JPH0850141A - 圧電型加速度センサ - Google Patents
圧電型加速度センサInfo
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- JPH0850141A JPH0850141A JP18491394A JP18491394A JPH0850141A JP H0850141 A JPH0850141 A JP H0850141A JP 18491394 A JP18491394 A JP 18491394A JP 18491394 A JP18491394 A JP 18491394A JP H0850141 A JPH0850141 A JP H0850141A
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- Japan
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- acceleration sensor
- piezoelectric
- rectangular plate
- side surfaces
- piezoelectric ceramic
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 接着による感度への影響が非常に少なく、し
かも一層低周波数での加速度検出が可能である共に、小
型で表面実装が容易な構造の圧電型加速度センサを提供
すること。 【構成】 圧電セラミック矩形板１１では、一方向にお
いて対向する両側面よりそれぞれの端部が１つおきに露
出するように互い違いに複数の内部電極１２が埋設され
ると共に、他方向において対向する両側面より露出する
ように空洞部１３が設けられている。ここで、各内部電
極１２は一方向とは垂直な方向の一端側に設けられ、空
洞部１３は各内部電極１２がそれぞれ互いに対向する部
分に沿うように設けられている。この圧電セラミック矩
形板１１の一方向において対向する両側面にはそれぞれ
外部電極１４が設けられた上、信号処理部（図示せず）
による配線が各電極に施されて圧電型加速度センサが構
成される。
かも一層低周波数での加速度検出が可能である共に、小
型で表面実装が容易な構造の圧電型加速度センサを提供
すること。 【構成】 圧電セラミック矩形板１１では、一方向にお
いて対向する両側面よりそれぞれの端部が１つおきに露
出するように互い違いに複数の内部電極１２が埋設され
ると共に、他方向において対向する両側面より露出する
ように空洞部１３が設けられている。ここで、各内部電
極１２は一方向とは垂直な方向の一端側に設けられ、空
洞部１３は各内部電極１２がそれぞれ互いに対向する部
分に沿うように設けられている。この圧電セラミック矩
形板１１の一方向において対向する両側面にはそれぞれ
外部電極１４が設けられた上、信号処理部（図示せず）
による配線が各電極に施されて圧電型加速度センサが構
成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加速度の大きさに比例
した電圧を出力する圧電型加速度センサに関し、詳しく
は低周波数でも出力が得られるように内部電極を積層構
造とした圧電型加速度センサに関する。
した電圧を出力する圧電型加速度センサに関し、詳しく
は低周波数でも出力が得られるように内部電極を積層構
造とした圧電型加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、加速度検出には種々の方式による
検出装置（センサ）が開発されているが、特に圧電セラ
ミックスを用いた圧電型加速度センサの場合、構造が簡
素であると共に、高温使用条件下であっても十分に機能
するという利点があり、各種機器の振動検出やノッキン
グ検出等に適するため、例えば自動車の衝突時における
安全確保用のエアバックやアンチロックブレーキシステ
ム（ＡＢＳ），空調装置のコンプレッサ，或いは洗濯機
の脱水槽における異常振動の検出器等に幅広く用いられ
ている。
検出装置（センサ）が開発されているが、特に圧電セラ
ミックスを用いた圧電型加速度センサの場合、構造が簡
素であると共に、高温使用条件下であっても十分に機能
するという利点があり、各種機器の振動検出やノッキン
グ検出等に適するため、例えば自動車の衝突時における
安全確保用のエアバックやアンチロックブレーキシステ
ム（ＡＢＳ），空調装置のコンプレッサ，或いは洗濯機
の脱水槽における異常振動の検出器等に幅広く用いられ
ている。
【０００３】従来の圧電型加速度センサの一例として
は、特願平４−２１６２０７号に提案されたものが挙げ
られる。この圧電型加速度センサは、図４に示すよう
に、基板２３の一方側の片側上に設けた支持板２２上に
複数の内部電極を有する圧電セラミックス矩形板２１の
片端を設けて片端支持構造を成すものであるが、更に基
板２３の他方側の片側上にも支持板２２を設け、２つの
支持板２２上に圧電セラミックス矩形板２１の両端を設
