JPH01245797A - Piezoelectric vibrator - Google Patents
Piezoelectric vibratorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、圧電振動子に関するものであり、例えは空中
超音波センサーの振動子として利用されるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a piezoelectric vibrator, which is used, for example, as a vibrator in an airborne ultrasonic sensor.
［従来の技術］
従来、圧電セラミックスを利用した超音波センサーが広
く利用されている。超音波センサーは、圧電セラミック
スにより振動板を振動させて超音波を発信し、その反射
波を受信して物体の存在を検知したり、或いは、反射波
が受信されるまでの時間を測定して、物体まての距離を
測定するものである。このようなセンサーは、小形で且
つ非接触で動作するので、自動ドアや玄関チャイムなど
を作動させるための人体検知センサーや、駐車場におい
て車の有無を確認したり、ロホットの目として障害物を
検出するためのセンサーなど、幅広い応用がある。また
、近年、特に自動車関係への応用のニーズが高まってき
ており、その一つが車周辺の障害物を検知するセン日ノ
−−である。また、路面の凹凸を超音波センサーて検知
し、車輪のサスペンションを調整して乗り心地を良くす
るといった応用例も提案されている。このような用途に
用いられる超音波センサーに要求される性能のうち、最
も重要度の高いものはＳ／Ｎ比が良好なことてある。つ
まり、強い超音波を空中に発信１〜、対象物に当たって
反射して帰ってきた超音波を高感度に受信できることか
要求される。[Prior Art] Conventionally, ultrasonic sensors using piezoelectric ceramics have been widely used. Ultrasonic sensors emit ultrasonic waves by vibrating a diaphragm using piezoelectric ceramics, and detect the presence of an object by receiving the reflected waves, or measure the time it takes for the reflected waves to be received. , which measures the distance to an object. These sensors are small and operate without contact, so they can be used as human body detection sensors to operate automatic doors and entrance chimes, to check for cars in parking lots, and as the eyes of robots to spot obstacles. It has a wide range of applications, including sensors for detection. In addition, in recent years, there has been an increasing need for applications, particularly in automobiles, and one of these is a sensor that detects obstacles around the car. Applications have also been proposed, such as using ultrasonic sensors to detect unevenness on the road surface and adjusting the wheel suspension to improve ride comfort. Among the performances required of an ultrasonic sensor used in such applications, the most important one is a good S/N ratio. In other words, it is required to transmit strong ultrasonic waves into the air and to receive the ultrasonic waves that hit an object and reflect back with high sensitivity.
第７図は従来の圧電振動子の断面構造を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional structure of a conventional piezoelectric vibrator.
保護ケースを兼ねる振動板２は、一端か開放された円錐
台形状となっており、その内底面には、ＰＺＴ系の圧電
セラミックス１が、例えはエポキシ系の接着剤を用いて
貼り付けられている。The diaphragm 2, which also serves as a protective case, has a truncated conical shape with one end open, and a PZT-based piezoelectric ceramic 1 is pasted on the inner bottom surface using, for example, an epoxy adhesive. There is.
圧電セラミックス］は円盤状の形状を有しており、上下
両面に電極３．４が付加されている。また、自発分極の
方向は厚み方向である。振動板２はアルミニウム製であ
り、圧電セラミックス１の一方の電極３は、この振動板
２とリード線５を介して送受波回路７に接続されている
。圧電セラミ・ンクス１の他方の電極４は、リーＩ・線
６を介して送受波回路７に直接接続されている。この圧
電セラミックス］に給電されると、圧電セラミックス１
は拡がり振動モー１〜で振動し、振動板２を叩くのて、
振動板２の表面から超音波か発生ずる。一方、発生した
超音波が対象物に当たり、反射して帰って来て、振動板
２に当たると、その振動の強さに応した起電力か圧電セ
ラミックス１から発生ずる。Piezoelectric ceramic] has a disc-like shape, and electrodes 3.4 are added to both the upper and lower surfaces. Further, the direction of spontaneous polarization is the thickness direction. The diaphragm 2 is made of aluminum, and one electrode 3 of the piezoelectric ceramic 1 is connected to the wave transmitting/receiving circuit 7 via the diaphragm 2 and a lead wire 5. The other electrode 4 of the piezoelectric ceramic link 1 is directly connected to a wave transmitting/receiving circuit 7 via a Lee I wire 6. When power is supplied to this piezoelectric ceramic, the piezoelectric ceramic 1
vibrates with spreading vibration mode 1~, hits the diaphragm 2,
Ultrasonic waves are generated from the surface of the diaphragm 2. On the other hand, when the generated ultrasonic waves hit the object, are reflected and hit the diaphragm 2, an electromotive force corresponding to the strength of the vibration is generated from the piezoelectric ceramic 1.
