JP3114580B2 - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
- Publication number
- JP3114580B2 JP3114580B2 JP07240734A JP24073495A JP3114580B2 JP 3114580 B2 JP3114580 B2 JP 3114580B2 JP 07240734 A JP07240734 A JP 07240734A JP 24073495 A JP24073495 A JP 24073495A JP 3114580 B2 JP3114580 B2 JP 3114580B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- acceleration sensor
- acceleration
- weight
- pendulum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims description 60
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 23
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000942 Elinvar Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/097—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by vibratory elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P1/00—Details of instruments
- G01P1/006—Details of instruments used for thermal compensation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/09—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up
- G01P15/0922—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up of the bending or flexing mode type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は加速度センサに関
し、特に、加速度を検出するための片持ち梁構造の検出
素子を有する加速度センサに関する。
し、特に、加速度を検出するための片持ち梁構造の検出
素子を有する加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、加速度を検出するための片持ち梁
構造の検出素子の先端に重りを取り付けた加速度センサ
があった。
構造の検出素子の先端に重りを取り付けた加速度センサ
があった。
【０００３】この従来の加速度センサでは、検出素子の
先端に重りが取り付けられるので、加速度が印加されて
いる時に検出素子が大きく撓み、検出素子から得られる
信号が大きく、加速度の検出感度が大きい。
先端に重りが取り付けられるので、加速度が印加されて
いる時に検出素子が大きく撓み、検出素子から得られる
信号が大きく、加速度の検出感度が大きい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
加速度センサでは、重りが検出素子で支持されるため、
検出素子には、重りを支持するための大きな機械的強度
が必要である。
加速度センサでは、重りが検出素子で支持されるため、
検出素子には、重りを支持するための大きな機械的強度
が必要である。
【０００５】また、この従来の加速度センサでは、検出
素子の先端に重りが取り付けられるため、落下などの過
度の衝撃によって、検出素子を破損する恐れがある。こ
のような検出素子の破損を避けるためには、検出素子が
必要以上に変形しないようにするためのストッパを検出
素子の近傍に設けることが考えられるが、ストッパとい
う別部材が必要になる。
素子の先端に重りが取り付けられるため、落下などの過
度の衝撃によって、検出素子を破損する恐れがある。こ
のような検出素子の破損を避けるためには、検出素子が
必要以上に変形しないようにするためのストッパを検出
素子の近傍に設けることが考えられるが、ストッパとい
う別部材が必要になる。
【０００６】さらに、この従来の加速度センサでは、温
度変化などによって、検出素子がそり、検出素子から誤
信号が出力される場合がある。
度変化などによって、検出素子がそり、検出素子から誤
信号が出力される場合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】それゆえに、この発明
の主たる目的は、検出素子に大きな機械的強度を必要と
しない、加速度の検出感度が大きい加速度センサを提供
することである。
の主たる目的は、検出素子に大きな機械的強度を必要と
しない、加速度の検出感度が大きい加速度センサを提供
することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、加速度を検
出するための片持ち梁構造の検出素子と、検出素子の支
持側で支持される振り子と、振り子に取り付けられる重
りとを含み、検出素子の先端は、弾性体を介して、重り
に接合される、加速度センサである。
出するための片持ち梁構造の検出素子と、検出素子の支
持側で支持される振り子と、振り子に取り付けられる重
りとを含み、検出素子の先端は、弾性体を介して、重り
に接合される、加速度センサである。
【０００９】
【００１０】この場合、検出素子には、弾性体によっ
て、その長手方向に引っ張り応力が加えられてもよい。
て、その長手方向に引っ張り応力が加えられてもよい。
【００１１】
【作用】この発明にかかる加速度センサでは、重りが振
り子に取り付けられ振り子で支持されるので、検出素子
には、重りを支持するための大きな機械的強度を必要と
しない。
り子に取り付けられ振り子で支持されるので、検出素子
には、重りを支持するための大きな機械的強度を必要と
しない。
【００１２】さらに、この発明にかかる加速度センサで
は、検出素子の先端が重りに接合されるので、加速度が
印加されている時に重りおよび振り子が振れるとともに
検出素子が大きく撓み、検出素子から得られる信号が大
きく、加速度の検出感度が大きい。
は、検出素子の先端が重りに接合されるので、加速度が
印加されている時に重りおよび振り子が振れるとともに
検出素子が大きく撓み、検出素子から得られる信号が大
きく、加速度の検出感度が大きい。
【００１３】
【発明の効果】この発明によれば、検出素子に大きな機
械的強度を必要としない、加速度の検出感度が大きい加
速度センサが得られる。
械的強度を必要としない、加速度の検出感度が大きい加
速度センサが得られる。
【００１４】また、この発明にかかる加速度センサで
は、重りが振り子で支持されるため、落下などの過度の
衝撃によって、検出素子が破損されにくい。そのため、
この発明にかかる加速度センサでは、検出素子が必要以
上に変形しないようにするためのストッパを必要としな
い。
は、重りが振り子で支持されるため、落下などの過度の
衝撃によって、検出素子が破損されにくい。そのため、
この発明にかかる加速度センサでは、検出素子が必要以
上に変形しないようにするためのストッパを必要としな
い。
【００１５】さらに、この発明にかかる加速度センサで
は、検出素子の先端が弾性体を介して重りに接合されて
いるので、重りおよび振り子の振れと検出素子の撓みと
の間にずれがあっても、そのずれを弾性体で吸収するこ
とができる。そのため、そのずれによって生じる検出素
子と重りとの接合強度の劣化を弾性体で抑制することが
できる。
は、検出素子の先端が弾性体を介して重りに接合されて
いるので、重りおよび振り子の振れと検出素子の撓みと
の間にずれがあっても、そのずれを弾性体で吸収するこ
とができる。そのため、そのずれによって生じる検出素
子と重りとの接合強度の劣化を弾性体で抑制することが
できる。
【００１６】また、この発明にかかる加速度センサにお
いて、弾性体によって検出素子にその長手方向に引っ張
り応力が加えられる場合には、温度変化などによって、
検出素子がほとんどそらない。そのため、この場合に
は、検出素子がそることによって検出素子から出力され
る誤信号を抑制することができる。
いて、弾性体によって検出素子にその長手方向に引っ張
り応力が加えられる場合には、温度変化などによって、
検出素子がほとんどそらない。そのため、この場合に
は、検出素子がそることによって検出素子から出力され
る誤信号を抑制することができる。
【００１７】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発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施の形態の一
例を示す斜視図であり、図２は図１に示す加速度センサ
の振動子を示す側面図である。加速度センサ１０は、加
速度を検出するための片持ち梁構造の検出素子として、
たとえば長さ方向に振動する振動子１２を含む。
例を示す斜視図であり、図２は図１に示す加速度センサ
の振動子を示す側面図である。加速度センサ１０は、加
速度を検出するための片持ち梁構造の検出素子として、
たとえば長さ方向に振動する振動子１２を含む。
【００１９】振動子１２は、たとえば短冊状の振動体１
４を含む。振動体１４は、たとえば、ニッケル，鉄，ク
ロム，チタン、あるいはそれらの合金たとえばエリン
バ，鉄−ニッケル合金などの恒弾性金属材料で形成され
る。なお、振動体１４は、たとえば、石英，ガラス，水
晶，セラミックなどのように一般的に機械的な振動を生
じる金属以外の材料で形成されてもよい。
４を含む。振動体１４は、たとえば、ニッケル，鉄，ク
ロム，チタン、あるいはそれらの合金たとえばエリン
バ，鉄−ニッケル合金などの恒弾性金属材料で形成され
る。なお、振動体１４は、たとえば、石英，ガラス，水
晶，セラミックなどのように一般的に機械的な振動を生
じる金属以外の材料で形成されてもよい。
【００２０】振動体１４の上端側（長手方向における中
