JP2000046860A - 加速度検出装置 - Google Patents

加速度検出装置

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JP2000046860A JP10210968A JP21096898A JP2000046860A JP 2000046860 A JP2000046860 A JP 2000046860A JP 10210968 A JP10210968 A JP 10210968A JP 21096898 A JP21096898 A JP 21096898A JP 2000046860 A JP2000046860 A JP 2000046860A
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茂 広瀬
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    • G01P2015/0805Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重錘のダイアフラムに対する取付け位置精度
を高めることができる加速度検出装置を得る。 【解決手段】 重錘3、ダイアフラム1及びベース5を
金属材料により一体に成形された単体ユニット10とし
て構成する。単体ユニット10をインサートとして絶縁
樹脂製ケース9を一体成形する。ダイアフラム1の重錘
3が設けられた面とは反対側の面上に加速度センサ7を
固定する。端子金具25が絶縁樹脂製の端子支持体21
に固定された2つの端子ユニット11,11を絶縁樹脂
製ケース9に取り付け、端子金具25,25と加速度セ
ンサ7のアース電極Z,OE0 とを接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加速度検出装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は、一般的な加速度検出装置の概略
断面図である。本図に示すように、加速度検出装置は、
ニッケル−クロム合金、真鍮等の金属板からなるダイア
フラム101と、ダイアフラム101の裏面中央に取り
付けられた金属製の重錘102と、ダイアフラム101
の外周部を支持する金属、樹脂またはガラス等からなる
筒状のベース103と、ダイアフラム101の重錘10
2が取り付けられた面とは反対側の面上に取付けられた
加速度センサ104とを有している。この加速度センサ
104は、圧電セラミックス基板104aの一方の面上
に加速度検出用電極104bを有し他方の面上に対向電
極104cを有する三軸加速度検出素子である。加速度
センサ104は、重錘102に加速度が作用したときに
変形するダイアフラム101の変形領域に接合されてい
る。この加速度検出装置では、重錘102に作用する加
速度に基づくダイアフラム101の変形に応じた加速度
信号を加速度センサ104が出力する。従来の加速度検
出装置では、接着剤からなる接合層106及び107を
用いてダイアフラム101を重錘102及びベース10
3にそれぞれ接合していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の加速度検出装置
では、線膨張係数の異なるダイアフラム101、重錘1
02及びベース103を接着剤により接合するため、各
部材がそれぞれ熱膨脹・収縮することにより、各部材を
接合する接合層106及び107が剥がれるという問題
があった。
【0004】また、加速度検出装置は、測定精度を高め
るために、重錘102のダイアフラム101に対する取
付け位置を一定にすることが求められる。例えば、一般
的な加速度検出素子では、重錘102の中心軸とダイア
フラム101の中心点とが一致するように重錘102を
ダイアフラム101に取付けることが求められている。
しかしながら、従来の加速度検出装置では、製造上の誤
差により重錘102のダイアフラム101に対する取付
け位置が僅かにずれるという問題があった。また、線膨
張係数の異なるダイアフラム101及び重錘102がそ
れぞれ熱膨脹・収縮することにより、重錘102のダイ
アフラム101に対する取付け位置がずれてしまうとい
う問題があった。そのため、測定精度が低下するという
問題があった。
【0005】また、従来の加速度検出装置では、ダイア
フラム101、重錘102及びベース103を別部材に
より形成しているため、加速度検出装置の部品点数が多
