JP2019203852A - Piezoelectric vibration sensor - Google Patents

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Abstract

To provide a piezoelectric vibration sensor with which it is possible to improve sensing sensitivity by devising the junction structure of a substrate with a vibration ring.SOLUTION: A vibration ring 40 is fastened to a substrate 20 by soldering at two limited spots rather than on the entire circumference of the vibration ring 40. With a method by which the entire circumference of the vibration ring 40 is soldered, the movement of the vibration ring 40 is obstructed because of being excessively fastened, but by being provided with a fastened area where the substrate 20 and the vibration ring 40 are firmly fastened and a non-fastened area where they are not fastened, the substrate 20 is significantly bent by vibration propagated to the vibration ring 40, and because of this vibration being further propagated to a piezoelectric element 30, high sensing sensitivity is obtained.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、圧電素子を利用した圧電振動センサに関し、例えば、脈拍などの各種の振動波形の検出に好適な振動波形センサの改良に関する。   The present invention relates to a piezoelectric vibration sensor using a piezoelectric element, for example, to an improvement of a vibration waveform sensor suitable for detecting various vibration waveforms such as a pulse.

脈拍の連続測定による健康管理に関するセンサデバイスの中で、圧電素子を利用した振動波形センサが考案されている。これを指先に巻き付けて使用し、指先の動脈血管壁からの振動を脈波として捉えて医療的診療に応用する例が、下記特許文献1に開示されている。   Among sensor devices related to health management by continuous measurement of pulse, a vibration waveform sensor using a piezoelectric element has been devised. An example in which this is wound around a fingertip and used, and the vibration from the arterial blood vessel wall of the fingertip is regarded as a pulse wave and applied to medical practice is disclosed in Patent Document 1 below.

図5には、その基本的な構成が示されており、同図(A)は圧電振動センサ10の断面を示し、同図(B)は分解した様子を示し、同図(C)は底面側から見た様子を示している。これらの図において、圧電振動センサ10は、基板20の主面上に圧電素子30が配置されており、この圧電素子30を、振動導入体として作用する振動リング40で覆った構造となっている。   FIG. 5 shows a basic configuration thereof. FIG. 5A shows a cross section of the piezoelectric vibration sensor 10, FIG. 5B shows an exploded state, and FIG. Shown from the side. In these drawings, the piezoelectric vibration sensor 10 has a structure in which a piezoelectric element 30 is disposed on the main surface of a substrate 20 and this piezoelectric element 30 is covered with a vibration ring 40 that acts as a vibration introducing body. .

以上の各部のうち、基板20は、圧電素子30を固定支持するとともに、その電極の引出や信号増幅を行うためのものである。基板20の主面には、中央付近に一対の電極ランド22,23が設けられており、その周囲にはグランド導体24が形成されている。電極ランド22,23は、基板20の裏面側にスルーホール22A,23Aによって引き出されている。電極ランド22,23には、圧電素子30の端子(図示せず)が導電性接着剤などで接合されている。このように、電極ランド22,23及びスルーホール22A,23Aによって、基板20の裏面側に設けられたアンプなどと圧電素子30とが接続されている。電極ランド22,23を覆うように絶縁性の樹脂を設けてもよいし、更に圧電素子30も樹脂で覆ってよい。   Of the above-described portions, the substrate 20 is for fixing and supporting the piezoelectric element 30, and for extracting the electrodes and amplifying the signals. On the main surface of the substrate 20, a pair of electrode lands 22 and 23 are provided near the center, and a ground conductor 24 is formed around the pair of electrode lands 22 and 23. The electrode lands 22 and 23 are drawn out by through holes 22A and 23A on the back side of the substrate 20. A terminal (not shown) of the piezoelectric element 30 is joined to the electrode lands 22 and 23 with a conductive adhesive or the like. As described above, the piezoelectric element 30 and the amplifier provided on the back surface side of the substrate 20 are connected by the electrode lands 22 and 23 and the through holes 22A and 23A. An insulating resin may be provided so as to cover the electrode lands 22 and 23, and the piezoelectric element 30 may also be covered with the resin.

