JP2003075467A - 静電容量型加速度計 - Google Patents
静電容量型加速度計Info
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- 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
- G01P2015/0822—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 out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—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 out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—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 out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出部固定部に対する取り付けに際して衝
撃、温度変化の如き外部環境が変化する条件下において
加速度検出部の検出出力誤差を小さくする静電容量型加
速度計を提供する。 【解決手段】 垂直方向に開口する枠２に上側固定電極
板３１および下側固定電極板３２を一体に固定し、枠２
に対してヒンジ１１を介して支持された板状のペンデュ
ラム１に上側可動電極１２１および下側可動電極１２２
を形成し、ペンデュラム１の上下両面を上側固定電極板
３１の下面に形成されている上側固定電極３１１と下側
固定電極板３２の下面に形成されている下側固定電極３
２１とにより間隙を形成して挟み込む加速度検出部を検
出部固定部４に固定する静電容量型加速度計において、
ヒンジ１１の長手方向に対応する加速度検出部外表面を
検出部固定部４に取り付け固定した静電容量型加速度
計。
撃、温度変化の如き外部環境が変化する条件下において
加速度検出部の検出出力誤差を小さくする静電容量型加
速度計を提供する。 【解決手段】 垂直方向に開口する枠２に上側固定電極
板３１および下側固定電極板３２を一体に固定し、枠２
に対してヒンジ１１を介して支持された板状のペンデュ
ラム１に上側可動電極１２１および下側可動電極１２２
を形成し、ペンデュラム１の上下両面を上側固定電極板
３１の下面に形成されている上側固定電極３１１と下側
固定電極板３２の下面に形成されている下側固定電極３
２１とにより間隙を形成して挟み込む加速度検出部を検
出部固定部４に固定する静電容量型加速度計において、
ヒンジ１１の長手方向に対応する加速度検出部外表面を
検出部固定部４に取り付け固定した静電容量型加速度
計。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、静電容量型加速
度計に関し、特に、加速度計のペンデュラムの変位量を
静電容量変化として検出する加速度検出部の加速度計本
体或はその基板の如き検出部固定部に対する取り付けに
際して衝撃、温度変化の如き外部環境が変化する条件下
において加速度検出部の検出出力誤差を小さくする静電
容量型加速度計に関する。
度計に関し、特に、加速度計のペンデュラムの変位量を
静電容量変化として検出する加速度検出部の加速度計本
体或はその基板の如き検出部固定部に対する取り付けに
際して衝撃、温度変化の如き外部環境が変化する条件下
において加速度検出部の検出出力誤差を小さくする静電
容量型加速度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来例を図３を参照して説明する。ペン
デュラム１の変位を静電容量変化として検出する静電容
量型加速度計の加速度検出部は、ペンデュラム１を支え
るヒンジ１１のバネ性を用いて加速度に比例するペンデ
ュラム１の変位を測定するオープンループ型のものと、
ペンデュラム１を支えるヒンジ１１のバネを極力弱く
し、ペンデュラム１の変位を静電トルカ或いはマグネッ
トとコイルによるトルカのトルカ部にフィードバックし
てペンデュラム１を支え、トルカの出力より加速度を検
出するクローズドループ型の２種類のものがある。
デュラム１の変位を静電容量変化として検出する静電容
量型加速度計の加速度検出部は、ペンデュラム１を支え
