JP2838807B2 - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
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- JP2838807B2 JP2838807B2 JP14074390A JP14074390A JP2838807B2 JP 2838807 B2 JP2838807 B2 JP 2838807B2 JP 14074390 A JP14074390 A JP 14074390A JP 14074390 A JP14074390 A JP 14074390A JP 2838807 B2 JP2838807 B2 JP 2838807B2
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- conductive plate
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は加速度センサに関し、特に数10Hz以下の帯域
における数Ｇ以下の低加速度を精度良く検出する為の静
電容量型加速度センサに関する。この種の加速度センサ
は例えば自動車等に搭載され駆動機構あるいは制動機構
の自動制御に用いられる。
における数Ｇ以下の低加速度を精度良く検出する為の静
電容量型加速度センサに関する。この種の加速度センサ
は例えば自動車等に搭載され駆動機構あるいは制動機構
の自動制御に用いられる。
静電容量検出型の加速度センサは一般的に、所定の間
隙を介して対向配置された一対の固定電極と、該一対の
固定電極の中間に介在して容量素子対を構成するととも
に外部加速度に応答して固定電極方向に変位し容量素子
対の相対的容量変化を引き起こす可動電極とから構成さ
れている。従来の静電容量検出型加速度センサにおいて
は、可動電極は導電性板部材の周辺部に可撓的に連結支
持された中央部から構成されており、導電性板部材周辺
部は一対の固定基板の対向する周辺部の間で支持固定さ
れる構造となっている。
隙を介して対向配置された一対の固定電極と、該一対の
固定電極の中間に介在して容量素子対を構成するととも
に外部加速度に応答して固定電極方向に変位し容量素子
対の相対的容量変化を引き起こす可動電極とから構成さ
れている。従来の静電容量検出型加速度センサにおいて
は、可動電極は導電性板部材の周辺部に可撓的に連結支
持された中央部から構成されており、導電性板部材周辺
部は一対の固定基板の対向する周辺部の間で支持固定さ
れる構造となっている。
しかしながら、かかる従来構造においては、導電性板
部材はその周辺部において一対の基板により支持固定さ
れている為、支持固定部に発生する歪みにより導電性板
部材中央部に不均一な応力が作用し可動電極の中立点が
不安定になるという虞れがある。従って、従来構造にお
いては、導電性板部材周辺部に対して不均一な歪みが加
わらない様にする為、接着剤を周辺部に均一に塗布して
固定していた。この為、可動電極即ち導電性板部材中央
部に対する電気的接続はリードワイヤを介して行なわれ
ていた。しかしながら、リードワイヤ自体も所定の重量
を有しており、可動電極に対して不均一な応力を加え、
加速度検出特性に悪影響を及ぼすという問題点があっ
た。加えて、リードワイヤの組立ても作業性が悪く且つ
信頼性に欠けるという問題点があった。
部材はその周辺部において一対の基板により支持固定さ
れている為、支持固定部に発生する歪みにより導電性板
部材中央部に不均一な応力が作用し可動電極の中立点が
不安定になるという虞れがある。従って、従来構造にお
いては、導電性板部材周辺部に対して不均一な歪みが加
わらない様にする為、接着剤を周辺部に均一に塗布して
固定していた。この為、可動電極即ち導電性板部材中央
部に対する電気的接続はリードワイヤを介して行なわれ
ていた。しかしながら、リードワイヤ自体も所定の重量
を有しており、可動電極に対して不均一な応力を加え、
加速度検出特性に悪影響を及ぼすという問題点があっ
た。加えて、リードワイヤの組立ても作業性が悪く且つ
信頼性に欠けるという問題点があった。
上述した従来の技術の問題点に鑑み、本発明は可動電
極に加わる不均一な応力を極力取除く事が可能な支持構
造及び結線構造を有する加速度センサを提供する事を目
的とする。
極に加わる不均一な応力を極力取除く事が可能な支持構
造及び結線構造を有する加速度センサを提供する事を目
的とする。
かかる目的を達成する為に、本発明による静電容量検
出型加速度センサはその基本的構成要素として、所定の
間隙を介して対向配置された一対の固定電極と、該一対
の固定電極の中間に介在して容量素子対を構成するとと
もに外部加速度に応答して固定電極方向に変位し容量素
子対の相対的容量変化を引き起こす可動電極とを有して
いる。加えて、該一対の固定電極は互いに対向配置され
た一対の固定基板の各内表面側の周辺部に形成されてい
るとともに、該可動電極は導電性板部材の中央部に可撓
的に連結支持された周辺部から構成されている。該導電
性板部材中央部は一対の固定基板の対向する中央部の間
で支持固定されているとともに、該導電性板部材周辺部
即ち可動電極は少くとも一方の固定基板の中央部に形成
された接続電極に導通している導電性板部材中央部を介
して電気的接続が取られている。さらに、本発明にかか
る加速度センサは外部接続用回路パタンの形成された回
路基板、一方の固定基板、導電性板部材及び他方の固定
基板の順に重ねられた各層を含む積層構造を有してい
