(57)【要約】【課題】小型化されても検出用電極への信号線の配線を容易にすることができる圧電センサを提供すること。【解決手段】本発明係る圧電センサ１は、一方の面１０ａ側に重錘体２０が設けられており、重錘体を振動させる振動板１０と、振動板の重錘体側と反対側に設けられ、振動板側と反対側の面３０ａ上に検出用電極３１ａ〜３１ｄが形成されている圧電素子３０と、圧電素子上に設けられ、圧電素子側の面４０ｂからその面と反対側の面４０ａまで第１の導電路４２ａ〜４２ｄが形成されている配線板４０とを備え、第１の導電路と検出用電極とが電気的に接続されている。これにより、配線板における圧電素子側と反対側の面を広く利用して検出用電極の配線をすることが可能である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面側に重錘体が設けられており、前記重錘体を振動させる振動板と、
前記振動板の前記重錘体側と反対側に設けられ、前記振動板側と反対側の面上に検出用電極が形成されている圧電素子と、
前記圧電素子上に設けられ、前記圧電素子側の面からその面と反対側の面まで第１の導電路が形成されている配線板と
を備え、
前記第１の導電路と前記検出用電極とが電気的に接続されていることを特徴とする圧電センサ。
【請求項２】
前記圧電素子の前記検出用電極が形成されている面上において、前記検出用電極の外側に前記検出用電極を取り囲むように励振用電極が形成されており、
前記配線板に、前記圧電素子側の面からその面と反対側の面まで第２の導電路が形成されており、
前記第２の導電路と前記励振用電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の圧電センサ。
【請求項３】
前記圧電素子の前記振動板側の面上において、前記検出用電極と対をなす対向電極が形成されており、
前記圧電素子に、前記圧電素子の前記振動板側の面から前記配線板側の面まで第３の導電路が形成され、前記配線板に、前記圧電素子側の面からその面と反対側の面まで第４の導電路が形成されており、
前記第３の導電路と前記対向電極とが電気的に接続され且つ前記第３の導電路と前記第４の導電路とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の圧電センサ。
【請求項４】
前記配線板の前記圧電素子側と反対側の面上に、前記第１の導電路と電気的に接続されている第１の引き出し電極が設けられており、該第１の引き出し電極が、前記配線板の前記圧電素子側と反対側の面における前記振動板のノード部上方まで形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちの何れか１項に記載の圧電センサ。
【請求項５】
前記配線板の前記圧電素子側と反対側の面上に、前記第２の導電路と電気的に接続されている第２の引き出し電極が設けられており、該第２の引き出し電極が、前記配線板の前記圧電素子側と反対側の面における前記振動板のノード部上方まで形成されていることを特徴とする請求項２記載の圧電センサ。
【請求項６】
前記配線板の前記圧電素子側と反対側の面上に、前記第３の導電路及び前記第４の導電路と電気的に接続されている第３の引き出し電極が設けられており、該第３の引き出し電極が、前記配線板の前記圧電素子側と反対側の面における前記振動板のノード部上方まで形成されていることを特徴とする請求項３記載の圧電センサ。
【請求項７】
前記配線板の組成が前記圧電素子と同じ組成であることを特徴とする請求項１〜請求項６のうちの何れか１項に記載の圧電センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子を用いた圧電センサに関するものである
【０００２】
【従来の技術】
