CN110033752A - 传感器单元及乐器 - Google Patents

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Abstract

能够提高从粘贴于乐器的振动体处的薄片传感器输出的电压。提供一种传感器单元(1)，其粘贴于振动体(101)，该传感器单元(1)具有：薄片传感器(2)，其形成为具有挠性的片状，将向厚度方向作用的振动变换为电压而输出；以及粘贴部件(3)，其具有软质基材以及在软质基材的两面设置的粘接层，该软质基材形成为具有应力追随性的片状，该粘贴部件粘贴于薄片传感器的至少一个面。

Description

传感器单元及乐器
技术领域
本发明涉及传感器单元及乐器。
背景技术
在专利文献1中，公开了将在多孔性树脂膜的两面设置有电极层的压电元件(薄片传感器)粘贴于乐器的振动体的表面的结构。在该结构中，在乐器的振动体振动时，从压电元件(薄片传感器)输出与振动体的振动对应的电压。
专利文献1：日本特开2017-067763号公报
但是，存在如下问题，即，如果仅将薄片传感器单纯粘贴于振动体的表面，则从薄片传感器输出的电压低。关于压电元件的电压输出低的原因，例如，可以想到由于在由木材等构成的振动体的表面所存在的凹凸，导致薄片传感器与振动体的粘接强度不充分，其结果，振动体的振动未充分传递至薄片传感器。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供能够取得高的电压输出的传感器单元及乐器。
本发明的传感器单元粘贴于振动体，该传感器单元具有：薄片传感器，其形成为具有挠性的片状，将向厚度方向作用的振动变换为电压而输出；以及粘贴部件，其具有软质基材以及在所述软质基材两面设置的粘接层，该软质基材形成为具有应力追随性的片状，该粘贴部件粘贴于所述薄片传感器的至少一个面。
本发明的乐器具有所述传感器单元。
发明的效果
根据本发明，能够以在薄片传感器与振动体之间夹设具有应力追随性的软质基材的方式，将传感器单元粘贴于振动体。因此，与振动体相对的软质基材的表面追随振动体的表面的凹凸，作为其结果，能够充分地确保传感器单元与振动体的粘接强度。由此，能够提高从薄片传感器输出的电压。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式涉及的薄片传感器的俯视图。
图2是表示将图1的薄片传感器在乐器的振动体的表面粘贴后的状态的剖视图。
图3是表示图2的粘贴部件的构造的剖视图。
图4是表示具有本发明涉及的薄片传感器的乐器的一个例子的图。
标号的说明
1…传感器单元，2…薄片传感器，2a…一个面，2b…另一个面，3…粘贴部件，11…软质基材，12…粘合层，4…锤，100…乐器，101…振动体，102…凸部
具体实施方式
下面，参照附图1－4，对本发明的一个实施方式进行说明。
如图1、2所示，本实施方式涉及的传感器单元1粘贴于乐器100的振动体101。传感器单元1具有薄片传感器2和粘贴部件3。另外，本实施方式的传感器单元1具有锤4。
薄片传感器2形成为具有挠性(能够容易地进行弯曲变形的特性)的片状。薄片传感器2将沿其厚度方向作用的振动(压力)变换为电压而输出。
薄片传感器2的具体的结构可以任意。薄片传感器2例如可以是在形成为片状或者膜状的多孔质层的两面设置电极层而构成的。多孔质层含有很多其厚度方向上的尺寸小的气孔。用作多孔质层的压电材料可以为聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)、聚氯乙烯、聚烯烃类、氟类树脂等。
从薄片传感器2的厚度方向观察到的薄片传感器2的俯视形状可以为圆形等任意形状。本实施方式的薄片传感器2的俯视形状如图1所示，呈将长方形的角倾斜地切掉的八角形。