る。そして、固定電極及び接続電極の該回路パタンに対
する電気接続は各層に形成されたスルーホールパタンを
介して行なわれる様になっている。特徴として、該回路
基板と該一方の固定基板との間に、スルーホールパタン
が表裏に形成された連結基板が介在している。他の特徴
として、他方の固定電極は該積層構造を貫通する導電性
部材を介して該回路パタンに導通している。
出型加速度センサはその基本的構成要素として、所定の
間隙を介して対向配置された一対の固定電極と、該一対
の固定電極の中間に介在して容量素子対を構成するとと
もに外部加速度に応答して固定電極方向に変位し容量素
子対の相対的容量変化を引き起こす可動電極とを有して
いる。加えて、該一対の固定電極は互いに対向配置され
た一対の固定基板の各内表面側の周辺部に形成されてい
るとともに、該可動電極は導電性板部材の中央部に可撓
的に連結支持された周辺部から構成されている。該導電
性板部材中央部は一対の固定基板の対向する中央部の間
で支持固定されているとともに、該導電性板部材周辺部
即ち可動電極は少くとも一方の固定基板の中央部に形成
された接続電極に導通している導電性板部材中央部を介
して電気的接続が取られている。さらに、本発明にかか
る加速度センサは外部接続用回路パタンの形成された回
路基板、一方の固定基板、導電性板部材及び他方の固定
基板の順に重ねられた各層を含む積層構造を有してい
る。そして、固定電極及び接続電極の該回路パタンに対
する電気接続は各層に形成されたスルーホールパタンを
介して行なわれる様になっている。特徴として、該回路
基板と該一方の固定基板との間に、スルーホールパタン
が表裏に形成された連結基板が介在している。他の特徴
として、他方の固定電極は該積層構造を貫通する導電性
部材を介して該回路パタンに導通している。
本発明によれば、外部加速度に感応して変位する可動
電極は導電性板部材の周辺部に形成された例えば環状片
から構成されており、この環状片は導電性板部材中央部
により所謂自由端支持されているため外部応力の影響を
受け難い構造となっている。加えて、該環状片に対する
電気的導通は導電性板部材の中央部を介して行なわれる
ので、従来の様にリードワイヤ等の付加部品を用いる必
要がなく可動電極の外部加速度に対する応答直線性に悪
影響を及ぼす事がない。
電極は導電性板部材の周辺部に形成された例えば環状片
から構成されており、この環状片は導電性板部材中央部
により所謂自由端支持されているため外部応力の影響を
受け難い構造となっている。加えて、該環状片に対する
電気的導通は導電性板部材の中央部を介して行なわれる
ので、従来の様にリードワイヤ等の付加部品を用いる必
要がなく可動電極の外部加速度に対する応答直線性に悪
影響を及ぼす事がない。
以下図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に
説明する。第１図は、本発明にかかる静電容量検出型加
速度センサの一実施例を示す模式的一部破断断面図であ
る。図示する様に、本加速度センサは所定の間隙を介し
て互いに対向配置された一対の固定基板１及び２を有す
る。上側固定基板１の内表面周辺部には一方の固定電極
が形成されており、下側固定基板２の内表面周辺部にも
対応して他方の固定電極が形成されている。一対の固定
基板の間には導電性板部材３が配置されている。この板
部材３は中央部とこれに可撓的に連結支持された周辺部
とから構成されている。周辺部は可動電極を構成し、一
対の固定電極の中間に介在して容量素子対を構成すると
ともに外部加速度に応答して固定電極方向に変位し容量
素子対の相対的容量変化を引き起こす様になっている。
導電性板部材３の中央部は一対の固定基板１及び２の対
向する中央部の間で支持固定されている。又、導電性板
部材３の周辺部即ち可動電極は少くとも一方の固定基板
１又は２の内表面中央部に形成された接続電極に導通し
ている導電性板部材３の中央部を介して電気的接続が取
られる様になっている。
説明する。第１図は、本発明にかかる静電容量検出型加
速度センサの一実施例を示す模式的一部破断断面図であ
る。図示する様に、本加速度センサは所定の間隙を介し
て互いに対向配置された一対の固定基板１及び２を有す
る。上側固定基板１の内表面周辺部には一方の固定電極
が形成されており、下側固定基板２の内表面周辺部にも
対応して他方の固定電極が形成されている。一対の固定
基板の間には導電性板部材３が配置されている。この板
部材３は中央部とこれに可撓的に連結支持された周辺部
とから構成されている。周辺部は可動電極を構成し、一
対の固定電極の中間に介在して容量素子対を構成すると
ともに外部加速度に応答して固定電極方向に変位し容量
素子対の相対的容量変化を引き起こす様になっている。
導電性板部材３の中央部は一対の固定基板１及び２の対
向する中央部の間で支持固定されている。又、導電性板
部材３の周辺部即ち可動電極は少くとも一方の固定基板
１又は２の内表面中央部に形成された接続電極に導通し
ている導電性板部材３の中央部を介して電気的接続が取
られる様になっている。
本加速度センサはさらに、外部接続用回路パタンの形
成された回路基板５を具備している。この回路基板５の
上には、順に下側の固定基板２、導電性板部材３及び上
側の固定基板１が重ねられており回路基板５と合わせて
積層構造を構成している。可動電極は少くとも一方の固
定基板１又は２の内表面中央部に形成された接続電極に
導通している導電性板部材中央部を介して電気的接続が
取られている。又固定基板の周辺部に形成された固定電