くなり、製造が繁雑になるという問題があった。
【0006】本発明の目的は、ダイアフラム、重錘及び
ベースを確実に結合できる加速度検出装置を提供するこ
とにある。
【0007】本発明の他の目的は、重錘のダイアフラム
に対する取付け位置精度を高めることができる加速度検
出装置を提供することにある。
【0008】本発明の他の目的は、部品点数が少なく、
製造が容易な加速度検出装置を提供することにある。
【0009】本発明の他の目的は、安価な加速度検出装
置を提供することにある。
【0010】本発明の他の目的は、ダイアフラム、重錘
及びベースをインサートとして所望の形状の絶縁樹脂製
ケースを一体成形できる加速度検出装置を提供すること
にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明が改良の対象とす
る加速度検出装置は、中央部に重錘が設けられたダイア
フラムと、ダイアフラムの外周部を支持するベースと、
ダイアフラムの重錘が設けれた面とは反対側の面上に固
定され、重錘に作用する加速度に基づくダイアフラムの
変形に応じた加速度信号を出力する加速度センサとを具
備している。なお、ここでいう加速度検出装置は、一軸
(X軸)方向のみの加速度を検出する一軸加速度検出装
置、二軸(X軸,Y軸)方向の加速度を検出する二軸加
速度検出装置、三軸(X軸,Y軸,Z軸)方向の加速度
を検出する三軸加速度検出装置のいずれであってもよ
い。
【0012】本発明では、重錘、ダイアフラム及びベー
スを金属材料により一体に成形された単体ユニットとし
て構成する。本発明のように、重錘、ダイアフラム及び
ベースを一体成形すれば、各部材を接着剤により接合す
る従来の加速度検出装置と異なり、ダイアフラム、重錘
及びベースを確実に結合できる。また、重錘とダイアフ
ラムとが一体成形されているため、重錘のダイアフラム
に対する取付け位置を一定にでき、加速度検出装置の測
定精度の低下を抑制することができる。また、本発明に
よれば、加速度検出装置の部品点数を少なくして、加速
度検出装置の製造が容易になる。特に本発明では、各部
材を金属材料により成形するため、樹脂等の材料により
各部を成形する場合に比べて、加速度検出装置を安価に
製造することができる。
【0013】また、本発明の加速度検出装置は、ダイア
フラム、重錘及びベースが金属材料により成形されてい
るため、これらの各部から成形された単体ユニットを樹
脂射出成形のインサートとして用いることができる。そ
のため、所望の形状の絶縁樹脂製ケースをダイアフラ
ム、重錘及びベース(単体ユニット)に一体成形でき
る。
【0014】重錘、ダイアフラム及びベースは、種々の
方法により一体成形できる。例えば、円柱状金属材料に
切削加工を施して重錘、ダイアフラム及びベースを一体
成形すれば、一体成形品を簡単に得ることができる。
【0015】通常、加速度検出装置は、加速度センサに
含まれる複数の電極に接続される複数の端子金具を有し
ている。この複数の端子金具は、種々の方法で加速度検
出装置に取り付けることができる。例えば、複数の端子
金具を2つのグループに分けて、それぞれのグループを
構成する複数の端子金具を1つの絶縁樹脂製の端子支持
体に固定して2つの端子ユニットとする。この場合に
は、絶縁樹脂製ケースの外壁部に、2つの端子ユニット
の端子支持体が嵌合されて固定される2つの支持体嵌合
溝を形成し、2つの支持体嵌合溝に2つの端子ユニット
をそれぞれ嵌合すればよい。このようにすれば、絶縁樹
脂製ケースの外壁部に端子ユニットを簡単に取り付ける
ことができる。また、2つの端子ユニットにより加速度
検出装置を回路基板等に対して安定して支持することが
できる。
【0016】また、複数の端子金具を2つのグループに
分ける場合には、2つの端子ユニットを同じ形状寸法を
有するように形成するのが好ましい。このようにすれ
ば、1種類の端子ユニットを用意すればよいため、製造
コストを下げられる。また、前述の端子ユニットを用い
る場合には、加速度センサに含まれる複数の電極を、2
つの支持体嵌合溝に嵌合された2つの端子ユニットに支
持された複数の端子金具と接続可能な位置に2つのグル
ープに分けて配置すればよい。
【0017】端子ユニットの端子支持体を係合構造を介
して絶縁樹脂製ケースに対して簡単に固定するために
は、係合構造を用いればよい。その場合、支持体嵌合溝
内への端子支持体の挿入は許容するが、支持体嵌合溝に
嵌合された端子支持体が支持体嵌合溝から抜け出るのを
