A JP20765485 A JP 20765485A JP 20765485 A JP20765485 A JP 20765485A JP S6266529 A JPS6266529 A JP S6266529A
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- JP
- Japan
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- force
- bimorphs
- bimorph
- load
- voltage
- Prior art date
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- Pending
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は圧電継電器に関し、特に高能率でしかも保持力
の増加が図られて動作が安定な圧電継電器を得ようとす
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a piezoelectric relay, and in particular, it is an object to obtain a piezoelectric relay that is highly efficient, has an increased holding force, and has stable operation.
「従来の技術」
第4図は圧電継電器の基本構造と動作原理を示す図であ
る。1は金属板、2,2′は金属板1に貼り合わされた
圧電素子で、これによってバイモルフ9が構成されてい
る。3は固定部、4は絶縁物で構成されたカード、5は
可動ばね、6は固定ばね、5a、6aは接点である。"Prior Art" FIG. 4 is a diagram showing the basic structure and operating principle of a piezoelectric relay. Reference numeral 1 is a metal plate, and 2 and 2' are piezoelectric elements bonded to the metal plate 1, which constitutes a bimorph 9. 3 is a fixed part, 4 is a card made of an insulator, 5 is a movable spring, 6 is a fixed spring, and 5a and 6a are contacts.
7.8は通電端子である。7.8 is a current-carrying terminal.
通電端子7,8に所定の電圧を印加することKよって得
られる圧電素子2,2′の歪により、X又はX′力方向
変位を発生させ、これによって可動ばね5を駆動して接
点5a、6aを閉成するように構成されている。The distortion of the piezoelectric elements 2, 2' obtained by applying a predetermined voltage to the current-carrying terminals 7, 8 generates a displacement in the X or X' force direction, thereby driving the movable spring 5 and causing the contacts 5a, 6a.
しかしながら継電器として必要な接点ギャップや接触力
を得るだめの圧電材料の寸法および材料常数等を勘案す
ると、小形でかつ低電圧動作のものが得られず、能率の
悪い大形のものとなるという問題点があった。However, when considering the dimensions and material constants of the piezoelectric material used to obtain the contact gap and contact force necessary for a relay, the problem is that it is not possible to obtain a compact and low-voltage operation, resulting in a large, inefficient relay. There was a point.
「発明が解決しようとする問題点」
本発明は上述の問題点にかんがみ、小形でかつ低電圧動
作が可能で、しかも保持力が高く動作の安定な圧電継電
器を得ようとするものである。"Problems to be Solved by the Invention" In view of the above-mentioned problems, the present invention aims to provide a piezoelectric relay that is small in size, capable of low voltage operation, has high holding power, and has stable operation.
「問題点を解決するだめの手段」
そのため本発明は歪方向が一律となるようにした複数の
バイモルフを隣接配置し、それらバイモルフの少くとも
一部が固定または支持部と、なり他部が一定方向に変位
する可動部とされ、該可動部に磁気的吸引力が加わるよ
うにしたものである。``Means for Solving the Problem'' Therefore, the present invention arranges a plurality of bimorphs adjacent to each other so that the strain direction is uniform, and at least a part of the bimorphs is fixed or supports, and the other part is constant. This is a movable part that is displaced in a direction, and a magnetic attraction force is applied to the movable part.
すなわち、バイモルフの変位力に磁気的吸引力が加わる
ようにすることによって、低電圧駆動によるエネルギー
不足が補え、しかも歪方向が一律となるようにした複数
のバイモルを隣接配置することによって、変位量は同じ
であるがスチフネスを犬として正電圧と逆電圧印加時の
負荷力の差を犬とすることにより、上記磁気的吸引力と
相まって保持力が大となるようにしだものである。In other words, by applying a magnetic attraction force to the displacement force of the bimorph, the lack of energy due to low voltage drive can be compensated for, and by arranging multiple bimorphs adjacent to each other so that the strain direction is uniform, the amount of displacement can be reduced. are the same, but the stiffness is set to "dog", and the difference between the load force when applying a positive voltage and a reverse voltage is set to "dog", thereby increasing the holding force in combination with the above-mentioned magnetic attraction force.
「実施例」
第1図は本発明による圧電継電器の実施例である。10
.10’は金属基板、11.12はそれぞれ歪方向が一
律となるようにした圧電素子であり、これらによってバ
イモルフ13.13’が構成されている。14.14’
は基台15に設けられた支持部で、内面には電極板16
.16’が設けられており、上記バイモルフ13,13
’を両端支持状に固定するとともに、上記電極板16.
16’からバイモルフ13.13’に電圧が印加される
ように構成されている。17゜18は通電端子である。"Embodiment" FIG. 1 shows an embodiment of a piezoelectric relay according to the present invention. 10
.. 10' is a metal substrate, 11 and 12 are piezoelectric elements each having a uniform strain direction, and these constitute a bimorph 13 and 13'. 14.14'
is a support part provided on the base 15, and an electrode plate 16 is provided on the inner surface.
.. 16' is provided, and the bimorphs 13, 13
' is fixed with support at both ends, and the electrode plate 16.
