JP3101692B2 - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
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- JP3101692B2 JP3101692B2 JP03136593A JP13659391A JP3101692B2 JP 3101692 B2 JP3101692 B2 JP 3101692B2 JP 03136593 A JP03136593 A JP 03136593A JP 13659391 A JP13659391 A JP 13659391A JP 3101692 B2 JP3101692 B2 JP 3101692B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は直交する２軸の入力加
速度の方向と絶対値とを検出することができる加速度セ
ンサに関するものである。
速度の方向と絶対値とを検出することができる加速度セ
ンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】質量部をヒンジ部により支持部に固定
し、ヒンジ部に取付けた歪検出用抵抗素子により加速度
の検出を行う加速度センサが使用されている。即ち、加
速度が入力されると質量部が支持部に対して相対的に変
位してヒンジ部がたわみ、このたわみによる歪検出用抵
抗素子の抵抗値の変化を検出し、予め求められている抵
抗値と加速度との関係より加速度を得るものである。
し、ヒンジ部に取付けた歪検出用抵抗素子により加速度
の検出を行う加速度センサが使用されている。即ち、加
速度が入力されると質量部が支持部に対して相対的に変
位してヒンジ部がたわみ、このたわみによる歪検出用抵
抗素子の抵抗値の変化を検出し、予め求められている抵
抗値と加速度との関係より加速度を得るものである。
【０００３】この種の加速度センサは、例えばシリコン
の単結晶基板をエッチングして質量部、ヒンジ部及び支
持部を一体形成し、ヒンジ部表面に歪検出用抵抗素子を
形成することにより作製される。このようにして作製さ
れた従来の加速度センサを図５に示す。図５において、
（Ａ）は加速度の入力軸方向から見た平面図であり、
（Ｂ）はそのＡＡ断面図である。
の単結晶基板をエッチングして質量部、ヒンジ部及び支
持部を一体形成し、ヒンジ部表面に歪検出用抵抗素子を
形成することにより作製される。このようにして作製さ
れた従来の加速度センサを図５に示す。図５において、
（Ａ）は加速度の入力軸方向から見た平面図であり、
（Ｂ）はそのＡＡ断面図である。
【０００４】枠状支持部１１内に方形質量部１２が配さ
れ、質量部１２の両側がヒンジ部１３で支持部１１に連
結支持されている。加速度の検出感度の向上を図るた
め、ヒンジ部１３の厚さは質量部１２の厚さより小とさ
れ、質量部１２がより大きな変位をし、ヒンジ部１３が
より大きくたわむように構成されている。また、歪検出
用抵抗素子１４をヒンジ部１３の表面に形成する作業
を、精密かつ容易に行うため、ヒンジ部１３の一面１３
ａは質量部１２の一板面１２ａと同一平面とされ、この
面１３ａに歪検出用抵抗素子１４が形成されている。
れ、質量部１２の両側がヒンジ部１３で支持部１１に連
結支持されている。加速度の検出感度の向上を図るた
め、ヒンジ部１３の厚さは質量部１２の厚さより小とさ
れ、質量部１２がより大きな変位をし、ヒンジ部１３が
より大きくたわむように構成されている。また、歪検出
用抵抗素子１４をヒンジ部１３の表面に形成する作業
を、精密かつ容易に行うため、ヒンジ部１３の一面１３
ａは質量部１２の一板面１２ａと同一平面とされ、この
面１３ａに歪検出用抵抗素子１４が形成されている。
