JPH085653A - 圧電型加速度ピックアップ - Google Patents

圧電型加速度ピックアップ

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JPH085653A
JPH085653A JP6134253A JP13425394A JPH085653A JP H085653 A JPH085653 A JP H085653A JP 6134253 A JP6134253 A JP 6134253A JP 13425394 A JP13425394 A JP 13425394A JP H085653 A JPH085653 A JP H085653A
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JP
Japan
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piezoelectric
weight
insulating member
bolt
insulating
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Pending
Application number
JP6134253A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiya Sato
義哉 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rion Co Ltd
Original Assignee
Rion Co Ltd
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Publication date
Application filed by Rion Co Ltd filed Critical Rion Co Ltd
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Publication of JPH085653A publication Critical patent/JPH085653A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品コストおよび組み付け工数を低減するこ
とができる複数方向検出可能な圧電型加速度ピックアッ
プを提供する。 【構成】 重錘15,16と複数の圧電素子17,1
8,19,20とこれら複数の圧電素子の間に介在する
絶縁ピース21,22とを積層してボルト7により支持
部に固定することにより加速度検出部4を構成する。上
記絶縁ピース21,22は絶縁性の高分子材料でなる基
材23の両面に電極24,24を備え、また、重錘9,
16のねじ部9a,16aに螺合するボルト7,14に
よって加速度検出部3,4を支持部2に対して締結す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧電型加速度ピックアッ
プに関する。
【0002】
【従来の技術】板状剪断型圧電素子を使用することで、
互いに直交する2方向又は3方向の加速度を検出するこ
とを可能とした従来の圧電型加速度ピックアップとし
て、例えば、図6(平面図)及び図7(斜視図)に示す
構造のものが提案されている(実願平1−139569
号公報)。
【0003】この圧電型加速度ピックアップ100は、
基台101を備えた四角柱状の支持部102の平行する
2つの側面102a,102bにx方向の加速度成分を
検出するX方向検出部103が配設され、支持部102
の他の平行する2つの側面102c,102dにy方向
及びz方向(紙面に垂直な方向)の加速度を検出するY
Z方向検出部104が配設されている。
【0004】X方向検出部103においては、側面10
2a,102bのそれぞれに、圧電素子105,105
が分極作用方向をx方向に一致させて配設され、これら
の外方側に、中央に貫通孔が穿設された重錘106,1
06を積層してボルト107及びナット108,108
によって固定している。
【0005】一方、YZ方向検出部104においては、
支持部102の側面102c,102dのそれぞれに、
分極方向がy方向(x方向と直交する方向)の圧電素子
109、セラミックス材からなる絶縁板110、この絶
縁板110を挟んだ両側に板状の電極板111,11
1、分極方向がz方向(紙面に垂直な方向)の圧電素子
112及び重錘113とを順次に積層したものを左右対
称に配設し、ボルト114及びナット115,115に
よって固定している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように絶縁板
