JP7235567B2 - 圧電センサ - Google Patents

Description

本発明は、圧電センサに関する。

圧電シートをセンサとして用いた圧電センサが従来から様々な用途において利用されている。圧電センサは、圧電シートに圧力が加わると圧力に応じた大きさの電気信号が発生し、この電気信号に基づいて圧力を検出している。

圧電センサとして、特許文献１には、シグナル電極と電気絶縁状態にてグランド電極と電気回路とピアス端子を用いて電気的に接続させていると共に、グランド電極と電気絶縁状態にてシグナル電極と電気回路とをピアス端子を用いて電気的に接続させている圧電センサが開示されている。

特開２０１４－７４６１８号公報

しかしながら、上記圧電センサは、グランド電極及びシグナル電極と、電気回路とをピアス端子を介して接続していることから、圧電センサに加わる振動によって、電極とピアス端子との間の接続に切断を生じ、或いは、ピアス端子及び／又は電極が湿気や熱によって劣化し、ピアス端子と電極との間に接続不良を生じる虞れがあり、改善の余地がある。

本発明は、第１～４端子と電極との接続部分の接合強度に優れていると共に、第１～４端子と電極との接続部分の湿気及び熱による劣化が抑制されている圧電センサを提供することを課題とする。

本発明の圧電センサは、圧電シート、上記圧電シートの一面に積層一体化された第１電極及び上記圧電シートの他面に積層一体化された第２電極を有する圧電センサ本体と、
上記第１電極上に積層一体化された第１端子と、
上記圧電シートの他面側から上記第２電極と電気的に非接続状態にて第１電極に電気的に接続された第２端子と、
上記第２電極上に積層一体化された第３端子と、
上記圧電シートの一面側から上記第１電極と電気的に非接続状態にて第２電極に電気的に接続された第４端子とを有し、
上記第１端子と上記第２端子との対向面において、炭素原子と金属原子の比（炭素原子／金属原子）が０．５～４であることを特徴とする。

本発明の圧電センサは、第１端子及び第２端子と、第１電極とが強固に接合一体化されているので、圧電センサに加えられる振動、熱及び湿気にもかかわらず、第１端子及び第２端子と、第１電極との接続状態は確実に維持され、圧電シートにて発生した電圧を第１電極、第１端子及び第２端子を通じて精度良く測定することができる。

本発明の圧電センサを示した断面図である。 本発明の圧電センサを示した断面図である。

本発明の圧電センサＡの一例を説明する。圧電センサＡは、図１に示したように、圧電センサ本体１と、第１～４端子13～16とを有する。

圧電センサ本体１は、圧電シート10と、この圧電シート10の一面10aに積層一体化された第１電極11と、圧電シート10の他面10bに積層一体化された第２電極12とを有している。なお、第１電極11及び第２電極12は、アルミニウム、銅などの導電性材料から形成されており、シート状又は薄膜状に形成されている。なお、第１電極11及び第２電極12は、圧電シート10の表面に必要に応じて固定剤層を介して積層一体化されている。固定剤層を構成している固定剤は、反応系・溶剤系・水系・ホットメルト系の接着剤又は粘着剤から構成されており、圧電シートの感度を維持する観点から、誘電率の低い固定剤が好ましい。

圧電シート10としては、外力が加えられることによって電荷を発生させることができるシートであれば、特に限定されない。圧電シート10としては、微弱な圧力を精度良く検出でき、感度が高く、厚み方向の変形で電荷を発生しやすいことから、合成樹脂シート（合成樹脂発泡シート又は合成樹脂非発泡シート）に分極を付与した圧電シートが好ましく、合成樹脂発泡シートに分極を付与した圧電シートがより好ましい。なお、合成樹脂シートに分極を付与する方法は、汎用の方法を用いることができる。

合成樹脂シートを構成する合成樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリ乳酸、液晶樹脂などが挙げられる。

圧電センサＡの圧電センサ本体１の第１電極11上には第１端子13が積層一体化されており、第１端子13と第１電極11とは電気的に接続した状態となっている。そして、第２端子14が、圧電シート10の他面10b側から第２電極12とは電気的に非接続状態にて、第１電極11に電気的に接続されている。

