JP2722939B2 - Acceleration sensor - Google Patents

Acceleration sensor

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JP2722939B2
JP2722939B2 JP12729092A JP12729092A JP2722939B2 JP 2722939 B2 JP2722939 B2 JP 2722939B2 JP 12729092 A JP12729092 A JP 12729092A JP 12729092 A JP12729092 A JP 12729092A JP 2722939 B2 JP2722939 B2 JP 2722939B2
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acceleration
hybrid
piezoelectric elements
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parallel
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宗治 山下
純 多保田
利弘 水野
二郎 井上
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主として車載用エアバ
ッグ装置に組み込んで使用される加速度センサの構成に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a configuration of an acceleration sensor mainly used in a vehicle airbag device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の加速度センサには、加速度検出素
子としての圧電体素子を用いることにより、図5及び図
6で示すように構成されてなるものがある。
2. Description of the Related Art Some conventional acceleration sensors are configured as shown in FIGS. 5 and 6 by using a piezoelectric element as an acceleration detecting element.

【0003】すなわち、この圧電式加速度センサは、加
速度検出素子を構成する圧電体素子21と、これから出
力された検出信号の処理回路を含むハイブリッドIC2
2と、金属ベース板23と、シールドケース24とを備
えている。そして、圧電体素子21とハイブリッドIC
22とは、金属ベース板23の表面上に搭載されたうえ
でシールドケース24によって封止されている。また、
このとき、圧電体素子21は、金属ベース板23の表面
上に配設された台座25を介して片持ち状に支持されて
おり、その支持面と直交する垂直方向Cの加速度が作用
するのに伴って遊端部がたわむことにより、作用する加
速度の大きさに応じた検出信号を出力するようになって
いる。
That is, this piezoelectric acceleration sensor has a hybrid IC 2 including a piezoelectric element 21 constituting an acceleration detecting element and a processing circuit for a detection signal outputted from the piezoelectric element 21.
2, a metal base plate 23, and a shield case 24. Then, the piezoelectric element 21 and the hybrid IC
22 is mounted on the surface of the metal base plate 23 and sealed by the shield case 24. Also,
At this time, the piezoelectric element 21 is supported in a cantilever manner via a pedestal 25 disposed on the surface of the metal base plate 23, and acceleration in the vertical direction C orthogonal to the support surface acts thereon. As a result, the free end bends to output a detection signal corresponding to the magnitude of the acting acceleration.

【0004】さらに、この圧電体素子21の両表面それ
ぞれとハイブリッドIC22とは、リード線26を介し
て個別的に接続されている。なお、図中の符号27は、
金属ベース板23との絶縁状態を確保しつつ、その厚み
方向に沿って貫通したうえで外部に突出した外部接続用
ピン端子を示している。
Further, both surfaces of the piezoelectric element 21 and the hybrid IC 22 are individually connected via lead wires 26. In addition, the code | symbol 27 in a figure is
3 shows external connection pin terminals that penetrate along the thickness direction thereof and protrude to the outside while ensuring an insulating state with the metal base plate 23.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来構
成とされた加速度センサにおいては、圧電体素子21が
片持ち状に支持されており、作用する加速度に応じて曲
げ変形する構造となっているため、過大な加速度が作用
した場合には、その遊端部が大きく振り動かされる結
果、圧電体素子21自体の破壊を招いてしまうことがあ
り、良好な耐衝撃性を得ることができにくいという不都
合があった。そして、この従来例では、圧電体素子21
とハイブリッドIC22との間をリード線26によって
接続しているため、リード線26のそれぞれが振動に伴
う金属疲労によって断線してしまうおそれがある。な
お、断線を防ぐためには、リード線26の線径を大きく
して強度の増大を図ることも考えられるのであるが、こ
のようにした場合には、加速度の作用に伴う振動によっ
て質量の大きなリード線26が共振を起こすこともあ
り、圧電体素子21の加速度検出動作に悪影響を及ぼす
ことにもなりかねなかった。
In the conventional acceleration sensor, the piezoelectric element 21 is supported in a cantilever manner, and has a structure that bends and deforms in accordance with the applied acceleration. Therefore, when an excessive acceleration is applied, the free end portion is largely swung, which may result in breakage of the piezoelectric element 21 itself, and it is difficult to obtain good impact resistance. There was an inconvenience. In this conventional example, the piezoelectric element 21
And the hybrid IC 22 are connected by the lead wires 26, each of the lead wires 26 may be disconnected due to metal fatigue caused by vibration. In order to prevent the disconnection, it is conceivable to increase the wire diameter of the lead wire 26 to increase the strength. However, in such a case, a lead having a large mass due to vibration caused by the action of the acceleration is considered. The line 26 may cause resonance, which may adversely affect the acceleration detection operation of the piezoelectric element 21.

