操作设备制造技术

位移传感器(10)具备长条的矩形的弹性体(20)。在弹性体(20)的第一主面安装有压电元件(30)。压电元件(30)具备长条的矩形的压电片(300)、与形成于该压电片(300)的两个主面的电极(301、302)。压电片(300)以L型聚乳酸为材料且至少被单轴延伸。以压电片(300)的单轴延伸方向与弹性体(20)的长边方向成45°的方式安装压电元件(30)。若弹性体(20)沿着长边方向弯曲，则压电片(300)沿着长边方向伸长，从而压电元件(30)产生规定电平的电压。

Operating equipment

The displacement sensor (10) has a rectangular elastic body (20) with a strip. A piezoelectric element (30) is installed on the first main face of the elastomer (20). A piezoelectric element (30) has a rectangular piezoelectric sheet (300) with a strip and two electrodes (301, 302) formed in the piezoelectric sheet (300). The piezoelectric sheet (300) is made of L polylactic acid as a material and is at least extended by a single axis. A piezoelectric element (30) is installed in a single axis extension direction of the piezoelectric sheet (300) and the long side direction of the elastomer (20), which is 45 degrees. If the elastic body (20) is bent along the long side direction, the piezoelectric sheet (300) extends along the long side direction, and the piezoelectric element (30) generates a voltage at the specified level.

