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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung zum Erfassen von Schwingungen und dergleichen eines Objekts.
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Hintergrundtechnik
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Verschiedene Beschleunigungserfassungsvorrichtungen mit einem Beschleunigungserfassungselement sind herkömmlicherweise bekannt. Das folgende Patentdokument 1 beispielsweise offenbart eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung, die die Beschleunigung eines Fahrzeugs erfasst. Bei der im Patentdokument 1 beschriebenen Beschleunigungserfassungsvorrichtung sind ein Beschleunigungserfassungselement und Schaltungskomponenten an einer Oberfläche einer Platte befestigt. Die andere Oberfläche der Platte ist an einem Erfassungsobjekt fixiert.
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Die in Patentdokument 2 unten beschriebene Beschleunigungserfassungsvorrichtung andererseits ist mit einem ersten stoßdämpfenden Abschnitt mit einer Außenwand, die in Kontakt mit einem Objekt steht, versehen. Ein zweiter stoßdämpfender Abschnitt, der weicher ist als der erste stoßdämpfende Abschnitt, ist innerhalb der Außenwand des ersten stoßdämpfenden Abschnitts vorgesehen. Ein Beschleunigungserfassungselement wird innerhalb des zweiten stoßdämpfenden Abschnitts gehalten. Zusätzlich ist ein dünnwandiges Fixierbauteil vorgesehen, das den ersten stoßdämpfenden Abschnitt an dem Messobjekt fixiert.
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Referenzl iste
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2011-75442
- Patentdokument 2: japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2013-195103
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei der im Patentdokument 1 beschriebenen Beschleunigungserfassungsvorrichtung ist die Platte an einem Gehäuse fixiert, das an dem Fahrzeug fixiert werden soll. Deshalb können Schaltungskomponenten und dergleichen nicht an der Oberfläche der Platte befestigt sein, die dem Gehäuse zugewandt ist. Entsprechend kann die Größe nicht ohne Weiteres reduziert werden.
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Bei der im Patentdokument 2 beschriebenen Beschleunigungserfassungsvorrichtung sind das Beschleunigungserfassungselement und Schaltungskomponenten an einer Oberfläche und der anderen Oberfläche der Platte befestigt. Da jedoch die Resonanzfrequenz während einer Übertragung einer Beschleunigung von dem Messobjekt bei der im Patentdokument 2 beschriebenen Beschleunigungserfassungsvorrichtung niedrig ist, besteht dahingehend ein Problem, dass eine Hochfrequenzbeschleunigung nicht ohne Weiteres erfasst werden kann.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung bereitzustellen, die verkleinert sein kann und die eine Hochfrequenzbeschleunigung erfassen kann.
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Lösung für das Problem
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Eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Platte mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, die von der ersten Oberfläche abgewandt ist; ein Beschleunigungserfassungselement, das an der ersten Oberfläche der Platte befestigt ist; eine erste Schaltungskomponente, die an der zweiten Oberfläche der Platte befestigt ist; ein Abdichtbauteil mit einem ersten Abdichtabschnitt, der das Beschleunigungserfassungselement bedeckt, der auf der ersten Oberfläche der Platte vorgesehen ist, und einem zweiten Abdichtabschnitt, der die erste Schaltungskomponente bedeckt, der auf der zweiten Oberfläche der Platte vorgesehen ist, wobei der zweite Abdichtabschnitt eine innere Oberfläche, die der Platte zugewandt ist, und eine äußere Oberfläche aufweist, die auf einer Seite gegenüber von der inneren Oberfläche vorgesehen ist, wobei das Abdichtbauteil aus einem Harz hergestellt ist; und ein Bauteil mit hoher Steifigkeit, das sich in einer Richtung erstreckt, in der die äußere Oberfläche und die zweite Oberfläche der Platte miteinander verbunden sind, innerhalb des zweiten Abdichtabschnitts, wobei das Bauteil mit hoher Steifigkeit eine relativ höhere Steifigkeit aufweist als das Abdichtbauteil.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Beschleunigungserfassungsvorrichtung bereitzustellen, die verkleinert sein kann und die eine Hochfrequenzbeschleunigung erfassen kann.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei Betrachtung bei Betrachtung von einer zweiten Oberfläche einer Platte schematisch darstellt.
- 3 ist eine Schnittvorderansicht, die die Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 4 ist eine Schnittvorderansicht, die eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 5 ist eine Schnittvorderansicht, die eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Beschleunigungserfassungselements darstellt.
