JP2780594B2 - Acceleration sensor - Google Patents

Acceleration sensor

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JP2780594B2
JP2780594B2 JP6014493A JP6014493A JP2780594B2 JP 2780594 B2 JP2780594 B2 JP 2780594B2 JP 6014493 A JP6014493 A JP 6014493A JP 6014493 A JP6014493 A JP 6014493A JP 2780594 B2 JP2780594 B2 JP 2780594B2
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piezoelectric ceramic
detection element
acceleration
ceramic plate
acceleration sensor
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純 多保田
二郎 井上
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は加速度センサに係り、詳
しくは、これを構成する際に用いられるバイモルフ型検
出素子の構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acceleration sensor, and more particularly, to a structure of a bimorph detecting element used for constructing the acceleration sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、加速度センサのうちには圧電
性素子を組み込んで構成されたものがあり、この種の圧
電性素子としては、図3で示すような両持ち梁構造とい
われるバイモルフ型検出素子(以下、検出素子という)
10を利用するのが一般的となっている。すなわち、こ
の検出素子10は、共に短冊形状とされたうえで主表面
それぞれ上に信号取出電極11及び中間電極12が形成
された一対の圧電セラミック板13を備え、かつ、これ
らが中間電極12同士の対面接合によって一体化された
ものであり、圧電セラミック板13の各々は板厚方向に
沿いつつ他方側とは互いに逆となる向き(図では、矢印
X,Yで示す)に従って分極されている。
2. Description of the Related Art Hitherto, some acceleration sensors have been constructed by incorporating a piezoelectric element. As this kind of piezoelectric element, a bimorph type so-called double-ended beam structure as shown in FIG. Detection element (hereinafter referred to as detection element)
It is common to use ten. That is, the detection element 10 is provided with a pair of piezoelectric ceramic plates 13 each having a strip shape and a signal extraction electrode 11 and an intermediate electrode 12 formed on each of the main surfaces thereof. , And each of the piezoelectric ceramic plates 13 is polarized in a direction (indicated by arrows X and Y in the drawing) opposite to the other side along the plate thickness direction. .

【0003】そして、この検出素子10の長手方向に沿
う両端縁は側面視「コ」字形状となった一対の挟持部品
14によって固定支持されており、各圧電セラミック板
13上に形成された信号取出電極11のそれぞれは挟持
部品14及びこれらの上下位置に取り付けられたケース
部品(図示していない)それぞれの異なる端面ごとに形
成された外部引出電極15,16の各々に対して接続さ
れている。なお、挟持部品14が上記形状とされている
のは、これらの挟持部品14及びケース部品の全体に対
して加速度Gが作用した際、この加速度Gの作用に伴う
慣性力によって変形する検出素子10の撓み代を確保す
るためである。
[0003] Both ends along the longitudinal direction of the detection element 10 are fixed and supported by a pair of holding parts 14 having a U-shape in a side view, and a signal formed on each piezoelectric ceramic plate 13 is formed. Each of the extraction electrodes 11 is connected to each of the external extraction electrodes 15 and 16 formed at different end faces of the sandwiching parts 14 and the case parts (not shown) attached to these upper and lower positions. . The shape of the holding component 14 is such that when the acceleration G acts on the whole of the holding component 14 and the case component, the detection element 10 that is deformed by the inertial force accompanying the action of the acceleration G This is to secure the allowance for the bending.

【0004】一方、近年では、加速度センサに対してよ
り一層の小型化が要望されていることから、検出素子自
体の小型化をも図る必要が生じている。しかしながら、
両持ち梁構造の検出素子10をそのまま小型化したので
は、加速度Gの作用時における変形が小さくなり、この
変形による電荷の発生量が小さくなり過ぎる結果、検出
感度の大幅な低下を招いてしまう。そこで、同じ大きさ
の加速度Gが作用した場合にはより大きく変形しうる片
持ち梁構造、例えば、図4で示すような構造とされた検
出素子20を利用して検出感度の高い加速度センサを構
成することが行われるようになってきた。
On the other hand, in recent years, there has been a demand for further downsizing of the acceleration sensor, and thus it is necessary to reduce the size of the detection element itself. However,
If the detection element 10 having the double-supported beam structure is directly reduced in size, the deformation during the action of the acceleration G becomes small, and the amount of generated charges due to this deformation becomes too small. As a result, the detection sensitivity is greatly reduced. . Therefore, an acceleration sensor having a high detection sensitivity using a cantilever structure that can be more greatly deformed when the acceleration G having the same magnitude acts, for example, a detection element 20 having a structure as shown in FIG. Configuration has begun to take place.

