JP4093646B2

JP4093646B2 - 加速度検出装置

Info

Publication number: JP4093646B2
Application number: JP21096898A
Authority: JP
Inventors: 茂広瀬; 正人安藤; 佳幸中溝
Original assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1998-07-27
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2018-07-27
Also published as: JP2000046860A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加速度検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、一般的な加速度検出装置の概略断面図である。本図に示すように、加速度検出装置は、ニッケル−クロム合金、真鍮等の金属板からなるダイアフラム１０１と、ダイアフラム１０１の裏面中央に取り付けられた金属製の重錘１０２と、ダイアフラム１０１の外周部を支持する金属、樹脂またはガラス等からなる筒状のベース１０３と、ダイアフラム１０１の重錘１０２が取り付けられた面とは反対側の面上に取付けられた加速度センサ１０４とを有している。この加速度センサ１０４は、圧電セラミックス基板１０４ａの一方の面上に加速度検出用電極１０４ｂを有し他方の面上に対向電極１０４ｃを有する三軸加速度検出素子である。加速度センサ１０４は、重錘１０２に加速度が作用したときに変形するダイアフラム１０１の変形領域に接合されている。この加速度検出装置では、重錘１０２に作用する加速度に基づくダイアフラム１０１の変形に応じた加速度信号を加速度センサ１０４が出力する。従来の加速度検出装置では、接着剤からなる接合層１０６及び１０７を用いてダイアフラム１０１を重錘１０２及びベース１０３にそれぞれ接合していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の加速度検出装置では、線膨張係数の異なるダイアフラム１０１、重錘１０２及びベース１０３を接着剤により接合するため、各部材がそれぞれ熱膨脹・収縮することにより、各部材を接合する接合層１０６及び１０７が剥がれるという問題があった。
【０００４】
また、加速度検出装置は、測定精度を高めるために、重錘１０２のダイアフラム１０１に対する取付け位置を一定にすることが求められる。例えば、一般的な加速度検出素子では、重錘１０２の中心軸とダイアフラム１０１の中心点とが一致するように重錘１０２をダイアフラム１０１に取付けることが求められている。しかしながら、従来の加速度検出装置では、製造上の誤差により重錘１０２のダイアフラム１０１に対する取付け位置が僅かにずれるという問題があった。また、線膨張係数の異なるダイアフラム１０１及び重錘１０２がそれぞれ熱膨脹・収縮することにより、重錘１０２のダイアフラム１０１に対する取付け位置がずれてしまうという問題があった。そのため、測定精度が低下するという問題があった。
【０００５】
また、従来の加速度検出装置では、ダイアフラム１０１、重錘１０２及びベース１０３を別部材により形成しているため、加速度検出装置の部品点数が多くなり、製造が繁雑になるという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、ダイアフラム、重錘及びベースを確実に結合できる加速度検出装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、重錘のダイアフラムに対する取付け位置精度を高めることができる加速度検出装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、部品点数が少なく、製造が容易な加速度検出装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、安価な加速度検出装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、ダイアフラム、重錘及びベースをインサートとして所望の形状の絶縁樹脂製ケースを一体成形できる加速度検出装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明が改良の対象とする加速度検出装置は、中央部に重錘が設けられたダイアフラムと、ダイアフラムの外周部を支持するベースと、ダイアフラムの重錘が設けれた面とは反対側の面上に固定され、重錘に作用する加速度に基づくダイアフラムの変形に応じた加速度信号を出力する加速度センサとを具備している。