次に、前記圧電素子30には、それを囲むように振動リング40が設けられており、振動リング40はグランド導体24と電気的に接合している。また、グランド導体24は、スルーホール24A,24B(同図(A)のみ図示)によって基板20の裏面側に引き出されている。振動リング40は、例えばステンレスによって形成されて導電性を有しており、接触する人体の皮膚との間でグランド電位を共通にするとともに、生体、例えば皮膚の微小振動を導入して、更に基板20に伝達する振動導入体として機能する。   Next, the piezoelectric element 30 is provided with a vibration ring 40 so as to surround the piezoelectric element 30, and the vibration ring 40 is electrically joined to the ground conductor 24. The ground conductor 24 is led out to the back side of the substrate 20 through through holes 24A and 24B (only the same drawing (A) is shown). The vibration ring 40 is made of, for example, stainless steel and has conductivity. The vibration ring 40 shares a ground potential with the skin of the human body in contact with the vibration ring 40, introduces microvibration of a living body, for example, the skin, and further has a substrate. It functions as a vibration introducing body that transmits to 20.

以上のような圧電振動センサ10は、例えば、同図(D)に示すように、人体の指などの適宜位置に、医療用の固定テープ12などによって、振動リング40が人体の皮膚BDに当たるように装着される。一方、心臓の拍動に伴う血液の流入によって生ずる容積変化である脈波HPは、同図(E)に示すように、皮膚BDの微小振動として圧電振動センサ10の振動リング40に伝わる。振動リング40の振動は、更に、振動体ないし起歪体としても機能する基板20を振動させ、振動リング40から伝達された微小振動が圧電素子30に伝達される。これにより、例えば皮膚BDの微小振動が電圧信号として検出される。   In the piezoelectric vibration sensor 10 as described above, for example, as shown in FIG. 4D, the vibration ring 40 is brought into contact with the skin BD of the human body by a medical fixing tape 12 or the like at an appropriate position such as a human finger. It is attached to. On the other hand, the pulse wave HP, which is a volume change caused by the inflow of blood accompanying the pulsation of the heart, is transmitted to the vibration ring 40 of the piezoelectric vibration sensor 10 as a minute vibration of the skin BD, as shown in FIG. The vibration of the vibrating ring 40 further vibrates the substrate 20 that also functions as a vibrating body or a strain generating body, and the minute vibration transmitted from the vibrating ring 40 is transmitted to the piezoelectric element 30. Thereby, for example, minute vibration of the skin BD is detected as a voltage signal.

国際公開WO 2016/167202International Publication WO 2016/167202

以上のように、背景技術の圧電振動センサ10においては、振動センシング感度を高めるために振動リング40を配置する必要があるが、振動リング40は、実装状態によってセンサ感度に大きく影響を与えることが知られている。特に、生体からの微小振動が、振動リング40から基板20を介して圧電素子を伝わって、信号電圧として測定されることから、基板20と振動リング40との接合構造が、振動センサとしてのセンシング感度に大きく影響する。   As described above, in the piezoelectric vibration sensor 10 of the background art, it is necessary to arrange the vibration ring 40 in order to increase the vibration sensing sensitivity. However, the vibration ring 40 may greatly affect the sensor sensitivity depending on the mounting state. Are known. In particular, since minute vibrations from a living body are transmitted as a signal voltage from the vibration ring 40 through the substrate 20 through the piezoelectric element, the bonding structure of the substrate 20 and the vibration ring 40 is sensed as a vibration sensor. Significantly affects sensitivity.

本発明は、かかる点に着目したもので、基板と振動リングとの接合構造を工夫することにより、センシング感度の向上を図ることができる圧電振動センサを提供することを、その目的とする。   This invention pays attention to this point, and it is an object of the present invention to provide a piezoelectric vibration sensor capable of improving sensing sensitivity by devising a joint structure between a substrate and a vibration ring.