【０００５】ヒンジ部１３は質量部１２の両側にそれぞ
れ２本形成されている。これは、厚さ方向においてヒン
ジ部１３が上記のように質量部１２に対し片寄って形成
されているため、この厚さ方向においてヒンジ部１３の
重心と質量部１２の重心とがずれ、このずれにより例え
ば質量部１２の板面１２ａと平行方向からの加速度によ
り質量部１２が回動してヒンジ部１３がねじれ、本来の
入力軸とは異なる方向からの入力加速度を検出すること
がないように、つまり質量部１２のこのような回動を抑
制するためである。
れ２本形成されている。これは、厚さ方向においてヒン
ジ部１３が上記のように質量部１２に対し片寄って形成
されているため、この厚さ方向においてヒンジ部１３の
重心と質量部１２の重心とがずれ、このずれにより例え
ば質量部１２の板面１２ａと平行方向からの加速度によ
り質量部１２が回動してヒンジ部１３がねじれ、本来の
入力軸とは異なる方向からの入力加速度を検出すること
がないように、つまり質量部１２のこのような回動を抑
制するためである。
【０００６】図６は、ヒンジ部１３を質量部１２の両側
にそれぞれ４本形成することにより、質量部１２が回動
せず、その板面１２ａと直角方向からの加速度のみに応
答するよう、さらに配慮された従来の加速度センサであ
る。
にそれぞれ４本形成することにより、質量部１２が回動
せず、その板面１２ａと直角方向からの加速度のみに応
答するよう、さらに配慮された従来の加速度センサであ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の加速度センサは、一定の決まった入力軸の方向を持
っており、入力軸と直交する方向の加速度の入力には感
度を持たないように構成されている。しかしながら、例
えば自動車の衝突時に乗員を保護するためのエアーバッ
グを作動させるため衝撃加速度の検出に使用される加速
度センサなどでは、衝撃加速度の入力方向によらずその
加速度の値を検出することが要求される。従って、この
ような場合には複数の加速度センサを、各々の入力軸を
ずらして用いなければならず、加速度センサ部全体が大
型かつ複雑な構造となり、また高価なものとなる。さら
に、構造の複雑さにより信頼性も低下する。
来の加速度センサは、一定の決まった入力軸の方向を持
っており、入力軸と直交する方向の加速度の入力には感
度を持たないように構成されている。しかしながら、例
えば自動車の衝突時に乗員を保護するためのエアーバッ
グを作動させるため衝撃加速度の検出に使用される加速
度センサなどでは、衝撃加速度の入力方向によらずその
加速度の値を検出することが要求される。従って、この
ような場合には複数の加速度センサを、各々の入力軸を
ずらして用いなければならず、加速度センサ部全体が大
型かつ複雑な構造となり、また高価なものとなる。さら
に、構造の複雑さにより信頼性も低下する。
【０００８】この発明は複数の加速度センサを用いるこ
とによる上記欠点を解消するために、直交する２軸の入
力加速度の方向と絶対値とを検出することができる加速
度センサを提供することを目的とする。
とによる上記欠点を解消するために、直交する２軸の入
力加速度の方向と絶対値とを検出することができる加速
度センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、板状の質量
部の両側の各中央部をそれぞれ第１、第２ヒンジ部によ
り支持部に固定し、質量部の板面と直角方向から見た
時、質量部の重心、第１ヒンジ部の重心、第２ヒンジ部
の重心を、質量部を２等分する直線上に位置させ、質量
部の重心と第１、第２ヒンジ部の各重心とを上記直角方
向においてずらし、第１ヒンジ部の上記２等分線の両側
において、それぞれ支持部側と質量部側とに第１〜第４
歪検出用抵抗素子を取付け、第２ヒンジ部の上記２等分
