JP2003215152A - Piezoelectric sensor - Google Patents

Piezoelectric sensor

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JP2003215152A
JP2003215152A JP2002014675A JP2002014675A JP2003215152A JP 2003215152 A JP2003215152 A JP 2003215152A JP 2002014675 A JP2002014675 A JP 2002014675A JP 2002014675 A JP2002014675 A JP 2002014675A JP 2003215152 A JP2003215152 A JP 2003215152A
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JP
Japan
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piezoelectric
support member
protrusion
piezoelectric element
electrode
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Application number
JP2002014675A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Yamauchi
克己 山内
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric sensor that can be enhanced incharge sensitivity, and reduced in size. <P>SOLUTION: A piezoelectric element 2 contains electrode films 21-27, and piezoelectric ceramic layers 11-16. The piezoelectric ceramic layers 11-16 are provided with at least four layers or more, and layered each other while sandwiching the electrode films 22-26 therebetween. The first support member 3 has the first protruded part 31, and the second support member 4 has also the second protruded part 41. The first support member 3 and the second support member 4 are arranged to make the first protruded part 31 face to the second protruded part 41 each other with a space. The piezoelectric element 2 is arranged between the first protruded part 31 and the second protruded part 41 to be sandwiched by end faces of the first protruded part 31 and the second protruded part 41. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、加速度センサ等に
用いられる圧電センサに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a piezoelectric sensor used for an acceleration sensor or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の圧電センサは、例えばハードデ
ィスクドライブ装置、エアバックシステム、電子制御サ
スペンションシステム等において、加速度や衝撃を検知
するために使用されるものであり、高度の信頼性と共
に、部品点数が少なく、小型であることが極めて重要に
なる。
2. Description of the Related Art This type of piezoelectric sensor is used for detecting acceleration and impact in, for example, a hard disk drive device, an air bag system, an electronically controlled suspension system, etc. Small number and small size are extremely important.

【0003】このような要求に合う技術を開示する公知
文献例として、例えば、特開平8−29447号公報、
特開平9−54111号公報及び特開平9−26490
1号公報等が挙げられる。これらの公知文献の開示技術
においては、べ一ス部材に凹部及ぴ素子取り付け部を設
け、圧電素子を素子取り付け部に固定する。圧電素子は
凹部の側面及ぴ底面との間に間隔が生じるように、素子
取り付け部に配置される。
[0003] As a known document example disclosing a technique meeting such requirements, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-29447,
JP-A-9-54111 and JP-A-9-26490
No. 1 publication etc. In the disclosed technology of these known documents, the base member is provided with a recess and an element mounting portion, and the piezoelectric element is fixed to the element mounting portion. The piezoelectric element is arranged in the element mounting portion so that a space is formed between the side surface and the bottom surface of the recess.

【0004】ところで、上記公知文献の開示技術では、
圧電素子としてバイモルフ圧電素子が用いられている。
バイモルフ圧電素子は、例えば、2つの単板型圧電素子
を重ね合わせ、接合して構成される。この種のバイモル
フ圧電素子では、静電容量が比較的小さいので、電荷感
度を増大させるのは困難となる。
By the way, in the technology disclosed in the above-mentioned known documents,
A bimorph piezoelectric element is used as the piezoelectric element.
The bimorph piezoelectric element is formed by, for example, stacking and joining two single-plate piezoelectric elements. In this type of bimorph piezoelectric element, it is difficult to increase the charge sensitivity because the electrostatic capacity is relatively small.

【0005】電荷感度を増大させるため、大きな静電容
量を確保しようとすると、バイモルフ圧電素子は大型化
せざるを得ず、そのバイモルフ圧電素子を組み込んだ圧
電センサも大型化してしまう。
If a large capacitance is to be secured in order to increase the charge sensitivity, the bimorph piezoelectric element must be upsized, and the piezoelectric sensor incorporating the bimorph piezoelectric element is also upsized.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、電荷
感度を向上させ得る圧電センサを提供することである。
An object of the present invention is to provide a piezoelectric sensor which can improve the charge sensitivity.

【0007】本発明のもう一つの課題は、小型化し得る
圧電センサを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a piezoelectric sensor which can be miniaturized.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係る圧電センサは、圧電素子と、第1の
支持部材と、第2の支持部材とを含む。
In order to solve the above problems, a piezoelectric sensor according to the present invention includes a piezoelectric element, a first supporting member, and a second supporting member.

【0009】前記圧電素子は、電極膜と、圧電セラミッ
ク層とを含む。前記圧電セラミック層は、少なくとも4
層以上備えられ、前記電極膜を挟んで互いに積層されて
いる。
The piezoelectric element includes an electrode film and a piezoelectric ceramic layer. The piezoelectric ceramic layer has at least 4
More than one layer is provided, and they are laminated on each other with the electrode film interposed therebetween.

【0010】前記第1の支持部材は、第1の突出部を有
している。前記第2の支持部材は、第2の突出部を有し
ている。前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材
は、前記第1の突出部及び前記第2の突出部が互いに間
隔を隔てて向かい合うように配置される。
The first support member has a first protrusion. The second support member has a second protrusion. The first support member and the second support member are arranged such that the first projecting portion and the second projecting portion face each other with a space therebetween.

【0011】前記圧電素子は、前記第1の突出部と前記
第2の突出部との間に配置され、前記第1及び第2の突
出部の端面によって挟持されている。
The piezoelectric element is arranged between the first projecting portion and the second projecting portion and is sandwiched by the end faces of the first projecting portion and the second projecting portion.

【0012】上述したように、本発明に係る圧電センサ
において、第1の支持部材及び第2の支持部材は、第1
の突出部及び第2の突出部が互いに間隔を隔てて向かい
合うように配置される。圧電素子は、第1の突出部と第
2の突出部との間に配置され、第1及び第2の突出部の
端面によって挟持されている。従って、加振力、衝撃等
が加わった場合、圧電素子は、第1及び第2の突出部に
よって挟持された部分の周辺の部分が、加振力に応答し
て変形し、検知信号を発生する。
As described above, in the piezoelectric sensor according to the present invention, the first support member and the second support member are the first support member and the first support member.
And the second protrusion are arranged to face each other with a space therebetween. The piezoelectric element is arranged between the first projecting portion and the second projecting portion and is sandwiched by the end faces of the first and second projecting portions. Therefore, when an exciting force, an impact, or the like is applied, in the piezoelectric element, the part around the part sandwiched by the first and second protrusions is deformed in response to the exciting force, and a detection signal is generated. To do.

【0013】更に、本発明の重要な特徴として、圧電素
子は、少なくとも4層以上の圧電セラミック層が、電極
膜を挟んで互いに積層されている。これら4層以上の圧
電セラミック層を利用することにより、大きな静電容量
を確保することができ、これにより、電荷感度を向上さ
せることができる。
Further, as an important feature of the present invention, in the piezoelectric element, at least four or more piezoelectric ceramic layers are laminated on each other with the electrode film interposed therebetween. By using these four or more piezoelectric ceramic layers, it is possible to secure a large electrostatic capacitance and thereby improve the charge sensitivity.

【0014】しかも、4層以上の圧電セラミック層を利
用することにより、圧電素子を大型化せずに大きな静電
容量を確保することができる。このため、圧電素子を組
み込んだ圧電センサの大型化が回避され、圧電センサを
小型化できる。
Moreover, by using four or more piezoelectric ceramic layers, a large capacitance can be secured without increasing the size of the piezoelectric element. Therefore, it is possible to avoid an increase in the size of the piezoelectric sensor incorporating the piezoelectric element and reduce the size of the piezoelectric sensor.

【0015】圧電素子において、電極膜の幾つかが、圧
電セラミック層に設けられたスルーホールを介して接続
されていてもよい。スルーホールの利用により、電極膜
の複雑な層間接続も容易に実現できる。
In the piezoelectric element, some of the electrode films may be connected through through holes provided in the piezoelectric ceramic layer. By using through holes, complicated interlayer connection of electrode films can be easily realized.

【0016】一つの具体的態様として、圧電素子は、長
さ方向の中間部が第1及び第2の突出部の端面によって
挟持される。この態様において加振力、衝撃等が加わる
と、圧電素子は、第1及び第2の突出部によって挟持さ
れた中間部の両側の部分が、加振力に応答して変形す
る。
As one specific mode, in the piezoelectric element, an intermediate portion in the longitudinal direction is sandwiched by the end faces of the first and second projecting portions. When an exciting force, an impact, or the like is applied in this mode, in the piezoelectric element, the portions on both sides of the intermediate portion sandwiched by the first and second projecting portions are deformed in response to the exciting force.

【0017】もう一つの具体的態様として、圧電素子
は、長さ方向の一端部が第1及び第2の突出部の端面に
よって挟持される。この態様において加振力、衝撃等が
加わると、圧電素子は、第1及び第2の突出部によって
挟持された一端部の他端側の部分が、加振力に応答して
変形する。
As another specific mode, in the piezoelectric element, one end in the lengthwise direction is sandwiched by the end faces of the first and second protrusions. In this mode, when a vibration force, a shock, or the like is applied, the piezoelectric element is deformed in response to the vibration force at the other end portion of the one end portion sandwiched by the first and second protrusions.

【0018】本発明に係る圧電センサの好ましい構成で
は、第1の支持部材は、第1の突出部の端面に第1の接
触電極を備えており、第2の支持部材も、第2の突出部
の端面に第2の接触電極を備えている。圧電素子は、電
極膜が圧電セラミック層の層間、及び、圧電セラミック
層による積層体の両外面に設けられ、両外面の電極膜
が、上記挟持によって、第1及び第2の接触電極に電気
的に導通されている。かかる構成によれば、加振力、衝
撃等の印加時に圧電素子に発生する検知信号が、両外面
の電極膜から第1、第2の接触電極を介して外部に取り
出される。
In a preferable configuration of the piezoelectric sensor according to the present invention, the first supporting member has the first contact electrode on the end face of the first protruding portion, and the second supporting member also has the second protruding member. A second contact electrode is provided on the end surface of the portion. In the piezoelectric element, electrode films are provided between the layers of the piezoelectric ceramic layers and on both outer surfaces of the laminated body of the piezoelectric ceramic layers, and the electrode films on both outer surfaces are electrically connected to the first and second contact electrodes by the sandwiching. Has been conducted to. According to this structure, the detection signal generated in the piezoelectric element when applying a vibration force, a shock, or the like is extracted to the outside from the electrode films on both outer surfaces via the first and second contact electrodes.

