JPH01285865A - 圧電型加速度センサ - Google Patents
圧電型加速度センサInfo
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- JPH01285865A JPH01285865A JP11649388A JP11649388A JPH01285865A JP H01285865 A JPH01285865 A JP H01285865A JP 11649388 A JP11649388 A JP 11649388A JP 11649388 A JP11649388 A JP 11649388A JP H01285865 A JPH01285865 A JP H01285865A
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Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、高感度の圧電型加速度センサに関4゛るら
のである。。
のである。。
[従来の技術]
物理徹である加速度の検出は、
F −m ・ α
(F 力、m質重、α +J11速度)の法則に従い、
加えられた力に応して求められる。
加えられた力に応して求められる。
この力という機械量を電気量に変換する方式と17では
、圧電型、サーホ型、歪ゲージ型等があるか、−の中て
加速度センサに用いられろものと1.て現7IIσt)
普及しているのがri[71X型である。
、圧電型、サーホ型、歪ゲージ型等があるか、−の中て
加速度センサに用いられろものと1.て現7IIσt)
普及しているのがri[71X型である。
LE 71’i型加速度センサは、検知部に備えられた
圧電素子に外力が舶わ−・てφを受けると、この力の人
1きさに比例した電気量を発生するH電効果を(11用
し八〇ので、例えば剛性の大きな材料からなる円形の振
動板1に高分子[(主体等からなる圧電体層を形成し1
、二の圧電体層自身か慣性質量となり、振動して歪を発
1さU、圧電体により電気量に変換、4′ろ圧電素子か
らなろ検知部をr+オろらのか既に実用化されている。
圧電素子に外力が舶わ−・てφを受けると、この力の人
1きさに比例した電気量を発生するH電効果を(11用
し八〇ので、例えば剛性の大きな材料からなる円形の振
動板1に高分子[(主体等からなる圧電体層を形成し1
、二の圧電体層自身か慣性質量となり、振動して歪を発
1さU、圧電体により電気量に変換、4′ろ圧電素子か
らなろ検知部をr+オろらのか既に実用化されている。
[発明が酵決しよ;)とする課題 1
1、かしながら上記のような圧電型加速度センサを小型
化すると、振動板の質量が小さくなるととらに、振動板
か振動する際の部間距離か小さくなるために振動板の断
面二次モーメントが人きくA1゛るので、加速度によ−
)で生じる振動板のφか小さく出力が弱くなり、検知部
の感度が低下するという不都合かぁ−)た。
化すると、振動板の質量が小さくなるととらに、振動板
か振動する際の部間距離か小さくなるために振動板の断
面二次モーメントが人きくA1゛るので、加速度によ−
)で生じる振動板のφか小さく出力が弱くなり、検知部
の感度が低下するという不都合かぁ−)た。
この発明は上記課題に鑑みてなされ八ものて、高感度で
加速度を検知する二とのできろよ:)な小型の圧電型加
速度センサを提供することを目的としている。
加速度を検知する二とのできろよ:)な小型の圧電型加
速度センサを提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段]
この発明は、振!M板に高分子圧電フィルノ・からなる
IFt体層を設(1てなる圧7(i素子をXr L、こ
の[[型素子の歪に伴って発生する電気量から加速度を
検出する圧電型加速度センサてあって、上記圧電素子の
中心部に円形孔を設置+、この円形孔の円周に沿−)で
、円環状の質量(=I加上層設(またこと、または質量
付Iyo層に複数本の溝を設けたことを解決手段とした
。
IFt体層を設(1てなる圧7(i素子をXr L、こ
の[[型素子の歪に伴って発生する電気量から加速度を
検出する圧電型加速度センサてあって、上記圧電素子の
