JPH07128359A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
- Publication number
- JPH07128359A JPH07128359A JP5279421A JP27942193A JPH07128359A JP H07128359 A JPH07128359 A JP H07128359A JP 5279421 A JP5279421 A JP 5279421A JP 27942193 A JP27942193 A JP 27942193A JP H07128359 A JPH07128359 A JP H07128359A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- piezoelectric element
- circuit board
- acceleration sensor
- piezoelectric
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】加熱処理によって検出部を構成した際の圧電素
子に対して内部応力が集中することのない加速度センサ
を提供する。 【構成】本発明にかかる加速度センサは、信号処理回路
が組み込まれる回路基板１と、加速度作用方向に沿って
分極処理されたうえで回路基板１上に固着された圧電素
子２と、これら圧電素子２上に固着されたウェイト３と
からなる検出部を備えており、ウェイト３は圧電素子２
と略同等の熱膨張係数を有する素材を用いて作製された
ものであることを特徴としている。そして、この際、圧
電素子２及びウェイト３はともに圧電セラミックスを用
いて作製されたものであり、ウェイト３は分極処理され
ていないものであればよい。
子に対して内部応力が集中することのない加速度センサ
を提供する。 【構成】本発明にかかる加速度センサは、信号処理回路
が組み込まれる回路基板１と、加速度作用方向に沿って
分極処理されたうえで回路基板１上に固着された圧電素
子２と、これら圧電素子２上に固着されたウェイト３と
からなる検出部を備えており、ウェイト３は圧電素子２
と略同等の熱膨張係数を有する素材を用いて作製された
ものであることを特徴としている。そして、この際、圧
電素子２及びウェイト３はともに圧電セラミックスを用
いて作製されたものであり、ウェイト３は分極処理され
ていないものであればよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車が衝突した際の
衝撃から乗員を保護するエアバッグシステムに組み込ま
れたうえで衝突を検知するために用いられる加速度セン
サに関する。
衝撃から乗員を保護するエアバッグシステムに組み込ま
れたうえで衝突を検知するために用いられる加速度セン
サに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、この種の加速度センサとしては、
図１で示すような検出部、すなわち、信号処理回路（図
示していない）が組み込まれる回路基板１と、この回路
基板１上に隣接配置された一対の圧電素子２と、これら
圧電素子２上に共通して載置されたウェイト３とからな
る検出部を備えたものが用いられている。そして、これ
ら圧電素子２は圧電セラミックスを用いて作製されたも
のであり、各圧電素子２に対しては加速度作用方向に沿
った分極処理が施されている。なお、これら圧電素子２
における分極方向Ａは回路基板１の表面と平行になる向
きとして設定されており、この分極方向Ａは加速度に対
する検出感度が最も高くなる主軸感度方向と合致してい
る。
図１で示すような検出部、すなわち、信号処理回路（図
示していない）が組み込まれる回路基板１と、この回路
基板１上に隣接配置された一対の圧電素子２と、これら
圧電素子２上に共通して載置されたウェイト３とからな
る検出部を備えたものが用いられている。そして、これ
ら圧電素子２は圧電セラミックスを用いて作製されたも
のであり、各圧電素子２に対しては加速度作用方向に沿
った分極処理が施されている。なお、これら圧電素子２
における分極方向Ａは回路基板１の表面と平行になる向
きとして設定されており、この分極方向Ａは加速度に対
する検出感度が最も高くなる主軸感度方向と合致してい
る。
【０００３】さらに、この検出部を構成する回路基板１
はアルミナを、また、ウェイト３は鉄などの素材を用い
て作製されたものであり、各圧電素子２の下側に形成さ
れた素子電極２ａの各々は回路基板１の電極ランド４
に、また、これら圧電素子２の上側に形成された共通電
極２ｂに対してはウェイト３の下面がそれぞれ熱硬化性
接着剤（図示していない）を用いたうえで固着されてい
る。すなわち、この加速度センサにおける検出部は、加
速度が加わることによって質量の大きなウェイト３に慣
性力が発生し、かつ、この慣性力が発生したウェイト３
によって圧電素子２のそれぞれに対してせん断応力が加
えられる結果、加速度に比例した電荷及び電圧が発生す
るという圧電セラミックスのせん断方式を検出原理とし
て構成されたものである。
はアルミナを、また、ウェイト３は鉄などの素材を用い
て作製されたものであり、各圧電素子２の下側に形成さ