極及び中央部に形成された接続電極から外部接続用回路
パタンに対する電気的接続は積層構造の各層に形成され
たスルーホールパタンを介して行なわれる様になってい
る。
成された回路基板５を具備している。この回路基板５の
上には、順に下側の固定基板２、導電性板部材３及び上
側の固定基板１が重ねられており回路基板５と合わせて
積層構造を構成している。可動電極は少くとも一方の固
定基板１又は２の内表面中央部に形成された接続電極に
導通している導電性板部材中央部を介して電気的接続が
取られている。又固定基板の周辺部に形成された固定電
極及び中央部に形成された接続電極から外部接続用回路
パタンに対する電気的接続は積層構造の各層に形成され
たスルーホールパタンを介して行なわれる様になってい
る。
回路基板５の一端部には外部駆動回路との電気的接続
を取るための端子６が搭載されている。又、回路基板５
と下側の固定基板２の間には、スルーホールパタンが表
裏に形成された連結基板７が介在している。さらに、導
電性板部材３の中央部は一対の導電性スペーサ８及び９
によって挟持され且つ支持固定されている。又、本実施
例においては上側固定基板１の内表面周辺部に形成され
た固定電極は上述した積層構造を貫通する導電性部材例
えばピン10uを介して回路パタンに導通している。
を取るための端子６が搭載されている。又、回路基板５
と下側の固定基板２の間には、スルーホールパタンが表
裏に形成された連結基板７が介在している。さらに、導
電性板部材３の中央部は一対の導電性スペーサ８及び９
によって挟持され且つ支持固定されている。又、本実施
例においては上側固定基板１の内表面周辺部に形成され
た固定電極は上述した積層構造を貫通する導電性部材例
えばピン10uを介して回路パタンに導通している。
回路基板５の上に搭載された積層構造はそのままケー
ス11の内部に収納され且つカバー12によってほぼ完全に
覆われる。上述した積層構造はその中央部を貫通するネ
ジ13によってケース11に直接係止されている。この時、
ネジ13の頂部下面と上側固定基板１の上面の間には板バ
ネ14とワッシャ15が挿入されており積層構造の各層を互
いに押圧している。加えて、一対の固定基板１及び２の
平行度を保つ為に、固定基板の周辺には複数の平行ピン
16が挿通している。
ス11の内部に収納され且つカバー12によってほぼ完全に
覆われる。上述した積層構造はその中央部を貫通するネ
ジ13によってケース11に直接係止されている。この時、
ネジ13の頂部下面と上側固定基板１の上面の間には板バ
ネ14とワッシャ15が挿入されており積層構造の各層を互
いに押圧している。加えて、一対の固定基板１及び２の
平行度を保つ為に、固定基板の周辺には複数の平行ピン
16が挿通している。
上述した積層構造によれば、各電極は全て回路基板５
へ導通される。回路基板５、連結基板７、固定基板１及
び２、スペーサ８及び９、導電性板部材３等は互いに圧
接により電気的導通が取られている。これら各層の相対
的固定にはネジ13と板バネ14が用いられておりケース11
に対して直接保持されるので、安定した圧力が各層にか
かる様になっている。ただし、上側固定基板１の内表面
周辺に形成された固定電極のみはピン10uを介して直接
回路基板５に接続される様になっており、各層の面に形
成される電気パタンを簡略化している。加えて、回路基
板５のケース11内部に存在する部分に加速度を検出する
センサ部が搭載されており、ケース11の外部にある部分
に接続端子６又はコネクタが搭載されている。従って、
コネクタが外力を受けても直接センサ部への影響を防止
する事ができる。
へ導通される。回路基板５、連結基板７、固定基板１及
び２、スペーサ８及び９、導電性板部材３等は互いに圧
接により電気的導通が取られている。これら各層の相対
的固定にはネジ13と板バネ14が用いられておりケース11
に対して直接保持されるので、安定した圧力が各層にか
かる様になっている。ただし、上側固定基板１の内表面
周辺に形成された固定電極のみはピン10uを介して直接
回路基板５に接続される様になっており、各層の面に形
成される電気パタンを簡略化している。加えて、回路基
板５のケース11内部に存在する部分に加速度を検出する
センサ部が搭載されており、ケース11の外部にある部分
に接続端子６又はコネクタが搭載されている。従って、
コネクタが外力を受けても直接センサ部への影響を防止
する事ができる。
次に第２図ないし第７図を参照して本加速度センサに
用いられる主要部品を個々に説明する。先ず、第２図Ａ
及びＢは上側固定基板１を表わしており、第２図Ａは表
面図又第２図Ｂは裏面図である。ここで、表面とは第１
図に示すカバー12に面している側を示し、裏面とは同じ
くケース11に面している側を示す。この関係は、以下に
説明する板状部材について共通である。第２図Ｂに示す
様に、上側固定基板１の裏面にはその周辺部に環状の上
側固定電極17uが形成されている。又、その中央部には
ダミー電極18uが形成されている。上側固定電極17uのパ
タン上にはスルーホール19uが形成されている。又ダミ
ー電極18uのパタン上には第１図に示すピン10uが挿通す
る貫通孔20uが形成されており、基板１の中心には第１
図に示すネジ13が螺合されるネジ穴21が形成されてい
る。第２図Ａに示す様に、基板１の表面には矩形の金属
パタン22uが形成されている。この矩形パタン22uはスル
ーホール19uを介して裏面側の固定電極17uと電気的に接
続されている。従って、貫通孔20uにピン10uを挿入し、
