JP2002055117A - Capacitance type acceleration sensor - Google Patents

Capacitance type acceleration sensor

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JP2002055117A
JP2002055117A JP2000243048A JP2000243048A JP2002055117A JP 2002055117 A JP2002055117 A JP 2002055117A JP 2000243048 A JP2000243048 A JP 2000243048A JP 2000243048 A JP2000243048 A JP 2000243048A JP 2002055117 A JP2002055117 A JP 2002055117A
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JP
Japan
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acceleration sensor
weight
capacitance type
flexible member
type acceleration
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Japanese (ja)
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Kenichi Tanaka
健一 田中
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the reliability of a capacitance type acceleration sensor by providing a means for absorbing and damping the excessive displacement of the movable part of a flexible member. SOLUTION: This capacitance type acceleration sensor comprises a base member 1 having a housing hole 11 for movably housing a weight 3 displaceable according to the force generated by acceleration; the flexible member 2 having the movable electrode 21 formed on one of two opposed electrodes for accumulating charges in the movable part for suspending and supporting the weight, which is placed on the opening end surface of the housing hole; and a wiring plate member 5 having the other fixed electrode 51 of the two opposed electrodes for accumulating the charge, which is placed on the flexible member with a prescribed space. Damper means 7, 8 and 9 for absorbing and damping the excessive displacement of the movable part of the flexible member area provided between the housing hole and the weight.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術の分野】本発明は、重りの変位を静
電容量の変化に換算して加速度を検出する静電容量型加
速度センサに係り、特に静電容量型加速度センサの構造
の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitance type acceleration sensor for detecting acceleration by converting a displacement of a weight into a change in capacitance, and more particularly to an improvement in the structure of the capacitance type acceleration sensor. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の静電容量型加速度センサの概要を
図6〜図8を参照して説明する。なお、図6は、従来の
静電容量型加速度センサの側面断面図である。図7は、
図6中のa−a線断面図(固定電極形状図)である。図
8は、信号処理回路の構成図である。
2. Description of the Related Art An outline of a conventional capacitance type acceleration sensor will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a side sectional view of a conventional capacitance type acceleration sensor. FIG.
FIG. 7 is a sectional view taken along line aa in FIG. FIG. 8 is a configuration diagram of the signal processing circuit.

【0003】図6、図7において、ベース1には、一端
が開口する有底円筒状の収容穴11が設けられ、この収
容穴11の開口端面には、ダイアフラム2の枠部が載置
される。ダイアフラム2の枠部には、収容穴11の開口
を塞ぐ可動部が連接して形成されている。
In FIGS. 6 and 7, a base 1 is provided with a bottomed cylindrical receiving hole 11 having one end opened, and a frame portion of the diaphragm 2 is placed on an opening end surface of the receiving hole 11. You. A movable portion that closes the opening of the housing hole 11 is formed continuously with the frame of the diaphragm 2.

【0004】このダイアフラム2の可動部は、収容穴1
1の中心軸上に中心を持ち収容穴11の内径よりも若干
小さい外周を持つが、上面に可動電極21が設けられる
とともに、中心位置に収容穴11内に垂下する重り3が
支持されている。これにより、重り2は、収容穴11内
で加速度により生ずる力に応じて変位できるようになっ
ている。
The movable portion of the diaphragm 2 is
Although the center is located on the center axis of 1 and has an outer periphery slightly smaller than the inner diameter of the housing hole 11, the movable electrode 21 is provided on the upper surface, and the weight 3 hanging in the housing hole 11 is supported at the center position. . Thereby, the weight 2 can be displaced in the accommodation hole 11 according to the force generated by the acceleration.

【0005】そして、ダイアフラム3の枠部の上には、
所定肉厚のスペーサ4を介して配線板5が載置される。
配線板5の下面には、4つの扇形の固定電極(S,S
,S,S)51が90°間隔に配置されている。
図示例では、4つの固定電極51の中心位置をX−Y座
標の原点(ベース1の収容穴11の中心軸上にある)と
一致させた場合に、X軸の−(マイナス)側に固定電極
、+(プラス)側に固定電極Sがそれぞれ配置さ
れ、Y軸の+側に固定電極S、−側の固定電極S
それぞれ配置されるとしてある。
[0005] Then, on the frame of the diaphragm 3,
The wiring board 5 is placed via the spacer 4 having a predetermined thickness.
On the lower surface of the wiring board 5, four fan-shaped fixed electrodes (S A , S
B , S C , S D ) 51 are arranged at 90 ° intervals.
In the illustrated example, when the center positions of the four fixed electrodes 51 are aligned with the origin of the XY coordinates (located on the center axis of the accommodation hole 11 of the base 1), the four fixed electrodes 51 are fixed to the-(minus) side of the X axis. electrode S a, the fixed electrode S B to the + (plus) side is arranged, fixed electrodes in the + direction of the Y axis S C, - is a fixed electrode S D side are respectively disposed.