けることにより両端支持構造として構成される場合もあ
る。
は、特願平４−２１６２０７号に提案されたものが挙げ
られる。この圧電型加速度センサは、図４に示すよう
に、基板２３の一方側の片側上に設けた支持板２２上に
複数の内部電極を有する圧電セラミックス矩形板２１の
片端を設けて片端支持構造を成すものであるが、更に基
板２３の他方側の片側上にも支持板２２を設け、２つの
支持板２２上に圧電セラミックス矩形板２１の両端を設
けることにより両端支持構造として構成される場合もあ
る。
【０００４】このような構成の圧電型加速度センサによ
って加速度を検出する際、加速度を受けた場合に生じる
慣性力が支持板２２に対して段差を成す圧電セラミック
ス矩形板２１に作用し、その慣性力の大きさに比例した
電圧が圧電効果によって発生するため、この電圧を信号
処理部（図示せず）で検出することによって加速度の大
きさを検知することができる。
って加速度を検出する際、加速度を受けた場合に生じる
慣性力が支持板２２に対して段差を成す圧電セラミック
ス矩形板２１に作用し、その慣性力の大きさに比例した
電圧が圧電効果によって発生するため、この電圧を信号
処理部（図示せず）で検出することによって加速度の大
きさを検知することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した圧電型加速度
センサの場合、支持板により圧電セラミックス矩形板の
片端か両端かを支持するように接着固定する構造である
ため、低周波数の振動を検出するための用途で使用する
と、接着材の材質，特に接着材の硬度により加速度セン
サの感度が影響を受けてバラツキを生じてしまうので、
接着材の選定が困難になってしまうという問題がある。
センサの場合、支持板により圧電セラミックス矩形板の
片端か両端かを支持するように接着固定する構造である
ため、低周波数の振動を検出するための用途で使用する
と、接着材の材質，特に接着材の硬度により加速度セン
サの感度が影響を受けてバラツキを生じてしまうので、
接着材の選定が困難になってしまうという問題がある。
【０００６】又、支持板に圧電セラミックス矩形板を接
着固定する際、接着寸法の精度が直接的に加速度センサ
の感度に影響を与えるので、性能のバラツキが少ない圧
電型加速度センサを製造するためには、その接着工程に
おいて接着を極めて高精度に行わなければならず、接着
工程にも困難を伴い易いという欠点がある。
着固定する際、接着寸法の精度が直接的に加速度センサ
の感度に影響を与えるので、性能のバラツキが少ない圧
電型加速度センサを製造するためには、その接着工程に
おいて接着を極めて高精度に行わなければならず、接着
工程にも困難を伴い易いという欠点がある。
【０００７】更に、上述した圧電型加速度センサの構造
であると、最近の電子部品の軽薄短小化や表面実装型デ
バイス（ＳＭＤ）化に伴う圧電型加速度センサに対する
小型高性能化や表面実装型デバイス化の要求に対して限
界がある。
であると、最近の電子部品の軽薄短小化や表面実装型デ
バイス（ＳＭＤ）化に伴う圧電型加速度センサに対する
小型高性能化や表面実装型デバイス化の要求に対して限
界がある。
【０００８】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、接着による感度へ
の影響が非常に少なく、しかも一層低周波数での加速度
検出が可能である共に、小型で表面実装が容易な構造の
圧電型加速度センサを提供することにある。
なされたもので、その技術的課題は、接着による感度へ
の影響が非常に少なく、しかも一層低周波数での加速度
検出が可能である共に、小型で表面実装が容易な構造の
圧電型加速度センサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一方向
において対向する両側面よりそれぞれの端部が１つおき
に露出するように互い違いに埋設された複数の内部電極
を有すると共に、他方向において対向する両側面より露
出するように設けられた空洞部を有する圧電セラミック
矩形板を含み、空洞部は、複数の内部電極がそれぞれ互
いに対向する部分に沿うように設けられた圧電型加速度
センサが得られる。
において対向する両側面よりそれぞれの端部が１つおき
に露出するように互い違いに埋設された複数の内部電極
を有すると共に、他方向において対向する両側面より露
出するように設けられた空洞部を有する圧電セラミック
矩形板を含み、空洞部は、複数の内部電極がそれぞれ互
いに対向する部分に沿うように設けられた圧電型加速度
センサが得られる。
【００１０】又、本発明によれば、上記圧電型加速度セ
ンサにおいて、空洞部は複数の内部電極を挟んで互いに
対向するように列設された圧電型加速度センサや、複数
の内部電極は圧電セラミック矩形板の一方向とは垂直な
方向の一端側に設けられた圧電型加速度センサが得られ
る。
ンサにおいて、空洞部は複数の内部電極を挟んで互いに
対向するように列設された圧電型加速度センサや、複数
の内部電極は圧電セラミック矩形板の一方向とは垂直な
