JPH0886802A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
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- JPH0886802A JPH0886802A JP24718494A JP24718494A JPH0886802A JP H0886802 A JPH0886802 A JP H0886802A JP 24718494 A JP24718494 A JP 24718494A JP 24718494 A JP24718494 A JP 24718494A JP H0886802 A JPH0886802 A JP H0886802A
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Abstract
つ、振動子で重りを支持する強度が強い、加速度センサ
を提供する。 【構成】 加速度センサ10は、長さ方向に振動する振
動子12含む。振動子12は、たとえば短冊状の振動体
14を含み、振動体14の両主面には、圧電素子16a
〜16dが形成される。振動子12の長手方向における
一端側は、支持部材24で支持される。振動子12の長
手方向における他端側のノード部分の近傍には、取付部
材26が形成され、取付部材26には、重り28が取り
付けられる。
Description
特に、長さ方向に振動し2以上のノード部分を有する振
動子を含む片持ち梁構造の加速度センサに関する。
斜視図であり、図5はその側面図である。この加速度セ
ンサ1は、長さ方向に振動する振動子2を含む。振動子
2は、たとえば短冊状の振動体3を含む。振動体3の長
手方向における中央から一端側の部分の両主面には、2
つの圧電素子4aおよび4bが対向するように形成され
る。同様に、振動体3の長手方向における中央から他端
側の部分の両主面にも、2つの圧電素子4cおよび4d
が対向するように形成される。これらの圧電素子4a〜
4dは、それぞれ、圧電体層を含み、圧電体層の両主面
には、電極がそれぞれ形成される。そして、圧電体層の
一方の主面上の電極が振動体の主面に接着される。ま
た、圧電素子4aおよび4bの圧電体層は、それぞれ、
外側から振動体3側に厚み方向に分極されている。逆
に、圧電素子4cおよび4dの圧電体層は、それぞれ、
振動体3側から外側に厚み方向に分極されている。
2つの支持部材5が形成される。この場合、2つの支持
部材5は、振動体3の長手方向における一端側のノード
部分および端部から幅方向に延びて振動体3と一体的に
形成される。これらの支持部材5は、振動子2の一端側
を支持するためのものである。
には、細い接続部材6を介して、取付部材7が形成され
る。この場合、接続部材6および取付部材7は、振動体
3の長手方向における他端側の端部から延びて振動体3
と一体的に形成される。そして、取付部材7の両主面に
は、溶接あるいははんだ付けによって、重り8が取り付
けられる。この重り8は、加速度による振動子2の撓み
を大きくするためのものである。
定することによって振動子2の一端側を支持するととも
に、4つの圧電素子4a〜4bに同位相の駆動信号を印
加すれば、振動体2が長さ方向に振動する。この場合、
圧電素子4aおよび4bと、圧電素子4cおよび4dと
は、互いに逆方向に分極されているので、互いに逆方向
に変位する。そのため、振動体3の長手方向における中
央から一端側の部分が伸びるときには、振動体3の長手
方向における中央から他端側の部分が縮む。逆に、振動
体3の長手方向における中央から一端側の部分が縮むと
きには、振動体3の長手方向における中央から他端側の
部分が伸びる。また、この場合、振動体3の長手方向に
おける中央から一端側の部分の伸縮量と、振動体3の長
手方向における中央から他端側の部分の伸縮量とが相殺
されるので、振動体3の長手方向における両端間の距離
がほとんど変化しない。さらに、この場合、振動体3
は、圧電素子4aおよび4b間の中央部分と圧電素子4
cおよび4d間の中央部分とをノード部分として振動す
る。また、振動体3は、その長手方向における両端部分
を腹として振動する。
直交する方向に加速度を加えると、その加速度に応じて
振動体3が圧電素子4a〜4dとともに撓み、その撓み
に応じた電圧が圧電素子4a〜4dに発生する。そのた
め、圧電素子4a〜4dに発生する電圧のいずれかを測
定することによって、加速度を検出することができる。
は、振動子2の振動が重り8で妨げられにくくするため
に、振動子2と重り8との間の接続部分6が細く形成さ
れ、振動子2の振動が、接続部分6で吸収されることに
よって重り8にほとんど伝わらないようにしている。
成すると、振動子2で重り8を支持する強度が弱くな
り、加速度センサ1に加速度が加わったときに、加速度
による重り8の変位が振動子2に伝わりにくくなり、加
速度を検出する感度が悪くなってしまう。
動子の振動が重りで妨げられにくく、かつ、振動子で重
りを支持する強度が強い、加速度センサを提供すること
である。
振動し2以上のノード部分を有する振動子を含む片持ち
梁構造の加速度センサであって、振動子のノード部分の
近傍に重りが取り付けられた、加速度センサである。
動子は、たとえば、板状の振動体と、振動体の両主面に
形成される圧電素子とを含む。また、この発明にかかる
加速度センサは、たとえば、振動子の他のノード部分の
近傍に形成され、振動子を支持するための支持部材を有
する。
