JPH11326363A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
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- JPH11326363A JPH11326363A JP10152048A JP15204898A JPH11326363A JP H11326363 A JPH11326363 A JP H11326363A JP 10152048 A JP10152048 A JP 10152048A JP 15204898 A JP15204898 A JP 15204898A JP H11326363 A JPH11326363 A JP H11326363A
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- diaphragm
- electrode
- acceleration
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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
- G01P2015/0822—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 out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/084—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 out-of-plane movement of the mass the mass being suspended at more than one of its sides, e.g. membrane-type suspension, so as to permit multi-axis movement of the mass
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電性の基板とダイアフラム間の間隔を均一
にし、また対向電極とダイアフラムの接続も容易にす
る。 【解決手段】 圧電セラミックスの基板１０の表面に加
速度検出用電極２２が形成され、基板１０の裏面に加速
度検出用電極２２に対向する対向電極２４が形成されて
いる。対向電極２４と加速度検出用電極２２との間の部
分の基板１０が分極処理されており、基板１０の裏面側
には、粒子径が均一なＮｉ，Ａｕ等の金属粒２６を混入
した絶縁性の接着剤１２が、金属粒２６の直径と同じ厚
さとなるように積層されて接着剤層１５を形成してい
る。
にし、また対向電極とダイアフラムの接続も容易にす
る。 【解決手段】 圧電セラミックスの基板１０の表面に加
速度検出用電極２２が形成され、基板１０の裏面に加速
度検出用電極２２に対向する対向電極２４が形成されて
いる。対向電極２４と加速度検出用電極２２との間の部
分の基板１０が分極処理されており、基板１０の裏面側
には、粒子径が均一なＮｉ，Ａｕ等の金属粒２６を混入
した絶縁性の接着剤１２が、金属粒２６の直径と同じ厚
さとなるように積層されて接着剤層１５を形成してい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、圧電セラミック
スを利用して相互に直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向等を含
む各軸方向の加速度を検出する加速度センサに関する。
スを利用して相互に直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向等を含
む各軸方向の加速度を検出する加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、加速度センサとして、圧電セラミ
ックスの基板の両面に電極を設け、この圧電セラミック
スの基板に接着剤を介して取り付けられたダイアフラム
の中央部に重錘を固定して、加速度が加わることによる
圧電セラミックスの基板の歪みを、電極を介して電気的
に取り出す３軸加速度センサが知られている。この３軸
加速度センサの基本原理及び基本技術は、国際公開ＷＯ
９３／０２３４２（ＰＣＴ／ＪＰ９２／００８８２）号
公報に開示されている。
ックスの基板の両面に電極を設け、この圧電セラミック
スの基板に接着剤を介して取り付けられたダイアフラム
の中央部に重錘を固定して、加速度が加わることによる
圧電セラミックスの基板の歪みを、電極を介して電気的
に取り出す３軸加速度センサが知られている。この３軸
加速度センサの基本原理及び基本技術は、国際公開ＷＯ
９３／０２３４２（ＰＣＴ／ＪＰ９２／００８８２）号
公報に開示されている。
【０００３】この種の３軸加速度センサは、図３に示す
ように、圧電セラミックスの基板１０の表面側には、各
軸方向に加わった加速度を検出する複数の加速度検出用
電極２２と、図示しない加速度出力電極と、加速度検出
用電極２２と加速度出力電極を接続する、図示しない配
線パターンとが形成されている。
ように、圧電セラミックスの基板１０の表面側には、各
軸方向に加わった加速度を検出する複数の加速度検出用
電極２２と、図示しない加速度出力電極と、加速度検出
用電極２２と加速度出力電極を接続する、図示しない配
線パターンとが形成されている。
【０００４】一方、圧電セラミックスの基板１０の裏面
側には、図４に示すように加速度検出用電極２２に対向
した位置にリング状に対向電極２４が形成され、この対
向電極２４と配線部３０を介して接続する接合部３２が
所定の角部に形成されている。そして、圧電セラミック
スの基板１０には、絶縁性の接着剤１２を介して金属製
のダイアフラム１４が固着され、接合部３２とダイアフ
ラム１４が電気的に接続するために、この接合部３２の
接着部分に導電性の接着剤等を設けていた。また、接合
部３２とダイアフラム１４が電気的に接続する方法とし
て、接着剤１２を薄く塗布し、直接対向電極２４とダイ
アフラム１４とを接触させることも考えられていた。
側には、図４に示すように加速度検出用電極２２に対向
した位置にリング状に対向電極２４が形成され、この対
向電極２４と配線部３０を介して接続する接合部３２が
所定の角部に形成されている。そして、圧電セラミック
スの基板１０には、絶縁性の接着剤１２を介して金属製
のダイアフラム１４が固着され、接合部３２とダイアフ
ラム１４が電気的に接続するために、この接合部３２の
接着部分に導電性の接着剤等を設けていた。また、接合
部３２とダイアフラム１４が電気的に接続する方法とし
て、接着剤１２を薄く塗布し、直接対向電極２４とダイ
アフラム１４とを接触させることも考えられていた。
【０００５】ダイアフラム１４の接着剤１２を設けた面
の反対側面には、中央部付近に円柱状の重錘１６が固定
され、この重錘１６の外径よりも大きな円径を有し、上
記重錘１６を同心的に収容する収容孔２８を備えた台座
２０とが設けられている。
の反対側面には、中央部付近に円柱状の重錘１６が固定
され、この重錘１６の外径よりも大きな円径を有し、上
記重錘１６を同心的に収容する収容孔２８を備えた台座
２０とが設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の場
合、一般に接着剤の膜厚が均一になるように塗布するこ
とが難しく、基板１０とダイアフラム１４を接着したと
き、接着剤の厚さを全面均一にすることができなかっ
た。さらに、絶縁性の接着剤１２を用いた場合、接着剤
１２の一部に導電性の接着剤を用い、対向電極２４に接
続する接合部３２とダイアフラム１４を接続する工程が
必要となり、製造工程が複雑にななるものであった。し
かも、対向電極２４とダイアフラム１４とが電気的に接
続されていないと、加速度検出用電極２２から検出され
た加速度の出力が不安定になるという問題があった。
合、一般に接着剤の膜厚が均一になるように塗布するこ
とが難しく、基板１０とダイアフラム１４を接着したと
き、接着剤の厚さを全面均一にすることができなかっ
た。さらに、絶縁性の接着剤１２を用いた場合、接着剤
１２の一部に導電性の接着剤を用い、対向電極２４に接
続する接合部３２とダイアフラム１４を接続する工程が
必要となり、製造工程が複雑にななるものであった。し
かも、対向電極２４とダイアフラム１４とが電気的に接
続されていないと、加速度検出用電極２２から検出され
た加速度の出力が不安定になるという問題があった。
【０００７】さらに、他の接合手段として、接着剤１２
を２〜３μｍ程度に薄く塗布することが可能な接着剤を
用い、対向電極２４を直接ダイアフラム１４と接触させ
ることも考えられるが、この場合、使用できる接着剤が
限定され、製造工程も難しくなり、特性に悪影響を及ぼ
すものである。
を２〜３μｍ程度に薄く塗布することが可能な接着剤を
用い、対向電極２４を直接ダイアフラム１４と接触させ
ることも考えられるが、この場合、使用できる接着剤が
限定され、製造工程も難しくなり、特性に悪影響を及ぼ
すものである。