線の両側において、それぞれ支持部側と質量部側とに第
５〜第８歪検出用抵抗素子を取付け、第１〜第４歪検出
用抵抗素子および第５〜第８歪検出用抵抗素子を用い
て、質量部の板面と直角方向、および質量部の板面と平
行で２等分線と直角方向の入力加速度を求めることによ
り加速度センサを構成したものである。
部の両側の各中央部をそれぞれ第１、第２ヒンジ部によ
り支持部に固定し、質量部の板面と直角方向から見た
時、質量部の重心、第１ヒンジ部の重心、第２ヒンジ部
の重心を、質量部を２等分する直線上に位置させ、質量
部の重心と第１、第２ヒンジ部の各重心とを上記直角方
向においてずらし、第１ヒンジ部の上記２等分線の両側
において、それぞれ支持部側と質量部側とに第１〜第４
歪検出用抵抗素子を取付け、第２ヒンジ部の上記２等分
線の両側において、それぞれ支持部側と質量部側とに第
５〜第８歪検出用抵抗素子を取付け、第１〜第４歪検出
用抵抗素子および第５〜第８歪検出用抵抗素子を用い
て、質量部の板面と直角方向、および質量部の板面と平
行で２等分線と直角方向の入力加速度を求めることによ
り加速度センサを構成したものである。
【００１０】また、上記加速度センサにおいて第１〜第
８歪検出用抵抗素子に代えて、質量部の一板面と、これ
と近接対向する固定面とにそれぞれ電極を設け、これら
電極により上記２等分線の両側に少くとも各１つの静電
容量を構成してもよい。
８歪検出用抵抗素子に代えて、質量部の一板面と、これ
と近接対向する固定面とにそれぞれ電極を設け、これら
電極により上記２等分線の両側に少くとも各１つの静電
容量を構成してもよい。
【００１１】
【作用】上記のように構成されたこの発明では、質量部
の板面と直角方向から加速度が入力されると、質量部は
平行に変位し、第１、第２ヒンジ部にはそれぞれ単純な
Ｓ字状のたわみが発生する。一方、質量部の板面と平行
方向から加速度が入力されると、第１、第２ヒンジ部の
各重心を結ぶ直線を軸として質量部は回動し、第１、第
２ヒンジ部にはそれぞれねじれが発生する。
の板面と直角方向から加速度が入力されると、質量部は
平行に変位し、第１、第２ヒンジ部にはそれぞれ単純な
Ｓ字状のたわみが発生する。一方、質量部の板面と平行
方向から加速度が入力されると、第１、第２ヒンジ部の
各重心を結ぶ直線を軸として質量部は回動し、第１、第
２ヒンジ部にはそれぞれねじれが発生する。
【００１２】これらたわみやねじれに対応して、第１、
第２ヒンジ部にそれぞれ取付けられている４つの歪検出
用抵抗素子の抵抗値がそれぞれ変化し、その変化方向及
び変化量を検出することによって直交する２軸の入力加
速度の方向と絶対値とを得ることができる。また、歪検
出用抵抗素子に代えて、質量部の板面と固定面とで構成
される静電容量の、質量部の平行変位や回動に対応する
変化を検出することによっても直交する２軸の入力加速
度の方向と絶対値とを得ることができる。
第２ヒンジ部にそれぞれ取付けられている４つの歪検出
用抵抗素子の抵抗値がそれぞれ変化し、その変化方向及
び変化量を検出することによって直交する２軸の入力加
速度の方向と絶対値とを得ることができる。また、歪検
出用抵抗素子に代えて、質量部の板面と固定面とで構成
される静電容量の、質量部の平行変位や回動に対応する
変化を検出することによっても直交する２軸の入力加速
度の方向と絶対値とを得ることができる。
【００１３】
【実施例】この発明による加速度センサの一実施例を図
１に示す。図１において、（Ａ）は平面図であり、
（Ｂ）はそのＢＢ断面図である。方形の板状質量部２１
の両長辺の各中央部はそれぞれ第１、第２ヒンジ部２
２，２３により、質量部２１を取囲む枠状の支持部２４
に固定されている。これら質量部２１、第１、第２ヒン
ジ部２２，２３、支持部２４は例えば方形のシリコン単