なお、ここでいう加速度検出装置は、一軸（Ｘ軸）方向のみの加速度を検出する一軸加速度検出装置、二軸（Ｘ軸，Ｙ軸）方向の加速度を検出する二軸加速度検出装置、三軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向の加速度を検出する三軸加速度検出装置のいずれであってもよい。
【００１２】
本発明では、重錘、ダイアフラム及びベースを金属材料により一体に成形された単体ユニットとして構成する。本発明のように、重錘、ダイアフラム及びベースを一体成形すれば、各部材を接着剤により接合する従来の加速度検出装置と異なり、ダイアフラム、重錘及びベースを確実に結合できる。また、重錘とダイアフラムとが一体成形されているため、重錘のダイアフラムに対する取付け位置を一定にでき、加速度検出装置の測定精度の低下を抑制することができる。また、本発明によれば、加速度検出装置の部品点数を少なくして、加速度検出装置の製造が容易になる。特に本発明では、各部材を金属材料により成形するため、樹脂等の材料により各部を成形する場合に比べて、加速度検出装置を安価に製造することができる。
【００１３】
また、本発明の加速度検出装置は、ダイアフラム、重錘及びベースが金属材料により成形されているため、これらの各部から成形された単体ユニットを樹脂射出成形のインサートとして用いることができる。そのため、所望の形状の絶縁樹脂製ケースをダイアフラム、重錘及びベース（単体ユニット）に一体成形できる。
【００１４】
重錘、ダイアフラム及びベースは、種々の方法により一体成形できる。例えば、円柱状金属材料に切削加工を施して重錘、ダイアフラム及びベースを一体成形すれば、一体成形品を簡単に得ることができる。
【００１５】
通常、加速度検出装置は、加速度センサに含まれる複数の電極に接続される複数の端子金具を有している。この複数の端子金具は、種々の方法で加速度検出装置に取り付けることができる。例えば、複数の端子金具を２つのグループに分けて、それぞれのグループを構成する複数の端子金具を１つの絶縁樹脂製の端子支持体に固定して２つの端子ユニットとする。この場合には、絶縁樹脂製ケースの外壁部に、２つの端子ユニットの端子支持体が嵌合されて固定される２つの支持体嵌合溝を形成し、２つの支持体嵌合溝に２つの端子ユニットをそれぞれ嵌合すればよい。このようにすれば、絶縁樹脂製ケースの外壁部に端子ユニットを簡単に取り付けることができる。また、２つの端子ユニットにより加速度検出装置を回路基板等に対して安定して支持することができる。
【００１６】
また、複数の端子金具を２つのグループに分ける場合には、２つの端子ユニットを同じ形状寸法を有するように形成するのが好ましい。このようにすれば、１種類の端子ユニットを用意すればよいため、製造コストを下げられる。また、前述の端子ユニットを用いる場合には、加速度センサに含まれる複数の電極を、２つの支持体嵌合溝に嵌合された２つの端子ユニットに支持された複数の端子金具と接続可能な位置に２つのグループに分けて配置すればよい。
【００１７】
端子ユニットの端子支持体を係合構造を介して絶縁樹脂製ケースに対して簡単に固定するためには、係合構造を用いればよい。その場合、支持体嵌合溝内への端子支持体の挿入は許容するが、支持体嵌合溝に嵌合された端子支持体が支持体嵌合溝から抜け出るのを阻止するように、端子支持体に設けられた少なくとも１つの係合部と絶縁樹脂製ケースに設けられて少なくとも１つの係合部が係合する少なくとも１つの被係合部とから係合構造を構成すればよい。
【００１８】
具体的には、端子支持体に一対のフック状の係合部を設け、一対のフック状の係合部の係合面が接触する面を有する段部により絶縁樹脂製ケースの被係合部を構成することができる。このよう構成すれば、係合構造を簡単に構成できる。
