JP2010156704A - 圧電型三軸加速度センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 圧電セラミックス基板を厚み方向に積層された第1及び第2の圧電セラミックス基板7,9から構成する。第1の圧電セラミックス基板7の表面に、複数の表面電極を含む表面電極パターンを形成し、第2の圧電セラミックス基板9の裏面に、複数の裏面電極を含む裏面電極パターンを形成し、第1の圧電セラミックス基板7と第2の圧電セラミックス基板9との間に、複数の表面電極及び複数の裏面電極の両方に対向する複数の中間電極を配置する。第1及び第2の圧電セラミックス基板7,9には、内部に応力が発生すると、相互に対向する表面電極及び中間電極、並びに相互に対向する中間電極及び裏面電極に自発分極電荷が発生するように分極処理を施こす。
【選択図】 図1
Description
厚み方向に積層された第1及び第2の圧電セラミックス基板を備え、
前記第1の圧電セラミックス基板の前記第2の圧電セラミックス基板と対向しない表面には、X軸方向仮想線上に配置された一対のX軸表面電極,前記X軸方向仮想線と直交するY軸方向仮想線上に配置された一対のY軸表面電極及びZ軸方向の加速度を検出するための複数のZ軸表面電極と一対のX軸表面出力電極,一対のY軸表面出力電極及び複数のZ軸表面出力電極とが一対のX軸表面接続線,一対のY軸表面接続線及び複数のZ軸表面接続線を介してそれぞれ電気的に接続された表面電極パターンと、第1の裏面出力電極と、第2の裏面出力電極とが形成され、
前記第1の圧電セラミックス基板の前記第2の圧電セラミックス基板と対向する裏面または前記第2の圧電セラミックス基板の前記第1の圧電セラミックス基板と対向する表面のいずれか一方には、前記一対のX軸表面電極,前記一対のY軸表面電極及び前記複数のZ軸表面電極にそれぞれ対向する一対のX軸中間電極,一対のY軸中間電極及び複数のZ軸中間電極と、前記各中間電極に接続されて前記第1の圧電セラミックス基板または前記第2の圧電セラミックス基板の側方端面側に延びる一対のX軸中間接続線,一対のY軸中間接続線及び複数のZ軸中間接続線とを有する中間電極パターンが形成されており、
前記第2の圧電セラミックス基板の前記第1の圧電セラミックス基板と対向しない裏面には、前記一対のX軸中間電極,前記一対のY軸中間電極及び前記複数のZ軸中間電極に対向する一対のX軸裏面電極,一対のY軸裏面電極及び複数のZ軸裏面電極と、第1の裏面連結電極と、前記一対のX軸裏面電極の一方の電極と前記一対のY軸裏面電極の一方の電極と前記第1の裏面連結電極とを接続する第1の裏面接続線と、第2の裏面連結電極と、前記一対のX軸裏面電極の他方の電極と前記一対のY軸裏面電極の他方の電極と前記第2の裏面連結電極とを接続する第2の裏面接続線と、前記複数のZ軸裏面電極と前記第1の裏面接続線とを電気的に接続する第3の裏面接続線と有する裏面電極パターンが形成され、
前記一対のX軸中間接続線,前記一対のY軸中間接続線及び前記複数のZ軸中間接続線の端部は、前記第1の圧電セラミックス基板の側方端面上に該第1の圧電セラミックス基板67の周囲を囲むように線状に形成された中間印加用電極に共通接続されており、
前記第1の裏面出力電極及び前記第2の裏面出力電極と、前記第1の裏面連結電極及び前記第2の裏面連結電極とが前記第1及び第2の圧電セラミックス基板を貫通するビアホール接続体またはスルーホール接続体によりそれぞれ電気的に接続されており、
前記第1及び第2の圧電セラミックス基板は、内部に応力が発生すると、相互に対向する前記各表面電極及び前記各中間電極、並びに相互に対向する前記各中間電極及び前記各裏面電極に自発分極電荷が発生するように分極処理が施されていることを特徴とする圧電型三軸加速度センサ。
1a ベース本体
1b 突出部
3 重錘
5 圧電型加速度センサ素子
7 第1の圧電セラミックス基板
9 第2の圧電セラミックス基板
13 表面電極パターン
15 中間電極パターン
15a 中間環状電極
19 裏面電極パターン
FX1,FX2 X軸表面電極
FY1,FY2 Y軸表面電極
FZ1〜FZ4 Z軸表面電極
FL1〜FL8 表面接続線
FO5〜FO8 表面出力電極
AM 中間印加用電極
OR1 第1の裏面出力電極