姿勢制御、位置制御に用いられる圧電センサとして、励振用電極を兼ねた検出用電極が形成された圧電素子を、重錘体が接合された振動板上に貼り付けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この圧電センサにおいて、圧電素子は、検出用電極が形成された面と反対側の対向電極面において振動板と電気的に接続されている。そのため、励振用電極と対向電極とに交流電圧を印加すると、圧電効果により圧電素子が周期的に伸縮し、圧電素子が貼り付けられている振動板が振動する。そして、その振動板の振動に応じて重錘体が一定の方向に振動する。この振動している重錘体に角速度が作用すると、重錘体の振動方向と直交する方向にコリオリ力が働く。この場合、コリオリ力の作用している方向に重錘体が動けば、圧電素子に歪が生じる。したがって、圧電素子の歪により発生する電荷を検出用電極で検出することで、重錘体に作用した角速度を得ることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２７１２６１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような圧電センサは、ビデオカメラの手ぶれ防止や、自動車のナビゲーションに使うことを目的に小型化が目指されている。しかしながら、圧電センサが小型になると圧電素子も小さくなるので、圧電素子上において、検出用電極に信号線を配線するための引き出し電極を形成するスペースが制限される。したがって、圧電素子に形成された検出用電極に信号線を配線することが困難になると考えられる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされてものであり、小型化されても検出用電極への信号線の配線を容易にすることができる圧電センサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る圧電センサは、一方の面側に重錘体が設けられており、重錘体を振動させる振動板と、その振動板の重錘体側と反対側に設けられ、振動板側と反対側の面上に検出用電極が形成されている圧電素子と、圧電素子上に設けられ、圧電素子側の面からその面と反対側の面まで第１の導電路が形成されている配線板とを備え、第１の導電路と検出用電極とが電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
この場合、検出用電極と電気的に接続されている第１の導電路が、配線板の圧電素子側の面からその面と反対側の面（表面）まで形成されているので、配線板の表面で検出用電極に信号線を配線することができる。したがって、圧電センサが小型になっても配線板の表面を広く使用して検出用電極に信号線を配線することが可能である。
【０００９】
また、本発明に係る圧電センサにおいては、圧電素子の検出用電極が形成されている面上において、検出用電極の外側に検出用電極を取り囲むように励振用電極が形成されており、配線板に、圧電素子側の面からその面と反対側の面まで第２の導電路が形成されており、第２の導電路と励振用電極とが電気的に接続されていることが好適である。
【００１０】
上記構成では、配線板の表面を利用して励振用電極に信号線を配線することができる。この場合、上記のように励振用電極が検出用電極を取り囲んでいても、上述したように配線板の表面を利用して検出用電極に信号線を配線することができるので、検出用電極に信号線を配線するために、検出用電極を取り囲んでいる励振用電極を切り欠く必要がない。
【００１１】
また、本発明に係る圧電センサにおいては、圧電素子の振動板側の面上において、検出用電極と対をなす対向電極が形成されており、圧電素子に、圧電素子の振動板側の面から配線板側の面まで第３の導電路が形成され、配線板に、圧電素子側の面からその面と反対側の面まで第４の導電路が形成されており、第３の導電路と対向電極とが電気的に接続され且つ第３の導電路と第４の導電路とが電気的に接続されていることが好適である。
【００１２】
この場合、対向電極が、第３の導電路を介して第４の導電路と電気的に接続されている。したがって、圧電素子の振動板側に設けられている対向電極への配線を、配線板の表面を利用して実施することが可能である。
【００１３】