【0006】さらにまた、圧電体素子21やその支持面
と直交する垂直方向Cの加速度を検出する従来構成の加
速度センサでは、加速度の作用によって圧電体素子21
の支持部分がたわむことのない強固な構成を採用する必
要がある関係上、圧電体素子21とハイブリッドIC2
2とを金属ベース板23の表面上に搭載したうえ、この
金属ベース板23によってシールドケース24の開放面
を閉塞している。しかしながら、このような構成とした
場合には、重量が重く、しかも、値段の高い金属ベース
板23を用いるために、加速度センサの全体形状が大型
化することになるばかりか、この加速度センサ自体を被
測定物に対して強固に取り付けなければならず、結局は
コストアップを招いてしまうことになっていた。
Further, in the conventional acceleration sensor for detecting acceleration in the vertical direction C orthogonal to the piezoelectric element 21 and its supporting surface, the piezoelectric element 21
The piezoelectric element 21 and the hybrid IC 2 need to adopt a strong configuration in which the support portion of the piezoelectric element 21 does not bend.
2 is mounted on the surface of the metal base plate 23, and the open surface of the shield case 24 is closed by the metal base plate 23. However, in the case of such a configuration, the weight of the metal base plate 23 which is heavy and expensive is used, so that not only does the overall shape of the acceleration sensor become large, but also the acceleration sensor itself becomes large. It must be firmly attached to the object to be measured, which eventually leads to an increase in cost.

【0007】本発明は、このような不都合に鑑みて創案
されたものであって、リード線及び金属ベース板を用い
る必要がなく、比較的剛性の低い部材を用いながらも加
速度検出素子の耐衝撃性を高めることができ、かつ、信
頼性が高く、しかも、その全体形状の小型化を図ること
ができる加速度センサの提供を目的としている。
The present invention has been made in view of such inconvenience, and does not require the use of a lead wire and a metal base plate. It is an object of the present invention to provide an acceleration sensor which can enhance the reliability, has high reliability, and can reduce its overall shape.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる加速度セ
ンサは、一対の信号取り出し用電極が表面上に並列形成
されたハイブリッドIC基板と、信号取り出し用電極間
に架設された加速度検出素子とを備えたものであり、こ
の加速度検出素子は、各々の分極方向がハイブリッドI
C基板の表面に平行する向きとされ、かつ、分極方向の
それぞれが互いに逆向きとされた一対の圧電体素子と、
これら間に架設されたウェイト(重り)とを具備してお
り、圧電体素子それぞれの分極方向と平行する一面同士
はウェイトを介して導通接続される一方、圧電体素子そ
れぞれの分極方向と平行する他面は信号取り出し用電極
の各々と個別に導通接続されている。なお、ここにいう
ハイブリッドIC基板とは、加速度検出素子から出力さ
れた検出信号の処理回路を含むハイブリッドICを絶縁
基板内に組み込んだうえで一体化したものである。
An acceleration sensor according to the present invention comprises a hybrid IC substrate having a pair of signal extracting electrodes formed on a surface thereof in parallel, and an acceleration detecting element provided between the signal extracting electrodes. In this acceleration detecting element, each polarization direction is a hybrid I
A pair of piezoelectric elements which are oriented parallel to the surface of the C substrate and whose polarization directions are opposite to each other;
A weight (weight) is provided between them, and one surface of each of the piezoelectric elements parallel to the polarization direction is electrically connected to each other via the weight while being parallel to the polarization direction of each of the piezoelectric elements. The other surface is individually and electrically connected to each of the signal extraction electrodes. The hybrid IC board referred to herein is a hybrid IC board including a processing circuit for a detection signal output from the acceleration detecting element, which is integrated into an insulating board.

