JPH06130082A - 加速度センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 一端が固定され他端が開放された弾性棒１
１、及び他端に取り付けられた重り１２から構成され、
付与される加速度によって振動する振動体と、振動体に
向けて光を発する光ファイバー１３、１５と、光ファイ
バー１３、１５からの光を受ける受光センサー１４、１
６とを備え、光ファイバー１３、１５から受光センサー
１４、１６に到達する光が振動体によって周期的に遮ら
れることにより加速度を検出することを特徴としてい
る。 【効果】 構造の簡単化を図ることにより、機械的衝撃
に強く、また製造コストが安くなるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、加速度センサーに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の加速度センサーを示す平断
面図、図７は図６の側断面図である。図において、１は
加速度センサーの外装カバー、２はｎ型シリコンを素材
として形成され、一端が外装カバー１に固定され他端が
開放されたカンチレバー、３はカンチレバー２の他端に
取り付けられ、カンチレバー２の感度を高めるための重
り、４はカンチレバー２上のシリコン結晶面上に拡散形
成された抵抗、５は抵抗４に接続されたパッド、６はパ
ッド５とワイヤー７によって接続されたリードフレーム
である。

【０００３】次に、上記従来の加速度センサーの動作に
ついて説明する。加速度センサーが加速度を受けると、
カンチレバー２にたわみ振動を生じる。このとき、カン
チレバー２の感度は重り３によって増加されている。カ
ンチレバー２がたわむと、その根元付近に形成された抵
抗４が歪んでその抵抗値が変化する。この抵抗値の変化
をブリッジ回路（図示せず）によって検出することによ
って、加速度センサーに加わった加速度を測定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の加速度センサー
は以上のように構成され、カンチレバー２を有する複雑
な構造であるため、機械的衝撃に弱く、また製造コスト
が高いという課題があった。

【０００５】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、構造の簡単化を図ることによ
り、機械的衝撃に強く、また製造コストの安い加速度セ
ンサーを得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る加速度センサーは、一端が固定され他端が開放された
弾性棒及び他端に取り付けられた重りから構成され付与
される加速度によって振動する振動体と、振動体に向け
て光を発する発光手段と、発光手段からの光を受ける受
光手段とを備え、発光手段から受光手段に到達する光が
振動体によって周期的に遮られることにより加速度を検
出するものである。

【０００７】この発明の請求項２に係る加速度センサー
は、一端が固定され他端が開放された弾性棒及び他端に
取り付けられた重りから構成され付与される加速度によ
って振動する振動体と、振動体の近傍に配置され振動体
の変位を測定する変位センサーとを備え、変位センサー
の出力信号によって加速度を検出するものである。

【０００８】

【作用】この発明の請求項１に係る加速度センサーにお
いては、加えられる加速度によって振動体が振動し、振
動体が発光手段から受光手段に到達する光を周期的に遮
り、受光手段の出力信号から加速度が測定される。

【０００９】この発明の請求項２に係る加速度センサー
においては、加えられる加速度によって振動体が振動
し、振動体の変位が変位センサーによって測定され、変
位センサーの出力信号から加速度が測定される。

【００１０】

【実施例】

実施例１．この実施例１は、この発明の請求項１に係る
一実施例である。図１はこの発明の実施例１を示す加速
度センサーの平断面図、図２は図１の側断面図である。
図において、９は加速度センサーのボディー、１０はボ
ディー９内に形成された空間、１１は空間１０内に配置
され一端がボディー９に固定された弾性棒、１２は弾性
棒１１の他端に取り付けられ、弾性棒１１の感度を高め
るための重りである。弾性棒１１及び重り１２によって
振動体が構成される。