その頂部を半田付けする事によって、ピン10uと環状の
固定電極17uは互いに結線される。
用いられる主要部品を個々に説明する。先ず、第２図Ａ
及びＢは上側固定基板１を表わしており、第２図Ａは表
面図又第２図Ｂは裏面図である。ここで、表面とは第１
図に示すカバー12に面している側を示し、裏面とは同じ
くケース11に面している側を示す。この関係は、以下に
説明する板状部材について共通である。第２図Ｂに示す
様に、上側固定基板１の裏面にはその周辺部に環状の上
側固定電極17uが形成されている。又、その中央部には
ダミー電極18uが形成されている。上側固定電極17uのパ
タン上にはスルーホール19uが形成されている。又ダミ
ー電極18uのパタン上には第１図に示すピン10uが挿通す
る貫通孔20uが形成されており、基板１の中心には第１
図に示すネジ13が螺合されるネジ穴21が形成されてい
る。第２図Ａに示す様に、基板１の表面には矩形の金属
パタン22uが形成されている。この矩形パタン22uはスル
ーホール19uを介して裏面側の固定電極17uと電気的に接
続されている。従って、貫通孔20uにピン10uを挿入し、
その頂部を半田付けする事によって、ピン10uと環状の
固定電極17uは互いに結線される。
第３図はスペーサ８の平面図である。スペーサ８の中
心にはネジ13を挿通させる為の中心開口23が形成されて
いるとともに、ピン10uを逃がす為の切欠24も形成され
ている。スペーサ８は金属等の導電性材料により構成さ
れており、図示しないが他方のスペーサ９も同一の形状
及び構成を有する。
心にはネジ13を挿通させる為の中心開口23が形成されて
いるとともに、ピン10uを逃がす為の切欠24も形成され
ている。スペーサ８は金属等の導電性材料により構成さ
れており、図示しないが他方のスペーサ９も同一の形状
及び構成を有する。
第４図は導電性板部材３の平面図である。この部材３
はベリリウム銅あるいはステンレススチール等の弾性金
属材料から構成されており、環状の周辺部25mと中央部2
6を有する。周辺部25mは複数の板バネ片27を介して中央
部26により可撓的に支持されている。従って、中央部26
を固定した場合に、周辺部25mは垂線方向に加わる加速
度に応答して垂線方向に変位しその変位量は加速度の大
きさに比例する様になっている。中央部26の中心には、
ネジ13を挿通させる為の中心開口28が形成されている。
加えて、ピン10uを逃がす為の逃げ穴29も形成されてい
る。更に、中央部26の外径寸法はスペーサ８の外径寸法
に大略対応する様に設定されている。この中央部26をス
ペーサ８及び９を用いて両側から支持固定するのであ
る。
はベリリウム銅あるいはステンレススチール等の弾性金
属材料から構成されており、環状の周辺部25mと中央部2
6を有する。周辺部25mは複数の板バネ片27を介して中央
部26により可撓的に支持されている。従って、中央部26
を固定した場合に、周辺部25mは垂線方向に加わる加速
度に応答して垂線方向に変位しその変位量は加速度の大
きさに比例する様になっている。中央部26の中心には、
ネジ13を挿通させる為の中心開口28が形成されている。
加えて、ピン10uを逃がす為の逃げ穴29も形成されてい
る。更に、中央部26の外径寸法はスペーサ８の外径寸法
に大略対応する様に設定されている。この中央部26をス
ペーサ８及び９を用いて両側から支持固定するのであ
る。
第５図Ａ及びＢは下側固定基板２の形状を示してい
る。第５図Ａは表面図であり、第５図Ｂは裏面図であ
る。第５図Ａに示す様に、基板２の表面にはその周辺部
に環状の下側固定電極30lが形成されている。この下側
固定電極パタンに導通する様にスルーホール31lが形成
されている。又、基板２の中央部には円板状の接続電極
32mが形成されている。この接続電極32mはスペーサ９を
介して導電性板部材３の中央部26に電気的に導通する様
になっている。接続電極32mのパタンに導通する様にス
ルーホール33mが形成されている。加えて、基板２の中
心部にはネジ13と螺合するネジ穴34及び、ピン10uを挿
通する為の貫通孔35が形成されている。第５図Ｂに示す
様に基板２の裏面には金属パタン36lが形成されてお
り、前述したスルーホール31lを介して固定電極30lに導
通している。又、他の金属パタン37mを有しており、前
述したスルーホール33mを介して表面側に形成された接
続電極32mに導通している。この他に、一対のダミー電
極38も形成されている。
る。第５図Ａは表面図であり、第５図Ｂは裏面図であ
る。第５図Ａに示す様に、基板２の表面にはその周辺部
に環状の下側固定電極30lが形成されている。この下側
固定電極パタンに導通する様にスルーホール31lが形成
されている。又、基板２の中央部には円板状の接続電極
32mが形成されている。この接続電極32mはスペーサ９を
介して導電性板部材３の中央部26に電気的に導通する様
になっている。接続電極32mのパタンに導通する様にス
ルーホール33mが形成されている。加えて、基板２の中
心部にはネジ13と螺合するネジ穴34及び、ピン10uを挿
通する為の貫通孔35が形成されている。第５図Ｂに示す
様に基板２の裏面には金属パタン36lが形成されてお
り、前述したスルーホール31lを介して固定電極30lに導
通している。又、他の金属パタン37mを有しており、前
述したスルーホール33mを介して表面側に形成された接
続電極32mに導通している。この他に、一対のダミー電
極38も形成されている。