【0009】あるいはまた、この加速度検出素子は、各
々の分極方向がハイブリッドIC基板の表面に平行する
向きとされ、かつ、分極方向のそれぞれが互いに逆向き
とされた一対の圧電体素子を具備しており、圧電体素子
それぞれの分極方向と直交する一面同士は互いに密着し
て導通接続される一方、圧電体素子それぞれの分極方向
と直交する他面は信号取り出し用電極の各々と個別に導
通接続されたものであってもよい。
[0009] Alternatively, the acceleration detecting element includes a pair of piezoelectric elements in which each polarization direction is parallel to the surface of the hybrid IC substrate and each polarization direction is opposite to each other. The surfaces orthogonal to the polarization direction of each piezoelectric element are closely connected to each other and electrically connected, while the other surfaces orthogonal to the polarization direction of each piezoelectric element are individually electrically connected to each of the signal extraction electrodes. May be done.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1は本実施例に係る加速度センサの全体
構成を示す一部破断斜視図、図2はその要部である加速
度検出素子を拡大して示す斜視図であり、この加速度セ
ンサは、ハイブリッドIC基板1と、加速度検出素子2
と、この加速度検出素子2のみを覆ってハイブリッドI
C基板1の表面上に固着されたシールドケース3とを備
えている。すなわち、このハイブリッドIC基板1は、
図1で示すように、加速度検出素子2から出力された検
出信号の処理回路を含むハイブリッドIC(図示してい
ない)を所定厚みの絶縁基板4内に組み込んで一体化し
たものであり、この絶縁基板4の表面(図では上側面)
上には内蔵したハイブリッドICと接続された少なくと
も一対の信号取り出し用電極5,6が並列形成されてい
る。そして、このハイブリッドIC基板1の表面上に形
成された信号取り出し用電極5,6間には加速度検出素
子2が架設される一方、ハイブリッドIC基板1自体に
は複数本の外部接続用ピン端子7が配設されており、こ
れらのピン端子7はハイブリッドIC基板1をその厚み
方向に沿って貫通したうえで外部にまで突出させられて
いる。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing the entire configuration of an acceleration sensor according to this embodiment, and FIG. 2 is an enlarged perspective view showing an acceleration detecting element which is a main part thereof. Hybrid IC substrate 1 and acceleration detecting element 2
And the hybrid I covering only the acceleration detecting element 2
And a shield case 3 fixed on the surface of the C substrate 1. That is, this hybrid IC substrate 1
As shown in FIG. 1, a hybrid IC (not shown) including a processing circuit for a detection signal output from the acceleration detection element 2 is integrated into an insulating substrate 4 having a predetermined thickness. Surface of substrate 4 (upper side in the figure)
At least a pair of signal extraction electrodes 5 and 6 connected to the built-in hybrid IC are formed in parallel on the upper side. The acceleration detecting element 2 is provided between the signal extraction electrodes 5 and 6 formed on the surface of the hybrid IC substrate 1, while a plurality of external connection pin terminals 7 are provided on the hybrid IC substrate 1 itself. These pin terminals 7 penetrate the hybrid IC substrate 1 along the thickness direction thereof and are projected to the outside.

【0012】一方、加速度検出素子2は、図2で示すよ
うに、各々の分極(軸)方向A1,A2がともにハイブリ
ッドIC基板1の表面に平行する向きとして設定され、
かつ、分極方向A1,A2のそれぞれが互いに向かい合う
逆向きとされた一対の圧電体素子8,9を備えるととも
に、これら間に架設された導電性素材製のウェイト10
を具備している。そして、圧電体素子8,9それぞれの
分極方向A1,A2と平行する一面(図では上側面)8
a,9a同士はウェイト10を介して互いに導通接続さ
れる一方、圧電体素子8,9それぞれの分極方向A1
2と平行する他面(図では下側面)8b,9bはハイ
ブリッドIC基板1の表面上に並列形成された信号取り
出し用電極5,6の各々と個別的に導通接続されてい
る。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the acceleration detecting element 2 has its polarization (axial) directions A 1 and A 2 both set to be parallel to the surface of the hybrid IC substrate 1.
In addition, a pair of piezoelectric elements 8 and 9 whose polarization directions A 1 and A 2 are opposite to each other and are opposite to each other are provided, and a weight 10 made of a conductive material bridged therebetween.
Is provided. One surface (upper surface in the figure) 8 parallel to the polarization directions A 1 and A 2 of the piezoelectric elements 8 and 9, respectively.
a, 9a are electrically connected to each other via a weight 10, while the polarization directions A 1 ,
Other surface parallel to the A 2 (lower side in the figure) 8b, 9b are electrically connected individually with each of the hybrid IC signal extraction electrodes 5 and 6 in parallel formed on the surface of the substrate 1.

