JPH07159434A - 圧電型加速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】圧電素子と出力端子とを接続する接着剤の接着
強度を強くする。 【構成】圧電素子１は支持体２の挿入部３に一端が挿入
されて片持ち支持される。支持体２は、一対の出力端子
４と一体にインサート成形により形成される。支持体２
には挿入部３と連通する凹所５が設けてあり、圧電素子
１の電極１ａ，１ａと対向する凹所５の内壁面には圧電
素子１の方向に段差５ａが設けてある。凹所５内の底面
近傍において各出力端子４，４の一端がそれぞれ露出さ
れている。導電性接着剤を凹所５内に充填することによ
り、圧電素子１と出力端子４とを導電性接着剤で接着す
るとともに圧電素子１の電極１ａと出力端子４との間で
導電性接着剤を介して導通を得ることができる。ここ
で、凹所５の底面はその開口面よりも小さくなり、凹所
５内の底面近傍における導電性接着剤の厚みを薄くする
ことができるため、導電性接着剤の接着強度を強くする
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衝撃や振動の加速度を
検出する圧電型加速度センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、衝撃や振動あるいは回転の加速度
を検出する圧電型加速度センサとして、本出願人は図１
１及び図１２に示されるようなものを考えるに至った。
このものは、両側面に電極１ａ，１ａを有する圧電素子
１の一端部を樹脂製の支持体２に設けられた挿入部３に
挿入して圧電素子１が片持支持され、支持体２と一体に
インサート成形により形成される出力端子４の一端と圧
電素子１の側面の電極１ａ，１ａとが、挿入部３内に充
填される導電性を有する接着剤によって接続されて導通
を得るとともに、アース端子７が接続された有底筒状の
金属製のシールドケース４内に圧電素子１が納装され、
さらにシールドケース４及び支持体２が樹脂モールドさ
れて成るものである。なお、挿入部３の内部は、その一
部の幅が圧電素子１の幅よりも拡張されており、その拡
張された部分の挿入部３の内壁と、圧電素子１の電極１
ａ及び挿入部３内に露出させた出力端子４の一端とから
成る空間にも上記導電性接着剤が充填されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来構
成においては、支持体２に設けられた挿入部３内に導電
性接着剤を充填するためにディスペンサ等が用いられる
のであるが、そのディスペンサの針先の形状や性能によ
り、挿入部３の開口面の寸法が規制されてしまうので、
挿入部３の開口面積は比較的大きく成らざるを得ない。
一方、挿入部３内に充填される導電性接着剤の分量、特
に導電性接着剤が硬化したときの厚みが大きくなると、
導電性接着剤の内部に生じる気泡や欠陥部が増加すると
ともに、導電性接着剤が硬化する際の体積収縮による内
部歪も増加するので、図１３に示すように、導電性接着
剤の接着強度が低下し、圧電素子１と出力端子３との接
着強度が弱くなるという問題がある。さらに、導電性接
着剤は、例えば銀等の通常直径２０〜３０ミクロンの金
属粒子にエポキシ等の絶縁性接着剤を混合したものであ
り、絶縁性接着剤のみを使用した場合よりもその接着強
度が弱いという問題がある。

【０００４】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、圧電素子と出力端子とを接続する接着剤の接着強
度を強くした圧電型加速度センサの提供を目的とするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、圧電素子の一端部を挿入支持す
る挿入部を有し、この挿入部内において相対向するよう
に一端が露出された一対の出力端子を固着した樹脂製の
支持体と、挿入部に挿入した一端部の両側面の電極に上
記出力端子の一端がそれぞれ接続される圧電素子と、圧
電素子を内装する金属製のシールドケースとを具備し、
上記挿入部と連通するとともに底面が開口面よりも小さ
く形成された凹所を支持体に設け、この凹所内の底面近
傍において一対の出力端子の一端をそれぞれ露出させ、
凹所内に導電性を有する接着剤を充填して圧電素子の電
極と各出力端子とを接続し、その各出力端子の他端部
と、金属製のシールドケースに一端を接続したアース端
子の他端とを外部に突出させるようにこれらシールドケ
ース及び支持体を樹脂モールドして成ることを特徴とす
る。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、凹所内の一部に上記導電性接着剤よりも接着力の強
い接着剤を充填して成ることを特徴とする。

【０００７】

【作用】請求項１の発明の構成では、圧電素子の一端部
を挿入支持する挿入部と連通するとともに底面が開口面
よりも小さく形成された凹所を支持体に設け、この凹所
内の底面近傍において一対の出力端子の一端をそれぞれ
露出させ、凹所内に導電性を有する接着剤を充填して圧
電素子の電極と各出力端子とを接続するようにしたの
で、凹所内の底面近傍における導電性接着剤の厚みを薄
くすることによって導電性接着剤の内部に生じる気泡や
欠陥部を減少させることができ、さらに導電性接着剤が
硬化する際の体積収縮による内部歪も減少させることが
できるため、凹所内における圧電素子と出力端子との接
着強度を高めることができるものである。

【０００８】請求項２の発明の構成では、凹所内の一部
に上記導電性接着剤よりも接着力の強い接着剤を充填す
るので、この接着力の強い接着剤によって、圧電素子と
出力端子との接着強度をさらに高めることができるもの
である。

【０００９】

【実施例】

（実施例１）本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。本実施例の圧電型加速度センサの基本構成は従来例
のものと共通であり、共通する部分については同一の符
号を付して詳しい説明は省略する。

【００１０】図１及び図２に示すように、長板状の圧電
素子１は背向する両面に電極１ａを有しており、樹脂に
より形成された支持体２に設けられた挿入部３に一端部
が挿入される。そして、一対の薄板状の出力端子４がイ
ンサート成形により支持体２と一体に固着されており、
各出力端子４の一端は、挿入部３内に相対向して露出さ
れこれらの出力端子４の一端間に配置された圧電素子１
の両側面の電極１ａに対向させてある。

【００１１】さらに、図３に示すように、支持体２には
挿入部３と連通する凹所５が設けてあり、圧電素子１の
電極１ａ，１ａと対向する凹所５の内壁面には圧電素子
１の方向に段差５ａが設けてある。また、凹所５内の底
面近傍において各出力端子４，４の一端がそれぞれ露出
されていて、銀ペースト等の導電性接着剤を凹所５内に
充填することにより、圧電素子１と出力端子４とを導電
性接着剤で接着するとともに圧電素子１の電極１ａと出
力端子４との間で導電性接着剤を介して導通を得てい
る。

【００１２】そして、図１に示すように、支持体２の端
部は、有底筒状に形成された金属製のシールドケース６
の内部に圧電素子１とともに内装される。圧電素子１は
高インピーダンスであるためにノイズの影響を受けやす
いので、シールドケース６によって圧電素子１を外来の
ノイズからシールドしている。そして、シールドケース
６の外壁の両側面には、薄板状の部材を略Ｌ字状に折り
曲げ形成したアース端子７をそれぞれ接続している。な
お、支持体２は樹脂により形成されているので、シール
ドケース６と圧電素子１及び出力端子４との絶縁を保つ
ことができる。

【００１３】さらに、圧電素子１の電極１ａに接続され
ない出力端子４の他端及びシールドケース６に接続され
ないアース端子７の一端が外部へ突出させてあり、シー
ルドケース６及び支持体２を樹脂モールドすることによ
って圧電型加速度センサが形成される。上記構成では、
圧電素子１の電極１ａ，１ａと対向する凹所５の内壁面
に圧電素子１の方向に段差５ａが設けてあるので、凹所
５の底面はその開口面よりも小さくなり、凹所５内の底
面近傍における導電性接着剤の厚みを開口面側よりも薄
くすることができる。そして、導電性接着剤の厚みが薄
くすることにより、図１３に示すように、凹所５内にお
ける圧電素子１と出力端子４，４との接着強度を高める
ことができるのである。

【００１４】次に、上述した本実施例の圧電型加速度セ
ンサの製造工程について簡単に説明する。まず、図２
（ａ）〜（ｃ）に示すように、フープ状の金属薄板を加
工して出力端子４とアース端子７とが帯状に繋がった端
子片８を形成し、この端子片８の出力端子４の部分に、
インサート成形により支持体２を出力端子４と一体に形
成する。また、アース端子７の部分は先端を略Ｌ字状に
折り曲げて接続片７ａを形成する。さらに、支持体２の
挿入部３に一端部が挿入支持された圧電素子１の他方の
端部を保持して、圧電素子１の電極１ａに出力端子４を
接合して接続する際に圧電素子１が動くのを防ぎ、且つ
圧電素子１の位置決めを行なうための保持体９を、支持
体２と対向する位置にインサート成形により端子片８と
一体に形成している。保持体９には、圧電素子１の他方
の端部が挿入される溝部９ａが設けてあり、この溝部９
ａは支持体２と対向させてある。なお、この保持体９
は、支持体２と同時に形成するので、製造工程を増やさ
ずに形成することができる。また、支持体２の保持体９
と対向する側を中心方向に向けて挿入部３と連通するよ
うに略Ｖ形に切り欠くとともに、挿入部３の上面を開口
させてある。

