JP2001133473A - 加速度センサおよびその製造方法 - Google Patents
加速度センサおよびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バラツキ幅の狭い所望の感度・共振周波数等
の特性を有する低価格で高性能な加速度センサを提供す
ること。 【解決手段】 金属振動板１２に固定した圧電素子１１
に生じる圧電により加速度を検出する加速度センサ１０
において、圧電素子１１の一方の電極１１ａをケース基
部１３等に電気的に接続してアースとすると共に、圧電
素子１１の他方の電極１１ａはプリント基板２１上に取
り付けたトリミング抵抗２４を介してコネクタ１６に打
ち込んだ絶縁ピン１５に接続することにより、圧電素子
１１に直列に電気抵抗２４を接続した回路構成とする。
の特性を有する低価格で高性能な加速度センサを提供す
ること。 【解決手段】 金属振動板１２に固定した圧電素子１１
に生じる圧電により加速度を検出する加速度センサ１０
において、圧電素子１１の一方の電極１１ａをケース基
部１３等に電気的に接続してアースとすると共に、圧電
素子１１の他方の電極１１ａはプリント基板２１上に取
り付けたトリミング抵抗２４を介してコネクタ１６に打
ち込んだ絶縁ピン１５に接続することにより、圧電素子
１１に直列に電気抵抗２４を接続した回路構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動を電気信号に
変換して加速度を検出する加速度センサに関し、例え
ば、ノッキング制御・エアバッグ制御等を行うために車
載用に用いられ、バラツキの少ない所望の特性を有する
低価格かつ高性能なものに関する。
変換して加速度を検出する加速度センサに関し、例え
ば、ノッキング制御・エアバッグ制御等を行うために車
載用に用いられ、バラツキの少ない所望の特性を有する
低価格かつ高性能なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、実用化されている加速度セン
サとしては、加えられた加速度を電磁型、圧電型、半導
体型等の種々の方式により検出するものが知られてお
り、そのうちの圧電型にあっては、圧電素子に加えられ
る応力で生じる電圧によって加速度を検出する。
サとしては、加えられた加速度を電磁型、圧電型、半導
体型等の種々の方式により検出するものが知られてお
り、そのうちの圧電型にあっては、圧電素子に加えられ
る応力で生じる電圧によって加速度を検出する。
【０００３】この種の圧電型の加速度センサとしては、
例えば、図１３および図１４に示すようなものがあり、
この加速度センサは、ドーナツ形状に作製して両面に電
極１ａを形成した圧電素子１により構成されており、圧
電素子１は、ケース基部２に立設した支柱２ａに溶接等
することにより電気的に接合支持させた円盤形状の金属
振動板３の片面（または両面でもよい）に、接着剤等に
より電極１ａの一方を電気的に接合固定されている。
例えば、図１３および図１４に示すようなものがあり、
この加速度センサは、ドーナツ形状に作製して両面に電
極１ａを形成した圧電素子１により構成されており、圧
電素子１は、ケース基部２に立設した支柱２ａに溶接等
することにより電気的に接合支持させた円盤形状の金属
振動板３の片面（または両面でもよい）に、接着剤等に
より電極１ａの一方を電気的に接合固定されている。
【０００４】このケース基部２はエンジンなどの測定対
象物に固定するためのネジ部２ｂを有して金属振動板３
と共に圧電素子１のアースとなる一方、圧電素子１の電
極１ａとワイヤボンディングにより電気的に接続された
ピン５がケースカバー６のコネクタ部６ａ内で外部に臨
んで出力端子とされている。なお、ケースカバー６は、
ケース基部２内に挿入して端部２ｃをかしめることによ
り固定されており、ケース基部２との間の端面間にＯリ
ング７を挟むことにより信頼性高く防水構造に固定され
ている。
象物に固定するためのネジ部２ｂを有して金属振動板３
と共に圧電素子１のアースとなる一方、圧電素子１の電
極１ａとワイヤボンディングにより電気的に接続された
ピン５がケースカバー６のコネクタ部６ａ内で外部に臨
んで出力端子とされている。なお、ケースカバー６は、
ケース基部２内に挿入して端部２ｃをかしめることによ
り固定されており、ケース基部２との間の端面間にＯリ
ング７を挟むことにより信頼性高く防水構造に固定され
ている。
【０００５】この加速度センサは、加えられた振動で振
動板３と共に圧電素子１が振動することによって、ケー
ス基部（アース）２とピン（出力端子）５との間に電圧
が発生するので、その電圧を出力として取り出し加速度
（外部振動）を検出するようになっており、一定加速度
に対しては、図１５に示すように、共振点ｆ０（Ｈｚ）
