JPS6254983A - トランスデユ−サ - Google Patents
トランスデユ−サInfo
- Publication number
- JPS6254983A JPS6254983A JP60196350A JP19635085A JPS6254983A JP S6254983 A JPS6254983 A JP S6254983A JP 60196350 A JP60196350 A JP 60196350A JP 19635085 A JP19635085 A JP 19635085A JP S6254983 A JPS6254983 A JP S6254983A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- current
- terminals
- generated
- piezoelectric material
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- Granted
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (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）
本発明は電流から電圧、あるい、は電圧から電デューサ
に関する。
に関する。
発明の概要）
本発明は磁性材料と圧電材料とを２ＦＪ構造もしくは多
層構造にしてビームを形成し、永久磁石により、あるい
はコイルに電流を流して外部から磁界を与えることによ
り磁性材料を駆動して圧電材料に振動を与え、圧電材料
から電圧を発生せしめ、また逆に、圧電材料に電圧を印
加して圧電材料を駆動し、その振動により磁性材料を介
して外部の磁気回路に電流を発生するようにした、電流
→電圧間のトランスデユーサである。
層構造にしてビームを形成し、永久磁石により、あるい
はコイルに電流を流して外部から磁界を与えることによ
り磁性材料を駆動して圧電材料に振動を与え、圧電材料
から電圧を発生せしめ、また逆に、圧電材料に電圧を印
加して圧電材料を駆動し、その振動により磁性材料を介
して外部の磁気回路に電流を発生するようにした、電流
→電圧間のトランスデユーサである。
背景技術）
第７図（イ）は圧電材料を用いな従来のトランスデユー
サの一例を示す構成図であり、２１．２２は圧電材料、
２３．２４．２５は蒸着もしくは導電塗料等により形成
された電極、２８．２７は端子である。また、圧電材料
の電圧の発生する向きの組み合わせによりいくつかの態
様があり、第７図る。シリーズ仕様とする場合には同一
方向のストレスが加わった際に発生する電圧の向きを互
いに逆方向となるように接続すればよい。なお、その場
合、両圧電材料間の電極（２４）は不要となる。
サの一例を示す構成図であり、２１．２２は圧電材料、
２３．２４．２５は蒸着もしくは導電塗料等により形成
された電極、２８．２７は端子である。また、圧電材料
の電圧の発生する向きの組み合わせによりいくつかの態
様があり、第７図る。シリーズ仕様とする場合には同一
方向のストレスが加わった際に発生する電圧の向きを互
いに逆方向となるように接続すればよい。なお、その場
合、両圧電材料間の電極（２４）は不要となる。
しかして、第７図（イ）の矢印の如く発生する電圧の向
き（横方向から圧縮を受けた場合に発生する電圧の向き
）を選ぶものとすると、（ロ）の如く外部から機械的な
変形を加えて圧電材料２１．２２から形成されるビーム
を上に凸となるようにたわませると、中立軸を境に上側
が引張、下側が圧縮となり、圧電材料２１．２２の分極
作用により、図示の極性で電圧が発生し、端子２６．２
７間に電圧信号が取り出される。一方、（ハ）の如く逆
方向にたわませると端子２６．２７に発生する電圧の極
性が反転する。
き（横方向から圧縮を受けた場合に発生する電圧の向き
）を選ぶものとすると、（ロ）の如く外部から機械的な
変形を加えて圧電材料２１．２２から形成されるビーム
を上に凸となるようにたわませると、中立軸を境に上側
が引張、下側が圧縮となり、圧電材料２１．２２の分極
作用により、図示の極性で電圧が発生し、端子２６．２
７間に電圧信号が取り出される。一方、（ハ）の如く逆
方向にたわませると端子２６．２７に発生する電圧の極
性が反転する。
また、上記の動作は機械的な変形を電圧に変換する場合
であるが、逆に端子２６．２７に信号電圧を加えること
により、ビームを機械的に変形させることも可能である
。
であるが、逆に端子２６．２７に信号電圧を加えること
により、ビームを機械的に変形させることも可能である
。
なお、第７図のように圧電材料を２層構造にしてビーム
を形成するのは、１層では内部で発生する電圧が打ち消
し合い、電圧が取り出せないからである。すなわち、第
８図（イ）は１層でビームを構成した場合を示している
が、（ロ）。
を形成するのは、１層では内部で発生する電圧が打ち消
し合い、電圧が取り出せないからである。すなわち、第
８図（イ）は１層でビームを構成した場合を示している
が、（ロ）。
（ハ）の如くたわませた場合、中立軸４を境に互いに逆
極性の電圧が内部で発生することになるため、１＠極２
９．３０の両端から見た場合、電圧は互いに打ち消し合
い、端子３１．３２から取り出すことばできない。
極性の電圧が内部で発生することになるため、１＠極２
９．３０の両端から見た場合、電圧は互いに打ち消し合
