JP2961198B2 - 周波数可変振動子 - Google Patents
周波数可変振動子Info
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- JP2961198B2 JP2961198B2 JP1018775A JP1877589A JP2961198B2 JP 2961198 B2 JP2961198 B2 JP 2961198B2 JP 1018775 A JP1018775 A JP 1018775A JP 1877589 A JP1877589 A JP 1877589A JP 2961198 B2 JP2961198 B2 JP 2961198B2
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- load impedance
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、負荷インピーダンスを変更することにより
共振周波数を可変にした周波数可変振動子に関する。
共振周波数を可変にした周波数可変振動子に関する。
［従来技術］ 一般に、洗浄機及び魚群探知機等に使用されている円
盤型の圧電振動子は、その両面に電極が設けられ、その
電極に発振器を接続して発振周波数を変更すると、圧電
振動子の厚さ方向の共振周波数及び径方向の共振周波数
を持つ超音波が発生される。
盤型の圧電振動子は、その両面に電極が設けられ、その
電極に発振器を接続して発振周波数を変更すると、圧電
振動子の厚さ方向の共振周波数及び径方向の共振周波数
を持つ超音波が発生される。
また、圧電振動子を２つの同じ長さの金属ブロックで
挟持し、２つの金属をボルトでねじ止めして構成したボ
ルト締めランジュバン型振動子では、圧電振動子に発振
器を接続して発振周波数を変更すると、ランジュバン型
振動子の全体の長さの共振周波数と、１つの金属ブロッ
クと圧電振動子を含む長さ方向の共振周波数の超音波が
発生する。さらに、このボルト締めランジユバン型振動
子において、金属ブロックの長さを非対称にすると、全
体の長さの共振周波数の他にそれぞれの金属ブロックと
圧電振動子を含む長さの共振周波数の超音波が発生す
る。
挟持し、２つの金属をボルトでねじ止めして構成したボ
ルト締めランジュバン型振動子では、圧電振動子に発振
器を接続して発振周波数を変更すると、ランジュバン型
振動子の全体の長さの共振周波数と、１つの金属ブロッ
クと圧電振動子を含む長さ方向の共振周波数の超音波が
発生する。さらに、このボルト締めランジユバン型振動
子において、金属ブロックの長さを非対称にすると、全
体の長さの共振周波数の他にそれぞれの金属ブロックと
圧電振動子を含む長さの共振周波数の超音波が発生す
る。
［発明が解決しようとする課題］ このように、従来の超音波振動子では、発振器を接続
し、それぞれ発振周波数を変更しても、２つ乃至３つの
周波数の超音波が発生するだけであり、さらに異なった
周波数の超音波を発生するには、径を変更したり、金属
ブロックの長さを異ならせた複数の振動子及び発振器を
設けなければならず、コストが高くなり、構成が複雑に
なるという問題があった。
し、それぞれ発振周波数を変更しても、２つ乃至３つの
周波数の超音波が発生するだけであり、さらに異なった
周波数の超音波を発生するには、径を変更したり、金属
ブロックの長さを異ならせた複数の振動子及び発振器を
設けなければならず、コストが高くなり、構成が複雑に
なるという問題があった。
本発明は、簡単な構成で、共振周波数を連続して可変
することができる周波数可変振動子を提供することを目
的とするものである。
することができる周波数可変振動子を提供することを目
的とするものである。
［課題を解説するための手段］ 上記目的を解決するために、本発明の周波数可変振動
子では、円盤型の圧電振動子の一方の面及び他方の面に
それぞれ電極を設け、該一方の面及び他方の面の電極を
それぞれ２分割した分割電極を構成し、前記圧電振動子
の前記一方の面の２分割した一方の分割電極と他方の面
の２分割した他方の分割電極とを発振器に接続するとと
もに、前記圧電振動子の一方の面の２分割した他方の分
割電極と他方の面の２分割した他方の分割電極に負荷イ
ンピーダンクを接続し、該負荷インピーダンスを変更し
て、前記発振器の周波数を変更することにより、前記円
盤型の圧電振動子の径が等価的に変更されて共振周波数
を変更する。また、他方の面に電極が接続された一方の
圧電振動子と他方の面に電極が接続された他方の圧電振
動子のそれぞれの一方の面の間に中間電極を接着して一
体に構成し、前記中間電極と前記一方の圧電振動子の他
方の面の電極とを発振器に接続し、前記中間電極と他方
の圧電振動子の他方の面の電極とを負荷インピーダンス
に接続し、前記負荷インピーダンスを変更して、前記発
振器の周波数を変更することにより、全体圧電振動子の
