JPS59146298A - 貼り合せ型圧電振動子 - Google Patents
貼り合せ型圧電振動子Info
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- JPS59146298A JPS59146298A JP58020005A JP2000583A JPS59146298A JP S59146298 A JPS59146298 A JP S59146298A JP 58020005 A JP58020005 A JP 58020005A JP 2000583 A JP2000583 A JP 2000583A JP S59146298 A JPS59146298 A JP S59146298A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric
- electrodes
- polarization
- elements
- voltage
- Prior art date
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- Granted
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 23
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は圧電素子二枚２貼り合せてなる貼り合せ型圧電
振動子に関する。
振動子に関する。
従来例の構成とその問題点
貼り合せ型圧電振動子の一つであるバイモルフ型圧電振
動子の応用例はそのたわみ振動を利用して電気入力を加
えることによって振動させる逆圧電効果を利用するもの
、また外部から機械振動を加えることにより電気信号を
加える圧電効果を利用してなるものの二種類にわけられ
る、前者の場合の応用例としては超音波や音波の送波器
、振動発生器等の応用例があり後者の場合は超音波等の
音波の受波器や振動ピックアンプが代表的な例である０ 従来バイモルフ型圧電振動子には二種類がある。
動子の応用例はそのたわみ振動を利用して電気入力を加
えることによって振動させる逆圧電効果を利用するもの
、また外部から機械振動を加えることにより電気信号を
加える圧電効果を利用してなるものの二種類にわけられ
る、前者の場合の応用例としては超音波や音波の送波器
、振動発生器等の応用例があり後者の場合は超音波等の
音波の受波器や振動ピックアンプが代表的な例である０ 従来バイモルフ型圧電振動子には二種類がある。
これを第１図、第２図で説明する。第１図は並列接続法
第２図は直列接続法によるバイモルフ型圧電振動子の断
面図である。第１図にのいて１．２は矢印方向に分極さ
れた圧電素子で境界面３において二枚が電気的９機械的
に接続されている。分極方向は矢印の方向でもわかるよ
うに二枚共、同一方向に向いている。圧電素子１，２の
主面４゜６にはそれぞれ電極が設けられておリー、その
電気接続は面３，６及び面４，６を電源Ｖに接続してい
る。
第２図は直列接続法によるバイモルフ型圧電振動子の断
面図である。第１図にのいて１．２は矢印方向に分極さ
れた圧電素子で境界面３において二枚が電気的９機械的
に接続されている。分極方向は矢印の方向でもわかるよ
うに二枚共、同一方向に向いている。圧電素子１，２の
主面４゜６にはそれぞれ電極が設けられておリー、その
電気接続は面３，６及び面４，６を電源Ｖに接続してい
る。
今この振動子を逆圧電効果で使う場合を考えると圧電素
子１は分極方向と逆方向の電界がかかる為長さ方向に延
び逆に圧電素子２は同方向に電界がかかる為長さ方向に
縮む、従って片一方が延び片一方が縮む為図のようなた
わみ運動をおこす〇又、逆に圧電効果で使用する場合を
考えてみると第１図のようなたわみになるように外力が
与えられたとすると圧電素子１は長さ方向に延ばされる
ので而３に■の電荷、面４にＯの電荷がチャージされる
。又圧電素ｆ−２は逆に長さ方向に縮めらｔするの７面
３ Ｋ■、而５に○の電荷がチャージされ而３と而４，
６の間に電圧が発生する。
子１は分極方向と逆方向の電界がかかる為長さ方向に延
び逆に圧電素子２は同方向に電界がかかる為長さ方向に
縮む、従って片一方が延び片一方が縮む為図のようなた
わみ運動をおこす〇又、逆に圧電効果で使用する場合を
考えてみると第１図のようなたわみになるように外力が
与えられたとすると圧電素子１は長さ方向に延ばされる
ので而３に■の電荷、面４にＯの電荷がチャージされる
。又圧電素ｆ−２は逆に長さ方向に縮めらｔするの７面
３ Ｋ■、而５に○の電荷がチャージされ而３と而４，
６の間に電圧が発生する。
次に、第２図は圧電素子６．７の分極方向が互に１８０
°異る方向に接続される直列接続の方法である。この場
合も二枚の圧電素子６．７は境界面９において二枚が電
気的２機械的に接続されており、第１図と同様に分極方
向に垂直な対抗する面辱 ８．９．１０はそれぞれ電極が設けられている。
°異る方向に接続される直列接続の方法である。この場
合も二枚の圧電素子６．７は境界面９において二枚が電
気的２機械的に接続されており、第１図と同様に分極方
向に垂直な対抗する面辱 ８．９．１０はそれぞれ電極が設けられている。
この場合は電気入出力端子は面８，１０に接続されてい
る。今逆圧電効果での利用の場合を考えると面８に０１
面１０に■の電圧を加えると第１図と同様に圧電素子６
の素子は長さ方向に延び圧電素子７ａ野社長さ施に縮み
第２図のようなたわみ振動を行う。逆に、圧電効果の利
用を見た場合外力が加わり、第２図のようなたわみをし
た場合、圧電素子６は長さ方向に延される為、面８に■
、而面に○、逆に圧電素子７は而９に０１面１０に○の
