この出願は、日本国で2007年6月5日に出願� ��れた特願2007-149603号および日本国で2007年6月 5日に出願された特願2007-149604号に基づいてお り、その内容は本出願の内容として、その一 部を形成する。本発明は以下の詳細な説明に よりさらに完全に理解できるであろう。本発 明のさらなる応用範囲は、以下の詳細な説明 により明らかとなろう。しかしながら、詳細 な説明及び特定の実例は、本発明の望ましい 実施の形態であり、説明の目的のためにのみ 記載されているものである。この詳細な説明 から、種々の変更、改変が、本発明の精神と 範囲内で、当業者にとって明らかであるから である。出願人は、記載された実施の形態の いずれをも公衆に献上する意図はなく、改変 、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上 含まれないかもしれないものも、均等論下で の発明の一部とする。

 以下、図面を参照して、本発明の実施の� ��態について説明する。なお、各図において� ��互いに同一又は相当する装置には同一符号� ��付し、重複した説明は省略する。

 図1を参照して、シグナル電極12およびグ� ��ンド電極22・24と一体に成形されたシールド 端子80を備える電極一体型シールド端子120に� ��いて説明する。図1は、シールド端子80を備� ��る電極一体型シールド端子120について説明� ��る図で、(a)は導電性フィルム28と絶縁性フ� �ルム8とを平らに延ばした状態の平面図、(b)� ��導電性フィルム28と絶縁性フィルム8とでシ� ��ナル端子50とグランド端子60を巻き囲み包ん だ状態のシールド端子80の断面図である。図1 (a)に示すように、電極一体型シールド端子120 は、グランド電極22と絶縁体2等で構成された デバイスとしての圧電センサ100と、圧電セン サ100から延長されたシールド端子80とを備え� ��。

 電極一体型シールド端子120を構成する圧� ��センサは、例えば図2に示す圧電センサ100の ような構成の圧電センサであり、図1(a)には� �1の高分子圧電体2と、第1の高分子圧電体2の� ��に配設されたシグナル電極12と、第1の高分� ��圧電体2の上に重ねて配設されたグランド電 極22と、グランド電極22の上に重ねて配設さ� �た保護層42とを示すが、図2の断面図に示す� �うな接着層6、第2の高分子圧電体4、グラン� �電極24、保護層46、突起物30等も形成されて� �る。図1(a)では、グランド電極22が、第1の高� ��子圧電体2よりも小さな面積に配置されてい るように示しているが、第1の高分子圧電体2� ��全面を覆うように配置してもよい。なお、� ��ランド電極22を第1の高分子圧電体2よりも、 すなわち、保護層42よりも小さく配置すると� ��グランド電極22が端面からの湿気の混入の� �響を受けずに済み、電極の変色を防止する� �とができる。そして、図5(a)および図6(a)に示 す延長部70のように、延長部72が形成されて� �る。

 ここで、図2を参照して、電極一体型シー ルド端子120の圧電センサ100の構成を説明する 。図2は、シグナル電極12およびグランド電極 22・24を有する圧電センサ100の構成を説明す� �、長手方向に直交する面での断面図である� �第1の面2aと第2の面2bとを有する第1の絶縁層� ��しての板状の高分子圧電体2と、第2の絶縁� �としての板状の高分子圧電体4と、2層の高分 子圧電体2・4の間に挟まれて高分子圧電体2・ 4を接着する接着層6とを備える。接着層6で接 着された2層の高分子圧電体2・4を挟むように 第1のグランド電極としての膜状のグランド� �極22と第2のグランド電極としての膜状のグ� �ンド電極24との2層のグランド電極22・24が形� ��される。また、2層の高分子圧電体2・4の内� ��第1の高分子圧電体2のグランド電極22と接す る第1の面2aと表裏の関係にある第2の面2bの側 、すなわち、接着層6の側にシグナル電極12が 形成される。シグナル電極12は、圧電センサ1 00では、第2の面2b側として接着層6の内部で第 1の高分子圧電体2に接する位置に形成されて� ��るが、2層の高分子圧電体2・4の間すなわち� ��着層6内に形成されればよい。ただし、荷重 が作用する信号検出面に近い位置に配置した 方が、信号の立ち上がりや微小信号の検出に おいて、好適である。圧電センサ100では、図 1に示す上側の面が信号検出面となるので、� �グナル電極12は第1の高分子圧電体2の側に配� ��されている。なお、シグナル電極12は1層し� ��形成されていないが、第1の高分子圧電体2� �接するシグナル電極と第2の高分子圧電体4に 接するシグナル電極との2層が形成されても� �い。ここで、「板状」とは薄く平らな形状� �いい、「膜状」とは薄く表面を覆う形状を� �う。シグナル電極12とグランド電極22・24と� �間に、両者を絶縁する高分子圧電体2・4を挟 むので、シグナル電極12とグランド電極22・24 との間は、蓄電できるコンデンサのように構 成される。