れた素子電極２ａの各々は回路基板１の電極ランド４
に、また、これら圧電素子２の上側に形成された共通電
極２ｂに対してはウェイト３の下面がそれぞれ熱硬化性
接着剤（図示していない）を用いたうえで固着されてい
る。すなわち、この加速度センサにおける検出部は、加
速度が加わることによって質量の大きなウェイト３に慣
性力が発生し、かつ、この慣性力が発生したウェイト３
によって圧電素子２のそれぞれに対してせん断応力が加
えられる結果、加速度に比例した電荷及び電圧が発生す
るという圧電セラミックスのせん断方式を検出原理とし
て構成されたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
検出部を構成するに際しては、アルミナからなる回路基
板１，圧電セラミックスからなる圧電素子２及び鉄から
なるウェイト３を互いに重ね合わせたうえでの加熱処理
を行うことになる。しかしながら、この際、アルミナ，
圧電セラミックス及び鉄それぞれの有する熱膨張係数が
８×１０-6／℃，２×１０-6／℃，１２×１０-6／℃と
いうように大きく相違しているため、重ね合わされた回
路基板１及び圧電素子２，ウェイト３を全体として一括
的に加熱処理した際には、これらの熱膨張係数の差に基
づく内部応力が発生し、回路基板１及びウェイト３で挟
まれた圧電素子２に対して大きな内部応力が集中するこ
とになってしまう。
検出部を構成するに際しては、アルミナからなる回路基
板１，圧電セラミックスからなる圧電素子２及び鉄から
なるウェイト３を互いに重ね合わせたうえでの加熱処理
を行うことになる。しかしながら、この際、アルミナ，
圧電セラミックス及び鉄それぞれの有する熱膨張係数が
８×１０-6／℃，２×１０-6／℃，１２×１０-6／℃と
いうように大きく相違しているため、重ね合わされた回
路基板１及び圧電素子２，ウェイト３を全体として一括
的に加熱処理した際には、これらの熱膨張係数の差に基
づく内部応力が発生し、回路基板１及びウェイト３で挟
まれた圧電素子２に対して大きな内部応力が集中するこ
とになってしまう。
【０００５】そして、検出部を構成する圧電素子２に内
部応力が集中したままで残っていると、これら検出部相
互間における特性ばらつきが発生することになり、加速
度センサの品質管理上における不都合が生じることにな
ってしまう。また、圧電素子２に内部応力が集中してい
ると、検出部を構成する回路基板１の表面と直交する向
きの作用、例えば、この回路基板１を厚み方向に沿って
押し曲げる力が加わった場合などにおいても加速度セン
サからセンサ出力が送出されることになり、エアバッグ
システムの誤動作というような重大問題を引き起こすこ
とにもなりかねなかった。
部応力が集中したままで残っていると、これら検出部相
互間における特性ばらつきが発生することになり、加速
度センサの品質管理上における不都合が生じることにな
ってしまう。また、圧電素子２に内部応力が集中してい
ると、検出部を構成する回路基板１の表面と直交する向
きの作用、例えば、この回路基板１を厚み方向に沿って
押し曲げる力が加わった場合などにおいても加速度セン
サからセンサ出力が送出されることになり、エアバッグ
システムの誤動作というような重大問題を引き起こすこ
とにもなりかねなかった。
【０００６】本発明は、これらの不都合に鑑みて創案さ
れたものであって、加熱処理によって検出部を構成した
際の圧電素子に対して内部応力が集中することのない加
速度センサを提供するものである。
れたものであって、加熱処理によって検出部を構成した
際の圧電素子に対して内部応力が集中することのない加
速度センサを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる加速度セ
ンサは、このような目的を達成するため、信号処理回路
が組み込まれる回路基板と、加速度作用方向に沿って分
極処理されたうえで回路基板上に固着された圧電素子
と、これら圧電素子上に固着されたウェイトとからなる
検出部を備えており、ウェイトは圧電素子と略同等の熱
膨張係数を有する素材を用いて作製されたものであるこ
とを特徴としている。そして、この際、圧電素子及びウ
ェイトはともに圧電セラミックスを用いて作製されたも
のであり、ウェイトは分極処理されていないものであれ
ばよい。
ンサは、このような目的を達成するため、信号処理回路
が組み込まれる回路基板と、加速度作用方向に沿って分
極処理されたうえで回路基板上に固着された圧電素子
と、これら圧電素子上に固着されたウェイトとからなる
検出部を備えており、ウェイトは圧電素子と略同等の熱
膨張係数を有する素材を用いて作製されたものであるこ
とを特徴としている。そして、この際、圧電素子及びウ
ェイトはともに圧電セラミックスを用いて作製されたも
のであり、ウェイトは分極処理されていないものであれ
ばよい。
【０００８】
【作用】上記構成によれば、圧電素子及びウェイトの双
方が互いに略同等の熱膨張係数を有している結果、圧電
素子及びウェイト間において、これらの熱膨張係数の差
に基づく内部応力が発生したり、発生した内部応力が圧
電素子に集中して残留することは起こり得ないことにな
る。
方が互いに略同等の熱膨張係数を有している結果、圧電
素子及びウェイト間において、これらの熱膨張係数の差
