压电元件制造技术

本发明专利技术的目的在于提供具有整体呈细长的线状的形态的压电元件，其是柔软性和耐弯曲性优异的新的压电元件。该压电元件包括：在树脂线螺旋状地卷绕至少1层金属箔而得到的芯线；包覆所述芯线的有机压电体层；和包覆所述有机压电体层的导电体层，所述金属箔和所述导电体层作为在它们之间插入了所述有机压电体层的电极分别发挥作用，在所述树脂线螺旋状地间隙卷绕所述至少1层所述金属箔，间隙相对于所述金属箔的螺旋节距的比例为0.4～50％。金属箔的螺旋节距的比例为0.4～50％。金属箔的螺旋节距的比例为0.4～50％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压电元件


[0001]本专利技术涉及压电元件，更详细而言，涉及能够成为电缆状或金属线状等的、具有整体呈细长的线状的形态的压电元件。

技术介绍

[0002]压电元件是使用了压电体的元件，例如通过利用压电体的正压电效应(将施加至压电体的外力转换为电压)作为传感器，此外，利用压电体的逆压电效应(将施加至压电体的电压转换为力)作为致动器，在各种各样的用途中使用。
[0003]该压电元件中，作为具有整体呈细长的线状的形态的压电元件，现有技术已知有同轴电缆状的压电元件。例如，在非专利文献1中，公开有一种压电电缆，其具有在芯线(内部导体)螺旋状地卷绕PVDF压电薄膜胶带(压电体)并利用铜编织线(外部导体)进行覆盖，进一步利用聚乙烯外覆进行包覆的结构。此外，在专利文献1中，公开有一种压电金属线，其包括导电性金属线、包覆导电性金属线的高分子压电体层和在高分子压电体层的外侧的表面配置的导电体层，该压电金属线的高分子压电体层含有β型聚偏二氟乙烯共聚物，导电性金属线的线径为1.0mm以下。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2017
‑
183570号公报
[0007]非专利文献
[0008]非专利文献1：
オンラインカタログ“
PIEZO FILM PRODUCT INFORMATION”，p15，
“ピエゾポリマー
同軸
ケーブル”
，[online]，2012年4月，株式会社東京
センサ
，[平成30年8月23日検索]，
インターネット
＜URL:http://www.t
‑
sensor.co.jp/catalog/PIEZO2012.pdf＞

