JPH06249731A - 圧電型振動センサとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧電型振動センサの量産性を向上させる。 【構成】 圧電体２１と、該圧電体２１の両面に配設さ
れる第一の電極２７及び第二の電極３１と、これら第一
の電極２７と第二の電極３１とを挟む第一の支持板２２
と第二の支持板２３と、第一の支持板２２が導電接着層
３０を介して固定され、電気回路用電極２４が設けられ
た基板２５と、第二の支持板２３に固定される荷重体２
６とを有する。第一の支持板２３に第一の支持板２３を
貫通するスルーホール２８を形成し、このスルーホール
２８に第一の電極２７と導電接着層３０とを電気的に接
続する接続部２９を設ける。 【効果】 第一の電極が、接続部、導電接着層を通して
電気回路用電極に接続されるから、第二の電極をワイヤ
ボンディング技術で配線でき、自動的に配線でき、圧電
型振動センサの量産性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転機の監視、衝撃ス
ィッチ等に利用される圧電型振動センサにかかり、特
に、量産性を向上させた圧電型振動センサとその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、圧電型振動センサは、圧電体を
圧縮することにより電荷を発生させ、この電荷を検出す
る構成にされている。従来、この種に圧電型振動センサ
として、図５に示す圧電型振動センサが知られている。
この圧電型振動センサ１は、板状圧電体２と、この圧電
体２の両面に配設される第一の支持板３及び第二の支持
板４と、第一の支持板３の下面に固定された基板５と、
第二の支持板４の上面に固定された荷重体６とから構成
されている。すなわち、基板５の上面に第一の支持板３
の下面が固定され、この第一の支持板３の上面に圧電体
２の下面が固定され、この圧電体２の上面に第二の支持
板４が固定され、この第二の支持板４の上に荷重体６が
固定されている。

【０００３】圧電体２には、圧電体２の裏面に第一の電
極７が設けられ、圧電体２の表面に第二の電極８が設け
られている。これら第一の電極７と第二の電極８とに
は、リード線９の一端がそれぞれ接続されている。これ
らリード線９の他端は、第一の支持板３周囲に位置し、
かつ基板５の上面に設けられた電気回路用電極に、半田
１０でそれぞれ接続されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示すように、第一の電極７は圧電体２の裏面に設けられ
ているため、第一の電極７と基板５上の回路用電極１１
とをワイヤボンディング技術で接合できず、第一の電極
７と回路用電極１１とにリード線９を手作業で接合して
いた。このため、各圧電型振動センサ１毎に手作業で第
一の電極７にリード線９を取り付ける作業が必要にな
り、圧電型振動センサ１の製造作業が煩雑になり、圧電
型振動センサ１の製造に要する期間が長くなるという問
題があった。

【０００５】本発明は前記課題を有効に解決するもの
で、圧電型振動センサの量産性を向上させることによ
り、圧電型振動センサの製造作業性を向上させるととも
に、圧電型振動センサの製造期間を短縮させた圧電型振
動センサとその製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の圧電型振
動センサは、圧電体と、該圧電体の両面に配設される第
一の電極および第二の電極と、これら第一の電極と第二
の電極とを介して圧電体を挟む第一の支持板および第二
の支持板と、第一の支持板が固定され、電気回路用電極
が設けられた基板と、第二の支持板に固定された荷重体
とを有する圧電型振動センサであって、前記第一の支持
板と電気回路用電極とが導電接着層を介して固着され、
前記第一の支持板には、該第一の支持板を貫通するスル
ーホールが形成され、該スルーホールには、前記第一の
電極と導電接着層とを電気的に接続する接続部が設けら
れていることを特徴とするものである。

【０００７】請求項２記載の圧電型振動センサの製造方
法は、請求項１記載の圧電型振動センサの製造方法であ
って、前記第一の支持板と、基板とを接着する際に、前
記電気回路用電極と第一の支持板との間に加熱により溶
融する接着剤を介在させておき、該接着剤を加熱溶融後
に冷却して導電接着層に変化させることにより、第一の
支持板と電気回路用電極とを接着することを特徴とする
ものである。

【０００８】請求項３記載の圧電型振動センサの製造方
法は、請求項２記載の圧電型振動センサの製造方法であ
って、第一の支持板と電気回路用電極とを接着するとと
もに、圧電体と、第一の電極および第二の電極と、第一
の支持板および第二の支持板とを組み立てた後、該第二
の支持体に荷重体を固定することを特徴とするものであ
る。

【０００９】請求項４記載の圧電型振動センサは、圧電
体と、該圧電体の両面に配設される第一の電極および第
二の電極と、これら第一の電極と第二の電極とを介して
圧電体を挟む第一の支持板および第二の支持板と、第一
の支持板が固定され、電気回路用電極が設けられた基板
と、第二の支持板に固定された荷重体とを有する圧電型
振動センサであって、前記第一の支持板と電気回路用電
極とが誘電接着層を介して固着され、前記第一の支持板
には、該第一の支持板を貫通するスルーホールが形成さ
れ、該スルーホールには、前記第一の電極に電気的に接
続された接続部が設けられ、これら接続部と電気回路用
電極とが誘電接着層を挟む位置に配されていることを特
徴とするものである。

