JPH0314513B2 - - Google Patents
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- JPH0314513B2 JPH0314513B2 JP62107390A JP10739087A JPH0314513B2 JP H0314513 B2 JPH0314513 B2 JP H0314513B2 JP 62107390 A JP62107390 A JP 62107390A JP 10739087 A JP10739087 A JP 10739087A JP H0314513 B2 JPH0314513 B2 JP H0314513B2
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- vibration
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
- G01N9/002—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
- G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
- G01N11/16—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by measuring damping effect upon oscillatory body
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
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- H10N30/2042—Cantilevers, i.e. having one fixed end
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は圧電バイモルフ形振動子を用いた円方
向振動子に関する。
向振動子に関する。
従来技術
電圧印加によつて長さ振動する圧電セラミツク
の特性を利用し、長さ振動を厚み方向の機械的振
動に変換するものとして、圧電セラミツクに金属
板を張り合せた圧電バイモルフ形振動子が知られ
ている。又二枚の圧電セラミツクを電圧印加時の
伸縮方向が逆方向となるように張り合せ、一方に
延び、他方に縮みを交互に生じさせることによつ
て厚み方向の機械的振動に転換しベンデイング運
動させるようにした圧電バイモルフ形振動子が提
供されている。上記圧電セラミツクは自発分極を
持つ強誘電セラミツクに、高電圧を印加し分極方
向を一方向に固定する、所謂分極処理（ポーリン
グ処理）を施したものである。
の特性を利用し、長さ振動を厚み方向の機械的振
動に変換するものとして、圧電セラミツクに金属
板を張り合せた圧電バイモルフ形振動子が知られ
ている。又二枚の圧電セラミツクを電圧印加時の
伸縮方向が逆方向となるように張り合せ、一方に
延び、他方に縮みを交互に生じさせることによつ
て厚み方向の機械的振動に転換しベンデイング運
動させるようにした圧電バイモルフ形振動子が提
供されている。上記圧電セラミツクは自発分極を
持つ強誘電セラミツクに、高電圧を印加し分極方
向を一方向に固定する、所謂分極処理（ポーリン
グ処理）を施したものである。
発明が解決しようとする問題点
而して上記圧電バイモルフ形振動子は何れも、
電圧印加時の振動動作が単純なベンデイング運動
であり、ベンデイング運動を振動源とする用途
（例えば電気音響変換機や圧電形フイルター等）
に使用分野が狭められている。
電圧印加時の振動動作が単純なベンデイング運動
であり、ベンデイング運動を振動源とする用途
（例えば電気音響変換機や圧電形フイルター等）
に使用分野が狭められている。
一般に圧電セラミツクの振動モードとしては、
長さ振動、厚み方向の振動、或は径方向振動等で
あり、これらの振動モードを直接駆動源とする用
い方が通常なされている。
長さ振動、厚み方向の振動、或は径方向振動等で
あり、これらの振動モードを直接駆動源とする用
い方が通常なされている。
而して本発明は上記ベンデイング運動する圧電
バイモルフ形振動子を利用して良好な円方向振動
を生起させるようにした円方向振動子を提供せん
とするものである。上記円方向振動子は上記円方
向振動モードを駆動源又は検出源とする新分野へ