るヒンジ１１のバネ性を用いて加速度に比例するペンデ
ュラム１の変位を測定するオープンループ型のものと、
ペンデュラム１を支えるヒンジ１１のバネを極力弱く
し、ペンデュラム１の変位を静電トルカ或いはマグネッ
トとコイルによるトルカのトルカ部にフィードバックし
てペンデュラム１を支え、トルカの出力より加速度を検
出するクローズドループ型の２種類のものがある。
【０００３】更に具体的に説明するに、加速度検出部の
構造は、一般に、垂直方向に開口する枠２に上側固定電
極板３１および下側固定電極板３２を一体に固定し、枠
２に対して１枚以上の薄板形状に形成されたヒンジ１１
を介して支持された板状のペンデュラム１の両面に上側
可動電極１２１、下側可動電極１２２を形成し、このペ
ンデュラム１の両面を上側固定電極板３１下面に形成さ
れている上側固定電極３１１と下側固定電極板３２下面
に形成されている下側固定電極３２１とにより間隙を形
成して挟み込み、外部から加えられる上下方向の加速度
によるペンデュラム１の変位量を可動電極と固定電極間
に形成される２つのキャパシタの静電容量の差として検
出する構成を有している。
構造は、一般に、垂直方向に開口する枠２に上側固定電
極板３１および下側固定電極板３２を一体に固定し、枠
２に対して１枚以上の薄板形状に形成されたヒンジ１１
を介して支持された板状のペンデュラム１の両面に上側
可動電極１２１、下側可動電極１２２を形成し、このペ
ンデュラム１の両面を上側固定電極板３１下面に形成さ
れている上側固定電極３１１と下側固定電極板３２下面
に形成されている下側固定電極３２１とにより間隙を形
成して挟み込み、外部から加えられる上下方向の加速度
によるペンデュラム１の変位量を可動電極と固定電極間
に形成される２つのキャパシタの静電容量の差として検
出する構成を有している。
【０００４】以上の加速度検出部は、ペンデュラム１の
変位による微小な静電容量の変化を測定する上から、ペ
ンデュラム１を板状にすると共に電極面積を広く、可動
電極と固定電極の間の間隙を狭く設定している。加速度
に対する検出感度を更に向上するに、ヒンジ１１による
支持は片持ちとし、ペンデュラム１のヒンジ廻りの腕の
長さを長くとる設計としている。ところで、加速度検出
部を加速度計本体或はその基板の如き検出部固定部４に
固定するに際して、図３に示される如く、検出部固定部
４の部分の内のペンデュラム１およびペンデュラム１を
支えるヒンジ１１と平行な部分に対してその一部分を接
着層５で接合固定し、或は、他の従来例として図４に示
される如く、検出部固定部４の部分の内のペンデュラム
１およびペンデュラム１を支えるヒンジ１１と平行な部
分に凸部材５１を形成して、これに加速度検出部を接合
固定する方法が採用されている（参考文献：特開平６−
２８９０４８号公報）。これは、通常、加速度検出部の
構成材料と検出部固定部４の材料との間には大きな熱膨
張係数差があるので、両者の接着面積を限定して、この
熱膨張係数差により生ずる応力に起因する変形を抑制
し、加速度計検出出力が変動することを防止する見地か
ら採用されている方法である。
変位による微小な静電容量の変化を測定する上から、ペ
ンデュラム１を板状にすると共に電極面積を広く、可動
電極と固定電極の間の間隙を狭く設定している。加速度
に対する検出感度を更に向上するに、ヒンジ１１による
支持は片持ちとし、ペンデュラム１のヒンジ廻りの腕の
長さを長くとる設計としている。ところで、加速度検出
部を加速度計本体或はその基板の如き検出部固定部４に
固定するに際して、図３に示される如く、検出部固定部
４の部分の内のペンデュラム１およびペンデュラム１を
支えるヒンジ１１と平行な部分に対してその一部分を接
着層５で接合固定し、或は、他の従来例として図４に示
される如く、検出部固定部４の部分の内のペンデュラム
１およびペンデュラム１を支えるヒンジ１１と平行な部
分に凸部材５１を形成して、これに加速度検出部を接合
固定する方法が採用されている（参考文献：特開平６−
２８９０４８号公報）。これは、通常、加速度検出部の
構成材料と検出部固定部４の材料との間には大きな熱膨
張係数差があるので、両者の接着面積を限定して、この
熱膨張係数差により生ずる応力に起因する変形を抑制
し、加速度計検出出力が変動することを防止する見地か
ら採用されている方法である。
【０００５】加速度検出部の構成材料としては、これが
