JP2001074771A - 静電トルカ型加速度計 - Google Patents
静電トルカ型加速度計Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トルカ用電極の溶着、破損及び質量体の固定
電極板への貼り付きを防止する。 【解決手段】 ヒンジ１２により変位可能に支持された
板状質量体１１の重心Ｇを通るその板面と垂直な軸上に
位置するように、ストッパ３１を質量体１１の両板面に
それぞれ突出形成し、それらストッパ３１の頂面に静電
容量検出用電極２１を設け、質量体１１のストッパ３１
形成部を除く板面トルカ用電極２２を設ける。質量体１
１に過大な変位が発生しても、ストッパ３１が固定電極
板１４と接触することにより、トルカ用電極２２と２３
との接触が回避される。また、ストッパ３１によって質
量体１１が固定電極板１４に接触した場合の接触面積を
小さくすることができるため、貼り付きを防止できる。
電極板への貼り付きを防止する。 【解決手段】 ヒンジ１２により変位可能に支持された
板状質量体１１の重心Ｇを通るその板面と垂直な軸上に
位置するように、ストッパ３１を質量体１１の両板面に
それぞれ突出形成し、それらストッパ３１の頂面に静電
容量検出用電極２１を設け、質量体１１のストッパ３１
形成部を除く板面トルカ用電極２２を設ける。質量体１
１に過大な変位が発生しても、ストッパ３１が固定電極
板１４と接触することにより、トルカ用電極２２と２３
との接触が回避される。また、ストッパ３１によって質
量体１１が固定電極板１４に接触した場合の接触面積を
小さくすることができるため、貼り付きを防止できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は静電トルカを用い
たクローズドループタイプの加速度計に関し、特にトル
カ用電極の破損やペンデュラム構造をなす質量体の固定
電極板への貼り付きを防止するための構造に関する。
たクローズドループタイプの加速度計に関し、特にトル
カ用電極の破損やペンデュラム構造をなす質量体の固定
電極板への貼り付きを防止するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図９は静電トルカ型加速度計の従来構造
の一例を示したものである。板状とされた質量体１１は
ヒンジ１２によりその一端側が枠体１３に支持されて変
位可能とされており、この質量体１１の両板面に対向し
て２つの固定電極板１４が配置されている。質量体１１
の両板面には可動電極１５がそれぞれ設けられており、
これら可動電極１５と対向する固定電極１６が２つの固
定電極板１４にそれぞれ設けられている。
の一例を示したものである。板状とされた質量体１１は
ヒンジ１２によりその一端側が枠体１３に支持されて変
位可能とされており、この質量体１１の両板面に対向し
て２つの固定電極板１４が配置されている。質量体１１
の両板面には可動電極１５がそれぞれ設けられており、
これら可動電極１５と対向する固定電極１６が２つの固
定電極板１４にそれぞれ設けられている。
【０００３】外部から加速度が加わると、質量体１１は
その入力加速度に応じて変位し、この変位によって可動
電極１５と固定電極１６とによって構成されている上下
２つのキャパシタの静電容量が変化する。質量体１１の
変位量はこれら２つのキャパシタの静電容量の差として
検出され、この検出出力に基づき２組の可動電極１５と
固定電極１６との間に電圧を印加することにより形成さ
れる静電トルカ機構によって、質量体１１を中立位置に
戻す方向の力を発生するようフィードバックループが形
成されている。
その入力加速度に応じて変位し、この変位によって可動
電極１５と固定電極１６とによって構成されている上下
２つのキャパシタの静電容量が変化する。質量体１１の
変位量はこれら２つのキャパシタの静電容量の差として
検出され、この検出出力に基づき２組の可動電極１５と
固定電極１６との間に電圧を印加することにより形成さ
れる静電トルカ機構によって、質量体１１を中立位置に
戻す方向の力を発生するようフィードバックループが形
成されている。
【０００４】なお、この例では可動電極１５と固定電極
１６とは静電容量検出用電極対をなすと共に、トルカ用
電極対としても機能するものとなっている。静電トルカ