【０００８】この発明は上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、圧電性の基板とダイアフラム間の厚さを均
一にし、また対向電極とダイアフラムの接続も容易にす
ることが可能な加速度センサを提供することを目的とす
る。
れたもので、圧電性の基板とダイアフラム間の厚さを均
一にし、また対向電極とダイアフラムの接続も容易にす
ることが可能な加速度センサを提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の加速度センサ
は、圧電セラミックスの基板の表面に加速度検出用電極
が形成され、上記基板の裏面に上記加速度検出用電極に
対向する対向電極が形成されている。またこの対向電極
と加速度検出用電極との間の基板が分極処理されてお
り、基板の裏面側には、粒子径が均一なＮｉ，Ａｕ等の
金属粒を混入した絶縁性の接着剤が、金属粒の直径と同
じ厚さとなるように積層された接着層を備え、この接着
層を介してダイアフラムが設けられている。またダイア
フラムは金属板からなり、対向電極とダイアフラムが金
属粒を介して電気的に接続している。
は、圧電セラミックスの基板の表面に加速度検出用電極
が形成され、上記基板の裏面に上記加速度検出用電極に
対向する対向電極が形成されている。またこの対向電極
と加速度検出用電極との間の基板が分極処理されてお
り、基板の裏面側には、粒子径が均一なＮｉ，Ａｕ等の
金属粒を混入した絶縁性の接着剤が、金属粒の直径と同
じ厚さとなるように積層された接着層を備え、この接着
層を介してダイアフラムが設けられている。またダイア
フラムは金属板からなり、対向電極とダイアフラムが金
属粒を介して電気的に接続している。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面に基づいて説明する。図１はこの発明の一実施形
態の加速度センサを示し、圧電セラミックスの基板１０
と、この基板１０の裏面に接着剤１２で固定されたダイ
アフラム１４と、ダイアフラム１４のほぼ中心部付近に
設けた円柱状の重錘１６とからなるセンサ本体１８と、
センサ本体１８を支持する台座２０とからなる。
て図面に基づいて説明する。図１はこの発明の一実施形
態の加速度センサを示し、圧電セラミックスの基板１０
と、この基板１０の裏面に接着剤１２で固定されたダイ
アフラム１４と、ダイアフラム１４のほぼ中心部付近に
設けた円柱状の重錘１６とからなるセンサ本体１８と、
センサ本体１８を支持する台座２０とからなる。
【００１１】圧電セラミックスの基板１０は矩形状の平
板で、内部に応力が発生すると自発分極電荷が生じるよ
うに分極処理が施されている。また基板１０の表面には
各軸方向に加速度が加わったとき、基板１０の歪みを電
気的に取り出す加速度検出用電極２２や、加速度の検出
信号を出力する、図示しない加速度出力電極、さらに加
速度検出用電極２２と加速度出力電極を接続する配線パ
ターン等が形成されている。
板で、内部に応力が発生すると自発分極電荷が生じるよ
うに分極処理が施されている。また基板１０の表面には
各軸方向に加速度が加わったとき、基板１０の歪みを電
気的に取り出す加速度検出用電極２２や、加速度の検出
信号を出力する、図示しない加速度出力電極、さらに加
速度検出用電極２２と加速度出力電極を接続する配線パ
ターン等が形成されている。
【００１２】また基板１０の裏面には、加速度検出用電
極２２に対応した位置に対向電極２４がリング状に形成
されている。これらの各電極２２，２４は、例えば各々
銀ペースト等の導電性ペーストを用いたスクリーン印刷
等により形成され、厚みは例えば２〜３μｍ程度であ
る。
極２２に対応した位置に対向電極２４がリング状に形成
されている。これらの各電極２２，２４は、例えば各々
銀ペースト等の導電性ペーストを用いたスクリーン印刷
等により形成され、厚みは例えば２〜３μｍ程度であ
る。
【００１３】ダイアフラム１４は基板１０と同様の大き
さや形状を有する金属板等の導電性を有する材料からな
り、絶縁性の材料からなる場合、表面が導電性を有する
ように金属薄膜等で被覆されていてもよく、導体パター
ンを形成したものでもよい。
さや形状を有する金属板等の導電性を有する材料からな
り、絶縁性の材料からなる場合、表面が導電性を有する
ように金属薄膜等で被覆されていてもよく、導体パター
ンを形成したものでもよい。
【００１４】接着剤１２は、絶縁性の樹脂からなり、導
電性を有するＮｉ，Ａｕ等の金属粒である金属球２６が
混合分散されている。この金属球２６は直径が２０〜３