【0006】上記可動電極31は、この4つの固定電極
51と同形同大で、かつその中心位置も一致させて形成
されている。つまり、4つの可動電極21と4つの固定
電極51が、それぞれスペーサ4の厚み分の間隙をもっ
て対向配置される。その結果、電荷を蓄積するために対
向する2電極が、X軸方向に2つ、Y軸方向に2つ形成
される静電容量型加速度センサが得られる。図6では、
X軸方向の静電容量がC、Cと例示されている。
The movable electrode 31 has the same shape and size as the four fixed electrodes 51, and is formed so as to have the same center position. That is, the four movable electrodes 21 and the four fixed electrodes 51 are opposed to each other with a gap corresponding to the thickness of the spacer 4. As a result, a capacitance type acceleration sensor in which two opposing electrodes are formed in the X-axis direction and two in the Y-axis direction to accumulate electric charges is obtained. In FIG.
The capacitances in the X-axis direction are illustrated as C A and C B.

【0007】また、配線板4には、図8に示す信号処理
回路が搭載されている。信号処理回路は、4つの対向電
極の静電容量(図示例では、C、C)の変化を検出
しそれを電圧信号へ変換するC/V変換回路81とこの
電圧信号からノイズ成分を除去して出力するローパスフ
ィルタ82とを備える。
[0007] A signal processing circuit shown in FIG. 8 is mounted on the wiring board 4. The signal processing circuit detects a change in the capacitance (C A , C B in the illustrated example) of the four opposing electrodes and converts the change into a voltage signal, and a noise component from the voltage signal. And a low-pass filter 82 for removing and outputting.

【0008】なお、図示省略したが、ダイアフラム2,
スペーサ4及び配線板5は、一括してベース1の開口端
面上にねじ止め固定されるようになっている。
Although not shown, the diaphragm 2
The spacer 4 and the wiring board 5 are collectively screwed and fixed on the open end face of the base 1.

【0009】以上の構成において、重り3が加速度によ
る力により変位すると、ダイアフラム2の可動電極21
が変位することにより対向電極の間隔が変化し、対応す
る静電容量が変化する。信号処理回路では、C/V変換
回路81において、この容量変化(ΔC=C−C
から加速度検出が行われ、その加速度を示す電圧信号が
生成され、ローパスフィルタ82にてC/V変換回路8
1のディジタル信号がアナログ信号化され、さらに応答
周波数以上の信号がカットされた後、出力される。
In the above configuration, when the weight 3 is displaced by a force due to acceleration, the movable electrode 21 of the diaphragm 2
Is displaced, the distance between the opposing electrodes changes, and the corresponding capacitance changes. In the signal processing circuit, in the C / V conversion circuit 81, the capacitance change (ΔC = C A -C B)
, An acceleration is detected, a voltage signal indicating the acceleration is generated, and the low-pass filter 82 generates a voltage signal.
One digital signal is converted into an analog signal, and a signal having a response frequency or higher is cut off and output.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところが、ダイアフラ
ム(可動部)の振動には、共振周波数が存在するので、
誤動作(図9、図10)や部品衝突(図11)の問題が
生じる。したがって、従来の静電容量型加速度センサで
は、信頼性を低下させる要因を内包しているということ
ができる。以下、具体的に説明する。
However, since the vibration of the diaphragm (movable part) has a resonance frequency,
Problems such as malfunction (FIGS. 9 and 10) and component collision (FIG. 11) occur. Therefore, it can be said that the conventional capacitance-type acceleration sensor includes a factor that lowers the reliability. Hereinafter, a specific description will be given.

【0011】即ち、図9は、振動周波数と出力振幅との
関係説明図である。図10は、周波数ー出力特性図であ
る。図9(b)(c)に示すように、同一の加速度(1
G)であっても、振動周波数が共振周波数から離れた1
0Hzの場合のセンサ出力振幅値V1よりも、振動周波
数が共振周波数側に寄った100Hzの場合のセンサ出
力振幅値V2が大きくなることが生じる。その結果に、
同一の加速度であっても、振動周波数により検出加速度
が異なることが生じる。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the vibration frequency and the output amplitude. FIG. 10 is a frequency-output characteristic diagram. As shown in FIGS. 9B and 9C, the same acceleration (1
G), the vibration frequency is 1 away from the resonance frequency.
The sensor output amplitude value V2 when the vibration frequency is 100 Hz closer to the resonance frequency side becomes larger than the sensor output amplitude value V1 when it is 0 Hz. As a result,
Even with the same acceleration, the detected acceleration may differ depending on the vibration frequency.