シリコン加速度計の場合、ペンデュラム１およびこれと
一体に形成されるヒンジ１１、枠２はシリコンが使用さ
れ、上側固定電極板３１と下側固定電極板３２は熱膨張
係数がシリコンに近い耐熱ガラスが使用される。そし
て、構成材料としてフューズドクオーツを使用する加速
度計の場合、ペンデュラム１および、これと一体に形成
されたヒンジ１１、枠２はフューズドクオーツが使用さ
れ、上側固定電極板３１および下側固定電極板３２にも
フューズドクオーツが使用される。これに対して、加速
度計本体或は基板の如き検出部固定部４には、鉄鋼、ア
ルミニウムの如き金属、アルミナが使用される。
シリコン加速度計の場合、ペンデュラム１およびこれと
一体に形成されるヒンジ１１、枠２はシリコンが使用さ
れ、上側固定電極板３１と下側固定電極板３２は熱膨張
係数がシリコンに近い耐熱ガラスが使用される。そし
て、構成材料としてフューズドクオーツを使用する加速
度計の場合、ペンデュラム１および、これと一体に形成
されたヒンジ１１、枠２はフューズドクオーツが使用さ
れ、上側固定電極板３１および下側固定電極板３２にも
フューズドクオーツが使用される。これに対して、加速
度計本体或は基板の如き検出部固定部４には、鉄鋼、ア
ルミニウムの如き金属、アルミナが使用される。
【０００６】各構成材料の線膨張率についてみると、耐
熱ガラス：３．２［ｐｐｍ／℃］、フューズドクオー
ツ：０．４〜０．６［ｐｐｍ／℃］に対して、鉄鋼：１
１［ｐｐｍ／℃］、アルミニウム：２３［ｐｐｍ／
℃］、アルミナ：７［ｐｐｍ／℃］であり、加速度検出
部と検出部固定部４の間には大きな熱膨張係数差が存在
する。
熱ガラス：３．２［ｐｐｍ／℃］、フューズドクオー
ツ：０．４〜０．６［ｐｐｍ／℃］に対して、鉄鋼：１
１［ｐｐｍ／℃］、アルミニウム：２３［ｐｐｍ／
℃］、アルミナ：７［ｐｐｍ／℃］であり、加速度検出
部と検出部固定部４の間には大きな熱膨張係数差が存在
する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】静電容量型の加速度検
出部の検出感度を向上するには可動および固定電極の面
積を広くし、可動電極と固定電極の間の間隙を狭くし、
ペンデュラムのヒンジ廻りの腕の長さを長く構成する。
従って、加速度検出部は平板に近い形状となる。これに
より、上下固定電極板３１、３２に対してペンデュラム
１およびペンデュラム１を支えるヒンジ１１と平行な方
向に力が加わると、上下固定電極板３１、３２は全体に
変形し易い構造となっている。
出部の検出感度を向上するには可動および固定電極の面
積を広くし、可動電極と固定電極の間の間隙を狭くし、
ペンデュラムのヒンジ廻りの腕の長さを長く構成する。
従って、加速度検出部は平板に近い形状となる。これに
より、上下固定電極板３１、３２に対してペンデュラム
１およびペンデュラム１を支えるヒンジ１１と平行な方
向に力が加わると、上下固定電極板３１、３２は全体に
変形し易い構造となっている。
【０００８】静電容量型の加速度検出部においては、ペ
ンデュラム１の両面の上側可動電極１２１および下側可
動電極１２２を上側固定電極板３１下面に形成される上
側固定電極３１１と下側固定電極板３２下面に形成され
る下側固定電極３２１とにより間隙を形成して挟み込
み、外部から加えられる上下方向の加速度によるペンデ
ュラム１の変位量を可動電極と固定電極間に形成される
２つのキャパシタの静電容量の差として検出する構成を
有しているので、可動電極に対する両側に配置される固
定電極の位置、形状の変化がないこと、変化しても可動
電極に対する両側の固定電極の対称性が保たれているこ
と、が正確な加速度検出出力を得るには必要である。即
ち、上側固定電極板３１および下側固定電極板３２の内
の一方のみが変形する状態が生ずると、加速度検出部に
対する加速度の人力とは無関係に一方のキャパシタの静
電容量が変化し、誤った検出出力を得ることにつなが
る。
ンデュラム１の両面の上側可動電極１２１および下側可
動電極１２２を上側固定電極板３１下面に形成される上
側固定電極３１１と下側固定電極板３２下面に形成され
る下側固定電極３２１とにより間隙を形成して挟み込
み、外部から加えられる上下方向の加速度によるペンデ
ュラム１の変位量を可動電極と固定電極間に形成される
２つのキャパシタの静電容量の差として検出する構成を
有しているので、可動電極に対する両側に配置される固