【００１０】請求項５記載の圧電型振動センサの製造方
法は、請求項４記載の圧電型振動センサの製造方法であ
って、前記第一の支持板と、基板とを接着する際に、該
基板に設けられた電気回路用電極と第一の支持板との間
に液相誘電接着層を介在させておき、該液相誘電接着層
を硬化させることにより、第一の支持板と電気回路用電
極とを接着することを特徴とするものである。

【００１１】請求項６記載の圧電型振動センサの製造方
法は、請求項５記載の圧電型振動センサの製造方法であ
って、第一の支持板と電気回路用電極とを接着するとと
もに、圧電体と、第一の電極および第二の電極と、第一
の支持板および第二の支持板とを組み立てた後、該第二
の支持体に荷重体を固定することを特徴とするものであ
る。

【００１２】

【作用】請求項１記載の圧電型振動センサでは、圧電体
の両面に第一の電極と第二の電極とが配設され、これら
第一の電極と第二の電極とを介して圧電体が第一の支持
板と第二の支持板とで挟まれる。第一の支持板が基板に
固定され、第二の支持板に荷重体が固定される。第一の
支持板が基板に設けられた電気回路用電極に導電接着層
を介して固着され、第一の支持板に形成されたスルーホ
ールに接続部が設けられ、この接続部が第一の電極と導
電接着層とを接続するから、これら接続部と導電接着層
とを介して第一の電極と電気回路用電極とが電気的に接
続される。

【００１３】請求項２記載の圧電型振動センサの製造方
法では、前記第一の支持板と、基板とを接着する際に、
該基板に設けられた電気回路用電極と第一の支持板との
間に加熱により溶融する接着剤を介在させておくから、
この接着剤上に第一の支持板を移動させることにより、
電気回路用電極に対する第一の支持板の位置が調整され
る。その後、接着剤を加熱溶融後に冷却して導電接着層
に変化させることにより、第一の支持板と電気回路用電
極とを接着するから、これら第一の支持板と電気回路用
電極とが導電接着層を介して強固に接着される。

【００１４】請求項３記載の圧電型振動センサの製造方
法では、請求項２記載の作用を有するとともに、第一の
支持板と電気回路用電極とを接着するとともに、圧電体
と、第一の電極および第二の電極と、第一の支持板およ
び第二の支持板とを組み立てるから、第一の電極が電気
回路用電極に電気的に接続され、第二の電極が別の電気
回路用電極に接続可能になる。その後、第二の支持体に
荷重体を固定するから、圧電型振動センサが組み立てら
れる。

【００１５】請求項４記載の圧電型振動センサでは、圧
電体の両面に第一の電極と第二の電極とが配される。こ
れら第一の電極と第二の電極とを介して圧電体が第一の
支持板と第二の支持板とで挟まれる。第一の支持板が基
板に固定され、第二の支持板に荷重体が固定される。第
一の支持板が基板の電気回路用電極に誘電接着層を介し
て固着され、第一の支持板のスルーホールに接続部が設
けられ、これら電気回路用電極と接続部とが誘電接着層
を挟む位置に配されているから、この誘電接着層の両面
に電気回路用電極と接続部とが配され、コンデンサが構
成される。このため、圧電体で発生した電荷が第一の電
極に伝達され、この電荷を誘電接着層が電気回路用電極
に伝達される。

【００１６】請求項５記載の圧電型振動センサの製造方
法では、前記第一の支持板と、基板とを接着する際に、
該基板に設けられた電気回路用電極と第一の支持板との
間に液相誘電接着層を介在させておくから、この液相誘
電接着層上に第一の支持板を移動させることにより、電
気回路用電極に対する第一の支持板の位置が調整され
る。その後、液相誘電接着層を硬化させることにより、
第一の支持板と電気回路用電極とを接着するから、これ
ら第一の支持板と電気回路用電極とが誘電接着層で強固
に接着される。

【００１７】請求項６記載の圧電型振動センサの製造方
法では、請求項５記載の作用を有するとともに、第一の
支持板と電気回路用電極とを接着するとともに、圧電体
と、第一の電極および第二の電極と、第一の支持板およ
び第二の支持板とを組み立てるから、第一の電極が電気
回路用電極に電気的に接続され、第二の電極が別の電気
回路用電極に接続可能になる。その後、第二の支持体に
荷重体を固定するから、圧電型振動センサが組み立てら
れる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の圧電型振動センサの第一実施
例について、図１を参照しながら説明する。図１に示す
ように、符号２０は圧電型振動センサであり、この圧電
型振動センサ２０は、圧電体２１と、この圧電体２１の
裏面に配設される第一の電極２７と、圧電体２１の表面
に配設される第二の電極３１と、第一の電極２７の裏面
に配設される第一の支持板２２と、第二の電極３１の表
面に配設される第二の支持板２３と、第一の支持板２２
の裏面に固定される基板２５と、第二の支持板２３の表
面に固定される荷重体２６とを有してなる。

