JPH04290964A - 圧電型加速度センサ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、圧電型加速度センサ
に係わり、特にセンサの耐衝撃性や焦電性を向上せしめ
たものに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電型加速度センサに関して既に我々は
、構造が簡単で、衝撃に強く、感度の異方性が大きく、
焦電出力の小さい圧電型加速度センサを提案し、特願平
１−１１３２５５号、特願平１−２５１４０５号、特願
平１−３１８２７７号として特許出願している。

【０００３】図３および図４は、このような加速度セン
サ装置を例示するものである。この加速度センサ装置１
は、圧電型加速度センサ２と、この圧電型加速度センサ
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どを搭載した回路基板３とから
なる加速度センサユニット４をパッケージ５内に収容し
たものである。

【０００４】この加速度センサユニット４は、回路基板
３の一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、一体化した感知部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、出力用の同軸ケーブル１１を介して測定器１２
の入力端子１３に接続されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなセンサにあっては、優れた特性を有するものの、高
ノイズ源が多く存在する環境下で使用する場合には、セ
ンサのＳ／Ｎ比が悪化し、これを改善するために荷重を
大きくすることが要求される。ところが荷重を大きくす
ると、この種のセンサの特徴である耐衝撃性が低下して
しまうことになる。また低周波測定を主眼とした場合に
は、例えば多くの熱源がセンサの近隣に存在していたり
すると、センサの焦電ノイズがなお問題となる場合が多
かった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
、従来の圧電型加速度センサにおける耐衝撃性を向上さ
せ、焦電出力を低下させることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、被測定物
に剛に取り付けられる台座と、この台座の感知軸に垂直
な測定面に固定された感知部と、この感知部上に固着さ
れ、慣性質量部として作用する剛体からなる荷重体を有
し、前記感知部は、膜状圧電体と、この膜状圧電体の両
面に固着された板状の剛体からなる２枚の支持板とから
なる圧電型加速度センサにおいて、前記剛体からなる荷
重体が、前記感知部を覆うように固着されてなり、その
下端が少なくとも前記膜状圧電体の台座側の面より低く
なるように構成することによって解消される。

【０００８】

【作用】本発明の圧電型加速度センサは、感知部を覆う
ようにして荷重体を固着した構成としたので、外部から
の熱輻射や赤外線の到達を阻止し、感知部の急峻な温度
上昇が防止される。また荷重体を感知部の四方を覆うよ
うにして設けたことによって、感知部の上部に位置する
荷重体部分が小さくでき、全体に重心が低くなり、耐衝
撃性や縦横感度比が向上する。

【０００９】以下、この発明を詳しく説明する。図１お
よび図２はこの発明の圧電型加速度センサを例示するも
のであって、これらの図中符号２１は圧電型加速度セン
サである。なおこれらの図において図３及び図４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。

【００１０】この圧電型加速度センサ２１は、膜状圧電
体７と、この膜状圧電体７の両面に固着された板状の剛
体からなる２枚の支持板とからなり、台座となる回路基
板３上に固着された感知部９の上に、周辺部が一方側に
延出して断面逆凹状をなす荷重体２２を、感知部９の四
方を覆うように固着した構成になっている。この荷重体
２２の下端は、膜状圧電体７の下側の面（回路基板側の
面）より低くなるように形成されている。

【００１１】この荷重体２２の材質は特に限定されない
が、黄銅などの金属材料が好適に使用される。また荷重
体２２の基部（本体部）の底面形状は膜状圧電体７や枠
材８と同様に測定面に平行な面において感知軸を対称の
中心とする点対称形状であり、正方形や円形とするのが
望ましい。そしてこの荷重体２２は、感知部９上に、感
知軸が重心と一致するように固着される。