第１端子13における第１電極11と接続している接続端部13aと反対側の端部13bと、第２端子14における第１電極11と接続している接続端部14aと反対側の端部14bとは、電気的に接続されていることが好ましく、圧電センサ本体１の側方において電気的に接続されていることがより好ましい。具体的には、一枚の導電性材料を含むシートの一端部を第１端子13とし、他端部を第２端子14とし、シートの一端部を圧電シート10の一面10a側から第１電極11に電気的に接続させていると共に、シートの他端部を圧電シート10の他面10b側から第１電極11に電気的に接続させていることが好ましい。

このように、第１端子13における第１電極11と接続している接続端部13aと反対側の端部13bと、第２端子14における第１電極11と接続している接続端部14aと反対側の端部14bとが電気的に接続されている。この構造を有する場合、第１端子13及び第２端子14間の電気的な接続が切断されても、第１端子13及び第２端子14の何れかに接続させている導電線又は電気回路などの外部接続部材（図示せず）と第１電極11との電気的な接続を確実に維持することができる。その結果、圧電シート10にて発生した電圧を安定的に測定することができる。

第１電極11と、第１端子13及び第２端子14との接合部は、その対向面間において、炭素原子と金属原子の比（炭素原子／金属原子）が０．５～４である。第１電極11と、第１端子13及び第２端子14との接合は、超音波接合及びはんだ接合のような溶融による接合が好ましく、超音波接合がより好ましい。溶融による接合方法を用いることによって、第１電極11と、第１端子13及び第２端子14との接合部分において界面が生じることを抑制することができ、第１電極11と、第１端子13及び第２端子14との接合強度の向上を図ることができる。特に、高温及び高湿環境下における接合部分の劣化を効果的に抑制することができ、第１電極11と、第１端子13及び第２端子14との電気的な接続を確実に維持することができる。更に、ピアス端子を用いることなく、溶融による接合方法を用いる場合、接合部分に不要な突起が生じることを抑制することができると共に、圧電センサ全体の厚みを薄くすることができ、この結果、圧電センサを安定的に所望箇所に配設することができる。

具体的には、第１電極11と、これに対向する第１端子13及び第２端子14とは、第１電極11、第１端子13及び第２端子14が溶融した上で接合一体化されている。そして、第１電極11、第１端子13及び第２端子14同士の接合時において、第１端子13と第２端子14との対向面間に存在する圧電センサ本体１部分は、第１電極11、第１端子13及び第２端子14同士の接合時に発生する熱によって一部又は全部が溶融し、第１電極11、第１端子13及び第２端子14が構成している金属成分と混合した状態となっている。

同様に、圧電センサＡの圧電センサ本体１の第２電極12上には第３端子15が積層一体化されており、第３端子15と第２電極12とは電気的に接続した状態となっている。そして、第４端子16が、圧電シート10の一面10a側から第１電極11とは電気的に非接続状態にて、第２電極12に電気的に接続されている。なお、図２に示したように、第４端子16は、第１電極12上に配設されて第１電極12を概ね被覆している第３電極17を介して第２電極12と電気的に接続されていてもよい。

第３端子15における第２電極12と接続している接続端部15aと反対側の端部15bと、第４端子16における第２電極12と接続している接続端部16aと反対側の端部16bとは、電気的に接続されていることが好ましく、圧電センサ本体１の側方において電気的に接続されていることがより好ましい。具体的には、一枚の導電性材料を含むシートの一端部を第３端子15とし、他端部を第４端子16とし、シートの一端部を圧電シート10の他面10b側から第２電極12に電気的に接続させていると共に、シートの他端部を圧電シート10の一面10a側から第２電極12に電気的に接続させていることが好ましい。

このように、第３端子15における第２電極12と接続している接続端部15aと反対側の端部15bと、第４端子16における第２電極12と接続している接続端部16aと反対側の端部16bとが電気的に接続されている。この構造を有している場合、第３端子15及び第４端子16間の電気的な接続が切断されても、第３端子15及び第４端子16の何れかに接続させている導電線又は電気回路などの外部接続部材と第２電極12との電気的な接続を確実に維持することができる。その結果、圧電シート10にて発生した電圧を安定的に測定することができる。