【0005】すなわち、この検出素子20は上記検出素
子10と同構成でありながらも長手方向に沿う寸法がよ
り短くなった一対の圧電セラミック板21を備えたもの
であり、その一方の端縁のみが一対の挟持部品14によ
って固定支持された構造となっている。そして、この検
出素子20における各圧電セラミック板21上に形成さ
れた信号取出電極11のそれぞれは挟持部品14及びケ
ース部品の同一となる端面上に離間して形成された外部
引出電極15,16の各々に対して接続されている。な
お、検出素子20の全体構造は検出素子10と基本的に
異ならないから、図4において図3と互いに同一となる
部品には同一符号を付し、ここでの説明は省略する。
That is, the detecting element 20 has a pair of piezoelectric ceramic plates 21 having the same structure as the detecting element 10 but having a shorter dimension along the longitudinal direction. Are fixedly supported by a pair of holding parts 14. Each of the signal extraction electrodes 11 formed on each piezoelectric ceramic plate 21 of the detection element 20 is connected to the external extraction electrodes 15 and 16 formed separately on the same end face of the holding component 14 and the case component. Connected to each. Since the entire structure of the detection element 20 is not basically different from that of the detection element 10, parts that are the same as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals in FIG. 4, and the description thereof is omitted.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、両持ち梁構
造とされた検出素子10を製作する際には、図5で示す
ように、信号取出電極11及び中間電極12となる電極
パターン(図示していない)が主表面のそれぞれ上に予
め形成された圧電セラミック板13用のセラミック親基
板17と、内表面側の所定位置ごとに所定幅の凹溝が形
成された挟持部品用親基板18とをそれぞれ用意したう
え、中間電極12となる電極パターンを挟んで対面配置
されたセラミック親基板17それぞれの外側から挟持部
品用親基板18の各々を当てつけて一体に接合した後、
これらを所定の切断線Sに沿って切断するのが一般的で
ある。
By the way, when manufacturing the detection element 10 having the double-supported beam structure, as shown in FIG. 5, the electrode patterns (signals shown in FIG. (Not shown) are formed on each of the main surfaces in advance, a ceramic parent substrate 17 for the piezoelectric ceramic plate 13, and a clamping component parent substrate 18 in which a concave groove having a predetermined width is formed at each predetermined position on the inner surface side. After each of them is prepared, and each of the sandwiched component parent substrates 18 is applied from the outside of each of the ceramic parent substrates 17 disposed opposite to each other with the electrode pattern serving as the intermediate electrode 12 therebetween, and joined together,
Generally, these are cut along a predetermined cutting line S.

【0007】そして、片持ち梁構造の検出素子20を製
作するに際しても、両持ち梁構造と同じ製作手順が踏襲
されるのであるが、この場合には、図5中の仮想線で示
すように、圧電セラミック板21の寸法を圧電セラミッ
ク板13よりも短くするための所定幅とされた貫通溝2
2をセラミック親基板23の所定位置ごとに予め形成し
ておく必要がある。そのため、わざわざ貫通溝22が形
成されたセラミック親基板23を用意するための多大な
手間がかかることになってしまう。また、貫通溝22が
形成されたセラミック親基板23相互及びこれらに対す
る挟持部品用親基板18の位置決めを正確に行っておか
なければ片持ち梁構造とすることが不可能となる恐れも
あり、この点でも面倒な手間を要することになってい
た。
When manufacturing the cantilevered detector element 20, the same manufacturing procedure as that of the cantilevered beam structure is followed. In this case, as shown by a virtual line in FIG. A through-groove 2 having a predetermined width for making the size of the piezoelectric ceramic plate 21 shorter than that of the piezoelectric ceramic plate 13.
2 must be formed in advance for each predetermined position of the ceramic parent substrate 23. Therefore, it takes a lot of trouble to prepare the ceramic parent substrate 23 in which the through groove 22 is formed. Also, unless the ceramic parent substrates 23 having the through-grooves 22 formed therein and the sandwiching component parent substrate 18 with respect to the ceramic parent substrates 23 are accurately positioned, a cantilever structure may not be possible. In terms of point, it was also troublesome.