また、本発明に係る圧電センサにおいては、配線板の圧電素子側と反対側の面上に、第１の導電路と電気的に接続されている第１の引き出し電極が設けられており、その第１の引き出し電極が、配線板の圧電素子側と反対側の面における振動板のノード部上方まで形成されていることが好適である。ここで、ノード部とは、振動板が重錘体を振動させるために振動した場合でもほとんど動かない領域である。配線板は、振動板の上方に圧電素子を介して設けられているので、振動板が振動すれば配線板も振動する。そして、配線板における振動板のノード部上方の部分もほぼノード部となる。したがって、配線板において、振動板のノード部上方で信号線を接続すると、信号線が接続されている部分はほとんど振動しない。そのため、信号線の接続の安定性を向上させることができる。上述したように第１の導電路と検出用電極とは電気的に接続されている。そして、第１の導電路と第１の引き出し電極とは電気的に接続されている。したがって、第１の引き出し電極における振動板のノード部上方の部分に信号線を接続すれば、角速度の検出の信頼性をより向上させることができる。
【００１４】
更にまた、本発明に係る圧電センサにおいては、配線板の圧電素子側と反対側の面上に、第２の導電路と電気的に接続されている第２の引き出し電極が設けられており、その第２の引き出し電極が、配線板の圧電素子側と反対側の面における振動板のノード部上方まで形成されていることが好適である。上述したように第２の導電路は励振用電極と電気的に接続されている。そして、第２の導電路は、第２の引き出し電極に電気的に接続されている。したがって、第２の引き出し電極における振動板のノード部上方の部分に信号線を接続することで、励振用電極へ安定して電圧を印加することができる。
【００１５】
また、本発明に係る圧電センサにおいては、配線板の圧電素子側と反対側の面上に、第３の導電路及び第４の導電路と電気的に接続されている第３の引き出し電極が設けられており、その第３の引き出し電極が、配線板の圧電素子側と反対側の面における振動板のノード部上方まで形成されていることが好適である。上述したように対向電極は第３の導電路と電気的に接続されている。したがって、第３の引き出し電極における振動板のノード部上方の部分に信号線を接続することで、対向電極へ安定して電圧を印加することができる。
【００１６】
更にまた、本発明に係る圧電センサにおいては、配線板の組成が圧電素子と同じ組成であることが望ましい。この場合、配線板用の材料と圧電素子用の材料を別々に用意する必要が無い。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。以下の説明においては、全図を通し、同一又は相当部分には同一符号を付することとする。また、図中の寸法比率は必ずしも説明中のものとは一致していない。
【００１８】
図１〜図７を参照して本実施形態に係る圧電センサ１について説明する。図１は、圧電センサ１の側面断面図である。図２は圧電センサ１の平面図である。なお、図１は、図２のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。圧電センサ１は、ステンレス等の金属から構成されている円形の振動板１０を備える。振動板１０の大きさは、例えば、直径６．０ｍｍである。振動板１０の一方の面である下面１０ａには、例えば、ステンレス等の金属から構成された重錘体２０が貼付されている。重錘体２０は、その中心軸線が振動板１０の中心軸線とほぼ一致するように配置されている。重錘体２０の形状は、例えば、径の大きさの異なる２つの円柱２０ａ，２０ｂを組み合わせたものとすれば良い。図１から理解されるように、２つの円柱２０ａ，２０ｂのうち、振動板１０と接しない円柱２０ｂの方が他方の円柱２０ａの径よりも大きくなっていることが好適である。
【００１９】
振動板１０の上面１０ｂには、図１に示すように振動板１０側から順に、振動板１０とほぼ同じ径の圧電素子３０及び配線板４０が設けられている。圧電素子３０及び配線板４０は、振動板１０、圧電素子３０及び配線板４０夫々の中心が同一直線上に位置するように配置されている。
【００２０】
