JPH05142250A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
- Publication number
- JPH05142250A JPH05142250A JP32825791A JP32825791A JPH05142250A JP H05142250 A JPH05142250 A JP H05142250A JP 32825791 A JP32825791 A JP 32825791A JP 32825791 A JP32825791 A JP 32825791A JP H05142250 A JPH05142250 A JP H05142250A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acceleration sensor
- frame
- mass portion
- acceleration
- hollow part
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 衝撃に対して強く、コンパクトな静電容量型
加速度センサを提供する。 【構成】 枠型をしたフレ−ム１の中央にマス部２を配
設し、マス部２をビ−ム３を介してフレ−ム１に両持ち
状に支持させる。マス部２は、ビ−ム３の弾性変形によ
って微小変位可能となっている。フレ−ム１の上面及び
下面には絶縁性のカバ−４，５を接合する。マス部２の
上面には可動電極６が設けられており、上面側のカバ−
４の内面には静止電極７が形成され、両電極６，７間の
静電容量の変化によって加速度が検出される。フレ−ム
１とカバ−４，５により形成される空間１ａ内にはシリ
コン系オイル８（誘電性緩衝液）を充填する。
加速度センサを提供する。 【構成】 枠型をしたフレ−ム１の中央にマス部２を配
設し、マス部２をビ−ム３を介してフレ−ム１に両持ち
状に支持させる。マス部２は、ビ−ム３の弾性変形によ
って微小変位可能となっている。フレ−ム１の上面及び
下面には絶縁性のカバ−４，５を接合する。マス部２の
上面には可動電極６が設けられており、上面側のカバ−
４の内面には静止電極７が形成され、両電極６，７間の
静電容量の変化によって加速度が検出される。フレ−ム
１とカバ−４，５により形成される空間１ａ内にはシリ
コン系オイル８（誘電性緩衝液）を充填する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は加速度センサに関する。
具体的にいうと、加速度や振動によって生じるマス部の
変位を静電容量変化として検出する静電容量型の加速度
センサに関する。
具体的にいうと、加速度や振動によって生じるマス部の
変位を静電容量変化として検出する静電容量型の加速度
センサに関する。
【０００２】
【背景技術】図２（ａ）（ｂ）は従来の加速度センサ３
０の一部破断した上面図及び断面図である。この加速度
センサ３０にあっては、額縁状をしたフレ−ム１内の空
間１ａにマス部２が配設されており、マス部２は４本の
ビ−ム３によって両持ち状にフレ−ム１に支持されてい
る。このマス部２は、ビ−ム３の弾性変形によって厚さ
方向（図中Ｘ1，Ｘ2方向）に自由に微小変位できるよう
になっている。
０の一部破断した上面図及び断面図である。この加速度
センサ３０にあっては、額縁状をしたフレ−ム１内の空
間１ａにマス部２が配設されており、マス部２は４本の
ビ−ム３によって両持ち状にフレ−ム１に支持されてい
る。このマス部２は、ビ−ム３の弾性変形によって厚さ
方向（図中Ｘ1，Ｘ2方向）に自由に微小変位できるよう
になっている。
【０００３】また、フレ−ム１の上面及び下面には板状
のカバ−４，５が重ねられ、周辺部を接着剤等によって
フレ−ム１に接着されている。マス部２の上面には可動
電極６が設けられており、上面側のカバ−４の内面には
マス部２の可動電極６と対向させるようにして静止電極
７が設けられており、可動電極６と静止電極７によりコ
ンデンサが形成されている。
のカバ−４，５が重ねられ、周辺部を接着剤等によって
フレ−ム１に接着されている。マス部２の上面には可動
電極６が設けられており、上面側のカバ−４の内面には
マス部２の可動電極６と対向させるようにして静止電極
７が設けられており、可動電極６と静止電極７によりコ
ンデンサが形成されている。
【０００４】しかして、加速度センサ３０が加速度を感
じると、マス部２が加速度に比例した変位量だけＸ1，
Ｘ2方向に変位し、マス部２の変位量に応じてマス部２
の可動電極６と静止電極７の間のギャップ量が変化して
両電極６，７間の静電容量が変わる。そして、この静電
容量の変化を電圧変化に変換して出力することにより、
加速度や振動を示す信号が電圧信号として出力される。
じると、マス部２が加速度に比例した変位量だけＸ1，
Ｘ2方向に変位し、マス部２の変位量に応じてマス部２
の可動電極６と静止電極７の間のギャップ量が変化して
両電極６，７間の静電容量が変わる。そして、この静電
容量の変化を電圧変化に変換して出力することにより、
加速度や振動を示す信号が電圧信号として出力される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、両電極
６，７は微小なエアギャップを介して対向しているた
め、従来の加速度センサ３０にあっては、大きな加速度
や激しい衝撃が加わった場合、マス部２が大きなスピ−
ドで静止電極７に衝突し、ビ−ム３等が破損するという
問題があった。
６，７は微小なエアギャップを介して対向しているた
め、従来の加速度センサ３０にあっては、大きな加速度
や激しい衝撃が加わった場合、マス部２が大きなスピ−
ドで静止電極７に衝突し、ビ−ム３等が破損するという
問題があった。
【０００６】また、電極６，７間のエアギャップの比誘
電率εr≒１であるので、電極６，７の面積を小さくす
ると電極６，７間の静電容量が小さくなり、この結果加
速度センサ３０の感度が悪くなる。このため、感度を低
下させることなく加速度センサ３０を小型化するのが困
難であった。
電率εr≒１であるので、電極６，７の面積を小さくす
ると電極６，７間の静電容量が小さくなり、この結果加
速度センサ３０の感度が悪くなる。このため、感度を低
下させることなく加速度センサ３０を小型化するのが困
難であった。
【０００７】本発明は、叙上の従来例の欠点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、衝撃に強
く、且つコンパクトな加速度センサを提供することにあ
る。
されたものであり、その目的とするところは、衝撃に強
く、且つコンパクトな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】本発明の加速度センサ
は、密閉型ケ−ス内において弾性を有するビ−ムにより
マス部を揺動自在に支持し、当該マス部に設けられた可
動電極に対向させて前記ケ−スの内面に静止電極を設
け、このケ−ス内に誘電性緩衝液を充填したことを特徴
としている。
は、密閉型ケ−ス内において弾性を有するビ−ムにより
マス部を揺動自在に支持し、当該マス部に設けられた可
動電極に対向させて前記ケ−スの内面に静止電極を設
け、このケ−ス内に誘電性緩衝液を充填したことを特徴
としている。
【０００９】また、上記誘電性緩衝液としては、シリコ
ン系オイルが好ましい。
ン系オイルが好ましい。
【００１０】
【作用】本発明の加速度センサにあっては、マス部を揺
動自在に納めた密閉型ケ−ス内に誘電性緩衝液（例え
ば、シリコン系オイル）を充填してあるので、当該セン
サに大きな加速度や衝撃が加わっても、誘電性緩衝液の
ダンピング（緩衝）効果によりマス部が静止電極へ大き
なスピ−ドで衝突することを防止でき、ビ−ム等の破損
を阻止できる。
動自在に納めた密閉型ケ−ス内に誘電性緩衝液（例え
ば、シリコン系オイル）を充填してあるので、当該セン
サに大きな加速度や衝撃が加わっても、誘電性緩衝液の
ダンピング（緩衝）効果によりマス部が静止電極へ大き
なスピ−ドで衝突することを防止でき、ビ−ム等の破損
を阻止できる。
【００１１】また、空気よりも誘電率の大きな誘電性緩
衝液がマス部の可動電極と静止電極間のギャップに充填
されているので、従来の加速度センサと同じ静電容量、
すなわち検出感度を維持したまま、電極面積を小さくで
きる。従って、感度を低下させることなく、コンパクト
な加速度センサを製作することができる。
衝液がマス部の可動電極と静止電極間のギャップに充填
されているので、従来の加速度センサと同じ静電容量、
すなわち検出感度を維持したまま、電極面積を小さくで
きる。従って、感度を低下させることなく、コンパクト
な加速度センサを製作することができる。
【００１２】
【実施例】図１（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例による
