JP2000155126A - 加速度センサ - Google Patents
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring 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
- G01P2015/0805—Measuring 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
- G01P2015/0808—Measuring 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 for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate
- G01P2015/0811—Measuring 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 for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0817—Measuring 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 for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass for pivoting movement of the mass, e.g. in-plane pendulum
Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両の衝突による加速度のように、激しく増
減する加速度の最大値を記録する。 【解決手段】 慣性力による曲り易さが異なる複数の片
持ち梁部５を設け、各片持ち梁部５の自由端２０の移動
側にそれぞれ接触部１９を設け、片持ち梁部５が所定の
加速度で撓むと、片持ち梁部５の自由端２０が接触部１
９に接触し、その接触状態が磁力、静電引力またはファ
ンデルワールス力で維持される構成にした加速度セン
サ。
減する加速度の最大値を記録する。 【解決手段】 慣性力による曲り易さが異なる複数の片
持ち梁部５を設け、各片持ち梁部５の自由端２０の移動
側にそれぞれ接触部１９を設け、片持ち梁部５が所定の
加速度で撓むと、片持ち梁部５の自由端２０が接触部１
９に接触し、その接触状態が磁力、静電引力またはファ
ンデルワールス力で維持される構成にした加速度セン
サ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加速度の最大値を
記録する機能を有する加速度センサに関する。
記録する機能を有する加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】［従来例１（特開平１０−６８７４２号
公報）］この加速度センサは、加速度の大きさを段階的
に検出する。同公報の図１３と図１４に示されているよ
うに、複数の加速度スイッチは、常開接点が閉鎖する加
速度が段階的に異なり、これらを直列に接続している。
各加速度スイッチには、それぞれ、抵抗器を並列に接続
している。複数の直列接続した加速度スイッチは、一端
を出力端子に接続すると共に抵抗器を介して接地し、他
端を電源に接続している。
公報）］この加速度センサは、加速度の大きさを段階的
に検出する。同公報の図１３と図１４に示されているよ
うに、複数の加速度スイッチは、常開接点が閉鎖する加
速度が段階的に異なり、これらを直列に接続している。
各加速度スイッチには、それぞれ、抵抗器を並列に接続
している。複数の直列接続した加速度スイッチは、一端
を出力端子に接続すると共に抵抗器を介して接地し、他
端を電源に接続している。
【０００３】加速度スイッチは、台座部に片持ち梁部を
設け、片持ち梁部の自由端に質量部を設け、質量部に近
接した位置に固定接点部を設けている。質量部に慣性力
が作用して片持ち梁部が撓むと、質量部が固定接点部に
接触する。質量部は、可動接点部でもある。可動接点部
と固定接点部で常開接点を構成している。
設け、片持ち梁部の自由端に質量部を設け、質量部に近
接した位置に固定接点部を設けている。質量部に慣性力
が作用して片持ち梁部が撓むと、質量部が固定接点部に
接触する。質量部は、可動接点部でもある。可動接点部
と固定接点部で常開接点を構成している。
【０００４】加速度スイッチが閉鎖する加速度（の最小
値）の調整は、片持ち梁部の曲げ剛性または質量部の質
量を増減して、慣性力による片持ち梁部の曲り易さを増
減する。
値）の調整は、片持ち梁部の曲げ剛性または質量部の質
量を増減して、慣性力による片持ち梁部の曲り易さを増
減する。
【０００５】加速度センサは、これに発生する加速度が
徐々に増加すると、加速度スイッチが片持ち梁部の曲り
易いものから順に閉鎖し、同公報の図１５に示されてい
るように、出力端子の電圧が段階的に増加する。
徐々に増加すると、加速度スイッチが片持ち梁部の曲り
易いものから順に閉鎖し、同公報の図１５に示されてい
るように、出力端子の電圧が段階的に増加する。
【０００６】［従来例２（IEEE発行の「TRANSDUCERS’9
7」の第1189頁以降の論文）］この加速度計は、加速度の