【００１１】１３は重り１２に向けて光を発する発光手
段の一部である光ファイバー、１４は光ファイバー１３
と同軸上に配置されて光ファイバー１３からの光を受光
する受光手段としての受光センサーである。光ファイバ
ー１３及び受光センサー１４は重り１２の端部付近に配
置され、Ｘ方向の加速度を測定する。１５及び１６は、
光ファイバー１３及び受光センサー１４と同様であっ
て、これらと垂直に配置され、Ｙ方向の加速度を測定す
るための光ファイバー及び受光センサーである。１７は
ボディー９に形成され加速度センサーを取り付けるため
の丸穴である。

【００１２】次に、この発明の実施例１における加速度
センサーの動作について説明する。まず、被測定物に加
速度センサーを取り付ける。被測定物が振動し、加速度
センサーが加速度を受けると、前述と同様に、弾性棒１
１にたわみ振動を生じる。このとき、弾性棒１１の感度
は重り１２によって増加されており、また弾性体１１は
Ｘ方向、Ｙ方向のいずれへもたわみ振動を生じることが
できる。一方、光ファイバー１３から受光センサー１４
に向けて光が発せられているため、弾性棒１１が振動す
ると、この光を振動周期毎に１回だけ遮ることになる。
従って、受光センサー１４の出力信号から振動体の振動
状態を検出することができ、これを処理装置（図示せ
ず）によって処理することにより加速度センサーに加わ
った加速度を測定することができる。

【００１３】実施例１の構成によれば、構造の簡単化を
図ることにより、機械的衝撃に強く、また製造コストの
安い加速度センサーを得ることができるという効果があ
る。さらに、Ｘ、Ｙ２方向の加速度を同時に測定するこ
とができるという効果もある。

【００１４】実施例２．この実施例２は、この発明の請
求項１に係る他の実施例である。上記実施例１では、Ｘ
方向の加速度を測定する光ファイバー１３及び受光セン
サー１４と、Ｙ方向の加速度を測定する光ファイバー１
５及び受光センサー１６とを設けるものとしているが、
この実施例２では、図３に示すように、Ｘ方向の光ファ
イバーとして１３ａ及び１３ｂ、Ｘ方向の受光センサー
として１４ａ及び１４ｂ、Ｙ方向の光ファイバーとして
１５ａ及び１５ｂ、Ｙ方向の受光センサーとして１６ａ
及び１６ｂを設けている。

【００１５】このように光ファイバー、受光センサーと
も２系統設けることにより、振動体の振動周期毎に、各
受光センサーから１回ずつ、計２回の出力信号を得るこ
とができるため、より正確な加速度測定を行うことがで
きるという効果がある。

【００１６】実施例３．この実施例３は、この発明の請
求項２に係る一実施例である。図４はこの発明の実施例
３を示す加速度センサーの平断面図、図５は図４の側断
面図であり、振動体の振動を検出するために、静電容量
式の近接センサー等の変位センサー１８、１９が用いら
れている。変位センサー１８は振動体のＸ方向の変位を
検出するためのもの、変位センサー１９は振動体のＹ方
向の変位を検出するためのものである。

【００１７】実施例３の加速度センサーによれば、振動
体の振動をアナログ量で検出するため、より正確な加速
度測定を行うことができる。

【００１８】

【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００１９】この発明の請求項１の加速度センサーによ
れば、一端が固定され他端が開放された弾性棒及び他端
に取り付けられた重りから構成され付与される加速度に
よって振動する振動体と、振動体に向けて光を発する発
光手段と、発光手段からの光を受ける受光手段とを備
え、発光手段から受光手段に到達する光が振動体によっ
て周期的に遮られることにより加速度を検出するので、
構造の簡単化を図ることにより、機械的衝撃に強く、ま
た製造コストが安くなるという効果がある。

【００２０】また、この発明の請求項２の加速度センサ
ーによれば、一端が固定され他端が開放された弾性棒及
び他端に取り付けられた重りから構成され付与される加
速度によって振動する振動体と、振動体の近傍に配置さ
れ振動体の変位を測定する変位センサーとを備え、変位
センサーの出力信号によって加速度を検出するので、機
械的衝撃に強く、また製造コストが安くなり、しかも精
度が高くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す加速度センサーの平
断面図である。