【0008】さらにまた、片持ち梁構造を採用した場合
には両持ち梁構造の場合に比較して耐衝撃性に劣ること
になり、強度的に弱くなることが避けられないのは勿論
であるほか、片持ち梁構造の検出素子20においては、
信号取出電極11のそれぞれが挟持部品14及びケース
部品の同一となる端面上に集中して引き出されており、
通常の電子部品とは異なっていることになる結果、加速
度センサが実装される配線基板側での配線パターン変更
を要するというような不都合も生じていた。
Furthermore, when the cantilever structure is employed, the impact resistance is inferior to that of the double-support structure, and it is inevitable that the strength becomes weak. In addition, in the detection element 20 having a cantilever structure,
Each of the signal extraction electrodes 11 is intensively drawn out on the same end face of the holding component 14 and the case component,
As a result of being different from ordinary electronic components, there has been an inconvenience that a wiring pattern needs to be changed on the wiring board side on which the acceleration sensor is mounted.

【0009】本発明は、これらの不都合に鑑みて創案さ
れたものであって、検出感度の向上及び小型化を図りつ
つ、生産効率の大幅な向上を実現することができる加速
度センサの提供を目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an acceleration sensor capable of realizing a great improvement in production efficiency while improving detection sensitivity and miniaturization. And

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係る加速度セン
サは、共に短冊形状とされたうえで主表面のそれぞれ上
に信号取出電極及び中間電極が形成された一対の圧電セ
ラミック板を備え、かつ、これら圧電セラミック板上の
中間電極同士を対面接合して一体化した検出素子の長手
方向に沿う両端縁を固定支持してなるものであって、圧
電セラミック板それぞれの長手方向領域を加速度の作用
に伴って発生する応力が変化する境界線によって区分け
された3つの部分に区分すると共に、その中央部分及び
端部分それぞれを板厚方向に沿いつつ互いに逆となる向
きに従って分極する一方、両圧電セラミック板の中央部
分及び端部分同士における分極の向きを相互に異ならせ
ている。
SUMMARY OF THE INVENTION An acceleration sensor according to the present invention comprises a pair of piezoelectric ceramic plates, each of which has a strip shape, and on which a signal extraction electrode and an intermediate electrode are formed on respective main surfaces, and The detection element is formed by fixing both ends along the longitudinal direction of a detection element in which the intermediate electrodes on the piezoelectric ceramic plate are joined face-to-face with each other and integrated. Is divided into three parts separated by a boundary line in which the stress generated by the piezoelectric element changes, and the central part and the end part are polarized in the directions opposite to each other along the thickness direction, while both piezoelectric ceramics are polarized. The directions of polarization in the central portion and the end portions of the plate are different from each other.

【0011】[0011]

【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.

【0012】図1は本実施例に係る加速度センサを構成
する際に用いられる検出素子のみを取り出して示す外観
斜視図、図2は加速度の作用時における検出素子の変形
状態を模式的に示す説明図であり、これらの図における
符号1は両持ち梁構造とされた検出素子である。なお、
これらの図1及び図2において図3及び図4と互いに同
一となる部品には、同一の符号を付している。また、検
出素子1の製作手順は従来例に係る検出素子10と同じ
であるから、ここでの説明は省略する。
FIG. 1 is an external perspective view showing only a detection element used when constructing the acceleration sensor according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram schematically showing a deformation state of the detection element when an acceleration is applied. It is a figure, and the code | symbol 1 in these figures is a detection element made into the doubly supported structure. In addition,
In FIGS. 1 and 2, parts which are the same as those in FIGS. 3 and 4 are denoted by the same reference numerals. In addition, since the manufacturing procedure of the detection element 1 is the same as that of the detection element 10 according to the conventional example, the description is omitted here.