本発明は、振動を伝達する回路基板と、該回路基板に設けられた圧電素子と、開口を備えており、前記回路基板の圧電素子の周囲にハンダ付けされ、対象物に接触してその振動を前記回路基板に伝達する振動導入体と、前記回路基板と前記振動導入体とを接合し、ハンダによって固着されている固着領域と、固着されていない非固着領域が存在する接合部とを有することを特徴とする。 The present invention includes a circuit board for transmitting vibration, a piezoelectric element provided on the circuit board, and an opening. The circuit board is soldered around the piezoelectric element of the circuit board and comes into contact with an object to vibrate the vibration. A vibration-introducing body that transmits the circuit board to the circuit board, the circuit board and the vibration-introducing body are bonded to each other, and a bonding area that is fixed by solder and a bonding portion that includes a non-fixed area that is not fixed. It is characterized by that.

主要な形態の一つによれば、前記固着領域が複数設けられており、これら複数の固着領域が、前記振動導入体の中心もしくは中心を通る中心線から見て対称となる位置に配置されていることを特徴とする。他の形態によれば、前記固着領域の全体の範囲が、前記振動導入体の中心から見た角度で120度から180度であることを特徴とする。更に他の形態によれば、前記圧電素子とその電極を通る中心方向が、前記非固着領域となっていることを特徴とする。本発明の前記及び他の目的,特徴,利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。   According to one of the main forms, a plurality of the fixing regions are provided, and the plurality of fixing regions are arranged at positions symmetrical with respect to the center of the vibration introducing body or a center line passing through the center. It is characterized by being. According to another aspect, the entire range of the fixed region is 120 to 180 degrees as viewed from the center of the vibration introducing body. According to still another embodiment, a center direction passing through the piezoelectric element and its electrode is the non-fixed region. The above and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

本発明によれば、前記回路基板と前記振動導入体との接合部が、固着されている固着領域と、固着されていない非固着領域とを有する構成としたので、センシング感度の向上を図ることができる。   According to the present invention, since the junction between the circuit board and the vibration introducing body has a fixed region that is fixed and a non-fixed region that is not fixed, the sensing sensitivity can be improved. Can do.

本発明の実施例1を示す図である。同図(A-1),(A-2)は、振動リングを設置する前の状態を示しており、同図(A-2)の#1−#1線に沿って矢印方向に見た図が、同図(A-1)である。It is a figure which shows Example 1 of this invention. FIGS. (A-1) and (A-2) show a state before the vibration ring is installed, as viewed in the direction of the arrow along the # 1- # 1 line of FIG. (A-2). The figure is (A-1) in the figure. (A),(B)は本発明の実施例2の平面主要部を示す図である。(C),(D)は本発明の実施例3の平面主要部を示す図である。(A), (B) is a figure which shows the plane main part of Example 2 of this invention. (C), (D) is a figure which shows the plane main part of Example 3 of this invention. 本発明の実施例4の平面主要部を示す図である。It is a figure which shows the plane principal part of Example 4 of this invention. 本発明の実施例4の平面主要部を示す図である。It is a figure which shows the plane principal part of Example 4 of this invention. 従来の圧電振動センサの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional piezoelectric vibration sensor.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail based on examples.

最初に、図1を参照しながら、本発明の実施例1について説明する。図1には、本実施例の圧電振動センサの基本的な構造が示されている。同図(A-1),(A-2)は、振動リングを設置する前の状態を示しており、同図(A-1)は圧電振動センサ100の主要断面を示し、同図(A-2)は平面を示す。同図(A-2)の#1−#1線に沿って矢印方向に見た図が、同図(A-1)である。これらの図に示すように、基板20の主面には、中央付近に一対の電極ランド22,23が設けられており、その周囲にはグランド導体24が形成されている。電極ランド22,23は、基板20の裏面側にスルーホール22A,23Aによって引き出されている。電極ランド22,23には、圧電素子30の端子(図示せず)が導電性接着剤などで接合されている。このように、電極ランド22,23及びスルーホール22A,23Aによって、基板20の裏面側に設けられたアンプなどと圧電素子30とが接続されている。以上の点は、上述した背景技術と同様である。   First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the basic structure of the piezoelectric vibration sensor of this embodiment. FIGS. (A-1) and (A-2) show a state before the vibration ring is installed. FIG. (A-1) shows a main cross section of the piezoelectric vibration sensor 100, and FIG. -2) indicates a plane. A view in the arrow direction along line # 1- # 1 of FIG. (A-2) is FIG. (A-1). As shown in these drawings, a pair of electrode lands 22 and 23 are provided near the center of the main surface of the substrate 20, and a ground conductor 24 is formed around the pair of electrode lands 22 and 23. The electrode lands 22 and 23 are drawn out by through holes 22A and 23A on the back side of the substrate 20. A terminal (not shown) of the piezoelectric element 30 is joined to the electrode lands 22 and 23 with a conductive adhesive or the like. As described above, the piezoelectric element 30 and the amplifier provided on the back surface side of the substrate 20 are connected by the electrode lands 22 and 23 and the through holes 22A and 23A. The above points are the same as the background art described above.