０μｍ程度の範囲で、大きさが均一の球形をしている。
電性を有するＮｉ，Ａｕ等の金属粒である金属球２６が
混合分散されている。この金属球２６は直径が２０〜３
０μｍ程度の範囲で、大きさが均一の球形をしている。
【００１５】重錘１６はアルミ合金、銅合金、鉄合金等
の金属や合金からなる円柱で、静止状態においてその重
心を通る軸線が基板１０の面と直交するようにダイアフ
ラム１４の中心部付近に固定されている。
の金属や合金からなる円柱で、静止状態においてその重
心を通る軸線が基板１０の面と直交するようにダイアフ
ラム１４の中心部付近に固定されている。
【００１６】また台座２０は、中心部付近に重錘１６が
位置する円筒状の収容孔２８を有し、センサ本体１８に
固定された際、収容孔２８内の中央部に重錘１６が収容
される。このため収容孔２８は、重錘１６よりも所定長
さだけ直径が大きく、重錘１６の長さよりも深いもので
ある。
位置する円筒状の収容孔２８を有し、センサ本体１８に
固定された際、収容孔２８内の中央部に重錘１６が収容
される。このため収容孔２８は、重錘１６よりも所定長
さだけ直径が大きく、重錘１６の長さよりも深いもので
ある。
【００１７】この実施形態の加速度センサの製造方法
は、基板１０とダイアフラム１４を接合する際に、予め
接着剤１２中に金属粒２６を分散させた接着層１５を形
成して接合する。金属粒２６が分散した接着剤１４の塗
布は、ダイアフラム１４または基板１０の何れでも良
い。金属粒２６が分散した接着剤１４の塗布方法は、マ
スク印刷やその他適宜の方法を採用し得る。この状態
で、基板１０とダイアフラム１４は、金属粒２６の直径
分の間隔を経て接合し、金属粒２６は基板１０の裏面ま
たは対向電極２４の裏面と、ダイアフラム１４の表面と
に確実に接触している。
は、基板１０とダイアフラム１４を接合する際に、予め
接着剤１２中に金属粒２６を分散させた接着層１５を形
成して接合する。金属粒２６が分散した接着剤１４の塗
布は、ダイアフラム１４または基板１０の何れでも良
い。金属粒２６が分散した接着剤１４の塗布方法は、マ
スク印刷やその他適宜の方法を採用し得る。この状態
で、基板１０とダイアフラム１４は、金属粒２６の直径
分の間隔を経て接合し、金属粒２６は基板１０の裏面ま
たは対向電極２４の裏面と、ダイアフラム１４の表面と
に確実に接触している。
【００１８】この実施形態によれば、基板１０とダイア
フラム１４を接合する際、接着剤１２による接着層１５
の厚さがほぼ金属球２６の直径に等しくなり、また対向
電極２４の厚みは２〜３μｍ程度と薄いため、全体的に
均一な厚さとなる。さらに金属球２６により対向電極２
４とダイアフラム１４が電気的に確実に接続され、高精
度の測定が可能となり、接着剤１２による容量に電荷が
奪われることが少なく、発生した電荷が効果的に検知信
号として出力される。
フラム１４を接合する際、接着剤１２による接着層１５
の厚さがほぼ金属球２６の直径に等しくなり、また対向
電極２４の厚みは２〜３μｍ程度と薄いため、全体的に
均一な厚さとなる。さらに金属球２６により対向電極２
４とダイアフラム１４が電気的に確実に接続され、高精
度の測定が可能となり、接着剤１２による容量に電荷が
奪われることが少なく、発生した電荷が効果的に検知信
号として出力される。
【００１９】なお、この発明は、上述した実施形態に限
定されるものではなく、ダイアフラム１４と重錘１６を
一体に構成してもよく、電極を形成する材料や製造方法
等は適宜変更することができる。
定されるものではなく、ダイアフラム１４と重錘１６を
一体に構成してもよく、電極を形成する材料や製造方法
等は適宜変更することができる。
【００２０】
【発明の効果】この発明の加速度センサは、大きさが均
一な球状の金属粒を絶縁性の接着剤に混入することによ
り、基板とダイアフラムの間隔が全体的に均一なものと
することができる。また対向電極とダイアフラムの電気
的な接続も容易に可能である。これにより、各軸方向の
加速度をより正確に検知でき、特性も安定化させること
ができる。
一な球状の金属粒を絶縁性の接着剤に混入することによ
り、基板とダイアフラムの間隔が全体的に均一なものと
することができる。また対向電極とダイアフラムの電気
的な接続も容易に可能である。これにより、各軸方向の
加速度をより正確に検知でき、特性も安定化させること
ができる。
【図１】この発明の一実施形態の加速度センサを示す断
面図である。
面図である。
【図２】この発明の一実施形態の加速度センサの基板裏
面を示す平面図である。
面を示す平面図である。
【図３】従来の３軸加速度センサを示す断面図である。
