JP3079961B2 - 衝撃センサ - Google Patents

衝撃センサ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は衝撃センサに関
し、特にたとえば、自動車事故が発生したときなどにそ
の衝撃を検知するための衝撃センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、たとえば種々の加速度センサなど
が、衝撃センサとして用いられている。これらの加速度
センサを衝撃センサとして用いる場合としては、たとえ
ば自動車事故が発生したときに、自動車に加わる衝撃を
検知することが考えられる。そして、自動車に加わる衝
撃を検知してドアロックを解除すれば、自動車内に閉じ
込められた人を救助することが容易となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
加速度センサなどは指向性があり、１つの向きの衝撃し
か検知することができない。そのため、全ての向きの衝
撃を検知しようとすれば、直交する３つの軸方向に、そ
れぞれ加速度センサを配置しなければならない。したが
って、３つの加速度センサを用いて無指向性の衝撃セン
サを作製すると、大型化するとともに、製造コストが高
くなり、また衝撃センサの取り付けに方向性があるなど
の問題があった。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、１
つだけで全ての方向の衝撃を検知することができる無指
向性の衝撃センサを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、基板と、基
板の変形を検出するための検出手段と、基板から基板の
面に対して斜めに延びる連結部材と、連結部材の端部に
取り付けられる重りとを含む、衝撃センサである。この
衝撃センサにおいて、検出手段として圧電層の両面に電
極が形成された圧電素子を用いた場合、一方の電極は基
板上における連結部材の取り付け部を含む直線の両側で
面積が異なるように形成される。また、検出手段として
は、強誘電薄膜を用いた検出素子を用いることができ
る。さらに、基板を圧電体で形成し、かつ検出手段とし
て基板に発生する電荷を検出するための電極を前記基板
の両面に形成してもよい。この場合、一方の電極は基板
上における連結部材の取り付け部を含む直線の両側で面
積が異なるように形成される。
【０００６】重りに衝撃が加わると、その衝撃がどの方
向であっても、連結部材を介して基板に力が加わる。こ
のとき、連結部材が基板の面に対して斜めに延びている
ため、連結部材の取り付け部を中心として基板が変形
し、基板の変形に対応して、検出手段から信号が出力さ
れる。この検出手段として圧電素子を用いた場合、基板
の変形に応じて、連結部材の取り付け部の両側で、圧電
素子に逆極性の電荷が発生する。そのため、連結部材の
取り付け部を通る直線の両側で電極の面積が異なるよう
に形成しておけば、発生した電荷が完全に相殺されず、
相殺されなかった電荷が出力される。したがって、圧電
素子に発生する電圧を測定することによって、衝撃を検
知することができる。
【０００７】また、圧電素子を励振しておけば、基板の
変形に応じてその共振周波数やインピーダンスが変化す
る。したがって、共振周波数やインピーダンスの変化を
測定すれば、衝撃を検知することができる。このよう
に、電圧や共振周波数の変化を測定するためには、基板
自体を圧電体で形成し、その面上に電極を形成したもの
を用いてもよい。さらに、検出手段として強誘電薄膜を
用いた検出素子を使用した場合、基板の変形によってそ
の静電容量が変化する。したがって、検出素子の静電容
量を測定することによって、衝撃を検知することができ
る。
【０００８】
【発明の効果】この発明によれば、全ての方向の衝撃を
検知することができる無指向性の衝撃センサを得ること
ができる。しかも、連結部材を基板の面に対して斜めと
なるように形成することにより、全ての方向の衝撃に対
して同じように基板を変形させることができる。そのた
め、全ての方向の衝撃に対してほぼ等しい感度を有する
衝撃センサを得るこどかできる。
【０００９】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の衝撃センサの一
例を示す斜視図であり、図２はその断面図である。衝撃
センサ１０は、たとえば円板状の基板１２を含む。基板
１２は、たとえば薄い金属板で形成される。基板１２の
一方面上には、検出手段としての圧電素子１４が形成さ
れる。圧電素子１４は、円板状の圧電体層１６を含み、
圧電体層１６の両面に電極１８ａ，１８ｂが形成され
る。圧電体層１６の材料としては、たとえば圧電セラミ
ックなどが用いられる。そして、電極１８ｂが、基板１
２に接着される。このとき、圧電体層１６の外周に沿っ
て１つの方向に向かうにしたがって、電極１８ａが圧電
体層１６の外周縁から離れるように形成されている。
【００１１】基板１２の他方主面側には、重り２０が配
置される。重り２０は、連結部材２２によって基板１２
の中央部に連結される。連結部材２２は、たとえば棒状
に形成され、基板１２の面に対して斜めとなるように取