付近では高い出力特性Ｖ０（ｍＶ）、Ｑ（ｄＢ）を得ら
れる一方、中・低周波数領域では平坦となる周波数特性
であるので、使用目的に応じて平坦部または共振点ｆ０
近傍の振動出力を使用する。
動板３と共に圧電素子１が振動することによって、ケー
ス基部（アース）２とピン（出力端子）５との間に電圧
が発生するので、その電圧を出力として取り出し加速度
（外部振動）を検出するようになっており、一定加速度
に対しては、図１５に示すように、共振点ｆ０（Ｈｚ）
付近では高い出力特性Ｖ０（ｍＶ）、Ｑ（ｄＢ）を得ら
れる一方、中・低周波数領域では平坦となる周波数特性
であるので、使用目的に応じて平坦部または共振点ｆ０
近傍の振動出力を使用する。
【０００６】例えば、ノッキング制御の場合は、共振点
ｆ０付近を用いてノッキング特有のエンジンの共振信号
を検出している。従って、加速度センサとしては共振点
のみを良好なＳ／Ｎ特性で検知できることが望ましく出
力特性Ｑの高いものが望まれるが、高過ぎても検出周波
数が多少ずれた場合に不具合を生じるので、ｆ０のバラ
ツキ幅を狭くし、適度な出力特性Ｑに設定することが重
要な課題となる。
ｆ０付近を用いてノッキング特有のエンジンの共振信号
を検出している。従って、加速度センサとしては共振点
のみを良好なＳ／Ｎ特性で検知できることが望ましく出
力特性Ｑの高いものが望まれるが、高過ぎても検出周波
数が多少ずれた場合に不具合を生じるので、ｆ０のバラ
ツキ幅を狭くし、適度な出力特性Ｑに設定することが重
要な課題となる。
【０００７】従って、従来は高過ぎる出力特性Ｑを小さ
くするために、実際の使用時には図１６に示すように、
負荷抵抗ｒを並列接続して、圧電素子１の容量とにより
共振点付近にカットオフ周波数を持つローカットフィル
ターを構成し、図１５に破線で示す特性として使用して
いた。例えば、負荷抵抗ｒを変えた場合の共振点ｆ０を
図１７に、出力特性Ｖ０を図１８に、出力特性Ｑを図１
９に示すように、負荷抵抗ｒの値によってｆ０、Ｖ０、
Ｑは大きく変化し、この場合には負荷抵抗ｒを約３ｋΩ
に設定することによりＱが最も小さい値となる。なお、
図１６中のＣは測定系の配線および浮遊容量等による負
荷容量を示している。
くするために、実際の使用時には図１６に示すように、
負荷抵抗ｒを並列接続して、圧電素子１の容量とにより
共振点付近にカットオフ周波数を持つローカットフィル
ターを構成し、図１５に破線で示す特性として使用して
いた。例えば、負荷抵抗ｒを変えた場合の共振点ｆ０を
図１７に、出力特性Ｖ０を図１８に、出力特性Ｑを図１
９に示すように、負荷抵抗ｒの値によってｆ０、Ｖ０、
Ｑは大きく変化し、この場合には負荷抵抗ｒを約３ｋΩ
に設定することによりＱが最も小さい値となる。なお、
図１６中のＣは測定系の配線および浮遊容量等による負
荷容量を示している。
【０００８】そして、この共振周波数ｆ０は、中心固定
の円形振動板３の場合、一般的には次の計算式で表さ
れ、 ｆ０＝α・ｔ／Ｒ2・（Ｅ／ρ（１−σ2））1/2 α:０．１７２（定数） ｔ:板厚 Ｒ:半径 Ｅ:ヤング率 ρ:密度 σ:ポアソン比
の円形振動板３の場合、一般的には次の計算式で表さ
れ、 ｆ０＝α・ｔ／Ｒ2・（Ｅ／ρ（１−σ2））1/2 α:０．１７２（定数） ｔ:板厚 Ｒ:半径 Ｅ:ヤング率 ρ:密度 σ:ポアソン比
【０００９】例えば、図１３に示す振動板３の板厚ｔが
０．４ｍｍ、半径Ｒが７ｍｍで、 Ｅ＝２×１０11（Ｎ／ｍ2） ρ＝７．８×１０3（ｋｇ／ｍ3） σ＝０．２８ とすると、共振周波数はｆ０＝７．４１（ｋＨｚ）とな
る。なお、実際には、圧電素子１が振動板３に固定され
るため、共振周波数ｆ０は圧電素子１を含む振動部材全
体（振動体）で決まって多少値が違ってくる。
０．４ｍｍ、半径Ｒが７ｍｍで、 Ｅ＝２×１０11（Ｎ／ｍ2） ρ＝７．８×１０3（ｋｇ／ｍ3） σ＝０．２８ とすると、共振周波数はｆ０＝７．４１（ｋＨｚ）とな
る。なお、実際には、圧電素子１が振動板３に固定され
るため、共振周波数ｆ０は圧電素子１を含む振動部材全
体（振動体）で決まって多少値が違ってくる。
【００１０】なお、図１６に示す構造の加速度センサ以
外にも、円形に形成した圧電素子の周縁部をクランプす
るタイプ、棒状の振動体に形成した圧電素子を片持ちに
固定するタイプ等の種々の方式があり、また、インピー
ダンス変換回路・アンプ回路等を内部に内蔵するタイプ
もある。さらに、例えば、圧電素子１の電極１ａを径の
異なるリング状に分割し、検出用と自己診断用（駆動
用）として使用し自己診断機能を有するタイプもある。
外にも、円形に形成した圧電素子の周縁部をクランプす
るタイプ、棒状の振動体に形成した圧電素子を片持ちに
固定するタイプ等の種々の方式があり、また、インピー
ダンス変換回路・アンプ回路等を内部に内蔵するタイプ
もある。さらに、例えば、圧電素子１の電極１ａを径の