 高分子圧電体2・4は、フッ化ビニリデン� �高分子、シアン化ビニリデン系共重合体等� �特に限定されず、周知の高分子圧電体を用� �て形成することができる。高分子圧電体は� �セラミックス材料を用いた圧電体より、電� �出力係数が大きいので与えられた負荷に対� �て生ずる電位が大きく、また、柔軟性に富� �加工し易い。また、共振することがなく、� �振によるひずみを生じないという利点があ� �。さらに軽量であり、薄く成形することが� �きる。中でも、フッ化ビニリデン系高分子� �一種であるポリフッ化ビニリデンPVDF一軸延� ��フィルムおよびフッ化ビニリデン-3フッ化� �チレン共重合体は好適に用いられる。ポリ� �ッ化ビニリデン一軸延伸フィルムは、一軸� �伸することにより圧電性を顕著に示す結晶� �得られ、特に大面積化が可能で、薄く成形� �き、工業的生産に適している。ただし、延� �方向への引張応力によっても電位を生ずる� �性を有する。また、フッ化ビニリデン-3フッ 化エチレン共重合体では、フッ化ビニリデン を主成分とし、すなわち50%以上含有する、フ ッ化ビニリデン-3フッ化エチレン共重合体を� ��延伸することなく、キュリー温度と融点と� ��間で熱処理することにより圧電性を顕著に� ��す結晶が得られる。

 高分子圧電体2・4は、極性を逆にして配� �される。すなわち、板厚方向に荷重を負荷� �た場合に、正(プラス)に帯電する側を接着層 6側に、負(マイナス)に帯電する側をグランド 電極22、24側に配設する。第1の高分子圧電体2 では、第1の面2a側に負に帯電する側を、第2� �面2b側に正に帯電する側を配設し、第2の高� �子圧電体4では、第1の高分子圧電体2と表裏� �逆に配設する。このように、高分子圧電体2� ��4の極性を逆にして配設することにより、単 層の高分子圧電体に対し、加算される蓄電量 を有することとなり、ほぼ2倍の大きな電気� �力を生ずることになる。なお、実施の形態� �よっては、負(マイナス)に帯電する側を接着 層6側に配設してもよい。

 シグナル電極12は、圧電センサ100の外縁� �分OTを避けた中央部INに配置される。ここで� ��外縁部分OTとは、圧電センサ100の外部ノイ� �の影響を受ける範囲であり、圧電センサ100� �厚さによっても異なるが、典型的には各高� �子圧電体2・4の厚さと同じ幅を有する。例え ば圧電センサ100の厚さが0.3mmで高分子圧電体2 ・4の厚さがそれぞれ0.1mmの場合、端部から0.1 mmの範囲であり、端部からの距離を大きくす� ��ば外部ノイズの影響をより取り除くことが� ��きる。このようにシグナル電極12を外縁部� �OTを避けて配置することにより、外部ノイズ は、薄い圧電センサ100を経路として厚さに比 し深く入り込まなければシグナル電極12に到� ��しないので、外部ノイズの減衰が大きくな� ��。よって、圧電センサ100の幅方向(図2の横� �向)からシグナル電極12への外部ノイズの影� �を実質的に取り除くことができる。なおこ� �では、シグナル電極12が、外部ノイズの影響 を受ける範囲である外縁部分OTだけを除いた� ��囲に配置されるものとして説明しているが� ��シグナル電極12は、外縁部分OTを避けつつよ り狭い範囲の中央部INに配置されてもよい。

 グランド電極22・24は、典型的には圧電セ ンサ100の幅、すなわち、高分子圧電体2・4の� ��と同じ幅を有して配設される。グランド電� ��22・24は、絶縁性を有する高分子圧電体2・4� ��挟むことになり、シールドとしての機能を� ��する。そこで、グランド電極22・24をシグナ ル電極12より幅広く覆うように配設すること� ��より、圧電センサ100の厚さ方向(図2の縦方� �)からシグナル電極12への外部ノイズの影響� �実質的に取り除くことができる。圧電セン� �100では、グランド電極22・24が高分子圧電体2 ・4の幅と同じ幅を有して配設されているが� �グランド電極22・24が配設される範囲は、少� ��くともシグナル電極12に対応する部分を覆� �範囲であれば、ほぼ外部ノイズの影響を取� �除くことができ、さらに、広くすればより� �実に外部ノイズの影響を取り除くことがで� �るので好ましい。ここで「シグナル電極12に 対応する部分」とは、シグナル電極12が配置� ��れた部分を、圧電センサ100の板厚方向ある� ��は高分子圧電体2の板厚方向(図2の上下方向) に投影したとき、所定の面上(ここではグラ� �ド電極22の外側の面上)にできる投影像の部� �を指す。

