JPS63118667A - 三次元加速度センサ - Google Patents
三次元加速度センサInfo
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- JPS63118667A JPS63118667A JP61264596A JP26459686A JPS63118667A JP S63118667 A JPS63118667 A JP S63118667A JP 61264596 A JP61264596 A JP 61264596A JP 26459686 A JP26459686 A JP 26459686A JP S63118667 A JPS63118667 A JP S63118667A
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- Japan
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- acceleration
- dimensional
- sensors
- sensor
- acceleration sensor
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- Pending
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims abstract description 49
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
- G01P2015/0825—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 for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—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 for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［（既要］
簡易な構成の三次元センサを得るため、直方体または立
方体のブロックの互いに直交する３つの面に凹部を穿っ
て、−次元加速度センサを個別に取りつけて、小型な構
成とした三次元加速度センサである。
方体のブロックの互いに直交する３つの面に凹部を穿っ
て、−次元加速度センサを個別に取りつけて、小型な構
成とした三次元加速度センサである。
［産業上の利用分野］
本発明は一次元加速度センサを組合せ使用し、三次元加
速度を検知できるようにした三次元加速度センサに関す
る。
速度を検知できるようにした三次元加速度センサに関す
る。
加速度センサは振動・衝撃を検知するため、ロボット・
自動車・構造物などに取りつけられている。検知すべき
加速度は三次元金ての加速度に対処することが希望され
るが、従来は大規模なものとなったから、小型なセンサ
の開発が必要とされた。
自動車・構造物などに取りつけられている。検知すべき
加速度は三次元金ての加速度に対処することが希望され
るが、従来は大規模なものとなったから、小型なセンサ
の開発が必要とされた。
Ｃ従来の技術］
一次元の加速度センサは種々研究されている。
即ち力と加速度とはｔｆｆｉを仲介にして関連付けられ
るから、既知の質量に加えた力から加速度を検知してい
た。また三次元の加速度を検知するためには、前記−次
元のセンサを３個準備し、各−次元センサの加速度検知
方向が互いに直交するＸ。
るから、既知の質量に加えた力から加速度を検知してい
た。また三次元の加速度を検知するためには、前記−次
元のセンサを３個準備し、各−次元センサの加速度検知
方向が互いに直交するＸ。
Ｙ、Ｚ方向に一致させて取りつける必要があった。
しかしその取りつける位置が、必ずしも接近するとは限
らず、ばらついていることが多かった。
らず、ばらついていることが多かった。
［発明が解決しようとする問題点］
従来技術によるとき、−次元の加速度センサ３個を準備
し、それらを設置するとき、加速度検知方向を互いに直
交させるように設定する必要があった。そのため設置用
の部材を多く必要とし、また接近していないときは、長
い信号伝送線を要し、各センサについて調整するとき、
長時間を要する欠点があった。
し、それらを設置するとき、加速度検知方向を互いに直
交させるように設定する必要があった。そのため設置用
の部材を多く必要とし、また接近していないときは、長
い信号伝送線を要し、各センサについて調整するとき、
長時間を要する欠点があった。
本発明の目的は前述の欠点を改善し、節易な構成で加速
度を三次元で検知するためのセンサを提供することにあ
る。
度を三次元で検知するためのセンサを提供することにあ
る。
［問題点を解決するための手段］
第１図は本発明の原理構成を示す図である。第１図にお
いて、１１〜１３は一次元の加速度センサ、２は直方体
または立方体のブロック、２１〜２３は互いに直交する
３つの面、３１〜３３は凹部を示す。−次元センサ１２
において、４．５はボンディング用パッド、６０はたわ
み部で例えば半導体材料のＳｉ基板６を薄片化して作成
し、その表面に拡散抵抗６１を作成して置く。７は重り
部を示す。図示していないが、−次元センサ１１゜１３
についてもとをような構成としている。
いて、１１〜１３は一次元の加速度センサ、２は直方体
または立方体のブロック、２１〜２３は互いに直交する
３つの面、３１〜３３は凹部を示す。−次元センサ１２
において、４．５はボンディング用パッド、６０はたわ
み部で例えば半導体材料のＳｉ基板６を薄片化して作成
し、その表面に拡散抵抗６１を作成して置く。７は重り
部を示す。図示していないが、−次元センサ１１゜１３
についてもとをような構成としている。
半導体材料の基板６の一部を薄片状６０にし、加速度が
印加されたとき、該薄片部６０がたわみ、薄片部表面に
形成した抵抗部６１の抵抗値が変化することを検知して
加速度を求める加速度センサにおいて、本発明は下記の
構成としている。