異なるリング状に分割し、検出用と自己診断用（駆動
用）として使用し自己診断機能を有するタイプもある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このように加速度セン
サの共振周波数ｆ０を所望の値にするには、上記式に示
すように、振動板３の板厚ｔと半径Ｒの寸法精度を高め
るのが一般的であり、また、振動体としての半径Ｒや板
厚ｔのうち、同じ板厚ｔでも半径Ｒを変化させることに
より、実験的に確認した結果、共振周波数ｆ０は、約２
〜４％／０．１ｍｍ程度で変化させることができること
がわかっている。
サの共振周波数ｆ０を所望の値にするには、上記式に示
すように、振動板３の板厚ｔと半径Ｒの寸法精度を高め
るのが一般的であり、また、振動体としての半径Ｒや板
厚ｔのうち、同じ板厚ｔでも半径Ｒを変化させることに
より、実験的に確認した結果、共振周波数ｆ０は、約２
〜４％／０．１ｍｍ程度で変化させることができること
がわかっている。
【００１２】しかしながら、このような従来の加速度セ
ンサにあっては、圧電素子１と振動板３を一体にして振
動体とするが、機械的な寸法公差等から、そのバラツ
キ幅を小さくするには限界があるとともに、高精度に安
定して作製するのが困難であり、寸法等のバラツキが感
度等の特性のバラツキの要因になるとともに、不良率を
低減させることを難しくし、コスト高を招く要因にもな
っている。特に、共振点近傍で使用する共振タイプで
はｆ０のバラツキ幅、出力特性Ｑが重要であることから
寸法精度の高い部品およびその組立が必要となってコス
ト高になってしまう、という問題があった。
ンサにあっては、圧電素子１と振動板３を一体にして振
動体とするが、機械的な寸法公差等から、そのバラツ
キ幅を小さくするには限界があるとともに、高精度に安
定して作製するのが困難であり、寸法等のバラツキが感
度等の特性のバラツキの要因になるとともに、不良率を
低減させることを難しくし、コスト高を招く要因にもな
っている。特に、共振点近傍で使用する共振タイプで
はｆ０のバラツキ幅、出力特性Ｑが重要であることから
寸法精度の高い部品およびその組立が必要となってコス
ト高になってしまう、という問題があった。
【００１３】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、バラツキ幅の狭い所望の共振周波数
や出力特性Ｑ等の特性を有する低価格で高性能な加速度
センサを提供するものである。
になされたもので、バラツキ幅の狭い所望の共振周波数
や出力特性Ｑ等の特性を有する低価格で高性能な加速度
センサを提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の加速度センサ
は、振動板に固定した圧電素子に生じる圧電により加速
度を検出する加速度センサであって、例えば、前記圧電
素子に生じる圧電を取り出す出力端子と、前記出力端子
に接続されるとともに前記圧電素子の電極に接続されて
固定されるプリント基板と、を備え、前記プリント基板
に、前記出力端子と前記圧電素子の前記電極との間に前
記電気抵抗の介在する回路パターンを形成することによ
り、前記圧電素子と直列に電気抵抗を接続した回路構成
を有し、あるいは、前記プリント基板に、前記出力端子
と前記圧電素子の前記電極との間を接続するパターン
と、前記出力端子と前記圧電素子のアース側との間に前
記電気抵抗の介在するパターンと、を有する回路パター
ンを形成することにより、前記圧電素子と並列に電気抵
抗を接続した回路構成を有することを特徴とするもので
ある。そして、本発明の加速度センサは、前記電気抵抗
の抵抗値をトリミング調整などすることにより変えて、
特性の調整をした構成を有している。
は、振動板に固定した圧電素子に生じる圧電により加速
度を検出する加速度センサであって、例えば、前記圧電
素子に生じる圧電を取り出す出力端子と、前記出力端子
に接続されるとともに前記圧電素子の電極に接続されて
固定されるプリント基板と、を備え、前記プリント基板
に、前記出力端子と前記圧電素子の前記電極との間に前
記電気抵抗の介在する回路パターンを形成することによ
り、前記圧電素子と直列に電気抵抗を接続した回路構成
を有し、あるいは、前記プリント基板に、前記出力端子
と前記圧電素子の前記電極との間を接続するパターン
と、前記出力端子と前記圧電素子のアース側との間に前
記電気抵抗の介在するパターンと、を有する回路パター
ンを形成することにより、前記圧電素子と並列に電気抵
抗を接続した回路構成を有することを特徴とするもので
ある。そして、本発明の加速度センサは、前記電気抵抗
の抵抗値をトリミング調整などすることにより変えて、
特性の調整をした構成を有している。
【００１５】また、本発明の加速度センサの製造方法
は、前記加速度センサを組み立てた後に、前記電気抵抗