最大値を記録する機能を有する。同論文の図１と図３に
示されているように、台座部には、片持ち梁部を設け、
片持ち梁部の中央部に質量部を設け、片持ち梁部の自由
端に近接した位置に複数の突起を片持ち梁部の自由端の
移動方向に間隔を置いて設けている。
7」の第1189頁以降の論文）］この加速度計は、加速度の
最大値を記録する機能を有する。同論文の図１と図３に
示されているように、台座部には、片持ち梁部を設け、
片持ち梁部の中央部に質量部を設け、片持ち梁部の自由
端に近接した位置に複数の突起を片持ち梁部の自由端の
移動方向に間隔を置いて設けている。
【０００７】質量部に慣性力が作用して片持ち梁部が撓
むと、片持ち梁部の自由端が一つまたは複数の突起を乗
り越える。片持ち梁部の自由端が乗り越えた突起の数な
いし最後に乗り越えた突起から加速度の最大値が分か
る。質量部に慣性力が作用しなくなると、片持ち梁部の
自由端は、最後に乗り越えた突起に支持され、その支持
状態に維持される。加速度の最大値が記録される。片持
ち梁部の自由端が最後に乗り越えて支持されている突起
は、光学的または電気的に検出する。
むと、片持ち梁部の自由端が一つまたは複数の突起を乗
り越える。片持ち梁部の自由端が乗り越えた突起の数な
いし最後に乗り越えた突起から加速度の最大値が分か
る。質量部に慣性力が作用しなくなると、片持ち梁部の
自由端は、最後に乗り越えた突起に支持され、その支持
状態に維持される。加速度の最大値が記録される。片持
ち梁部の自由端が最後に乗り越えて支持されている突起
は、光学的または電気的に検出する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来例１の加速度セン
サにおいては、車両の衝突によって発生する加速度のよ
うに、激しく増減する加速度が質量部に発生すると、片
持ち梁部が振動し、質量部が固定接点部に繰り返し衝突
し、片持ち梁部や接点部が破損するおそれがある。従っ
て、車両の衝突による加速度を検出するのには、使用し
難い。
サにおいては、車両の衝突によって発生する加速度のよ
うに、激しく増減する加速度が質量部に発生すると、片
持ち梁部が振動し、質量部が固定接点部に繰り返し衝突
し、片持ち梁部や接点部が破損するおそれがある。従っ
て、車両の衝突による加速度を検出するのには、使用し
難い。
【０００９】また、加速度の最大値を記録する機能がな
い。加速度の最大値を記録するには、出力端子の電圧の
最大値を記憶する装置を要する。
い。加速度の最大値を記録するには、出力端子の電圧の
最大値を記憶する装置を要する。
【００１０】従来例２の加速度計においては、片持ち梁
部の自由端が突起を乗り越えるには、片持ち梁部の撓み
量従って質量部の加速度が大きくなければならないの
で、記録可能な加速度の下限値が大きく、６０Ｇ位であ
る。衝突によって車両に発生する加速度の最大値は、ほ
とんどの場合、５０Ｇ以下である。従って、車両の衝突
による加速度の最大値を記録するのには、使用すること
ができない。
部の自由端が突起を乗り越えるには、片持ち梁部の撓み
量従って質量部の加速度が大きくなければならないの
で、記録可能な加速度の下限値が大きく、６０Ｇ位であ
る。衝突によって車両に発生する加速度の最大値は、ほ
とんどの場合、５０Ｇ以下である。従って、車両の衝突
による加速度の最大値を記録するのには、使用すること
ができない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】１）本発明は、慣性力に
よる曲り易さが異なる複数の片持ち梁部を設け、各片持
ち梁部の自由端の移動側にそれぞれ接触部を設け、片持
ち梁部が所定の加速度で撓むと、片持ち梁部の自由端が
接触部に接触し、その接触状態が磁力、静電引力とファ
ンデルワールス力（van der Waals’force）の少なくと
も一つで維持される構成にしたことを特徴とする加速度
センサである。
よる曲り易さが異なる複数の片持ち梁部を設け、各片持
ち梁部の自由端の移動側にそれぞれ接触部を設け、片持
ち梁部が所定の加速度で撓むと、片持ち梁部の自由端が
接触部に接触し、その接触状態が磁力、静電引力とファ
ンデルワールス力（van der Waals’force）の少なくと
も一つで維持される構成にしたことを特徴とする加速度
センサである。
【００１２】片持ち梁部の自由端と接触部の接触状態を
維持するのに磁力を利用する場合は、片持ち梁部の自由
端または接触部に磁石を固定する。静電引力を利用する
場合は、片持ち梁部の自由端と接触部の間に電圧を印加
する構成にする。ファンデルワールス力（分子間引力）
を利用する場合は、片持ち梁部の自由端と接触部をそれ
らの接触面を清浄にして真空密封する。
維持するのに磁力を利用する場合は、片持ち梁部の自由
端または接触部に磁石を固定する。静電引力を利用する
場合は、片持ち梁部の自由端と接触部の間に電圧を印加
する構成にする。ファンデルワールス力（分子間引力）
を利用する場合は、片持ち梁部の自由端と接触部をそれ
らの接触面を清浄にして真空密封する。
【００１３】２）本発明は、上記の加速度センサにおい
て、更に、片持ち梁部を設け、片持ち梁部の自由端の移
動側に接触部を設け、片持ち梁部が所定の加速度で撓む
と、片持ち梁部の自由端が接触部に接触し、車両の乗員