第２電極12、第３端子15及び第４端子16の接合部（第３電極17を有する場合は、第２電極12、第３電極17、第３端子15及び第４端子16の接合部）は、電気的な接続がされていれば、特に限定されず、第３端子15と第４端子16との対向面間において、炭素原子と金属原子の比（炭素原子／金属原子）は０．５～４であることが好ましい。

第２電極12、第３端子15及び第４端子16の接合（第３電極17を有する場合は、第２電極12、第３電極17、第３端子15及び第４端子16の接合）は、超音波接合及びはんだ接合のような溶融による接合が好ましく、超音波接合がより好ましい。溶融による接合方法を用いることによる効果は、第１電極11と、第１端子13及び第２端子14同士の接合と同様であるので説明を省略する。

具体的には、第２電極12と、これに対向する第３端子15及び第４端子16は、第２電極12、第３端子15及び第４端子16（第３電極17を有する場合は、第２電極12、第３電極17、第３端子15及び第４端子16）が溶融した上で接合一体化されている。そして、第２電極12と、第３端子15及び第４端子16（第３電極17を有する場合は、第２電極12、第３電極17、第３端子15及び第４端子16）との接合時において、第３端子15と第４端子16との対向面間に存在する圧電センサ本体１部分は、接合時に発生する熱によって一部又は全部が溶融する。溶融した成分は、第２電極12、第３端子15及び第４端子16（第３電極17を有する場合は、第２電極12、第３電極17、第３端子15及び第４端子16）が構成している金属成分と混合した状態となっている。

ここで、第１電極11（第２電極12）と、第１端子13及び第２端子14（第３端子15及び第４端子16）とを超音波接合によって接合する要領は下記の通りである。先ず、圧電シート10の一面10aにその一部（第１電極非積層部分）を除いた部分に第１電極11を積層一体化すると共に、圧電シート10の他面10bにその一部（第２電極非積層部分）を除いた部分に第２電極12を積層一体化して積層体を作製する。

なお、圧電センサＡが第３電極17を有する場合は、第１電極11上に更に第３電極を第１端子13と電気的に接続しないように配設して積層体を作製すればよい。

次に、圧電シートの第２電極非積層部分（第１電極非積層部分）に第２電極（第１電極）に対して電気的に非接続状態にて第２端子14（第４端子16）を配設する。圧電シートの他面10b（一面10a）上に配設した第２端子14（第４端子16）部分を圧電シートの厚み方向に投影した、第１電極11（第２電極12）部分上に第１端子13（第３端子15）を配設する。

しかる後、超音波接合装置のアンビルとホーンチップとの間に、第１端子13（第３端子15）及び第２端子14（第４端子16）がアンビルとホーンチップとの間に位置するように積層体を配設する。そして、ホーンチップを超音波振動させることによって、第１端子13（第３端子15）及び第２端子14（第４端子16）を配設した積層体に超音波振動を加える。

すると、第１電極11（第２電極12）、第１端子13（第３端子15）及び第２端子14（第４端子16）同士が相対的に超音波振動して摩擦熱が発生し、第１端子13（第３端子15）と第２端子14（第４端子16）との対向面間に存在する圧電センサ本体１の一部又は全部が摩擦熱によって溶融する。これと同時に、第１電極11（第２電極12）、第１端子13（第３端子15）及び第２端子14（第４端子16）同士もこれらが溶融することによって互いに接合一体化する。

即ち、第１電極11（第２電極12）、第１端子13（第３端子15）及び第２端子14（第４端子16）が摩擦熱によって溶融すると同時に、第１端子13（第３端子15）と第２端子14（第４端子16）との対向面間に存在する圧電センサ本体１の構成部材（圧電シート10など）の一部又は全部が溶融する。そして、電極及び端子を構成している金属成分と圧電センサ本体１の構成部材を構成している成分とが混合した状態となって、第１電極11（第２電極12）、第１端子13（第３端子15）及び第２端子14（第４端子16）同士が接合一体化している。

このように、第１電極11（第２電極12）、第１端子13（第３端子15）及び第２端子14（第４端子16）の接合部分において、電極及び端子を構成している金属成分中に、圧電センサ本体１の構成部材に起因した炭素原子が一定割合で含有している。その結果、第１電極11（第２電極12）、第１端子13（第３端子15）及び第２端子14（第４端子16）同士の接合強度（第３電極17を有する場合は、第２電極12、第３電極17、第３端子15及び第４端子16同士の接合強度）の向上並びに湿気及び熱による劣化の抑制が図られている。

