JP3129963B2 - Piezoelectric sensor - Google Patents

Piezoelectric sensor

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JP3129963B2
JP3129963B2 JP08074429A JP7442996A JP3129963B2 JP 3129963 B2 JP3129963 B2 JP 3129963B2 JP 08074429 A JP08074429 A JP 08074429A JP 7442996 A JP7442996 A JP 7442996A JP 3129963 B2 JP3129963 B2 JP 3129963B2
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piezoelectric element
piezoelectric sensor
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piezoelectric
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克己 山内
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

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、圧電センサに関す
る。
[0001] The present invention relates to a piezoelectric sensor.

【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、CDプレーヤー、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 Piezoelectric sensors of this type are used for detecting acceleration and impact in, for example, hard disk drives, CD players, airbag systems, electronically controlled suspension systems, etc., and have a high degree of reliability. At the same time, it is extremely important that the number of parts is small and the size is small.

【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、特開平7ー202283号公報、及び、特開平8-
29447号公報等を挙げることができる。これらの先行技
術においては、ベース部材に凹部及び素子取り付け部を
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。素子取り付け部は、凹溝によって構
成される。
As examples of known documents that disclose technologies meeting such demands, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-202283 and 8-
No. 29447 can be mentioned. In these prior arts, a concave portion and an element mounting portion are provided in a base member, and a piezoelectric element is fixed to the element mounting portion. The piezoelectric element is arranged on the element mounting portion such that a gap is formed between the piezoelectric element and the bottom surface of the concave portion. The element mounting portion is constituted by a concave groove.

【0004】この種の圧電センサにおいて、センサの横
軸方向及び縦軸方向からの衝撃の両者を検知する必要が
ある場合、圧電素子を、ベース部材に対して、ある角度
を付けて搭載する。このような場合、素子取り付け部と
なる凹溝の側面に傾斜を付け、圧電素子を側面に沿わせ
るように配置することにより、圧電素子に角度を付与す
る。
In this type of piezoelectric sensor, when it is necessary to detect both impacts in the horizontal and vertical directions of the sensor, the piezoelectric element is mounted at a certain angle with respect to the base member. In such a case, an angle is given to the piezoelectric element by inclining the side surface of the concave groove serving as the element mounting portion and arranging the piezoelectric element along the side surface.

【0005】圧電素子を、ベース部材に対して、ある角
度を付けて搭載する手段として、特開平8-29447号公報
では、素子取り付け部を構成する凹溝の一側面のみを傾
斜面とし、この傾斜面の傾斜角度に従った角度を圧電素
子に与える構造を採用している。一側面と対向する他側
面は、傾斜角度は持たず、ほぼ垂直な面となっている。
この凹溝の構造のために、ベース部材が左右非対称とな
り、圧電素子にほぼ同一方向の傾斜を与えるためには、
工程上で、凹溝の傾斜面が例えば左側に位置するよう
に、ベース部材の向きを一定にそろえる必要がある。
As means for mounting a piezoelectric element at a certain angle with respect to a base member, Japanese Patent Laid-Open No. 8-29447 discloses a method in which only one side surface of a concave groove forming an element mounting portion is formed as an inclined surface. A structure is employed in which an angle according to the inclination angle of the inclined surface is given to the piezoelectric element. The other side opposite to the one side does not have an inclination angle and is a substantially vertical plane.
Due to the structure of the concave groove, the base member becomes left-right asymmetric, and in order to give the piezoelectric element a tilt in almost the same direction,
In the process, it is necessary to uniformly align the directions of the base members so that the inclined surfaces of the concave grooves are located on the left side, for example.

【0006】ところが、この種の圧電センサは、その用
途からして、小型化が重要な課題となっており、実際の
製品では、ベース部材は、付された凹溝の形状が肉眼で
は識別するのが困難な程の微小部品である。圧電素子も
鉛筆の芯程度の断面径となる。
However, in this kind of piezoelectric sensor, miniaturization is an important issue in view of its application. In an actual product, the shape of the concave groove provided on the base member is visually recognized by the naked eye. It is a small part that is difficult to perform. The cross-sectional diameter of the piezoelectric element is about the same as that of the pencil lead.