中心部に円形孔を設置+、この円形孔の円周に沿−)で
、円環状の質量(=I加上層設(またこと、または質量
付Iyo層に複数本の溝を設けたことを解決手段とした
。
[作用 ]
圧電素子の中心部に円形孔を設けたので、I]Ei素子
が発する電気量の出力が一定でかつ強いらのを得ろこと
かできろとともに、この円形孔の円周にA1)−1て円
環状の質量付加層を設けたので、Igf電素子の慣性質
量が増力11シ、振動4−ろのて微量の力によ−、てし
歪が生jΣやすくなり、高感度で加速度の測定を行うこ
とができる。
が発する電気量の出力が一定でかつ強いらのを得ろこと
かできろとともに、この円形孔の円周にA1)−1て円
環状の質量付加層を設けたので、Igf電素子の慣性質
量が増力11シ、振動4−ろのて微量の力によ−、てし
歪が生jΣやすくなり、高感度で加速度の測定を行うこ
とができる。
またこの質量付加層に複数のd青を設け、質量付加層の
剛性を低下させたので、この質量付加層の剛性か振動板
の剛性に影響を及はすことなく、振動板が振動1.て、
歪を生しるので51り高感用の加速度測定が可能となる
。
剛性を低下させたので、この質量付加層の剛性か振動板
の剛性に影響を及はすことなく、振動板が振動1.て、
歪を生しるので51り高感用の加速度測定が可能となる
。
以下、この発明を実施例に沿−・て訂しく説明−4ろ。
[実施例1
(実施例1)
第1図はこの発明の請求項第1項に記載された圧電型加
速度センサlの検知部2の一実施例を、第2図は第1図
に示した検知部2を構成する■゛電素子7をそれぞれ示
したしのである。ごの圧電型;J11速度センサIの検
知部2は、円板状に彩成さA1、その中心に円形孔3が
設けられた振動板4と、L記振動板4と同彩て振動板4
上に接着剤によって貼り合わされることにより振動板4
に一体的に固着された圧電体層5と、上記円形孔3の円
周に沿−)で圧電体層5」二に設けられた円環状の質量
付加層6とにより圧電素子7を構成し、この圧電素子7
の周縁部を円環状の固定枠8て挾んでなるものである。
速度センサlの検知部2の一実施例を、第2図は第1図
に示した検知部2を構成する■゛電素子7をそれぞれ示
したしのである。ごの圧電型;J11速度センサIの検
知部2は、円板状に彩成さA1、その中心に円形孔3が
設けられた振動板4と、L記振動板4と同彩て振動板4
上に接着剤によって貼り合わされることにより振動板4
に一体的に固着された圧電体層5と、上記円形孔3の円
周に沿−)で圧電体層5」二に設けられた円環状の質量
付加層6とにより圧電素子7を構成し、この圧電素子7
の周縁部を円環状の固定枠8て挾んでなるものである。
この振動板4は早さが−・定な円板で、その中心に振動
板4と同心の円形孔3が形成されてなる乙のであって、
剛性率とヤング率が共に高く、か−ノ耐衝撃41tに富
む材料に、J、−・て形f戊されており、この材料とし
ては主に鉄、銅、ニッケル等のリラ=金属、あるいは黄
銅、ステンレス鋼等の合金からなる金属材料のほか、ガ
ラス繊維あるいはカーボン繊Kt等とプラスチックとの
複合(イ料を用いることができる。
板4と同心の円形孔3が形成されてなる乙のであって、
剛性率とヤング率が共に高く、か−ノ耐衝撃41tに富
む材料に、J、−・て形f戊されており、この材料とし
ては主に鉄、銅、ニッケル等のリラ=金属、あるいは黄
銅、ステンレス鋼等の合金からなる金属材料のほか、ガ
ラス繊維あるいはカーボン繊Kt等とプラスチックとの
複合(イ料を用いることができる。
この振動板4上に接着された圧電体層5は、振動板4と
同+aで、円板の中心に同心の円形孔3が形成されてな
るものであって、振動板4に加えられた力Fによって歪
を生しると、その歪の大きさ−4= に比例した電気量を発生ずる圧電効果をYi−4−る高
分子L「電)、fルムからなり、その材1−+とじては
ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ヒニリデン(P V 1
〕F)、ポリ塩化ビニル、ナイロン11.ポリカーボネ
ート、ポリ(m−フゴニレンイソフタルアミF)フッ化
ヒニリデンー四フッ化エチレン共重合体、フッ化ヒニリ
デンーフノ化ビニル共重合体、フッ化ヒエリデンー三フ
ッ化エヂレン共重合体、シアン化ヒーリデンー酢酸ヒニ
