JPH08201161A

JPH08201161A - 圧電型振動センサ

Info

Publication number: JPH08201161A
Application number: JP7012052A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Imai; 隆之今井; Katsuhiko Takahashi; 克彦高橋
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】製造が容易で、感度および指向性に優れ、か
つ機械的強度に優れた圧電型振動センサを提供する。【構成】台座上に圧電体の両面に電極を設けた検知部
を剛に取り付け、さらにこの検知部上に荷重体を剛に取
り付けてなる圧電型振動センサにおいて、検知部の一方
の電極は４分割された分割電極５８ａ、５８ｂ、５９
ａ、５９ｂからなる分割電極群５７、検知部の他方の電
極は分割されていない共通電極となっている。また、前
記分割電極５８ａ、５８ｂ、５９ａ、５９ｂは、圧電体
の中心を交点として直交する２直線を検知軸としたと
き、前記交点に対して点対称、検知軸に対して線対称に
分割されている。また、前記分割電極５８ａ、５８ｂ、
５９ａ、５９ｂは、いずれも適宜な処理回路６２に電気
的に接続されている。

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
イッチなどに利用される圧電型振動センサにおいて、特
に製造が容易で、指向性、感度、耐衝撃性に優れた圧電
型振動センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、汎用性に富み、方向性のある
振動を分離測定できる圧電型振動センサとして、例え
ば、本発明者によって、特願平６−４８８２号に記載さ
れている構造のものが提案されている。このものは、図
６に示すように、基板１上に形成された電極回路用電極
上に検知部２が、さらに前記検知部２上に荷重体３が配
設されたものである。前記検知部２は、図７に分解して
示すように、基板１の電気回路用電極上に、第１の積層
電極４、圧電体５、第２の積層電極６が順に積み重ねら
れた積層構造をなしているものである。

【０００３】前記第２の積層電極６の一例を図８に示
す。これは、圧電体５上に配設された圧電体上電極群７
と、この圧電体上電極群７上に配設された絶縁板８と、
この絶縁板８上に配設された中層電極群９と、この中層
電極群９上に配設された絶縁板１０と、この絶縁板１０
上に配設された上層電極群１１とが重着された積層構造
をなしているものである。

【０００４】この圧電体上電極群７は、圧電体５の表面
の中心を交点として直交する２本の直線をＸ軸、Ｙ軸と
したとき、Ｘ軸上前記交点に対して点対称に配された一
対のＸ軸用分割電極１２ａ、１２ｂと、Ｙ軸上に前記交
点に対して点対称に配された一対のＹ軸用分割電極１３
ａ、１３ｂとからなるものである。このＸ軸用分割電極
１２ａ、１２ｂとはＸ軸の変位を、Ｙ軸用分割電極１３
ａ、１３ｂとはＹ軸の変位を検出するものである。

【０００５】また、前記中層電極群９は、Ｘ軸上に前記
交点に対して点対称に配された一対のＸ軸用分割電極１
４ａ、１４ｂと、Ｙ軸上に配され、Ｙ軸用分割電極同士
を短絡させたＹ軸用接続電極１５とからなるものであ
る。さらに、上層電極群１１は、Ｘ軸上に配され、Ｘ軸
用分割電極同士を短絡させたＸ軸用接続電極１６からな
るものである。

【０００６】また、圧電体上電極群７と、中層電極群９
と、上層電極群１１と、絶縁板８、１０とにはこれらを
貫通する金属メッキ層を有するスルーホール１７が形成
され、このスルーホール１７を介して、同一検知軸上の
各分割電極と、各接続電極とが電気的に接続されてい
る。

【０００７】一方、第１の積層電極４は、図９に分解し
て示すように、基板１上の電気回路用電極に接続される
出力電極群１８と、この出力電極群１８上に配設された
絶縁板１９と、この絶縁板１９上に配設された圧電体下
電極群２０とが重着して積層構造をなしているものであ
る。

【０００８】この圧電体下電極群２０は、圧電体５の裏
面の中心を交点として直交する２本の直線をＸ軸、Ｙ軸
としたとき、Ｘ軸上に前記交点に対して点対称に配され
た一対のＸ軸用分割電極２１ａ、２１ｂと、Ｙ軸上に前
記交点に対して点対称に配された一対のＹ軸用分割電極
２２ａ、２２ｂとからなるものである。これら、圧電体
下電極群２０のＸ軸用分割電極２１ａ、２１ｂとＹ軸用
分割電極２２ａ、２２ｂとは、前記圧電体上電極群７の
Ｘ軸用分割電極１２ａ、１２ｂとＹ軸用分割電極１３
ａ、１３ｂを、それぞれ圧電体５を挟んで投影した位置
に形成されている。

【０００９】また、出力電極群１８は圧電体下電極群２
０に形成されたＸ軸用分割電極２１ａ、２１ｂ、Ｙ軸用
分割電極２２ａ、２２ｂを投影した位置に配されたＸ軸
用分割電極２３ａ、２３ｂと、Ｙ軸用分割電極２４ａ、
２４ｂとからなるものである。これら、出力電極群１８
と、圧電体下電極群２０と、絶縁板１９とには、第２の
積層電極６と同様のスルーホール１７が形成され、この
スルーホール１７を介して同一検知軸上の各分割電極が
電気的に接続されている。

【００１０】このような圧電型振動センサでは、圧電体
５の両面に生ずる電荷は、第１の積層電極４および第２
の積層電極６とに伝達される。第１の積層電極４は、圧
電体５の裏面の電荷を圧電体下電極群２０のＸ軸用分割
電極群２１ａ、２１ｂとＹ軸用分割電極群２２ａ、２２
ｂとに伝達し、これらＸ軸用分割電極２１ａ、２１ｂと
Ｙ軸用分割電極２２ａ、２２ｂの電荷を、スルーホール
１７を介してさらに出力電極群１８のＸ軸用分割電極２
３ａ、２３ｂ、Ｙ軸用分割電極２４ａ、２４ｂとにそれ
ぞれ伝達する。

【００１１】一方、第２の積層電極６は、圧電体５上の
表面の電荷を圧電体上電極群７のＸ軸用分割電極１２
ａ、１２ｂとＹ軸用分割電極１３ａ、１３ｂとに伝達
し、これらＸ軸用分割電極１２ａ、１２ｂとＹ軸用分割
電極１３ａ、１３ｂの電荷を、中層電極群９のＸ軸用分
割電極１４ａ、１４ｂ、Ｙ軸用接続電極１５に伝達す
る。また、前記中層電極群９のＸ軸用分割電極１４ａ、
１４ｂの電荷を、さらに上層電極群１１のＸ軸用接続電
極１６に伝達する。よって、電極の短絡が第２の積層電
極６で行うことが可能となり、２方向の出力とも、第１
の積層電極４から取り出すことが可能となっている。

【００１２】ところで、前記圧電体上電極群７、中層電
極群９、上層電極群１１を絶縁板８１０を介して第２の
積層電極６とするには、通常、導電性または非導電性の
接着剤にて接着する方法が用いられている。これは、圧
電体下電極群２０、出力電極群１８を絶縁板１９を介し
て第１の積層電極４とする場合も同様である。そして、
前記接着剤からなる接着層２５は弾性体としての役割を
果たし、温度変化によって生じる焦電ノイズを吸収する
などの利点を有する。

【００１３】しかしながら、この圧電型振動センサにお
いては、電極の短絡のために複数の電極群７、９、１１
を積層させているので、前記接着層２５が何層も積層さ
れることとなり、結果として、焦電ノイズを吸収する以
上に、必要な振動まで吸収してしまい、高い共振周波数
が得られず、測定可能周波数範囲が狭くなるなどの欠点
があった。また、第１の積層電極４、第２の積層電極６
を圧電体５に接着したり、第２の積層電極６上に荷重体
３を接着したり、第１の積層電極４を基板１に接着した
りすることで、接着層２５の数はさらに増すことにな
り、前記欠点がより顕著になる。また、接着層２５は機
械的な衝撃に弱く、接着層２５の数が多いと、結果的に
圧電型振動センサそのものの耐衝撃性が低下するなどの
問題があった。

【００１４】また、前記第１の積層電極４および第２の
積層電極６を構成する各電極群７、９、１１、１８、２
０は、いずれも複数の分割電極１２ａ、１２ｂ、１３
ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２
ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂまたは接
続電極１５、１６を有するものであり、これらの電極パ
ターンを作製するのは煩雑であった。さらに、各電極群
７、９、１１、１８、２０において、異方向の分割電極
同士、または異方向の分割電極および接続電極とが近接
しており、Ｘ軸、Ｙ軸出力が電気的に干渉し合ってしま
うため、それぞれの出力の指向性が低下するといった問
題もあった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの事
情に鑑みてなされたものであって、製造が容易で、感度
および指向性に優れ、かつ、機械的強度に優れた圧電型
振動センサを提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】かかる目的は、台座上
に、圧電体の両面に電極を設けた検知部を剛に取り付
け、さらにこの検知部上に荷重体を剛に取り付けてなる
圧電型振動センサにおいて、検知部の一方の電極は４分
割された分割電極からなる分割電極群であり、検知部の
他方の電極は分割されていない共通電極であり、前記分
割電極群は、圧電体の中心を交点として直交する２直線
をＸ軸、Ｙ軸としたとき、Ｘ軸上に前記交点に対して点
対称、かつＸ軸、Ｙ軸に対して線対称に配された第１Ｘ
軸用分割電極と第２Ｘ軸用分割電極、およびＹ軸上に前
記交点に対して点対称、かつＸ軸、Ｙ軸に対して線対称
に配された第１Ｙ軸用分割電極と第２Ｙ軸用分割電極と
からなる圧電型振動センサによって解決できる。また、
前記第１Ｘ軸用分割電極、第２Ｘ軸用分割電極、および
第１Ｙ軸用分割電極、第２Ｙ軸用分割電極が、処理回路
に電気的に接続されている。さらに、前記圧電型振動セ
ンサにおいて、少なくとも前記分割電極群を各分割電極
に分割する２本の線分上に、ガード電極を形成すること
が好ましい。

【００１７】

【作用】本発明の圧電型振動センサにあっては、Ｘ軸方
向の振動の大きさを第１Ｘ軸用分割電極と共通電極との
間に生じる電位差と、第２Ｘ軸用分割電極と共通電極と
の間に生じる電位差との差動出力によって、Ｙ軸方向の
振動の大きさを第１Ｙ軸用分割電極と共通電極との間に
生じる電位差と、第２Ｙ軸用分割電極と共通電極との間
に生じる電位差との差動出力によって評価、測定され
る。また、第１Ｘ軸用分割電極、第２Ｘ軸用分割電極、
第１Ｙ軸用分割電極、第２Ｙ軸用分割電極との間に形成
されたガード電極により、互いの電極間の電気的干渉が
緩和される。

【００１８】

【実施例】次に、本発明の圧電型振動センサの一例につ
いて詳しく説明する。この圧電型振動センサは、図１に
示すように、台座５０と、この台座５０上に接着剤から
なる接着層５１を介して剛に取り付けられた検知部５２
と、この検知部５２上に前記接着層５３を介して剛に取
り付けられた荷重体５４とから、概略構成されている。

【００１９】台座５０は、十分な剛性を有するものであ
り、検知部５２からの電気的出力を処理する処理回路６
２（図２参照）が搭載された基板や圧電型振動センサを
収納するパッケージなどが挙げられる。

【００２０】検知部５２は、圧電性を有する材料からな
る圧電体６４を金属箔からなる第１の電極５５と第２の
電極５６で挟んでなるものである。前記圧電性を有する
材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、チ
タン酸バリウムなどの無機質圧電材料や、ポリフッ化ビ
ニリデンなどの強誘電性高分子材料などが用いられる。

【００２１】第１の電極５５は、台座５０と圧電体６４
との間にあるものであり、図２に示すように、圧電体６
４の裏面の中心を交点として直交する２直線をＸ軸、Ｙ
軸としたとき、このＸ軸、Ｙ軸上に形成された４つの電
極からなる分割電極群５７である。ここで、前記Ｘ軸上
に前記交点に対して点対称、かつＸ軸、Ｙ軸に対して線
対称に配された２つの分割電極を第１Ｘ軸用分割電極５
８ａ、第２Ｘ軸用分割電極５８ｂとする。また、Ｙ軸上
に前記交点に対して点対称、かつＸ軸、Ｙ軸に対して線
対称に配された２つの分割電極を第１Ｙ軸用分割電極５
９ａ、第２Ｙ軸用分割電極５９ｂとする。そして、この
第１Ｘ軸用分割電極５８ａ、第２Ｘ軸用分割電極５８
ｂ、第１Ｙ軸用分割電極５９ａ、第２Ｙ軸用分割電極５
９ｂは、いずれも同面積で、その形状が正方形である。
一方、第２の電極５６は、圧電体６４と荷重体５４との
間にあり、図３に示すように、分割されていないもの
で、アースに接続されている。以下、この第２の電極５
６を共通電極６０とする。

【００２２】そして、第１Ｘ軸用分割電極５８ａと第２
Ｘ軸用分割電極５８ｂとは、共通電極６０を介して電気
的に直列に接続されている。また、第１Ｘ軸用分割電極
５８ａ、第２Ｘ軸用分割電極５８ｂのそれぞれには出力
を取り出すためのリード線６１の一端部が接続されてい
る。また、これらのリード線６１の他端部は、出力を処
理する適宜な処理回路６２、例えば差動増幅器などの接
続端子に接続されている。また、第１Ｙ軸用分割電極５
９ａ、第２Ｙ軸用分割電極５９ｂについても同様であ
る。

【００２３】また、接着層５１、５３は、その弾性率が
１×１０⁶〜１×１０⁹Ｐａ、特に５×１０⁷〜５×１
０⁸Ｐａであることが好ましい。これは、１×１０⁹Ｐ
ａを越えると接着層５１、５３が硬くなり過ぎて、温度
衝撃が加えられた場合、台座５０と圧電体６４の熱膨張
係数の違いによる歪を吸収することができず、結果、温
度特性が悪化するからである。一方、１×１０⁶Ｐａ未
満であると、接着層が軟らかくなりすぎて高い共振周波
数を得ることが困難になるからである。さらに前記接着
層５１、５３の厚みは５〜１００μｍ、特に１０〜３０
μｍであることが好ましい。これは、５μｍ以下である
と、台座５０と圧電体６４の熱膨張係数の違いによる歪
を吸収することができず、また１００μｍを越えると、
高い共振周波数を得ることが困難になるからである。

【００２４】このような接着層５１、５３は、導電性接
着剤または非導電性接着剤など任意の接着剤からなるも
ので、前記接着剤としては、例えばエポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、アクリル樹脂などを挙げることができる。
さらに、前記接着層５１、５３に要求される弾性率、厚
みなどの条件は、検知部５２において、圧電体６４に金
属薄膜からなる共通電極６０、第１Ｘ軸用分割電極５８
ａ、第２Ｘ軸用分割電極５８ｂ、第１Ｙ軸用分割電極５
９ａ、第２Ｙ軸用分割電極５９ｂを接着する際にも同様
である。

【００２５】このような、圧電型振動センサが振動を受
けた場合、この振動の大きさは出力によって評価でき、
この出力は、差動出力により得ることができる。例え
ば、前記振動のＸ軸方向の成分は、第１Ｘ軸用分割電極
５８ａと共通電極６０との間に生じる電位差と、第２Ｘ
軸用分割電極５８ｂと共通電極６０との間に生じる電位
差との差動出力に基づいて評価、測定される。また、Ｙ
軸方向の成分は、第１Ｙ軸用分割電極５９ａと共通電極
６０との間に生じる電位差と、第２Ｙ軸用分割電極５９
ｂと共通電極６０との間に生じる電位差との差動出力に
基づいて評価、測定される。さらに、通常、前記Ｘ軸方
向の成分およびＹ軸方向の成分は差動増幅器によってそ
れぞれ増幅され、適宜な出力装置より取り出すことがで
きる。また、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に直交する方向をＺ軸
方向とすると、前記圧電型振動センサがＺ軸方向に振動
を受けた場合、荷重体５４の慣性力により、圧電体６４
にはほぼ一様に応力が生じ、第１Ｘ軸用分割電極５８ａ
と共通電極６０との間に生じる電位差と、第２Ｘ軸用分
割電極５８ｂと共通電極６０との間に生じる電位差は互
いに打ち消され出力は得られない。また、第１Ｙ軸用分
割電極５９ａと共通電極６０との間に生じる電位差と、
第２Ｙ軸用分割電極５９ｂと共通電極６０との間に生じ
る電位差も互いに打ち消され出力は得られない。よっ
て、この圧電型振動センサの検知軸はＸ軸方向と、Ｙ軸
方向となる。

【００２６】また、本発明の圧電型振動センサは、先の
例に限られるものではなく、第１Ｘ軸用分割電極５８
ａ、第２Ｘ軸用分割電極５８ｂ、第１Ｙ軸用分割電極５
９ａ、第２Ｙ軸用分割電極５９ｂの形状などは任意であ
る。例えば、前記第１Ｘ軸用分割電極５８ａ、第２Ｘ軸
用分割電極５８ｂ、第１Ｙ軸用分割電極５９ａ、第２Ｙ
軸用分割電極５９ｂの形状は、図４に示す三角形でもよ
いし、円であってもよい。また、前記４つの分割電極
は、すべて同じ形状、同じ面積とする必要はないが、形
状、面積は同一に統一したもののほうが良好な結果が得
られて好ましい。

【００２７】前記接着層５１、５３は、必ずしも形成し
なくてもよく、例えば、圧電体６４に銀ペーストからな
る電極を形成させ、これを介して台座５０、荷重体５４
などに貼着してもよい。また、第１の電極５５が共通電
極６０、第２の電極５６が分割電極群５７であってもよ
い。

【００２８】このような圧電型振動センサにおいては、
差動出力によりＸ軸方向、Ｙ軸方向の出力が分離して得
られるため、複雑な電極パターンを形成する必要がなく
製造工程が簡略化できる。また、余分な接着層などの弾
性体を省略することができ、高い共振周波数が得られ、
周波数特性が良好なものとなる。また、対衝撃性も向上
する。

【００２９】次に本発明の圧電型振動センサの第２の例
を説明する。この圧電型振動センサは図５に示すよう
に、第１の電極５５において、Ｘ軸用分割電極５８ａ、
５８ｂ同士、およびＹ軸用分割電極５９ａ、５９ｂ同
士、およびＸ軸用分割電極５８ａ、５８ｂとＹ軸用分割
電極５９ａ、５９ｂを分割する線分６５上、および第１
の電極５５の周縁部に、これと接触しないように、ガー
ド電極６３が形成されてなる他は、先の例の圧電型振動
センサと同様のものである。

【００３０】前記ガード電極６３は、金属箔からなるも
ので、この金属の種類としては特に限定されるものでは
ない。さらに、このガード電極６３はアースに接続され
ている。前記ガード電極６３の形成方法は任意であり、
例えば、金属箔を任意の接着剤を用いて接着する、銀ペ
ーストで印刷するなどの方法が挙げられる。また、本発
明の第２の例の圧電型振動センサは、先の例に限られる
ものではなく、ガード電極６３が前記２本の線分６５上
にのみ形成されたものであってもよい。

【００３１】このような圧電形振動センサでは、少なく
とも分割電極群５７を各分割電極に分割する２本の線分
６５上に、ガード電極６３が形成されたものであるの
で、Ｘ軸分割電極５８ａ、５８ｂとＹ軸用分割電極５９
Ａ、５９ｂとの間の電気的干渉が低減されるため、振動
の成分のＸ軸方向、Ｙ軸方向の指向性を良好に保つこと
ができる。特に高温における電極間漏れ電流による低周
波特性の悪化を緩和することができる。

【００３２】以下、具体例を示し、本発明の効果を明ら
かにする。（実施例１）図２に示すパターンの分割電極群５７、お
よび差動増幅回路が形成された、セラミックスからなる
ハイブリットＩＣの前記分割電極群５７上に、予め共通
電極６０が形成された圧電体６４を、エポキシ系接着剤
にて接着した。前記圧電体６４は、ＰＺＴ（チタン酸ジ
ルコン酸鉛）からなるもので、一辺が３ｍｍ、厚さが
０．５ｍｍで、その形状が正方形のものを使用した。ま
た、前記共通電極６０はＡｇーＰｂ箔からなるもので、
形状は正方形であり、一辺が１．２ｍｍの大きさのもの
を使用した。さらに、前記圧電体６４上に一辺が３ｍｍ
で、厚さが１ｍｍの真鍮製の荷重体５４を、エポキシ系
接着剤にて接着して、図１に示す構造の圧電型振動セン
サを作製した。また、前記エポキシ系接着剤からなる接
着層５１、５３の厚みは２０μｍ、弾性率は３×１０⁸
Ｐａであった。

【００３３】（実施例２）図４に示すパターンの分割電
極群５７が形成されたハイブリットＩＣを用いた他は、
実施例１と同様の圧電型振動センサを作製した。

【００３４】（実施例３）図５に示す形状のＡｇーＰｂ
からなるガード電極６３を有するハイブリッドＩＣを用
いた他は、実施例１と同様の圧電型振動センサを作製し
た。

【００３５】（従来例）電気回路用電極、および非反転
増幅回路が形成された、セラミックスからなるハイブリ
ットＩＣの電気回路用電極上に、図９に示す構造の第１
の積層電極４を半田で固定し、さらにこの上に、実施例
１と同様の圧電体５を接着した。さらにこの圧電体５上
に、図８に示す構造の第２の積層電極６を接着し、さら
にこの上に、実施例１と同様の荷重体３を接着した。ま
た、第１の積層電極４、第２の積層電極６は、いずれも
これらを構成する各電極群同士を、絶縁板８、１０、１
９を介して接着したものである。このような接着にはす
べて、エポキシ系接着剤を使用した。また、前記エポキ
シ系接着剤からなる接着層２５の厚みは２０μｍ、弾性
率は３×１０⁸Ｐａであった。

【００３６】（試験例１）実施例１ないし実施例３の圧
電型振動センサ、および従来例の圧電型振動センサをそ
れぞれ１００個試作し、測定可能周波数範囲を測定し
た。この測定可能周波数範囲は、１００Ｈｚ、１Ｇの電
圧出力を１としたときに、±２０％以内の変動幅に収ま
る周波数を測定可能なものとして評価した。また、測定
時の室温は２５℃になるよう調節した。結果を表１に示
す。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１から明らかなように、本発明の圧電型
振動センサは、従来のものよりも測定可能周波数範囲
が、倍になっており、周波数特性が良好であることがわ
かる。

【００３９】（試験例２）実施例１ないし実施例３の圧
電型振動センサ、および従来例の圧電型振動センサをそ
れぞれ１００個試作し、耐衝撃性を評価した。この耐衝
撃性は、各圧電型振動センサに、約５０００Ｇの衝撃を
１０００回与えたときの故障の発生率で評価した。ま
た、故障とは、衝撃を与える前の初期出力に対して、±
１０％を越える出力変化があったものを故障とした。結
果を表２に示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】表２から明らかなように、本発明の圧電型
振動センサは、故障発生率が著しく低下し、耐衝撃性が
向上していることがわかる。

【００４２】（試験例３）実施例１ないし実施例３の圧
電型振動センサ、および従来例の圧電型振動センサをそ
れぞれ５０個試作し、指向性を評価した。指向性は、Ｘ
軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に、８０Ｈｚ、１Ｇの振動
を加えたときの電圧出力を測定することで評価できる。
結果を表３に示す。また、表３中の数値は、各振動を与
えたときの電力出力の平均と、偏差である。