機構は固定電極と可動電極との間に電圧を印加すること
により発生する両電極間の静電気力による引力を用いる
ものであるため、例えば外部から大きな衝撃や振動が加
わって、可動電極と固定電極とが接触すると、接触した
微小面積部分に大電流が流れて、両電極が溶着したり、
あるいは破損するといった問題が生じる。
１６とは静電容量検出用電極対をなすと共に、トルカ用
電極対としても機能するものとなっている。静電トルカ
機構は固定電極と可動電極との間に電圧を印加すること
により発生する両電極間の静電気力による引力を用いる
ものであるため、例えば外部から大きな衝撃や振動が加
わって、可動電極と固定電極とが接触すると、接触した
微小面積部分に大電流が流れて、両電極が溶着したり、
あるいは破損するといった問題が生じる。
【０００５】図１０Ａはこのような問題を回避すべく、
従来提案されている構造を示したものであり、この例で
は静電容量検出用電極とトルカ用電極とを上述したよう
に同一ではなく、別々のものとし、質量体１１のヒンジ
１２支持側と反対の遊端側部分に静電容量検出用電極２
１を設け、それよりヒンジ１２に近い側にトルカ用電極
２２を設けたものとなっている。
従来提案されている構造を示したものであり、この例で
は静電容量検出用電極とトルカ用電極とを上述したよう
に同一ではなく、別々のものとし、質量体１１のヒンジ
１２支持側と反対の遊端側部分に静電容量検出用電極２
１を設け、それよりヒンジ１２に近い側にトルカ用電極
２２を設けたものとなっている。
【０００６】この構造によれば、図１０Ｂに示したよう
に質量体１１が大きく変位しても、トルカ用電極２２は
固定電極板１４のトルカ用電極２３と接触せず、よって
これらトルカ用電極２２，２３の溶着や破損を防止する
ことができるものとなっている。なお、質量体１１と固
定電極板１４の静電容量検出用電極２１と２４とが接触
しても、これら電極２１，２４間には大電流が流れるこ
とはなく、つまりトルカ用電極のような溶着や破損は発
生しない。
に質量体１１が大きく変位しても、トルカ用電極２２は
固定電極板１４のトルカ用電極２３と接触せず、よって
これらトルカ用電極２２，２３の溶着や破損を防止する
ことができるものとなっている。なお、質量体１１と固
定電極板１４の静電容量検出用電極２１と２４とが接触
しても、これら電極２１，２４間には大電流が流れるこ
とはなく、つまりトルカ用電極のような溶着や破損は発
生しない。
【０００７】また、特開平３−１４６８７２号公報に
は、上述したような溶着や破損を引き起こす可動電極と
固定電極との接触を防止するために、可動電極端部の位
置と固定電極端部の位置とをずらした構成が記載されて
おり、この構成によっても図１０Ｂに示したような大き
な変位が質量体に生じた場合に可動電極と固定電極との
接触を回避することができる。
は、上述したような溶着や破損を引き起こす可動電極と
固定電極との接触を防止するために、可動電極端部の位
置と固定電極端部の位置とをずらした構成が記載されて
おり、この構成によっても図１０Ｂに示したような大き
な変位が質量体に生じた場合に可動電極と固定電極との
接触を回避することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、図１
０Ａに示した構成や特開平３−１４６８７２号公報に示
された構成を採用すれば、大きな衝撃や振動により質量
体１１が図１０Ｂに示したような変位をした場合には、
トルカ用電極同士の接触を回避することができる。
０Ａに示した構成や特開平３−１４６８７２号公報に示
された構成を採用すれば、大きな衝撃や振動により質量
体１１が図１０Ｂに示したような変位をした場合には、
トルカ用電極同士の接触を回避することができる。
【０００９】しかしながら、強大な衝撃や振動が加わっ
た場合にはヒンジ１２には図１０Ｂに示したような１次
屈曲ではなく、図１０Ｃに示したような２次屈曲（高次
屈曲）が発生し、このような屈曲が生じた場合には図１
０Ｃに示したようにトルカ用電極２２と２３とが接触し
てしまい、つまり電極の溶着や破損が生じることにな
る。
た場合にはヒンジ１２には図１０Ｂに示したような１次
屈曲ではなく、図１０Ｃに示したような２次屈曲（高次
屈曲）が発生し、このような屈曲が生じた場合には図１
０Ｃに示したようにトルカ用電極２２と２３とが接触し
