JPH0535304Y2 - - Google Patents

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JPH0535304Y2
JPH0535304Y2 JP1984161533U JP16153384U JPH0535304Y2 JP H0535304 Y2 JPH0535304 Y2 JP H0535304Y2 JP 1984161533 U JP1984161533 U JP 1984161533U JP 16153384 U JP16153384 U JP 16153384U JP H0535304 Y2 JPH0535304 Y2 JP H0535304Y2
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piezoelectric
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【考案の詳細な説明】 <産業上の利用分野> この考案は、圧電振動子として使用する圧電素
子、更に詳しくは、中心部分を支持し、電極パタ
ーンの選択によつて出力電圧を調整することがで
きる電圧素子に関するものである。
[Detailed description of the invention] <Industrial application field> This invention is a piezoelectric element used as a piezoelectric vibrator, more specifically, a piezoelectric element that supports the center part and adjusts the output voltage by selecting an electrode pattern. This relates to a voltage element that can perform

<従来の技術> 圧電振動子として使用される圧電素子は、セラ
ミツク等を用いた圧電体の両面に電極を設けて形
成されている。
<Prior Art> A piezoelectric element used as a piezoelectric vibrator is formed by providing electrodes on both sides of a piezoelectric body made of ceramic or the like.

このような圧電素子1は、第6図のように一端
を支持するか、第7図の如く、両端を支持して配
置し、力Fを加えてベンデイングさせると両電極
間に出力電圧が発生する性質があり、これを利用
して例えば自動車のノツキングセンサ等に使用さ
れている。
When such a piezoelectric element 1 is placed with one end supported as shown in Fig. 6 or both ends supported as shown in Fig. 7, and is bent by applying force F, an output voltage is generated between the two electrodes. Taking advantage of this property, it is used in, for example, knocking sensors for automobiles.

<考案が解決しようとする問題点> ところで、従来の圧電素子は、圧電体の両面全
面に電極を設けた構造であるため、圧電素子の特
性が決められると、加わる力が一定の場合、発生
する出力電圧を調整することができないという問
題があり、異なつた出力電圧を得るには圧電素子
の形状を変えなければならない。
<Problems to be solved by the invention> By the way, conventional piezoelectric elements have a structure in which electrodes are provided on both sides of the piezoelectric body, so once the characteristics of the piezoelectric element are determined, if the applied force is constant, The problem is that the output voltage cannot be adjusted, and the shape of the piezoelectric element must be changed to obtain different output voltages.

この考案は、上記のような問題点を解決するた
めになされたものであり、圧電体に形成する電極
のパターンを選ぶのみで出力電圧の調整が行なえ
る圧電素子を提供することを目的とする。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and the purpose is to provide a piezoelectric element whose output voltage can be adjusted simply by selecting the pattern of electrodes formed on the piezoelectric body. .

<問題点を解決するための手段> 上記のような問題点を解決するため、この考案
は、円形圧電体の両面に電極が各々設けられ、中
心部分を支持して使用する圧電素子であり、圧電
体に設けた電極を、中央部分を省いて形成したも
のである。
<Means for solving the problems> In order to solve the above problems, this invention is a piezoelectric element in which electrodes are provided on both sides of a circular piezoelectric body, and the central part is supported, An electrode provided on a piezoelectric body is formed by omitting the central portion.

<作用> 中心部分が支持された圧電素子に振動が加わる
と、両面の電極間に出力電圧が発生する。
<Operation> When vibration is applied to the piezoelectric element whose central portion is supported, an output voltage is generated between the electrodes on both sides.

このとき、力は支持された中心部分に最も強く
作用するが、電極の中央部分は省かれているの
で、出力電圧の発生に影響がなく、中央部を省い
た電極のパターンに見合つた出力電圧が発生す
る。
At this time, the force acts most strongly on the supported central part, but since the central part of the electrode is omitted, it does not affect the output voltage generation, and the output voltage is commensurate with the electrode pattern that excludes the central part. occurs.

<実施例> 以下、この考案の実施例を第1図ないし第5図
にもとづいて説明する。
<Example> Hereinafter, an example of this invention will be described based on FIGS. 1 to 5.

