JPH03287035A - 圧電型圧力分布センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は圧電型圧力分布センサに関し、特に、マトリ
クス状に配置された複数の圧電素子により接触圧力分布
を検出することができる圧電型圧力分布センサに関する
。

（従来技術） 第４図はこの発明の背景となる従来の圧電型圧力分布セ
ンサの一例を示す部分図解図である。圧電型圧力分布セ
ンサ１は、剛体で形成された基台２を含む。基台２上に
は、プリント基板３が形成される。プリント基板３には
、マトリクス状に複数のスルーホール３ａが形成される
。このスルーホール３ａ部分に圧電素子４が配置される
。

圧電素子４は、第５図に示すように、圧電体５を含み、
圧電体５の両端に第１の電極６ａおよび第２の電極６ｂ
が形成される。第１の電極６ａは接地され、第２の電極
６ｂは接続電極７を介してプリント基板３のパターン電
極に接続される。

接続電極７は、第２の電極６ｂとほぼ直交する直交部７
ａと、第２の電極６ｂおよび直交部７ａを接続する傾斜
部７ｂとを含む。そして、直交部７ａをプリント基板３
のパターン電極に接続することによって、第２の電極６
ｂがプリント基板３のパターン電極に接続される。さら
に、圧電素子７の上面は、シート材８で被覆される。

この圧電型圧力分布センサ１を使用する場合、シート材
８の上に被測定物が載せられる。そして、各圧電素子７
にかかる圧力を測定することによって、圧力の分布を知
ることができる。さらに、各圧電素子３を時分割的に測
定することによって、圧力分布の時間的な変化を知るこ
とができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この圧電型圧力分布センサでは、第６図
に示すように、被測定物による圧力のために、シート材
が圧電素子に食い込んでしまう。そのため、接続電極の
傾斜部に被測定物による圧力の一部がかかり、その圧力
が直交部を介してプリント基板に伝わってしまう。プリ
ント基板乙こ伝わった圧力は、圧電素子では検出されず
、測定誤差の原因となっていた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、従来のものに比
べて、圧電素子にかかる圧力の漏泊こよる測定誤差を小
さくすることができる圧電型圧力分布センサを提供する
ことである。

（課題を解決するための手段） この発明は、マトリクス状に配置され、圧力変化に応し
た電圧を出力する複数の圧電素子を含む圧電型圧力分布
センサであって、圧電素子は、圧電体と、圧電体の一端
に形成される第１の電極と、圧電体の他端に形成される
第２の電極と、第２の電極から延びて形成され、かつ第
２の電極から延びる部分が圧電体の一端および他端を除
く壁面に沿うように形成される接続電極を含む、圧電型
圧力分布センサである。

（作用） 圧電素子の第２の電極が、圧電体の他端に形成され、第
２の電極の主面に被測定物の圧力が与えられる。第２の
電極に与えられた圧力は、圧電体で出力電圧に変換され
る。このとき、接続電極の第２の電極から延びる部分は
、圧電体の一端および他端を除く壁面に沿うように形成
されるため、接続電極の主面に圧力がかからない。

（発明の効果） この発明によれば、圧電素子上に与えられた圧力は、接
続電極の主面にかかることがないため、接続電極を介し
て他の部分に伝わりにくい。そのため、圧電素子に与え
られた圧力がプリントｉ板に漏れることが少なく、その
大部分が圧電体に伝えられる。したがって、従来の圧電
型圧力分布センサに比べて、圧力の漏れによる測定誤差
が小さくなり、正確な圧力分布を測定することができる
。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示す分解斜視図である。

圧電型圧力分布センサ１０は、たとえばステンレス鋼な
どの剛体で形成される基台１２を含む。基台１２上には
、プリント基板１４が形成される。プリント基板１４は
、たとえばガラスエポキシ樹脂などの絶縁体で形成され
、その主面上にパターン電極が形成される。このプリン
ト基板１４には、マトリクス状に複数のスルーホール１
４ａが形成される。

