JPH04132917A - 圧力センサ - 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］ 本発明は、圧電素子を複数積層して微小な圧力変化を測
定するための圧力センサに関する。

［従来の技術］ 従来より、微小な圧力変化を測定するために複数の環状
圧電素子を備えた主体金具内に収納保持した圧力センサ
が存在する。

この圧力センサは、円環状の陽極電極、圧電素子、円環
状の陰極電極、圧電素子の順に、圧電素子と電極とが交
互に複数積層されている。

そして、複数の陽極電極同士の電気的な接続は、これら
の電極間に連結片を配して、電極と連結片とを半田付け
により接合することによってなされていた。同様に複数
の陰極電極同士の電気的な接続もなされていた。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、従来技術においては、各電極間の電気的な接
続を半田付けによって行われているので、製造工数が多
いという課題があった。

本発明は、半田付けをすることなく電極同士の電気的な
接続を行える圧力センサの提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の圧力センサは、環状の圧電素子と、この圧電素
子の一方側に重ねられる環状の第１電極板と、この第１
電極板と極性が異なるとともに、前記圧電素子の他方側
に重ねられる環状の第２電極板とを複数積層してなる圧
力センサにおいて、前記複数の第１を極板または前記複
数の第２電極板は、１枚のプレートにより形成されてい
る技術手段を採用した。

［作用コ 複数の第１電極板または複数の第２電極板を１枚のプレ
ートにより形成することによって、複数の第１電極板同
士または複数の第２電極板同士の電気的な接続に半田付
けが不要となる。

［発明の効果コ 半田付けが不要となるので、製造工数を軽減できる。

［実施例］ 本発明の圧力センサを第１図ないし第３図に示す一実施
例に基づき説明する。

第１図は圧電素子内蔵型圧力センサの分解図でである。

圧電素子内蔵型圧力センサ１は、主体金具２、押え金３
、圧電素子群４、陽極電極５、陽極側接続コード６、陰
極電極７、陰極側接続コード８および受は金９を備え、
微小な圧力変化を測定するものである。

主体金具２は、ステンレス板または防錆メツキを施した
軟鋼板等の比較的に薄い導電性金属プレートをプレス成
形機により深絞り加工することによって、円環状の底壁
２１および筒状の外側壁２２が形成されている。

底壁２１の内周端には、陽極側接続コード６および陰極
側接続コード８を主体金具２の中央付近に位置させる保
持部２３が一体的に形成されている。

この保持部２３は、かしめにより曲げられることによっ
て陽極側接続コード６および陰極側接続コード８を収容
保持する。

外側壁２２は、底壁２１の外周端より直交方向に延長さ
れている。この外側壁２２の内周には、押え金３、圧電
素子群４、陽極電極５、陰極電極７および受は金９が嵌
め合わされている。また、外側壁２２の開放端部は、か
しめにより折り曲げられると、圧電素子群４、陽極電極
５、陰極電極７および受は金９を押え金３に押さえ付け
て主体金具２内に固定する。

押え金３は、円環状を呈し、ステンレス鋼または銅系の
主体金具２より厚い金属プレートである。

圧電素子群４は、複数の圧電素子４１〜４６からなる。

これらの圧電素子４１〜４６は、チタン酸ジルコン酸鉛
等の圧電セラミックで焼結により円環状に形成されてお
り、加えられた圧力に応じた起電力をそれぞれ発生する
。

圧電素子４１．４３．４５は、一方便の面（第１図にお
いて図示上端面）が陰極側面とされ、他方側の面（第１
図において図示下端面）が陽極側面とされている。圧電
素子４２．４４．４６は、一方便の面（第１図において
図示上端面）が陽極側面とされ、他方側の面（第１図に
おいて図示下端面）が陰極側面とされている。

陽極電極板５は、ステンレス鋼またはリン青銅等の銅系
の等の比較的に薄い導電性金属プレート（板厚：　ｔ　
＝　０．１ｍ　）　５０をプレス成形機により打ち抜き
加工することによって、第２図に示すように、複数の第
１電極板５１〜５３および連結片５５．５６を形成して
いる。複数の第１電極板５１〜５３は、円環状に形成さ
れている。

第１電極板５１は、連結片５５に対して９０°だけ折り
曲げられている。さらに、第１電極板５１は、方便の面
（第１図において図示上端面）が圧電素子４１の陽極側
面に重ねられ、他方側の面（第１図において図示下端面
）が圧電素子４２の陽極側面に重ねられている。