保護具を作動する信号を発生する構成にしたことを特徴
とする加速度センサである。
て、更に、片持ち梁部を設け、片持ち梁部の自由端の移
動側に接触部を設け、片持ち梁部が所定の加速度で撓む
と、片持ち梁部の自由端が接触部に接触し、車両の乗員
保護具を作動する信号を発生する構成にしたことを特徴
とする加速度センサである。
【００１４】
【発明の効果】１）本発明の加速度センサにおいては、
慣性力による曲り易さが異なる複数の片持ち梁部は、そ
れぞれ、所定の加速度で撓み、自由端が接触部に接触す
ると、その接触状態が磁力、静電引力とファンデルワー
ルス力の少なくとも一つで維持される。
慣性力による曲り易さが異なる複数の片持ち梁部は、そ
れぞれ、所定の加速度で撓み、自由端が接触部に接触す
ると、その接触状態が磁力、静電引力とファンデルワー
ルス力の少なくとも一つで維持される。
【００１５】従来例１とは異なり、片持ち梁部は、自由
端が接触部に接触した状態に維持される。片持ち梁部
は、加速度の増減による振動や衝突が発生せず、破損し
難い。従って、車両の衝突による加速度のように、激し
く増減する加速度を検出するのに、使用することができ
る。また、接触部に接触した状態に維持された片持ち梁
部から加速度の最大値が分かる。加速度の最大値が記録
される。
端が接触部に接触した状態に維持される。片持ち梁部
は、加速度の増減による振動や衝突が発生せず、破損し
難い。従って、車両の衝突による加速度のように、激し
く増減する加速度を検出するのに、使用することができ
る。また、接触部に接触した状態に維持された片持ち梁
部から加速度の最大値が分かる。加速度の最大値が記録
される。
【００１６】従来例２とは異なり、片持ち梁部は、自由
端が突起を乗り越える必要がなく、小さな加速度で自由
端が接触部に接触する構成にすることができる。記録可
能な加速度の下限値が小さい。従って、車両の衝突によ
る加速度を検出するのに、使用することができる。
端が突起を乗り越える必要がなく、小さな加速度で自由
端が接触部に接触する構成にすることができる。記録可
能な加速度の下限値が小さい。従って、車両の衝突によ
る加速度を検出するのに、使用することができる。
【００１７】２）本発明の加速度センサにおいては、更
に、所定の加速度で車両の乗員保護具を作動することが
できる。
に、所定の加速度で車両の乗員保護具を作動することが
できる。
【００１８】衝突によって車両に発生する加速度は、一
般に、乗員保護具の作動後、更に増加し、最大値に達す
る。その最大値を記録することができる。車両の衝突時
の最大加速度を衝突後に知ることができる。衝突原因究
明の一助になる。
般に、乗員保護具の作動後、更に増加し、最大値に達す
る。その最大値を記録することができる。車両の衝突時
の最大加速度を衝突後に知ることができる。衝突原因究
明の一助になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】［第１例（図１〜図７参照）］本
例の加速度センサは、半導体微細加工技術を利用して製
作する約１ｍｍ角の板状チップである。このチップは、
第１シリコン基板に第２シリコン基板を積層し、第１シ
リコン基板を基台１にし、第２シリコン基板に、図１に
示すように、構成部品の台座部３、片持ち梁部４，５と
接触板部７，１８を形成している。
例の加速度センサは、半導体微細加工技術を利用して製
作する約１ｍｍ角の板状チップである。このチップは、
第１シリコン基板に第２シリコン基板を積層し、第１シ
リコン基板を基台１にし、第２シリコン基板に、図１に
示すように、構成部品の台座部３、片持ち梁部４，５と
接触板部７，１８を形成している。
【００２０】基台１の一端側には、図１と図２に示すよ
うに、絶縁膜２を介して台座部３を固定し、台座部３の
階段状の側面に多数の片持ち梁部４，５を基台１の他端
側に突出して並列している。
うに、絶縁膜２を介して台座部３を固定し、台座部３の
階段状の側面に多数の片持ち梁部４，５を基台１の他端
側に突出して並列している。
【００２１】各片持ち梁部４，５は、断面の寸法が同一
であるが、図１に示すように、長さがそれぞれ異なり、
長いものから順に左から右に配列している。片持ち梁部
４，５は、長いもの程、質量が多くて梁長が長いので、
慣性力によって曲り易い。
であるが、図１に示すように、長さがそれぞれ異なり、
長いものから順に左から右に配列している。片持ち梁部
４，５は、長いもの程、質量が多くて梁長が長いので、
慣性力によって曲り易い。
【００２２】左側の少数，図示例では３本の片持ち梁部
４は、車両の乗員保護具を作動する信号を発生する保護
具作動用である。右側の多数，図示例では６本の片持ち
梁部５は、加速度の大きさを検出する加速度検出用であ
る。
４は、車両の乗員保護具を作動する信号を発生する保護
具作動用である。右側の多数，図示例では６本の片持ち
梁部５は、加速度の大きさを検出する加速度検出用であ
る。
【００２３】基台１の他端側には、図１と図２に示すよ
うに、絶縁膜６を介して保護具作動用の複数の接触板部
７を固定し、各接触板部７を保護具作動用の各片持ち梁
部４の自由端８の左右位置に配置している。
うに、絶縁膜６を介して保護具作動用の複数の接触板部
７を固定し、各接触板部７を保護具作動用の各片持ち梁
部４の自由端８の左右位置に配置している。