【0019】本発明の他の目的、構成及び利点について
は、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。但し、添
付図面は、単なる例示に過ぎない。
Other objects, structures and advantages of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the attached drawings are merely examples.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係る圧電センサの
分解斜視図、図2は図1に示した圧電センサの外観を示
す斜視図、図3は図1、図2に示した圧電センサにおい
て蓋部材を省略した平面図、図4は図3の4ー4線に沿
った断面図、図5は図3の5ー5線に沿った断面図であ
る。図示のように、本発明に係る圧電センサは、圧電素
子2と、第1の支持部材3と、第2の支持部材4とを含
む。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an exploded perspective view of a piezoelectric sensor according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the external appearance of the piezoelectric sensor shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a piezoelectric view shown in FIGS. FIG. 4 is a plan view of the sensor with the lid member omitted, FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3, and FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. As illustrated, the piezoelectric sensor according to the present invention includes a piezoelectric element 2, a first supporting member 3, and a second supporting member 4.

【0021】まず、図1、図3、図4を参照すると、圧
電素子2は、圧電セラミック層11〜16と、電極膜2
1〜27とを含み、所定の幅を有して長さ方向に延びて
いる。圧電セラミック層11〜16は少なくとも4層以
上備えられ、電極膜22〜26を挟んで互いに積層され
ている。図示実施例では、圧電セラミック層11〜16
は6層備えられている。圧電セラミック層11〜16
は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等の材料により構成
される。
First, referring to FIGS. 1, 3 and 4, the piezoelectric element 2 includes a piezoelectric ceramic layer 11 to 16 and an electrode film 2.
1-27, and has a predetermined width and extends in the length direction. The piezoelectric ceramic layers 11 to 16 are provided in at least four layers and are laminated on each other with the electrode films 22 to 26 interposed therebetween. In the illustrated embodiment, the piezoelectric ceramic layers 11-16
Is equipped with 6 layers. Piezoelectric ceramic layers 11-16
Is made of a material such as lead zirconate titanate.

【0022】電極膜21〜27のうち、電極膜22〜2
6は圧電セラミック層11〜16の層間に設けられてい
る。詳しくは、これらの電極膜22〜26は、隣接する
圧電セラミック層の層間(11、12)〜(15、1
6)に設けられている。他の電極膜21、27は、圧電
セラミック層11〜16による積層体の両外面に設けら
れている。
Of the electrode films 21 to 27, the electrode films 22 to 2
6 is provided between the layers of the piezoelectric ceramic layers 11 to 16. Specifically, these electrode films 22 to 26 are formed between the layers (11, 12) to (15, 1) of the adjacent piezoelectric ceramic layers.
6). The other electrode films 21 and 27 are provided on both outer surfaces of the laminated body including the piezoelectric ceramic layers 11 to 16.

【0023】更に図3を参照すると、圧電セラミック層
11〜16には分極方向P1〜P6が設定されている。
圧電セラミック層11の分極方向P1は、電極膜22か
ら電極膜21に向かう方向となっている。圧電セラミッ
ク層12の分極方向P2は、電極膜22から電極膜23
に向かう方向となっている。圧電セラミック層13の分
極方向P3は、電極膜24から電極膜23に向かう方向
となっている。圧電セラミック層14の分極方向P4
は、電極膜24から電極膜25に向かう方向となってい
る。圧電セラミック層15の分極方向P5は、電極膜2
6から電極膜25に向かう方向となっている。圧電セラ
ミック層16の分極方向P6は、電極膜26から電極膜
27に向かう方向となっている。
Still referring to FIG. 3, polarization directions P1 to P6 are set in the piezoelectric ceramic layers 11 to 16.
The polarization direction P1 of the piezoelectric ceramic layer 11 is a direction from the electrode film 22 to the electrode film 21. The polarization direction P2 of the piezoelectric ceramic layer 12 is from the electrode film 22 to the electrode film 23.
The direction is toward. The polarization direction P3 of the piezoelectric ceramic layer 13 is from the electrode film 24 toward the electrode film 23. Polarization direction P4 of the piezoelectric ceramic layer 14
Is in the direction from the electrode film 24 to the electrode film 25. The polarization direction P5 of the piezoelectric ceramic layer 15 corresponds to the electrode film 2
The direction is from 6 to the electrode film 25. The polarization direction P6 of the piezoelectric ceramic layer 16 is a direction from the electrode film 26 to the electrode film 27.

【0024】更に、圧電セラミック層11〜16による
積層体には接続導体81〜83が設けられている。詳し
くは、接続導体81、82が、長さ方向でみた積層体の
一端面に設けられ、接続導体83が、積層体の他端面に
設けられている。上述した電極膜21、23は、接続導
体81を介して互いに接続されている。同様に、電極膜
25、27も接続導体82を介して互いに接続されてお
り、電極膜22、24、26も接続導体83を介して互
いに接続されている。
Further, connection conductors 81 to 83 are provided in the laminated body of the piezoelectric ceramic layers 11 to 16. Specifically, the connection conductors 81 and 82 are provided on one end surface of the laminated body as viewed in the length direction, and the connection conductor 83 is provided on the other end surface of the laminated body. The above-described electrode films 21 and 23 are connected to each other via the connection conductor 81. Similarly, the electrode films 25 and 27 are also connected to each other via the connection conductor 82, and the electrode films 22, 24 and 26 are also connected to each other via the connection conductor 83.

【0025】次に、図1、図3〜図5を参照すると、第
1の支持部材3は第1の突出部31を有する。第1の突
出部31は長さ方向の中間部に備えられている。更に、
第1の支持部材3は第1の凹部32、33を有してお
り、第1の凹部32、33は、第1の突出部31の両側
において長さ方向に延びている。第1の支持部材3は電
気絶縁性セラミックまたはプラスチック等によって構成
できる。用い得る材料としては、フォルステライト、コ
ージェライト及ぴチタン酸マグネシウム等のセラミック
ス、または、液晶ポリマーのような耐熱性を有する樹脂
等を挙げることができる。
Next, referring to FIGS. 1 and 3 to 5, the first supporting member 3 has a first projecting portion 31. The first protruding portion 31 is provided in the middle portion in the length direction. Furthermore,
The first support member 3 has first recesses 32 and 33, and the first recesses 32 and 33 extend in the lengthwise direction on both sides of the first protrusion 31. The first support member 3 can be made of electrically insulating ceramic, plastic, or the like. Examples of materials that can be used include ceramics such as forsterite, cordierite, and magnesium titanate, and resins having heat resistance such as liquid crystal polymers.

【0026】更に、第1の支持部材3は、第1の接触電
極34と、第1のリード電極35とを有する。第1の接
触電極34は、圧電素子2と向き合う第1の突出部31
の端面に設けられている。第1のリード電極35は、第
1の支持部材3の表面、具体的には、第1の凹部32の
底面に設けられ、第1の接触電極34に電気的に導通し
ている。第1の接触電極34及び第1のリード電極35
は、印刷、スパッタ、蒸着またはメッキ等によって形成
される。
Further, the first supporting member 3 has a first contact electrode 34 and a first lead electrode 35. The first contact electrode 34 is the first protrusion 31 facing the piezoelectric element 2.
It is provided on the end face of. The first lead electrode 35 is provided on the surface of the first support member 3, specifically, on the bottom surface of the first recess 32, and is electrically connected to the first contact electrode 34. First contact electrode 34 and first lead electrode 35
Are formed by printing, sputtering, vapor deposition or plating.

【0027】上述した第1の支持部材3と同様にして、
第2の支持部材4も第2の突出部41を有する。第2の
突出部41は長さ方向の中間部に備えられている。更
に、第2の支持部材4も第2の凹部42、43を有して
おり、第2の凹部42、43は、第2の突出部41の両
側において長さ方向に延びている。第2の支持部材4
も、第1の支持部材3と同様の材料によって構成でき
る。
Similar to the above-mentioned first support member 3,
The second support member 4 also has a second protrusion 41. The second protruding portion 41 is provided in the middle portion in the length direction. Further, the second support member 4 also has second recesses 42 and 43, and the second recesses 42 and 43 extend in the lengthwise direction on both sides of the second protrusion 41. Second support member 4
Can also be made of the same material as the first support member 3.

【0028】更に、第2の支持部材4も、第2の接触電
極44と、第2のリード電極45とを有する。第2の接
触電極44は、圧電素子2と向き合う第2の突出部41
の端面に設けられている。第2のリード電極45は、第
2の支持部材4の表面、具体的には、第2の凹部43の
底面に設けられ、第2の接触電極44に電気的に導通し
ている。第2の接触電極44及び第2のリード電極45
も、印刷、スパッタ、蒸着またはメッキ等によって形成
される。
Further, the second supporting member 4 also has a second contact electrode 44 and a second lead electrode 45. The second contact electrode 44 has a second protrusion 41 facing the piezoelectric element 2.
It is provided on the end face of. The second lead electrode 45 is provided on the surface of the second support member 4, specifically, on the bottom surface of the second recess 43, and is electrically connected to the second contact electrode 44. Second contact electrode 44 and second lead electrode 45
Is also formed by printing, sputtering, vapor deposition or plating.

【0029】上述した第1の支持部材3及び第2の支持
部材4は、第1の突出部31及び第2の突出部41が互
いに間隔を隔てて向かい合うように配置されている。し
かも、第1の支持部材3及び第2の支持部材4は、長さ
方向を合わせて配置されている。更に、第1の支持部材
3及び第2の支持部材4は、第1の凹部32及び第2の
凹部42が互いに間隔を隔てて向かい合う。同様に、も
う一つの第1の凹部33、及び、もう一つの第2の凹部
43も互いに間隔を隔てて向かい合う。
The first support member 3 and the second support member 4 described above are arranged so that the first projecting portion 31 and the second projecting portion 41 face each other with a space therebetween. Moreover, the first support member 3 and the second support member 4 are arranged so that their length directions are aligned. Further, in the first support member 3 and the second support member 4, the first recess 32 and the second recess 42 face each other with a space therebetween. Similarly, the other first recess 33 and the other second recess 43 also face each other with a space therebetween.

【0030】次に、図3〜図5を参照すると、上述の圧
電素子2は、第1の突出部31と第2の突出部41との
間に配置され、第1及び第2の突出部31、41の端面
によって挟持されている。詳しくは、圧電素子2は、第
1の支持部材3及び第2の支持部材4に長さ方向を合わ
せて第1の突出部31と第2の突出部41との間に配置
され、長さ方向の中間部が第1及び第2の突出部31、
41の端面によって挟持されている。圧電素子2の長さ
方向の両端部は自由端となっている。
Next, referring to FIGS. 3 to 5, the piezoelectric element 2 described above is disposed between the first protrusion 31 and the second protrusion 41, and the first and second protrusions are provided. It is sandwiched by the end faces of 31 and 41. More specifically, the piezoelectric element 2 is arranged between the first projecting portion 31 and the second projecting portion 41 in the length direction of the first supporting member 3 and the second supporting member 4, and has a length of The middle portion in the direction is the first and second protrusions 31,
It is sandwiched by the end faces of 41. Both ends of the piezoelectric element 2 in the length direction are free ends.