方向の一端側に設けられた圧電型加速度センサが得られ
る。
【００１１】更に、本発明によれば、上記圧電型加速度
センサにおいて、圧電セラミック矩形板の一端側に位置
される表面上には共振周波数を調整するための荷重部が
設けられた圧電型加速度センサや、或いはこの圧電型加
速度センサにおいて、荷重部は圧電セラミック矩形板か
ら得られる出力信号を電気的に処理するための電子部品
であり、該電子部品は圧電セラミック矩形板の一方向に
おいて対向する両側面に設けられる外部電極との間で電
気的に接続を行うための導電部を有する圧電型加速度セ
ンサが得られる。
センサにおいて、圧電セラミック矩形板の一端側に位置
される表面上には共振周波数を調整するための荷重部が
設けられた圧電型加速度センサや、或いはこの圧電型加
速度センサにおいて、荷重部は圧電セラミック矩形板か
ら得られる出力信号を電気的に処理するための電子部品
であり、該電子部品は圧電セラミック矩形板の一方向に
おいて対向する両側面に設けられる外部電極との間で電
気的に接続を行うための導電部を有する圧電型加速度セ
ンサが得られる。
【００１２】加えて、本発明によれば、上記何れか一つ
の圧電型加速度センサにおいて、圧電セラミック矩形板
の他方向において対向する両側面には空洞部を覆う弾性
被覆材が設けられた圧電型加速度センサが得られる。
の圧電型加速度センサにおいて、圧電セラミック矩形板
の他方向において対向する両側面には空洞部を覆う弾性
被覆材が設けられた圧電型加速度センサが得られる。
【００１３】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明の圧電型加速度
センサについて、図面を参照して詳細に説明する。
センサについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】図１は、本発明の一実施例に係る圧電型加
速度センサの要部構成を示したもので、（ａ）はその外
観斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ′方向に
おける断面側面図である。
速度センサの要部構成を示したもので、（ａ）はその外
観斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ′方向に
おける断面側面図である。
【００１５】この圧電型加速度センサは、一方向におい
て対向する両側面よりそれぞれの端部が１つおきに露出
するように互い違いに埋設された複数の内部電極１２を
有すると共に、他方向において対向する両側面より露出
するように設けられた空洞部１３を有する圧電セラミッ
ク矩形板１１と、この圧電セラミック矩形板１１の一方
向において対向する両側面にそれぞれ設けられた外部電
極１４と、信号処理部（図示せず）とを含んでいる。
て対向する両側面よりそれぞれの端部が１つおきに露出
するように互い違いに埋設された複数の内部電極１２を
有すると共に、他方向において対向する両側面より露出
するように設けられた空洞部１３を有する圧電セラミッ
ク矩形板１１と、この圧電セラミック矩形板１１の一方
向において対向する両側面にそれぞれ設けられた外部電
極１４と、信号処理部（図示せず）とを含んでいる。
【００１６】ここで、複数の内部電極１２は圧電セラミ
ック矩形板１１の一方向において対向する両側面でそれ
ぞれ外部電極１４に接続され、空洞部１３は各内部電極
１２を挟んで互いに対向し，且つ各内部電極１２がそれ
ぞれ互いに対向する部分に沿うように列設されている。
又、圧電セラミック矩形板１１の他方向において対向す
る両側面には空洞部１３を覆う弾性被覆材１５が設けら
れている。
ック矩形板１１の一方向において対向する両側面でそれ
ぞれ外部電極１４に接続され、空洞部１３は各内部電極
１２を挟んで互いに対向し，且つ各内部電極１２がそれ
ぞれ互いに対向する部分に沿うように列設されている。
又、圧電セラミック矩形板１１の他方向において対向す
る両側面には空洞部１３を覆う弾性被覆材１５が設けら
れている。
【００１７】このように一方向において対向する両側面
で外部電極１４に接続する複数の内部電極１２を有する
圧電セラミック矩形板１１を製造するためには、周知の
積層セラミックコンデンサを製造する場合と同様に、圧
電セラミックスの仮焼粉末を有機バインダーに分散して
得られるセラミックグリーンシートに内部電極用ペース
トをスクリーン印刷し、このような印刷シートを所用枚
数圧着した後、脱バインダーして焼結することで容易に
得ることができる。
で外部電極１４に接続する複数の内部電極１２を有する
圧電セラミック矩形板１１を製造するためには、周知の
積層セラミックコンデンサを製造する場合と同様に、圧
電セラミックスの仮焼粉末を有機バインダーに分散して
得られるセラミックグリーンシートに内部電極用ペース
トをスクリーン印刷し、このような印刷シートを所用枚
数圧着した後、脱バインダーして焼結することで容易に
得ることができる。
【００１８】又、複数の内部電極１２の積層方向を挟む