の圧電セラミツクの用途拡張を図り、例えば粘度
検出又は比重計等の振動子として極めて適性に富
むものである。
バイモルフ形振動子を利用して良好な円方向振動
を生起させるようにした円方向振動子を提供せん
とするものである。上記円方向振動子は上記円方
向振動モードを駆動源又は検出源とする新分野へ
の圧電セラミツクの用途拡張を図り、例えば粘度
検出又は比重計等の振動子として極めて適性に富
むものである。
例えば従来の厚み方向振動子を駆動源として用
い、この振動を検出子に伝え、該検出子を被測定
液中において同方向に振動させ振動の変化分から
比重又は粘度を検出せんとする場合、検出子の振
動波が被測定液に伝播されて波動を生じ測定値の
外乱要因となり、高精度の測定が難しく、測定範
囲も狭い欠点がある。上記円方向振動子はこれら
の問題を解消し、比重又は粘度計の駆動源或は検
出源（振動センサー）として好適に用いられる。
い、この振動を検出子に伝え、該検出子を被測定
液中において同方向に振動させ振動の変化分から
比重又は粘度を検出せんとする場合、検出子の振
動波が被測定液に伝播されて波動を生じ測定値の
外乱要因となり、高精度の測定が難しく、測定範
囲も狭い欠点がある。上記円方向振動子はこれら
の問題を解消し、比重又は粘度計の駆動源或は検
出源（振動センサー）として好適に用いられる。
問題点を解決するための手段
而して本発明は、上記円方向振動子として一対
の圧電バイモルフ形振動子を用い、両振動子を円
方向振動支点となる担体に片持ち支持にて取付
け、各振動子が該片持ち支持状態で該担体から互
いに反対方向に延ばされるように配置し、両振動
子を上記担体を中心とする円方向振動時には夫々
同位相の電圧が生ずるように互いに接続する構成
とし、円方向振動時には所定の電圧出力を、又所
定位相の電圧印加時には円方向振動が得られるよ
うにしたものである。
の圧電バイモルフ形振動子を用い、両振動子を円
方向振動支点となる担体に片持ち支持にて取付
け、各振動子が該片持ち支持状態で該担体から互
いに反対方向に延ばされるように配置し、両振動
子を上記担体を中心とする円方向振動時には夫々
同位相の電圧が生ずるように互いに接続する構成
とし、円方向振動時には所定の電圧出力を、又所
定位相の電圧印加時には円方向振動が得られるよ
うにしたものである。
作 用
本発明によれば、上記担体の円方向振動軸支点
を中心とする円方向振動（時計方向と反時計方向
運動の繰り返し）が与えられると、これに片持ち
支持された一対の振動子は夫々自由端が互いに逆
厚み方向へ振動し（円方向振動し）、この結果両
圧電バイモルフ形振動子には共に同位相の正電圧
（又は負電圧）が生じ出力信号が得られる。
を中心とする円方向振動（時計方向と反時計方向
運動の繰り返し）が与えられると、これに片持ち
支持された一対の振動子は夫々自由端が互いに逆
厚み方向へ振動し（円方向振動し）、この結果両
圧電バイモルフ形振動子には共に同位相の正電圧
（又は負電圧）が生じ出力信号が得られる。
又仮に担体及び一対の圧電バイモルフ形振動子
に担体を中心とする円方向振動以外の振動が与え
られた時、例えば両振動子が共に同一厚み方向に
ベンデイング運動するような振動が与えられた時
には、一方の振動子に正電圧が生じ他方の振動子
に負電圧が生ずると言うように互いに逆位相の電
圧が生じこれらが相殺されて出力は零となるので
ある。
に担体を中心とする円方向振動以外の振動が与え
られた時、例えば両振動子が共に同一厚み方向に
ベンデイング運動するような振動が与えられた時
には、一方の振動子に正電圧が生じ他方の振動子
に負電圧が生ずると言うように互いに逆位相の電
圧が生じこれらが相殺されて出力は零となるので
ある。
従つて本発明に係る円方向振動子は円方向振動
が与えられた時のみ、正常な電気的出力を得るこ
とができる。
が与えられた時のみ、正常な電気的出力を得るこ
とができる。
又上記は機械的エネルギー（円方向振動）を電
気的エネルギー（電圧出力）に変換する場合につ
いて述べたが、圧電バイモルフ形振動子の電気機
械変換機能に鑑み、上記とは逆の電気→機械作用
が得られることは勿論である。即ち、上記円方向
振動子に電圧が印加されると、両圧電バイモルフ
形振動子は各々の基端が担体によつて片持ち支持
状態で固定されているために、一方の振動子はそ
の自由端において厚み方向の一方に、他方の振動
子はその自由端において厚み方向の他方に運動す