全体の厚さが等価的に変更されて共振周波数を変更す
る。
子では、円盤型の圧電振動子の一方の面及び他方の面に
それぞれ電極を設け、該一方の面及び他方の面の電極を
それぞれ２分割した分割電極を構成し、前記圧電振動子
の前記一方の面の２分割した一方の分割電極と他方の面
の２分割した他方の分割電極とを発振器に接続するとと
もに、前記圧電振動子の一方の面の２分割した他方の分
割電極と他方の面の２分割した他方の分割電極に負荷イ
ンピーダンクを接続し、該負荷インピーダンスを変更し
て、前記発振器の周波数を変更することにより、前記円
盤型の圧電振動子の径が等価的に変更されて共振周波数
を変更する。また、他方の面に電極が接続された一方の
圧電振動子と他方の面に電極が接続された他方の圧電振
動子のそれぞれの一方の面の間に中間電極を接着して一
体に構成し、前記中間電極と前記一方の圧電振動子の他
方の面の電極とを発振器に接続し、前記中間電極と他方
の圧電振動子の他方の面の電極とを負荷インピーダンス
に接続し、前記負荷インピーダンスを変更して、前記発
振器の周波数を変更することにより、全体圧電振動子の
全体の厚さが等価的に変更されて共振周波数を変更す
る。
さらに、一方の２つが対の圧電振動子と他方の２つが
対の圧電振動子を３つの金属ブロック間にそれぞれ挟持
し、該金属ブロック同士をボルトで固定して超音波振動
子構成するとともに、前記一方の対の圧電振動子の電極
間に発振器を接続し、他方の対の圧電振動子の電極間に
負荷インピーダンスを接続し、該負荷インピーダンスを
変更して、前記発振器の周波数を変更することにより、
等価的に前記超音波振動子の全体の長さが変更されて共
振周波数を変更する。そして、負荷インピーダンスは可
変インダクタンスでもよく、また、負荷インピーダンス
は可変キャパシタンスでもよいし、負荷インピーダンス
は可変抵抗でもよい。
対の圧電振動子を３つの金属ブロック間にそれぞれ挟持
し、該金属ブロック同士をボルトで固定して超音波振動
子構成するとともに、前記一方の対の圧電振動子の電極
間に発振器を接続し、他方の対の圧電振動子の電極間に
負荷インピーダンスを接続し、該負荷インピーダンスを
変更して、前記発振器の周波数を変更することにより、
等価的に前記超音波振動子の全体の長さが変更されて共
振周波数を変更する。そして、負荷インピーダンスは可
変インダクタンスでもよく、また、負荷インピーダンス
は可変キャパシタンスでもよいし、負荷インピーダンス
は可変抵抗でもよい。
［作用］ 本発明によれば、圧電振動子を発振を接続する部分と
負荷インピーダンスを接続する部分とに分け、負荷イン
ピーダンスを変更すると、圧電振動子と負荷インピーダ
ンスの間でエネルギーの出入があり、その結果、単体の
圧電振動子では、等価的に径が変化したことになり、ま
た、ランジュバン型振動子では、等価的に全長が変更し
たことになり、さらに圧電振動子を重ねたものでは、圧
みが等価的に変更したことになり、それによって、それ
ぞれ共振周波数を変更することができる。
負荷インピーダンスを接続する部分とに分け、負荷イン
ピーダンスを変更すると、圧電振動子と負荷インピーダ
ンスの間でエネルギーの出入があり、その結果、単体の
圧電振動子では、等価的に径が変化したことになり、ま
た、ランジュバン型振動子では、等価的に全長が変更し
たことになり、さらに圧電振動子を重ねたものでは、圧
みが等価的に変更したことになり、それによって、それ
ぞれ共振周波数を変更することができる。
［実施例］ 第１図を参照すると、本発明の実施例の周波数可変振
動子では、円盤型の圧電振動子１の一方の面に２分割さ
れた分割電極2a、2bが接着され、圧電振動子１の他方の
面に２分割された分割電極3a、3bが設けられ、分割電極
2a、3aに発振器４が接続され、また分割電極2b、3bに負
荷インピーダンス５が接続されている。
動子では、円盤型の圧電振動子１の一方の面に２分割さ
れた分割電極2a、2bが接着され、圧電振動子１の他方の
面に２分割された分割電極3a、3bが設けられ、分割電極
2a、3aに発振器４が接続され、また分割電極2b、3bに負
荷インピーダンス５が接続されている。
このように構成された本実施例の超音波振動子では、
負荷インピーダンス５の値を変更して発振器４からの発
振信号の周波数を変更すると、圧電振動子１の共振周波
数を任意に変更することができる。
負荷インピーダンス５の値を変更して発振器４からの発
振信号の周波数を変更すると、圧電振動子１の共振周波
数を任意に変更することができる。
これは、発振器４から電力を供給することによって、
超音波振動子６を駆動すると、分割電極2b、3bとそれに
接続された負荷インピーダンス５の間でエネルギーの出
入りがあり、その結果、圧電振動子１がクッションの作
用をするので、ここで、負荷インピーダンス５の値を変
更すると、圧電振動子１の径が等価的に変更されたこと