【0007】このため、工程上で、凹溝の傾斜面が、例
えば左側に位置するように、ベース部材の向きを一定に
そろえる作業は容易ではない。
For this reason, in the process, it is not easy to make the orientation of the base member uniform so that the inclined surface of the concave groove is positioned on the left side, for example.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、簡単
な構造で、加速度または衝撃を確実に検知し得る圧電セ
ンサを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a piezoelectric sensor capable of reliably detecting acceleration or impact with a simple structure.

【0009】発明のもう一つの課題は、センサの横軸方
向及び縦軸方向からの衝撃の両者を検知し得る圧電セン
サを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a piezoelectric sensor capable of detecting both impacts in the horizontal and vertical directions of the sensor.

【0010】本発明のもう一つの課題は、ベース部材に
対する圧電素子の傾斜付けに関して、方向性を持たない
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 having no directivity with respect to the inclination of the piezoelectric element with respect to the base member.

【0011】[0011]

【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、ベース部材と、圧電
素子とを含む。前記ベース部材は、凹部と、素子取り付
け部となる凹溝とを有する。前記凹部は前記ベース部材
の一面上に設けられている。前記凹溝は、底面が前記凹
部の底部よりも少し高く、かつ、前記ベース部材の前記
一面よりも低い位置にある。凹溝は、更に、前記底面か
ら立ち上がる両側面が前記底面に対してほぼ同一の鈍角
で傾斜している。前記圧電素子は、前記凹溝内において
前記両側面の一方によって受けられ、前記凹部の上方に
延びて配置されている。
In order to solve the above-mentioned problems, a piezoelectric sensor according to the present invention includes a base member and a piezoelectric element. The base member has a concave portion and a concave groove serving as an element mounting portion. The recess is provided on one surface of the base member. The concave groove has a bottom surface slightly higher than a bottom portion of the concave portion and a position lower than the one surface of the base member. The concave groove further has both side surfaces rising from the bottom surface inclined at substantially the same obtuse angle with respect to the bottom surface. The piezoelectric element is received by one of the side surfaces in the concave groove, and is arranged to extend above the concave portion.

【0012】好ましくは、前記凹溝は、前記底面と前記
両側面とが交差する隅部に、抉り部を有する。
Preferably, the concave groove has a gouge at a corner where the bottom surface and the both side surfaces intersect.

【0013】上述したように、ベース部材の一面側に素
子取り付け部となる凹溝を有し、凹溝は、底面が、ベー
ス部材に設けられた凹部の底部よりも少し高く、かつ、
ベース部材の一面よりも低い位置にある。圧電素子は、
凹溝内において受けられ、凹部の上方に延びて配置され
ている。この構造によれば、加速度または衝撃を受けた
とき、圧電素子がベース部材からなんらの干渉を受ける
ことなく凹部上で応答動作し、それによって加わった加
速度または衝撃が検知される。
[0013] As described above, the base member has a groove on one surface side as an element mounting portion, and the groove has a bottom surface slightly higher than the bottom of the concave portion provided on the base member, and
It is at a position lower than one surface of the base member. The piezoelectric element is
It is received in the groove and extends above the recess. According to this structure, when an acceleration or an impact is received, the piezoelectric element operates on the concave portion without receiving any interference from the base member, and the applied acceleration or the impact is detected.

【0014】凹溝は、更に、底面から立ち上がる両側面
が、底面に対してほぼ同一の鈍角で傾斜しており、圧電
素子は、凹溝内において、両側面の一方によって受けら
れている。この構造によれば、センサの横軸方向及び縦
軸方向からの衝撃の両者を検知することができる。
[0014] Further, both side surfaces rising from the bottom surface of the groove are inclined at substantially the same obtuse angle with respect to the bottom surface, and the piezoelectric element is received by one of the two side surfaces in the groove. According to this structure, it is possible to detect both impacts from the horizontal axis direction and the vertical axis direction of the sensor.

【0015】両側面は、底面に対してほぼ同一の鈍角で
傾斜しているから、凹溝の両側面のどちら側に圧電素子
を搭載しても、圧電素子は、ほぼ同じ角度で固定され
る。このため、ベース部材に対する圧電素子の傾斜付け
に関して、方向性を持たない圧電センサが得られる。
Since both side surfaces are inclined at substantially the same obtuse angle with respect to the bottom surface, the piezoelectric element is fixed at substantially the same angle, regardless of which side of the groove is provided with the piezoelectric element. . Therefore, a piezoelectric sensor having no directionality can be obtained with respect to the inclination of the piezoelectric element with respect to the base member.

