JP2008122215A - 圧電センサ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高分子材料からなる圧電体2と、圧電体2の一方の側に配置され、第1の絶縁体3aにシグナル電極3bを担持した第1の電極担持部3と、圧電体2の他方の側に配置され、第2の絶縁体4aにグランド電極4bを担持した第2の電極担持部4とを備え、第1の電極担持部3と第2の電極担持部4とは、重ね方向視において、シグナル電極3bとグランド電極4bとが重なるように配置した。
【選択図】図1
Description
圧電センサへの配線は、電極を担持した絶縁体に設けることができるため、配線が感度を有することがなくなり、ノイズの発生を防止することができる。
また、電極は絶縁フィルムに担持させるため、電極の作製方法が制限されることがなくなり、生産効率を向上させることができる。
したがって、ノイズが発生し難く、安価な圧電センサを提供することができる。
圧電センサの配線は、それぞれ第1の電極担持層及び第2の電極担持層に設けることができるため、配線が感度を有することがなくなり、ノイズの発生を防止することができる。
また、シグナル電極及びグランド電極は、第1の絶縁フィルム及び第2の絶縁フィルムに担持するため、電極の作製方法が制限を受けず、生産効率が向上する。
したがって、ノイズが発生し難く、安価な圧電センサを得ることができる。
以下に、本発明に係る圧電センサの第一の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る圧電センサ1は、図1に示すように、面状の高分子材料であるポリフッ化ビニリデン(PVDF)からなる圧電体2と、第1の絶縁体としての第1の絶縁フィルム3aの一方の面にシグナル電極3bを担持した第1の電極担持層3と、第2の絶縁体としての第2の絶縁フィルム4aの一方の面にグランド電極4bを担持した第2の電極担持層4とを備える。圧電体2は、圧電効果によって電荷を発生するものであるため、圧電体2に電極を設けることによって発生した電荷を電圧信号として取り出すことができる。
シールド電極6は、シグナル電極3bと同様の方法によって、第1の電極担持層3に担持することができる。保護フィルム7は、絶縁フィルムであれば特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)等の樹脂フィルムであれば、機械的強度も高いため好ましく用いることができる。特に、保護フィルム7を第1の絶縁フィルム3aと同一の材質のものを使用すれば、両者を固定する際に熱処理を行ったとしても、熱膨張率が同一であるため反り等の発生を防止することができる。また、固定剤8は、固定剤6と同様のものが使用でき、同じであっても異なっていてもよい。
また、配線部10bには、圧電体2を有していないため、配線が感度を有することがなくなり、ノイズの発生を防止することもできる。
また、圧電センサ1は、シート等に着座する人体の脈拍、呼吸等の微小振動、荷重変動による人体の動きなどを検出する生体情報用圧力センサとしても用いることができる。
次に本発明に係る圧電センサの第二の実施形態について説明する。本実施形態に係る圧電センサ1では、図3に示すように、第1の電極担持層3と第2の電極担持層4とは、それぞれシグナル電極3b及びグランド電極4bを担持した面を圧電体2の側に向けて積層し、シグナル電極3bとグランド電極4bとを圧電体2に直接密着させると共に、第1の絶縁フィルム3aと第2の絶縁フィルム4aと圧電体2とを固定剤5を介して固定してある。その他の構成は、第一の実施形態と同様である。
次に本発明に係る圧電センサの第三の実施形態について説明する。本実施形態に係る圧電センサ1では、図4に示すように、第1の電極担持層3と第2の電極担持層4とは、それぞれシグナル電極3b及びグランド電極4bを担持しない面を圧電体2の側に向けて積層してあり、第1の絶縁フィルム3a及び第2の絶縁フィルム4bを、固定剤5を介して圧電体2に密着固定してある。その他の構成は、第一の実施形態と同様である。
次に本発明に係る圧電センサ1の第四の実施形態について説明する。本実施形態に係る圧電センサ1では、図5に示すように、第1の電極担持層3と第2の電極担持層4とは、それぞれシグナル電極3b及びグランド電極4bを担持しない面を圧電体2の側に向けて積層して熱融着してあり、第1の絶縁フィルム3aと第2の絶縁フィルム4bとを圧電体2に直接密着させてある。その他の構成は、第一の実施形態と同様である。
上記の各実施形態においては、第1の電極担持層3と第2の電極担持層4とを、共に電極を担持した面(側)または電極を担持しない面(側)を圧電体2の側に向けて積層した例を説明したが、一方の電極担持層については、電極を担持した面(側)を圧電体2の側に向け、他方の電極担持層については、電極を担持しない面(側)を圧電体2の側に向けて積層することもできる。
2 圧電体
3 第1の電極担持層(第1の電極担持部)
3a 第1の絶縁フィルム(第1の絶縁体)
3b シグナル電極
4 第2の電極担持層(第2の電極担持部)
4a 第2の絶縁フィルム(第2の絶縁体)
4b グランド電極
5 固定剤
Claims (6)
- 高分子材料からなる圧電体と、
前記圧電体の一方の側に配置され、第1の絶縁体にシグナル電極を担持した第1の電極担持部と、
前記圧電体の他方の側に配置され、第2の絶縁体にグランド電極を担持した第2の電極担持部とを備え、
前記第1の電極担持部と前記第2の電極担持部とは、重ね方向視において、前記シグナル電極と前記グランド電極とが重なるように配置してある圧電センサ。 - 前記第1の電極担持部及び前記第2の電極担持部は、それぞれ第1の電極担持層及び第2の電極担持層として構成してあり、
前記圧電体は、前記第1の電極担持層と前記第2の電極担持層とで挟持してある請求項1に記載の圧電センサ。 - 前記第1の電極担持層及び前記第2の電極担持層は、電極を担持した側における電極または前記電極を担持しない側における絶縁体を前記圧電体に密着させてある請求項2に記載の圧電センサ。
- 前記第1の電極担持層及び前記第2の電極担持層は、電極を担持した側における電極または前記電極を担持しない側における絶縁体を固定剤を介して前記圧電体に密着させて固定してある請求項2に記載の圧電センサ。
- 第1の絶縁フィルムの一方の面にシグナル電極を担持して第1の電極担持層を作製する第1担持工程と、
第2の絶縁フィルムの一方の面にグランド電極を担持して第2の電極担持層を作製する第2担持工程と、
高分子材料からなる圧電体の一方の側に前記第1の電極担持層を積層し、前記圧電体の他方の側に前記第2の電極担持層を積層する積層工程とを備えた圧電センサの製造方法。 - 前記積層工程の前に、前記第1の電極担持層及び前記第2の電極担持層の電極を担持した面または前記電極を担持しない面に固定剤を付着し、
前記積層工程において、前記第1の電極担持層及び前記第2の電極担持層を、前記電極を担持した面における電極または前記電極を担持しない面における絶縁フィルムを固定剤を介して前記圧電体に密着させて固定する請求項5に記載の圧電センサの製造方法。
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