央から一端側）の部分の両主面には、２つの圧電素子１
６ａおよび１６ｂが対向するように形成される。一方の
圧電素子１６ａは、たとえばセラミックからなる圧電体
層１８ａを含み、圧電体層１８ａの両主面には、電極２
０ａおよび２２ａがそれぞれ形成される。そして、電極
２０ａが、振動体１４の一方の主面にたとえば接着剤で
接着される。同様に、他方の圧電素子１６ｂは、たとえ
ばセラミックからなる圧電体層１８ｂを含み、圧電体層
１８ｂの両主面には、電極２０ｂおよび２２ｂがそれぞ
れ形成される。そして、電極２０ｂが、振動体１４の他
方の主面にたとえば接着剤で接着される。また、これら
の圧電素子１６ａおよび１６ｂの圧電体層１８ａおよび
１８ｂは、電極２２ａおよび２２ｂから電極２０ａおよ
び２０ｂに向かって、すなわち外側から振動体１４側に
向かって厚み方向に分極されている。
央から一端側）の部分の両主面には、２つの圧電素子１
６ａおよび１６ｂが対向するように形成される。一方の
圧電素子１６ａは、たとえばセラミックからなる圧電体
層１８ａを含み、圧電体層１８ａの両主面には、電極２
０ａおよび２２ａがそれぞれ形成される。そして、電極
２０ａが、振動体１４の一方の主面にたとえば接着剤で
接着される。同様に、他方の圧電素子１６ｂは、たとえ
ばセラミックからなる圧電体層１８ｂを含み、圧電体層
１８ｂの両主面には、電極２０ｂおよび２２ｂがそれぞ
れ形成される。そして、電極２０ｂが、振動体１４の他
方の主面にたとえば接着剤で接着される。また、これら
の圧電素子１６ａおよび１６ｂの圧電体層１８ａおよび
１８ｂは、電極２２ａおよび２２ｂから電極２０ａおよ
び２０ｂに向かって、すなわち外側から振動体１４側に
向かって厚み方向に分極されている。
【００２１】さらに、振動体１４の下端側（長手方向に
おける中央から他端側）の部分の両主面には、２つの圧
電素子１６ｃおよび１６ｄが対向するように形成され
る。一方の圧電素子１６ｃは、たとえばセラミックから
なる圧電体層１８ｃを含み、圧電体層１８ｃの両主面に
は、電極２０ｃおよび２２ｃがそれぞれ形成される。そ
して、電極２０ｃが、振動体１４の一方の主面にたとえ
ば接着剤で接着される。同様に、他方の圧電素子１６ｄ
は、たとえばセラミックからなる圧電体層１８ｄを含
み、圧電体層１８ｄの両主面には、電極２０ｄおよび２
２ｄがそれぞれ形成される。そして、電極２０ｄが、振
動体１４の他方の主面にたとえば接着剤で接着される。
また、これらの圧電素子１６ｃおよび１６ｄの圧電体層
１８ｃおよび１８ｄは、電極２０ｃおよび２０ｄから電
極２２ｃおよび２２ｄに向けて、すなわち振動体１４側
から外側に向かって厚み方向に分極されている。
おける中央から他端側）の部分の両主面には、２つの圧
電素子１６ｃおよび１６ｄが対向するように形成され
る。一方の圧電素子１６ｃは、たとえばセラミックから
なる圧電体層１８ｃを含み、圧電体層１８ｃの両主面に
は、電極２０ｃおよび２２ｃがそれぞれ形成される。そ
して、電極２０ｃが、振動体１４の一方の主面にたとえ
ば接着剤で接着される。同様に、他方の圧電素子１６ｄ
は、たとえばセラミックからなる圧電体層１８ｄを含
み、圧電体層１８ｄの両主面には、電極２０ｄおよび２
２ｄがそれぞれ形成される。そして、電極２０ｄが、振
動体１４の他方の主面にたとえば接着剤で接着される。
また、これらの圧電素子１６ｃおよび１６ｄの圧電体層
１８ｃおよび１８ｄは、電極２０ｃおよび２０ｄから電
極２２ｃおよび２２ｄに向けて、すなわち振動体１４側
から外側に向かって厚み方向に分極されている。
【００２２】この振動子１２は、圧電素子１６ａ〜１６
ｄに同位相の駆動信号を印加すれば、長さ方向に振動す
る。この場合、圧電素子１６ａおよび１６ｂと、圧電素
子１６ｃおよび１６ｄとは、互いに逆方向に分極されて
いるので、互いに逆方向に変位する。そのため、図２の
実線の矢印で示すように、振動体１４の上端側の部分が
伸びるときには、振動体１４の下端側の部分が縮む。逆
に、図２に１点鎖線の矢印で示すように、振動体１４の
上端側の部分が縮むときには、振動体１４の長手方向に
おける下端側の部分が伸びる。また、この場合、振動体
１４の上端側の部分の伸縮量と、振動体１４の下端側の
部分の伸縮量とが相殺されるので、振動体１４の上下端
間の距離がほとんど変化しない。さらに、この場合、振
動体１４は、圧電素子１６ａおよび１６ｂ間の中央部分
と圧電素子１６ｃおよび１６ｄ間の中央部分とをノード
部分として振動する。また、振動体１４は、上下端部分
を腹として振動する。
ｄに同位相の駆動信号を印加すれば、長さ方向に振動す
る。この場合、圧電素子１６ａおよび１６ｂと、圧電素
子１６ｃおよび１６ｄとは、互いに逆方向に分極されて
いるので、互いに逆方向に変位する。そのため、図２の
実線の矢印で示すように、振動体１４の上端側の部分が
伸びるときには、振動体１４の下端側の部分が縮む。逆
に、図２に１点鎖線の矢印で示すように、振動体１４の
上端側の部分が縮むときには、振動体１４の長手方向に
おける下端側の部分が伸びる。また、この場合、振動体
１４の上端側の部分の伸縮量と、振動体１４の下端側の
部分の伸縮量とが相殺されるので、振動体１４の上下端
間の距離がほとんど変化しない。さらに、この場合、振