【0012】具体的には、図10に示すように、センサ
出力振幅は、ダイアフラムの振動周波数が共振周波数f
c以下の遠く離れた低い周波数である場合には、振動周
波数によらず一定であるが、ダイアフラムの振動周波数
が高くなり共振周波数(共振点)fcに近づくと急激に
増大し、共振周波数(共振点)において最大となる。こ
の共振点付近の出力振幅の増大は、ローパスフィルタに
より抑制できない程度に過大である。
Specifically, as shown in FIG. 10, the sensor output amplitude is determined by the vibration frequency of the diaphragm being equal to the resonance frequency f.
In the case of a low frequency far below c, the frequency is constant irrespective of the vibration frequency. However, when the vibration frequency of the diaphragm increases and approaches the resonance frequency (resonance point) fc, it rapidly increases, and the resonance frequency (resonance frequency) At point). The increase in the output amplitude near the resonance point is too large to be suppressed by the low-pass filter.

【0013】つまり、センサ出力振幅がダイアフラムの
振動周波数によらず一定である場合には、重りの変位に
対し静電容量が線形に変化するので、正しく加速度を検
出できる。しかし、ダイアフラムの振動周波数が共振周
波数の近くにある場合には、可動部が急激に変位するの
で、重りの変位に対し静電容量が非線形に変化し、正し
く加速度を検出できず誤動作をすることになる。
That is, when the sensor output amplitude is constant irrespective of the vibration frequency of the diaphragm, since the capacitance changes linearly with respect to the displacement of the weight, the acceleration can be correctly detected. However, when the vibration frequency of the diaphragm is near the resonance frequency, the movable part is rapidly displaced, so that the capacitance changes nonlinearly with respect to the displacement of the weight, and the acceleration cannot be detected correctly and malfunctions. become.

【0014】また、ダイアフラムの振動周波数が共振周
波数fcに近づくにつれて振動振幅が増大するので、ダ
イアフラムの可動部が定格以上変位する場合には、図1
1に示すように、重り3がベース1の収容穴11に衝突
したり、対向電極同士が衝突することが生じ、部品に損
傷を与える。
Further, since the vibration amplitude increases as the vibration frequency of the diaphragm approaches the resonance frequency fc, when the movable portion of the diaphragm is displaced by more than the rating, FIG.
As shown in FIG. 1, the weight 3 collides with the receiving hole 11 of the base 1 or the opposing electrodes collide with each other, thereby damaging the components.

【0015】本発明は、この従来の課題を解決すべく創
作されたもので、その目的は、ダイアフラムの可動部の
過大変位を吸収減衰させる手段を設けることにより、信
頼性の向上が図れる静電容量型加速度センサを提供する
ことにある。
The present invention has been made to solve the conventional problem, and has as its object the provision of a means for absorbing and attenuating an excessive displacement of a movable portion of a diaphragm, thereby improving reliability. An object of the present invention is to provide a capacitance type acceleration sensor.

【0016】[0016]

【課題を解決するための課題】上記目的を達成するた
め、本発明に係る静電容量型加速度センサは、次のよう
な手段、構成を有する。
In order to achieve the above object, a capacitive acceleration sensor according to the present invention has the following means and configuration.

【0017】請求項1に記載の発明に係る静電容量型加
速度センサは、加速度により生ずる力に応じて変位する
重りを移動可能に収容する収容穴を有するベース部材の
前記収容穴の開口端面に、前記重りが垂下支持される可
動部分に電荷を蓄積するために対向する2電極の一方の
可動電極が形成される可撓性部材を載置し、その上に所
定の間隔を置いて、電荷を蓄積するために対向する2電
極の他方の固定電極が設けられる配線板部材を載置して
なる静電容量型加速度センサにおいて、前記収容穴と前
記重りとの間に可撓性部材の可動部の過度の変位を吸収
減衰させるダンパ手段が設けられる、ことを特徴とす
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a capacitance type acceleration sensor, wherein a base member having a receiving hole for movably receiving a weight displaced in response to a force generated by acceleration is provided on an opening end face of the receiving hole. A flexible member on which one movable electrode of two opposing electrodes is formed to accumulate electric charges in a movable portion where the weight is suspended and supported, and a predetermined interval is placed thereon, In a capacitance type acceleration sensor in which a wiring board member on which the other fixed electrode of the two electrodes facing each other is stored is mounted, a flexible member is movable between the accommodation hole and the weight. A damper means for absorbing and attenuating excessive displacement of the portion is provided.

【0018】かかる請求項1に記載の発明によれば、可
撓性部材の可動部が共振周波数付近で過度の変位を行お
うとすると、ダンパ手段により、その変位が吸収減衰さ
せられる。したがって、可動部が過度の変位をすること
による誤動作や部品同士の衝突をなくすことができ、セ
ンサの信頼性を向上させることができる。
According to the first aspect of the invention, when the movable portion of the flexible member attempts to perform an excessive displacement near the resonance frequency, the displacement is absorbed and attenuated by the damper means. Therefore, it is possible to eliminate a malfunction or a collision between components caused by an excessive displacement of the movable portion, and it is possible to improve the reliability of the sensor.