【００１２】この圧電型加速度センサ２１は、図３およ
び図４に示した圧電型加速度センサと同様に、回路を接
続しパッケージを被せ、測定部に固着することによって
加速度センサ装置として使用される。そしてこの圧電型
加速度センサ２１は、荷重体２２で感知部９全体を覆う
構造としたので、外部からの熱輻射や赤外線の到達を阻
止し、感知部の急峻な温度上昇を防止することができる
。この結果、センサの焦電出力が低減される。

【００１３】またこのように感知部９を覆うように荷重
体２２を設けたことにより、感知部９の上に位置する荷
重体の本体部分が小さくなり、全体に重心が低くなる。 この結果センサの耐衝撃性や縦横感度比を向上させるこ
とができる。

【００１４】

【実施例】厚さ５ｍｍのアルミニウム板を台座とし、こ
の上に感知部をエポキシ系接着剤にて接着した。感知部
には、膜状圧電体として１辺１ｃｍの正方形で厚さ１０
０μｍのポリフッ化ビニリデンフィルムの両面に３０μ
ｍ厚の銅箔をはりつけたものを用い、更にその両面に１
辺１ｃｍの正方形で厚さ１ｍｍのガラスエポキシ板（支
持板）をエポキシ系接着剤で接着したものを使用した。 この感知部の上に、底面形状が正方形で重さが１０ｇの
黄銅製の荷重体を対称軸を合わせてエポキシ系接着剤で
接着してセンサとした。作製したセンサを加振台に接着
し、加速度を加えて出力を測定した。また焦電出力の測
定は、センサの横方向２０ｃｍのところで１００Ｗの白
熱灯を１秒点燈させ、センサの近傍の温度を急激に変化
させて、どれだけの出力が発生するかを評価した。また
出力はセンサの１Ｇの出力に対する比とした。

【００１５】この試験を、荷重体の下端と膜状圧電体下
面との差（ａ）を種々に設定した各センサについて実施
し、この（ａ）と、センサの耐衝撃性および出力変動と
の関係を調べた。結果を表１に示した。なおセンサの耐
衝撃性の目安として、台座を５ｃｍ角の立方体に貼り付
けた試料を、感知軸と直交する方向にコンクリート上に
落下させたとき、壊れる高さを耐衝撃距離とした。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１から明らかなように、本発明に係わる
圧電型加速度センサ（実施例１〜４）は、荷重体下端の
位置を圧電フィルムよりも高くした比較例に比べ、耐衝
撃性に優れており、また焦電出力の発生に基づく出力変
動が小さいという優れた特性を示した。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による圧電
型加速度センサは、感知部の四方を覆うように荷重体を
固着し、かつこの荷重体の下端が膜状圧電体よりも下方
になるように設定したことにより、外部からの熱輻射や
赤外線の到達を阻止し、感知部の急峻な温度上昇が防止
される。この結果センサの焦電出力を低下させることが
できる。また荷重体を感知部の四方を覆うようにして設
けたことによって、感知部の上部に位置する荷重体部分
が小さくでき、全体に重心が低くなり、センサの耐衝撃
性や縦横感度比を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の圧電型加速度センサの１例を示す
側面断面図である。

【図２】　　図１のセンサの要部拡大図である。

【図３】　　従来の加速度センサ装置の要部の構成を示
す側面断面図である。

【図４】　　従来の加速度センサ装置全体の構成を示す
概略構成図である。

【符号の説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被測定物に剛に取り付けられる台座と
   、この台座の感知軸に垂直な測定面に固定された感知部
   と、この感知部上に固着され、慣性質量部として作用す
   る剛体からなる荷重体を有し、前記感知部は、膜状圧電
   体と、この膜状圧電体の両面に固着された板状の剛体か
   らなる２枚の支持板とからなる圧電型加速度センサにお
   いて、前記剛体からなる荷重体が、前記感知部を覆うよ
   うに固着されてなり、その下端が少なくとも前記膜状圧
   電体の台座側の面より低くなっていることを特徴とする
   圧電型加速度センサ。