- 7 ist eine perspektivische Ansicht zum Beschreiben der inneren Struktur des Beispiels des Beschleunigungserfassungselements.
- 8 ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel des Beschleunigungserfassungselements darstellt.
- 9 ist eine perspektivische Ansicht zum Beschreiben der inneren Struktur des anderen Beispiels des Beschleunigungserfassungselements.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden durch Beschreiben spezifischer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert werden.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele exemplarisch sind und dass eine Teilersetzung oder Kombination von Strukturen unter unterschiedlichen Ausführungsbeispielen möglich ist.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei Betrachtung von einer zweiten Oberfläche einer Platte schematisch darstellt. 3 ist eine Schnittvorderansicht, die die Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist eine Platte 2 auf. Die planare Form der Platte 2 ist nicht besonders eingeschränkt, ist bei dem Ausführungsbeispiel aber eine rechteckige plattenartige Form. Die Platte 2 weist eine erste Oberfläche 2a und eine zweite Oberfläche 2b auf, die voneinander abgewandt sind. Die Platte 2 besteht aus einem isolierenden Material, wie zum Beispiel Glasepoxid oder Aluminiumoxid. Zusätzlich dazu ist, obwohl dies in 1 nicht dargestellt ist, Verdrahtung zur elektrischen Verbindung und dergleichen auf der ersten Oberfläche 2a und der zweiten Oberfläche 2b der Platte 2 vorgesehen.
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Die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst ein Beschleunigungserfassungselement 3, erste Schaltungskomponenten 4 und 5, zweite Schaltungskomponenten 6 und 7 und eine Mehrzahl von Bauteilen 8 mit hoher Steifigkeit. Das Beschleunigungserfassungselement 3 ist an der ersten Oberfläche 2a der Platte 2 befestigt. Das Beschleunigungserfassungselement 3 erfasst die Beschleunigung, die auf die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 ausgeübt wird. Das Beschleunigungserfassungselement 3 gibt ein elektrisches Signal aus, das dem Betrag der ausgeübten Beschleunigung entspricht.
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Die ersten Schaltungskomponenten 4 und 5 sind an der zweiten Oberfläche 2b der Platte 2 befestigt. Die zweiten Schaltungskomponenten 6 und 7 sind an der ersten Oberfläche 2a der Platte 2 befestigt. Die ersten Schaltungskomponenten 4 und 5 und die zweiten Schaltungskomponenten 6 und 7 sind elektrisch miteinander verbunden und bilden eine elektronische Schaltung aus, die das Beschleunigungserfassungselement 3 treibt und ein Signal aus dem Beschleunigungserfassungselement 3 ausgibt.
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Das erste Merkmal der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 besteht darin, dass die ersten Schaltungskomponenten 4 und 5 an der zweiten Oberfläche 2b der Platte 2 befestigt sind und die zweiten Schaltungskomponenten 6 und 7 an der ersten Oberfläche 2a der Platte 2 befestigt sind. Zusätzlich ist das Beschleunigungserfassungselement 3 an der ersten Oberfläche 2a der Platte 2 befestigt. Entsprechend kann die Größe der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 reduziert werden.
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Die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 weist ein Abdichtbauteil 10 auf, das aus einem Harz hergestellt ist. Das Abdichtbauteil 10 umfasst einen ersten Abdichtabschnitt 11, der auf der ersten Oberfläche 2a der Platte 2 vorgesehen ist, und einen zweiten Abdichtabschnitt 12, der auf der zweiten Oberfläche 2b der Platte 2 vorgesehen ist. Der erste Abdichtabschnitt 11 bedeckt das Beschleunigungserfassungselement 3 und die zweiten Schaltungskomponenten 6 und 7 an der ersten Oberfläche 2a der Platte 2. Der zweite Abdichtabschnitt 12 bedeckt die ersten Schaltungskomponenten 4 und 5 an der zweiten Oberfläche 2b der Platte 2. Das Abdichtbauteil 10 dichtet das Beschleunigungserfassungselement 3, die ersten Schaltungskomponenten 4 und 5 und die zweiten Schaltungskomponenten 6 und 7 innerhalb der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 ab.
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Der erste Abdichtabschnitt 11 und der zweite Abdichtabschnitt 12 sind vorzugsweise aus einem einzelnen Harz hergestellt. Dies erleichtert die Herstellung. Der erste Abdichtabschnitt 11 und der zweite Abdichtabschnitt 12 können jedoch aus unterschiedlichen Harzen hergestellt sein. Zusätzlich können der erste Abdichtabschnitt 11 und der zweite Abdichtabschnitt 12 über die Seitenoberflächen der Platte 2 verbunden und miteinander integriert sein. Dies bedeutet, dass die Platte 2 in dem Abdichtbauteil 10 eingebettet sein kann.