定電極の位置、形状の変化がないこと、変化しても可動
電極に対する両側の固定電極の対称性が保たれているこ
と、が正確な加速度検出出力を得るには必要である。即
ち、上側固定電極板３１および下側固定電極板３２の内
の一方のみが変形する状態が生ずると、加速度検出部に
対する加速度の人力とは無関係に一方のキャパシタの静
電容量が変化し、誤った検出出力を得ることにつなが
る。
【０００９】図３の加速度計の加速度検出部は、上側固
定電極板３１および下側固定電極板３２の内の一方の下
側固定電極板３２のみがその一部を検出部固定部４に対
して接合固定しているので、上側固定電極板３１と下側
固定電極板３２とは形状構造上、等しくない。従って、
加速度検出部に対する加速度の人力とは無関係に一方の
キャパシタの静電容量が変化する恐れがある。図５を参
照するに、検出部固定部４の部分の内のペンデュラム１
およびペンデュラム１を支えるヒンジ１１と平行な部分
に凸部材５１を形成して、これに加速度検出部を接合固
定した図４の加速度検出部は、加速度検出部の入力方向
であるペンデュラム１の変位方向に振動加速度が加わっ
た場合、凸部材５１に接合固定していない側の上側固定
電極板３１は、凸部材５１に接合固定している下側固定
電極板３２の変形に対して同相に変形する図５（ａ）の
場合と、逆相に変形する図５（ｂ）の場合の２通りの変
形が生起する。
定電極板３１および下側固定電極板３２の内の一方の下
側固定電極板３２のみがその一部を検出部固定部４に対
して接合固定しているので、上側固定電極板３１と下側
固定電極板３２とは形状構造上、等しくない。従って、
加速度検出部に対する加速度の人力とは無関係に一方の
キャパシタの静電容量が変化する恐れがある。図５を参
照するに、検出部固定部４の部分の内のペンデュラム１
およびペンデュラム１を支えるヒンジ１１と平行な部分
に凸部材５１を形成して、これに加速度検出部を接合固
定した図４の加速度検出部は、加速度検出部の入力方向
であるペンデュラム１の変位方向に振動加速度が加わっ
た場合、凸部材５１に接合固定していない側の上側固定
電極板３１は、凸部材５１に接合固定している下側固定
電極板３２の変形に対して同相に変形する図５（ａ）の
場合と、逆相に変形する図５（ｂ）の場合の２通りの変
形が生起する。
【００１０】加速度計は振動も加速度として測定する機
器であり、ペンデュラム１の変位により振動加速度を検
出する。これと共に、上下固定電極板３１、３２の変形
も可動電極と固定電極間に形成される２つのキャパシタ
の静電容量の差として検出して出力誤差となる。振動に
よる対向電極板対の変形が単一モードの変形状態であれ
ば、振動が加わった際に出力に混入する誤差の表れ方
は、大きさ、位相、周波数その他のについては一通りに
限られるが、これが図５に示される如く２通りの変形状
態をとり得ることになると、変形状態によって出力誤差
の内容が変化するので、出力に対する誤差の影響が確定
できず、検出出力の信頼性が低下するに到る。また、こ
の様な上下固定電極板３１、３２の変形は、ヒンジ１１
を支える枠２の位置が振動の節となるところから、枠２
に変形の応力を大きく与えることになり、ヒンジ１１に
その応力が伝達して出力誤差を更に大きくする。
器であり、ペンデュラム１の変位により振動加速度を検
出する。これと共に、上下固定電極板３１、３２の変形
も可動電極と固定電極間に形成される２つのキャパシタ
の静電容量の差として検出して出力誤差となる。振動に
よる対向電極板対の変形が単一モードの変形状態であれ
ば、振動が加わった際に出力に混入する誤差の表れ方
は、大きさ、位相、周波数その他のについては一通りに
限られるが、これが図５に示される如く２通りの変形状
態をとり得ることになると、変形状態によって出力誤差
の内容が変化するので、出力に対する誤差の影響が確定
できず、検出出力の信頼性が低下するに到る。また、こ
の様な上下固定電極板３１、３２の変形は、ヒンジ１１
を支える枠２の位置が振動の節となるところから、枠２
に変形の応力を大きく与えることになり、ヒンジ１１に
その応力が伝達して出力誤差を更に大きくする。
【００１１】凸部材５１を設けずに接着層５だけとした
図３の従来例の場合も、同様に、検出部固定部４に接合
固定していない側の上側固定電極板３１は検出部固定部
４に接合固定している下側固定電極板３２の変形に対し