 一のグランド電極22の第1の高分子圧電体2 に配設された面と異なる面に突起物30が設け� ��れ、段差が形成されている。段差は、周囲� ��り盛り上がっている盛り上がり段差である� ��すなわち、グランド電極22が高分子圧電体2� ��接する面(以降、「内側の面」ともいう。)� �反対側の面(以降、「外側の面」ともいう。) に突起物30が設けられて、外側の面の一部が� ��に形成されている。突起物30は、薄い板が� �入されてもよいし、周知の印刷技術により� �ランド電極22の外側の面上に印刷により形成 されてもよい。突起物30は、典型的にはシグ� ��ル電極12に対応する部分に設置されるが、� �述の投影像の部分と一部でも重なっていれ� �、必ずしもシグナル電極12に対応する部分の 全てに設置されなくてもよい。ただし、製造 上の位置ずれを吸収するため、突起物30をシ� ��ナル電極12より少し大きめとすると、圧電� �ンサ100の感度のバラツキを防ぐことができ� �ので好ましい。なお、突起物30として、薄い 板を挿入したりせずに、後述の保護層42をシ� ��ナル電極12に対応する部分だけ厚く形成し� �もよい。特に、保護層42が硬く、典型的には 高分子圧電体2・4より硬くて変形しにくいと� ��には、保護層42を厚く形成してもよい。保� �層42を厚く形成することにより突起物30を形� ��すると、製作が容易となる。しかし、薄い� ��を挿入したり、印刷により、形成すると、� ��起物30を硬い材料で形成できるので、突起� �30の作用が確実に得られて好適である。

 段差の高さは、圧電センサ100の寸法・形� ��、用途等によっても異なるが、5μm以上、好 ましくは30μm以上とする。5μm以下の段差では 、製造時のバラつきにより、段差の効果が得 られなくなる可能性がある。30μm以上の段差� ��あれば、より確実に段差のある部分で荷重� ��受けるようになる。なお、段差が大きすぎ� ��と段差の部分が破損し易くなったり、高分� ��圧電体に特有の屈曲性が失われたりするの� ��、あるいは、製作上の理由により、段差の� ��さは0.5~1mm以下とするのが好適である。突起 物30は、例えば銀などの金属あるいはカーボ� ��などを含有する導電性ペーストを印刷後に� ��化することにより形成される。金属を含有� ��る導電性ペーストとすると、導電性が高く� ��る。カーボンを含有する導電性ペーストと� ��ると、酸化等の劣化をすることがなく、ま� ��、価格的にも安価となる。また、突起物30� �、金属箔あるいはカーボン箔なども用いて� �よい。金属箔を用いると、加工が容易で、� �つ、靭性が高いので破損しにくい。また、� �ーボン箔を用いると、硬度が高く、かつ、� �量である。

 グランド電極22および突起物30を覆って、 保護層42が形成される。保護層42は、グラン� �電極22や突起物30を外部から保護するための� ��で、例えばポリイミドなどで形成される。� ��た、グランド電極24を覆って、保護層42と同 様の保護層46が形成される。保護層46に重ね� �さらに弾性層としてのゴム層44が形成される 。ゴム層44は、圧電センサ100を載置したとき� ��、下部からの振動を減衰するためにゴムや� ��質プラスチックなどで形成された層である� ��圧電センサ100の厚さは、例えば、保護層42� �46間で250μm~300μmで、ゴム層44の厚さは500μm程 度である。なお、図1(a)に示すように、グラ� �ド電極22を、第1の高分子圧電体2よりも小さ� ��面積に配置してもよい。グランド電極22を� �1の高分子圧電体2よりも、すなわち、保護層 42よりも小さく配置すると、グランド電極22� �端面からの湿気の混入の影響を受けずに済� �、電極の変色を防止することができる。

 続いて、圧電センサ100の作用について説� ��する。圧電センサ100をゴム層44を下にして� �面(不図示)上に載置する。圧電センサ100の上 部(保護層42側)に、圧電センサ100に面荷重を� �荷する荷重作用体(不図示)を当接する。荷重 作用体は突起物30すなわち段差より広い平面� ��有し、該平面から面荷重が圧電センサ100に� ��用する。なお、面荷重とは、段差等により� ��こに大きな荷重が作用するような剛性を有� ��る面から圧電センサ100に負荷される分布荷� ��で、典型的には圧電センサ100に対し実質的� ��剛である平面からの荷重である。荷重作用� ��の振動等の変位などにより、荷重作用体か� ��圧電センサ100に面荷重が作用する。荷重作� ��体から圧電センサ100に作用する面荷重は、� ��起物30による段差に大きく作用し、その周� �部に作用する荷重は小さくなる。したがっ� �、高分子圧電体2・4において、段差が設けら れた部分、すなわち、シグナル電極12が配置� ��れた部分INに生ずる応力は、その周囲に生� �る応力より大きくなる。そこで、シグナル� �極12が配置された部分INにて高い電位を生ず� ��。よって、シグナル電極12に高い電圧が発� �し、感度の高い圧電センサ100となる。