両側に各内部電極１２の対向する部分に沿った空洞部１
３を形成する（空洞部１３はその内部表面積の一部が各
内部電極１２の対向する部分における面積とほぼ等しく
なっている）ためには、スクリーン印刷時に内部電極ペ
ーストを印刷する代りに脱バインダーを行うと共に、焼
結に際しては熱分解して消失する有機物ペーストを印刷
するものとし、この有機物ペーストで規定される形状部
分を各内部電極１２の上下部に積層した上、熱圧着，脱
バインダー，焼結を行うことで形成することができる。
因みに、空洞部１３の厚さは有機物ペーストを印刷する
厚みによって調整できる。
両側に各内部電極１２の対向する部分に沿った空洞部１
３を形成する（空洞部１３はその内部表面積の一部が各
内部電極１２の対向する部分における面積とほぼ等しく
なっている）ためには、スクリーン印刷時に内部電極ペ
ーストを印刷する代りに脱バインダーを行うと共に、焼
結に際しては熱分解して消失する有機物ペーストを印刷
するものとし、この有機物ペーストで規定される形状部
分を各内部電極１２の上下部に積層した上、熱圧着，脱
バインダー，焼結を行うことで形成することができる。
因みに、空洞部１３の厚さは有機物ペーストを印刷する
厚みによって調整できる。
【００１９】更に、圧電セラミック矩形板１１の他方向
において対向する両側面で空洞部１３を覆った弾性被覆
材１５は、表面が露出された構成の空洞部１３に塵等の
異物が侵入すると、加速度による慣性力が各内部電極１
２の積層部分に働いたときにその積層部分の弾性変形を
阻害して正確な圧電効果による出力電圧が得られなくな
り、その結果、加速度センサとしての性能が劣化されて
しまうため、こうした空洞部１３に対する異物の侵入を
阻止するために設けたものである。従って、この被覆材
１５には例えばシリコン樹脂等，各内部電極１２の積層
部分の弾性変形を阻害しないような柔軟な材質を用いる
ことが必要となる。
において対向する両側面で空洞部１３を覆った弾性被覆
材１５は、表面が露出された構成の空洞部１３に塵等の
異物が侵入すると、加速度による慣性力が各内部電極１
２の積層部分に働いたときにその積層部分の弾性変形を
阻害して正確な圧電効果による出力電圧が得られなくな
り、その結果、加速度センサとしての性能が劣化されて
しまうため、こうした空洞部１３に対する異物の侵入を
阻止するために設けたものである。従って、この被覆材
１５には例えばシリコン樹脂等，各内部電極１２の積層
部分の弾性変形を阻害しないような柔軟な材質を用いる
ことが必要となる。
【００２０】そこで、以下はこの圧電型加速度センサの
製造方法を具体的に説明する。先ず圧電性セラミックス
として、Ｐｂ（Ｎｉ・Ｎｂ）Ｔｉ・Ｚｒ・Ｏ3 系セラミ
ックスを用いて厚さ３０μｍのグリーンシートを準備
し、このグリーンシート上に銀−パラジウム系電極ペー
ストを用いて寸法が縦３ｍｍ×横４ｍｍの内部電極パタ
ーンを印刷した。次に、内部電極パターンが一層ずつ対
向した電極を成すように積層セラミックコンデンサ構造
に従って内部電極１２を１２層積層した。
製造方法を具体的に説明する。先ず圧電性セラミックス
として、Ｐｂ（Ｎｉ・Ｎｂ）Ｔｉ・Ｚｒ・Ｏ3 系セラミ
ックスを用いて厚さ３０μｍのグリーンシートを準備
し、このグリーンシート上に銀−パラジウム系電極ペー
ストを用いて寸法が縦３ｍｍ×横４ｍｍの内部電極パタ
ーンを印刷した。次に、内部電極パターンが一層ずつ対
向した電極を成すように積層セラミックコンデンサ構造
に従って内部電極１２を１２層積層した。
【００２１】引き続き、各内部電極１２の積層部分の上
下部に、エチルセルロースをα−テルピネオールに溶解
して得た有機物ペーストを寸法が縦３ｍｍ×横３ｍｍ，
厚さ２０μｍに印刷して成るグリーンシートを積層し
た。更に、この有機物印刷グリーンシートの上下部にセ
ラミックグリーンシートを１０枚ずつ積層して熱圧着す
ることにより、寸法が縦３ｍｍ×横５ｍｍ×厚さ１．２
ｍｍの未焼結状態のセラミックス積層体を得た。
下部に、エチルセルロースをα−テルピネオールに溶解
して得た有機物ペーストを寸法が縦３ｍｍ×横３ｍｍ，
厚さ２０μｍに印刷して成るグリーンシートを積層し
た。更に、この有機物印刷グリーンシートの上下部にセ
ラミックグリーンシートを１０枚ずつ積層して熱圧着す
ることにより、寸法が縦３ｍｍ×横５ｍｍ×厚さ１．２
ｍｍの未焼結状態のセラミックス積層体を得た。
【００２２】この後、セラミックス積層体を脱バインダ
処理した後、大気中１１００℃で焼結して得られた焼結
体に対し、各内部電極１２が露出した両側面に外部電極
１４を形成すると共に、空洞部１３が露出した両側面上
にゴム硬度３０のシリコン樹脂による被覆材１５をコー
ティングし、寸法が縦２．５ｍｍ×横４．５ｍｍ×厚さ
１．０ｍｍの外部電極１４を含む圧電セラミック矩形板
１１を作製した。最後に信号処理部からの配線を各電極
に施して圧電型加速度センサを試作した。
処理した後、大気中１１００℃で焼結して得られた焼結
体に対し、各内部電極１２が露出した両側面に外部電極