第６図Ａは連結基板７の表面図であり、第６図Ｂは同
じく裏面図である。図示する様に、連結基板７の表面に
は金属パタン39lが形成されており、スルーホール40lを
含んでいる。又、他の金属パタン41mを有しており、同
じくスルーホール42mを含んでいる。連結基板７の中心
には組立用のネジ13を通す為の中心開口43と導通ピン10
uを逃がす為の切欠44が形成されている。これに加えて
一対のダミーパタン45も形成されている。一方の金属パ
タン39lは下側固定基板２の裏面に形成された金属パタ
ン36lと面接触する様に配置されており、他方の金属パ
タン41mは同様にして下側の固定基板２の裏面に形成さ
れた金属パタン37mと面接触する様に配置されている。
第６図Ｂに示す様に、連結基板７の裏面には、金属パタ
ン46lが形成されておりスルーホール40lを介して表側の
対応する金属パタン39lと連結している。又、別の金属
パタン47mを有しており、スルーホール42mを介して表側
の対応する金属パタン41mに連結している。
じく裏面図である。図示する様に、連結基板７の表面に
は金属パタン39lが形成されており、スルーホール40lを
含んでいる。又、他の金属パタン41mを有しており、同
じくスルーホール42mを含んでいる。連結基板７の中心
には組立用のネジ13を通す為の中心開口43と導通ピン10
uを逃がす為の切欠44が形成されている。これに加えて
一対のダミーパタン45も形成されている。一方の金属パ
タン39lは下側固定基板２の裏面に形成された金属パタ
ン36lと面接触する様に配置されており、他方の金属パ
タン41mは同様にして下側の固定基板２の裏面に形成さ
れた金属パタン37mと面接触する様に配置されている。
第６図Ｂに示す様に、連結基板７の裏面には、金属パタ
ン46lが形成されておりスルーホール40lを介して表側の
対応する金属パタン39lと連結している。又、別の金属
パタン47mを有しており、スルーホール42mを介して表側
の対応する金属パタン41mに連結している。
最後に第７図は回路基板の表面形状を示す。図示する
様に、回路基板５のケース11に収納される部分には、金
属パタン48lと49mが形成されている。一方の金属パタン
48lは連結基板７の裏面に形成された金属パタン46lと面
接触する様に配置されており、他方の金属パタン49mは
同じく連結基板７の裏面に形成された対応する金属パタ
ン47mに面接触する様に配置されている。加えて、一対
のダミー電極50も形成されている。さらに、金属パタン
の施されたスルーホール51uを有しており、前述した導
通ピン10uに嵌合する様になっている。回路基板５の中
心には組立用ネジ13と螺合する為のネジ穴52も形成され
ている。さらに、一対のスルーホール53g及び53g′が形
成されており、このスルーホールを介して回路基板５は
ケース11に固定される。回路基板５のケース11から外側
に取出される部分には、合計５個のスルーホール電極54
u,54l,54m,54g及び54g′が形成されている。これらのス
ルーホールには第１図に示す接続端子６又はコネクタが
半田付け固定される。図示しないが、回路基板５の裏面
には接続用の回路パタンが形成されており、これを介し
て金属パタン48lとスルーホール54l、スルーホール51u
とスルーホール54u、金属パタン49mとスルーホール54
m、スルーホール53gとスルーホール54g及びスルーホー
ル53g′とスルーホール54g′が各々電気的に接続されて
いる。
様に、回路基板５のケース11に収納される部分には、金
属パタン48lと49mが形成されている。一方の金属パタン
48lは連結基板７の裏面に形成された金属パタン46lと面
接触する様に配置されており、他方の金属パタン49mは
同じく連結基板７の裏面に形成された対応する金属パタ
ン47mに面接触する様に配置されている。加えて、一対
のダミー電極50も形成されている。さらに、金属パタン
の施されたスルーホール51uを有しており、前述した導
通ピン10uに嵌合する様になっている。回路基板５の中
心には組立用ネジ13と螺合する為のネジ穴52も形成され
ている。さらに、一対のスルーホール53g及び53g′が形
成されており、このスルーホールを介して回路基板５は
ケース11に固定される。回路基板５のケース11から外側
に取出される部分には、合計５個のスルーホール電極54
u,54l,54m,54g及び54g′が形成されている。これらのス
ルーホールには第１図に示す接続端子６又はコネクタが
半田付け固定される。図示しないが、回路基板５の裏面
には接続用の回路パタンが形成されており、これを介し
て金属パタン48lとスルーホール54l、スルーホール51u
とスルーホール54u、金属パタン49mとスルーホール54
m、スルーホール53gとスルーホール54g及びスルーホー
ル53g′とスルーホール54g′が各々電気的に接続されて
いる。
第８図は第１図に示す加速度センサの各電極の電気的
接続を示す模式的回路図である。破線で囲まれた部分が
加速度センサ本体を示し、破線で囲まれた範囲外の部分
が外部の駆動回路である。図示する様に、上側固定電極
17uは回路基板に設けられた取出用スルーホール又は端
子54uに接続されている。この接続は、スルーホール19
u、矩形金属パタン22u、貫通孔20u、導通ピン10u、及び
スルーホール51uを介して順に行なわれる。下側の固定
電極30lは取出用端子54lに接続されている。この接続は
順に、スルーホール31l、金属パタン36l、金属パタン39