るというように、互いに逆厚み方向へ運動させる
ことができる。即ち全体として担体を中心とする
円方向振動を得ることができる。
気的エネルギー（電圧出力）に変換する場合につ
いて述べたが、圧電バイモルフ形振動子の電気機
械変換機能に鑑み、上記とは逆の電気→機械作用
が得られることは勿論である。即ち、上記円方向
振動子に電圧が印加されると、両圧電バイモルフ
形振動子は各々の基端が担体によつて片持ち支持
状態で固定されているために、一方の振動子はそ
の自由端において厚み方向の一方に、他方の振動
子はその自由端において厚み方向の他方に運動す
るというように、互いに逆厚み方向へ運動させる
ことができる。即ち全体として担体を中心とする
円方向振動を得ることができる。
本発明は上記の如き円方向振動子を既知の圧電
バイモルフ形振動子の組合せによつて容易に形成
でき、構造も頗る簡素にして適正な振動軌跡を持
つた円方向振動が確実に得られる。
バイモルフ形振動子の組合せによつて容易に形成
でき、構造も頗る簡素にして適正な振動軌跡を持
つた円方向振動が確実に得られる。
上記円方向振動子の振動モードが液の粘度又は
比重を測定する場合の駆動源として又は検出源
（振動センサー）等として好適に用いられるもの
であることは前述の通りである。
比重を測定する場合の駆動源として又は検出源
（振動センサー）等として好適に用いられるもの
であることは前述の通りである。
実施例
以下、本発明の実施例を第１図乃至第５図に基
いて説明する。
いて説明する。
前記の通り、円方向振動子は左右一対の圧電バ
イモルフ形振動子S1，S2にて構成される。
イモルフ形振動子S1，S2にて構成される。
該振動子S1，S2は図示の如き圧電セラミツクの
バイモルフ、又は圧電セラミツクと振動板（金属
板）のバイモルフである。ａは圧電バイモルフ形
振動子S1，S2の外表面に設けた外部電極、ｂは張
り合せ界面に設けた中間電極、２は担体の、従つ
て円方向振動子の円方向振動軸支点である。
バイモルフ、又は圧電セラミツクと振動板（金属
板）のバイモルフである。ａは圧電バイモルフ形
振動子S1，S2の外表面に設けた外部電極、ｂは張
り合せ界面に設けた中間電極、２は担体の、従つ
て円方向振動子の円方向振動軸支点である。
該振動子S1，S2を円方向振動軸支点となる担体
１に軸対称となるように取付ける。
１に軸対称となるように取付ける。
該振動子S1，S2の軸対称配置としては第１図に
示すように、中心に円方向振動軸支点２を有する
矩形担体１を形成し、該担体１の対向する一方の
側面に一方の振動子S1の基端を電極面と平行な面
を以つて添設すると共に、同他方の側面に他方の
振動子S2の基端を電極面と平行な面を以つて添設
し、両振動子S1，S2が互いに逆方向に延びるよう
に配置する。
示すように、中心に円方向振動軸支点２を有する
矩形担体１を形成し、該担体１の対向する一方の
側面に一方の振動子S1の基端を電極面と平行な面
を以つて添設すると共に、同他方の側面に他方の
振動子S2の基端を電極面と平行な面を以つて添設
し、両振動子S1，S2が互いに逆方向に延びるよう
に配置する。
又は第２図に示すように、両振動子S1，S2を担
体１に同一直線上において軸対称となるように配
置する。
体１に同一直線上において軸対称となるように配
置する。
即ち、両振動子S1，S2は上記担体１に対し片持
ち支持状態で取付けられ、該担体１から互いに反
対方向に延び夫々自由端を形成している。軸対称
配置とは上記の如き配置を意味する。両振動子
S1，S2は該軸対称配置により一端が共通の担体１
に片持ち支持された状態で自由端側において振動
がなされる。
ち支持状態で取付けられ、該担体１から互いに反
対方向に延び夫々自由端を形成している。軸対称
配置とは上記の如き配置を意味する。両振動子
S1，S2は該軸対称配置により一端が共通の担体１
に片持ち支持された状態で自由端側において振動
がなされる。
実施例として第３図に示すように上記振動子
S1，S2の自由端に振動周波数を調整（例えば振動
系の共振周波数の調整）する目的を以つて慣性質
量体３を取付ける。
S1，S2の自由端に振動周波数を調整（例えば振動
系の共振周波数の調整）する目的を以つて慣性質
量体３を取付ける。
上記の如くした振動子S1，S2とを、両者の同一
厚み方向の振動時には互いに逆位相の電圧が生
じ、又上記担体１の円方向振動軸始点２を中心と