【0016】凹溝が、底面と両側面とが交差する隅部
に、抉り部を有する好ましい態様では、抉り部が、圧電
素子を接着剤で固定する際に、余分な接着剤を受ける接
着剤たまりとして機能する。このため、接着剤により圧
電素子が浮くということがなく、圧電素子を正しい位置
に確実に固定することができる。
In a preferred embodiment, the concave groove has a gouge at a corner where the bottom surface and both side surfaces intersect. In the preferred embodiment, when the gouge fixes the piezoelectric element with an adhesive, the adhesive receives an extra adhesive. Functions as a pool. For this reason, the piezoelectric element does not float due to the adhesive, and the piezoelectric element can be securely fixed at a correct position.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係る圧電センサの
外観斜視図、図2は図1に示された圧電センサにおいて
蓋の一部を取り外した斜視図、図3はベース部材と圧電
素子との組み合わせを示す分解斜視図、図4は図1〜図
3に示された圧電センサにおいて蓋を取り外した平面
図、図5は図4のA5−A5線上における断面図、図6
は図4のA6−A6線上における断面図、図7は図4の
A7ーA7線上における断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a piezoelectric sensor according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the piezoelectric sensor shown in FIG. 1 with a part of a lid removed, and FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a combination with an element, FIG. 4 is a plan view of the piezoelectric sensor shown in FIGS. 1 to 3 with a lid removed, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A5-A5 in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line A6-A6 in FIG. 4, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line A7-A7 in FIG.

【0018】本発明に係る圧電センサは、ベース部材1
と、圧電素子2とを含んでいる。参照符号3は蓋であ
る。
The piezoelectric sensor according to the present invention has a base member 1
And a piezoelectric element 2. Reference numeral 3 is a lid.

【0019】ベース部材1は、凹部11と、素子取り付
け部となる凹溝12とを有する。凹部11はベース部材
1の一面上に設けられている。凹溝12は、底面121
が凹部11の底部111よりも少し高く、かつ、ベース
部材1の一面よりも低い位置にある。
The base member 1 has a concave portion 11 and a concave groove 12 serving as an element mounting portion. The recess 11 is provided on one surface of the base member 1. The concave groove 12 has a bottom surface 121.
Is slightly higher than the bottom 111 of the concave portion 11 and lower than one surface of the base member 1.

【0020】凹溝12は、更に、底面121から立ち上
がる両側面122、123が、底面121に対してほぼ
同一の鈍角で傾斜している。圧電素子2は、凹溝12内
において両側面122、123の一方によって受けら
れ、凹部11の上方に延びて配置されている。
Further, both side surfaces 122 and 123 rising from the bottom surface 121 of the concave groove 12 are inclined at substantially the same obtuse angle with respect to the bottom surface 121. The piezoelectric element 2 is received by one of the side surfaces 122 and 123 in the concave groove 12 and is arranged to extend above the concave portion 11.

【0021】上述したように、ベース部材1の一面側に
素子取り付け部となる凹溝12を有し、凹溝12は、底
面121が、ベース部材1に設けられた凹部11の底部
111よりも少し高く、かつ、ベース部材1の一面より
も低い位置にある。圧電素子2は、凹溝12内において
受けられ、凹部11の上方に延びて配置されている。こ
の構造によれば、加速度または衝撃を受けたとき、圧電
素子2がベース部材1からなんらの干渉を受けることな
く凹部11上で応答動作し、それによって加わった加速
度または衝撃が検知される。
As described above, the base member 1 has, on one surface side, the concave groove 12 serving as an element mounting portion. The concave groove 12 has a bottom surface 121 larger than a bottom portion 111 of the concave portion 11 provided in the base member 1. It is slightly higher and lower than one surface of the base member 1. The piezoelectric element 2 is received in the concave groove 12 and is arranged to extend above the concave part 11. According to this structure, when receiving an acceleration or a shock, the piezoelectric element 2 responds on the concave portion 11 without receiving any interference from the base member 1, and the acceleration or the shock applied thereby is detected.

【0022】凹溝12は、更に、底面121から立ち上
がる両側面122、123が、底面121に対してほぼ
同一の鈍角で傾斜しており、圧電素子2は、凹溝12内
において、両側面122、123の内の一方である側面
122によって受けられている。この構造によれば、セ
ンサの横軸方向及び縦軸方向からの衝撃の両者を検知す
ることができる。
The concave groove 12 further has both side surfaces 122 and 123 rising from the bottom surface 121 inclined at substantially the same obtuse angle with respect to the bottom surface 121. , 123 is received by the side surface 122. According to this structure, it is possible to detect both impacts from the horizontal axis direction and the vertical axis direction of the sensor.