l、スルーホール40l、金属パタン46l、及び金属パタン4
8lを介して行なわれる。可動電極25mは取出用端子54mに
接続されている。この接続は順に、板バネ片27、導電性
板部材３の中央部26、スペーサ９、接続電極32m、スル
ーホール33m、金属パタン37m、金属パタン41m、スルー
ホール42m、金属パタン47m、及び金属パタン49mを介し
て行なわれる。ケース11及びカバー12は一対の取出用端
子54g及び54g′に共通に接続される。この接続は回路基
板５を一対のスルーホール53g及び53g′を介してネジに
よりケース11に固定する事により行なわれる。
接続を示す模式的回路図である。破線で囲まれた部分が
加速度センサ本体を示し、破線で囲まれた範囲外の部分
が外部の駆動回路である。図示する様に、上側固定電極
17uは回路基板に設けられた取出用スルーホール又は端
子54uに接続されている。この接続は、スルーホール19
u、矩形金属パタン22u、貫通孔20u、導通ピン10u、及び
スルーホール51uを介して順に行なわれる。下側の固定
電極30lは取出用端子54lに接続されている。この接続は
順に、スルーホール31l、金属パタン36l、金属パタン39
l、スルーホール40l、金属パタン46l、及び金属パタン4
8lを介して行なわれる。可動電極25mは取出用端子54mに
接続されている。この接続は順に、板バネ片27、導電性
板部材３の中央部26、スペーサ９、接続電極32m、スル
ーホール33m、金属パタン37m、金属パタン41m、スルー
ホール42m、金属パタン47m、及び金属パタン49mを介し
て行なわれる。ケース11及びカバー12は一対の取出用端
子54g及び54g′に共通に接続される。この接続は回路基
板５を一対のスルーホール53g及び53g′を介してネジに
よりケース11に固定する事により行なわれる。
次に第８図を参照して本発明にかかる加速度センサの
動作を説明する。図示する様に、可動電極25mは一対の
固定電極17u及び30lの間に介在して容量素子対を構成す
る。可動電極25mは外部加速度に応答して固定電極方向
に変位し容量素子対の相対的容量変化あるいは差動的変
化を引き起こす。この変化を電気的に検出する事により
外部加速度を測定するものである。一般に、上側固定電
極17u及び下側固定電極30lの電極面積は等しく設定され
ており、無加速度状態において可動電極25mは両固定電
極から等距離にある。従って、容量素子対の静電容量は
互いに等しい。この状態で、入力端子54u及び54lの間に
外部交流電源55を接続して矩形パルスを印加する。無加
速度状態においては静電容量の均衡が保たれているので
可動電極25mに接続されている出力端子54mには零レベル
の電圧が出力される。これに対して、外部加速度が印加
されると、可動電極25mは加速度の方向及びその大きさ
に従って変位する。この結果、出力端子54mには加速度
の方向に応じた位相を有し且つ加速度の大きさに応じた
振幅を有する出力電圧が現われる。外部駆動回路は、こ
の出力電圧の位相及び振幅を電気的に処理する事により
外部加速度の方向及び大きさを測定するのである。
動作を説明する。図示する様に、可動電極25mは一対の
固定電極17u及び30lの間に介在して容量素子対を構成す
る。可動電極25mは外部加速度に応答して固定電極方向
に変位し容量素子対の相対的容量変化あるいは差動的変
化を引き起こす。この変化を電気的に検出する事により
外部加速度を測定するものである。一般に、上側固定電
極17u及び下側固定電極30lの電極面積は等しく設定され
ており、無加速度状態において可動電極25mは両固定電
極から等距離にある。従って、容量素子対の静電容量は
互いに等しい。この状態で、入力端子54u及び54lの間に
外部交流電源55を接続して矩形パルスを印加する。無加
速度状態においては静電容量の均衡が保たれているので
可動電極25mに接続されている出力端子54mには零レベル
の電圧が出力される。これに対して、外部加速度が印加
されると、可動電極25mは加速度の方向及びその大きさ
に従って変位する。この結果、出力端子54mには加速度
の方向に応じた位相を有し且つ加速度の大きさに応じた
振幅を有する出力電圧が現われる。外部駆動回路は、こ
の出力電圧の位相及び振幅を電気的に処理する事により
外部加速度の方向及び大きさを測定するのである。
本発明にかかる加速度センサは数10Hz以下の帯域にお
ける数Ｇ以下の低加速度を精度良く検出する事を目的と
しており、例えば自動車等に搭載される。従って、通常
の電子部品と同等の扱いをされる場合が多く、防湿及び
耐食構造が必要となる。この為、導電性板部材としては
耐食性の優れたステンレススチールを用いる事が好まし
い。又、導通ピンの電気的接続を確実にする為に錫めっ
きを施こす事が好ましい。各基板に形成された金属パタ
ンやスルーホールのランドには錫めっきや金めっきを施
こす事が好ましい。カバーやケースにはアルマイト処理
を施こす事が好ましい。加えて、加速度センサの組立後
には、防湿用シリコンゴム等を用いてカバー、ケース及
び基板との間の隙間を埋めて密封状態とする事が好まし
い。
ける数Ｇ以下の低加速度を精度良く検出する事を目的と
しており、例えば自動車等に搭載される。従って、通常
の電子部品と同等の扱いをされる場合が多く、防湿及び
耐食構造が必要となる。この為、導電性板部材としては
耐食性の優れたステンレススチールを用いる事が好まし
い。又、導通ピンの電気的接続を確実にする為に錫めっ
きを施こす事が好ましい。各基板に形成された金属パタ