薄片传感器2的厚度尺寸可以任意。本实施方式中的薄片传感器2的厚度尺寸大致为0.3mm。
粘贴部件3如图3所示，具有形成为片状的软质基材11和在软质基材11的两面设置的粘合层12。
软质基材11形成为具有应力追随性的片状。软质基材11的应力追随性包含在软质基材11被按压或粘贴于振动体101等物体的表面时软质基材11的表面追随物体的表面的凹凸形状的性质。另外，软质基材11的应力追随性包含将对厚度方向上的软质基材11的一个面作用的力高效地传递至软质基材11的另一个面侧的性质。即，在软质基材11中，其厚度方向上的力的传递率高。
软质基材11具有容许弯曲变形、剪切变形的性质。软质基材11优选具有例如厚度方向上的压缩变形小的性质。
本实施方式中的软质基材11为发泡塑料。作为发泡塑料的软质基材11也可以为例如发泡丁基橡胶、聚氨酯泡沫体、聚苯乙烯泡沫体，但在本实施方式中为丙烯酸泡沫体。丙烯酸泡沫体与发泡丁基橡胶相比，在软质基材11的厚度方向上不易压缩变形。即，在丙烯酸泡沫体中，软质基材11的厚度方向上的弹性模量比发泡丁基橡胶高。
软质基材11的厚度尺寸可以任意。软质基材11的厚度尺寸优选为例如大于或等于0.6mm且小于或等于1.2mm。
粘合层12利用其粘合力将软质基材11粘贴于薄片传感器2、振动体101等物体。粘合层12可以由任意粘合剂构成。本实施方式的粘合层12由丙烯酸类粘合剂构成。
如图1、2所示，粘贴部件3利用其粘合层12的粘合力而粘贴于薄片传感器2的面2a、2b。粘贴部件3只要至少粘贴于薄片传感器2的一个面2a即可。在本实施方式中，粘贴部件3也粘贴于薄片传感器2的另一个面2b。
从厚度方向观察到的粘贴部件3的平面形状、大小例如可以与薄片传感器2相同，但在本实施方式中与薄片传感器2不同。另外，关于从厚度方向观察到的粘贴部件3的俯视形状、大小，例如两个粘贴部件3之间可以相等，但在本实施方式中不同。
具体地说，在薄片传感器2的一个面2a粘贴的第一粘贴部件3A的俯视形状为长方形形状。另外，从厚度方向观察到的第一粘贴部件3A的大小比薄片传感器2大。在将第一粘贴部件3A粘贴于薄片传感器2的一个面2a的状态下，第一粘贴部件3A的周缘与薄片传感器2的周缘相比位于外侧。
另一方面，在薄片传感器2的另一个面2b粘贴的第二粘贴部件3B的平面形状与薄片传感器2相同地，呈将长方形的角倾斜地切掉的八角形。但是，从厚度方向观察到的第二粘贴部件3B的大小比薄片传感器2小。在将第二粘贴部件3B粘贴于薄片传感器2的另一个面2b的状态下，第二粘贴部件3B的周缘与薄片传感器2的周缘相比位于内侧。
锤4以在与薄片传感器2之间夹入第二粘贴部件3B(一个粘贴部件)的方式而粘贴于第二粘贴部件3B。锤4的比重、刚性与薄片传感器2、粘贴部件3相比充分大。锤4的比重例如可以大于或等于7。锤4可以由任意金属构成。锤4例如可以由廉价、容易得到的金属(例如铁)构成。本实施方式的锤4由铜构成。
锤4可以形成为任意形状。锤4中的粘贴于第二粘贴部件3B的面优选形成得例如平坦。在该情况下，与粘贴于第二粘贴部件3B的锤4的面弯曲的情况相比，能够使锤4的重量对薄片传感器2的另一个面2b作用于更宽广的区域。在本实施方式中，锤4形成为板状。
锤4的厚度尺寸可以为例如大于或等于0.3mm且小于或等于0.5mm。
从厚度方向观察到的锤4的俯视形状、大小例如可以与薄片传感器2、第二粘贴部件3B相等，但在本实施方式中不同。具体地说，锤4的俯视形状大致呈长方形形状。另外，从厚度方向观察到的锤4的大小比薄片传感器2、第二粘贴部件3B小。在将锤4粘贴于第二粘贴部件3B的状态下，锤4的周缘与薄片传感器2、第二粘贴部件3B的周缘相比位于内侧。
如图2所示，如上构成的本实施方式的传感器单元1粘贴于乐器100的振动体101的表面101a。
