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JPH11313396A - Piezoelectric vibrator - Google Patents

Piezoelectric vibrator

Info

Publication number
JPH11313396A
JPH11313396A JP11758698A JP11758698A JPH11313396A JP H11313396 A JPH11313396 A JP H11313396A JP 11758698 A JP11758698 A JP 11758698A JP 11758698 A JP11758698 A JP 11758698A JP H11313396 A JPH11313396 A JP H11313396A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
piezoelectric
vibrating
feedback signal
signal
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
Application number
JP11758698A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Kitanishi
真一路 北西
Takeshi Obayashi
剛 大林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP11758698A priority Critical patent/JPH11313396A/en
Publication of JPH11313396A publication Critical patent/JPH11313396A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric vibrator that employs a piezoelectric drive vibration element so as to easily obtain a sufficiently large vibration displacement. SOLUTION: The vibrator is provided with a metallic vibration plate whose one end acts like a fixed end and whose other end acts like a free end with a low frequency vibration weight attached thereto, a piezoelectric drive vibration element 3 placed on a front side of the metallic vibration plate, a vibration piece vibration detection element, a switch means 32 that is operated based on a feedback signal (f) outputted from the vibration piece vibration detection element, a bias oscillation circuit 33 that provides an oscillation output based on the feedback signal (f) and an amplifier means 34, and a drive signal (d) with a prescribed frequency is given to the vibration piece vibration detection element through the switch means 31 that is turned on/off synchronously with the vibration of the vibration piece vibration detection element.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種通信装置の着
信を低周波振動で呼び出すバイブレータ、特に、圧電駆
動振動素子を用いたバイブレータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibrator for calling an incoming call of various communication devices by low frequency vibration, and more particularly to a vibrator using a piezoelectric driving vibration element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ダイブレータは、主に、電磁モー
ターと偏芯錘とを連結して、このモータの回転によっ
て、偏芯錘を動作させて、低周波振動を発生していた。
そして、通信装置や独立した呼出装置全体は、この振動
でもって着信を示していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a dilator has mainly connected an electromagnetic motor and an eccentric weight, and operates the eccentric weight by rotation of the motor to generate low-frequency vibration.
Then, the communication device and the entire independent calling device indicate an incoming call with this vibration.

【0003】このような電磁モーターと偏芯錘とを組み
合わせたバイブレーターにおいては、電磁モーターを作
動させなくてはならず、モーターコイルに比較的大きい
電流を流さなくてはならなかった。このため、通信装置
などのバッテリー消費が非常に大きかった。
In such a vibrator in which an electromagnetic motor and an eccentric weight are combined, the electromagnetic motor must be operated, and a relatively large current must be supplied to the motor coil. For this reason, the battery consumption of the communication device and the like was extremely large.

【0004】また、振動源として電磁モータを使用する
ため、バイブレータ自身が非常に大型化してしまい、通
信装置などの小型化に逆行してしまい、実用的ではなか
った。
Further, since an electromagnetic motor is used as a vibration source, the vibrator itself becomes very large, which is against the miniaturization of communication devices and the like, and is not practical.

【0005】そこで、電力消費が少なく、小型化する方
法として、振動源に圧電駆動振動素子を用いることが考
えられる。
Therefore, as a method of reducing power consumption and miniaturization, it is conceivable to use a piezoelectric driving vibration element as a vibration source.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の振動源
を圧電駆動振動素子を用いたバイブレーは未だ実用化に
至っていない。これは、圧電駆動振動素子で低周波振動
錘を大きく変位させるためには、高い電圧の駆動信号を
圧電駆動振動素子に供給する必要がある。また、圧電駆
動振動素子の振動と、低周波振動錘を含む金属振動体
(振動片)の固有振動(実際の振動)とにズレが発生す
ると、お互いに振動を打ち消しあい、振動変位が極端に
弱くなるという問題的を有していたことに起因するもの
である。
However, a vibrator using a piezoelectric driving vibration element as the vibration source has not yet been put to practical use. This is because it is necessary to supply a high-voltage driving signal to the piezoelectric driving vibration element in order to largely displace the low-frequency vibration weight by the piezoelectric driving vibration element. Also, when a deviation occurs between the vibration of the piezoelectric driving vibration element and the natural vibration (actual vibration) of the metal vibrating body (the vibrating piece) including the low-frequency vibrating weight, the vibrations cancel each other, and the vibration displacement becomes extremely large. This is due to the problem of becoming weak.