【0031】実施例の場合、第1の突出部31の端面に
第1の接触電極34が設けられており、第2の突出部4
1の端面に第2の接触電極44が設けられているので、
上記挟持によって、積層体の両外面の電極膜21、27
が第1、第2の接触電極34、44に電気的に導通する
ことになる(図3、図4参照)。圧電素子2の電極膜2
1、27と、第1及び第2の接触電極34、44との間
は、導電性接着剤等によって接着する。
In the case of the embodiment, the first contact electrode 34 is provided on the end surface of the first protrusion 31, and the second protrusion 4 is provided.
Since the second contact electrode 44 is provided on the end face of 1,
Due to the sandwiching, the electrode films 21 and 27 on both outer surfaces of the laminate are formed.
Is electrically connected to the first and second contact electrodes 34 and 44 (see FIGS. 3 and 4). Electrode film 2 of piezoelectric element 2
The first and second contact electrodes 34 and 44 and the first and second contact electrodes 27 and 27 are bonded by a conductive adhesive or the like.

【0032】更に圧電素子2は、その全長にわたって、
第1及び第2の凹部(32、33)、(42、43)の
底面に対し、間隔D1を隔てて配置されている。この間
隔D1は、第1の突出部31の端面から第1の凹部3
2、33の底面までの深さ、及び、第2の突出部41の
端面から第2の凹部42、43の底面までの深さによっ
て定まる。
Further, the piezoelectric element 2 is
The first and second recesses (32, 33) and (42, 43) are arranged at a distance D1 from the bottom surface. The distance D1 is set from the end surface of the first protrusion 31 to the first recess 3
It is determined by the depth to the bottom surfaces of the second and third portions 33 and the depth from the end surface of the second protruding portion 41 to the bottom surfaces of the second concave portions 42 and 43.

【0033】ここで、間隔D1は、圧電素子2の長さ方
向の端部が、第1の凹部32、33の底面または第2の
凹部42、43の底面に触れる位置まで変形しても、圧
電素子2が折れることのない寸法に設定される。間隔D
1の寸法は、圧電素子2の長さによって変化する。圧電
素子2の長さが大きくなれば、大きくしなければならな
い。
Here, the distance D1 is such that even if the end portion in the lengthwise direction of the piezoelectric element 2 is deformed to a position where it touches the bottom surface of the first recesses 32, 33 or the bottom surfaces of the second recesses 42, 43. The size of the piezoelectric element 2 is set so as not to be broken. Interval D
The size of 1 varies depending on the length of the piezoelectric element 2. The larger the length of the piezoelectric element 2, the larger it must be.

【0034】図示実施例において、第1の突出部31及
び第2の突出部41は、端面が互いに平行で、かつ、同
一方向に傾斜する斜面となっている。従って、圧電素子
2は、傾斜して配置されている。第1の凹部32、33
の底面、及び、第2の凹部42、43の底面も、第1の
突出部31及び第2の突出部41の端面と同一の方向に
傾斜する斜面となっている。従って、圧電素子2は、そ
の全長にわたって、第1の凹部32、33の底面、及
び、第2の凹部42、43の底面から、間隔D1を隔て
て配置されることになる。
In the illustrated embodiment, the first projecting portion 31 and the second projecting portion 41 are inclined surfaces whose end faces are parallel to each other and inclined in the same direction. Therefore, the piezoelectric element 2 is arranged to be inclined. First recesses 32, 33
And the bottom surfaces of the second recesses 42 and 43 are also inclined surfaces that are inclined in the same direction as the end surfaces of the first protruding portion 31 and the second protruding portion 41. Therefore, the piezoelectric element 2 is arranged over the entire length thereof with a distance D1 from the bottom surfaces of the first recesses 32 and 33 and the bottom surfaces of the second recesses 42 and 43.

【0035】これとは異なって、第1の突出部31及び
第2の突出部41は、端面が互いに平行な垂直面であっ
てもよい。この場合には、圧電素子2は、ほぼ垂直に配
置されることとなる。第1の凹部32、33の底面、及
び、第2の凹部42、43の底面は、第1の突出部31
及び第2の突出部41の端面と平行な垂直面となる。
Alternatively, the first protrusion 31 and the second protrusion 41 may be vertical surfaces whose end faces are parallel to each other. In this case, the piezoelectric element 2 is arranged almost vertically. The bottom surfaces of the first recesses 32 and 33 and the bottom surfaces of the second recesses 42 and 43 are the same as the first protrusion 31.
And a vertical surface parallel to the end surface of the second protrusion 41.

【0036】更に図1、図2、図4を参照すると、図示
の圧電センサは、第1の蓋部材5と、第2の蓋部材6と
を含んでいる。第1及び第2の蓋部材5、6は、圧電素
子2の振動のための空間を確保して、圧電素子2、第1
の支持部材3及び第2の支持部材4の組立体に対し、そ
の組立方向と直交する両面側に配置されている。第1及
び第2の蓋部材5、6は、圧電素子2の振動空間を確保
するための凹部51、61をそれぞれ有する。第1及び
第2の蓋部材5、6は、第1及び第2の支持部材3、4
と同様の材料、例えば、フォルステライト、コージェラ
イト及ぴチタン酸マグネシウム等のセラミックス、また
は、液晶ポリマーのような耐熱性を有する樹脂等によっ
て構成することができる。第1及び第2の蓋部材5、6
は非導電性接着剤によって、第1の支持部材3及び第2
の支持部材4の厚み方向の両面に接着されている。
Still referring to FIGS. 1, 2 and 4, the illustrated piezoelectric sensor includes a first lid member 5 and a second lid member 6. The first and second lid members 5 and 6 secure a space for the vibration of the piezoelectric element 2 so that the piezoelectric element 2 and the first
The support member 3 and the second support member 4 are arranged on both surface sides orthogonal to the assembly direction of the assembly. The first and second lid members 5 and 6 have concave portions 51 and 61 for securing a vibration space of the piezoelectric element 2, respectively. The first and second lid members 5 and 6 include the first and second support members 3 and 4, respectively.
The same material as described above, for example, ceramics such as forsterite, cordierite and magnesium titanate, or a resin having heat resistance such as liquid crystal polymer can be used. First and second lid members 5, 6
Is made of a non-conductive adhesive, so that the first support member 3 and the second support member 3
Are adhered to both sides of the support member 4 in the thickness direction.

【0037】更に、第1及び第2の蓋部材5、6の表面
には、2つの端子電極91、92が設けられている。1
つの端子電極91は、側面電極95を通して、第1のリ
ード電極35に電気的に導通する。もう1つの端子電極
92も、側面電極96を通して、第2のリード電極45
に電気的に導通する。
Further, two terminal electrodes 91 and 92 are provided on the surfaces of the first and second lid members 5 and 6. 1
The one terminal electrode 91 is electrically connected to the first lead electrode 35 through the side surface electrode 95. The other terminal electrode 92 also passes through the side surface electrode 96 and passes through the second lead electrode 45.
Electrically connected to.

【0038】更に図1、図3を参照すると、図示の圧電
センサは、第1のスペーサ98と、第2のスペーサ99
とを含んでいる。第1のスペーサ98及び第2のスペー
サ99は、第1の支持部材3及び第2の支持部材4の長
さ方向の両端側において、両者間に生じる隙間を埋め
る。図示実施例では、第1の支持部材3は、長さ方向の
両端部に、第1の突出部31の端面と同一の平面位置に
ある突出部36、37を有しており、第2の支持部材4
も、長さ方向の両端部に、第2の突出部31の端面と同
一の平面位置にある突出部46、47を有している。そ
こで、第1のスペーサ98及び第2のスペーサ99とし
て、圧電素子2と同じ構造、及び、厚みを有するものが
用いられている。第1のスペーサ98及び第2のスペー
サ99は、導電性接着剤または非導電性接着剤によっ
て、第1の支持部材3の突出部36、37及び第2の支
持部材4の突出部46、47に接着される。
Still referring to FIGS. 1 and 3, the illustrated piezoelectric sensor includes a first spacer 98 and a second spacer 99.
Includes and. The first spacers 98 and the second spacers 99 fill gaps between both ends of the first support member 3 and the second support member 4 in the lengthwise direction. In the illustrated embodiment, the first support member 3 has the protrusions 36 and 37 at the same plane position as the end face of the first protrusion 31 at both ends in the longitudinal direction, and Support member 4
Also has protrusions 46 and 47 at the same plane position as the end face of the second protrusion 31 at both ends in the length direction. Therefore, as the first spacer 98 and the second spacer 99, those having the same structure and thickness as the piezoelectric element 2 are used. The first spacer 98 and the second spacer 99 are made of a conductive adhesive or a non-conductive adhesive to form the protrusions 36 and 37 of the first support member 3 and the protrusions 46 and 47 of the second support member 4. Glued to.

【0039】更に、第1のスペーサ98は、その表面に
付与された電極(導体)により、第1のリード電極35
を、側面電極95に導通させる(図3参照)。同様に、
第2のスペーサ99も、その表面に付与された電極(導
体)により、第2のリード電極45を、側面電極96に
導通させる。
Further, the first spacer 98 has the electrode (conductor) provided on the surface thereof, so that the first lead electrode 35 is formed.
To the side surface electrode 95 (see FIG. 3). Similarly,
The second spacer 99 also connects the second lead electrode 45 to the side surface electrode 96 by the electrode (conductor) provided on the surface thereof.

【0040】上述したように、本発明に係る圧電センサ
において、第1の支持部材3及び第2の支持部材4は、
第1の突出部31及び第2の突出部41が互いに間隔を
隔てて向かい合うように配置される。圧電素子2は、第
1の突出部31と第2の突出部41との間に配置され、
第1及び第2の突出部31、41の端面によって挟持さ
れている。従って、加振力、衝撃等が加わった場合、圧
電素子2は、第1及び第2の突出部31、41によって
挟持された部分の周辺の部分が、加振力に応答して変形
し、検知信号を発生する。
As described above, in the piezoelectric sensor according to the present invention, the first support member 3 and the second support member 4 are
The 1st protrusion part 31 and the 2nd protrusion part 41 are arrange | positioned so that it may mutually oppose and may face. The piezoelectric element 2 is arranged between the first protrusion 31 and the second protrusion 41,
It is sandwiched by the end faces of the first and second protrusions 31 and 41. Therefore, when an exciting force, an impact or the like is applied, the piezoelectric element 2 is deformed in the peripheral portion of the portion sandwiched by the first and second projecting portions 31 and 41 in response to the exciting force. Generate a detection signal.