の抵抗値を変える調整をして、特性の調整をすることを
特徴としている。
は、前記加速度センサを組み立てた後に、前記電気抵抗
の抵抗値を変える調整をして、特性の調整をすることを
特徴としている。
【００１６】この構成により、圧電素子と直列または並
列に接続した電気抵抗を例えば、トリミング調整して変
えることにより、共振周波数や出力特性Ｑ等の特性のト
リミング調整を容易に行うことができ、寸法精度の高く
ない部品でも、容易な抵抗値のトリミング調整などを行
うことにより、特性のバラツキ幅の狭い低価格で高性能
な加速度センサを提供することができる。
列に接続した電気抵抗を例えば、トリミング調整して変
えることにより、共振周波数や出力特性Ｑ等の特性のト
リミング調整を容易に行うことができ、寸法精度の高く
ない部品でも、容易な抵抗値のトリミング調整などを行
うことにより、特性のバラツキ幅の狭い低価格で高性能
な加速度センサを提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。図１〜図６は本発明に係る加速度センサおよび
その製造方法の第１実施形態を示す図である。
明する。図１〜図６は本発明に係る加速度センサおよび
その製造方法の第１実施形態を示す図である。
【００１８】図１において、加速度センサ１０は、ドー
ナツ形状に作製して両面に電極１１ａを形成した圧電素
子１１を、外径をより大径に形成したドーナツ形状（内
径を同一）の金属振動板１２の片面（または両面でもよ
い）に、接着剤等により電極１１ａの一方を電気的に接
合固定した圧電型に構成されており、金属振動板１２
は、ケース基部１３に立設した支柱１３ａに溶接等する
ことにより電気的に接合支持されている。
ナツ形状に作製して両面に電極１１ａを形成した圧電素
子１１を、外径をより大径に形成したドーナツ形状（内
径を同一）の金属振動板１２の片面（または両面でもよ
い）に、接着剤等により電極１１ａの一方を電気的に接
合固定した圧電型に構成されており、金属振動板１２
は、ケース基部１３に立設した支柱１３ａに溶接等する
ことにより電気的に接合支持されている。
【００１９】ケース基部１３は、エンジンなどの測定対
象物に固定するためのネジ部１４ａを有するケースカバ
ー１４を周縁に溶接等されることにより圧電素子１１お
よび金属振動板１２を内部に収容する空間を画成する一
方、絶縁皮膜を形成された出力端子を構成する絶縁ピン
（出力端子）１５を中心に打ち込まれたコネクタ１６を
支柱１３ａの反対側に一体となるように液密に嵌合固定
されて（溶接してもよい）ベースブロックを構成してい
る。したがって、加速度センサ１０は、ケース基部１３
とケースカバー１４およびコネクタ１６との間を溶接や
嵌合等によって組み立てることにより圧電素子１１およ
び金属振動板１２を収納する内部を防水構造に構築して
いる。
象物に固定するためのネジ部１４ａを有するケースカバ
ー１４を周縁に溶接等されることにより圧電素子１１お
よび金属振動板１２を内部に収容する空間を画成する一
方、絶縁皮膜を形成された出力端子を構成する絶縁ピン
（出力端子）１５を中心に打ち込まれたコネクタ１６を
支柱１３ａの反対側に一体となるように液密に嵌合固定
されて（溶接してもよい）ベースブロックを構成してい
る。したがって、加速度センサ１０は、ケース基部１３
とケースカバー１４およびコネクタ１６との間を溶接や
嵌合等によって組み立てることにより圧電素子１１およ
び金属振動板１２を収納する内部を防水構造に構築して
いる。
【００２０】このケース基部１３には、支柱１３ａ内に
圧電素子１１および金属振動板１２のドーナツ形状の内
径と同一径で同軸方向に貫通する孔１３ｂを形成する一
方、コネクタ１６には、その孔１３ｂと同一径に形成さ
れて軸心に絶縁ピン１５を打ち込まれた支柱１６ａを形
成されており、このケース基部１３の支柱１３ａ内にコ
ネクタ１６の支柱１６ａを嵌入して固定されている。
圧電素子１１および金属振動板１２のドーナツ形状の内
径と同一径で同軸方向に貫通する孔１３ｂを形成する一
方、コネクタ１６には、その孔１３ｂと同一径に形成さ
れて軸心に絶縁ピン１５を打ち込まれた支柱１６ａを形
成されており、このケース基部１３の支柱１３ａ内にコ
ネクタ１６の支柱１６ａを嵌入して固定されている。
【００２１】コネクタ１６は、ケース基部１３の支柱１
３ａ上に乗せられた圧電素子１１および金属振動板１２
の内孔内に支柱１６ａを挿入されて、これを支持すると
ともに、この支柱１６ａの上には、絶縁ピン１５の先端
を差しこまれて固定されるプリント基板２１が乗せられ
ている。
３ａ上に乗せられた圧電素子１１および金属振動板１２
の内孔内に支柱１６ａを挿入されて、これを支持すると
ともに、この支柱１６ａの上には、絶縁ピン１５の先端
を差しこまれて固定されるプリント基板２１が乗せられ
ている。