【技术实现步骤摘要】
操作设备本申请是2013年10月8日向中国国家专利局提出的申请号为2012800174623、专利技术名称为“位移传感器、位移检测装置以及操作设备”这一申请的分案申请。
本专利技术涉及安装于被检测体来检测该被检测体的弯曲、扭转的位移传感器、应用了该位移传感器的位移检测装置、以及操作设备。
技术介绍
作为位移传感器，设计有各种使用具有压电性的片状部件来检测被检测体的弯曲量等的传感器。例如，在专利文献1中记载了使用聚偏氟乙烯(以下，称为PVDF。)，来检测由于脉动而向上向下的柱状突起部的运动的传感器。专利文献1:日本特开2000－41960号公报然而，也像专利文献1所记载的那样，在使用了PVDF的位移传感器中，由于PVDF具有焦电性，所以在测定时必须在PVDF上构建不产生温度变化的结构，从而位移传感器的构成复杂化。另外，PVDF对针对分子的取向方向的位移敏感地作出反应，但对于与取向方向相垂直的方向的位移几乎不作反应，所以存在例如利用一片薄膜不能检测出存在正方向的位移与负方向的位移的扭曲的检测这样的课题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供以简单的结构，且能够不取决于测定温度而有效且准确、可靠地检测出弯曲、扭转等要检测的方向的位移的位移传感器、位移检测装置、操作设备。该专利技术的位移传感器具备：弹性体；平膜型压电元件，其被安装于该弹性体的第一主面并在压电片的两个主面形成有电极。在该位移传感器中，优选压电片包含聚乳酸，至少在单轴方向上延伸。在该构成中，由于弹性体的位移而压电片位移，根据压电效应从形成于压电片的两个面的电极输出与位移量对应的输出电压。由此，能够检测出弹性体的位移。这里，包含聚乳酸的压电片具有通过至少在单轴方向上延伸而在特定方向上的压电性急剧增大这样的特征。因此，若以单轴延伸方向沿着规定方向的方式，将包含聚乳酸的压电片配设于弹性体，则能够根据单轴延伸方向的配设方向来分别且有效地检测出各种位移。因此，若适当地设定单轴延伸方向与想要检测的位移的方向(规定方向)的角度，则能够分别且有效地检测出弹性体朝向规定方向的位移(例如，后述的弯曲、扭转等)。即，聚乳酸与PVDF不同，压电性不是d31而具有d14，所以不仅能够检测压电片的位移，还能够分别且有效地检测出规定方向的位移。此时，由于压电片是聚乳酸，所以不会产生在PVDF中产生的焦电性，根据位移量而被输出的电压不会受到温度变化的影响。另外，在该专利技术的位移传感器中，作为一个例子，能够以主面大致呈长方形的平膜构成，且单轴方向的延伸轴沿着与该平膜的长边方向成至少大致45°的方向或者大致－45°的方向取向的方式来形成压电片。在该构成中，能够使压电片的压电性最高的方向与沿着长边方向的弯曲的方向(位移检测方向)一致。由此，能够检测出弯曲状态，并且通过将容易弯曲的长边方向设为位移检测方向，能够进一步实现高灵敏度的位移传感器。另外，在该专利技术的位移传感器中，作为一个例子，能够以主面大致呈长方形的平膜构成，且单轴方向的延伸轴沿着与该平膜的长边方向成至少大致0°的方向或者大致90°的方向取向的方式来形成压电片。在该结构中，能够使压电片的压电性的最高的方向与相对于长边方向以及短边方向扭转的方向(位移检测方向)一致。由此，能够实现检测扭转状态的高灵敏度的位移传感器。另外，该专利技术的位移传感器作为一个例子，以主面大致呈长方形的平膜构成，且单轴方向的延伸轴沿着与该平膜的长边方向成至少大致22.5°的方向或者大致67.5°的方向取向的方式来形成压电片。在该结构中，能够同时且有效地检测出沿着长边方向的弯曲、相对于长边方向以及短边方向的扭转。另外，在该专利技术的位移传感器中，优选如下的结构。将安装于弹性体的第一主面的平膜型压电元件作为第一平膜型压电元件。还具备安装于与弹性体的第一主面对置的第二主面，并在压电片的两个主面形成有电极的第二平膜型压电元件。第二平膜型压电元件的压电片包含聚乳酸，至少在单轴方向上延伸而形成。在该结构中，在弹性体的两个主面安装有平膜状压电元件。若使这些输出电压的极性一致而单纯地相加，则能够得到二倍输出电压。另外，也可以使输出电压的极性一致而进行平均值处理。由此，能够进行更高精度的位移检测。另外，在该专利技术的位移传感器中，优选以主面大致呈长方形的平膜构成，且上述单轴延伸的延伸轴沿着与该平膜的长边方向成至少大致45°的方向或者大致－45°的方向取向的方式来形成第一平膜型压电元件的压电片；以主面大致呈长方形的平膜构成，且上述单轴方向的延伸轴沿着与该平膜的长边方向成至少大致0°的方向或者大致90°的方向取向的方式形成第二平膜型压电元件的压电片。在该结构中，能够检测出在第一平膜型压电元件中沿着长边方向的弯曲，能够检测出在第二平膜型压电元件中相对于长边方向以及短边方向的扭转。即，能够在单体的位移传感器中同时且分别检测出弯曲与扭转。另外，在该专利技术的位移传感器中，优选以主面大致呈长方形的平膜构成，且上述单轴方向的延伸轴沿着与该平膜的长边方向成至少大致22.5°的方向或者大致67.5°的方向取向的方式来形成第一平膜型压电元件的压电片；以主面大致呈长方形的平膜构成，且上述单轴方向的延伸轴沿着与该平膜的长边方向成至少大致22.5°的方向或者大致67.5°的方向取向的方式来形成第二平膜型压电元件的压电片。在该结构中，能够检测出在弹性体的两个面有无位移以及扭转，能够检测出更加准确的位移以及扭转。另外，优选该专利技术的位移传感器的弹性体具有导电性，具有导电性的弹性体兼用第一平膜型压电元件的弹性体侧的电极、以及第二平膜型压电元件的弹性体侧的电极。在该结构中，弹性体兼用第一平膜型压电元件的弹性体侧的电极、以及第二平膜型压电元件的弹性体侧的电极，所以能够使位移传感器的结构简单化，更加轻薄化。另外，在该专利技术的位移传感器中，也能够层叠多片平膜型压电元件。另外，在该专利技术的位移传感器中，也能够层叠多片第一平膜型压电元件的压电片、以及第二平膜型压电元件的压电片的至少一方。在这些结构中，以层叠的平膜型压电元件为单位得到输出电压，所以能够提高整个位移传感器中的输出电压。另外，在该专利技术的位移传感器中，电极以及弹性体优选由具有透光性的材料构成。在该结构中，聚乳酸具有较高的透光性，所以通过利用具有透光性的材质来形成其他的结构要素，能够实现具有透光性的位移传感器。另外，该专利技术的位移传感器也能够以如下的结构来实现。位移传感器具备安装于作为被检测体的圆柱状轴的圆周面，在压电片的两个主面形成有电极的平膜型压电元件。压电片优选包含聚乳酸，以延伸轴朝向与圆周方向成大致0°的方向或者大致90°的方向的方式来形成。在该结构中，能够实现可检测轴的扭转的薄型的位移传感器。另外，该专利技术的位移传感器也能够以如下的结构来实现。分别具备在压电片的两个主面形成有电极的第一平膜型压电元件以及第二平膜型压电元件。第一平膜型压电元件与第二平膜型压电元件具有相同的强度。第一平膜型压电元件与第二平膜型压电元件以平板面对置的方式抵接。优选压电片包含聚乳酸，至少在单轴方向上延伸。即使是这样的结构，也能够如上述那样检测出一个方向的位移、二个方向的位移。并且，能够无需使用弹性体，而使位移传感器的结构简单化。另外，该专利技术能够使用上述的位移传感器来实现位移检测装置。位移检测装置具备上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作设备，其特征在于，具备平膜型压电元件，所述平膜型压电元件具备包含聚乳酸，且至少在单轴方向上延伸的压电片、以及形成于该压电片的两个主面的电极；和壳体，其具有俯视时向大致正交的两个方向延展的面，在使所述壳体中的在所述大致正交的两个方向上延展的平面变形时在沿着所述大致正交的两个方向各自的形变的差较大的位置处，配置有所述平膜型压电元件的电极对置的区域。

【技术特征摘要】
2011.04.08 JP 2011-086412;2011.04.28 JP 2011-101401.一种操作设备，其特征在于，具备平膜型压电元件，所述平膜型压电元件具备包含聚乳酸，且至少在单轴方向上延伸的压电片、以及形成于该压电片的两个主面的电极；和壳体，其具有俯视时向大致正交的两个方向延展的面，在使所述壳体中的在所述大致正交的两个方向上延展的平面变形时在沿着所述大致正交的两个方向各自的形变的差较大的位置处，配置有所述平膜型压电元件的电极对置的区域。2.根据权利要求1所述的操作设备，其特征在于，仅在所述平膜型压电元件的电极对置的区域中配置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤正道，河村秀树，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP