JPH04307369A - 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】本発明は加速度センサ、特に、圧
力変化により加速度を検知する加速度センサに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧力センサを利用した加速度セン
サは、種々提案されている（特開昭５７−１３３６２号
公報、特開平１−１５６６６９号公報等）。この種のセ
ンサとして、図４に示すようなセンサ４１が用いられて
いる。すなわち、直方体形状をなすケース４２内には、
シリコーンオイルが充填されている。前記ケース４２内
の底板４３上には、回路基板４４が配置固定されている
とともに、同回路基板４４上には、上面中央部が凹状に
形成された台座４５が設けられている。この台座４５上
には、圧力の変化を感知するための加速度感知素子４６
が載置されている。

【０００３】この感加速度素子４６は、図５，６に示す
ように、直方体形状をなしており、その支持部４７の周
縁部に沿って空隙部４９が形成されている。前記支持部
４７には、同空隙部４９内に沿ってカンチレバー５０が
一体形成されている。同カンチレバー５０は前記支持部
４７と同じ厚さを有する質量部５１と、薄く形成された
片持梁部５２とからなっており、同片持梁部５２によっ
て、前記支持部４７と片持梁部５２とを連結支持してい
る。さらに、前記片持梁部５２上には、ヒズミゲージ５
３が形成されており、片持梁部５２におけるヒズミを感
知することができるようになっている。

【０００４】図４に示すように、前記加速度感知素子４
６は、前記回路基板４４に設けられた電気回路に対して
、電気的に接続されている。また、回路基板４４はケー
ス４２外部と信号の送受信をするために、ケース４２内
に嵌挿されたリード線５４に対して前記電気回路が電気
的に接続されている。このような構成を有するセンサ４
１は、ケース４２に加速度が加わった場合、質量部５１
の慣性力により、加速度感知素子４６のカンチレバー５
０は、前記片持梁部５２を支点として屈曲、振動する。 同片持梁部５２上に形成されたヒズミゲージ５３はこれ
を感知し、回路基板４４及びリード線５４を介して圧力
を受けた旨の信号を外部に送信する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ようなセンサ４１には、以下に記す問題点があった。す
なわち、前記ケース４２内に充填されている緩衝体はシ
リコーンオイルであった。従って、加速度が印加された
場合、前記シリコーンオイルは流動性を有するため、シ
リコーンオイルに加わる慣性力により、シリコーンオイ
ルがケース内で流動し、その結果、質量部５１にこのシ
リコーンオイルの流動による力が付加され、印加された
加速度に対する出力に乱れが生じることがあった。また
、前記シリコーンオイル中に気泡が包含された場合には
、同気泡がシリコーンオイルの流動性（波打ち）を助長
するため、前記出力の加速度に対するリニアリティがさ
らに阻害されるおそれがあった。

【０００６】そこで、前記出力のリニアリティを向上さ
せるため、シリコーンオイルの流動を防ぐ手段として、
図示しない邪魔板を前記シリコーンオイル内に配設する
方法等も考えられるが、充分な効果は未だ得られない。 一方、検出感度を向上させるため、前記片持梁部５２を
より一層薄く形成したり、質量部５１の重量を大きくす
る等が挙げられる。しかし、かかる場合、前記片持梁部
５２が応力に耐えきれなくなり、破損等が起こる可能性
があるという問題があり、上記の手段によって検出感度
を向上させるには限界があった。

【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は出力のリニアリティに優
れ、破損されにくく、かつ、容易に製造することができ
る加速度センサを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の第１の発明は、ケースと、同ケース内に収容
された緩衝体と、質量部を備え、同質量部が撓むことに
より印加された加速度を前記緩衝体を介して検知する感
加速度素子とを備えた加速度センサにおいて、少なくと
も前記緩衝体と質量部の周囲をゲル状組成物により形成
したことを特徴とする加速度センサをその要旨とする。

【０００９】また、第２の発明は、ケースと、同ケース
内に封入された加速度伝達媒体と、前記加速度伝達媒体
内に配置され、印加された加速度を前記加速度伝達媒体
を介して検知する感加速度素子とを備えた加速度センサ
において、前記加速度伝達媒体をゲル状組成物により形
成したことを特徴とする加速度センサをその要旨とする
。

【００１０】

【作用】第１の発明においては、少なくとも前記緩衝体
と質量部の周囲はゲル状組成物により形成されているの
で、加速度が印加された場合、感加速度素子への衝撃の
うち不必要な成分、即ち不必要な高周波成分は前記ゲル
状組成物により吸収される。

【００１１】また、第２の発明においては、加速度伝達
媒体がゲル状組成物により形成されているので、加速度
が印加された場合、圧力が同ゲル状組成物を介して感加
速度素子に伝達性良く伝達される。

【００１２】

【実施例】以下に本発明を具体化した実施例を図１〜３
に基づいて説明する。 （第１実施例）図１は本実施例における加速度センサ１
を示す断面図である。同図に示すように、直方体形状を
なすケース２内の底板３上には、回路基板４が配置固定
されているとともに、同回路基板４上には、上面中央部
が凹状に形成され、後述する加速度感知素子６と同じ材
料で形成された台座５が設けられている。この台座５上
には、加速度の変化を感知するための加速度感知素子６
が載置されている。

【００１３】前記加速度感知素子６は、半導体材料の基
板、例えばシリコン基板より形成されており、支持部７
及びカンチレバー８が設けられている。同カンチレバー
８は質量部９、片持梁部１０及び同片持梁部１０上に形
成された抵抗部１１とからなっている。同抵抗部１１は
基板表面部に形成された拡散抵抗によって形成されてお
り、この抵抗部１１によって、片持梁部１０におけるヒ
ズミを感知することができるようになっている。

【００１４】前記加速度感知素子６は、前記回路基板４
に設けられた電気回路に対して電気的に接続されている
。また、回路基板４はケース２外部と信号の送受信をす
るため、ケース２内に嵌挿されたリード線１２に対して
前記電気回路が電気的に接続されている。さらに、前記
ケース２内には、シリコーンゲルよりなる緩衝体１３が
ケース２容積の約７０％程度まで充填されている。但し
、前記シリコーンゲルは前記質量部９と前記台座５との
間にも充填されている。そして、残り約３０％の空間部
１４を介して上部から透孔１５を有する蓋１６が取付け
られている。

【００１５】次に、前記加速度センサ１の作用について
説明する。前記加速度センサ１に対して加速度が加わっ
た場合、前記加速度感知素子６が力を受ける。このとき
、同加速度感知素子６のカンチレバー８は、前記片持梁
部１０を支点として屈曲する。前記抵抗部１１はこれを
感知し、回路基板４及びリード線１２を介して信号を外
部に送信する。また、加速度感知素子６に加わった衝撃
のうち不必要な成分は質量部９と台座５の間に充填され
たシリコーンゲルにより吸収される。

【００１６】このように、本実施例においては、従来は
液体（シリコーンオイル）であった緩衝体１３をシリコ
ーンゲルとしたので、液体の場合に発生するような踊り
が発生しない。従って、気泡を包含しにくく、そのこと
によって、伝達の即応性が阻害されることもない。また
、前記シリコーンゲルは衝撃のうち不必要な成分の吸収
性にも優れるため、前記片持梁部１０をより一層薄く形
成したとしても、前記片持梁部１０は応力に対して破損
等が起こりにくく、より一層の感度の向上を図ることが
できる。

【００１７】さらに、従来の液体に比べると、前記加速
度センサ１を製造する際に、シリコーンゲルの洩れ等の
配慮をする必要がなく容易に製造することができる。 （第２実施例）次に、第２実施例について説明する。図
２に示すように、加速度センサ１７のケース１８内の下
部に形成されたエッジ１９上には、ほぼ中心部に透孔２
０を有する回路基板２１が載置固定されており、底部に
は空間部２２が形成されている。前記回路基板２１上に
は、前記透孔２０を塞ぐようにして加速度感知素子２３
が取付けられている。図２，３に示すように、この加速
度感知素子２３は、底部が台形状にくり抜かれた直方体
形状をなしており、くり抜かれた部分は薄肉部２４とな
っている。前記薄肉部２４上には、前記同様、拡散抵抗
によって形成された抵抗部２５が設けられており、薄肉
部２４におけるヒズミを感知することができるようにな
っている。