１４を形成すると共に、空洞部１３が露出した両側面上
にゴム硬度３０のシリコン樹脂による被覆材１５をコー
ティングし、寸法が縦２．５ｍｍ×横４．５ｍｍ×厚さ
１．０ｍｍの外部電極１４を含む圧電セラミック矩形板
１１を作製した。最後に信号処理部からの配線を各電極
に施して圧電型加速度センサを試作した。
【００２３】このようにして得られた圧電型加速度セン
サを振動試験器に取付け、加速度を可変的に与えたとき
の出力信号を１０００倍の電荷増幅を伴うインピーダン
ス変換部を介して出力電圧として得ることにより、加速
度（Ｇ）−周波数（Ｈｚ）に対する出力電圧（ｍＶ）を
測定したところ、０．０１Ｇ−０．１Ｈｚでは３ｍＶ，
０．１Ｇ−０．１Ｈｚでは１６ｍＶ，１．０Ｇ−１．０
Ｈｚでは２４５ｍＶ，１．０Ｇ−１００Ｈｚでは２５０
ｍＶとなった。
サを振動試験器に取付け、加速度を可変的に与えたとき
の出力信号を１０００倍の電荷増幅を伴うインピーダン
ス変換部を介して出力電圧として得ることにより、加速
度（Ｇ）−周波数（Ｈｚ）に対する出力電圧（ｍＶ）を
測定したところ、０．０１Ｇ−０．１Ｈｚでは３ｍＶ，
０．１Ｇ−０．１Ｈｚでは１６ｍＶ，１．０Ｇ−１．０
Ｈｚでは２４５ｍＶ，１．０Ｇ−１００Ｈｚでは２５０
ｍＶとなった。
【００２４】これにより、試作した圧電型加速度センサ
は、０．１Ｈｚの低周波数でも出力電圧が加速度の大き
さに比例して得られ、しかも加速度が０．０１Ｇ〜１．
０Ｇ，周波数が０．１Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で使用可
能となることが判った。
は、０．１Ｈｚの低周波数でも出力電圧が加速度の大き
さに比例して得られ、しかも加速度が０．０１Ｇ〜１．
０Ｇ，周波数が０．１Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で使用可
能となることが判った。
【００２５】図２は、本発明の他の実施例に係る圧電型
加速度センサの要部構成を示したもので、（ａ）はその
外観斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ′方向
における断面側面図である。
加速度センサの要部構成を示したもので、（ａ）はその
外観斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ′方向
における断面側面図である。
【００２６】この圧電型加速度センサでは、先の実施例
のものと比較すれば、複数の内部電極１２が圧電セラミ
ック矩形板１１の一方向とは垂直な方向の一端側（上端
側）に設けられ、１つの空洞部１３が各内部電極１２の
それぞれ互いに対向する部分に沿うように設けられた点
で相違している。
のものと比較すれば、複数の内部電極１２が圧電セラミ
ック矩形板１１の一方向とは垂直な方向の一端側（上端
側）に設けられ、１つの空洞部１３が各内部電極１２の
それぞれ互いに対向する部分に沿うように設けられた点
で相違している。
【００２７】この圧電型加速度センサにおいて、各部を
製造するための技術は、先の実施例の場合と同様である
が、この圧電型加速度センサでは加速度による慣性力が
各内部電極１２の積層部分に働いたとき、その積層方向
の下部側に設けられた空洞部１３とその上部側との間を
振動方向とする支持構造となる。
製造するための技術は、先の実施例の場合と同様である
が、この圧電型加速度センサでは加速度による慣性力が
各内部電極１２の積層部分に働いたとき、その積層方向
の下部側に設けられた空洞部１３とその上部側との間を
振動方向とする支持構造となる。
【００２８】そこで、この圧電型加速度センサにおける
製造方法についても具体的に説明する。この圧電型加速
度センサを製造する場合も、先ず圧電性セラミックスと
して、Ｐｂ（Ｎｉ・Ｎｂ）Ｔｉ・Ｚｒ・Ｏ3 系セラミッ
クスを用いて厚さ３０μｍのグリーンシートを準備し、
このグリーンシート上に銀−パラジウム系電極ペースト
を用いて寸法が縦３ｍｍ×横４ｍｍの内部電極パターン
を印刷した。次に、内部電極パターンが一層ずつ対向し
た電極を成すように積層セラミックコンデンサ構造に従
って内部電極１２を６層積層した。
製造方法についても具体的に説明する。この圧電型加速
度センサを製造する場合も、先ず圧電性セラミックスと
して、Ｐｂ（Ｎｉ・Ｎｂ）Ｔｉ・Ｚｒ・Ｏ3 系セラミッ
クスを用いて厚さ３０μｍのグリーンシートを準備し、
このグリーンシート上に銀−パラジウム系電極ペースト
を用いて寸法が縦３ｍｍ×横４ｍｍの内部電極パターン
を印刷した。次に、内部電極パターンが一層ずつ対向し
た電極を成すように積層セラミックコンデンサ構造に従
って内部電極１２を６層積層した。
【００２９】引き続き、各内部電極１２の積層部分の下
部に、エチルセルロースをα−テルピネオールに溶解し
て得た有機物ペーストを寸法が縦３ｍｍ×横３ｍｍ，厚
さ２０μｍに印刷して成るグリーンシートを積層した。
更に、この有機物印刷グリーンシートの下部にセラミッ
クグリーンシートを１０枚積層して熱圧着することによ