【0013】すなわち、これらの圧電体素子8,9と信
号取り出し用電極5,6とは接着剤(図示していない)
を用いて固着される一方、ニッケル合金などを用いて形
成されたウェイト10は同様の接着剤(図示していな
い)を用いることによって圧電体素子8,9上に架橋状
として固着されている。そこで、これらの圧電体素子
8,9それぞれの一面8a,9a同士は、ウェイト10
が導電性を有していることにより、電気的な短絡状態と
されていることになる。なお、このとき、加速度検出素
子2を構成する圧電体素子8,9それぞれの分極方向A
1,A2を上記とは反対の互いに遠ざかる向きとしておい
てもよいし、導電性を有していないセラミック材料を用
いることによってブロック状のウェイト10を形成した
うえ、このウェイト10の一面上に圧電体素子8,9そ
れぞれの一面8a,9a同士を導通接続するための導電
層を形成しておいてもよいことは勿論である。
That is, the piezoelectric elements 8 and 9 and the signal extraction electrodes 5 and 6 are bonded with an adhesive (not shown).
On the other hand, the weight 10 formed by using a nickel alloy or the like is fixed on the piezoelectric elements 8 and 9 in a cross-linked manner by using a similar adhesive (not shown). Therefore, one surface 8a, 9a of each of these piezoelectric elements 8, 9 is
Is electrically conductive, which means that it is in an electrically short-circuit state. At this time, the polarization direction A of each of the piezoelectric elements 8 and 9 constituting the acceleration detecting element 2 is set.
1 and A 2 may be set in the opposite directions away from each other, or a block-shaped weight 10 may be formed by using a non-conductive ceramic material. Needless to say, a conductive layer may be formed for electrically connecting the surfaces 8a, 9a of the piezoelectric elements 8, 9 respectively.

【0014】さらに、シールドケース3は、金属や樹脂
などを用いることによって有底筒形として形成されたも
のであり、加速度検出素子2を構成する一対の圧電体素
子8,9及びウェイト10のみを覆ったうえでハイブリ
ッドIC基板1の表面上に絶縁性接着剤(図示していな
い)などを用いて固着されている。なお、このシールド
ケース3は加速度センサの使用条件などに応じて取り付
けられるものであり、必ずしも用いられてなくてもよい
ものである。
Further, the shield case 3 is formed as a bottomed cylindrical shape by using a metal, a resin, or the like, and includes only a pair of piezoelectric elements 8 and 9 and a weight 10 constituting the acceleration detecting element 2. After being covered, it is fixed on the surface of the hybrid IC substrate 1 using an insulating adhesive (not shown) or the like. The shield case 3 is attached according to the conditions of use of the acceleration sensor and the like, and need not always be used.