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Das zweite Merkmal der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 besteht darin, dass eine Mehrzahl von Bauteilen 8 mit hoher Steifigkeit auf der zweiten Oberfläche 2b der Platte 2 vorgesehen ist. Jedes der Bauteile 8 mit hoher Steifigkeit ist aus einem Material mit einer Steifigkeit hergestellt, die relativ höher ist als diejenige des Abdichtbauteils 10. Ein derartiges Material ist nicht besonders eingeschränkt und Metall, Keramik oder dergleichen kann vorteilhafterweise verwendet werden.
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Das Bauteil 8 mit hoher Steifigkeit ist bei dem Ausführungsbeispiel aus einem zylindrischen Metallstift gebildet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Form des Bauteils 8 mit hoher Steifigkeit nicht auf eine zylindrische Form eingeschränkt ist und eine Prismaform sein kann. Dies bedeutet, dass ein Säulenkörper mit einer beliebigen Form mit einer Längsrichtung vorteilhafterweise als das Bauteil 8 mit hoher Steifigkeit verwendet wird.
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Wie in 3 dargestellt ist, ist die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 über den zweiten Abdichtabschnitt 12 an einem Erfassungsobjekt 13 fixiert. Hier wird angenommen, dass die Oberfläche an der Seite, die der inneren Oberfläche des zweiten Abdichtabschnitts 12 gegenüberliegt, die der Platte 2 zugewandt ist, die äußere Oberfläche 12a ist. Die äußere Oberfläche 12a ist die Befestigungsoberfläche, die an dem Erfassungsobjekt 13 angebracht ist. Die Bauteile 8 mit hoher Steifigkeit erstrecken sich in der Richtung, in der die zweite Oberfläche 2b der Platte 2 und die äußere Oberfläche 12a miteinander verbunden sind. Die Richtung, in der die zweite Oberfläche 2b der Platte 2 und die äußere Oberfläche 12a miteinander verbunden sind, ist die Längsrichtung der Bauteile 8 mit hoher Steifigkeit.
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Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Bauteile 8 mit hoher Steifigkeit an der zweiten Oberfläche 2b der Platte 2 fixiert und mit derselben elektrisch verbunden, indem diese über ein leitfähiges Bindungsmaterial 9a an die zweite Oberfläche 2b der Platte 2 gebunden sind. Das elektrisch leitfähige Bindungsmaterial 9a ist elektrisch mit der Verdrahtung, dem Beschleunigungserfassungselement 3, den ersten Schaltungskomponenten 4 und 5 und den zweiten Schaltungskomponenten 6 und 7 verbunden, die auf der Platte 2 vorgesehen sind.
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Ein geeignetes elektrisch leitfähiges Bindungsmaterial, wie zum Beispiel Lötmittel oder ein leitfähiges Haftmittel, kann als das elektrisch leitfähige Bindungsmaterial 9a verwendet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass das elektrisch leitfähige Bindungsmaterial 9a Basiselektroden sein kann, die die Bauteile 8 mit hoher Steifigkeit ausbilden.
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Die Bauteile 8 mit hoher Steifigkeit liegen außerhalb der äußeren Oberfläche 12a frei. Es gibt unter Umständen keine Stufen zwischen der äußeren Oberfläche 12a und den Endabschnitten der Bauteile 8 mit hoher Steifigkeit. In diesem Fall führen die Bauteile 8 mit hoher Steifigkeit zu der äußeren Oberfläche 12a. Zusätzlich können, da die Endabschnitte der Bauteile 8 mit hoher Steifigkeit leicht von der äußeren Oberfläche 12a zurückgesetzt sind, wie in der Zeichnung dargestellt ist, Stufen zwischen der äußeren Oberfläche 12a und den Endabschnitten der Bauteile 8 mit hoher Steifigkeit vorhanden sein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel ist die äußere Oberfläche 12a über ein Bindungsmaterial 9b an eine Befestigungsoberfläche 13a des Erfassungsobjekts 13 gebunden. Dies fixiert die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 an dem Erfassungsobjekt 13.
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Das Bindungsmaterial 9b kann ein leitfähiges Bindungsmaterial oder ein elektrisch nicht leitfähiges Bindungsmaterial sein.