［発明か解決しようとする課題］
上述の従来例において、圧電セラミックス１の自発分極
の方向は厚み方向に配向されている。これは、厚み方向
に分極させるのが容易だからである。ところが、超音波
センザー用の振動板２に接合された圧電セラミックス１
は拡かり振動モー１〜て振動するものであるから、自発
分極の方向と振動モードの方向は一致していない。この
場合、電気−機械変換係数としては、圧電定数ｇ３１が
使用されることになる。この圧電定数’Ｊ３＋は、拡か
り方向の振動を厚み方向の電界に変換する変換係数であ
る。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional example described above, the direction of spontaneous polarization of the piezoelectric ceramic 1 is oriented in the thickness direction. This is because it is easy to polarize in the thickness direction. However, the piezoelectric ceramic 1 bonded to the diaphragm 2 for an ultrasonic sensor
Since it vibrates with a spreading vibration mode 1~, the direction of spontaneous polarization and the direction of the vibration mode do not match. In this case, the piezoelectric constant g31 will be used as the electro-mechanical conversion coefficient. This piezoelectric constant 'J3+ is a conversion coefficient that converts vibration in the spreading direction into an electric field in the thickness direction.
そこて、圧電定数ｇ３１の大きな圧電材料として、誘電
率の比較的小さな有機高分子系の圧電材料、あるいは、
セラミックスと有機高分子との複合系の圧電材料を使用
することか望まれるか、この種の圧電材料は受渡感度の
向上には寄与するが、送波出力の増大には必ずしも十分
なものではないという問題があった。Therefore, as a piezoelectric material with a large piezoelectric constant g31, an organic polymer piezoelectric material with a relatively small dielectric constant, or
Is it desirable to use a composite piezoelectric material of ceramics and organic polymer? Although this type of piezoelectric material contributes to improving the transmission sensitivity, it is not necessarily sufficient to increase the transmitted wave output. There was a problem.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、拡がり振動モードて振動さぜな
ときに、高い送波力を持ち、且つ、反射波に対しても高
い受渡感度を得ることができる圧電振動子を提供するこ
とにある。The present invention has been made in view of these points, and its purpose is to have a high transmitting power when there is vibration in the spreading vibration mode, and a high transmitting power against reflected waves. An object of the present invention is to provide a piezoelectric vibrator that can obtain high transfer sensitivity.
［課題を解決するための手段］
本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第１
図に示すように、厚み方向に分極処理され、拡かり振動
モートて振動する圧電材料１を振動板２に接合して成る
圧電振動子において、並列的に給電される複数枚の発信
用の圧電セラミックス］、］、、１．２を多層化して振
動板２に接合し、拡がり方向の振動を厚み方向の電界に
変換する圧電定数Ｆｌｓ、が大きい受信用の圧電材料１
０を、発信用の圧電セラミックス１１．１２に接合して
成ることを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] In the present invention, in order to solve the above problems, the first
As shown in the figure, in a piezoelectric vibrator made by bonding a piezoelectric material 1 that is polarized in the thickness direction and vibrates with a spreading vibration moat to a diaphragm 2, a plurality of piezoelectric sheets for transmitting power are supplied in parallel. Receiving piezoelectric material 1 with a large piezoelectric constant Fls, which converts vibration in the spreading direction into an electric field in the thickness direction, by forming multiple layers of ceramics], ],, 1.2 and joining it to the diaphragm 2.
0 is bonded to piezoelectric ceramics 11 and 12 for transmission.
