JPH051090Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、例えば接触型の圧電センサーに好適
に使用し得る防水性を改善した圧電素子固定構造
体に関する。

背景技術 従来、カーペツトなどの敷物あるいは床材上の
物、あるいは壁材への接触を検知するためには、
感圧ゴムあるいは帯状圧電素子の使用が考えられ
ている。このうち、感圧ゴムは、厚さ方向の変形
以外には感度が良くないので、これを用いて良好
な接触検知を行おうとすれば、所望検知領域のほ
ぼ全面に設けることが必要となる。これに対し、
PVDF（ポリフツ化ビニリデン系樹脂）などの高
分子系圧電体膜の両面（あるいは積層構造とした
三層以上）に電極を設けてなる帯状圧電素子は、
厚さ方向以外の、伸びあるいは曲げ変形に対して
も良好な感度を示し、従つて所望検知領域に局部
的に設けるだけで良好な接触検知が可能である。
特に、帯状の圧電素子を所望検知領域の構成材の
表面、裏面あるいは内層に配設すれば、効率的に
広面積の接触検知が可能となる。

しかし、帯状圧電素子が正常に機能するために
は、両面に設けた電極が互いに良好な絶縁状態を
維持する必要があり、露出した際の水分やほこり
の付着による短絡を防止するために、防水保護の
必要がある。このような防水保護を考慮した圧電
素子固定構造体としては、例えば絶縁性樹脂を帯
状圧電素子の端面あるいは全面に塗布して防水保
護膜を形成した帯状圧電素子を一対の枠体で挾持
したものが提案されている（特開昭58−78338号
公報）。しかしながら、このようなコーテイング
による防水保護膜の形成には、いくつかの問題点
がある。第１に、最も防水処理の必要な帯状圧電
素子の端面に強固な塗膜を形成することは困難で
ある。防水性の向上という観点からは、上記特開
昭公報に記載されるように、帯状圧電素子を予め
弾性体膜上に貼付し帯状圧電素子の端面近傍に厚
手に塗膜を形成することが効果的である。しかし
ながらこの場合には、弾性体への貼付自体が、帯
状圧電素子の特性変化を伴なうので必ずしも有利
とは云えず、また過剰な塗膜の形成により特性が
一定化しないという欠点もある。結局、上述した
ような塗布型の防水処理では、例えば水中浸漬試
験に耐える程度の防水性は得られない。更に、従
来の技術においては防水処理を施さなかつた端子
部分における防水保護を如何に実施するのかの配
慮もなされていない。

考案の概要 上述の事情に鑑み、本考案の主要な目的は、例
えば水中浸漬による防水試験に耐え得る程度の良
好な防水性を有する帯状の圧電素子の固定構造体
を提供することにある。

本考案の圧電素子固定構造体は、上述の目的を
達成するために開発されたものであり、より詳し
くは、帯状圧電素子をその長手方向の少なくとも
一部を露出部として残して非透水性の袋帯体中に
収容し、該露出部に一対のリード端子を電気的に
接合しつつ上蓋体と下蓋体とで挾持し、且つ該上
蓋体と下蓋体により併せて前記帯状圧電素子の露
出部に隣接する袋帯体をも挾持することにより全
体として密閉構造とした端子部を有することを特
徴とするものである。

すなわち、上記圧電素子固定構造体において
は、帯状圧電素子が予め露出部を除いて袋帯体中
に収容され、且つリード端子との接合に際して露
出部とこれに隣接袋帯体の開放端部とが上蓋体と
下蓋体とにより挾持されるため、全体として堅固
な密閉構造が得られるものである。この際袋帯体
として高分子フイルムからなるものを用いれば単
に非透水性が得られるだけでなく、一様な厚さの
ものが容易に得られるため、帯状圧電素子に与え
る特性変化は一様となり、また上下蓋体による挾
持に際して良好なシール効果が発揮されるため、
該袋帯体中の帯状圧電素子に対して良好な防水性
を与える。