てしまい、つまり電極の溶着や破損が生じることにな
る。
【００１０】一方、この種の静電トルカ型加速度計にお
ける他の問題として、質量体が固定電極板に貼り付くと
いう問題がある。これは良好な平面を有する質量体と固
定電極板とが微小間隙を介して対向しているため、例え
ば質量体が平行に変位して固定電極板と平行に接触した
状態になると、面と面との摩擦によって質量体が固定電
極板に貼り付くものであり、このような貼り付きは例え
ば電源投入時に発生していることが多く、トルカ用電極
同士が接触してしまうことから、上記の場合と同様に溶
着や破損の原因となる。
ける他の問題として、質量体が固定電極板に貼り付くと
いう問題がある。これは良好な平面を有する質量体と固
定電極板とが微小間隙を介して対向しているため、例え
ば質量体が平行に変位して固定電極板と平行に接触した
状態になると、面と面との摩擦によって質量体が固定電
極板に貼り付くものであり、このような貼り付きは例え
ば電源投入時に発生していることが多く、トルカ用電極
同士が接触してしまうことから、上記の場合と同様に溶
着や破損の原因となる。
【００１１】なお、例えば貼り付いている側と反対側の
トルカ用電極で発生する力で外すことも可能であるが、
貼り付き解除のアルゴリズムをもった電気回路を付加し
なければならず、その点で構成が複雑化し、また高価と
なり、さらには電源投入時の立上がり時間が遅くなると
いう問題が発生する。この発明の目的はこれら問題に鑑
み、トルカ用電極の溶着や破損が発生せず、また質量体
の固定電極板への貼り付きが発生しないようにした静電
トルカ型加速度計を提供することにある。
トルカ用電極で発生する力で外すことも可能であるが、
貼り付き解除のアルゴリズムをもった電気回路を付加し
なければならず、その点で構成が複雑化し、また高価と
なり、さらには電源投入時の立上がり時間が遅くなると
いう問題が発生する。この発明の目的はこれら問題に鑑
み、トルカ用電極の溶着や破損が発生せず、また質量体
の固定電極板への貼り付きが発生しないようにした静電
トルカ型加速度計を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、ヒンジにより変位可能に支持された板状質量体の両
板面に対向して２つの固定電極板が配置され、それら質
量体と２つの固定電極板との各間にそれぞれ静電容量検
出用電極対とトルカ用電極対とが構成され、加速度入力
による質量体の変位を静電容量の変化によって検出し、
その検出出力に基づきトルカ用電極対に電圧を印加して
質量体を中立位置に戻す構造とされた静電トルカ型加速
度計において、質量体の重心を通るその板面と垂直な軸
上に位置して、質量体の両板面にストッパがそれぞれ突
出形成され、それらストッパの頂面が静電容量検出用電
極の構成部とされ、質量体のストッパ形成部を除く板面
にトルカ用電極が構成される。
ば、ヒンジにより変位可能に支持された板状質量体の両
板面に対向して２つの固定電極板が配置され、それら質
量体と２つの固定電極板との各間にそれぞれ静電容量検
出用電極対とトルカ用電極対とが構成され、加速度入力
による質量体の変位を静電容量の変化によって検出し、
その検出出力に基づきトルカ用電極対に電圧を印加して
質量体を中立位置に戻す構造とされた静電トルカ型加速
度計において、質量体の重心を通るその板面と垂直な軸
上に位置して、質量体の両板面にストッパがそれぞれ突
出形成され、それらストッパの頂面が静電容量検出用電
極の構成部とされ、質量体のストッパ形成部を除く板面
にトルカ用電極が構成される。
【００１３】請求項２の発明によれば、ヒンジにより変
位可能に支持された板状質量体の両板面に対向して２つ
の固定電極板が配置され、それら質量体と２つの固定電
極板との各間にそれぞれ静電容量検出用電極対とトルカ
用電極対とが構成され、加速度入力による質量体の変位
を静電容量の変化によって検出し、その検出出力に基づ
きトルカ用電極対に電圧を印加して質量体を中立位置に
戻す構造とされた静電トルカ型加速度計において、質量
体の重心を通るその板面と垂直な軸上に位置して、両固
定電極板の質量体と対向する板面にストッパがそれぞれ
突出形成され、それらストッパの頂面が静電容量検出用
電極の構成部とされ、両固定電極板のストッパ形成部を
除く板面にトルカ用電極が構成される。