【００２４】保護具作動用の片持ち梁部４の自由端８
は、図１に示すように、右側の接触板部７のほぼ中央部
の接触部９に近接して対面している。片持ち梁部４は、
左側から右側への慣性力を受けて右側に曲り、自由端８
が右側の接触板部７の接触部９に接触する。片持ち梁部
４は、長いもの程、小さな加速度で、自由端８が右側の
接触部９に接触する。
は、図１に示すように、右側の接触板部７のほぼ中央部
の接触部９に近接して対面している。片持ち梁部４は、
左側から右側への慣性力を受けて右側に曲り、自由端８
が右側の接触板部７の接触部９に接触する。片持ち梁部
４は、長いもの程、小さな加速度で、自由端８が右側の
接触部９に接触する。
【００２５】片持ち梁部４の自由端８と接触板部７の接
触部９は、それぞれ、図３に示すように、表面と側面に
薄膜磁石１０，１１を第２シリコン基板の能動層に接触
して固定している。片持ち梁部４の自由端８は、その右
側の接触板部７の接触部９に接触すると、薄膜磁石１
０，１１によって接触部９に付着し、その接触状態が磁
力で維持される。また、片持ち梁部４とその右側の接触
板部７は、自由端８が接触部９に接触すると、電気的に
導通する。
触部９は、それぞれ、図３に示すように、表面と側面に
薄膜磁石１０，１１を第２シリコン基板の能動層に接触
して固定している。片持ち梁部４の自由端８は、その右
側の接触板部７の接触部９に接触すると、薄膜磁石１
０，１１によって接触部９に付着し、その接触状態が磁
力で維持される。また、片持ち梁部４とその右側の接触
板部７は、自由端８が接触部９に接触すると、電気的に
導通する。
【００２６】片持ち梁部４の自由端８の固定端側部分
は、図１に示すように、左側の接触板部７の先端部の静
電引力印加部１２に近接して対面している。片持ち梁部
４の自由端８の固定端側部分と接触板部７の静電引力印
加部１２は、図４に示すように、それぞれ、表面と側面
に絶縁膜１３，１４を形成している。
は、図１に示すように、左側の接触板部７の先端部の静
電引力印加部１２に近接して対面している。片持ち梁部
４の自由端８の固定端側部分と接触板部７の静電引力印
加部１２は、図４に示すように、それぞれ、表面と側面
に絶縁膜１３，１４を形成している。
【００２７】動作試験によって片持ち梁部４の自由端８
を右側の接触板部７の接触部９に磁力で付着した後、そ
の片持ち梁部４とその左側の接触板部７の間に電圧を印
加すると、静電引力によって片持ち梁部４の自由端８が
接触板部７の接触部９から剥離される。
を右側の接触板部７の接触部９に磁力で付着した後、そ
の片持ち梁部４とその左側の接触板部７の間に電圧を印
加すると、静電引力によって片持ち梁部４の自由端８が
接触板部７の接触部９から剥離される。
【００２８】台座部３と保護具作動用の各接触板部７に
は、図１に示すように、それぞれ、電極１５，１６を第
２シリコン基板の能動層に接触して固定している。台座
部３の電極１５は、各片持ち梁部４の自由端８の固定端
側部分と自由端８の薄膜磁石１０に電気的に導通してい
る。各接触板部７の電極１６は、それぞれ、その接触部
９の薄膜磁石１１と静電引力印加部１２に電気的に導通
している。
は、図１に示すように、それぞれ、電極１５，１６を第
２シリコン基板の能動層に接触して固定している。台座
部３の電極１５は、各片持ち梁部４の自由端８の固定端
側部分と自由端８の薄膜磁石１０に電気的に導通してい
る。各接触板部７の電極１６は、それぞれ、その接触部
９の薄膜磁石１１と静電引力印加部１２に電気的に導通
している。
【００２９】基台１の他端側には、図１と図５に示すよ
うに、絶縁膜１７を介して加速度検出用の接触板部１８
を固定し、接触板部１８に多数の接触部１９を台座部３
側に突出して並列している。
うに、絶縁膜１７を介して加速度検出用の接触板部１８
を固定し、接触板部１８に多数の接触部１９を台座部３
側に突出して並列している。
【００３０】加速度検出用の片持ち梁部５の自由端２０
は、図１に示すように、右側の接触部１９に近接して対
面している。片持ち梁部５は、左側から右側への慣性力
を受けて右側に曲り、自由端２０が右側の接触部１９に
接触する。片持ち梁部５は、長いもの程、小さな加速度
で、自由端２０が右側の接触部１９に接触する。
は、図１に示すように、右側の接触部１９に近接して対
面している。片持ち梁部５は、左側から右側への慣性力
を受けて右側に曲り、自由端２０が右側の接触部１９に
接触する。片持ち梁部５は、長いもの程、小さな加速度
で、自由端２０が右側の接触部１９に接触する。
【００３１】片持ち梁部５の自由端２０と接触板部１８
の接触部１９は、図６に示すように、それぞれ、表面と
側面に薄膜磁石２１，２２を第２シリコン基板の能動層
に接触して固定している。片持ち梁部５の自由端２０
は、その右側の接触部１９に接触すると、薄膜磁石２
１，２２によって接触部１９に付着し、その接触状態が
磁力で維持される。また、片持ち梁部５と接触板部１８
は、自由端２０がその右側の接触部１９に接触すると、
電気的に導通する。
の接触部１９は、図６に示すように、それぞれ、表面と
側面に薄膜磁石２１，２２を第２シリコン基板の能動層
に接触して固定している。片持ち梁部５の自由端２０
は、その右側の接触部１９に接触すると、薄膜磁石２
１，２２によって接触部１９に付着し、その接触状態が