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

第１図は、カーペツトへの埋設用に開発された
本考案の一実施例にかかる圧電素子固定構造体の
分解斜視図であり、第２図はその組立斜視図であ
る。

第１図を参照して、帯状圧電素子１は、例えば
厚さが約２〜100μm、巾が２〜100mm、長さが0.1
〜10mの帯状の高分子圧電体フイルムの両面に例
えば厚さが0.01〜2μmのアルミニウム、ニツケ
ル、金、銅等の電極膜を形成してなる（その積層
構造の図示は省略する。必要に応じて電極膜を介
して圧電体フイルムが積層した構造をとることも
できる）。ここで、高分子圧電体フイルムとして
は、弗化ビニリデン、弗化ビニル、トリフロロエ
チレン、フロロクロロエチレン等の極性の大きな
単量体の重合体または共重合体を主成分とした組
成物を分極して得られる圧電性高分子フイルムが
好適に用いられる。それらのうち弗化ビニリデン
重合体または弗化ビニリデン50モル％以上を含有
する共重合体が圧電性が良いので好ましい。ま
た、弗化ビニリデン重合体または共重合体を主成
分とし、これに例えばPZTなどの無機強誘電体
を混合した組成物よりなる高分子圧電体フイルム
も使用することが出来る。

この帯状圧電素子は、その長さ方向の一端約10
〜20mmを露出部１ａとして残して、残りの部分は
非透水性の袋帯体２中に収容されている。この袋
帯体２は、好ましくは、ポリ弗化ビニル、ポリ弗
化ビニリデン、ポリアミド、ポリアセタール、ポ
リカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等
の、狭義のヒートシール、高周波シール、超音波
シールを含めた熱シールが可能な高分子フイルム
からなり、その厚さが例えば約２−100μmのもの
である。その両縁部分の例えば約２mmの両縁部２
ａ，２ｂならびに逆側の端部２ｃ（第２図）が熱
シールされている。帯状圧電素子１の露出部１ａ
は、それぞれリード線３ａ，３ｂ（第２図にのみ
示し、第１図への図示は省略）と接合された一対
の導体片４ａ，４ｂにより挾持され、更に対をな
す上蓋体５ａおよび下蓋体５ｂにより挾持され
る。リード線３ａ，３ｂとしては、例えばJIS規
格に従い、芯線12本の合計内径0.7mm、被覆外径
1.6mmのものが用いられる。導体片４ａ，４ｂは、
例えば厚さが0.002〜0.4mmの銅、燐青銅、真ちゆ
う、ニツケル、アルミニウム等からなり、上蓋体
５ａ、下蓋体５ｂからの押圧固定力に対応して、
帯状圧電素子の露出部１ａに対して弾性押圧力を
及ぼすことが好ましい。このためには、導体片４
ａ，４ｂは、この例のように波形の凹凸を設けた
もののほか、半球状の凸部を設けたものも好まし
く用いられる。リード線３ａ，３ｂと、導体片４
ａ，４ｂの接合は、この例のように導体片の一部
のかしめによるほか、半田付ももちろん好適に用
いられる。なお、導体片との接合に先立つてリー
ド線３ａ，３ｂの先端部分（３ａの先端部分のみ
を３aaとして示す）を芯線部および被覆部を含
めて扁平につぶしておくと、上蓋体、下蓋体に設
けた孔形成用の凹部５ｄとの係合により、リード
線の固定が改善される。

上蓋体５ａおよび下蓋体５ｂは、ベークライト
樹脂、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボ
ネート、ポリ弗化ビニリデン、ポリフエニレンサ
ルフアイド等の比較的良好な耐熱性を有するもの
が好適に用いられ、予め、機械加工あるいは射出
成型等により、露出部１ａ、導体片４ａ，４ｂの
重畳体を挾持しつつ収容するための凹部５ｃ、リ
ード線取出用の孔形成用の凹部５ｄおよび袋帯体
２の端部２ｄの挾持用の薄い凹部５ｅを、上蓋体
５ａおよびまたは下蓋体５ｂに形成しておくこと
が好ましい。上蓋体５ａおよび下蓋体５ｂによる
導体片４ａ，４ｂの挾持に先立つて、スポンジ、
ゴム、あるいは金属バネ材等の弾性体を介在させ
ることも好ましく用いられる。

上下蓋体５ａ，５ｂによる導体片４ａ，４ｂの
挾持に際して、同時に袋帯体２の端部２ｄも挾持
押圧され、袋帯体２中の帯状圧電素子が密封され
る。更に、上蓋体５ａと下蓋体５ｂとの接合部あ
るいは凹部５ｄ，５ｅ近傍等の空隙の残る可能性
のある部分については、予めこれら部分に、エポ
キシ樹脂、ウレタン樹脂、フエノール樹脂、シリ
コーン樹脂、ニトリル樹脂、ポリエステル樹脂、
ブチラール樹脂、クロロプレン樹脂などの熱硬化
性または熱可塑性接着剤樹脂等からなる接着剤６
（第２図）を塗布しておき、その密閉を確認して
から、上下蓋体５ａ，５ｂに対する押圧力を解除
すれば、第２図に示すように袋帯体２中に封入さ
れた帯状圧電素子１の延長部分ならびに上下蓋体
５ａ，５ｂの組合せにより形成された概ね箱状の
端子部５がいずれも良好な密閉防水構造を付与さ
れる。上蓋体５ａと下蓋体５ｂとは、予め蝶番に
より結合させておくことも好ましい。蓋体５ａ，
５ｂの厚さ、導体片の厚さ等を適切に設定するこ
とにより箱状端子部５の厚さを、例えば３〜８mm
の範囲に押えることも可能である。