【0013】本実施例に係る検出素子1は、共に短冊形
状とされたうえで主表面のそれぞれ上に薄膜状の信号取
出電極2及び中間電極3が形成された一対の圧電セラミ
ック板4を備え、かつ、中間電極3同士を対面接合する
ことによって両圧電セラミック板4が一体化されたもの
であり、従来例における両持ち梁構造の検出素子10と
同様、この検出素子1の長手方向に沿う両端縁は側面視
「コ」字形状となった一対の挟持部品14によって固定
支持されている。そして、この検出素子1を構成する圧
電セラミック板4それぞれの長手方向領域は、加速度G
の作用に伴って発生する応力が変化する境界線L(後述
する)によって区分けされた3つの部分4a,4bに区
分されており、しかも、その中央部分4a及び端部分4
bのそれぞれは各圧電セラミック板4の板厚方向に沿い
つつ互いに逆となる向き(図では、矢印A,BとC,D
で示す)に従って分極されている。
The detecting element 1 according to the present embodiment is provided with a pair of piezoelectric ceramic plates 4 each having a strip shape and a thin film signal extracting electrode 2 and an intermediate electrode 3 formed on each of the main surfaces. The two piezoelectric ceramic plates 4 are integrated by joining the intermediate electrodes 3 face-to-face, and along the longitudinal direction of the detection element 1 like the detection element 10 having a double-supported beam structure in the conventional example. Both end edges are fixed and supported by a pair of holding parts 14 having a “U” shape in side view. The longitudinal region of each of the piezoelectric ceramic plates 4 constituting the detection element 1 is the acceleration G
Are divided into three parts 4a and 4b divided by a boundary line L (described later) in which the stress generated by the action of the center part 4a and the end part 4 are divided.
b are opposite to each other along the thickness direction of each piezoelectric ceramic plate 4 (in the figure, arrows A, B and C, D
).

【0014】また、このとき、互いに一体化されて検出
素子1を構成する両圧電セラミック板4の中央部分4a
及び端部分4b同士における分極の向きA,B及びC,
Dの各々は相互に異ならされている。すなわち、例え
ば、各圧電セラミック板4の中央部分4aそれぞれにお
ける分極の向きA及びCは互いに近ずきあう内向きとさ
れる一方、両者の端部分4bにおける分極の向きB及び
Dは互いに遠ざかる外向きとされている。そして、各圧
電セラミック板4上に形成された信号取出電極2のそれ
ぞれは挟持部品14及びこれらの上下位置に取り付けら
れたケース部品(図示していない)それぞれの互いに異
なる端面ごとに形成された外部引出電極15,16の各
々に対して接続されている。
At this time, the central portions 4a of the two piezoelectric ceramic plates 4 which are integrated with each other to form the detecting element 1 are formed.
And polarization directions A, B and C between the end portions 4b,
Each of D is different from each other. That is, for example, the polarization directions A and C at the central portion 4a of each piezoelectric ceramic plate 4 are inwardly approaching each other, while the polarization directions B and D at both end portions 4b are outwardly away from each other. Orientation. Each of the signal extraction electrodes 2 formed on each of the piezoelectric ceramic plates 4 has an external component formed for a different end face of the holding component 14 and a case component (not shown) attached to the upper and lower positions thereof. It is connected to each of the extraction electrodes 15 and 16.

【0015】ここで、各圧電セラミック板4の長手方向
領域を3つの部分4a,4bに区分する応力変化の境界
線L、すなわち、加速度Gの作用に伴って各圧電セラミ
ック板4に発生した応力が「引っ張り」及び「圧縮」と
に区分けされる変化の境界線Lを図2に基づいて説明す
る。
Here, the boundary line L of the stress change which divides the longitudinal region of each piezoelectric ceramic plate 4 into three portions 4a and 4b, that is, the stress generated in each piezoelectric ceramic plate 4 by the action of the acceleration G. Referring to FIG. 2, a description will be given of a boundary line L of change classified into “pull” and “compression”.

