JP2010048650A - 加速度スイッチ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】加速度スイッチ003のシミュレーションを行うことにより、梁の数が1本の場合でも、平面方向にほぼ均一な感度を持つことが確認できた。梁の数が最も少ない場合が最も感度がよいため、無指向性を保って高感度を得るためには、梁の数が1本の場合が最適であると言える。
【選択図】 図2
Description
[加速度スイッチの構成と動作]
図1は意匠登録1310053に見られる質量体内部の空間に対向電極を持つ、無指向性加速度スイッチ001の構成を説明する、上面側から見た図である。101は加速度スイッチ001の周辺部(外枠)、102から105は重り106を支える梁。107は対向電極である。しかし梁が4本と多く複雑なため、詳細の説明は図1に代わって梁が1本の場合について、図2を用いて行う。
[重りを1本の梁で支えた場合の平面方向の変位]
計算に用いたスイッチ構造を図6に示す。図6は加速度スイッチ003の上面図であり、X−Y平面上にX軸、Y軸の交点を(0、0)として描いた。図7は図6のX軸方向の断面図である。ここでは重りの変位に注目したため、中心の対向電極は省いてある。また図6は図2から図4で説明した加速度スイッチのように加速度スイッチの全体ではなく、シミュレーションに必要な可動部分を含む構造体部分のみを描いている。計算は重りの最大変位について行い、また梁の厚さを20マイクロメーターおよび40マイクロメーターの2種類の場合について計算した。シミュレーションのためのシミュレーターはコベンターを使用した。
シミュレーションモデルの左半分の寸法。(構造体の厚みは左右共同じ。単位はマイクロメーター)
重り内の半径(a): 100
重り外形の半径(b): 585
外枠の半径(c): 635
梁の内側の半径(d): 605
梁の外形の半径(e): 615
梁の幅(f): 10
梁と外枠との間隔(g): 20
梁と重り外形との間隔(g): 20
梁の厚さ(h): 20 および 40
重りの厚さ(i): 350
ヤング率 : 165GPa
ポアソン比 : 0.30
密度 : 2500Kg/立法メートル
梁の厚さが20マイクロメーターの場合の重りの変位。(単位はマイクロメーター)
X方向の最大変位:23.67
Y方向の最大変位: 3.42
梁の厚さが40マイクロメーターの場合の重りの変位。(単位はマイクロメーター)
X方向の最大変位:12.17
Y方向の最大変位: 1.87
梁の厚さが20マイクロメーターの場合の重りの変位。(単位はマイクロメーター)
Y方向の最大変位:23.70
X方向の最大変位: 0.65
梁の厚さが40マイクロメーターの場合の重りの変位。(単位はマイクロメーター)
Y方向の最大変位:12.09
X方向の最大変位: 0.34
1) X軸方向に加速度を加えた場合のX軸方向の最大変位とY軸方向に加速度を加えた場合のY軸方向の最大変位との差は2.5%程度であり、X、Y方向にほぼ同等の変位を示す。
2) X軸方向に加速度を加えた場合、傾きとしてY方向へ変位する量(Y方向の最大変位)は、X方向の最大変位の14%程度(梁の厚さが20マイクロメーターの場合)、および15%程度(梁の厚さが40マイクロメーターの場合)である。
3) Y軸方向に加速度を加えた場合、傾きとしてX方向へ変異する量(X方向の最大変位)は、Y方向の最大変位の2.7%程度(梁の厚さが20マイクロメーターの場合)、および2.8%程度(梁の厚さが40マイクロメーターの場合)である。
以上のことから高感度で等方的な感度をもたせるためには、1本梁の場合が最適であるといえる。なお梁は上記では一巻きとなっているが、二巻き、三巻き等の多重巻きでも良い。
101 加速度スイッチ001の周辺部
102 加速度スイッチ001の梁部分
103 加速度スイッチ001の梁部分
104 加速度スイッチ001の梁部分
105 加速度スイッチ001の梁部分
106 加速度スイッチ001の重り部分
107 加速度スイッチ001の対向電極
002 意匠文献にある無指向性の加速度スイッチを単純化した加速度スイッチ
201 加速度スイッチ002の周辺部
202 加速度スイッチ002の梁部分
203 加速度スイッチ002の重り部分
204 加速度スイッチ002の対向電極
205 加速度スイッチ002の第1基板
206 加速度スイッチ002の第3基盤
207 加速度スイッチ002の貫通電極
208 加速度スイッチ002の貫通電極
003 シミュレーションに用いた加速度スイッチ
301 加速度スイッチ003の周辺部
302 加速度スイッチ003の梁部分
303 加速度スイッチ003の重り部分
Claims (1)
- 内側に空間を持つ質量体と、前記質量体を支え、かつ前記質量体を取り囲むように配置される、螺旋状、円弧状、多角形状または前記形状の組み合わせによる形状の梁と、前記質量体の前記空間に対向電極を持つ加速度スイッチにおいて、前記梁が1本で前記質量体を支えていることを特徴とする、
加速度スイッチ。
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- 2008-08-21 JP JP2008212642A patent/JP2010048650A/ja active Pending
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- 2009-08-18 WO PCT/JP2009/064687 patent/WO2010021395A1/ja active Application Filing
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