動体１４は、圧電素子１６ａおよび１６ｂ間の中央部分
と圧電素子１６ｃおよび１６ｄ間の中央部分とをノード
部分として振動する。また、振動体１４は、上下端部分
を腹として振動する。
【００２３】また、この振動子１２の上端側には、２つ
の支持部材２４が形成される。この場合、２つの支持部
材２４は、振動体１４の上端側のノード部分の周囲およ
び端部から幅方向に延びて振動体１４と一体的に形成さ
れる。これらの支持部材２４は、振動子１２の上端側の
部分を支持して、振動子１２を片持ち梁構造にするため
のものである。これらの支持部材２４は、支持板２６に
固着される。
の支持部材２４が形成される。この場合、２つの支持部
材２４は、振動体１４の上端側のノード部分の周囲およ
び端部から幅方向に延びて振動体１４と一体的に形成さ
れる。これらの支持部材２４は、振動子１２の上端側の
部分を支持して、振動子１２を片持ち梁構造にするため
のものである。これらの支持部材２４は、支持板２６に
固着される。
【００２４】振動子１２の周囲には、たとえばＵ字形の
振り子２８が配置される。この場合、振り子２８は、振
動子１２の支持側（上端側）において、振動子１２によ
る加速度の検出方向に回転可能に支持される。すなわ
ち、振り子２８の両端部には、円形の孔３０ａおよび３
０ｂがそれぞれ形成される。これらの孔３０ａおよび３
０ｂには、円柱状の回転軸３２ａおよび３２ｂがそれぞ
れ回転可能に挿通される。これらの回転軸３２ａおよび
３２ｂは、たとえばＬ字形の支持片３４ａおよび３４ｂ
にそれぞれ挿通されかつ固着される。これらの支持片３
４ａおよび３４ｂは、２つの支持部材２４の両側におい
て、支持板２６に固着される。したがって、この振り子
２８は、振動子１２の支持側において、回転軸３４ａお
よび３４ｂを中心にして、振動子１２による加速度の検
出方向に回転可能に支持される。
振り子２８が配置される。この場合、振り子２８は、振
動子１２の支持側（上端側）において、振動子１２によ
る加速度の検出方向に回転可能に支持される。すなわ
ち、振り子２８の両端部には、円形の孔３０ａおよび３
０ｂがそれぞれ形成される。これらの孔３０ａおよび３
０ｂには、円柱状の回転軸３２ａおよび３２ｂがそれぞ
れ回転可能に挿通される。これらの回転軸３２ａおよび
３２ｂは、たとえばＬ字形の支持片３４ａおよび３４ｂ
にそれぞれ挿通されかつ固着される。これらの支持片３
４ａおよび３４ｂは、２つの支持部材２４の両側におい
て、支持板２６に固着される。したがって、この振り子
２８は、振動子１２の支持側において、回転軸３４ａお
よび３４ｂを中心にして、振動子１２による加速度の検
出方向に回転可能に支持される。
【００２５】振り子２８の中央部の外側には、重り３６
が取り付けられる。この重り３６は、加速度による振動
子１２の撓みを大きくするためのものである。そのた
め、振り子２８の中央部の内側には、たとえばゴムなど
の弾性体３８を介して、振動子１２の先端（振動板１４
の下端）が取り付けられる。すなわち、振動子１２の先
端は、弾性体３８を介して、重り３６に接合される。こ
の場合、弾性体３８によって、振動子１２にはその長手
方向に引っ張り応力が加えられる。
が取り付けられる。この重り３６は、加速度による振動
子１２の撓みを大きくするためのものである。そのた
め、振り子２８の中央部の内側には、たとえばゴムなど
の弾性体３８を介して、振動子１２の先端（振動板１４
の下端）が取り付けられる。すなわち、振動子１２の先
端は、弾性体３８を介して、重り３６に接合される。こ
の場合、弾性体３８によって、振動子１２にはその長手
方向に引っ張り応力が加えられる。
【００２６】この加速度センサ１０では、４つの圧電素
子１６ａ〜１６ｄに同位相の駆動信号を印加すれば、振
動子１２は、図２の実線の矢印および１点鎖線の矢印で
示すように、長さ方向に振動する。
子１６ａ〜１６ｄに同位相の駆動信号を印加すれば、振
動子１２は、図２の実線の矢印および１点鎖線の矢印で
示すように、長さ方向に振動する。
【００２７】そして、振動子１２の振動体１４にその主
面に直交する方向に加速度を加えると、その加速度に応
じて振動体１４が圧電素子１６ａ〜１６ｄとともに撓
み、その撓みに応じた信号が圧電素子１６ａ〜１６ｄに
生じる。そのため、圧電素子１６ａ〜１６ｄに生じた信
号のいずれかを測定することによって、加速度を検出す
ることができる。
面に直交する方向に加速度を加えると、その加速度に応
じて振動体１４が圧電素子１６ａ〜１６ｄとともに撓
み、その撓みに応じた信号が圧電素子１６ａ〜１６ｄに
生じる。そのため、圧電素子１６ａ〜１６ｄに生じた信
号のいずれかを測定することによって、加速度を検出す
ることができる。
【００２８】また、この加速度センサ１０では、振動子
１２の先端が重り３６に接合されるので、加速度が印加
されている時に重り３６および振り子２８が振れるとと
もに振動子１２が大きく撓み、振動子１２の圧電素子１
６ａ〜１６ｄから得られる信号が大きく、加速度の検出
感度が大きい。
１２の先端が重り３６に接合されるので、加速度が印加
されている時に重り３６および振り子２８が振れるとと
もに振動子１２が大きく撓み、振動子１２の圧電素子１
６ａ〜１６ｄから得られる信号が大きく、加速度の検出
感度が大きい。