【0016】まず、加速度センサの全体に対して加速度
Gが作用すると、検出素子1を固定支持する挟持部品1
4及びケース部品に対しては加速度Gが直接的に作用す
ることになり、これらの挟持部品14及びケース部品は
共に加速度Gの作用方向に沿って移動しようとする。と
ころが、この際においても、検出素子1に対して直接的
な加速度Gが作用することはないから、検出素子1は加
速度Gの作用する以前における状態をそのまま維持し続
けようとし、この検出素子1には加速度Gの作用に伴っ
て発生した慣性力が作用することになる。そこで、検出
素子1を構成する各圧電セラミック板4の端部分4bそ
れぞれはこれらを固定支持する挟持部品14と共に移動
しようとする一方、各々の中央部分4aそれぞれは当初
位置のまま残ろうとする結果、この検出素子1は加速度
Gの作用側に向かって撓んだ湾曲形状(図では、上向き
の凸形状)となるように変形する。
First, when an acceleration G acts on the entire acceleration sensor, a holding component 1 for fixing and supporting the detection element 1 is provided.
The acceleration G directly acts on the case 4 and the case component, and both the holding component 14 and the case component try to move along the direction of action of the acceleration G. However, even in this case, since the acceleration G does not directly act on the detection element 1, the detection element 1 tries to keep the state before the acceleration G acts, and this detection element 1 , An inertial force generated due to the action of the acceleration G acts. Therefore, while each end portion 4b of each piezoelectric ceramic plate 4 constituting the detection element 1 tries to move together with the holding parts 14 for fixing and supporting them, each center portion 4a tries to remain at the initial position, The detection element 1 is deformed so as to have a curved shape (upward convex shape in the figure) bent toward the side of the action of the acceleration G.

【0017】そのため、図2で示すように、撓み方向外
側(図では、上側)に位置する圧電セラミック板4の中
央部分4aには引っ張り応力Pt、また、その端部分4
bには圧縮応力Pcが現れることになる一方、撓み方向
内側(図では、下側)に位置する圧電セラミック板4の
中央部分4aには圧縮応力Pc、また、その端部分4b
には引っ張り応力Ptが現れることになる。すなわち、
本実施例に係る検出素子1においては、各圧電セラミッ
ク板4の長手方向領域に沿って現れる応力が「引っ張
り」から「圧縮」へ、また、「圧縮」から「引っ張り」
へと変わる境界を応力が変化する境界線Lとしたうえ、
これらの境界線Lによって区分けされた各圧電セラミッ
ク板4の中央部分4a及び端部分4bのそれぞれを互い
に逆となる向きA,B及びC,Dに従って分極している
のである。なお、この境界線Lは、例えば、数値解析手
法の一つである有限要素法を利用した実験によって知る
ことが可能なものである。
Therefore, as shown in FIG. 2, the central portion 4a of the piezoelectric ceramic plate 4 located on the outer side in the bending direction (upper side in the figure) has a tensile stress Pt and an end portion 4a.
b, the compressive stress Pc appears on the center portion 4a of the piezoelectric ceramic plate 4 located on the inner side (lower side in the drawing) in the bending direction.
, A tensile stress Pt appears. That is,
In the detection element 1 according to the present embodiment, the stress appearing along the longitudinal region of each piezoelectric ceramic plate 4 changes from “tensile” to “compressed” and from “compressed” to “tensile”.
The boundary that changes to is the boundary line L where the stress changes,
The central portion 4a and the end portion 4b of each piezoelectric ceramic plate 4 divided by these boundary lines L are polarized according to directions A, B and C, D opposite to each other. Note that the boundary line L can be known by an experiment using a finite element method, which is one of numerical analysis methods, for example.

【0018】つぎに、上記構造とされた検出素子1の動
作及び作用について説明する。
Next, the operation and action of the detection element 1 having the above structure will be described.