になり、共振周波数を変更することができる。
超音波振動子６を駆動すると、分割電極2b、3bとそれに
接続された負荷インピーダンス５の間でエネルギーの出
入りがあり、その結果、圧電振動子１がクッションの作
用をするので、ここで、負荷インピーダンス５の値を変
更すると、圧電振動子１の径が等価的に変更されたこと
になり、共振周波数を変更することができる。
第２図を参照すると、本発明の実施例の周波数可変振
動子では、それぞれ対の圧電振動子７、８はそれぞれ３
つの金属ブロック９、10、11によって挟持され、また、
金属ブロック９と10はボルト12で固定され、さらに金属
ブロック10、11はボルト13で固定されている。そして、
圧電振動子７の電極に発振器４が接続され、圧電振動子
８の電極に負荷インピーダンスとして、可変インダクタ
ンス14が接続されている。
動子では、それぞれ対の圧電振動子７、８はそれぞれ３
つの金属ブロック９、10、11によって挟持され、また、
金属ブロック９と10はボルト12で固定され、さらに金属
ブロック10、11はボルト13で固定されている。そして、
圧電振動子７の電極に発振器４が接続され、圧電振動子
８の電極に負荷インピーダンスとして、可変インダクタ
ンス14が接続されている。
本実施例では、前述の実施例と同様に、発振器４から
発振信号を圧電振動子７に印加して超音波振動子15を駆
動すると、圧電振動子８に接続された可変インダクタン
ス14と圧電振動子８との間でエネルギーの出入りがあ
り、その結果、等価的に全長が変化したことになり、超
音波振動子15の共振周波数を可変することができる。
発振信号を圧電振動子７に印加して超音波振動子15を駆
動すると、圧電振動子８に接続された可変インダクタン
ス14と圧電振動子８との間でエネルギーの出入りがあ
り、その結果、等価的に全長が変化したことになり、超
音波振動子15の共振周波数を可変することができる。
なお、本実施例において、第３図に示すように、負荷
インピーダンスとして、可変インダクタンス14と可変キ
ャパシタンス16及びオープン接点17を並列に接続し、ス
イッチ18を介してそれぞれ接続しても、前述の実施例と
同様に、超音波振動子15の共振周波数を連続的に変更す
ることができる。
インピーダンスとして、可変インダクタンス14と可変キ
ャパシタンス16及びオープン接点17を並列に接続し、ス
イッチ18を介してそれぞれ接続しても、前述の実施例と
同様に、超音波振動子15の共振周波数を連続的に変更す
ることができる。
さらに、第４図を参照すると、一方の圧電振動子19と
他方の圧電振動子20の間に中間電極21が接着され、また
一方の圧電振動子19と他方の圧電振動子20のそれぞれの
他方の面に電極22、23が設けられ、超音波振動子24が構
成されている。そして、中間電極21と一方の圧電振動子
19の他方の面の電極22の間に発振器４が接続され、中間
電極21と他方の圧電振動子20と他方の面の電極23の間に
負荷インピーダンスとして可変インダクタンス14が接続
されている。
他方の圧電振動子20の間に中間電極21が接着され、また
一方の圧電振動子19と他方の圧電振動子20のそれぞれの
他方の面に電極22、23が設けられ、超音波振動子24が構
成されている。そして、中間電極21と一方の圧電振動子
19の他方の面の電極22の間に発振器４が接続され、中間
電極21と他方の圧電振動子20と他方の面の電極23の間に
負荷インピーダンスとして可変インダクタンス14が接続
されている。
本実施例では、前述の実施例と同様に発振器４から発
振信号を圧電振動子19に印加して超音波振動子24を駆動
すると、圧電振動子20に接続された可変インダクタンス
14と圧電振動子20との間でエネルギーの出入りがあり、
その結果、等価的に全体の厚みが変化したことになり、
超音波振動子24の共振周波数を可変することができる。
振信号を圧電振動子19に印加して超音波振動子24を駆動
すると、圧電振動子20に接続された可変インダクタンス
14と圧電振動子20との間でエネルギーの出入りがあり、
その結果、等価的に全体の厚みが変化したことになり、
超音波振動子24の共振周波数を可変することができる。
このように、上記実施例においては、一方の圧電振動
子に発振器を接続し、他方に負荷インピーダンスを接続
し、そして、負荷インピーダンスの値を変化することに
より、超音波振動子の共振周波数を連続的に変更するこ
とができる。
子に発振器を接続し、他方に負荷インピーダンスを接続
し、そして、負荷インピーダンスの値を変化することに
より、超音波振動子の共振周波数を連続的に変更するこ
とができる。
なお、第１図の実施例において、圧電振動子１の両面
に分割電国2a、2b、3a、3bを設けたが、第５図を示すよ
うに、他方の電極３は分割せず、また負荷インピーダン
ス５として、可変インダクタンス14を接続してもよい。
に分割電国2a、2b、3a、3bを設けたが、第５図を示すよ