OR2 第2の裏面出力電極
MX1,MX2 X軸中間電極
MY1,MY2 Y軸中間電極
MZ1〜MZ4 Z軸中間電極
ML 中間接続線
MC 中間連結電極
RX1,RX2 X軸裏面電極
RY1,RY2 Y軸裏面電極
RZ1〜RZ4 Z軸裏面電極
RC1 第1の裏面連結電極
RC2 第2の裏面連結電極
RL1 第1の裏面接続線
RL2 第2の裏面接続線
RL3 第3の裏面接続線
21,23 ビアホール接続体
Claims (5)
- 加速度の作用により圧電セラミックス基板内に生じた応力によって発生する自発分極電荷を前記加速度の検出に利用する圧電型三軸加速度センサであって、
厚み方向に積層された第1及び第2の圧電セラミックス基板を備え、
前記第1の圧電セラミックス基板の前記第2の圧電セラミックス基板と対向しない表面には、X軸方向仮想線上に配置された一対のX軸表面電極,前記X軸方向仮想線と直交するY軸方向仮想線上に配置された一対のY軸表面電極及びZ軸方向の加速度を検出するための複数のZ軸表面電極と一対のX軸表面出力電極,一対のY軸表面出力電極及び複数のZ軸表面出力電極とが一対のX軸表面接続線,一対のY軸表面接続線及び複数のZ軸表面接続線を介してそれぞれ電気的に接続された表面電極パターンと、一対のX軸裏面出力電極,一対のY軸裏面出力電極及び複数のZ軸裏面出力電極と、一対のX軸中間印加用電極,一対のY軸中間印加用電極及び複数のZ軸中間印加用電極とが形成されており、
前記第1の圧電セラミックス基板の前記第2の圧電セラミックス基板と対向する裏面及び前記第2の圧電セラミックス基板の前記第1の圧電セラミックス基板と対向する表面のいずれか一方には、前記一対のX軸表面電極,前記一対のY軸表面電極及び前記複数のZ軸表面電極にそれぞれ対向する一対のX軸中間電極,一対のY軸中間電極及び複数のZ軸中間電極と一対のX軸中間連結電極,一対のY軸中間連結電極及び複数のZ軸中間連結電極とが一対のX軸中間接続線,一対のY軸中間接続線及び複数のZ軸中間接続線を介してそれぞれ電気的に接続された中間電極パターンが形成されており、
前記第2の圧電セラミックス基板の前記第1の圧電セラミックス基板と対向しない裏面には、前記一対のX軸中間電極,前記一対のY軸中間電極及び前記複数のZ軸中間電極にそれぞれ対向する一対のX軸裏面電極,一対のY軸裏面電極及び複数のZ軸裏面電極と、一対のX軸裏面連結電極,一対のY軸裏面連結電極及び複数のZ軸裏面連結電極とが一対のX軸裏面接続線,一対のY軸裏面接続線及び複数のZ軸裏面接続線を介してそれぞれ電気的に接続された裏面電極パターンが形成され、
前記一対のX軸裏面出力電極,前記一対のY軸裏面出力電極及び前記複数のZ軸裏面出力電極と、前記一対のX軸裏面連結電極,前記一対のY軸裏面連結電極及び前記複数のZ軸裏面連結電極とが前記第1及び第2の圧電セラミックス基板を貫通するビアホール接続体またはスルーホール接続体によりそれぞれ電気的に接続されており、
前記一対のX軸中間印加用電極,前記一対のY軸中間印加用電極及び前記複数のZ軸中間印加用電極と、前記一対のX軸中間連結電極,前記一対のY軸中間連結電極及び前記複数のZ軸中間連結電極とが前記第1の圧電セラミックス基板を貫通するビアホール接続体またはスルーホール接続体によりそれぞれ電気的に接続されており、
前記第1及び第2の圧電セラミックス基板は、内部に応力が発生すると、相互に対向する前記各表面電極と前記各中間電極との間、及び相互に対向する前記各中間電極と前記各裏面電極との間に自発分極電荷が発生するように分極処理が施されていることを特徴とする圧電型三軸加速度センサ。 - 加速度の作用により圧電セラミックス基板内に生じた応力によって発生する自発分極電荷を前記加速度の検出に利用する圧電型三軸加速度センサであって、
厚み方向に積層された第1及び第2の圧電セラミックス基板を備え、