阻止するように、端子支持体に設けられた少なくとも1
つの係合部と絶縁樹脂製ケースに設けられて少なくとも
1つの係合部が係合する少なくとも1つの被係合部とか
ら係合構造を構成すればよい。
【0018】具体的には、端子支持体に一対のフック状
の係合部を設け、一対のフック状の係合部の係合面が接
触する面を有する段部により絶縁樹脂製ケースの被係合
部を構成することができる。このよう構成すれば、係合
構造を簡単に構成できる。
【0019】本発明のより具体的な加速度検出装置は、
圧電セラミックス基板の一方の面上に加速度検出用の検
出用電極パターンが形成され、他方の面上に検出用電極
パターンと対向する対向電極パターンが形成された加速
度センサ素子と、一方の面上に加速度センサ素子が接着
剤層を介して接続されるダイアフラムと、ダイアフラム
の他方の面の中心部に固定される重錘と、重錘を変位可
能に収納する収納空間を有し且つダイアフラムの外周部
を支持するベースと、少なくともベースが収納される絶
縁樹脂製ケースとを具備している。そして、重錘、ダイ
アフラム及びベースを金属材料により一体に成形された
単体ユニットとして構成し、単体ユニットをインサート
として絶縁樹脂製ケースを一体成形する。
【0020】この場合、ダイアフラムの周囲に一体に設
けられて圧電セラミックス基板の外周部と接触して、ダ
イアフラムと圧電セラミックス基板との位置決めを図る
位置決め部を絶縁樹脂製ケースに一体に形成するのが好
ましい。このようにすれば、ダイアフラムに対する圧電
セラミックス基板の位置決めを容易に且つ確実に行え
る。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明の実施の形態の加
速度検出装置の概略断面図である。本図に示すように、
この加速度検出装置は、ダイアフラム1と、重錘3と、
ベース5と、ダイアフラム1の重錘3が取り付けられた
面側とは反対側の面上に取付けられた加速度センサ7と
を備えている。なお、本図では、理解を容易にするた
め、加速度センサ7の各部の厚みを誇張して描いてい
る。そして、これらの各部材は、絶縁樹脂製ケース9に
収納されており、この絶縁樹脂製ケース9には、加速度
センサ7内の出力電極OZ,OE0 …に接続される端子
金具25…を備えた2つの端子ユニット11,11が取
り付けられている。
【0022】ダイアフラム1,重錘3及びベース5は、
図1,図2(A)及び図2(B)に示すように、真鍮か
らなる金属材料により一体に成形された単体ユニット1
0として構成されている。なお、図2(A)は単体ユニ
ット10の底面図であり、図2(B)は図2(A)のB
−B線断面図である。ダイアフラム1は、円板形状を有
しており、約0.1mmの厚みを有している。重錘3
は、円柱形状を有しており、その軸線の延長部分がダイ
アフラム1の中心を通るようにダイアフラム1と一体化
されている。ベース5は円筒形状を有しており、ダイア
フラム1の外周部を支持している。また、ベース5の外
周部には、周方向に連続するV字溝5aが形成されてい
る。本実施例では、真鍮からなる円柱状金属材料を用意
し、この円柱状金属材料に対して重錘3を削り出すよう
に切削加工を施して環状部分Cの空洞部を形成し、また
外周部に切削加工を施こしてV字溝5aを形成して単体
ユニット10を一体成形した。
【0023】この例では、加速度センサ7として、図1
及び図3の平面図に示すように圧電セラミックス基板7
aの表面に三軸加速度の検出用電極パターンE1 が形成
され、裏面に検出用電極パターンE1 の主要部と対向す
る環状の対向電極パターンE0 が形成されて構成された
圧電型三軸加速度センサを用いている。圧電セラミック
ス基板7aの裏面及び対向電極パターンE0 がエポキシ
系の接着剤によりダイアフラム1の表面に接合されて、
加速度センサ7はダイアフラム1に取り付けられてい
る。圧電セラミックス基板7aは、輪郭形状が四角形を
なしており、内部に応力が加わると自発分極電荷が発生
するように電極に対応した部分に分極処理が施されてい
る。分極処理については後に詳細に説明する。
【0024】図3に示すように、圧電セラミックス基板
7aは、重錘対向領域8Aと第1の応力発生領域8Bと
第2の応力発生領域8Cとを有している。重錘対向領域
8Aは、圧電セラミックス基板1の中心部において円形
の形状を有している。この重錘対向領域8Aに対応する
部分には、重錘3が位置している。
【0025】第1の応力発生領域8Bは、重錘対向領域
8Aを囲む環状の形状を有している。第1の応力発生領