【００１９】基板２５は、エポキシ樹脂にガラス繊維を
含浸させたガラス繊維強化エポキシ樹脂等の繊維強化樹
脂（ＦＲＰ）からなる基板本体と、この基板本体の表面
に設けられ、第一の支持板２２が固定された電気回路用
電極２４とを有する構成にされている。この電気回路用
電極２４は、銅メッキ等により形成され、第一の支持板
２２の裏面に対向する位置に配されている。第一の支持
板２２と第二の支持板２３とも基板本体と同様に繊維強
化樹脂（ＦＲＰ）から構成するのが好ましい。

【００２０】第一の支持板２２には、該第一の支持板２
２の表裏面にそれぞれ銅箔等の第一の電極２７が設けら
れるとともに、第一の支持板２２の中央部を貫通するス
ルーホール２８が形成されている。このスルーホール２
８には、周壁に金属メッキ層２９（接続部）が形成され
ている。この金属メッキ層２９は、第一の支持板２２の
表裏面に設けられた各第一の電極２７に電気的に接続さ
れている。

【００２１】第一の支持板２２の裏面に設けられた第一
の電極２７と、基板２５の表面に設けられた電気回路用
電極２４との間には、これらを固着する導電接着層３０
が介在されている。この導電接着層３０としては、半田
や、エポキシ樹脂等の合成樹脂に導電体を分散させた導
電性接着剤が使用されている。

【００２２】圧電体２１の表面に銅箔等の第二の電極３
１が設けられ、この第二の電極３１の表面に第二の支持
板２３の裏面が配設され、この第二の支持板２３の表面
に荷重体２６が固定されている。すなわち、圧電体２１
の両面に第一の電極２７と第二の電極３１とが配され、
これら第一の電極２７と第二の電極３１とが第一の支持
板２２と第二の支持板２３とに挟まれ、これら第一の支
持板２２と第二の支持板２３とが電気回路用電極２４と
荷重体２６とに挟まれている。

【００２３】圧電体２１としては、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリフッ化ビニル、テトラフルオロエチレンとトリ
フルオロエチレンとの共重合体等の合成樹脂製圧電材料
や、チタン酸金属塩、ジルコン酸金属塩等のペロブスカ
イト構造をもつセラミックス製圧電材料を使用すること
ができる。

【００２４】次に、圧電型振動センサの製造方法につい
て説明する。第一の支持板２２の両面に銅箔等の第一の
電極２７を接着するとともに、第二の支持板２３の裏面
に第二の電極３１を接着しておく。そして、第一の支持
板２２のスルーホール２８をメッキ処理することによ
り、このスルーホール２８の周壁に金属メッキ層２９を
設け、この金属メッキ層２９で第一の支持板２２の両面
に貼設された第一の電極２７を接続する。これら第一の
支持板２２と第二の支持板２３とを圧電体２１にエポキ
シ樹脂等の合成樹脂製接着剤で接着し、この接着剤が硬
化した後、第一の支持板２２、第二の支持板２３、圧電
体２１を所定の寸法に切断する。

【００２５】そして、基板２５上の電気回路用電極２４
に半田ペースト等の導電接着層（接着剤）をディスペン
サ等で塗布し、この導電接着層の上に第一の支持板２２
を載置する。このときに、導電接着層上に第一の支持板
２２を設置し、この第一の支持板２２を移動させること
により、電気回路用電極２４に対する第一の支持板２２
の位置を調整する。その後、導電接着層を載せた基板２
５を炉に入れ、この炉の温度を上昇させ、導電接着層を
加熱溶融し、基板２５を炉から取り出し、導電接着層を
冷却することにより、導電接着層を固相導電接着層３０
に変態させ、この導電接着層３０で電気回路用電極２４
と第一の電極２７とを接着する。

【００２６】このように炉内に基板２５を通すことによ
り、第一の電極２７と電気回路用電極２４とが接続され
るとともに、基板２５と第一の支持板２２とが一体化さ
れる。ここで、炉の温度は、導電接着層３０が半田等の
金属材料にあっては該金属材料の融点以上に設定し、導
電接着層３０が導電性接着剤にあって該接着剤の硬化温
度に設定するのが好ましい。

【００２７】こうして基板２５上の電気回路用電極２４
と第一の電極２７とを導電接着層３０で接続し、基板２
５上の第二の電極３１と基板２５上の別の電気回路用電
極とをリード線３２で接続する。ここで、第二の電極３
１の表面は上方に配されているから、この第二の電極３
１にワイヤボンディング技術でリード線３２を配線す
る。その後、第二の支持板２３の上面に荷重体２６を接
着剤で固定することにより、圧電型振動センサ２０が組
み立てられる。