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的课题
[0010]但是，非专利文献1中记载的压电电缆，使用金属的绞线(线径1.02mm)作为芯线，包含至聚乙烯的外覆的整个电缆的线径成为2.67mm。该压电电缆虽然具有可挠性，不过还是很硬，当以小的曲率半径弯折时可能在芯线残留变形痕迹，此外，当反复弯折时芯线可能断裂而导通被截断，因此不能再作为压电元件发挥作用。此外，专利文献1中记载的压电金属线，虽然具有可挠性，使用金属的单线或绞线但是作为芯线(专利文献1的第0045和0050段)，柔软性和耐弯曲性不够。
[0011]本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供具有整体呈细长的线状的形态的压电元件，其是柔软性和耐弯曲性优异的新的压电元件。
[0012]用于解决课题的方法
[0013]根据本专利技术，提供一种压电元件，其包括：
[0014]在树脂线螺旋状地卷绕至少1层金属箔而得到的芯线；
[0015]包覆所述芯线的有机压电体层；和
[0016]包覆所述有机压电体层的导电体层，
[0017]所述金属箔和所述导电体层作为在它们之间插入了所述有机压电体层的电极分别发挥作用，在所述树脂线螺旋状地间隙卷绕所述至少1层所述金属箔，间隙相对于所述金属箔的螺旋节距的比例为0.4～50％。
[0018]即，根据本专利技术，使用在树脂线螺旋状地卷绕至少1层金属箔而得到的芯线，利用有机压电体层包覆该芯线，并进一步利用导电体层进行包覆，构成压电元件。该本专利技术的压电元件能够作为具有整体呈细长的线状的形态的压电元件。本专利技术的压电元件因为使用在树脂线螺旋状地卷绕有至少1层金属箔的芯线，使用即使以小的曲率半径弯曲也不易在芯线残留变形痕迹，由此，柔软性优异，且即使反复弯曲芯线也不易断裂而使得导通被截断，由此，耐弯曲性优异。
[0019]在本专利技术的1个方式中，也可以在所述树脂线螺旋状地卷绕2层以上金属箔。
[0020]在本专利技术的1个方式中，所述树脂线也可以由选自芳香族聚酰胺、脂肪族聚酰胺、聚酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚芳酯、聚烯烃、聚氨酯和碳纤维的至少1种材料构成。
[0021]在本专利技术的1个方式中，所述金属箔能够具有6～100μm的厚度和/或能够具有0.02～2mm的宽度。
[0022]在本专利技术的1个方式中，所述芯线能够具有0.05～1.5mm的外形尺寸。
[0023]在本专利技术的1个方式中，所述有机压电体层能够具有1～200μm的厚度。
[0024]在本专利技术的1个方式中，所述有机压电体层能够为包含选自偏二氟乙烯与三氟乙烯的共聚物和偏二氟乙烯与四氟乙烯的共聚物的至少1种共聚物的材料。
[0025]在本专利技术的1个方式中，所述压电元件也可以进一步包括包覆所述导电体层的绝缘体层。
[0026]本专利技术的压电元件例如能够作为传感器和致动器的任一种器件或两者使用。
[0027]专利技术的效果
[0028]根据本专利技术，提供具有整体呈细长的线状的形态的压电元件，其是柔软性和耐弯曲性优异的新的压电元件。
附图说明
[0029]图1是表示本专利技术的1个实施方式的压电元件的概略图，(a)表示压电元件的部分切除侧视图，(b)表示沿(a)的A
‑
A线的截面图，(c)表示(b)的变形例。
[0030]图2是表示本专利技术的1个实施方式的压电元件中能够使用的芯线的概略图，(a)表示芯线的侧视图，(b)表示沿(a)的B
‑
B线的截面图，(c)表示(b)的变形例。
[0031]图3是表示来自本专利技术的实施例的压电元件的输出的一个例子的、电压信号的时间变化曲线。
[0032]图4是表示来自本专利技术的实施例的压电元件的输出的另一个例子的、电压信号的时间变化曲线。
[0033]图5是表示来自本专利技术的实施例的压电元件的输出的又一个例子的、电压信号的时间变化曲线。
具体实施方式
[0034]以下，参照附图，详细说明本专利技术的实施方式。另外，所附的图中，利用黑色圆圈示意地表示电极端子。
[0035]参照图1，本实施方式的压电元件20具有在树脂线1螺旋状地卷绕至少1层金属箔3而得到的芯线5、包覆芯线5的有机压电体层7和包覆有机压电体层7的导电体层9，根据情况，进一步具有包覆导电体层9的绝缘体层11。在压电元件20，金属箔3和导电体层9作为在它们之间插入了有机压电体层7的电极分别发挥作用(参照图1(b))。该压电元件20具有能够称为电缆状或金属线状等的、整体呈细长的线状的形态，以作为整个压电元件具有柔软性的方式构成。在压电元件20，芯线5、有机压电体层7、导电体层9，以及在存在的情况下绝缘体层11，能够在大致同轴上配置，不过本专利技术并不限定于该结构。
[0036]本实施方式的压电元件20能够如以下那样制造。
[0037]如图2所示，本实施方式中能够使用的芯线5具有在树脂线1螺旋状地卷绕有至少1层金属箔3的结构即可。芯线5通过具有该结构，能够在在拉伸的情况下拉伸应力主要对树脂线1发挥作用而整个芯线5伸展，优选能够表现出3％以上的拉伸度，在以比较小的曲率半径弯折的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压电元件，其特征在于，包括：在树脂线上螺旋状地卷绕至少1层金属箔而得到的芯线；包覆所述芯线的有机压电体层；和包覆所述有机压电体层的导电体层，所述金属箔和所述导电体层作为在它们之间插入了所述有机压电体层的电极分别发挥作用，在所述树脂线上螺旋状地间隙卷绕所述至少1层所述金属箔，间隙相对于所述金属箔的螺旋节距的比例为0.4～50％。2.如权利要求1所述的压电元件，其特征在于：在所述树脂线上螺旋状地卷绕2层以上金属箔。3.如权利要求1或2所述的压电元件，其特征在于：所述树脂线由选自芳香族聚酰胺、脂肪族聚酰胺、聚酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚芳酯、聚烯烃、聚氨酯和碳纤维的至少1种材料构成。4.如权利要求1～3中的任一项所述的压电元件，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：小笠原健，清水聪，川户进，西川光辅，
申请(专利权)人：东邦化成株式会社，
类型：发明
国别省市：