【0023】両側面122、123は、底面121に対
してほぼ同一の鈍角で傾斜している。この構造によれ
ば、凹溝12の両側面122、123のどちら側に圧電
素子2を搭載しても、圧電素子2は、ほぼ同じ角度で固
定される。このため、ベース部材1に対する圧電素子2
の傾斜付けに関して、方向性を持たない圧電センサが得
られる。
Both side surfaces 122 and 123 are inclined at substantially the same obtuse angle with respect to the bottom surface 121. According to this structure, the piezoelectric element 2 is fixed at substantially the same angle regardless of which side of the side face 122 or 123 of the groove 12 is mounted. For this reason, the piezoelectric element 2 with respect to the base member 1
With respect to the inclination of the piezoelectric sensor, a piezoelectric sensor having no directionality can be obtained.

【0024】圧電素子2と凹溝12との間は、例えば、
絶縁性接着剤5を用いて接合することが望ましい。こう
することにより、耐衝撃性を一層向上させることができ
る。
Between the piezoelectric element 2 and the concave groove 12, for example,
It is desirable to use an insulating adhesive 5 for joining. By doing so, the impact resistance can be further improved.

【0025】更に、実施例において、凹溝12は、底面
121と両側面122、123とが交差する隅部に、抉
り部124を有する。この抉り部124は、圧電素子2
を接着剤5で固定する際に、その剰余分を受ける接着剤
たまりとして機能する。このため、接着剤5による浮力
を受けて圧電素子2が浮くということがなく、圧電素子
2を正しい位置に確実に固定することができる。
Further, in the embodiment, the concave groove 12 has a gouge 124 at a corner where the bottom surface 121 and the side surfaces 122 and 123 intersect. The hollow portion 124 is formed by the piezoelectric element 2
When fixing with the adhesive 5, it functions as an adhesive pool that receives the surplus. For this reason, the piezoelectric element 2 does not float due to the buoyancy of the adhesive 5, and the piezoelectric element 2 can be reliably fixed at a correct position.

【0026】更に、凹溝12は、底面121に凸部12
5を有している。この凸部125は両側面122ー12
3間のほぼ中央部に設けられている。圧電素子2の底部
は、この凸部125によって受けられている。このた
め、圧電素子2の支持安定が高くなる。
Further, the concave groove 12 has a convex
Five. This convex portion 125 has both side surfaces 122-12.
It is provided substantially at the center between the three. The bottom of the piezoelectric element 2 is received by the projection 125. Therefore, the support stability of the piezoelectric element 2 is improved.

【0027】実施例において、凹溝12は、ベース部材
1の一面上に幅方向W及び長さ方向Lを仮想したとき、
凹部11の長さ方向Lの中心部または中心部付近に設け
られている。圧電素子2は、中心部または中心部付近ま
たは一側部が凹溝12に固定され、長さ方向Lに沿い凹
部11上に配置され、凹部11の底部111との間に間
隔gを有している。
In the embodiment, when the width direction W and the length direction L are imagined on one surface of the base member 1,
The recess 11 is provided at or near the center in the length direction L. The piezoelectric element 2 has a central portion, a central portion, or one side portion fixed to the concave groove 12, is disposed on the concave portion 11 along the length direction L, and has a gap g with the bottom portion 111 of the concave portion 11. ing.

【0028】ベース部材1は、少なくとも2つの端子導
体13、14を有している。第1端子導体13は、ベー
ス部材1の長さ方向Lの一端側に設けられ、第2端子導
体14は、長さ方向Lの他端側に設けられている。圧電
素子2は端子導体13、14に導電性接着剤41、42
によって導通している。このような構造であると、回路
基板またはその他の外部装置への実装に当たり、長さ方
向Lの両端にある第1端子導体13及び第2端子導体1
4を用いて、面実装し、強固で安定した取り付け構造を
実現できる。
The base member 1 has at least two terminal conductors 13 and 14. The first terminal conductor 13 is provided on one end side in the length direction L of the base member 1, and the second terminal conductor 14 is provided on the other end side in the length direction L. The piezoelectric element 2 is provided with conductive adhesives 41 and 42 on the terminal conductors 13 and 14.
It is conducting by. With such a structure, the first terminal conductor 13 and the second terminal conductor 1 at both ends in the length direction L are required for mounting on a circuit board or other external device.
4, a strong and stable mounting structure can be realized by surface mounting.