い、端子３１．３２から取り出すことばできない。
ところで、従来のトランスデユーサは上記の如く動作す
るものであったが、その変換機能は機械的変位伸電圧の
相互間のみであり、デバイスとしての応用性に欠けるも
のであった。
るものであったが、その変換機能は機械的変位伸電圧の
相互間のみであり、デバイスとしての応用性に欠けるも
のであった。
（発明の目的）
本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その目
的とするところは、圧電材料を用いて電流節電圧の相互
間の変換を可能にしたトランスデユーサを提供すること
にある。
的とするところは、圧電材料を用いて電流節電圧の相互
間の変換を可能にしたトランスデユーサを提供すること
にある。
（発明の構成）
以下、実施例を示す図面に沿って本発明を詳述する。
第１図は本発明のトランスデユーサの一実施例を示す構
成図であり、（イ）は外観斜視図、（ロ）は長手方向で
切って見た断面図である。図において構成を説明すると
、１は第１のビームを形成する磁性材料であり、セラミ
ック・マグネットもしくは通常のマグネット等が使用可
能である。
成図であり、（イ）は外観斜視図、（ロ）は長手方向で
切って見た断面図である。図において構成を説明すると
、１は第１のビームを形成する磁性材料であり、セラミ
ック・マグネットもしくは通常のマグネット等が使用可
能である。
また、２は第２のビームを形成する圧電材料であり、そ
の両面には蒸着もしくは導電塗料等により電極３，４が
形成され、電極３を介して磁性材料１よりなる第１のビ
ームと接合され、全体として２層構造のビームを構成し
ている。なお、電極３，４は圧電材料２の両端に発生し
た電圧を端子５，６に取り出す、あるいは圧電材料２の
両端に電圧を印加するためのものであるので、磁性材料
１に導電性のあるものを使用した場合には第２図に示す
如く電極３を省略し、磁性材料１に直接端子５を接続す
るようにしてもよい。
の両面には蒸着もしくは導電塗料等により電極３，４が
形成され、電極３を介して磁性材料１よりなる第１のビ
ームと接合され、全体として２層構造のビームを構成し
ている。なお、電極３，４は圧電材料２の両端に発生し
た電圧を端子５，６に取り出す、あるいは圧電材料２の
両端に電圧を印加するためのものであるので、磁性材料
１に導電性のあるものを使用した場合には第２図に示す
如く電極３を省略し、磁性材料１に直接端子５を接続す
るようにしてもよい。
第１図に戻り構成を説明すると、磁性材料１゜圧電材料
２．電極３，４で構成されるビームは固定壁１０に一端
部が固定されるようになっており、いわゆる片持構造と
なっている。なお、片持構造に限られるものでなく、第
３図に示すように固定壁１０．１１によ外画側で固定す
る構造をとってもよい。− 一方、第１図において、７はコイルであり、電流から電
圧へ変換を行う場合には端子８，９から励磁電流が供給
され、逆に電圧から電流へ変換を行う場合は磁性材料１
の振動による起電力が端子８，９間に発生する。
２．電極３，４で構成されるビームは固定壁１０に一端
部が固定されるようになっており、いわゆる片持構造と
なっている。なお、片持構造に限られるものでなく、第
３図に示すように固定壁１０．１１によ外画側で固定す
る構造をとってもよい。− 一方、第１図において、７はコイルであり、電流から電
圧へ変換を行う場合には端子８，９から励磁電流が供給
され、逆に電圧から電流へ変換を行う場合は磁性材料１
の振動による起電力が端子８，９間に発生する。
しかして、第４図は第１図のトランスデユーサを電流か
ら電圧への変換に使用した場合の動作を示しており、コ
イル７の端子８，９には信号源Ｓが接続されている。動
作にあっては、信号源Ｓから供給される電流ｉによって
生じる磁束φがビームの磁性材料１と反発する場合には
（イ）の如くビームは下方へたわみ、その変形の方向に
応じた極性の電圧が端子５，６に発生する。また、信号
源Ｓから供給される電流ｉによって生じる磁束φがビー
ムの磁性材料１と吸引し合う場合には（ロ）の如くビー
ムは上方へたわみ、端子５，６には上記とは逆極性の電
圧が発生する。そして、これらの繰り返しによって信号
源Ｓの電流に比例した電圧が端子５，６から得られる。
ら電圧への変換に使用した場合の動作を示しており、コ
イル７の端子８，９には信号源Ｓが接続されている。動
作にあっては、信号源Ｓから供給される電流ｉによって
生じる磁束φがビームの磁性材料１と反発する場合には
（イ）の如くビームは下方へたわみ、その変形の方向に
応じた極性の電圧が端子５，６に発生する。また、信号
源Ｓから供給される電流ｉによって生じる磁束φがビー
ムの磁性材料１と吸引し合う場合には（ロ）の如くビー
ムは上方へたわみ、端子５，６には上記とは逆極性の電
圧が発生する。そして、これらの繰り返しによって信号
源Ｓの電流に比例した電圧が端子５，６から得られる。
なお、本発明では圧電材料２は１層となっているが、磁
性材料１の存在により中立軸が圧電材料２の中心部から
ズレるので、圧電材料２の内部で電圧が打ち消し合うこ
とはなく、変形に応じた電圧が取り出せるものである。
性材料１の存在により中立軸が圧電材料２の中心部から
ズレるので、圧電材料２の内部で電圧が打ち消し合うこ
とはなく、変形に応じた電圧が取り出せるものである。
また、電圧から電流へ変換を行う場合には、端子５，６
に信号電圧を印加することにより、圧電材料２、ひいて