具体的には、第１端子13と第２端子14との対向面間において、炭素原子と金属原子の比（炭素原子／金属原子）は０．５～４である。このように、電極及び圧電シートなどに由来する炭素原子が金属原子に対して所定割合で含有されていることによって、第１電極11、第１端子13及び第２端子14同士の接合強度の向上並びに湿気及び熱による劣化の抑制を図ることができ、第１電極11を通じて圧電シート10において発生した電圧を確実に測定することができる。

第３端子15と第４端子16との対向面間において、炭素原子と金属原子の比（炭素原子／金属原子）は０．５～４が好ましい。このように、電極及び圧電シートなどに由来する炭素原子が金属原子に対して所定割合で含有されていることによって、第２電極12、第３端子15及び第４端子16同士の接合強度の向上並びに湿気及び熱による劣化の抑制を図ることができ、第２電極12を通じて圧電シート10において発生した電圧を確実に測定することができる。

なお、第１端子13と第２端子14との対向面、及び、第３端子15と第４端子16との対向面において、炭素原子と金属原子の比（炭素原子／金属原子）は下記の要領で測定された値をいう。

第１電極11（第２電極12）、第１端子13（第３端子15）及び第２端子14（第４端子16）の接合部分（第３電極17を有する場合は、第２電極12、第３電極17、第３端子15及び第４端子16の接合部分）の任意の箇所を切断し、断面を露出させる。

得られた断面を、検出器を装着した走査型顕微鏡を用いて、エネルギー分散型Ｘ線分光法（加速電圧：１０ｋＶ、倍率：８００倍）で分析する。一辺が５０μｍの正方形状の任意の５個の測定部における金属元素濃度（ｗｔ％）及び炭素元素濃度（ｗｔ％）をそれぞれ測定する。５個の測定部で測定された金属元素濃度（ｗｔ％）及び炭素元素濃度（ｗｔ％）をそれぞれ相加平均する。得られた金属元素濃度（ｗｔ％）及び炭素元素濃度（ｗｔ％）を用いて、炭素元素濃度を金属元素濃度で除した値を炭素原子と金属原子の比（炭素原子／金属原子）とする。なお、測定装置として、例えば、下記の装置を用いることができる。
検出器 Thermo SCIENTIFIC社製 製品名「NORAN SYSTEM 7」）
走査型顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製 製品名「S-4300SE/N」）（SEM-EDX）

第１端子13と第２端子14との対向面、及び、第３端子15と第４端子16との対向面において、炭素原子と金属原子の比（炭素原子／金属原子）を調整する方法としては、例えば、圧電シート及び電極などの厚み、超音波接合装置のホーンチップの沈み込み量及び静圧力などを変化させることで調整することができる。具体的には、例えば、ホーンチップの沈み込み量及び静圧力を増加させることによって、炭素原子と金属原子の比（炭素原子／金属原子）を小さくすることができる。

圧電センサＡの第１端子13及び第２端子14の第１電極11に対する面方向の破断強度は、５０Ｎ以上が好ましく、６０Ｎ以上がより好ましく、７０Ｎ以上が特に好ましい。圧電センサＡの第３端子15及び第４端子16の第２電極12に対する面方向の破断強度は、５０Ｎ以上が好ましく、６０Ｎ以上がより好ましく、７０Ｎ以上が特に好ましい。圧電センサＡの第１端子13及び第２端子14の第１電極11に対する面方向の破断強度は、２００Ｎ以下が好ましく、１５０Ｎ以下がより好ましく、１００Ｎ以下が特に好ましい。圧電センサＡの第３端子15及び第４端子16の第２電極12に対する面方向の破断強度は、２００Ｎ以下が好ましく、１５０Ｎ以下がより好ましく、１００Ｎ以下が特に好ましい。破断強度が５０Ｎ以上であると、圧電センサの圧電シートにて発生した電位を第１～４端子13～16を通じて安定的に取り出すことができ、圧電センサを用いて精度に優れた測定を行なうことができる。