り、寸法が縦３ｍｍ×横５ｍｍ×厚さ０．６ｍｍの未焼
結状態のセラミックス積層体を得た。
部に、エチルセルロースをα−テルピネオールに溶解し
て得た有機物ペーストを寸法が縦３ｍｍ×横３ｍｍ，厚
さ２０μｍに印刷して成るグリーンシートを積層した。
更に、この有機物印刷グリーンシートの下部にセラミッ
クグリーンシートを１０枚積層して熱圧着することによ
り、寸法が縦３ｍｍ×横５ｍｍ×厚さ０．６ｍｍの未焼
結状態のセラミックス積層体を得た。
【００３０】この後、セラミックス積層体を脱バインダ
処理した後、大気中１１００℃で焼結して得られた焼結
体に対し、各内部電極層１２が露出した両側面に外部電
極１４を形成し、寸法が縦２．５ｍｍ×横４．５ｍｍ×
厚さ０．５ｍｍの外部電極１４を含む圧電セラミック矩
形板１１を作製した。最後に信号処理部からの配線を各
電極に施して圧電型加速度センサを試作した。
処理した後、大気中１１００℃で焼結して得られた焼結
体に対し、各内部電極層１２が露出した両側面に外部電
極１４を形成し、寸法が縦２．５ｍｍ×横４．５ｍｍ×
厚さ０．５ｍｍの外部電極１４を含む圧電セラミック矩
形板１１を作製した。最後に信号処理部からの配線を各
電極に施して圧電型加速度センサを試作した。
【００３１】このようにして得られた圧電型加速度セン
サを振動試験器に取付け、加速度を可変的に与えたとき
の出力信号を１０００倍の電荷増幅を伴うインピーダン
ス変換部を介して出力電圧として得ることにより、加速
度（Ｇ）−周波数（Ｈｚ）に対する出力電圧（ｍＶ）を
測定したところ、０．０１Ｇ−０．１Ｈｚでは５ｍＶ，
０．１Ｇ−０．１Ｈｚでは４７ｍＶ，１．０Ｇ−１．０
Ｈｚでは４５０ｍＶ，１．０Ｇ−１００Ｈｚでは４６０
ｍＶとなった。
サを振動試験器に取付け、加速度を可変的に与えたとき
の出力信号を１０００倍の電荷増幅を伴うインピーダン
ス変換部を介して出力電圧として得ることにより、加速
度（Ｇ）−周波数（Ｈｚ）に対する出力電圧（ｍＶ）を
測定したところ、０．０１Ｇ−０．１Ｈｚでは５ｍＶ，
０．１Ｇ−０．１Ｈｚでは４７ｍＶ，１．０Ｇ−１．０
Ｈｚでは４５０ｍＶ，１．０Ｇ−１００Ｈｚでは４６０
ｍＶとなった。
【００３２】この結果、この圧電型加速度センサにおい
ても、０．１Ｈｚの低周波数で出力電圧が加速度の大き
さに比例して得られ、しかも加速度が０．０１Ｇ〜１．
０Ｇ，周波数が０．１Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で使用可
能となることが判った。
ても、０．１Ｈｚの低周波数で出力電圧が加速度の大き
さに比例して得られ、しかも加速度が０．０１Ｇ〜１．
０Ｇ，周波数が０．１Ｈｚ〜１００Ｈｚの範囲で使用可
能となることが判った。
【００３３】因みに、この圧電型加速度センサにおいて
も、加速度センサとしての基本性能を確保するため、先
の実施例の場合と同様に空洞部１３を覆う弾性被覆材１
５を設けると有効である。
も、加速度センサとしての基本性能を確保するため、先
の実施例の場合と同様に空洞部１３を覆う弾性被覆材１
５を設けると有効である。
【００３４】図３は、本発明の別の実施例に係る圧電型
加速度センサの要部構成を斜視図により示したものであ
る。
加速度センサの要部構成を斜視図により示したものであ
る。
【００３５】この圧電型加速度センサの場合、先の他の
実施例に係る圧電型加速度センサと比較すれば、各内部
電極１２の上端側に位置される圧電セラミック矩形板１
１の表面上のほぼ中央部分に共振周波数を調整するため
の荷重部が設けられ、この荷重部が図示のように圧電セ
ラミック矩形板１１から得られる出力信号を電気的に処
理するための信号処理部としての電子部品３１ａ，３１
ｂとなっている。
実施例に係る圧電型加速度センサと比較すれば、各内部
電極１２の上端側に位置される圧電セラミック矩形板１
１の表面上のほぼ中央部分に共振周波数を調整するため
の荷重部が設けられ、この荷重部が図示のように圧電セ
ラミック矩形板１１から得られる出力信号を電気的に処
理するための信号処理部としての電子部品３１ａ，３１
ｂとなっている。
【００３６】これらの電子部品３１ａ，３１ｂは圧電セ
ラミック矩形板１１の一方向において対向する両側面に
設けられる外部電極１４との間で電気的に接続を行うた
めの導電部を有している。このため、圧電型加速度セン
サの上端側に位置される圧電セラミック矩形板１１の表
面上には、外部電極１４と各電子部品３１ａ，３１ｂの
導電部との間を電気的に接続するための導電性パターン
が形成されている。
ラミック矩形板１１の一方向において対向する両側面に
設けられる外部電極１４との間で電気的に接続を行うた
めの導電部を有している。このため、圧電型加速度セン
サの上端側に位置される圧電セラミック矩形板１１の表
面上には、外部電極１４と各電子部品３１ａ，３１ｂの
導電部との間を電気的に接続するための導電性パターン
が形成されている。
【００３７】ところで、この圧電型加速度センサのよう
に、各内部電極１２の積層部分の上部から質量を付加す