結晶基板から鏡面対称なコ字状部２５，２６をエッチン
グ除去することによって一体形成される。質量部２１の
板面２１ａと直角なＸ方向からこれらを見た時、即ち図
１（Ａ）において、質量部２１の重心Ｇ1 、第１ヒンジ
部２２の重心Ｇ2 、第２ヒンジ部２３の重心Ｇ3 は、質
量部２１を２等分する直線２７上に位置されている。
１に示す。図１において、（Ａ）は平面図であり、
（Ｂ）はそのＢＢ断面図である。方形の板状質量部２１
の両長辺の各中央部はそれぞれ第１、第２ヒンジ部２
２，２３により、質量部２１を取囲む枠状の支持部２４
に固定されている。これら質量部２１、第１、第２ヒン
ジ部２２，２３、支持部２４は例えば方形のシリコン単
結晶基板から鏡面対称なコ字状部２５，２６をエッチン
グ除去することによって一体形成される。質量部２１の
板面２１ａと直角なＸ方向からこれらを見た時、即ち図
１（Ａ）において、質量部２１の重心Ｇ1 、第１ヒンジ
部２２の重心Ｇ2 、第２ヒンジ部２３の重心Ｇ3 は、質
量部２１を２等分する直線２７上に位置されている。
【００１４】図１（Ｂ）に示したように、第１、第２ヒ
ンジ部２２，２３の一面２２ａ，２３ａは質量部２１の
一板面２１ａと同一平面とされ、かつ第１、第２ヒンジ
部２２，２３の厚さｔは質量部２１の厚さＴより小とさ
れている。従って、質量部２１の重心Ｇ1 と第１、第２
ヒンジ部２２，２３の各重心Ｇ2 、Ｇ3 とはＸ方向にお
いてずれた位置関係となっている。
ンジ部２２，２３の一面２２ａ，２３ａは質量部２１の
一板面２１ａと同一平面とされ、かつ第１、第２ヒンジ
部２２，２３の厚さｔは質量部２１の厚さＴより小とさ
れている。従って、質量部２１の重心Ｇ1 と第１、第２
ヒンジ部２２，２３の各重心Ｇ2 、Ｇ3 とはＸ方向にお
いてずれた位置関係となっている。
【００１５】第１ヒンジ部２２の一面２２ａには、質量
部２１の２等分線２７に対して対称に、それぞれ支持部
２４側と質量部２１側とに第１〜第４の歪検出用抵抗素
子Ｒ 1 〜Ｒ4 が図１（Ａ）に示すように取付けられてい
る。また、第２ヒンジ部２３の一面２３ａには、質量部
２１の２等分線２７に対して対称に、それぞれ支持部２
４側と質量部２１側とに第５〜第８の歪検出用抵抗素子
Ｒ5 〜Ｒ8 が図１（Ａ）に示すように取付けられてい
る。
部２１の２等分線２７に対して対称に、それぞれ支持部
２４側と質量部２１側とに第１〜第４の歪検出用抵抗素
子Ｒ 1 〜Ｒ4 が図１（Ａ）に示すように取付けられてい
る。また、第２ヒンジ部２３の一面２３ａには、質量部
２１の２等分線２７に対して対称に、それぞれ支持部２
４側と質量部２１側とに第５〜第８の歪検出用抵抗素子
Ｒ5 〜Ｒ8 が図１（Ａ）に示すように取付けられてい
る。
【００１６】これら歪検出用抵抗素子Ｒ1 〜Ｒ8 によ
り、図２に示すような２組の抵抗ブリッジ２８，２９を
構成する。即ち、２等分線２７の一方の側の歪検出用抵
抗素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ5 ，Ｒ6 により抵抗ブリッジ２８
を構成し、２等分線２７の他方の側の歪検出用抵抗素子
Ｒ3 ，Ｒ4 ，Ｒ7 ，Ｒ8 により抵抗ブリッジ２９を構成
する。そして、一方のヒンジ側の歪検出用抵抗素子
Ｒ1 ，Ｒ2 と他方のヒンジ側の歪検出用抵抗素子Ｒ5 ，
Ｒ6 との各接続点間に電源３１を接続し、同様に歪検出
用抵抗素子Ｒ3 ，Ｒ4 と歪検出用抵抗素子Ｒ7 ，Ｒ8 と
の各接続点間に電源３１を接続し、各抵抗ブリッジ２
８，２９の各ブリッジ検出出力側にそれぞれ電圧計３
２，３３を接続する。
り、図２に示すような２組の抵抗ブリッジ２８，２９を
構成する。即ち、２等分線２７の一方の側の歪検出用抵
抗素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ5 ，Ｒ6 により抵抗ブリッジ２８