【００２８】（実験例１）１ｍｍの厚みで一辺が１５ｍ
ｍの略正方形状のガラスエポキシ板（第一の支持板）２
２の両面に３０μｍの厚みの銅箔（第一の電極）２７を
それぞれ接着し、ガラスエポキシ板２２に端辺から２．
５ｍｍの間隔をあけ、内径が０．２ｍｍのスルーホール
２８を縦、横方向それぞれ５ｍｍの間隔をあけて形成す
る。このスルーホール２８の周壁をメッキ処理すること
により、金属メッキ層２９を設け、この金属メッキ層２
９でガラスエポキシ板２２の両面の銅箔２７を接続す
る。

【００２９】一方、１５ｍｍの角状で０．５ｍｍの厚み
のＰＺＴ板（圧電体として使用されるチタン酸ジルコン
酸鉛）２１の表面に３０μｍの厚みの銅箔（第二の電
極）３１を接着し、この銅箔３１の表面に１ｍｍの厚み
の別のガラスエポキシ板（第二の支持板）２３の裏面を
接着する。このガラスエポキシ板２３には、その内径を
３ｍｍとしたスルーホール（図示略）が５ｍｍの間隔を
あけて設けられている。更に、前記ＰＺＴ板２１のもう
一方の面に前記ガラスエポキシ板２２をエポキシ樹脂製
接着剤で接着する。これらガラスエポキシ板２２、２３
とＰＺＴ板２１とをダイシングソー等の切断機で５ｍｍ
の角状に切断する（以下、これを検知部と呼ぶ。）。

【００３０】また、１０ｍｍの角状のセラミック製基板
２５に一辺が５ｍｍの正方形状の電気回路用電極２４を
設けておく。この電気回路用電極２４上に半田ペースト
（導電接着層）を塗布し、この半田ペースト上に前記ガ
ラスエポキシ板２２に接着した銅箔２７を載せ、検知部
を電気回路用電極２４に押圧する。その後、半田ペース
トの融点以上の温度に設定したリフロー炉内に基板２５
を通し、基板２５と検知部とを一体化する。そして、検
知部の上方のガラスエポキシ板２３の一部を切り欠い
て、銅箔３１を上側に露出させ、この銅箔３１と基板２
５上の別の電気回路用電極とをワイヤボンディング技術
で接続する。その後、５ｍｍの角状で１ｍｍの厚みの真
ちゅう（荷重体）２６をガラスエポキシ板２３の上面に
接着する。こうして、圧電型振動センサ２０が組み立て
られる。

【００３１】（比較例１）前記ＰＺＴ板２１の両面に銅
箔３１を接着し、これら銅箔３１にガラスエポキシ板２
３をエポキシ樹脂でそれぞれ接着した。その後、ＰＺＴ
板２１の裏面の銅箔３１にエナメル線の一端を半田で接
続し、このエナメル線の他端を基板２５上の電気回路用
電極に接続する。一方、ＰＺＴ板２１の下側のガラスエ
ポキシ板２３を基板２５に接着するとともに、ＰＺＴ板
２１の表面の銅箔３１と基板２５上の別の電気回路用電
極とをワイヤボンディング技術で接続する。

【００３２】実験例１の圧電型振動センサ２０と比較例
１の圧電型振動センサとを同一作業者が製造し、これら
実験例１の圧電型振動センサと比較例１の圧電型振動セ
ンサとにおける一個当りの製造必要時間と耐衝撃性とを
表１に示す。ここで、耐衝撃性は、衝撃試験機を用いて
測定され、１００個の圧電型振動センサの中で５０個が
壊れる衝撃試験機の衝撃加速度を測定し、この測定結果
を表１に示した。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１に示すように、一個当りの圧電型振動
センサの製造必要時間は、比較例１にかかる製造必要時
間を１としたときに、本実験例１では０．６となり、比
較例１に対して短くなった。また、圧電型振動センサの
耐衝撃性では、比較例１に要する加速度を１としたとき
に、実験例１では１．１となり、比較例１に対して加速
度が高くなり、比較例１に対して実験例１の耐衝撃性が
向上した。以上の結果から明らかなように、実験例１で
は、圧電型振動センサの製造時間が短くなり、圧電型振
動センサの量産性を向上させることができるとともに、
圧電型振動センサの耐衝撃性を向上させることができ
る。

【００３５】〈第二実施例〉本発明の圧電型振動センサ
の第二実施例について、図２を参照しながら説明する。
ここで、前記実施例と同一のもについては、同一符号を
用いて説明を簡略化する。図２に示すように、第二実施
例は、第一実施例で使用した導電接着層の代わりに誘電
接着層３５を用いており、他の構成は第一実施例と同様
である。すなわち、第二実施例の圧電型振動センサは、
圧電体２１、第一の支持板２２、第二の支持板２３、電
気回路用電極２４、基板２５、荷重体２６、第一の電極
２７、第二の電極３１を有する構成にされている。