プリント基板１４のスルーホール１４ａ形成部分乙こは
、第２図に示すように、圧電素子１６が配置される。圧
電素子１６は、第３図に示すように、たとえば４角柱状
の圧電体１８を含む。圧電体１８の一端には、第１の電
極２０が形成される。第１の電極２０には鉤状の折曲げ
部２０ａが形成され、この折曲げ部２０ａがプリント基
板１４上のパターン電極に接続される。第１の電極２０
は、たとえばアース電極として用いられる。

圧電体１８の他端には、第２の電極２２が形成される。

第２の電極２２は、接続電極２４によって、プリント基
板１４のパターン電極に接続される。この接続電極２４
では、第２の電極２２から延びる部分が、圧電体１８の
一端および他端を除く壁面に沿うように形成される。つ
まり、接続電極２４は、第２の電極２２と直角方向に延
びて形成される直交部２４ａを含む。また、接続電極２
４は、直交部２４ａから直角方向に延びて形成され、圧
電体１８の壁面から離れた位置でプリント基板１４方向
に向かう鉤状部２４ｂを含む。

さらに、接続電極２４には、鉤状部２４ｂから折れ曲が
るように形成される接続部２４ｃが形成され、この接続
部２４Ｃがプリント基板１４に接続される。したがって
、第２の電極２２とプリント基板１４のパターン電極と
が、接続電極２４を介して接続される。

圧電素子工６上には、シート材２６が取り付けられる。

シート材２６は、たとえばフェルト層２８を含み、フェ
ルト層２８上に銅張フレキシブル基板３０およびウレタ
ンゴム層３２が形成される。

さらに、ウレタンゴム層３２上には、ガラスエポキシ樹
脂層３４が形成される。ここで、銅張フレキシブル基板
３０は、圧電素子１６の電磁シーｌレド用電極として用
いられる。

この圧電型圧力分布センサ１０を用いる場合、シート材
２６上に被測定物が載せられる。被測定物による圧力は
、圧電素子１６の圧電体１８に伝えられ、この圧力に応
して圧電体１８に電圧が発生する。発生した電圧は、プ
リント基盤１４のノくターン電極を通して、信号処理回
路（図示せず）に伝えられる。

信号処理回路では、各圧電素子１６で測定した電圧が処
理され、被測定物の圧力分布が把握される。また、各圧
電素子１６について、時分割的に電圧を測定すれば、シ
ート材２６上の被測定物の圧力分布が変化しても、その
時間的な変化を知ることができる。

この圧電型圧力分布センサ１０では、接続電極の直交部
２４ａが圧電体１８の壁面に沿うように形成されている
ため、圧電素子１６上に圧力が与えられても、接続電極
２４の主面で圧力を受けることがない。したがって、圧
電素子１６上に与えられた圧力は、接続電極２４を介し
てプリント基板１４に伝わりに＜＜、その大部分が圧電
体１８に伝えられる。そのため、従来の圧電型圧力分布
センサに比べて、圧電素子１６上に与えられた圧力が正
確に測定される。つまり、この発明の圧電型圧力分布セ
ンサ１０を用いれば、与えられた圧力の漏れによる測定
誤差が少なく、正確な圧力分布を測定することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す分解斜視図である。 第２図は第１図に示す圧電型圧力分布センサの圧電素子
周辺部を示す図解図である。 第３図は第２図に示す圧電素子を示す斜視図である。 第４図はこの発明の背景となる従来の圧電型圧力分布セ
ンサの一例を示す部分図解図である。 第５図は第４図に示す従来の圧電型圧力分布センサに用
いられる圧電素子の一例を示す斜視図である。 第６図は第４図に示す従来の圧電型圧力分布センサに圧
力が与えられた場合を示す図解図である。 図において、ｌＯは圧電型圧力分布センサ、１６は圧電
素子、１８は圧電体、２０は第１の電極、２２は第２の
電極、２４は接続電極を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マトリクス状に配置され、圧力変化に応じた電圧を出力
   する複数の圧電素子を含む圧電型圧力分布センサであっ
   て、 前記圧電素子は、 圧電体、 前記圧電体の一端に形成される第１の電極、前記圧電体
   の他端に形成される第２の電極、および 前記第２の電極から延びて形成され、かつ前記第２の電
   極から延びる部分が前記圧電体の一端および他端を除く
   壁面に沿うように形成される接続電極を含む、圧電型圧
   力分布センサ。