て２通りの変形を生起する。しかも、変形量が大きい場
合は、下側固定電極板３２と検出部固定部４との間の距
離が小さいので、両者が接触してより複雑な変形振動を
生起する恐れがある。外部環境として、振動ではなく衝
撃を考えた場合も同様に、固定電極板対が２通りの変形
状態をとり得ることとなり、出力の信頼性に悪影響を与
える。この発明は、上述した問題を解消した静電容量型
加速度計を提供するものである。
図３の従来例の場合も、同様に、検出部固定部４に接合
固定していない側の上側固定電極板３１は検出部固定部
４に接合固定している下側固定電極板３２の変形に対し
て２通りの変形を生起する。しかも、変形量が大きい場
合は、下側固定電極板３２と検出部固定部４との間の距
離が小さいので、両者が接触してより複雑な変形振動を
生起する恐れがある。外部環境として、振動ではなく衝
撃を考えた場合も同様に、固定電極板対が２通りの変形
状態をとり得ることとなり、出力の信頼性に悪影響を与
える。この発明は、上述した問題を解消した静電容量型
加速度計を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１：垂直方向に開
口する枠２に上側固定電極板３１および下側固定電極板
３２を一体に固定し、枠２に対してヒンジ１１を介して
支持された板状のペンデュラム１に上側可動電極１２１
および下側可動電極１２２を形成し、ペンデュラム１の
上下両面を上側固定電極板３１の下面に形成されている
上側固定電極３１１と下側固定電極板３２の下面に形成
されている下側固定電極３２１とにより間隙を形成して
挟み込む加速度検出部を検出部固定部４に固定する静電
容量型加速度計において、ヒンジ１１の長手方向に対応
する加速度検出部外表面を検出部固定部４に取り付け固
定したことを特徴とする静電容量型加速度計を構成し
た。
口する枠２に上側固定電極板３１および下側固定電極板
３２を一体に固定し、枠２に対してヒンジ１１を介して
支持された板状のペンデュラム１に上側可動電極１２１
および下側可動電極１２２を形成し、ペンデュラム１の
上下両面を上側固定電極板３１の下面に形成されている
上側固定電極３１１と下側固定電極板３２の下面に形成
されている下側固定電極３２１とにより間隙を形成して
挟み込む加速度検出部を検出部固定部４に固定する静電
容量型加速度計において、ヒンジ１１の長手方向に対応
する加速度検出部外表面を検出部固定部４に取り付け固
定したことを特徴とする静電容量型加速度計を構成し
た。
【００１３】そして、請求項２：請求項１に記載される
静電容量型加速度計において、加速度検出部に使用して
いる材料の熱膨張係数と同じか或は近い熱膨張係数を有
する接合部材６を介して接合固定したことを特徴とする
静電容量型加速度計を構成した。また、請求項３：請求
項１および請求項２の内の何れかに記載される静電容量
型加速度計において、ヒンジ１１は検出部固定部４に対
する取り付固定位置とは反対側に位置することを特徴と
する静電容量型加速度計を構成した。
静電容量型加速度計において、加速度検出部に使用して
いる材料の熱膨張係数と同じか或は近い熱膨張係数を有
する接合部材６を介して接合固定したことを特徴とする
静電容量型加速度計を構成した。また、請求項３：請求
項１および請求項２の内の何れかに記載される静電容量
型加速度計において、ヒンジ１１は検出部固定部４に対
する取り付固定位置とは反対側に位置することを特徴と
する静電容量型加速度計を構成した。
【００１４】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図１の実
施例を参照して説明する。実施例において、従来例と共
通する部材には共通する参照符号を付与している。実施
例の加速度検出部自体は、従来例の加速度検出部と同様
の構成を有している。即ち、加速度検出部の構造は、垂
直方向に開口する枠２に上側固定電極板３１および下側
固定電極板３２を一体に固定し、枠２に対して１枚以上
の薄板形状に形成されたヒンジ１１を介して支持された
板状のペンデュラム１の上下両面に上側可動電極１２
１、下側可動電極１２２を設け、このペンデュラム１の
上下両面を上側固定電極板３１の下面に形成されている
上側固定電極３１１と下側固定電極板３２の下面に形成
されている下側固定電極３２１とにより間隙を形成して
挟み込み、外部から加えられる上下方向の加速度による