上記においては、本考案をその好ましい一実施
例としてカーペツト埋設用の圧電素子固定構造体
について説明した。しかしながら、同様な構造を
有するものは、床材、あるいは壁材等に貼設、あ
るいは埋設して接触検知に有効に用いられるもの
であるほか、端子部から突出した帯状圧電素子の
防水性を主として利用して振動センサー等も含む
圧電素子一般についても有効に用いられる。従つ
て、本考案において帯状圧電素子について「帯
状」とは、端子部に収容される部分以外に外部に
延長する部分を有することを意味するものであつ
て、その外部延長部分の長さがその巾に比べて著
しく大なることを要さない。但し、上述したよう
な接触検知の目的等においては、巾に比べて本質
的に大なる長さ（例えば４倍以上）を有すること
が好ましい。また、そのような用途も含めて、前
記実施例のように帯状圧電素子の一端を露出させ
るのでなく、袋帯体に収容した帯状圧電素子の中
央の一部を露出して端子部を構成したり、あるい
はこれに更に一端を露出した帯状圧電素子を加え
て全体としてＴ形の帯状圧電素子を構成してもよ
い。

考案の効果 上述したように、本考案によれば、帯状圧電素
子を非透水性の袋帯体に収容ないし包被した後、
密閉性良く固定した圧電素子固定構造体が提供さ
れる。また、固定端子部は、一般に帯状電気製品
の接着に用いられる導電性接着剤を使用すること
なく、密閉固定構造とし得るので、環境の温度変
化にも良好な耐久性を有する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、本考案の一実施例にかかる圧電素子
固定構造体の分解斜視図であり、第２図はその組
立斜視図である。 １……帯状圧電素子（１ａ……露出部）、２…
…袋帯体、３ａ，３ｂ……リード線、４ａ，４ｂ
……導体片、５ａ……上蓋体、５ｂ……下蓋体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 帯状圧電素子をその長手方向の少なくとも一
   部を露出部として残して非透水性の袋帯体中に
   収容し、該露出部に一対のリード端子を電気的
   に接合しつつ上蓋体と下蓋体とで挾持し、且つ
   該上蓋体と下蓋体により併せて前記帯状圧電素
   子の露出部に隣接する袋帯体をも挾持すること
   により全体として密閉構造とした端子部を有す
   る圧電素子固定構造体。 ２ 帯状圧電素子がその一端を露出部として残部
   を袋帯体中に収容される実用新案登録請求の範
   囲第１項に記載の構造体。 ３ 一対のリード端子がそれぞれリード線および
   これと接合された導体片とからなり、該一対の
   導体片により前記帯状圧電素子の露出部を挾持
   し、更に上蓋体と下蓋体とで挾持してなる実用
   新案登録請求の範囲第１項または第２項に記載
   の構造体。 ４ 前記一対の導体片が上蓋体と下蓋体からの押
   圧力により前記帯状圧電素子の露出部に対し弾
   性押圧力を及ぼす構造を有している実用新案登
   録請求の範囲第３項に記載の構造体。 ５ 前記一対の導体片がそれぞれ波形に形成され
   ている実用新案登録請求の範囲第４項に記載の
   構造体。 ６ 上蓋体と下蓋体とにより挾持固定され且つ区
   画された端子部が概ね矩形箱形構造をなし、前
   記リード端子および袋帯体に収容された帯状圧
   電素子が該箱形構造の別側面から取り出されて
   いる実用新案登録請求の範囲第１項ないし第５
   項のいずれかに記載の構造体。 ７ 前記リード端子および袋帯体に収容された帯
   状圧電素子が該箱形構造のほぼ互いに直交する
   別側面から取り出されている実用新案登録請求
   の範囲第６項に記載の構造体。 ８ 前記袋帯体が高分子フイルムからなる実用新
   案登録請求の範囲第１項ないし第７項のいずれ
   かに記載の構造体。 ９ 前記袋帯体が高分子フイルムの熱シールによ
   り形成されている実用新案登録請求の範囲第８
   項に記載の構造体。