【0007】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、圧電駆動振動素子を充分大き
い振動変位を簡単に得られ、しかも、低周波振動錘を含
む金属振動片の振動変位が減衰することがない圧電バイ
ブレータを提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide a piezoelectric vibrating element capable of easily obtaining a sufficiently large vibration displacement, and a metal vibration including a low-frequency vibrating weight. An object of the present invention is to provide a piezoelectric vibrator in which vibration displacement of a piece is not attenuated.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】第1の発明では、一端が
固定端となり、他端が低周波振動錘を取着した自由端と
なる板状金属振動片と、該板状金属振動片の表面に配置
された圧電駆動振動素子及び振動片振動検出素子と、前
記振動片振動検出素子から出力される帰還信号に基づい
て動作するスイッチ手段と、前記帰還信号に基づいて発
振出力するバイアス発振回路と、増幅手段とを備え、前
記バイアス発振回路の発振出力を増幅手段で増幅し、前
記帰還信号に基づいて動作する前記スイッチ手段によっ
て、帰還信号に同期した所定周波数の駆動信号で前記圧
電駆動振動素子を動作させた圧電バイブレータである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a plate-shaped metal vibrating piece having one end serving as a fixed end and the other end serving as a free end having a low-frequency vibrating weight attached thereto. A piezoelectric drive vibration element and a vibration piece vibration detection element disposed on the surface, switch means that operates based on a feedback signal output from the vibration piece vibration detection element, and a bias oscillation circuit that oscillates and outputs based on the feedback signal And amplifying means, wherein the oscillation output of the bias oscillation circuit is amplified by the amplifying means, and the switching means, which operates based on the feedback signal, causes the piezoelectric driving vibration to be performed by a driving signal having a predetermined frequency synchronized with the feedback signal. This is a piezoelectric vibrator in which an element is operated.

【0009】第2の発明は、一端が固定端となり、他端
が低周波振動錘を取着した自由端となる板状金属振動片
と、該板状金属振動片の表面に配置された圧電駆動振動
素子及び振動片振動検出素子と、前記振動片振動検出素
子から出力される帰還信号に基づいて矩形波クロック信
号を発生する発振回路と、該矩形波クロック信号を前記
帰還信号に基づいて加算して高波高化するクロック信号
加算ロジック回路とを備え、前記帰還信号に対応したク
ロック信号加算ロジック回路の出力を駆動信号として前
記圧電駆動振動素子を動作させた圧電バイブレータであ
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a plate-shaped metal vibrating piece having one end serving as a fixed end and the other end serving as a free end having a low-frequency vibrating weight attached thereto, and a piezoelectric member disposed on the surface of the plate-shaped metal vibrating piece. A driving vibration element and a vibration piece vibration detection element, an oscillation circuit that generates a rectangular wave clock signal based on a feedback signal output from the vibration piece vibration detection element, and adding the rectangular wave clock signal based on the feedback signal And a clock signal adding logic circuit for increasing the wave height. The piezoelectric vibrator operates the piezoelectric driving vibration element using an output of the clock signal adding logic circuit corresponding to the feedback signal as a drive signal.

【0010】[0010]

【作用】いずれの発明においても、金属振動片には、金
属振動片に振動を発生させるための圧電駆動振動素子及
び実際の金属振動片の振動を検出する振動片振動検出素
子が夫々配置されている。
In each of the inventions, a piezoelectric vibrating element for generating vibration in the metal vibrating piece and a vibrating piece vibration detecting element for detecting actual vibration of the metal vibrating piece are arranged on the metal vibrating piece. I have.

【0011】そして、第1の発明では、振動片振動検出
素子からの帰還信号に基づいて、ON−OFFするスイ
ッチ素子でもって、圧電駆動振動素子に供給される駆動
信号を制御している。従って、ON−OFFの周期は、
実際に振動している金属振動片に追随させることがで
き、最も安定した大きな変位の振動で金属振動片を動作
させることができる。
In the first invention, the drive signal supplied to the piezoelectric drive vibration element is controlled by the switch element that turns on and off based on the feedback signal from the vibration piece vibration detection element. Therefore, the ON-OFF cycle is
The metal vibrating reed can be made to follow the actually vibrating metal vibrating reed, and the metal vibrating reed can be operated with the most stable large displacement vibration.