【００２９】さらに、この加速度センサ１０では、重り
３６が振り子２８に取り付けられ振り子２８で支持され
るので、振動子１２には、重り３６を支持するための大
きな機械的強度を必要としない。
３６が振り子２８に取り付けられ振り子２８で支持され
るので、振動子１２には、重り３６を支持するための大
きな機械的強度を必要としない。
【００３０】なお、この加速度センサ１０では、重り３
６が振り子２８で支持されるので、振動子１２の機械的
強度と無関係に重り３６の質量を増やすことができる。
そのため、この加速度センサ１０では、重り３６の質量
を変えることによって、加速度の検出感度の調整が可能
であり、特に、加速度の検出感度の高感度化が容易であ
る。
６が振り子２８で支持されるので、振動子１２の機械的
強度と無関係に重り３６の質量を増やすことができる。
そのため、この加速度センサ１０では、重り３６の質量
を変えることによって、加速度の検出感度の調整が可能
であり、特に、加速度の検出感度の高感度化が容易であ
る。
【００３１】また、この加速度センサ１０では、重り３
６が振り子２８で支持されるため、落下などの過度の衝
撃によって、振動子１２が破損されにくい。さらに、こ
の加速度センサ１０では、振動子１２の周囲に振り子２
８が配置されるので、振動子１２が振り子２８で外部か
ら保護される。そのため、この加速度センサ１０では、
振動子１２が必要以上に変形しないようにするためのス
トッパを必要としない。
６が振り子２８で支持されるため、落下などの過度の衝
撃によって、振動子１２が破損されにくい。さらに、こ
の加速度センサ１０では、振動子１２の周囲に振り子２
８が配置されるので、振動子１２が振り子２８で外部か
ら保護される。そのため、この加速度センサ１０では、
振動子１２が必要以上に変形しないようにするためのス
トッパを必要としない。
【００３２】なお、この加速度センサ１０では、振動子
１２の先端が弾性体３８を介して重り３６に接合される
ので、重り３６および振り子２８の振れと振動子１２の
撓みとの間にずれがあっても、そのずれを弾性体３８で
吸収することができる。そのため、そのずれによって生
じる振動子１２と重り３６との接合強度の劣化を弾性体
３８で抑制することができる。
１２の先端が弾性体３８を介して重り３６に接合される
ので、重り３６および振り子２８の振れと振動子１２の
撓みとの間にずれがあっても、そのずれを弾性体３８で
吸収することができる。そのため、そのずれによって生
じる振動子１２と重り３６との接合強度の劣化を弾性体
３８で抑制することができる。
【００３３】また、この加速度センサ１０では、弾性体
３８によって振動子１２にその長手方向に引っ張り応力
が加えられるので、温度変化などによって、振動子１２
がほとんどそらない。そのため、振動子１２がそること
によって振動子１２の圧電素子１６ａ〜１６ｄから出力
される誤信号を抑制することができる。
３８によって振動子１２にその長手方向に引っ張り応力
が加えられるので、温度変化などによって、振動子１２
がほとんどそらない。そのため、振動子１２がそること
によって振動子１２の圧電素子１６ａ〜１６ｄから出力
される誤信号を抑制することができる。
【００３４】さらに、この加速度センサ１０では、特性
のばらつきなどで圧電素子を交換する際には、振り子２
８や重り３６を除く振動子１２の交換で済み経済的であ
る。
のばらつきなどで圧電素子を交換する際には、振り子２
８や重り３６を除く振動子１２の交換で済み経済的であ
る。
【００３５】なお、上述の発明の実施の形態の一例にお
いて、振動子を長さ方向に振動しているのは、振動子の
共振特性を利用すると、振動子に加速度を加えた場合に
共振特性の変化で加速度の検出感度がよくなるからであ
る。しかしながら、この発明では、加速度を検出するた
めの片持ち梁構造の検出素子として、そのような振動子
以外のものが用いられてもよい。
いて、振動子を長さ方向に振動しているのは、振動子の
共振特性を利用すると、振動子に加速度を加えた場合に
共振特性の変化で加速度の検出感度がよくなるからであ
る。しかしながら、この発明では、加速度を検出するた
めの片持ち梁構造の検出素子として、そのような振動子
以外のものが用いられてもよい。
【００３６】また、上述の発明の実施の形態の一例で
は、振り子２８がＵ字形に形成されているが、この発明
では、振り子はＵ字形に限らずたとえばＶ字形やＩ字形
などの他の形状に形成されてもよい。
は、振り子２８がＵ字形に形成されているが、この発明
では、振り子はＵ字形に限らずたとえばＶ字形やＩ字形
などの他の形状に形成されてもよい。
【００３７】さらに、上述の発明の実施の形態の一例で
は、圧電素子１６ａおよび１６ｂに生じる信号の差や圧
電素子１６ｃおよび１６ｄに生じる信号の差を検出する
ことによっても、加速度を検出することができる。
は、圧電素子１６ａおよび１６ｂに生じる信号の差や圧
電素子１６ｃおよび１６ｄに生じる信号の差を検出する
ことによっても、加速度を検出することができる。
【００３８】また、上述の発明の実施の形態の一例にお
いて、１以上の圧電素子の圧電体層の分極方向を逆にす
るとともに、分極方向を逆にした圧電素子に印加する駆
動信号の位相を逆にしてもよい。