ペンデュラム１の変位量を可動電極と固定電極間に形成
される２つのキャパシタの静電容量の差として検出する
構成を有している。
施例を参照して説明する。実施例において、従来例と共
通する部材には共通する参照符号を付与している。実施
例の加速度検出部自体は、従来例の加速度検出部と同様
の構成を有している。即ち、加速度検出部の構造は、垂
直方向に開口する枠２に上側固定電極板３１および下側
固定電極板３２を一体に固定し、枠２に対して１枚以上
の薄板形状に形成されたヒンジ１１を介して支持された
板状のペンデュラム１の上下両面に上側可動電極１２
１、下側可動電極１２２を設け、このペンデュラム１の
上下両面を上側固定電極板３１の下面に形成されている
上側固定電極３１１と下側固定電極板３２の下面に形成
されている下側固定電極３２１とにより間隙を形成して
挟み込み、外部から加えられる上下方向の加速度による
ペンデュラム１の変位量を可動電極と固定電極間に形成
される２つのキャパシタの静電容量の差として検出する
構成を有している。
【００１５】ここで、加速度検出部は、加速度計本体或
はその基板の如き検出部固定部４に対して、加速度検出
部に使用している材料の熱膨張係数と同じか近い熱膨張
係数を有する小片の接合部材６を介して接着剤により接
合固定される。加速度検出部は、板状のペンデュラム１
に関してヒンジ１１とは反対側で且つヒンジ１１の長手
方向に対して垂直な枠２と上側固定電極板３１および下
側固定電極板３２の端面とを、接合部材６を介して検出
部固定部４の内の垂直面に対して接着剤により接合固定
される。これにより、熱応力および接着剤の応力による
ヒンジ１１が被る影響を小さく抑えることができる。
はその基板の如き検出部固定部４に対して、加速度検出
部に使用している材料の熱膨張係数と同じか近い熱膨張
係数を有する小片の接合部材６を介して接着剤により接
合固定される。加速度検出部は、板状のペンデュラム１
に関してヒンジ１１とは反対側で且つヒンジ１１の長手
方向に対して垂直な枠２と上側固定電極板３１および下
側固定電極板３２の端面とを、接合部材６を介して検出
部固定部４の内の垂直面に対して接着剤により接合固定
される。これにより、熱応力および接着剤の応力による
ヒンジ１１が被る影響を小さく抑えることができる。
【００１６】静電容量型の加速度検出部は、電極面積を
広く、電極間距離を狭く、ペンデュラムのヒンジ廻りの
腕の長さを長く構成するので、平板に近い形状となる。
これにより加速度検出部の内のヒンジ１１の長手方向に
対して垂直な端面を構成する枠２と上側固定電極板３１
および下側固定電極板３２の端面は、ヒンジ１１に平行
な端面と比較して寸法が極めて小さく、応力が加わるこ
とによる変形は極く小さい。即ち、接合部材６を介して
検出部固定部４と接合する加速度検出部の接合箇所は、
変形し易い平板状の固定電極板３１、３２の平面部では
ないので、固定電極板３１、３２は変形し難く、接合部
材６を介して伝達する検出部固定部４との間の熱膨張係
数差による熱応力による影響を受け難い位置となってい
る。そして、加速度検出部と接合部材６との間の接合
は、上側固定電極板３１および下側固定電極板３２の双
方共に同時に行われるので、使用する接着剤の応力が働
いても、上側固定電極板３１および下側固定電極板３２
の双方に各々逆方向の変形応力となるので打ち消し合う
作用が働き、変形が抑制される。抑制される範囲を超え
て固定電極板３１、３２が変形した場合でも、両者の変
形は中央に挟まれたペンデュラム１に対して対称性が保
たれるので加速度検出部の検出出力は平衡して性能は安
定している。即ち、加速度検出部と接合部材６との間の
接合による影響は、２枚の固定電極板３１、３２に対し
て等しく作用するので、加速度検出器内部の変形を抑
え、ペンデュラム１表面の上側可動電極１２１、下側可
動電極１２２に対する上側固定電極３１１と下側固定電
極３２１の双方の位置および形状は対称性が維持され、
加速度出力特性を悪化させない。図２を参照するに、加
速度検出方向に強度の振動が印加された場合、加速度検
出部の上側固定電極板３１および下側固定電極板３２の
双方の変形はほぼ同一箇所に取り付け固定されていると
ころから、上下の固定電極板が逆相に変形するものは発
生し難く、同相に変形するものだけとなるので、振動印
加により生ずる変形に起因する検出出力に対する影響を
確定し易く、出力に対する信頼性を維持することができ