ル共重合体、A5るいけこメ1ら2種以上の混合物、こ
れらと他の熱可塑性樹脂との混合物か好適である。士だ
この他に、■〕b(7,r、’1’ i)0 、、 F
’ b’l’ + 0 *、 (P b、L a)(Z
r、’l” 1)00、BaTiO3、B a(Z
r、 1’ i)03、(13a、 S r)i’j
O1等の無機目(電材1:4の微粉末を熱nJ塑性樹脂
や熱硬化性樹脂等の高分子材第4中に分散さ11゛たら
のを用いてらよいゎさらにこの圧電体層5は、上記高分
子用型フィルムから発生された電気量を取り出すための
図示しない電極により、肢覆されている。
同+aで、円板の中心に同心の円形孔3が形成されてな
るものであって、振動板4に加えられた力Fによって歪
を生しると、その歪の大きさ−4= に比例した電気量を発生ずる圧電効果をYi−4−る高
分子L「電)、fルムからなり、その材1−+とじては
ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ヒニリデン(P V 1
〕F)、ポリ塩化ビニル、ナイロン11.ポリカーボネ
ート、ポリ(m−フゴニレンイソフタルアミF)フッ化
ヒニリデンー四フッ化エチレン共重合体、フッ化ヒニリ
デンーフノ化ビニル共重合体、フッ化ヒエリデンー三フ
ッ化エヂレン共重合体、シアン化ヒーリデンー酢酸ヒニ
ル共重合体、A5るいけこメ1ら2種以上の混合物、こ
れらと他の熱可塑性樹脂との混合物か好適である。士だ
この他に、■〕b(7,r、’1’ i)0 、、 F
’ b’l’ + 0 *、 (P b、L a)(Z
r、’l” 1)00、BaTiO3、B a(Z
r、 1’ i)03、(13a、 S r)i’j
O1等の無機目(電材1:4の微粉末を熱nJ塑性樹脂
や熱硬化性樹脂等の高分子材第4中に分散さ11゛たら
のを用いてらよいゎさらにこの圧電体層5は、上記高分
子用型フィルムから発生された電気量を取り出すための
図示しない電極により、肢覆されている。
この圧電体層5に力Fが作用すると、その力Fの(j[
1速度αに比例1−ノー歪を生じろととt、に、そζ)
)+−[i効果に31、l)電4:■Qを発!11ろ。
1速度αに比例1−ノー歪を生じろととt、に、そζ)
)+−[i効果に31、l)電4:■Qを発!11ろ。
一般に周辺が固定され膜すが一定な円影の膜体が、外力
を受(lて振動、七る場合、その変形量は第3図(Kか
膜体を表−4゛。)に示す、): ’)に、中央部J、
l)も周辺部の方が入である4、そごで仮に中央部と周
辺部とを分:iて考えてみろ、。
を受(lて振動、七る場合、その変形量は第3図(Kか
膜体を表−4゛。)に示す、): ’)に、中央部J、
l)も周辺部の方が入である4、そごで仮に中央部と周
辺部とを分:iて考えてみろ、。
Ll主体層5の静電容量をCと−4”ると、電極間型[
[〜′、L発牛・(ろ型筒Qの間には、V=− の関係か成と)立つ1.11−重体層5に1ノいて周辺
部の発りl電7:jお」、び静電容]Xを七イ1モ゛イ
10e、Cc、中央;1(の発生型6:jおよび静電容
量をそれぞれQc、C,cと14ると、電極間電圧■。
[〜′、L発牛・(ろ型筒Qの間には、V=− の関係か成と)立つ1.11−重体層5に1ノいて周辺
部の発りl電7:jお」、び静電容]Xを七イ1モ゛イ
10e、Cc、中央;1(の発生型6:jおよび静電容
量をそれぞれQc、C,cと14ると、電極間電圧■。
との間には、Q c+ Q c= (Cc+ c c)
V 。
V 。
か成り立1′)、こごてQ e> Q cであるので、
Qc4(Cc+ Cc)V。
Qc4(Cc+ Cc)V。
となる。しノーか−、て電極間電圧■。は、となる。r
i、電体層5は中央部に円形孔3が形成さイ1ているこ
とにより、電極間電圧Vはとなり、したかって よなろ。L「電体層5のjγさ(J一定であるから、円
に1孔3カく形成されていないき仮定した場合の圧電体
層5の面積をA。、そ1.て円形孔3が形成さ〆)−(
置するH:電体層5の面積をAとすると、それぞ右の静
電容量Cは、AoおにびA +、−比例するがら、とろ
゛る。この式から円形孔3か形1戊さIAたごの発明の
斤主体層5の方が、円形孔3が形成さ)7てぃなL)乙
のにリム検出感度が高いムのが14られるごとかわかる