【００３６】これら電気回路用電極２４と、第一の支持
板２２の裏面に配された第一の電極２７との間には、こ
れらを固着する誘電接着層３５が介在されている。この
誘電接着層３５は、アクリル樹脂系、ＥＶＡ系、エポキ
シ系、合成ゴム系などの誘電性接着剤からなる。すなわ
ち、第一の支持板２２の裏面に配した第一の電極２７
と、該第一の電極２７に対向配設された電気回路用電極
２４と、これら第一の電極２７と電気回路用電極２４と
の間に介在された誘電接着層３５とにより、コンデンサ
が構成される。

【００３７】このような圧電型振動センサの製造方法に
ついて説明する。第一の支持板２２の両面に第一の電極
２７を接着するとともに、第二の支持板２３の裏面に第
二の電極３１を接着しておく。そして、第一の支持板２
２のスルーホール２８の周壁に金属メッキ層２９を設け
る。その後、第一の支持板２２と第二の支持板２３とを
圧電体２１に接着剤で接着し、この接着剤が硬化した
後、第一の支持板２２、第二の支持板２３、圧電体２１
を所定の寸法に切断する。

【００３８】そして、基板２５上の電気回路用電極２４
に液状誘電接着層３５を塗布し、この誘電接着層３５の
上に第一の支持板２２を載置する。このときに、誘電接
着層３５の上に第一の支持板２２を設置し、この第一の
支持板２２を移動させることにより、電気回路用電極２
４に対する第一の支持板２２の位置を調整する。その
後、液状誘電接着層３５を硬化させることにより、この
誘電接着層３５で第一の支持板２２と電気回路用電極２
４とを固着させる。そして、第二の電極３１と基板２５
上の別の電気回路用電極とをワイヤボンディング技術に
よりリード線３２で接続する。その後、第二の支持板２
３の表面に荷重体２６を接着する。こうして、圧電型振
動センサが組み立てられる。

【００３９】次に、圧電型振動センサの作用について説
明する。圧電体２１の表面に生じた電荷は、第二の電極
３１からリード線３２を通って基板２５上の別の電気回
路用電極に伝達される。一方、圧電体２１の裏面に生じ
た電荷は、第一の支持板２２の表面上の第一の電極２７
から金属メッキ層２９を通って第一の支持板２２の裏面
下の第一の電極２７に伝達される。この第一の電極２７
と誘電接着層３５と電気回路用電極２４とがコンデンサ
を構成するから、第一の電極２７の電荷が電気回路用電
極２４に伝達される。こうして、圧電体２１の両面の電
荷が電気回路用電極に伝達される。

【００４０】このように第一の電極２７と電気回路用電
極２４との間に誘電接着層３５を介在させる構成にした
から、第一の電極を複数に分割した圧電型振動センサに
あっても、該第一の電極のパターンに電気回路用電極を
対応させて複数に分割することにより、複数のコンデン
サを構成することができる。このため、複数分割した第
一の電極を有する２軸型振動センサや、３軸型振動セン
サにあっても、複数分割した第一の電極の電荷を電気回
路用電極に伝達させることができる。

【００４１】（実験例２）実験例２にあっては、実験例
１の半田ペーストの代わりにエポキシ樹脂を使用し、こ
のエポキシ樹脂を硬化させて、圧電型振動センサＡを製
造した。一方、エポキシ樹脂の代わりにアクリル樹脂を
使用し、このアクリル樹脂を硬化させて、圧電型振動セ
ンサＢを製造した。

【００４２】（比較例２）比較例２にあっては、実験例
１の半田ペーストの代わりにエポキシ系Ａｇペーストを
使用し、このエポキシ系Ａｇペーストを硬化させて、圧
電型振動センサＡを製造した。そして、エポキシ系Ａｇ
ペーストの代わりにアクリル系Ａｇペーストを使用し
て、圧電型振動センサＢを製造した。さらに、エポキシ
系Ａｇペーストの代わりにエポキシ系カーボンペースト
を使用して、圧電型振動センサＣを製造した。

【００４３】このように実験例２による圧電型振動セン
サＡ、Ｂと、比較例２による圧電型振動センサＡ、Ｂ、
Ｃとにおける感度及び耐衝撃性の試験結果を表２に示
す。ここで、感度は、比較例２のＡに示すエポキシ系Ａ
ｇペーストの場合を１として相対評価した値を示す。一
方、耐衝撃性は、５０個の圧電型振動センサを１ｍの高
さからコンクリートブロック上に落としたときに、壊れ
た圧電型振動センサの個数を示す。