 また、シグナル電極12は、高分子圧電体2� ��4で絶縁され、高分子圧電体2・4を挟んでグ� ��ンド電極22・24で板厚方向(上下方向)を覆わ� ��ている。グランド電極22・24は接地されるの で、グランド電極22・24がシールド作用を有� �、外部ノイズの影響を低減する。さらに、� �グナル電極12は、圧電センサ100の外縁部分OT� ��避けた中央部INに配置されるので、圧電セ� �サ100の幅方向(図2の横方向)からシグナル電� �12への外部ノイズの影響が低減される。した がって、外部ノイズの影響を受けにくい圧電 センサ100となる。

 図1に戻り、電極一体型シールド端子120の 説明を続ける。圧電センサ100から、第1の高� �子圧電体2、接着層6、第2の高分子圧電体4、� ��グナル電極12、および、グランド電極22・24� ��延長された延長部72が形成される。延長部72 においては、シグナル電極12と、グランド電� ��22・24とは、第1の高分子圧電体2の第1の面2a( 図2参照)に垂直な方向から見て異なる位置に� ��置される。なお、図2に示すように、圧電セ ンサ100では、第1の高分子圧電体2、第2の高分 子圧電体4、接着層6、グランド電極22・24は平 行な層構造をなすので、第1の面2aに垂直な方 向は、圧電センサ100の板厚方向(図1(a)では、� ��面に垂直方向)となる。このように、シグナ ル電極12とグランド電極22・24とを異なる部分 に配置することにより、端子を取り出しやす い。

 電極一体型シールド端子120では、延長部7 2から端子を取出す方向、すなわち長手方向X� ��直交する方向Yに導電性フィルム28と導電性� ��ィルム28の上に重ねて配設された絶縁性フ� �ルム8を張り出す。導電性フィルム28をグラ� �ド電極22と一体とし、絶縁性フィルム8を第1� ��高分子圧電体2と一体とする。すなわち、導 電性フィルム28はグランド電極22の一部、絶� �性フィルム8は絶縁層である第1の高分子圧電 体2の一部である。導電性フィルム28をグラン ド電極24と一体とし、絶縁性フィルム8を第2� �高分子圧電体4と一体としてもよい。グラン� ��電極22は導電性の膜状フィルムであり、高� �子圧電体2は絶縁性の板状フィルムであるの� ��、一体に成形することが可能である。導電� ��フィルム28をグランド電極22と一体とし、絶 縁性フィルム8を第1の高分子圧電体2と一体と することで、製造が容易となり、また、部品 数が少なくなる。なお、導電性フィルム28は� ��絶縁性フィルム8上に導電材料を用いたスク リーン印刷製法で製造するのが簡易で好適で あるが、絶縁性フィルム8上に銅等の導電性� �属を蒸着、スパッタリングなどの周知の製� �法により製膜して導電性フィルム28を形成し てもよい。このように製造すると、高分子圧 電体2およびグランド電極22と一体として広い 膜を製造するのに効率がよい。

 延長部72では、シグナルカシメ端子50およ びグランドカシメ端子60が、電極一体型シー� ��ド端子120を構成する圧電センサ100の長手方� ��Xに取出し口を形成するように装着される。 図1(b)に示すように、シグナルカシメ端子50お よびグランドカシメ端子60は、延長部72を板� �方向(図1(b)の上下方向)に貫通する。シグナ� �カシメ端子50およびグランドカシメ端子60は� ��例えば割りピンのように延長部72を貫通す� �それぞれ2本の針54および針64と頭52および頭6 2を有し、針54・64が延長部72を貫通した後に� �の針先端56・66が折り曲げられ、延長部72に� �定される。なお、頭52・62に該当する部分が� ��長い板状に形成され、圧電センサ100の長手� ��向Xに延長部72を超えて延伸し、取出し口を� ��成する。そして、第1の面2a(図2参照)に垂直� ��方向から見て、すなわち、圧電センサ100の� ��厚方向(図1(a)の紙面に垂直な方向)から見て� ��シグナルカシメ端子50は、シグナル電極12が 延長した部分に対応する部分に配置され、グ ランドカシメ端子60は、グランド電極22・24が 延長した部分に対応する部分に配置される。 したがって、シグナルカシメ端子50はシグナ� ��電極12と導通し、グランドカシメ端子60はグ ランド電極22・24と導通する。また、グラン� �カシメ端子60はグランド電極22・24と導通す� �ので、導電性フィルム28にも導通する。