基板20としては、例えば、12mm角で厚さ1mmのガラスエポキシなどの樹脂基板を使用するが、セラミックのような硬質の基板を用いてもよい。圧電素子30としては、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)が使われるが、特に材質は問わず、適切な感度(圧電定数、容量)を持つものを用い、形状も問わないが、例えば「0603」から「3216」程度のものを用いる。   As the substrate 20, for example, a resin substrate such as a glass epoxy having a 12 mm square and a thickness of 1 mm is used, but a hard substrate such as ceramic may be used. For example, PZT (lead zirconate titanate) is used as the piezoelectric element 30, but the material is not particularly limited, and a material having appropriate sensitivity (piezoelectric constant, capacitance) is used, and the shape is not limited. For example, “0603 To "3216".

次に、同図(B-1),(B-2)を参照しながら、基板20に対する振動リング40の取り付け(実装)について説明する。同図(B-1)は平面を示し、同図(B-2)は振動リング取り付け時の様子を示す斜視図である。振動リング40の取り付けには、ハンダが一般的だが、導電性樹脂や接着剤などを用いてもよい。要は、基板20と振動リング40とが固着する手段が用いられればよい。   Next, the attachment (mounting) of the vibration ring 40 to the substrate 20 will be described with reference to FIGS. FIG. 2B-1 is a plan view, and FIG. 2B-2 is a perspective view showing a state when the vibration ring is attached. Solder is generally used to attach the vibration ring 40, but a conductive resin or an adhesive may be used. In short, a means for fixing the substrate 20 and the vibration ring 40 may be used.

ところで、本実施例では、振動リング40の全周ではなく、2か所に制限してハンダ130,132が設けられている。ハンダ付けする位置としては、図示のように、圧電素子30の電極ランド22,23を通る中心方向ないし中心線FPと直交する中心方向ないし中心線FQが実装しやすいが、これに限る必要はない。なお、中心線FP,FQの交点は、圧電素子30の中心CPであり、圧電素子30が振動リング40の中心に位置するので、中心CPは、振動リング40の中心でもある。   By the way, in the present embodiment, the solders 130 and 132 are provided in two places instead of the entire circumference of the vibration ring 40. As shown in the figure, the soldering position is easy to mount in the central direction passing through the electrode lands 22 and 23 of the piezoelectric element 30 or in the central direction or the central line FQ orthogonal to the central line FP, but is not limited to this. . The intersection of the center lines FP and FQ is the center CP of the piezoelectric element 30, and the center CP is also the center of the vibration ring 40 because the piezoelectric element 30 is located at the center of the vibration ring 40.

ハンダ付けの角度θA,θB(基板20と振動リング40との固着領域の角度)は、前記中心線FQに対して、両方向にそれぞれ20度から45度(合わせてθA+θB=60〜90度,ハンダ130,132の合計で120〜180度)が好ましい。このような2か所のハンダ130,132に対して、同図(B-2)に示すように、振動リング40が基板20にハンダ付けされる。   Soldering angles θA and θB (an angle of the fixing region between the substrate 20 and the vibration ring 40) are 20 degrees to 45 degrees in both directions with respect to the center line FQ (total θA + θB = 60 to 90 degrees, soldering) 130 to 132 in total is preferably 120 to 180 degrees). The vibration ring 40 is soldered to the substrate 20 with respect to the two solders 130 and 132 as shown in FIG.