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Die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 ist mit der Mehrzahl von Bauelementen 8 mit hoher Steifigkeit versehen, wie oben beschrieben wurde. Die Steifigkeit der Bauelemente 8 mit hoher Steifigkeit ist höher als diejenige des Abdichtbauteils 10. Entsprechend ist die Frequenz der strukturellen Resonanz der gesamten Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 höher. Deshalb kann eine höherfrequente Beschleunigung verglichen mit dem Fall erfasst werden, in dem die Bauteile 8 mit hoher Steifigkeit nicht vorhanden sind.
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Es wird darauf hingewiesen, dass das Erfassungsobjekt 13 nicht besonders eingeschränkt ist. Beispielsweise kann die Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Erfassungsobjekten eingebaut sein, wie zum Beispiel einer Werkzeugmaschine und einem Fahrzeug. Es wird darauf hingewiesen, dass die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 über eine Relaisplatte, die aus einem isolierenden Material, wie zum Beispiel Glasepoxid oder Aluminiumoxid, hergestellt ist, an dem Erfassungsobjekt 13 fixiert sein kann.
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Wie oben beschrieben wurde, ermöglicht es das erste Merkmal, dass die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 verkleinert sein kann, und ermöglicht es das zweite Merkmal, dass eine Hochfrequenzbeschleunigung erfasst werden kann.
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Es wird darauf hingewiesen, dass, obwohl die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 die Mehrzahl von Bauteilen 8 mit hoher Steifigkeit aufweist, zumindest ein Bauteil mit hoher Steifigkeit vorgesehen sein soll. Die Mehrzahl von Bauteilen 8 mit hoher Steifigkeit ist vorzugsweise in einer Region vorgesehen, in der das Beschleunigungserfassungselement 3 die Platte 2 bei Betrachtung in der Richtung überlappt, in der die äußere Oberfläche 12a und die zweite Oberfläche 2b der Platte 2 miteinander verbunden sind. Eine derartige Struktur kann eine höherfrequente Beschleunigung erfassen.
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Zusätzlich kann ein isolierendes Bindungsmaterial anstelle des elektrisch leitfähigen Bindungsmaterials 9a verwendet werden.
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Außerdem ist das Bauteil 8 mit hoher Steifigkeit nicht auf ein Bauteil eingeschränkt, das aus einem leitfähigen Material hergestellt ist, wie zum Beispiel einem Metallstift, und kann ein Bauteil sein, das aus einem isolierenden Material hergestellt ist, wie zum Beispiel einer Keramik.
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Vorzugsweise jedoch ist, wie bei dem oben beschrieben Ausführungsbeispiel, das Bauteil 8 mit hoher Steifigkeit elektrisch leitfähig und ist das Bauteil 8 mit hoher Steifigkeit elektrisch mit der Verdrahtung, die an der Platte 2 vorgesehen ist, dem Beschleunigungserfassungselement 3, den ersten Schaltungskomponenten 4 und 5 und den zweiten Schaltungskomponenten 6 und 7 verbunden.
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4 ist eine Schnittvorderansicht, die eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung 21 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die gleiche wie die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme der Form der Bauteile mit hoher Steifigkeit. Entsprechend sind die gleichen Komponenten wie bei der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und wird eine Beschreibung derselben weggelassen.
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Bei der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 21 ist eine Mehrzahl von Bauteilen 22 mit hoher Steifigkeit auf der zweiten Oberfläche 2b der Platte 2 vorgesehen. Die Bauteile 22 mit hoher Steifigkeit erstrecken sich in der Richtung, in der die zweite Oberfläche 2b der Platte 2 und die äußere Oberfläche 12a miteinander verbunden sind. Die Richtung, in der die zweite Oberfläche 2b der Platte 2 und die äußere Oberfläche 12a miteinander verbunden sind, ist die Längsrichtung des Bauteils 22 mit hoher Steifigkeit. Das Bauteil 22 mit hoher Steifigkeit weist einen Kleinflächenabschnitt 22a mit einer relativ kleinen Querschnittsfläche in der Richtung orthogonal zu der Längsrichtung und einen Großflächenabschnitt 22b mit einer relativ großen Querschnittsfläche in der Richtung orthogonal zu der Längsrichtung auf. Der Kleinflächenabschnitt 22a ist über das elektrisch leitfähige Bindungsmaterial 9a an die zweite Oberfläche 2b der Platte 2 gebunden. Der Großflächenabschnitt 22b ist über das Bindungsmaterial 9b an die Befestigungsoberfläche 13a des Erfassungsobjekts 13 gebunden. Die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 21 ist über den Großflächenabschnitt 22b an dem Erfassungsobjekt 13 mit einer größeren Fläche fixiert. Entsprechend kann bei der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 21 die Fläche des Verbindungsabschnitts zwischen dem Bauteil 22 mit hoher Steifigkeit und der Befestigungsoberfläche 13a vergrößert werden, ohne die Fläche der äußeren Oberfläche 12a der Platte 2 zu vergrößern. Deshalb kann die Frequenz der strukturellen Resonanz der gesamten Beschleunigungserfassungsvorrichtung 21 höher sein, ohne dass die Fläche der Platte 2 vergrößert ist.