る。更に、この変形の際にペンデュラム１のヒンジ１１
を保持する側の枠２は自由端側となるので、枠２に与え
る応力が小さく、ヒンジ１１に伝達する応力も小さく抑
えることができる。
広く、電極間距離を狭く、ペンデュラムのヒンジ廻りの
腕の長さを長く構成するので、平板に近い形状となる。
これにより加速度検出部の内のヒンジ１１の長手方向に
対して垂直な端面を構成する枠２と上側固定電極板３１
および下側固定電極板３２の端面は、ヒンジ１１に平行
な端面と比較して寸法が極めて小さく、応力が加わるこ
とによる変形は極く小さい。即ち、接合部材６を介して
検出部固定部４と接合する加速度検出部の接合箇所は、
変形し易い平板状の固定電極板３１、３２の平面部では
ないので、固定電極板３１、３２は変形し難く、接合部
材６を介して伝達する検出部固定部４との間の熱膨張係
数差による熱応力による影響を受け難い位置となってい
る。そして、加速度検出部と接合部材６との間の接合
は、上側固定電極板３１および下側固定電極板３２の双
方共に同時に行われるので、使用する接着剤の応力が働
いても、上側固定電極板３１および下側固定電極板３２
の双方に各々逆方向の変形応力となるので打ち消し合う
作用が働き、変形が抑制される。抑制される範囲を超え
て固定電極板３１、３２が変形した場合でも、両者の変
形は中央に挟まれたペンデュラム１に対して対称性が保
たれるので加速度検出部の検出出力は平衡して性能は安
定している。即ち、加速度検出部と接合部材６との間の
接合による影響は、２枚の固定電極板３１、３２に対し
て等しく作用するので、加速度検出器内部の変形を抑
え、ペンデュラム１表面の上側可動電極１２１、下側可
動電極１２２に対する上側固定電極３１１と下側固定電
極３２１の双方の位置および形状は対称性が維持され、
加速度出力特性を悪化させない。図２を参照するに、加
速度検出方向に強度の振動が印加された場合、加速度検
出部の上側固定電極板３１および下側固定電極板３２の
双方の変形はほぼ同一箇所に取り付け固定されていると
ころから、上下の固定電極板が逆相に変形するものは発
生し難く、同相に変形するものだけとなるので、振動印
加により生ずる変形に起因する検出出力に対する影響を
確定し易く、出力に対する信頼性を維持することができ
る。更に、この変形の際にペンデュラム１のヒンジ１１
を保持する側の枠２は自由端側となるので、枠２に与え
る応力が小さく、ヒンジ１１に伝達する応力も小さく抑
えることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明に依れ
ば、加速度検出部の板状ペンデュラムに対してヒンジと
反対側かつヒンジの長手方向に対して垂直な２枚の固定
電極板の端面あるいは接合された枠と２枚の固定電極板
の端面に加速度検出部に使用している材料の熱膨張係数
と同じか近い熱膨張係数をもつ小片の取付部材を接合
し、取付部材の加速度検出部と反対側の面に加速度計本
体あるいは加速度計容器などの構造部と接合する構造と
することにより、加速度検出に検出部固定部との間の接
合固定が及ぼす影響を少なくする効果を奏す。
ば、加速度検出部の板状ペンデュラムに対してヒンジと
反対側かつヒンジの長手方向に対して垂直な２枚の固定
電極板の端面あるいは接合された枠と２枚の固定電極板
の端面に加速度検出部に使用している材料の熱膨張係数
と同じか近い熱膨張係数をもつ小片の取付部材を接合
し、取付部材の加速度検出部と反対側の面に加速度計本
体あるいは加速度計容器などの構造部と接合する構造と
することにより、加速度検出に検出部固定部との間の接
合固定が及ぼす影響を少なくする効果を奏す。
【図１】実施例を説明する図。
【図２】振動印加に対して生ずる実施例の変形を説明す
る図。
る図。
【図３】従来例を説明する図。
【図４】他の従来例を説明する図。
【図５】振動印加に対して生ずる従来例の変形を説明す
る図。
る図。
１ ペンデュラム １１ ヒンジ
１２１ 上側可動電極 １２２ 下側可動電極
２ 枠 ３１ 上側固定電極板
３１１ 上側固定電極 ３２ 下側固定電極板
３２１ 下側固定電極 ４ 検出部固定部
Claims (3)
- 【請求項１】 垂直方向に開口する枠に上側固定電極板
および下側固定電極板を一体に固定し、枠に対してヒン
ジを介して支持された板状のペンデュラムに上側可動電
極および下側可動電極を形成し、ペンデュラムの上下両