いて、１以上の圧電素子の圧電体層の分極方向を逆にす
るとともに、分極方向を逆にした圧電素子に印加する駆
動信号の位相を逆にしてもよい。
【図１】この発明の実施の形態の一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】図１に示す加速度センサの振動子を示す側面図
である。
である。
１０ 加速度センサ １２ 振動子 １４ 振動体 １６ａ〜１６ｄ 圧電素子 １８ａ〜１８ｄ 圧電体層 ２０ａ〜２０ｄ 電極 ２２ａ〜２２ｄ 電極 ２４ 支持部材 ２６ 支持板 ２８ 振り子 ３０ａ，３０ｂ 孔 ３２ａ，３２ｂ 回転軸 ３４ａ，３４ｂ 支持片 ３６ 重り ３８ 弾性体
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−181200（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−167886（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−178667（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−302166（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−294814（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−21564（ＪＰ，Ｕ) 国際公開95／13545（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 15/02 G01P 15/08 - 15/09 G01P 15/12
Claims (2)
- 【請求項１】 加速度を検出するための片持ち梁構造の
検出素子、 前記検出素子の支持側で支持される振り子、および前記
振り子に取り付けられる重りを含み、 前記検出素子の先端は、弾性体を介して、前記重りに接
合される、加速度センサ。 - 【請求項２】 前記検出素子には、前記弾性体によっ
て、その長手方向に引っ張り応力が加えられる、請求項
１に記載の加速度センサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07240734A JP3114580B2 (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 加速度センサ |
| EP96113415A EP0762132B1 (en) | 1995-08-24 | 1996-08-21 | Acceleration sensor |
| DE69608191T DE69608191T2 (de) | 1995-08-24 | 1996-08-21 | Beschleunigungssensor |
| US08/702,940 US5756897A (en) | 1995-08-24 | 1996-08-26 | Acceleration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07240734A JP3114580B2 (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 加速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961452A JPH0961452A (ja) | 1997-03-07 |
| JP3114580B2 true JP3114580B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=17063912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07240734A Expired - Lifetime JP3114580B2 (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 加速度センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5756897A (ja) |
| EP (1) | EP0762132B1 (ja) |
| JP (1) | JP3114580B2 (ja) |
| DE (1) | DE69608191T2 (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8418914D0 (en) * | 1984-07-25 | 1984-08-30 | Standard Telephones Cables Ltd | Transducer |
| US4766768A (en) * | 1987-10-22 | 1988-08-30 | Sundstrand Data Control, Inc. | Accelerometer with isolator for common mode inputs |
