JPH0575172A - 異方向複屈曲形振動子 - Google Patents
異方向複屈曲形振動子Info
- Publication number
- JPH0575172A JPH0575172A JP3336247A JP33624791A JPH0575172A JP H0575172 A JPH0575172 A JP H0575172A JP 3336247 A JP3336247 A JP 3336247A JP 33624791 A JP33624791 A JP 33624791A JP H0575172 A JPH0575172 A JP H0575172A
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- JP
- Japan
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- polarized
- polarization
- expansion
- takes place
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】良好な捻れ振動を誘起する異方向複屈曲形振動
子を提供する。 【構成】一方の対角となる二象限を正分極、他方の対角
となる二象限を負分極にした圧電セラミックと振動板２
を貼り合せ構造にした。
子を提供する。 【構成】一方の対角となる二象限を正分極、他方の対角
となる二象限を負分極にした圧電セラミックと振動板２
を貼り合せ構造にした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は長さ方向の電気的歪変化
（長さ振動）を厚み方向の機械的振動に転換する異方向
複屈曲形振動子に関する。
（長さ振動）を厚み方向の機械的振動に転換する異方向
複屈曲形振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】電圧印加によって長さ振動する圧電セラ
ミックの特性を利用し、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、圧電セラミックに金属板を貼
り合せた圧電バイモルフが知られている。
ミックの特性を利用し、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、圧電セラミックに金属板を貼
り合せた圧電バイモルフが知られている。
【０００３】又、二枚の圧電セラミックを電圧印加時の
伸縮方向が逆方向となるように貼り合せ、一方に伸び、
他方に縮みを交互に生じさせることによっても厚み方向
の機械的振動に転換することが可能である。
伸縮方向が逆方向となるように貼り合せ、一方に伸び、
他方に縮みを交互に生じさせることによっても厚み方向
の機械的振動に転換することが可能である。
【０００４】何れの場合も圧電セラミックの製造におい
ては自発分極を持つ強誘電セラミックに、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−リ
ング処理）が不可欠となるが、該分極処理は常に単分極
処理、即ち一個のセラミックに対して一方向の分極処理
のみが考えられている。
ては自発分極を持つ強誘電セラミックに、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−リ
ング処理）が不可欠となるが、該分極処理は常に単分極
処理、即ち一個のセラミックに対して一方向の分極処理
のみが考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】而して上記圧電セラ
ミックは単分極構成であり、電圧印加時の厚み方向の振
動動作は単純なベンディング運動である。
ミックは単分極構成であり、電圧印加時の厚み方向の振
動動作は単純なベンディング運動である。
【０００６】従って、上記圧電セラミックはベンディン
グ運動を振動源とする用途、例えば電気音響変換機や圧
電形フィルタ−等の限定された用途に狭められている。
グ運動を振動源とする用途、例えば電気音響変換機や圧
電形フィルタ−等の限定された用途に狭められている。
【０００７】上記の如く従来の圧電セラミック振動子
は、基本的には単なるベンディング運動による厚み方向
の振動か、又は長さ振動、或は径方向振動等の振動モ−
ドに限られていたが、本発明は上記圧電セラミックに異
方向複屈曲性を具有させ、圧電セラミックが厚み方向の
一方に部分屈曲すると同時に、厚み方向の他方に部分屈
曲する、所謂捻れ振動を生起させるようにした固有の振
動モ−ドを有する異方向複屈曲形振動子を提供せんとす
るものである。
は、基本的には単なるベンディング運動による厚み方向
の振動か、又は長さ振動、或は径方向振動等の振動モ−
ドに限られていたが、本発明は上記圧電セラミックに異
方向複屈曲性を具有させ、圧電セラミックが厚み方向の
一方に部分屈曲すると同時に、厚み方向の他方に部分屈
曲する、所謂捻れ振動を生起させるようにした固有の振
動モ−ドを有する異方向複屈曲形振動子を提供せんとす
るものである。
【０００８】これによって、従来想定されていなかった
上記捻れ振動モ−ドを利用する新分野への圧電セラミッ
クの用途拡張を図り、例えば粘度検出素子等の検出用振
動子としての実用化を可能としたものである。
上記捻れ振動モ−ドを利用する新分野への圧電セラミッ