位可能に支持された板状質量体の両板面に対向して２つ
の固定電極板が配置され、それら質量体と２つの固定電
極板との各間にそれぞれ静電容量検出用電極対とトルカ
用電極対とが構成され、加速度入力による質量体の変位
を静電容量の変化によって検出し、その検出出力に基づ
きトルカ用電極対に電圧を印加して質量体を中立位置に
戻す構造とされた静電トルカ型加速度計において、質量
体の重心を通るその板面と垂直な軸上に位置して、両固
定電極板の質量体と対向する板面にストッパがそれぞれ
突出形成され、それらストッパの頂面が静電容量検出用
電極の構成部とされ、両固定電極板のストッパ形成部を
除く板面にトルカ用電極が構成される。
【００１４】請求項３の発明によれば、ヒンジにより変
位可能に支持された板状質量体の両板面に対向して２つ
の固定電極板が配置され、それら質量体と２つの固定電
極板との各間にそれぞれ静電容量検出用電極対とトルカ
用電極対とが構成され、加速度入力による質量体の変位
を静電容量の変化によって検出し、その検出出力に基づ
きトルカ用電極対に電圧を印加して質量体を中立位置に
戻す構造とされた静電トルカ型加速度計において、質量
体の重心を含み、その板面と垂直で、かつヒンジの屈曲
軸と平行な平面が質量体の両板面と交差する線上にスト
ッパがそれぞれ突出形成され、それらストッパの頂面が
静電容量検出用電極の構成部とされ、質量体のストッパ
形成部を除く板面にトルカ用電極が構成される。
位可能に支持された板状質量体の両板面に対向して２つ
の固定電極板が配置され、それら質量体と２つの固定電
極板との各間にそれぞれ静電容量検出用電極対とトルカ
用電極対とが構成され、加速度入力による質量体の変位
を静電容量の変化によって検出し、その検出出力に基づ
きトルカ用電極対に電圧を印加して質量体を中立位置に
戻す構造とされた静電トルカ型加速度計において、質量
体の重心を含み、その板面と垂直で、かつヒンジの屈曲
軸と平行な平面が質量体の両板面と交差する線上にスト
ッパがそれぞれ突出形成され、それらストッパの頂面が
静電容量検出用電極の構成部とされ、質量体のストッパ
形成部を除く板面にトルカ用電極が構成される。
【００１５】請求項４の発明によれば、ヒンジにより変
位可能に支持された板状質量体の両板面に対向して２つ
の固定電極板が配置され、それら質量体と２つの固定電
極板との各間にそれぞれ静電容量検出用電極対とトルカ
用電極対とが構成され、加速度入力による質量体の変位
を静電容量の変化によって検出し、その検出出力に基づ
きトルカ用電極対に電圧を印加して質量体を中立位置に
戻す構造とされた静電トルカ型加速度計において、質量
体の重心を含み、その板面と垂直で、かつヒンジの屈曲
軸と平行な平面が両固定電極板の質量体と対向する板面
と交差する線上にストッパがそれぞれ突出形成され、そ
れらストッパの頂面が静電容量検出用電極の構成部とさ
れ、両固定電極板のストッパ形成部を除く板面にトルカ
用電極が構成される。
位可能に支持された板状質量体の両板面に対向して２つ
の固定電極板が配置され、それら質量体と２つの固定電
極板との各間にそれぞれ静電容量検出用電極対とトルカ
用電極対とが構成され、加速度入力による質量体の変位
を静電容量の変化によって検出し、その検出出力に基づ
きトルカ用電極対に電圧を印加して質量体を中立位置に
戻す構造とされた静電トルカ型加速度計において、質量
体の重心を含み、その板面と垂直で、かつヒンジの屈曲
軸と平行な平面が両固定電極板の質量体と対向する板面
と交差する線上にストッパがそれぞれ突出形成され、そ
れらストッパの頂面が静電容量検出用電極の構成部とさ
れ、両固定電極板のストッパ形成部を除く板面にトルカ
用電極が構成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照して実施例により説明する。図１は請求項１の発明の
一実施例を示したものであり、図２はそれを各部に分解
して示したものである。なお、図１０と対応する部分に
は同一符号を付してある。
照して実施例により説明する。図１は請求項１の発明の
一実施例を示したものであり、図２はそれを各部に分解
して示したものである。なお、図１０と対応する部分に
は同一符号を付してある。
【００１７】この例では矩形板状とされた質量体１１は
図２に示したように２本の極めて薄い板状のヒンジ１２
