JPH0821852A - 一方向加速度センサ - Google Patents
一方向加速度センサInfo
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- JPH0821852A JPH0821852A JP17769094A JP17769094A JPH0821852A JP H0821852 A JPH0821852 A JP H0821852A JP 17769094 A JP17769094 A JP 17769094A JP 17769094 A JP17769094 A JP 17769094A JP H0821852 A JPH0821852 A JP H0821852A
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- acceleration sensor
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring 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
- G01P2015/0805—Measuring 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
- G01P2015/0808—Measuring 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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate
- G01P2015/0811—Measuring 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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0817—Measuring 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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass for pivoting movement of the mass, e.g. in-plane pendulum
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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡易な構造で、確実且つ十分な加速度の検知
が可能な一方向加速度センサを提供する。 【構成】 加速度検知用錘４は、枠状基板１に形成され
た開口２の一辺から延設された支持棹３ａ，３ｂに支持
されて、この加速度検知用錘４の上下方向（図２におい
て紙面表裏方向）に配置された電極８ａ，８ｂ、９ａ，
９ｂ、１０ａ，１０ｂ、１１ａ，１１ｂの間に位置し、
特に、スリット５ａ，５ｂ，５ｃが形成されることで、
部位ハ、ニ、ホが電極９ａ，９ｂ、１０ａ，１０ｂ、１
１ａ，１１ｂの間で、加速度に応じて変位してその占有
領域が変化する結果、電極間の静電容量が変化し、加速
度が検知できるようになっている。
が可能な一方向加速度センサを提供する。 【構成】 加速度検知用錘４は、枠状基板１に形成され
た開口２の一辺から延設された支持棹３ａ，３ｂに支持
されて、この加速度検知用錘４の上下方向（図２におい
て紙面表裏方向）に配置された電極８ａ，８ｂ、９ａ，
９ｂ、１０ａ，１０ｂ、１１ａ，１１ｂの間に位置し、
特に、スリット５ａ，５ｂ，５ｃが形成されることで、
部位ハ、ニ、ホが電極９ａ，９ｂ、１０ａ，１０ｂ、１
１ａ，１１ｂの間で、加速度に応じて変位してその占有
領域が変化する結果、電極間の静電容量が変化し、加速
度が検知できるようになっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加速度センサに係り、
特に、静電容量式の加速度センサの電気的特性の改良を
図ったものに関する。
特に、静電容量式の加速度センサの電気的特性の改良を
図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】車両等の加速度の測定や、カメラ、ビデ
オカメラ等の手振れによる角度変化の検知等のための検
知手段の一つとして加速度センサは好適であり、従来か
ら様々の形式のものが提案されている。例えば、特開平
５−１８０８６７号公報には、平行に対向する２つの平
板電極と、この電極の対向する方向に移動自在に設けら
れた錘とを主たる構成要素としてなり、電極の対向方向
における錘の変位による静電容量の変化によって加速度
の検知を可能としたいわゆる静電容量式加速度センサが
開示されている。
オカメラ等の手振れによる角度変化の検知等のための検
知手段の一つとして加速度センサは好適であり、従来か
ら様々の形式のものが提案されている。例えば、特開平
５−１８０８６７号公報には、平行に対向する２つの平
板電極と、この電極の対向する方向に移動自在に設けら
れた錘とを主たる構成要素としてなり、電極の対向方向
における錘の変位による静電容量の変化によって加速度