する逆厚み方向の振動時（円方向振動時）には互
いに同位相の電圧が生ずるように電極接続する。
換言すれば、電圧印加時にその自由端が互いに逆
厚み方向に振動して円方向振動に来すように電極
接続を行なう。
厚み方向の振動時には互いに逆位相の電圧が生
じ、又上記担体１の円方向振動軸始点２を中心と
する逆厚み方向の振動時（円方向振動時）には互
いに同位相の電圧が生ずるように電極接続する。
換言すれば、電圧印加時にその自由端が互いに逆
厚み方向に振動して円方向振動に来すように電極
接続を行なう。
上記において同一厚み方向振動とは振動子S1，
S2の双方がその自由端において片持ち支持担体を
支点として第４図中矢印X1方向へ同時に振動し
且つX2方向へ同時に振動することを意味し、逆
厚み方向振動とは一方の振動子S1の自由端が厚み
方向の一方（第４図中例えばX1方向）に振動す
る時、他方の振動子S2が厚み方向の他方（第４図
中例えばX2方向）に振動すること、即ち全体と
して円方向振動することを意味する。
S2の双方がその自由端において片持ち支持担体を
支点として第４図中矢印X1方向へ同時に振動し
且つX2方向へ同時に振動することを意味し、逆
厚み方向振動とは一方の振動子S1の自由端が厚み
方向の一方（第４図中例えばX1方向）に振動す
る時、他方の振動子S2が厚み方向の他方（第４図
中例えばX2方向）に振動すること、即ち全体と
して円方向振動することを意味する。
以下第４図に基き、上記振動子S1，S2相互の電
極接続例につき説明する。
極接続例につき説明する。
第４図Ａは圧電バイモルフ形振動子S1，S2を並
列接続した円方向振動子の例を示す。図示のよう
に圧電セラミツクの分極方向P1，P2が各振動子
において同方向となるように積層し、且つ両振動
子S1，S2相互間における分極方向P1，P2が互い
に逆向きとなるように担体１に片持ち支持させ、
中間電極ｂ相互、外部電極ａ相互を夫々接続し、
一方の接続端を正電圧端子（又は負電圧端子）、
他方を負電圧端子（又は正電圧端子）とする。
列接続した円方向振動子の例を示す。図示のよう
に圧電セラミツクの分極方向P1，P2が各振動子
において同方向となるように積層し、且つ両振動
子S1，S2相互間における分極方向P1，P2が互い
に逆向きとなるように担体１に片持ち支持させ、
中間電極ｂ相互、外部電極ａ相互を夫々接続し、
一方の接続端を正電圧端子（又は負電圧端子）、
他方を負電圧端子（又は正電圧端子）とする。
而して上記構成によつて両振動子S1，S2に同一
厚み方向振動X1、又はX2が同時に加わる場合に
は両振動子S1，S2の中間電極ｂの一方に正電圧
が、他方に負電圧が生じ互いに相殺され、同様に
振動子S1，S2の一方の外部電極ａに正電圧が、他
方の外部電極ａに負電圧が生じ互いに相殺され、
結果として正電圧端子＋と負電圧端子−間の出力
が零となる。
厚み方向振動X1、又はX2が同時に加わる場合に
は両振動子S1，S2の中間電極ｂの一方に正電圧
が、他方に負電圧が生じ互いに相殺され、同様に
振動子S1，S2の一方の外部電極ａに正電圧が、他
方の外部電極ａに負電圧が生じ互いに相殺され、
結果として正電圧端子＋と負電圧端子−間の出力
が零となる。
即ち、上記円方向振動子は円方向振動以外の振
動によつては出力を生じない。
動によつては出力を生じない。
他方、振動子S1，S2を片持ち支持する担体１を
介して同振動子S1，S2に同担体１の円方向振動軸
支点２を中心とする円方向振動が加わると両振動
子S1，S2の一方の自由端が厚み方向の一方X1に
振動する時、同他方の自由端が厚み方向の他方に
振動するというように交互に逆厚み方向へ振動
（円方向振動）し、この結果振動子S1，S2の中間
電極に同位相の正電圧（又は負電圧）が生じ、同
外部電極ｂに同位相の負電圧（又は正電圧）が生
じ、結果として正電圧端子＋と負電圧端子−間に
電圧出力を生ずる。又圧電バイモルフ形振動子
S1，S2の電気機械変換機能から、両振動子に所定
の電圧を印加した時には上記とは逆の動作、即ち
円方向振動を出力として得ることができる。
介して同振動子S1，S2に同担体１の円方向振動軸
支点２を中心とする円方向振動が加わると両振動
子S1，S2の一方の自由端が厚み方向の一方X1に
振動する時、同他方の自由端が厚み方向の他方に
振動するというように交互に逆厚み方向へ振動
（円方向振動）し、この結果振動子S1，S2の中間
電極に同位相の正電圧（又は負電圧）が生じ、同