うに、他方の電極３は分割せず、また負荷インピーダン
ス５として、可変インダクタンス14を接続してもよい。
また、上記実施例において、負荷インピーダンスとし
て可変インダクタンスを使用した例を示したが、可変キ
ャパシタンス、可変抵抗等を使用することができる。ま
た、この超音波振動子は、発生する超音波の周波数が可
変であることを利用して、洗浄機、魚群探知機、超音波
FM通信等に利用することができる。
て可変インダクタンスを使用した例を示したが、可変キ
ャパシタンス、可変抵抗等を使用することができる。ま
た、この超音波振動子は、発生する超音波の周波数が可
変であることを利用して、洗浄機、魚群探知機、超音波
FM通信等に利用することができる。
［発明の効果］ 本発明は、以上のように構成されているので、負荷イ
ンピーダンスを変更することにより、発生する超音波の
周波数を任意に可変することができ、構成が簡単で、コ
ストも安く、装置が小型になるという利点がある。
ンピーダンスを変更することにより、発生する超音波の
周波数を任意に可変することができ、構成が簡単で、コ
ストも安く、装置が小型になるという利点がある。
第１図は本発明の実施例の周波数可変振動子の構成図、
第２図は本発明の他の実施例の周波数可変振動子の構成
図、第３図は本発明のさらに他の実施例の周波数可変振
動子の構成図、第４図は本発明のさらに他の実施例の周
波数可変振動子の構成図、第５図は本発明のまたさらに
他の実施例の周波数可変振動子の構成図である。 １……圧電振動子、2a、2b、3a、3b……分割電極、４…
…発振器、５……負荷インピーダンス、６……超音波振
動子、７、８……圧電振動子、９、10、11……金属ブロ
ック、12、13……ボルト、14……可変インダクタンス、
15……超音波振動子、16……可変キャパシタンス、17…
…オープン接点、18……スイッチ、19、20……圧電振動
子、21、22、23……電極、24……超音波振動子。
第２図は本発明の他の実施例の周波数可変振動子の構成
図、第３図は本発明のさらに他の実施例の周波数可変振
動子の構成図、第４図は本発明のさらに他の実施例の周
波数可変振動子の構成図、第５図は本発明のまたさらに
他の実施例の周波数可変振動子の構成図である。 １……圧電振動子、2a、2b、3a、3b……分割電極、４…
…発振器、５……負荷インピーダンス、６……超音波振
動子、７、８……圧電振動子、９、10、11……金属ブロ
ック、12、13……ボルト、14……可変インダクタンス、
15……超音波振動子、16……可変キャパシタンス、17…
…オープン接点、18……スイッチ、19、20……圧電振動
子、21、22、23……電極、24……超音波振動子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04R 17/00 330 H04R 3/00 330
Claims (6)
- 【請求項１】円盤型の圧電振動子の一方の面及び他方の
面にそれぞれ電極を設け、該一方の面及び他方の面の電
極をそれぞれ２分割した分割電極を構成し、前記圧電振
動子の前記一方の面の２分割した一方の分割電極と他方
の面の２分割した一方の分割電極とを発振器に接続する
とともに、前記圧電振動子の一方の面の２分割した他方
の分割電極と他方の面の２分割した他方の分割電極に負
荷インピーダンスを接続し、該負荷インピーダンスを変
更して、前記発振器の周波数を変更することにより、前
記円盤型の圧電振動子の径が等価的に変更されて共振周
波数を変更することを特徴とする周波数可変振動子。 - 【請求項２】他方の面に電極が接着された一方の圧電振
動子と他方の面に電極が接着された他方の圧電振動子の
それぞれの一方の面の間に中間電極を接着して一体に構
成し、前記中間電極と前記一方の圧電振動子の他方の面
の電極とを発振器に接続し、前記中間電極と前記他方の
圧電素子の他方の面の電極とを負荷インピーダンスに接
続し、該負荷インピーダンスを変更して、前記発振器の
周波数を変更することにより、前記圧電振動子の全体の
厚さが等価的に変更されて共振周波数を変更することを
特徴とする周波数可変振動子。 - 【請求項３】一方の２つが対の圧電振動子と他方の２つ
が対の圧電振動子を３つの金属ブロック間にそれぞれ挟
持し、該金属ブロック同士をボルトで固定して超音波振
動子を構成するとともに、前記一方の対の圧電振動子の
電極間に発振器を接続し、他方の対の圧電振動子の電極
間に負荷インピーダンスを接続し、該負荷インピーダン
スを変更して、前記発振器の周波数を変更することによ
り、等価的に前記超音波振動子の全体の長さが変更され
て共振周波数を変更することを特徴とする周波数可変振
動子。 - 【請求項４】前記負荷インピーダンスは可変インダクタ
ンスであることを特徴とする請求項１項乃至３項のいず
れか１項記載の周波数可変振動子。 - 【請求項５】前記負荷インピーダンスは可変キャパシタ