図３は、圧電素子３０の平面図である。図４は、圧電素子３０の底面図である。図５は、図１の圧電素子３０と配線板４０との積層部分の拡大図である。また、図６及び図７は、図２のＶＩ−ＶＩ線及びＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図において、圧電素子３０と配線板４０との積層部分を拡大した図である。
【００２１】
圧電素子３０は、ＰＺＴ等の圧電セラミックスから構成されている。図３を参照すると、圧電素子３０の上面３０ａの中央部には、４つの扇状の検出用電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが形成されている。検出用電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、圧電素子３０に生じた歪により発生する電荷を検出するものである。検出用電極３１ａと検出用電極３１ｃとはＸ軸上に設けられており、圧電素子３０の上面３０ａの中心点Ｏ３０に対して点対称である。また、検出用電極３１ｂと検出用電極３１ｄとはＹ軸上に設けられており、中心点Ｏ３０に対して点対称である。また、検出用電極３１ａ〜３１ｄはＸ軸、Ｙ軸に対して線対称となっている。検出用電極３１ａ〜３１ｄは、例えば、銀とパラジウムから構成されている。検出用電極３１ａ〜３１ｄの外側には、検出用電極３１ａ〜３１ｄを取り囲むように円環状の励振用電極３２が形成されている。励振用電極３２は、例えば、銀とパラジウムから構成されている。励振用電極３２の外周円の外側には、α軸上に２つの引き出し電極３３ａ，３３ｂが中心点Ｏ３０に対して点対称に形成されている。
【００２２】
また、図４に示すように、圧電素子３０の下面３０ｂの中央部には、検出用電極３１ａ〜３１ｄと同じ組成の円形の対向電極３４が形成されている。図５を参照すると、対向電極３４の直径は、励振用電極３２の外周円の直径とほぼ同じか若干大きい。そして、対向電極３４の外周は、上面３０ａに形成された円環状の励振電極３２の外側の円の外周とほぼ対向している。励振用電極３２と対向電極３４とに交流電圧を印加すれば、圧電効果により圧電素子３０が周期的に伸縮を繰り返すようになっている。更に、図４及び図５に示すように、対向電極３４と同じ組成の引き出し電極３５ａ，３５ｂが、α軸上に対向電極３４から径外側に向かって延設されている。引き出し電極３３ａ，３３ｂ及び引き出し電極３５ａ，３５ｂは全てα軸上に形成されている。そのため、図５に示すように、引き出し電極３５ａ，３５ｂ夫々の上方に引き出し電極３３ａ，３３ｂ夫々が位置する。鉛直方向における引き出し電極３５ａと引き出し電極３３ａとの重複部分、及び、引き出し電極３５ｂと引き出し電極３３ｂとの重複部分夫々における圧電素子３０には貫通孔が形成されている。そして、その貫通孔に、例えば、銀とパラジウムから構成される導電部材が充填されており、圧電素子３０の下面３０ｂから上面３０ａまで導電路（第３の導電路）３６ａ，３６ｂが形成されている。導電路３６ａは、引き出し電極３３ａ，３５ａ夫々と電気的に接続されている。また、導電路３６ｂは、引き出し電極３３ｂ，３５ｂ夫々と電気的に接続されている。したがって、対向電極３４は、導電路３６ａ，３６ｂ夫々、及び、引き出し電極３３ａ，３３ｂ夫々と電気的に接続されている。
【００２３】
上記構成の圧電素子３０は、図５に示すように対向電極３４及び引き出し電極３５ａ，３５ｂを介して振動板１０の上面１０ｂに貼付されている。圧電素子３０と振動板１０とは、例えば、エポキシ接着剤で接着されている。そのため、圧電素子３０に形成された励振用電極３２と対向電極３４とに交流電圧が印加されると、圧電素子３０の周期的な伸縮に応じて振動板１０が振動する。振動板１０の振動モードには、ほとんど振動しない部分であるノード部Ｐが存在する。振動板１０が円形であることから、振動板１０における上記ノード部Ｐも円形となる。また、振動板１０と共に、振動板１０上の圧電素子３０及び配線板４０も振動するので、振動板１０のノード部Ｐの上方に位置する圧電素子３０及び配線板４０の部分もほぼノード部Ｐとなる。図１〜図７における二点鎖線はノード部Ｐの位置を模式的に示したものである。なお、図３から理解されるように、圧電素子３０の上面３０ａの検出用電極３１ａ〜３１ｄ及び励振用電極３２は、ノード部Ｐよりも内側に配置されている。
