JPH07270448A - 加速度計 - Google Patents

加速度計

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JPH07270448A
JPH07270448A JP6085787A JP8578794A JPH07270448A JP H07270448 A JPH07270448 A JP H07270448A JP 6085787 A JP6085787 A JP 6085787A JP 8578794 A JP8578794 A JP 8578794A JP H07270448 A JPH07270448 A JP H07270448A
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JP
Japan
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weight
frame
accelerometer
flexible portion
flexible
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Withdrawn
Application number
JP6085787A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Hashimoto
浩 橋本
Masaki Esashi
正喜 江刺
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Jidosha Kiki Co Ltd
Original Assignee
Jidosha Kiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Jidosha Kiki Co Ltd filed Critical Jidosha Kiki Co Ltd
Priority to JP6085787A priority Critical patent/JPH07270448A/ja
Publication of JPH07270448A publication Critical patent/JPH07270448A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0828Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends

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  • Micromachines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 枠型に形成されたフレーム1内に平板状の錘
4が設けられている。この錘4の重心Gから右方向に偏
った右端部に支点部5が設けられ、この支点部を中心と
して錘4がフレームに揺動自在に支持されている。上記
錘4の右方向における端部に可撓性を有する可撓部6が
連設され、この可撓部6は錘4をフレーム1と平行な水
平状態に維持している。そして検出手段11は、上記可
撓部6の変位から錘4に作用した加速度を検出すること
ができるようになっている。 【効果】 錘4に加速度が加わった際には、支点部5と
可撓部6との距離L1 と、支点部5と錘4の重心Gとの
距離L2 との比に基づくてこの原理により可撓部6に大
きな力を作用させることができるので、加速度計の感度
を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は加速度を検出する加速度
計に関し、より詳しくは、錘を支える可撓部の変位を利
用して加速度を検出する加速度計に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、マイクロマシニング技術を利用し
た加速度計として、四角形の錘を枠状のフレーム内に配
置するとともに、錘の各辺とフレームとをそれぞれ可撓
性を有する可撓部で連結して錘を吊下し、さらに上記可
撓部の変位から上記錘に作用した加速度を検出する検出
手段を設けたものが知られている(特開平5−2645
75号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の加速度計に
おいては、上記可撓部の変位(振動を含む)によって錘
に加わった加速度を検出しているが、マイクロマシニン
グ技術を利用した加速度計においては上記錘が極めて軽
いため可撓部を充分に変位させることができず、加速度
計の感度が悪かった。そして上記感度をあげるため、可
撓部を細く、或いは薄く製造すると、耐衝撃性、耐振動
性が低下する結果となっていた。本発明はそのような事
情に鑑み、上記可撓部の耐久性を低下させることなく感
度を大きくすることができる加速度計を提供するもので
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、平板
状に形成した錘と、この錘の重心位置から所定方向に偏
った位置で該錘をフレームに揺動自在に支持する支点部
と、上記錘の上記所定方向における端部とフレームとを
連結し、該錘をフレームと平行な状態に維持する可撓性
を有する可撓部と、上記可撓部の変位から上記錘に作用
した加速度を検出する検出手段とを備えるものである。
【0005】
【作用】上述した構成によれば、上記錘は支点部を中心
として重心側とその反対側とで重量が異なっており、か
つ重心側とは反対側に設けた可撓部で錘をフレームと平
行な状態に維持するようにしているので、錘に加速度が
加わった際には、上記重心と支点部との距離と、支点部
と可撓部との距離との比に基づくてこの原理によって可
撓部に大きな力を作用させることができる。したがっ
て、可撓部を細くしたり薄くすることなく、加速度計の
感度を大きくすることができる。
【0006】
【実施例】以下図示実施例について本発明を説明する
と、図1、図2において、フレーム1は長方形の枠型に
成形してあり、かつ該フレーム1を2枚の板状のガラス
基板2、3により挟持して、それらフレーム1とガラス
基板2、3とを一体に連結固定している。上記枠型のフ
レーム1の内部には、平板状で長方形に形成した錘4を
設けてあり、その長辺となる両側面の右端部に、つまり
錘4の重心位置Gから右方向に偏った位置に支点部5を
それぞれ設け、両支点部5を上記フレーム1の内壁に連
結することにより、該錘4を両支点部5を中心として揺
動可能にフレーム1に連結している。上記錘4はフレー
ム1の厚さと同一の厚さで製造してあるが、上記ガラス
基板2、3の内面所定位置にはそれぞれ凹部2a、3a
を形成し、それによって錘4が上下に揺動できるように
している。上記錘4の右端面の上部中央位置には右方に
向かって突出する薄肉の可撓性を有する可撓部6を一体
に連設してあり、この可撓部6の右端部に上記フレーム
1と同一の厚さを有する固定フレーム7を連設してい
る。この固定フレーム7は上記2枚のガラス基板2、3
で挟持することにより該ガラス基板2、3に一体に固定
しあり、また上記可撓部6によって通常は上記錘4を水
平状態、すなわちフレームと平行な状態に維持するよう
にしている。さらに、上記錘4の両側には複数の電極取