は磁性材料１が振動し、この振動により外部に設けたコ
イル７に電流を誘起させる。
に信号電圧を印加することにより、圧電材料２、ひいて
は磁性材料１が振動し、この振動により外部に設けたコ
イル７に電流を誘起させる。
このように、本発明のトランスデユーサでは、特に電流
から電圧へ変換を行う場合、ビームと非接触の状態で外
部から磁界を与えることにより、電圧を発生させること
ができるので、従来にない様々な応用が考えられる。例
えば、生態組織内に本発明のトランスデユーサを埋め込
み、発生する電圧を神経系に与えるようにすれば、外部
から非接触の状態にして神経系への刺激を制御すること
も可能となり、医学の分野への応用が図れる。また、電
子部品の分野においては、マイクロリレー等の可動接点
に適用することにより、接点の変位を電流もしくは電圧
のバイアスを加えて制御する等の応用が可能である。
から電圧へ変換を行う場合、ビームと非接触の状態で外
部から磁界を与えることにより、電圧を発生させること
ができるので、従来にない様々な応用が考えられる。例
えば、生態組織内に本発明のトランスデユーサを埋め込
み、発生する電圧を神経系に与えるようにすれば、外部
から非接触の状態にして神経系への刺激を制御すること
も可能となり、医学の分野への応用が図れる。また、電
子部品の分野においては、マイクロリレー等の可動接点
に適用することにより、接点の変位を電流もしくは電圧
のバイアスを加えて制御する等の応用が可能である。
次に、第５図は本発明の他の実施例を示したものであり
、磁性材料１．圧電材料２．電極３゜４等から構成され
るビームの一端を固定することなく、一端に錘１２を設
けることにより、外部から磁界が作用した際にビームの
変形が起こるようにしたものである。すなわち、生態組
織内等においては安定な固定方法がないが、このように
重量的なアンバランスを与えておくことにより、磁界が
作用した場合に錘１２側は動きにくくなら、よって片持
構造と略同様の動作となる。
、磁性材料１．圧電材料２．電極３゜４等から構成され
るビームの一端を固定することなく、一端に錘１２を設
けることにより、外部から磁界が作用した際にビームの
変形が起こるようにしたものである。すなわち、生態組
織内等においては安定な固定方法がないが、このように
重量的なアンバランスを与えておくことにより、磁界が
作用した場合に錘１２側は動きにくくなら、よって片持
構造と略同様の動作となる。
次に第６図も同様な視点から考えられたものであり、第
１のビームの半分を非磁性材料１３で形成し、ビームの
半分は磁界が働いても力が作用しないようにして、ビー
ム全体が変形するようにしたものである。なお、同様な
考えを適用して更に別の構成を得ることも可能である。
１のビームの半分を非磁性材料１３で形成し、ビームの
半分は磁界が働いても力が作用しないようにして、ビー
ム全体が変形するようにしたものである。なお、同様な
考えを適用して更に別の構成を得ることも可能である。
（発明の効果）
以上のように、本発明にあっては、磁性材料と圧電材料
とを２層構造もしくは多層構造にしてビームを形成し、
永久磁石により、あるいはコイルに電流を流して外部か
ら磁界を与えることにより磁性材料を駆動して圧電材料
に振動を与え、圧電材料から電圧を発生せしめ、また逆
に、圧電材料に電圧を印加して圧電材料を駆動し、その
振動により磁性材料を介して外部の磁気回路に電流を発
生させるようにしたので、電流峠電圧間の変換が容易に
行え、様々な応用が期待できるものである。
とを２層構造もしくは多層構造にしてビームを形成し、
永久磁石により、あるいはコイルに電流を流して外部か
ら磁界を与えることにより磁性材料を駆動して圧電材料
に振動を与え、圧電材料から電圧を発生せしめ、また逆
に、圧電材料に電圧を印加して圧電材料を駆動し、その
振動により磁性材料を介して外部の磁気回路に電流を発
生させるようにしたので、電流峠電圧間の変換が容易に
行え、様々な応用が期待できるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のトランスデユーサの一実施例を示す構
成図であり、（イ）は外観斜視図、（ロ）は長手方向の
断面図、第２図および第３図は他の実施例を示す構成図
、第４図は第１図の実施例に係る動作説明図、第５図お
よび第６図は他の実施例を示す構成図、第７図および第
８図は従来における圧電材料を用いたトランスデユーサ
の説明図である。 １・・・・・・磁性材料、２・・・・・圧電材料、３，
４・・・・・・電極、５，６，８，９・・・・・・端子
、７・・・・・コイル、１０．１１・・・・・・固定壁
、１２・・・・・・錘、１３・・・・・非磁性材料、Ｓ
・・・・・・信号源
成図であり、（イ）は外観斜視図、（ロ）は長手方向の
断面図、第２図および第３図は他の実施例を示す構成図
、第４図は第１図の実施例に係る動作説明図、第５図お
よび第６図は他の実施例を示す構成図、第７図および第
８図は従来における圧電材料を用いたトランスデユーサ
の説明図である。 １・・・・・・磁性材料、２・・・・・圧電材料、３，
４・・・・・・電極、５，６，８，９・・・・・・端子
、７・・・・・コイル、１０．１１・・・・・・固定壁
、１２・・・・・・錘、１３・・・・・非磁性材料、Ｓ
・・・・・・信号源
Claims (1)
- 磁性材料により形成された第１のビームと、圧電材料
により形成された第２のビームとを接合して２層構造も