110はボルトからのストレスに対する剛性を高くする
ため等の理由からセラミックス材を用いているが、これ
を単品成形加工するとすれば絶縁板の寸法に成形して焼
成することとなるが、焼成による収縮で所定の形状が得
られないという不都合がある。そこで、焼成後に大きな
セラミックス基板からの切り分けによって形成している
が手間がかかることとなり、コスト面の不利を避けるこ
とができない。
【0007】また、上記絶縁部材と圧電素子との間に電
極板を組み付け構成する必要から、YZ方向検出部にお
いては、2枚の絶縁板並びに4枚の電極板が必要とな
り、更に上記多数の部材をボルトに挿通し、所定の位置
関係に組付ける工程は煩雑であり、多くの工数を余儀な
くされ、その他、専用のボルト107等の高価な部品を
要することから、コスト低減の限界となっていた。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、2方向以上の加速度を検出するため、支持部
と重錘との間に絶縁部材を介して複数の圧電素子を積層
固定した圧電型加速度ピックアップにおいて、前記絶縁
部材を高分子材料で構成し、その両面に圧電素子の分極
電圧を取り出すための電極を予め一体に形成したものと
した。
【0009】ここで、前記絶縁部材は耐クリープ特性に
優れたものとし、例えば無機質材料の粉末又は繊維を充
填したプリント基板とし、又はガラスエポキシを基材と
する両面プリント基板が好ましく、その他、上記絶縁基
板に導電性ペーストを塗布して電極を形成することも可
能である。
【0010】尚、1本のボルトによって支持部の両側に
設けた重錘と圧電素子との積層体を支持する場合には、
一方の重錘にはボルトの軸部が挿通する穴を形成し、他
方の重錘にはボルトのねじ部が螺合するねじ穴を形成す
ることで部品点数を少なくすることができる。
【0011】
【作用】両面に電極を形成したプリント基板に所定の切
り込みを入れておき、1つのプリント基板から複数のピ
ースを折り曲げ切断して取り出し、このピースを絶縁部
材として複数の圧電素子の間に挟み込んで締結固定す
る。
【0012】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。ここで、図1は本発明に係る3方向用加速度ピッ
クアップの平面図、図2は図1のA−A線断面図、図3
は図1のB−B線断面図、図4は絶縁ピースを複数個連
設したプリント基板図、図5は要部を示す分解斜視図で
ある。
【0013】圧電型加速度ピックアップの基台1は全体
の重量を軽くし、高域振動成分まで計測できるようにす
ると共に、測定対象物の振動を検出部まで忠実に伝達す
るため比重が小さく且つ高剛性の材料(例えばアルミニ
ウム)で構成され、この基台1の中央部に支持部2を一
体的に立設し、支持部2の平行する2つの側面2a,2
bにはx方向の加速度成分を検出する検出部3が設けら
れている。支持部2の他の平行する2つの側面2c,2
dにはy方向及びz方向(紙面に対して垂直の方向)の
加速度を検出するYZ方向検出部4が設けられている。
【0014】x方向の加速度検出部3は、図2に示すよ
うに、支持部2の高さ方向の中程に穿設した貫通孔5に
テフロンチューブ6により被覆されているボルト7によ
り重錘8,9及び圧電素子10,11を積層固定するこ
とで構成される。
【0015】即ち、一方の重錘8にはざぐり穴8aが穿
設され、他方の重錘9にはねじ穴9aが穿設され、一方
の重錘8のざぐり穴8aにボルト7を通し、このボルト
7を被覆するテフロンチューブ6に圧電素子10を外嵌
保持するとともにボルト7を貫通孔5に通し、更にテフ
ロンチューブ6に圧電素子11を外嵌保持するとともに
ボルト7のねじ部に他方の重錘9のねじ穴9aを螺着す
ることでx方向の加速度検出部3が構成される。
【0016】また、YZ方向検出部4は図3に示すよう
に、支持部2の高さ方向の中程に前記貫通穴5と段違い
に直交する同径の貫通穴12を穿設し、この貫通穴12
にテフロンチューブ13により被覆されているボルト1
4により重錘15,16、圧電素子17,18,19,
20及びチップ状の絶縁部材21,22を積層固定する
ことで構成される。
【0017】即ち、一方の重錘15にはざぐり穴15a
が穿設され、他方の重錘16にはねじ穴16aが穿設さ
れ、一方の重錘15のざぐり穴15aにボルト14を通
し、このボルト14を被覆するテフロンチューブ13に
圧電素子17、絶縁ピース21及び圧電素子18を外嵌
保持するとともにボルト14を貫通孔12に通し、更に
テフロンチューブ13に圧電素子19、絶縁部材22及
び圧電素子20を外嵌保持するとともにボルト14のね