 シールド端子80では、シグナルカシメ端� �50およびグランドカシメ端子60を導電性フィ� ��ム28と絶縁性フィルム8とで巻き囲む。すな� ��ち、延長部72から端子を取出す方向に直交� �る方向Yに張り出した導電性フィルム28と絶� �性フィルム8とを重ねて、シグナルカシメ端� ��50とグランドカシメ端子60とを板状の長い方 向Xで囲むように、折り曲げる。その際に、� �縁性フィルム8が内側になるようにする。絶� ��性フィルム8が板状のフィルムであり、導電 性フィルム28が絶縁性フィルム8の面上に形成 された膜状のフィルムであるので、容易に折 り曲げて、端子50・60を巻き囲むことができ� �。シグナルカシメ端子50とグランドカシメ端 子60とを長い方向Xで囲むことにより、端子50� ��60がシールドされる。すなわち、グランド� �接続されるグランド電極22と導通する導電性 フィルム28で囲むことにより、端子50・60の周 囲の電位を固定する。また、絶縁性フィルム 8が内側になるようにすることにより、端子50 ・60と導電性フィルム28との間隔を確保する� �

 導電性フィルム28と絶縁性フィルム8とは� ��少なくとも、シグナルカシメ端子50とグラ� �ドカシメ端子60との板状の長い周囲を覆うよ うに巻き囲む。電極一体型シールド端子120を 構成する圧電センサでは、シグナル電極12は� ��グランド電極22・24で挟まれ、また外縁部を 避けて配置されるので、外部ノイズの影響を 受けにくい。そこで、取出し口として露出し たシグナルカシメ端子50およびグランドカシ� ��端子60とを覆いシールドすることで、端子� �圧電センサを含めた電極一体型シールド端� �について外部ノイズの影響を低減できる。� �のように、延長部72に装着されたシグナルカ シメ端子50およびグランドカシメ端子60とを� �き囲むことを、延長部72を巻き囲む(シグナ� �端子50およびグランド端子60とを包む)ともい う。

 電極一体型シールド端子120は、シールド� ��子80を備えることにより、圧電センサ100か� �の信号について、外部ノイズの影響を受け� �くくなる。また、シールド端子80では、導電 性フィルム28が、グランド電極22と導通する� �とにより、確実にグランドに接続された導� �性フィルム28で(端子50・60を)覆うことができ 、電位を固定できる。さらに、導電性フィル ム28をグランド電極22と一体に、絶縁性フィ� �ム8を第1の高分子圧電体2と一体に成形する� �とで、製造が容易となり、また、部品数を� �らすことができ、作業効率を向上できる。

 次に、図3を参照して圧電センサ100の変形 例を示す。図3は、圧電センサ100の変形例を� �明する断面図で、(a)は突起物30をグランド電 極22と高分子圧電体2との間に設けた例、(b)は 突起物を設けずに、シグナル電極14を厚く形� ��した例、(c)は二つの突起物30・32を設けて圧 電センサ106の両面に段差を形成した例を示す 。

 図3(a)に示す圧電センサ102では、突起物30� ��グランド電極22の内側の面に設けて、段差� �形成している。突起物30をグランド電極22の� ��側の面に設けて段差を形成しても、圧電セ� ��サ100で説明した作用・効果を得ることがで� ��る。なお、突起物30とグランド電極22との間 に別の層が挿入されてもよい。

 図3(b)に示す圧電センサ104では、突起物で 段差を形成せず、シグナル電極14を厚く形成� ��ている。シグナル電極14は、典型的には銅� �どの金属で形成され、シグナル電極14の周囲 の接着層6は例えば高分子圧電体2としてのポ� ��フッ化ビニリデン一軸延伸フィルムと相溶� ��のよいウレタン系樹脂で形成される。一般� ��に金属の縦弾性係数は樹脂の縦弾性係数よ� ��大きい。そのため、厚いシグナル電極14が� �置された部分INでは、シグナル電極14が配置� ��れていない外縁部OTより板厚方向(図3(b)の上 下方向)の剛性が高くなる。よって、圧電セ� �サ104に荷重作用体(不図示)から面荷重が作用 すると、シグナル電極14が配置され剛性が高� ��部分INの高分子圧電体2・4に生ずる応力は、 その周囲の外縁部分OTにて生ずる応力より大� ��くなる。シグナル電極14は、例えば、保護� �42・46間の厚さの5分の1以上の厚さ、好まし� �は4分の1以上の厚さとする。そこで、シグナ ル電極14が配置された部分INにて高い電位を� �ずる。よって、シグナル電極14に高い電圧が 印加され、感度の高い圧電センサ104となる。

