JPH0580068A - 加速度センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐衝撃性を良好なものとする。 【構成】 可撓性導電部材からなる電極層１４を備えた
センサー素子１で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は歩数計のような運動系計
測器に使用される加速度センサーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】歩数計のような運動系計測器に使用され
る加速度センサーとして、従来より次の２種が提供され
ている。一つは振子に設けた永久磁石で磁気感応素子を
作動させるものであるが、この場合、出力として、単に
オンオフしか得ることができないために、加速度に応じ
た出力を得ることができるもう一つのものが歩数計にも
利用され始めている。これは圧電セラミックのようなシ
リコン半導体系のセンサー素子を用いるものであって、
この場合、歩数計への応用に際しては、歩行の周期から
も明らかなように２０Ｈｚ以下の低周波に応じなくては
ならないために、センサー素子を一端が固定された片持
ち梁とすると同時にセンサー素子の他端に重りを付ける
ことで、固有振動数を下げるとともに振幅（出力）を増
大させたものとして構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、セラミック等
にて形成されるセンサー素子は、その特性に加えて重り
が付加されたことから、落下衝撃を受けた時に非常に割
れが生じやすく、そしてこの割れは表面の電極（通常、
銀にて形成される）にクラックを生じさせてしまうもの
であり、割れによって寸断された電極はその出力を著し
く低下させてしまう。

【０００４】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは耐衝撃性が良好な加速
度センサーを提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、可撓
性導電部材からなる電極層を備えたセンサー素子で形成
されていることに特徴を有している。本発明によれば、
センサー素子に割れが生じても、その電極層には割れが
生じないために、出力が低下することはない。

【０００６】

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、図１はセンサー素子１を示している。このセンサ
ー素子１は、４−２アロイ等からなるシム材１２の両面
に接着剤１３を介して圧電セラミック（ＰＺＴ）１０，
１０を接合するとともに、各圧電セラミック１０の表面
に電極層１４，１４を形成したバイモルフで構成されて
いる。そして、ここにおける電極層１４，１４は、可撓
性導電樹脂部材（たとえばＡｇ＋ポリエステル樹脂であ
るドータイト（商品名））を塗布することで形成された
可撓性を有するものであり、圧電セラミック１０に応力
による割れが生じたとしても、電極層１４に割れが生じ
ることはないものとなっている。

【０００７】図２及び図３は上記センサー素子１を加速
度センサーとして用いた場合を示しており、一端にはリ
ード線１１，１１が接続されている。このセンサー素子
１は、リード線１１側の一端が固定され、他端に重り２
が取り付けられることで、片持ち梁型とされるのである
が、組立に際しては、図２に示す成形品３を使用する。
この成形品３は、支持基台３１とホルダー３２とを連結
片３３，３３で一体に連結したものであり、支持基台３
１及びホルダー３２は共に一面側に凹所３４，３５を備
えており、また互いの対向面に夫々スリット３６，３６
を備え、更にホルダー３２側の凹所３５の内壁には、一
対のリブ３８，３８を備えたものとなっている。

【０００８】センサー素子１は成形品３における上記ス
リット３６，３６に差し込まれて両端が支持基台３１と
ホルダー３２の各凹所３４，３５内に配設され、リード
線１１が支持基台３１のスリット３７，３７から外部に
引き出される。この時、スリット３６はその幅がセンサ
ー素子１の板厚よりも小さくなるように形成されている
ことから、センサー素子１はスリット３６に圧入固定さ
れることになる。また、黄銅のような金属や比重の大き
い樹脂、あるいは両者の混合物等で形成されている重り
２も、ホルダー３２の凹所３５内に配設される。リブ３
８は重り２をホルダー３２の一端側に位置させておくた
めの位置決めである。

【０００９】成形品３へのセンサー素子１及び重り２の
取り付けの後は、支持基台３１及びホルダー３２の両凹
所３４，３５のあいた所に例えば紫外線硬化型接着剤４
が流し込まれ、この接着剤４の硬化により、成形品３に
対するセンサー素子１及び重り２の固定がなされる。そ
して、最後に支持基台３１とホルダー３２とを連結して
いる連結片３３の切除で、支持基台３１とホルダー３２
とが切り離される。歩数計の器体への取り付けは、支持
基台３１を歩数計の器体に固着することによって行われ
る。

【００１０】図４はこのように組み立てられた加速度セ
ンサーを１．４ｍの高さからコンクリート上に自由落下
させた時の感度変化を示すもので、従来のものでは図中
イで示すように１０回程度の落下によって出力が出なく
なるが、可撓性導電部材からなる電極層１４を備えたも
のにおいては、図中ロで示すように３０回以上の落下テ
ストでも出力変化がなかった。

【００１１】図５に他の実施例を示す。これは電極層１
４を圧電セラミック１０の表面に銀等の金属部材を厚さ
２〜５μｍとなるように焼き付けることで形成した金属
電極層１５と、この金属電極層１５上に可撓性導電樹脂
部材を塗布することで形成した可撓性導電材層１６との
２層で形成したものを示している。これは従来から提供
されている金属電極層を備えたセンサー素子１の表面に
可撓性導電材層１６を形成することで得ることができ
る。このものにおいては、過負荷によって圧電セラミッ
ク１０に割れが生じる時、金属電極層１５にも割れが生
じて分断されることがあるが、金属電極層１５における
分断された各部は可撓性導電材層１６によって電気的に
つながった状態にあるために、その出力が低下すること
はない。

【００１２】図６は可撓性導電層１６がリード線１１の
半田付け等による接合に適さない材質である場合、接合
性の向上のためにセンサー素子１の一端の可撓性導電材
層１６を除いて金属電極層１５を露出させた場合を示し
ている。

【００１３】

【発明の効果】以上のように本発明においては、センサ
ー素子に割れが生じたとしても、その電極層は可撓性導
電部材からなるために割れて分断されるようなことはな
く、このために出力電圧の低下といった事態を招くこと
がないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の断面図である。

【図２】同上の使用例の分解斜視図である。

【図３】同上の斜視図である。

【図４】落下テスト結果を示す特性図である。

【図５】他の実施例の断面図である。

【図６】他例の断面図である。

【符号の説明】

１ センサー素子 １４ 電極層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可撓性導電部材からなる電極層を備えた
   センサー素子で形成されていることを特徴とする加速度
   センサー。
2. 【請求項２】 センサー素子は圧電セラミックであり且
   つ一端が固着されるとともに先端に重りがつけられた片
   持ち梁型であることを特徴とする請求項１記載の加速度
   センサー。
3. 【請求項３】 電極層は金属層とこの金属層上に被覆さ
   れた可撓性導電材層とからなることを特徴とする請求項
   １記載の加速度センサー。
4. 【請求項４】 センサー素子の一端側で可撓性導電材層
   が除かれていることを特徴とする請求項３記載の加速度
   センサー。