域8Bは、重錘3に対して圧電セラミックス基板7aと
平行な方向に加速度が作用すると、重錘3の重心を中心
として点対称に異なった状態(引っ張り応力が加わった
状態と、圧縮応力が加わった状態と)に変形する。ま
た、重錘3に対して圧電セラミックス基板7aと直交す
る方向に加速度が作用すると、第1の応力発生領域8B
の各部は同じ状態に変形する。
【0026】第2の応力発生領域8Cは第1の応力発生
領域8Bを囲む環状の形状を有している。重錘3に対し
て圧電セラミックス基板1と直交する方向に加速度が作
用すると、第2の応力発生領域8Cの各部は第1の応力
発生領域8Bと異なった状態に変形する。
【0027】圧電セラミックス基板7aの表面及び裏面
に形成された検出用電極パターンE1 及び対向電極パタ
ーンE0 は、いずれもスクリーン印刷により形成されて
いる。重錘3に作用する加速度に基づいてダイアフラム
1が変形すると圧電セラミックス基板7aが撓んで検出
用電極パターンE1 と対向電極パターンE0 との間に発
生する自発分極電荷が変化して、重錘3に加わった三軸
(X軸,Y軸,Z軸)方向の加速度が電流または電圧の
変化として測定される。なお、ここでいうX軸,Y軸,
Z軸は互いに直交する方向に延びる軸である。X軸は仮
想直線XLの方向に延びており、Y軸は仮想直線YLの
方向に延びており、Z軸は圧電セラミックス基板7aの
面方向と直交する方向に延びている。検出用電極パター
ンE1 はX軸方向検知電極パターン13とY軸方向検知
電極パターン15とZ軸方向検知電極パターン17とを
有している。
【0028】X軸方向検知電極パターン13は、2つの
X軸方向検知電極EX1,EX2とX軸出力電極OXと
が接続線L1,L2により直列に接続された構造を有し
ている。X軸方向検知電極EX1及びEX2は、大部分
が第1の応力発生領域8Bに対応する面上に位置するよ
うに形成されており、第1の応力発生領域8Bの内周に
沿う縁部分が重錘対向領域8A内に入り込んでいる。X
軸出力電極OXはほぼ正方形の形状を有しており、第2
の応力発生領域8Cの外側にある圧電セラミックス基板
7aの外周縁部に位置するように形成されている。
【0029】Y軸方向検知電極パターン15は、2つの
Y軸方向検知電極EY1,EY2とY軸出力電極OYと
が接続線L3〜L5により直列に接続された構造を有し
ている。Y軸方向検知電極EY1及びEY2もX軸方向
検知電極EX1及びEX2と同様な形状を有しており、
大部分が第1の応力発生領域8Bに対応する面上に位置
するように形成されており、第1の応力発生領域8Bの
内周に沿う縁部分が重錘対向領域8A内に入り込んでい
る。またY軸方向検知電極EY1及びEY2は、電極E
X1及びEX2が並ぶ仮想直線XLと直交して圧電セラ
ミックス基板7aの面と水平に延びる仮想Y軸直線YL
上に重錘対向領域8Aを間にして対称的に配置されてい
る。仮想Y軸直線YLと仮想X軸直線XLとは互いに直
交するので、X軸方向検知電極EX1,Y軸方向検知電
極EY1,X軸方向検知電極EX2及びY軸方向検知電
極EY2はそれぞれ90度の間隔を隔てて配置されるこ
とになる。Y軸出力電極OYはX軸出力電極OXと同様
にほぼ正方形の形状を有しており、第2の応力発生領域
8Cの外側にある圧電セラミックス基板7aの外周縁部
に位置するようにX軸出力電極OXと並んで形成されて
いる。
【0030】Z軸方向検知電極パターン17は、Z軸方
向検知電極EZ1,Z軸方向検知電極EZ2,Z軸方向
検知電極EZ3,Z軸方向検知電極EZ4,Z軸出力電
極OZが、これらの順に接続線L6〜L9によって直列
に接続された構造を有している。4つのZ軸方向検知電
極EZ1〜EZ4は、矩形に近い形状を有している。Z
軸方向検知電極EZ1〜EZ4もX軸方向検知電極EX
1及びEX2と同様に大部分が第1の応力発生領域8B
に対応する面上に位置するように形成されており、第1
の応力発生領域8Bの内周に沿う縁部分が重錘対向領域
8A内に入り込んでいる。またZ軸方向検知電極EZ1
〜EZ4は、X軸方向検知電極EX2とY軸方向検知電
極EY1との間,Y軸方向検知電極EY1とX軸方向検
知電極EX1との間,X軸方向検知電極EX1とY軸方
向検知電極EY2との間,Y軸方向検知電極EY2とX
軸方向検知電極EX2との間の各中央部にそれぞれ配置
されている。したがって、Z軸方向検知電極EZ1〜E
Z4は、それぞれ90度の間隔を隔てて配置されること
になる。また、このような配置により、X軸方向検知電