乐器100的振动体101是在乐器100之中通过振动而产生声音的部位。乐器100的振动体101的材料例如也可以为金属，但在本实施方式中为木材。在由木材构成的乐器100的振动体101的表面101a，与振动体101由金属构成的情况相比，如图2所例示，容易出现凹凸。在图2中，振动体101的表面101a的凹凸表现为多个凸部102。即，由木材构成的乐器100的振动体101的表面101a大多粗糙。
本实施方式中的乐器100的振动体101形成为板状。形成为板状的乐器100的振动体101大多通过包含多种振动模式的变形、振动而产生声音。即，乐器100的振动体101大多通过以例如在振动体101驻波的波腹、波节出现多个的方式进行振动而产生声音。
本实施方式中的具体的乐器100为图4所例示的原声吉他。振动体101例如也可以为原声吉他的背板、侧板，但在图示例中为原声吉他的前板111。传感器单元1例如也可以粘贴于背板、侧板或前板111的外表面、背板或侧板的内表面，但在图示例中粘贴于原声吉他的前板111的内表面。
如图2所示，本实施方式的传感器单元1以在其与振动体101之间夹入第一粘贴部件3A的方式而粘贴于振动体101的表面101a。在该状态下，在振动体101的表面101a之上，依次排列着第一粘贴部件3A、薄片传感器2、第二粘贴部件3B以及锤4。
特别地，在薄片传感器2与振动体101的表面101a之间，夹设有包含具有应力追随性的软质基材11在内的第一粘贴部件3A。因此，即使在振动体101的表面101a存在凹凸，与振动体101的表面101a相对的第一粘贴部件3A的软质基材11的表面也会对振动体101的表面101a追随凹凸。由此，能够充分地确保传感器单元1与振动体101的粘接强度。
在将本实施方式的传感器单元1如上所示地粘贴于振动体101的表面101a的状态下，在振动体101沿传感器单元1的厚度方向振动时，振动体101的振动经由第一粘贴部件3A传递至薄片传感器2。并且，与振动体101的振动对应地，锤4的惯性力经由第二粘贴部件3B而作用于薄片传感器2。由此，薄片传感器2将包含锤4的惯性力在内的振动体101的振动变换为电压而输出。
如上所述，根据本实施方式的传感器单元1以及具有该传感器单元1的乐器100，通过使包含具有应力追随性的软质基材11在内的粘贴部件3介于薄片传感器2与振动体101的表面101a(例如前板111的内表面)之间，从而能够充分地确保传感器单元1与振动体101的粘接强度。由此，能够将振动体101的振动充分地传递至薄片传感器2。作为其结果，能够提高从薄片传感器2输出的电压。
另外，根据本实施方式的传感器单元1，在薄片传感器2与锤4之间，夹设包含具有应力追随性的软质基材11在内的粘贴部件3。因此，即使振动体101以多种振动模式进行振动，也能够抑制该振动被刚性比薄片传感器2、振动体101高的锤4所妨碍。由此，伴随振动体101的振动而作用于薄片传感器2的锤4的惯性力变大，作为其结果，能够进一步提高从薄片传感器2输出的电压。
另外，根据本实施方式的传感器单元1，锤4形成为板状。因此，通过将锤4以锤4的板厚方向与薄片传感器2、粘贴部件3以及锤4的排列方向一致的方式粘贴于粘贴部件3，由此能够将传感器单元1的厚度抑制得薄。即，能够实现传感器单元1的薄型化。
另外，锤4形成为板状，由此能够提高锤4的表面积(特别是锤4相对于粘贴部件3的粘贴面积)相对于作为锤4所需的质量的比率。因此，能够提高从薄片传感器2输出的电压(薄片传感器2的灵敏度)。另外，能够将锤4稳定地固定于薄片传感器2。
另外，在本实施方式的传感器单元1中，粘贴部件3的软质基材11为发泡塑料。因此，与振动体101相对的粘贴部件3的软质基材11的表面进一步优质地追随振动体101的表面101a的凹凸。另外，还能够进一步优质地抑制以多种振动模式进行振动的振动体101的振动被作为刚性体的锤4所妨碍。因此，能够进一步提高从薄片传感器2输出的电压。
并且，在本实施方式的传感器单元1中，粘贴部件3的软质基材11由发泡塑料的一种即丙烯酸泡沫体构成。丙烯酸泡沫体与发泡丁基橡胶等其他发泡塑料相比，在软质基材11的厚度方向上的压缩变形更小。
因此，即使振动体101以高的频率(例如大于或等于5kHz的可听区域的频率)进行振动，软质基材11也能够将振动体101的振动高效地传递至薄片传感器2。另外，能够将与振动体101的振动对应的锤4的惯性力也高效地传递至薄片传感器2。因此，即使振动体101以高的频率进行振动，也能够从薄片传感器2得到高的输出电压。即，能够以高的输出电压得到振动体101中的较宽频带的振动。
另外，在本实施方式的传感器单元1中，在粘贴部件3的软质基材11的厚度尺寸大于或等于0.6mm的情况下，能够使粘贴部件3可靠地追随振动体101的表面101a的凹凸形状。另外，在软质基材11的厚度尺寸小于或等于1.2mm的情况下，能够可靠地将厚度方向上的软质基材11的压缩变形抑制得小。由此，优质地抑制振动体101的振动在软质基材11中衰减，能够将振动体101的振动可靠地传递至薄片传感器2。
另外，在本实施方式的传感器单元1中，在薄片传感器2的一个面2a粘贴的第一粘贴部件3A的周缘与薄片传感器2的周缘相比位于外侧。由此，能够将包含周缘部分在内的薄片传感器2整体通过第一粘贴部件3A可靠地粘贴于振动体101的表面101a。
另外，在本实施方式的传感器单元1中，在薄片传感器2的另一个面2b粘贴的第二粘贴部件3B的周缘与薄片传感器2的周缘相比位于内侧。由此，能够优质地防止第二粘贴部件3B的一部分与薄片传感器2的周缘相比伸出至外侧而粘贴于第一粘贴部件3A、振动体101的情况。
另外，在本实施方式的传感器单元1中，在第二粘贴部件3B粘贴的锤4的周缘与薄片传感器2、第二粘贴部件3B的周缘相比位于内侧。由此，能够使锤4的惯性力、重量有效地作用于薄片传感器2。
以上，对本发明详细地进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变更。
本发明的传感器单元不限定为适用于原声吉他，至少能够适用于具有通过振动产生声音的振动体的任意乐器(特别是原声乐器)。乐器所具有的振动体可以为例如进行振动的板状体、薄片等。本发明的传感器单元能够适用于例如具有作为振动体的响板的原声钢琴、具有作为振动体的主体部的鼓等。

Claims (7)

1.一种传感器单元，其用于粘贴于振动体，
该传感器单元具有：
薄片传感器，其为片状且具有挠性，将向厚度方向作用的振动变换为电压而输出；以及
第一粘贴部件，其具有软质基材以及2个在所述软质基材的两面分别设置的粘接层，该第一粘贴部件的软质基材为片状且具有应力追随性，该粘贴部件粘贴于所述薄片传感器的一个面。
2.根据权利要求1所述的传感器单元，其中，
还具有：
第二粘贴部件，其粘贴于所述薄片传感器的另一个面；以及
锤，其粘贴于所述第一粘贴部件，在所述锤与所述薄片传感器之间夹入所述第一粘贴部件。
3.根据权利要求2所述的传感器单元，其中，
所述锤呈板状。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器单元，其中，
所述软质基材包含发泡塑料。
5.根据权利要求4所述的传感器单元，其中，
所述软质基材包含丙烯酸泡沫体。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的传感器单元，其中，
所述第二粘贴部件具有软质基材以及2个在所述第二粘贴部件的软质基材的两面分别设置的粘接层，该第二粘贴部件的软质基材为片状且具有应力追随性。
7.一种乐器，其具有权利要求1至6中任一项所述的传感器单元。
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