【0012】また、この駆動信号は、バイアス発振回路
の発振出力を増幅手段でもって高電位化している。この
ため、圧電駆動振動素子には充分に大きな振動を発生さ
せるに必要な信号とすることができる。
[0012] The drive signal has the oscillation output of the bias oscillation circuit raised in potential by the amplifying means. For this reason, a signal necessary to generate a sufficiently large vibration in the piezoelectric driving vibration element can be obtained.

【0013】また、第2の発明は、振動片振動検出素子
の帰還信号に基づいて、増幅された矩形波クロック信号
を発振回路で発生させて、このクロック信号を帰還信号
に基づいて、クロック信号加算ロジック回路で加算し
て、圧電駆動振動素子に供給する駆動振動としている。
即ち、駆動信号は、実際の金属振動片の振動に応じた周
期で、波高の高い矩形波となり、直接発生させることが
できる。
According to a second aspect of the present invention, an oscillating circuit generates an amplified rectangular wave clock signal based on a feedback signal of the resonator element vibration detecting element, and generates the clock signal based on the feedback signal. The addition is performed by the addition logic circuit to obtain drive vibration to be supplied to the piezoelectric drive vibration element.
That is, the drive signal is a rectangular wave having a high wave height at a cycle corresponding to the actual vibration of the metal vibrating reed and can be directly generated.

【0014】以上の構成、即ち、DC−DCコンバータ
回路とバイブレータの振動源に圧電振動駆動素子を用い
ることにより、従来に比較して、小型化が容易に達成で
き、しかも、金属振動片の実際の振動に追随させて圧電
駆動振動素子に振動を発生させることができ、金属振動
片の振動を減衰させることがない。しかも、簡単に高電
位の駆動信号を簡単に記発生させることができる。
By using the piezoelectric vibration driving element as the vibration source of the DC-DC converter circuit and the vibrator as described above, the miniaturization can be easily achieved as compared with the prior art, and the actual size of the metal vibrating piece can be improved. Vibration can be generated in the piezoelectric driving vibration element following the above vibration, and the vibration of the metal vibrating piece is not attenuated. In addition, a high-potential drive signal can be easily generated and generated.

【0015】よって、圧電駆動振動素子を用いて、充分
大きい振動変位を簡単に得られ、しかも、圧電駆動振動
素子と低周波振動錘を含む振動片の固有振動とを同一に
して、振動変位が減少することがない圧電バイブレータ
となる。
Therefore, a sufficiently large vibration displacement can be easily obtained by using the piezoelectric driving vibration element. In addition, the natural vibration of the vibrating piece including the low frequency vibration weight and the piezoelectric driving vibration element is made the same, and the vibration displacement is reduced. The piezoelectric vibrator does not decrease.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の圧電バイブレータ
を図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A piezoelectric vibrator according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は圧電バイブレータの構造を示す断面
図、図2は圧電バイブレータの金属振動片の平面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a piezoelectric vibrator, and FIG. 2 is a plan view of a metal vibrating piece of the piezoelectric vibrator.

【0018】圧電バイブレータは、板状金属振動片1、
低周波振動錘部2、圧電振動駆動素子3、圧電振動抽出
素子4とから構成される。
The piezoelectric vibrator includes a plate-shaped metal vibrating reed 1,
It comprises a low-frequency vibrating weight 2, a piezoelectric vibration driving element 3, and a piezoelectric vibration extracting element 4.

【0019】板状金属振動片31は、リン青銅、42ア
ロイ、コバールなどの所定弾性金属部材からなり、例え
ば、長さ18.0〜22.0mmであり、最大幅3.0
mm、くびれ部分の最小幅2.0mm、厚み約0.3m
mの金属板状片である。
The plate-shaped metal vibrating piece 31 is made of a predetermined elastic metal member such as phosphor bronze, 42 alloy, Kovar, and has a length of 18.0 to 22.0 mm and a maximum width of 3.0.
mm, minimum width of constricted part 2.0 mm, thickness about 0.3 m
m is a metal plate-shaped piece.

【0020】また、板状金属振動片1の他端側は自由端
部となり、その先端部に低周波振動錘2が一体的に取着
されている。
The other end of the plate-shaped metal vibrating piece 1 is a free end, and a low-frequency vibrating weight 2 is integrally attached to the tip.