なお、圧電センサＡの第１端子13及び第２端子14の第１電極11に対する面方向の破断強度、及び、圧電センサＡの第３端子15及び第４端子16の第２電極12に対する面方向の破断強度は、下記の要領で測定された値をいう。

具体的には、上記面方向の破断強度はテンシロンを用いて行った。第１端子13及び第２端子14（第３端子15及び第４端子16）と第１電極11（第２電極12）との接合部分をテンシロンの一方の把持具を用いて圧電センサＡの圧電シート10の厚み方向から外れないように挟持する。一方の把持具によって挟持された接合部分を除いた圧電センサ本体１部分をテンシロンの他方の把持部を用いて挟持する。しかる後、上記２個の把持具を圧電センサＡの圧電センサ本体１の面方向（０°方向）に互いに離間する方向に移動させることによって、第１端子13及び第２端子14（第３端子15及び第４端子16）と第１電極11（第２電極12）との接合部分に加わる応力を０Ｎから徐々に増加させていき、第１電極11（第２電極12）から第１端子13又は第２端子14（第３端子15又は第４端子16）が完全に分離した時点の印加応力を破断強度（Ｎ）とした。なお、テンシロンは、例えば、ＳＨＩＭＡＤＺＵ社から製品名「ＡＵＴＯＧＲＡＰＨ ＡＧＳ－Ｘ ５００Ｎ」にて市販されている装置を用いることができる。

圧電センサ本体の圧電シートの厚み方向において、第１端子13及び第２端子14の外面間の距離は、０．０５～３ｍｍが好ましく、０．０６～０．５４ｍｍがより好ましい。第１端子13及び第２端子14の外面間の距離が上記範囲であると、第１端子13、第２端子14及び第１電極11同士の接合強度を強固に維持しながら、圧電センサ全体の厚みを薄くすることができ、圧電センサを様々な場所に容易に配設して種々の用途に展開することができる。

圧電センサ本体の圧電シートの厚み方向において、第３端子15及び第４端子16の外面間の距離は、上記と同様の理由で、０．０５～３ｍｍが好ましく、０．０６～０．５４ｍｍがより好ましい。

なお、第１～４端子13～16の外面とは、圧電シート10に対向している面とは反対側の面をいう。

上記圧電センサを使用するには、第１端子13又は第２端子14に外部接続部材を電気的に接続すると共に、第３端子15又は第４端子16に外部接続部材を電気的に接続する。第１電極11及び第２電極12のうちの何れか一方の電極をシグナル電極とし、他方の電極をグランド電極とし、グランド電極を基準電極としてシグナル電極の電位を測定することによって、圧電センサＡの圧電シート10にて生じた電圧を測定することができる。

なお、図２のように、第３電極17を有する場合は、第１電極11をシグナル電極とし、第２電極12をグランド電極として、シグナル電極の電位を測定すればよい。第３電極17は、電磁波ノイズから第１電極を遮蔽するためのシールド電極として作用する。

（実施例１～３）
ポリオレフィン系樹脂発泡シートに分極を付与してなる圧電シートを用意した。圧電シート10の一面10aにその一部（第１電極非積層部分）を除いた部分に、アクリル系粘着剤を含む固定剤層（厚み３０μｍ）を介して、厚み２０μｍのアルミニウム箔から形成された第１電極11を積層一体化した。第１電極11上に更に厚み２０μｍのアルミニウム箔から形成された第３電極17を後述する第１端子13と電気的に接続しないように積層一体化した。なお、第１電極11と第３電極17との間には、厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムが介在しており、第１電極11と第３電極17とは電気的に接続しないように構成されていた。

圧電シート10の他面10bにその一部（第２電極非積層部分）を除いた部分に、アクリル系粘着剤を含む固定剤層（厚み３０μｍ）を介して、厚み２０μｍのアルミニウム箔から形成された第２電極12を積層一体化して積層体を作製した。

次に、圧電シート10の第２電極非積層部分に第２電極に対して電気的に非接続状態にて、アルミニウム箔から形成された第２端子14を配設した。圧電シートの他面10b上に配設した第２端子14部分を圧電シートの厚み方向に投影した、第１電極11部分上に、厚みが１００μｍのアルミニウム箔から形成された第１端子13を配設した。