ンやスルーホールのランドには錫めっきや金めっきを施
こす事が好ましい。カバーやケースにはアルマイト処理
を施こす事が好ましい。加えて、加速度センサの組立後
には、防湿用シリコンゴム等を用いてカバー、ケース及
び基板との間の隙間を埋めて密封状態とする事が好まし
い。
上述した様に、本発明によれば、導電性板部材の中央
部を固定するとともに、この中央部に可撓的に連結され
た周辺部を可動電極とする構造とした為、可動電極が自
由端支持となり可動電極に加わる外部応力を低減する事
ができるという効果がある。さらに、各板部材は互いに
積層され共通の組立用ネジによりケースに押圧固定され
る構造となっている為、極めて組立作業性に優れている
という効果がある。加えて、可動電極の引出しは各基板
の表面及び裏面に形成された金属パタン及びスルーホー
ルを介して行なわれる為、従来の様にリードワイヤを用
いて結線した場合に生ずる外部応力を除く事ができると
いう効果がある。
部を固定するとともに、この中央部に可撓的に連結され
た周辺部を可動電極とする構造とした為、可動電極が自
由端支持となり可動電極に加わる外部応力を低減する事
ができるという効果がある。さらに、各板部材は互いに
積層され共通の組立用ネジによりケースに押圧固定され
る構造となっている為、極めて組立作業性に優れている
という効果がある。加えて、可動電極の引出しは各基板
の表面及び裏面に形成された金属パタン及びスルーホー
ルを介して行なわれる為、従来の様にリードワイヤを用
いて結線した場合に生ずる外部応力を除く事ができると
いう効果がある。
第１図は加速度センサの模式的部分破断断面図、第２図
Ａは上側固定基板の表面図、第２図Ｂは同じく裏面図、
第３図はスペーサの平面図、第４図は導電性板部材の平
面図、第５図Ａは下側固定基板の表面図、第５図Ｂは同
じく裏面図、第６図Ａは連結基板の表面図、第６図Ｂは
同じく裏面図、第７図は回路基板の表面図、及び第８図
は加速度センサの電気回路図である。 １……上側固定基板、２……下側固定基板 ３……導電性板部材、５……回路基板 ７……連結基板、８……スペーサ ９……スペーサ、10u……導通ピン 11……ケース、12……カバー 13……組立用ネジ、17u……上側固定電極 25m……可動電極、26……中央部 27……板バネ片、30l……下側固定電極 32m……接続電極
Ａは上側固定基板の表面図、第２図Ｂは同じく裏面図、
第３図はスペーサの平面図、第４図は導電性板部材の平
面図、第５図Ａは下側固定基板の表面図、第５図Ｂは同
じく裏面図、第６図Ａは連結基板の表面図、第６図Ｂは
同じく裏面図、第７図は回路基板の表面図、及び第８図
は加速度センサの電気回路図である。 １……上側固定基板、２……下側固定基板 ３……導電性板部材、５……回路基板 ７……連結基板、８……スペーサ ９……スペーサ、10u……導通ピン 11……ケース、12……カバー 13……組立用ネジ、17u……上側固定電極 25m……可動電極、26……中央部 27……板バネ片、30l……下側固定電極 32m……接続電極
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−183963（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−82450（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−110381（ＪＰ，Ａ) 米国特許4435737（ＵＳ，Ａ) ＢＥＲＴＯＬＤ ＶＯＧＴ 「ＥＮＴ ＷＩＣＫＬＵＮＧ ＵＮＤ ＯＰＴＩＭ ＩＥＲＵＮＧ ＥＩＮＥＳ ＫＡＰＡＺ ＩＴＩＶＥＮ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴＩＡ Ｌ−ＢＥＳＣＨＬＥＵＮＩＧＵＮＧＳＡ ＵＦＥＮＥＨＭＥＲＳ ＭＩＴ ＨＩＬ ＦＥ ＤＥＲ ＦＥＨＬＥＲＡＮＡＬＹ ＳＥ」Ｐ．61〜62 ＦＥＲＴＳＣＨＲ ＢＥＲＩＤＨＴＥ ＶＤＩ ＲＥＩＨＥ ８，1988年 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01P 15/125
Claims (2)
- 【請求項１】所定の間隙を介して対向配置された一対の
固定電極と、該一対の固定電極の中間に介在して容量素
子対を構成するとともに外部加速度に応答して固定電極
方向に変位し容量素子対の相対的容量変化を引き起す可
動電極とを有する静電容量検出型の加速度センサにおい
て、 該一対の固定電極は互いに対向配置された一対の固定基
板の中央部からはずれた各内表面側に形成されており、 該可動電極は導電性板部材の中央部に可撓的に連結支持
された周辺部から構成されており、 該導電性板部材中央部は一対の固定基板の対向する中央
部の間で支持固定されているとともに、 該導電性板部材周辺部は少くとも一方の固定基板の内表
面側中央部に形成された接続電極に導通している導電性
板部材中央部を介して電気的接続が取られており、 外部接続用回路パタンの形成された回路基板、一方の固
定基板、導電性板部材及び他方の固定基板の順に重ねら
れた各層を含む積層構造を有し、該一方の固定電極及び
該接続電極から該回路パタンに対する電気接続は各層に
形成されたスルーホールパタンを介して行なわれ、 該回路基板と該一方の固定基板との間に、スルーホール
パタンが表裏に形成された連結基板が介在している事を
特徴とする加速度センサ。 - 【請求項２】所定の間隙を介して対向配置された一対の
固定電極と、該一対の固定電極の中間に介在して容量素