印加されたとき、該薄片部６０がたわみ、薄片部表面に
形成した抵抗部６１の抵抗値が変化することを検知して
加速度を求める加速度センサにおいて、本発明は下記の
構成としている。
即ち、直方体または立方体のブロック２の互いに直交す
る３つの面２１．２２．２３に穿った凹部３１，３２．
３３に前記加速度センサ１１．１２．１３を１個ずつ取
りつけたことである。
る３つの面２１．２２．２３に穿った凹部３１，３２．
３３に前記加速度センサ１１．１２．１３を１個ずつ取
りつけたことである。
なお、直方体ブロック２の材質はモールド材など適宜の
もので良い。
もので良い。
［作用コ
一次元センサ３個を第１図に示すように直方体ブロック
の各面に取りつけたため、何の方向からの加速度が印加
されたときも、その加速度をＸ。
の各面に取りつけたため、何の方向からの加速度が印加
されたときも、その加速度をＸ。
Ｙ、Ｚ軸各方向成分に分解して検知することができる。
そして各加速度センサにより検知した値について、取り
まとめて演算すれば、三次元加速度を正確に得ることが
できる。
まとめて演算すれば、三次元加速度を正確に得ることが
できる。
一次元加速度センサとして、半導体材料の基板から加工
して得られたものを使用するとき、極めて小型になるか
ら、それを３個使用しても大きくはならない。
して得られたものを使用するとき、極めて小型になるか
ら、それを３個使用しても大きくはならない。
［実施例］
第２図は本発明の実施例を示す図で、−次元加速度セン
サのたわみ部を各センサについて４箇所ずつ設け、１つ
の重り部と結合させた例である。
サのたわみ部を各センサについて４箇所ずつ設け、１つ
の重り部と結合させた例である。
−次元センサの例えばセンサ１１においてたわみ部が６
０−１〜６０−４と４個所設けられ、重り部７は１つで
ある。他のセンサについても同一構造としている。
０−１〜６０−４と４個所設けられ、重り部７は１つで
ある。他のセンサについても同一構造としている。
この実施例によれば、たわみ部が重り部の四方にあるた
め、加速度検知方向以外の加速度成分に対する感度がき
わめて低い。そのため、第１図に示すセンサと比較し、
三次元の加速度検知がより正確になる。
め、加速度検知方向以外の加速度成分に対する感度がき
わめて低い。そのため、第１図に示すセンサと比較し、
三次元の加速度検知がより正確になる。
なお第２図において８１〜８３はそれぞれ加速度センサ
の入出力用端子を示す。
の入出力用端子を示す。
第３図は加速度センサ１１について、重り部７を水平方
向に切断して見上げた断面図を示す。即ちたわみ部６０
−２．６０−３が左右に薄く存在し、重り部７が中央に
在る。また６１−２．６１−３は抵抗部を示す。３１は
凹部を示す。重り部７が第３図の上下方向に動かされた
とき、たわみ部６０−２．６０−３のたわみを抵抗部６
１−２．６１−３の拡散抵抗の抵抗値変化として取り出
す。拡散抵抗６１−２．６１−３は厚さ１０μｍの各た
わみ部６０−２．６０−３の付は根位置に設けられるこ
とが適当である。そこには加速度印加時に重り部７が降
下すると、最も大きな応力が発生するからである。各拡
散抵抗はｎ形のＳｔウェハのたわみ部に硼素（Ｂ）を約
２μｍの深さに拡散させ、例えばコ字状パターンに形成
する。更に他の拡散抵抗６１−１．６１−４と共にブリ
ッジ接続することにより、たわみ部に生じたたわみを高
感度に検出することができる。
向に切断して見上げた断面図を示す。即ちたわみ部６０
−２．６０−３が左右に薄く存在し、重り部７が中央に
在る。また６１−２．６１−３は抵抗部を示す。３１は
凹部を示す。重り部７が第３図の上下方向に動かされた
とき、たわみ部６０−２．６０−３のたわみを抵抗部６
１−２．６１−３の拡散抵抗の抵抗値変化として取り出
す。拡散抵抗６１−２．６１−３は厚さ１０μｍの各た
わみ部６０−２．６０−３の付は根位置に設けられるこ
とが適当である。そこには加速度印加時に重り部７が降
下すると、最も大きな応力が発生するからである。各拡
散抵抗はｎ形のＳｔウェハのたわみ部に硼素（Ｂ）を約
２μｍの深さに拡散させ、例えばコ字状パターンに形成
する。更に他の拡散抵抗６１−１．６１−４と共にブリ
ッジ接続することにより、たわみ部に生じたたわみを高
感度に検出することができる。
そして両持梁形の構造を有する一次元センサを３個組合
せることで、三次元加速度の検知も高感度にできる。
せることで、三次元加速度の検知も高感度にできる。
［発明の効果］
このようにして本発明によると、三次元センサが殆ど単
一のブロックの構成で得ることができるから、極めて小
型になる。
一のブロックの構成で得ることができるから、極めて小
型になる。
第１図は本発明の原理構成を示す図、
第２図は本発明の実施例の構成を示す図、第３図は第２
図におけるセンサの部分断面図である。 １１、 １２． １３−−−一次元加速度センサ２・−
ブロック ２１、 ２２． ２３−−−ブロックの各面３１、 ３
２． ３３−凹所 ６−・・基板 ６０．６０−１〜６０−４−・たわみ部７−重り部 一次元力Ｕ通皮センサ 本発明の魚理携へ図 第１図 実施り１の〃り浅田 第２図 センサの部分断面図 第３図
図におけるセンサの部分断面図である。 １１、 １２． １３−−−一次元加速度センサ２・−
ブロック ２１、 ２２． ２３−−−ブロックの各面３１、 ３
２． ３３−凹所 ６−・・基板 ６０．６０−１〜６０−４−・たわみ部７−重り部 一次元力Ｕ通皮センサ 本発明の魚理携へ図 第１図 実施り１の〃り浅田 第２図 センサの部分断面図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体材料の基板（６）の一部を薄片状（６０）にし、
加速度が印加されたとき、該薄片部（６０）がたわみ、
薄片部表面に形成した抵抗部（６１）の抵抗値が変化す
ることを検知して加速度を求める加速度センサにおいて
、 直方体または立方体のブロック（２）の互いに直交する
３つの面（２１）（２２）（２３）に穿った凹部（３１
）（３２）（３３）に前記加速度センサ（１１）（１２