外部電極ｂに同位相の負電圧（又は正電圧）が生
じ、結果として正電圧端子＋と負電圧端子−間に
電圧出力を生ずる。又圧電バイモルフ形振動子
S1，S2の電気機械変換機能から、両振動子に所定
の電圧を印加した時には上記とは逆の動作、即ち
円方向振動を出力として得ることができる。
第４図Ｂは振動子S1，S2を同図Ａの場合と同一
の分極方向とし、両振動子を直列接続した場合を
例示する。即ち両振動子S1，S2は各一端において
外部電極ａ相互を接続し、各他端において、一方
の外部電極ａと他方の中間電極ｂを互いに接続し
正電圧端子、負電圧端子とする。この場合も上記
と同様の動作原理に従い、円方向振動付加時には
外部電極ａと中間電極ｂの一方の接続端子に正電
圧（又は負電圧）が、同他方の接続端子に負電圧
（又は正電圧）が生じ、又円方向振動以外の振動
付加時には一方の振動子の外部電極ａと他方の振
動子の中間電極ｂに互いに逆位相の相殺電圧が生
じ、出力は零となる。上記とは逆に電圧印加時に
は機械的な円方向振動出力が得られることも上記
と全く同様である。
の分極方向とし、両振動子を直列接続した場合を
例示する。即ち両振動子S1，S2は各一端において
外部電極ａ相互を接続し、各他端において、一方
の外部電極ａと他方の中間電極ｂを互いに接続し
正電圧端子、負電圧端子とする。この場合も上記
と同様の動作原理に従い、円方向振動付加時には
外部電極ａと中間電極ｂの一方の接続端子に正電
圧（又は負電圧）が、同他方の接続端子に負電圧
（又は正電圧）が生じ、又円方向振動以外の振動
付加時には一方の振動子の外部電極ａと他方の振
動子の中間電極ｂに互いに逆位相の相殺電圧が生
じ、出力は零となる。上記とは逆に電圧印加時に
は機械的な円方向振動出力が得られることも上記
と全く同様である。
又第４図Ｃは一方の振動子S1では圧電セラミツ
クの分極方向を互いに外向きにした圧電バイモル
フを形成すると共に、他方の振動子S2では分極方
向を互いに内向きにした圧電バイモルフを形成
し、一方の振動子S1の一方の外部電極ａと他方の
振動子S2の他方の外部電極ａとを正電圧端子に相
互に接続すると共に、一方の振動子S1の他方の外
部電極ａと他方の振動子S2の一方の外部電極ａと
を負電圧端子に相互に接続し、直列接続とした場
合を例示する。
クの分極方向を互いに外向きにした圧電バイモル
フを形成すると共に、他方の振動子S2では分極方
向を互いに内向きにした圧電バイモルフを形成
し、一方の振動子S1の一方の外部電極ａと他方の
振動子S2の他方の外部電極ａとを正電圧端子に相
互に接続すると共に、一方の振動子S1の他方の外
部電極ａと他方の振動子S2の一方の外部電極ａと
を負電圧端子に相互に接続し、直列接続とした場
合を例示する。
この場合も上記と同様の動作原理に従い、円方
向振動付加時には一方の外部電極ａ相互の接続端
子に正電圧（又は負電圧）が、同他方の接続端子
に負電圧（又は正電圧）が生じ、円方向振動以外
の振動付加時には一方の振動子の外部電極ａと他
方の振動子の外部電極ａに互いに逆位相の相殺電
圧が生じ、出力は零となり、逆の動作として電圧
印加時には、上記と同様円方向振動する。
向振動付加時には一方の外部電極ａ相互の接続端
子に正電圧（又は負電圧）が、同他方の接続端子
に負電圧（又は正電圧）が生じ、円方向振動以外
の振動付加時には一方の振動子の外部電極ａと他
方の振動子の外部電極ａに互いに逆位相の相殺電
圧が生じ、出力は零となり、逆の動作として電圧
印加時には、上記と同様円方向振動する。
又第４図Ｄは振動子S1，S2を同図Ｃの場合と同
一の分極方向とし、図示のように両振動子S1，S2
の一方の外部電極ａ相互を正電圧端子＋（又は負
電圧端子）に接続し、他方の外部電極ａ相互を負
電圧端子−（又は正電圧端子）に接続し直列接続
形とした場合を示す。
一の分極方向とし、図示のように両振動子S1，S2
の一方の外部電極ａ相互を正電圧端子＋（又は負
電圧端子）に接続し、他方の外部電極ａ相互を負
電圧端子−（又は正電圧端子）に接続し直列接続
形とした場合を示す。
この場合にも上記と同様の動作原理に従い、円
方向振動付加時には一方の外部電極ａ相互の接続
端子に正電圧（又は負電圧）が、同他方の接続端
子に負電圧（又は正電圧）が生じ、円方向振動以
外の振動付加時には一方の振動子の外部電極ａと
他方の振動子の外部電極ａに互いに逆位相の相殺
電圧が生じ、出力は零となる。
