JPH0736064U - 衝撃センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １つの衝撃センサで複数方向の衝撃を検出
し、実用的な性能を有する衝撃センサを提供する。 【構成】 衝撃センサは、検出素子であるバイモルフ型
圧電素子１と支持部材２と電極導出機構とからなる。バ
イモルフ型圧電素子１は、表裏面全面に電極１１ａが形
成された圧電板１１，１２を、重ね合わせて接合材Ｂで
接合して構成される。支持部材２は樹脂材等からなり、
例えば水平方向に対して約４５度斜め方向に傾いた貫通
孔２１が形成されており、この貫通孔にバイモルフ型圧
電素子を挿入し支持固定する。圧電板１１表面には導出
リード線３１が接続され、圧電板１２裏面には導出リー
ド線３２が接続され、各電極が外部に導出されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電子機器等の物体に加わる衝撃、振動等を検出する衝撃センサに関 するものであり、特に機械電気変換作用を有する圧電素子を用いた圧電型の衝撃 センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

圧電型の衝撃（振動）センサは、圧電素子の形状、分極方法等の構成によって 、圧縮型（縦効果型）、せん断型、曲げ型（横効果型）に大別できる。本考案は 曲げ型の衝撃センサに関するものであるが、この曲げ型は、板状の圧電素子の一 端を固定した片持ち支持構成が一般的であり、素子の曲げ（横方向の圧縮、伸長 ）によって、電荷を発生する。通常は２枚の素子を張り合わせたバイモルフ型で あり、出力は各素子の和が得られるように構成されている。

【０００３】 図５は、従来の衝撃センサの支持形態を示す斜視図である。バイモルフ型圧電 素子６は、その主面が長方形状で表裏両主面に電極６１ａ，６２ａが形成されて いる圧電板６１，６２を接合材Ｂで張り合わせて構成されている。このバイモル フ型圧電素子は、当該素子が貫通設置できる貫通孔７１を有する固定部材７で長 手方向の一端が保持され、図示していないが、必要な電気的配線が行われ、所定 のケースに収納されている。このような衝撃センサに衝撃、振動等が加わると片 持ち保持されたバイモルフ型圧電素子６の他端が大きく撓み、これにより電荷が 発生する。各圧電板に発生した電荷は加算されて外部に出力され、衝撃等を電気 信号で取り出すことができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来は、この衝撃センサはバイモルフ型圧電素子が水平に保持 されていたために、電子機器等の被装着物へも当該素子が水平に取り付けられて いることが多かった。このため衝撃センサとしては矢印Ｙで示す縦方向（上下方 向）の衝撃は検出するが、それ以外の方向の衝撃に対してはほとんど検出しない という欠点があった。この欠点を補完するには、複数の衝撃センサを複数方向に 配置したシステムとすることが必要であるが、衝撃検出システムが若干なりとも 大きくなり、コスト面でも高くなるという欠点があった。

【０００５】 本考案は上記問題点を解決するためになされたもので、１つの衝撃センサで複 数方向の衝撃を検出し、実用的な性能を有する衝撃センサを提供することを目的 とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記問題点を解決するために、本考案による衝撃センサは、被装着物に加わる 機械的衝撃を検出する衝撃センサにおいて、表裏両主面に電極を形成した２枚の 圧電板を各１主面を電気的かつ機械的に接合してなるバイモルフ型圧電素子を支 持部材に支持してなり、前記主面が、前記被装着物が設置された状態において、 斜めに傾いて支持される構成であることを特徴とする。

【０００７】

【作用】

本考案によれば、バイモルフ型圧電素子の主面が、前記被装着物が設置された 状態において、斜めに傾いて支持される構成であるので、例えば縦方向と横方向 の２方向の衝撃検出が可能となる。