。
i、電体層5は中央部に円形孔3が形成さイ1ているこ
とにより、電極間電圧Vはとなり、したかって よなろ。L「電体層5のjγさ(J一定であるから、円
に1孔3カく形成されていないき仮定した場合の圧電体
層5の面積をA。、そ1.て円形孔3が形成さ〆)−(
置するH:電体層5の面積をAとすると、それぞ右の静
電容量Cは、AoおにびA +、−比例するがら、とろ
゛る。この式から円形孔3か形1戊さIAたごの発明の
斤主体層5の方が、円形孔3が形成さ)7てぃなL)乙
のにリム検出感度が高いムのが14られるごとかわかる
。
質量付IJ【1層6は、圧ri、素子7の慣性質量を増
加させるために、円形孔3の円周にそ−て円環状に圧電
体層5上に形成されたもので、この質量付加層6の幅W
、は、振動板4の幅W4の1ノ3未満であることが望ま
しい。この質量付加層6の幅W。
加させるために、円形孔3の円周にそ−て円環状に圧電
体層5上に形成されたもので、この質量付加層6の幅W
、は、振動板4の幅W4の1ノ3未満であることが望ま
しい。この質量付加層6の幅W。
が振動板4の幅W4の1/3以−1−であると、質量付
加層6の剛性率が振動板4の剛性率に影響を及ぼし、圧
電素子7に力Fが作用した際に振動板4が振動して歪を
生じ難くなるので好ましくない。このi1M付加層6を
構成する材料は特に限定されないか、好ましくは重金属
合金等の高密1隻祠料を^1J−八は嘆状にしたしので
あり、これらを接着剤等によ−〕でI]、重体層5上に
張り付け・るほか、上記条件を満たすt、! IIの粉
末を、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂等の高分子材料
中に分散さU、塗布1゜て影成することができる。
加層6の剛性率が振動板4の剛性率に影響を及ぼし、圧
電素子7に力Fが作用した際に振動板4が振動して歪を
生じ難くなるので好ましくない。このi1M付加層6を
構成する材料は特に限定されないか、好ましくは重金属
合金等の高密1隻祠料を^1J−八は嘆状にしたしので
あり、これらを接着剤等によ−〕でI]、重体層5上に
張り付け・るほか、上記条件を満たすt、! IIの粉
末を、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂等の高分子材料
中に分散さU、塗布1゜て影成することができる。
そして、上記構成による検知部2は、第・1図に21;
す、1−)に、導電性を有するシールドケース9内に収
納されている。また圧電体層5表面に影成さAまた電極
には、振動板4が振動することによって発A゛る信号を
取り出すための図示Uぬ端子が取り付11られでおり、
この端子から得られノこ出力信号は、インピーダンス変
換回路10を介して測定される。この検知部2の端子と
インピーダンス変換回路lOとは、ケーブル11によっ
て接続され、0(1記ソールドケース9はアースされて
、この発明の圧電型加速度センサ1が構成されている。
す、1−)に、導電性を有するシールドケース9内に収
納されている。また圧電体層5表面に影成さAまた電極
には、振動板4が振動することによって発A゛る信号を
取り出すための図示Uぬ端子が取り付11られでおり、
この端子から得られノこ出力信号は、インピーダンス変
換回路10を介して測定される。この検知部2の端子と
インピーダンス変換回路lOとは、ケーブル11によっ
て接続され、0(1記ソールドケース9はアースされて
、この発明の圧電型加速度センサ1が構成されている。
また第1図おにび第2図に示した圧電素子7は、中心に
円形孔3か形成された振動板4−1−に振動板・1と同
影の圧電体層5を彩成し、さらにこの圧電体層5−L、
に質m 4”j助層6を形成してなるものであるが、こ
の発明の圧電型加速度センサ1の検知部2に用いられる
圧電素子7の各構成部材の積層順序は二の例に限らA1
ろものではなく、さらにこの例では質…付加層6は圧電
素子7の片面にのみ彩成されているか、圧電素子7の両
面に質量4=Ij加層6を彩成しj−らのを用いること
もてきる。
円形孔3か形成された振動板4−1−に振動板・1と同
影の圧電体層5を彩成し、さらにこの圧電体層5−L、
に質m 4”j助層6を形成してなるものであるが、こ