方向振動付加時には一方の外部電極ａ相互の接続
端子に正電圧（又は負電圧）が、同他方の接続端
子に負電圧（又は正電圧）が生じ、円方向振動以
外の振動付加時には一方の振動子の外部電極ａと
他方の振動子の外部電極ａに互いに逆位相の相殺
電圧が生じ、出力は零となる。
上記第４図Ａ乃至Ｄは圧電バイモルフ形振動子
S1，S2相互の接続形態と分極方向の設定の組合せ
が異なるのみで、その動作原理は全く同じであ
る。
S1，S2相互の接続形態と分極方向の設定の組合せ
が異なるのみで、その動作原理は全く同じであ
る。
第５図は比重計又は粘度計に上記圧電バイモル
フ形振動子S1，S2から成る円方向振動子を実施し
た場合を示す。
フ形振動子S1，S2から成る円方向振動子を実施し
た場合を示す。
図示のように担体１の振動軸支点２と振動伝達
軸２′とが振動軸線を同一となるように結合し、
円方向振動子を振動伝達軸２′に取付け、該振動
伝達軸２′の先端に被測定液中に浸着される検出
端子３を設け、実施に応じ振動伝達軸２′と一体
に周波数調整用の慣性質量体４を取付ける。
軸２′とが振動軸線を同一となるように結合し、
円方向振動子を振動伝達軸２′に取付け、該振動
伝達軸２′の先端に被測定液中に浸着される検出
端子３を設け、実施に応じ振動伝達軸２′と一体
に周波数調整用の慣性質量体４を取付ける。
而して、上記実施例においては円方向振動セン
サーの駆動にて検出端子３を被測定液中において
円方向振動させ、該検出端子３の被測定液中にお
ける振動を同一の円方向振動センサーに与え、そ
の振動の変化分に応じた電気信号を得るようにす
る場合と、検出端子３を別の駆動源にて円方向振
動させ、該検出端子３の液中における振動を上記
円方向振動子にて検出するようにする場合があ
り、何れの場合も円方向振動子は振動センサー即
ち角加速度センサーとして機能し、検出端子が円
方向振動した場合のみ、電気信号を出力し比重又
は粘度を確実に検出する。
サーの駆動にて検出端子３を被測定液中において
円方向振動させ、該検出端子３の被測定液中にお
ける振動を同一の円方向振動センサーに与え、そ
の振動の変化分に応じた電気信号を得るようにす
る場合と、検出端子３を別の駆動源にて円方向振
動させ、該検出端子３の液中における振動を上記
円方向振動子にて検出するようにする場合があ
り、何れの場合も円方向振動子は振動センサー即
ち角加速度センサーとして機能し、検出端子が円
方向振動した場合のみ、電気信号を出力し比重又
は粘度を確実に検出する。
発明の効果
本発明によれば上記担体の円方向振動軸支点を
中心とする円方向振動が与えられた時にはこれに
片持ち支持された一対の振動子の自由端が互いに
逆厚み方向へ確実に振動（円方向振動）して、両
圧電バイモルフ形振動子に共に同位相の正電圧
（又は負電圧）を的確に生じさせ電圧出力を得る
ことができる。
中心とする円方向振動が与えられた時にはこれに
片持ち支持された一対の振動子の自由端が互いに
逆厚み方向へ確実に振動（円方向振動）して、両
圧電バイモルフ形振動子に共に同位相の正電圧
（又は負電圧）を的確に生じさせ電圧出力を得る
ことができる。
又仮に担体及び一対の圧電バイモルフ形振動子
に担体を中心とする円方向以外の振動、例えば両
振動子が共に同一方向にベンデイング運動するよ
うな振動が与えられた時には、一方の振動子と他
方の振動子間に互いに逆位相の相殺電圧を確実に
生じさせ出力を零とすることができる。従つて本
発明に係る円方向振動子は円方向振動が与えられ
た時のみ、正常な電気的出力を得ることができ
る。
に担体を中心とする円方向以外の振動、例えば両
振動子が共に同一方向にベンデイング運動するよ
うな振動が与えられた時には、一方の振動子と他
方の振動子間に互いに逆位相の相殺電圧を確実に
生じさせ出力を零とすることができる。従つて本
発明に係る円方向振動子は円方向振動が与えられ
た時のみ、正常な電気的出力を得ることができ
る。
又上記とは逆に円方向振動子を形成する上記一
対の圧電バイモルフ形振動子に所定の電圧が印加
されると、両圧電バイモルフ形振動子は各々の基
端が担体によつて片持ち支持状態で固定されてい
るために、一方の振動子はその自由端において厚
み方向の一方、他方の振動子はその自由端におい
て厚み方向の他方へと、逆厚み方向への振動転換
が容易且つ確実に図れ、従つて担体を中心とする
良好な円方向振動を生起させ、円方向振動の伝達
を確実なものとし、円方向振動量も増幅できる利