【0029】しかも、第1端子導体13は、そのリード
導体131が凹溝12の一側部に導かれており、第2端
子導体14は、そのリード導体141が凹溝12の他側
部に導かれている。圧電素子2は、その電極21、21
がリード導体131、141のそれぞれに接続固定され
ている。このような構造であると、圧電素子2を、両側
に配置されたリード導体131、141を介して端子導
体13、14に接続できる。
Further, the first terminal conductor 13 has its lead conductor 131 guided to one side of the concave groove 12, and the second terminal conductor 14 has its lead conductor 141 connected to the other side of the concave groove 12. You are being led. The piezoelectric element 2 has its electrodes 21, 21
Are connected and fixed to the lead conductors 131 and 141, respectively. With such a structure, the piezoelectric element 2 can be connected to the terminal conductors 13 and 14 via the lead conductors 131 and 141 arranged on both sides.

【0030】圧電素子2を取り付ける凹溝12は、実施
例ではW状となっている。W状の凹溝12は、その底面
121が凹部11の底部111よりも少し高く、かつ、
ベース部材1の一面よりも低くなるように、オフセット
を付してある。上記構造により、圧電素子2を凹溝12
に配置するだけで、凹溝12の底面121と凹部11の
底部111との間の段差を利用して、圧電素子2と凹部
11の底部111との間に必要な間隔gを確保すると共
に、凹溝12の底面とベース部材1の一面との間の段差
を利用して圧電素子2を位置決めないしは固定できる。
また、W状の凹溝12の壁に沿うように圧電素子2をお
くことにより、一定の角度が保たれる。
The concave groove 12 for mounting the piezoelectric element 2 is W-shaped in the embodiment. The bottom surface 121 of the W-shaped concave groove 12 is slightly higher than the bottom 111 of the concave portion 11, and
An offset is provided so as to be lower than one surface of the base member 1. With the above structure, the piezoelectric element 2 is
, The necessary gap g is secured between the piezoelectric element 2 and the bottom 111 of the recess 11 by utilizing the step between the bottom 121 of the recess 12 and the bottom 111 of the recess 11. The piezoelectric element 2 can be positioned or fixed using a step between the bottom surface of the concave groove 12 and one surface of the base member 1.
Further, by placing the piezoelectric element 2 along the wall of the W-shaped concave groove 12, a constant angle is maintained.

【0031】しかも、W状の凹溝12は必然的に左右対
称になるため、圧電素子2を両側面122、123のど
ちら側においても、ほぼ同じ角度で搭載できる。従っ
て、ベース部材1に対する圧電素子2の組み込み工程に
おいて、ベース部材1の向きを揃える必要がない。
Furthermore, since the W-shaped concave groove 12 is necessarily symmetrical, the piezoelectric element 2 can be mounted at substantially the same angle on either side of the both side surfaces 122 and 123. Therefore, in the process of incorporating the piezoelectric element 2 into the base member 1, it is not necessary to align the directions of the base member 1.

【0032】凹溝12がW状である場合、接着剤たまり
となる抉り部124が必然的に生じるので、余分な接着
剤4が抉り部124の内部に吸収される。このため、圧
電素子2を確実に固定できる。
When the concave groove 12 is W-shaped, a gouge 124 which becomes a pool of the adhesive is inevitably generated, so that the excess adhesive 4 is absorbed inside the gouge 124. Therefore, the piezoelectric element 2 can be reliably fixed.

【0033】ベース部材1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形成される。用い得るセラミ
ック材料としては、アルミナ、フォルステライト、ステ
アタイト等がある。プラスチック材料を用いる場合は、
高耐熱性のものを用いることが望ましい。
The base member 1 is formed of an electrically insulating ceramic or plastic. Ceramic materials that can be used include alumina, forsterite, steatite and the like. When using plastic materials,
It is desirable to use one having high heat resistance.

【0034】第1端子導体13及び第2端子導体14
は、印刷、スパッタ、蒸着またはこれらとメッキとの組
み合わせ等によって形成される。第1端子導体13及び
第2端子導体14は、ベース部材1の一面側から、側面
を通り、更に裏面に達するように形成されている。
First terminal conductor 13 and second terminal conductor 14
Is formed by printing, sputtering, vapor deposition, or a combination of these with plating. The first terminal conductor 13 and the second terminal conductor 14 are formed to extend from one surface side of the base member 1, pass through the side surface, and further reach the back surface.