【０００８】

【実施例】

本考案による実施例を図面とともに説明する。 第１の実施例 第１の実施例を図１で示す斜視図とともに説明する。衝撃センサは、検出素子 であるバイモルフ型圧電素子１と支持部材２と電極導出機構とからなる。バイモ ルフ型圧電素子１は、チタン酸鉛系の圧電材料からなり表裏面全面に電極１１ａ （他の面については図示せず）が形成された圧電板１１，１２を、重ね合わせて 接合材Ｂで接合して構成される。なお、これら圧電板１１，１２は分極方向が対 向するように接合されている。支持部材２は樹脂材等からなり、例えば水平方向 に対して約４５度斜め方向に傾いた貫通孔２１が形成されており、この貫通孔に バイモルフ型圧電素子を挿入し支持固定する。圧電板１１の表面には導出リード 線３１が接続され、圧電板１２の裏面には導出リード線３２が接続され、各電極 が外部に導出されている。そして図示していないが、所定のケースに収納され、 衝撃センサの完成となる。このような構成において、衝撃センサが被装着物に水 平に取り付けられた場合でも、縦方向並びに横方向のいずれの方向からの衝撃、 振動に対しても、バイモルフ型圧電素子は撓む。これにより各圧電板に発生した 電荷は加算されて外部に出力され、衝撃等を電気信号で取り出すことができ、衝 撃、振動を検出することができる。

【０００９】 第２の実施例 第２の実施例を図２で示す分解斜視図、図３で示す斜視図、図４で示す断面図 とともに説明する。衝撃センサは、検出素子であるバイモルフ型圧電素子１と電 極導出機構を有する支持部材５とからなる。バイモルフ型圧電素子４は、チタン 酸鉛系の圧電材料からなり表裏面全面に電極４１ａ（他の面については図示せず ）が形成された圧電板４１，４２と金属板Ｍとからなり、金属板Ｍを圧電板４１ ，４２で挟み込むかたちで重ね合わせ、接合材で接合して構成される。なお、こ れら圧電板１，１２は分極方向が対向するように接合されている。支持部材５は 絶縁体にリード端子５１，５２が貫通した状態で一体的に形成されてなる。絶縁 体上面には凹部５ａが設けられ、この凹部５ａは前記露出したリード端子間にあ って、これらリード端子の配列方向に対して所定の角度傾いて形成されている。 バイモルフ型圧電素子４を前記凹部５ａに挿入し、前記リード端子５１，５２と 電極４１ａ，４２ｂとをそれぞれ同じく導電接合する。そして図４に示すように 、所定のケースＣに収納され、衝撃センサの完成となる。この実施例の構成によ れば、凹部５ａが斜めに傾いた構成であるので、バイモルフ型圧電素子４を凹部 ５ａに挿入するだけで斜め支持を行うことができる。このような衝撃センサを例 えばプリント配線基板ＰＢに水平に設置することにより、バイモルフ型圧電素子 は斜めに設置される。

【００１０】 なお、上記第２の実施例において、バイモルフ型圧電素子を凹部に挿入したが 、前記金属板下部を延長することにより延長形成部を形成し、この部分のみを凹 部に挿入する構成でも良い。また、傾ける角度は衝撃、振動を主として検出した い方向によって、その角度を選択すればよく、衝撃センサの被装着物への設置状 態、被装着物の設置状態によって調整すればよい。

【００１１】

【考案の効果】

本考案よれば、バイモルフ型圧電素子の主面が、前記被装着物が設置された状 態において、斜めに傾いて支持される構成であるので、１つの衝撃センサで例え ば縦方向と横方向の２方向のように複数の方向の衝撃、振動の検出が可能となり 、。 複数の衝撃センサを複数方向に配置したシステムを採用しなくても、多方向の衝 撃、振動検出の可能な、コスト安の衝撃検出システムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す斜視図

【図２】本考案の第２の実施例を示す分解斜視図

【図３】本考案の第２の実施例を示す斜視図

【図４】本考案の第２の実施例を示す断面図

【図５】従来例を示す図

【符号の説明】

１，４，６ バイモルフ型圧電素子 １１，１２，４１，４２，６１，６２ 圧電板 ２，５，７ 支持部材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被装着物に加わる機械的衝撃を検出する
   衝撃センサにおいて、当該衝撃センサは、表裏両主面に
   電極を形成した２枚の圧電板を各１主面を電気的かつ機
   械的に接合してなるバイモルフ型圧電素子を支持部材に
   支持してなり、前記主面が、前記被装着物が設置された
   状態において、斜めに傾いて支持される構成であること
   を特徴とする衝撃センサ。