クの用途拡張を図り、例えば粘度検出素子等の検出用振
動子としての実用化を可能としたものである。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】本発明は上記問題点を
解決する手段として、矩形の圧電セラミックの一方の対
角となるニ象限を正方向分極領域とすると共に、他方の
対角となるに象限を負方向分極領域に区分し、電圧印加
時、正方向分極領域と負方向分極領域の一方では縮み、
他方では伸びを交互に生ずるような複合振動モ−ドを惹
起させ、これを振動板に貼り合わせるとことによって圧
電バイモルフ振動子を形成することにより、厚み方向の
捻れ振動モ−ドを得るようにしたものである。
解決する手段として、矩形の圧電セラミックの一方の対
角となるニ象限を正方向分極領域とすると共に、他方の
対角となるに象限を負方向分極領域に区分し、電圧印加
時、正方向分極領域と負方向分極領域の一方では縮み、
他方では伸びを交互に生ずるような複合振動モ−ドを惹
起させ、これを振動板に貼り合わせるとことによって圧
電バイモルフ振動子を形成することにより、厚み方向の
捻れ振動モ−ドを得るようにしたものである。
【００１０】
【作用】本発明によれば、複分極圧電セラミックの振動
モ−ドが、正分極領域で縮みを生じた時負分極領域で伸
びを生じ、逆に正分極領域で伸びを生じた時負分極領域
で縮みを生じ、各区分された分極領域において相反する
方向の伸縮振動モ−ドが複合して生ずる。従って、これ
に貼り合せられた振動板は縮み領域において厚み方向の
一方に屈曲し、伸び領域において厚み方向の他方に屈曲
することとなる。これを交互に生ずることにより、所謂
複屈曲振動（捻れ振動）を誘起する。
モ−ドが、正分極領域で縮みを生じた時負分極領域で伸
びを生じ、逆に正分極領域で伸びを生じた時負分極領域
で縮みを生じ、各区分された分極領域において相反する
方向の伸縮振動モ−ドが複合して生ずる。従って、これ
に貼り合せられた振動板は縮み領域において厚み方向の
一方に屈曲し、伸び領域において厚み方向の他方に屈曲
することとなる。これを交互に生ずることにより、所謂
複屈曲振動（捻れ振動）を誘起する。
【００１１】
【実施例】以下本発明の実施例を第１図乃至第７図に基
いて説明する。前記の如く圧電セラミックは強誘電セラ
ミックに分極処理（ポ−リング処理）を施して圧電性が
付与される。
いて説明する。前記の如く圧電セラミックは強誘電セラ
ミックに分極処理（ポ−リング処理）を施して圧電性が
付与される。
【００１２】分極処理は前記の如く分極方向を一方向に
固定する処理であり、その分極方向によって正電圧又は
負電圧に対する伸び又は縮み方向（長さ振動方向）が逆
方向となる。この異なる振動モ−ドを示す分極方向を区
別するため、図面上圧電セラミックの一方表面側に
（＋）ポ−リング電極を、他方表面側に（−）ポ−リン
グ電極を有するように分極処理された領域を正方向分極
領域と呼び、逆に圧電セラミックの他方表面側に（＋）
ポ−リング電極を、一方表面側に（−）ポ−リング電極
を有するように分極処理された領域を負方向分極領域と
呼称する。
固定する処理であり、その分極方向によって正電圧又は
負電圧に対する伸び又は縮み方向（長さ振動方向）が逆
方向となる。この異なる振動モ−ドを示す分極方向を区
別するため、図面上圧電セラミックの一方表面側に
（＋）ポ−リング電極を、他方表面側に（−）ポ−リン
グ電極を有するように分極処理された領域を正方向分極
領域と呼び、逆に圧電セラミックの他方表面側に（＋）
ポ−リング電極を、一方表面側に（−）ポ−リング電極
を有するように分極処理された領域を負方向分極領域と
呼称する。
【００１３】本発明においては、貼り合せ体を形成する
圧電セラミックが上記正方向分極領域と負方向分極領域
とに区分されている。該区分態様として第１図等に示す
ように一枚の圧電セラミック１を分極方向が異なる複数
の分極領域にポ−リング処理し、正方向と負方向分極領
域に区分する。
圧電セラミックが上記正方向分極領域と負方向分極領域
とに区分されている。該区分態様として第１図等に示す
ように一枚の圧電セラミック１を分極方向が異なる複数
の分極領域にポ−リング処理し、正方向と負方向分極領
域に区分する。
【００１４】又他の区分態様として第５図に示すよう
に、正方向分極セラミック片と負方向分極セラミック片
の複数片の圧電セラミック１を平面集合して分極パタ−
ンを形成する。
に、正方向分極セラミック片と負方向分極セラミック片
の複数片の圧電セラミック１を平面集合して分極パタ−
ンを形成する。
【００１５】上記各例における分極パタ−ンの適例とし
て各図に示すように、圧電セラミック１を四象限単位に
区分する。該分極処理にて対角となる二象限に正方向分
極領域Ｐ２ ，Ｐ３ を、他の対角となる二象限に負方
向分極領域Ｐ１ ，Ｐ４ を形成する。該複分極圧電セ
ラミック１の対向せる表面には全分極領域を覆う駆動電
圧印加用の電極３，４が施されている。
て各図に示すように、圧電セラミック１を四象限単位に
区分する。該分極処理にて対角となる二象限に正方向分
極領域Ｐ２ ，Ｐ３ を、他の対角となる二象限に負方
向分極領域Ｐ１ ，Ｐ４ を形成する。該複分極圧電セ
ラミック１の対向せる表面には全分極領域を覆う駆動電
圧印加用の電極３，４が施されている。
【００１６】第２図乃至第５図に示すように、上記分割
