JPH0955999A - 振動ピックアップ - Google Patents

振動ピックアップ

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JPH0955999A
JPH0955999A JP7206939A JP20693995A JPH0955999A JP H0955999 A JPH0955999 A JP H0955999A JP 7206939 A JP7206939 A JP 7206939A JP 20693995 A JP20693995 A JP 20693995A JP H0955999 A JPH0955999 A JP H0955999A
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JP
Japan
Prior art keywords
vibration
diaphragm
viscous liquid
sealed
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7206939A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasunori Nakada
保則 中田
Shinichi Kenmochi
慎一 釼持
Hidemi Honda
秀美 本田
Nobuo Takei
信生 武井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP7206939A priority Critical patent/JPH0955999A/ja
Publication of JPH0955999A publication Critical patent/JPH0955999A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化が起きても振動特性に変化のない振
動ピックアップを提供することを目的とする。 【構成】 密封筐体1の両端に穿孔した嵌合孔に嵌合し
て密封接続した振動板2に圧電子3を装着し、前記密封
筐体1と前記振動板2とで囲まれる空隙に錘4を封入し
て前記振動板2と連結棒5で接続し、前記密封筐体1と
前記振動板2と前記錘4と前記連結棒5とで形成される
空隙に粘性液体7を充填し、前記圧電子3に接続した出
力端子10から振動子2の振動を電圧として取り出す振
動ピックアップに、密封筐体に貫通孔11を穿孔し、こ
の貫通孔11を変形可能な閉塞体12で密封した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音波等の振動を感知す
る振動ピックアップに関し、特に、使用温度状態の変化
に対して安定な性能・信頼性を得るのに有用なものであ
る。
【0002】
【従来の技術】以下に、図面を参照して、従来の振動ピ
ックアップの構造の一例を説明する。なお、振動ピック
アップは、圧電形のものである。図5は、従来の振動ピ
ックアップの断面図である。図において、1は密封筐
体、2は密封筐体1の両側面の嵌合孔に嵌着した振動
板、3は振動板2の外面に装着した圧電子、4は振動板
2の内面に連結棒5を介して支持した錘、6は密封筐体
1の下部に穿孔した貫通孔、7は密封筐体1の空隙部に
充填された粘性液体、8は貫通孔6のシール部、9は振
動板2と密封筐体1のシール部、10は圧電子3に接続
された出力端子である。なお、前記密封筐体1は、他の
機器への振動の伝達を阻止する図示しない振動阻止材を
介してマイクロホン筐体等に取り付けられるようにして
ある。
【0003】そして、上記各構成要素を次のように接続
して振動ピックアップを構成した。すなわち、密封筐体
1の両端に穿孔した嵌合孔に嵌合して密封接続した振動
板2に圧電子3を装着し、前記密封筐体1と前記振動板
2とで囲まれる空隙に錘4を封入して前記振動板2と連
結棒5で接続し、前記密封筐体1と前記振動板2と前記
錘4と前記連結棒5とで形成される空隙に粘性液体7を
充填し、前記圧電子3に接続した出力端子10から振動
子2の振動を電圧として取り出すように接続して振動ピ
ックアップを形成している。
【0004】上記構成の振動ピックアップでは、前記密
封筐体1と振動板2とが音波等の振動で共振して錘4を
基準に振動する。すると、振動板2の振動により前記圧
電子3に加わる圧力が変化し、その圧力の変化に応じて
圧電子3に発生する応力が変化して圧電子3を歪ませ
る。圧電子3は、その応力による変化に応じて電圧を発
生し、前記出力端子10を介して音波等の振動の変化を
電圧の変化として取り出すようになっている。
【0005】図6は、一定温度時における振動ピックア
ップの振動系モデルの説明図である。この振動系モデル
は、振動板2、圧電子3及び錘4と密封筐体1の関係を
表している。図において、mは錘4の質量、kは振動板
2と圧電子3とからなるバネ定数、Cは密封筐体1内に
充填された粘性液体7の粘性抵抗、xは錘4の釣り合い
点からの変位、f(x)は強制振動の振動周波数を示す
ものとする。なお、連結棒5の質量は無視するものとす
る。
【0006】音波等の振動で密封筐体1全体が共振した
場合には、錘4は筐体本体1に対して強制振動している
のと同等である。錘4が振動して筐体本体1に対してx
量の変位をすると、その変位による力が振動板2及び圧
電子3に伝わって両者を歪ませる。そして、前記圧電子
3の歪みが出力電圧となる。ここで、歪み量と出力電圧
は、圧電子3の特性限界まで比例する性質がある。な
お、このとき、粘性液体7は、密封筐体内で粘性抵抗と