磁力で維持される。また、片持ち梁部５と接触板部１８
は、自由端２０がその右側の接触部１９に接触すると、
電気的に導通する。
【００３２】接触板部１８には、電極２３を第２シリコ
ン基板の能動層に接触して固定している。電極２３は、
接触板部１８の各接触部１９の薄膜磁石２２に電気的に
導通している。台座部３の電極１５は、各片持ち梁部５
の自由端２０の薄膜磁石２１に電気的に導通している。
ン基板の能動層に接触して固定している。電極２３は、
接触板部１８の各接触部１９の薄膜磁石２２に電気的に
導通している。台座部３の電極１５は、各片持ち梁部５
の自由端２０の薄膜磁石２１に電気的に導通している。
【００３３】台座部３の電極１５と接触板部１８の電極
２３の間は、図７に示す電気回路と等価になる。
２３の間は、図７に示す電気回路と等価になる。
【００３４】上記のチップは、図示しないが、各電極１
５，１６，２３にそれぞれ電線を接続し、パッケージに
真空密封する。
５，１６，２３にそれぞれ電線を接続し、パッケージに
真空密封する。
【００３５】本例の加速度センサは、使用する前に、左
側から右側への慣性力を加えて保護具作動用の片持ち梁
部４の動作試験を行なう。各片持ち梁部４の自由端８が
その右側の接触板部７の接触部９に接触する、即ち、車
両の乗員保護具を作動する電気信号を発生する加速度
（の最小値）を測定する。そして、所定の加速度で電気
信号を発生する片持ち梁部４と接触板部７を選択し、そ
の片持ち梁部４と接触板部７を保護具作動用に使用する
こととする。
側から右側への慣性力を加えて保護具作動用の片持ち梁
部４の動作試験を行なう。各片持ち梁部４の自由端８が
その右側の接触板部７の接触部９に接触する、即ち、車
両の乗員保護具を作動する電気信号を発生する加速度
（の最小値）を測定する。そして、所定の加速度で電気
信号を発生する片持ち梁部４と接触板部７を選択し、そ
の片持ち梁部４と接触板部７を保護具作動用に使用する
こととする。
【００３６】これは、片持ち梁部４の寸法や、片持ち梁
部４の自由端８とその右側の接触板部７の接触部９との
間の距離などの製作誤差によって、電気信号を発生する
加速度が変化し、車両の乗員保護具が作動する加速度が
所定の値からずれるのを防止するためである。
部４の自由端８とその右側の接触板部７の接触部９との
間の距離などの製作誤差によって、電気信号を発生する
加速度が変化し、車両の乗員保護具が作動する加速度が
所定の値からずれるのを防止するためである。
【００３７】動作試験によって自由端８が右側の接触部
９に磁力で付着した片持ち梁部４とその左側の接触板部
７の間に電圧を印加し、静電引力によって片持ち梁部４
の自由端８を接触部９から剥離する。
９に磁力で付着した片持ち梁部４とその左側の接触板部
７の間に電圧を印加し、静電引力によって片持ち梁部４
の自由端８を接触部９から剥離する。
【００３８】その後、本例の加速度センサは、その左右
方向を自動車のような車両の前後方向に沿わせ、その右
側を車両の前側に向けて車両に固定する。
方向を自動車のような車両の前後方向に沿わせ、その右
側を車両の前側に向けて車両に固定する。
【００３９】車両の前面が衝突して車両と加速度センサ
に加速度が発生し、その加速度の前後方向の値が所定の
値に達すると、動作試験によって選択した片持ち梁部４
と接触板部７が接触して電気信号を発生し、車両のエア
バッグやプリテンショナ付きシートベルトなどの乗員保
護具が作動する。
に加速度が発生し、その加速度の前後方向の値が所定の
値に達すると、動作試験によって選択した片持ち梁部４
と接触板部７が接触して電気信号を発生し、車両のエア
バッグやプリテンショナ付きシートベルトなどの乗員保
護具が作動する。
【００４０】車両衝突によって車両に発生する加速度
は、一般に、乗員保護具の作動後、更に増加する。する
と、加速度検出用の片持ち梁部５は、曲り易いものから
順次、自由端２０が右側の接触部１９に接触し、その接
触状態が薄膜磁石２１，２２の磁力で維持される。
は、一般に、乗員保護具の作動後、更に増加する。する
と、加速度検出用の片持ち梁部５は、曲り易いものから
順次、自由端２０が右側の接触部１９に接触し、その接
触状態が薄膜磁石２１，２２の磁力で維持される。
【００４１】車両の衛突後、台座部３の電極１５と接触
板部１８の電極２３との間の抵抗値を測定し、接触部１
９に接触している加速度検出用の片持ち梁部５を検出す
る。車両の衝突時の最大加速度が分かる。
板部１８の電極２３との間の抵抗値を測定し、接触部１
９に接触している加速度検出用の片持ち梁部５を検出す
る。車両の衝突時の最大加速度が分かる。
【００４２】［第２例（図８参照）］本例の加速度セン
サは、前例のそれが一側向きの加速度のみを検出するの
に対し、一側向きの加速度とその反対側向きの加速度を
検出するものである。
サは、前例のそれが一側向きの加速度のみを検出するの
に対し、一側向きの加速度とその反対側向きの加速度を
検出するものである。
【００４３】この加速度センサは、前例のそれと同様
に、半導体微細加工技術を利用してシリコン基板から製
作する約１ｍｍ角の板状チップである。
に、半導体微細加工技術を利用してシリコン基板から製
作する約１ｍｍ角の板状チップである。
【００４４】基台３１の一端側には、図８に示すよう