じ部に他方の重錘16のねじ穴16aを螺着することで
YZ方向検出部4が構成される。
【0018】ところで、チップ状の絶縁部材21,22
は高分子材料を基材23とし、その両面には圧電素子に
発生する電圧を取り出すための電極24,24が一体に
形成されている。
【0019】図4は前記絶縁部材を複数個連設したプリ
ント基板30を示し、このプリント基板は、リード線を
半田付けするための突出部31を備えた複数個の絶縁部
材21,22が所定の切り込み32によってワンタッチ
で分離可能に形成され、各絶縁部材21,22は、ガラ
スエポキシ材からなる絶縁板23の両面に電極24,2
4が被着形成されている。
【0020】上記構成の3方向加速度ピックアップのY
Z方向検出部4の組み付けにおいては、図4に示すよう
に、電極24,24が一体に形成された絶縁部材22を
圧電素子19,20の間に挟むようにしてボルト14を
挿通する。
【0021】上記X及びYZ方向検出部3,4の組み付
けの後、絶縁部材21,22の外側電極からリード線を
支持部2とともに共通端子32に接続し、重錘8又は重
錘9から圧電素子10,11の出力を取り出すための端
子33に、絶縁部材21,22の内側電極から圧電素子
18,19の出力を取り出すための端子34に、および
重錘15又は重錘16から圧電素子17,20の出力を
取り出すための端子35にそれぞれ接続する。
【0022】このように組み付けられた支持部2と圧電
素子10,11,18,19の内側の荷電部とは当接し
て導通され、圧電素子18,19の外側の荷電部と絶縁
部材21,22の内側の電極24,24とが導通され
る。また、絶縁部材21,22の外側の電極24、24
と圧電素子17,20の内側の荷電部とが導通され、同
様に圧電素子17,20の外側の荷電部と重錘15,1
6とが導通される。さらに両重錘8,9はボルト7を介
し、また、両重錘15,16はボルト14を介して直接
的に結合されて導通される。
【0023】支持部2、圧電素子10,11,17,1
8,19,20と重錘8,9,15,16との間は、テ
フロンチューブ6,13によって絶縁されている。
【0024】したがって、3方向加速度ピックアップの
基台1が振動を受けた場合には、X方向検出部3におい
ては、圧電素子10,11が重錘8,9から振動加速度
に応じた力を受け、そのx方向剪断力によって圧電素子
10,11には当該剪断力に応じた電圧が発生し、この
電圧は端子33を介して取り出すことができる。
【0025】また、YZ方向検出部4においては、圧電
素子17,18,19,20は重錘15,16から振動
加速度に応じた力を受け、そのyまたはz方向の剪断力
によって圧電素子18,19または圧電素子17,20
に生じた電圧が端子34、または端子35から出力され
る。
【0026】このようにしてX方向検出部3及びYZ方
向検出部4により、振動加速度のx方向成分、y方向成
分及びz方向成分の振動加速度がそれぞれ検出される。
【0027】以上の構成において、絶縁部材は、板状の
絶縁基材と電極が両面に一体形成され、突出部が形成さ
れていることにより、積層された圧電素子間に当該絶縁
部材を挟み込んで組み立てるだけで、両圧電素子間の絶
縁を確保できる。
【0028】そして、圧電素子の外側荷電部及び内側荷
電部からリード線を引き出す構成が容易に得られる。従
って3方向加速度ピックアップにおいては、従来のセラ
ミック絶縁部材と電極板を用いたものと比較して、組立
に費やす時間を格段に少なくすることができる。
【0029】なお、上述の実施例においては、絶縁部材
を剪断型圧電素子を使用した3方向加速度ピックアップ
に適用する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、要は複数の圧電素子が積層配置され、かつ、複数の
圧電素子間を絶縁する必要がある加速度ピックアップと
して、例えば複数枚の圧縮型圧電素子を積層配置してな
る加速度ピックアップに適用してもよい。
【0030】また、2方向加速度ピックアップ、例えば
本実施例における3方向加速度ピックアップからX方向
検出部を取り外したような構成の加速度ピックアップ等
に適用されてもよい。
【0031】上述の実施例においては、絶縁部材の絶縁
基材として、ガラス繊維充填エポキシ板を好適な例とし
てあげているが、本発明はこれに限らず、優れた耐クリ
ープ特性を有する高分子材料であれば、その他の絶縁材
料を使用することができる。
【0032】例えば、珪酸などの無機質材料の粉末、繊
維等でなる充填剤が充填されたポリフェニレン・サルフ
ァイド(PPS)、ポリフェニレン・オキサイド(PPO)、
ポリ4-メチル・ペンテン(TPX)等、並びにガラス繊維
