JPH1138036A - 圧電振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動体の伸縮運動のエネルギーが水平支持部
に漏れて伝わりにくい圧電振動子を提供する。 【解決手段】 水平支持部２１ａおよび２１ｂの中の、
カプラ６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂの中心線の延長線上に水
平支持部２１ａおよび２１ｂと支持台２６を溶接する溶
接領域２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂを設け、この溶
接領域２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂにおいて水平支
持部２１ａおよび２１ｂと支持台１１をスポット溶接す
る。 【効果】 溶接部の中心がカプラの中心線の延長線上に
あり、しかも溶接部が水平支持部からはみ出したりしな
いため、水平支持部と支持台とはスポット溶接による完
全な固定ができる。これによって、圧電振動子の振動体
の伸縮振動のエネルギーの水平支持部への漏れや、振動
体の不要な振動モードの発生を防ぎ、圧電振動子の温度
ドリフトを小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動子、特に
自動車用ナビゲーションシステムに使用される圧電型加
速度センサに用いられる圧電振動子に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２に、従来の圧電振動子を示す。図２
に示す圧電振動子は片持ち梁方式の圧電振動子の例であ
る。

【０００３】図２において、圧電振動子１は、板状の振
動体２、振動体２の一方主面に貼り付けられた圧電素子
３ａおよび３ｂ、同じく他方主面に貼り付けられた圧電
素子３ｃおよび３ｄ、水平支持部４ａおよび４ｂ、重り
取り付け部５、連結部６、７、８、９、重り１０、支持
台１１で構成されている。連結部６、７、８、９は、そ
れぞれ２つのカプラ６ａと６ｂ、７ａと７ｂ、８ａと８
ｂ、９ａと９ｂで構成されている。水平支持部４ａおよ
び４ｂは、振動体２の面に水平で、その長手方向に垂直
な方向に伸びた４つのカプラ６ａと６ｂ、７ａと７ｂか
らなる２つの連結部６と７によって振動体２の長手方向
の一端側に接続されている。また、重り取り付け部５
も、振動体２の面に水平で、その長手方向に垂直な方向
に伸びた４つのカプラ８ａと８ｂ、９ａと９ｂからなる
２つの連結部８と９によって振動体２の長手方向の他端
側に接続されている。また、重り１０は重り取り付け部
５に取り付けられている。

【０００４】ここで、振動体２、水平支持部４ａおよび
４ｂ、重り取り付け部５、連結部６、７、８および９
は、エリンバなどの恒弾性金属材料を所定の形状に打ち
抜くなどして一体的に形成されている。また、連結部
６、７、８および９を構成するカプラ６ａ、６ｂ、７
ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，９ａおよび９ｂは、振動体２の
長手方向の伸縮振動を妨げないように細い部材で構成さ
れている。そして、水平支持部４ａおよび４ｂは、カプ
ラ６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂとの接続部の近傍において、
支持台１１にスポット溶接で固定されている。図２にお
いて、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂはスポット溶接
による溶接部を表している。この結果、圧電振動子１
は、振動体２を、その長手方向の一端側で連結部６と７
によって保持する片持ち梁構造となっている。

【０００５】このように構成された圧電振動子１におい
て、振動体２の長手方向の他端側に設けられた圧電素子
３ａおよび３ｃと、一端側に設けられた圧電素子３ｂお
よび３ｄは、その両面に電極が形成され駆動信号が印加
される。圧電素子は両面の電極に印加される電圧の方向
によって、全体が収縮したり伸長したりする性質を持っ
ている。そこで、圧電振動子１においては、駆動信号に
よって振動体２の一端側の２つの圧電素子３ｂと３ｄが
収縮すれば他端側の２つの圧電素子３ａと３ｃが伸長
し、一端側の２つの圧電素子３ｂと３ｄが伸長すれば他
端側の２つの圧電素子３ａと３ｃが収縮するように構成
されている。その結果、振動体２は駆動信号によってそ
の一端側と他端側が交互に収縮と伸長を繰り返す伸縮振
動を行う。そして、このとき、各圧電素子に形成された
電極からは、圧電素子の伸縮振動に応じた信号が出力さ
れる。なお、この場合、振動体２の一端側と他端側が互
いに逆向きの伸縮振動をするため、伸縮振動中も振動体
２の全長は変わらない。

【０００６】この状態において、圧電振動子１に対して
振動体２の面に垂直な方向に加速度が加わると、振動体
２に水平支持部４ａおよび４ｂと連結部６と７で保持さ
れた部分を基点としたたわみが生じる。この時、重り１
０は振動体２のたわみを大きくする働きをしている。振
動体２がたわむと、圧電素子３ｂと３ｄには振動体２の
たわみに対して互いに逆位相の電圧が発生する。そこ
で、この２つの圧電素子３ｂと３ｄの出力電圧の差を取
ることにより、圧電振動子１に加わる加速度を検出する
ことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図３に、圧電振動子１
の平面図を示す。圧電振動子１において、水平支持部４
ａ、４ｂを支持台１１に固定するための溶接部１２ａ、
１２ｂ、１３ａ、１３ｂは、カプラ６ａ、６ｂ、７ａ，
７ｂとの接続部の近傍に設定されている。