【0035】圧電素子2の好ましい例は、バイモルフ圧
電素子である。図はバイモルフ圧電素子を示し、一対の
圧電素子20、20を有している。一対の圧電素子2
0、20は、圧電素体の両面に電極21、22を有して
おり、一方の圧電素子20の電極22と他方の圧電素子
20の電極22とが互いに面接触するようにして、重ね
合わされ接合されている。一対の圧電素子20、20
は、温度変動によるノイズをキャンセルするため、分極
方向が互いに逆向きとなるように重ね合わされる。別の
例では、一対の圧電素子20、20は分極方向がほぼ同
一となるように重ねて結合されることもある。この場合
には、共通に接続された電極が例えばアースに接続され
る。共通に接続される電極間に、導電性を有する金属弾
性板で構成される振動板を介在させ、この振動板をアー
スに接続する構成もよくとられる。バイモルフ圧電素子
を用いた圧電センサは特開昭64ー72012号公報、特開平2ー
93370号公報で公知である。
A preferred example of the piezoelectric element 2 is a bimorph piezoelectric element. The figure shows a bimorph piezoelectric element, which has a pair of piezoelectric elements 20. A pair of piezoelectric elements 2
Nos. 0 and 20 have electrodes 21 and 22 on both surfaces of the piezoelectric element, and are overlapped so that the electrode 22 of one piezoelectric element 20 and the electrode 22 of the other piezoelectric element 20 are in surface contact with each other. Are joined. A pair of piezoelectric elements 20, 20
Are superimposed so that the polarization directions are opposite to each other in order to cancel noise due to temperature fluctuation. In another example, the pair of piezoelectric elements 20 may be overlapped and coupled so that the polarization directions are substantially the same. In this case, the commonly connected electrodes are connected, for example, to ground. A configuration is often adopted in which a diaphragm made of a conductive metal elastic plate is interposed between commonly connected electrodes, and the diaphragm is connected to the ground. A piezoelectric sensor using a bimorph piezoelectric element is disclosed in JP-A-64-72012,
It is known in U.S. Pat.

【0036】蓋3は電気絶縁性セラミックまたはプラス
チック等によって形成される。用い得るセラミック材料
としては、アルミナ、フォルステライト、ステアタイト
等がある。プラスチック材料を用いる場合は、高耐熱性
のものを用いることが望ましい。蓋3はベース部材1の
一面側に圧電素子2を包囲するように配置され、接触端
面が接着その他の手段によって、ベース部材1に接合さ
れる。接合面の周囲は樹脂封止することが望ましい。
The cover 3 is made of an electrically insulating ceramic or plastic. Ceramic materials that can be used include alumina, forsterite, steatite and the like. When using a plastic material, it is desirable to use a high heat-resistant material. The lid 3 is arranged on one surface side of the base member 1 so as to surround the piezoelectric element 2, and the contact end surface is joined to the base member 1 by bonding or other means. It is desirable to seal the periphery of the joining surface with resin.

【0037】次に本発明の変形例を説明する。図8に示
す実施例では、凹溝12の底面121はほぼ平面状であ
り、両側面122、123は、平面状の底面121に対
してほぼ同一の鈍角で傾斜している。
Next, a modification of the present invention will be described. In the embodiment shown in FIG. 8, the bottom surface 121 of the concave groove 12 is substantially flat, and both side surfaces 122 and 123 are inclined at substantially the same obtuse angle with respect to the flat bottom surface 121.

【0038】図9に示す実施例は図8の実施例に対し
て、底面121の略中央部に突起125を追加した例を
示している。
The embodiment shown in FIG. 9 shows an example in which a projection 125 is added to a substantially central portion of the bottom surface 121 with respect to the embodiment shown in FIG.

【0039】図10に示す実施例では、凹溝12がベー
ス部材1の一端よりに偏って配置されている。
In the embodiment shown in FIG. 10, the concave groove 12 is arranged to be offset from one end of the base member 1.

【0040】図11に示す実施例では、凹溝12はベー
ス部材1に設けられた凹部11の両側に配置されてい
る。
In the embodiment shown in FIG. 11, the grooves 12 are arranged on both sides of the recess 11 provided in the base member 1.