の検知を可能としたいわゆる静電容量式加速度センサが
開示されている。
【０００３】かかる静電容量式加速度センサは、ピエゾ
効果を利用したセンサとして知られる半導体式加速度セ
ンサに比してセンサ感度が高く、しかも温度依存性が小
さいという利点がある。その反面、小さな電極間隔が要
求され、このため、全体を薄膜に形成することに起因し
て、錘の変位に対する制動が過ぎる（過制動）ことがあ
る。そして、このような過制動を解決する方策として
は、加速度センサを密閉性のケースに収納し、低圧中で
使用することが提案されている。
効果を利用したセンサとして知られる半導体式加速度セ
ンサに比してセンサ感度が高く、しかも温度依存性が小
さいという利点がある。その反面、小さな電極間隔が要
求され、このため、全体を薄膜に形成することに起因し
て、錘の変位に対する制動が過ぎる（過制動）ことがあ
る。そして、このような過制動を解決する方策として
は、加速度センサを密閉性のケースに収納し、低圧中で
使用することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の静電容量式加速度センサにおいては、電極の対向す
る方向において、錘に許される移動範囲が小さいため、
静電容量の変化量が少なく、このため加速度の検知範囲
が小さいという問題に加え、回路的に良好な感度を得る
ために半導体材料によるいわゆるモノリシック集積化が
必要とされ、このため簡易に製造することができないと
いう問題があった。
来の静電容量式加速度センサにおいては、電極の対向す
る方向において、錘に許される移動範囲が小さいため、
静電容量の変化量が少なく、このため加速度の検知範囲
が小さいという問題に加え、回路的に良好な感度を得る
ために半導体材料によるいわゆるモノリシック集積化が
必要とされ、このため簡易に製造することができないと
いう問題があった。
【０００５】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、簡易な構造で、確実且つ十分な加速度検知が可能な
一方向加速度センサを提供するものである。本発明の他
の目的は、水平方向にのみ感度を有する一方向加速度セ
ンサを提供することにある。また、本発明の他の目的
は、振動検知用部材が鉛直方向で上下しても出力として
の静電容量が変化することのない一方向加速度センサを
提供することにある。
で、簡易な構造で、確実且つ十分な加速度検知が可能な
一方向加速度センサを提供するものである。本発明の他
の目的は、水平方向にのみ感度を有する一方向加速度セ
ンサを提供することにある。また、本発明の他の目的
は、振動検知用部材が鉛直方向で上下しても出力として
の静電容量が変化することのない一方向加速度センサを
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る一方向加速
度センサは、互いの平面部分で平行に対向してなる２つ
の電極からなる平行平板コンデンサを複数設けると共
に、これら複数のコンデンサを直列接続する一方、前記
複数の平行平板コンデンサを構成する電極間には、加速
度に応じて変位する加速度検知部材を電極の対向方向に
対して直交する方向に変位自在に設けてなるものであ
る。
度センサは、互いの平面部分で平行に対向してなる２つ
の電極からなる平行平板コンデンサを複数設けると共
に、これら複数のコンデンサを直列接続する一方、前記
複数の平行平板コンデンサを構成する電極間には、加速
度に応じて変位する加速度検知部材を電極の対向方向に
対して直交する方向に変位自在に設けてなるものであ
る。
【０００７】特に、複数のコンデンサを構成する各々の
電極は、同一方向に適宜な間隔で配置される一方、加速
度検知部材は固定部材から平行に延設された２つの支持
棹の間に設けられた平板部材からなり、前記平板部材に
は前記複数のコンデンサの配設方向において、複数のス
リットを形成し、各スリット間の部位がそれぞれ各コン
デンサを構成する電極間に位置するようにしたものが好
適である。また、支持棹は電極の対向方向と直交する方
向において肉薄に形成されてなるものが好適である。
電極は、同一方向に適宜な間隔で配置される一方、加速
度検知部材は固定部材から平行に延設された２つの支持
棹の間に設けられた平板部材からなり、前記平板部材に
は前記複数のコンデンサの配設方向において、複数のス
リットを形成し、各スリット間の部位がそれぞれ各コン
デンサを構成する電極間に位置するようにしたものが好
適である。また、支持棹は電極の対向方向と直交する方
向において肉薄に形成されてなるものが好適である。
【０００８】
【作用】コンデサを構成する電極の対向方向と直交する
方向に加速度が発生すると、この加速度による力で加速
度検知部材は、加速度の方向に変位することとなり、コ
ンデンサを構成する電極間に占める加速度検知部材の範
囲が変化し、コンデンサの容量変化を招くこととなり、
横方向における加速度の大きさがコンデンサの容量変化
として得られるようになっている。
方向に加速度が発生すると、この加速度による力で加速
度検知部材は、加速度の方向に変位することとなり、コ
ンデンサを構成する電極間に占める加速度検知部材の範
囲が変化し、コンデンサの容量変化を招くこととなり、