 図3(c)に示す圧電センサ106では、ゴム層44( 図3(a)、(b)参照)を形成せず、第2の高分子圧電 体4側のグランド電極24にも突起物32を設けて� ��差を形成する。例えば、極めて高感度が要� ��される用途に用いる場合には、圧電センサ1 06のように段差を両面に形成することにより� ��高分子圧電体2・4のシグナル電極12が配置さ れた部分INに生ずる応力は、その周囲の外縁� ��分OTに生ずる応力よりさらに大きくなり易� �。また、盛り上がり段差が大きくなるので� �面荷重を作用する荷重作用体(不図示)が傾斜 しても、面加重が安定して盛り上がり段差に 、すなわち、所定の位置の高分子圧電体2・4� ��作用し、好適である。

 また、図4を参照して、更なる変形例とし て、面状に分布する圧力を検出する圧電セン サ130について説明する。図4は、アレイ化し� �圧電センサを説明する図で、(a)は圧電セン� �130の断面図、(b)は段差である突起物38の平面 図、(c)はシグナル電極132の形状を示す端面図 である。圧電センサ130では、第1の高分子圧� �体としての1層の高分子圧電体136の第2の面側 に接着層6が形成され、接着層6に外縁部分を� ��けてシグナル電極132が配置される。高分子� ��電体136の第1の面側には第1のグランド電極� �してのグランド電極134が、シグナル電極132� �対応する部分を覆って配置される。高分子� �電体136、シグナル電極132、接着層6、および� ��ランド電極134をサンドウィッチ状に挟んで� ��2層の絶縁層135が配置される。高分子圧電体 136の第1の面側(グランド電極134側)の絶縁層135 には、更に突起物38が載置され、第2の面側(� �グナル電極132側)の絶縁層135には、更に、シ� ��ルド電極138と保護層46とが形成される。シ� �ルド電極138は、シグナル電極132への外部ノ� �ズの影響を軽減するための電極であり、使� �の条件によっては形成されていなくてもよ� �。

 図4(a)あるいは(c)に示すように、複数の矩 形のシグナル電極132が各々の間隔を開けて、 すなわち、間に隙間が形成されて配列される 。なおシグナル電極132は矩形でなく、円形、 楕円型等任意である。各シグナル電極132から 導電線133が外部端子(不図示)と接続する。こ� ��ように各シグナル電極132をそれぞれ別個に� ��部端子と接続すると、各シグナル電極132が� ��置された位置毎に圧力を検出することが可� ��となる。

 また、突起物38は、樹脂または金属を用� �て、シグナル電極132に対応する部分は凸部38 aとして膨らんで形成され、シグナル電極132� �間の隙間に対応する部分は凹部38bとして薄� �形成される。このようにシグナル電極132の� �の隙間に対応する部分は凹部38bとして薄く� �成することにより、シグナル電極132に対応� �る部分にだけ突起物が形成され、当該部分� �応力が大きくなるのと同様の作用を有しつ� �、1つの突起物38として形成されるので、取� �いが容易である。

 次に、図5を参照して、これまで説明した 電極一体型シールド端子120の具体的な形状に ついて説明する。図5は、電極一体型シール� �端子110・112の外形と段差(突起物)34・36の形� �を説明する平面図で、(a)は段差34が連続的に 形成された例、(b)は段差36が断続的に形成さ� ��た例を示す。なお、図5では、保護層を省略 して図示している。また、シールド端子80の� ��子50・60等も省略している。

 図5(a)に示す電極一体型シールド端子110は 、特に圧電センサが細長形状を有している。 すなわち、矢印X方向(図5の横方向)に長く、� �印Y方向(図5の縦方向)に短い。細長形状とは� ��典型的には長辺の長さが短辺の長さの2.5倍� ��上であるような形状をいう。電極一体型シ� ��ルド端子110では、高分子圧電体2としてポリ フッ化ビニリデン一軸延伸フィルムを用いる 。そして、ポリフッ化ビニリデン一軸延伸フ ィルムの延伸方向を長手方向Xと直交させる� �すなわち、延伸方向は短手方向Yとなる。こ� ��ように、ポリフッ化ビニリデン一軸延伸フ� ��ルムの延伸方向を短手方向Yとすることによ り、延伸方向への引張応力によっても電位を 生ずるというポリフッ化ビニリデン一軸延伸 フィルムの特性の影響を受けにくい。すなわ ち、長手方向の曲げ変形の結果生ずる引張応 力によっては電位を生じないので、好適であ る。なお、電極一体型シールド端子110では、 長手方向Xの一端(図5(a)では左端)に、シール� �端子80(外部への電圧の取出し口を設置する� �長部70)が形成されており、ポリフッ化ビニ� �デン一軸延伸フィルムの延伸方向は、シー� �ド端子80にて信号の取出し口が形成される向 きに対して直交方向とする。