【0041】図12に示す実施例では、2つの凹溝12
が凹部11を隔てて配置され、凹溝12の側部に凹部1
1が設けられている。
In the embodiment shown in FIG.
Are arranged with the recess 11 therebetween, and the recess 1 is
1 is provided.

【0042】図13は本発明に係る圧電センサの使用状
態における電気回路図である。図示するように、圧電素
子2と電気的に並列に抵抗6が接続されている。この構
成によれば、圧電素子2の静電容量Cと抵抗6によりハ
イパスフィルターが形成され、これにより、不要な低周
波数領域のノイズを遮断することができる。抵抗6は圧
電センサの、例えばベース部材1等に設けてもよい。こ
れによって、抵抗6を外部に設ける必要がなくなる。図
14にその具体例を示す。図14において、抵抗体6は
ベース部材1の表面に設けられている。
FIG. 13 is an electric circuit diagram in a use state of the piezoelectric sensor according to the present invention. As shown, a resistor 6 is electrically connected in parallel with the piezoelectric element 2. According to this configuration, a high-pass filter is formed by the capacitance C of the piezoelectric element 2 and the resistor 6, whereby unnecessary low-frequency noise can be cut off. The resistor 6 may be provided on, for example, the base member 1 of the piezoelectric sensor. This eliminates the need to provide the resistor 6 externally. FIG. 14 shows a specific example. In FIG. 14, the resistor 6 is provided on the surface of the base member 1.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果が得られる。 (a)簡単な構造で、加速度または衝撃を確実に検知し
得る圧電センサを提供することができる。 (b)センサの横軸方向及び縦軸方向からの衝撃の両者
を検知し得る圧電センサを提供することができる。 (c)ベース部材に対する圧電素子の傾斜付けに関し
て、方向性を持たない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) It is possible to provide a piezoelectric sensor capable of reliably detecting acceleration or impact with a simple structure. (B) It is possible to provide a piezoelectric sensor capable of detecting both impacts from the horizontal axis direction and the vertical axis direction of the sensor. (C) It is possible to provide a piezoelectric sensor having no directionality with respect to the inclination of the piezoelectric element with respect to the base member.

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

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

【図2】図1に示された圧電センサにおいて蓋の一部を
取り外した斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of the piezoelectric sensor shown in FIG. 1 with a part of a lid removed.

【図3】ベース部材と圧電素子との組み合わせを示す分
解斜視図である。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a combination of a base member and a piezoelectric element.

【図4】図1〜図3に示された圧電センサにおいて蓋の
一部を取り外した平面図である。
FIG. 4 is a plan view of the piezoelectric sensor shown in FIGS. 1 to 3 with a part of a lid removed.

【図5】図4のA5−A5線上における断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken on line A5-A5 of FIG. 4;

【図6】図4のA6−A6線上における断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A6-A6 of FIG.

【図7】図4のA7ーA7線上における断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line A7-A7 in FIG. 4;

【図8】本発明に係る圧電センサの別の実施例を示すベ
ース部材の断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a base member showing another embodiment of the piezoelectric sensor according to the present invention.

【図9】本発明に係る圧電センサの別の実施例を示すベ
ース部材の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a base member showing another embodiment of the piezoelectric sensor according to the present invention.

【図10】本発明に係る圧電センサの別の実施例を示す
ベース部材の平面図である。
FIG. 10 is a plan view of a base member showing another embodiment of the piezoelectric sensor according to the present invention.

【図11】本発明に係る圧電センサの別の実施例を示す
ベース部材の平面図である。
FIG. 11 is a plan view of a base member showing another embodiment of the piezoelectric sensor according to the present invention.

【図12】本発明に係る圧電センサの別の実施例を示す
ベース部材の平面図である。
FIG. 12 is a plan view of a base member showing another embodiment of the piezoelectric sensor according to the present invention.

【図13】本発明に係る圧電センサの使用状態における
電気回路図である。
FIG. 13 is an electric circuit diagram in a use state of the piezoelectric sensor according to the present invention.

