JPH09166616A - 衝撃センサ - Google Patents
衝撃センサInfo
- Publication number
- JPH09166616A JPH09166616A JP7347215A JP34721595A JPH09166616A JP H09166616 A JPH09166616 A JP H09166616A JP 7347215 A JP7347215 A JP 7347215A JP 34721595 A JP34721595 A JP 34721595A JP H09166616 A JPH09166616 A JP H09166616A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric element
- impact
- bimorph
- type piezoelectric
- impact sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 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。 【解決手段】 本発明による衝撃センサは、バイモルフ
型圧電素子の中央で保持すると共に、基部に平行の方向
と基部に垂直な方向との両方向において傾けた。
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。 【解決手段】 本発明による衝撃センサは、バイモルフ
型圧電素子の中央で保持すると共に、基部に平行の方向
と基部に垂直な方向との両方向において傾けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、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。
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
発明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。
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
発明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４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６ａ（一部のみ図示）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。
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６ａ（一部のみ図示）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】
【発明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
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。
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
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】本発明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。
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、本発明による衝撃センサは、バイモルフ型圧電素
子の中央で保持すると共に、基部に平行の方向と基部に
垂直な方向との両方向において傾けた。
めに、本発明による衝撃センサは、バイモルフ型圧電素
子の中央で保持すると共に、基部に平行の方向と基部に
垂直な方向との両方向において傾けた。
【０００７】中央付近を支持することにより、バイモル
フ型圧電素子の支持部分からその端部までの距離をつ
め、バイモルフ型圧電素子の共振周波数を高くする。こ
のため、バイモルフ型圧電振動子の周波数帯域をあげる
（各周波数検出領域が広がる）。そして、検出部分（支
持部分から一端部分と支持部分から他端部分）を２倍に
して検出感度を上げる。また、前記基部の主面と平行な
方向、かつ垂直な方向に対しても、斜めに傾いて支持す
ることにより、例えば基部の縦方向と横方向、さらに基
部の高さ方向の３方向の衝撃検出が可能となる。
フ型圧電素子の支持部分からその端部までの距離をつ
め、バイモルフ型圧電素子の共振周波数を高くする。こ
のため、バイモルフ型圧電振動子の周波数帯域をあげる
（各周波数検出領域が広がる）。そして、検出部分（支
持部分から一端部分と支持部分から他端部分）を２倍に
して検出感度を上げる。また、前記基部の主面と平行な
方向、かつ垂直な方向に対しても、斜めに傾いて支持す
ることにより、例えば基部の縦方向と横方向、さらに基
部の高さ方向の３方向の衝撃検出が可能となる。
【０００８】
【実施例】本発明による実施例を図面とともに説明す
る。図１は第１の実施例を示す斜視図であり、図２は図
１のＺ方向から見た平面図である。そして、図３は図１
のＹ方向から見た側面図である。
る。図１は第１の実施例を示す斜視図であり、図２は図
１のＺ方向から見た平面図である。そして、図３は図１
のＹ方向から見た側面図である。
【０００９】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（引出電極）
３１，３２が設けられた基部３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，１２ａ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は例えば導電部２１，
２２の間に絶縁性の仕切部２３を介在させた略音叉形状
てあり、前記バイモルフ型圧電素子を挿入する切り欠き
を有した構成となっている。基部３は例えばセラミック
等からなる。そして、前記バイモルフ型圧電素子１は、
その中央部分で保持するとともに、前記支持部材２の切
り欠きにより、例えば前記基部３のＸ方向に対して約４
５度斜め方向に傾き、かつ、同基部３のＺ方向に対して
約４５度斜め方向に傾いた状態で支持固定されている。
尚、圧電板１１の表裏面の電極は前記支持部材により各
々が電気的に独立して導出されており、電極１１ａは引
出電極３２により、電極１２ａは引出電極Ｋ３１により
外部に導出されている。そして、所定の蓋体４を前記基
部にかぶせて気密封止（ガラス封止、シーム溶接等）す
ることにより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（Ｘ方向）並びに横方向（Ｙ方
向）、高さ方向（Ｚ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。
型圧電素子１と支持部材２と電極導出機構（引出電極）
３１，３２が設けられた基部３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，１２ａ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は例えば導電部２１，
２２の間に絶縁性の仕切部２３を介在させた略音叉形状
てあり、前記バイモルフ型圧電素子を挿入する切り欠き
を有した構成となっている。基部３は例えばセラミック
等からなる。そして、前記バイモルフ型圧電素子１は、
その中央部分で保持するとともに、前記支持部材２の切
り欠きにより、例えば前記基部３のＸ方向に対して約４
５度斜め方向に傾き、かつ、同基部３のＺ方向に対して
約４５度斜め方向に傾いた状態で支持固定されている。
尚、圧電板１１の表裏面の電極は前記支持部材により各
々が電気的に独立して導出されており、電極１１ａは引
出電極３２により、電極１２ａは引出電極Ｋ３１により
外部に導出されている。そして、所定の蓋体４を前記基
部にかぶせて気密封止（ガラス封止、シーム溶接等）す
ることにより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（Ｘ方向）並びに横方向（Ｙ方
向）、高さ方向（Ｚ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。
【００１０】尚、傾ける角度θ1、θ2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が、θ1は４５゜〜６
０゜が好ましく、θ2は２５゜〜４５゜が好ましい。ま
た、支持部材２は、前記実施例に限らず、樹脂材等に引
出電極（図示せず）を形成したもの、もしくは絶縁性の
支持体により機械的に保持し、ボンディング等により電
気的に導出したものであってもよい。
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が、θ1は４５゜〜６
０゜が好ましく、θ2は２５゜〜４５゜が好ましい。ま
た、支持部材２は、前記実施例に限らず、樹脂材等に引
出電極（図示せず）を形成したもの、もしくは絶縁性の
支持体により機械的に保持し、ボンディング等により電
気的に導出したものであってもよい。
【００１１】
【発明の効果】本発明よれば、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
を提供することができる。
方向の衝撃を検出し、実用的な性能を有する衝撃センサ
を提供することができる。
【図１】本発明の実施例を示す斜視図である。
【図２】図１のＺ方向から見た平面図である。
【図３】図１のＹ方向から見た側面図である。
【図４】従来例を示す斜視図である。
１，６ バイモルフ型圧電素子 １１，１２，４２，６１，６２ 圧電板 ２，７ 支持部材 ３ 基部 ４ 蓋体
Claims (1)
- 【請求項１】 被装着物に加わる機械的衝撃を検出する
衝撃センサであって、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と、前記バイ
モルフ型圧電素子の中央付近を支持する支持体と、前記
支持体を設けた基部とを具備し、前記基部に蓋体を取り
付けて封止した衝撃センサにおいて、前記バイモルフ型
圧電素子は、その主面が前記基部の主面と平行な方向に
対しても、前記基部の主面と垂直な方向に対しても、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7347215A JPH09166616A (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | 衝撃センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7347215A JPH09166616A (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | 衝撃センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09166616A true JPH09166616A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18388708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7347215A Pending JPH09166616A (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | 衝撃センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09166616A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007120042A1 (en) * | 2006-04-19 | 2007-10-25 | D-Switch B.V. | Piezoelectric module for a switch, integrated in a housing |
-
1995
- 1995-12-13 JP JP7347215A patent/JPH09166616A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007120042A1 (en) * | 2006-04-19 | 2007-10-25 | D-Switch B.V. | Piezoelectric module for a switch, integrated in a housing |
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