JPH03231157A - 加速度センサ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野Σ この発明は、加速度センサ装置に係わり、特に温度安定
性および耐衝撃性を向上させ１こものに関する。

従来の技術ヨ 第３図ないし第５図は、従来の加速度センサ装置を示す
ものである。この加速度センサ装置ｌは、第４図に示す
ように圧電型加速度センサ２とこの圧電型加速度センサ
２からの出力をインピーダンス変換するインピーダンス
変換回路や出力増幅回路なとを搭載し几回路基板３とか
らなる加速度せンサユニット４をバノケーノ５内に収容
したしのである。

この加速度センサユニット４は、回路基板３の方の面側
に圧電型加速度センサ２を取り付け、他方の面側に回路
６を配設して構成されている。

この圧電型加速度センサ２は、膜状圧電体７の両面に枠
材８．８を接着、一体化した検知部９の上に荷重体１０
を載置して構成されている。

またセンサユニット４からの電気的出力は、第３図に示
すように、出力用の同軸ケーブルＩＩを介して測定器１
２の入力端子１３に接続されている。

ところで、この加速度センサ装置ｌでは、圧電型加速度
センサ２と回路６が回路基板３の両面に配置されている
ために、非常にコンパクトにできる利点があるが、その
一方、回路６を回路基板３上にフラットに形成できない
ため、パッケージ５下部に空隙部を設ける必要が生じる
。その結果、見かけ上、回路基板３が周辺固定の膜状振
動体のようになっている。まｆこパッケージ５と回路基
板３の接合には、２液硬化型のエボキノ接着剤１４を用
い、第５図に示すようにパッケージ５と回路基板３とを
一体に接着している。

しかし、この加速、賞センサ装置Ｉにあ−ては、通常は
回路基板３とＩ＜、７ケーノ（財）料か異なる（回路基
板３にはセラミックス系の材料か用いられ、パッケージ
材料には金属或いはブラスヂノ々−金＠複合体が用いら
れろ。）ことや、し状、）差なとの為に、周囲温度か変
化すると、両者の界面て鴫膨張率の差に基づく応力が発
生し、これにより回路基板の運動か変化して出力変動を
生ずる問題かあった。

「発明が解決しようとする課題二 よって、この発明における課題は、周囲温度の変化に基
づく出力変動を小さくすることのできる加速度センサ装
置を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 かかる課題は、パッケージと加速度センサとを、引張り
弾性率う’ｌ　ｘ　ｌ　０７Ｐａ−１ｘ　Ｉ　０５Ｐａ
の接着剤て接着することて解決されろ。

作用 このような接着剤を用いてパッケージと加速度センサと
を接着することにより、弾性接着剤が熱応力緩和用のバ
ッファ層として作用し、周囲の温度変化に伴う出力変動
を小さくてきる。

以下、この発明の詳細な説明する。

第１図および第２図は、この発明の加速度センサ装置を
例示するしので、第３図ないし第５図に示したものと同
一構成部品には同一符号を付してその説明を省略する。

この例の加速度センサ装置にあっては、パッケージ５と
回路基板３とを、引張り弾性率が　１×１０７Ｐａ−１
ｘ　ｌ　０５Ｐａの接着剤１５て接着して構成されてい
る。ま１ニ回路基板３は、パッケージ５内面に形成され
ｆこ段部５ａに載置された状籾で接着されている。また
、このとき加速度センサ装置の通常使用温度域での温度
変化により、回路基板３の周端がパッケージ５の側壁に
当接して回路基板；３なとに変斤二を生しることかない
ように、双方の間に僅乃・の隙間１６を設定して接着し
ても良い。

上記接着剤１５の引張り弾性率かｌＸｌ０７Ｐａ以上で
あると、弾性接着剤か熱応力緩和用のバッファ層として
作用し、周囲の温度変化に伴う出力変動を小さくてきる
効果が減少してしまうことになる。またこの接着剤１５
の引張り弾性率か１×１０５Ｐａ以下であると、弾性か
弱すぎて接着部の強度が弱まってしまうことになる。

ところで、従来よりパッケージ５と回路基板３との接着
に使用されていた２液硬化型のエポキン接着剤は、一般
に接着力が極めて高く、硬化前後の体積変化か小さい為
、被接着体に応力を加えることがないなどの利点がある
が、その反面、弾性率が大きく、衝撃に弱いなどの欠点
を有する。

本発明では、接着剤として、特に引張り弾性率がＩ　Ｘ
　１×１０７Ｐａ〜１×１０５Ｐａ−Ｉ　Ｘ　１×１０
７Ｐａ〜１×１０５Ｐａであるものを用いてパッケージ
５と回路基板３とを接着し、加速度センサ装置を構成し
たことを特徴としている。このような接着剤１１５とし
ては、エボキノ、／ゴム系接着剤なとかあり、こ・つ種
７）市販品として特に好適なものとして、セメダイン社
！、！ＥＰ−００１（商品名）なとを挙げろことかでき
る。

