KR0135026Y1 - 압전 세라믹 진동자 - Google Patents

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KR0135026Y1
KR0135026Y1 KR2019930026896U KR930026896U KR0135026Y1 KR 0135026 Y1 KR0135026 Y1 KR 0135026Y1 KR 2019930026896 U KR2019930026896 U KR 2019930026896U KR 930026896 U KR930026896 U KR 930026896U KR 0135026 Y1 KR0135026 Y1 KR 0135026Y1
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윤종용
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Abstract

본 고안은 각종 진동센서등에 이용되는 압전 세라믹 진동자의 최적 구성을 형성시킬 수 있는 압전세라믹 진동자에 관한 것이다.
이는 특히, 전극면(1)이 인쇄된 압전세라믹(2)의 하측에 탄성체(3)가 착설되는 압전세라믹진동자(4)의 압전세라믹(2) 두께 및 폭이 탄성체보다 작게 형성되거나 또는 같게 형성시키는 것이다.
이에 의하여, 전원의 인가시 압전 세라믹 진동자의 굽힘 하중에 따른 탄성체의 인장 혹은 압축력의 발생시 인장이나 압축력을 받지 않는 중립면이 탄성체와 압전세라믹의 경계면에 존재하게 됨으로써, 미세한 진동을 감지하는 진동센서의 압전세라믹 진동자 감도를 가일층 향상시킬수 있음은 물론, 압전세라믹 진동자의 압전세라믹과 탄성체의 최적 구성에 따른 효율을 극대화시키고, 자재의 손실을 최소화할 수 있게 되는 것이다.