【００１８】前記加速度感知素子２３は、前記回路基板
２１に設けた電気回路に対して電気的に接続されている
。また、回路基板２１はケース１８外部に信号を送受信
するため、ケース１８内に嵌挿されたリード線２６に対
して前記電気回路が電気的に接続されている。さらに、
前記ケース１８内には、シリコーンゲルよりなる加速度
伝達媒体２７がケース１８側部のゲル入口部２８から充
填されているとともに、ゲル入口部２８はビス２９が螺
合されており、加速度伝達媒体２７が外部に漏洩しない
ようになっている。

【００１９】前記ケース１８の上部には、ダイヤフラム
３０が設けられており、前記加速度伝達媒体２７を密封
している。前記ダイヤフラム３０の中央部には、透孔が
設けられており、この透孔上に重りＭが載置されている
。この重りＭは、前記ダイヤフラム３０の裏面から固定
部材３１により挟持することによってダイヤフラム３０
に対して固定されている。

【００２０】次に、前記加速度センサ１７の作用及び効
果について、前記第１実施例と異なった点について説明
する。本第２実施例においては、ケース１８の上部にダ
イヤフラム３０が設けられており、前記加速度伝達媒体
２７が温度変化により、膨張、収縮といった体積変化を
したとしても、前記ダイヤフラム３０によりそれを吸収
することができる。従って、ケース１８内部の加速度伝
達媒体２７の圧力が変化して、加速度の検出に支障をき
たすおそれがない。

【００２１】さらに、ケース１８側部には、ゲル入口部
２８が設けられており、該ゲル入口部２８から容易に加
速度伝達媒体２７を注入することができる。また、ダイ
ヤフラム３０上には、重りＭが載置固定されているので
、前記重りＭの移動により、印加された加速度がより一
層敏感に伝達され、感度をより一層向上させることがで
きる。

【００２２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で例えば次の
ように構成してもよい。 （１）前記各実施例においては、ゲル状組成物としてシ
リコーンゲルを採用したが、基本的には、回路基板４，
２１や加速度感知素子６，２３等を侵食しないゲル状組
成物であれば、いずれでもよく、例えばポリビニルアル
コール等を主成分とした高分子ゲルであってもよい。

【００２３】（２）前記抵抗部１１，２５は基板表面に
薄膜により形成してもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明の加速度センサによれば、出力の
リニアリティに優れ、破損されにくく、かつ、容易に製
造することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例における加速度センサを示す断面図
である。

【図２】第２実施例における加速度センサを示す断面図
である。

【図３】第２実施例における加速度感知素子を示す斜視
図である。

【図４】従来の加速度センサを示す断面図である。

【図５】加速度感知素子をを示す斜視図である。

【図６】図５におけるＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

１，１７…加速度センサ、２，１８…ケース、６，２３
…加速度感知素子、９…質量部、１３…緩衝体、２７…
加速度伝達媒体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ケース（２）と、同ケース（２）内に
   収容された緩衝体（１３）と、質量部（９）を備え、同
   質量部（９）が変位することにより印加された加速度を
   検知する加速度感知素子（６）とを備えた加速度センサ
   （１）において、前記緩衝体（１３）と質量部（９）の
   周囲をゲル状組成物により形成したことを特徴とする加
   速度センサ。
2. 【請求項２】　　ケース（１８）と、同ケース（１８）
   内に封入された加速度伝達媒体（２７）と、前記加速度
   伝達媒体（２７）内に配置され、印加された加速度を前
   記加速度伝達媒体（２７）を介して検知する加速度感知
   素子（２３）とを備えた加速度センサ（１７）において
   、前記加速度伝達媒体（２７）をゲル状組成物により形
   成したことを特徴とする加速度センサ。