以上のようにして得た圧電振動センサ100により、標準脈波を用いて上述した背景技術の圧電振動センサ10との振幅比較を行ったところ、以下のデータを得た。数値は、デジタル出力による無次元量(元の数値は圧電振動センサから出力された電圧をアンプで増幅したもの)である。この表に示すように、全周をハンダ付けする従来技術では「100」であるのに対し、本実施例のハンダ取り付け合計角度120度(θA+θB=60度×2ヵ所)の場合には「1200」となっており、非常に高いセンシング感度が得られている。

Figure 2019203852
When the amplitude comparison with the piezoelectric vibration sensor 10 of the background art mentioned above was performed using the standard pulse wave by the piezoelectric vibration sensor 100 obtained as described above, the following data was obtained. The numerical value is a dimensionless amount by digital output (the original numerical value is obtained by amplifying the voltage output from the piezoelectric vibration sensor with an amplifier). As shown in this table, the conventional technique for soldering the entire circumference is “100”, whereas in the case of the total solder mounting angle of 120 degrees (θA + θB = 60 degrees × 2 places) in this embodiment, “1200”. ”And very high sensing sensitivity is obtained.
Figure 2019203852

このように、本実施例によれば、全周ではなく、2か所に制限して基板20に振動リング40をハンダ付けにより固着することとしたので、圧電振動センサ100のセンシング感度の大幅な向上を図ることができる。従来の振動リング40の全周をハンダ付けする方法では、固く固着され過ぎていることから、振動リング40の動きが阻害されるようになることから、大きなセンシング感度が得られなかった。しかし、本実施例によれば、基板20と振動リング40とが強固に固着されている固着領域と、固着されていない可動部分である非固着領域とを持つことにより、振動リング40に伝わった振動で大きく基板20が撓むようになり、この振動が更に圧電素子30に伝わることで、高いセンシング感度が得られる。   As described above, according to this embodiment, since the vibration ring 40 is fixed to the substrate 20 by soldering not to the entire circumference but to two places, the sensing sensitivity of the piezoelectric vibration sensor 100 is greatly increased. Improvements can be made. In the conventional method of soldering the entire circumference of the vibration ring 40, since it is too firmly fixed, the movement of the vibration ring 40 is obstructed, so that a large sensing sensitivity cannot be obtained. However, according to the present embodiment, the substrate 20 and the vibration ring 40 are firmly fixed to each other and the non-fixed region which is a non-fixed movable part is transmitted to the vibration ring 40. The substrate 20 is greatly bent by the vibration, and the vibration is further transmitted to the piezoelectric element 30, so that high sensing sensitivity can be obtained.

次に、図2(A),(B)を参照しながら、本発明の実施例2について説明する。同図(A)の圧電振動センサ200では、振動リング40の取り付けが、ハンダ202,204,206の3箇所となっており、それぞれ角度θ200が50度(50度×3ヵ所)となっている。この例では、ハンダ202,204,206は、圧電素子30の中心方向FPに対して線対称に設けられていると考えることができるし、圧電素子30の中心(FP,FQの交点)から見て、点対称の位置に設けられていると考えることもできる。同図(B)の圧電振動センサ210は、ハンダ202,204,206の角度は同じであり、位置を30度ずらした例である。しかし、圧電素子30の中心方向FPに直交するFQに対して線対象となっており、圧電素子30の中心から見て点対称となっている。これらの例における圧電振動センサ10との振幅検出感度は、前記表1に示すように「500」であり、全周の従来技術よりも高いセンシング感度が得られている。   Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 (A) and 2 (B). In the piezoelectric vibration sensor 200 of FIG. 6A, the vibration ring 40 is attached at three places, solders 202, 204, and 206, and the angle θ200 is 50 degrees (50 degrees × 3 places). . In this example, it can be considered that the solders 202, 204, and 206 are provided in line symmetry with respect to the central direction FP of the piezoelectric element 30, and viewed from the center of the piezoelectric element 30 (intersection of FP and FQ). Thus, it can be considered that they are provided at point-symmetric positions. The piezoelectric vibration sensor 210 in FIG. 5B is an example in which the angles of the solders 202, 204, and 206 are the same and the positions are shifted by 30 degrees. However, it is a line object with respect to FQ orthogonal to the central direction FP of the piezoelectric element 30, and is point symmetric when viewed from the center of the piezoelectric element 30. In these examples, the amplitude detection sensitivity with the piezoelectric vibration sensor 10 is “500” as shown in Table 1 above, and a higher sensing sensitivity than the conventional technology for the entire circumference is obtained.