【００２２】プリント基板２１は、図２に示すように、
中心部周縁の半田付けパターン２２ａおよび外周周縁部
の半田付けパターン２２ｂを形成されて、半田付けパタ
ーン２２ａには、差し込まれる絶縁ピン１５の先端に半
田付けされる一方、半田付けパターン２２ｂには、圧電
素子１１の電極１１ａ（金属振動板１２の裏面側）に半
田付けされた接続片２３が同様に半田付けされており、
この半田付けパターン２２ａ、２２ｂの間には、プリン
ト基板２１に取り付けられているトリミング抵抗（Ｒ
１）２４を介在させて導通させる延長パターン２２ｃが
形成されている。
中心部周縁の半田付けパターン２２ａおよび外周周縁部
の半田付けパターン２２ｂを形成されて、半田付けパタ
ーン２２ａには、差し込まれる絶縁ピン１５の先端に半
田付けされる一方、半田付けパターン２２ｂには、圧電
素子１１の電極１１ａ（金属振動板１２の裏面側）に半
田付けされた接続片２３が同様に半田付けされており、
この半田付けパターン２２ａ、２２ｂの間には、プリン
ト基板２１に取り付けられているトリミング抵抗（Ｒ
１）２４を介在させて導通させる延長パターン２２ｃが
形成されている。
【００２３】このため、加速度センサ１０は、図３に示
すように、圧電素子１１にトリミング抵抗２４を直列に
接続する電気回路に構築されており、加振されたときに
は、金属振動板１２に固定された圧電素子１１に生じる
圧電が、ケース基部１３、ケースカバー１４、コネクタ
１６をアース電位として、トリミング抵抗２４を介して
絶縁ピン１５から取り出される。なお、図３中の抵抗ｒ
は使用時に適宜並列接続される負荷抵抗であり、また容
量Ｃは配線や浮遊容量等の負荷容量を示している。
すように、圧電素子１１にトリミング抵抗２４を直列に
接続する電気回路に構築されており、加振されたときに
は、金属振動板１２に固定された圧電素子１１に生じる
圧電が、ケース基部１３、ケースカバー１４、コネクタ
１６をアース電位として、トリミング抵抗２４を介して
絶縁ピン１５から取り出される。なお、図３中の抵抗ｒ
は使用時に適宜並列接続される負荷抵抗であり、また容
量Ｃは配線や浮遊容量等の負荷容量を示している。
【００２４】そして、加速度センサ１０は、トリミング
抵抗２４の抵抗値Ｒ１を変えたとき、共振周波数ｆ０
（Ｈｚ）は図４に示すように、出力特性Ｖ０（ｍＶ）は
図５に示すように、出力特性Ｑ（ｄＢ）は図６に示すよ
うに、変化させ調整することができる。
抵抗２４の抵抗値Ｒ１を変えたとき、共振周波数ｆ０
（Ｈｚ）は図４に示すように、出力特性Ｖ０（ｍＶ）は
図５に示すように、出力特性Ｑ（ｄＢ）は図６に示すよ
うに、変化させ調整することができる。
【００２５】したがって、この加速度センサ１０は、ト
リミング抵抗２４の抵抗値Ｒ１をレーザ等によりトリミ
ング調整することにより、共振周波数ｆ０、出力特性Ｖ
０、Ｑを調整して、バラツキ幅の少ない所望の特性に設
定することができる。
リミング抵抗２４の抵抗値Ｒ１をレーザ等によりトリミ
ング調整することにより、共振周波数ｆ０、出力特性Ｖ
０、Ｑを調整して、バラツキ幅の少ない所望の特性に設
定することができる。
【００２６】このように本実施形態においては、圧電素
子１１や金属振動板１２の寸法を高精度に作製したり、
調整することなく、圧電素子１１と直列に接続した電気
抵抗２４をトリミング調整するだけで、共振周波数ｆ０
や出力特性Ｖ０、Ｑ等の特性のトリミング調整を容易に
行うことができ、寸法精度を緩くして作製したもので
も、バラツキ幅の狭い所望の特性を有する低価格で高性
能な加速度センサ１０を作製・提供することができる。
子１１や金属振動板１２の寸法を高精度に作製したり、
調整することなく、圧電素子１１と直列に接続した電気
抵抗２４をトリミング調整するだけで、共振周波数ｆ０
や出力特性Ｖ０、Ｑ等の特性のトリミング調整を容易に
行うことができ、寸法精度を緩くして作製したもので
も、バラツキ幅の狭い所望の特性を有する低価格で高性
能な加速度センサ１０を作製・提供することができる。
【００２７】次に、図７〜図１２は本発明に係る加速度
センサおよびその製造方法の第２実施形態を示す図であ
る。なお、本実施形態は、上述実施形態と基本構成を同
様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を
付して特徴部分を説明する。
センサおよびその製造方法の第２実施形態を示す図であ
る。なお、本実施形態は、上述実施形態と基本構成を同
様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を
付して特徴部分を説明する。
【００２８】図７において、加速度センサ３０は、圧電
素子１１および金属振動板１２をケース基部１３の支柱
１３ａおよびコネクタ１６の支柱１６ａに固定支持させ
てケースカバー１４内に収容するとともに、このコネク