に基づく内部応力が発生したり、発生した内部応力が圧
電素子に集中して残留することは起こり得ないことにな
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１０】本実施例にかかる加速度センサが備える検
出部の全体構造は従来例と基本的に異ならないので、本
実施例についての説明は従来例と共通する図１に基づい
て行うこととする。
出部の全体構造は従来例と基本的に異ならないので、本
実施例についての説明は従来例と共通する図１に基づい
て行うこととする。
【００１１】加速度センサの備える検出部は、信号処理
回路（図示していない）が組み込まれる回路基板１と、
この回路基板１上に隣接配置された一対の圧電素子２
と、これら圧電素子２上に共通して載置されたウェイト
３とから構成されている。そして、回路基板１はアルミ
ナを用いて作製されたものである一方、圧電素子２及び
ウェイト３のそれぞれはともに圧電セラミックスを用い
て作製されたものとなっている。また、この際、各圧電
素子２の下側に形成された素子電極２ａのそれぞれは回
路基板１の電極ランド４に対して、さらに、これら圧電
素子２の上側に形成された共通電極２ｂに対してはウェ
イト３の下面が熱硬化性接着剤（図示していない）を用
いたうえで固着されている。
回路（図示していない）が組み込まれる回路基板１と、
この回路基板１上に隣接配置された一対の圧電素子２
と、これら圧電素子２上に共通して載置されたウェイト
３とから構成されている。そして、回路基板１はアルミ
ナを用いて作製されたものである一方、圧電素子２及び
ウェイト３のそれぞれはともに圧電セラミックスを用い
て作製されたものとなっている。また、この際、各圧電
素子２の下側に形成された素子電極２ａのそれぞれは回
路基板１の電極ランド４に対して、さらに、これら圧電
素子２の上側に形成された共通電極２ｂに対してはウェ
イト３の下面が熱硬化性接着剤（図示していない）を用
いたうえで固着されている。
【００１２】すなわち、従来例におけるウェイト３は鉄
などからなり、圧電セラミックスからなる圧電素子２よ
りも大きな熱膨張係数（１２×１０-6／℃）を有するも
のであったのに対し、本実施例におけるウェイト３は圧
電素子２と同じ圧電セラミックスを用いて作製され、圧
電素子２と同一の熱膨張係数（２×１０-6／℃）を有す
るものとなっている。そして、これら圧電素子２のそれ
ぞれに対しては、加速度作用方向、すなわち、回路基板
１の表面と平行な向きが分極方向（主軸感度方向）Ａと
なる分極処理が予め施されているにも拘わらず、ウェイ
ト３に対しては何らの分極処理も全く施されていない。
などからなり、圧電セラミックスからなる圧電素子２よ
りも大きな熱膨張係数（１２×１０-6／℃）を有するも
のであったのに対し、本実施例におけるウェイト３は圧
電素子２と同じ圧電セラミックスを用いて作製され、圧
電素子２と同一の熱膨張係数（２×１０-6／℃）を有す
るものとなっている。そして、これら圧電素子２のそれ
ぞれに対しては、加速度作用方向、すなわち、回路基板
１の表面と平行な向きが分極方向（主軸感度方向）Ａと
なる分極処理が予め施されているにも拘わらず、ウェイ
ト３に対しては何らの分極処理も全く施されていない。
【００１３】そこで、このウェイト３は加速度に基づく
慣性力を発生し、圧電素子２に対してせん断応力を加え
る質量の大きな物体としてのみ作用することになる。な
お、ここでのウェイト３が圧電セラミックスからなるも
のに限定されることはなく、圧電素子２と略同等の熱膨
張係数を有する素材を用いて作製されたものでありさえ
すればよい。したがって、上記構造の検出部を構成する
に際し、アルミナからなる回路基板１と、圧電セラミッ
クスからなる圧電素子２及びウェイト３とを互いに重ね
合わせたうえでの一括的な加熱処理を行ったとしても、
圧電素子２及びウェイト３の有する熱膨張係数の差に基
づく内部応力が発生することは起こらないことになる。
慣性力を発生し、圧電素子２に対してせん断応力を加え
る質量の大きな物体としてのみ作用することになる。な
お、ここでのウェイト３が圧電セラミックスからなるも
のに限定されることはなく、圧電素子２と略同等の熱膨
張係数を有する素材を用いて作製されたものでありさえ
すればよい。したがって、上記構造の検出部を構成する
に際し、アルミナからなる回路基板１と、圧電セラミッ
クスからなる圧電素子２及びウェイト３とを互いに重ね
合わせたうえでの一括的な加熱処理を行ったとしても、
圧電素子２及びウェイト３の有する熱膨張係数の差に基
づく内部応力が発生することは起こらないことになる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる加
速度センサによれば、検出部を構成する圧電素子及びウ
ェイトの双方が互いに略同等の熱膨張係数を有している
のであるから、一括的な加熱処理によって回路基板，圧
電素子及びウェイトの固着を行った際においても、圧電
素子及びウェイト間で熱膨張係数の差に基づく内部応力
が発生することはなく、回路基板１及びウェイト３で挟
まれた圧電素子に内部応力が集中したまま残留すること
は起こり得ない。その結果、これら検出部相互間におけ
る特性ばらつきが発生することはなくなり、また、回路
