JPH0394600A - 電気変換器 - Google Patents
電気変換器Info
- Publication number
- JPH0394600A JPH0394600A JP1230316A JP23031689A JPH0394600A JP H0394600 A JPH0394600 A JP H0394600A JP 1230316 A JP1230316 A JP 1230316A JP 23031689 A JP23031689 A JP 23031689A JP H0394600 A JPH0394600 A JP H0394600A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- force
- piezoelectric element
- generating member
- supporting
- 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
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Classifications
-
- 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
- H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
この発明は圧電素子を利用した電気変換器に関するもの
である。
である。
（従来の技術）
従来、圧電素子を利用した電気変換器としては、例えば
、実開昭５３−１４７６６６号公報記載のものが知られ
ている。
、実開昭５３−１４７６６６号公報記載のものが知られ
ている。
即ち、第７図に示す如く円筒状の上下面に電極が焼付け
られ上下に積層された圧電素子１０１，１０１の内周面
を内側支持体１０３で、外周面を外側支持体１０５でそ
れぞれ保持し、内側支持体１０３には外側へ短く延長さ
れ圧電素子１０１の下面側内周縁を支持するフランジ部
１０７が設けられている。また、外側支持体１０５には
内側へ短く延長され圧電素子１０１の上面側外周縁を支
持するフランジ部１０９が設けられ、内側と外側の支持
体１０３．１０５に上下方向の外部圧力Ｆが働くことで
せん断応力Ｐが圧電素子１０１．１０１に作用し圧電定
数（ｉｔ５に対応する電気が得られる構造となっている
。
られ上下に積層された圧電素子１０１，１０１の内周面
を内側支持体１０３で、外周面を外側支持体１０５でそ
れぞれ保持し、内側支持体１０３には外側へ短く延長さ
れ圧電素子１０１の下面側内周縁を支持するフランジ部
１０７が設けられている。また、外側支持体１０５には
内側へ短く延長され圧電素子１０１の上面側外周縁を支
持するフランジ部１０９が設けられ、内側と外側の支持
体１０３．１０５に上下方向の外部圧力Ｆが働くことで
せん断応力Ｐが圧電素子１０１．１０１に作用し圧電定
数（ｉｔ５に対応する電気が得られる構造となっている
。
（発明が解決しようとする課題）
前記した如く圧電定数ｄ＋，に対応する電気を得るため
に圧電素子１０１に上下から外部圧力Ｆを加えることで
せん断応力を発生させるものであるが、内側支持体１０
３のフランジ部１０７と、外側支持体１０５のフランジ
部１０９から支持が外れた部位に応力集中が生じ易く、
場合によっては圧電素子１０１にひびや割れが発生し機
械的強度面で問題が残り、安定した性能が得られにくく
信頼性に欠ける面があった。
に圧電素子１０１に上下から外部圧力Ｆを加えることで
せん断応力を発生させるものであるが、内側支持体１０
３のフランジ部１０７と、外側支持体１０５のフランジ
部１０９から支持が外れた部位に応力集中が生じ易く、
場合によっては圧電素子１０１にひびや割れが発生し機
械的強度面で問題が残り、安定した性能が得られにくく
信頼性に欠ける面があった。
そこで、この発明は圧電素子に応力集中がかからないよ
うにした電気変換器を提供することを目的としている。
うにした電気変換器を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
前記目的を達成するために、この発明にあっては、固定
子と、固定子に上面全領域が接触し合う圧電素子と、圧
電素子の下面全領域が接触し合うと共に上下方向の力を
水平方向への力として前記圧電素子に与える分力発生部
材とを有し、前記圧電素子の上面側を固定子で、下面側
を分力発生部材でそれぞれ支持してある。
子と、固定子に上面全領域が接触し合う圧電素子と、圧
電素子の下面全領域が接触し合うと共に上下方向の力を
水平方向への力として前記圧電素子に与える分力発生部
材とを有し、前記圧電素子の上面側を固定子で、下面側
を分力発生部材でそれぞれ支持してある。
（作用）
かかる電気変換器によれば、上下方向の力は分力発生部
材によって水平方向への力として圧電素子に与えられる
ようになる。この結果、圧電定数に対応する電気が得ら
れると共に圧電素子の上面側及び下面側は、全領域にわ
たってそれぞれ支持されているため応力集中は起きない
。
材によって水平方向への力として圧電素子に与えられる
ようになる。この結果、圧電定数に対応する電気が得ら
れると共に圧電素子の上面側及び下面側は、全領域にわ
たってそれぞれ支持されているため応力集中は起きない
。
（実施例）
以下、第１図乃至第３図の図面を参照しながらこの発明
の一実施例を詳細に説明する。
の一実施例を詳細に説明する。
図中１は固定子、３はせん断圧電効果を水平方向に有す
る圧電素子、５は分力発生部材をそれぞれ示しており、
圧電素子３は固定子ｌと、分力発生部材５の間に配置さ
れ、上方から固定子１、圧電素子３、分力発生部材５の
順に積層されている。
る圧電素子、５は分力発生部材をそれぞれ示しており、
圧電素子３は固定子ｌと、分力発生部材５の間に配置さ
れ、上方から固定子１、圧電素子３、分力発生部材５の
順に積層されている。
固定子１は出力接子Ｓが接続された弾性率の大きい（２