しかる後、超音波接合装置のアンビルとホーンチップとの間に、積層体、第１端子13及び第２端子14が位置するように積層体を配設した。そして、ホーンチップを表１に示した接合条件（沈み込み量及び静圧力）にて超音波振動させることによって、第１端子13及び第２端子14を配設した積層体に超音波振動を加えた。

第１電極11、第１端子13及び第２端子14同士が相対的に超音波振動して摩擦熱が発生し、第１端子13と第２端子14との対向面間に存在する圧電センサ本体１の一部又は全部が摩擦熱によって溶融した。これと同時に、第１電極11、第１端子13及び第２端子14同士もこれらが溶融することによって互いに接合一体化した。

第１電極11、第１端子13及び第２端子14の接合部分には、これらを構成しているアルミニウム成分（金属成分）と、圧電センサ本体１の構成材料に起因した炭素原子を含む成分とが混合した状態となっていた。

次に、圧電シートの第１電極非積層部分上に第１電極に対して電気的に非接続状態にて厚みが１００μｍのアルミニウム箔から形成された第４端子16を配設した。第１電極非積層部分と第４端子16との間には第３電極17が介在していた。

圧電シートの一面10a上に配設した第４端子16部分を圧電シートの厚み方向に投影した、第２電極12部分上に、厚みが１００μｍのアルミニウム箔から形成された第３端子15を配設した。

しかる後、超音波接合装置のアンビルとホーンチップとの間に、積層体、第３端子15及び第４端子16がアンビルとホーンチップとの間に位置するように積層体を配設した。そして、ホーンチップを表１に示した接合条件（沈み込み量及び静圧力）にて超音波振動させることによって、第３端子15及び第４端子16を配設した積層体に超音波振動を加えた。

第２電極12、第３電極17、第３端子15及び第４端子16同士が相対的に超音波振動して摩擦熱が発生し、第３端子15と第４端子16との対向面間に存在する圧電センサ本体１の一部又は全部が摩擦熱によって溶融した。これと同時に、第２電極12、第３電極17、第３端子15及び第４端子16同士もこれらが溶融することによって互いに接合一体化して圧電センサＡを作製した。

第２電極12、第３電極17、第３端子15及び第４端子16の接合部分には、これらが構成するアルミニウム成分（金属成分）と、圧電センサ本体１の構成材料に起因した炭素原子を含む成分とが混合した状態となっていた。

（比較例１）
実施例１と同様の要領で積層体を作製した。第１端子13、第１電極11、圧電シート10及び第２端子14にピアス端子を貫通させて、第１端子13、第１電極11及び第２端子14同士を電気的に接続させた。

第３端子15、第２電極12、圧電シート10、第３電極17及び第４端子16にピアス端子を貫通させて、第３端子15、第３電極17、第２電極12及び第４端子16同士を電気的に接続させて圧電センサを作製した。

得られた圧電センサについて、第１端子と第２端子との対向面間における炭素原子と金属原子の比（炭素原子／金属原子）と、第３端子と第４端子との対向面間における炭素原子と金属原子の比（炭素原子／金属原子）を測定し、その結果を表１に示した。

得られた圧電センサについて、圧電シートの厚み方向における第１端子及び第２端子の外面間の距離、並びに、圧電シートの厚み方向における第３端子及び第４端子の外面間の距離を測定し、その結果を表１に示した。

得られた圧電センサについて、第１端子及び第２端子の第１電極に対する面方向の破断強度、及び、第３端子及び第４端子の第２電極に対する面方向の破断強度を上述の要領で測定し、その結果を表１に示した。なお、「第１端子及び第２端子の第１電極に対する面方向の破断強度」を「第１端子－第２端子間」の欄に、「第３端子及び第４端子の第２電極に対する面方向の破断強度」を「第３端子－第４端子間」の欄に記載した。