前記第1の圧電セラミックス基板の前記第2の圧電セラミックス基板と対向しない表面には、X軸方向仮想線上に配置された一対のX軸表面電極,前記X軸方向仮想線と直交するY軸方向仮想線上に配置された一対のY軸表面電極及びZ軸方向の加速度を検出するための複数のZ軸表面電極と一対のX軸表面出力電極,一対のY軸表面出力電極及び複数のZ軸表面出力電極とが一対のX軸表面接続線,一対のY軸表面接続線及び複数のZ軸表面接続線を介してそれぞれ電気的に接続された表面電極パターンと、一対のX軸裏面出力電極,一対のY軸裏面出力電極及び複数のZ軸裏面出力電極と、一対のX軸中間印加用電極,一対のY軸中間印加用電極及び複数のZ軸中間印加用電極と、前記一対のX軸裏面出力電極,前記一対のY軸裏面出力電極及び前記複数のZ軸裏面出力電極にそれぞれ接続されて前記第1の圧電セラミックス基板の側方端面側に延びる一対のX軸裏面対応導通線,一対のY軸裏面対応導通線及び複数のZ軸裏面対応導通線と、前記一対のX軸中間印加用電極,前記一対のY軸中間印加用電極及び前記複数のZ軸中間印加用電極にそれぞれ接続されて前記第1の圧電セラミックス基板の側方端面側に延びる一対のX軸中間対応導通線,一対のY軸中間対応導通線及び複数のZ軸中間対応導通線とが形成されており、
前記第1の圧電セラミックス基板の前記第2の圧電セラミックス基板と対向する裏面及び前記第2の圧電セラミックス基板の前記第1の圧電セラミックス基板と対向する表面のいずれか一方には、前記一対のX軸表面電極,前記一対のY軸表面電極及び前記複数のZ軸表面電極にそれぞれ対向する一対のX軸中間電極,一対のY軸中間電極及び複数のZ軸中間電極と、前記各中間電極に接続されて前記第1の圧電セラミックス基板または前記第2の圧電セラミックス基板の側方端面側に延びる一対のX軸中間接続線,一対のY軸中間接続線及び複数のZ軸中間接続線とを有する中間電極パターンが形成されており、
前記第2の圧電セラミックス基板の前記第1の圧電セラミックス基板と対向しない裏面には、前記一対のX軸中間電極,前記一対のY軸中間電極及び前記複数のZ軸中間電極にそれぞれ対向する一対のX軸裏面電極,一対のY軸裏面電極及び複数のZ軸裏面電極と、前記各裏面電極にそれぞれ接続されて前記第2の圧電セラミックス基板の側方端面側に延びる一対のX軸裏面接続線,一対のY軸裏面接続線及び複数のZ軸裏面接続線とを有する裏面電極パターンが形成されており、
前記一対のX軸裏面対応導通線,前記一対のY軸裏面対応導通線及び前記複数のZ軸裏面対応導通線と前記一対のX軸裏面接続線,前記一対のY軸裏面接続線及び前記複数のZ軸裏面接続線とが前記第1及び第2の圧電セラミックス基板の側方端面上を延びる導電部によりそれぞれ電気的に接続されており、
前記一対のX軸中間対応導通線,前記一対のY軸中間対応導通線及び前記複数のZ軸中間対応導通線と前記一対のX軸中間接続線,前記一対のY軸中間接続線及び前記複数のZ軸中間接続線とが前記第1の圧電セラミックス基板の側方端面上を延びる導電部によりそれぞれ電気的に接続されており、
前記第1及び第2の圧電セラミックス基板は、内部に応力が発生すると、相互に対向する前記各表面電極と前記各中間電極との間、及び相互に対向する前記各中間電極と前記各裏面電極との間に自発分極電荷が発生するように分極処理が施されていることを特徴とする圧電型三軸加速度センサ。 - 前記中間電極パターンは、前記第1の圧電セラミックス基板の前記第2の圧電セラミックス基板と対向する裏面、または前記第2の圧電セラミックス基板の前記第1の圧電セラミックス基板と対向する表面のいずれか一方に形成された厚膜または薄膜からなることを特徴とする請求項1または2に記載の圧電型三軸加速度センサ。
- 前記第1の圧電セラミックス基板には、前記第1の圧電セラミックス基板の前記表面を覆う第1のセラミックス保護板が接合され、
前記第2の圧電セラミックス基板には、前記第2の圧電セラミックス基板の前記裏面を覆う第2のセラミックス保護板が接合され、
前記第1のセラミックス保護板の前記第1の圧電セラミックス基板と対向しない表面には、前記第1の圧電セラミックス基板の表面に形成された各出力電極と電気的に接続されたセラミックス保護板上出力電極が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の圧電型三軸加速度センサ。 - 前記第1のセラミックス保護板,前記第1の圧電セラミックス基板,前記第2の圧電セラミックス基板及び前記第2のセラミックス保護板は、いずれも同材質のセラミックスによって形成されていることを特徴とする請求項4に記載の圧電型三軸加速度センサ。
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