【００２４】
配線板４０は、図５〜図７に示すように、圧電素子３０の検出用電極３１ａ〜３１ｄ、励振用電極３２及び引き出し電極３３ａ，３３ｂ上に設けられている。配線板４０は、圧電素子３０と同じ材料から構成されている。
【００２５】
図２を参照すると、配線板４０の上面４０ａにおける検出用電極３１ａ〜３１ｄ夫々の上方からＸ軸とノード部Ｐとの２つの交点近傍及びＹ軸とノード部Ｐとの２つの交点近傍まで、引き出し電極（第１の引き出し電極）４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄが延設されている。引き出し電極４１ａ〜４１ｄは、検出用電極３１ａ〜３１ｄと同じ材料で構成されている。引き出し電極４１ａと引き出し電極４１ｃ、及び、引き出し電極４１ｂと引き出し電極４１ｄ夫々は、配線板４０の中心点Ｏ４０に対して点対称である。更に、引き出し電極４１ａと引き出し電極４１ｄとはα軸に対して線対称であり、引き出し電極４１ｂと引き出し電極４１ｃとはβ軸に対して線対称である。
【００２６】
図２及び図６と上記対称性から理解できるように、鉛直方向における検出用電極３１ａ〜３１ｄ夫々と引き出し電極４１ａ〜４１ｄ夫々との重複部分の配線板４０には貫通孔が形成されており、その貫通孔に、例えば、銀とパラジウムとから構成される導電部材が充填されて、配線板４０の圧電素子３０側の面である下面４０ｂから上面４０ａまで導電路（第１の導電路）４２ａ〜４２ｄが形成されている。導電路４２ａ〜４２ｄ夫々と引き出し電極４１ａ〜４２ｄ夫々は、電気的に接続されている。また、検出用電極３１ａ〜３１ｄ夫々は、導電路４２ａ〜４２ｄ夫々と電気的に接続されている。これにより、検出用電極３１ａ〜３１ｄは、それぞれの上方に位置する引き出し電極４１ａ〜４１ｄと電気的に接続されている。
【００２７】
また、図２及び図７を参照すると、配線板４０の上面４０ａにおいて、励振用電極３２の上方からノード部Ｐとβ軸との交点近傍まで、例えば、銀とパラジウムとで構成される引き出し電極（第２の引き出し電極）４３が延設されている。励振用電極３２と引き出し電極４３との重複部分の配線板４０には貫通孔が形成されており、その貫通孔に導電部材が充填されて導電路（第２の導電路）４４が形成されている。導電路４４は、上述したノード部Ｐまで延設されている引き出し電極４３と電気的に接続されている。また、導電路４４は、励振用電極３２と電気的に接続されている。したがって、導電路４４により励振用電極３２と引き出し電極４３とが電気的に接続されている。
【００２８】
更に、図２を参照すると、配線板４０の上面４０ａにおいて、ノード部Ｐとα軸との２つの交点近傍夫々から径外側に一対の引き出し電極（第３の引き出し電極）４５ａ，４５ｂが延設されている。引き出し電極４５ａ，４５ｂは中心点Ｏ４０に対して点対称である。図５に示すように、引き出し電極４５ａ，４５ｂ夫々は、引き出し電極３３ａ，３３ｂ夫々における径外側の端部の上方まで延設されている。鉛直方向における引き出し電極３３ａ，３３ｂと引き出し電極４５ａ，４５ｂとの重複部分の配線板４０には貫通孔が形成されており、その貫通孔に導電部材が充填されて導電路（第４の導電路）４６ａ，４６ｂが形成されている。導電路４６ａ，４６ｂ夫々は、各引き出し電極３３ａ，３３ｂ及び各引き出し電極４５ａ，４５ｂ夫々と電気的に接続されている。したがって、引き出し電極３３ａ，３３ｂは、それぞれの上方に位置する引き出し電極４５ａ，４５ｂと電気的に接続されている。上述したように、引き出し電極３３ａ，３３ｂと対向電極３４とは、導電路３６ａ，３６ｂを通して電気的に接続されている。以上のことから、対向電極３４と引き出し電極４５ａ，４５ｂとが電気的に接続されている。
【００２９】