【0019】加速度センサに対して加速度Gが作用し、
図2で示したような変形が検出素子1に生じた場合、こ
の検出素子1の撓み方向外側に位置する圧電セラミック
板4の中央部分4aにおける外側主表面には分極の向き
Aと引っ張り応力Ptとの関係に基づいて正(+)の電
荷が発生し、また、その端部分4bにおける外側主表面
でも分極の向きB及び圧縮応力Pcの関係から正の電荷
が発生する。そこで、この圧電セラミック板4の中央部
分4a及び端部分4bそれぞれの外側主表面に発生した
正の電荷は互いに強めあいながら、信号取出電極2から
外部引出電極15へと伝わることになる。さらに、この
とき、検出素子1の撓み方向内側に位置する圧電セラミ
ック板4の中央部分4aにおける外側主表面には分極の
向きCと圧縮応力Pcとの関係から負(−)の電荷が発
生し、また、その端部分4bにおける外側主表面にも分
極の向きDと引っ張り応力Ptとの関係から負の電荷が
発生することになり、これら負の電荷は信号取出電極2
から外部引出電極16へと伝わることになる。
The acceleration G acts on the acceleration sensor,
When the deformation as shown in FIG. 2 occurs in the detecting element 1, the direction A of the polarization and the tensile stress Pt are applied to the outer main surface of the central portion 4a of the piezoelectric ceramic plate 4 located on the outer side in the bending direction of the detecting element 1. And a positive (+) charge is generated on the outer main surface of the end portion 4b from the relationship between the polarization direction B and the compressive stress Pc. Therefore, the positive charges generated on the outer main surfaces of the central portion 4a and the end portion 4b of the piezoelectric ceramic plate 4 are transmitted from the signal extraction electrode 2 to the external extraction electrode 15 while strengthening each other. Further, at this time, a negative (-) charge is generated on the outer main surface of the central portion 4a of the piezoelectric ceramic plate 4 located on the inner side in the bending direction of the detection element 1 due to the relationship between the direction of polarization C and the compressive stress Pc. Negative charges are also generated on the outer main surface of the end portion 4b due to the relationship between the direction of polarization D and the tensile stress Pt.
To the external extraction electrode 16.

【0020】したがって、この検出素子1によれば、こ
れが従来例である検出素子10と同様の両持ち構造を有
しているにも拘わらず加速度Gの作用時における電荷の
発生量が増えることになる結果、その小型化を行っても
検出感度の低下は起こらないことになる。なお、加速度
Gが作用した際における圧電セラミック板4それぞれの
内側主表面には各々の外側主表面と異なる正もしくは負
の電荷が発生しているが、これらの電荷は中間電極3を
通じて互いに打ち消されることになり、外部に対しては
何らの影響をも及ぼさないことになる。
Therefore, according to the detecting element 1, the amount of electric charge generated when the acceleration G acts is increased despite the fact that the detecting element 1 has the same doubly supported structure as the conventional detecting element 10. As a result, even if the size is reduced, the detection sensitivity does not decrease. When the acceleration G is applied, positive or negative charges different from those of the outer main surfaces are generated on the inner main surfaces of the respective piezoelectric ceramic plates 4, but these charges are canceled each other through the intermediate electrode 3. In other words, it has no external effect.

【0021】ところで、前記従来の両持ち梁構造とされ
た検出素子10を構成する各圧電セラミック板13では
その長手方向領域の全体にわたる分極の向きX,Yが図
3で示したような同一方向であるために不都合が生じて
いたのである。すなわち、図示していないが、加速度G
が作用した場合には、検出素子10を構成する圧電セラ
ミック板13においても本実施例の場合と同じく図2で
示したような応力状態が現れることになる。しかしなが
ら、この検出素子10の各圧電セラミック板13におけ
る分極の向きX,Yが同一となっているから、変形した
検出素子1の撓み方向外側に位置する圧電セラミック板
4の中央部分に正の電荷が発生した場合の端部分には負
の電荷が発生することになり、また、撓み方向内側に位
置する圧電セラミック板4の中央部分に負の電荷が発生
した場合の端部分には正の電荷がそれぞれ発生すること
になってしまう。そのため、各圧電セラミック板13の
同一主表面に発生した正負の電荷が互いに打ち消しあう
ことになる結果、検出感度が低下することになっていた
のである。
Incidentally, in each of the piezoelectric ceramic plates 13 constituting the detection element 10 having the conventional double-supported beam structure, the polarization directions X and Y over the entire longitudinal direction region are the same as shown in FIG. Therefore, inconvenience has arisen. That is, although not shown, the acceleration G
In the case where acts, the stress state as shown in FIG. 2 appears also in the piezoelectric ceramic plate 13 constituting the detecting element 10 as in the case of this embodiment. However, since the directions X and Y of polarization of each piezoelectric ceramic plate 13 of the detection element 10 are the same, a positive charge is applied to the central portion of the piezoelectric ceramic plate 4 located outside the deformed detection element 1 in the bending direction. When a negative charge is generated at the end portion of the piezoelectric ceramic plate 4 located at the inner side in the bending direction, a negative charge is generated at the end portion of the piezoelectric ceramic plate 4. Respectively occur. For this reason, the positive and negative charges generated on the same main surface of each piezoelectric ceramic plate 13 cancel each other, and as a result, the detection sensitivity is reduced.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る加速
度センサの検出素子によれば、これが両持ち梁構造であ
るにも拘わらず加速度の作用時における電荷の発生量が
増えることになり、その小型化を行っても検出感度の低
下は起こらないことになる。したがって、片持ち梁構造
の検出素子を採用したうえで加速度センサに組み込む必
要はないことになり、片持ち構造の検出素子を採用した
際に生じていた種々の不都合を回避できる。その結果、
検出感度の向上及び小型化を図りつつ、生産効率の大幅
な向上を実現することができるという効果が得られる。
As described above, according to the detection element of the acceleration sensor according to the present invention, the amount of electric charge generated during the operation of acceleration increases despite the fact that the detection element has a doubly supported structure. Even if the size is reduced, the detection sensitivity does not decrease. Therefore, it is not necessary to incorporate the detecting element having the cantilever structure into the acceleration sensor after employing the detecting element having the cantilever structure, and it is possible to avoid various problems caused when the detecting element having the cantilever structure is employed. as a result,
The effect of achieving a significant improvement in production efficiency while improving the detection sensitivity and reducing the size can be 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検出素子を示す
外観斜視図である。
FIG. 1 is an external perspective view illustrating a detection element of an acceleration sensor according to an embodiment.