り付けられる。そして、連結部材２２の端部に、重り２
０が取り付けられる。この衝撃センサ１０を使用すると
きには、たとえば基板１２の端部が支持される。
【００１２】この衝撃センサ１０に、基板１２に平行な
方向の衝撃が加わると、図３に示すように、重り２０が
基板１２と連結部材２２との接合部を中心として回転す
るように変位する。そのため、基板１２の中央部を通る
直線の両側が逆方向に屈曲し、圧電素子１４の一方面側
には、屈曲の状態に応じて逆極性の電荷が発生する。し
かしながら、圧電体層１６の外周に沿って１つの方向に
向かうにしたがって、電極１８ａが圧電体層１６の外周
縁から離れるように形成されているため、電極面積の小
さい側においては圧電素子１４に発生する電荷が取り出
される割合が小さい。そのため、逆極性の電荷が完全に
相殺されず、相殺されなかった電荷が出力される。した
がって、圧電素子１４の出力電圧を測定することによっ
て、衝撃センサ１０に衝撃が加わったことが検知され
る。
【００１３】また、図４に示すように、基板１２に直交
する方向に衝撃が加わった場合でも、重り２０が基板１
２と連結部材２２との接合部を中心として回転するよう
に変位する。そのため、基板１２に平行な衝撃を受けた
ときと同様にして、衝撃を検知することができる。
【００１４】このように、衝撃センサ１０にどの方向か
ら衝撃が加わっても、基板１２を同じように変形させる
ことができる。しかも、どの方向の衝撃も、基板１２と
連結部材２２との接合部を中心とした回転方向の力に変
わるため、全ての方向の同じ程度の大きさの衝撃に対し
て、基板の変形量をほぼ同じにすることができる。した
がって、全ての方向の衝撃に対して、衝撃センサ１０の
感度がほぼ一定となるようにすることができる。
【００１５】このように、この発明の衝撃センサ１０
は、全ての方向の衝撃を検知できる無指向性のセンサで
あり、しかも全ての方向の衝撃に対してほぼ一定の感度
を有するセンサである。したがって、この衝撃センサ１
０を自動車などに搭載すれば、自動車事故などの衝撃を
検知することができる。そして、衝撃を検知することに
よって、ドアロックを解除すれば、自動車内に閉じ込め
られた人の救出が容易となる。
【００１６】なお、衝撃を検出するための手段として
は、圧電素子１４を発振させ、その共振周波数やインピ
ーダンスを測定してもよい。この場合、衝撃が加わるこ
とによって基板１２が変形すると、圧電素子１４も変形
し、共振周波数やインピーダンスが変化する。したがっ
て、圧電素子１４の出力信号を測定すれば、その共振周
波数やインピーダンスの変化から衝撃を検知することが
できる。このような電圧や共振周波数やインピーダンス
の変化を測定するためには、図５に示すように、基板１
２自体を圧電体材料で形成してもよい。そして、基板１
２の両面に、電極４０ａ，４０ｂが形成される。このよ
うな衝撃センサ１０を用いても、基板１２の変形によ
り、出力電圧や共振周波数が変化し、衝撃を検知するこ
とができる。
【００１７】また、図６に示すように、強誘電薄膜４２
の両面に電極４４ａ，４４ｂを形成した検出素子４６を
用いてもよい。この検出素子４６では、基板１２が変形
することにより、検出素子４６の静電容量が変化する。
したがって、検出素子４６の静電容量を測定することに
より、衝撃を検知することができる。
【００１８】また、連結部材２２は、図７に示すよう
に、基板１２の中央部から離れた部分に取り付けられて
もよい。この場合、圧電素子１４の両面に全面電極を形
成しても、基板１２と連結部材２２との接合部を通る直
線の両側において、圧電素子１４の一方面の電極面積が
異なる。そのため、圧電素子１４の一方の電極１８ａの
形状を特別な形にする必要はない。
【００１９】さらに、連結部材２２としては、図８に示
すように、基板１２の一部に切欠き部を形成し、その部
分を折り曲げて重り２０を取り付けてもよい。この場合
においても、連結部材２２は、基板１２の面に対して斜
めとなるように形成される。このように、基板１２と連
結部材２２とを一体的に形成しても、連結部材２２を斜
めに形成することにより、無指向性の衝撃センサ１０を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の衝撃センサの一例を示す斜視図であ
る。
【図２】図１に示す衝撃センサの断面図である。
【図３】図１に示す衝撃センサにおいて、基板に平行な
衝撃が加わったときの状態を示す図解図である。
【図４】図１に示す衝撃センサにおいて、基板に直交す
る衝撃が加わったときの状態を示す図解図である。
【図５】この発明の衝撃センサの他の例を示す断面図で
ある。
【図６】この発明の衝撃センサのさらに他の例を示す断
面図である。
【図７】この発明の衝撃センサの別の例を示す斜視図で
ある。
【図８】この発明の衝撃センサに用いられる基板および
連結部材の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 衝撃センサ １２ 基板 １４ 圧電素子 ２０ 重り ２２ 連結部材 ４２ 強誘電薄膜 ４６ 検出素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 15/00 G01L 5/00 G01P 15/09