によってその一端側が枠体１３に支持されて枠体１３の
枠内に位置されており、この質量体１１の両板面にはそ
れぞれ円形状をなしてわずかに突出するストッパ３１が
一体形成されている。これらストッパ３１は質量体１１
の重心Ｇを通り、かつ質量体１１の両板面と垂直な軸上
に位置されており、即ちこれら２つのストッパ３１の重
心は質量体１１の重心Ｇと一致されている。
図２に示したように２本の極めて薄い板状のヒンジ１２
によってその一端側が枠体１３に支持されて枠体１３の
枠内に位置されており、この質量体１１の両板面にはそ
れぞれ円形状をなしてわずかに突出するストッパ３１が
一体形成されている。これらストッパ３１は質量体１１
の重心Ｇを通り、かつ質量体１１の両板面と垂直な軸上
に位置されており、即ちこれら２つのストッパ３１の重
心は質量体１１の重心Ｇと一致されている。
【００１８】各ストッパ３１の頂面にはそれぞれ静電容
量検出用電極２１が設けられており、質量体１１のスト
ッパ３１形成部を除く板面には図２に示したようにスト
ッパ３１を囲んでトルカ用電極２２が設けられている。
質量体１１の両板面と対向して配置された２つの固定電
極板１４には、それぞれ質量体１１に設けられた静電容
量検出用電極２１及びトルカ用電極２２と対をなす静電
容量検出用電極２４及びトルカ用電極２３が設けられて
いる。
量検出用電極２１が設けられており、質量体１１のスト
ッパ３１形成部を除く板面には図２に示したようにスト
ッパ３１を囲んでトルカ用電極２２が設けられている。
質量体１１の両板面と対向して配置された２つの固定電
極板１４には、それぞれ質量体１１に設けられた静電容
量検出用電極２１及びトルカ用電極２２と対をなす静電
容量検出用電極２４及びトルカ用電極２３が設けられて
いる。
【００１９】質量体１１，ヒンジ１２及び枠体１３は例
えば石英ガラス板をエッチング加工することによって一
体に形成され、２つの固定電極板１４も同様に石英ガラ
ス板によって構成される。静電容量検出用電極２１，２
４及びトルカ用電極２２，２３は例えばＡｕ蒸着膜によ
って形成される。各電極２１〜２４には図１に模式的に
示したように所要の配線が施される。加速度入力による
質量体１１の変位によって生じる静電容量検出用電極２
１と２４とで構成される２組のキャパシタの静電容量の
差は両キャパシタに印加された交流電圧の振幅または位
相の差として変位検出器３２で検出される。
えば石英ガラス板をエッチング加工することによって一
体に形成され、２つの固定電極板１４も同様に石英ガラ
ス板によって構成される。静電容量検出用電極２１，２
４及びトルカ用電極２２，２３は例えばＡｕ蒸着膜によ
って形成される。各電極２１〜２４には図１に模式的に
示したように所要の配線が施される。加速度入力による
質量体１１の変位によって生じる静電容量検出用電極２
１と２４とで構成される２組のキャパシタの静電容量の
差は両キャパシタに印加された交流電圧の振幅または位
相の差として変位検出器３２で検出される。
【００２０】変位検出器３２の検出出力はトルカ電圧変
換器３３によって２組のトルカ用電極２２と２３との間
の電圧に変換され、質量体１１を中立位置に戻す方向の
力を発生するように２組のトルカ用電極２２，２３に電
圧が印加される。これにより質量体１１に加わった加速
度による力と、静電トルカ機構の発生する力の釣り合う
位置に質量体１１が静止するというフィードバックルー
プが形成される。
換器３３によって２組のトルカ用電極２２と２３との間
の電圧に変換され、質量体１１を中立位置に戻す方向の
力を発生するように２組のトルカ用電極２２，２３に電
圧が印加される。これにより質量体１１に加わった加速
度による力と、静電トルカ機構の発生する力の釣り合う
位置に質量体１１が静止するというフィードバックルー
プが形成される。
【００２１】なお、静電トルカ機構によって発生する力
の作用中心及びヒンジ１２によって支持された質量体１
１に働くダンピングの作用中心は共に質量体１１の重心
Ｇに一致するように構成されている。図３は静電容量変
化により変位検出をする変位検出器３２の回路構成の一
例を示したものである。この図３に示した回路は２組の
キャパシタの静電容量差を振幅の差として捉え、最終段
では変位に比例した電圧を出力している。
の作用中心及びヒンジ１２によって支持された質量体１