加速度センサ２０の一部破断した上面図及び断面図であ
る。すなわち、絶縁性のシリコン材料からなる角枠状の
フレ−ム１の中の空間１ａにブロック状のマス部２が配
設されており、マス部２は平行な４本のビ−ム３を介し
てフレーム１に両持ち状に支持されている。よって、マ
ス部２はビ−ム３の弾性変形によって厚さ方向（図中Ｘ
1，Ｘ2方向）に自由に微小変位できる。
加速度センサ２０の一部破断した上面図及び断面図であ
る。すなわち、絶縁性のシリコン材料からなる角枠状の
フレ−ム１の中の空間１ａにブロック状のマス部２が配
設されており、マス部２は平行な４本のビ−ム３を介し
てフレーム１に両持ち状に支持されている。よって、マ
ス部２はビ−ム３の弾性変形によって厚さ方向（図中Ｘ
1，Ｘ2方向）に自由に微小変位できる。
【００１３】また、フレ−ム１の上面及び下面にはパイ
レックスガラス等の絶縁材料からなるカバ−４，５が重
ねられ、周辺部を接着剤等によってフレ−ム１に接着さ
れ、フレ−ム１内の空間１ａが密閉されている。マス部
２の上面には真空蒸着等によって可動電極６が形成され
ており、上面側のカバ−４の内面には可動電極６と小さ
なギャップを隔てて真空蒸着等による静止電極７が設け
られており、可動電極６と静止電極７の間でコンデンサ
が形成されている。こうしてフレ−ム１及びカバ−４，
５から構成された密閉型のケ−ス内には、シリコン系オ
イル８が充填されており、両電極６，７間のギャップ内
にもシリコン系オイル８が充填している。
レックスガラス等の絶縁材料からなるカバ−４，５が重
ねられ、周辺部を接着剤等によってフレ−ム１に接着さ
れ、フレ−ム１内の空間１ａが密閉されている。マス部
２の上面には真空蒸着等によって可動電極６が形成され
ており、上面側のカバ−４の内面には可動電極６と小さ
なギャップを隔てて真空蒸着等による静止電極７が設け
られており、可動電極６と静止電極７の間でコンデンサ
が形成されている。こうしてフレ−ム１及びカバ−４，
５から構成された密閉型のケ−ス内には、シリコン系オ
イル８が充填されており、両電極６，７間のギャップ内
にもシリコン系オイル８が充填している。
【００１４】しかして、ビ−ム３によって弾性支持され
たマス部２がＸ1，Ｘ2方向に加速度を受けて変位した場
合、マス部２の変位量に応じて可動電極６と静止電極７
の間のギャップ量が変化して静電容量が変わる。従っ
て、この静電容量の値の変化を電圧変化に変換して加速
度を検知することができる。
たマス部２がＸ1，Ｘ2方向に加速度を受けて変位した場
合、マス部２の変位量に応じて可動電極６と静止電極７
の間のギャップ量が変化して静電容量が変わる。従っ
て、この静電容量の値の変化を電圧変化に変換して加速
度を検知することができる。
【００１５】また、加速度センサ２０に過大な加速度や
衝撃が加わっても、シリコン系オイル８の粘性によりマ
ス部２の変位速度をダンピングさせてマス部２のカバー
４，５への衝突を防止でき、あるいは、衝突時の衝撃を
緩和でき、強度の小さなビ−ム３等の破損を阻止でき
る。
衝撃が加わっても、シリコン系オイル８の粘性によりマ
ス部２の変位速度をダンピングさせてマス部２のカバー
４，５への衝突を防止でき、あるいは、衝突時の衝撃を
緩和でき、強度の小さなビ−ム３等の破損を阻止でき
る。
【００１６】加えて、シリコン系オイル８の誘電率は空
気の誘電率の約２.２倍あるので、従来のセンサ３０と
同じ静電容量、すなわち感度を維持したまま、電極面積
を約１／２.２にすることができる。従って、本発明に
よれば、感度を低下させることなく静電容量型の加速度
センサを小型化することができる。
気の誘電率の約２.２倍あるので、従来のセンサ３０と
同じ静電容量、すなわち感度を維持したまま、電極面積
を約１／２.２にすることができる。従って、本発明に
よれば、感度を低下させることなく静電容量型の加速度
センサを小型化することができる。
【００１７】なお、上記実施例においては、フレーム１
とカバ−４，５で囲まれる空間には、化学的安定性、コ
スト、安全性を考慮して選択したシリコン系オイル８を
充填したが、これに限定されるものではなく、誘電率が
大きく、絶縁性で、適度の粘性を有する誘電性緩衝液で
あればどのような材質でも良い。
とカバ−４，５で囲まれる空間には、化学的安定性、コ
スト、安全性を考慮して選択したシリコン系オイル８を
充填したが、これに限定されるものではなく、誘電率が