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5 ist eine Schnittvorderansicht, die eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung 31 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die gleiche wie die Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, mit der Ausnahme, dass eine Metallschicht 32 vorgesehen ist.
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Entsprechend sind die gleichen Komponenten wie bei der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und wird eine Beschreibung derselben weggelassen.
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Bei der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 31 ist die Metallschicht 32 an der äußeren Oberfläche 12a vorgesehen. Ein Metallfilm 13b ist an der Befestigungsoberfläche 13a des Erfassungsobjekts 13 vorgesehen. Die Metallschicht 32 ist über ein Bindungsmaterial, das nicht dargestellt ist, an einen Metallfilm 13b gebunden. Deshalb kann bei der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 31 die Fläche des Bindungsabschnitts zwischen der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 31 und der Befestigungsoberfläche 13a vergrößert werden, ohne die Fläche der äußeren Oberfläche 12a der Platte 2 zu vergrößern. Entsprechend kann wie bei der Beschleunigungserfassungsvorrichtung 21 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Frequenz der strukturellen Resonanz der gesamten Beschleunigungserfassungsvorrichtung 31 merklich höher sein, ohne dass die Fläche der Platte 2 vergrößert wird.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Metallschicht 32 elektrisch mit dem Beschleunigungserfassungselement 3, den ersten Schaltungskomponenten 4 und 5 und den zweiten Schaltungskomponenten 6 und 7 verbunden sein kann. Dies bedeutet, dass die Metallschicht 32 mit der Funktion als Elektrode vorgesehen sein kann. Zusätzlich kann, wenn beispielsweise die Metallschicht 32 eine elektrisch schwebende Elektrode ist, die Metallschicht 32 als elektromagnetisches Schild für die ersten Schaltungskomponenten 4 und 5 und dergleichen fungieren.
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Statt der Metallschicht 32 kann jedoch eine Bindungsschicht, die aus einem anderen elektrisch leitfähigen Material oder einem isolierenden Material hergestellt ist, vorgesehen sein. In diesem Fall kann der Metallfilm 13b an der Befestigungsoberfläche 13a des Erfassungsobjekts 13 auch aus einem anderen elektrisch leitfähigen Material oder einem anderen Material als einem leitfähigen Material hergestellt sein. Selbst in einem derartigen Fall kann die Frequenz der strukturellen Resonanz der gesamten Beschleunigungserfassungsvorrichtung 31 durch Vergrößern der Fläche des Bindungsabschnitts erhöht werden.
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Das Beschleunigungserfassungselement 3 umfasst ein geeignetes Beschleunigungserfassungselement, das ein elektrisches Signal ausgibt, das dem Betrag einer ausgeübten Beschleunigung entspricht. Entsprechend ist die Struktur des Beschleunigungserfassungselements 3 nicht besonders eingeschränkt, solange diese Funktion erreicht wird, ein Beispiel wird jedoch Bezug nehmend auf die 6 und 7 beschrieben.
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6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel des Beschleunigungserfassungselements darstellt. 7 ist eine perspektivische Ansicht zum Beschreiben der inneren Struktur des Beispiels des Beschleunigungserfassungselements.
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Das Beschleunigungserfassungselement 3 umfasst eine Elementplatte 21, eine Abdeckung 42 und ein piezoelektrisches Element 43 zum Erfassen einer Beschleunigung. Das piezoelektrische Element 43 ist an der Elementplatte 41 befestigt. Das piezoelektrische Element 43 weist einen piezoelektrischen Elementstreifen 43a auf. Elektroden 43b und 43c sind an beiden Seiten des piezoelektrischen Elements 43a vorgesehen. Das piezoelektrische Element 43 ist in einer einseitig eingespannten Weise an der Elementplatte 41 angebracht. Wenn eine Beschleunigung auf das piezoelektrische Element 43 ausgeübt wird, schwingt das piezoelektrische Element 43 und wird ein elektrisches Signal ansprechend auf den piezoelektrischen Effekt ausgegeben.