を構成し、２等分線２７の他方の側の歪検出用抵抗素子
Ｒ3 ，Ｒ4 ，Ｒ7 ，Ｒ8 により抵抗ブリッジ２９を構成
する。そして、一方のヒンジ側の歪検出用抵抗素子
Ｒ1 ，Ｒ2 と他方のヒンジ側の歪検出用抵抗素子Ｒ5 ，
Ｒ6 との各接続点間に電源３１を接続し、同様に歪検出
用抵抗素子Ｒ3 ，Ｒ4 と歪検出用抵抗素子Ｒ7 ，Ｒ8 と
の各接続点間に電源３１を接続し、各抵抗ブリッジ２
８，２９の各ブリッジ検出出力側にそれぞれ電圧計３
２，３３を接続する。
【００１７】次に、上述のように構成された加速度セン
サの動作を図３を参照して説明する。図３において、
（１）〜（３）は図１（Ａ）のＣＣ端面図であり、
（４）〜（６）はそれぞれ（１）〜（３）に対応した図
１（Ａ）のＤＤ断面図である。尚、（４）〜（６）にお
いては歪検出用抵抗素子Ｒ1 〜Ｒ8 、及び支持部２４の
一部の図示を省略している。
サの動作を図３を参照して説明する。図３において、
（１）〜（３）は図１（Ａ）のＣＣ端面図であり、
（４）〜（６）はそれぞれ（１）〜（３）に対応した図
１（Ａ）のＤＤ断面図である。尚、（４）〜（６）にお
いては歪検出用抵抗素子Ｒ1 〜Ｒ8 、及び支持部２４の
一部の図示を省略している。
【００１８】（１），（４）は加速度の無入力状態を示
している。（２），（５）は加速度がＸ方向から入力さ
れた状態を示しており、質量部２１は（１），（４）の
状態から平行に変位し、第１、第２ヒンジ部２２，２３
にはそれぞれ単純なＳ字状のたわみが発生する。従っ
て、第１、第２ヒンジ部２２，２３のそれぞれ支持部２
４側に取付けられている歪検出用抵抗素子Ｒ1 ，Ｒ3，
Ｒ6 ，Ｒ8 はそれぞれ引張応力を受け、抵抗値が増加す
る。一方、質量部２１側に取付けられている歪検出用抵
抗素子Ｒ2 ，Ｒ4 ，Ｒ5 ，Ｒ7 はそれぞれ圧縮応力を受
け、抵抗値が減少する。このような抵抗値の変化によ
り、抵抗ブリッジ２８，２９の平衡はそれぞれ崩れ、抵
抗素子Ｒ5 ，Ｒ6 の接続点の電位が抵抗素子Ｒ1 ，Ｒ2
の接続点の電位より高くなり、また抵抗素子Ｒ7 ，Ｒ8
の接続点の電位が抵抗素子Ｒ3 ，Ｒ4 の接続点の電位よ
り高くなり、２組の抵抗ブリッジ２８，２９は同じ極性
の出力電圧をそれぞれ発生する。
している。（２），（５）は加速度がＸ方向から入力さ
れた状態を示しており、質量部２１は（１），（４）の
状態から平行に変位し、第１、第２ヒンジ部２２，２３
にはそれぞれ単純なＳ字状のたわみが発生する。従っ
て、第１、第２ヒンジ部２２，２３のそれぞれ支持部２
４側に取付けられている歪検出用抵抗素子Ｒ1 ，Ｒ3，
Ｒ6 ，Ｒ8 はそれぞれ引張応力を受け、抵抗値が増加す
る。一方、質量部２１側に取付けられている歪検出用抵
抗素子Ｒ2 ，Ｒ4 ，Ｒ5 ，Ｒ7 はそれぞれ圧縮応力を受
け、抵抗値が減少する。このような抵抗値の変化によ
り、抵抗ブリッジ２８，２９の平衡はそれぞれ崩れ、抵
抗素子Ｒ5 ，Ｒ6 の接続点の電位が抵抗素子Ｒ1 ，Ｒ2
の接続点の電位より高くなり、また抵抗素子Ｒ7 ，Ｒ8
の接続点の電位が抵抗素子Ｒ3 ，Ｒ4 の接続点の電位よ
り高くなり、２組の抵抗ブリッジ２８，２９は同じ極性
の出力電圧をそれぞれ発生する。
【００１９】図３の（３），（６）はＸ方向と直角なＹ
方向、即ち質量部２１の板面２１ａと平行方向から加速
度が入力された状態を示している。前述したように質量
部２１の重心Ｇ1 と第１、第２ヒンジ部２２，２３の各
重心Ｇ2 ，Ｇ3 とはＸ方向においてずれているため、第
１、第２ヒンジ部２２，２３の各重心Ｇ2 ，Ｇ3 を結ぶ
直線を軸として質量部２１は回動し、第１、第２ヒンジ
部２２，２３にはそれぞれねじれが発生する。つまり、
第１、第２ヒンジ部２２，２３のＸ方向におけるたわみ