【００１９】
本発明のより具体的な加速度検出装置は、圧電セラミックス基板の一方の面上に加速度検出用の検出用電極パターンが形成され、他方の面上に検出用電極パターンと対向する対向電極パターンが形成された加速度センサ素子と、一方の面上に加速度センサ素子が接着剤層を介して接続されるダイアフラムと、ダイアフラムの他方の面の中心部に固定される重錘と、重錘を変位可能に収納する収納空間を有し且つダイアフラムの外周部を支持するベースと、少なくともベースが収納される絶縁樹脂製ケースとを具備している。そして、重錘、ダイアフラム及びベースを金属材料により一体に成形された単体ユニットとして構成し、単体ユニットをインサートとして絶縁樹脂製ケースを一体成形する。
【００２０】
この場合、ダイアフラムの周囲に一体に設けられて圧電セラミックス基板の外周部と接触して、ダイアフラムと圧電セラミックス基板との位置決めを図る位置決め部を絶縁樹脂製ケースに一体に形成するのが好ましい。このようにすれば、ダイアフラムに対する圧電セラミックス基板の位置決めを容易に且つ確実に行える。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態の加速度検出装置の概略断面図である。本図に示すように、この加速度検出装置は、ダイアフラム１と、重錘３と、ベース５と、ダイアフラム１の重錘３が取り付けられた面側とは反対側の面上に取付けられた加速度センサ７とを備えている。なお、本図では、理解を容易にするため、加速度センサ７の各部の厚みを誇張して描いている。そして、これらの各部材は、絶縁樹脂製ケース９に収納されており、この絶縁樹脂製ケース９には、加速度センサ７内の出力電極ＯＺ，ＯＥ0 …に接続される端子金具２５…を備えた２つの端子ユニット１１，１１が取り付けられている。
【００２２】
ダイアフラム１，重錘３及びベース５は、図１，図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、真鍮からなる金属材料により一体に成形された単体ユニット１０として構成されている。なお、図２（Ａ）は単体ユニット１０の底面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。ダイアフラム１は、円板形状を有しており、約０．１ｍｍの厚みを有している。重錘３は、円柱形状を有しており、その軸線の延長部分がダイアフラム１の中心を通るようにダイアフラム１と一体化されている。ベース５は円筒形状を有しており、ダイアフラム１の外周部を支持している。また、ベース５の外周部には、周方向に連続するＶ字溝５ａが形成されている。本実施例では、真鍮からなる円柱状金属材料を用意し、この円柱状金属材料に対して重錘３を削り出すように切削加工を施して環状部分Ｃの空洞部を形成し、また外周部に切削加工を施こしてＶ字溝５ａを形成して単体ユニット１０を一体成形した。
【００２３】
この例では、加速度センサ７として、図１及び図３の平面図に示すように圧電セラミックス基板７ａの表面に三軸加速度の検出用電極パターンＥ1 が形成され、裏面に検出用電極パターンＥ1 の主要部と対向する環状の対向電極パターンＥ0 が形成されて構成された圧電型三軸加速度センサを用いている。圧電セラミックス基板７ａの裏面及び対向電極パターンＥ0 がエポキシ系の接着剤によりダイアフラム１の表面に接合されて、加速度センサ７はダイアフラム１に取り付けられている。圧電セラミックス基板７ａは、輪郭形状が四角形をなしており、内部に応力が加わると自発分極電荷が発生するように電極に対応した部分に分極処理が施されている。分極処理については後に詳細に説明する。
【００２４】
図３に示すように、圧電セラミックス基板７ａは、重錘対向領域８Ａと第１の応力発生領域８Ｂと第２の応力発生領域８Ｃとを有している。重錘対向領域８Ａは、圧電セラミックス基板１の中心部において円形の形状を有している。この重錘対向領域８Ａに対応する部分には、重錘３が位置している。
【００２５】
第１の応力発生領域８Ｂは、重錘対向領域８Ａを囲む環状の形状を有している。第１の応力発生領域８Ｂは、重錘３に対して圧電セラミックス基板７ａと平行な方向に加速度が作用すると、重錘３の重心を中心として点対称に異なった状態（引っ張り応力が加わった状態と、圧縮応力が加わった状態と）に変形する。また、重錘３に対して圧電セラミックス基板７ａと直交する方向に加速度が作用すると、第１の応力発生領域８Ｂの各部は同じ状態に変形する。