【0019】請求項2に記載の発明に係る静電容量型加
速度センサは、請求項1に記載の静電容量型加速度セン
サにおいて、前記ダンパ手段は、前記収容穴の底部の中
心位置に設けられた凹部と、前記重りの前記収容穴の底
部に対向する面に突設され先端部分が前記凹部内に延在
するボスと、前記凹部内に充填され前記ボスの先端部分
と干渉する低硬度の硬化剤と、を備えることを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, in the capacitive acceleration sensor according to the first aspect, the damper is provided at a central position of a bottom of the housing hole. A recess, a boss protruding from a surface of the weight facing the bottom of the receiving hole and having a tip extending into the recess, and a low-hardness filler filled in the recess and interfering with the tip of the boss. And a curing agent.

【0020】かかる請求項2に記載の発明によれば、低
硬度の硬化剤の特性と、その硬化剤とボスとの干渉とに
より、可撓性部材の可動部が共振周波数付近で過度の変
位を行おうとするのが吸収減衰させられる。このとき、
低硬度の硬化剤とボスとの干渉は、可撓性部材の可動部
が必要な応答周波数範囲で振動することの妨げにならな
いものである。
According to the second aspect of the present invention, the movable portion of the flexible member is excessively displaced near the resonance frequency due to the characteristics of the low-hardness hardener and the interference between the hardener and the boss. Is absorbed and attenuated. At this time,
The interference between the hardener having low hardness and the boss does not prevent the movable portion of the flexible member from vibrating in a required response frequency range.

【0021】請求項3に記載の発明に係る静電容量型加
速度センサは、請求項2に記載の静電容量型加速度セン
サにおいて、前記硬化剤は、シリコンゲルである、こと
を特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the capacitive acceleration sensor according to the second aspect, the curing agent is a silicone gel.

【0022】かかる請求項3に記載の発明によれば、硬
化剤として入手容易なシリコンゲルが使用できる。
According to the third aspect of the present invention, an easily available silicone gel can be used as a curing agent.

【0023】請求項4に記載の発明に係る静電容量型加
速度センサは、請求項1に記載の静電容量型加速度セン
サにおいて、前記ダンパ手段は、前記収容穴と前記重り
との間に充填される低動粘度の粘性液体である、ことを
特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a capacitance type acceleration sensor according to the first aspect, wherein the damper is filled between the accommodation hole and the weight. Characterized in that it is a viscous liquid having a low kinematic viscosity.

【0024】かかる請求項4に記載の発明によれば、収
容穴と重りとの間に充填される低動粘度の粘性液体の動
粘度と充填量により、可撓性部材の可動部が共振周波数
付近で過度の変位を行おうとするのが吸収減衰させられ
る。このとき、収容穴と重りとの間に充填される粘性液
体は、可撓性部材の可動部が必要な応答周波数範囲で振
動することの妨げにならないものである。
According to the fourth aspect of the present invention, the movable portion of the flexible member has a resonance frequency due to the kinematic viscosity and the filling amount of the low kinematic viscosity liquid filled between the accommodation hole and the weight. Attempts to effect excessive displacement in the vicinity are absorbed and attenuated. At this time, the viscous liquid filled between the accommodation hole and the weight does not prevent the movable portion of the flexible member from vibrating in a required response frequency range.

【0025】請求項5に記載の発明に係る静電容量型加
速度センサは、請求項4に記載の静電容量型加速度セン
サにおいて、前記粘性液体は、シリコンオイルである、
ことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the capacitive acceleration sensor according to the fourth aspect, the viscous liquid is silicon oil.
It is characterized by the following.

【0026】かかる請求項5に記載の発明によれば、粘
性液体として入手容易なシリコンオイルが使用できる。
According to the fifth aspect of the present invention, easily available silicone oil can be used as the viscous liquid.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】図1は、本発明の第1実施形態に係る静電
容量型加速度センサの側面断面図である。本第1実施形
態は、請求項1〜3に対応する。図1では、従来例(図
6)と同一構成部分には、同一符号、名称を付してあ
る。以下、本第1実施形態に係る部分を中心に説明す
る。
FIG. 1 is a side sectional view of a capacitance type acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention. The first embodiment corresponds to claims 1 to 3. 1, the same components as those of the conventional example (FIG. 6) are denoted by the same reference numerals and names. Hereinafter, the portion according to the first embodiment will be mainly described.

【0029】図1において、本第1実施形態では、収容
穴11と重り3との間に設けるダンパ手段が、収容穴1
1の底部の中心位置に設けられた凹部7と、重り3の収
容穴11の底部に対向する面に突設され先端部分が凹部
7内に延在するボス8と、凹部7内に充填されボス8の
先端部分と干渉する低硬度の硬化剤であるシリコンゲル
9とで構成される。なお、凹部7は、重り3が規定範囲
内変位できる程度の大きさの円状開口を有する。
In FIG. 1, in the first embodiment, the damper means provided between the accommodation hole 11 and the weight 3
A boss 8 protruding from a surface of the weight 3 facing the bottom of the receiving hole 11 and having a tip portion extending into the recess 7; It is composed of a silicon gel 9 which is a low-hardness hardener that interferes with the tip of the boss 8. The recess 7 has a circular opening large enough to allow the weight 3 to be displaced within a specified range.