は、質量部２１の２等分線２７をはさむ両側で、その方
向が（６）に示すように逆となり、歪検出用抵抗素子Ｒ
1 ，Ｒ4 ，Ｒ6 ，Ｒ7 はそれぞれ引張応力を受け、抵抗
値が増加し、他の歪検出用抵抗素子Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ5 ，
Ｒ8 はそれぞれ圧縮応力を受け、抵抗値が減少する。こ
の結果抵抗素子Ｒ5 ，Ｒ6 の接続点の電位が抵抗素子Ｒ
1 ，Ｒ2 の接続点の電位より高くなり、抵抗素子Ｒ3 ，
Ｒ 4 の接続点の電位が抵抗素子Ｒ7 ，Ｒ8 の接続点の電
位より高くなり、抵抗ブリッジ２８，２９は逆極性の出
力電圧をそれぞれ発生する。
方向、即ち質量部２１の板面２１ａと平行方向から加速
度が入力された状態を示している。前述したように質量
部２１の重心Ｇ1 と第１、第２ヒンジ部２２，２３の各
重心Ｇ2 ，Ｇ3 とはＸ方向においてずれているため、第
１、第２ヒンジ部２２，２３の各重心Ｇ2 ，Ｇ3 を結ぶ
直線を軸として質量部２１は回動し、第１、第２ヒンジ
部２２，２３にはそれぞれねじれが発生する。つまり、
第１、第２ヒンジ部２２，２３のＸ方向におけるたわみ
は、質量部２１の２等分線２７をはさむ両側で、その方
向が（６）に示すように逆となり、歪検出用抵抗素子Ｒ
1 ，Ｒ4 ，Ｒ6 ，Ｒ7 はそれぞれ引張応力を受け、抵抗
値が増加し、他の歪検出用抵抗素子Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ5 ，
Ｒ8 はそれぞれ圧縮応力を受け、抵抗値が減少する。こ
の結果抵抗素子Ｒ5 ，Ｒ6 の接続点の電位が抵抗素子Ｒ
1 ，Ｒ2 の接続点の電位より高くなり、抵抗素子Ｒ3 ，
Ｒ 4 の接続点の電位が抵抗素子Ｒ7 ，Ｒ8 の接続点の電
位より高くなり、抵抗ブリッジ２８，２９は逆極性の出
力電圧をそれぞれ発生する。
【００２０】従って、抵抗ブリッジ２８，２９の各出力
電圧と加速度との関係を予め求めておけば、２組の抵抗
ブリッジ２８，２９の出力電圧の値とその極性を検出す
ることにより入力加速度の方向と絶対値とを知ることが
できる。図４は歪検出用抵抗素子に代えて、加速度の検
出手段として静電容量を使用するものである。質量部２
１、第１、第２ヒンジ部２２，２３、支持部２４はそれ
ぞれ図１と同様に構成されている。質量部２１の一板面
２１ａと平行に近接対向して板状の固定部４１が設けら
れている。質量部２１の一板面２１ａには、質量部２１
の２等分線２７の両側にそれぞれ電極４２及び４３が設
けられ、これらと対向して固定部４１の一板面４１ａに
は、電極４４及び４５が設けられている。つまり、電極
４２と４４及び電極４３と４５とにより２つの静電容量
Ｃ1 及びＣ 2 が構成されている。
電圧と加速度との関係を予め求めておけば、２組の抵抗
ブリッジ２８，２９の出力電圧の値とその極性を検出す
ることにより入力加速度の方向と絶対値とを知ることが
できる。図４は歪検出用抵抗素子に代えて、加速度の検
出手段として静電容量を使用するものである。質量部２
１、第１、第２ヒンジ部２２，２３、支持部２４はそれ
ぞれ図１と同様に構成されている。質量部２１の一板面
２１ａと平行に近接対向して板状の固定部４１が設けら
れている。質量部２１の一板面２１ａには、質量部２１
の２等分線２７の両側にそれぞれ電極４２及び４３が設
けられ、これらと対向して固定部４１の一板面４１ａに
は、電極４４及び４５が設けられている。つまり、電極
４２と４４及び電極４３と４５とにより２つの静電容量
Ｃ1 及びＣ 2 が構成されている。
【００２１】このように構成された加速度センサにＸ方
向から加速度が入力され、質量部２１が図３（２）と同
様に変位すると、これら静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 は同様に減