しくは多層構造とし、コイルに電流を流して得た磁界も
しくは永久磁石により得た磁界を外部から与えることに
より前記第１のビームを駆動して両ビームを変形せしめ
、前記第２のビームの一対の面より変形に応じた電圧を
得ると共に、前記第２のビームの一対の面に加えた電圧
により前記第２のビームを駆動して両ビームを変形せし
め、外部の磁気回路より変形に応じた電流を得ることを
特徴としたトランスデューサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60196350A JPS6254983A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | トランスデユ−サ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60196350A JPS6254983A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | トランスデユ−サ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254983A true JPS6254983A (ja) | 1987-03-10 |
| JPH0257350B2 JPH0257350B2 (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=16356377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60196350A Granted JPS6254983A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | トランスデユ−サ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6254983A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5581143A (en) * | 1993-09-21 | 1996-12-03 | Yamaichi Electronics Co., Ltd. | Twist vibrator |
| CN103682079A (zh) * | 2012-09-26 | 2014-03-26 | 西门子公司 | 压电元件、供电装置和电子系统 |
| DE102004055625B4 (de) * | 2004-11-11 | 2015-04-02 | Baumer Hübner GmbH | Spannungsgenerator mit einem piezoelektrischen Wandlerelement |
| DE102018126909A1 (de) * | 2018-10-29 | 2020-04-30 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | Energiesammler zur Gewinnung elektrischer Energie bei zeitlich veränderbaren Magnetfeldern |
-
1985
- 1985-09-03 JP JP60196350A patent/JPS6254983A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5581143A (en) * | 1993-09-21 | 1996-12-03 | Yamaichi Electronics Co., Ltd. | Twist vibrator |
| DE102004055625B4 (de) * | 2004-11-11 | 2015-04-02 | Baumer Hübner GmbH | Spannungsgenerator mit einem piezoelektrischen Wandlerelement |
| CN103682079A (zh) * | 2012-09-26 | 2014-03-26 | 西门子公司 | 压电元件、供电装置和电子系统 |
| DE102018126909A1 (de) * | 2018-10-29 | 2020-04-30 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | Energiesammler zur Gewinnung elektrischer Energie bei zeitlich veränderbaren Magnetfeldern |
| DE102018126909B4 (de) | 2018-10-29 | 2023-07-27 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | Energiesammler zur Gewinnung elektrischer Energie bei zeitlich veränderbaren Magnetfeldern |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0257350B2 (ja) | 1990-12-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |