JPH0334667Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、比較的微小な圧電素子を効果的に且
つコンパクトに固定した圧電素子固定構造体、特
に振動センサに関する。

背景技術 圧電性高分子フイルムあるいはセラミツク片の
両面に電極膜あるいは電極板を密着させてなる圧
電素子片の振動部を残してその一部を固定し、そ
の両面から電気的出力を取り出すように構成する
ことにより効果的な振動センサが得られること
は、既に本考案者らにより提案されている（昭和
61年特許願第24685号および昭和61年実用新案登
録願第22686号）。このような振動センサにおいて
は、圧電素子からのリード線の取り出しが必要で
あり、且つ比較的脆弱な圧電素子を外力から保護
するために外界から遮蔽し、また好ましくは水
分、化学薬品等の外界雰囲気への露出を避けるた
めに密閉構造を取ることが好ましい。

このような目的で本考案者らが考案した密閉振
動センサ構造に第１図に分解斜視図を示すような
ものがある。すなわち、この構造は、別途の基板
へのねじ止め用の孔１ａ，１ｂ、素子固定用ねじ
穴１ｃ，１ｄ、素子配設用凹部１ｅ、素子自由振
動用空間を与えるための凹部１ｆを有する底板１
の該凹部１ｅに、リード線２ａ，２ｂにそれぞれ
接続する一対の導体片３ａ，３ｂに挾持される形
態で両面に導体膜あるいは導体板を設けた圧電素
子４を配設し、これらを押圧する形態で治具５を
積層し、その孔５ａ，５ｂを通して、ねじ６ａ，
６ｂにより素子導体片の積層構造を固定した後、
上ぶた７を、必要に応じて接着剤を介してかぶせ
た構造を有している。

しかしながら、この構造には部品点数が多く、
且つリード線２ａ，２ｂを取り出すための構造的
な弱さならびに密閉性の低下という問題がある。

考案の目的 本考案は、上記した振動センサを含む圧電素子
構造体において、可及的に使用部品点数を減ら
し、且つ堅固な構造とするとともに、必要な場合
には密閉構造を取りやすい圧電素子構造体を提供
することにある。

本考案者らの研究によれば、圧電素子を挾持す
る一対の導体片を底板を挿通するリード部として
も兼用させ、且つ上ぶたに素子押え部を設けるこ
とが、上述の目的の達成のために極めて有効であ
ることが見出された。

本考案の圧電素子固定構造体は、このような知
見に基づくものであり、より詳しくは、裏面へと
貫通する一対の透孔を有する底板と、該一対の透
孔にそれぞれ挿通された脚部と素子挾持部をそれ
ぞれ有する一対の導体片と、該一対の導体片にそ
の一部を挾持された圧電素子と、該圧電素子と一
対の導体片との挾持構造部を押圧する押え部を有
する上蓋とからなることを特徴とするものであ
る。

実施例 以下、実施例について図面を参照しつつ本考案
を更に具体的に説明する。

第２図は、本考案の一実施例にかかる密閉振動
センサの分解斜視図であり、第３図はその組立斜
視図である。

第２図を参照して、底板１１は、この裏面へと
貫通する一対の透孔１１ａ，１１ｂ、上ぶた固定
用の一対のねじ穴１１ｃ，１１ｄ、素子配設用凹
部１１ｅ、素子自由振動用空間を与える凹部１１
ｆを有し、例えばフエノール樹脂、ABS等のプ
ラスチツクの射出成形等により一体構造として与
えられる。前記底板１１の凹部１１ｂには、それ
ぞれ脚部１３aa，１３baおよび素子挾持部１３
ab，１３bbを有する一対の導体片１３ａ，１３
ｂの、該素子挾持部１３ab，１３bbに挾持され
る形態で例えば巾が約１〜５mm、長さが10〜20mm
の短冊上の圧電素子１４の一端（約５mm）が配設
され、その他端は自由振動端として底板１１ｂの
凹部１１ｆの作る空間に延在させる。

圧電素子１４は、例えば単層もしくは複層で厚
さが２〜200μmのポリフツ化ビニリデン等からな
る高分子圧電体フイルムあるいは厚さが50〜
500μ程度のPLZT（チタン酸鉛ジルコニウム）等
のセラミツク圧電体薄板の両面に蒸着、導電性塗
料等によりAl，Ni，Cu，Cr等からなる電極膜を
設けるか、あるいは振動センサの場合、好ましく
はその少なくとも一方（図示の例では一方）に厚
さが10〜800μm程度の好ましくは燐青銅板等から
なる曲げ弾性を有する金属薄板を半田、エポキシ
系接着剤、分散型導電性接着剤等を介して貼付し
た構造を有する。

導体片１３ａ，１３ｂは、真ちゆう板、Cu板
等を所定の形状に切断した後、折曲げることによ
り容易に得られる。その素子挾持部１３ab，１
３bbで圧電素子１４を挾持した残部をなす脚部
１３aa，１３baは、底板１１に設けた透孔１１
ａ，１１ｂを挿通して、その裏側へと突出させ、
リード部を構成させる（第３図）。

他方、上蓋１７は、例えばプラスチツクにより
構成され、底板との固定用の一対のねじ穴１７
ａ，１７ｂ（図示せず）が設けられるほか、その
下面には、ゴム、プラスチツク等からなる押え部
材１７ｃが貼付されている。またこの押え部材１
７ｃは、上蓋１７の一部として射出成形等により
一体成形してもよい。

このように構成した上蓋を、その押え部１７ｃ
が、底板１１の凹部１１ｅに配設した圧電素子１
４および素子挾持部１３ab，１３bbの積層構造
を押圧する形態で底板１１に重ね、ねじ１６ａ，
１６ｂにより孔１７ａ，１７ｂを通して底板のね
じ穴１１ｃ，１１ｄにねじ止めする。

かくして形成された本考案による密閉振動セン
サの全体構造を第３図に示す。なお、１１ｇは底
板１１に一体成形により設けた係止補助脚であ
り、密閉振動センサをコンデンサ、増幅器等の周
辺機器等とともに固定用基板（図示せず）に固定
するに際して、センサのリード脚１３aa，１３
baとともに、固定基板に設けた孔に挿通するこ
とにより、センサの固定を補助する働きを有する
が、必須なものではない。固定基板の孔に挿通し
たリード脚１３aa，１３baは、これらにリード
線を更に接合するために設ける半田により、同時
に固定基板に固定することが可能であるが、場合
によては、固定基板にソケツトを設けて、それに
差し込む形態をとつてもよい。また場合によつて
は、固定基板を、直接、上記底板の代りに用い、
必要な凹部、透孔等を設けた第２図の１１ｈに相
当する構造を有する枠体と組合わせて、本考案所
定の底板構造を採らせてもよい。

上記振動センサの例において、上ぶた１７と底
板１１の固定は、ねじ１６ａ，１６ｂにより、孔
１７ａ，１７ｂ、ねじ穴１１ｃ，１１ｄを介して
行つているが、エポキシ樹脂等の接着剤により接
着固定も可能であり、これにより上記ねじ等を除
く方が部品の減少ならびに密閉性の向上等の観点
で好ましくさえある。また底板、上蓋の形状、し
たがつてセンサの全体構造は、丸型であつてもよ
いことは勿論である。更に、素子押え部１７ｃ、
素子押え部１３bb、素子１４、素子押え部１３
ab、間等には必要に応じて導電性接着剤ないし
はゴム膜等を介在させてもよい。

上記においては、本考案の圧電素子固定構造体
の好ましい一実施態様としての振動センサの例に
ついて述べたが、同様な構造を採る限り、バイモ
ルフ振動体、同時に焦電素子として機能する圧電
素子にも適用可能である。これらの場合、必要に
応じて、例えば上ぶたの一部に透明な窓を設ける
こともできる。

考案の効果 上述したように本考案によれば、振動センサを
含む圧電素子固定構造体において、可及的に使用
部品点数を減らし、且つ堅固であり、必要に応じ
て密閉構造を取りやすい圧電素子固定構造体が提
供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案前に本考案者が使用した振動セ
ンサの分解斜視図、第２図は本考案の圧電素子固
定構造体の一実施例にかかる密閉振動センサの分
解斜視図、第３図は同振動センサの組立品全体斜
視図である。 １１……底板（１１ａ，１１ｂ……透孔、１１
ｃ，１１ｄ……上蓋との結合用ねじ穴、１１ｅ…
…素子配設用凹部、１１ｆ……素子振動用凹部、
１１ｇ……補助脚）、１３ａ，１３ｂ……導体片
（１３aa，１３ba……脚部、１３ab，１３bb……
素子挾持部）、１４……圧電素子、１６ａ，１６
ｂ……固定用ねじ、１７……上ぶた（１７ａ……
透孔、１７ｃ……素子押え部）。代表図：第２図。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 裏面へと貫通する一対の透孔を有する底板と、
   該一対の透孔にそれぞれ挿通された脚部と素子挾
   持部をそれぞれ有する一対の導体片と、該一対の
   導体片にその一部を挾持された圧電素子と、該圧
   電素子と一対の導体片との挾持構造部を押圧する
   押え部を有する上蓋とからなることを特徴とする
   圧電素子固定構造体。