JPS60189182A - 電極端子取り出し構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、良好且つ堅牢な接合構造を有する高分子圧電
体膜からの電極端子の取り出し構造、あるいは高分子圧
電体膜と導体との接合構造に関する。

近年、振動センサー、マイクロホン、スピーカー等の用
途に電気機械変換素子として、フッ化ビニリデン系樹脂
等からなる単層または複層（八イモルフ）の高分子系圧
電体膜が広く用いられはじめている。そして高分子の特
徴である軽量性、ｒＩＩ撓性、柔軟性、加工容易性など
、を生かした用途が提案、実用化されてきている。

例えば、このような高分子系圧電体１摸を用いる利点は
、各種機器の゛振動特性の測定等に用いられる振動セン
サーについてよく理解される。すなわち、従来、ＰＺＴ
等のセラミック圧電体膜の両面に蒸着等により電極膜を
設け、それぞれの電極膜にリード線を半田付けするなど
リード線をつないだものが用いられていたが、こ゛のよ
うなセラミック酸の振動センサーには、被検体が曲面を
なす場合には追随性が悪いため測定精度が低下する欠点
がある。また測定可能な振動数が５００Ｈｚ以下であっ
て、例えばタービン等の１０ｋＨｚ程度にも達する高周
波振動の測定がむずかしい、等の不都合があった。

これに対し、このような欠点がなく、高周波振動に対し
て適した薄膜化が容易であり且つ可撓性も優れた高分子
圧電体膜は、電気機械変換素子あるいは電気音響変換素
子を構成するのに木質的に適している。

しかしながら、このような高分子圧電体膜を電気機械変
換素子等として使用する際、電極からのリード線の取り
出し部が、一般に脆くなり、とれやすく、振動条件下等
での継続的使用に耐え得ないという点で、大きな問題と
なっている。

′即ち、金属粉、カーボン粉末等導電性物質を各種樹脂
バインダーに分散させてなる導電性接着剤を用いて、リ
ード線を高分子圧電体膜上の電極膜に接合する方法は、
得られる接合構造が比較的脆く、振動センサー等の電気
機械変換素子としての使用において加わる継続的使用に
耐え得ないのは勿論、永年にわたって使用する必要のあ
る侵入検知器、火災検知器等のパイロセンサー、ファン
、光スィッチ等のバイモルフ等種々の圧電素子（上記表
現からもわかる通り、焦電素子として用いられる同様な
構造体を排除するものではない）の信頼性を損なうので
ある。またリード線の取り出し構造の最も基本的な発想
として、上記セラミック酸の振動センサーと同様に、高
分子圧電体股上に設けた電極膜にリード線を半田付けす
るのは、高分子圧電体膜自体が熱により劣化するので不
適当である。

上述の事情に鑑み、本発明の主要な［１的は、高分子圧
電体膜からの耐久性ある電極取り出し構造を提供するこ
とにある。

本発明者等の研究によれば、高分子圧電体膜がその両面
に電極膜を設けた後にもなお有する可撓性を利用するこ
とにより、上述の目的の達成が可能であることが見出さ
れた。すなわち、本発明の高分子圧電体膜の電極端子取
り出し構造体は、帯′状高分子圧電体膜の表裏面に電極
膜を設けてなる帯状圧電素子の端部近傍で、導電性芯材
を介して巻返し、鎖巻返し部を導電性挾止具により挟着
し、該導電性芯材と該導電性挾止具とをそれぞれリード
線端子とすることを特徴とする・ 以下、本発明を実施例について図面を参照しつつ更に具
体的に説明する。

第１図は、本発明の一実施例にかかる振動センサー用電
極端子取り出し構造体の斜視図であり。

第２図は第１図のＩＩ　−ＩＩ線に沿って切断された厚
さ方向模式断面図である。。

この実施例において、高分子圧電体ｌｉｔの両面には、
Ａ１．Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ等の蒸着膜からなる電極膜２ａ
および２ｂが設けられ、全体として振動センサーのセン
サー部をなす圧電素子ｌＯを形成している。圧電素子Ｉ
Ｏの寸法の一例を挙げ　１′れば、長さが２５ｍｍ、巾
が５　ｍ　ｍ　、厚さが約０．０３ｍｍであり、その厚
さの殆んどを圧電体ｎ！　ｌが占め、電極膜２ａ、２ｂ
の各々の厚さは５００人程度である。

この帯状圧電素子ｌＯはその端部近傍で、導電性芯材３
を介して巻き返されている。導電性芯材３はたとえば、
直径０．５ｍｍのアルミニウム、銅、真ちゅう等の棒状
体または管状体、あるいは例えばｒｌ　３　ｍ　ｍ、厚
さ０．３ｍｍの同様な材質からなる板状体、等が用いら
れる。かかる芯材３を介して帯状圧電素子１０は巻き返
される。圧電素子１０はこの巻き返される部位４で折れ
線を有することもあり得、従って折り返される状態も含
めて本発明では「巻き返される」の表現を用いているが
、好ましい態様としては折れ線を有することなく巻き返
される形状が用いられる。