また、図１に示す圧電センサ１において、上述した重錘体２０が貼付された振動板１０、圧電素子３０及び配線板４０は、円筒状の支持体５０により支持されている。支持体５０は、振動板１０のノード部Ｐで振動板１０上の構造を支持することが好適である。支持体５０により、振動板１０の振動が制限されることを抑制できるからである。
【００３０】
なお、上述したように配線板４０が圧電素子３０と同じ組成の圧電セラミックスから構成されているので、次のようにして圧電素子３０及び配線板４０を製造することができる。先ず、圧電素子３０及び配線板４０となるべき２つの素材シートを同じ圧電セラミックスから成形する。
【００３１】
続いて、圧電素子３０となるべき素材シートの一方の面に、銀ペーストを用いて対向電極３４、引き出し電極３５ａ，３５ｂの電極パターンを形成し、他方の面に検出用電極３１ａ〜３１ｄ、励振用電極３２、引き出し電極３３ａ，３３ｂの電極パターンを形成する。その際、素材シートにレーザなどで導電路３６ａ，３６ｂとなるべき貫通孔を形成し、その貫通孔に銀ペーストを充填しておく。また、配線板４０となるべき素材シートの一方の面に、銀ペーストを用いて、引き出し電極４１ａ〜４１ｄ，４３，４５ａ，４５ｂの電極パターンを形成する。その際、素材シートにレーザなどで導電路４２ａ〜４２ｄ，４４，４６ａ，４６ｂとなるべき貫通孔を夫々形成し、それらの貫通孔に銀ペーストを充填しておく。
【００３２】
そして、上記各電極パターンが形成された圧電素子３０となるべき素材シートの上に、各電極パターン及び各貫通孔が形成され、それらの貫通孔に銀ペーストが充填された配線板４０となるべき素材シートを積層した後に焼成して、図５〜図７に示す圧電素子３０と配線板４０との積層構造を形成する。
【００３３】
なお、上述した製造工程は一例であり、順番を変えることが可能である。例えば、上記製造工程では、対向電極３４の電極パターンを形成した圧電素子３０となるべき素材シートに、配線板４０となるべき素材シートを積層している。しかしながら、圧電素子３０となるべき素材シートに、検出用電極３１ａ〜３１ｄ、励振用電極３２及び引き出し電極３３ａ，３３ｂの電極パターンを形成し、配線板４０となるべき素材シートを積層した後に対向電極３４の電極パターンを形成しても良い。この場合には、対向電極３４の電極パターンを形成してから焼成する。なお、各素材シートに形成すべき上述した各貫通孔及びそれらへの銀ペーストの充填は、対向電極３４の電極パターンや引き出し電極４１ａ〜４１ｄ，４３，４５ａ，４５ｂの電極パターンを形成する前に実施しておけば良い。
【００３４】
上記構成の圧電センサ１の動作について説明する。配線板４０の上面４０ａの引き出し電極４３、及び、引き出し電極４５ａ，４５ｂにおけるノード部Ｐの位置夫々に、励振用電極３２及び対向電極３４へ交流電圧を印加するための信号線を接続する。また、引き出し電極４１ａ〜４１ｄのノード部Ｐの位置夫々に検出用電極３１ａ〜３１ｄからの電気信号を取り出すための信号線を接続する。引き出し電極３１ａ〜３１ｄ，４３，４５ａ，４５ｂ夫々と信号線との接続は、例えば、ハンダ付け、導電ペースト接着、ワイヤーボンディングなどにより実施すればよい。
【００３５】
引き出し電極４３，４５ａ，４５ｂに接続された信号線により励振用電極３２及び対向電極３４に交流電圧を印加する。これにより、圧電素子３０が周期的に伸縮する。この圧電素子３０の周期的な伸縮に応じて振動板１０が振動するので、重錘体２０が鉛直方向に振動する。振動板１０の中心軸線と重錘体２０の中心軸線とはほぼ一致していることから、圧電センサ１に角速度が作用していない場合には、重錘体２０はその中心軸線に対称な振動モードで振動する。
【００３６】
重錘体２０が振動している状態の圧電センサ１に角速度が作用すると、角速度の影響で重錘体２０の振動方向に直交する方向にコリオリ力が作用する。より具体的に説明すれば、例えば、重錘体２０をＸ軸周りに回転させるような角速度が作用すると、Ｙ軸方向にコリオリ力が作用する。そして、コリオリ力が重錘体２０に作用すると、その影響で重錘体２０の振動モードが中心軸線に対称なモードからずれる。そのため、励振用電極３２と対向電極３４とに交流電圧を印加して発生させている歪とは別の歪が圧電素子３０に生じる。この新たに発生した歪により圧電素子３０に生じた電荷の大きさ及び分布を検出用電極３１ａ〜３１ｄで検出することで、圧電センサ１に生じている角速度の方向と大きさとを算出する。圧電素子３０には、４つの検出用電極３１ａ〜３１ｄが設けられているので、夫々で検出された電気信号を組み合わせることで、Ｘ軸及びＹ軸方向の角速度を検出することができる。
【００３７】
本実施形態の圧電センサ１では、導電路４２ａ〜４２ｄ，４４，４６ａ，４６ｂが形成された配線板４０が圧電素子３０上に設けられている。そして、導電路４２ａ〜４２ｄ夫々により、検出用電極３１ａ〜３１ｄが引き出し電極４１ａ〜４１ｄと電気的に接続されている。また、導電路４４により、励振用電極３２が引き出し電極４３と電気的に接続されている。更に、導電路３６ａ，３６ｂ，４６ａ，４６ｂにより、対向電極３４が引き出し電極４５ａ，４５ｂと電気的に接続されている。また、引き出し電極４１ａ〜４１ｄ，４３，４５ａ，４５ｂ夫々は、導電路４２ａ〜４２ｄ，４４，４６ａ，４６ｂと電気的に接続されており、ノード部Ｐの位置近傍まで形成されている。以上のことから、配線板４０の上面４０ａにおけるノード部Ｐで検出用電極３１ａ〜３１ｄ、励振用電極３２、対向電極３４への信号線の配線をすることができる。
【００３８】
ところで、配線板４０を設けずに、圧電素子３０の上面３０ａ上で配線しようとすれば、上面３０ａには検出用電極３１ａ〜３１ｄや励振用電極３２が形成されていることから、配線する場所が制限される。また、検出用電極３１ａ〜３１ｄ及び励振用電極３２の圧電素子３０の上面３０ａにおける対称性が維持できない。より具体的に説明すれば、検出用電極３１ａ〜３１ｄからノード部Ｐまで引き出し電極を形成するには、励振用電極３２の円環の一部を切り欠かねばならないので、励振用電極３２が非対称になる。また、検出用電極３１ａ〜３１ｄ及び励振用電極３２はノード部Ｐの内側に配置されており、圧電センサ１が角速度を検出する場合には、振動している。したがって、引き出し電極を用いずに検出用電極３１ａ〜３１ｄ及び励振用電極３２に直接信号線を接続しようとすれば、振動している部分に信号線が接続されていることになる。そのため、角速度の検出の信頼性が低下する。以上のことは、圧電センサ１が更に小型化された場合にはより顕著になる。
【００３９】
これに対して、本実施形態のように、配線板４０を設け、検出用電極３１ａ〜３１ｄ、励振用電極３２及び対向電極３４夫々を配線板４０の上面４０ａの引き出し電極４１ａ〜４１ｄ，４３，４５ａ，４５ｂ夫々と電気的に接続した場合には、配線板４０ａの表面を十分に利用して配線することできる。したがって、圧電センサ１が小型化された場合でも容易に配線が可能である。また、振動しないノード部Ｐで引き出し電極４１ａ〜４１ｄ，４３，４５ａ，４５ｂ夫々に信号線を接続することができることから、角速度を信頼性高く検出することが可能である。更に、図２では、引き出し電極４１ａ〜４１ｄ，４３，４５ａ，４５ｂを直線形状としているが、上述したように上面４０ａには、検出用電極３１ａ〜３１ｄや励振用電極３２は形成されていないので、ノード部Ｐ近傍を若干大きくすることもできる。この場合には、信号線を接続する接続部分を大きくすることができるので、引き出し電極４１ａ〜４１ｄ，４３，４５ａ，４５ｂと信号線との接続が容易になる。したがって、より確実に信号線を接続できるので、圧電センサ１の信頼性を向上させることが可能である。
【００４０】
以上本発明の好適な実施形態について説明したが本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【００４１】
上記実施形態における圧電素子３０の上面３０ａにおいて、励振用電極３２の外側であって、ノード部Ｐの内側あるいは外側にフィードバック電極を更に設けても良い。フィードバック電極は、圧電素子３０を励振させる交流電圧を印加する為の回路に、振動の信号をフィードバックし交流電圧と実際の振動の位相を調整する為のものである。この場合には、フィードバック電極の上方の配線板４０の下面４０ｂから上面４０ａまで導電路を形成しておく。そして、フィードバック電極と導電路とを電気的に接続し、配線板４０の上面４０ａでフィードバック電極への配線ができるようにしておけば良い。なお、上面４０ａにおいて、導電路と電気的に接続された引き出し電極が設けられており、その引き出し電極がノード部Ｐまで延設されていることが好ましい。