電荷がチャージされ面８〜１０に電圧が生じる。
る。今逆圧電効果での利用の場合を考えると面８に０１
面１０に■の電圧を加えると第１図と同様に圧電素子６
の素子は長さ方向に延び圧電素子７ａ野社長さ施に縮み
第２図のようなたわみ振動を行う。逆に、圧電効果の利
用を見た場合外力が加わり、第２図のようなたわみをし
た場合、圧電素子６は長さ方向に延される為、面８に■
、而面に○、逆に圧電素子７は而９に０１面１０に○の
電荷がチャージされ面８〜１０に電圧が生じる。
今たわみ特性、電気特性を比較する為に第１図第２図の
圧電素子の形状寸法を同一としそれぞれの電気容量をＣ
とし、又、圧電素子の厚みをｔとすると第１図の場合の
逆圧電効果によるたわみをξ１第２図の場合をξ２又圧
電効果による発生電圧をＶ、、Ｖ２とし、逆圧電効果の
入力電圧をどちらもＶ、圧電効果による外力をどちらも
Ｆとするｖ、＝ＢＸｄ３．ＸＦ 、ｖ２＝２ｘＢｘｄ、
、、ＸＦ−ｃある。
圧電素子の形状寸法を同一としそれぞれの電気容量をＣ
とし、又、圧電素子の厚みをｔとすると第１図の場合の
逆圧電効果によるたわみをξ１第２図の場合をξ２又圧
電効果による発生電圧をＶ、、Ｖ２とし、逆圧電効果の
入力電圧をどちらもＶ、圧電効果による外力をどちらも
Ｆとするｖ、＝ＢＸｄ３．ＸＦ 、ｖ２＝２ｘＢｘｄ、
、、ＸＦ−ｃある。
又電気インピーダンスは共振周波数以下であれば従って
、逆圧電効果の場合入力電荷は並列接続（第１図）の場
合直列接続（第２図）の場合より倍になって倍歪んでい
ることになる。又、圧電効果の場合、並列接続（第１図
）の出力電荷は直列接続（第２図）と同じで発生電圧が
直列接続（第２図）の場合の倍（６ｄＢ）アップされる
ことになる。このことから一般に逆圧電効果を利用する
場合、同一印加電圧で直列接続の場合より並列接続の方
がよく歪むため並列接続を使う方が自″利でありこれが
使われる場合も多い。又、逆に圧電効果の利用の場合は
直列接続を利用することが有第１である。
、逆圧電効果の場合入力電荷は並列接続（第１図）の場
合直列接続（第２図）の場合より倍になって倍歪んでい
ることになる。又、圧電効果の場合、並列接続（第１図
）の出力電荷は直列接続（第２図）と同じで発生電圧が
直列接続（第２図）の場合の倍（６ｄＢ）アップされる
ことになる。このことから一般に逆圧電効果を利用する
場合、同一印加電圧で直列接続の場合より並列接続の方
がよく歪むため並列接続を使う方が自″利でありこれが
使われる場合も多い。又、逆に圧電効果の利用の場合は
直列接続を利用することが有第１である。
しかし２、同一振動子で圧電効果と逆圧電効果の両方使
用するような用途（例えば超音速の送受信を同一の素子
で行う場合）にはどちらかの−っで使わざるを得々い。
用するような用途（例えば超音速の送受信を同一の素子
で行う場合）にはどちらかの−っで使わざるを得々い。
従って、入力電圧又は出力感度のどちらかを犠牲にして
いるわけである。
いるわけである。
発明の目的
本発明は入力電圧、出方感度の両方を同時に満足できる
貼り合せ型圧電振動子を提供するものである。
貼り合せ型圧電振動子を提供するものである。
発明の構成
本発明は厚み方向に互いに分極方向が１８００異なるよ
うな分極を二つ以上有する第１．第２０圧電振動子を備
え、この圧電振動子の互いに重なる部分の分極方向が同
方向になるように貼り合せた貼り合せ型圧電振動子であ
る。
うな分極を二つ以上有する第１．第２０圧電振動子を備
え、この圧電振動子の互いに重なる部分の分極方向が同
方向になるように貼り合せた貼り合せ型圧電振動子であ
る。
実施例の説明
第３図に本発明の一実施例を示す。第３図において、圧
電素子１１．１２はほぼ真中で分極方向が１８０°異な
るように分極されそれぞれの分極域に応じて分極面に垂
直な面に電極１３〜１８が設けられ圧電素子１１と１２
は電極で電気的機械的に接続されている。
電素子１１．１２はほぼ真中で分極方向が１８０°異な
るように分極されそれぞれの分極域に応じて分極面に垂
直な面に電極１３〜１８が設けられ圧電素子１１と１２
は電極で電気的機械的に接続されている。
本発明の圧電振動子を圧電効果で使用したい場合、外力
が加わり素子が図のようにたわんだとすると、圧電素子
１１は延びる為電極１３にｅ、電極１４に■、電極１７
にＯ１電極１６に■の電荷が発生し、電極１４，１了を
接続すると第２図の場合の同じ電圧が電極１３．１６及
び電極１６゜１８の間に発生する。従って、電極１３．
１８間と電極１５．１６間を両端子とした場合の出力電
圧は第２図の場合と同じ直列接続の例となる。
が加わり素子が図のようにたわんだとすると、圧電素子
１１は延びる為電極１３にｅ、電極１４に■、電極１７
にＯ１電極１６に■の電荷が発生し、電極１４，１了を
接続すると第２図の場合の同じ電圧が電極１３．１６及
び電極１６゜１８の間に発生する。従って、電極１３．
１８間と電極１５．１６間を両端子とした場合の出力電
圧は第２図の場合と同じ直列接続の例となる。
又、逆圧電効果で使いだい場合は電極１４に■電極１３
〜・１６に０１電極１７に○、電極１６〜１８に（１′
Ｎの電１１カを・それぞれ印加すれば第１図の並列接続
と全く同じで並列型バイモルフの構成となる。電極１３
〜１８をメモリーやＩＣスイッチで行えば逆圧電効果、
圧電効果の使い方によって並列接続直列接続の切り換え
は非常に筒中であり、超音波の送受イ菖のような使い力
の場合は非常に有利である。
〜・１６に０１電極１７に○、電極１６〜１８に（１′
Ｎの電１１カを・それぞれ印加すれば第１図の並列接続
と全く同じで並列型バイモルフの構成となる。電極１３
〜１８をメモリーやＩＣスイッチで行えば逆圧電効果、
圧電効果の使い方によって並列接続直列接続の切り換え
は非常に筒中であり、超音波の送受イ菖のような使い力