）（１３）を１個ずつ取りつけたこと を特徴とする三次元加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61264596A JPS63118667A (ja) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | 三次元加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61264596A JPS63118667A (ja) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | 三次元加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63118667A true JPS63118667A (ja) | 1988-05-23 |
Family
ID=17405501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61264596A Pending JPS63118667A (ja) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | 三次元加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63118667A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990000735A1 (en) * | 1988-07-14 | 1990-01-25 | University Of Hawaii | Multidimensional force sensor |
| US5083466A (en) * | 1988-07-14 | 1992-01-28 | University Of Hawaii | Multidimensional force sensor |
| US5095762A (en) * | 1988-07-14 | 1992-03-17 | University Of Hawaii | Multidimensional force sensor |
| US5101669A (en) * | 1988-07-14 | 1992-04-07 | University Of Hawaii | Multidimensional force sensor |
| JPH04161143A (ja) * | 1990-10-25 | 1992-06-04 | Masahiko Shimizu | 身体運動記録装置 |
| JPH0523140U (ja) * | 1991-02-22 | 1993-03-26 | 株式会社東海理化電機製作所 | 加速度センサ |
| JPH085435A (ja) * | 1994-06-15 | 1996-01-12 | Sensor Gijutsu Kenkyusho:Kk | ガスメータ |
| US5567877A (en) * | 1994-03-24 | 1996-10-22 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Multiple-axis gas flow type angular velocity sensor |
| US5719333A (en) * | 1994-01-20 | 1998-02-17 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Acceleration sensor |
| US5880368A (en) * | 1995-04-19 | 1999-03-09 | Smiths Industries Public Limited Company | Inertial sensors |
| WO2015098936A1 (ja) | 2013-12-24 | 2015-07-02 | ヤマハ株式会社 | 振動検出機構及び振動センサユニット |
-
1986
- 1986-11-06 JP JP61264596A patent/JPS63118667A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5083466A (en) * | 1988-07-14 | 1992-01-28 | University Of Hawaii | Multidimensional force sensor |
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| US5719333A (en) * | 1994-01-20 | 1998-02-17 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Acceleration sensor |
| US5567877A (en) * | 1994-03-24 | 1996-10-22 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Multiple-axis gas flow type angular velocity sensor |
| JPH085435A (ja) * | 1994-06-15 | 1996-01-12 | Sensor Gijutsu Kenkyusho:Kk | ガスメータ |
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| WO2015098936A1 (ja) | 2013-12-24 | 2015-07-02 | ヤマハ株式会社 | 振動検出機構及び振動センサユニット |
| US9958314B2 (en) | 2013-12-24 | 2018-05-01 | Yamaha Corporation | Vibration detection mechanism and vibration sensor unit |
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