れているので、振動子で重りを支持する強度を強くして
も、振動子の振動が、重りにほとんど伝わらず重りで妨
げられにくくなる。
で妨げられにくく、かつ、振動子で重りを支持する強度
が強い、加速度センサが得られる。そのため、この発明
にかかる加速度センサでは、加速度による重りの変位を
振動子に伝えやすくすることができ、加速度を検出する
感度を向上することができる。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
り、図2はその側面図である。この加速度センサ10
は、長さ方向に振動する振動子12を含む。
4を含む。振動体14は、たとえば、ニッケル,鉄,ク
ロム,チタン、あるいはそれらの合金たとえばエリン
バ,鉄−ニッケル合金などの恒弾性金属材料で形成され
る。なお、振動体14は、たとえば、石英,ガラス,水
晶,セラミックなどのように一般的に機械的な振動を生
じる金属以外の材料で形成されてもよい。
端側の部分の両主面には、2つの圧電素子16aおよび
16bが対向するように形成される。一方の圧電素子1
6aは、たとえばセラミックからなる圧電体層18aを
含み、圧電体層18aの両主面には、電極20aおよび
22aがそれぞれ形成される。そして、電極20aが、
振動体14の一方の主面にたとえば接着剤で接着され
る。同様に、他方の圧電素子16bは、たとえばセラミ
ックからなる圧電体層18bを含み、圧電体層18bの
両主面には、電極20bおよび22bがそれぞれ形成さ
れる。そして、電極20bが、振動体14の他方の主面
にたとえば接着剤で接着される。また、これらの圧電素
子16aおよび16bの圧電体層18aおよび18b
は、電極22aおよび22bから電極20aおよび20
bに向かって、すなわち外側から振動体14側に向かっ
て厚み方向に分極されている。
央から他端側の部分の両主面には、2つの圧電素子16
cおよび16dが対向するように形成される。一方の圧
電素子16cは、たとえばセラミックからなる圧電体層
18cを含み、圧電体層18cの両主面には、電極20
cおよび22cがそれぞれ形成される。そして、電極2
0cが、振動体14の一方の主面にたとえば接着剤で接
着される。同様に、他方の圧電素子16dは、たとえば
セラミックからなる圧電体層18dを含み、圧電体層1
8dの両主面には、電極20dおよび22dがそれぞれ
形成される。そして、電極20dが、振動体14の他方
の主面にたとえば接着剤で接着される。また、これらの
圧電素子16cおよび16dの圧電体層18cおよび1
8dは、電極20cおよび20dから電極22cおよび
22dに向けて、すなわち振動体14側から外側に向か
って厚み方向に分極されている。
dに同位相の駆動信号を印加すれば、長さ方向に振動す
る。この場合、圧電素子16aおよび16bと、圧電素
子16cおよび16dとは、互いに逆方向に分極されて
いるので、互いに逆方向に変位する。そのため、図2の
実線の矢印で示すように、振動体14の長手方向におけ
る中央から一端側の部分が伸びるときには、振動体14
の長手方向における中央から他端側の部分が縮む。逆
に、図2に1点鎖線の矢印で示すように、振動体14の
長手方向における中央から一端側の部分が縮むときに
は、振動体14の長手方向における中央から他端側の部
分が伸びる。また、この場合、振動体14の長手方向に
おける中央から一端側の部分の伸縮量と、振動体14の
長手方向における中央から他端側の部分の伸縮量とが相
殺されるので、振動体14の長手方向における両端間の
距離がほとんど変化しない。さらに、この場合、振動体
14は、圧電素子16aおよび16b間の中央部分と圧
電素子16cおよび16d間の中央部分とをノード部分
として振動する。また、振動体14は、その長手方向に
おける両端部分を腹として振動する。
には、2つの支持部材24が形成される。この場合、2
つの支持部材24は、振動体14の長手方向における一
端側のノード部分および端部から幅方向に延びて振動体
14と一体的に形成される。これらの支持部材24は、
振動子12の一端側の部分を支持するためのものであ
る。
る他端側には、たとえば突片状の2つの取付部材26が
形成される。この場合、取付部材26は、振動体14の
長手方向における他端側のノード部分から幅方向に延び
て振動体14と一体的に形成される。そして、これらの
取付部材26の両主面には、溶接あるいははんだ付けに
よって、重り28がそれぞれ取り付けられる。これらの
重り28は、加速度による振動体14の撓みを大きくす
るためのものである。
材24を固定することによって振動子12の一端側を支
持するとともに、4つの圧電素子16a〜16dに同位
相の駆動信号を印加すれば、振動子12は、図2の実線
の矢印および1点鎖線の矢印で示すように、長さ方向に
振動する。
面に直交する方向に加速度を加えると、その加速度に応
じて振動体14が圧電素子16a〜16dとともに撓
み、その撓みに応じた電圧が圧電素子16a〜16dに
発生する。そのため、圧電素子16a〜16dに発生す
る電圧のいずれかを測定することによって、加速度を検
出することができる。
12のノード部分の近傍の取付部材26に重り28が取
り付けられているので、振動子12で重り28を支持す
る強度を強くしても、振動子12の振動が、重り28に
ほとんど伝わらず重り28で妨げられにくい。そのた
め、この加速度センサ10では、加速度による重り28
の変位を振動子12に伝えやすくすることができ、加速
度を検出する感度を向上することができる。