図示のよように、圧電素子11は中心部を支持
して使用するタイプであり、セラミツク等を用い
て円板状に成形した圧電体12の両面に電極13
と14を設け、一面側の電極13を第1図の如
く、中央部分を省いた環状のパターンにして形成
されている。
As shown in the figure, the piezoelectric element 11 is of a type in which the center is supported, and electrodes 13 are formed on both sides of a piezoelectric body 12 formed into a disk shape using ceramic or the like.
and 14 are provided, and the electrode 13 on one side is formed in an annular pattern with the center portion omitted as shown in FIG.

上記圧電素子11は、両面に設けた電極13と
14の対向面積によつて出力電圧が決まり、中央
部を省いた一方電極13のパターン、即ち電極1
3の中央部省き量を選ぶことにより、出力電圧の
調整が行なえる。
The output voltage of the piezoelectric element 11 is determined by the opposing areas of the electrodes 13 and 14 provided on both sides, and the pattern of one electrode 13 excluding the central part, that is, the electrode 1
The output voltage can be adjusted by selecting the amount of center section 3.

これは、圧電素子に加わるストレスが、円板の
中心部分で最も大きく、中心から離れるにれて低
くなつているため、発生電圧についても円板の中
央部分において最も高く、端にいくにつれて低く
なるが、電極が円板の全面に形成されていれば平
均化された電圧値が生じるのに対し、電極13が
円板の端の部分に形成された場合、中心部で生じ
る高い電圧値は加算されず、出力電圧は低くな
り、電極面積を大きくしてゆけば、中心部分に近
づいて出力電圧の高い部分が加算され、結果的に
出力電圧が高くなつてゆくためである。
This is because the stress applied to the piezoelectric element is greatest at the center of the disk and decreases as you move away from the center, so the generated voltage is also highest at the center of the disk and decreases toward the edges. However, if the electrodes are formed on the entire surface of the disk, an averaged voltage value will occur, whereas if the electrodes 13 are formed at the edge of the disk, the high voltage values that occur in the center will be additive. This is because if the electrode area is increased, a portion with a high output voltage will be added closer to the center, and as a result, the output voltage will become higher.

第4図は、前記圧電素子11を第3図の如く中
心部で支持し、振動加速度6Gで励振したときの
電極13の内径寸法の変化と出力電圧の関係を示
しており、圧電体12の直径は25mmである。
FIG. 4 shows the relationship between the change in the inner diameter dimension of the electrode 13 and the output voltage when the piezoelectric element 11 is supported at the center as shown in FIG. 3 and excited at a vibration acceleration of 6 G. The diameter is 25mm.

同図から明らかなように、電極13の内径寸法
が大きくなるほど出力電圧は低下し、一定の圧電
体12において、電極13のパターンを変えるの
みで、必要とする出力電圧の圧電素子が得られる
ことになる。
As is clear from the figure, the output voltage decreases as the inner diameter of the electrode 13 increases, and for a given piezoelectric body 12, a piezoelectric element with the required output voltage can be obtained by simply changing the pattern of the electrode 13. become.

第5図は圧電素子11を中心部で支持して使用
する例として、自動車エンジンのノツキングセン
サを示しており、一側引出し端子を兼ねる金属ケ
ース15の内部底面にエポキシ接着剤16で圧電
素子11を取付け、金属ケース15の開口部にプ
ラスチツクケース17と外側に金属カバー18と
を嵌め込み、金属ケース15の上端周囲を金属カ
バー18上に折り曲げてスポツト溶接により固定
化すると共に、プラスチツクケース17に一体モ
ールドした+側引出し端子19の内端と圧電素子
11の間にばね20を縮設した構造になつてい
る。
FIG. 5 shows a knocking sensor for an automobile engine as an example in which the piezoelectric element 11 is supported at the center. 11, fit the plastic case 17 and the metal cover 18 on the outside into the opening of the metal case 15, bend the upper end of the metal case 15 onto the metal cover 18 and fix it by spot welding, and then attach the plastic case 17 to the plastic case 17. It has a structure in which a spring 20 is compressed between the inner end of the integrally molded + side lead-out terminal 19 and the piezoelectric element 11.