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板、 前記基板の変形を検出するための検出手段、 前記基板から前記基板の面に対して斜めに延びる連結部
    材、および前記連結部材の端部に取り付けられる重りを
    含む、衝撃センサ。
  2. 【請求項２】 前記検出手段は圧電層の両面に電極が形
    成された圧電素子であり、一方の前記電極は前記基板上
    における前記連結部材の取り付け部を含む直線の両側で
    面積が異なるように形成された、請求項１に記載の衝撃
    センサ。
  3. 【請求項３】 前記検出手段は強誘電薄膜を用いた検出
    素子である、請求項１に記載の衝撃センサ。
  4. 【請求項４】 前記基板は圧電体で形成され、かつ前記
    検出手段として前記基板に発生する電荷を検出するため
    の電極が前記基板の両面に形成され、一方の電極は前記
    基板上における前記連結部材の取り付け部を含む直線の
    両側で面積が異なるように形成された、請求項１に記載
    の衝撃センサ。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6940405B2 (en) * 1996-05-30 2005-09-06 Guardit Technologies Llc Portable motion detector and alarm system and method
CA2353506A1 (en) 1998-11-02 2000-05-11 3M Innovative Properties Company Transparent conductive oxides for plastic flat panel displays
IT1318295B1 (it) * 2000-07-31 2003-07-28 Abb Ricerca Spa Dispositivo per la misura della pressione di un fluido
US6933051B2 (en) * 2002-08-17 2005-08-23 3M Innovative Properties Company Flexible electrically conductive film
US9822454B2 (en) * 2006-12-28 2017-11-21 3M Innovative Properties Company Nucleation layer for thin film metal layer formation
US8350451B2 (en) * 2008-06-05 2013-01-08 3M Innovative Properties Company Ultrathin transparent EMI shielding film comprising a polymer basecoat and crosslinked polymer transparent dielectric layer
US8217790B2 (en) 2009-05-26 2012-07-10 Script Michael H Portable motion detector and alarm system and method
US9380961B2 (en) 2013-08-08 2016-07-05 BlackBox Biometrics, Inc. Devices, systems and methods for detecting and evaluating impact events
USD743822S1 (en) * 2013-12-26 2015-11-24 BlackBox Biometrics, Inc. Device for detecting an impact event

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2460485A1 (fr) * 1979-06-29 1981-01-23 Thomson Csf Capteur d'acceleration piezo-electrique a element transducteur en materiau polymere et systeme de securite pour centrifugeuse comportant un tel capteur
US4315433A (en) * 1980-03-19 1982-02-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Polymer film accelerometer
US4398417A (en) * 1981-08-13 1983-08-16 Rockwell International Corporation Three-axis accelerometer having flexure bearing with overload protection
DE3371417D1 (en) * 1983-02-21 1987-06-11 Vibro Meter Ag Dual accelerometer, method of manufacturing it and its application
US4473768A (en) * 1983-09-30 1984-09-25 Teledyne Industries, Inc. Piezoelectric force-balance accelerometer system
SU1569725A1 (ru) * 1987-10-01 1990-06-07 Предприятие П/Я А-3697 Измеритель ускорени
US5253527A (en) * 1989-12-28 1993-10-19 Takao Yamaguchi Torque Balancer
DE69124377T2 (de) * 1991-03-30 1997-06-12 Kazuhiro Okada Beschleunigungssensor mit Selbsttest
JP3141954B2 (ja) * 1991-07-17 2001-03-07 株式会社ワコー 圧電素子を用いた力・加速度・磁気のセンサ
FR2700014B1 (fr) * 1992-12-08 1995-04-28 Commissariat Energie Atomique Capteur capacitif sensible aux accélérations orientées dans toutes les directions d'un plan.
US5425750A (en) * 1993-07-14 1995-06-20 Pacesetter, Inc. Accelerometer-based multi-axis physical activity sensor for a rate-responsive pacemaker and method of fabrication
JP3305516B2 (ja) * 1994-10-31 2002-07-22 株式会社東海理化電機製作所 静電容量式加速度センサ及びその製造方法

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DE69611328T2 (de) 2001-07-19
EP0753753B1 (en) 2000-12-27
US5869761A (en) 1999-02-09
EP0753753A3 (en) 1998-07-15
DE69611328D1 (de) 2001-02-01
EP0753753A2 (en) 1997-01-15

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