【0030】以上の構成と請求項との関係は、次のよう
になっている。ベース部材には、ベース1が対応する。
収容穴には、収容穴11が対応する。重りには、重り3
が対応する。可撓性部材には、ダイアフラム2が対応す
る。配線板部材には、配線板5が対応する。可動電極に
は、可動電極21が対応する。固定電極には、固定電極
51が対応する。そして、ダンパ手段には、凹部7とボ
ス8とシリコンゲル9の全体が対応する。
The relationship between the above configuration and the claims is as follows. The base 1 corresponds to the base member.
The accommodation hole 11 corresponds to the accommodation hole. Weight 3
Corresponds. The diaphragm 2 corresponds to the flexible member. The wiring board 5 corresponds to the wiring board member. The movable electrode 21 corresponds to the movable electrode. The fixed electrode 51 corresponds to the fixed electrode. The entirety of the concave portion 7, the boss 8, and the silicon gel 9 corresponds to the damper means.

【0031】次に、図2〜図4を参照して本第1実施形
態の動作などを説明する。なお、図2は、第1実施形態
の静電容量型加速度センサの組立手順図である。図3
は、実施形態の静電容量型加速度センサで得られる振動
周波数と出力振幅との関係説明図である。図4は、実施
形態の静電容量型加速度センサの周波数ー出力特性図で
ある。
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an assembly procedure diagram of the capacitive acceleration sensor according to the first embodiment. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a vibration frequency and an output amplitude obtained by the capacitance type acceleration sensor of the embodiment. FIG. 4 is a frequency-output characteristic diagram of the capacitance type acceleration sensor according to the embodiment.

【0032】まず、組立手順を説明する。図2(a)に
おいて、収容穴11底部の凹部7にシリコンゲル9を注
入し、その後、ベース1の開口端面に、重り3を垂下支
持させたダイアフラム2、スペーサ4、配線板5の順に
載置する。そして、図2(b)に示すように、シリコン
ゲル9が硬化すると、本第1実施形態の静電容量型加速
度センサが完成する。
First, an assembling procedure will be described. In FIG. 2A, a silicon gel 9 is injected into the concave portion 7 at the bottom of the accommodation hole 11, and then, on the opening end surface of the base 1, the diaphragm 2, the weight 3 of which is suspended, the spacer 4, and the wiring board 5 are placed in this order. Place. Then, as shown in FIG. 2B, when the silicon gel 9 is hardened, the capacitance type acceleration sensor of the first embodiment is completed.

【0033】本第1実施形態の静電容量型加速度センサ
では、図2(b)に示すように、重り3底面のボス8が
凹部7内に入り込み、硬化したシリコンゲル9とボス8
の先端が干渉する状態となる。
In the capacitive acceleration sensor according to the first embodiment, as shown in FIG. 2B, the boss 8 on the bottom surface of the weight 3 enters the recess 7 and the cured silicon gel 9 and the boss 8
Are in a state of interference.

【0034】この状態において、ダイアフラム2の可動
部が共振周波数付近で過大な振動をしようとすると、ボ
ス8とシリコンゲル9との干渉により、振動が抑制され
つつシリコンゲル9に伝達され、シリコンゲル9に吸収
され、減衰させられる。
In this state, if the movable part of the diaphragm 2 tries to vibrate excessively near the resonance frequency, the vibration is suppressed and transmitted to the silicon gel 9 by the interference between the boss 8 and the silicon gel 9. 9 and is attenuated.

【0035】このように、主としてシリコンゲル9は、
ダイアフラム2の可動部の共振周波数付近での過大な振
動を吸収減衰させるダンパとして作用し、センサ出力振
幅の増大が抑制される。
Thus, mainly the silicon gel 9
It acts as a damper for absorbing and attenuating excessive vibrations near the resonance frequency of the movable part of the diaphragm 2, thereby suppressing an increase in the sensor output amplitude.

【0036】したがって、図3(b)(c)に示すよう
に、同一の加速度(1G)に対し、振動周波数が共振周
波数から離れた10Hzの場合のセンサ出力振幅値V1
と、振動周波数が共振周波数側に寄った100Hzの場
合のセンサ出力振幅値V2と等しくなる。
Therefore, as shown in FIGS. 3B and 3C, the sensor output amplitude value V1 when the vibration frequency is 10 Hz away from the resonance frequency for the same acceleration (1 G).
And the sensor output amplitude value V2 when the vibration frequency is 100 Hz which is closer to the resonance frequency side.