 電極一体型シールド端子110を構成する圧� ��センサでは、長手方向Xに延びる段差34が形� ��されている。段差34が長手方向Xに長く形成� ��れることにより、圧電センサのほぼ全長に� ��たって高感度に信号を検知する電極一体型� ��ールド端子110となる。ただし、幅方向、す� ��わち短手方向Yには、段差34は、外縁部を避� ��て配置され、また長手方向Xでも先端(図5の� ��端)を避けて配置される。後述のように、外 縁部を避けて配置されるシグナル電極16(図6(a )参照)に対応する部分に配置するためである� ��

 図5(b)に示すように、電極一体型シールド 端子112を構成する圧電センサでは、段差36を� ��続的に配置してもよい。段差36を断続的に� �置することにより、段差36が形成された部分 での高分子圧電体2・4(図2参照)に生ずる応力� ��より大きくなり、高い電位が生じ、感度が� ��好になる。すなわち、荷重作用体(不図示)� �連続的ではない場合には、荷重作用体の形� �に合わせて段差36を形成するのがよい。

 図6は、図5に示した電極一体型シールド� �子110・112のシグナル電極の形状を説明する� �面図で、(a)は図5(a)に示す電極一体型シール� ��端子110のシグナル電極16の形状を、(b)は図5( b)に示す電極一体型シールド端子112のシグナ� ��電極18の形状を示す。図6では、シグナル電� ��16・18が配置された高分子圧電体4上の端面� �示す。また、シールド端子80の端子50・60等� �省略している。

 電極一体型シールド端子110では、電極一� ��型シールド端子110のほぼ全長にわたりシグ� ��ル電極16が形成されている。ただし、幅方� �、すなわち短手方向Yでは外縁部を避けて中� ��部分に、また、長手方向Xでも先端(図6の右� ��)を避けて配置される。このように外縁部を 避けてシグナル電極16を配置することにより� ��前述の通りに、外部ノイズの影響を低減す� ��。なお、グランド電極22・24(図2参照)は、少 なくともシグナル電極16に対応する部分を覆� ��、典型的には高分子圧電体2・4を紙面に垂� �な方向で全面的に挟むように配設される。� �お、電極一体型シールド端子110では、図5(a)� ��よび図6(a)に示すように、第1の高分子圧電� �2および第2の高分子圧電体4が延長された延� �部70が形成される。延長部70には、図示しな� ��が接着層6(図2参照)も延長される。そして、 図6(a)に示すように、シグナル電極16は、延長 部70に延長する。また、図6(a)に破線で示すよ うに、グランド電極22・24も延長する。延長� �70において図1に示したように、シールド端� �80が構成される。

 延長部70においては、シグナル電極16と、 グランド電極22・24とは、第1の高分子圧電体2 の第1の面2a(図2参照)に垂直な方向から見て異 なる位置に配置される。なお、電極一体型シ ールド端子110を構成する圧電センサでは、第 1の高分子圧電体2、第2の高分子圧電体4、接� �層6(図2参照)、グランド電極22・24(図2参照)は 平行な層構造をなすので、第1の面2aに垂直な 方向は、電極一体型シールド端子を構成する 圧電センサ100の板厚方向(図5(a)および図6(a)で は、紙面に垂直方向)となる。このように、� �グナル電極16とグランド電極22・24とを異な� �部分に配置することにより、端子を取り出� �やすい。端子の構造については、図1の説明� ��て詳述する。

 電極一体型シールド端子112を構成する圧� ��センサでは、図6(b)に示すように、シグナル 電極18を断続的に配置し、間を導電線19で接� �してもよい。前述のように荷重作用体(不図� ��)が連続的ではない場合には荷重作用体の形 状に合わせた段差36(図5(b)参照)を形成し、荷� ��作用体が連続的な場合には適切な間隔を持� ��て断続的とした段差36を形成してもよい。� �差36を断続的とすると、段差36に対応する部� ��の高分子圧電体2・4に生ずる応力が大きく� �り、高い電位が生ずる。この電位を、段差36 に対応する位置に配置されたシグナル電極18� ��検知することで、感度が良好になる。また� ��荷重作用体が電極一体型シールド端子112を� ��成する圧電センサの長手方向に傾いて荷重� ��作用させた場合に、シグナル電極18が断続� �に長手方向に短く配置されると、それぞれ� �シグナル電極18で個別に電位を検知するので 、連続して配置されたシグナル電極16(図6(a)� �照)に比べて、感度よく検知することができ� ��。段差36に対応する位置にシグナル電極18を 配置し、その間を導電線19で接続すると、結� ��として、導電線19が配置された部分は段差36 に対し凹部となる。よって、電極一体型シー ルド端子112を構成する圧電センサが面加重を 受けても、当該部分に生ずる応力は小さくな る。そのため、導電線19での不要な信号の混� ��が軽減されることになる。なお、圧電セン� ��において、グランド電極22・24(図2参照)も、 シグナル電極18に対応する部分にだけ形成し� ��もよいが、圧電センサの長手方向Xに連続的 に形成するのが好ましい。グランド電極22・2 4を長手方向Xに連続的に形成すると、圧電セ� ��サの板厚方向のシールドをより高く維持す� ��ことができ、外部ノイズの影響を受けにく� ��。電極一体型シールド端子112でも、電極一� ��型シールド端子110と同様の延長部70が形成� �れ、シグナル電極18は導電線19で接続される� ��このように導電線19で接続されても、シグ� �ル電極18を延長するという、延長部70にシー� ��ド端子80が構成されるのは、電極一体型シ� �ルド端子110と同様である。