横方向における加速度の大きさがコンデンサの容量変化
として得られるようになっている。
【０００９】
【実施例】以下、本発明に係る加速度センサの一実施例
について、図１乃至図５を参照しつつ説明する。ここ
で、図１は本発明に係る加速度センサの主要部の全体斜
視図、図２は本発明に係る加速度センサの主要部の平面
図、図３は本実施例における加速度センサの側面図、図
４は本実施例における加速度センサの主要部の部分縦断
面図、図５は一組のコンデンサ部分について部分縦断面
図である。尚、以下に説明する部材、配置等は本発明を
限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改
変することができるものである。
について、図１乃至図５を参照しつつ説明する。ここ
で、図１は本発明に係る加速度センサの主要部の全体斜
視図、図２は本発明に係る加速度センサの主要部の平面
図、図３は本実施例における加速度センサの側面図、図
４は本実施例における加速度センサの主要部の部分縦断
面図、図５は一組のコンデンサ部分について部分縦断面
図である。尚、以下に説明する部材、配置等は本発明を
限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改
変することができるものである。
【００１０】先ず、図１に示された本発明に係る加速度
センサの加速度検知用錘が形成されてなる主要部の全体
斜視図、図２に示された電極の配置を含めたこの主要部
の平面図を参照しつつ本実施例における加速度センサに
ついて説明する。すなわち、固定部材としての枠状基板
１は、全体形状が長方形状に形成される共に、長方形状
の開口２が一方の短辺側（図１において符号イが付され
た側）へやや偏って形成されてなるものである。また、
この開口２の一方の短辺側（図１において符号ロが付さ
れた側）においては、適宜な間隔を隔てて２箇所から支
持棹３ａ，３ｂが枠状基板１の長手軸方向（図２におい
て紙面左右方向、すなわちｘ軸方向）に沿って延設され
ている。本実施例における支持棹３ａ，３ｂは、開口２
の長辺の略半分程度の長さとなっている。
センサの加速度検知用錘が形成されてなる主要部の全体
斜視図、図２に示された電極の配置を含めたこの主要部
の平面図を参照しつつ本実施例における加速度センサに
ついて説明する。すなわち、固定部材としての枠状基板
１は、全体形状が長方形状に形成される共に、長方形状
の開口２が一方の短辺側（図１において符号イが付され
た側）へやや偏って形成されてなるものである。また、
この開口２の一方の短辺側（図１において符号ロが付さ
れた側）においては、適宜な間隔を隔てて２箇所から支
持棹３ａ，３ｂが枠状基板１の長手軸方向（図２におい
て紙面左右方向、すなわちｘ軸方向）に沿って延設され
ている。本実施例における支持棹３ａ，３ｂは、開口２
の長辺の略半分程度の長さとなっている。
【００１１】また、本実施例における支持棹３ａ，３ｂ
は、枠状基板１の短手軸方向（図２において紙面上下方
向、すなわちｙ軸方向）における厚みが薄く形成されて
おり、後述するように加速度検知部材としての加速度検
知用錘４が枠状基板１の短手軸方向で変位し易いように
なっている。そして、この２つの支持棹３ａ，３ｂの先
端部には、加速度検知用錘４が設けられている。尚、本
実施例においては、支持棹３ａ，３ｂ及び加速度検知用
錘４は、枠状基板１と一体に形成された構成となってい
るもので、形成部材としては、例えば、セラミック等の
誘電材料が好適である。
は、枠状基板１の短手軸方向（図２において紙面上下方
向、すなわちｙ軸方向）における厚みが薄く形成されて
おり、後述するように加速度検知部材としての加速度検
知用錘４が枠状基板１の短手軸方向で変位し易いように
なっている。そして、この２つの支持棹３ａ，３ｂの先
端部には、加速度検知用錘４が設けられている。尚、本
実施例においては、支持棹３ａ，３ｂ及び加速度検知用
錘４は、枠状基板１と一体に形成された構成となってい
るもので、形成部材としては、例えば、セラミック等の
誘電材料が好適である。
【００１２】本実施例の加速度検知用錘４は、２つの支
持棹３ａ，３ｂの先端部から延設されており、その外観
形状は長方形の平板状に形成されたもので、その板厚
（図２において紙面表裏方向の厚み）は、枠状基板１と
同一に設定されている。また、この加速度検知用錘４
は、枠状基板１の長手軸方向において、枠状基板１との
間に間隙が形成されるような長さに設定されている（図
１及び図２参照）。
持棹３ａ，３ｂの先端部から延設されており、その外観
形状は長方形の平板状に形成されたもので、その板厚
（図２において紙面表裏方向の厚み）は、枠状基板１と
同一に設定されている。また、この加速度検知用錘４
は、枠状基板１の長手軸方向において、枠状基板１との
間に間隙が形成されるような長さに設定されている（図
１及び図２参照）。
【００１３】さらに、本実施例の加速度検知用錘４の平
面部分には、枠状基板１の長手軸方向に沿うように長方
形状の３つのスリット５ａ〜５ｃが穿設されており、後
述するように、このスリット５ａ〜５ｃで分割された加
速度検知用錘４の各部位が複数の電極に対応するように
なっている。
面部分には、枠状基板１の長手軸方向に沿うように長方