第１電極板５２は、連結片５５．５６に対して９０°だ
け折り曲げられて、第１電極板５１と並行して配設され
ている。この第１電極板５２は、一方便の面（第１図に
おいて図示上端面）が圧電素子４３の陽極側面に重ねら
れ、他方側の面（第１図において図示下端面）が圧電素
子４４の陽極側面に重ねられている。

第１電極板５３は、連結片５６に対して９０°だけ折り
曲げられ、第１電極板５１と並行して配設されている。

この第１電極板５３は、一方側の面（第１図において図
示上端面）が圧電素子４５の陽極側面に重ねられ、他方
側の面（第１図において図示下端面）が圧電素子４６の
陽極側面に重ねられている。

また、第１電極板５３の内周部には、陽極側接続コード
６を主体金具２の中央付近に位置させる保持部５８が一
体的に形成されている。この保持部５８は、かしめによ
り曲げられることによって陽極側接続コード６を収容保
持する。

連結片５５は第１電極板５１．５２の外周端部同士を繋
ぎ、連結片５６は第１電極板５２．５３の外周端部同士
を繋いでいる。また、連結片５５は、第１図に示すよう
に、連結片５６に対して９０°ずれた位置に設けられて
いる。

陽極側接続コード６は、陽極電極５の第１電極板５３に
形成された保持部５８にかしめにより接続された陽極側
リード線６１、この陽極側リード線６１を被覆する絶縁
部材製の陽極側ケーブル６２を有する。

陰極電極板７は、ステンレス鋼またはリン青銅等の銅系
の等の比較的に薄い導電性金属プレート（板厚：　ｔ　
＝　０．１ｍ　＞　７０をプレス成形機により打ち抜き
加工することによって第３図に示すように、複数の第２
電極板１１〜１４および連結片７５〜７７を形成してい
る。複数の第２電極板７１〜７４は、円環状に形成され
ている。

第２電極板７１は、連結片７５に対して９０°だけ折り
曲げられている。さらに、第２電極板７１は、圧電素子
４１の陰極側面に重ねられている。また、第２電極板７
１の内周部には、陰極側接続コード８を主体金具２の中
央付近に位置させる保持部７８が一体的に形成されてい
る。この保持部７８は、かしめにより曲げられることに
よって陰極側接続コード８を収容保持する。

第２電極板７２は、連結片７５．７６に対して９０°だ
け折り曲げられて、第２電極板７１と並行して配設され
ている。この第２電極板７２は、一方側の面（第１図に
おいて図示上端面）が圧電素子４２の陰極側面に重ねら
れ、他方側の面（第１図において図示下端面）が圧電素
子４３の陰極側面に重ねられている。

第２電極板７３は、連結片７６．７７に対して９０’だ
け折り曲げられ、第２電極板７２と並行して配設されて
いる。この第２電極板７３は、一方側の面（第１図にお
いて図示上端面）が圧電素子４４の陰極側面に重ねられ
、他方側の面（第１図において図示下端面）が圧電素子
４５の陰極側面に重ねられている。

第２電極板７４は、連結片７７に対して９０”だけ折り
曲げられ、第２電極板７３と並行して配設されている。

この第２電極板７４は、圧電素子４６の陰極側面に重ね
られている。

連結片１５は第２電極板γ１．１２の外周端部同士を繋
ぎ、連結片７６は第２電極板７２．７３の外周端部同士
を繋ぎ、連結片７７は第２電極板７３．７４の外周端部
同士を繋いでいる。また、連結片７５．７７は、第１図
に示すように、連結片７６に対して９０°ずれた位置に
設けられている。

陰極側接続コード８は、陰極電極７の第２を極板７１に
形成された保持部７８にかしめにより接続された陰極側
リード線８１、この陰極側リード線８１を被覆する絶縁
部材製の陰極側ケーブル８２を有する。

受は金９は、円環状を呈し、主体金具２の外側壁２２の
開放端部が折り曲げられると、その外側壁２２の開放端
部に押え込まれて、圧電素子群４、陽極電極５、陰極電
極７を主体金具２内に固定する。