形又は非分割形複分極圧電セラミック１を金属板等から
成る振動板２に貼り合せ、振動板２の片面に正方向分極
領域Ｐ２ ，Ｐ３ と負方向分極領域Ｐ１ ，Ｐ４ に
区分された複分極圧電セラミック層を形成する。上記に
よれば、第１図に示すように複分極圧電セラミック１の
振動モ−ドが、正方向分極領域Ｐ２ ，Ｐ３ で伸びｘ
１ を生じた時負方向分極領域Ｐ１ ，Ｐ４ で縮みｘ
２ を生じ、逆に正方向分極領域Ｐ２ ，Ｐ３ で縮み
を生じた時負方向分極領域Ｐ１ ，Ｐ４ で伸びを生
じ、各区分された分極領域において相反する方向の伸縮
振動モ−ドが複合して生ずる。従って、第３図に示すよ
うにこれに貼り合せられた振動板２は縮み領域において
厚み方向の一方に屈曲ｙ２し、伸び領域において厚み方
向の他方に屈曲ｙ１ することとなる。これを交互に生
ずることにより、所謂複屈曲振動（捻れ振動）ｚを誘起
する。
形又は非分割形複分極圧電セラミック１を金属板等から
成る振動板２に貼り合せ、振動板２の片面に正方向分極
領域Ｐ２ ，Ｐ３ と負方向分極領域Ｐ１ ，Ｐ４ に
区分された複分極圧電セラミック層を形成する。上記に
よれば、第１図に示すように複分極圧電セラミック１の
振動モ−ドが、正方向分極領域Ｐ２ ，Ｐ３ で伸びｘ
１ を生じた時負方向分極領域Ｐ１ ，Ｐ４ で縮みｘ
２ を生じ、逆に正方向分極領域Ｐ２ ，Ｐ３ で縮み
を生じた時負方向分極領域Ｐ１ ，Ｐ４ で伸びを生
じ、各区分された分極領域において相反する方向の伸縮
振動モ−ドが複合して生ずる。従って、第３図に示すよ
うにこれに貼り合せられた振動板２は縮み領域において
厚み方向の一方に屈曲ｙ２し、伸び領域において厚み方
向の他方に屈曲ｙ１ することとなる。これを交互に生
ずることにより、所謂複屈曲振動（捻れ振動）ｚを誘起
する。
【００１７】又第６図，第７図は振動板２を媒体として
その両面に上記分割形又は非分割形複分極圧電セラミッ
ク１を貼り合せ、上記捻れ振動子を形成した場合を示
す。上記の如く、振動板２の両面において二組の分極領
域が交互に逆方向へ屈曲する運動を繰り返すことによ
り、厚み方向の複屈曲振動、即ち捻れ振動を誘起する。
その両面に上記分割形又は非分割形複分極圧電セラミッ
ク１を貼り合せ、上記捻れ振動子を形成した場合を示
す。上記の如く、振動板２の両面において二組の分極領
域が交互に逆方向へ屈曲する運動を繰り返すことによ
り、厚み方向の複屈曲振動、即ち捻れ振動を誘起する。
【００１８】上記単位複分極圧電セラミック１は、同一
の区分パタ−ンから成る複分極圧電セラミックを複層に
し、これを振動板２に貼り合せ上記異方向複屈曲形振動
子を形成しても良い。
の区分パタ−ンから成る複分極圧電セラミックを複層に
し、これを振動板２に貼り合せ上記異方向複屈曲形振動
子を形成しても良い。
【００１９】又、上記実施例においては圧電セラミック
を四分極処理した場合を示したが、該実施例に従い四分
極領域の単位を複数単位帯状に並設して上記捻れ振動を
連続的に行わせる場合を含む。
を四分極処理した場合を示したが、該実施例に従い四分
極領域の単位を複数単位帯状に並設して上記捻れ振動を
連続的に行わせる場合を含む。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、複分極圧電セラミック
は一方の対角となる二象限内の正分極領域で縮みを生じ
た時他方の対角となる二象限内の負分極領域で伸びを生
じ、逆に一方の対角となる二象限内の正分極領域で伸び
を生じた時他方の対角となる二象限内の負分極領域で縮
みを生じ、各区分された分極領域において相反する方向
の伸縮振動モードが複合して生ずる。従ってこれに貼り
合わせられた振動板は一方の対角となる二象限の縮み領
域において厚み方向の一方に屈曲し、他方の対角となる
二象限の延び領域において厚み方向の他方に屈曲するこ
ととなる。これを交互に生ずることにより、顕著で且つ
安定なる捻れ振動を効率良く誘起することができる。こ
れによって、従来想定されていなかった上記捻れ振動モ
−ドを利用する新分野への圧電セラミックの用途拡張を
図り、例えば粘度検出素子等の検出用振動子等、新たな
工業的利用の展開を可能としたものである。
は一方の対角となる二象限内の正分極領域で縮みを生じ
た時他方の対角となる二象限内の負分極領域で伸びを生
じ、逆に一方の対角となる二象限内の正分極領域で伸び
を生じた時他方の対角となる二象限内の負分極領域で縮
みを生じ、各区分された分極領域において相反する方向
の伸縮振動モードが複合して生ずる。従ってこれに貼り
合わせられた振動板は一方の対角となる二象限の縮み領
域において厚み方向の一方に屈曲し、他方の対角となる
二象限の延び領域において厚み方向の他方に屈曲するこ
ととなる。これを交互に生ずることにより、顕著で且つ
安定なる捻れ振動を効率良く誘起することができる。こ
れによって、従来想定されていなかった上記捻れ振動モ
−ドを利用する新分野への圧電セラミックの用途拡張を
図り、例えば粘度検出素子等の検出用振動子等、新たな
工業的利用の展開を可能としたものである。
【図１Ａ，Ｂ】本発明に係る異方向複分極圧電セラミッ
クの分極構造と長さ振動動作を説明する平面図である。
クの分極構造と長さ振動動作を説明する平面図である。
【図２】複分極圧電セラミックと振動板にて貼り合せ体
を形成した実施例を示す分解斜視図である。
を形成した実施例を示す分解斜視図である。
【図３】同貼り合せ体斜視図である。