【0037】また、シリコンゲル9は、低硬度であり、
ボス8との干渉量が少ないので、共振周波数よりも遙か
に低い周波数帯にある必要な応答周波数範囲内では、ボ
ス8の変位を阻害せず、ダイアフラム2の可動部の変位
の負荷とはならず、センサ出力振幅値が低下することは
ない。
The silicon gel 9 has a low hardness,
Since the amount of interference with the boss 8 is small, the displacement of the boss 8 is not hindered within the necessary response frequency range in a frequency band much lower than the resonance frequency, and the load of the displacement of the movable portion of the diaphragm 2 Therefore, the sensor output amplitude value does not decrease.

【0038】したがって、このシリコンゲルダンパと信
号処理回路(図8)のローパスフィルタ82との組み合
わせにより、センサの出力振幅は、図4に示すように、
必要な応答周波数範囲内では、ダイアフラム2の可動部
の振動周波数によらず一定とすることができ、また応答
周波数範囲以上の出力をカットすることができる。
Therefore, by the combination of the silicon gel damper and the low-pass filter 82 of the signal processing circuit (FIG. 8), the output amplitude of the sensor becomes as shown in FIG.
Within the required response frequency range, it can be kept constant irrespective of the vibration frequency of the movable part of the diaphragm 2, and the output above the response frequency range can be cut.

【0039】そして、シリコンゲル9の硬度、ボス8の
形状、ボス8とシリコンゲル9との干渉量などを変える
ことにより、ダンパの減水率と応答周波数範囲を任意に
変更できる。
By changing the hardness of the silicon gel 9, the shape of the boss 8, the amount of interference between the boss 8 and the silicon gel 9, etc., the water reduction rate and the response frequency range of the damper can be arbitrarily changed.

【0040】次に、図5は、本発明の第2実施形態に係
る静電容量型加速度センサの側面断面図である。本第2
実施形態は、請求項1,4,5に対応する。図5では、
従来例(図6)と同一構成部分には、同一符号、名称を
付してある。以下、本第2実施形態に係る部分を中心に
説明する。
FIG. 5 is a side sectional view of a capacitance type acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention. Book second
The embodiment corresponds to claims 1, 4, and 5. In FIG.
The same components as those in the conventional example (FIG. 6) are denoted by the same reference numerals and names. Hereinafter, the portion according to the second embodiment will be mainly described.

【0041】図5において、本第2実施形態では、収容
穴11と重り3との間に設けるダンパ手段として、収容
穴11と重り3との間に粘性液体であるシリコンオイル
10が充填される。
In FIG. 5, in the second embodiment, as the damper means provided between the accommodation hole 11 and the weight 3, the silicone oil 10 which is a viscous liquid is filled between the accommodation hole 11 and the weight 3. .

【0042】以上の構成と請求項との関係を説明する
と、ダンパ手段には、シリコンオイル10が対応する。
Explaining the relationship between the above configuration and the claims, the silicon oil 10 corresponds to the damper means.

【0043】本第2実施形態の静電容量型加速度センサ
の組み立ては、図2で説明したのと同様の手順で行われ
る。即ち、収容穴11にシリコンオイル10を適宜量注
入し、その後、ベース1の開口端面に、重り3を垂下支
持させたダイアフラム2、スペーサ4、配線板5の順に
載置する。そうすると、図5に示すように、重り3の周
囲にシリコンオイル10が充填された状態となる。
The assembly of the capacitance type acceleration sensor according to the second embodiment is performed in the same procedure as that described with reference to FIG. That is, an appropriate amount of silicone oil 10 is injected into the housing hole 11, and then the diaphragm 2, the weight 3 of which is suspended, the spacer 4, and the wiring board 5 are placed on the opening end face of the base 1 in this order. Then, as shown in FIG. 5, the periphery of the weight 3 is filled with the silicon oil 10.

【0044】シリコンオイル10は、低動粘度(例えば
1000St程度)であるので、第1実施形態と同様
に、ダイアフラム2の可動部の共振周波数付近での過大
な振動を吸収減衰させるダンパとして作用し、センサ出
力振幅の増大が抑制される。
Since the silicone oil 10 has a low kinematic viscosity (for example, about 1000 St), it acts as a damper for absorbing and attenuating excessive vibration near the resonance frequency of the movable part of the diaphragm 2 as in the first embodiment. Thus, an increase in the sensor output amplitude is suppressed.

【0045】したがって、図3(b)(c)に示すよう
に、同一の加速度(1G)に対し、振動周波数が共振周
波数から離れた10Hzの場合のセンサ出力振幅値V1
と、振動周波数が共振周波数側に寄った100Hzの場
合のセンサ出力振幅値V2と等しくなる。
Accordingly, as shown in FIGS. 3B and 3C, the sensor output amplitude value V1 when the vibration frequency is 10 Hz away from the resonance frequency for the same acceleration (1 G).
And the sensor output amplitude value V2 when the vibration frequency is 100 Hz which is closer to the resonance frequency side.

