JP6824011B2 - 圧電型圧力センサおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
BC 電極面
CC’ 対称軸線
r 曲げ半径
1 圧力センサ
2 変換器装置
3 電荷転送装置
4 本体
21 膜
201、202 変換器装置接続部
211 膜要素
212 中心プレテンション要素
213 プレテンション本体
22 圧電変換器
221 補償要素
222 電気絶縁リング
223 圧電変換要素
2231 前面
231 ひずみ防止スリーブ
2311 電極開口
25 電極
251 電荷ピックオフ
252 電極ストリップ
2512 内側端部
2522 外側端部
2523,2523’ 溝
311 電荷転送部
321 電気絶縁要素
331 転送本体
341 電気プラグ接続部
401,402 本体接続部
Claims (14)
- 力を受ける膜(21)と、受けた前記力により分極電荷を生成させる圧電変換器(22)とを有し、
生成された前記分極電荷を受けて電荷転送部(311)を介して前記分極電荷を伝える電極(25)を備える圧電型圧力センサ(1)において、
前記電極(25)が、電荷ピックオフ(251)と、少なくとも1つの電極ストリップ(252)とを備え、
前記電荷ピックオフ(251)が、前記力の印加される前記圧電変換器(22)の前面(2231)に対して平行に配置され、
前記電極ストリップ(252)が、ある領域で材料結合により前記電荷転送部(311)に接続され
前記電荷ピックオフ(251)および前記電極ストリップ(252)が、
本質的に電極面(BC)内に配置されるか、あるいは
前記圧電変換器(22)の前記前面(2231)に対して平行に配置された電極面(BC)内に本質的に配置されることを特徴とする圧電型圧力センサ。 - 前記電極ストリップ(252)が前記電荷転送部(311)に材料結合されない限り、前記電極ストリップ(252)は、前記電極面(BC)から可逆的に撓めることができるようになっているか、あるいは
前記電極ストリップ(252)が前記電荷転送部(311)に材料結合されない限り、前記電極ストリップ(252)は、前記電極(25)の材料の弾性変形によって前記電極面(BC)から可逆的に撓めることができるようになっていることを特徴とする、請求項1に記載された圧電型圧力センサ。 - 前記電極(25)は箔状に設計され、前記電極(25)は、200μm以下の厚さを有することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載された圧電型圧力センサ。
- 前記電極ストリップ(252)は、本質的に機械的応力がないように前記電荷転送部(311)に接続されていることを特徴とする、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載された圧電型圧力センサ。
- 前記電極ストリップ(252)は、ひずみ防止スリーブ(231)の電極開口(2311)から突出していることを特徴とする、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載された圧電型圧力センサ。
- 前記電極ストリップ(252)は、外側端部(2522)に接触面を備え、前記電極ストリップ(252)の前記接触面は、前記ひずみ防止スリーブ(231)の外部からアクセスできるようになっていることを特徴とする、請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載された圧電型圧力センサ。
- 複数の電極ストリップ(252)が、材料結合によって前記電荷転送部(311)に接続されており、前記電荷転送部(311)に冗長的に分極電荷を送るようになっていることを特徴とする、請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載された圧電型圧力センサ。
- 請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載された圧電型圧力センサ(1)を製造する方法であって、
ひずみ防止スリーブ(231)を、前記圧電変換器(22)上を長手方向軸線(AA’)に沿って摺動させることによって位置決めし、
前記電極ストリップ(252)を、前記ひずみ防止スリーブ(231)の電極開口(2311)を通って前記長手方向軸線(AA’)に対してある角度で突出させることを特徴とする、方法。 - 前記ひずみ防止スリーブ(231)上を摺動させる際、前記電極ストリップ(252)が、前記ひずみ防止スリーブ(231)の壁によって電極面(BC)から撓められ、前記ひずみ防止スリーブ(231)上を摺動した後、前記電極ストリップ(252)は前記ひずみ防止スリーブ(231)の前記電極開口(2311)を通って突出し、本質的に前記電極面(BC)内に戻ることを特徴とする、請求項8に記載された方法。
- 前記膜(21)が、膜要素(211)、中心プレテンション要素(212)およびプレテンション本体(213)を備え、
変換器装置(2)を
前記膜要素(211)から離れる方向を向いている前記中心プレテンション要素(212)の一端を、前記プレテンション本体(213)に機械的に接続すること、
前記圧電変換器(22)を、前記長手方向軸線(AA’)に関して前記膜要素(211)と前記プレテンション本体(213)との間に配置すること、
前記圧電変換器(22)を、前記中心プレテンション要素(212)によって支持すること、
前記ひずみ防止スリーブ(231)の第1の端部を、前記膜要素(211)に機械的に接続すること、
前記ひずみ防止スリーブ(231)の第2の端部を、前記プレテンション本体(213)に機械的に接続すること
により形成することを特徴とする、請求項8または請求項9に記載された方法。 - 前記電荷転送部(311)と電気プラグ接続部(341)とを電気的および機械的に接続し、
前記電荷転送部(311)および電気プラグ接続部(341)を、転送本体(331)内に収容し、
前記電荷転送部(311)が分極電荷を前記電気プラグ接続部(341)に伝えることによって
電荷転送装置(3)を形成することを特徴とする、請求項10に記載された方法。 - 前記電荷転送装置(3)と前記変換器装置(2)とを、互いに接触する接触位置において位置決めし、
前記電荷転送部(311)を、前記電極開口(2311)から突出する前記電極ストリップ(252)に機械的に接触させ、
前記電極ストリップ(252)と前記電荷転送部(311)とを、材料結合によって前記接触位置で結合することを特徴とする、請求項11に記載された方法。 - 前記長手方向軸線(AA’)に沿って摺動させることによって本体(4)を前記接触位置において前記電荷転送装置(3)の頂部に位置決めし、
前記本体(4)の第1の端部を前記変換器装置(2)に機械的に接続し、前記本体(4)の第2の端部を前記電荷転送装置(3)に機械的に接続することを特徴とする、請求項12に記載された方法。 - 前記電荷転送装置(3)および前記変換器装置(2)を前記接触位置において前記本体(4)内に配置し、それにより、前記電極ストリップ(252)と前記電荷転送部(311)との前記材料結合による接続部が、前記電荷転送装置(3)と前記変換器装置(2)との唯一の直接的な電気的および機械的な接続部となることを特徴とする、請求項12または請求項13に記載された方法。
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