【００２６】
第２の応力発生領域８Ｃは第１の応力発生領域８Ｂを囲む環状の形状を有している。重錘３に対して圧電セラミックス基板１と直交する方向に加速度が作用すると、第２の応力発生領域８Ｃの各部は第１の応力発生領域８Ｂと異なった状態に変形する。
【００２７】
圧電セラミックス基板７ａの表面及び裏面に形成された検出用電極パターンＥ1 及び対向電極パターンＥ0 は、いずれもスクリーン印刷により形成されている。重錘３に作用する加速度に基づいてダイアフラム１が変形すると圧電セラミックス基板７ａが撓んで検出用電極パターンＥ1 と対向電極パターンＥ0 との間に発生する自発分極電荷が変化して、重錘３に加わった三軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向の加速度が電流または電圧の変化として測定される。なお、ここでいうＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸は互いに直交する方向に延びる軸である。Ｘ軸は仮想直線ＸＬの方向に延びており、Ｙ軸は仮想直線ＹＬの方向に延びており、Ｚ軸は圧電セラミックス基板７ａの面方向と直交する方向に延びている。検出用電極パターンＥ1 はＸ軸方向検知電極パターン１３とＹ軸方向検知電極パターン１５とＺ軸方向検知電極パターン１７とを有している。
【００２８】
Ｘ軸方向検知電極パターン１３は、２つのＸ軸方向検知電極ＥＸ１，ＥＸ２とＸ軸出力電極ＯＸとが接続線Ｌ１，Ｌ２により直列に接続された構造を有している。Ｘ軸方向検知電極ＥＸ１及びＥＸ２は、大部分が第１の応力発生領域８Ｂに対応する面上に位置するように形成されており、第１の応力発生領域８Ｂの内周に沿う縁部分が重錘対向領域８Ａ内に入り込んでいる。Ｘ軸出力電極ＯＸはほぼ正方形の形状を有しており、第２の応力発生領域８Ｃの外側にある圧電セラミックス基板７ａの外周縁部に位置するように形成されている。
【００２９】
Ｙ軸方向検知電極パターン１５は、２つのＹ軸方向検知電極ＥＹ１，ＥＹ２とＹ軸出力電極ＯＹとが接続線Ｌ３〜Ｌ５により直列に接続された構造を有している。Ｙ軸方向検知電極ＥＹ１及びＥＹ２もＸ軸方向検知電極ＥＸ１及びＥＸ２と同様な形状を有しており、大部分が第１の応力発生領域８Ｂに対応する面上に位置するように形成されており、第１の応力発生領域８Ｂの内周に沿う縁部分が重錘対向領域８Ａ内に入り込んでいる。またＹ軸方向検知電極ＥＹ１及びＥＹ２は、電極ＥＸ１及びＥＸ２が並ぶ仮想直線ＸＬと直交して圧電セラミックス基板７ａの面と水平に延びる仮想Ｙ軸直線ＹＬ上に重錘対向領域８Ａを間にして対称的に配置されている。仮想Ｙ軸直線ＹＬと仮想Ｘ軸直線ＸＬとは互いに直交するので、Ｘ軸方向検知電極ＥＸ１，Ｙ軸方向検知電極ＥＹ１，Ｘ軸方向検知電極ＥＸ２及びＹ軸方向検知電極ＥＹ２はそれぞれ９０度の間隔を隔てて配置されることになる。Ｙ軸出力電極ＯＹはＸ軸出力電極ＯＸと同様にほぼ正方形の形状を有しており、第２の応力発生領域８Ｃの外側にある圧電セラミックス基板７ａの外周縁部に位置するようにＸ軸出力電極ＯＸと並んで形成されている。
【００３０】
Ｚ軸方向検知電極パターン１７は、Ｚ軸方向検知電極ＥＺ１，Ｚ軸方向検知電極ＥＺ２，Ｚ軸方向検知電極ＥＺ３，Ｚ軸方向検知電極ＥＺ４，Ｚ軸出力電極ＯＺが、これらの順に接続線Ｌ６〜Ｌ９によって直列に接続された構造を有している。４つのＺ軸方向検知電極ＥＺ１〜ＥＺ４は、矩形に近い形状を有している。Ｚ軸方向検知電極ＥＺ１〜ＥＺ４もＸ軸方向検知電極ＥＸ１及びＥＸ２と同様に大部分が第１の応力発生領域８Ｂに対応する面上に位置するように形成されており、第１の応力発生領域８Ｂの内周に沿う縁部分が重錘対向領域８Ａ内に入り込んでいる。またＺ軸方向検知電極ＥＺ１〜ＥＺ４は、Ｘ軸方向検知電極ＥＸ２とＹ軸方向検知電極ＥＹ１との間，Ｙ軸方向検知電極ＥＹ１とＸ軸方向検知電極ＥＸ１との間，Ｘ軸方向検知電極ＥＸ１とＹ軸方向検知電極ＥＹ２との間，Ｙ軸方向検知電極ＥＹ２とＸ軸方向検知電極ＥＸ２との間の各中央部にそれぞれ配置されている。したがって、Ｚ軸方向検知電極ＥＺ１〜ＥＺ４は、それぞれ９０度の間隔を隔てて配置されることになる。また、このような配置により、Ｘ軸方向検知電極ＥＸ１，ＥＸ２、Ｙ軸方向検知電極ＥＹ１，ＥＹ２及びＺ軸方向検知電極ＥＺ１〜ＥＺ４は、圧電セラミックス基板７ａの第１の応力発生領域８Ｂに対応する面上に重錘対向領域８Ａを囲む環状の列をなすように形成される。Ｚ軸出力電極ＯＺもＸ軸出力電極ＯＸと同様にほぼ正方形の形状を有しており、第２の応力発生領域８Ｃの外側にある圧電セラミックス基板７ａの外周縁部に位置するようにＸ軸出力電極ＯＸ及びＹ軸出力電極ＯＹと並んで形成されている。