【００４４】

【表２】

【００４５】表２に示すように、耐衝撃性にあっては、
導電性接着剤を使用した比較例２のＡ〜Ｃに比べ、実験
例２のＡ、Ｂは、壊れた圧電型振動センサがなく、実験
例２では耐衝撃性が向上した。感度にあっては、実験例
２のＡ、Ｂは比較例２のＡ〜Ｃに近い値を示した。この
ため、実験例２では、比較例２に比べ、感度を下げるこ
となく、耐衝撃性を向上させた圧電型振動センサが得ら
れる。

【００４６】（第二実施例の変形例）次に、第二実施例
の変形例を、図３ないし図４を参照しながら説明する。
図３なし図４に示す第二実施例の変形例は、第二実施例
の圧電型振動センサを多軸用圧電型振動センサに適用し
た例であり、図３は三軸用圧電型振動センサを示し、図
４は二軸用圧電型振動センサを示している。ここで、第
二実施例と異なるのは、第一の電極と電気回路用電極と
の構成が異なり、他の構成は同一であり、第二実施例と
同一のものについては同一符号を用いて説明を簡略化す
る。

【００４７】図３に示すように、第一の支持板２２に設
けられる第一の電極は、圧電体２１の裏面に垂直なほぼ
中心を通る直線をｚ軸、圧電体２１の裏面内の中心を交
点として互いに直交する二本の直線をｘ軸、ｙ軸とした
とき、ｘ軸上に一対配され、ｚ軸を中心とするほぼ点対
象な形状のｘ軸用電極４１と、ｙ軸上に一対配され、ｚ
軸を中心とするほぼ点対象な形状のｙ軸用電極４２と、
その中心が前記交点に位置されたｚ軸用電極４３とに分
割した。

【００４８】これらｘ軸用電極４１とｙ軸用電極４２と
ｚ軸用電極４３とは、第一の支持板２２の両面に設けら
れている。これら各電極４１〜４３には、これらのほぼ
中心にスルーホール２８がそれぞれ配設されている。こ
れらスルーホール２８には、第一の支持板２２の両面に
設けられた各電極をそれぞれ接続する金属メッキ層２９
がそれぞれ形成されている。一方、電気回路用電極は、
ｘ軸用電極４１とｙ軸用電極４２とｚ軸用電極４３とほ
ぼ同一形状に形成され、これら電極４１〜４３に誘電接
着層３５を介して対向配設されている。

【００４９】このような三軸用圧電型振動センサでは、
第一の電極と電気回路用電極と誘電接着層３５とで複数
のコンデンサが構成され、圧電体２１の生じる電荷が各
電極４１〜４３に伝達され、これら電極４１〜４３に生
じる電位に基づいて、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の振動が測
定できる。

【００５０】また、図４に示すように、二軸用圧電型振
動センサでは、第一電極は、ｘ軸上に一対配され、ｚ軸
を中心とするほぼ点対象な形状のｘ軸用電極５５と、ｙ
軸上に一対配され、ｚ軸を中心とするほぼ点対象な形状
のｙ軸用電極５６とに分割されている。一方、電気回路
用電極は、ｘ軸用電極５５とｙ軸用電極５６とほぼ同一
形状に形成され、これら電極５５、５６に誘電接着層３
５を介して対向配設されている。これら第一の電極と電
気回路用電極と誘電接着層３５とで複数のコンデンサが
構成される。

【００５１】このように第一の電極と電気回路用電極と
の間に誘電接着層３５を介在させることにより、複数に
分割された第一の電極と、これら第一の電極にそれぞれ
接続される複数の電気回路用電極とを導電接着層で電気
的に接続する場合に比べ、これら各電極が電気的に一体
に接続されるおそれをなくすことができ、第一の電極と
電気回路用電極との接続の安全性を向上させることがで
きる。そして、第一の電極と電気回路用電極と誘電接着
層３５とで複数のコンデンサが構成されるから、複数に
分割された第一の電極を電気回路用電極にそれぞれ接続
する作業を不要にでき、第一の電極と電気回路用電極と
の接続作業性を向上させることができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電型振
動センサによれば、以下の効果を奏することができる。
請求項１記載の圧電型振動センサによれば、圧電体と、
該圧電体の両面に配設される第一の電極および第二の電
極と、これら第一の電極と第二の電極とを介して圧電体
を挟む第一の支持板および第二の支持板と、第一の支持
板が固定され、電気回路用電極が設けられた基板と、第
二の支持板に固定された荷重体とを有する圧電型振動セ
ンサであって、前記第一の支持板と電気回路用電極とが
導電接着層を介して固着され、前記第一の支持板には、
該第一の支持板を貫通するスルーホールが形成され、該
スルーホールには、前記第一の電極と導電接着層とを電
気的に接続する接続部が設けられている構成にしたか
ら、圧電体に生じた電荷が、第一の電極に伝達され、こ
の第一の電極から接続部を介して導電接着層に伝達さ
れ、この導電接着層から電気回路用電極に伝達される。