に、台座部３２を絶縁膜を介して固定し、台座部３２の
Ｖ型階段状の側面に多数の片持ち梁部３３，３４を基台
３１の他端側に突出して並列している。
に、台座部３２を絶縁膜を介して固定し、台座部３２の
Ｖ型階段状の側面に多数の片持ち梁部３３，３４を基台
３１の他端側に突出して並列している。
【００４５】各片持ち梁部３３，３４は、断面の寸法が
同一であるが、図８に示すように、長さが異なり、最長
のものを中央に配置し、中央から左側に、また、中央か
ら右側に、それぞれ、長いものから順に配列している。
同一であるが、図８に示すように、長さが異なり、最長
のものを中央に配置し、中央から左側に、また、中央か
ら右側に、それぞれ、長いものから順に配列している。
【００４６】中央の最長の片持ち梁部３３は、車両の乗
員保護具を作動する信号を発生する保護具作動用であ
る。左側の多数の片持ち梁部３４と右側の多数の片持ち
梁部３４は、加速度の大きさを検出する加速度検出用で
ある。
員保護具を作動する信号を発生する保護具作動用であ
る。左側の多数の片持ち梁部３４と右側の多数の片持ち
梁部３４は、加速度の大きさを検出する加速度検出用で
ある。
【００４７】基台１の他端側の左側と右側には、それぞ
れ、図８に示すように、保護具作動用の接触板部３５を
絶縁膜を介して固定している。左側の接触板部３５は、
右端に接触部３６を台座部３２側に突出し、接触部３６
を保護具作動用の片持ち梁部３３の自由端３７の左側に
配置している。右側の接触板部３５は、左端に接触部３
６を台座部３２側に突出し、接触部３６を保護具作動用
の片持ち梁部３３の自由端３７の右側に配置している。
れ、図８に示すように、保護具作動用の接触板部３５を
絶縁膜を介して固定している。左側の接触板部３５は、
右端に接触部３６を台座部３２側に突出し、接触部３６
を保護具作動用の片持ち梁部３３の自由端３７の左側に
配置している。右側の接触板部３５は、左端に接触部３
６を台座部３２側に突出し、接触部３６を保護具作動用
の片持ち梁部３３の自由端３７の右側に配置している。
【００４８】保護具作動用の片持ち梁部３３の自由端３
７は、図８に示すように、左側の接触板部３５の接触部
３６と右側の接触板部３５の接触部３６に、それぞれ、
近接して対面している。片持ち梁部３３は、左側から右
側への慣性力を受けて右側に曲り、自由端３７が右側の
接触板部３５の接触部３６に接触する。また、右側から
左側への慣性力を受けて左側に曲り、自由端３７が左側
の接触板部３５の接触部３６に接触する。
７は、図８に示すように、左側の接触板部３５の接触部
３６と右側の接触板部３５の接触部３６に、それぞれ、
近接して対面している。片持ち梁部３３は、左側から右
側への慣性力を受けて右側に曲り、自由端３７が右側の
接触板部３５の接触部３６に接触する。また、右側から
左側への慣性力を受けて左側に曲り、自由端３７が左側
の接触板部３５の接触部３６に接触する。
【００４９】基台１の左右の保護具作動用接触板部３
５，３５の台座部３２側には、それぞれ、図８に示すよ
うに、加速度検出用の接触板郡３８を絶縁膜を介して固
定している。左側と右側の接触板部３８は、それぞれ、
多数の接触部３９を台座部３２側に突出して並列してい
る。左側の接触板部３８は、各接触部３９を、それぞ
れ、左側の片持ち梁部３４の自由端４０の左側に配置し
ている。右側の接触板部３８は、各接触部３９を、それ
ぞれ、右側の片持ち梁部３４の自由端４０の右側に配置
している。
５，３５の台座部３２側には、それぞれ、図８に示すよ
うに、加速度検出用の接触板郡３８を絶縁膜を介して固
定している。左側と右側の接触板部３８は、それぞれ、
多数の接触部３９を台座部３２側に突出して並列してい
る。左側の接触板部３８は、各接触部３９を、それぞ
れ、左側の片持ち梁部３４の自由端４０の左側に配置し
ている。右側の接触板部３８は、各接触部３９を、それ
ぞれ、右側の片持ち梁部３４の自由端４０の右側に配置
している。
【００５０】左側の片持ち梁部３５の自由端４０は、図
８に示すように、左側の接触部３９に近接して対面して
いる。左側の片持ち梁部３５は、右側から左側への慣性
力を受けて左側に曲り、自由端４０が左側の接触部３９
に接触する。
８に示すように、左側の接触部３９に近接して対面して
いる。左側の片持ち梁部３５は、右側から左側への慣性
力を受けて左側に曲り、自由端４０が左側の接触部３９
に接触する。
【００５１】右側の片持ち梁部３４の自由端４０は、右
側の接触部３９に近接して対面している。右側の片持ち
梁部３４は、左側から右側への慣性力を受けて右側に曲
り、自由端４０が右側の接触部３９に接触する。
側の接触部３９に近接して対面している。右側の片持ち
梁部３４は、左側から右側への慣性力を受けて右側に曲
り、自由端４０が右側の接触部３９に接触する。
【００５２】台座部３２と左右の保護具作動用の接触板
部３５には、それぞれ、図８に示すように、電極４１，
４２を固定している。
部３５には、それぞれ、図８に示すように、電極４１，
４２を固定している。
【００５３】台座部３２の片持ち梁部３３，３４側部分
と各片持ち梁郡３３，３４には、図８に示すように、そ
れぞれ、表面と左右の側面に薄膜磁石４３を固定してい
る。その薄膜磁石４３と台座部３２の電極４１は、電気
的に導通している。
と各片持ち梁郡３３，３４には、図８に示すように、そ
