JPH0479154B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は曲げ変形、圧力などを測定できる圧電
素子に係り、特にリード線、ケーブルのハンダ付
けにより外部回路の接続及びクリツプ使用による
外部回路の接続が可能な圧電素子に関する。

〔先行技術〕

先行技術としては本発明者らが特願昭59−
162670号として既に提案した可撓性圧電素子があ
る。この可撓性圧電素子は第５、第６図示のよう
に高分子圧電体１の一方の面に薄膜電極１１ａを
設け、この高分子圧電体１の一方の面の薄膜電極
１１ａに接続される薄膜リード部１３ａと、高分
子圧電体１の他方の面に接合される薄膜電極１１
及びそのリード部１３ｂとを高分子フイルム１４
の同一面の設けて可撓性電極シート９を形成し、
この可撓性電極シート９の薄膜電極１１、高分子
圧電体１の他方の面を接合すると共に、この高分
子圧電体１の一方の面の薄膜電極１１ａと可撓性
電極シート９の薄膜リード部１３ａとを接続用導
電体１２で接続してなるものである。１０は高分
子圧電体１の一方の面の薄膜電極１１ａの露出面
に接合された保護膜、１１ｂは高分子圧電体１の
他方の面に設けた薄膜電極で、設けなくてもよ
い。

このような先行素子は、省スペースで取り付け
ることができること、大きな変位を生じせしめる
ことができること、大きな曲げ変位を与えて大き
な信号出力を得ることができること、リード部１
３ａ，１３ｂにリード線をハンダ付け等により十
分な強度で取り付けることができること及びリー
ド部１３ａ，１３ｂのソケツトへの挿入・抜き出
しを容易に行うことができること等の優れた特長
を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記先行素子にあつては、高分子
圧電体１の一方の面の薄膜電極１１ａと可撓性電
極シート９の薄膜リード部１３ａとを接続する接
続用導電体１２が必要であり、場合によつてはリ
ード部１３ａ，１３ｂ間を絶縁する絶縁体１５も
必要であるため、構造が複雑で安価に容易に製造
できないばかりでなく、接続用導電体１２が剥離
し接触不良を起こすおそれも大きいという問題点
がある。

〔発明の概要〕 本発明素子は上記の問題点を解決するため、第
１、第２図示のように絶縁板１６上に２枚の電極
１７，１８を並べて設け、この両電極１７，１８
に圧電体１９の一方の面を接着し、この圧電体１
９の他方の面に共通電極２０を設けると共に、当
該電圧体１９の接着部より両端に延出する絶縁板
１６の両電極部分１７ａ，１８ａを信号端子とし
て構成したものである。

このような構成とすることにより本発明素子２
１は両電極１７，１８と共通電極２０との間に形
成される素子部分２１ａ，２１ｂが共通電極２０
で直列に接続された等価回路を構成するので、当
該素子２１に曲げ変形、振動あるいは圧力を与え
た場合には、これに比例した信号を当該等価回路
を介して両電極部分１７ａ，１８ａより取り出す
ことができる。また、両電極部分１７ａ，１８ａ
間に交流電圧を印加した場合にはこの交流電圧に
よつて当該素子２１を振動させることができる。

〔発明の具体的説明〕

第１図は本発明素子の第１実施例の部分分解斜
視図、第２図はその断面図である。

まず、その構成を説明する。

第１、第２図において、１６は絶縁板で、ポリ
イミド、ポリエステル、ナイロンなどの剛性が高
く、機械的強度の大きなプラスチツク板またはガ
ラスとこれらのプラスチツク板との複合板であ
る。１７，１８は金属箔、導電性塗料膜等による
電極で、絶縁板１６上に右、左に並べて設けられ
ている。

１９は圧電体で、セラミツクス系、高分子系の
いずれのものでもよいが、高分子圧電体は可撓性
に優れ、高出力が得られるので好ましい。２２，
２３は絶縁板１６上の２枚の電極１７，１８と対
をなす電極で、圧電体１９の一方の面に右、左に
並べて設けられている。圧電体１９の他方の面に
は共通電極２０が設けられている。

圧電体１９の両面の電極２２，２３及び２０は
金属蒸着、金属スパツタリング、エツチング、導
電性塗料印刷などの手段により圧電体１９の両面
に形成される。

そして、絶縁板１６上の両電極１７，１８に圧
電体１９の一方の面の両電極２２，２３をエポキ
シ、ウレタン等の導電性接着剤により接着するか
または絶縁性接着剤により部分接着する。その接
着は両者間が100Ω以下の低抵抗で導通するもの
であることが望ましい。２４は接着剤薄層であ
る。