る場合、その質量が大きい程、支持振動の共振周波数が
低くなるため、一層低周波数での加速度検出が可能とな
る。更に、この圧電型加速度センサの場合、出力電圧が
数ｍＶか、或いはそれよりも小さい電圧であり、こうし
た信号を処理するためには電気的処理としてインピーダ
ンス変換と電圧増幅とが必要になるので、上述したよう
に荷重部を各電子部品３１ａ，３１ｂとして各内部電極
１２の積層部分の上に載置した上で、電気的な配線を行
うことで小型の加速度センサを構成することができる。
に、各内部電極１２の積層部分の上部から質量を付加す
る場合、その質量が大きい程、支持振動の共振周波数が
低くなるため、一層低周波数での加速度検出が可能とな
る。更に、この圧電型加速度センサの場合、出力電圧が
数ｍＶか、或いはそれよりも小さい電圧であり、こうし
た信号を処理するためには電気的処理としてインピーダ
ンス変換と電圧増幅とが必要になるので、上述したよう
に荷重部を各電子部品３１ａ，３１ｂとして各内部電極
１２の積層部分の上に載置した上で、電気的な配線を行
うことで小型の加速度センサを構成することができる。
【００３８】そこで、この圧電型加速度センサでは、各
電子部品３１ａ，３１ｂをそれぞれインピーダンス変換
のための抵抗，ＦＥＴとし、これらを外部電極１４との
間で電気的に接続した構成として圧電型加速度センサを
試作し、この圧電型加速度センサを振動試験器に取付け
て加速度を与えたときの出力信号を１０００倍の電圧増
幅回路を介して出力電圧として得ることにより、加速度
（Ｇ）−周波数（Ｈｚ）に対する出力電圧（ｍＶ）を測
定したところ、０．０１Ｇ−０．０１Ｈｚでは０．７ｍ
Ｖ，０．０１Ｇ−０．０１Ｈｚでは６．０ｍＶ，０．１
０Ｇ−０．１０Ｈｚでは５８ｍＶ，０．１０Ｇ−１０Ｈ
ｚでは５９ｍＶとなった。
電子部品３１ａ，３１ｂをそれぞれインピーダンス変換
のための抵抗，ＦＥＴとし、これらを外部電極１４との
間で電気的に接続した構成として圧電型加速度センサを
試作し、この圧電型加速度センサを振動試験器に取付け
て加速度を与えたときの出力信号を１０００倍の電圧増
幅回路を介して出力電圧として得ることにより、加速度
（Ｇ）−周波数（Ｈｚ）に対する出力電圧（ｍＶ）を測
定したところ、０．０１Ｇ−０．０１Ｈｚでは０．７ｍ
Ｖ，０．０１Ｇ−０．０１Ｈｚでは６．０ｍＶ，０．１
０Ｇ−０．１０Ｈｚでは５８ｍＶ，０．１０Ｇ−１０Ｈ
ｚでは５９ｍＶとなった。
【００３９】この結果、この圧電型加速度センサでは、
０．０１Ｈｚの低周波数でも出力電圧が加速度の大きさ
に比例して得られ、しかも加速度が０．０１Ｇ〜０．１
０Ｇ，周波数が０．０１Ｈｚ〜１０Ｈｚの範囲で使用可
能となることが判った。
０．０１Ｈｚの低周波数でも出力電圧が加速度の大きさ
に比例して得られ、しかも加速度が０．０１Ｇ〜０．１
０Ｇ，周波数が０．０１Ｈｚ〜１０Ｈｚの範囲で使用可
能となることが判った。
【００４０】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の圧電型
加速度センサによれば、内部電極を有する圧電セラミッ
クス矩形板に空洞部を設けて内部電極及び空洞部の間を
振動方向とする構成としているので、従来の片端支持構
造や両端支持構造における組み立てに要した接着工程が
不要となる。この結果、一層低周波数での加速度検出が
可能である共に、表面実装を容易に行い得る小型で高感
度な圧電型加速度センサを提供することができるように
なる。
加速度センサによれば、内部電極を有する圧電セラミッ
クス矩形板に空洞部を設けて内部電極及び空洞部の間を
振動方向とする構成としているので、従来の片端支持構
造や両端支持構造における組み立てに要した接着工程が
不要となる。この結果、一層低周波数での加速度検出が
可能である共に、表面実装を容易に行い得る小型で高感
度な圧電型加速度センサを提供することができるように
なる。
【図１】本発明の一実施例に係る圧電型加速度センサの
要部構成を示したもので、（ａ）はその外観斜視図、
（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ′方向における断面側面図
である。
要部構成を示したもので、（ａ）はその外観斜視図、
（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ′方向における断面側面図
である。
【図２】本発明の他の実施例に係る圧電型加速度センサ
の要部構成を示したもので、（ａ）はその外観斜視図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′方向における断面側面図であ
る。
の要部構成を示したもので、（ａ）はその外観斜視図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′方向における断面側面図であ
る。
【図３】図２に示す要部構成に電子部品を取り付けた本
発明の別の実施例に係る圧電型加速度センサを示した外
観斜視図である。