少する。一方、Ｙ方向から加速度が入力され、質量部２
１が図３（３）と同様に回動すると、静電容量Ｃ1 は減
少し、静電容量Ｃ2 は増加する。即ち、静電容量Ｃ1 と
Ｃ2 とは増減方向が逆となる。
向から加速度が入力され、質量部２１が図３（２）と同
様に変位すると、これら静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 は同様に減
少する。一方、Ｙ方向から加速度が入力され、質量部２
１が図３（３）と同様に回動すると、静電容量Ｃ1 は減
少し、静電容量Ｃ2 は増加する。即ち、静電容量Ｃ1 と
Ｃ2 とは増減方向が逆となる。
【００２２】従って、静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 と加速度の関
係を予め求めておけば、２つの静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 の変
化を検出することにより、歪検出用抵抗素子を用いた図
１の構成の場合と同様に入力加速度の方向と絶対値とを
検出することができる。なお、第１ヒンジ部２２、第２
ヒンジ部２３に、それぞれ２等分線２７上にこれに沿っ
た溝が形成され、それぞれ２分割されていてもよい。
係を予め求めておけば、２つの静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 の変
化を検出することにより、歪検出用抵抗素子を用いた図
１の構成の場合と同様に入力加速度の方向と絶対値とを
検出することができる。なお、第１ヒンジ部２２、第２
ヒンジ部２３に、それぞれ２等分線２７上にこれに沿っ
た溝が形成され、それぞれ２分割されていてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
単体の加速度センサによって直交する２軸の入力加速度
の方向と絶対値とを検出することが可能となり、従来異
なる入力方向の加速度を、複数の加速度センサを用いて
それぞれ検出していたものを単体の加速度センサで検出
することができるため、加速度センサ部を小型かつ簡単
な構造とすることができ、信頼性の向上、価格の低減を
図ることができる。
単体の加速度センサによって直交する２軸の入力加速度
の方向と絶対値とを検出することが可能となり、従来異
なる入力方向の加速度を、複数の加速度センサを用いて
それぞれ検出していたものを単体の加速度センサで検出
することができるため、加速度センサ部を小型かつ簡単
な構造とすることができ、信頼性の向上、価格の低減を
図ることができる。
【図１】この発明による加速度センサの一実施例を示す
図。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ断面図。
図。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ断面図。
【図２】この発明による加速度センサに適用する抵抗ブ
リッジの一実施例を示す図。
リッジの一実施例を示す図。
【図３】この発明による加速度センサの一実施例の動作
を説明する図。
を説明する図。
【図４】この発明による加速度センサの他の実施例を示
す断面図。
す断面図。
【図５】従来の加速度センサの一例を示す図。（Ａ）は
平面図。（Ｂ）は（Ａ）のＡＡ断面図。
平面図。（Ｂ）は（Ａ）のＡＡ断面図。
【図６】従来の加速度センサの他の例を示す平面図。
２１ 質量部 ２２ 第１ヒンジ部 ２３ 第２ヒンジ部 ２４ 支持部 ２８，２９ 抵抗ブリッジ ４１ 固定部 ４２，４３，４４，４５ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 15/12 G01P 15/18