本実施例の圧電素子内蔵型圧力センサ１の組み付は方法
を第１図ないし第３図に基づき説明する。

プレス成形機による深絞り加工によって主体金具２を形
成し、さらに圧電素子４１〜４６、押え金３および受は
金９を所定の形状に形成する。

また、プレス成形機による打ち抜き加工によって、ステ
ンレス鋼またはリン青銅等の銅系の等の比較的に薄い導
電性金属プレート５０．７０に、第２図および第３図に
示すように、複数の第１電極板５１〜５３および連結片
５５．５６を有する陽極電極５、および複数の第２電極
板７１〜７４および連結片７５〜７７を有する陰極電極
７を形成する。

そして、第１電極板５１〜５３を連結片５５．５６に対
して９０”折り曲げ、第２電極板７１〜１４を連結片７
５〜７７に対して９０°折り曲げて、第１図に示すよう
に、各第１電極板５１〜５３および各第２電極板７１〜
７４を並行させる。

また、主体金具２の底壁２１に形成された保持部２３、
および第１電極板５３および第２電極板７１の内周端に
形成された保持部５８．７８を、底壁２１、および第１
電極板５３および第２電極板７１に対して９０゜折り曲
げる６そして、第１電極板５３および第２電極板７１の
保持部５８．７８にそれぞれ陽極側接続コード６および
陰極側接続コード８を挿入した後に、保持部５８．１８
をかしめることによって、陽極電極５および陰極電極７
と陽極側接続コード６および陰極側接続コード８との電
気的な接続を行う。

なお、第１電極板５１〜５３同士および第２電極板７１
〜７４同士の電気的な接続は、これらが１枚の導電性金
属プレート５０．７０により連結片５５．５６および連
結片７５〜７７とともに一体的に形成されているので、
半田付は等の溶接を行わなくとも確実になされている。

すなわち、半田付は等の溶接を行わなくとも確実に第１
電極板５１〜５３同士および第２電極板７１〜７４同士
の電気的な接続を行うことができるので、製造工数を減
少できる。なお、第１電極板および第２電極板の積層数
が増加すれば増加するほどその効果は大となる。

そして、圧電素子４１〜４６の陽極側面に陽極電極５の
第１電極板５１〜５３を配設し、圧電素子４１〜４６の
陰極側面に陰極電極７の第２電極板７１〜７４を配設す
る。その後、押え金３と、圧電素子群４、陽極電極５お
よび陰極電極７からなる積層体と、受は金９を主体金具
２内に収容し、陽極側接続コード６および陰極側接続コ
ード８を主体金具２の底壁２１の開口より取り出す。そ
して、主体金具２の外側壁２２の開放側端部をかしめに
より内側に折り曲げて押え金３と受は金９との間に圧電
素子群４、陽極電極５および陰極電極７からなる積層体
を挟み込んで主体金具２内に固定する。さらに、主体金
具２の底壁２１の開口より取り出した陽極側接続コード
６および陰極側接続コード８を主体金具２の底壁２１の
保持部２３をかしめることによって、陽極側接続コード
６および陰極側接続コード８を主体金具２に固定して一
体化させる。

この結果、陽極側接続コード６および陰極側接続コード
８が分離することを防止でき、さらに陽極側接続コード
６および陰極側接続コード８を主体金具２に固定する保
持具を新たに設ける必要がないので、部品点数を減少さ
せることができる。

（変形例） 本実施例では、陽極電極と陰極電極との両方を１枚のプ
レートで形成したが、陽極電極または陰極電極のどちら
か一方のみを１枚のプレートで形成しても良い。

本実施例では、圧電素子を６個積層した圧力センサを用
いたが、圧電素子を２〜５個積層した圧力センサや、圧
電素子を７個以上積層した圧力センサを用いても良い、
但し、圧電素子を２個積層した圧力センサの場合は、最
も外側となる陽極電極または陰極電極同士の電気的な接
続を主体金具により行うことも可能なため、圧電素子は
３個以上が望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示す。 第１図は圧電素子内蔵型圧力センサの分解図、第２図は
陽極電極の展開図、第３図は陰極電極の展開図である。 図中 １・・・圧電素子内蔵型圧力センサ　４１〜４６・・・
複数の圧電素子　５０．７０・・・導電性金属プレート
　５１〜５３・・・複数の第１電極板　７１〜７４・・
・複数の第２電極板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）環状の圧電素子と、 この圧電素子の一方側に重ねられる環状の第１電極板と
   、 この第１電極板と極性が異なるとともに、前記圧電素子
   の他方側に重ねられる環状の第２電極板と を複数積層してなる圧力センサにおいて、 前記複数の第１電極板または前記複数の第２電極板は、
   １枚のプレートにより形成されていることを特徴とする
   圧力センサ。