タ１６の支柱１６ａには、プリント基板３１が乗せられ
て絶縁ピン１５の先端に半田付けされて固定されてい
る。
素子１１および金属振動板１２をケース基部１３の支柱
１３ａおよびコネクタ１６の支柱１６ａに固定支持させ
てケースカバー１４内に収容するとともに、このコネク
タ１６の支柱１６ａには、プリント基板３１が乗せられ
て絶縁ピン１５の先端に半田付けされて固定されてい
る。
【００２９】プリント基板３１は、図８に示すように、
差し込まれた絶縁ピン１５の先端に半田付けされる半田
付けパターン２２ａ、および、圧電素子１１の電極１１
ａに半田付けされた接続片２３が同様に半田付けされる
半田付けパターン２２ｂに加えて、この半田付けパター
ン２２ａ、２２ｂの間を導通させる延長パターン３２ｃ
が形成されており、このプリント基板３１には、延長パ
ターン３２ｃを取り付けられているトリミング抵抗（Ｒ
２）３４に接続する延長パターン３２ｄと、ケースカバ
ー１４にアース接続されている接続片３５に半田付けさ
れる半田付けパターン３２ｅと、このパターン３２ｅと
トリミング抵抗３４との間を導通させる延長パターン３
２ｆと、が形成されている。
差し込まれた絶縁ピン１５の先端に半田付けされる半田
付けパターン２２ａ、および、圧電素子１１の電極１１
ａに半田付けされた接続片２３が同様に半田付けされる
半田付けパターン２２ｂに加えて、この半田付けパター
ン２２ａ、２２ｂの間を導通させる延長パターン３２ｃ
が形成されており、このプリント基板３１には、延長パ
ターン３２ｃを取り付けられているトリミング抵抗（Ｒ
２）３４に接続する延長パターン３２ｄと、ケースカバ
ー１４にアース接続されている接続片３５に半田付けさ
れる半田付けパターン３２ｅと、このパターン３２ｅと
トリミング抵抗３４との間を導通させる延長パターン３
２ｆと、が形成されている。
【００３０】このため、加速度センサ３０は、図９に示
すように、圧電素子１１にトリミング抵抗３４を並列に
接続する電気回路に構築されており、加振されたときに
は、金属振動板１２に固定された圧電素子１１に生じる
圧電が、ケース基部１３、ケースカバー１４、コネクタ
１６をアース電位として、トリミング抵抗３４に印加さ
れたときに、そのトリミング抵抗３４の両端に生じる電
圧として絶縁ピン１５から取り出される。
すように、圧電素子１１にトリミング抵抗３４を並列に
接続する電気回路に構築されており、加振されたときに
は、金属振動板１２に固定された圧電素子１１に生じる
圧電が、ケース基部１３、ケースカバー１４、コネクタ
１６をアース電位として、トリミング抵抗３４に印加さ
れたときに、そのトリミング抵抗３４の両端に生じる電
圧として絶縁ピン１５から取り出される。
【００３１】そして、加速度センサ３０は、トリミング
抵抗３４の抵抗値Ｒ２を変えたとき、共振周波数ｆ０は
図１０に示すように、出力特性Ｖ０は図１１に示すよう
に、出力特性Ｑは図１２に示すように、変化させて調整
することができる。
抵抗３４の抵抗値Ｒ２を変えたとき、共振周波数ｆ０は
図１０に示すように、出力特性Ｖ０は図１１に示すよう
に、出力特性Ｑは図１２に示すように、変化させて調整
することができる。
【００３２】したがって、この加速度センサ１０は、ト
リミング抵抗３４の抵抗値Ｒ２をレーザ等によりトリミ
ング調整することにより、共振周波数ｆ０、出力特性Ｖ
０、Ｑを調整して、バラツキ幅の少ない所望の特性に設
定することができる。
リミング抵抗３４の抵抗値Ｒ２をレーザ等によりトリミ
ング調整することにより、共振周波数ｆ０、出力特性Ｖ
０、Ｑを調整して、バラツキ幅の少ない所望の特性に設
定することができる。
【００３３】このように本実施形態においては、上述実
施形態と同様に、圧電素子１１や金属振動板１２の寸法
を高精度に作製したり、調整することなく、圧電素子１
１と並列に接続した電気抵抗３４をトリミング調整する
だけで、共振周波数ｆ０や出力特性Ｖ０、Ｑ等の特性の
トリミング調整を容易に行うことができ、寸法精度を緩
くして作製したものでも、バラツキ幅の狭い所望の特性
を有する低価格で高性能な加速度センサ３０を作製・提
供することができる。
施形態と同様に、圧電素子１１や金属振動板１２の寸法
を高精度に作製したり、調整することなく、圧電素子１
１と並列に接続した電気抵抗３４をトリミング調整する
だけで、共振周波数ｆ０や出力特性Ｖ０、Ｑ等の特性の
トリミング調整を容易に行うことができ、寸法精度を緩
くして作製したものでも、バラツキ幅の狭い所望の特性
を有する低価格で高性能な加速度センサ３０を作製・提
供することができる。
【００３４】なお、上述実施形態では、圧電素子１１に
接続する電気抵抗としては、レーザ等によりその抵抗値
Ｒ１、Ｒ２をトリミング調整するトリミング抵抗２４、
３４をプリント基板２１、３１に取り付ける場合を一例