の発明の圧電型加速度センサ1の検知部2に用いられる
圧電素子7の各構成部材の積層順序は二の例に限らA1
ろものではなく、さらにこの例では質…付加層6は圧電
素子7の片面にのみ彩成されているか、圧電素子7の両
面に質量4=Ij加層6を彩成しj−らのを用いること
もてきる。
(実施例2)
第5図はこの発明の請求項第2項に記載された[E電型
加速度センザlに用いられろ検知部2内の1F 型素子
7の一実施例を示1.たもので、第2図に示した請求項
第1項記載の圧電素子7と異なるところは、質量付加層
6にill 6 aを設けたところである。このように
質量付加層6に、固片6孔3と同心状のfR6aを形成
すると、このp 6 aによ−)で2つに分割された質
量付加層6.6は互いに独立した質点となるので、圧1
i素子7に力Fが作用して振動板4が振動して歪を生し
る際に、振動板4の剛性を低下さ廿ることかないので、
より高感度で加速度測定を?jうことができる。なお質
m<・j加層6に形成される溝6aの形状および数はこ
の実施例2に限られるものではなく、円形孔3と同心の
iM 6 a が複数本形成されたもの、第5図に示
(7ノーよう1.:T′中心から放射状に8本のが61
1が形成されたもの、さらには円形孔3と同心の溝6a
および放射状の溝6b とが共に形成された質量付加層
6を用いてらよい。また質量付加層6に形成されるこの
溝6a 、6b の数および形状は、質量付加層6
を構成する材料の剛性によって適宜選択することができ
、例えば高い剛性を有する高密度材料により質ffi
(=1加層6を構成する場合には、数多くのiR6a、
G b を形成して質量(1加層(5の剛性を低減さ
せることが積土しい。
加速度センザlに用いられろ検知部2内の1F 型素子
7の一実施例を示1.たもので、第2図に示した請求項
第1項記載の圧電素子7と異なるところは、質量付加層
6にill 6 aを設けたところである。このように
質量付加層6に、固片6孔3と同心状のfR6aを形成
すると、このp 6 aによ−)で2つに分割された質
量付加層6.6は互いに独立した質点となるので、圧1
i素子7に力Fが作用して振動板4が振動して歪を生し
る際に、振動板4の剛性を低下さ廿ることかないので、
より高感度で加速度測定を?jうことができる。なお質
m<・j加層6に形成される溝6aの形状および数はこ
の実施例2に限られるものではなく、円形孔3と同心の
iM 6 a が複数本形成されたもの、第5図に示
(7ノーよう1.:T′中心から放射状に8本のが61
1が形成されたもの、さらには円形孔3と同心の溝6a
および放射状の溝6b とが共に形成された質量付加層
6を用いてらよい。また質量付加層6に形成されるこの
溝6a 、6b の数および形状は、質量付加層6
を構成する材料の剛性によって適宜選択することができ
、例えば高い剛性を有する高密度材料により質ffi
(=1加層6を構成する場合には、数多くのiR6a、
G b を形成して質量(1加層(5の剛性を低減さ
せることが積土しい。
このような構成の圧電型加速度センサにあ−、では、円
板状の振動板の中心に円形孔を設・(」、この振動板V
−に同形の圧電体層を設け、さらに円升二孔の円周に沿
って円環状の質量イ」加面を設(+ノーので、質量付加
層によって、圧電体素子の慣性質量が増加し、これが振
動するのて微量の力によってt)歪か生しやすくなり、
高感度でIJ11速度の測定をiT;)ことかできろと
と6に、円形孔が形成された11−電体層にあっては円
形孔が形成さイ1ていない圧電体層に比較して、外力に
対する検出感度が向」−する。
板状の振動板の中心に円形孔を設・(」、この振動板V
−に同形の圧電体層を設け、さらに円升二孔の円周に沿
って円環状の質量イ」加面を設(+ノーので、質量付加
層によって、圧電体素子の慣性質量が増加し、これが振
動するのて微量の力によってt)歪か生しやすくなり、
高感度でIJ11速度の測定をiT;)ことかできろと
と6に、円形孔が形成された11−電体層にあっては円
形孔が形成さイ1ていない圧電体層に比較して、外力に
対する検出感度が向」−する。
さらに1−記質ffi (=I加上層複数の溝を設け、
質量付1111層の剛性を低下さlノーので、この質量
付力11層の剛P1か振動板の剛性に影響を及ぼずこと
なく、振動板が振動して、歪を生しろのでより高感度の
加速度tlす定か可能となる。
質量付1111層の剛性を低下さlノーので、この質量
付力11層の剛P1か振動板の剛性に影響を及ぼずこと
なく、振動板が振動して、歪を生しろのでより高感度の
加速度tlす定か可能となる。
「実験例]
(実験例1)
厚さ10μmのポリフッ化ビニリデンで直i¥7mmの
円板を作成し、この円板の中心に直径3m111の円形
孔を形成して圧電体層とした。この圧電体層に無電解メ
ツキにより1μm未満の銅箔をメツキしたのち、この銅
箔を電極として電気メツキにJ、リニノケルからなる厚
さ5μnの振動板を形成した。さらにこの振動板に0
、 l nun厚の鉛ソートを接着し、6機酸を用いた
電解エツチングによって円形孔の円周に沿って、振動板
の幅のl/3未満となるように、幅Q、7mmの質量付
加層を形成して圧電素子とした。この圧電素子を使用し
て圧電型加速度センサを製造して実験例1とした。
円板を作成し、この円板の中心に直径3m111の円形
孔を形成して圧電体層とした。この圧電体層に無電解メ
ツキにより1μm未満の銅箔をメツキしたのち、この銅
箔を電極として電気メツキにJ、リニノケルからなる厚
さ5μnの振動板を形成した。さらにこの振動板に0
、 l nun厚の鉛ソートを接着し、6機酸を用いた
電解エツチングによって円形孔の円周に沿って、振動板
の幅のl/3未満となるように、幅Q、7mmの質量付
加層を形成して圧電素子とした。この圧電素子を使用し
て圧電型加速度センサを製造して実験例1とした。
(実験例2)
質量付加層に、円形孔の中心から放射状に約1ffll
I1間隔て9本の溝を設け、振動板をIO分割して10
個の独立した質点とした以外は実験例1と全く同様にし
てIIE ri型型上度セセンを製造して実験例2とし
た。
I1間隔て9本の溝を設け、振動板をIO分割して10
個の独立した質点とした以外は実験例1と全く同様にし
てIIE ri型型上度セセンを製造して実験例2とし
た。
(比較例3)
質量付加層の幅を振動板の幅の概ねl/2となろ1mm
とした以り(は実験例1と全く同様に17で圧電型加速
度センサを製造して比較例3とした。
とした以り(は実験例1と全く同様に17で圧電型加速
度センサを製造して比較例3とした。
(比較例4)
実験例1に質量付加層を設けない以外は、実験例1と全
く同様にして圧電型加速度センサを製造1、て比較例4
とした。
く同様にして圧電型加速度センサを製造1、て比較例4
とした。
−1−記実験例1ないし比較例4の各圧電型加速度セン
サについて100Hz、IC(G・重力加速度)で′6
[(゛電型加速度センサを励振させ、比較例4を基へ6
とした時の出力比をそれぞれ測定した。この結果を第1
表に示ケ。
サについて100Hz、IC(G・重力加速度)で′6
[(゛電型加速度センサを励振させ、比較例4を基へ6
とした時の出力比をそれぞれ測定した。この結果を第1
表に示ケ。
第1表
この4Iす定結果j、す、実験例1は振動板の中心に円
形孔を設け、この」二に振動板と同形の圧電体層を形成
し、さらに上記円彩孔の円周に沿って円環状の質量イ・
j加面を設けたものであり、実験例2は質量(・j J
on層に複数個の溝を設けたものであるので、′η量付
加庖を全く設置+なかった比較例4と比べて振fiI]
板の質量か増11[11−ているので、?@少な力によ
り−((つ振動、1Fか生1−易くな−)でいるの−r
1電型上速度センザの出力比が増加することが判−9た
。そ1、て特に実験例2にあっては、質量付加層に複数
本の溝を設けたことによって、質量イ」加面が複数の独
立した質点となり、振動板の剛性を大きくするごとがな
いので1.1ユリ高い出力比が得られる。
形孔を設け、この」二に振動板と同形の圧電体層を形成
し、さらに上記円彩孔の円周に沿って円環状の質量イ・
j加面を設けたものであり、実験例2は質量(・j J
on層に複数個の溝を設けたものであるので、′η量付
加庖を全く設置+なかった比較例4と比べて振fiI]
板の質量か増11[11−ているので、?@少な力によ
り−((つ振動、1Fか生1−易くな−)でいるの−r
1電型上速度センザの出力比が増加することが判−9た