【００１５】そして、支持体２の挿入部３と保持体９の
溝部９ａとにそれぞれ圧電素子１の端部を圧入する。溝
部９ａの開口端部は、圧電素子１を圧入しやすいように
傾斜面９ｂが設けてある。支持体２には、挿入部３の一
部の幅が圧電素子１の幅よりも広げられて凹所５が形成
されており、この凹所５の底面近傍に出力端子４の一端
が露出され、凹所５内に導電性接着剤を流し込み充填す
ることにより、圧電素子１の電極１ａと出力端子４とを
接合して接続することができる。そして、圧電素子１の
電極１ａと出力端子４との接続が終了したら、図２
（ａ）及び（ｃ）において点線で示した部分、すなわち
保持体９を含む端子片８の一部を取り去ってしまう。

【００１６】次に、一端が開口する有底筒状に形成され
た金属製のシールドケース６を、その開口端からシール
ドケース６内に圧電素子１及び支持体２の端部を内装す
るように支持体２に被着し、支持体２によりシールドケ
ース６の開口端を封止する。そして、アース端子７の接
続片７ａをレーザ溶接にてシールドケース６の外壁に接
続してシールドケース６とアース端子７との導通を得る
のである。

【００１７】また、支持体２の側面から突出している出
力端子４の周囲には段差部２ａが設けてあり、この段差
部２ａの周縁に沿うようにシールドケース６を切り欠い
てある。したがって、上記段差部２ａにより出力端子４
とシールドケース６とが短絡するのを防ぐことができる
のである。最後に、シールドケース６及び支持体２を樹
脂モールドし、このモールド部１１の背向する側面から
それぞれ側面に対して略垂直に出力端子４及びアース端
子７を突出させ、さらに、端子片８を除去して圧電型加
速度センサが組み立てられる。

【００１８】（実施例２）図４に本発明の他の実施例で
ある圧電型加速度センサの支持体２の要部断面図を示
す。本実施例における圧電型加速度センサの構成はほぼ
実施例１のものと共通であり、共通する部分については
同一の符号を付して説明を省略し、本実施例の特徴とな
る部分についてのみ説明する。

【００１９】本実施例の特徴は、圧電素子１の電極１
ａ，１ａと対向する凹所５の内壁面を、凹所５の開口面
から底面に向けて徐々に狭まるテーパ面５ｂとしたこと
であり、凹所５の内壁面をこのようなテーパ面５ｂとす
ることによって、凹所５の底面をその開口面よりも小さ
くすることができるのである。 （実施例３）図５に本発明のさらに別の実施例である圧
電型加速度センサの支持体２の要部断面図を示す。本実
施例における圧電型加速度センサの構成もまた、ほぼ実
施例１のものと共通であり、共通する部分については同
一の符号を付して説明を省略し、本実施例の特徴となる
部分についてのみ説明する。

【００２０】本実施例の特徴は、圧電素子１の電極１
ａ，１ａと対向する凹所５の内壁面に実施例１と同じよ
うな段差を設け、さらに、凹所５の開口面からその段差
に至るまでの内壁面を実施例２と同じようなテーパ面と
したことである。その結果、凹所５の底面をその開口面
よりも小さくすることができる。なお、上記実施例１乃
至実施例３において、凹所５内には導電性接着剤が充填
されるのであるが、圧電素子１の電極１ａ，１ａと各出
力端子４，４とが隣接する凹所５の底面近傍のみに導電
性接着剤を充填し、その上部の凹所５の開口面に近い側
に導電性接着剤よりも接着力の強い接着剤、例えば絶縁
性接着剤を充填することによって、導電性接着剤のみを
充填する場合によりも圧電素子１と出力端子４との接着
強度を高めることができる。また、段差やテーパ面は、
図６（ａ）に示すように凹所５の圧電素子１の電極１ａ
と対向する内壁面の一部に形成してもよいし、あるい
は、図６（ｂ）に示すように上記内壁面の全部に形成し
てもよい。

【００２１】ところで、上記実施例１乃至実施例３に示
すような圧電型加速度センサの製造過程において、樹脂
製の支持体２と一体に固着されている出力端子４に大き
な外力が加わると、支持体２と出力端子４とが剥離する
という不具合が生じることが多い。そこで、図７及び図
８に示すように、出力端子４，４の支持体２に固着され
る側の一端部に一対の突出片４ａ，４ａを設けて出力端
子４，４を略Ｔ状に形成し、その一対の突出片４ａ，４
ａを同一方向に略直角に折り曲げ、この一対の突出片４
ａ，４ａを含む出力端子４の一端部をインサート成形に
より支持体２に固着すれば、支持体２と出力端子４との
間に働く外力に対する強度をアップすることができ、上
述のような不具合を防止することができる。なお、上記
の出力端子４の略Ｔ状に形成された一端部の先端を、図
９に示すように突出片４ａと逆方向に折り曲げることに
よって、上記外力に対する強度をさらにアップすること
ができる。

【００２２】また、上記実施例１乃至実施例３において
は、圧電素子１が突出する側の支持体２の側面は略Ｖ形
に切り欠かれているので、圧電型加速度センサの製造過
程において出力端子４に大きな外力が加わると、略Ｖ形
に切り欠かれている側面と反対側の側面において支持体
２に大きな応力が生じ、その応力によって支持体２が変
形したり、あるいは破損するというような不具合が生じ
ることが多い。そこで、図１０に示すように、支持体２
の略Ｖ形に切り欠かれた部分に補強のための補強片２ａ
を架設し、この補強片２ａによって支持体２に作用する
応力を低減して上述のような不具合を防止することがで
きる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の発明は、圧電素子の一端部を
挿入支持する挿入部を有し、この挿入部内において相対
向するように一端が露出された一対の出力端子を固着し
た樹脂製の支持体と、挿入部に挿入した一端部の両側面
の電極に上記出力端子の一端がそれぞれ接続される圧電
素子と、圧電素子を内装する金属製のシールドケースと
を具備し、上記挿入部と連通するとともに底面が開口面
よりも小さく形成された凹所を支持体に設け、この凹所
内の底面近傍において一対の出力端子の一端をそれぞれ
露出させ、凹所内に導電性を有する接着剤を充填して圧
電素子の電極と各出力端子とを接続し、その各出力端子
の他端部と、金属製のシールドケースに一端を接続した
アース端子の他端とを外部に突出させるようにこれらシ
ールドケース及び支持体を樹脂モールドして成るので、
凹所の底面を開口面よりも小さく形成することにより、
凹所内の底面近傍における導電性接着剤の厚みを薄くす
ることができる。その結果、凹所内に充填される導電性
接着剤の凹所底面近傍の部分の内部に生じる気泡や欠陥
部を減少させることができ、さらに導電性接着剤が硬化
する際の体積収縮による内部歪も減少させることができ
るため、凹所内における圧電素子と出力端子との接着強
度を高めることができ、外部からの衝撃により圧電素子
と出力端子との接触不良が生じたり、圧電素子や出力端
子が支持体から脱落することを防止し、このような圧電
型加速度センサの耐衝撃性を向上させることができると
いう効果がある。

【００２４】請求項２の発明は、凹所内の一部に上記導
電性接着剤よりも接着力の強い接着剤を充填するので、
この接着力の強い接着剤によって、圧電素子と出力端子
との接着強度をさらに高めることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示す一部破断した側面図である。

【図２】同上の製造工程における端子片、支持体及び保
持体を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は同図
（ａ）のＡ−Ａ線側面断面図、（ｃ）は同図（ａ）のＢ
−Ｂ線正面断面図である。

【図３】同上の要部を示す側面断面図である。

【図４】実施例２の要部を示す側面断面図である。

【図５】実施例３の要部を示す側面断面図である。

【図６】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ実施例１乃至実施
例３における凹所の形状を示す平面図である。

【図７】同上において出力端子の形状が異なる例を示す
ものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ
−Ａ線側面断面図、（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線正面
断面図である。

【図８】同上の出力端子の一例を示す斜視図である。

【図９】同上の出力端子の他の例を示す斜視図である。

【図１０】同上において支持体の形状が異なる例を示す
ものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ
−Ａ線側面断面図、（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線正面
断面図である。

【図１１】従来例の樹脂モールド前の状態を示すもので
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線
側面断面図、（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線正面断面図
である。

【図１２】同上の樹脂モールドされた状態を示すもので
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線
側面断面図、（ｃ）は正面図である。

【図１３】接着剤の層の厚みと接着強度との関係を示す
図である。

【符号の説明】

１ 圧電素子 ２ 支持体 ３ 挿入部 ４ 出力端子 ５ 凹所 ５ａ 段差 ６ シールドケース ７ アース端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高見 宏之 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電素子の一端部を挿入支持する挿入部
   を有し、この挿入部内において相対向するように一端が
   露出された一対の出力端子を固着した樹脂製の支持体
   と、挿入部に挿入した一端部の両側面の電極に上記出力
   端子の一端がそれぞれ接続される圧電素子と、圧電素子
   を内装する金属製のシールドケースとを具備し、上記挿
   入部と連通するとともに底面が開口面よりも小さく形成
   された凹所を支持体に設け、この凹所内の底面近傍にお
   いて一対の出力端子の一端をそれぞれ露出させ、凹所内
   に導電性を有する接着剤を充填して圧電素子の電極と各
   出力端子とを接続し、その各出力端子の他端部と、金属
   製のシールドケースに一端を接続したアース端子の他端
   とを外部に突出させるようにこれらシールドケース及び
   支持体を樹脂モールドして成ることを特徴とする圧電型
   加速度センサ。
2. 【請求項２】 凹所内の一部に上記導電性接着剤よりも
   接着力の強い接着剤を充填して成ることを特徴とする請
   求項１記載の圧電型加速度センサ。