［作用］
本発明にあっては、このように、拡かり方向の振動をノ
１１み方向の電界に変換する圧電定数ｇ３□が大きい受
信用の圧電材料１０を用いたので、受渡感度を高めるこ
とかできるものてあり、また、並列的に給電される複数
枚の発信用の圧電セラミックス１１．．１２を多層化し
て振動板２に接合したので、送信出力を増大させること
がてきるものである。[Function] In this way, in the present invention, since the receiving piezoelectric material 10 having a large piezoelectric constant g3□ which converts the vibration in the spreading direction into an electric field in the 11 direction is used, the transmission sensitivity is increased. There is also a piezoelectric ceramic for transmitting multiple pieces of piezoelectric ceramics 11. ．． 12 is multi-layered and joined to the diaphragm 2, the transmission output can be increased.
［実施例１］
第１図は本発明の一実施例としての圧電振動子の概略構
成図である。保護ケースを兼ねる振動板２は、一端が開
放された円錐台形状となっており、アルミニウム製又は
ステンレス製である。振動板２は圧電セラミックス１１
．１２の振動を受けて共振し、超音波を表面より発する
。したがって、その材質及び形状（厚みを含む）は発信
及び受信の周波数を決める大きな要因となる。この振動
板２の内底面には、例えは、ＰＺＴ系の圧電セラミック
ス１１．．１２か、銀含有の導電性接着剤を用いて貼り
付けられている。圧電セラミックス１２の上には、拡が
り方向の振動を厚み方向の電界に変換する圧電定数Ｊ３
１か大きい圧電材料１０が接合されている。圧電定数１
７３１が大きい圧電材料１０としては、例えば、有機高
分子系あるいは有機高分子とセラミックスの複合系の圧
電材料が用いられる。圧電セラミックス１．１．１２及
び圧電材料１０は円盤状の形状を有しており、自発分極
の方向はｊ７み方向である。隣接する圧電セラミックス
１．１．１２の自発分極の方向は、図中、矢印で示すよ
うに逆方向となっている。[Example 1] FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a piezoelectric vibrator as an example of the present invention. The diaphragm 2, which also serves as a protective case, has a truncated cone shape with one end open, and is made of aluminum or stainless steel. The diaphragm 2 is made of piezoelectric ceramics 11
．． 12, it resonates and emits ultrasonic waves from its surface. Therefore, its material and shape (including thickness) are major factors in determining the transmission and reception frequencies. For example, PZT-based piezoelectric ceramics 11. ．． 12 or is attached using a silver-containing conductive adhesive. On the piezoelectric ceramic 12 is a piezoelectric constant J3 that converts vibration in the spreading direction into an electric field in the thickness direction.
1 or larger piezoelectric material 10 is bonded. piezoelectric constant 1
As the piezoelectric material 10 having a large value 731, for example, an organic polymer piezoelectric material or a composite piezoelectric material of an organic polymer and ceramics is used. The piezoelectric ceramics 1.1.12 and the piezoelectric material 10 have a disk shape, and the direction of spontaneous polarization is in the j7 direction. The directions of spontaneous polarization of the adjacent piezoelectric ceramics 1.1.12 are in opposite directions as indicated by arrows in the figure.
圧電セラミックス１１の上面の電極３］は、振動板２に
接合されている。振動板２には、リード線５］を介して
送波回路７１の一方の出力端子が接続されている。圧電
セラミックス１１の下面の電極４］は、圧電セラミック
ス１２の」二面の電極と兼用されており、リード線６１
を介して、送波回路７１の他方の出力端子に接続されて
いる。圧電セラミックス１２の下面の電ｆ２３０は、圧
電材料１０の１面の電極と兼用されており、リ−１・線
５０を介して受波回路７０の一方の入力端子に接続され
ると共に、ソー１〜線５２を介して送波回路７１の一方
の出力端子に接続されている。圧電材料１０の下面の電
極４０は、ソー１−線６０を介して受渡回路７０の他方
の入力端子に接続されている。上記各電極３１．４１−
．３０．４．０は、銀電極の他、ニッケルあるいは金電
極てあっても良い。The electrode 3 on the top surface of the piezoelectric ceramic 11 is bonded to the diaphragm 2. One output terminal of a wave transmitting circuit 71 is connected to the diaphragm 2 via a lead wire 5. The electrode 4 on the bottom surface of the piezoelectric ceramic 11 also serves as the electrode on the two surfaces of the piezoelectric ceramic 12, and the lead wire 61
It is connected to the other output terminal of the wave transmitting circuit 71 via. The electric field f230 on the lower surface of the piezoelectric ceramic 12 also serves as an electrode on the first surface of the piezoelectric material 10, and is connected to one input terminal of the wave receiving circuit 70 via the lead wire 50. - is connected to one output terminal of the wave transmitting circuit 71 via a line 52. The electrode 40 on the lower surface of the piezoelectric material 10 is connected to the other input terminal of the transfer circuit 70 via the saw 1 - wire 60 . Each of the above electrodes 31.41-
．． 30.4.0 may be a nickel or gold electrode in addition to the silver electrode.