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Die Abdeckung 42 ist an der Elementplatte 41 fixiert und das piezoelektrische Element 43 ist abgedichtet.
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Ein weiteres Beispiel des Beschleunigungserfassungselements wird Bezug nehmend auf die 8 und 9 beschrieben. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die das weitere Beispiel des Beschleunigungserfassungselements darstellt. 9 ist eine perspektivische Ansicht zum Beschreiben der inneren Struktur des weiteren Beispiels des Beschleunigungserfassungselements.
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Das Beschleunigungserfassungselement umfasst ein piezoelektrisches Element 54, ein erstes Klemmbauteil 55, ein zweiten Klemmbauteil 56, eine erste äußere Platte 57 und eine zweite äußere Platte 58. Das piezoelektrische Element 54 ist ein rechteckiges Parallelepiped und umfasst eine erste piezoelektrische Schicht, eine zweite piezoelektrische Schicht und Erfassungselektroden, die nicht gezeigt sind. Die erste piezoelektrische Schicht und die zweite piezoelektrische Schicht sind aus einer PZT-Keramik hergestellt. Die Erfassungselektroden sind an der äußeren Oberfläche der ersten piezoelektrischen Schicht und der äußeren Oberfläche der zweiten piezoelektrischen Schicht vorgesehen.
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Das erste Klemmbauteil 55 und das zweite Klemmbauteil 56 sind an das piezoelektrische Element 54 gebunden. Das piezoelektrische Element 54 ist einseitig aufgehängt und wird durch das erste Klemmbauteil 55 und das zweite Klemmbauteil 56 getragen. Das erste Klemmbauteil 55 und das zweite Klemmbauteil 56 weisen Rillen auf, die zu dem piezoelektrischen Element 54 hin offen sind. Die Rillen bilden einen Raum, der die Verschiebung des piezoelektrische Elements 54 ansprechend auf eine Beschleunigung nicht stört.
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Die erste äußere Platte 57 und die zweite äußere Platte 58 sind aus einem isolierenden Material hergestellt. Die erste äußere Platte 57 ist ein planares Bauteil. Die zweite äußere Platte 58 weist einen Ausnehmungsabschnitt auf. Sowohl die erste äußere Platte 57 als auch die zweite äußere Platte 58 könnte jedoch Ausnehmungsabschnitte aufweisen. Die Ausnehmungsabschnitte bilden einen Raum, der die Verschiebung des piezoelektrischen Elements 54 ansprechend auf eine Beschleunigung nicht stört. Das piezoelektrische Element 54, das erste Klemmbauteil 55 und das zweite Klemmbauteil 56 sind zwischen der ersten äußeren Platte 57 und der zweiten äußeren Platte 58 angeordnet.
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Zusätzlich kann das Beschleunigungserfassungselement ein Beschleunigungserfassungselement sein, das ein elektrisches Kapazitätselement anstelle eines piezoelektrischen Elements aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beschleunigungserfassungsvorrichtung
- 2
- Platte
- 2a
- erste Oberfläche
- 2b
- zweite Oberfläche
- 3
- Beschleunigungserfassungselement
- 4, 5
- erste Schaltungskomponente
- 6, 7
- zweite Schaltungskomponente
- 8
- Bauteil mit hoher Steifigkeit
- 9a
- elektrisch leitfähiges Bindungsmaterial
- 9b
- Bindungsmaterial
- 10
- Abdichtbauteil
- 11
- erster Abdichtabschnitt
- 12
- zweiter Abdichtabschnitt
- 12a
- äußere Oberfläche
- 13
- Erfassungsobjekt
- 13a
- Befestigungsoberfläche
- 13b
- Metallfilm
- 21
- Beschleunigungserfassungsvorrichtung
- 22
- Bauteil mit hoher Steifigkeit
- 22a
- Kleinflächenabschnitt
- 22b
- Großflächenabschnitt
- 31
- Beschleunigungserfassungsvorrichtung
- 32
- Metallschicht
- 41
- Elementplatte
- 42
- Abdeckung
- 43
- piezoelektrisches Element
- 43a
- piezoelektrisches Element
- 43b, 43c
- Elektrode
- 54
- piezoelektrisches Element
- 55
- erstes Klemmbauteil
- 56
- zweites Klemmbauteil
- 57
- erste äußere Platte
- 58
- zweite äußere Platte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 201175442 [0003]
- JP 2013195103 [0003]