形状の３つのスリット５ａ〜５ｃが穿設されており、後
述するように、このスリット５ａ〜５ｃで分割された加
速度検知用錘４の各部位が複数の電極に対応するように
なっている。
【００１４】上述のようにして加速度検知用錘４が設け
られた枠状基板１は、例えば、図３に示されたように、
ガラス、セラミック等の絶縁部材からなる保持蓋体６
ａ，６ｂにより挟持されるようになっている。すなわ
ち、この保持蓋体６ａ，６ｂは、それぞれ一面側に凹部
７が形成されており、この凹部７の周囲が枠状基板１の
周縁に接合されることによって、保持蓋体６ａ，６ｂの
間に枠状基板１が挟持されるようになっているものであ
る。
られた枠状基板１は、例えば、図３に示されたように、
ガラス、セラミック等の絶縁部材からなる保持蓋体６
ａ，６ｂにより挟持されるようになっている。すなわ
ち、この保持蓋体６ａ，６ｂは、それぞれ一面側に凹部
７が形成されており、この凹部７の周囲が枠状基板１の
周縁に接合されることによって、保持蓋体６ａ，６ｂの
間に枠状基板１が挟持されるようになっているものであ
る。
【００１５】また、保持蓋体６ａの凹部７には、４つの
電極８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａが、保持蓋体６ｂの凹
部７にも４つの電極８ｂ，９ｂ，１０ｂ，１１ｂが、そ
れぞれ互いに対向するように接合されており（図２及び
図３参照）、先の加速度検知用錘４を上下方向（図２に
おいて紙面表裏方向）で挟むようにして４組のコンデン
サＣ１〜Ｃ４を形成するようになっている。
電極８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａが、保持蓋体６ｂの凹
部７にも４つの電極８ｂ，９ｂ，１０ｂ，１１ｂが、そ
れぞれ互いに対向するように接合されており（図２及び
図３参照）、先の加速度検知用錘４を上下方向（図２に
おいて紙面表裏方向）で挟むようにして４組のコンデン
サＣ１〜Ｃ４を形成するようになっている。
【００１６】すなわち、本実施例における電極８ａ，８
ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂは、
銅等の導電性部材により長方形の平板状に形成されてな
るもので（図２において点線により表示）、その長手軸
方向（図２において紙面左右方向）の長さは、先のスリ
ット５ａ〜５ｃの長辺に比してやや短めに設定される一
方、その短手軸方向（図２において紙面上下方向）の長
さはスリット５ａ〜５ｃの短辺に比してやや長めに設定
されている。
ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂは、
銅等の導電性部材により長方形の平板状に形成されてな
るもので（図２において点線により表示）、その長手軸
方向（図２において紙面左右方向）の長さは、先のスリ
ット５ａ〜５ｃの長辺に比してやや短めに設定される一
方、その短手軸方向（図２において紙面上下方向）の長
さはスリット５ａ〜５ｃの短辺に比してやや長めに設定
されている。
【００１７】コンデンサＣ１を構成する電極８ａ，８ｂ
は、図２に示されたように平面図で見た場合、その短手
軸方向（図２において紙面上下方向）において略中央付
近に、加速度検知用錘４の一方の短辺（図２において紙
面左右方向の辺）の一部が位置するように凹部７に接
合、配置されている（図２参照）。また、コンデンサＣ
２を構成する電極９ａ，９ｂは、加速度検知用錘４に加
速度による変位力が加わらない定常状態（図２の状態）
において、第１のスリット５ａの一方の長辺（図２に示
された実施例においては同図において紙面上側の長辺）
が電極９ａ，９ｂの短手軸方向の略中央付近に位置する
ように凹部７に接合、配置されている（図２及び図４参
照）。
は、図２に示されたように平面図で見た場合、その短手
軸方向（図２において紙面上下方向）において略中央付
近に、加速度検知用錘４の一方の短辺（図２において紙
面左右方向の辺）の一部が位置するように凹部７に接
合、配置されている（図２参照）。また、コンデンサＣ
２を構成する電極９ａ，９ｂは、加速度検知用錘４に加
速度による変位力が加わらない定常状態（図２の状態）
において、第１のスリット５ａの一方の長辺（図２に示
された実施例においては同図において紙面上側の長辺）
が電極９ａ，９ｂの短手軸方向の略中央付近に位置する
ように凹部７に接合、配置されている（図２及び図４参
照）。
【００１８】コンデンサＣ３を構成する電極１０ａ，１
０ｂも、上述のコンデンサＣ２の場合と同様に定常状態
において、第２のスリット５ｂの一方の長辺が電極１０
ａ，１０ｂの短手軸方向の略中央付近に位置するように
凹部７に接合、配置されている（図２及び図４参照）。
さらに、コンデンサＣ４を構成する電極１１ａ，１１ｂ
も、同様に第３のスリット５ｃの一方の長辺が電極１１
ａ，１１ｂの短手軸方向の略中央付近に位置するように
凹部７に接合、配置されている（図２及び図４参照）。
０ｂも、上述のコンデンサＣ２の場合と同様に定常状態
において、第２のスリット５ｂの一方の長辺が電極１０
ａ，１０ｂの短手軸方向の略中央付近に位置するように
凹部７に接合、配置されている（図２及び図４参照）。
さらに、コンデンサＣ４を構成する電極１１ａ，１１ｂ
も、同様に第３のスリット５ｃの一方の長辺が電極１１
ａ，１１ｂの短手軸方向の略中央付近に位置するように
凹部７に接合、配置されている（図２及び図４参照）。
【００１９】尚、各電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０
ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂには、図示しない接続線が
それぞれ接続されて外部へ引き出されており、電極間の
静電容量変化が図示しない回路によって検出できるよう
になっている。
ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂには、図示しない接続線が
それぞれ接続されて外部へ引き出されており、電極間の
静電容量変化が図示しない回路によって検出できるよう
になっている。
【００２０】次に、上記構成における作用について説明
する。先ず、本実施例における加速度検知用錘４には、
電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１
ａ，１１ｂの配列方向において先に述べたようにスリッ
ト５ａ〜５ｃが形成されているために、コンデンサＣ
２，Ｃ３，Ｃ４に対して、加速度検知用錘が個々に設け
られた状態に等しいものとなっている。
する。先ず、本実施例における加速度検知用錘４には、
電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１
ａ，１１ｂの配列方向において先に述べたようにスリッ
ト５ａ〜５ｃが形成されているために、コンデンサＣ
２，Ｃ３，Ｃ４に対して、加速度検知用錘が個々に設け
られた状態に等しいものとなっている。
【００２１】また電極８ａ，８ｂにおいては、加速度検
知用錘４の一方の長辺側の縁部分だけが、電極８ａ，８
ｂ間に位置するようになっており、この点、上述と同様
に加速度検知用錘が個別に設けられたと等価である。
知用錘４の一方の長辺側の縁部分だけが、電極８ａ，８
ｂ間に位置するようになっており、この点、上述と同様
に加速度検知用錘が個別に設けられたと等価である。
【００２２】すなわち、本実施例における加速度センサ
は、原則として枠状基板１が水平方向（図２において紙
面左右方向）に沿うように配置して使用されるものであ
り、この状態において水平方向で加速度検知用錘４に加
速度が加わった場合、例えば、図２において実線矢印方
向に加速度が加わると、コンデンサＣ１を構成する電極
８ａ，８ｂ間においては、加速度検知用錘４の一方の長
辺側の縁部分が加速度検知用錘４に加わる加速度に応じ
て図２の実線矢印方向に変位することとなる（図２参
照）。
は、原則として枠状基板１が水平方向（図２において紙
面左右方向）に沿うように配置して使用されるものであ
り、この状態において水平方向で加速度検知用錘４に加
速度が加わった場合、例えば、図２において実線矢印方
向に加速度が加わると、コンデンサＣ１を構成する電極
８ａ，８ｂ間においては、加速度検知用錘４の一方の長
辺側の縁部分が加速度検知用錘４に加わる加速度に応じ
て図２の実線矢印方向に変位することとなる（図２参
照）。
【００２３】また、コンデンサＣ２を構成する電極９
ａ，９ｂ間においては、加速度検知用錘４の部位ハ（図
２参照）が、加速度検知用錘４に加わる加速度に応じて
同じく図２の実線矢印方向へ変位することとなる。さら
に、コンデンサＣ３を構成する電極１０ａ，１０ｂ間に
おいては、加速度検知用錘４の部位ニ（図２及び図４参
照）が、加速度検知用錘４に加わる加速度に応じて同じ
く図２の実線矢印方向へ変位することとなり、コンデン
サＣ４を構成する電極１１ａ，１１ｂ間においては、加
速度検知用錘４の部位ホ（図２及び図４参照）が、同様
に変位することとなる。
ａ，９ｂ間においては、加速度検知用錘４の部位ハ（図
２参照）が、加速度検知用錘４に加わる加速度に応じて
同じく図２の実線矢印方向へ変位することとなる。さら
に、コンデンサＣ３を構成する電極１０ａ，１０ｂ間に
おいては、加速度検知用錘４の部位ニ（図２及び図４参
照）が、加速度検知用錘４に加わる加速度に応じて同じ
く図２の実線矢印方向へ変位することとなり、コンデン
サＣ４を構成する電極１１ａ，１１ｂ間においては、加
速度検知用錘４の部位ホ（図２及び図４参照）が、同様
に変位することとなる。
【００２４】したがって、一組の電極８ａ，８ｂ（電極
９ａ，９ｂ、電極１０ａ，１０ｂ又は電極１１ａ，１１
ｂ）についてみれば、図５に示されたように電極間にお
いて加速度検知用錘４が水平方向で変位し、その変位に
応じた静電容量の変化が電極間に現れることとなるもの
である。そして、各コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４
の端子は、別個独立に外部に出力されるようになってお
り、並列、直列が任意に選択可能となっている。
９ａ，９ｂ、電極１０ａ，１０ｂ又は電極１１ａ，１１
ｂ）についてみれば、図５に示されたように電極間にお
いて加速度検知用錘４が水平方向で変位し、その変位に
応じた静電容量の変化が電極間に現れることとなるもの
である。そして、各コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４
の端子は、別個独立に外部に出力されるようになってお
り、並列、直列が任意に選択可能となっている。
【００２５】本実施例においては、４つのコンデンサＣ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の内、任意に２個のコンデンサを
直列接続して用いるようにしている。この場合の、容量
について考察すると、次のようになる。先ず、各電極８
ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１
ｂの長辺（図２において紙面左右方向の辺）の長さをｌ
とし（図２参照）、加速度検知用錘４が加速度を受けず
静止状態である場合（図１及び図２に示された状態）に
おける各電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０
ｂ，１１ａ，１１ｂ間に入り込んでいる加速度検知用錘
４の長さ（換言すればイージセンサの正面方向（図２に
おいて紙面表裏方向）において、各電極８ａ，８ｂ，９
ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂと加速度検
知用錘４とが、電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，
１０ｂ，１１ａ，１１ｂの短手軸方向で重なり合う長
さ）をｂとし、また、各電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，
１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの間隔（図４及び図５
において紙面上下方向（ｚ方向）における距離）をｈo
とする。さらに、加速度検知用錘４が図２に示される実
線矢印の方向へ加速度を受けてその方向へ変位した際
の、その変位距離をｙとする。
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の内、任意に２個のコンデンサを
直列接続して用いるようにしている。この場合の、容量
について考察すると、次のようになる。先ず、各電極８
ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１
ｂの長辺（図２において紙面左右方向の辺）の長さをｌ
とし（図２参照）、加速度検知用錘４が加速度を受けず
静止状態である場合（図１及び図２に示された状態）に
おける各電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０
ｂ，１１ａ，１１ｂ間に入り込んでいる加速度検知用錘
４の長さ（換言すればイージセンサの正面方向（図２に
おいて紙面表裏方向）において、各電極８ａ，８ｂ，９
ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂと加速度検
知用錘４とが、電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，
１０ｂ，１１ａ，１１ｂの短手軸方向で重なり合う長
さ）をｂとし、また、各電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，
１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの間隔（図４及び図５
において紙面上下方向（ｚ方向）における距離）をｈo
とする。さらに、加速度検知用錘４が図２に示される実
線矢印の方向へ加速度を受けてその方向へ変位した際
の、その変位距離をｙとする。
【００２６】そして、簡便のため、２つのコンデンサを
直列接続した場合、その端子間における容量として、電
極間の加速度検知用錘４が位置する部分についてのみの
容量について考察するとすれば、その容量Ｃは、Ｃ＝ε
・εo・ｌ（ｂ＋ｙ）／２ｈoと表される（以下、「式
１」と言う。）。尚、ここでεは加速度検知用錘４の比
誘電率、εoは空気の誘電率であり、また、加速度検知
用錘４が位置する電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０
ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ間の部分においては、加速
度検知用錘４と各電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０
ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂとの間の間隙は殆ど無視で
きる程度に極めて小さいとする。
直列接続した場合、その端子間における容量として、電
極間の加速度検知用錘４が位置する部分についてのみの
容量について考察するとすれば、その容量Ｃは、Ｃ＝ε
・εo・ｌ（ｂ＋ｙ）／２ｈoと表される（以下、「式
１」と言う。）。尚、ここでεは加速度検知用錘４の比
誘電率、εoは空気の誘電率であり、また、加速度検知
用錘４が位置する電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０
ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ間の部分においては、加速
度検知用錘４と各電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０
ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂとの間の間隙は殆ど無視で
きる程度に極めて小さいとする。
【００２７】このように、加速度検知用錘４の加速度に
応じた変位により、本実施例における加速度センサの出
力信号として得られるコンデンサの容量変化は、加速度
検知用錘４の水平方向における変位量にのみに比例し、
垂直方向、すなわち、各電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，
１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの対向方向（図２にお
いて紙面表裏方向）の変位は何等影響しないので、確実
且つ正確に加速度を知ることができることとなる。
応じた変位により、本実施例における加速度センサの出
力信号として得られるコンデンサの容量変化は、加速度
検知用錘４の水平方向における変位量にのみに比例し、
垂直方向、すなわち、各電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，
１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの対向方向（図２にお
いて紙面表裏方向）の変位は何等影響しないので、確実
且つ正確に加速度を知ることができることとなる。
【００２８】尚、直列接続された端子間に得られる実際
の静電容量は、式１で表される容量に、加速度検知用錘
４が位置しない各電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０
ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ間の静電容量が加わること
となる。また、本実施例における一方向加速度センサ
は、コンデンサを直列接続してなるので、電極の対向方
向、すなわち、垂直方向での加速度検知用錘４の変位に
起因する静電容量の変化は相殺されるようになり、最終
的な静電容量の変化は外部へ殆ど現れない。
の静電容量は、式１で表される容量に、加速度検知用錘
４が位置しない各電極８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０
ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ間の静電容量が加わること
となる。また、本実施例における一方向加速度センサ
は、コンデンサを直列接続してなるので、電極の対向方
向、すなわち、垂直方向での加速度検知用錘４の変位に
起因する静電容量の変化は相殺されるようになり、最終
的な静電容量の変化は外部へ殆ど現れない。
【００２９】尚、本実施例の加速度センサの出力信号か
ら加速度を知るには、例えば、本実施例の加速度センサ
を低周波発信器の発信周波数を決定するコンデンサと抵
抗による時定数回路に接続し、加速度に応じて低周波発
信器の発信周波数が変化するように構成すると共に、こ
の低周波発信器の出力信号を、周波数・電圧変換回路に
入力するようにすることによって、最終的には、加速度
に応じた電圧値を有する電圧信号が得られ、電圧値から
加速度の大きさを知ることができる。
ら加速度を知るには、例えば、本実施例の加速度センサ
を低周波発信器の発信周波数を決定するコンデンサと抵
抗による時定数回路に接続し、加速度に応じて低周波発
信器の発信周波数が変化するように構成すると共に、こ
の低周波発信器の出力信号を、周波数・電圧変換回路に
入力するようにすることによって、最終的には、加速度
に応じた電圧値を有する電圧信号が得られ、電圧値から
加速度の大きさを知ることができる。
【００３０】上述の実施例においては、コンデンサ２つ
を直列接続した場合を例に採り、その場合の容量を考察
したが、直列接続されるコンデンサの数は、必ずしも２
つである必要はなく、例えば、加速度センサが接続され
る回路の電気的特性を考慮して任意に変え得るものであ
り、このため本実施例における一方向加速度センサは、
接続される回路に対する汎用性が高いものとなってい
る。
を直列接続した場合を例に採り、その場合の容量を考察
したが、直列接続されるコンデンサの数は、必ずしも２
つである必要はなく、例えば、加速度センサが接続され
る回路の電気的特性を考慮して任意に変え得るものであ
り、このため本実施例における一方向加速度センサは、
接続される回路に対する汎用性が高いものとなってい
る。
【００３１】また、本実施例においては、４つのコンデ
サＣ１〜Ｃ４を設けたが、必ずしも４つである必要はな
いことは勿論である。同様に、本実施例における振動検
知部材には、３つのスリット５ａ〜５ｃを設けたが、こ
のスリットの数はあくまで一例であり、勿論これ以外の
数としても良いものである。
サＣ１〜Ｃ４を設けたが、必ずしも４つである必要はな
いことは勿論である。同様に、本実施例における振動検