送波回路７１か発振すると、その発振出力はリード線５
１．６１を介して圧電セラミックス１１に給電されると
共に、リード線５２，６］を介して圧電セラミックス１
２にも給電される。圧電セラミックス１１．１２の自発
分極の向きは逆方向となるように配向されているので、
電極４１及びリード線６１を兼用することがてき、圧電
セラミックス１１．１２に並列的に給電することにより
、圧電セラミックスＬ］、、１２には拡かり振動モート
の振動か同一位相で生じるものであり、振動力か合成さ
れて、振動板２を叩くので、振動板２の表面からは大き
な超音波出力か発生ずる。When the wave transmitting circuit 71 oscillates, its oscillation output is transmitted to the lead wire 5.
1.61 to the piezoelectric ceramic 11, and the piezoelectric ceramic 1 through the lead wires 52, 6].
2 is also supplied with power. Since the spontaneous polarization of piezoelectric ceramics 11 and 12 is oriented in opposite directions,
The electrode 41 and the lead wire 61 can be used together, and by supplying power to the piezoelectric ceramics 11 and 12 in parallel, the vibrations of the piezoelectric ceramics L, , 12 are caused by the vibrations of the spreading vibration motes occurring in the same phase. Since the vibrating force is combined and hits the diaphragm 2, a large ultrasonic output is generated from the surface of the diaphragm 2.
一方、発生した超音波か対象物に当たり、反射して帰っ
て来て、振動板２に当たると、その振動の強さに応じた
起電力が圧電材料１ｏがら発生ずる。この起電力は、電
極３０．４０から収り出されて、受渡回路７０にて検出
される。この際、電気−機械変換係数としては、拡がり
方向の振動を厚み方向の電界に変換する圧電定数９３１
が使用されることになるが、圧電材料１０としては、こ
の圧電定数２３□が大きい有機高分子系あるいは有機高
分子とセラミックスの複合系の圧電材料を使用している
ので、受渡感度も向上するものである。On the other hand, when the generated ultrasonic waves hit the object, are reflected and hit the diaphragm 2, an electromotive force corresponding to the strength of the vibration is generated in the piezoelectric material 1o. This electromotive force is extracted from the electrodes 30 and 40 and detected by the transfer circuit 70. At this time, the electromechanical conversion coefficient is a piezoelectric constant 931 that converts vibration in the spreading direction into an electric field in the thickness direction.
However, as the piezoelectric material 10, an organic polymer-based piezoelectric material or a composite-based piezoelectric material of an organic polymer and ceramics with a large piezoelectric constant 23□ is used, so that the transfer sensitivity is also improved. It is something.
以下、この圧電振動子の製造方法について説明する。ま
す、富士セラミックス社製Ｃ−６材組成の圧電セラミッ
クスを、直径８．４＋ｎｍ、厚み０．２ｔｎ＋＋の円盤
状に成形した。この圧電セラミックスの厚み方向に直流
電界を加えて、厚み方向に自発分極を−りえた。第２図
は、本実施例に用いたアルミニウム製の振動板２の断面
形状を示している。この振動板２は、外径がφｔ−１７
．５ｍｍ、内底面の径がφ２＝１０．５ｍｍ、板厚かｔ
＝ ０ 、７ ＋ｎｍ、高さがｌ＋＝ ５ 、０ ｍｍ
、側面の傾斜角がθ−３４°てあった。The method for manufacturing this piezoelectric vibrator will be explained below. First, a piezoelectric ceramic having a C-6 material composition manufactured by Fuji Ceramics Co., Ltd. was molded into a disk shape with a diameter of 8.4+ nm and a thickness of 0.2 tn++. By applying a DC electric field in the thickness direction of this piezoelectric ceramic, we were able to generate spontaneous polarization in the thickness direction. FIG. 2 shows the cross-sectional shape of the aluminum diaphragm 2 used in this example. This diaphragm 2 has an outer diameter of φt-17
．． 5mm, inner bottom diameter is φ2=10.5mm, plate thickness is t
= 0, 7 +nm, height l+ = 5, 0 mm
, the inclination angle of the side surface was θ-34°.
この振動板２の内底面を脱脂洗浄し、銀含有の導電性エ
ポキシ樹脂を用いて、振動板２の内底面に前記圧電セラ
ミックス１１を接着した。この圧電セラミックス１１の
上に、銀含有の導電性エポキシ樹脂を用いて、同様の圧
電セラミックス１２を接名した。各圧電セラミックス１
１．１２の自発分極の向きは、第１図に示すように、逆
方向に配向させた。この多層化された圧電セラミックス
１１．１２の上に、高分子複合物の圧電材料１０として
、タ゛イキン工業（株）製のピエゼルＮ２５を、導電性
エポキシ樹脂を用いて接合した。この圧電材料は、直径
７．８１１＋ＴＩｌ、厚み０．２５ｍｍに切断し、両面
にアルミニウム電極を（＝Ｊ加し、厚み方向に分極処理
して用いた。ちな７）に、ピエゼルＮ２５の圧電定数は
ｇ：ｘ＝ ２０ Ｘ １０−３Ｖ「ｎ／ Ｎ 、 ＋？
：＋、−５０ Ｘ ］、 Ｏ−３ＶＴｏ／ Ｎてあり、
一般的な圧電セラミックスの２倍程度である。最後に、
リ−１・線５０゜５１、．５２，６０．６１を導電性エ
ポキシ樹脂を用いてポンチインクして、第１図に示すよ
うな構造の圧電振動子を得た。The inner bottom surface of this diaphragm 2 was degreased and cleaned, and the piezoelectric ceramic 11 was bonded to the inner bottom surface of the diaphragm 2 using a silver-containing conductive epoxy resin. On top of this piezoelectric ceramic 11, a similar piezoelectric ceramic 12 was attached using a silver-containing conductive epoxy resin. Each piezoelectric ceramic 1
The direction of the spontaneous polarization of 1.12 was oriented in the opposite direction as shown in FIG. Piezel N25 manufactured by Taikin Industries, Ltd. was bonded onto the multilayered piezoelectric ceramics 11 and 12 using a conductive epoxy resin as the polymer composite piezoelectric material 10. This piezoelectric material was cut into pieces with a diameter of 7.811 + TIl and a thickness of 0.25 mm, and aluminum electrodes were applied on both sides (=J was added and polarized in the thickness direction.7), and the piezoelectric constant of Piezel N25 is g: x = 20 x 10-3V "n/N, +?
:+, -50X], O-3VTo/N,
This is about twice that of general piezoelectric ceramics. lastly,
Lee-1・Wire 50°51, . 52, 60, and 61 were punched using conductive epoxy resin to obtain a piezoelectric vibrator having a structure as shown in FIG.
この圧電振動子について、第３図に示すように、振動板
２の開口部を硬質シリコンコム成形体８て覆い、送波出
力と受波感度を測定して性能評価を行った。その結果を
第１表に示ず。As shown in FIG. 3, the performance of this piezoelectric vibrator was evaluated by covering the opening of the diaphragm 2 with a hard silicone comb molded body 8 and measuring the transmitting output and receiving sensitivity. The results are not shown in Table 1.
［実施例２］
第４図に示すように、実施例１と同じ振動板２に、実施
例１と同しく圧電セラミックス１１，１２．１３を接合
し、３ Ｍ ′ｊＩａ造とした。隣接する圧電セラミッ
クス１１と１２及び１２と１３の自発分極の方向は、第
４図の矢印に示すように逆方向とした。各圧電セラミッ
クス１１．１２，１．３に送波回路７１からリード線５
１，５２，６１．６３を介して並列的に給電したときに
、拡がり振動モートの振動が同一位相で発生するように
配線しな。[Example 2] As shown in FIG. 4, piezoelectric ceramics 11, 12, and 13 were bonded to the same diaphragm 2 as in Example 1, and a 3M'jIa structure was obtained. The directions of spontaneous polarization of adjacent piezoelectric ceramics 11 and 12 and 12 and 13 were set to be opposite directions as shown by the arrows in FIG. Lead wire 5 from wave transmitting circuit 71 to each piezoelectric ceramic 11.12, 1.3
1, 52, 61, and 63 so that the vibrations of the spreading vibration motes occur in the same phase.
圧電セラミックス１３の上には、高分子複合物の圧電材
料１０を接合し、リ−１・線５０，６０を介して、受波
回路７０に接続した。その他の条件については、実施例
１と同様とし、実施例１と同し条件て送波出力と受波感
度を測定して性能評価を行った１、その結果を第１表に
示す。A polymer composite piezoelectric material 10 was bonded onto the piezoelectric ceramic 13 and connected to a wave receiving circuit 70 via Lee-1 wires 50 and 60. The other conditions were the same as in Example 1, and the performance was evaluated by measuring the transmitting output and receiving sensitivity under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 1.
［比較例１］
第５図に示すように、実施例１と同し振動板２に、実施
例］と同しく圧電セラミックス１１を接合し、これをり
−Ｉ・線５，６を介して、送受波回路７に接続した。実
施例］と同し条件で送波出力と受渡感度を測定して性能
評価を行った。その結果を第１表に示す。Comparative Example 1 As shown in FIG. , connected to the wave transmitting/receiving circuit 7. The performance was evaluated by measuring the transmission output and the transmission sensitivity under the same conditions as in Example]. The results are shown in Table 1.
［比較例２］
第６図に示ずように、実施例１と同し振動板２に、実施
例１と同じく圧電セラミックス１１，１２を接合し、２
層構造とした。隣接する圧電セラミックス１１と１２の
自発分極の方向は、第６図の矢印に示すように逆方向と
した。各圧電セラミックス１．１．１２に送受波回路７
がらリードＪ：ｉ ５１ 。[Comparative Example 2] As shown in FIG. 6, piezoelectric ceramics 11 and 12 were bonded to the same diaphragm 2 as in Example 1, and
It has a layered structure. The directions of spontaneous polarization of adjacent piezoelectric ceramics 11 and 12 were set to be opposite directions as shown by the arrows in FIG. Wave transmitting/receiving circuit 7 for each piezoelectric ceramic 1.1.12
Gara Reed J:i 51.
５２．６１を介して並列的Ｇこ給電したときに、拡かり
振動モードの振動が同一位相て発生ずるように配線した
。また、超音波の反射波を受波したときには、圧電セラ
ミックス１１．１２に発生した起電力か、送受波回路７
にて検出されるようにした。実施例１と同じ条件て送波
出力と受波感度を測定して性能評価を行った。その結果
を第１表に示す。The wiring was arranged so that when parallel G power was supplied through 52 and 61, vibrations in the spreading vibration mode were generated in the same phase. Also, when receiving reflected waves of ultrasonic waves, the electromotive force generated in the piezoelectric ceramics 11 and 12 or the wave transmitting/receiving circuit 7
It is now detected in . Performance evaluation was performed by measuring transmitting output and receiving sensitivity under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 1.
＝１１−
第１表
第１表から明らかなように、実施例１，２においては、
比較例１，２に比べて、送波出力も受波感度も大きくな
っている。=11- Table 1 As is clear from Table 1, in Examples 1 and 2,
Compared to Comparative Examples 1 and 2, both the transmitting output and the receiving sensitivity are larger.