得られた圧電センサについて、第１端子と２端子との間（第１端子－第２端子間）における抵抗（初期抵抗）、及び、第３端子と第４端子との間（第３端子－第４端子間）における抵抗（初期抵抗）を測定した。次に、圧電センサを温度８５℃及び相対湿度８５％の環境下にて５００時間放置する高温高湿試験を行った。圧電センサについて、第１端子と２端子との間における抵抗（試験後抵抗）、及び、第３端子と第４端子との間における抵抗（試験後抵抗）を測定した。抵抗変化率を下記式に基づいて算出して湿熱耐久性の指標とした。湿熱耐久性を下記基準にて評価した。
抵抗変化率（％）＝１００×（試験後抵抗－初期抵抗）／初期抵抗
○：抵抗変化率が１５０％未満であった。
×：抵抗変化率が１５０％以上であった。

１ 圧電センサ本体
10 圧電シート
10a 圧電シートの一面
10b 圧電シートの他面
11 第１電極
12 第２電極
13 第１端子
14 第２端子
15 第３端子
16 第４端子
17 第３電極
Ａ 圧電センサ

Claims (10)

1. 圧電シート、上記圧電シートの一面に積層一体化された第１電極及び上記圧電シートの他面に積層一体化された第２電極を有する圧電センサ本体と、
   上記第１電極上に積層一体化された第１端子と、
   上記圧電シートの他面側から上記第２電極と電気的に非接続状態にて第１電極に電気的に接続された第２端子と、
   上記第２電極上に積層一体化された第３端子と、
   上記圧電シートの一面側から上記第１電極と電気的に非接続状態にて第２電極に電気的に接続された第４端子とを有し、
   上記第１端子と上記第２端子との対向面において、炭素原子と金属原子の比［炭素元素濃度（ｗｔ％）／金属元素濃度（ｗｔ％）］が０．５～４であり、
   上記第１電極と、これに対向する上記第１端子及び上記第２端子とが接合一体化されており、この接合一体化部分において、圧電センサ本体部分が、上記第１電極、上記第１端子及び上記第２端子を構成している金属成分と混合した状態であることを特徴とする圧電センサ。
2. 第３端子と第４端子との対向面間において、炭素原子と金属原子の比［炭素元素濃度（ｗｔ％）／金属元素濃度（ｗｔ％）］が０．５～４であることを特徴とする請求項１に記載の圧電センサ。
3. 第１端子及び第２端子の第１電極に対する面方向の破断強度が５０Ｎ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電センサ。
4. 第３端子及び第４端子の第２電極に対する面方向の破断強度が５０Ｎ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電センサ。
5. 圧電センサ本体の圧電シートの厚み方向において、第１端子及び第２端子の外面間の距離、並びに、第３端子及び第４端子の外面間の距離が０．０５～３ｍｍであることを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の圧電センサ。
6. 第１端子及び第２端子は、圧電センサ本体に接続している接続端部以外の部分において互いに電気的に接続していることを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載の圧電センサ。
7. 第３端子及び第４端子は、圧電センサ本体に接続している接続端部以外の部分において互いに電気的に接続していることを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載の圧電センサ。
8. 第１電極と、これに対向する第１端子及び第２端子とが接合一体化されており、この接合一体化部分において、上記第１電極、上記第１端子及び上記第２端子を構成している金属成分と、圧電センサ本体の構成材料に起因した成分とが混合した状態となっていることを特徴とする請求項１～７の何れか１項に記載の圧電センサ。
9. 第１電極と、圧電シートの他面上に配設された第２端子と、上記圧電シートの他面上に配設された第２端子部分を厚み方向に投影した第１電極部分上に配設された第１端子とが、溶融接合されていることを特徴とする請求項１～８の何れか１項に記載の圧電センサ。
10. 請求項１～９の何れか１項に記載の圧電センサの製造方法であって、
    圧電シートの一面にその一部を第１電極非積層部分として除いた部分に第１電極を積層一体化し、上記圧電シートの他面にその一部を第２電極非積層部分として除いた部分に第２電極を積層一体化して積層体を作製する工程と、
    上記圧電シートの第２電極非積層部分に上記第２電極に対して電気的に非接続状態にて第２端子を配設する工程と、
    上記圧電シートの他面上に配設した第２端子部分を上記圧電シートの厚み方向に投影した、第１電極部分上に第１端子を配設する工程と、
    上記第１端子及び第２端子を配設した積層体に超音波振動を加えて、上記第１電極、上記第１端子及び上記第２端子同士を接合一体化する工程と、
    を有することを特徴とする圧電センサの製造方法。

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