压电型振动传感器制造技术

一种压电型振动传感器。其由在两个表面上分别形成有电极膜的压电薄膜和在两个表面上分别形成有金属膜的软质板的层叠体形成振动膜，在该振动膜的一个面上安装压重。设置一对用于从两侧支承振动膜的周围边缘部分的框架，通过将这些振动膜和框架放置在一端开放的壳体内，并由基板封闭壳体的开放端，由上述的一对框架支承振动膜的周围边缘部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用压电元件(压电材料)的压电型振动传感器，并涉及适用于各种设备的振动的测定和计步器等中的压电型振动传感器。
技术介绍
测量振动时，一般使用测量加速度的方法、测量速度的方法以及测量位移的方法。本专利技术属于通过测量加速度来测量振动的
，特别涉及作为测量加速度的元件而使用压电元件(压电材料)的压电型振动传感器。使用作为测量加速度的元件的压电元件(压电材料)的压电型振动传感器(加速度传感器)，例如在2000年8月4日公开的特开2000-213954号公报中公开。参照图4简单说明在该特开2000-213954号公报(P2000-213954A)中公开的加速度传感器。在特开2000-213954号公报中公开的加速度传感器使用压电传感器来测量步行数，如图4所示，箱型的外壳12中内设有用于检测步行数的压电传感器13、用于放大信号的运算放大器14以及晶体管15。压电传感器13的输出电压由运算放大器14和晶体管15放大之后，送到运算器16，进行电处理。运算结果传送至安装在外壳12的一个侧壁的液晶面板18上显示。如上述特开2000-213954号公报的图2和图3所示，压电传感器13通过粘合剂将规定重量的封装基板分别粘着在具有多个传感面的平板状的压电传感器13的上表面和下表面上，具有一体化的结构。该压电传感器13支承在外壳12内并可在上下方向上自由移动，构成根据步行时每一步的上下方向上的加速度而与外壳12的顶面进行一次冲击的结构。因为压电传感器13与顶面的冲击而偏斜，并由此产生电压，所以能够依据该压电传感器的输出电压来检测与顶面之间的冲击。图4所示的加速度传感器装置中将冲击数作为步行数进行显示。上述特开2000-213954号公报中没有明确记载，在构成由上述的加速度输入信号而上下运动的结构的压电传感器中，一般使用压电陶瓷。然而，压电陶瓷对跌落等引起的冲击的耐冲击性比较弱，容易产生由冲击而造成的破坏和损伤。由于产生由冲击导致的破坏和损伤后使得不能从压电传感器产生电压，故不能从使用该压电传感器的压电型振动传感器中产生输出信号，导致不能使用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于，提供一种耐冲击性良好的压电型振动传感器。本专利技术的另一个目的在于，提供一种能够高精度且稳定地测量振动的压电型振动传感器。为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供一种压电型振动传感器，其具有由软质板和在两表面上形成有电极膜的压电薄膜的层叠体构成的振动膜；支承上述振动膜的周围边缘部分的框架；安装在上述振动膜中未被上述框架支承的部分的一个面大致中央的压重。上述振动膜形成使未被上述框架支承的部分位移的形状。优选的实施例中，上述软质板的两个表面上分别形成导电膜，上述振动膜中未被上述框架支承的部分大致形成拱顶形状，并且为从两侧支承上述振动膜的周围边缘部分而设置有一对上述框架。另外，上述压电振动传感器还具有一端开放的壳体和封闭该壳体的开放端的基板，将安装有上述框架和上述压重的振动膜放置在上述壳体内，通过由上述基板封闭上述壳体的开放端，构成由上述框架支承上述振动膜的周围边缘部分。本专利技术的另一方面在于提供一种压电型振动传感器，其具有由软质板和在两表面上形成有电极膜的压电薄膜的层叠体构成的振动膜；支承上述振动膜的周围边缘部分的框架；安装在上述振动膜中未被上述框架支承的部分的表面大致中央的压重；一端开放的壳体；封闭该壳体的开放端的基板；在上述基板的内表面上突出设置的多个销。将安装有上述框架和上述压重的振动膜放置在上述壳体内，通过由上述基板封闭上述壳体的开放端，从而上述振动膜的周围边缘部分被上述框架支承，且支承成上述振动膜中未被上述框架支承的部分由上述基板内表面的多个销按压而位移的形状。