【0015】そこで、このような構成とされた加速度検
出素子2が組み込まれた加速度センサにおいて、外部か
ら圧電体素子8,9の並列方向Aに沿って加速度が作用
すると、ウェイト10は加速度の作用方向Aに沿って揺
り動かされることになり、かつ、ハイブリッドIC基板
1の表面と平行な方向に沿って移動しようとするから、
ハイブリッドIC基板1上に形成された信号取り出し用
電極5,6の各々とウェイト10との間に配設された圧
電体素子8,9のそれぞれにはせん断歪みが生じること
になり、圧電体素子8,9それぞれの両主表面、すなわ
ち、一面8a,9a及び他面8b,9bのそれぞれには
正負逆の電荷が発生することになる。そして、このと
き、圧電体素子8,9それぞれの分極方向A1,A2が互
いに逆向きとされており、しかも、その変位側主表面で
ある一面8a,9a同士がウェイト10を介して電気的
に短絡されているから、一方の圧電体素子8(9)の変
位側主表面に正の電荷が発生したとすると、他方の圧電
体素子9(8)の変位側主表面には負の電荷が発生する
ことになり、これらの正負の電荷はウェイト10を介し
て相殺されることになる。
In the acceleration sensor incorporating the acceleration detecting element 2 having such a configuration, when an acceleration acts on the piezoelectric elements 8 and 9 in a parallel direction A from outside, the weight 10 acts on the acceleration element. Since it will be swung along the direction A and will move along the direction parallel to the surface of the hybrid IC substrate 1,
A shear strain occurs in each of the piezoelectric elements 8 and 9 disposed between each of the signal extraction electrodes 5 and 6 formed on the hybrid IC substrate 1 and the weight 10, and the piezoelectric element Opposite charges are generated on both main surfaces 8 and 9, that is, on one surface 8 a, 9 a and the other surface 8 b, 9 b. At this time, the polarization directions A 1 and A 2 of the piezoelectric elements 8 and 9 are opposite to each other, and the surfaces 8 a and 9 a that are the displacement-side main surfaces are electrically connected via the weight 10. If a positive charge is generated on the displacement-side main surface of one of the piezoelectric elements 8 (9), a negative charge is generated on the displacement-side main surface of the other piezoelectric element 9 (8). Charges will be generated, and these positive and negative charges will be canceled via the weight 10.

【0016】また、これらの圧電体素子8,9は信号取
り出し用電極5,6と個別に導通接続されているのであ
るから、圧電体素子8,9それぞれの固定側主表面、す
なわち、他面8b,9bに発生した電荷がそれぞれ信号
取り出し用電極5,6を通じて取り出されることにな
り、これによって加速度検出素子2に作用した加速度の
方向及び大きさが検出される。そして、上記構成とされ
た本実施例においては、検出すべき加速度がハイブリッ
ドIC基板1の表面と平行に作用するのであるから、検
出すべき加速度によってハイブリッドIC基板1が変形
させられる度合いは少ないことになる。さらに、以上と
は異なる方向の加速度成分が作用することによってハイ
ブリッドIC基板1が変形するようなことがあったとし
ても、その変形は加速度検出時における圧電体素子8,
9の歪み方向とは異なる方向に沿って生じることになる
から、圧電体素子8,9による加速度の検出動作にはさ
ほどの影響を及ぼさない。したがって、このハイブリッ
ドIC基板1の有する剛性を特に増やしたり、強固に支
持したりする必要はないことになる。
Since these piezoelectric elements 8 and 9 are individually and electrically connected to the signal extraction electrodes 5 and 6, respectively, the fixed-side main surfaces of the piezoelectric elements 8 and 9, that is, the other surfaces are provided. The electric charges generated in 8b and 9b are extracted through the signal extraction electrodes 5 and 6, respectively, whereby the direction and magnitude of the acceleration acting on the acceleration detecting element 2 are detected. In the present embodiment having the above-described configuration, the acceleration to be detected acts in parallel with the surface of the hybrid IC substrate 1, so that the degree to which the hybrid IC substrate 1 is deformed by the acceleration to be detected is small. become. Furthermore, even if the hybrid IC substrate 1 is deformed due to an acceleration component acting in a direction different from the above, the deformation is caused by the piezoelectric elements 8 and 8 when the acceleration is detected.
Since the distortion occurs in a direction different from the distortion direction 9, the acceleration detecting operation by the piezoelectric elements 8 and 9 is not significantly affected. Therefore, there is no need to particularly increase the rigidity of the hybrid IC substrate 1 or to firmly support it.

【0017】ところで、以上の説明においては、加速度
検出素子2が図2で示すような構成を有するものとして
いるが、これに限定されるものではなく、図3や図4の
変形例でそれぞれ示すような構成とされていてもよいこ
とはいうまでもない。
In the above description, the acceleration detecting element 2 has the configuration as shown in FIG. 2, but is not limited to this, and is shown in the modified examples of FIGS. 3 and 4, respectively. It goes without saying that such a configuration may be adopted.