Claims (2)
- 【請求項１】 板状質量部の両側の各中央部がそれぞれ
第１、第２ヒンジ部により支持部に固定され、 上記質量部の板面と直角方向から見た時、上記質量部の
重心、上記第１ヒンジ部の重心、上記第２ヒンジ部の重
心が上記質量部を２等分する直線上に位置し、 上記質量部の重心と上記第１、第２ヒンジ部の各重心と
は上記直角方向においてずらされ、 上記第１ヒンジ部の上記２等分線の両側において、それ
ぞれ上記支持部側と上記質量部側とに第１〜第４歪検出
用抵抗素子が取付けられ、 上記第２ヒンジ部の上記２等分線の両側において、それ
ぞれ上記支持部側と上記質量部側とに第５〜第８歪検出
用抵抗素子が取付けられ、上記第１〜第４歪検出用抵抗素子および上記第５〜第８
歪検出用抵抗素子を用いて、上記質量部の板面と直角方
向、および上記質量部の板面と平行で上記２等分線と直
角方向の入力加速度を求めることを特徴とする 加速度セ
ンサ。 - 【請求項２】 板状質量部の両側の各中央部がそれぞれ
第１、第２ヒンジ部により支持部に固定され、 上記質量部の板面と直角方向から見た時、上記質量部の
重心、上記第１ヒンジ部の重心、上記第２ヒンジ部の重
心が上記質量部を２等分する直線上に位置し、 上記質量部の重心と上記第１、第２ヒンジ部の各重心と
は上記直角方向においてずらされ、 上記質量部の一板面と、これと近接対向する固定面とに
それぞれ電極が設けられ、これら電極により上記２等分
線の両側に少くとも各１つの静電容量が構成され、 上記両側の静電容量を用いて、上記質量部の板面と直角
方向、および上記質量部の板面と平行で上記２等分線と
直角方向の入力加速度を求めることを特徴とする 加速度
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03136593A JP3101692B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03136593A JP3101692B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 加速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04361164A JPH04361164A (ja) | 1992-12-14 |
| JP3101692B2 true JP3101692B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=15178926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03136593A Expired - Fee Related JP3101692B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3101692B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007101413A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Sharp Corp | 加速度検出装置 |
-
1991
- 1991-06-07 JP JP03136593A patent/JP3101692B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04361164A (ja) | 1992-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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