点がある。
対の圧電バイモルフ形振動子に所定の電圧が印加
されると、両圧電バイモルフ形振動子は各々の基
端が担体によつて片持ち支持状態で固定されてい
るために、一方の振動子はその自由端において厚
み方向の一方、他方の振動子はその自由端におい
て厚み方向の他方へと、逆厚み方向への振動転換
が容易且つ確実に図れ、従つて担体を中心とする
良好な円方向振動を生起させ、円方向振動の伝達
を確実なものとし、円方向振動量も増幅できる利
点がある。
本発明は上記の如き円方向振動子を既知の圧電
バイモルフ形振動子の組合せによつて容易に形成
でき、構造も頗る簡素にして適正な振動軌跡を持
つた円方向振動が確実に得られる。
バイモルフ形振動子の組合せによつて容易に形成
でき、構造も頗る簡素にして適正な振動軌跡を持
つた円方向振動が確実に得られる。
又上記円方向振動子は上記円方向振動モードを
駆動源又は検出源とする、例えば粘度検出又は比
重計等の振動子として極めて適性に富むものであ
る。例えば従来の厚み方向振動子を駆動源として
用い、この振動を検出子に伝え、該検出子を被測
定液中において同方向に振動させ振動の変化分か
ら比重又は粘度を検出せんとする場合、検出子の
振動波が被測定液に伝播されて波動を生じ測定値
の外乱要因となり、高精度の測定が難しく、測定
範囲も狭い欠点がある。上記円方向振動子はこれ
らの問題を解消し、比重又は粘度計の駆動源或は
検出源（振動センサー）として好適に用いられ
る。
駆動源又は検出源とする、例えば粘度検出又は比
重計等の振動子として極めて適性に富むものであ
る。例えば従来の厚み方向振動子を駆動源として
用い、この振動を検出子に伝え、該検出子を被測
定液中において同方向に振動させ振動の変化分か
ら比重又は粘度を検出せんとする場合、検出子の
振動波が被測定液に伝播されて波動を生じ測定値
の外乱要因となり、高精度の測定が難しく、測定
範囲も狭い欠点がある。上記円方向振動子はこれ
らの問題を解消し、比重又は粘度計の駆動源或は
検出源（振動センサー）として好適に用いられ
る。
図面は本発明の実施例を示し、第１図は円方向
振動子の平面図、第２図は他例を示す円方向振動
子の平面図、第３図は更に他例を示す同振動子平
面図、第４図Ａ乃至Ｄ図は上記円方向振動子の接
続例を示す平面図、第５図は円方向振動子を比重
又は粘度計に実施した場合を例示する同検出部斜
視図である。 １……担体、２……円方向振動軸支点、S1，S2
……圧電バイモルフ形振動子、ａ……外部電極、
ｂ……中間電極、P1，P2……分極方向。
振動子の平面図、第２図は他例を示す円方向振動
子の平面図、第３図は更に他例を示す同振動子平
面図、第４図Ａ乃至Ｄ図は上記円方向振動子の接
続例を示す平面図、第５図は円方向振動子を比重
又は粘度計に実施した場合を例示する同検出部斜
視図である。 １……担体、２……円方向振動軸支点、S1，S2
……圧電バイモルフ形振動子、ａ……外部電極、
ｂ……中間電極、P1，P2……分極方向。
Claims (1)
- １ 一対の圧電バイモルフ形振動子から成り、両
振動子を円方向振動軸支点となる担体に片持ち支
持にて取付け、各振動子が該片持ち支持状態で該
担体から互いに反対方向に延ばされ、両振動子が
上記担体の円方向振動軸支点を中心とする円方向
振動時に互いに同位相の電圧が生ずるように接続
されていることを特徴とする円方向振動子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62107390A JPS63272300A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 円方向振動子 |
| US07/173,638 US4857792A (en) | 1987-04-30 | 1988-03-25 | Circular direction vibrator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62107390A JPS63272300A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 円方向振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63272300A JPS63272300A (ja) | 1988-11-09 |