【図４】同側面図である。
【図５】複分極圧電セラミックを複数片に分割して分極
区分を形成した実施例を振動板との貼り合せ体を以って
示す斜視図である。
区分を形成した実施例を振動板との貼り合せ体を以って
示す斜視図である。
【図６】非分割形の複分極圧電セラミック相互の貼り合
せ体を振動板を媒体として形成した実施例を示す斜視図
である。
せ体を振動板を媒体として形成した実施例を示す斜視図
である。
【図７】分割形の複分極圧電セラミック相互の貼り合せ
体を振動板を媒体として形成した実施例を示す斜視図で
ある。
体を振動板を媒体として形成した実施例を示す斜視図で
ある。
１ 複分極圧電セラミック ２ 振動板 ３，４ 電極 Ｐ１，Ｐ４ 負方向分極領域 Ｐ２，Ｐ３ 正方向分極領域
Claims (1)
- 【請求項１】矩形の圧電セラミックを四象限単位の分極
領域に区分して対角となる二象限内を厚み方向であって
且つ正方向の分極領域にすると共に、他の対角となる二
象限内を厚み方向であって且つ負方向の分極領域とした
複分極圧電セラミックと、振動板とにより貼り合わせ体
を形成したことを特徴とする異方向複屈曲形振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3336247A JPH0624262B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 異方向複屈曲形振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3336247A JPH0624262B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 異方向複屈曲形振動子 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20995686A Division JPS6365708A (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 異方向複屈曲形振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0575172A true JPH0575172A (ja) | 1993-03-26 |
| JPH0624262B2 JPH0624262B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=18297162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3336247A Expired - Lifetime JPH0624262B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 異方向複屈曲形振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624262B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005278388A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-10-06 | Seiko Instruments Inc | 超音波モータ及びそれを用いた電子機器 |
| CN104476378A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-04-01 | 苏州科技学院 | 一种单激励超声椭圆振动抛光装置 |
| DE102011088304B4 (de) | 2011-12-12 | 2023-09-21 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP3336247A patent/JPH0624262B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005278388A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-10-06 | Seiko Instruments Inc | 超音波モータ及びそれを用いた電子機器 |
| JP4634174B2 (ja) * | 2004-02-26 | 2011-02-16 | セイコーインスツル株式会社 | 超音波モータ及びそれを用いた電子機器 |
| DE102011088304B4 (de) | 2011-12-12 | 2023-09-21 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße |
| CN104476378A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-04-01 | 苏州科技学院 | 一种单激励超声椭圆振动抛光装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0624262B2 (ja) | 1994-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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