極EX1,EX2、Y軸方向検知電極EY1,EY2及
びZ軸方向検知電極EZ1〜EZ4は、圧電セラミック
ス基板7aの第1の応力発生領域8Bに対応する面上に
重錘対向領域8Aを囲む環状の列をなすように形成され
る。Z軸出力電極OZもX軸出力電極OXと同様にほぼ
正方形の形状を有しており、第2の応力発生領域8Cの
外側にある圧電セラミックス基板7aの外周縁部に位置
するようにX軸出力電極OX及びY軸出力電極OYと並
んで形成されている。
【0031】出力電極OX,OY,OZが並ぶ外周縁部
と対称的に位置する圧電セラミックス基板7aの外周縁
部には、3つのアース電極OE0 …が出力電極OX,O
Y,OZと平行をなすように並んで形成されている。ア
ース電極OE0 は、圧電セラミックス基板7aを貫通す
るスルーホール導電部及び接続線(図示せず)を介して
対向電極パターンE0 と接続されている。これにより、
加速度センサ7に含まれる出力電極は、OX,OY,O
ZとOE0 …の2つのグループに分けられて配置される
ことになる。なお、この例では、圧電セラミックス基板
7aの外周縁部に位置する3つの電極全てをアース電極
OE0 …としたが、3つの電極の少なくとも1つをアー
ス電極OE0 とし、残りの電極を端子を接続するためだ
けのダミー電極としても構わない。
【0032】X軸方向検知電極EX1,EX2に対応す
る圧電セラミックス基板7aの各部分には、各部分に同
種類の応力が発生したときに重錘対向領域8Aの一方の
側に位置するX軸方向検知電極EX1と他方の側に位置
するX軸方向検知電極EX2とにそれぞれ逆極性の自発
分極電荷が現れるように分極処理が施されている。
【0033】また、Y軸方向検知電極EY1,EY2に
対応する圧電セラミックス基板7aの各部分もX軸方向
検知電極EX1,EX2に対応する圧電セラミックス基
板7aの各部分と同様に、各部分に同種類の応力が発生
したときに重錘対向領域8Aの一方の側に位置するY軸
方向検知電極EY1と他方の側に位置するY軸方向検知
電極EY2とにそれぞれ逆極性の自発分極電荷が現れる
ように分極処理が施されている。
【0034】また、Z軸方向検知電極EZ1〜EZ4に
対応する圧電セラミックス基板7aの各部分は、各部分
に同種類の応力が発生したときにすべてのZ軸方向検知
電極EZ1〜EZ4に同じ極性の自発分極電荷が現れる
ように分極処理が施されている。これらの分極処理は、
検出用電極パターンE1 及び対向電極パターンE0 を形
成する前の圧電セラミックス基板7aに直流電圧を印加
することにより行った。
【0035】本実施例では、接続線L1〜L9を銀ペー
ストによりスクリーン印刷により形成した後に、X軸方
向検知電極EX1,EX2、Y軸方向検知電極EY1,
EY2、Z軸方向検知電極EZ1〜EZ4を銀ペースト
を用いてスクリーン印刷により10μmの厚みに形成し
た。
【0036】図4(A)〜(C)は、ダイアフラム1,
重錘3及びベース5が一体に成形された単体ユニット1
0をインサートとして樹脂射出成形された絶縁樹脂製ケ
ース9の平面図、側面側から見た一部破断断面図、正面
側から見た半部破断断面図である。図4(A)から分る
ように絶縁樹脂製ケース9の輪郭は、ほぼ角形を呈して
おり、ダイアフラム1が位置する側に凹部9aを有して
いる。ダイアフラム1は、この凹部9aの底面9a1 に
露出している。凹部9aの下側に形成される単体ユニッ
ト収納部9bの内部には、単体ユニット10のベース5
の外周部に形成したV字溝5aに樹脂が入り込んで突起
部9b1 が形成されている。また、ダイアフラム1と反
対側のベース5の端面5bと接触するように突起部9b
2 が形成されている。本例では、単体ユニット10をイ
ンサートとして樹脂射出成形により絶縁樹脂製ケース9
を一体成形しているため、突起部9b1 及び9b2 は、
抜け止めとして機能している。また、凹部9aの底面9
a1 には、圧電セラミックス基板7aの位置決め部を構
成する4つの位置決め用突起9c…が一体に形成されて
いる。これらの位置決め用突起9c…は、絶縁樹脂製ケ
ース9の凹部9a内に圧電セラミックス基板7aを配置
する際に、圧電セラミックス基板7aの隣接する2辺と
接触して、ダイアフラム1の中心または重錘の中心と圧
電セラミックス基板7aの中心を一致させる役割を果し
ている。本例では、圧電セラミックス基板7aの直交す
る2つの辺7a1 ,7a1 (図3参照)に位置決め用突
起9cがそれぞれ2つずつ当接するように位置決め用突
起9c…が配置されている。