【0041】更に、本発明の重要な特徴として、圧電素
子2は、少なくとも4層以上の圧電セラミック層11〜
16が、電極膜22〜26を挟んで互いに積層されてい
る。これら4層以上の圧電セラミック層11〜16を利
用することにより、大きな静電容量を確保することがで
き、これにより、電荷感度を向上させることができる。
Further, as an important feature of the present invention, the piezoelectric element 2 includes at least four piezoelectric ceramic layers 11 to 11.
16 are laminated on each other with the electrode films 22 to 26 sandwiched therebetween. By using these four or more piezoelectric ceramic layers 11 to 16, it is possible to secure a large electrostatic capacitance, and thus it is possible to improve the charge sensitivity.

【0042】しかも、4層以上の圧電セラミック層11
〜16を利用することにより、圧電素子2を大型化せず
に大きな静電容量を確保することができる。このため、
圧電素子2を組み込んだ圧電センサの大型化が回避さ
れ、圧電センサを小型化できる。
Moreover, four or more piezoelectric ceramic layers 11 are provided.
By using ~ 16, it is possible to secure a large capacitance without increasing the size of the piezoelectric element 2. For this reason,
The piezoelectric sensor incorporating the piezoelectric element 2 is prevented from being upsized, and the piezoelectric sensor can be downsized.

【0043】図示実施例では、圧電素子2は、長さ方向
の中間部が第1及び第2の突出部31、41の端面によ
って挟持されている。従って、加振力、衝撃等が加わっ
た場合、圧電素子2は、第1及び第2の突出部31、4
1によって挟持された中間部の両側の部分が、加振力に
応答して変形し、検知信号を出力する。
In the illustrated embodiment, the piezoelectric element 2 is sandwiched by the end faces of the first and second projecting portions 31 and 41 at the intermediate portion in the longitudinal direction. Therefore, when an exciting force, a shock, or the like is applied, the piezoelectric element 2 will move to the first and second protruding portions 31, 4
The portions on both sides of the intermediate portion sandwiched by 1 are deformed in response to the excitation force and output a detection signal.

【0044】具体的には、第1の支持部材3において第
1の突出部31は長さ方向の中間部に備えられており、
第2の支持部材4においても、第2の突出部41は長さ
方向の中間部に備えられている。上述の圧電素子2は、
第1、第2の支持部材3、4に長さ方向を合わせて第
1、第2の突出部31、41の間に配置されている。従
って、圧電素子2の長さ方向の中間部を、第1及び第2
の突出部31、41によって挟持する構造が容易に得ら
れる。
Specifically, the first projecting portion 31 of the first supporting member 3 is provided at the intermediate portion in the length direction,
Also in the second support member 4, the second protruding portion 41 is provided at the middle portion in the length direction. The piezoelectric element 2 described above is
The first and second support members 3 and 4 are arranged between the first and second projecting portions 31 and 41 in the length direction. Therefore, the middle portion in the length direction of the piezoelectric element 2 is set to the first and second portions.
It is easy to obtain a structure in which it is sandwiched by the protruding portions 31 and 41.

【0045】更に、図示実施例では、第1の支持部材3
は第1の凹部32、33を有しており、第1の凹部3
2、33は、第1の突出部31の両側において長さ方向
に延びている。同様に、第2の支持部材4も第2の凹部
42、43を有しており、第2の凹部42、43も、第
2の突出部41の両側において長さ方向に延びている。
従って、圧電素子2は、その全長にわたって、第1及び
第2の凹部(32、33)、(42、43)の底面に対
し、間隔D1を隔てて配置することができる。このた
め、圧電素子2は、第1及び第2の突出部31、41に
よって挟持された中間部の両側の部分が変形するための
空間が、確保される。
Further, in the illustrated embodiment, the first support member 3
Has first recesses 32, 33, and the first recess 3
2, 33 extend in the length direction on both sides of the first protrusion 31. Similarly, the second support member 4 also has second recesses 42 and 43, and the second recesses 42 and 43 also extend in the lengthwise direction on both sides of the second protrusion 41.
Therefore, the piezoelectric element 2 can be disposed over the entire length of the piezoelectric element 2 with a space D1 between the bottom surfaces of the first and second recesses (32, 33) and (42, 43). Therefore, in the piezoelectric element 2, a space is secured for the portions on both sides of the intermediate portion sandwiched by the first and second projecting portions 31 and 41 to be deformed.

【0046】ここで、間隔D1は、圧電素子2の長さ方
向の端部が、第1の凹部32、33の底面または第2の
凹部42、43の底面に触れる位置まで変形しても、圧
電素子2が折れることのない寸法に設定されている。こ
のため、過大な加振力、衝撃力に応答して、圧電素子2
が変形した場合、圧電素子2が折れる前に、その長さ方
向の端部が、第1の凹部32、33の底面または第2の
凹部42、43の底面に触れることになる。圧電素子2
は、それ以上には変形できない。このため、圧電素子2
が、折損、欠けまたは亀裂から確実に保護されることに
なる。
Here, the distance D1 is such that even if the end of the piezoelectric element 2 in the lengthwise direction touches the bottom surface of the first recess 32, 33 or the bottom surface of the second recess 42, 43, The size of the piezoelectric element 2 is set so as not to be broken. Therefore, the piezoelectric element 2 responds to excessive vibration force and impact force.
When is deformed, before the piezoelectric element 2 is broken, the end in the lengthwise direction comes into contact with the bottom surface of the first recess 32, 33 or the bottom surface of the second recess 42, 43. Piezoelectric element 2
Cannot be transformed any further. Therefore, the piezoelectric element 2
Will be reliably protected from breakage, chipping or cracking.

【0047】また、図示実施例に示すように、第1の突
出部31及び第2の突出部41の端面が互いに平行で、
かつ、同一方向に傾斜する斜面となっていて、圧電素子
2は、傾斜して配置されている構造の場合は、2方向の
衝撃、加振力に応答する圧電センサを得ることができ
る。
Further, as shown in the illustrated embodiment, the end faces of the first projecting portion 31 and the second projecting portion 41 are parallel to each other,
Moreover, in the case where the piezoelectric elements 2 are inclined surfaces that are inclined in the same direction and the piezoelectric elements 2 are arranged so as to be inclined, it is possible to obtain a piezoelectric sensor that responds to impacts and excitation forces in two directions.

【0048】図6は図1〜図5に示した圧電センサの等
価回路図である。等価回路でみると、圧電センサ1の圧
電素子2は、一対の圧電素子201、202を含んでい
る。1つの圧電素子201は、圧電素子2に含まれる圧
電セラミック層11〜13及び電極膜21〜24により
構成される(図3参照)。もう1つの圧電素子201
は、圧電セラミック層14〜16及び電極膜24〜27
により構成される(図3参照)。
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the piezoelectric sensor shown in FIGS. In terms of an equivalent circuit, the piezoelectric element 2 of the piezoelectric sensor 1 includes a pair of piezoelectric elements 201 and 202. One piezoelectric element 201 is composed of the piezoelectric ceramic layers 11 to 13 and the electrode films 21 to 24 included in the piezoelectric element 2 (see FIG. 3). Another piezoelectric element 201
Is the piezoelectric ceramic layers 14-16 and the electrode films 24-27.
(See FIG. 3).

【0049】図1、図3、図4を参照して説明したよう
に、第1の支持部材3は、第1の突出部31の端面に第
1の接触電極34を備えており、第2の支持部材4も、
第2の突出部41の端面に第2の接触電極44を備えて
いる。圧電素子2は、電極膜21〜27のうち電極膜2
1、27が、圧電セラミック層11〜16による積層体
の両外面に設けられ、両外面の電極膜21、27が、上
記挟持によって、第1及び第2の接触電極34、44に
電気的に導通されている。かかる構成によれば、加振
力、衝撃等の印加時に圧電素子2に発生する検知信号
が、両外面の電極膜21、27から第1、第2の接触電
極34、44を介して外部に取り出される(図6参
照)。
As described with reference to FIGS. 1, 3 and 4, the first supporting member 3 is provided with the first contact electrode 34 on the end face of the first protruding portion 31, and the second supporting member 3 is provided. The support member 4 of
A second contact electrode 44 is provided on the end surface of the second protrusion 41. The piezoelectric element 2 includes the electrode film 2 of the electrode films 21 to 27.
1, 27 are provided on both outer surfaces of the laminated body including the piezoelectric ceramic layers 11 to 16, and the electrode films 21 and 27 on both outer surfaces are electrically connected to the first and second contact electrodes 34 and 44 by the sandwiching. It is conducted. According to this structure, the detection signal generated in the piezoelectric element 2 when applying a vibration force, a shock or the like is transmitted from the electrode films 21 and 27 on both outer surfaces to the outside via the first and second contact electrodes 34 and 44. It is taken out (see FIG. 6).

【0050】更に、第1の支持部材3は、その表面に第
1のリード電極35を備え、第1のリード電極35は第
1の接触電極34に電気的に導通している。従って、第
1の接触電極34から外部への電気的経路が容易に構成
される(図6参照)。実施例では、第1の接触電極34
から第1のリード電極35及び側面電極95を順次に経
由して端子電極91に至る電気的経路が構成されてい
る。
Further, the first support member 3 is provided with a first lead electrode 35 on its surface, and the first lead electrode 35 is electrically connected to the first contact electrode 34. Therefore, an electrical path from the first contact electrode 34 to the outside is easily configured (see FIG. 6). In the embodiment, the first contact electrode 34
To the terminal electrode 91 via the first lead electrode 35 and the side surface electrode 95 sequentially.

【0051】同様にして、第2の支持部材4も、その表
面に第2のリード電極45を備え、第2のリード電極4
5は第2の接触電極44に電気的に導通しているから、
第2の接触電極44から外部への電気的経路が容易に実
現される(図6参照)。実施例では、第2の接触電極4
4から第2のリード電極45及び側面電極96を順次に
経由して端子電極92に至る電気的経路が構成されてい
る。
Similarly, the second support member 4 is also provided with the second lead electrode 45 on the surface thereof, and the second lead electrode 4
Since 5 is electrically connected to the second contact electrode 44,
An electrical path from the second contact electrode 44 to the outside is easily realized (see FIG. 6). In the embodiment, the second contact electrode 4
An electrical path is formed from 4 to the terminal electrode 92 via the second lead electrode 45 and the side surface electrode 96 in sequence.

【0052】次に、図7〜図13を参照して、図1〜図
5に示した圧電センサの製造方法について説明する。ま
ず、図7に示すように、最下層支持部材300の上に、
圧電素子部材200、スペーサ部材980及び990を
載せる。そして、圧電素子部材200、スペーサ部材9
80及び990の上に、中間支持部材100を載せ、更
にその上に圧電素子部材200、スペーサ部材980及
び990を載せる操作を繰り返す。そして、最後に、圧
電素子部材200、スペーサ部材980及び990の上
に最上層支持部材400を載せる。各重ね合わせ面は、
導電性接着剤によって接着固定する。最下層支持部材3
00、中間支持部材100、最上層支持部材400及び
圧電素子部材200は、多数の圧電センサが取り出せる
ような長さを有する。図1〜図5との対比では、最下層
支持部材300は、例えば、第1の支持部材3(図1〜
図5参照)となり、最上層支持部材400は第2の支持
部材4となる。中間支持部材100は、第1の支持部材
3及び第2の支持部材4とに分割される。
Next, a method of manufacturing the piezoelectric sensor shown in FIGS. 1 to 5 will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 7, on the lowermost layer support member 300,
The piezoelectric element member 200 and the spacer members 980 and 990 are placed. Then, the piezoelectric element member 200 and the spacer member 9
The operation of placing the intermediate support member 100 on 80 and 990 and further placing the piezoelectric element member 200 and the spacer members 980 and 990 on it is repeated. Then, finally, the uppermost layer support member 400 is placed on the piezoelectric element member 200 and the spacer members 980 and 990. Each overlay surface is
It is fixed by adhesion with a conductive adhesive. Bottom layer support member 3
00, the intermediate support member 100, the uppermost layer support member 400, and the piezoelectric element member 200 have a length such that many piezoelectric sensors can be taken out. In comparison with FIGS. 1 to 5, the lowermost layer support member 300 is, for example, the first support member 3 (see FIGS.
(See FIG. 5), and the uppermost layer support member 400 becomes the second support member 4. The intermediate support member 100 is divided into a first support member 3 and a second support member 4.

【0053】最下層支持部材300には、圧電素子部材
200、スペーサ部材980及び990を載せる上面側
に、第1の突出部310が形成され、第1の突出部31
0の両側には第1の凹部320、330が形成されてい
る。更に第1の突出部310の表面に第1の接触電極3
40が形成されている。
On the lowermost layer support member 300, a first protrusion 310 is formed on the upper surface side on which the piezoelectric element member 200 and the spacer members 980 and 990 are placed, and the first protrusion 31 is formed.
First concave portions 320 and 330 are formed on both sides of 0. Further, the first contact electrode 3 is formed on the surface of the first protrusion 310.
40 is formed.

【0054】最上層支持部材400には、圧電素子部材
200、スペーサ部材980及び990と重なる下面側
に、第2の突出部410が形成され、第2の突出部41
0の両側に第2の凹部420、430が形成されてい
る。更に第2の突出部410の表面に第2の接触電極
(図示しない)が形成されている。
A second projecting portion 410 is formed on the lowermost surface of the uppermost layer supporting member 400 which overlaps with the piezoelectric element member 200 and the spacer members 980 and 990, and the second projecting portion 41 is formed.
Second recesses 420 and 430 are formed on both sides of 0. Further, a second contact electrode (not shown) is formed on the surface of the second protrusion 410.

【0055】中間支持部材100には、上面側に第1の
突出部310が形成され、第1の突出部310の両側に
第1の凹部320、330が形成されている。更に第1
の突出部310の表面に第1の接触電極340が形成さ
れている。中間支持部材100の下面側には第2の突出
部410が形成され、第2の突出部410の両側に第2
の凹部420、430が形成されている。更に第2の突
出部410の表面に第2の接触電極(図示しない)が形
成されている。図8は、図7に示した積層組立工程を経
て得られた積層組立体の斜視図である。
The intermediate support member 100 has a first protrusion 310 formed on the upper surface thereof, and first recesses 320 and 330 formed on both sides of the first protrusion 310. Furthermore the first
The first contact electrode 340 is formed on the surface of the protruding portion 310. A second protrusion 410 is formed on the lower surface side of the intermediate support member 100, and a second protrusion 410 is formed on both sides of the second protrusion 410.
The recesses 420 and 430 are formed. Further, a second contact electrode (not shown) is formed on the surface of the second protrusion 410. FIG. 8 is a perspective view of a laminated assembly obtained through the laminated assembly process shown in FIG.

【0056】次に、図9に示すように、図8に示した積
層組立体に対して、切断分割工程を実行する。切断分割
に当っては、切断線XーXに沿い、積層組立体を、その
長さ方向に細分割する。これにより、圧電センサ集合体
が得られる。図10は図9に示した切断分割工程を経て
得られる圧電センサ集合体Q1〜Q3を示し、図11は
得られた任意の圧電センサ集合体Qrの斜視図である。
Next, as shown in FIG. 9, a cutting and dividing step is performed on the laminated assembly shown in FIG. In cutting and dividing, the laminated assembly is subdivided in the lengthwise direction along the cutting line X-X. Thereby, the piezoelectric sensor assembly is obtained. FIG. 10 shows piezoelectric sensor assemblies Q1 to Q3 obtained through the cutting and dividing step shown in FIG. 9, and FIG. 11 is a perspective view of the obtained piezoelectric sensor assembly Qr.

【0057】次に、図12に示すように、圧電センサ集
合体の厚み方向の両面に、第1の蓋部材500及び第2
の蓋部材600を接着する。第1の蓋部材500の上面
(図において)には、端子電極910、920が形成さ
れており、下面には凹部(図示しない)が形成されてい
る。第2の蓋部材600の下面(図において)には端子
電極(図示しない)が形成されており、上面には凹部6
10が間隔を隔てて配列されている。これにより、図1
3に示すような組立体が得られる。
Next, as shown in FIG. 12, the first lid member 500 and the second lid member 500 are formed on both surfaces of the piezoelectric sensor assembly in the thickness direction.
The lid member 600 is adhered. Terminal electrodes 910 and 920 are formed on the upper surface (in the figure) of the first lid member 500, and recesses (not shown) are formed on the lower surface. A terminal electrode (not shown) is formed on the lower surface (in the drawing) of the second lid member 600, and the recess 6 is formed on the upper surface.
10 are arranged at intervals. As a result,
An assembly as shown in 3 is obtained.

【0058】次に、図13に図示された組立体に対し
て、側面電極950、960を付与する。側面電極95
0、960は、印刷、スパッタリング、めっき等の手段
によって形成する。
Next, side electrodes 950 and 960 are applied to the assembly shown in FIG. Side electrode 95
0 and 960 are formed by means of printing, sputtering, plating or the like.

【0059】この後、図13に示すように切断線YーY
に沿い、積層組立体を、その長さ方向に細分割する。こ
れにより、圧電センサの単品が得られる。この後、側面
電極等を付与して、図1〜図5に図示した圧電センサの
完成品が得られる。
After this, as shown in FIG. 13, the cutting line Y--Y
The subassembly along its length along its length. As a result, a single piezoelectric sensor is obtained. After that, a side surface electrode or the like is applied to obtain a finished product of the piezoelectric sensor shown in FIGS.

【0060】図14は本発明に係る圧電センサの別の実
施例を示す部分断面図である。図示において、図1〜図
5に図示した構成部分と実質的に同一の構成部分には同
一の参照符号を付し、重複説明をできるだけ省略する。
FIG. 14 is a partial sectional view showing another embodiment of the piezoelectric sensor according to the present invention. In the figure, components that are substantially the same as those shown in FIGS. 1 to 5 are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as much as possible.

【0061】この実施例では、圧電セラミック層11〜
16にスルーホールが設けられている。例えば、圧電セ
ラミック層11にはスルーホール86が設けられ、圧電
セラミック層12にはスルーホール87が設けられてい
る。圧電セラミック層11のスルーホール86は、圧電
セラミック層11の貫通孔に導電材を充填することによ
り構成することができる。図示実施例では、圧電セラミ
ック層11、12の層間に導体膜88が設けられてお
り、圧電セラミック層11のスルーホール86と、圧電
セラミック層12のスルーホール87とが、導体膜88
を介して互いに接続されている。
In this embodiment, the piezoelectric ceramic layers 11 to 11 are
A through hole is provided in 16. For example, the piezoelectric ceramic layer 11 is provided with a through hole 86, and the piezoelectric ceramic layer 12 is provided with a through hole 87. The through hole 86 of the piezoelectric ceramic layer 11 can be formed by filling the through hole of the piezoelectric ceramic layer 11 with a conductive material. In the illustrated embodiment, the conductor film 88 is provided between the layers of the piezoelectric ceramic layers 11 and 12, and the through hole 86 of the piezoelectric ceramic layer 11 and the through hole 87 of the piezoelectric ceramic layer 12 form the conductor film 88.
Are connected to each other via.

【0062】更に、電極膜21〜27の幾つかが、圧電
セラミック層11〜16に設けられたスルーホールを介
して接続されている。例えば、電極膜21、23は、圧
電セラミック層11のスルーホール86、及び圧電セラ
ミック層12のスルーホール87を介して互いに接続さ
れている。同様にして、電極膜25、27も、圧電セラ
ミック層15、16に設けられたスルーホールを介して
互いに接続されており、電極膜22、24、26も、圧
電セラミック層11〜16に設けられたスルーホールを
介して互いに接続されている。
Further, some of the electrode films 21 to 27 are connected to each other through through holes provided in the piezoelectric ceramic layers 11 to 16. For example, the electrode films 21 and 23 are connected to each other through the through hole 86 of the piezoelectric ceramic layer 11 and the through hole 87 of the piezoelectric ceramic layer 12. Similarly, the electrode films 25 and 27 are also connected to each other through the through holes provided in the piezoelectric ceramic layers 15 and 16, and the electrode films 22, 24 and 26 are also provided in the piezoelectric ceramic layers 11 to 16. Are connected to each other through through holes.

【0063】上述したように、圧電素子2において、電
極膜21〜27の幾つかが、圧電セラミック層11〜1
6に設けられたスルーホールを介して接続されている。
このようなスルーホールの利用により、電極膜21〜2
6の複雑な層間接続も容易に実現できる。
As described above, in the piezoelectric element 2, some of the electrode films 21 to 27 have piezoelectric ceramic layers 11 to 1.
6 are connected via through holes.
By using such through holes, the electrode films 21 to 2
The complicated inter-layer connection of 6 can be easily realized.

【0064】図15は本発明に係る圧電センサの更に別
の実施例を示す分解斜視図、図16は図15に示した圧
電センサの外観を示す斜視図、図17は図15、図16
に示した圧電センサにおいて蓋部材を省略した平面図、
図18は図17の18ー18線に沿った断面図、図19
は図17の19ー19線に沿った断面図である。図示に
おいて、図1〜図5に図示した構成部分と実質的に同一
の構成部分には同一の参照符号を付し、重複説明をでき
るだけ省略する。
FIG. 15 is an exploded perspective view showing still another embodiment of the piezoelectric sensor according to the present invention, FIG. 16 is a perspective view showing the appearance of the piezoelectric sensor shown in FIG. 15, and FIG. 17 is FIG. 15 and FIG.
A plan view of the piezoelectric sensor shown in FIG.
18 is a sectional view taken along the line 18-18 of FIG.
FIG. 19 is a sectional view taken along the line 19-19 in FIG. In the figure, components that are substantially the same as those shown in FIGS. 1 to 5 are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as much as possible.