【0021】そして、樹脂などから成る筺体状の容器5
には、金属振動片1の固定端が固定され、自由端部であ
る低周波振動錘2が容器5の外部に延出して、比較的に
振動するようになっている。
A housing-like container 5 made of resin or the like
, The fixed end of the metal vibrating reed 1 is fixed, and the low-frequency vibrating weight 2, which is a free end, extends outside the container 5 and relatively vibrates.

【0022】低周波振動錘2は、例えばタングステン金
属などからなり、その形状は3mm×3mm×4mmの直方体
状となっいる。尚、この低周波振動錘2は、例えば0.
9〜1.6gの重量となっている。
The low-frequency vibrating weight 2 is made of, for example, tungsten metal and has a rectangular parallelepiped shape of 3 mm × 3 mm × 4 mm. The low-frequency vibrating weight 2 is, for example, 0.1 mm.
It weighs 9 to 1.6 g.

【0023】そして、金属振動片1の一方主面には、圧
電駆動振動素子3及び振動片振動検出素子4が夫々貼着
されている。
The piezoelectric vibrating element 3 and the vibrating piece vibration detecting element 4 are adhered to one main surface of the metal vibrating piece 1, respectively.

【0024】この圧電振動駆動素子3及び振動片振動検
出素子4は、実質的に圧電素子であり、PZT(チタン
酸ジルコン酸鉛)などの分極処理された圧電磁器基板
と、両主面の電極とから構成されている。
The piezoelectric vibration driving element 3 and the vibrating piece vibration detecting element 4 are substantially piezoelectric elements, and are made of a piezoelectric ceramic substrate, such as PZT (lead zirconate titanate), which has been subjected to polarization processing and electrodes on both main surfaces. It is composed of

【0025】上述の圧電駆動振動素子3は、所定交番電
圧の駆動信号に応じて振動するものであり、この振動
が、板状金属振動片31に影響して、板状金属振動片1
を所定周波数で上下方向に振幅させる。また、振動片振
動検出素子4は、金属振動片1の実際の振動状態を、電
気信号を変換(圧電駆動振動素子3と逆の作用)し、外
部の駆動回路にその振動情報を帰還信号として出力する
ものである。
The above-described piezoelectric drive vibration element 3 vibrates in response to a drive signal of a predetermined alternating voltage, and this vibration affects the plate-shaped metal vibrating piece 31 and causes the plate-shaped metal vibrating piece 1 to vibrate.
At a predetermined frequency in the vertical direction. The vibrating reed vibration detecting element 4 converts the actual vibration state of the metal vibrating reed 1 into an electric signal (an operation opposite to that of the piezoelectric driving vibrating element 3), and outputs the vibration information to an external drive circuit as a feedback signal. Output.

【0026】尚、上述の圧電振動駆動素子3及び振動片
振動検出素子4は、圧電磁器基板の両主面に電極を形成
すると説明しているが、金属振動片1に貼着される面の
電極を省略して、導電性接着材を介して、金属振動片1
に圧電振動駆動素子3及び振動片振動検出素子4を貼着
しても構わない。
It is described that the piezoelectric vibration drive element 3 and the vibrating piece vibration detecting element 4 have electrodes formed on both main surfaces of the piezoelectric ceramic substrate. By omitting the electrodes, the metal vibrating reed 1
The piezoelectric vibration drive element 3 and the vibrating piece vibration detection element 4 may be adhered to the above.

【0027】また、容器5の内部には、圧電振動駆動素
子3に所定駆動信号を供給し、同時に、振動片振動検出
素子4の帰還信号に基づく所定処理するための駆動回
路、例えば、ICチップや各種電子部品が配置されてい
る。
A drive circuit for supplying a predetermined drive signal to the piezoelectric vibration drive element 3 and simultaneously performing a predetermined process based on a feedback signal of the resonator element vibration detection element 4, for example, an IC chip, is provided inside the container 5. And various electronic components are arranged.

【0028】上述の圧電バイブレータは、図3のブロッ
ク回路図の動作によって駆動している。
The above-described piezoelectric vibrator is driven by the operation shown in the block circuit diagram of FIG.