次に、図2(C),(D)を参照しながら、本発明の実施例3について説明する。本実施例の圧電振動センサ300では、振動リング40の取り付けが、ハンダ302,304,306,308の4箇所となっており、それぞれ角度θ300が40度(40度×4ヵ所)となっている。本実施例のハンダ302,304,306,308は、圧電素子30の中心に対して線対称,点対称のいずれの配置ともなっていると考えることができる。同図(D)の圧電振動センサ310は、ハンダ302,304,306,308の角度は同じであり、位置を90度ずらした例である。この例における圧電振動センサ10との振幅検出感度は、前記表1に示すように「300」であり、全周の従来技術よりも高いセンシング感度が得られている。   Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 (C) and 2 (D). In the piezoelectric vibration sensor 300 according to the present embodiment, the vibration ring 40 is attached at four locations of solders 302, 304, 306, and 308, and the angle θ300 is 40 degrees (40 degrees × 4 positions). . It can be considered that the solders 302, 304, 306, and 308 of this embodiment are arranged in either line symmetry or point symmetry with respect to the center of the piezoelectric element 30. In the piezoelectric vibration sensor 310 of FIG. 4D, the angles of the solders 302, 304, 306, and 308 are the same, and the position is shifted by 90 degrees. The amplitude detection sensitivity with the piezoelectric vibration sensor 10 in this example is “300” as shown in Table 1 above, and a higher sensing sensitivity is obtained than the conventional technology for the entire circumference.

ここで、上述した実施例1〜3を比較すると、ハンダ取り付けの合計角度が大きくなるほど、センシング感度は低下している。このような結果からすると、ハンダ取り付けの合計角度が180度より大きくなると、基板20の動きが阻害されるようになり、センシング感度が低下し、従来技術と同等のセンシング感度しか得られなくなる。しかし、ハンダ取り付けの合計角度が120度から小さくなると、今度は、基板20に対する振動リング40の固定強度が低下する恐れがあり、同様にセンシング感度は低下することとなる。してみると、ハンダ取り付けの合計角度は、実装強度も考慮すると、120度から180度の範囲が好ましい。   Here, when Examples 1 to 3 described above are compared, the sensing sensitivity decreases as the total angle of solder attachment increases. According to such a result, when the total angle of solder attachment becomes larger than 180 degrees, the movement of the substrate 20 is inhibited, the sensing sensitivity is lowered, and only the sensing sensitivity equivalent to the conventional technology can be obtained. However, if the total angle of solder attachment is reduced from 120 degrees, there is a possibility that the fixing strength of the vibration ring 40 with respect to the substrate 20 may be lowered, and the sensing sensitivity is similarly lowered. Accordingly, the total angle of solder attachment is preferably in the range of 120 degrees to 180 degrees in consideration of mounting strength.

次に、図3〜図4を参照しながら、本発明の実施例4について説明する。図3(A)は、上述した実施例1におけるハンダ取り付け位置を示すが、これを角度を90度ずらして、同図(B)に示すような配置としてもよい。なお、実装の観点からは、同図(A)のほうが、ハンダ130,132を着けやすいといった利点がある。   Next, Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 (A) shows the solder mounting position in the above-described first embodiment, but it may be arranged as shown in FIG. 3 (B) by shifting the angle by 90 degrees. From the viewpoint of mounting, FIG. 5A has an advantage that the solder 130 and 132 can be easily worn.