 次に、図7を参照して、これまで説明した 電極一体型シールド端子120の具体的な使用例 としての電子弦楽器について説明する。図7� �、電極一体型シールド端子120を用いた電子� �楽器200を説明する図で、(a)は電子弦楽器200� �斜視図、(b)は電子弦楽器200のコマ220と電極� �体型シールド端子120との関係を示す分解拡� �図である。電子弦楽器200は、電子ギターと� �て説明するが、電子バイオリン、電子チェ� �、その他の電子弦楽器でもよい。また、い� �ゆるサイレント楽器といわれる大きな音を� �生せず、例えばヘッドホーンで演奏を聞く� �子弦楽器でもよい。

 電子弦楽器200では、弦210がヘッド230の糸� ��き232とブリッジ240との間に張られている。� ��210は、ヘッド230側で、ネック250のナット234� ��支持され、またブリッジ240側で、コマ220に� ��持され、その間が主として音を出すために� ��動する領域となる。もちろん、ネック250で� ��で押えられて、振動する領域は変化するが� ��コマ220は音を出すために振動する弦210を常� ��支持する。コマ220は、細長い略三角柱形状� ��有し、一の側面は平面に形成され、他の2側 面は凸の湾曲を有している。コマ220は、平面 の側面をボディ260上に面して載置される。

 そこで、コマ220とボディ260との間に電極� ��体型シールド端子120を挿入する。電極一体� ��シールド端子120が、コマ220がボディ260に面� ��る面と同一形状を有することで、電極一体� ��シールド端子120を挿入してもコマ220は安定� ��てボディ260上に載置され、弦210を支持する� ��特に電極一体型シールド端子120が、高分子� ��電体2・4(図2参照)として高分子フィルムを� �い、薄く形成されると、電極一体型シール� �端子120を挿入しやすい。電極一体型シール� �端子120のシグナル端子50およびグランド端子 60にはシールド線140を接続する。シールド線1 40は、外部ノイズの影響を受けにくいシール� ��されたシールド線を用いるのが好適である� ��シールド線140は、電子弦楽器200の音を再現� ��るアンプ、スピーカ等の音響装置(不図示)� �記録装置(不図示)に接続される。シールド線 140がシールド端子80と相まって、外部ノイズ� ��影響を抑えた装置を実現することができる� ��

 電子弦楽器200を演奏すると、弦210が振動� ��、弦210の振動はコマ220に伝達される。コマ2 20に伝達された振動を電極一体型シールド端� ��120で検出し、電圧としてシールド線140を介� ��て、音響装置(不図示)や記録装置(不図示)に 電気信号を発信する。電子弦楽器200は、電極 一体型シールド端子120を備え、感度よく、か つ、外部ノイズの影響を低減して振動を検出 するので、好適である。特に、小さな振動も 感度よく検出し、また、広領域でのノイズを 嫌う電子弦楽器200の用途に、電極一体型シー ルド端子120は好適に用いられる。さらに、電 極一体型シールド端子120では、振動を検出す る面に突起物30による盛り上がり段差が形成� ��れているので、コマ220が傾きを生じても、� ��動の電極一体型シールド端子120への伝達が� ��わり、電極一体型シールド端子120からの出� ��が低下したり、波形が乱れて音色が変化し� ��りすることが防止される。

 以上の説明では、電極一体型シールド端� ��が圧電センサを備えるものとして説明した� ��、シグナル電極とグランド電極とで熱電対� ��の圧電センサ以外のデバイスを構成しても� ��く、また、別体の素子によりシグナル電極� ��グランド電極に電位差を生じてもよい。ま� ��、高分子圧電体とグランド電極とを2層配設 される例で圧電センサを説明したが、高分子 圧電体とグランド電極とは1層だけ配設され� �もよく、あるいは、3層以上配設されてもよ� ��。また、圧電センサを備える電極一体型シ� ��ルド端子を電子弦楽器に使用するものとし� ��説明したが、本発明に係る電極一体型シー� ��ド端子が他の用途に用いてもよいことは明� ��かである。