A voltage is applied to the bimorphs 13 and 13' from 16'. 17° and 18 are current-carrying terminals.
バイモルフ13 、13’の中央部には絶縁性の磁石(
例えばプラスチック磁石)から成るカード19が固着さ
れている。20はコ字状に形成された磁極で、その両端
20a、20b間で上記カード19の延長部21が移動
するように基台15に固定されている。22は可動ばね
、23は固定ばね、22a、23aは接点である。An insulating magnet (
A card 19 consisting of, for example, a plastic magnet is fixed. Reference numeral 20 denotes a U-shaped magnetic pole, which is fixed to the base 15 so that the extension 21 of the card 19 can move between its opposite ends 20a and 20b. 22 is a movable spring, 23 is a fixed spring, and 22a and 23a are contacts.
次に、本発明のように複数のバイモルフ13.13’と
第4図に示したバイモルフ9との変位−負荷特性曲線の
比較を第3図(a) 、 (b)によって説明する。Next, a comparison of the displacement-load characteristic curves between the plurality of bimorphs 13, 13' according to the present invention and the bimorph 9 shown in FIG. 4 will be explained with reference to FIGS. 3(a) and 3(b).
(a)は第4図に示したバイモルフ9の場合、(b)は
本発明によるバイモルフ13および13′の場合である
。(a) shows the case of bimorph 9 shown in FIG. 4, and (b) shows the case of bimorphs 13 and 13' according to the present invention.
31.32はバイモルフ自身の負荷特性曲線、33及び
34はバイモルフ9及び13.13’に正電圧を、35
.36は逆電圧をそれぞれ印加したときの負荷特性曲線
である。xl、x’、及びX2.X′2は、電圧印加時
において負荷力が「0コ となるとぎの変位量であり
、XlとX2(X2 とX′2)はほぼ同じ値である。31.32 is the load characteristic curve of the bimorph itself, 33 and 34 are the positive voltages applied to the bimorphs 9 and 13.13', 35
.. 36 is a load characteristic curve when a reverse voltage is respectively applied. xl, x', and X2. X'2 is the amount of displacement at which the load force becomes 0 when voltage is applied, and Xl and X2 (X2 and X'2) are approximately the same value.
Y及びZは接点閉成時における正電圧と逆電圧印加時の
負荷力差(Y<Z)である。Y and Z are the load force differences (Y<Z) when a positive voltage and a reverse voltage are applied when the contact is closed.
すなわち、電圧印加による変位量には差がないがスチフ
ネスは犬となり、正電圧と逆電圧印加時の負荷力差が犬
となる特性を本発明によるバイモルフ構成は有している
。従って、その負荷力差の範囲でカードの延長部2m(
磁石)と磁極20による磁気的吸引力をバイモルフ13
.13’に加えることができるので保持力の増加を図る
ことができる。That is, the bimorph structure according to the present invention has the characteristic that although there is no difference in the amount of displacement due to voltage application, the stiffness is a dog, and the difference in load force when a positive voltage and a reverse voltage are applied is a dog. Therefore, within the range of the load force difference, the card extension 2m (
Bimorph 13
.. 13', the holding force can be increased.
次にこれをばね負荷特性及び磁気的吸引力を考慮したと
きの変位−負荷特性曲線を示す第2図によって詳細に説
明する。40はバイモルフ13および13′のスチフネ
スによる負荷特性曲線、41は可動ばね22及び固定ば
ね23による接点負荷’1曲線、42はバイモルフ13
および13′と可動ばね22及び固定ばね23によるば
ね負荷曲線との合成負荷特性曲線、43はカードの延長
部21(磁石)と磁極20で生じる吸引力である。44
及び45はバイモルフ13および13′に正電圧及び逆
電圧が印加されたときの合成負荷特性曲線である。Next, this will be explained in detail with reference to FIG. 2, which shows a displacement-load characteristic curve when spring load characteristics and magnetic attractive force are considered. 40 is a load characteristic curve due to the stiffness of the bimorphs 13 and 13', 41 is a contact load '1 curve due to the movable spring 22 and fixed spring 23, and 42 is the bimorph 13
13' and the spring load curves of the movable spring 22 and the fixed spring 23. 43 is the attractive force generated between the card extension 21 (magnet) and the magnetic pole 20. 44
and 45 are composite load characteristic curves when a positive voltage and a reverse voltage are applied to the bimorphs 13 and 13'.
図からもわかるように電圧の印加によってバイモルフ1
3および13′の負荷力がrOJとなるあたり(X31
1で変位すると吸引力43が上昇してくるのでその変位
が助長される。従って高能率化が図られる。As can be seen from the figure, bimorph 1 is created by applying voltage.
When the load force of 3 and 13' becomes rOJ (X31
When the displacement is made at 1, the suction force 43 increases, which promotes the displacement. Therefore, high efficiency can be achieved.