【0046】また、シリコン10は、低動粘度(例えば
1000St程度)であるので、共振周波数よりも遙か
に低い周波数帯にある必要な応答周波数範囲内では、重
り3の変位を阻害せず、ダイアフラム2の可動部の変位
の負荷とはならず、センサ出力振幅値が低下することは
ない。
Further, since the silicon 10 has a low kinematic viscosity (for example, about 1000 St), the displacement of the weight 3 is not hindered within a required response frequency range in a frequency band much lower than the resonance frequency. It does not load the displacement of the movable part of the diaphragm 2, and the sensor output amplitude value does not decrease.

【0047】したがって、第1実勢形態と同様に、この
シリコンオイルダンパと信号処理回路(図8)のローパ
スフィルタ82との組み合わせにより、センサの出力振
幅は、図4に示すように、必要な応答周波数範囲内で
は、ダイアフラム2の可動部の振動周波数によらず一定
とすることができ、また応答周波数範囲以上の出力をカ
ットすることができる。
Therefore, as in the first embodiment, the combination of the silicon oil damper and the low-pass filter 82 of the signal processing circuit (FIG. 8) causes the output amplitude of the sensor to have a required response as shown in FIG. Within the frequency range, the output can be kept constant irrespective of the vibration frequency of the movable part of the diaphragm 2 and the output over the response frequency range can be cut.

【0048】そして、シリコン10の動粘度や充填量な
どを変えることにより、ダンパの減水率と応答周波数範
囲を任意に変更できる。
By changing the kinematic viscosity and the filling amount of the silicon 10, the water reduction rate and the response frequency range of the damper can be arbitrarily changed.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明によれば、ダンパ手段により可撓性部材の可動部の
共振周波数付近での過度の変位が、吸収減衰させられ
る。したがって、可動部が過度の変位をすることによる
誤動作や部品同士の衝突をなくすことができ、センサの
信頼性を向上させることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, excessive displacement of the movable portion of the flexible member near the resonance frequency is absorbed and attenuated by the damper means. Therefore, it is possible to eliminate a malfunction or a collision between components caused by an excessive displacement of the movable portion, and it is possible to improve the reliability of the sensor.

【0050】請求項2に記載の発明によれば、低硬度の
硬化剤の特性とボスとの干渉により、可撓性部材の可動
部が共振周波数付近で過度の変位を行おうとするのが吸
収減衰させられる。このとき、低硬度の硬化剤とボスと
の干渉は、可撓性部材の可動部が必要な応答周波数範囲
で振動することの妨げにならないようにできる。また、
低硬度の硬化剤の特性とボスとの干渉との組み合わせに
より応答周波数範囲を所望の範囲に変更設定することが
可能になる。
According to the second aspect of the present invention, it is absorbed that the movable portion of the flexible member attempts to displace excessively near the resonance frequency due to the characteristics of the hardener having low hardness and interference with the boss. Attenuated. At this time, interference between the low-hardness hardener and the boss can be prevented from hindering the movable portion of the flexible member from vibrating in a required response frequency range. Also,
The response frequency range can be changed and set to a desired range by a combination of the characteristics of the low-hardness hardener and the interference with the boss.

【0051】請求項3に記載の発明によれば、硬化剤と
して入手容易なシリコンゲルが使用でき、安価に構成で
きる。
According to the third aspect of the present invention, an easily available silicone gel can be used as a hardening agent, and it can be constructed at a low cost.

【0052】請求項4に記載の発明によれば、収容穴と
重りとの間に充填される低動粘度の粘性液体の動粘度と
充填量により、可撓性部材の可動部が共振周波数付近で
過度の変位を行おうとするのが吸収減衰させられる。こ
のとき、収容穴と重りとの間に充填される粘性液体は、
可撓性部材の可動部が必要な応答周波数範囲で振動する
ことの妨げにならないようにできる。また、粘性液体の
動粘度と充填量との組み合わせにより応答周波数範囲を
所望の範囲に変更設定することが可能になる。
According to the fourth aspect of the present invention, the movable portion of the flexible member has a resonance frequency near the resonance frequency due to the kinematic viscosity and the filling amount of the low kinematic viscosity liquid filled between the accommodation hole and the weight. Attempts to cause excessive displacement are absorbed and attenuated. At this time, the viscous liquid filled between the accommodation hole and the weight is
The movable portion of the flexible member can be prevented from vibrating in the required response frequency range. Further, the response frequency range can be changed and set to a desired range by a combination of the kinematic viscosity of the viscous liquid and the filling amount.

【0053】請求項5に記載の発明によれば、粘性液体
として入手容易なシリコンオイルが使用でき、安価に構
成できる。
According to the fifth aspect of the present invention, easily obtainable silicone oil can be used as the viscous liquid, and it can be constructed at a low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係る静電容量型加速度
センサの側面断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view of a capacitance type acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施形態の静電容量型加速度センサの組立
手順図である。(a)はシリコンゲル注入後、載置部品
の組み立てを行う手順の説明図である。(b)は組立後
にシリコンゲルが硬化して完成する説明図である。
FIG. 2 is an assembly procedure diagram of the capacitive acceleration sensor according to the first embodiment. (A) is an explanatory view of a procedure for assembling the mounted components after injecting the silicon gel. (B) is an explanatory view in which the silicone gel is cured and completed after assembly.