子対を構成するとともに外部加速度に応答して固定電極
方向に変位し容量素子対の相対的容量変化を引き起す可
動電極とを有する静電容量検出型の加速度センサにおい
て、 該一対の固定電極は互いに対向配置された一対の固定基
板の中央部からはずれた各内表面側に形成されており、 該可動電極は導電性板部材の中央部に可撓的に連結支持
された周辺部から構成されており、 該導電性板部材中央部は一対の固定基板の対向する中央
部の間で支持固定されているとともに、 該導電性板部材周辺部は少くとも一方の固定基板の内表
面側中央部に形成された接続電極に導通している導電性
板部材中央部を介して電気的接続が取られており、 外部接続用回路パタンの形成された回路基板、一方の固
定基板、導電性板部材及び他方の固定基板の順に重ねら
れた各層を含む積層構造を有し、該一方の固定電極及び
該接続電極から該回路パタンに対する電気接続は各層に
形成されたスルーホールパタンを介して行なわれ、 他方の固定電極は該積層構造を貫通する導電性部材を介
して該回路パタンに導通している事を特徴とする加速度
センサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14074390A JP2838807B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 加速度センサ |
| US07/704,221 US5253526A (en) | 1990-05-30 | 1991-05-22 | Capacitive acceleration sensor with free diaphragm |
| DE69108608T DE69108608T3 (de) | 1990-05-30 | 1991-05-27 | Kapazitiver Beschleunigungsaufnehmer mit freier Membran. |
| EP91710020A EP0459939B2 (en) | 1990-05-30 | 1991-05-27 | Capacitive acceleration sensor with free diaphragm |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14074390A JP2838807B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 加速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432775A JPH0432775A (ja) | 1992-02-04 |
| JP2838807B2 true JP2838807B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=15275689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14074390A Expired - Lifetime JP2838807B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2838807B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8487024B2 (en) | 2008-03-12 | 2013-07-16 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Polyamide, polyamide composition, and method for producing polyamide |
| CN102482415B (zh) | 2009-09-11 | 2013-11-06 | 旭化成化学株式会社 | 聚酰胺及聚酰胺组合物 |
| WO2012093722A1 (ja) | 2011-01-07 | 2012-07-12 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 共重合ポリアミド |
| US9090739B2 (en) | 2011-03-15 | 2015-07-28 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Polyamide and polyamide composition |
-
1990
- 1990-05-30 JP JP14074390A patent/JP2838807B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＢＥＲＴＯＬＤ ＶＯＧＴ 「ＥＮＴＷＩＣＫＬＵＮＧ ＵＮＤ ＯＰＴＩＭＩＥＲＵＮＧ ＥＩＮＥＳ ＫＡＰＡＺＩＴＩＶＥＮ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴＩＡＬ−ＢＥＳＣＨＬＥＵＮＩＧＵＮＧＳＡＵＦＥＮＥＨＭＥＲＳ ＭＩＴ ＨＩＬＦＥ ＤＥＲ ＦＥＨＬＥＲＡＮＡＬＹＳＥ」Ｐ．６１〜６２ ＦＥＲＴＳＣＨＲ ＢＥＲＩＤＨＴＥ ＶＤＩ ＲＥＩＨＥ ８，１９８８年 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0432775A (ja) | 1992-02-04 |
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