して働き、振動特性の安定化として機能する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、温度変化による体積変化の割合を表す体積膨張係数
は物質により大きく相違するので、粘性液体の体積膨張
係数と振動ピックアップを構成する粘性液体以外の構成
体の体積膨張係数とは、オーダーが一桁以上の差があ
る。すなわち、粘性液体として使用する物質の中でも体
積膨張係数の可能な限り小さい物質であっても、粘性液
体以外の構成体の体積膨張係数よりも一桁大きい体積膨
張係数になってしまう。
【0008】従って、上記振動ピックアップでは、粘性
液体は密封筐体と振動板とで密封された構造なので、温
度変化があった場合には、粘性液体の体積変化に対して
粘性液体以外の構成体の体積変化が追従できず、粘性液
体の体積膨張分は密封筐体と振動板とに圧力を加えるこ
とになる。このため、図7に示すように、温度変化が増
加して加圧状態の場合には、音波等の振動がない初期状
態であっても、振動板が基準位置より押し出された状態
となり、これに伴い圧電子も変形してしまう。この初期
状態で音波等の振動があった場合には、振動板及び圧電
子には通常と比較し過大な変形が掛かることとなるた
め、出力電圧が不安定となり、性能不良となる問題があ
る。また、粘性液体の温度変化による膨張体積分は、粘
性液体以外の構成体に対し圧力として働くため、その圧
力がシール部強度以上となった場合には、粘性液体の流
出が発生してしまう問題がある。かかる問題のため、振
動ピックアップの振動特性が変化してしまう問題があ
る。さらに、温度変化に伴う定常的な変形により、振動
ピックアップのその他の構成同士の接続部分でも剥離等
が発生してしまう問題がある。
【0009】さらに、図8に示すように、温度変化が減
少して負圧状態の場合には、音波等の振動がない初期状
態であっても、振動板が基準位置より押し込まれた状態
となり、これに伴い圧電子も変形してしまう。この初期
状態で音波等の振動があった場合には、振動板及び圧電
子には通常と比較して過大な変形が掛かることとなるた
め、出力電圧が不安定となり、性能不良となる問題があ
る。また、粘性状態の収縮が過大となることによって、
粘性液体内に真空気泡が発生してしまう問題がある。な
お、その真空気泡の発生位置の特定は不可能であり、例
えば、図4に示すように、振動板−錘間に発生した場
合、粘性抵抗Cnが変化し、振動ピックアップ自体の振
動系の粘性項f(t)に変化が生じて振動特性が変動
し、性能不良となる問題がある。また、負圧状態の場合
も加圧状態の場合と同様に、剥離が発生してしまう問題
がある。
【0010】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、密封筐
体の両端に穿孔した嵌合孔に嵌合して密封接続した振動
板に圧電子を装着し、前記密封筐体と前記振動板とで囲
まれる空隙に錘を封入して前記振動板と連結棒で接続
し、前記密封筐体と前記振動板と前記錘と前記連結棒と
で形成される空隙に粘性液体を充填し、前記圧電子に接
続した出力端子から振動子の振動を電圧として取り出す
振動ピックアップにおいて、密封筐体に貫通孔を穿孔
し、この貫通孔を変形可能な閉塞体で密封した。
【0011】
【作用】このような構成によると、温度変化に伴う粘性
液体の体積変化を閉塞体で吸収することができるように
なる。
【0012】
【実施例】以下に、図面を参照して、本発明の一実施例
を説明する。なお、振動ピックアップは、圧電形のもの
である。図1は、実施例の振動ピックアップの断面図で
ある。図において、1は密封筐体、2は密封筐体1の両
側面の嵌合孔に嵌着した振動板、3は振動板2の外面に
装着した圧電子、4は振動板2の内面に連結棒5を介し
て支持した錘、6は密封筐体1の下部に穿孔した貫通
孔、7は密封筐体1の空隙部に充填された粘性液体、8
は貫通孔6のシール部、9は振動板2と密封筐体1のシ
ール部、10は圧電子3に接続された出力端子である。
また、11は図中では密封筐体1の上部に穿孔した貫通
孔、12は粘性液体の温度変化に伴う体積変化による圧
力吸収を主たる目的とし、密封筐体1の前記嵌合孔11
に密封接続した閉塞体である。この閉塞体12は、蛇腹
形状とし弾性体で形成するのが好ましいが、これに限ら
ず、例えば、中空状に形成した弾性体や膜状に形成した
弾性体で形成してもよい。また、収縮自在な蛇腹を有す
る剛体で形成するようにしてもよい。なお、前記密封筐
体1は、他の機器への振動の伝達を阻止する図示しない
振動阻止材を介してマイクロホン筐体等に取り付けられ
るようにしてある。
【0013】そして、上記各構成要素を次のように接続
して振動ピックアップを構成した。すなわち、密封筐体
1の両端に穿孔した嵌合孔に嵌合して密封接続した振動
板2に圧電子3を装着し、前記密封筐体1と前記振動板
2とで囲まれる空隙に錘4を封入して前記振動板2と連
結棒5で接続し、前記密封筐体1と前記振動板2と前記
錘4と前記連結棒5とで形成される空隙に粘性液体7を
充填し、前記圧電子3に接続した出力端子10から振動
子2の振動を電圧として取り出すように接続し、また、
密封筐体に貫通孔11を穿孔し、この貫通孔11を変形
可能な閉塞体12で密封して振動ピックアップを形成し
てある。
【0014】上記構成の振動ピックアップでは、前記密
封筐体1と振動板2とが音波等の振動で共振して錘4を
基準に振動する。すると、振動板2の振動により前記圧
電子3に加わる圧力が変化し、その圧力の変化に応じて
圧電子3に発生する応力が変化して圧電子3を歪ませ
る。圧電子3は、その応力による変化に応じて電圧を発