【００４２】
上記実施形態では、振動板１０上には、圧電素子３０と配線板４０とを積層させているがこのような場合に限らない。例えば、図８に示すように、振動板１０と配線板４０との間に３枚の圧電素子６０，７０，８０を設けても良い。この場合、圧電素子８０の上面８０ａに上記圧電素子３０上に形成されている検出用電極３１ａ〜３１ｄ，励振用電極３２，引き出し電極３３ａ，３３ｂを夫々形成する。また、圧電素子６０の下面６０ｂに、対向電極３４及び引き出し電極３５ａ，３５ｂを形成する。そして、圧電素子６０，７０の上面６０ａ，７０ａ夫々に引き出し電極６１ａ，６１ｂ及び引き出し電極７１ａ，７１ｂを形成する。そして、圧電素子６０，７０，８０に導電路６２ａ，６２ｂ，７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂ夫々を形成して、対向電極３５と配線板４０の上面４０ａの引き出し電極４５ａ，４５ｂとを電気的に接続する。この場合、各圧電素子６０，７０，８０を薄くすることができるので、各導電路６２ａ，６２ｂ，７２ａ，７２ｂ，８２ａ，８２ｂの鉛直方向の長さも短くなる。そのため角速度の検出の信頼性を上げることが可能である。
【００４３】
また、圧電素子３０の下面３０ｂの対向電極３４は、その外縁が、上面３０ａの励振用電極３２の外周円の縁に対向する位置にあるように形成されているが、この場合に限らず、検出用電極３１ａ〜３１ｄと対をなすように形成されていれば良い。そして、例えば、圧電素子３０の下面３０ｂ全面に設けていても良い。ただし、圧電素子３０の製造工程で生じる歪を低減する観点から、上記実施形態のように励振用電極３２の外周円の縁に対向する位置に対向電極３４の外縁が位置するように形成されていることが好適である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、圧電素子上に設けられた配線板の表面で、検出用電極への配線をすることができる。そのため、圧電センサが小型になっても容易に配線をすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る圧電センサの側面断面図である。
【図２】本実施形態に係る圧電センサの平面図である。
【図３】圧電素子の平面図である。
【図４】圧電素子の底面図である。
【図５】図１の圧電素子と配線板との積層部分の拡大断面図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図の圧電素子と配線板との積層部分の拡大断面図である。
【図７】図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図の圧電素子と配線板との積層部分の拡大断面図である。
【図８】本実施形態の一変形例における振動板上の構造を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１…圧電センサ、１０…振動板、２０…重錘体、３０…圧電素子、３１ａ〜３１ｄ…検出用電極、３２…励振用電極、３３ａ，３３ｂ…引き出し電極、３４…対向電極、３５ａ，３５ｂ…引き出し電極、３６ａ，３６ｂ…導電路（第３の導電路）、４０…配線板、４１ａ〜４１ｄ…引き出し電極（第１の引き出し電極）、４２ａ〜４２ｄ…導電路（第１の導電路）、４３…引き出し電極（第２の引き出し電極）、４４…導電路（第２の導電路）、４５ａ，４５ｂ…引き出し電極（第３の引き出し電極）、４６ａ，４６ｂ…導電路（第４の導電路）、５０…支持体、Ｐ…ノード部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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