【００３１】
出力電極ＯＸ，ＯＹ，ＯＺが並ぶ外周縁部と対称的に位置する圧電セラミックス基板７ａの外周縁部には、３つのアース電極ＯＥ0 …が出力電極ＯＸ，ＯＹ，ＯＺと平行をなすように並んで形成されている。アース電極ＯＥ0 は、圧電セラミックス基板７ａを貫通するスルーホール導電部及び接続線（図示せず）を介して対向電極パターンＥ0 と接続されている。これにより、加速度センサ７に含まれる出力電極は、ＯＸ，ＯＹ，ＯＺとＯＥ0 …の２つのグループに分けられて配置されることになる。なお、この例では、圧電セラミックス基板７ａの外周縁部に位置する３つの電極全てをアース電極ＯＥ0 …としたが、３つの電極の少なくとも１つをアース電極ＯＥ0 とし、残りの電極を端子を接続するためだけのダミー電極としても構わない。
【００３２】
Ｘ軸方向検知電極ＥＸ１，ＥＸ２に対応する圧電セラミックス基板７ａの各部分には、各部分に同種類の応力が発生したときに重錘対向領域８Ａの一方の側に位置するＸ軸方向検知電極ＥＸ１と他方の側に位置するＸ軸方向検知電極ＥＸ２とにそれぞれ逆極性の自発分極電荷が現れるように分極処理が施されている。
【００３３】
また、Ｙ軸方向検知電極ＥＹ１，ＥＹ２に対応する圧電セラミックス基板７ａの各部分もＸ軸方向検知電極ＥＸ１，ＥＸ２に対応する圧電セラミックス基板７ａの各部分と同様に、各部分に同種類の応力が発生したときに重錘対向領域８Ａの一方の側に位置するＹ軸方向検知電極ＥＹ１と他方の側に位置するＹ軸方向検知電極ＥＹ２とにそれぞれ逆極性の自発分極電荷が現れるように分極処理が施されている。
【００３４】
また、Ｚ軸方向検知電極ＥＺ１〜ＥＺ４に対応する圧電セラミックス基板７ａの各部分は、各部分に同種類の応力が発生したときにすべてのＺ軸方向検知電極ＥＺ１〜ＥＺ４に同じ極性の自発分極電荷が現れるように分極処理が施されている。これらの分極処理は、検出用電極パターンＥ1 及び対向電極パターンＥ0 を形成する前の圧電セラミックス基板７ａに直流電圧を印加することにより行った。
【００３５】
本実施例では、接続線Ｌ１〜Ｌ９を銀ペーストによりスクリーン印刷により形成した後に、Ｘ軸方向検知電極ＥＸ１，ＥＸ２、Ｙ軸方向検知電極ＥＹ１，ＥＹ２、Ｚ軸方向検知電極ＥＺ１〜ＥＺ４を銀ペーストを用いてスクリーン印刷により１０μｍの厚みに形成した。
【００３６】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、ダイアフラム１，重錘３及びベース５が一体に成形された単体ユニット１０をインサートとして樹脂射出成形された絶縁樹脂製ケース９の平面図、側面側から見た一部破断断面図、正面側から見た半部破断断面図である。図４（Ａ）から分るように絶縁樹脂製ケース９の輪郭は、ほぼ角形を呈しており、ダイアフラム１が位置する側に凹部９ａを有している。ダイアフラム１は、この凹部９ａの底面９ａ1 に露出している。凹部９ａの下側に形成される単体ユニット収納部９ｂの内部には、単体ユニット１０のベース５の外周部に形成したＶ字溝５ａに樹脂が入り込んで突起部９ｂ1 が形成されている。また、ダイアフラム１と反対側のベース５の端面５ｂと接触するように突起部９ｂ2 が形成されている。本例では、単体ユニット１０をインサートとして樹脂射出成形により絶縁樹脂製ケース９を一体成形しているため、突起部９ｂ1 及び９ｂ2 は、抜け止めとして機能している。また、凹部９ａの底面９ａ1 には、圧電セラミックス基板７ａの位置決め部を構成する４つの位置決め用突起９ｃ…が一体に形成されている。これらの位置決め用突起９ｃ…は、絶縁樹脂製ケース９の凹部９ａ内に圧電セラミックス基板７ａを配置する際に、圧電セラミックス基板７ａの隣接する２辺と接触して、ダイアフラム１の中心または重錘の中心と圧電セラミックス基板７ａの中心を一致させる役割を果している。本例では、圧電セラミックス基板７ａの直交する２つの辺７ａ1 ，７ａ1 （図３参照）に位置決め用突起９ｃがそれぞれ２つずつ当接するように位置決め用突起９ｃ…が配置されている。