上記ノツキングセンサにおいて、圧電素子11
は中央部を省いた電極13が金属ケース15の底
面側に向き、他方の全面電極14と+側引出端子
19がばね20で導通していると共に、エポキシ
接着剤16の熱硬化は、圧電素子11、ばね2
0、プラスチツクケース17、金属カバー18を
組込んだ後、最終工程で行なわれ、エンジンへの
取付けは金属ケース15の底面に設けたテーパね
じ21をねじ込み、金属ケース15の底面とエン
ジンの間に隙間をを形成するものである。
In the above knocking sensor, the piezoelectric element 11
The electrode 13 with the central part omitted faces the bottom side of the metal case 15, the other full-surface electrode 14 and the + side lead-out terminal 19 are electrically connected by the spring 20, and the heat curing of the epoxy adhesive 16 is applied to the piezoelectric element. 11, spring 2
0. After assembling the plastic case 17 and metal cover 18, the final step is to install the metal case 15 to the engine by screwing in the tapered screw 21 provided on the bottom of the metal case 15 and attaching it to the engine between the bottom of the metal case 15 and the engine. It forms a gap.

エンジンはノツキングを生じるとある特定の周
波数の振動を発し、この振動が圧電素子11に伝
わると、振動に応じた出力電圧が発生し、ノツキ
ングを電気的に検知するものであり、圧電素子1
1は取付けるエンジンの振動周波数に応じて、予
め電極13のパターンを設定し、所定の出力電圧
が得られるようにするものである。
When knocking occurs, the engine emits vibrations at a certain frequency, and when this vibration is transmitted to the piezoelectric element 11, an output voltage corresponding to the vibration is generated, and the knocking is detected electrically.
1, the pattern of the electrode 13 is set in advance according to the vibration frequency of the engine to which it is attached, so that a predetermined output voltage can be obtained.

<効果> 以上のように、この考案によると、中心部分を
支持して使用する圧電素子において、圧電体の一
面側に設けた電極の中央部分を省いたので、電極
のパターン形状を選ぶのみで、圧電体の形状を変
えることなく出力電圧を調整することができ、一
定の圧電体で必要とする出力電圧の圧電素子が得
られる。
<Effects> As described above, according to this invention, in a piezoelectric element that is used by supporting the central part, the central part of the electrode provided on one side of the piezoelectric body is omitted, so it is only necessary to select the pattern shape of the electrode. , the output voltage can be adjusted without changing the shape of the piezoelectric body, and a piezoelectric element with the required output voltage can be obtained with a constant piezoelectric body.

また、電極のパターン形状の調整により、振動
加速度の大小にかかわらず、一定の出力電圧を得
ることができる。
Further, by adjusting the pattern shape of the electrodes, a constant output voltage can be obtained regardless of the magnitude of vibration acceleration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの考案に係る圧電素子の斜視図、第
2図は同上の正面図、第3図は上記圧電素子の振
動加速度テストを示す説明図、第4図は同上のテ
スト結果を示すグラフ、第5図は同上を用いたノ
ツキングセンサの一部切欠正面図、第6図と第7
図は従来の圧電素子を示す説明図である。 1……圧電素子、12……圧電体、13,14
……電極。
Figure 1 is a perspective view of the piezoelectric element according to this invention, Figure 2 is a front view of the same as above, Figure 3 is an explanatory diagram showing a vibration acceleration test of the piezoelectric element, and Figure 4 is a graph showing the test results of the same. , Figure 5 is a partially cutaway front view of a knocking sensor using the same as above, Figures 6 and 7 are
The figure is an explanatory diagram showing a conventional piezoelectric element. 1... Piezoelectric element, 12... Piezoelectric body, 13, 14
……electrode.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 円形圧電体の両面に電極が各々設けられ、中心
部分を支持して使用する圧電素子であり、圧電体
に設けた電極が中央部分を省いて形成されている
圧電素子。
A piezoelectric element in which electrodes are provided on both sides of a circular piezoelectric body, and the central portion is supported and used, and the electrodes provided on the piezoelectric body are formed by omitting the central portion.
JP1984161533U 1984-10-25 1984-10-25 Expired - Lifetime JPH0535304Y2 (en)

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JP1984161533U JPH0535304Y2 (en) 1984-10-25 1984-10-25

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JPS6176336U JPS6176336U (en) 1986-05-22
JPH0535304Y2 true JPH0535304Y2 (en) 1993-09-08

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4970668A (en) * 1972-11-08 1974-07-09

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4970668A (en) * 1972-11-08 1974-07-09

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JPS6176336U (en) 1986-05-22

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