【0029】図3において、31は圧電振動駆動素子3
及び振動片振動検出素子4とを一体的にシンボリック表
記したバイブ素子であり、32はトランジスタのスイッ
チ手段であり、33はバイアス発振回路であり、34は
トランジスタやバッファー等の増幅手段から主に構成さ
れている。
In FIG. 3, reference numeral 31 denotes the piezoelectric vibration driving element 3.
And a vibrating element in which the vibrating piece vibration detecting element 4 and the vibrating piece vibration detecting element 4 are integrally symbolized, 32 is a switching means of a transistor, 33 is a bias oscillating circuit, and 34 is mainly composed of an amplifying means such as a transistor and a buffer. Have been.

【0030】駆動信号dは、バイアス発振回路33の発
振出力を増幅手段34で増幅し、増幅された信号は、ス
イッチ手段34を介して、バイブ素子31の圧電振動駆
動素子3に供給されることになる。
The driving signal d is obtained by amplifying the oscillation output of the bias oscillation circuit 33 by the amplifying means 34, and the amplified signal is supplied to the piezoelectric vibration driving element 3 of the vibrating element 31 via the switching means 34. become.

【0031】ここで、重要な点は、圧電振動駆動素子3
の共振周波数と、低周波振動錘部2を含む金属振動片1
の固有振動数(周波数)との関係である。即ち、低周波
振動錘部2を含む金属振動片1の固有振動数(周波数)
と圧電振動駆動素子3の共振周波数とが合致すれば、圧
電振動駆動素子3の振動エネルギーを最大限に金属振動
片1に与えられることができ、しかも、金属振動片1が
最も大きな変位か得られることになる。従って、金属振
動片1の固有周波数、例えば70Hzに合わせるよう
に、圧電振動駆動素子3の共振周波数を設定する必要が
ある。しかし、実際には、圧電振動駆動素子3の共振周
波数を金属振動片1の固有共振周波数に合致させること
が非常に困難であり、その結果、圧電振動駆動素子3の
振動を効率よく金属振動片1に伝播させることができな
い。
Here, the important point is that the piezoelectric vibration driving element 3
Vibrating piece 1 including resonance frequency of
Is related to the natural frequency (frequency). That is, the natural frequency (frequency) of the metal vibrating reed 1 including the low-frequency vibrating weight 2
When the resonance frequency of the piezoelectric vibration driving element 3 is matched with the resonance frequency of the piezoelectric vibration driving element 3, the vibration energy of the piezoelectric vibration driving element 3 can be given to the metal vibrating piece 1 to the maximum. Will be done. Therefore, it is necessary to set the resonance frequency of the piezoelectric vibration drive element 3 so as to match the natural frequency of the metal vibrating reed 1, for example, 70 Hz. However, in practice, it is very difficult to match the resonance frequency of the piezoelectric vibration driving element 3 to the natural resonance frequency of the metal vibrating reed 1, and as a result, the vibration of the piezoelectric vibration driving element 3 can be efficiently reduced. 1 cannot be propagated.

【0032】この問題点を解消するために、バイブ素子
31の振動片振動検出素子4の帰還信号fに基づいて、
圧電振動駆動素子3に供給する駆動信号dを、金属振動
片1の実際の振動を助長するように制御している。
In order to solve this problem, based on the feedback signal f of the vibrating element vibration detecting element 4 of the vibrating element 31,
The drive signal d supplied to the piezoelectric vibration drive element 3 is controlled so as to promote the actual vibration of the metal vibrating reed 1.

【0033】帰還信号fは、金属振動片1の表面に配置
されているため、金属振動片1の実際の振動周波数を示
す信号となる。
Since the feedback signal f is arranged on the surface of the metal vibrating reed 1, it is a signal indicating the actual vibration frequency of the metal vibrating reed 1.

【0034】図3では、この帰還信号fは、スイッチ手
段32に供給されている。従って、スイッチ手段32を
介して圧電振動駆動素子3に供給される駆動信号dは、
この帰還信号fのH−L変動に同期して、ON−OFF
動作する。即ち、スイッチ手段32の動作周波数は、実
際に振動する金属振動片1の振動周波数と合致させるこ
とができる。
In FIG. 3, the feedback signal f is supplied to the switch 32. Therefore, the drive signal d supplied to the piezoelectric vibration drive element 3 via the switch means 32 is
ON-OFF in synchronization with the HL fluctuation of the feedback signal f.
Operate. That is, the operating frequency of the switch means 32 can be matched with the vibration frequency of the metal vibrating reed 1 that actually vibrates.

【0035】これにより、圧電振動駆動素子3は、実際
の金属振動片1の最も効率的な振動を行う振動を発生さ
せることができる。
As a result, the piezoelectric vibration drive element 3 can generate a vibration that causes the most efficient vibration of the actual metal vibrating reed 1.