【0018】すなわち、図3で示す第1の変形例におけ
る加速度検出素子2は、各々の分極方向A1,A2がとも
にハイブリッドIC基板1の表面に平行する向きとされ
ており、かつ、分極方向A1,A2のそれぞれが互いに逆
向きとされた一対の圧電体素子8,9と、これら間に架
設されて導電性を有するウェイト10とを具備してい
る。そして、圧電体素子8,9それぞれの分極方向
1,A2と平行する一面8a,9a同士はこれらの間に
挟み込まれたウェイト10を介して互いに導通接続され
る一方、圧電体素子8,9それぞれの分極方向A1,A2
と平行する他面8b,9bは導電性を有するブロック状
の支持部材11,12を介して信号取り出し用電極5,
6の各々と個別的に導通接続されている。なお、ここ
で、支持部材11,12のそれぞれは、ウェイト10と
同様の導電性素材を用いて形成されたものである。
That is, in the acceleration detecting element 2 in the first modified example shown in FIG. 3, both the polarization directions A 1 and A 2 are oriented parallel to the surface of the hybrid IC substrate 1, and The piezoelectric device includes a pair of piezoelectric elements 8 and 9 whose directions A 1 and A 2 are opposite to each other, and a conductive weight 10 that is bridged therebetween. The surfaces 8a and 9a of the piezoelectric elements 8 and 9 which are parallel to the polarization directions A 1 and A 2 are electrically connected to each other via a weight 10 sandwiched therebetween, while the piezoelectric elements 8 and 9 are electrically connected to each other. 9 Each polarization direction A 1 , A 2
The other surfaces 8b and 9b parallel to the electrodes 5b and 9b are connected to the signal extraction electrodes 5 through the support members 11 and 12 having a conductive shape.
6 are individually and electrically connected to each other. Here, each of the support members 11 and 12 is formed by using the same conductive material as the weight 10.

【0019】そこで、この加速度検出素子2が組み込ま
れた加速度センサにおいて、外部から圧電体素子8,9
の並列方向Aと直交する方向Bに沿って加速度が作用し
た場合には、上述したと同様の加速度検出動作が行われ
ることになる。
Therefore, in the acceleration sensor incorporating the acceleration detecting element 2, the piezoelectric elements 8, 9 are externally provided.
When the acceleration acts along the direction B orthogonal to the parallel direction A, the same acceleration detection operation as described above is performed.

【0020】さらにまた、図4で示す第2の変形例にお
ける加速度検出素子2は、分極方向A1,A2がハイブリ
ッドIC基板1の表面と平行で、かつ、互いに逆向きと
された一対の圧電体素子8,9を具備しており、これら
の圧電体素子8,9は、分極方向A1,A2と直交する各
々の一面8c,9c同士が互いに密着して導通接続され
ることによって一体化されている。そして、圧電体素子
8,9それぞれの分極方向A1,A2と直交する他面8
d,9dの各々は、導電性を有するブロック状の支持部
材13,14を介して信号取り出し用電極5,6の各々
と個別的に導通接続されている。すなわち、支持部材1
3,14は、圧電体素子8,9それぞれの他面8d,9
dの両端部に当接することによって互いに一体化された
圧電体素子8,9を挟み込んで支持する平面視「コ」字
状とされたものであり、支持部材13,14のそれぞれ
は、導電性接着剤(図示していない)を用いて信号取り
出し用電極5,6に固着されている。
Further, the acceleration detecting element 2 in the second modification shown in FIG. 4 has a pair of polarization directions A 1 and A 2 parallel to the surface of the hybrid IC substrate 1 and opposite to each other. Piezoelectric elements 8 and 9 are provided, and these piezoelectric elements 8 and 9 are formed such that respective surfaces 8c and 9c orthogonal to the polarization directions A 1 and A 2 are in close contact with each other and electrically connected. It is integrated. Then, the other surface 8 orthogonal to the polarization directions A 1 and A 2 of the piezoelectric elements 8 and 9 respectively.
Each of d and 9d is individually and electrically connected to each of the signal extracting electrodes 5 and 6 via conductive support members 13 and 14 having a block shape. That is, the support member 1
Reference numerals 3 and 14 denote other surfaces 8d and 9 of the piezoelectric elements 8 and 9, respectively.
The support members 13 and 14 each have a U-shape in plan view in which the piezoelectric elements 8 and 9 integrated with each other by being in contact with both ends of the support member d are sandwiched and supported. It is fixed to the signal extraction electrodes 5 and 6 using an adhesive (not shown).