である。図3に示す実施例では、図1および図2に示す
実施例と比べて、取付部材26が棒状に形成され、取付
部材26の先端の周囲に重り28が取り付けられる。
示す実施例と同様に、振動子12のノード部分の近傍の
取付部材26に重り28が取り付けられているので、振
動子12で重り28を支持する強度を強くしても、振動
子12の振動が、重り28にほとんど伝わらず重り28
で妨げられにくい。そのため、図3に示す加速度センサ
10でも、加速度による重り28の変位を振動子12に
伝えやすくすることができ、加速度を検出する感度を向
上することができる。
ノード部分を有し、一方のノード部分の近傍に重りが取
り付けられ、他方のノード部分の近傍が支持部材で支持
されているが、この発明では、振動子が3以上のノード
部分を有し、いずれかのノード部分の近傍に重りが取り
付けられ、他のノード部分の近傍が支持部材で支持され
てもよい。
aおよび16bに発生する電圧の差や圧電素子16cお
よび16dに発生する電圧の差を検出することによって
も、加速度を検出することができる。
の圧電素子の圧電体層の分極方向を逆にするとともに、
分極方向を逆にした圧電素子に印加する駆動信号の位相
を逆にしてもよい。
長さ方向に振動しているのは、振動子を長さ方向に振動
していると、振動子に加速度を加えた場合に振動子が大
きく撓み、加速度を検出する感度がよくなるからであ
る。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 長さ方向に振動し2以上のノード部分を
有する振動子を含む片持ち梁構造の加速度センサであっ
て、 前記振動子のノード部分の近傍に重りが取り付けられ
た、加速度センサ。 - 【請求項2】 前記振動子は、 板状の振動体、および前記振動体の両主面に形成される
圧電素子を含む、請求項1に記載の加速度センサ。 - 【請求項3】 前記振動子の他のノード部分の近傍に形
成され、前記振動子を支持するための支持部材を有す
る、請求項1または請求項2に記載の加速度センサ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06247184A JP3129116B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 加速度センサ |
EP95114484A EP0707212A3 (en) | 1994-09-14 | 1995-09-14 | Accelerometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06247184A JP3129116B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 加速度センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0886802A true JPH0886802A (ja) | 1996-04-02 |
JP3129116B2 JP3129116B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=17159696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06247184A Expired - Fee Related JP3129116B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 加速度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3129116B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008175578A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Nec Tokin Corp | 圧電振動ジャイロ用振動子 |
CN102347708A (zh) * | 2010-07-28 | 2012-02-08 | 三星电机株式会社 | 振动发生器以及包括该振动发生器的电子装置 |
-
1994
- 1994-09-14 JP JP06247184A patent/JP3129116B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008175578A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Nec Tokin Corp | 圧電振動ジャイロ用振動子 |
CN102347708A (zh) * | 2010-07-28 | 2012-02-08 | 三星电机株式会社 | 振动发生器以及包括该振动发生器的电子装置 |
US8917009B2 (en) | 2010-07-28 | 2014-12-23 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Vibration generator and electronic device including the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3129116B2 (ja) | 2001-01-29 |
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