００００ｋｓｒ／一以下）鉄製の円筒状の形状となって
おりベースＢに固着されている。固定子１の固定子面７
には圧電素子３の内側へ延長された突起部９が設けられ
ている。
００００ｋｓｒ／一以下）鉄製の円筒状の形状となって
おりベースＢに固着されている。固定子１の固定子面７
には圧電素子３の内側へ延長された突起部９が設けられ
ている。
圧電素子３は前記固定子１の突起部９を取囲むようにリ
ング状に形成され、水平方向の動きが拘束されている。
ング状に形成され、水平方向の動きが拘束されている。
圧電素子３の上面側と下面側には電極１１．１１が焼付
けられ、上位側の電極１１には出力端子Ｓ＋が接続され
ている。下位側の電極１１には弾性率の小さい導電プラ
スチック製の電極板１３が接合し出力端子Ｓ２が接続さ
れている。圧電素子３の上面全領域に設けられた前記電
極１１は固定子１の固定子面７と接触している。
けられ、上位側の電極１１には出力端子Ｓ＋が接続され
ている。下位側の電極１１には弾性率の小さい導電プラ
スチック製の電極板１３が接合し出力端子Ｓ２が接続さ
れている。圧電素子３の上面全領域に設けられた前記電
極１１は固定子１の固定子面７と接触している。
また、下面全領域に設けられた電極１１は分力発生部材
５の支持面１５と接触し、圧電素子３の下面側と上面側
は固定子１と分力発生部材５とによって支持されている
。
５の支持面１５と接触し、圧電素子３の下面側と上面側
は固定子１と分力発生部材５とによって支持されている
。
分力発生部材５は、弾性率の小さな（１００ｋｇ／一以
下）合成樹脂材により断面略Ｖ字状の皿ばねとなってお
り、上面側は前記した如く圧電素子５を支持する支持面
１５となっている。また、下面側はベースＢに固着され
ている。したがって、支持面１５側は頭が押えられてい
るため、上方へ向かう力ａは外側へ向かう力として作用
する分力が得られるようになる。なお、第２図及び第３
図に示す如く分力発生部材５の外周にほぼ所定の間隔で
スリット１７を設けることで、支持面１５側が外側へ容
易に拡がり易くなり、応答性の向上が図れる。
下）合成樹脂材により断面略Ｖ字状の皿ばねとなってお
り、上面側は前記した如く圧電素子５を支持する支持面
１５となっている。また、下面側はベースＢに固着され
ている。したがって、支持面１５側は頭が押えられてい
るため、上方へ向かう力ａは外側へ向かう力として作用
する分力が得られるようになる。なお、第２図及び第３
図に示す如く分力発生部材５の外周にほぼ所定の間隔で
スリット１７を設けることで、支持面１５側が外側へ容
易に拡がり易くなり、応答性の向上が図れる。
このように構成された電気変換器によれば、上下方向の
ベースＢから外部圧力Ｆが入力されると、分力発生部材
５の支持面１５側は外側へ拡がるためほぼ水平方向の分
力が働き圧電素子３に外側へ向かう力ｆが与えられる。
ベースＢから外部圧力Ｆが入力されると、分力発生部材
５の支持面１５側は外側へ拡がるためほぼ水平方向の分
力が働き圧電素子３に外側へ向かう力ｆが与えられる。
この結果、圧電定数ｄ１，に対応する電気が得られると
共に圧電素子３の上面側は固定子面７によって、下面側
は支持面１５によってそれぞれ支持されているため応力
集中は起きない。
共に圧電素子３の上面側は固定子面７によって、下面側
は支持面１５によってそれぞれ支持されているため応力
集中は起きない。
なお、分力発生部材５は、例えば、第４図に示す如くス
リット（図示していない）を入れた断面八字状の皿ばね
に形威して、上下方向の力Ｆに対して支持面１５側が内
側へ向かう力ｂが得られる使い方をしてもよく前記実施
例と同様の効果が明待できる。
リット（図示していない）を入れた断面八字状の皿ばね
に形威して、上下方向の力Ｆに対して支持面１５側が内
側へ向かう力ｂが得られる使い方をしてもよく前記実施
例と同様の効果が明待できる。
また、分力発生部材５の材質をボアソン比の大きい物質
、例えば、シリコンゴム等にかえてもよい。この場合、
シリコンゴムで作られた分力発生部材５にあっては、例
えば、第５図に示す如く外側ヘテーバーのついた台座１
つに分力発生部材５をセットすることで支持面１５側に
外側へ向かうカＣが得られるようになるし、また、第６
図に示す如く、内側へテーバーのついた台座２１に分力
発生部材５をセットすることで内側へ向かう力ｄが得ら
れるようになり、前記実施例と同様の効果が期待できる
。
、例えば、シリコンゴム等にかえてもよい。この場合、
シリコンゴムで作られた分力発生部材５にあっては、例
えば、第５図に示す如く外側ヘテーバーのついた台座１
つに分力発生部材５をセットすることで支持面１５側に
外側へ向かうカＣが得られるようになるし、また、第６
図に示す如く、内側へテーバーのついた台座２１に分力
発生部材５をセットすることで内側へ向かう力ｄが得ら
れるようになり、前記実施例と同様の効果が期待できる
。
以上、説明したようにこの発明の電気変換器によれば、
応力集中がかからなくなるので圧電素子のひびや割れが
起こるのを防ぐことができるようになり信頼性の向上が
図れるようになる。
応力集中がかからなくなるので圧電素子のひびや割れが
起こるのを防ぐことができるようになり信頼性の向上が
図れるようになる。
第１図はこの発明の電気変換器の概要切断面図、第２図
は分力発生部材にスリットを入れた切断面図、第３図は
同上の平面図、第４図、第５図、第６図は分力発生部材
の変形例を示した第１図と同様の切断面図、第７図は従
来例を示した第１図と同様の切断面図である。 １・・固定子 ３・・圧電素子 ５・・分力発生部材 １・・固定子 ３・・圧電素子 ５・・分力発生部材 第４図 第１図 第２図 第３図 Ｆ 第５〇 Ｆ ト 箆６ｒ：３ Ｆ 第７図
は分力発生部材にスリットを入れた切断面図、第３図は
同上の平面図、第４図、第５図、第６図は分力発生部材
の変形例を示した第１図と同様の切断面図、第７図は従