面を上側固定電極板の下面に形成されている上側固定電
極と下側固定電極板の下面に形成されている下側固定電
極とにより間隙を形成して挟み込む加速度検出部を検出
部固定部に固定する静電容量型加速度計において、 ヒンジの長手方向に対応する加速度検出部外表面を検出
部固定部に取り付け固定したことを特徴とする静電容量
型加速度計。 - 【請求項２】 請求項１に記載される静電容量型加速度
計において、 加速度検出部に使用している材料の熱膨張係数と同じか
或は近い熱膨張係数を有する接合部材を介して接合固定
したことを特徴とする静電容量型加速度計。 - 【請求項３】 請求項１および請求項２の内の何れかに
記載される静電容量型加速度計において、 ヒンジは検出部固定部に対する取り付固定位置とは反対
側に位置することを特徴とする静電容量型加速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001271242A JP2003075467A (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | 静電容量型加速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001271242A JP2003075467A (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | 静電容量型加速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003075467A true JP2003075467A (ja) | 2003-03-12 |
Family
ID=19096775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001271242A Pending JP2003075467A (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | 静電容量型加速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003075467A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100383532C (zh) * | 2006-04-20 | 2008-04-23 | 上海交通大学 | 抗磁性悬浮永磁转子微加速度计 |
| JP2011208995A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Mitsutoyo Corp | 静電容量センサ |
| WO2015008422A1 (ja) * | 2013-07-19 | 2015-01-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | センサ |
| JP2017133945A (ja) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサー、電子機器および移動体 |
-
2001
- 2001-09-07 JP JP2001271242A patent/JP2003075467A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100383532C (zh) * | 2006-04-20 | 2008-04-23 | 上海交通大学 | 抗磁性悬浮永磁转子微加速度计 |
| JP2011208995A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Mitsutoyo Corp | 静電容量センサ |
| WO2015008422A1 (ja) * | 2013-07-19 | 2015-01-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | センサ |
| JP2017133945A (ja) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサー、電子機器および移動体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041109 |