【0021】そこで、このような構成の加速度検出素子
2が組み込まれた加速度センサにおいて、外部から圧電
体素子8,9の並列方向A、すなわち、これらの密着方
向に沿う加速度が作用した場合には、互いに一体化され
た圧電体素子8,9の中央部自体が加速度の作用に伴っ
てたわむことになり、上述したと同様の加速度検出動作
が行われることになる。
Therefore, in an acceleration sensor incorporating the acceleration detecting element 2 having such a configuration, when an acceleration is applied from the outside in the parallel direction A of the piezoelectric elements 8 and 9, that is, in the direction in which the piezoelectric elements 8 and 9 are in close contact with each other. The central portions of the piezoelectric elements 8 and 9 integrated with each other bend with the action of acceleration, and the same acceleration detection operation as described above is performed.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る加速
度センサによれば、加速度の作用を受ける圧電体素子の
全面あるいはまた少なくとも両端部が信号取り出し用電
極を直接的または間接的に介してハイブリッドIC基板
によって支持されているのであるから、例え過大な加速
度が作用することがあったとしても圧電体素子自体が大
きく曲げ変形させられて破壊することは起こり得ず、耐
衝撃性に優れた構成が得られる。そして、このとき、リ
ード線を用いる必要はないから、リード線の使用に起因
する種々の不都合が発生することはあり得ない。
As described above, according to the acceleration sensor of the present invention, the entire surface or at least both ends of the piezoelectric element subjected to the acceleration is directly or indirectly connected to the signal extraction electrode. Since the piezoelectric element is supported by the hybrid IC substrate, even if an excessive acceleration is applied, the piezoelectric element itself is not significantly bent and deformed, so that the piezoelectric element itself is not broken and has excellent impact resistance. A configuration is obtained. At this time, since it is not necessary to use the lead wire, various inconveniences caused by the use of the lead wire cannot occur.

【0023】さらに、圧電体素子それぞれの分極方向が
ハイブリッドIC基板の表面と平行な方向に設定されて
おり、圧電体素子が加速度の作用方向に歪んだりたわん
だりすることによって加速度を検出するのであるから、
支持面と平行する垂直方向における若干の変形やたわみ
は許容しうることになり、圧電体素子の支持構造を従来
例ほど強固に構成する必要がなくなる。その結果、従来
のような金属ベース板を用いる必要はなくなり、比較的
剛性の低い部材を用いながらも加速度検出素子の耐衝撃
性を高めつつ、その全体形状の小型化を図ることがで
き、コストの低減を図ることができるという効果が得ら
れる。
Further, the polarization direction of each piezoelectric element is set in a direction parallel to the surface of the hybrid IC substrate, and the acceleration is detected by the piezoelectric element being distorted or bent in the direction of the acceleration. From
Slight deformation and deflection in the vertical direction parallel to the support surface can be tolerated, and the structure for supporting the piezoelectric element does not need to be as strong as in the prior art. As a result, it is not necessary to use a metal base plate as in the related art, and it is possible to reduce the overall shape of the acceleration detecting element while increasing the shock resistance of the acceleration detecting element while using a member having relatively low rigidity. Is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施例に係る加速度センサの全体構成を示す
一部破断斜視図である。
FIG. 1 is a partially broken perspective view showing the entire configuration of an acceleration sensor according to the present embodiment.

【図2】その要部である加速度検出素子を拡大して示す
斜視図である。
FIG. 2 is an enlarged perspective view showing an acceleration detecting element as a main part thereof.

【図3】加速度検出素子の第1の変形例を示す斜視図で
ある。
FIG. 3 is a perspective view showing a first modification of the acceleration detection element.

【図4】加速度検出素子の第2の変形例を示す斜視図で
ある。
FIG. 4 is a perspective view showing a second modification of the acceleration detection element.

【図5】従来例に係る加速度センサの全体構成を示す平
面図である。
FIG. 5 is a plan view showing an overall configuration of an acceleration sensor according to a conventional example.