Description

압전 세라믹 진동자
제1도는 종래 압전세라믹 진동자의 개략 사시도.
제2도는 제1도의 하중에 따른 응력 분포도.
제3도는 본 고안에 따른 압전세라믹 진동자의 개략 사시도.
제4도는 본 고안에 의한 압전세라믹 진동자의 구부러짐에 따른 인장 및 압축응력 분포도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 전극면 2 : 압전세라믹
3 : 탄성체 4 : 압전세라믹 진동자
본 고안은 캠코더의 진동센서등 각종 진동센서에 이용되는 압전세라믹(Piezoelectric Ceramics)에 관한 것으로 이는 특히, 전극면이 인쇄된 압전세라믹의 하측에 탄성체가 착설된 압전세라믹 진동자의 압전세라믹 두께 및 폭이 그 하측의 탄성체보다 작게 형성되거나 또는 같게 형성시킴으로 인하여 전원의 인가시 압전세라믹 진동자의 굽힘하중(Banding Moment)에 따른 탄성체의 인장 혹은 압축력의 발생시 인장이나 압축력을 받지 않는 중립면이 탄성체와 압전세라믹의 경계면에 존재하게 됨으로써, 미세한 진동을 감지하는 진동센서의 압전세라믹 진동자 감도를 가일층 향상시킬수 있음은 물론, 압전세라믹 진동자의 압전세라믹과 탄성체의 최적 구성에 따른 효율을 극대화시키고, 자재의 손실을 최소화할 수 있도록 한 압전세라믹 진동자에 관한 것이다.
일반적으로 각종 진동센서에 사용되는 압전세라믹의 구조에 있어서는 제1도에 도시한 바와같이, 표면에 전극면(11)이 인쇄된 압전세라믹(12)의 하측에 탄성체(13)가 접착재로서 착설된 압전세라믹 진동자(14)로 이루어져 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 종래의 압전세라믹 진동자(14)는, 제2도에 도시한 바와같이, 전극면(11)이 인쇄된 압전세라믹(12)에 전원의 인가시 길이 방향으로는 인장력이 발생하며, 하단이 구속되어 구부러지는 현상이 발생되며, 이때의 인장된 양에 비례하여 전하량이 발생되는 것이다.
한편, 상기 압전세라믹(12)의 구부러짐에 의해 그 하측의 탄성체(13)는 압축력이 발생하게 되며 이때 인장과 압축력을 받지 않는 중립면(15)이 존재하게 되는바, 상기 중립면(15)이 압전세라믹(12)에 존재할 경우, 고가의 압전세라믹 자재의 손실을 유발함은 물론, 많은 양의 전압을 필요로 하게 되며, 이에 더하여 압전세라믹 진동자(14)의 수명을 단축시키게 되는 커다란 문제점이 있었던 것이다.
본 고안은 상기한 바와같은 종래의 제반 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 전극면이 인쇄된 압전세라믹의 하측에 탄성체가 착설된 압전세라믹 진동자의 압전세라믹 두께 및 폭이 그 하측의 탄성제보다 작게 형성되거나 또는 같에 형성시킴으로 인하여 전원의 인가시 압전세라믹 진동자의 굽힘 하중에 따른 탄성체의 인장 혹은 압축력의 발생시 인장이나 압축력을 받지 않는 중립면이 탄성체와 압전세라믹의 경계면에 존재하게 됨으로써, 미세한 진동을 감지하는 진동센서의 압전세라믹 진동자 감도를 가일층 향상시킬 수 있음은 물론, 압전세라믹 진동자의 압전세라믹과 탄성체의 최적구성에 따른 효율을 극대화시키고, 자재의 손실을 최소화할 수 있는 압전세라믹 진동자를 제공하는데 있다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 고안에 따른 압전세라믹 진동자의 개략 사시도이고, 제4도는 본 고안에 의한 압전세라믹의 구부러짐에 따른 인장 및 압축응력 분포도로서, 표면에 전극면(1)이 인쇄된 압전세라믹(2)의 하측에 탄성체(3)가 착설된 압전세라믹 진동자(4)에 있어서, 압전세라믹(2)의 두께(Tp)및 폭(Bp) 보다, 그 하측의 탄성체(3)의 두께(Te) 및 폭(Be)이 크거나 또는 같게 형성시킨 구조로 이루어진 것이 특징이다.
이와같은 구조로 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
즉, 제3도 및 제4도에 도시한 바와같이, 전극면(1)이 인쇄된 압전세라믹(2)에 전원을 인가하게 되면, 길이 방향으로 인장력이 발생하며, 그 하단의 탄성체(3)는 압축력이 작용하면서 일정한 변위로 구부러지게 된다.
이때, 압전세라믹(2)과 탄성체(3)를 최적 구성으로 하기 위한 조건으로는, 압전세라믹(2)의 두께(Tp) 및 폭(Bp)과 그 하측의 탄성체(3)의 두께(Te) 및 폭(Be)이 BpEpTp2=BeEeTe2으로 되어야 한다.
상기에서 Ep는 압전세라믹의 영률(Young's Modulus)이고, Ee는 탄성체의 영률이다.
한편, 상기에서 압전세라믹(2)과 탄성체(3) 사이의 경계면으로 중립면(S)이 형성되는 것이 가장 바람직하며, 이를 만족하지 못할 경우 압전세라믹의 두께(Tp)와 폭(Bp)보다 탄성체의 두께(Te) 및 폭(Be)이 크거나 또는 상기와 같이 같게 형성한다.
따라서, 고가의 압전세라믹 손실을 예방하면서 압전세라믹 진동자(4)의 탄성체(3)와 압전세라믹(2)을 최적의 구성으로 하여 미세한 진동을 감지하는 진동센서의 효율을 가일층 향상시키게 되는 것이다.
상술한 바와같이 본 고안에 따른 압전세라믹 진동자에 의하면, 전원의 인가시 압전세라믹 진동자의 굽힘 하중에 따른 탄성체의 인장 혹은 압축력의 발생시 인장이나 압축력을 받지 않는 중립면이 탄성체와 압전세라믹의 경계면에 존재하게 됨으로써, 미세한 진동을 감지하는 진동센서의 압전세라믹 진동자 감도를 가일층 향상시킬수 있음은 물론, 압전세라믹 진동자의 압전세라믹과 탄성체의 최적 구성에 따른 효율을 극대화시키고, 자재의 손실을 최소화할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 표면에 전극면(1)이 인쇄된 압전세라믹(2)의 하측에 탄성체(3)가 착설된 압전세라믹 진동자에 있어서, 상기 압전세라믹(2)의 두께(Tp)및 폭(Bp) 보다 그 하측의 탄성체(3)의 두께(Te) 및 폭(Be)이 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 압전세라믹 진동자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압전세라믹(2)은 그 두께(Tp)와 폭(Bp)이 탄성체(3)의 두께(Te) 및 폭(Be)과 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 압전세라믹 진동자.
KR2019930026896U 1993-12-08 1993-12-08 압전 세라믹 진동자 KR0135026Y1 (ko)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100625772B1 (ko) * 2004-12-03 2006-09-20 (주)아이블포토닉스 다중 작용 진동자가 구비된 압전 진동자

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