基板を厚み方向に沿って押し曲げる力が加わった場合な
どにおいても加速度センサからセンサ出力が送出される
ことはなくなるという効果が得られる。
速度センサによれば、検出部を構成する圧電素子及びウ
ェイトの双方が互いに略同等の熱膨張係数を有している
のであるから、一括的な加熱処理によって回路基板，圧
電素子及びウェイトの固着を行った際においても、圧電
素子及びウェイト間で熱膨張係数の差に基づく内部応力
が発生することはなく、回路基板１及びウェイト３で挟
まれた圧電素子に内部応力が集中したまま残留すること
は起こり得ない。その結果、これら検出部相互間におけ
る特性ばらつきが発生することはなくなり、また、回路
基板を厚み方向に沿って押し曲げる力が加わった場合な
どにおいても加速度センサからセンサ出力が送出される
ことはなくなるという効果が得られる。
【図１】本実施例及び従来例にかかる加速度センサの検
出部構造を示す説明図である。
出部構造を示す説明図である。
１ 回路基板 ２ 圧電素子 ３ ウェイト
Claims (2)
- 【請求項１】信号処理回路が組み込まれる回路基板
（１）と、加速度作用方向に沿って分極処理されたうえ
で回路基板（１）上に固着された圧電素子（２）と、こ
れら圧電素子（２）上に固着されたウェイト（３）とか
らなる検出部を備えた加速度センサであって、 ウェイト（３）は圧電素子（２）と略同等の熱膨張係数
を有する素材を用いて作製されたものであることを特徴
とする加速度センサ。 - 【請求項２】圧電素子（２）及びウェイト（３）はとも
に圧電セラミックスを用いて作製されたものであり、ウ
ェイト（３）は分極処理されていないものであることを
特徴とする請求項１記載の加速度センサ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05279421A JP3119055B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 加速度センサ |
| SG1996000942A SG66216A1 (en) | 1993-11-09 | 1994-11-07 | Acceleration sensor |
| EP94117543A EP0653641B1 (en) | 1993-11-09 | 1994-11-07 | Acceleration sensor |
| DE69405962T DE69405962T2 (de) | 1993-11-09 | 1994-11-07 | Beschleunigungsmessaufnehmer |
| US08/925,896 US6094984A (en) | 1993-11-09 | 1997-09-08 | Acceleration sensor with a circuit board separated from a base plate by a space |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05279421A JP3119055B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 加速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128359A true JPH07128359A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3119055B2 JP3119055B2 (ja) | 2000-12-18 |
Family
ID=17610852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05279421A Expired - Lifetime JP3119055B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3119055B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114624468A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-06-14 | 山东利恩斯智能科技有限公司 | 一种防水型六维振动传感器及其测量方法 |
-
1993
- 1993-11-09 JP JP05279421A patent/JP3119055B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114624468A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-06-14 | 山东利恩斯智能科技有限公司 | 一种防水型六维振动传感器及其测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3119055B2 (ja) | 2000-12-18 |
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Legal Events
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