図3(C)の圧電振動センサ400は、5つのハンダ402〜410を等間隔であって、かつ、圧電素子30の中心方向FPに対して線対称に配置した例である。同図(D),(E)の圧電振動センサ500は、6つのハンダ502〜512を等間隔に配置した例で、同図(D)における配置を30度ずらしたものが同図(E)である。   The piezoelectric vibration sensor 400 of FIG. 3C is an example in which five solders 402 to 410 are arranged at equal intervals and symmetrical with respect to the central direction FP of the piezoelectric element 30. The piezoelectric vibration sensor 500 shown in FIGS. 4D and 4E is an example in which six solders 502 to 512 are arranged at equal intervals, and the arrangement shown in FIG. 4D is shifted by 30 degrees. It is.

図4(A)の圧電振動センサ600は、4つのハンダ602〜608が図2(C),(D)に示した例のように等間隔ではなく、ハンダ602,604及びハンダ606,608の間隔は狭く、ハンダ604,606及びハンダ602,608の間隔は広くなっている。図4(B)の圧電振動センサ610は、振動リングが円筒ではなく、楕円となっている場合の例であり、2つのハンダ612,614が設けられている。もちろん、この例でも、上述したように、更に多数のハンダを設けるようにしてよい。同図(C)の圧電振動センサ620は、振動リングが円筒ではなく、長方形となっている場合の例であり、4つのハンダ622〜628が設けられている。もちろん、この例でも、上述したように、ハンダの数は増減してよい。   In the piezoelectric vibration sensor 600 of FIG. 4A, the four solders 602 to 608 are not equally spaced as in the example shown in FIGS. 2C and 2D, but the solders 602 and 604 and the solders 606 and 608 are not provided. The interval is narrow, and the intervals between the solders 604 and 606 and the solders 602 and 608 are wide. The piezoelectric vibration sensor 610 in FIG. 4B is an example in which the vibration ring is not a cylinder but an ellipse, and two solders 612 and 614 are provided. Of course, in this example, as described above, a larger number of solders may be provided. The piezoelectric vibration sensor 620 in FIG. 6C is an example in which the vibration ring is not a cylinder but a rectangle, and four solders 622 to 628 are provided. Of course, also in this example, as described above, the number of solders may be increased or decreased.

同図(D)の圧電振動センサ630は、4つのハンダ632〜638のうち、対向するハンダ632と636を短く設定し、ハンダ634,638を長く設定した例であり、4つのハンダ632〜638は中心線FP,FQに対して線対象とはなっていないが、中心CPに対して点対称の配置となっている。同図(E)の圧電振動センサ640は、ハンダ642,644が短く、ハンダ646が長く設定されている。この例は、中心CPに対して点対称ではないが、中心線FPに対して線対称となっている。   The piezoelectric vibration sensor 630 in FIG. 4D is an example in which the opposing solders 632 and 636 among the four solders 632 to 638 are set short, and the solders 634 and 638 are set long, and the four solders 632 to 638 are set. Is not a line object with respect to the center lines FP and FQ, but is symmetrical with respect to the center CP. In the piezoelectric vibration sensor 640 of FIG. 5E, the solders 642 and 644 are short and the solder 646 is long. This example is not point-symmetric with respect to the center CP but is line-symmetric with respect to the center line FP.

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示したハンダないし固着領域は一例であり、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更可能である。
(2)前記実施例で示した振動リングも一例であり、各種の形状,構造としてよい。例えば、ハムノイズなどの環境電磁ノイズの影響を受けることがあるので、それを改善するために電磁的にシールドを施した構造としてもよい(国際公開WO 2017/187710号公報参照)。あるいは、特願2018- 58943として出願されているようなキャップによる電磁気シールド構造としてもよい。
In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, A various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the following are also included.
(1) The solder or fixing region shown in the above embodiment is an example, and can be appropriately changed within the scope of the present invention.
(2) The vibration ring shown in the above embodiment is also an example, and may have various shapes and structures. For example, since it may be affected by environmental electromagnetic noise such as hum noise, it may be structured to be electromagnetically shielded in order to improve it (see International Publication WO 2017/187710). Alternatively, an electromagnetic shield structure with a cap as filed as Japanese Patent Application No. 2018-58943 may be used.