出し部8を設けてあり、各電極取出し部8を上記2枚の
ガラス基板2、3で挟持することにより該ガラス基板
2、3に一体に固定し、それによって加速度計としての
全体の剛性を高めている。なお、本実施例では、上記ガ
ラス基板2、3の内面の所定位置に凹部2a、3aを形
成して、錘4とガラス基板2、3との間に間隙を形成す
るようにしているが、これに限定されるものではなく、
例えばガラス基板2、3の内面に加工を施さず平面とし
たままで、錘4を固定する固定フレーム7、フレーム1
および電極取出し部8の厚さ方向の厚さを該錘4の厚さ
よりも厚く設定してもよい。そしてこの場合には、上記
可撓部6をガラス基板2の内面と接触しない位置に形成
する必要がある。上記フレーム1、錘4、支点部5、可
撓部6および固定フレーム7は、マイクロマシニングに
よりシリコン基板をエッチングすることにより一体物と
して成形してあり、また上記電極取出し部8はそれらか
ら分離されているが、やはりシリコン基板をエッチング
する際に同時に製造されている。上記枠型のフレーム1
の大きさは、一例として、長辺が20mm、短辺が5m
m、厚さが300μmであり、また各ガラス基板2、3
の厚さが200μmなので、加速度計としての全体の厚
さは700μmであった。上記錘4の長辺は13.4m
m、短辺は3.4mm、厚さは300μmであり、その
重量は3.2mmgであった。上記支点部5の断面形状
は概略円形となるように成形してあり、その直径は50
〜80μmであった。上記可撓部6の長さは2mm、幅
は600μm、厚さは5〜8μmであり、その機械的共
振周波数は9.6KHzであった。さらに、上記凹部2
a、3aの深さ、したがって錘4とガラス基板2、3と
のギャップは10μmであった。次に、上記可撓部6の
変位(振動)から上記錘4に作用した加速度を検出する
共振型の検出手段11について説明すると、上記可撓部
6と対向するガラス基板2の凹部2aの内面所定位置に
溝によって区画した2つの取付け部2b、2cを形成し
てあり、右側の取付け部2bに励振用電極12を、また
左側の取付け部2cに検出用電極13を設けている。励
振用電極12はガラス基板2に設けた端子14に、また
検出用電極13はガラス基板2に設けた端子15にそれ
ぞれ電気的に接続してあり、また各端子14、15には
それぞれリード線16、17を接続している。他方、上
記可撓部6は接地してある。上記共振型の検出手段11
は、例えば特開平5−264575号公報に開示されて
いるように従来既に公知であり、上記検出用電極13で
可撓部6の振動による電圧変化を検出しながら励振用電
極12に所定の直流電圧を印加すると上記可撓部6を一
定の機械的共振周波数で振動させることができ、この状
態で錘4に加速度αが加わると上記共振周波数が変動す
るので、その変動値より加速度を検出することができ
る。なお、本発明においては検出手段11は上述した共
振型に限定されるものではなく、可撓部6の変位に伴う
ピエゾ抵抗の変化を利用して加速度を検出するものや、
静電容量の変化を利用して加速度を検出するものであっ
てもよい。さらに、上記ガラス基板2、3の各凹部2
a、3aの内面には、上記錘4の表面に向合わせてそれ
ぞれ自己診断用電極18を設けてあり、各電極18に電
圧を印加することにより錘4に意図的に疑似加速度を作
用させることができるようにしている。以上の構成にお
いて、錘4に加速度αが作用すると、該錘4は図2にお
ける支点部5を支点として反時計方向に揺動されるよう
になり、それによって可撓部6は上方に弧を描くように
撓められることになる。この際、上記可撓部6には、支
点部5と可撓部6との距離L1 と、支点部5と錘4の重
心Gとの距離L2 との比によるてこの原理が作用するた
め、可撓部6には大きな力が加わるようになり、それに
よって可撓部6の振動数変化率を大きくすることができ
る。換言すれば、可撓部6の感度を大きくすることがで
きるので、該可撓部6の厚さを厚くすることができ、そ
れにより耐衝撃性、耐振動性を良くすることができる。
さらに上記フレーム1、錘4、支点部5、可撓部6およ
び固定フレーム7をシリコン基板から一体物として成形
することができるので、それらを別体に製造して組立て
るものに比較して製造が容易となる。また、上記枠型の
フレーム1を2枚のガラス基板2、3によって挟持する
ことにより、該フレーム1およびガラス基板2、3内に
錘4や可撓部6を収容しているので、それらが外部の物
体に接触して損傷されると言ったことも防止することが
できる。
【0007】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来に
比較して良好な感度を有する加速度計を製造することが
できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示し、図2のガラス基板2
を省略した平面図。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図。
【符合の説明】
1…フレーム 2、3…ガラス板 2a、3a
…凹部 2b、2c…取付け部 4…錘
5…支点部 6…可撓部 7…固定フレーム 11
…検出部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平板状に形成した錘と、この錘の重心位
    置から所定方向に偏った位置で該錘をフレームに揺動自
    在に支持する支点部と、上記錘の上記所定方向における
    端部とフレームとを連結し、該錘をフレームと平行な状
    態に維持する可撓性を有する可撓部と、上記可撓部の変
    位から上記錘に作用した加速度を検出する検出手段とを
    備えることを特徴とする加速度計。
  2. 【請求項2】 上記フレームが枠型に形成されるととも
    に、上記錘、支点部および可撓部が枠型のフレーム内に
    配置されてそれらが一体物から成形され、さらに上記フ
    レームが2枚のガラス基板によって挟持されていること
    を特徴とする請求項1に記載の加速度計。
JP6085787A 1994-03-31 1994-03-31 加速度計 Withdrawn JPH07270448A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6085787A JPH07270448A (ja) 1994-03-31 1994-03-31 加速度計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6085787A JPH07270448A (ja) 1994-03-31 1994-03-31 加速度計

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07270448A true JPH07270448A (ja) 1995-10-20

Family

ID=13868606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6085787A Withdrawn JPH07270448A (ja) 1994-03-31 1994-03-31 加速度計

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20010605