【００５３】このため、圧電体と基板との間に介在され
た第一の電極と電気回路用電極とをリード線で接続する
作業を不要にでき、かかるリード線の接続による手作業
を不要にでき、圧電型振動センサの配線作業を自動化で
きる。したがって、圧電型振動センサの量産性を向上さ
せることができるから、圧電型振動センサの製造作業性
を向上させることができ、圧電型振動センサの製造期間
を短縮できる。一方、第一の電極を複数に分割形成した
２軸用、又は３軸用圧電型振動センサにあっても、分割
した各電極毎に導電接着層を配設することにより、分割
した各電極を電気回路用電極に一括して接続でき、この
電気回路用電極に対する接続作業性を向上させることが
でき、圧電型振動センサの製造作業性を向上させること
ができる。

【００５４】請求項２記載の圧電型振動センサの製造方
法によれば、前記第一の支持板と、基板とを接着する際
に、前記電気回路用電極と第一の支持板との間に加熱に
より溶融する接着剤を介在させておく構成にしたから、
電気回路用電極上に接着剤を形成させ、この接着剤上に
第一の支持板を載せることにより、第一の支持板と電気
回路用電極との間に接着剤を介在させることができる。
このため、接着剤上を第一の支持板が移動できるから、
電気回路用電極に対する第一の支持板の位置調整作業性
を向上させることができ、第一の支持体と基板との組み
立て作業性を向上させることができる。

【００５５】そして、接着剤を加熱溶融後に冷却して導
電接着層に変化させることにより、第一の支持板と電気
回路用電極とを接着する構成にしたから、第一の支持板
と基板とが導電接着層で強固に一体化される。このた
め、基板に対する第一の支持板の接着強度を向上させる
ことができ、圧電型振動センサの耐衝撃性を向上させる
ことができる。

【００５６】請求項３記載の圧電型振動センサの製造方
法では、請求項２記載の効果を奏することができるとと
もに、第一の支持板と電気回路用電極とを接着するとと
もに、圧電体と、第一の電極および第二の電極と、第一
の支持板および第二の支持板とを組み立てる構成にした
から、第一の電極を電気回路用電極に電気的に接続で
き、第二の電極が別の電気回路用電極に接続可能な状態
にできる。このため、第一の電極を手作業でリード線を
接続する作業を不要にでき、第二の電極と別の電気回路
用電極とをワイヤボンディング技術で接続できるから、
第一の電極と第二の電極とをそれぞれ自動的に配線で
き、圧電型振動センサの配線作業性を向上でき、圧電型
振動センサの量産性を向上させることができる。その
後、第二の支持体に荷重体を固定するから、圧電型振動
センサが組み立てられる。

【００５７】請求項４記載の圧電型振動センサによれ
ば、圧電体と、該圧電体の両面に配設される第一の電極
および第二の電極と、これら第一の電極と第二の電極と
を介して圧電体を挟む第一の支持板および第二の支持板
と、第一の支持板に固定され、電気回路用電極が設けら
れた基板と、第二の支持板に固定された荷重体とを有す
る圧電型振動センサであって、前記第一の支持板と電気
回路用電極とが誘電接着層を介して固着され、前記第一
の支持板には、該第一の支持板を貫通するスルーホール
が形成され、該スルーホールには、前記第一の電極に電
気的に接続された接続部が設けられ、これら接続部と電
気回路用電極とが誘電接着層を挟む位置に配されている
構成にしたから、これら接続部と電気回路用電極と誘電
接着層とでコンデンサが構成され、このコンデンサで圧
電体に生じた電荷が検出される。

【００５８】このため、コンデンサで圧電体に生じた電
荷を電気回路用電極が検出するから、第一の電極と電気
回路用電極とに手作業によりリード線を接続する作業を
不要にできる。したがって、圧電型振動センサの量産性
を向上させることができ、圧電型振動センサの製造作業
性を向上でき、圧電型振動センサの製造期間を短縮でき
る。

【００５９】また、第一の電極を複数に分割した２軸
用、又は３軸型用圧電型振動センサにあっても、電気回
路用電極を複数に分割形成することにより、複数のコン
デンサを構成することができる。このため、複数に分割
した第一の電極を一括して接続できる。さらに、誘電接
着層の接着強度は導電接着層より高いから、電気回路用
電極と第一の支持板とを誘電接着層で強固に一体化で
き、圧電型振動センサの耐衝撃性を向上させることがで
きる。