。そ1、て特に実験例2にあっては、質量付加層に複数
本の溝を設けたことによって、質量イ」加面が複数の独
立した質点となり、振動板の剛性を大きくするごとがな
いので1.1ユリ高い出力比が得られる。
一方、比較例3も実験例Iおよび実験例2と同様に円形
孔の円周に沿って円環状の質量付加層を設置1ノ二もの
であるが、比較例3にあっては、質量1・j 111’
1層の幅が振動板の幅の1/3以−ヒであるので、V1
電素子の剛性が人吉くなり、振動板の振動およびjl−
、を生に難くしているので、むj、ろ質量<=1加層を
設けない比較例4よりも出力の比が低下している1、 [発明の効果] 以ト説明17たように、この発明の圧電型加速度センサ
層を設(+てなる圧電素子を有し、この圧電素子のイ・
に伴1・て発生する電気量から加速度を検出−4ろ;E
電型加速度センサてあ−・て、上記圧電素子の中心部に
円形孔を設け、この円形孔の円周に沿−)で、円環状の
質量付加層を設けたものであるので、圧電素子の中心に
形成した円形孔によって、圧電素子が発する電気量の出
力が一定でかつ強い(、のを得ることができるととらに
、この円形孔の円周に沿って円環状に形成された質量付
加層によって1丁N素子の慣性質量が増加し、振動する
ので微量の力によってら歪が生しやオくなり高感度で加
速度の測定を行うことがてきる。
孔の円周に沿って円環状の質量付加層を設置1ノ二もの
であるが、比較例3にあっては、質量1・j 111’
1層の幅が振動板の幅の1/3以−ヒであるので、V1
電素子の剛性が人吉くなり、振動板の振動およびjl−
、を生に難くしているので、むj、ろ質量<=1加層を
設けない比較例4よりも出力の比が低下している1、 [発明の効果] 以ト説明17たように、この発明の圧電型加速度センサ
層を設(+てなる圧電素子を有し、この圧電素子のイ・
に伴1・て発生する電気量から加速度を検出−4ろ;E
電型加速度センサてあ−・て、上記圧電素子の中心部に
円形孔を設け、この円形孔の円周に沿−)で、円環状の
質量付加層を設けたものであるので、圧電素子の中心に
形成した円形孔によって、圧電素子が発する電気量の出
力が一定でかつ強い(、のを得ることができるととらに
、この円形孔の円周に沿って円環状に形成された質量付
加層によって1丁N素子の慣性質量が増加し、振動する
ので微量の力によってら歪が生しやオくなり高感度で加
速度の測定を行うことがてきる。
さらに請求項第2項記載の発明は圧電素子を構成する質
量イ;1加雇に複数の溝を設置+ることにより質量付加
層の剛性を低下させたので質量付加層の剛性が、振動板
の剛性を大きくすることがなく、微少な力によっても振
動板が振動し歪を生じるので高感度の加速度測定が可能
となる。
量イ;1加雇に複数の溝を設置+ることにより質量付加
層の剛性を低下させたので質量付加層の剛性が、振動板
の剛性を大きくすることがなく、微少な力によっても振
動板が振動し歪を生じるので高感度の加速度測定が可能
となる。
ざらにこの発明の圧電型加速度センサを小型化いるので
、′振゛動板の振動が起きやすくなり、高感度の加速度
測定を行うことができる。
、′振゛動板の振動が起きやすくなり、高感度の加速度
測定を行うことができる。
第1図はこの発明の請求項第1項記載の圧電型加速度セ
ンサの検知部の一実施例を示す概略断面図、第2図は第
1図に示した圧電型加速度センサの圧電素子の構成を示
す概略斜視図、第3図は薄膜の振動状態を表す模式図、
第4図はこの発明の]r電型加速度センサの一実施例を
示す概略構成図、第5図および第6図はこの発明の請求
項第2項記載の圧電型加速度センサの圧電素子の一実施
例を示す概略構成図である。 1・・圧電型加速度センサ、 3・円形孔、4 振動
板、 5・・圧電体層、 6 質tトj上層、 6a、6b 溝、7・圧電素子
。
ンサの検知部の一実施例を示す概略断面図、第2図は第
1図に示した圧電型加速度センサの圧電素子の構成を示
す概略斜視図、第3図は薄膜の振動状態を表す模式図、
第4図はこの発明の]r電型加速度センサの一実施例を
示す概略構成図、第5図および第6図はこの発明の請求
項第2項記載の圧電型加速度センサの圧電素子の一実施
例を示す概略構成図である。 1・・圧電型加速度センサ、 3・円形孔、4 振動