【0037】図4に示されるように、絶縁樹脂ケース9
の単体ユニット10を間に挟んで対向する一対の側壁部
には、図5(A)及び(B)に示す端子ユニット11,
11の端子支持体21がそれぞれ嵌合されて固定される
支持体嵌合溝19,19が形成されている。端子ユニッ
ト11の構造を先に説明したほうが、支持体嵌合溝19
の構造を理解しやすいため、端子ユニット11の構造を
先に説明する。端子ユニット11は、3本の端子金具2
3〜27をインサートとしてインサート成形された端子
支持体21を有している。端子金具23〜27は逆L字
状に曲がっており、一方の端部23a〜27aが図5の
紙面で見て横方向に延びており、また他方の端部23b
〜27bは図5の紙面で見て下向き方向に延びている。
これらの端子金具23〜27の中央部23c〜27cは
両端部よりも幅広に形成されており、中央部には成形樹
脂が入り込む貫通孔23d〜27dが形成されている。
端子支持体21は、端子金具23〜27を中心にして端
部23a〜27aが延びる方向に位置する第1の部分2
1aと端部23a〜27aが延びる方向と逆の方向に延
びる第2の部分21bとを有している。第1の部分21
aには、その幅方向の両側に下側に向かって(端子金具
23〜27の他方の端部23b〜27bが延びる方向に
向かって)延びる一対の腕部21c,21cが一体に設
けられている。一対の腕部21c,21cと第1の部分
21aの側面との間には、一対の21c,21cが第1
の部分21aの側面に向かって変形することを許容する
隙間が形成されている。そして一対の腕部21c,21
cの先端部にフック状の係合部21d,21dが一体に
設けられている。係合部21d,21dの係合面21
e,21eは外側即ち第1の部分21aから離れる方向
に延びている。また端子支持体21の第2の部分21b
は、端子金具23〜27の一方の端部23a〜27aを
越えて上方(端子金具23〜27の他方の端部23b〜
27bが延びる方向と逆の方向)に向かって延びてい
る。そして第2の部分21bの上方の端部の両側面から
は、一対の突出部21f,21fが幅方向即ち3つの端
子金具23〜27が並ぶ方向にそれぞれ突出している。
【0038】絶縁樹脂ケース9に形成した支持体嵌合溝
19,19は、前述の端子ユニット11,11の端子支
持体21がそれぞれ嵌合可能で、しかも外部から力が加
わっても端子支持体21抜け出ない形状を有している。
具体的には、支持体嵌合溝19は、重錘3の中心が延び
る方向または絶縁樹脂ケース9の厚み方向[図4(A)
において紙面と直交する方向]と重錘3の径方向外側ま
たは絶縁樹脂ケース9の側壁部の側面と直交する方向に
向かって開口している。そして支持体嵌合溝19は、端
子ユニット11の端子支持体21の第1の部分21aが
嵌合される第1の溝部分19aと端子支持体21の第2
の部分21bが嵌合される第2の溝部分19bとを有し
ている。第1の溝部分19aの主要部分の幅寸法W1
は、端子ユニット11の端子支持体21の第1の部分2
1aに一体に設けられた一対の腕部21c,21cに力
が加わっていない状態における一対の腕部21c,21
cを含めた第1の部分21aの幅方向の寸法W3 [図5
(A)参照]よりも小さく、一対の腕部21c,21c
を互いに近付ければ一対の腕部21c,21cを含めた
第1の部分21aが嵌合可能な寸法を有している。また
第2の溝部分19bの主要部分の幅寸法W2 は、端子ユ
ニット11の端子支持体21の第2の部分21bが嵌合
可能な寸法を有している。また図4(B)に示すように
第1の溝部分19aは、凹部9aとは反対側の端部で幅
寸法が大きくなっている。その結果、第1の溝部分19
aには、端子支持体21の第1の部分21aに一体に設
けられた一対の腕部21c,21の係合部21dの係合
面21eと係合する係合面19c,19cを形成する一
対の段部が形成されている。また第2の溝部分19bも
凹部9a側の部分で、幅寸法が大きくなっており、その
結果凹部9a側に端子支持体21の第2の部分21bに
設けられた一対の突出部21f,21fが係合する係合
面19d,19dを形成する一対の段部が形成されてい
る。一対の突出部21f,21fと係合面19d,19
dとの係合により、端子ユニット11が支持体嵌合溝1
9内に必要以上に押し込まれるのが阻止される。
【0039】この例では、端子支持体21の第1の部分
21aに一体に設けられた一対の腕部21c,21cの
係合部21dと第1の溝部分19aに設けられた係合面