大きく、絶縁性で、適度の粘性を有する誘電性緩衝液で
あればどのような材質でも良い。
【００１８】
【発明の効果】本発明の加速度センサによれば、マス部
を揺動自在に納めた密閉型ケ−ス内にシリコン系オイル
のような誘電性緩衝液を充填してあるので、誘電性緩衝
液のダンピング効果により、当該センサに大きな加速度
や衝撃が加わってもマス部が静止電極へ衝突するのを防
止し、あるいは衝突しても衝撃を緩和することができ
る。従って、ビ−ム等の破損を阻止でき、加速度の耐衝
撃性や耐久性を向上させることができる。
を揺動自在に納めた密閉型ケ−ス内にシリコン系オイル
のような誘電性緩衝液を充填してあるので、誘電性緩衝
液のダンピング効果により、当該センサに大きな加速度
や衝撃が加わってもマス部が静止電極へ衝突するのを防
止し、あるいは衝突しても衝撃を緩和することができ
る。従って、ビ−ム等の破損を阻止でき、加速度の耐衝
撃性や耐久性を向上させることができる。
【００１９】また、空気よりも誘電率の大きな誘電性緩
衝液がマス部の電極と静止電極間のギャップに充填して
いるので、感度を低下させることなく、加速度センサを
小型化することができ、小型かつ高精度の加速度センサ
を製作できる。
衝液がマス部の電極と静止電極間のギャップに充填して
いるので、感度を低下させることなく、加速度センサを
小型化することができ、小型かつ高精度の加速度センサ
を製作できる。
【図１】（ａ）は本発明の一実施例による加速度センサ
の一部破断した上面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面
図である。
の一部破断した上面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面
図である。
【図２】（ａ）は従来例による加速度センサの一部破断
した上面図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ線断面図である。
した上面図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ線断面図である。
２ マス部 ３ ビ−ム ６ 可動電極 ７ 静止電極 ８ シリコン系オイル
Claims (2)
- 【請求項１】 密閉型ケ−ス内において弾性を有するビ
−ムによりマス部を揺動自在に支持し、当該マス部に設
けられた可動電極に対向させて前記ケ−スの内面に静止
電極を設け、このケ−ス内に誘電性緩衝液を充填した加
速度センサ。 - 【請求項２】前記誘電性緩衝液がシリコン系オイルであ
ることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32825791A JPH05142250A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32825791A JPH05142250A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142250A true JPH05142250A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=18208201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32825791A Pending JPH05142250A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05142250A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004286652A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Denso Corp | 加速度センサ |
-
1991
- 1991-11-15 JP JP32825791A patent/JPH05142250A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004286652A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Denso Corp | 加速度センサ |
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