また圧電体１９の接着部より両端に延出する絶
縁板１６の両電極部分１７ａ，１８ａを信号端子
とする。

第３図は第２実施例の断面図である。

この第２実施例は絶縁板１６上の２枚の電極１
７，１８の表面を波状にして圧電体１９の両電極
２２，２３との接着を一層確実にしたものであ
る。

いずれの実施例においても圧電体１９の一方の
面の電極２２，２３は設けなくてもよいが、当該
電極２２，２３を設けない場合には、圧電体１９
の一方の面と絶縁板１６上の両電極１７，１８は
接着剤により接着されることになり、接着が不完
全であつたり、振動により剥離しあるいは熱履歴
により耐久性が低下して不良になると、信号取り
出しができなくなるおそれがあるので、圧電体１
９の一方の面にも電極２２，２３を設けることが
望ましい。

また、可撓性を高め曲げ変形による信号と大と
する必要がある場合には、絶縁板１６、その電極
１７，１８及び圧電体１９、その電極２０，２
２，２３並びに接着剤薄層２４をできる限り薄く
形成し、素子全体を薄形にすればよい。

次にその作用を説明する。

本発明素子２１は上記のような構成であるか
ら、両電極１７，１８及びこれと対をなす電極２
２，２３と共通電極２０との間に形成される素子
部分２１ａ，２１ｂが共通の電極２０で直列に接
続された等価回路を構成する。

第２、第３図示のように一方の対をなす電極１
７，２２が他方の対をなす電極１８，２３に比較
して小面積のときは、一方の素子部分２１ａの等
価回路は第４図示のように高抵抗と小容量コンデ
ンサの並列回路となり、負荷インピーダンスが極
めて大きい場合に適する。この場合、一方の素子
部分２１ａは電気的結合を行うだけとなり、他方
の素子部分２１ｂに発生する信号を両電極１７，
１８の電極部分１７ａ，１８ａ間より取り出すこ
とができる。特に一方の素子部分２１ａを形成す
る小面積の電極１７，２２側をシグナル側とし、
他方の素子部分２１ｂを形成する大面積の電極１
８，２３側をアース側として信号を取り出すの
が、ノイズを小さくできるので好ましい。

また、両電極部分１７ａ，１８ａ間に交流電圧
を印加する、交流電圧は一方の素子部分２１ａを
介して他方の素子部分２１ｂの電極２０と２３，
１８間に加わり、当該素子２１を振動させること
ができる。

本発明においては、負荷インピーダンスが小さ
い場合には両電極１７，２２対と１８，２３対を
ほぼ等しい面積とすればよい。

上述のように本発明によれば、絶縁板１６上に
２枚の電極１７，１８を並べて設け、この両電極
１７，１８に圧電体１９の一方の面を接着し、こ
の圧電体１９の他方の面に共通電極２０を設ける
と共に、当該圧電体１９の接着部より両端に延出
する絶縁板１６の両電極部分１７ａ，１８ａを信
号端子として構成したので、従来必要であつた接
続用導電体１２や絶縁体１５を不要にでき、構造
が簡単で安価に容易に製造できるばかりでなく、
接続用導電体１２の剥離による接触不良を回避で
き、また電極部分１７ａ，１８ａにリード線やケ
ーブルをハンダ付けあるいはクリツプ使用により
外部回路と接続することができる。

また、本実施例のように絶縁板１６上の両電極
１７，１８と対をなす電極２２，２３を圧電体１
９の一方の面に設けた場合には、信号取り出しが
確実になる特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明素子の第１実施例の部分分解斜
視図、第２図はその断面図、第３図は第２実施例
の断面図、第４図は第１、第２実施例の等価回路
図、第５図は先行素子の一例を示す部分分解斜視
図、第６図はその断面図である。 １６……絶縁板、１７，１８……電極、１７
ａ，１８ａ……電極部分、１９……圧電体、２０
……共通電極、２２，２３……電極、２４……接
着剤薄層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁板上に２枚の電極を並べて設け、この両
   電極に圧電体の一方の面を接着し、この圧電体の
   他方の面に共通電極を設けると共に、当該圧電体
   の接着部より両端に延出する絶縁板の両電極部分
   を信号端子として構成したことを特徴とする圧電
   素子。