【００６０】請求項５記載の圧電型振動センサの製造方
法によれば、第一の支持板と、基板とを接着する際に、
前記電気回路用電極と第一の支持板との間に液相誘電接
着層を介在させておく構成にしたから、液相誘電接着層
上を第一の支持板が移動でき、電気回路用電極に対する
第一の支持板の位置調整作業性を向上させることがで
き、第一の支持体と基板との組み立て作業性を向上させ
ることができる。その後、液相誘電接着層を硬化させる
ことにより、第一の支持板と電気回路用電極とを接着す
る構成にしたから、これら第一の支持板と電気回路用電
極とが誘電接着層で強固に一体化される。このため、基
板と第一の支持板とを強固に接続でき、圧電型振動セン
サの耐衝撃性を向上させることができる。

【００６１】請求項６記載の圧電型振動センサの製造方
法では、請求項５記載の効果を奏することができるとと
もに、第一の支持板と電気回路用電極とを接着するとと
もに、圧電体と、第一の電極および第二の電極と、第一
の支持板および第二の支持板とを組み立てる構成にした
から、第一の電極を電気回路用電極に接続でき、第二の
電極が別の電気回路用電極に接続可能な状態になる。こ
のため、第一の電極を手作業でリード線を接続する作業
を不要にでき、第二の電極と別の電気回路用電極とをワ
イヤボンディング技術で接続できるから、第一の電極と
第二の電極とをそれぞれ自動的に配線でき、圧電型振動
センサの配線作業性を向上でき、圧電型振動センサの量
産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施例の圧電型振動センサを
示す断面図である。

【図２】 本発明の第二の実施例の圧電型振動センサを
示す断面図である。

【図３】 図２に示す第二の実施例の変形例であり、３
軸用圧電型振動センサに使用される第一の電極と第一の
支持板とを示す斜視図である。

【図４】 図２に示す第二の実施例の変形例であり、２
軸用圧電型振動センサに使用される第一の電極と第一の
支持板とを示す斜視図である。

【図５】 従来の圧電型振動センサを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２０…圧電型振動センサ、２１…圧電体、２２…第一の
支持板、２３…第二の支持板、２４…電気回路用電極、
２５…基板、２６…荷重体、２７…第一の電極、２８…
スルーホール、２９…金属メッキ層（接続部）、３０…
導電接着層、３１…第二の電極。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電体と、該圧電体の両面に配設される
   第一の電極および第二の電極と、これら第一の電極と第
   二の電極とを介して圧電体を挟む第一の支持板および第
   二の支持板と、第一の支持板が固定され、電気回路用電
   極が設けられた基板と、第二の支持板に固定された荷重
   体とを有する圧電型振動センサであって、前記第一の支
   持板と電気回路用電極とが導電接着層を介して固着さ
   れ、前記第一の支持板には、該第一の支持板を貫通する
   スルーホールが形成され、該スルーホールには、前記第
   一の電極と導電接着層とを電気的に接続する接続部が設
   けられていることを特徴とする圧電型振動センサ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の圧電型振動センサの製造
   方法であって、前記第一の支持板と、基板とを接着する
   際に、前記電気回路用電極と第一の支持板との間に加熱
   により溶融する接着剤を介在させておき、該接着剤を加
   熱溶融後に冷却して導電接着層に変化させることによ
   り、第一の支持板と電気回路用電極とを接着することを
   特徴とする圧電型振動センサの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の圧電型振動センサの製造
   方法であって、第一の支持板と電気回路用電極とを接着
   するとともに、圧電体と、第一の電極および第二の電極
   と、第一の支持板および第二の支持板とを組み立てた
   後、該第二の支持体に荷重体を固定することを特徴とす
   る圧電型振動センサの製造方法。
4. 【請求項４】 圧電体と、該圧電体の両面に配設される
   第一の電極および第二の電極と、これら第一の電極と第
   二の電極とを介して圧電体を挟む第一の支持板および第
   二の支持板と、第一の支持板が固定され、電気回路用電
   極が設けられた基板と、第二の支持板に固定された荷重
   体とを有する圧電型振動センサであって、前記第一の支
   持板と電気回路用電極とが誘電接着層を介して固着さ
   れ、前記第一の支持板には、該第一の支持板を貫通する
   スルーホールが形成され、該スルーホールには、前記第
   一の電極に電気的に接続された接続部が設けられ、これ
   ら接続部と電気回路用電極とが誘電接着層を挟む位置に
   配されていることを特徴とする圧電型振動センサ。
5. 【請求項５】 請求項４記載の圧電型振動センサの製造
   方法であって、前記第一の支持板と、基板とを接着する
   際に、該基板に設けられた電気回路用電極と第一の支持
   板との間に液相誘電接着層を介在させておき、該液相誘
   電接着層を硬化させることにより、第一の支持板と電気
   回路用電極とを接着することを特徴とする圧電型振動セ
   ンサの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の圧電型振動センサの製造
   方法であって、第一の支持板と電気回路用電極とを接着
   するとともに、圧電体と、第一の電極および第二の電極
   と、第一の支持板および第二の支持板とを組み立てた
   後、該第二の支持体に荷重体を固定することを特徴とす
   る圧電型振動センサの製造方法。