生し、前記出力端子10を介して音波等の振動の変化を
電圧の変化として取り出すようにしてある。以上の通常
時の作用は、上記従来の場合と同様であり、前記閉塞体
12は特別に作用しない。この閉塞体12は、周囲温度
が変化し、粘性液体の体積変化が生じる場合に作用す
る。
【0015】次に、使用温度条件下に応じた閉塞体12
の作用を説明する。図2は充填密封時の状態説明図、図
3は膨張時の状態説明図、図4は収縮時の状態説明図で
ある。なお、充填密封時の温度は、常温として説明する
が、これに限らず、いずれの温度を充填密封時の温度と
してもよい。図2に示すように、充填密封時(常温時)
では、粘性液体7が振動板2に圧力を加えない特性にし
てある。このときの前記閉塞体12の高さを基準高さx
とする。この基準高さxは、閉塞体12の蛇腹が伸びる
方向にも縮む方向にも収縮可能な位置に設定しておく。
【0016】図3に示すように、膨張時(常温よりも高
温時)では、粘性液体7は、膨張する。この膨張に伴う
体積変化は、前記閉塞体12が体積増加高さx1−xだ
け伸びることで吸収する。従って、粘性液体7が振動板
2に圧力を加える加えることもなく、常温時の特性のま
ま変わらないので、振動板2を変形させることもない。
【0017】図4に示すように、収縮時(常温よりも低
温時)では、粘性液体7は、収縮する。この収縮に伴う
体積変化は、前記閉塞体12が体積減少高さx2−xだ
け縮むことで吸収する。従って、粘性液体7が振動板2
に圧力を加えることもなく、常温時の特性のまま変わら
ないので、振動板2を変形させることも真空気泡を発生
させることもない。
【0018】上記実施例の振動ピックアップによると、
粘性液体7の温度変化による体積変化による体積変化を
閉塞体12で吸収するするようにしたので、たとえ、温
度変化が起きても、粘性液体7は、密封筐体や振動体に
圧力を加えることもなく、初期状態の特性を保つことが
できる効果が得られる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明の振動ピック
アップによると、粘性液体の温度変化による体積変化に
よる体積変化を閉塞体で吸収するするようにしたので、
たとえ、温度変化が起きても、粘性液体は、密封筐体や
振動体に圧力を加えることもなく、初期状態の特性を保
つことができる効果が得られる。このため、密封筐体内
に存在する粘性液体の量、または周囲の温度等の使用条
件を変化させても、振動特性に影響を与えることはなく
安定した性能を得ることができる効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の振動ピックアップの断面図
【図2】充填密封時の状態説明図
【図3】膨張時の状態説明図
【図4】収縮時の状態説明図
【図5】従来例の振動ピックアップの断面図
【図6】一定温度時の振動系モデルの説明図
【図7】膨張時の状態説明図
【図8】収縮時の状態説明図
【図9】温度変化時の振動系モデルの説明図
【符号の説明】
1 密封筐体 2 振動板 3 圧電子 4 錘 6 貫通孔 7 粘性液体 8 シール部 9 シール部 10 出力端子 11 貫通孔 12 閉塞体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武井 信生 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密封筐体の両端に穿孔した嵌合孔に嵌合
    して密封接続した振動板に圧電子を装着し、前記密封筐
    体と前記振動板とで囲まれる空隙に錘を封入して前記振
    動板と連結棒で接続し、前記密封筐体と前記振動板と前
    記錘と前記連結棒とで形成される空隙に粘性液体を充填
    し、前記圧電子に接続した出力端子から振動子の振動を
    電圧として取り出す振動ピックアップにおいて、 密封筐体に貫通孔を穿孔し、この貫通孔を変形可能な閉
    塞体で密封したことを特徴とする振動ピックアップ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、閉塞体を蛇腹形状と
    したことを特徴とする振動ピックアップ。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2において、閉塞体
    を弾性体で形成したことを特徴とする振動ピックアッ
    プ。
JP7206939A 1995-08-14 1995-08-14 振動ピックアップ Pending JPH0955999A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009291776A (ja) * 2008-06-03 2009-12-17 Olympus Medical Systems Corp 超音波振動装置
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JP2011169697A (ja) * 2010-02-17 2011-09-01 Asahi Kasei Corp 振動センサ、携帯情報端末
JP2017029898A (ja) * 2015-07-30 2017-02-09 日本電産コパル株式会社 圧電振動アクチュエータ
CN109839180A (zh) * 2019-02-20 2019-06-04 中国电子科技集团公司第四十九研究所 一种谐振式高灵敏声传感器

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