| US4881408A (en) * | 1989-02-16 | 1989-11-21 | Sundstrand Data Control, Inc. | Low profile accelerometer |
| FR2650895B1 (fr) * | 1989-08-08 | 1991-10-11 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Capteur accelerometrique a poutres vibrant en flexion |
| JP3139205B2 (ja) * | 1993-03-01 | 2001-02-26 | 株式会社村田製作所 | 加速度センサ |
-
1995
- 1995-08-24 JP JP07240734A patent/JP3114580B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-08-21 DE DE69608191T patent/DE69608191T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-21 EP EP96113415A patent/EP0762132B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-26 US US08/702,940 patent/US5756897A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5756897A (en) | 1998-05-26 |
| JPH0961452A (ja) | 1997-03-07 |
| EP0762132B1 (en) | 2000-05-10 |
| DE69608191T2 (de) | 2000-11-16 |
| DE69608191D1 (de) | 2000-06-15 |
| EP0762132A2 (en) | 1997-03-12 |
| EP0762132A3 (en) | 1998-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5005413A (en) | Accelerometer with coplanar push-pull force transducers | |
| EP0614087B1 (en) | Piezoelectric vibrator and acceleration sensor using the same | |
| JPH0599676A (ja) | ジヤイロスコープ | |
| JP2011137826A (ja) | 角速度についての振動マイクロ−メカニカルセンサー | |
| US5597954A (en) | Bearing sensor and bearing-distance sensor | |
| JP3114580B2 (ja) | 加速度センサ | |
| JP3119135B2 (ja) | 加速度センサ | |
| JP3166522B2 (ja) | 加速度センサ | |
| US5156460A (en) | Crystal temperature transducer | |
| JP3139205B2 (ja) | 加速度センサ | |
| EP0707212A2 (en) | Acceleration sensor | |
| JP3129116B2 (ja) | 加速度センサ | |
| JP3129117B2 (ja) | 加速度センサ | |
| JP3129118B2 (ja) | 加速度センサ | |
| JP3139212B2 (ja) | 加速度センサ | |
| JP3223766B2 (ja) | 加速度センサ | |
| JP3139211B2 (ja) | 加速度センサ | |
| JP3139204B2 (ja) | 加速度センサ | |
| JP3129022B2 (ja) | 加速度センサ | |
| JP3407635B2 (ja) | 振動ジャイロ用振動子 | |
| JP3228089B2 (ja) | 加速度センサの支持構造 | |
| JPH07128063A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JPH08201062A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JPH08152326A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JPH08261762A (ja) | 振動ジャイロ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080929 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080929 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110929 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120929 Year of fee payment: 12 |