またカードの延長部21(磁石)が磁極20に当接して
接点223,23aの閉成状態においては吸引力43と
バイモルフ13および13′の合成負荷力との差Sが保
持力となる。この保持力Sは前述したように正電圧と逆
電圧印加時の負荷力差が大きいほど大きく設定できるの
で、第3図で説明したとおり、本発明は従来に比し大き
な保持力が得られる。When the card extension 21 (magnet) contacts the magnetic pole 20 and the contacts 223, 23a are closed, the difference S between the attractive force 43 and the combined load force of the bimorphs 13 and 13' becomes the holding force. As described above, this holding force S can be set to be larger as the difference in load force between the positive voltage and the reverse voltage is applied is larger, so as explained in FIG. 3, the present invention can obtain a larger holding force than the conventional one.
次に逆電圧を印加すると逆電圧の合成負荷特性45との
間に負荷力差Rが生じ、バイモルフ13および13′は
復旧する。Next, when a reverse voltage is applied, a load force difference R is generated between the reverse voltage and the composite load characteristic 45, and the bimorphs 13 and 13' are restored.
本発明においては両端支持形式のバイモルフ組の比較を
説明したが、片持はり形式のバイモルフとの比較におい
ても同様の結果が得られる。まだ、カード19の延長部
21を一般磁性材料で構成し、磁極20a、20bの磁
極開底部に磁石を配置してもよいことは容易に理解でき
よう。In the present invention, a comparison of a bimorph set supported at both ends has been described, but similar results can be obtained in a comparison with a bimorph set supported at both ends. It is easily understood that the extension part 21 of the card 19 may be made of a general magnetic material, and the magnets may be arranged at the open bottoms of the magnetic poles 20a and 20b.
「発明の効果」
以上説明したように本発明によれば歪方向が一律となる
ようにした複数のバイモルフを隣接配置して構成し、し
かも可動部に磁気的吸引力が加わるようにしたので、高
能率で保持力の大きい安定した圧電継電器を得ることが
できる。"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, a plurality of bimorphs are arranged adjacently so that the strain direction is uniform, and magnetic attraction force is applied to the movable part. A stable piezoelectric relay with high efficiency and large holding force can be obtained.
第1図は本発明による圧電継電器の実施例、第2図は同
、変位−負荷特性曲線、第3図(a) 、 (b)は第
1図と第2図のバイモルフの変位−負荷特性曲線の比較
図、第4図は圧電継電器の基本構造と動作原理を示す図
である。
13 、13’・・・バイモルフ、2】・・・カードの
延長部(磁石)、20・・・磁極、22・・・可動ばね
、23・・・固定ばね。
特 許 出 願 人
株式会社 大興電機製作所
取締役社長 長 1)武 彦
4ce Kイ(−Lつ
とi4,45二 ]ミpQj=fl!aEObD@a@
F>7i1%へ9.a[第2図
央
←隻」1 →
← oI
←濱伸Q。
d8超
−寓祷p →Fig. 1 shows an embodiment of the piezoelectric relay according to the present invention, Fig. 2 shows the same displacement-load characteristic curve, and Fig. 3 (a) and (b) show the displacement-load characteristic of the bimorph shown in Figs. 1 and 2. The curve comparison diagram, FIG. 4, is a diagram showing the basic structure and operating principle of a piezoelectric relay. 13, 13'...bimorph, 2]...card extension (magnet), 20...magnetic pole, 22...movable spring, 23...fixed spring. Patent applicant: Daiko Denki Seisakusho Co., Ltd. President and CEO 1) Takehiko4ceKi(-Ltsutoi4,452)mipQj=fl!aEObD@a@
F>7i1%9. a [Figure 2 center ← Ship” 1 → ← oI ← Nobu Hama Q. d8 super-allegory p →
Claims (1)
配置し、それらバイモルフの少くとも一部が固定または
支持部となり他部が一定方向に変位する可動部とされ、
該可動部に磁気的吸引力が加わるようにしたことを特徴
とする圧電継電器。A plurality of bimorphs are arranged adjacent to each other so that the strain direction is uniform, and at least a part of the bimorphs is a fixed or supporting part and the other part is a movable part that is displaced in a certain direction,
A piezoelectric relay characterized in that a magnetic attraction force is applied to the movable part.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20765485A JPS6266529A (en) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | Piezo-electric relay |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20765485A JPS6266529A (en) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | Piezo-electric relay |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6266529A true JPS6266529A (en) | 1987-03-26 |
Family
ID=16543353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20765485A Pending JPS6266529A (en) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | Piezo-electric relay |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6266529A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04130462U (en) * | 1991-05-18 | 1992-11-30 | 日本特殊陶業株式会社 | Electrical-mechanical converter |
JP2013081277A (en) * | 2011-10-03 | 2013-05-02 | Seiko Epson Corp | Power generating device, method for controlling power generating device, electronic device, and transportation means |
-
1985
- 1985-09-19 JP JP20765485A patent/JPS6266529A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04130462U (en) * | 1991-05-18 | 1992-11-30 | 日本特殊陶業株式会社 | Electrical-mechanical converter |
JP2013081277A (en) * | 2011-10-03 | 2013-05-02 | Seiko Epson Corp | Power generating device, method for controlling power generating device, electronic device, and transportation means |
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