JP2003337016A - 接触感知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接触感知する場所の厳しい環境から圧電素子
などを保護する。また、外部の不要な振動によって接触
子が位置変動しないように固定して、高いせん鋭度Ｑを
保ち且つ信頼度の高い接触感知を可能にする。 【手段】 圧電音叉の振動の節部分あるいは節近傍に、
接触子の部分と圧電素子など他部分とを仕切る部材を備
える。また、接触子の節部分あるいは節近傍に、接触子
を支持する部材を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機械振動子で
ある圧電音叉の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人による特開平９−２３６４２６
などに記載されている接触感知器においても、接触感度
を損なうとして、圧電音叉の節部分あるいは節近傍に接
触子と圧電素子を仕切る部材を備えたり、接触子自体や
圧電音叉の節部分あるいは節近傍に支持する部材を備え
ていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】接触感知する環境が厳
しい場合、接触子の部分と圧電素子の部分とを隔離材な
どで仕切られていないと、該環境によって圧電素子の部
分などが傷んだりし圧電音叉の接触感知特性が不良にな
ったりする。また、接触子が、それ自体に節と腹を有す
るなど接触子の寸法が比較的大きい場合や支持点から離
れている場合、外部からの不要な震動によって接触子の
位置変動が大きくなるので接触感知の精度が低下する。

【０００４】本発明は、圧電音叉の節部分あるいは節近
傍に簡単な仕切る部材を備えることによって厳しい環境
から圧電素子などを保護する。また、接触子あるいは圧
電音叉のアームの節部分や節近傍にこれらを支持する部
材を備えることにより接触子の位置変動を抑えて、高い
せん鋭度Ｑを保ち、且つ、信頼度の高い接触感知を可能
にする接触感知器を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
圧電音叉の接触子の部分と圧電素子の部分とを仕切る部
材が、圧電音叉の節部分あるいは節近傍に備えられてい
ることを特徴とする。

【０００６】この発明では、例えば、該仕切る部材によ
って傷み易い圧電素子の部分が、接触子が曝されている
高温液体・有毒ガス・放射線などの環境から隔離された
状態で用いることができるので、信頼性の高い接触感知
器が形成される。該仕切る部材は、節あるいは節近傍を
完全に固定しないように備えられるで、若干の振動エネ
ルギーの漏洩を伴うが接触感度を殆ど損なわないし、接
触感知における位置精度も確保される。

【０００７】請求項２記載の発明は、接触子を支持する
部材が接触子自体や圧電音叉の節部分あるいは節近傍に
備えられていることを特徴とする。

【０００８】この発明によると、接触感度が殆ど損なわ
れない状態で接触子が支持されるので、接触子自体の寸
法が大きくなったり、あるいは、接触子が圧電音叉の支
持点から離れていても、外部震動による接触子の位置変
動が抑えられるため、接触感度と位置精度は殆ど低下し
ない。

【０００９】請求項１、２に示す発明は、振動子が圧電
音叉に限定されるものでなく、音片振動子やクリスタル
振動子など他の電気機械振動子にも展開が可能である。
また、接触感知について説明したが、これに限定される
ものでなく、被接触物の粘度や柔らかさ、あるいは、変
位など該接触子が感知する応力信号に対応する対象に利
用が可能である。

【００１０】

【発明の実施例】図１は本発明の請求項１に関する一実
施例の模式図で、１〜７、１０、１２は図２、図３と同
様である。圧電音叉１はアーム２、接触子３を有し、圧
電セラミックス４とアース５間から入力した電圧によっ
て所定の共振周波数で振動していて、別の圧電セラミッ
クス４’とアース５間から圧電音叉のフィルタ特性に応
じて出力電圧を出している。この図では、入出力回路は
省略している。接触子３が被接触感知物６に接触すると
圧電音叉１のフィルタ特性が変化して出力電圧が接触前
と変わるので、機械的な接触が電気信号の変化で感知さ
れる。被接触感知物６が置かれている環境７が高温状態
の場合、耐熱材料でできている接触子３の部分は傷まな
いが、耐熱性のない接着剤で固着されている圧電セラミ
ックス４、４’と恒弾性材料のアーム２などの一部分は
熱破壊される。しかし、接触子３以外の部分を破線で示
した放熱の効いた仕切り箱８で６面囲めば、圧電セラミ
ックス４、４’などは保護され傷まない。仕切り箱８は
圧電音叉のアーム２の節部分９と薄板でつながっている
ので、接触感度すなわち高いせん鋭度Ｑを失うことがな
いし、耐震ベース１０に固定されていてアーム２の外部
震動によるブレも抑えられる。

【００１１】図２は従来の一実施例で、厳しい環境を仕
切る部材がないので、圧電セラミックス４、４’に付い
ている接着剤や電極などが傷んでしまう。

【００１２】図３は本発明の請求項２に関する一実施例
である。被接触感知物６が大きい場合、接触子３の寸法
が大きいと接触感知のスピードの点などで有利である
が、接触子３の端部などは外部震動で位置が変動してし
まう。しかし、節部分９が耐震ベース１０に支持柱１１
で支持されていると、接触子３が大きく、また、圧電音
叉１の支点１２から離れていても外部振動による接触子
３の端部などの位置の変動が抑えられ、接触感度や位置
精度が保たれる。

【００１３】

【発明の効果】本発明の接触感知器は、圧電音叉の接触
子の部分と圧電素子などの部分が、圧電音叉の節部分あ
るいは節近傍に備えられた仕切る部材で隔離されるの
で、接触感知する箇所が厳しい環境にあっても使用が可
能となり適用範囲が広い。また、接触子の節部分あるい
は節近傍に備えられた支持する部材で外部震動による位
置の変動が抑えられるので、信頼性の高い接触感知が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明でアームに仕切る部材を備えた実施例を
説明する図

【図２】従来の実施例を示す図

【図３】本発明で接触子に支持する部材を備えた実施例
を説明する図

【符号の説明】 １ 圧電音叉 ２ アーム ３ 接触子 ４、４’圧電セラミックス ５ アース ６ 被接触感知物 ７ 接触子が置かれている環境 ８ 仕切りの箱（仕切る部材） ９ 節部分 １０ 耐震ベース １１ 支持柱（支持する部材） １２ 支点

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電音叉の接触子の部分と圧電素子の部
   分とを仕切る部材が、圧電音叉の節部分あるいは節近傍
   に備えられていることを特徴とする接触感知器。
2. 【請求項２】 圧電音叉の接触子を支持する部材が接触
   子自体や圧電音叉の節部分あるいは節近傍に備えられて
   いることを特徴とする接触感知器。