に説明するが、これに限るものではなく、可変抵抗を採
用して特性を調整可能に構成してもよい。また、圧電素
子１１を中心固定する金属振動板１２に固定する場合を
説明するが、外周を固定する構造の場合などにも適用し
て、同様な作用効果を得るようにしてもよいことはいう
までもない。
接続する電気抵抗としては、レーザ等によりその抵抗値
Ｒ１、Ｒ２をトリミング調整するトリミング抵抗２４、
３４をプリント基板２１、３１に取り付ける場合を一例
に説明するが、これに限るものではなく、可変抵抗を採
用して特性を調整可能に構成してもよい。また、圧電素
子１１を中心固定する金属振動板１２に固定する場合を
説明するが、外周を固定する構造の場合などにも適用し
て、同様な作用効果を得るようにしてもよいことはいう
までもない。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、圧電素
子と直列または並列に電気抵抗を接続した回路構成を有
することにより、電気抵抗の抵抗値を変えることによ
り、周波数特性や出力特性のトリミング調整などを容易
に行って特性を容易に調整することができる。したがっ
て、安価に作製可能な寸法精度の部材を用いても、所望
の感度・共振周波数等の特性を有する、低価格で高性能
という優れた効果のある加速度センサを提供することが
できる。
子と直列または並列に電気抵抗を接続した回路構成を有
することにより、電気抵抗の抵抗値を変えることによ
り、周波数特性や出力特性のトリミング調整などを容易
に行って特性を容易に調整することができる。したがっ
て、安価に作製可能な寸法精度の部材を用いても、所望
の感度・共振周波数等の特性を有する、低価格で高性能
という優れた効果のある加速度センサを提供することが
できる。
【図１】本発明に係る製造方法により作製する加速度セ
ンサの第１実施形態を示す図であり、その概略全体構成
を示す縦断面図である。
ンサの第１実施形態を示す図であり、その概略全体構成
を示す縦断面図である。
【図２】その要部を示す平面図である。
【図３】その回路図である。
【図４】その特性を示すグラフである。
【図５】その特性を示すグラフである。
【図６】その特性を示すグラフである。
【図７】本発明に係る製造方法により作製する加速度セ
ンサの第２実施形態を示す図であり、その概略全体構成
を示す縦断面図である。
ンサの第２実施形態を示す図であり、その概略全体構成
を示す縦断面図である。
【図８】その要部を示す平面図である。
【図９】その回路図である。
【図１０】その特性を示すグラフである。
【図１１】その特性を示すグラフである。
【図１２】その特性を示すグラフである。
【図１３】その従来技術を示す縦断面図である。
【図１４】その要部を示す斜視図である。
【図１５】その特性を示すグラフである。
【図１６】その回路図である。
【図１７】その特性を示すグラフである。
【図１８】その特性を示すグラフである。
【図１９】その特性を示すグラフである。
１０、３０ 加速度センサ １１ 圧電素子 １１ａ 電極 １２ 金属振動板 １３ ケース基部 １３ａ 支柱 １４ ケースカバー １４ａ ネジ部 １５ 絶縁ピン １６ コネクタ １６ａ 支柱 ２１、３１ プリント基板 ２２ａ、２２ｂ、３２ｅ 半田付けパターン ２２ｃ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｆ 延長パターン ２３、３５ 接続片 ２４、３４ トリミング抵抗
Claims (5)
- 【請求項１】 振動板に固定した圧電素子に生じる圧電
により加速度を検出する加速度センサであって、 前記圧電素子と直列または並列に電気抵抗を接続した回
路構成を有することを特徴とする加速度センサ。 - 【請求項２】 前記圧電素子に生じる圧電を取り出す出
力端子と、前記出力端子に接続されるとともに前記圧電
素子の電極に接続されて固定されるプリント基板と、を
備え、 前記プリント基板に、前記出力端子と前記圧電素子の前
記電極との間に前記電気抵抗の介在する回路パターンを
形成したことを特徴とする請求項１に記載の加速度セン
サ。 - 【請求項３】 前記圧電素子に生じる圧電を取り出す出
力端子と、前記出力端子に接続されるとともに前記圧電
素子の電極に接続されて固定されるプリント基板と、を
備え、 前記プリント基板に、前記出力端子と前記圧電素子の前
記電極との間を接続するパターンと、前記出力端子と前
記圧電素子のアース側との間に前記電気抵抗の介在する
パターンと、を有する回路パターンを形成したことを特
徴とする請求項１に記載の加速度センサ。 - 【請求項４】 前記電気抵抗の抵抗値を変えて調整し
て、特性の調整をしたことを特徴とする請求項１から３
のいずれかに記載の加速度センサ。 - 【請求項５】 上記請求項１から３のいずれかに記載の