【0036】また、帰還信号fは、同時に、バイアス発
振回路33に供給さる。そして、バイアス発振回路33
から出力された発振出力は、増幅手段34によって増幅
され、発振出力を圧電振動駆動素子3を大きく変位動作
させることができる高い電圧に変換している。
The feedback signal f is supplied to the bias oscillation circuit 33 at the same time. And the bias oscillation circuit 33
The oscillating output output from is amplified by the amplifying means 34, and the oscillating output is converted into a high voltage that can cause the piezoelectric vibration driving element 3 to perform a large displacement operation.

【0037】具体的には、バイアス発振回路33は、バ
イアスクロック発生部のクロック信号と、帰還信号fと
を論理演算、例えばNAND処理し、帰還信号dに同期
した信号をバッファアンプで増幅処理している。そし
て、このように増幅処理された発振出力は、さらに、増
幅手段34で増幅されることになる。
More specifically, the bias oscillation circuit 33 performs a logical operation, for example, a NAND operation, on the clock signal of the bias clock generation unit and the feedback signal f, and amplifies a signal synchronized with the feedback signal d with a buffer amplifier. ing. The oscillation output thus amplified is further amplified by the amplification means 34.

【0038】尚、図において、抵抗Rは、矩形状信号の
処理によって発生する高調波成分のノイズを除去するた
めの抵抗である。
In the drawing, a resistor R is a resistor for removing noise of a harmonic component generated by processing a rectangular signal.

【0039】これにより金属振動片1を駆動させる圧電
振動駆動素子3に供給される駆動信号dは、金属振動片
1の実際の振動状況を示す帰還信号fに基づいて、圧電
振動駆動素子3の振動を金属振動片1に振動エネルギー
を効率的に与えることのできる信号となる。しかも、ク
ロック信号の増幅処理により、圧電振動駆動素子3が大
きく振動変位できるように処理されている。
The driving signal d supplied to the piezoelectric vibration driving element 3 for driving the metal vibrating reed 1 is based on the feedback signal f indicating the actual vibration state of the metal vibrating reed 1, Vibration is a signal that can efficiently give vibration energy to the metal vibrating reed 1. Moreover, the processing is performed so that the piezoelectric vibration drive element 3 can be largely displaced by the clock signal amplification processing.

【0040】図4は、別の駆動回路のブロック回路図で
ある。
FIG. 4 is a block circuit diagram of another drive circuit.

【0041】図3では、発振出力を増幅手段34などで
増幅処理し、さらに、最終的に金属振動片1の実際の振
動に同期して、ON−OFFするスイッチ手段32を用
いているが、この実施例では、スイッチ手段を用いず高
電圧(高波高)の矩形波の駆動信号dを直接導出するよ
うにしたものである。
In FIG. 3, although the oscillation output is amplified by the amplifying means 34 and the like, and the switch means 32 which turns on and off finally in synchronization with the actual vibration of the metal vibrating piece 1 is used, In this embodiment, a drive signal d of a high voltage (high wave height) rectangular wave is directly derived without using a switch means.

【0042】即ち、図において、41はクロック発生回
路であり、42はクロック信号の加算を行うクロック信
号加算ロジック回路である。
That is, in the figure, reference numeral 41 denotes a clock generation circuit, and reference numeral 42 denotes a clock signal addition logic circuit for adding a clock signal.

【0043】そして、帰還信号dは、クロック発生回路
41を介して、クロック信号加算ロジック回路42に供
給されている。
The feedback signal d is supplied to a clock signal addition logic circuit 42 via a clock generation circuit 41.