【００４３】

【表３】

【００４４】表３から明らかなように、実施例３のガー
ド電極６３を設けたものは、Ｘ軸方向に加振した時のＸ
軸方向の出力、Ｙ軸方向に加振したときのＸ軸方向の出
力をＸ−Ｙ軸間の分離比とすると、実施例１、実施例２
および従来例のものよりも良好であることがわかる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電型振
動センサは、台座上に、圧電体の両面に電極を設けた検
知部を剛に取り付け、さらにこの検知部上に荷重体を剛
に取り付けてなる圧電型振動センサにおいて、検知部の
一方の電極は４分割された分割電極からなる分割電極群
であり、検知部の他方の電極は分割されていない共通電
極であり、前記分割電極群は、圧電体の中心を交点とし
て直交する２直線をＸ軸、Ｙ軸としたとき、Ｘ軸上に前
記交点に対して点対称、かつＸ軸、Ｙ軸に対して線対称
に配された第１Ｘ軸用分割電極と第２Ｘ軸用分割電極、
およびＹ軸上に前記交点に対して点対称、かつＸ軸、Ｙ
軸に対して線対称に配された第１Ｙ軸用分割電極と第２
Ｙ軸用分割電極とからなるものであり、また、前記第１
Ｘ軸用分割電極、第２Ｘ軸用分割電極、および第１Ｙ軸
用分割電極、第２Ｙ軸用分割電極が、処理回路に電気的
に接続されているものであるので、差動出力によりＸ軸
方向、Ｙ軸方向の出力が分離して得られるため、複雑な
電極パターンを形成する必要がなく製造工程が簡略化で
きる。また、余分な接着層などの弾性体を省略すること
ができ、高い共振周波数が得られ、周波数特性が良好な
ものとなる。また、対衝撃性も向上する。さらに、少な
くとも前記分割電極群を各分割電極に分割する２本の線
分上に、ガード電極が形成されたものは、Ｘ軸用分割電
極とＹ軸用分割電極間の電気的干渉が低減されるため、
振動の成分のＸ軸方向、Ｙ軸方向の指向性を良好に保つ
ことができる。特に高温における電極間漏れ電流による
低周波特性の悪化を緩和することができるなどの効果も
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧電型振動センサの一実施例を示す
概略構成図である。

【図２】本発明の圧電型振動センサの圧電体の一面に
設けられた分割電極群の一実施例を示すパターン図であ
る。

【図３】本発明の圧電型振動センサの圧電体の一面に
設けられた共通電極の一実施例を示すパターン図であ
る。

【図４】本発明の圧電型振動センサの圧電体の一面に
設けられた分割電極群の他の例を示すパターン図であ
る。

【図５】本発明の圧電型振動センサの圧電体の一面に
設けられた分割電極群およびガード電極の一実施例を示
すパターン図である。

【図６】従来の圧電型振動センサの一実施例を示す概
略構成図である。

【図７】従来の圧電型振動センサの検知部の一実施例
を示す概略構成図である。

【図８】従来の圧電型振動センサの第２の積層電極の
一実施例を示す概略構成図である。

【図９】従来の圧電型振動センサの第１の積層電極の
一実施例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

５１・５３…接着層、５２…検知部、５４…荷重体、５
５…第１の電極、５６…第２の電極、５７…分割電極
群、５８ａ…第１Ｘ軸用分割電極、５８ｂ…第２Ｘ軸用
分割電極、５９ａ…第１Ｙ軸用分割電極、５９ｂ…第２
Ｙ軸用分割電極、６０…共通電極、６１…リード線、６
２…処理回路、６３…ガード電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】台座上に、圧電体の両面に電極を設けた
検知部を剛に取り付け、さらにこの検知部上に荷重体を
剛に取り付けてなる圧電型振動センサにおいて、検知部の一方の電極は４分割された分割電極からなる分
割電極群であり、検知部の他方の電極は分割されていな
い共通電極であり、前記分割電極群は、圧電体の中心を交点として直交する
２直線をＸ軸、Ｙ軸としたとき、Ｘ軸上に前記交点に対
して点対称、かつＸ軸、Ｙ軸に対して線対称に配された
第１Ｘ軸用分割電極と第２Ｘ軸用分割電極、およびＹ軸
上に前記交点に対して点対称、かつＸ軸、Ｙ軸に対して
線対称に配された第１Ｙ軸用分割電極と第２Ｙ軸用分割
電極とからなることを特徴とする圧電型振動センサ。
【請求項２】前記第１Ｘ軸用分割電極、第２Ｘ軸用分
割電極、および第１Ｙ軸用分割電極、第２Ｙ軸用分割電
極が、処理回路に電気的に接続されていることを特徴と
する請求項１に記載の圧電型振動センサ。
【請求項３】請求項１または２記載の圧電型振動セン
サにおいて、少なくとも前記分割電極群を各分割電極に
分割する２本の線分上に、ガード電極が形成されたこと
を特徴とする圧電型振動センサ。