19c,19cを形成する段部(被係合部)とにより第
1の係合構造が構成され、また端子支持体21の第2の
部分21bに一体に設けられた一対の突出部21f,2
1f(係合部)と第2の溝部分19bに設けられた係合
面19d,19dを形成する一対の段部(被係合部)と
により第2の係合構造が構成されている。これら第1及
び第2の係合構造により、支持体嵌合溝19に嵌合され
た端子支持体21の抜け止めが図られている。
【0040】2つの支持体嵌合溝19に端子支持体21
が嵌合されて固定された端子ユニット11のうち、一方
の端子ユニットの端子金具23〜27の端部23a〜2
7aは、一方のグループの出力電極OX,OY,OZと
それぞれ半田導電性接着により接続され、他方の端子ユ
ニットの端子金具23〜27の端部23a〜27aは、
他方のグループのアース電極OEO …とそれぞれ半田導
電性接着により接続される。
【0041】上記例のように端子ユニット11を絶縁樹
脂ケース9に嵌合構造を用いて固定する構造を採用する
と、部品点数は増えるものの単体ユニット10と端子金
具23〜27をインサートとして絶縁樹脂ケースをイン
サート成形する場合と比べて、絶縁樹脂ケースの金型が
簡単になるだけでなく、絶縁樹脂ケースの製造コストを
下げることができるので、加速度検出装置の価格を下げ
ることができる。また上記例では、同じ構造の端子ユニ
ット11を用いているので、部品の種類が少なくなって
加速度検出装置の価格を下げることができる。
【0042】上記例は、加速度センサとして圧電型加速
度センサを用いたが、本発明は半導体型加速度センサや
静電容量型加速度センサ等の他のタイプの加速度センサ
を用いる場合にも当然にして適用できる。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、重錘、ダイアフラム及
びベースを一体成形するので、各部材を接着剤により接
合する従来の加速度検出装置と異なり、ダイアフラム、
重錘及びベースを確実に結合できる。また、重錘とダイ
アフラムとが一体成形されているため、重錘のダイアフ
ラムに対する取付け位置を一定にでき、加速度検出装置
の測定精度の低下を抑制することができる。また、本発
明によれば、加速度検出装置の部品点数を少なくして、
加速度検出装置の製造が容易になる。特に本発明では、
各部材を金属材料により成形するため、樹脂等の材料に
より各部を成形する場合に比べて、加速度検出装置を安
価に製造することができる。
【0044】また、本発明の加速度検出装置は、ダイア
フラム、重錘及びベースが金属材料により成形されてい
るため、これらの各部から成形された単体ユニットを樹
脂射出成形のインサートとして用いることができる。そ
のため、所望の形状の絶縁樹脂製ケースをダイアフラ
ム、重錘及びベース(単体ユニット)に一体成形でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の加速度検出装置の概略断
面図である。
【図2】(A)は本発明の実施の形態の加速度検出装置
に用いる単体ユニットの底面図であり、(B)は図2
(A)のB−B線断面図である。
【図3】本発明の実施の形態の加速度検出装置に用いる
加速度センサの平面図である。
【図4】(A)〜(C)は、単体ユニットをインサート
として樹脂射出成形された絶縁樹脂製ケースの平面図、
側面側から見た一部破断断面図、正面側から見た半部破
断断面図である。
【図5】(A)及び(B)は、本発明の実施の形態の加
速度検出装置に用いる端子ユニットの平面図及び側面図
である。
【図6】従来の加速度検出装置の一例の概略断面図であ
る。
【符号の説明】
1 ダイアフラム 3 重錘 5 ベース 7 加速度センサ 9 絶縁樹脂製ケース 10 単体ユニット 11 端子ユニット 19 支持体嵌合溝 21 端子支持体 21d フック状の係合部 21e フック状の係合部の係合面 21f 突出部(係合部) 23〜27 端子金具 OX,OY,OZ,OE0 …加速度センサに含まれる出
力電極

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中央部に重錘が設けられたダイアフラム
    と、 前記ダイアフラムの外周部を支持するベースと、 前記ダイアフラムの前記重錘が設けられた面とは反対側
    の面上に固定され、前記重錘に作用する加速度に基づく
    前記ダイアフラムの変形に応じた加速度信号を出力する
    加速度センサとを具備してなる加速度検出装置であっ