【図４】従来の３軸加速度センサの基板裏面を示す平面
図である。
図である。
１０ 基板 １２ 接着剤 １４ ダイアフラム １５ 接着層 １６ 重錘 １８ センサ本体 ２０ 台座 ２２ 加速度検出用電極 ２４ 対向電極 ２６ 金属球 ２８ 収容孔 ３０ 配線部 ３２ 接合部
Claims (2)
- 【請求項１】 圧電セラミックスの基板の表面に加速度
検出用電極が形成され、上記基板の裏面に上記加速度検
出用電極に対向する対向電極が形成され、この対向電極
と上記加速度検出用電極との間の上記基板が分極処理さ
れており、上記基板の裏面側に、粒子径が均一な金属粒
を混入した絶縁性の接着剤が上記金属粒の直径と同じ厚
さとなるように積層された接着層を備え、この接着層を
介してダイアフラムが設けられた加速度センサ。 - 【請求項２】 上記ダイアフラムは金属板からなり、上
記対向電極とダイアフラムが上記金属粒を介して電気的
に接続した請求項１記載の加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10152048A JPH11326363A (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10152048A JPH11326363A (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11326363A true JPH11326363A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15531922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10152048A Pending JPH11326363A (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11326363A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003067266A1 (fr) * | 2002-02-04 | 2003-08-14 | Star Micronics Co.,Ltd. | Detecteur piezo-electrique d'acceleration |
| JP2013501490A (ja) * | 2009-08-07 | 2013-01-10 | バイヤー・マテリアルサイエンス・アーゲー | 電気機械変換器を製造するための方法 |
| EP3075333A1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-10-05 | Seiko Epson Corporation | Liquid ejection device actuator unit and liquid ejection device handpiece |
-
1998
- 1998-05-15 JP JP10152048A patent/JPH11326363A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003067266A1 (fr) * | 2002-02-04 | 2003-08-14 | Star Micronics Co.,Ltd. | Detecteur piezo-electrique d'acceleration |
| JP2013501490A (ja) * | 2009-08-07 | 2013-01-10 | バイヤー・マテリアルサイエンス・アーゲー | 電気機械変換器を製造するための方法 |
| EP3075333A1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-10-05 | Seiko Epson Corporation | Liquid ejection device actuator unit and liquid ejection device handpiece |
| US9604456B2 (en) | 2015-03-23 | 2017-03-28 | Seiko Epson Corporation | Liquid ejection device actuator unit and liquid ejection device handpiece |
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