ンスであることを特徴とする請求項１項乃至３項のいず
れか１項記載の周波数可変振動子。 - 【請求項６】前記負荷インピーダンスは可変抵抗である
ことを特徴とする請求項１項乃至３項のいずれか１項記
載の周波数可変振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018775A JP2961198B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 周波数可変振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018775A JP2961198B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 周波数可変振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02199994A JPH02199994A (ja) | 1990-08-08 |
| JP2961198B2 true JP2961198B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=11981008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1018775A Expired - Lifetime JP2961198B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 周波数可変振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2961198B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3506499A3 (en) * | 2017-12-07 | 2019-10-09 | Infineon Technologies AG | Tunable resonator element, filter circuit and method |
| KR20200100523A (ko) | 2017-12-21 | 2020-08-26 | 가부시끼가이샤가이죠 | 초음파 진동자 및 초음파 진동자를 사용한 초음파 세정 장치 |
| US11192140B2 (en) | 2017-02-10 | 2021-12-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Transducer and transducer array |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7986198B2 (en) * | 2006-08-03 | 2011-07-26 | Panasonic Corporation | Frequency-variable acoustic thin film resonator, filter and communication apparatus using the same |
| JP5485268B2 (ja) * | 2009-07-03 | 2014-05-07 | 国立大学法人京都工芸繊維大学 | センサおよびセンシング方法 |
| JP5327279B2 (ja) | 2011-06-13 | 2013-10-30 | 株式会社デンソー | 超音波センサ装置 |
| JP6021055B2 (ja) * | 2012-05-31 | 2016-11-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 超音波センサ |
| DE102018126387A1 (de) * | 2018-10-23 | 2020-04-23 | Tdk Electronics Ag | Schallwandler und Verfahren zum Betrieb des Schallwandlers |
-
1989
- 1989-01-27 JP JP1018775A patent/JP2961198B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US11192140B2 (en) | 2017-02-10 | 2021-12-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Transducer and transducer array |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02199994A (ja) | 1990-08-08 |
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