【００３７】
図４に示されるように、絶縁樹脂ケース９の単体ユニット１０を間に挟んで対向する一対の側壁部には、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す端子ユニット１１，１１の端子支持体２１がそれぞれ嵌合されて固定される支持体嵌合溝１９，１９が形成されている。端子ユニット１１の構造を先に説明したほうが、支持体嵌合溝１９の構造を理解しやすいため、端子ユニット１１の構造を先に説明する。端子ユニット１１は、３本の端子金具２３〜２７をインサートとしてインサート成形された端子支持体２１を有している。端子金具２３〜２７は逆Ｌ字状に曲がっており、一方の端部２３ａ〜２７ａが図５の紙面で見て横方向に延びており、また他方の端部２３ｂ〜２７ｂは図５の紙面で見て下向き方向に延びている。これらの端子金具２３〜２７の中央部２３ｃ〜２７ｃは両端部よりも幅広に形成されており、中央部には成形樹脂が入り込む貫通孔２３ｄ〜２７ｄが形成されている。端子支持体２１は、端子金具２３〜２７を中心にして端部２３ａ〜２７ａが延びる方向に位置する第１の部分２１ａと端部２３ａ〜２７ａが延びる方向と逆の方向に延びる第２の部分２１ｂとを有している。第１の部分２１ａには、その幅方向の両側に下側に向かって（端子金具２３〜２７の他方の端部２３ｂ〜２７ｂが延びる方向に向かって）延びる一対の腕部２１ｃ，２１ｃが一体に設けられている。一対の腕部２１ｃ，２１ｃと第１の部分２１ａの側面との間には、一対の２１ｃ，２１ｃが第１の部分２１ａの側面に向かって変形することを許容する隙間が形成されている。そして一対の腕部２１ｃ，２１ｃの先端部にフック状の係合部２１ｄ，２１ｄが一体に設けられている。係合部２１ｄ，２１ｄの係合面２１ｅ，２１ｅは外側即ち第１の部分２１ａから離れる方向に延びている。また端子支持体２１の第２の部分２１ｂは、端子金具２３〜２７の一方の端部２３ａ〜２７ａを越えて上方（端子金具２３〜２７の他方の端部２３ｂ〜２７ｂが延びる方向と逆の方向）に向かって延びている。そして第２の部分２１ｂの上方の端部の両側面からは、一対の突出部２１ｆ，２１ｆが幅方向即ち３つの端子金具２３〜２７が並ぶ方向にそれぞれ突出している。
【００３８】
絶縁樹脂ケース９に形成した支持体嵌合溝１９，１９は、前述の端子ユニット１１，１１の端子支持体２１がそれぞれ嵌合可能で、しかも外部から力が加わっても端子支持体２１抜け出ない形状を有している。具体的には、支持体嵌合溝１９は、重錘３の中心が延びる方向または絶縁樹脂ケース９の厚み方向［図４（Ａ）において紙面と直交する方向］と重錘３の径方向外側または絶縁樹脂ケース９の側壁部の側面と直交する方向に向かって開口している。そして支持体嵌合溝１９は、端子ユニット１１の端子支持体２１の第１の部分２１ａが嵌合される第１の溝部分１９ａと端子支持体２１の第２の部分２１ｂが嵌合される第２の溝部分１９ｂとを有している。第１の溝部分１９ａの主要部分の幅寸法Ｗ1 は、端子ユニット１１の端子支持体２１の第１の部分２１ａに一体に設けられた一対の腕部２１ｃ，２１ｃに力が加わっていない状態における一対の腕部２１ｃ，２１ｃを含めた第１の部分２１ａの幅方向の寸法Ｗ3 ［図５（Ａ）参照］よりも小さく、一対の腕部２１ｃ，２１ｃを互いに近付ければ一対の腕部２１ｃ，２１ｃを含めた第１の部分２１ａが嵌合可能な寸法を有している。また第２の溝部分１９ｂの主要部分の幅寸法Ｗ2 は、端子ユニット１１の端子支持体２１の第２の部分２１ｂが嵌合可能な寸法を有している。また図４（Ｂ）に示すように第１の溝部分１９ａは、凹部９ａとは反対側の端部で幅寸法が大きくなっている。その結果、第１の溝部分１９ａには、端子支持体２１の第１の部分２１ａに一体に設けられた一対の腕部２１ｃ，２１の係合部２１ｄの係合面２１ｅと係合する係合面１９ｃ，１９ｃを形成する一対の段部が形成されている。また第２の溝部分１９ｂも凹部９ａ側の部分で、幅寸法が大きくなっており、その結果凹部９ａ側に端子支持体２１の第２の部分２１ｂに設けられた一対の突出部２１ｆ，２１ｆが係合する係合面１９ｄ，１９ｄを形成する一対の段部が形成されている。一対の突出部２１ｆ，２１ｆと係合面１９ｄ，１９ｄとの係合により、端子ユニット１１が支持体嵌合溝１９内に必要以上に押し込まれるのが阻止される。