来例を示した第１図と同様の切断面図である。 １・・固定子 ３・・圧電素子 ５・・分力発生部材 １・・固定子 ３・・圧電素子 ５・・分力発生部材 第４図 第１図 第２図 第３図 Ｆ 第５〇 Ｆ ト 箆６ｒ：３ Ｆ 第７図
Claims (1)
- 固定子と、固定子に上面全領域が接触し合う圧電素子
と、圧電素子の下面全領域が接触し合うと共に上下方向
の力を水平方向への力として前記圧電素子に与える分力
発生部材とを有し、前記圧電素子の上面側を固定子で、
下面側を分力発生部材でそれぞれ支持したことを特徴と
する電気変換器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1230316A JPH0394600A (ja) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | 電気変換器 |
| US07/576,588 US5155408A (en) | 1989-09-07 | 1990-09-04 | Piezoelectric transducer having piezoelectric elements free from stress concentrations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1230316A JPH0394600A (ja) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | 電気変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0394600A true JPH0394600A (ja) | 1991-04-19 |
Family
ID=16905924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1230316A Pending JPH0394600A (ja) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | 電気変換器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5155408A (ja) |
| JP (1) | JPH0394600A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03253273A (ja) * | 1990-03-01 | 1991-11-12 | Canon Inc | 振動波モータの電線接続装置 |
| US5677487A (en) * | 1995-10-13 | 1997-10-14 | A/S Bruel & Kjaer | Method and apparatus for measuring acceleration or mechanical forces |
| US7701120B2 (en) * | 2006-12-02 | 2010-04-20 | Omnitek Partners Llc | Piezoelectric generators for munitions fuzing and the like |
| JP4849151B2 (ja) * | 2009-04-15 | 2012-01-11 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電型発電機 |
| US7902727B1 (en) * | 2009-08-11 | 2011-03-08 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co. Ltd. | Apparatus and method for generating electricity using piezoelectric material |
| US10103651B2 (en) * | 2014-09-01 | 2018-10-16 | Samsung Electo-Mechanics Co., Ltd. | Piezoelectric energy harvester and wireless switch including the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62211697A (ja) * | 1986-03-12 | 1987-09-17 | 株式会社 ナナコム | 圧電型電子楽器用センサに於けるサドル部材の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1543089A (en) * | 1976-12-02 | 1979-03-28 | Marconi Co Ltd | Pressure sensitive generator |
| DE3210438A1 (de) * | 1982-03-22 | 1983-09-22 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Elektromechanischer wandler |
-
1989
- 1989-09-07 JP JP1230316A patent/JPH0394600A/ja active Pending
-
1990
- 1990-09-04 US US07/576,588 patent/US5155408A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62211697A (ja) * | 1986-03-12 | 1987-09-17 | 株式会社 ナナコム | 圧電型電子楽器用センサに於けるサドル部材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5155408A (en) | 1992-10-13 |
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