【図２】この発明の実施例１を示す加速度センサーの側
断面図である。

【図３】この発明の実施例２を示す加速度センサーの平
断面図である。

【図４】この発明の実施例３を示す加速度センサーの平
断面図である。

【図５】この発明の実施例３を示す加速度センサーの側
断面図である。

【図６】従来の加速度センサーを示す平断面図である。

【図７】従来の加速度センサーを示す側断面図である。

【符号の説明】

１１ 弾性棒 １２ 重り １３、１３ａ、１３ｂ Ｘ方向の光ファイバ（発光手
段） １４、１４ａ、１４ｂ Ｘ方向の受光センサー（受光手
段） １５、１５ａ、１５ｂ Ｙ方向の光ファイバ（発光手
段） １６、１６ａ、１６ｂ Ｙ方向の受光センサー（受光手
段） １８ Ｘ方向の変位センサー １９ Ｙ方向の変位センサー

【手続補正書】

【提出日】平成５年４月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の加速度センサー
は以上のように構成され、抗折強度の弱いシリコン片を
使ったカンチレバー２のような構造のため、衝撃に弱
く、簡単に破壊したり、シリコン上に形成する抵抗回路
の品質が不安定であったり、また複雑な構造のため、製
造コストが高いという課題があった。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、構造の簡単化と堅牢化を図るこ
とにより、機械的衝撃に強く、また製造コストの安い加
速度センサーを得ることを目的とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】実施例１の構成のように、構造の簡単化と
堅牢化を図ることにより、機械的衝撃に強く、また製造
コストの安い加速度センサーを得ることができるという
効果がある。さらに、Ｘ、Ｙ２方向の加速度を同時に測
定することができるという効果もある。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】実施例３の加速度センサーによれば、振動
体の振動をアナログ量で検出するため、より正確な加速
度測定を行うことができる。なお、上記実施例１〜３の
加速度センサーに、さらに、上下方向の加速度を測定す
る振動体、発光手段及び受光手段、あるいは振動体及び
変位センサーを設置することもできる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】この発明の請求項１の加速度センサーによ
れば、一端が固定され他端が開放された弾性棒及び他端
に取り付けられた重りから構成され付与される加速度に
よって振動する振動体と、振動体に向けて光を発する発
光手段と、発光手段からの光を受ける受光手段とを備
え、発光手段から受光手段に到達する光が振動体によっ
て周期的に遮られることにより加速度を検出するので、
構造の簡単化と堅牢化を図ることにより、機械的衝撃に
強く、また製造コストが安くなるという効果がある。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】また、この発明の請求項２の加速度センサ
ーによれば、一端が固定され他端が開放された弾性棒及
び他端に取り付けられた重りから構成され付与される加
速度によって振動する振動体と、振動体の近傍に配置さ
れ振動体の変位を測定する変位センサーとを備え、変位
センサーの出力信号によって加速度を検出するので、構
造の簡単化と堅牢化を図ることにより、機械的衝撃に強
く、また製造コストが安くなり、しかも精度が高くなる
という効果がある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が固定され他端が開放された弾性
   棒、及び前記他端に取り付けられた重りから構成され、
   付与される加速度によって振動する振動体と、 この振動体に向けて光を発する発光手段と、 この発光手段からの光を受ける受光手段と、を備え、 前記発光手段から前記受光手段に到達する光が前記振動
   体によって周期的に遮られることにより、前記加速度を
   検出することを特徴とする加速度センサー。
2. 【請求項２】 一端が固定され他端が開放された弾性
   棒、及び前記他端に取り付けられた重りから構成され、
   付与される加速度によって振動する振動体と、 この振動体の近傍に配置され、前記振動体の変位を測定
   する変位センサーと、を備え、 前記変位センサーの出力信号によって、前記加速度を検
   出することを特徴とする加速度センサー。