【００３９】
この例では、端子支持体２１の第１の部分２１ａに一体に設けられた一対の腕部２１ｃ，２１ｃの係合部２１ｄと第１の溝部分１９ａに設けられた係合面１９ｃ，１９ｃを形成する段部（被係合部）とにより第１の係合構造が構成され、また端子支持体２１の第２の部分２１ｂに一体に設けられた一対の突出部２１ｆ，２１ｆ（係合部）と第２の溝部分１９ｂに設けられた係合面１９ｄ，１９ｄを形成する一対の段部（被係合部）とにより第２の係合構造が構成されている。これら第１及び第２の係合構造により、支持体嵌合溝１９に嵌合された端子支持体２１の抜け止めが図られている。
【００４０】
２つの支持体嵌合溝１９に端子支持体２１が嵌合されて固定された端子ユニット１１のうち、一方の端子ユニットの端子金具２３〜２７の端部２３ａ〜２７ａは、一方のグループの出力電極ＯＸ，ＯＹ，ＯＺとそれぞれ半田導電性接着により接続され、他方の端子ユニットの端子金具２３〜２７の端部２３ａ〜２７ａは、他方のグループのアース電極ＯＥO …とそれぞれ半田導電性接着により接続される。
【００４１】
上記例のように端子ユニット１１を絶縁樹脂ケース９に嵌合構造を用いて固定する構造を採用すると、部品点数は増えるものの単体ユニット１０と端子金具２３〜２７をインサートとして絶縁樹脂ケースをインサート成形する場合と比べて、絶縁樹脂ケースの金型が簡単になるだけでなく、絶縁樹脂ケースの製造コストを下げることができるので、加速度検出装置の価格を下げることができる。また上記例では、同じ構造の端子ユニット１１を用いているので、部品の種類が少なくなって加速度検出装置の価格を下げることができる。
【００４２】
上記例は、加速度センサとして圧電型加速度センサを用いたが、本発明は半導体型加速度センサや静電容量型加速度センサ等の他のタイプの加速度センサを用いる場合にも当然にして適用できる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、重錘、ダイアフラム及びベースを一体成形するので、各部材を接着剤により接合する従来の加速度検出装置と異なり、ダイアフラム、重錘及びベースを確実に結合できる。また、重錘とダイアフラムとが一体成形されているため、重錘のダイアフラムに対する取付け位置を一定にでき、加速度検出装置の測定精度の低下を抑制することができる。また、本発明によれば、加速度検出装置の部品点数を少なくして、加速度検出装置の製造が容易になる。特に本発明では、各部材を金属材料により成形するため、樹脂等の材料により各部を成形する場合に比べて、加速度検出装置を安価に製造することができる。
【００４４】
また、本発明の加速度検出装置は、ダイアフラム、重錘及びベースが金属材料により成形されているため、これらの各部から成形された単体ユニットを樹脂射出成形のインサートとして用いることができる。そのため、所望の形状の絶縁樹脂製ケースをダイアフラム、重錘及びベース（単体ユニット）に一体成形できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の加速度検出装置の概略断面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の実施の形態の加速度検出装置に用いる単体ユニットの底面図であり、（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の加速度検出装置に用いる加速度センサの平面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、単体ユニットをインサートとして樹脂射出成形された絶縁樹脂製ケースの平面図、側面側から見た一部破断断面図、正面側から見た半部破断断面図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施の形態の加速度検出装置に用いる端子ユニットの平面図及び側面図である。
【図６】従来の加速度検出装置の一例の概略断面図である。