【図14】本発明に係る圧電センサの更に別の実施例を
示すベース部材の平面図である。
FIG. 14 is a plan view of a base member showing still another embodiment of the piezoelectric sensor according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ベース部材 11 凹部 12 素子取り付け部となる凹溝 121 凹溝の底面 122 凹溝の側面 123 凹溝の側面 124 抉り部 125 凸部 2 圧電素子 Reference Signs List 1 base member 11 concave portion 12 concave groove serving as element mounting portion 121 bottom surface of concave groove 122 side surface of concave groove 123 side surface of concave groove 124 recessed portion 125 convex portion 2 piezoelectric element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−113533(JP,A) 特開 平8−166307(JP,A) 特開 平9−203745(JP,A) 特開 平9−243447(JP,A) 特開 平8−29447(JP,A) 特開 平7−202283(JP,A) 特開 平5−133974(JP,A) 特開 昭57−139664(JP,A) 実開 平2−45430(JP,U) 実開 昭63−228(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01P 15/00 G01P 15/09 G01H 11/08 G01L 1/16 G11B 33/08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-9-113533 (JP, A) JP-A-8-166307 (JP, A) JP-A-9-203745 (JP, A) JP-A 9-113 243447 (JP, A) JP-A-8-29447 (JP, A) JP-A-7-202283 (JP, A) JP-A-5-133974 (JP, A) JP-A-57-139664 (JP, A) JP-A-2-45430 (JP, U) JP-A 63-228 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01P 15/00 G01P 15/09 G01H 11/08 G01L 1/16 G11B 33/08

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ベース部材と、圧電素子とを含む圧電セ
ンサであって、 前記ベース部材は、凹部と、素子取り付け部となる凹溝
とを有しており、前記凹部は前記ベース部材の一面上に
設けられており、 前記凹溝は、底面が前記凹部の底部よりも少し高く、か
つ、前記ベース部材の前記一面よりも低い位置にあり、
前記底面から立ち上がる両側面が前記底面に対してほぼ
同一の鈍角で傾斜しており、 前記圧電素子は、前記凹溝内において前記両側面の一方
によって受けられ、前記凹部の上方に延びて配置されて
いる圧電センサ。
1. A piezoelectric sensor including a base member and a piezoelectric element, wherein the base member has a concave portion and a concave groove serving as an element mounting portion, and the concave portion is a surface of the base member. The concave groove is provided at a position where the bottom surface is slightly higher than the bottom of the concave portion and lower than the one surface of the base member,
Both side surfaces rising from the bottom surface are inclined at substantially the same obtuse angle with respect to the bottom surface, and the piezoelectric element is received by one of the both side surfaces in the concave groove, and is arranged to extend above the concave portion. Piezoelectric sensor.
【請求項2】 請求項1に記載された圧電センサであっ
て、 前記凹溝は、前記底面と前記両側面とが交差する隅部
に、抉り部を有する圧電センサ。
2. The piezoelectric sensor according to claim 1, wherein the concave groove has a gouge at a corner where the bottom surface and the both side surfaces intersect.
【請求項3】 請求項1に記載された圧電センサであっ
て、 前記凹溝は、前記底面に凸部を有しており、前記凸部は
前記両側面間のほぼ中央部に設けられている圧電セン
サ。
3. The piezoelectric sensor according to claim 1, wherein the concave groove has a convex portion on the bottom surface, and the convex portion is provided at a substantially central portion between the two side surfaces. Piezoelectric sensor.
【請求項4】 請求項1、2または3に記載された圧電
センサであって、 前記素子取り付け部は、前記一面上に幅方向及び長さ方
向を仮想したとき、前記凹部の長さ方向の中心付近また
は長さ方向の一側部に設けられている圧電センサ。
4. The piezoelectric sensor according to claim 1, 2 or 3, wherein the element mounting portion is configured such that when the width direction and the length direction are imagined on the one surface, the length of the concave portion is in the length direction. A piezoelectric sensor provided near the center or on one side in the length direction.
【請求項5】 請求項1、2または3に記載された圧電
センサであって、 前記ベース部材は、少なくとも2つの端子導体を有して
おり、 第1端子導体は、そのリード導体が前記素子取り付け部
の一側部に導かれており、 第2端子導体は、そのリード導体が前記素子取り付け部
の他側部に導かれており、 前記圧電素子は、その電極が前記リード導体のそれぞれ
に接続固定されている圧電センサ。
5. The piezoelectric sensor according to claim 1, wherein the base member has at least two terminal conductors, and the first terminal conductor has a lead conductor of the element. The lead terminal of the second terminal conductor is led to the other side of the element mounting portion, and the electrode of the piezoelectric element is connected to each of the lead conductors. A piezoelectric sensor that is connected and fixed.
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