１に働くダンピングの作用中心は共に質量体１１の重心
Ｇに一致するように構成されている。図３は静電容量変
化により変位検出をする変位検出器３２の回路構成の一
例を示したものである。この図３に示した回路は２組の
キャパシタの静電容量差を振幅の差として捉え、最終段
では変位に比例した電圧を出力している。
【００２２】図４は上記のような構成を有する静電トル
カ型加速度計において、衝撃や振動により質量体１１に
過大な力が加わり、変位が発生している状態を示したも
のである。図４Ａはヒンジ１２が１次屈曲している場合
であって、質量体１１の遊端側が固定電極板１４に接触
する前に、ストッパ３１が固定電極板１４に接触するた
め、質量体１１の遊端部分におけるトルカ用電極２２と
２３との接触が阻止される。なお、静電容量検出用電極
２１と２４とは接触するが、これら電極２１，２４には
前述したように交流電圧が印加されるため、接触しても
過電流が流れることはない。
カ型加速度計において、衝撃や振動により質量体１１に
過大な力が加わり、変位が発生している状態を示したも
のである。図４Ａはヒンジ１２が１次屈曲している場合
であって、質量体１１の遊端側が固定電極板１４に接触
する前に、ストッパ３１が固定電極板１４に接触するた
め、質量体１１の遊端部分におけるトルカ用電極２２と
２３との接触が阻止される。なお、静電容量検出用電極
２１と２４とは接触するが、これら電極２１，２４には
前述したように交流電圧が印加されるため、接触しても
過電流が流れることはない。
【００２３】図４Ｂは強大な力が加わってヒンジ１２に
２次屈曲が発生した場合を示したものであり、この場合
も重心Ｇ上にあるストッパ３１が固定電極板１４と接触
し、これにより質量体１１を支える構造となり、質量体
１１のさらなる変位を規制するため、トルカ用電極２２
と２３との接触が阻止される。なお、このように質量体
１１にストッパ３１を設けたことにより、質量体１１と
固定電極板１４とが接触した場合の接触面積を小さくす
ることができるため、面同士の摩擦による貼り付きを防
止することができる。
２次屈曲が発生した場合を示したものであり、この場合
も重心Ｇ上にあるストッパ３１が固定電極板１４と接触
し、これにより質量体１１を支える構造となり、質量体
１１のさらなる変位を規制するため、トルカ用電極２２
と２３との接触が阻止される。なお、このように質量体
１１にストッパ３１を設けたことにより、質量体１１と
固定電極板１４とが接触した場合の接触面積を小さくす
ることができるため、面同士の摩擦による貼り付きを防
止することができる。
【００２４】上述した例ではストッパ３１の平面形状を
円形としているが、これに限るものではなく、例えば正
方形等多角形状としてもよい。図５は質量体１１を変位
可能に支持するヒンジ１２が質量体１１の片側（一端
側）だけでなく、両側に配置されている例を示したもの
であり、計４本のヒンジ１２によって質量体１１が両持
ち支持されている。この構造においても図２と同様にス
トッパ３１を質量体１１の両板面に設け、かつ図には示
していないが静電容量検出用電極及びトルカ用電極を同
様に設けることにより、トルカ用電極同士の接触を阻止
することができる。
円形としているが、これに限るものではなく、例えば正
方形等多角形状としてもよい。図５は質量体１１を変位
可能に支持するヒンジ１２が質量体１１の片側（一端
側）だけでなく、両側に配置されている例を示したもの
であり、計４本のヒンジ１２によって質量体１１が両持
ち支持されている。この構造においても図２と同様にス
トッパ３１を質量体１１の両板面に設け、かつ図には示
していないが静電容量検出用電極及びトルカ用電極を同
様に設けることにより、トルカ用電極同士の接触を阻止
することができる。
【００２５】図６は請求項２の発明の実施例を示したも
のであり、この例ではストッパが質量体１１上ではな
く、２つの固定電極板１４上にそれぞれ設けられたもの
となっている。これらストッパ３４は図６の状態で、つ
まり質量体１１が中立位置にある状態で、質量体１１の
重心Ｇを通り、かつ質量体１１の両板面と垂直な軸上に
位置して、固定電極板１４の質量体１１と対向する板面
にそれぞれ一体に突出形成されており、この例ではスト
ッパ３１と同様に円形状とされている。
のであり、この例ではストッパが質量体１１上ではな