発明の別の実施例に係る圧電型加速度センサを示した外
観斜視図である。
【図４】従来の圧電型加速度センサに用いられる圧電セ
ラミック矩形板の要部構成を示した斜視図である。
ラミック矩形板の要部構成を示した斜視図である。
１１，２１ 圧電セラミックス矩形板 １２ 内部電極 １３ 空洞部 １４ 外部電極 １５ 被覆材 ２２ 支持板 ２３ 基板 ３１ａ，３１ｂ 電子部品
Claims (6)
- 【請求項１】 一方向において対向する両側面よりそれ
ぞれの端部が１つおきに露出するように互い違いに埋設
された複数の内部電極を有すると共に、他方向において
対向する両側面より露出するように設けられた空洞部を
有する圧電セラミック矩形板を含み、前記空洞部は、前
記複数の内部電極がそれぞれ互いに対向する部分に沿う
ように設けられたことを特徴とする圧電型加速度セン
サ。 - 【請求項２】 請求項１記載の圧電型加速度センサにお
いて、前記空洞部は前記複数の内部電極を挟んで互いに
対向するように列設されたことを特徴とする圧電型加速
度センサ。 - 【請求項３】 請求項１記載の圧電型加速度センサにお
いて、前記複数の内部電極は前記圧電セラミック矩形板
の前記一方向とは垂直な方向の一端側に設けられたこと
を特徴とする圧電型加速度センサ。 - 【請求項４】 請求項３記載の圧電型加速度センサにお
いて、前記圧電セラミック矩形板の前記一端側に位置さ
れる表面上には共振周波数を調整するための荷重部が設
けられたことを特徴とする圧電型加速度センサ。 - 【請求項５】 請求項４記載の圧電型加速度センサにお
いて、前記荷重部は前記圧電セラミック矩形板から得ら
れる出力信号を電気的に処理するための電子部品であ
り、該電子部品は前記圧電セラミック矩形板の一方向に
おいて対向する両側面に設けられる外部電極との間で電
気的に接続を行うための導電部を有することを特徴とす
る圧電型加速度センサ。 - 【請求項６】 請求項１〜５の何れか一つに記載の圧電
型加速度センサにおいて、前記圧電セラミック矩形板の
前記他方向において対向する両側面には前記空洞部を覆
う弾性被覆材が設けられたことを特徴とする圧電型加速
度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18491394A JPH0850141A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 圧電型加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18491394A JPH0850141A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 圧電型加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0850141A true JPH0850141A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16161529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18491394A Withdrawn JPH0850141A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 圧電型加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0850141A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000162233A (ja) * | 1998-11-25 | 2000-06-16 | Murata Mfg Co Ltd | 加速度センサ |
| JP2009002907A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Sumida Corporation | 圧電落下センサ及び圧電落下センサを用いた落下検出方法 |
-
1994
- 1994-08-05 JP JP18491394A patent/JPH0850141A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000162233A (ja) * | 1998-11-25 | 2000-06-16 | Murata Mfg Co Ltd | 加速度センサ |
| JP2009002907A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Sumida Corporation | 圧電落下センサ及び圧電落下センサを用いた落下検出方法 |
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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: 20011106 |