【0065】まず、図17を参照すると、図示された圧
電素子2では、圧電セラミック層11の分極方向P1
が、電極膜22から電極膜21に向かう方向となってい
る。圧電セラミック層12の分極方向P2が、電極膜2
2から電極膜23に向かう方向となっている。圧電セラ
ミック層13の分極方向P3が、電極膜24から電極膜
23に向かう方向となっている。圧電セラミック層14
の分極方向P4が、電極膜25から電極膜24に向かう
方向となっている。圧電セラミック層15の分極方向P
5が、電極膜25から電極膜26に向かう方向となって
いる。圧電セラミック層16の分極方向P6が、電極膜
27から電極膜26に向かう方向となっている。
First, referring to FIG. 17, in the illustrated piezoelectric element 2, the polarization direction P1 of the piezoelectric ceramic layer 11 is determined.
Is in the direction from the electrode film 22 to the electrode film 21. The polarization direction P2 of the piezoelectric ceramic layer 12 is the electrode film 2
The direction is from 2 to the electrode film 23. The polarization direction P3 of the piezoelectric ceramic layer 13 is the direction from the electrode film 24 to the electrode film 23. Piezoelectric ceramic layer 14
The polarization direction P4 of is the direction from the electrode film 25 to the electrode film 24. Polarization direction P of the piezoelectric ceramic layer 15
5 is in the direction from the electrode film 25 to the electrode film 26. The polarization direction P6 of the piezoelectric ceramic layer 16 is the direction from the electrode film 27 to the electrode film 26.

【0066】次に、図15、図17〜図19を参照する
と、図示された第1の支持部材3では、第1の突出部3
1が長さ方向の一端部に備えられている。第1の凹部3
2は第1の突出部31から長さ方向に延びている。第1
の接触電極34は、圧電素子2と向き合う第1の突出部
31の端面に設けられている。第1のリード電極35
は、第1の支持部材3の表面、具体的には、第1の凹部
32の底面に設けられ、第1の接触電極34に電気的に
導通している。
Next, referring to FIGS. 15 and 17 to 19, in the illustrated first support member 3, the first protrusion 3 is formed.
1 is provided at one end in the length direction. First recess 3
2 extends in the length direction from the first protrusion 31. First
The contact electrode 34 is provided on the end surface of the first protrusion 31 facing the piezoelectric element 2. First lead electrode 35
Is provided on the surface of the first support member 3, specifically, on the bottom surface of the first recess 32, and is electrically connected to the first contact electrode 34.

【0067】図示された第2の支持部材4では、第2の
突出部41が長さ方向の一端部に備えられている。第2
の凹部42は第2の突出部41から長さ方向に延びてい
る。第2の接触電極44は、圧電素子2と向き合う第2
の突出部41の端面に設けられている。第2のリード電
極45は、第2の支持部材4の表面、具体的には、第2
の凹部42の底面に設けられ、第2の接触電極44に電
気的に導通している。
In the illustrated second supporting member 4, the second projecting portion 41 is provided at one end portion in the length direction. Second
The recess 42 extends from the second protrusion 41 in the length direction. The second contact electrode 44 is a second contact electrode 44 facing the piezoelectric element 2.
It is provided on the end surface of the protruding portion 41. The second lead electrode 45 is formed on the surface of the second support member 4, specifically, the second lead electrode 45.
Is provided on the bottom surface of the recess 42 and is electrically connected to the second contact electrode 44.

【0068】この実施例においても、第1の支持部材3
及び第2の支持部材4は、第1の突出部31及び第2の
突出部41が互いに間隔を隔てて向かい合うように配置
されている。しかも、第1の支持部材3及び第2の支持
部材4は、長さ方向を合わせて配置されている。
Also in this embodiment, the first support member 3
The second support member 4 is arranged such that the first protrusion 31 and the second protrusion 41 are opposed to each other with a space therebetween. Moreover, the first support member 3 and the second support member 4 are arranged so that their length directions are aligned.

【0069】次に、図17〜図19を参照すると、圧電
素子2は、第1の支持部材3及び第2の支持部材4に長
さ方向を合わせて第1の突出部31と第2の突出部41
との間に配置されている。
Next, referring to FIGS. 17 to 19, the piezoelectric element 2 is aligned with the first supporting member 3 and the second supporting member 4 in the longitudinal direction, and the first projecting portion 31 and the second projecting portion 31 are arranged. Protrusion 41
It is located between and.

【0070】ここで、本実施例の重要な特徴は、圧電素
子2の長さ方向の一端部が、第1及び第2の突出部3
1、41の端面によって挟持されていることである。圧
電素子2の長さ方向の他端部は自由端となっている。
Here, an important feature of this embodiment is that one end portion of the piezoelectric element 2 in the lengthwise direction has the first and second protrusions 3
That is, it is sandwiched by the end faces of 1, 41. The other end of the piezoelectric element 2 in the length direction is a free end.

【0071】この実施例においても、第1の突出部31
の端面に第1の接触電極34が設けられており、第2の
突出部41の端面に第2の接触電極44が設けられてい
るので、上記挟持によって、積層体の両外面の電極膜2
1、27が第1、第2の接触電極34、44に電気的に
導通することになる(図17、図18参照)。
Also in this embodiment, the first protrusion 31
Since the first contact electrode 34 is provided on the end surface of the second protrusion 41 and the second contact electrode 44 is provided on the end surface of the second protrusion 41, the sandwiching makes it possible to form the electrode films 2 on both outer surfaces of the laminate.
1, 27 are electrically connected to the first and second contact electrodes 34, 44 (see FIGS. 17 and 18).

【0072】更に、この実施例においても、圧電素子2
は、その全長にわたって、第1及び第2の凹部32、4
2の底面に対し、間隔D1を隔てて配置されている。こ
の間隔D1は、第1の突出部31の端面から第1の凹部
32の底面までの深さ、及び、第2の突出部41の端面
から第2の凹部42の底面までの深さによって定まる。
間隔D1は、圧電素子2の長さ方向の端部が、第1の凹
部32の底面または第2の凹部42の底面に触れる位置
まで変形しても、圧電素子2が折れることのない寸法に
設定される。
Further, also in this embodiment, the piezoelectric element 2
Over the entire length thereof, the first and second recesses 32, 4
It is arranged at a distance D1 from the bottom surface of No. 2. The distance D1 is determined by the depth from the end surface of the first protrusion 31 to the bottom surface of the first recess 32 and the depth from the end surface of the second protrusion 41 to the bottom surface of the second recess 42. .
The distance D1 is set such that the piezoelectric element 2 is not broken even when the end portion in the length direction of the piezoelectric element 2 is deformed to a position where it touches the bottom surface of the first recess 32 or the bottom surface of the second recess 42. Is set.

【0073】次に、第1及び第2の蓋部材5、6につい
て説明する。図15、図16を参照すると、第1及び第
2の蓋部材5、6の表面には、2つの端子電極91、9
3が設けられている。1つの端子電極91は、側面電極
95を通して、第1のリード電極35及び第2のリード
電極45に電気的に導通する。もう1つの端子電極93
は、側面電極97を通して、圧電素子2の接続導体83
に電気的に導通する(図17参照)。
Next, the first and second lid members 5 and 6 will be described. Referring to FIGS. 15 and 16, two terminal electrodes 91 and 9 are provided on the surfaces of the first and second lid members 5 and 6.
3 is provided. One terminal electrode 91 is electrically connected to the first lead electrode 35 and the second lead electrode 45 through the side surface electrode 95. Another terminal electrode 93
Is the connection conductor 83 of the piezoelectric element 2 through the side electrode 97.
To be electrically conducted to (see FIG. 17).

【0074】図15、図17を参照すると、第1のスペ
ーサ98は、第1の支持部材3及び第2の支持部材4の
長さ方向の他端側において、両者間に生じる隙間を埋め
る。図示実施例では、第1の支持部材3は、長さ方向の
他端部に突出部36を有しており、第2の支持部材4
も、長さ方向の他端部に突出部46を有している。第1
のスペーサ98は、第1の支持部材3の突出部36及び
第2の支持部材4の突出部46に接着される。
Referring to FIGS. 15 and 17, the first spacer 98 fills the gap between the first support member 3 and the second support member 4 on the other end side in the longitudinal direction. In the illustrated embodiment, the first support member 3 has a protrusion 36 at the other end portion in the length direction, and the second support member 4 is provided.
Also has a protrusion 46 at the other end in the length direction. First
The spacer 98 is adhered to the protrusion 36 of the first support member 3 and the protrusion 46 of the second support member 4.

【0075】更に、第1のスペーサ98は、その表面に
付与された電極(導体)により、第1のリード電極35
及び第2のリード電極45を、側面電極95に導通させ
る(図17参照)。
Further, the first spacer 98 has the electrode (conductor) provided on the surface thereof, so that the first lead electrode 35 is formed.
Also, the second lead electrode 45 is electrically connected to the side surface electrode 95 (see FIG. 17).

【0076】図17、図18を参照して説明したよう
に、圧電素子2は、長さ方向の一端部が第1及び第2の
突出部31、41の端面によって挟持されている。従っ
て、加振力、衝撃等が加わった場合、圧電素子2は、第
1及び第2の突出部31、41によって挟持された一端
部の他端側の部分が、加振力に応答して変形し、検知信
号を出力する。
As described with reference to FIGS. 17 and 18, the piezoelectric element 2 has one end in the lengthwise direction sandwiched by the end faces of the first and second protrusions 31 and 41. Therefore, when an exciting force, an impact, or the like is applied, in the piezoelectric element 2, the portion on the other end side of the one end portion sandwiched by the first and second projecting portions 31 and 41 responds to the exciting force. It deforms and outputs a detection signal.

【0077】具体的には、第1の支持部材3において第
1の突出部31は長さ方向の一端部に備えられており、
第2の支持部材4においても、第2の突出部41は長さ
方向の一端部に備えられている。上述の圧電素子2は、
第1、第2の支持部材3、4に長さ方向を合わせて第
1、第2の突出部31、41の間に配置されている。従
って、圧電素子2の長さ方向の一端部を、第1及び第2
の突出部31、41によって挟持する構造が容易に得ら
れる。
Specifically, the first projecting portion 31 of the first supporting member 3 is provided at one end portion in the length direction,
Also in the second support member 4, the second protrusion 41 is provided at one end in the length direction. The piezoelectric element 2 described above is
The first and second support members 3 and 4 are arranged between the first and second projecting portions 31 and 41 in the length direction. Therefore, one end of the piezoelectric element 2 in the lengthwise direction is
It is easy to obtain a structure in which it is sandwiched by the protruding portions 31 and 41.