の場合は非常に有利である。
発明の効果
本発明の貼り合せ型圧電振動子１ｒｉ１ケのトランスジ
ー−サーで送信時には並列接続で回−人力電工でパワー
を大きくとり、送信が終ればすぐ直列接続のバイモルフ
にし受信−，１−れは受信芯ＩＷが大きくどれる。
ー−サーで送信時には並列接続で回−人力電工でパワー
を大きくとり、送信が終ればすぐ直列接続のバイモルフ
にし受信−，１−れは受信芯ＩＷが大きくどれる。
第１図、第２図はそＪ」ぞＪ１従来の並列型、直列型の
圧電振動子の断面図、第３図は本発明の実施例に係る圧
電振動子の断面図である。 １１．１２ ・・・圧電振動子、１３〜１８・・・・
電極。 第 １ 図 第２図 第 ３ 図
圧電振動子の断面図、第３図は本発明の実施例に係る圧
電振動子の断面図である。 １１．１２ ・・・圧電振動子、１３〜１８・・・・
電極。 第 １ 図 第２図 第 ３ 図
Claims (1)
- 厚み方向に互いに分極方向が１８００異るような分極を
二つ以上有する第１．第２の圧電振動子を備え上記第１
．第２の圧電振動子の互いに重なる部分の分極方向が同
方向になるように貼り合せだ貼り合せ型圧電振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58020005A JPS59146298A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 貼り合せ型圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58020005A JPS59146298A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 貼り合せ型圧電振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59146298A true JPS59146298A (ja) | 1984-08-22 |
| JPH0452677B2 JPH0452677B2 (ja) | 1992-08-24 |
Family
ID=12015012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58020005A Granted JPS59146298A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 貼り合せ型圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59146298A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02122458U (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-08 | ||
| JP2008271559A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte Ltd | 環状コンタクト付き多層トランスデューサ |
| US8258678B2 (en) | 2010-02-23 | 2012-09-04 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Short range ultrasonic device with broadbeam ultrasonic transducers |
| US10129656B2 (en) | 2009-01-30 | 2018-11-13 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Active temperature control of piezoelectric membrane-based micro-electromechanical devices |
-
1983
- 1983-02-09 JP JP58020005A patent/JPS59146298A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02122458U (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-08 | ||
| JP2008271559A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte Ltd | 環状コンタクト付き多層トランスデューサ |
| US10129656B2 (en) | 2009-01-30 | 2018-11-13 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Active temperature control of piezoelectric membrane-based micro-electromechanical devices |
| US8258678B2 (en) | 2010-02-23 | 2012-09-04 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Short range ultrasonic device with broadbeam ultrasonic transducers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0452677B2 (ja) | 1992-08-24 |
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