【符号の説明】
１ダイアフラム
３重錘
５ベース
７加速度センサ
９絶縁樹脂製ケース
１０単体ユニット
１１端子ユニット
１９支持体嵌合溝
２１端子支持体
２１ｄフック状の係合部
２１ｅフック状の係合部の係合面
２１ｆ突出部（係合部）
２３〜２７端子金具
ＯＸ，ＯＹ，ＯＺ，ＯＥ0 …加速度センサに含まれる出力電極

Claims

中央部に重錘が設けられたダイアフラムと、
前記ダイアフラムの外周部を支持するベースと、
前記ダイアフラムの前記重錘が設けれた面とは反対側の面上に固定され、前記重錘に作用する加速度に基づく前記ダイアフラムの変形に応じた加速度信号を出力する加速度センサと、
前記各部材が収納される絶縁樹脂製ケースと、
前記加速度センサに含まれる複数の電極に接続される複数の端子金具とを具備してなる加速度検出装置であって、
前記重錘、前記ダイアフラム及び前記ベースが金属材料により一体に成形された単体ユニットとして構成され、
前記絶縁樹脂製ケースが前記単体ユニットをインサートとして一体成形されており、
前記複数の端子金具は２つのグループに分けられ、
前記２つのグループをそれぞれ構成する複数の端子金具は、それぞれ絶縁樹脂製の端子支持体に固定されて２つの端子ユニットを構成しており、
前記絶縁樹脂製ケースの外壁部には、前記２つの端子ユニットの前記端子支持体が嵌合されて固定される２つの支持体嵌合溝が形成され、
前記２つの支持体嵌合溝に前記２つの端子ユニットがそれぞれ嵌合されていることを特徴とする加速度検出装置。
前記金属材料は円柱状金属材料からなり、前記円柱状金属材料に切削加工が施されて前記単体ユニットが一体に成形されていることを特徴とする請求項１に記載の加速度検出装置。
前記２つの端子ユニットは同じ形状寸法を有しており、
前記加速度センサに含まれる前記複数の電極は、前記２つの支持体嵌合溝に嵌合された前記２つの端子ユニットに支持された前記複数の端子金具と接続可能な位置に２つのグループに分けられて配置されている請求項１に記載の加速度検出装置。
前記端子支持体は係合構造を介して前記絶縁樹脂製ケースに対して固定されており、
前記係合構造は、前記支持体嵌合溝内への前記端子支持体の挿入は許容するが、前記支持体嵌合溝に嵌合された前記端子支持体が前記支持体嵌合溝から抜け出るのを阻止するように、前記端子支持体に設けられた少なくとも１つの係合部と前記絶縁樹脂製ケースに設けられて前記少なくとも１つの係合部が係合する少なくとも１つの被係合部とからなる請求項１に記載の加速度検出装置。
前記端子支持体には一対のフック状の係合部が設けられ、前記絶縁樹脂製ケースの被係合部は、前記一対のフック状の係合部の係合面が接触する面を有する段部からなる請求項４に記載の加速度検出装置。
圧電セラミックス基板の一方の面上に加速度検出用の検出用電極パターンが形成され、他方の面上に前記検出用電極パターンと対向する対向電極パターンが形成された加速度センサ素子と、
一方の面上に前記加速度センサ素子が接着剤層を介して接続されるダイアフラムと、
前記ダイアフラムの他方の面の中心部に固定される重錘と、
前記重錘を変位可能に収納する収納空間を有し且つ前記ダイアフラムの外周部を支持するベースと、
少なくとも前記ベースが収納される絶縁樹脂製ケースと、
前記加速度センサに含まれる複数の電極に接続される複数の端子金具とを具備してなる加速度検出装置であって、
前記重錘、前記ダイアフラム及び前記ベースが金属材料により一体に成形された単体ユニットとして構成され、
絶縁樹脂製ケースが前記単体ユニットをインサートとして一体成形されており、
前記複数の端子金具は２つのグループに分けられ、
２つのグループをそれぞれ構成する複数の端子金具は、それぞれ絶縁樹脂製の端子支持体に固定されて２つの端子ユニットを構成しており、
前記絶縁樹脂製ケースの外壁部には、前記２つの端子ユニットの前記端子支持体が嵌合されて固定される２つの支持体嵌合溝が形成され、
前記２つの支持体嵌合溝に前記２つの端子ユニットがそれぞれ嵌合されていることを特徴とする加速度検出装置。
絶縁樹脂製ケースには前記ダイアフラムの周囲に一体に設けられて前記圧電セラミックス基板の外周部と接触して、前記ダイアフラムと前記圧電セラミックス基板との位置決めを図る位置決め部が一体に形成されている請求項６に記載の加速度検出用装置。