加速度センサの製造方法であって、 前記加速度センサを組み立てた後に、前記電気抵抗の抵
抗値を変える調整をして、特性の調整をすることを特徴
とする加速度センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31490299A JP2001133473A (ja) | 1999-11-05 | 1999-11-05 | 加速度センサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31490299A JP2001133473A (ja) | 1999-11-05 | 1999-11-05 | 加速度センサおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001133473A true JP2001133473A (ja) | 2001-05-18 |
Family
ID=18059024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31490299A Pending JP2001133473A (ja) | 1999-11-05 | 1999-11-05 | 加速度センサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001133473A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013229985A (ja) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Advantest Corp | アクチュエータ装置、試験装置、および試験方法 |
| US8762582B2 (en) | 2010-09-17 | 2014-06-24 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Data processing apparatus capable of communicating with external device via a plurality of logical lines, data processing system, data processing device storing data processing program, and device driver |
| CN110045150A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-07-23 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种在线自检测压电加速度传感器 |
-
1999
- 1999-11-05 JP JP31490299A patent/JP2001133473A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8762582B2 (en) | 2010-09-17 | 2014-06-24 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Data processing apparatus capable of communicating with external device via a plurality of logical lines, data processing system, data processing device storing data processing program, and device driver |
| JP2013229985A (ja) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Advantest Corp | アクチュエータ装置、試験装置、および試験方法 |
| US8981617B2 (en) | 2012-04-25 | 2015-03-17 | Advantest Corporation | Actuator apparatus, test apparatus, and test method |
| CN110045150A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-07-23 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种在线自检测压电加速度传感器 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080219 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080624 |