优选的实施例中，上述软质板的两个表面上分别形成导电膜，上述振动膜中未被上述框架支承的部分大致位移成拱顶形状，并为从两侧支承上述振动膜的周围边缘部分而设置有一对上述框架。根据本专利技术，作为振动测量元件，由于使用对跌落等冲击的耐冲击性非常强的压电薄膜，而能够提供耐冲击性良好的压电型振动传感器。另外，因为振动膜的周围边缘部分被支承，所以对该传感器施加振动和冲击时，振动膜在一个方向上非常稳定地大幅度振动。因此，能够得到稳定的大输出电压，并能够高精度且稳定地测量加速度(振动)。附图说明图1是表示本专利技术的压电型振动传感器的第一实施例的剖面图；图2是将图1的一部分放大表示的剖面图；图3是表示本专利技术的压电型振动传感器的第二实施例的剖面图；图4是表示将现有技术的压电型振动传感器的一例的切除一部分的示意立体图。具体实施例方式下面，参照图1～图3详细说明本专利技术的优选实施例。然而，因为本专利技术能够以多种不同的形式实施，所以下面所述的实施例不应该解释为对本专利技术的限定。后述的实施例中以下的说明是充分且完整的技术方案，是为使得本领域的技术人员对本专利技术的范围充分了解而提供的说明。首先，参照图1和图2详细说明本专利技术的压电型振动传感器的第一实施例。图1是表示根据本专利技术的压电型振动传感器的第一实施例的剖面图。该压电型振动传感器包含通过压电薄膜21和与该压电薄膜21一体化的软质板24而构成的振动膜25；夹持并支承该振动膜25的周围边缘部分的一对框架28、29；安装在振动膜25的压电薄膜21侧的中央部分上的板状的压重31。在本实施例中，压电薄膜21为由PVDF(聚偏二氟乙烯)形成的平面大致圆形的薄膜，如图2中放大所示，在压电薄膜21的两个表面的整个面上分别形成电极膜22和23。例如通过蒸镀镍(Ni)和钛(Ti)而将这些电极膜22和23形成在压电薄膜21的两个表面上。软质板24用于支承压电薄膜21，因此具有与压电薄膜21大致相同的平面形状，例如用聚氨基甲酸酯和弹性材料形成。本实施例中，如图2放大所示，在平面大致圆形的软质板24的两个表面的整个面上分别形成金属膜26A和26B。这些金属膜26A和26B例如通过蒸镀镍(Ni)和钛(Ti)而形成在软质板24的两个表面上。通过将两个表面上形成有金属膜26A和26B的平面大致圆形的软质板24的一个表面(本实施例中是金属膜26A的表面)和两个表面上形成有电极膜22和23的平面大致圆形的压电薄膜21的一个表面(本实施例中是电极膜23的表面)由例如导电粘合剂接合并一体化，从而形成由软质板24和压电薄膜21的层叠体构成的振动膜25。因为在本实施例中振动膜25是平面大致圆形的形状，所以一对框架28、29形成环状，并且一个环状的框架28(图中上侧的框架)的高度比另一个环状的框架29(图中下侧的框架)的高度高。这些环状的框架28和29例如是黄铜那样的金属环，由上侧的环状框架28的下表面和下侧的环状框架29的上表面夹持并支承振动膜25。因此，上侧的环状框架28的下表面与压电薄膜21的上侧的电极膜22表面电接触，下侧的环状框架29的上表面与软质板24的下侧的金属膜26B的表面电接触。如图2所示，软质板24的两个表面的金属膜26A和26B介由形成在它们的周围边缘部分上的通孔27而相互电连接，另一方面，因为如上述地通过导电性粘接剂使压电薄膜21和软质板24接合而一体化，故压电薄膜21的下侧的电极膜23和软质板24的上侧的金属膜26A电连接。其结果，压电薄膜21的下侧电极膜23经过软质板24的上侧金属膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电型振动传感器，其特征在于，具有：由软质板和在两个表面上形成有电极膜的压电薄膜的层叠体构成的振动膜；支承所述振动膜的周围边缘部分的框架；在所述振动膜中未被所述框架支承的部分的一个面大致中央部分上安装的压重， 所述振动膜形成使未被所述框架支承的部分位移的形状。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大林义昭，安田护，杉森康雄，
申请(专利权)人：星电株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]