また、望ましくは、加速度センサ装置の使用温室範囲内
にガラス転位温度か存在しない方か良く、その意味から
も上記接着剤が好ましい。常温で上述のような弾性を有
しているということは、従来のエポキン接着剤より極め
て低いガラス転位温度を有していることになるからであ
る（従来のエボキノ接着剤のガラス転位温室は５０〜６
０℃程度であり、上述のＥＰ−００１では一６０°Ｃ）
。

この加速度センサ装置にあっては、パッケージ５と回路
基板３とを、引張り弾性率が１ｘｌＯ’Ｐａ−Ｉ　Ｘ　
Ｉ　Ｏ５Ｐａの接着剤１５で接着して構成しにので、こ
の接着剤がパッケージ５と回路基板３との界面での熱応
力緩和用のバッファ層として作用し、周囲の温度変化に
伴う出力変動を小さくすることができる。

またこの接着剤１５を使用することにより、回路梧仮３
とパッケージ５との界面部分の耐衝撃性を向上さ仕るこ
とかてきる。

さらにま１こ、接着剤１５のガラス転位温度（Ｔｇ）か
、加速度センサ装置の使用温度範囲外にあるので、Ｔｇ
の前後での加速度センサ装置の特性変化か通常の使用条
件下で現れろことがなく、出力変動を一層低下さけろこ
とがて３る。

〔実施例　〕

厚さ１．Ｏｍｍのガラスエポキノ板２枚で、１１０μｍ
厚のＰＶＤＦ製圧電フィルムを挾んで接着しｒ二後、５
ｍｍ角に裁断してセンサチップ（検知部）を作製し、こ
のセンサチップ上に同一底面積を打するノンチュウブロ
ノクを荷重体として接着して加速度センサ（重さＩｇ）
を作製した。この加速度センサをアルミナ製回路基板（
直径９　ｍｍ、厚さＯ４７ｍｍ）に接着してセンサユニ
ットとした。

このセンサユニットを、ノンチュウ繊維−ナイロノ痕合
体からなるパッケージ内に取り付け、表１に示すような
弾性率を有する各種の接着剤を用いてセンサユニットの
回路基板とパッケージとを接着して加速度センサ装置を
作製した。

そして各種の接着剤を用いて構成されたそれぞれの加速
度センサ装置を第３図に示すように測定器と接続すると
ともに、各加速度センサ装置をアルミブロックの加振台
に接着し、８０Ｈｚ、ｌＧの加速度を加えに。そして加
速度センサ装置の周囲の温度を一２０〜＋７０°Ｃの範
囲で変え、出力の変動を測定し、それぞれの温度特性を
求めた。

また表１に示すセンサのうち、実施例■および比較例２
をそれぞれ２０個、１ｍの高さからコンクリートブロッ
ク上に落下させ、被験体の５０％か破壊する回数を測定
し、実施例■の回数を１として表しｒ二。なお実施例■
と比較例■で用いた接着剤の接着力はほぼ同じである。

以下余白 表　　１ 実施例　　　　比較例 、Ｄ　　　■　　、■　　　■　　　■（Ｐａ　　；２
０℃） 温度特性　　、二１０％　　巳７％　＝２５〜　士３３
％　±４１耐衝撃性　　　１　　−１−　　−　　０．
４以上、）ように本発明に係わる実施例■、■について
は温度変化による出力変動を１１０５以内に抑えられる
か、それ以外のものについては変動が極めて大きくなる
ことか判明しｒ二。また耐衝撃性についても大幅に改善
されることも確認された。

−発明の効果− 以上説明したように、この発明の加速度センサ装置にカ
ーでは、パッケージと回路基板とを、弓張り弾性率がＩ
　ｘ　１×１０７Ｐａ〜１×１０５Ｐａ＝Ｉ　Ｘ　Ｉ　
Ｏ’Ｐａの接着剤で接着して構成したので、この接着剤
がパッケージと回路基板との界面での熱応力緩和用のバ
ッファ層として作用し、周囲の温度変化に伴う出力変動
を小さくすることができる。

またこの接偕剤を使用することにより、回路基板とパッ
ケージとの界面部分の耐衝撃性を向上させることができ
る。

さらにまに、接着剤のガラス転位温度（Ｔ　ｇ）が、加
速度センサ装置の使用温度範囲外にあるので、Ｔｇの前
後での加速度センサ装置の特性変化か通常の使用条件下
で現れろことかなく、出力変動を一層低下させることか
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明の加速度センサ装置の
一例を示す図であって、第１図は加速度センサ装置の断
面図、第２図は第１図の要部拡大断面図。 第３図ないし第５図は、従来の加速度センサ装置を示す
図であって、第３図は、従来の加速度センサ装置とこれ
を用いた測定系を示す概略構成図、第４図は同加速度セ
ンサ装置の断面図、第５図は第４図の要部拡大断面図で
ある。 １・・・・・・加速度センサ装置 ２ ・・圧電型加速度センサ ５　・ ・・パッケージ ｌ　５　・ 接着剤 出軸人 藤倉電線株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 パッケージ内に加速度センサが収容されてなる加速度セ
   ンサ装置において、 上記パッケージと加速度センサとを、引張り弾性率が１
   ×１０＾７Ｐａ〜１×１０＾５Ｐａの接着剤で接着した
   ことを特徴とする加速度センサ装置。