が充填されたポリエステル・ガラス繊維(FR-EPT)等が
使用されてもよい。これらの材料は耐クリープ特性が優
れているので高温環境下で使用される圧電型加速度ピッ
クアップに適用することが好しい。
【0033】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、両面に電
極部材が被着された高分子材料でなる絶縁部材を用いる
ことにより複数部材が一体形成されるので部品コストを
低減することができ、また、この絶縁部材を複数の圧電
素子の間に挟み込んで締結固定することにより、従来の
セラミックス製の絶縁部材とその両側の電極部材を挟ん
で組み付ける場合に比して格段に製造が容易になる。
【0034】また、絶縁部材を耐クリープ特性に優れた
もの、例えば無機質材料の粉末又は繊維を充填した高分
子材料、ガラスエポキシ材とすることにより、絶縁部材
が締結手段によって受けるストレスに対抗して長期にわ
たり安定した圧電型加速度検出特性が維持され、耐久性
を確保することができる。
【0035】尚、1本のボルトによって支持部の両側に
設けた重錘と圧電素子との積層体を支持する場合には、
一方の重錘にはボルトの軸部が挿通する穴を形成し、他
方の重錘にはボルトのねじ部が螺合するねじ穴を形成す
ることにより、締結手段の汎用部材化と部品点数の低減
が可能となるので、生産コストの低減と信頼性の向上を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る3方向用加速度ピックアップの平
面図
【図2】図1のA−A線断面図
【図3】図1のB−B線断面図
【図4】絶縁部材を複数個連設したプリント基板図
【図5】検出部の要部を示す分解斜視図
【図6】従来の圧電形加速度ピックアップを示す平面図
【図7】従来の検出部の要部を示す斜視図
【符号の説明】
1…基台、2…支持部、3,4…加速度検出部、7,1
4…ボルト、8,9,15,16…重錘、9a,16a
…ねじ穴、10,11,17,18,19,20…圧電
素子、21,22…絶縁部材、23…絶縁基材、24…
電極、30…プリント板、31…突出部、32,33,
34,35…端子。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持部と加速度に応じた力を発生する重
    錘との間に複数の圧電素子を間に絶縁部材を介して積層
    し、これら重錘及び複数の圧電素子を締結手段によって
    支持部に固定してなる圧電型加速度ピックアップにおい
    て、前記絶縁部材は絶縁性高分子材料を基材とし、その
    両面には圧電素子に発生する電圧を取り出すための電極
    が一体形成されていることを特徴とする圧電型加速度ピ
    ックアップ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の圧電型加速度ピックア
    ップにおいて、前記絶縁部材の基材は、耐クリープ特性
    に優れたものとしたことを特徴とする圧電型加速度ピッ
    クアップ。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の圧電型加速度ピックア
    ップにおいて、前記絶縁部材の基材は、無機質材料の粉
    末又は繊維を充填したものであることを特徴とする圧電
    型加速度ピックアップ。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の圧電型加速度ピックア
    ップにおいて、前記絶縁部材は、表面に導電部を形成し
    た両面プリント基板であることを特徴とする圧電型加速
    度ピックアップ。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の圧電型加速度ピックアッ
    プにおいて、前記プリント基板は、ガラスエポキシ材を
    基材とすることを特徴とする圧電型加速度ピックアッ
    プ。
  6. 【請求項6】 支持部の両側に圧電素子と重錘とを積層
    し、ボルトによって支持部に固定してなる圧電型加速度
    ピックアップにおいて、前記支持部の両側に配設される
    重錘のうち一方の重錘にはボルトの軸部が挿通する穴が
    形成され、他方の重錘にはボルトのねじ部が螺合するね
    じ穴が形成されていることを特徴とする圧電型加速度ピ
    ックアップ。
JP6134253A 1994-06-16 1994-06-16 圧電型加速度ピックアップ Pending JPH085653A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990601