板、 5・・圧電体層、 6 質tトj上層、 6a、6b 溝、7・圧電素子
。
Claims (2)
- (1)振動板に、高分子圧電フィルムからなる圧電体層
を設けてなる圧電素子を有し、この圧電素子の歪に伴っ
て発生する電気量から加速度を検出する圧電型加速度セ
ンサであって、上記圧電素子の中心部に円形孔を設け、
この円形孔の円周に沿って、円環状の質量付加層を設け
たことを特徴とする圧電型加速度センサ - (2)質量付加層に複数本の溝が設けらた請求項1記載
の圧電型加速度センサ
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11649388A JPH01285865A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 圧電型加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11649388A JPH01285865A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 圧電型加速度センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01285865A true JPH01285865A (ja) | 1989-11-16 |
Family
ID=14688496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11649388A Pending JPH01285865A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 圧電型加速度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01285865A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6508127B1 (en) | 1999-04-02 | 2003-01-21 | Ngk Insulators, Ltd. | Acceleration sensor element, acceleration sensor, and method of manufacturing the same |
US6546800B1 (en) | 1999-04-02 | 2003-04-15 | Ngk Insulators, Ltd. | Acceleration sensor element, acceleration sensor, and method of manufacturing the same |
JP2020020597A (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 株式会社バルカー | 振動センサー |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP11649388A patent/JPH01285865A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6508127B1 (en) | 1999-04-02 | 2003-01-21 | Ngk Insulators, Ltd. | Acceleration sensor element, acceleration sensor, and method of manufacturing the same |
US6546800B1 (en) | 1999-04-02 | 2003-04-15 | Ngk Insulators, Ltd. | Acceleration sensor element, acceleration sensor, and method of manufacturing the same |
JP2020020597A (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 株式会社バルカー | 振動センサー |
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