れぞれ、表面と左右の側面に薄膜磁石４３を固定してい
る。その薄膜磁石４３と台座部３２の電極４１は、電気
的に導通している。
【００５４】左右の加速度検出用の接触板部３８と、左
右の保護具作動用の接触板部３５の片持ち梁部３３，３
４側部分には、それぞれ、表面と左右の側面に薄膜磁石
４４を固定している。左右の保護具作動用の接触板部３
５においては、それぞれ、薄膜磁石４４と電極４２を電
気的に導通している。
右の保護具作動用の接触板部３５の片持ち梁部３３，３
４側部分には、それぞれ、表面と左右の側面に薄膜磁石
４４を固定している。左右の保護具作動用の接触板部３
５においては、それぞれ、薄膜磁石４４と電極４２を電
気的に導通している。
【００５５】保護具作動用の片持ち梁部３３の自由端３
７がその右側の接触部３６に接触すると、その接触状態
が薄膜磁石４３，４４の磁力で維持される。また、台座
部３２の電極４１と右側の接触板部３５の電極４２が電
気的に導通する。
７がその右側の接触部３６に接触すると、その接触状態
が薄膜磁石４３，４４の磁力で維持される。また、台座
部３２の電極４１と右側の接触板部３５の電極４２が電
気的に導通する。
【００５６】また、保護具作動用の片持ち梁部３３の自
由端３７が、逆に、その左側の接触部３６に接触する
と、その接触状態が薄膜磁石４３，４４の磁力で維持さ
れる。また、台座部３２の電極４１と左側の接触板部３
５の電極４２が電気的に導通する。
由端３７が、逆に、その左側の接触部３６に接触する
と、その接触状態が薄膜磁石４３，４４の磁力で維持さ
れる。また、台座部３２の電極４１と左側の接触板部３
５の電極４２が電気的に導通する。
【００５７】加速度検出用の左側の片持ち梁部３４の自
由端４０がその左側の接触部３９に接触すると、その接
触状態が薄膜磁石４３，４４の磁力で維持される。加速
度検出用の右側の片持ち梁部３４の自由端４０がその右
側の接触部３９に接触すると、その接触状態が薄膜磁石
４３，４４の磁力で維持される。
由端４０がその左側の接触部３９に接触すると、その接
触状態が薄膜磁石４３，４４の磁力で維持される。加速
度検出用の右側の片持ち梁部３４の自由端４０がその右
側の接触部３９に接触すると、その接触状態が薄膜磁石
４３，４４の磁力で維持される。
【００５８】上記のチップは、図示しないが、各電極４
１，４２にそれぞれ電線を接続し、透明なパッケージに
真空密封する。
１，４２にそれぞれ電線を接続し、透明なパッケージに
真空密封する。
【００５９】本例の加速度センサは、その左右方向を車
両の左右方向に沿わせて車両に固定する。
両の左右方向に沿わせて車両に固定する。
【００６０】車両の左側または右側の側面に他の車両が
衝突して車両と加速度センサに加速度が発生し、その加
速度の左右方向の値が所定の値に達すると、片持ち梁部
３３が左側または右側の接触板部３５に接触して、左側
または右側のサイドエアバッグ用の電気信号を発生し、
車両の左側または右側のサイドエアバッグなどの乗員保
護具が作動する。
衝突して車両と加速度センサに加速度が発生し、その加
速度の左右方向の値が所定の値に達すると、片持ち梁部
３３が左側または右側の接触板部３５に接触して、左側
または右側のサイドエアバッグ用の電気信号を発生し、
車両の左側または右側のサイドエアバッグなどの乗員保
護具が作動する。
【００６１】車両と加速度センサに発生する加速度が更
に増加すると、左側または右側の加速度検出用の片持ち
梁部３４は、曲り易いものから順次、自由端４０が左側
または右側の接触部３９に接触し、その接触状態が薄膜
磁石４３，４４の磁力で維持される。
に増加すると、左側または右側の加速度検出用の片持ち
梁部３４は、曲り易いものから順次、自由端４０が左側
または右側の接触部３９に接触し、その接触状態が薄膜
磁石４３，４４の磁力で維持される。
【００６２】車両の衝突後、左側または右側の接触部３
９に接触している左側または右側の加速度検出用の片持
ち梁部３４を、拡大装置を用いて人間の目で見て知るこ
とにより、車両の衝突時の加速度の最大値とその向きが
分かる。
９に接触している左側または右側の加速度検出用の片持
ち梁部３４を、拡大装置を用いて人間の目で見て知るこ
とにより、車両の衝突時の加速度の最大値とその向きが
分かる。
【図１】本発明の実施形態の第１例における加速度セン
サの正面図。
サの正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線端面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線端面拡大図。
【図４】図１のＣ−Ｃ線端面拡大図。
【図５】図１のＤ−Ｄ線端面図。
【図６】図１のＥ−Ｅ線端面拡大図。
【図７】同加速度センサの台座部の電極と加速度検出用
接触板部の電極との間の等価電気回路図。
接触板部の電極との間の等価電気回路図。
【図８】本発明の実施形態の第２例における加速度セン
サの正面図。
サの正面図。
４，３３ 保護具作動用の片持ち梁部 ５，３４ 加速度検出用の片持ち梁部 ９，３６ 保護具作動用の接触部 １９，３９ 加速度検出用の接触部 ２１，２２，４３，４４ 薄膜磁石