    て、 前記重錘、前記ダイアフラム及び前記ベースが金属材料
    により一体に成形された単体ユニットとして構成されて
    いることを特徴とする加速度検出装置。
  2. 【請求項2】 中央部に重錘が設けられたダイアフラム
    と、 前記ダイアフラムの外周部を支持するベースと、 前記ダイアフラムの前記重錘が設けれた面とは反対側の
    面上に固定され、前記重錘に作用する加速度に基づく前
    記ダイアフラムの変形に応じた加速度信号を出力する加
    速度センサと、 前記各部材が収納される絶縁樹脂製ケースと、 前記加速度センサに含まれる複数の電極に接続される複
    数の端子金具とを具備してなる加速度検出装置であっ
    て、 前記重錘、前記ダイアフラム及び前記ベースが金属材料
    により一体に成形された単体ユニットとして構成され、 前記絶縁樹脂製ケースが前記単体ユニットをインサート
    として一体成形されていることを特徴とする加速度検出
    装置。
  3. 【請求項3】 前記金属材料は円柱状金属材料からな
    り、前記円柱状金属材料に切削加工が施されて前記単体
    ユニットが一体に成形されていることを特徴とする請求
    項1または2に記載の加速度検出装置。
  4. 【請求項4】 前記複数の端子金具は2つのグループに
    分けられ、 2つのグループをそれぞれ構成する複数の端子金具は、
    それぞれ絶縁樹脂製の端子支持体に固定されて2つの端
    子ユニットを構成しており、 前記絶縁樹脂製ケースの外壁部には、前記2つの端子ユ
    ニットの前記端子支持体が嵌合されて固定される2つの
    支持体嵌合溝が形成され、 前記2つの支持体嵌合溝に前記2つの端子ユニットがそ
    れぞれ嵌合されていることを特徴とする請求項2に記載
    の加速度検出装置。
  5. 【請求項5】 前記2つの端子ユニットは同じ形状寸法
    を有しており、 前記加速度センサに含まれる前記複数の電極は、前記2
    つの支持体嵌合溝に嵌合された前記2つの端子ユニット
    に支持された前記複数の端子金具と接続可能な位置に2
    つのグループに分けられて配置されている請求項4に記
    載の加速度検出装置。
  6. 【請求項6】 前記端子支持体は係合構造を介して前記
    絶縁樹脂製ケースに対して固定されており、 前記係合構造は、前記支持体嵌合溝内への前記端子支持
    体の挿入は許容するが、前記支持体嵌合溝に嵌合された
    前記端子支持体が前記支持体嵌合溝から抜け出るのを阻
    止するように、前記端子支持体に設けられた少なくとも
    1つの係合部と前記絶縁樹脂製ケースに設けられて前記
    少なくとも1つの係合部が係合する少なくとも1つの被
    係合部とからなる請求項4に記載の加速度検出装置。
  7. 【請求項7】 前記端子支持体には一対のフック状の係
    合部が設けられ、前記絶縁樹脂製ケースの被係合部は、
    前記一対のフック状の係合部の係合面が接触する面を有
    する段部からなる請求項6に記載の加速度検出装置。
  8. 【請求項8】 圧電セラミックス基板の一方の面上に加
    速度検出用の検出用電極パターンが形成され、他方の面
    上に前記検出用電極パターンと対向する対向電極パター
    ンが形成された加速度センサ素子と、 一方の面上に前記加速度センサ素子が接着剤層を介して
    接続されるダイアフラムと、 前記ダイアフラムの他方の面の中心部に固定される重錘
    と、 前記重錘を変位可能に収納する収納空間を有し且つ前記
    ダイアフラムの外周部を支持するベースと、 少なくとも前記ベースが収納される絶縁樹脂製ケースと
    を具備する加速度検出装置であって、 前記重錘、前記ダイアフラム及び前記ベースが金属材料
    により一体に成形された単体ユニットとして構成され、 絶縁樹脂製ケースが前記単体ユニットをインサートとし
    て一体成形されていることを特徴とする加速度検出装
    置。
  9. 【請求項9】 絶縁樹脂製ケースには前記ダイアフラム
    の周囲に一体に設けられて前記圧電セラミックス基板の
    外周部と接触して、前記ダイアフラムと前記圧電セラミ
    ックス基板との位置決めを図る位置決め部が一体に形成
    されている請求項8に記載の加速度検出用装置。
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