【図3】実施形態の静電容量型加速度センサの周波数ー
出力特性図である。
FIG. 3 is a frequency-output characteristic diagram of the capacitance type acceleration sensor according to the embodiment;

【図4】実施形態の静電容量型加速度センサで得られる
振動周波数と出力振幅との関係説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a vibration frequency and an output amplitude obtained by the capacitance type acceleration sensor of the embodiment.

【図5】本発明の第2実施形態に係る静電容量型加速度
センサの側面断面図である。
FIG. 5 is a side sectional view of a capacitance type acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図6】従来の静電容量型加速度センサの側面断面図で
ある。
FIG. 6 is a side sectional view of a conventional capacitance type acceleration sensor.

【図7】図6中のa−a線断面図(固定電極形状図)で
ある。
FIG. 7 is a sectional view (fixed electrode shape view) taken along the line aa in FIG.

【図8】信号処理回路の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a signal processing circuit.

【図9】従来の静電容量型加速度センサで得られる振動
周波数と出力振幅との関係説明図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a vibration frequency and an output amplitude obtained by a conventional capacitance type acceleration sensor.

【図10】従来の静電容量型加速度センサの周波数ー出
力特性図である。
FIG. 10 is a frequency-output characteristic diagram of a conventional capacitive acceleration sensor.

【図11】共振による部品同士の衝突の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a collision between components due to resonance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ベース 2 ダイアフラム 3 重り 4 スペーサ 5 配線板 7 凹部 8 ボス 9 シリコンゲル 10 シリコンオイル 11 収容穴 21 可動電極 51 固定電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 2 Diaphragm 3 Weight 4 Spacer 5 Wiring board 7 Depression 8 Boss 9 Silicon gel 10 Silicon oil 11 Housing hole 21 Movable electrode 51 Fixed electrode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加速度により生ずる力に応じて変位する
重りを移動可能に収容する収容穴を有するベース部材の
前記収容穴の開口端面に、前記重りが垂下支持される可
動部分に電荷を蓄積するために対向する2電極の一方の
可動電極が形成される可撓性部材を載置し、その上に所
定の間隔を置いて、電荷を蓄積するために対向する2電
極の他方の固定電極が設けられる配線板部材を載置して
なる静電容量型加速度センサにおいて、 前記収容穴と前記重りとの間に可撓性部材の可動部の過
度の変位を吸収減衰させるダンパ手段が設けられる、 ことを特徴とする静電容量型加速度センサ。
An electric charge accumulates in a movable portion of a base member having a receiving hole for movably receiving a weight displaced in response to a force generated by an acceleration, at the opening end surface of the receiving hole, the weight being suspended and supported. For this purpose, a flexible member on which one movable electrode of the two electrodes facing each other is formed is placed, and at a predetermined interval, the other fixed electrode of the two electrodes facing each other to accumulate electric charge is placed on the flexible member. In a capacitive acceleration sensor having a wiring board member provided thereon, damper means for absorbing and attenuating excessive displacement of a movable portion of a flexible member is provided between the accommodation hole and the weight. A capacitance type acceleration sensor characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 請求項1に記載の静電容量型加速度セン
サにおいて、 前記ダンパ手段は、前記収容穴の底部の中心位置に設け
られた凹部と、前記重りの前記収容穴の底部に対向する
面に突設され先端部分が前記凹部内に延在するボスと、
前記凹部内に充填され前記ボスの先端部分と干渉する低
硬度の硬化剤と、 を備えることを特徴とする静電容量型加速度センサ。
2. The capacitance type acceleration sensor according to claim 1, wherein the damper means faces a concave portion provided at a central position of a bottom of the receiving hole and a bottom of the receiving hole of the weight. A boss protruding from the surface and having a tip portion extending into the recess;
A low-hardness hardener that fills the recess and interferes with the tip of the boss.
【請求項3】 請求項2に記載の静電容量型加速度セン
サにおいて、 前記硬化剤は、シリコンゲルである、 ことを特徴とする静電容量型加速度センサ。
3. The capacitive acceleration sensor according to claim 2, wherein the curing agent is a silicone gel.
【請求項4】 請求項1に記載の静電容量型加速度セン
サにおいて、 前記ダンパ手段は、前記収容穴と前記重りとの間に充填
される低動粘度の粘性液体である、 ことを特徴とする静電容量型加速度センサ。
4. The capacitance type acceleration sensor according to claim 1, wherein the damper means is a viscous liquid having a low kinematic viscosity filled between the accommodation hole and the weight. Capacitive acceleration sensor.
【請求項5】 請求項4に記載の静電容量型加速度セン
サにおいて、 前記粘性液体は、シリコンオイルである、 ことを特徴とする静電容量型加速度センサ。
5. The capacitive acceleration sensor according to claim 4, wherein the viscous liquid is silicon oil.
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