【0078】更に、図示実施例では、第1の支持部材3
は第1の凹部32を有しており、第1の凹部32は第1
の突出部31から長さ方向に延びている。同様に、第2
の支持部材4も第2の凹部42を有しており、第2の凹
部42も第2の突出部41から長さ方向に延びている。
従って、圧電素子2は、その全長にわたって、第1及び
第2の凹部32、42の底面に対し、間隔D1を隔てて
配置することができる。このため、圧電素子2は、第1
及び第2の突出部31、41によって挟持された一端部
の他端側の部分が変形するための空間が、確保される。
Further, in the illustrated embodiment, the first support member 3
Has a first recess 32, and the first recess 32 has a first
The protrusion 31 extends in the length direction. Similarly, the second
The support member 4 also has a second recess 42, and the second recess 42 also extends in the length direction from the second protrusion 41.
Therefore, the piezoelectric element 2 can be disposed over the entire length of the piezoelectric element 2 with a space D1 between the bottom surfaces of the first and second recesses 32 and 42. Therefore, the piezoelectric element 2 has the first
Also, a space for deforming the other end of the one end sandwiched by the second protrusions 31 and 41 is secured.

【0079】ここで、間隔D1は、圧電素子2の長さ方
向の端部が、第1の凹部32の底面または第2の凹部4
2の底面に触れる位置まで変形しても、圧電素子2が折
れることのない寸法に設定されている。このため、過大
な加振力、衝撃力に応答して、圧電素子2が変形した場
合、圧電素子2が折れる前に、その長さ方向の端部が、
第1の凹部32の底面または第2の凹部42の底面に触
れることになる。圧電素子2は、それ以上には変形でき
ない。このため、圧電素子2が、折損、欠けまたは亀裂
から確実に保護されることになる。
Here, as for the distance D1, the end portion in the length direction of the piezoelectric element 2 is the bottom surface of the first concave portion 32 or the second concave portion 4.
The size of the piezoelectric element 2 is set so that the piezoelectric element 2 does not break even when it is deformed to the position where it touches the bottom surface of the piezoelectric element 2. Therefore, when the piezoelectric element 2 is deformed in response to an excessive vibration force or impact force, the end portion in the longitudinal direction of the piezoelectric element 2 is broken before the piezoelectric element 2 is broken.
The bottom surface of the first recess 32 or the bottom surface of the second recess 42 is touched. The piezoelectric element 2 cannot be further deformed. Therefore, the piezoelectric element 2 is reliably protected from breakage, chipping or cracks.

【0080】図20は図15〜図19に示した圧電セン
サの等価回路図である。等価回路でみると、圧電センサ
1の圧電素子2は、一対の圧電素子201、202を含
んでいる。1つの圧電素子201は、圧電素子2に含ま
れる圧電セラミック層11〜13及び電極膜21〜24
により構成される(図17参照)。もう1つの圧電素子
201は、圧電セラミック層14〜16及び電極膜24
〜27により構成される(図17参照)。
FIG. 20 is an equivalent circuit diagram of the piezoelectric sensor shown in FIGS. In terms of an equivalent circuit, the piezoelectric element 2 of the piezoelectric sensor 1 includes a pair of piezoelectric elements 201 and 202. One piezoelectric element 201 includes piezoelectric ceramic layers 11 to 13 and electrode films 21 to 24 included in the piezoelectric element 2.
(See FIG. 17). The other piezoelectric element 201 includes the piezoelectric ceramic layers 14 to 16 and the electrode film 24.
˜27 (see FIG. 17).

【0081】図15、図17、図18を参照して説明し
たように、この実施例においても、第1の支持部材3
は、第1の突出部31の端面に第1の接触電極34を備
えており、第2の支持部材4も、第2の突出部41の端
面に第2の接触電極44を備えている。圧電素子2は、
電極膜21〜27のうち電極膜21、27が、圧電セラ
ミック層11〜16による積層体の両外面に設けられ、
両外面の電極膜21、27が、上記挟持によって、第1
及び第2の接触電極34、44に電気的に導通されてい
る。かかる構成によれば、加振力、衝撃等の印加時に圧
電素子2に発生する検知信号が、両外面の電極膜21、
27から第1、第2の接触電極34、44を介して外部
に取り出される(図20参照)。
As described with reference to FIGS. 15, 17, and 18, the first support member 3 is also used in this embodiment.
Has a first contact electrode 34 on the end surface of the first protrusion 31, and the second support member 4 also has a second contact electrode 44 on the end surface of the second protrusion 41. The piezoelectric element 2 is
The electrode films 21 and 27 of the electrode films 21 to 27 are provided on both outer surfaces of the laminated body including the piezoelectric ceramic layers 11 to 16,
The electrode films 21 and 27 on both outer surfaces have the first
And electrically connected to the second contact electrodes 34 and 44. According to such a configuration, the detection signal generated in the piezoelectric element 2 when applying a vibration force, a shock, or the like is transmitted to the electrode films 21 on both outer surfaces.
It is taken out from 27 through the first and second contact electrodes 34 and 44 (see FIG. 20).

【0082】更に、この実施例においても、第1の接触
電極34から第1のリード電極35及び側面電極95を
順次に経由して端子電極91に至る電気的経路、並び
に、第2の接触電極44から第2のリード電極45及び
側面電極95を順次に経由して端子電極91に至る電気
的経路が構成される(図20参照)。
Further, also in this embodiment, an electrical path from the first contact electrode 34 to the terminal electrode 91 via the first lead electrode 35 and the side surface electrode 95 in sequence, and the second contact electrode An electrical path is formed from 44 to the terminal electrode 91 by sequentially passing through the second lead electrode 45 and the side surface electrode 95 (see FIG. 20).

【0083】図21、図22は、図15〜図19に示し
た圧電センサの製造方法について説明する図である。図
示において、図7〜図13に図示した構成部分と実質的
に同一の構成部分には同一の参照符号を付し、重複説明
をできるだけ省略する。
21 and 22 are views for explaining a method of manufacturing the piezoelectric sensor shown in FIGS. In the figure, components that are substantially the same as those shown in FIGS. 7 to 13 are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as much as possible.

【0084】まず、図21に示すように、最下層支持部
材300の上に、圧電素子部材200、スペーサ部材9
80を載せる。そして、圧電素子部材200、スペーサ
部材980の上に、中間支持部材100を載せ、更にそ
の上に圧電素子部材200、スペーサ部材980を載せ
る操作を繰り返す。そして、最後に、圧電素子部材20
0、スペーサ部材980の上に最上層支持部材400を
載せる。図15〜図19との対比では、最下層支持部材
300は、例えば、第1の支持部材3(図15〜図19
参照)となり、最上層支持部材400は第2の支持部材
4となる。中間支持部材100は、第1の支持部材3及
び第2の支持部材4とに分割される。
First, as shown in FIG. 21, the piezoelectric element member 200 and the spacer member 9 are provided on the lowermost layer supporting member 300.
Put 80. Then, the operation of placing the intermediate support member 100 on the piezoelectric element member 200 and the spacer member 980, and further placing the piezoelectric element member 200 and the spacer member 980 thereon is repeated. And finally, the piezoelectric element member 20
0, the uppermost layer support member 400 is placed on the spacer member 980. In comparison with FIGS. 15 to 19, the lowermost layer support member 300 is, for example, the first support member 3 (see FIGS. 15 to 19).
), The uppermost layer support member 400 becomes the second support member 4. The intermediate support member 100 is divided into a first support member 3 and a second support member 4.

【0085】最下層支持部材300には、圧電素子部材
200、スペーサ部材980を載せる上面側に、第1の
突出部310及び第1の凹部320が併設されている。
第1の突出部310の表面には第1の接触電極340が
形成されている。
The lowermost layer support member 300 is provided with a first protrusion 310 and a first recess 320 on the upper surface side on which the piezoelectric element member 200 and the spacer member 980 are placed.
A first contact electrode 340 is formed on the surface of the first protrusion 310.

【0086】最上層支持部材400には、圧電素子部材
200、スペーサ部材980と重なる下面側に、第2の
突出部410及び第2の凹部420が併設されている。
第2の突出部410の表面には第2の接触電極(図示し
ない)が形成されている。
The uppermost layer support member 400 is provided with a second protrusion 410 and a second recess 420 on the lower surface side overlapping the piezoelectric element member 200 and the spacer member 980.
A second contact electrode (not shown) is formed on the surface of the second protrusion 410.

【0087】中間支持部材100には、上面側に第1の
突出部310及び第1の凹部320が併設されている。
第1の突出部310の表面には第1の接触電極340が
形成されている。中間支持部材100の下面側には第2
の突出部410及び第2の凹部420が形成されてい
る。第2の突出部410の表面には第2の接触電極(図
示しない)が形成されている。図22は、図21に示し
た積層組立工程を経て得られた積層組立体の斜視図であ
る。
The intermediate support member 100 is provided with a first protrusion 310 and a first recess 320 on the upper surface side.
A first contact electrode 340 is formed on the surface of the first protrusion 310. On the lower surface side of the intermediate support member 100, the second
The protrusion 410 and the second recess 420 are formed. A second contact electrode (not shown) is formed on the surface of the second protrusion 410. FIG. 22 is a perspective view of a laminated assembly obtained through the laminated assembly process shown in FIG.

【0088】この後の工程は、図9〜図13に示した工
程と同様であり、重複説明を省略する。
Subsequent steps are the same as the steps shown in FIGS. 9 to 13, and a duplicate description will be omitted.

【0089】以上、複数の実施例について説明したが、
これらの実施例を組み合わせた実施例も構成され得るこ
とは、当業者に自明である。また、基本的思想及び範囲
に従い、本発明が種々変形され得ることも、当業者に自
明である。
Although a plurality of embodiments have been described above,
It is obvious to those skilled in the art that an embodiment obtained by combining these embodiments can be constructed. Further, it is obvious to those skilled in the art that the present invention can be variously modified according to the basic idea and scope.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 (a)電荷感度を向上させ得る圧電センサを提供するこ
とができる。 (b)小型化し得る圧電センサを提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (A) A piezoelectric sensor capable of improving charge sensitivity can be provided. (B) It is possible to provide a piezoelectric sensor that can be miniaturized.

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

【図1】本発明に係る圧電センサの分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a piezoelectric sensor according to the present invention.

【図2】図1に示した圧電センサの外観を示す斜視図で
ある。
FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of the piezoelectric sensor shown in FIG.