フロントページの続き (72)発明者 三木 一生 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 坂田 二郎 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 慣性力による曲り易さが異なる複数の片
持ち梁部を設け、各片持ち梁部の自由端の移動側にそれ
ぞれ接触部を設け、片持ち梁部が所定の加速度で撓む
と、片持ち梁部の自由端が接触部に接触し、その接触状
態が磁力、静電引力とファンデルワールス力の少なくと
も一つで維持される構成にしたことを特徴とする加速度
センサ。 - 【請求項２】 更に、片持ち梁部を設け、片持ち梁部の
自由端の移動側に接触部を設け、片持ち梁部が所定の加
速度で撓むと、片持ち梁部の自由端が接触部に接触し、
車両の乗員保護具を作動する信号を発生する構成にした
ことを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32924898A JP2000155126A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32924898A JP2000155126A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000155126A true JP2000155126A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=18219324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32924898A Pending JP2000155126A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000155126A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002099441A1 (en) * | 2001-06-04 | 2002-12-12 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Micromachined shock sensor |
| EP1416284A1 (en) * | 2001-08-09 | 2004-05-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Drop shock measurement system and acceleration sensor element used in the same |
| JP2012002560A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Denso Corp | 力学量センサ |
| JP2012145582A (ja) * | 2005-10-13 | 2012-08-02 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 加速度および電圧測定装置、並びに加速度および電圧測定を製造する方法 |
-
1998
- 1998-11-19 JP JP32924898A patent/JP2000155126A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002099441A1 (en) * | 2001-06-04 | 2002-12-12 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Micromachined shock sensor |
| US6619123B2 (en) | 2001-06-04 | 2003-09-16 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Micromachined shock sensor |
| EP1416284A1 (en) * | 2001-08-09 | 2004-05-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Drop shock measurement system and acceleration sensor element used in the same |
| EP1416284A4 (en) * | 2001-08-09 | 2009-06-10 | Panasonic Corp | FALL MEASURING SYSTEM AND ACCELERATOR SENSOR ELEMENT USED IN IT |
| JP2012145582A (ja) * | 2005-10-13 | 2012-08-02 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 加速度および電圧測定装置、並びに加速度および電圧測定を製造する方法 |
| JP2012002560A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Denso Corp | 力学量センサ |
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