【0044】クロック発生回路41は、帰還信号dに追
随して、比較的高い周波数、例えば、5〜10kHzの
矩形波を発生するものである。このような実際の振動の
周波数に比較して、非常に高い周波数のクロック信号
は、帰還信号dに基づいて、クロック信号加算ロジック
回路42で加算処理される。その結果、金属振動片1を
駆動させる圧電振動駆動素子3に供給される駆動信号d
は、金属振動片1の実際の振動状況を示す帰還信号fに
基づいて、圧電振動駆動素子3の振動を金属振動片1に
振動エネルギーを与える駆動信号となる。例えば、図5
(a)にに示すクロック信号は、クロック信号加算ロジ
ック回路42によって、図5(b)に示す駆動信号dに
変化処理される。従って、クロック信号加算処理によ
り、圧電振動駆動素子3が大きく振動変位できるように
処理している。
The clock generation circuit 41 generates a rectangular wave having a relatively high frequency, for example, 5 to 10 kHz, following the feedback signal d. A clock signal having an extremely high frequency as compared with the frequency of such an actual vibration is added by the clock signal addition logic circuit 42 based on the feedback signal d. As a result, the driving signal d supplied to the piezoelectric vibration driving element 3 for driving the metal vibrating reed 1
Is a drive signal that gives the vibration of the piezoelectric vibration drive element 3 vibration energy to the metal vibrating reed 1 based on the feedback signal f indicating the actual vibration state of the metal vibrating reed 1. For example, FIG.
The clock signal shown in FIG. 5A is changed into a drive signal d shown in FIG. Therefore, the processing is performed so that the piezoelectric vibration drive element 3 can be largely displaced by the clock signal addition processing.

【0045】以上のように、いずれの駆動回路において
も、金属振動片1の実際の振動状況を示す信号を出力す
る振動片振動検出素子4が配置されており、この帰還信
号fに基づいて駆動信号dが形成されている。
As described above, in each of the drive circuits, the vibrating bar vibration detecting element 4 for outputting a signal indicating the actual vibration state of the metal vibrating bar 1 is arranged, and the driving is performed based on the feedback signal f. The signal d is formed.

【0046】尚、図4において、抵抗Rは、矩形波の駆
動信号の立ち上がり、立ち下がりを滑らかにして、バイ
ブレー素子Rの動作をなめらかにするための抵抗であ
る。
In FIG. 4, the resistor R is a resistor for smoothing the rise and fall of the rectangular wave drive signal and smoothing the operation of the vibrating element R.

【0047】そして、上述の回路、即ち、DC−DCコ
ンバータ回路とバイブレータの振動源である圧電振動駆
動素子により、従来に比較して小型化されたバイブレー
タとすることができる。しかも、金属振動片1の実際の
振動に追随した振動を圧電振動駆動素子3で発生させる
ことができ、しかも、簡単に高電圧の駆動信号を形成す
ることができる。よって、圧電駆動振動素子を用いて
も、充分大きい振動変位を簡単に得られ、低周波振動錘
2を含む金属振動片1の実際の振動変位を減衰させるこ
とがない。
The above-mentioned circuit, that is, a DC-DC converter circuit and a piezoelectric vibration driving element which is a vibration source of the vibrator can provide a vibrator which is smaller than the conventional vibrator. In addition, a vibration following the actual vibration of the metal vibrating reed 1 can be generated by the piezoelectric vibration driving element 3, and a high-voltage driving signal can be easily formed. Therefore, even when the piezoelectric driving vibration element is used, a sufficiently large vibration displacement can be easily obtained, and the actual vibration displacement of the metal vibrating piece 1 including the low-frequency vibrating weight 2 is not attenuated.

【0048】尚、上述の実施例では、金属振動片1には
貼着する圧電振動駆動素子は、金属振動片1の上下両主
面に取着したバイモルフ型としてもよい。
In the above-described embodiment, the piezoelectric vibration driving element attached to the metal vibrating reed 1 may be of a bimorph type attached to the upper and lower main surfaces of the metal vibrating reed 1.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明によれば、金属振動片の実際の振
動に応じて、圧電振動駆動素子の振動を最適に追随させ
ることができる。従って、金属振動片の振動と圧電振動
駆動素子との振動周波数のズレが発生せず、最も効率的
で大きな振動変位を金属振動片に発生させることができ
る。
According to the present invention, it is possible to optimally follow the vibration of the piezoelectric vibration driving element according to the actual vibration of the metal vibrating piece. Therefore, there is no deviation between the vibration of the metal vibrating piece and the vibration frequency of the piezoelectric vibration driving element, and the most efficient and large vibration displacement can be generated in the metal vibrating piece.

【0050】また、駆動信号が、矩形波の増幅・重畳加
算により、高電圧化している。このため、圧電駆動振動
素子に大きな振動を簡単に発生させることができる。
Further, the driving signal has a high voltage by amplifying, superimposing and adding a rectangular wave. For this reason, large vibration can be easily generated in the piezoelectric driving vibration element.