【図3】図1、図2に示した圧電センサにおいて蓋部材
を省略した平面図である。
FIG. 3 is a plan view of the piezoelectric sensor shown in FIGS. 1 and 2 with a lid member omitted.

【図4】図3の4ー4線に沿った断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG.

【図5】図3の5ー5線に沿った断面図である。5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG.

【図6】図1〜図5に示した圧電センサの等価回路図で
ある。
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the piezoelectric sensor shown in FIGS.

【図7】図1〜図5に示した圧電センサの製造方法につ
いて説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a method of manufacturing the piezoelectric sensor shown in FIGS.

【図8】図7に示した工程を経て得られる積層組立体を
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a laminated assembly obtained through the steps shown in FIG. 7.

【図9】図8に示した積層組立体に対して、切断分割を
実行する工程を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a process of performing cutting division on the laminated assembly shown in FIG. 8;

【図10】図9に示した切断分割工程を経て得られる圧
電センサ集合体を示す図である。
10 is a diagram showing a piezoelectric sensor assembly obtained through the cutting and dividing step shown in FIG.

【図11】図9、図10に示した切断分割工程を経て得
られる圧電センサ集合体を示す図である。
11 is a diagram showing a piezoelectric sensor assembly obtained through the cutting and dividing step shown in FIGS. 9 and 10. FIG.

【図12】図9〜図11に示した工程の後の工程を示す
図である。
FIG. 12 is a diagram showing a step that follows the step shown in FIGS. 9 to 11.

【図13】図12に示した工程の後の端子電極付与工程
及び切断工程を示す図である。
13 is a diagram showing a terminal electrode applying process and a cutting process after the process shown in FIG.

【図14】本発明に係る圧電センサの別の実施例を示す
部分断面図である。
FIG. 14 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the piezoelectric sensor according to the present invention.

【図15】本発明に係る圧電センサの更に別の実施例を
示す分解斜視図である。
FIG. 15 is an exploded perspective view showing still another embodiment of the piezoelectric sensor according to the present invention.

【図16】図15に示した圧電センサの外観を示す斜視
図である。
16 is a perspective view showing the external appearance of the piezoelectric sensor shown in FIG.

【図17】図15、図16に示した圧電センサにおいて
蓋部材を省略した平面図である。
FIG. 17 is a plan view of the piezoelectric sensor shown in FIGS. 15 and 16 with a lid member omitted.

【図18】図17の18ー18線に沿った断面図であ
る。
18 is a sectional view taken along the line 18-18 of FIG.

【図19】図17の19ー19線に沿った断面図であ
る。
FIG. 19 is a sectional view taken along the line 19-19 in FIG.

【図20】図15〜図19に示した圧電センサの等価回
路図である。
20 is an equivalent circuit diagram of the piezoelectric sensor shown in FIGS.

【図21】図15〜図19に示した圧電センサの製造方
法について説明する図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating a method of manufacturing the piezoelectric sensor shown in FIGS.

【図22】図21に示した工程を経て得られる積層組立
体を示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a laminated assembly obtained through the process shown in FIG. 21.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 圧電素子 3 第1の支持部材 4 第2の支持部材 2 Piezoelectric element 3 First support member 4 Second support member

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電素子と、第1の支持部材と、第2の
支持部材とを含む圧電センサであって、 前記圧電素子は、電極膜と、圧電セラミック層とを含
み、 前記圧電セラミック層は、少なくとも4層以上備えら
れ、前記電極膜を挟んで互いに積層されており、 前記第1の支持部材は、第1の突出部を有しており、 前記第2の支持部材は、第2の突出部を有しており、 前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材は、前記第
1の突出部及び前記第2の突出部が互いに間隔を隔てて
向かい合うように配置され、 前記圧電素子は、前記第1の突出部と前記第2の突出部
との間に配置され、前記第1及び第2の突出部の端面に
よって挟持されている圧電センサ。
1. A piezoelectric sensor including a piezoelectric element, a first support member, and a second support member, wherein the piezoelectric element includes an electrode film and a piezoelectric ceramic layer, and the piezoelectric ceramic layer. Are provided in at least four layers or more and are laminated on each other with the electrode film interposed therebetween, the first support member has a first protrusion, and the second support member is a second The first supporting member and the second supporting member are arranged such that the first protruding portion and the second protruding portion face each other with a space therebetween. The piezoelectric element is arranged between the first projecting portion and the second projecting portion, and is sandwiched by the end faces of the first projecting portion and the second projecting portion.
【請求項2】 請求項1に記載された圧電センサであっ
て、 前記電極膜の幾つかが、前記圧電セラミック層に設けら
れたスルーホールを介して互いに接続されている圧電セ
ンサ。
2. The piezoelectric sensor according to claim 1, wherein some of the electrode films are connected to each other through through holes provided in the piezoelectric ceramic layer.
【請求項3】 請求項1または2の何れかに記載された
圧電センサであって、 前記圧電素子は、長さ方向の中間部が前記第1及び第2
の突出部の端面によって挟持されている圧電センサ。
3. The piezoelectric sensor according to claim 1, wherein the piezoelectric element has the first and second intermediate portions in the longitudinal direction.
A piezoelectric sensor sandwiched by the end faces of the protruding portion of the.
【請求項4】 請求項3に記載された圧電センサであっ
て、 前記第1の支持部材において、前記第1の突出部は長さ
方向の中間部に備えられており、 前記第2の支持部材において、前記第2の突出部は長さ
方向の中間部に備えられており、 前記圧電素子は、前記第1の支持部材及び前記第2の支
持部材に長さ方向を合わせて前記第1の突出部と前記第
2の突出部との間に配置される圧電センサ。
4. The piezoelectric sensor according to claim 3, wherein in the first support member, the first protrusion is provided at an intermediate portion in the length direction, and the second support is provided. In the member, the second protrusion is provided at an intermediate portion in the lengthwise direction, and the piezoelectric element has the first support member and the second support member in the lengthwise direction aligned with each other. A piezoelectric sensor disposed between the protrusion and the second protrusion.
【請求項5】 請求項4に記載された圧電センサであっ
て、 前記第1の支持部材は、更に第1の凹部を有し、前記第
1の凹部は、前記第1の突出部の両側において、長さ方
向に延びており、 前記第2の支持部材は、更に第2の凹部を有し、前記第
2の凹部は、前記第2の突出部の両側において、長さ方
向に延びている圧電センサ。
5. The piezoelectric sensor according to claim 4, wherein the first support member further has a first recess, and the first recess is on both sides of the first protrusion. In the length direction, the second support member further has a second recess, and the second recess extends in the length direction on both sides of the second protrusion. Piezoelectric sensor.
【請求項6】 請求項1または2の何れかに記載された
圧電センサであって、 前記圧電素子は、長さ方向の一端部が前記第1及び第2
の突出部の端面によって挟持されている圧電センサ。
6. The piezoelectric sensor according to claim 1, wherein the piezoelectric element has the first and second end portions in the length direction.
A piezoelectric sensor sandwiched by the end faces of the protruding portion of the.
【請求項7】 請求項6に記載された圧電センサであっ
て、 前記第1の支持部材において、前記第1の突出部は長さ
方向の一端部に備えられており、 前記第2の支持部材において、前記第2の突出部は長さ
方向の一端部に備えられており、 前記圧電素子は、前記第1の支持部材及び前記第2の支
持部材に長さ方向を合わせて前記第1の突出部と前記第
2の突出部との間に配置される圧電センサ。
7. The piezoelectric sensor according to claim 6, wherein in the first support member, the first protrusion is provided at one end in the length direction, and the second support is provided. In the member, the second projecting portion is provided at one end portion in the length direction, and the piezoelectric element is aligned with the first supporting member and the second supporting member in the length direction to form the first A piezoelectric sensor disposed between the protrusion and the second protrusion.
【請求項8】 請求項7に記載された圧電センサであっ
て、 前記第1の支持部材は、更に第1の凹部を有し、前記第
1の凹部は前記第1の突出部から長さ方向に延びてお
り、 前記第2の支持部材は、更に第2の凹部を有し、前記第
2の凹部は前記第2の突出部から長さ方向に延びている
圧電センサ。
8. The piezoelectric sensor according to claim 7, wherein the first support member further has a first recess, and the first recess has a length from the first protrusion. The piezoelectric sensor further has a second recess, and the second recess further extends in a length direction from the second protrusion.
【請求項9】 請求項5または8の何れかに記載された
圧電センサであって、 前記圧電素子は、その全長にわたって、前記第1及び前
記第2の凹部の底面に対し、間隔を隔てて配置され、 前記間隔は、前記圧電素子の長さ方向の端部が、前記第
1の凹部の前記底面または前記第2の凹部の前記底面に
触れる位置まで変形しても、前記圧電素子が折れること
のない寸法に設定されている圧電センサ。
9. The piezoelectric sensor according to claim 5, wherein the piezoelectric element is spaced from the bottom surfaces of the first and second recesses over the entire length of the piezoelectric element. The piezoelectric elements are arranged such that even if the ends in the lengthwise direction of the piezoelectric element touch the bottom surface of the first concave portion or the bottom surface of the second concave portion, the piezoelectric element is broken. Piezoelectric sensor set to a unique dimension.
【請求項10】 請求項1乃至9の何れかに記載された
圧電センサであって、 前記第1の支持部材は、前記第1の突出部の端面に第1
の接触電極を備えており、 前記第2の支持部材は、前記第2の突出部の端面に第2
の接触電極を備えており、 前記圧電素子は、 前記電極膜が、前記圧電セラミック層の層間、及び、前
記圧電セラミック層による積層体の両外面に設けられ、 両外面の前記電極膜が、前記挟持によって、前記第1及
び前記第2の接触電極に電気的に導通されている圧電セ
ンサ。
10. The piezoelectric sensor according to claim 1, wherein the first support member has a first end on the end face of the first protrusion.
The contact electrode is provided, and the second support member has a second end on the end face of the second protrusion.
In the piezoelectric element, the electrode film is provided between layers of the piezoelectric ceramic layer, and on both outer surfaces of a laminated body of the piezoelectric ceramic layers, and the electrode films on both outer surfaces are A piezoelectric sensor electrically connected to the first and second contact electrodes by being sandwiched.
【請求項11】 請求項10に記載された圧電センサで
あって、 前記第1の支持部材は、その表面に第1のリード電極を
備え、前記第1のリード電極は前記第1の接触電極に電
気的に導通しており、 前記第2の支持部材は、その表面に第2のリード電極を
備え、前記第2のリード電極は前記第2の接触電極に電
気的に導通している圧電センサ。
11. The piezoelectric sensor according to claim 10, wherein the first support member has a first lead electrode on a surface thereof, and the first lead electrode is the first contact electrode. The second support member is provided with a second lead electrode on its surface, and the second lead electrode is electrically connected to the second contact electrode. Sensor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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