このような圧電素子ｌＯの巻き返し部位４は、巻き返し
の状態を保持するように、挾止具５により挟着される。

挾止具５により、巻き返１．郁位４は挾み込まれた後、
挾止具５の開き具合が狭められることによりきつく締め
つけられ、挟着される。したがって挾止具４としては強
い応力により変形可能であるが、弱い応力に対しては変
形が無いか、僅かなものが用いられ、例えば燐青銅板、
ステンレス等のばね性の強い材料が好ましく用いられる
。巻き返し部位４における圧電素子１０の電極膜２ａお
よび２ｂが蒸着膜であるときは、挟着されるときの応力
により、蒸着金属がはがれることもある故、柔軟な樹脂
皮膜（ゴムを包含するものとする。図示せず）を介し、
圧電素子が挾止具５と挟着されることが好ましい。

挾止具５、芯材３は、いずれも圧電素子ｌＯの電極端子
としてリード線６ａ、６ｂと接続される故、これらは導
電性を有するものが用いられる。

したがって上記した柔軟な樹脂皮膜を介在させるときは
これらも導電性を有することが望ましく、あるいは少な
くとも局部的な挾止具等と電極膜２ａ若しくは２ｂとの
直接的接触を可能とする必要がある。圧電素子１０が巻
き返し部位で折り曲げられ、電極２ｂがその部位で破損
したとしても挾止具５、芯材３はともに導電性であるた
め、リード線６ａ、６ｂと圧電素子１０との導通は維持
できる。また、このような構造体とすることにより、高
分子圧電体膜からなる圧電素子の電極端子の取り出し構
造において、リード線６ａ、６ｂと圧電素子１０とは直
接に接続されていない故、接着力は大きいが圧電素子の
融点以上でないと融解しない半田を用い、圧電素子ｌＯ
が挟着される前にあらかじめ芯材３、挾止具５のそれぞ
れにリード線６ａ、６ｂをそれぞれ接続することかでＳ
、リード線も強固に接続することができる。

第３図は本発明の他の実施例にかかる振動センサー用電
極端子取り出し構造体の斜視図である。

この実施例においては挾止具５は、表面に比較的強固な
蒸着膜あるいはＡＩ箔等の貼付は等により導電性をもた
せたプラスチックスあるいは比較的ばね性の乏しい金属
材料からなり、前の実施例のように、それ自体のばね性
により開き角を狭めて挟着させる能力の乏しいものであ
る。かかる例では、芯材３として、軸方向に垂直な断面
が一部を切り欠いた環状の筒状体を用い、この芯材の周
りに圧電素子ｌＯの端部近傍４を巻き返し、挾止具５に
装着する。装着後、くさび７を芯材３の端から挿入し、
芯材３の径を拡大し、圧電素子ｌＯが芯材３と挾止具５
の間に挟着される。

この実施例においても、圧電素子自体に直接リード線を
接合する場合に比べて、半田づけ等により挾止具へのリ
ード線の接合が容易且つ強固に行なわれ、また主として
芯材側からの圧接力によってではあるが、挾止具−圧電
素子−芯材間の導電性が確保され、先の実施例と同様の
作用効果を有する。

以」二いずれも振動センサー用の圧電素子について説明
したが、本発明は上記説明からも明らかな通り、振動セ
ンサーに限られず例えば、パイロセンサー、バイモルフ
等のように広く高分子圧電体膜を用いた圧電素子の電極
端子取り出し構造に用いられる。

」一連したように１本発明によれば、リード線の取°り
出し部を、圧電素子上に直接設けるのでなく、圧電素子
との導通なばね性あるいは圧接力により確保した挟止真
上に設けるため、接着力に優れる半田により強固に接続
することができ、良好な電気的接続と機械的耐久性を兼
ね備えた電極端子取り出し構造体が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図は本発明の実施例にかかる電極端子
取り出し構造体の斜視図、第２図は第１図のＩＩ　−Ｉ
Ｉ線に沿って切断された厚さ方向模式断面図である。 ｌ・・・高分子圧電体膜。 ２ａ、２ｂ・・・電極膜、 ３Ｌ１・・導電性芯材、 ４・・・巻き返し部位、 ５＠・・挾止具、 ６ａ、６ｂ拳　・　・リード線、 ７・・・くさび、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、帯状高分子圧電体膜の表裏面に電極膜を設けてなる
   帯状圧電素子がその端部近傍で導電性芯材を介して巻返
   され、鎖巻返し部が導電性挾止具により挟着され、該導
   電性芯材と該導電性挾止具とがそれぞれリード線端子を
   構成することを特徴とする高分子圧電体膜の電極端子取
   り出し構造体。 ２、挾止具のばね弾性により、帯状圧電素子の巻き返し
   部が導電性芯材ならびに挾止具に圧接されている特許請
   求の範囲第１項に記載の電極端子取り出し構造体。 ３、導電性芯材が一部を切欠いた環状断面を有する筒状
   材料からなり、該筒材に挿入されたくさびの拡径作用に
   より、帯状圧電素子の巻き返し部が導電性芯材ならびに
   挾止具に圧接されている特許請求の範囲第１項に記載の
   電極端子取り出し構造体。 ４、帯状圧電素子の巻き返し部が、導電性樹脂膜を介し
   て挾止具により挟着されている特許請求の範囲第１項な
   いし第３項のいずれかに記載の電極端子取り出し構造体
   。