知部材には、３つのスリット５ａ〜５ｃを設けたが、こ
のスリットの数はあくまで一例であり、勿論これ以外の
数としても良いものである。
【００３２】
【発明の効果】以上、述べたように本発明によれば、電
極の対向方向と直交する方向で加速度検知部材が変位で
きるようにして構成することにより、電極の対向方向で
の厚みを薄くしても加速度検知部材の変位可能な範囲を
十分に確保できるので、従来と異なり加速度検知部材の
変位に対する過制動が生ずることがなく、簡易な構造
で、確実且つ十分な加速度の検知を行うことができるも
のである。また、検知特性は、本質的に温度等の環境変
化による影響が少ないので、信頼性の高い一方向加速度
センサを提供することができるという効果を奏するもの
である。
極の対向方向と直交する方向で加速度検知部材が変位で
きるようにして構成することにより、電極の対向方向で
の厚みを薄くしても加速度検知部材の変位可能な範囲を
十分に確保できるので、従来と異なり加速度検知部材の
変位に対する過制動が生ずることがなく、簡易な構造
で、確実且つ十分な加速度の検知を行うことができるも
のである。また、検知特性は、本質的に温度等の環境変
化による影響が少ないので、信頼性の高い一方向加速度
センサを提供することができるという効果を奏するもの
である。
【図１】 本発明に係る加速度センサの主要部の全体斜
視図である。
視図である。
【図２】 本発明に係る加速度センサの主要部の平面図
である。
である。
【図３】 本実施例における加速度センサの側面図であ
る。
る。
【図４】 本実施例における加速度センサの主要部の部
分縦断面図である。
分縦断面図である。
【図５】 一組のコンデンサ部分について部分縦断面図
である。
である。
１…枠状基板 ８ａ，８ｂ…電極 ２…開口 ９ａ，９ｂ…電極 ３ａ，３ｂ…支持棹 １０ａ，１０ｂ…電
極 ４…加速度検知用錘 １１ａ，１１ｂ…電
極 ５ａ，５ｂ…スリット
極 ４…加速度検知用錘 １１ａ，１１ｂ…電
極 ５ａ，５ｂ…スリット
Claims (3)
- 【請求項１】 互いの平面部分で平行に対向してなる２
つの電極からなる平行平板コンデンサを複数設けると共
に、これら複数のコンデンサを直列接続する一方、 前記複数の平行平板コンデンサを構成する電極間には、
加速度に応じて変位する加速度検知部材を電極の対向方
向に対して直交する方向に変位自在に設けてなることを
特徴とする一方向加速度センサ。 - 【請求項２】 複数のコンデンサを構成する各々の電極
は、同一方向に適宜な間隔で配置される一方、 加速度検知部材は固定部材から平行に延設された２つの
支持棹の間に設けられた平板部材からなり、前記平板部
材には前記複数のコンデンサの配設方向において、複数
のスリットを形成し、各スリット間の部位がそれぞれ各
コンデンサを構成する電極間に位置するようにしたこと
を特徴とする請求項１記載の一方向加速度センサ。 - 【請求項３】 支持棹は電極の対向方向と直交する方向
において肉薄に形成されてなることを特徴とする請求項
２記載の一方向加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17769094A JPH0821852A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 一方向加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17769094A JPH0821852A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 一方向加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0821852A true JPH0821852A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=16035409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17769094A Pending JPH0821852A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 一方向加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821852A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001075457A1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Acceleration sensor |
-
1994
- 1994-07-07 JP JP17769094A patent/JPH0821852A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001075457A1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Acceleration sensor |
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