本発明によれば、前記回路基板と前記振動導入体との接合部が、固着されている固着領域と、固着されていない非固着領域とを有する構成としたので、センシング感度の向上を図ることができ、脈波などのセンサとして好適である。   According to the present invention, since the junction between the circuit board and the vibration introducing body has a fixed region that is fixed and a non-fixed region that is not fixed, the sensing sensitivity can be improved. It is suitable as a sensor such as a pulse wave.

10:圧電振動センサ
12:固定テープ
20:基板
22,23:電極ランド
22A,23A:スルーホール
24:グランド導体
24A,24B:スルーホール
30:圧電素子
40:振動リング
100:圧電振動センサ
130,132:ハンダ
200:圧電振動センサ
202,204,206:ハンダ
210:圧電振動センサ
300:圧電振動センサ
302,304,306,308:ハンダ
310,400:圧電振動センサ
402〜410:ハンダ
500:圧電振動センサ
502〜512:ハンダ
600:圧電振動センサ
602〜608:ハンダ
610:圧電振動センサ
612,614:ハンダ
620:圧電振動センサ
622〜628:ハンダ
630:圧電振動センサ
632〜638:ハンダ
640:圧電振動センサ
642,644,646:ハンダ
BD:皮膚
CP:中心
FP,FQ:中心方向ないし中心線
HP:脈波
10: Piezoelectric vibration sensor 12: Fixed tape 20: Substrate 22, 23: Electrode land 22A, 23A: Through hole 24: Ground conductor 24A, 24B: Through hole 30: Piezoelectric element 40: Vibration ring 100: Piezoelectric vibration sensors 130, 132 : Solder 200: Piezoelectric vibration sensors 202, 204, 206: Solder 210: Piezoelectric vibration sensor 300: Piezoelectric vibration sensors 302, 304, 306, 308: Solder 310, 400: Piezoelectric vibration sensors 402 to 410: Solder 500: Piezoelectric vibration sensor 502 to 512: Solder 600: Piezoelectric vibration sensor 602 to 608: Solder 610: Piezoelectric vibration sensor 612, 614: Solder 620: Piezoelectric vibration sensor 622 to 628: Solder 630: Piezoelectric vibration sensor 632 to 638: Solder 640: Piezoelectric vibration sensor 642, 644, 646 Solder BD: Skin CP: central FP, FQ: central direction through the center line HP: pulse

Claims (4)

振動を伝達する回路基板と、
該回路基板に設けられた圧電素子と、
開口を備えており、前記回路基板の圧電素子の周囲にハンダ付けされ、対象物に接触してその振動を前記回路基板に伝達する振動導入体と、
前記回路基板と前記振動導入体とを接合し、ハンダによって固着されている固着領域と、固着されていない非固着領域が存在する接合部と、
を有することを特徴とする圧電振動センサ。
A circuit board for transmitting vibrations;
A piezoelectric element provided on the circuit board;
A vibration introducing body that includes an opening, is soldered around the piezoelectric element of the circuit board, and contacts the object to transmit the vibration to the circuit board;
Bonding the circuit board and the vibration introducing body, a bonding region that is fixed by solder, and a bonding portion where there is a non-fixed region that is not fixed,
A piezoelectric vibration sensor characterized by comprising:
前記固着領域が複数設けられており、これら複数の固着領域が、前記振動導入体の中心もしくは中心を通る中心線から見て対称となる位置に配置されていることを特徴とする請求項1記載の圧電振動センサ。   The plurality of fixing regions are provided, and the plurality of fixing regions are arranged at positions that are symmetrical with respect to the center of the vibration introducing body or a center line passing through the center. Piezoelectric vibration sensor. 前記固着領域の全体の範囲が、前記振動導入体の中心から見た角度で120度から180度であることを特徴とする請求項2記載の圧電振動センサ。   3. The piezoelectric vibration sensor according to claim 2, wherein the entire range of the fixed region is 120 to 180 degrees as viewed from the center of the vibration introducing body. 前記圧電素子とその電極を通る中心方向が、前記非固着領域となっていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の圧電振動センサ。   The piezoelectric vibration sensor according to claim 1, wherein a center direction passing through the piezoelectric element and its electrode is the non-fixed region.
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