【0051】これにより、小型、低消費電力化が可能な
圧電バイブレーの実用性を向上させることができる。
As a result, the practicality of the piezoelectric vibrator that can be reduced in size and power consumption can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る圧電バイブレーの構成を説明する
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a piezoelectric vibrator according to the present invention.

【図2】本発明に係る圧電バイブレータの金属振動片の
平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a metal vibrating reed of the piezoelectric vibrator according to the present invention.

【図3】本発明の圧電バイブレータのブロック回路図で
ある。
FIG. 3 is a block circuit diagram of the piezoelectric vibrator of the present invention.

【図4】本発明の圧電バイブレータの別のブロック回路
図である。
FIG. 4 is another block circuit diagram of the piezoelectric vibrator of the present invention.

【図5】図4に示すブロック回路図において、(a)は
クロック信号のパルスを示し、(b)は駆動信号のパル
スを示す概略図である。
5A is a schematic diagram showing a pulse of a clock signal, and FIG. 5B is a schematic diagram showing a pulse of a drive signal in the block circuit diagram shown in FIG. 4;

【符号の説明】 1・・・・板状金属振動片 2・・・・低周波振動錘部 3・・・・圧電振動駆動素子 4・・・・振動片振動検出素子 31・・・バイブ素子 32・・・スイッチ手段 33・・・バイアス発振回路 34・・・増幅手段 41・・・クロック発生回路 42・・・クロック信号加算ロジック回路 d・・・・駆動信号 f・・・・帰還信号[Description of Signs] 1... Plate-shaped metal vibrating piece 2... Low-frequency vibrating weight 3... 32 switch means 33 bias oscillation circuit 34 amplifying means 41 clock generation circuit 42 clock signal addition logic circuit d drive signal f feedback signal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一端が固定端となり、他端が低周波振動錘
を取着した自由端となる板状金属振動片と、該板状金属
振動片の表面に配置された圧電駆動振動素子及び振動片
振動検出素子と、前記振動片振動検出素子から出力され
る帰還信号に基づいて動作するスイッチ手段と、前記帰
還信号に基づいて発振出力するバイアス発振回路と、増
幅手段とを備え、 前記バイアス発振回路の発振出力を増幅手段で増幅し、
前記帰還信号に基づいて動作する前記スイッチ手段によ
って、帰還信号に同期した所定周波数の駆動信号で前記
圧電駆動振動素子を動作させたことを特徴とする圧電バ
イブレータ。
A plate-shaped metal vibrating piece having one end serving as a fixed end and the other end serving as a free end to which a low-frequency vibrating weight is attached; a piezoelectric driving vibrating element disposed on a surface of the plate-shaped metal vibrating piece; A vibrating reed vibration detecting element, switch means operating based on a feedback signal output from the vibrating reed vibration detecting element, a bias oscillation circuit for oscillating and outputting based on the feedback signal, and amplifying means; The oscillation output of the oscillation circuit is amplified by the amplification means,
A piezoelectric vibrator, wherein the piezoelectric vibrator is operated with a drive signal of a predetermined frequency synchronized with the feedback signal by the switch means operating based on the feedback signal.
【請求項2】 一端が固定端となり、他端が低周波振動
錘を取着した自由端となる板状金属振動片と、該板状金
属振動片の表面に配置された圧電駆動振動素子及び振動
片振動検出素子と、前記振動片振動検出素子から出力さ
れる帰還信号に基づいて矩形波クロック信号を発生する
発振回路と、該矩形波クロック信号を前記帰還信号に基
づいて加算して高波高化するクロック信号加算ロジック
回路とを備え、 前記帰還信号に対応したクロック信号加算ロジック回路
の出力を駆動信号として前記圧電駆動振動素子を動作さ
せたことを特徴とする圧電バイブレータ。
2. A plate-shaped metal vibrating piece having one end serving as a fixed end and the other end serving as a free end having a low-frequency vibrating weight attached thereto, a piezoelectrically driven vibration element disposed on the surface of the plate-shaped metal vibrating piece, and A vibrating bar vibration detecting element, an oscillation circuit that generates a rectangular wave clock signal based on a feedback signal output from the vibrating bar vibration detecting element, and a high wave height by adding the rectangular wave clock signal based on the feedback signal. And a clock signal addition logic circuit for converting the output signal of the clock signal addition logic circuit corresponding to the feedback signal into a drive signal to operate the piezoelectric drive vibration element.
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