【図2】加速度の作用時における検出素子の変形状態を
模式的に示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a deformation state of a detection element when an acceleration is applied.

【図3】従来例に係る両持ち梁構造の検出素子を示す外
観斜視図である。
FIG. 3 is an external perspective view showing a detection element having a doubly supported structure according to a conventional example.

【図4】従来例に係る片持ち梁構造の検出素子を示す外
観斜視図である。
FIG. 4 is an external perspective view showing a detection element having a cantilever structure according to a conventional example.

【図5】検出素子の製作手順を示す分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view showing a procedure for manufacturing the detection element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 検出素子(バイモルフ型検出素子) 2 信号取出電極 3 中間電極 4 圧電セラミック板 4a 中央部分 4b 端部分 L 境界線 G 加速度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection element (bimorph type detection element) 2 Signal extraction electrode 3 Intermediate electrode 4 Piezoelectric ceramic plate 4a Central part 4b End part L Boundary line G Acceleration

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 共に短冊形状とされたうえで主表面のそ
れぞれ上に信号取出電極(2)及び中間電極(3)が形
成された一対の圧電セラミック板(4)を備え、かつ、
これら圧電セラミック板(4)上の中間電極(3)同士
を対面接合して一体化したバイモルフ型検出素子(1)
の長手方向に沿う両端縁を固定支持してなる構造の加速
度センサであって、 圧電セラミック板(4)それぞれの長手方向領域を加速
度(G)の作用に伴って発生する応力が変化する境界線
(L)によって区分けされた3つの部分(4a,4b)
に区分すると共に、その中央部分(4a)及び端部分
(4b)それぞれを板厚方向に沿いつつ互いに逆となる
向き(A,BとC,D)に従って分極する一方、 両圧電セラミック板(4)の中央部分(4a)及び端部
分(4b)同士における分極の向き(A,CとB,D)
を相互に異ならせていることを特徴とする加速度セン
サ。
1. A pair of piezoelectric ceramic plates (4) each having a strip shape and a signal extraction electrode (2) and an intermediate electrode (3) formed on each of the main surfaces, and
Bimorph-type detection element (1) in which intermediate electrodes (3) on these piezoelectric ceramic plates (4) are joined face-to-face and integrated.
An acceleration sensor having a structure in which both end edges along a longitudinal direction of the piezoelectric sensor are fixedly supported, wherein a boundary line in which a stress generated by the action of the acceleration (G) changes in each longitudinal region of the piezoelectric ceramic plate (4). Three parts (4a, 4b) divided by (L)
And the central portion (4a) and the end portion (4b) are polarized in directions opposite to each other (A, B and C, D) along the plate thickness direction, while both piezoelectric ceramic plates (4 ), The directions of polarization (A, C and B, D) between the central part (4a) and the end part (4b).
Are different from each other.
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