【０００８】ところで、振動体２の伸縮振動のエネルギ
ーが水平支持部４ａ、４ｂや支持台１１の方に漏れてこ
ないようにするためには、カプラ６ａ、６ｂ、７ａ，７
ｂの水平支持部４ａ、４ｂ側の一端を支持台１１に完全
に固定するのが望ましい。しかしながら、圧電振動子１
においては、溶接部１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂの
中心は、カプラ６ａ、６ｂ、７ａ，７ｂの中心線の延長
線上からはずれて、水平支持部４ａ、４ｂの内側方向に
少しずれている。そのため、カプラ６ａ、６ｂ、７ａ，
７ｂの水平支持部４ａ、４ｂ側の一端の固定は完全では
なく、振動体２の伸縮振動のエネルギーの水平支持部４
ａおよび４ｂへの漏れを抑えるためには十分ではないと
いう問題がある。これは伸縮振動のエネルギーの損失と
なるだけでなく、振動体２に不要な振動モードが生じ、
温度ドリフト（温度の変化による出力電圧の変化）が大
きくなる原因にもなる。

【０００９】そこで、本発明は、振動体の伸縮振動のエ
ネルギーが水平支持部に漏れて伝わりにくい圧電振動子
を提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の圧電振動子は、両面に圧電素子を貼り付
けた板状の振動体と、前記振動体の長手方向の一端側お
よび他端側にそれぞれ配置して設けられた水平支持部お
よび重り取り付け部と、前記振動体の面に水平な方向に
伸び、前記水平支持部および前記重り取り付け部と前記
振動体とを連結する、少なくとも２つのカプラを１組と
してなる複数の連結部と、前記重り取り付け部に取り付
けられた重りと、前記水平支持部を固定する支持台を有
する圧電振動子であって、前記水平支持部と前記支持台
との間の固定は、前記カプラの中心線の延長線上におけ
るスポット溶接によりなされることを特徴とする。

【００１１】また、本発明の圧電振動子は、前記水平支
持部が、前記カプラの中心線の延長線上にスポット溶接
をするための溶接領域を有することを特徴とする。

【００１２】このように構成することにより、本発明の
圧電振動子は、振動体の伸縮振動のエネルギーが水平支
持部に漏れて伝わるのを防止できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の圧電振動子の一
実施例を示す。図１において、図２および図３と同一も
しくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明は省略
する。

【００１４】図１において、水平支持部２１ａおよび２
１ｂの、カプラ６ａと６ｂ、および７ａと７ｂの中心線
の延長線上にはそれぞれ溶接領域２２ａと２２ｂ、およ
び２３ａと２３ｂが設けられている。溶接領域２２ａと
２２ｂ、および２３ａと２３ｂの大きさは、少なくとも
スポット溶接による溶接部の大きさより大きいサイズに
設定されている。そのため、水平支持部２１ａおよび２
１ｂは、溶接領域２２ａと２２ｂ、および２３ａと２３
ｂの分だけ従来に比べて外側方向に面積が大きくなって
いる。そして、水平支持部２１ａと２１ｂは、その溶接
領域２２ａと２２ｂ、および２３ａと２３ｂにおいて支
持台２６とスポット溶接によって固定されている。図１
において、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂはスポット
溶接による溶接部を表している。

【００１５】このように、水平支持部２１ａと２１ｂの
中の、カプラ６ａと６ｂ、および７ａと７ｂの中心線の
延長線上に当たる部分に溶接領域２２ａと２２ｂ、およ
び２３ａと２３ｂを設けることにより、溶接部２４ａと
２４ｂ、および２５ａと２５ｂの中心をカプラ６ａ、６
ｂ、７ａ、７ｂの中心線の延長線上にすることができ
る。しかも溶接部２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂが水
平支持部２１ａおよび２１ｂからはみ出さないために、
水平支持部２１ａおよび２１ｂと支持台２６とはスポッ
ト溶接により完全な固定ができる。その結果、振動板２
の伸縮振動のエネルギーが水平支持部２１ａと２１ｂの
方に漏れて伝わるのを防止でき、また、振動体２の不要
な振動モードの発生を防ぎ、圧電振動子２０の温度ドリ
フトを小さくすることができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明の圧電振動子によれば、水平支持
部の、カプラの中心線の延長線上に当たる部分に溶接領
域を設け、この溶接領域において水平支持部と支持台を
スポット溶接する。これにより、溶接部の中心がカプラ
の中心線の延長線上に来て、しかも溶接部が水平支持部
からはみ出したりせず、スポット溶接により完全な固定
ができる。これによって、圧電振動子の振動体の伸縮振
動のエネルギーの水平支持部への漏れや、振動体の不要
な振動モードの発生を防ぎ、圧電振動子の温度ドリフト
を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧電振動子の一実施例を示す平面図で
ある。

【図２】従来の圧電振動子の例を示す斜視図である。

【図３】図２の圧電振動子の平面図である。

【符号の説明】

２…振動体 ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ…圧電素子 ５…重り取り付け部 ６、７、８、９…連結部 ６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂ…カ
プラ ２０…圧電振動子 ２１ａ、２１ｂ…水平支持部 ２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ…溶接領域 ２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ…溶接部 ２６…支持台

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面に圧電素子を貼り付けた板状の振動
   体と、前記振動体の長手方向の一端側および他端側にそ
   れぞれ配置して設けられた水平支持部および重り取り付
   け部と、前記振動体の面に水平な方向に伸び、前記水平
   支持部および前記重り取り付け部と前記振動体とを連結
   する、少なくとも２つのカプラを１組としてなる複数の
   連結部と、前記重り取り付け部に取り付けられた重り
   と、前記水平支持部を固定する支持台を有する圧電振動
   子であって、 前記水平支持部と前記支持台との間の固定は、前記カプ
   ラの中心線の延長線上におけるスポット溶接によりなさ
   れることを特徴とする圧電振動子。
2. 【請求項２】 前記水平支持部は、前記カプラの中心線
   の延長線上にスポット溶接をするための溶接領域を有す
   ることを特徴とする、請求項１に記載の圧電振動子。