| JPH0314513B2 true JPH0314513B2 (ja) | 1991-02-26 |
Family
ID=14457919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62107390A Granted JPS63272300A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 円方向振動子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4857792A (ja) |
| JP (1) | JPS63272300A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5216313A (en) * | 1988-12-16 | 1993-06-01 | Alps Electric Co., Ltd. | Ultrasonic wave linear motor |
| JP2961375B2 (ja) * | 1989-06-20 | 1999-10-12 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2709282B2 (ja) * | 1995-03-13 | 1998-02-04 | 山一電機株式会社 | 振動形検液装置 |
| JP3190613B2 (ja) * | 1997-03-31 | 2001-07-23 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 圧電アクチュエータ |
| GB9802907D0 (en) | 1998-02-12 | 1998-04-08 | Hydramotion Ltd | Resonant structures for transducers |
| JP4146127B2 (ja) * | 2002-01-16 | 2008-09-03 | セイコーインスツル株式会社 | 圧電アクチュエータ及びそれを備えた電子機器 |
| JP3686404B2 (ja) * | 2002-11-20 | 2005-08-24 | Ｃｂｃマテリアルズ株式会社 | 検液装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2488586A (en) * | 1945-09-05 | 1949-11-22 | Hartford Nat Bank & Trust Co | Piezoelectrical apparatus |
| SE436675B (sv) * | 1975-08-12 | 1985-01-14 | Ki Politekhnichsky I Im 50 Let | Elektrisk motor driven genom piezoelektriska krafter |
| SU686155A1 (ru) * | 1977-01-21 | 1979-09-15 | Предприятие П/Я Г-4173 | Электромеханический преобразователь крутильных колебаний |
| US4399386A (en) * | 1982-02-11 | 1983-08-16 | Rca Corporation | Rotative motor using plural arrays of piezoelectric elements |
| US4742260A (en) * | 1986-02-06 | 1988-05-03 | Hiroshi Shimizu | Piezoelectrically driving device |
-
1987
- 1987-04-30 JP JP62107390A patent/JPS63272300A/ja active Granted
-
1988
- 1988-03-25 US US07/173,638 patent/US4857792A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63272300A (ja) | 1988-11-09 |
| US4857792A (en) | 1989-08-15 |
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