【図6】図5のD−D線に沿う断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line DD of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ハイブリッドIC基板 2 加速度検出素子 5 信号取り出し用電極 6 信号取り出し用電極 8 圧電体素子 8a 圧電体素子の一面 8b 圧電体素子の他面 9 圧電体素子 9a 圧電体素子の一面 9b 圧電体素子の他面 10 ウェイト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hybrid IC board 2 Acceleration detection element 5 Signal extraction electrode 6 Signal extraction electrode 8 Piezoelectric element 8a One surface of piezoelectric element 8b Other surface of piezoelectric element 9 Piezoelectric element 9a One surface of piezoelectric element 9b Piezoelectric element Other side 10 weight

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 二郎 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 平2−171659(JP,A) 特開 昭62−81572(JP,A) 特開 平5−180864(JP,A) 特開 平5−215766(JP,A) 特開 平5−288768(JP,A) 実開 平2−150568(JP,U) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Jiro Inoue 2-26-10 Tenjin, Nagaokakyo-shi, Kyoto Murata Manufacturing Co., Ltd. (56) References JP-A-2-171659 (JP, A) JP-A-5-180864 (JP, A) JP-A-5-215766 (JP, A) JP-A-5-288768 (JP, A) JP-A-2-150568 (JP, A) U)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一対の信号取り出し用電極(5,6)が
表面上に並列形成されたハイブリッドIC基板(1)
と、信号取り出し用電極(5,6)間に架設された加速
度検出素子(2)とを備えた加速度センサであって、 加速度検出素子(2)は、各々の分極方向(A1,A2
がハイブリッドIC基板(1)の表面に平行する向きと
され、かつ、分極方向(A1,A2)のそれぞれが互いに
逆向きとされた一対の圧電体素子(8,9)と、これら
間に架設されたウェイト(10)とを具備しており、 圧電体素子(8,9)それぞれの分極方向(A1,A2
と平行する一面(8a,9a)同士はウェイト(10)
を介して導通接続される一方、圧電体素子(8,9)そ
れぞれの分極方向(A1,A2)と平行する他面(8b,
9b)は信号取り出し用電極(5,6)の各々と個別に
導通接続されていることを特徴とする加速度センサ。
A hybrid IC substrate (1) having a pair of signal extraction electrodes (5, 6) formed in parallel on the surface.
And an acceleration detection element (2) provided between the signal extraction electrodes (5, 6), wherein the acceleration detection element (2) has a polarization direction (A 1 , A 2 )
Are oriented parallel to the surface of the hybrid IC substrate (1), and the polarization directions (A 1 , A 2 ) are opposite to each other. And a polarization direction (A 1 , A 2 ) of each of the piezoelectric elements (8, 9).
Are parallel to each other (8a, 9a) are weights (10)
While the other surfaces (8b, 8b, 9) parallel to the polarization directions (A 1 , A 2 ) of the piezoelectric elements (8, 9) are connected.
9b) is an acceleration sensor which is individually and electrically connected to each of the signal extraction electrodes (5, 6).
【請求項2】 加速度検出素子(2)は、各々の分極方
向(A1,A2)がハイブリッドIC基板(1)の表面に
平行する向きとされ、かつ、分極方向(A1,A2)のそ
れぞれが互いに逆向きとされた一対の圧電体素子(8,
9)を具備しており、 圧電体素子(8,9)それぞれの分極方向(A1,A2
と直交する一面(8c,9c)同士は互いに密着して導
通接続される一方、圧電体素子(8,9)それぞれの分
極方向(A1,A2)と直交する他面(8d,9d)は信
号取り出し用電極(5,6)の各々と個別に導通接続さ
れていることを特徴とする請求項1記載の加速度セン
サ。
2. The acceleration detecting element (2), wherein each of the polarization directions (A 1 , A 2 ) is oriented parallel to the surface of the hybrid IC substrate (1), and the polarization directions (A 1 , A 2) ) Are opposite to each other.
9), and the polarization direction (A 1 , A 2 ) of each piezoelectric element (8, 9)
The surfaces (8c, 9c) that are orthogonal to each other are in close contact and electrically connected to each other, while the other surfaces (8d, 9d) that are orthogonal to the polarization directions (A 1 , A 2 ) of the respective piezoelectric elements (8, 9). 2. The acceleration sensor according to claim 1, wherein each of the electrodes is electrically connected to each of the signal extraction electrodes.
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