［発明の効果］
木発明は上述のように、拡がり方向の振動を厚み方向の
電界に変換する圧電定数ｇ３１が大きい受信専用の圧電
材料を用いたので、受信感度を高めることかできるとい
う効果があり、また、並列的に給電される複数枚の発信
用の圧電セラミックスを多層化して振動板に接合したの
て、拡がり振動モー１への振動か同一位相で生じるもの
てあり、振動力か合成されて、送信出力を増大させるこ
とができるという効果かある。[Effects of the Invention] As mentioned above, the wooden invention uses a piezoelectric material exclusively for reception that has a large piezoelectric constant g31 that converts vibration in the direction of expansion into an electric field in the thickness direction, so it has the effect of increasing reception sensitivity. Also, when multiple layers of piezoelectric ceramics for transmitting power are connected in parallel to the diaphragm, the vibrations to the spreading vibration mode 1 are generated in the same phase, and the vibration force is synthesized. This has the effect that the transmission output can be increased.
また、多層化された発信用の圧電セラミックスにおける
隣接する各層の自発分極の方向を逆方向としておけは、
隣接する各層の電極とり−１・線を兼用することがてき
るという効果かある。In addition, if the directions of spontaneous polarization of adjacent layers in multilayered piezoelectric ceramics for transmission are set in opposite directions,
This has the effect that the electrode line 1 of each adjacent layer can be used also.
第１図は木発明の一実施例に係る圧電振動子の概略構成
図、第２図は同上に用いる振動板の断面図、第３図は同
上の性能試験に用いた構造を示す説明図、第４図は本発
明の他の実施例に係る圧電振動子の概略構成図、第５図
は本発明に対する第１の比較例の概略構成図、第６図は
本発明に対する第２の比１校例の概略構成図、第７図は
従来例の概略構成図である６
２は振動板、１０は圧電材料、１１．フ２，１３は圧電
セラミックスである。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a piezoelectric vibrator according to an embodiment of the wooden invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a diaphragm used in the same, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing the structure used in the performance test of the same. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a piezoelectric vibrator according to another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a first comparative example to the present invention, and FIG. 6 is a schematic diagram of a piezoelectric vibrator according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic diagram of the conventional example. 6 2 is a diaphragm, 10 is a piezoelectric material, 11. Folders 2 and 13 are piezoelectric ceramics.
Claims (2)
動する圧電材料を振動板に接合して成る圧電振動子にお
いて、並列的に給電される複数枚の発信用の圧電セラミ
ックスを多層化して振動板に接合し、拡がり方向の振動
を厚み方向の電界に変換する圧電定数ｇ＿３＿１が大き
い受信用の圧電材料を、発信用の圧電セラミックスに接
合して成ることを特徴とする圧電振動子。(1) In a piezoelectric vibrator made by bonding a piezoelectric material that is polarized in the thickness direction and vibrates in a spreading vibration mode to a diaphragm, it vibrates by layering multiple piezoelectric ceramics for transmitting electricity that are supplied in parallel. A piezoelectric vibrator characterized in that a piezoelectric material for reception, which is bonded to a plate and has a large piezoelectric constant g_3_1 that converts vibration in the spreading direction into an electric field in the thickness direction, is bonded to piezoelectric ceramic for transmission.
する各層の自発分極の方向が逆方向とされていることを
特徴とする請求項１記載の圧電振動子。(2) The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein in the multilayered piezoelectric ceramic for transmission, the directions of spontaneous polarization of adjacent layers are opposite to each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7353788A JPH01245797A (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Piezoelectric vibrator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7353788A JPH01245797A (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Piezoelectric vibrator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01245797A true JPH01245797A (en) | 1989-09-29 |
Family
ID=13521078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7353788A Pending JPH01245797A (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Piezoelectric vibrator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01245797A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009128290A (en) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Ricoh Elemex Corp | Ultrasonic sensor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60138457A (en) * | 1984-11-30 | 1985-07-23 | Hitachi Ltd | Transmission and reception separating type ultrasonic probe |
| JPS62249600A (en) * | 1986-04-22 | 1987-10-30 | Matsushita Electric Works Ltd | Piezoelectric element |
-
1988
- 1988-03-28 JP JP7353788A patent/JPH01245797A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60138457A (en) * | 1984-11-30 | 1985-07-23 | Hitachi Ltd | Transmission and reception separating type ultrasonic probe |
| JPS62249600A (en) * | 1986-04-22 | 1987-10-30 | Matsushita Electric Works Ltd | Piezoelectric element |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009128290A (en) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Ricoh Elemex Corp | Ultrasonic sensor |
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