く、２つの固定電極板１４上にそれぞれ設けられたもの
となっている。これらストッパ３４は図６の状態で、つ
まり質量体１１が中立位置にある状態で、質量体１１の
重心Ｇを通り、かつ質量体１１の両板面と垂直な軸上に
位置して、固定電極板１４の質量体１１と対向する板面
にそれぞれ一体に突出形成されており、この例ではスト
ッパ３１と同様に円形状とされている。
【００２６】各ストッパ３４の頂面にはそれぞれ静電容
量検出用電極２４が設けられており、各固定電極板１４
のストッパ３４形成部を除く板面にはトルカ用電極２３
が設けられている。質量体１１の両板面にはこれら静電
容量検出用電極２４及びトルカ用電極２３とそれぞれ対
向する静電容量検出用電極２１及びトルカ用電極２２が
設けられている。
量検出用電極２４が設けられており、各固定電極板１４
のストッパ３４形成部を除く板面にはトルカ用電極２３
が設けられている。質量体１１の両板面にはこれら静電
容量検出用電極２４及びトルカ用電極２３とそれぞれ対
向する静電容量検出用電極２１及びトルカ用電極２２が
設けられている。
【００２７】この図６に示した構成によっても、図１に
示した静電トルカ型加速度計と同様に、質量体１１に過
大な変位が生じた場合に、トルカ用電極２２と２３との
接触を回避することができ、また質量体１１と固定電極
板１４との貼り付きを回避することができる。図７及び
８は質量体１１に設けられるストッパの他の配置形状を
示したものである。図７におけるストッパ３５は質量体
１１の対向二辺間に渡る矩形状の凸部とされており、図
８におけるストッパ３６は図７のストッパ３５の中央部
分が除去されて２つに分断されたものとされている。
示した静電トルカ型加速度計と同様に、質量体１１に過
大な変位が生じた場合に、トルカ用電極２２と２３との
接触を回避することができ、また質量体１１と固定電極
板１４との貼り付きを回避することができる。図７及び
８は質量体１１に設けられるストッパの他の配置形状を
示したものである。図７におけるストッパ３５は質量体
１１の対向二辺間に渡る矩形状の凸部とされており、図
８におけるストッパ３６は図７のストッパ３５の中央部
分が除去されて２つに分断されたものとされている。
【００２８】これらストッパ３５，３６は質量体１１の
重心Ｇを含み、質量体１１の両板面と垂直で、かつヒン
ジ１２の屈曲軸と平行な平面が質量体１１の両板面と交
差する線上に配置されており、質量体１１の両板面に突
設された２つのストッパ３５の重心は質量体１１の重心
Ｇと一致されている。同様に、質量体１１の両板面にそ
れぞれ２箇所に別れて突設されたストッパ３６の重心も
質量体１１の重心Ｇと一致されている。
重心Ｇを含み、質量体１１の両板面と垂直で、かつヒン
ジ１２の屈曲軸と平行な平面が質量体１１の両板面と交
差する線上に配置されており、質量体１１の両板面に突
設された２つのストッパ３５の重心は質量体１１の重心
Ｇと一致されている。同様に、質量体１１の両板面にそ
れぞれ２箇所に別れて突設されたストッパ３６の重心も
質量体１１の重心Ｇと一致されている。
【００２９】ストッパ３５，３６の頂面には、図には示
していないが、前述した例と同様に静電容量検出用電極
が形成され、またストッパ形成部以外の板面にはトルカ
用電極が形成される。質量体１１に設けるストッパの配
置形状をこれら図７や８に示したような構成としても図
１におけるストッパ３１と同じ効果を得ることができ
る。
していないが、前述した例と同様に静電容量検出用電極
が形成され、またストッパ形成部以外の板面にはトルカ
用電極が形成される。質量体１１に設けるストッパの配
置形状をこれら図７や８に示したような構成としても図
１におけるストッパ３１と同じ効果を得ることができ
る。
【００３０】また、質量体１１上ではなく、図６に示し
たように２つの固定電極板１４上にストッパを設ける場
合に、図６における円形状のストッパ３４に替えてこれ
らストッパ３５や３６と同等の形状を有するストッパを
設けるようにしてもよい。この場合、ストッパは質量体
１１の重心Ｇを含み、質量体１１の両板面と垂直で、か
つヒンジ１２の屈曲軸と平行な平面が固定電極板１４の
質量体１１と対向する板面と交差する線上に突出形成さ
れる。
たように２つの固定電極板１４上にストッパを設ける場
合に、図６における円形状のストッパ３４に替えてこれ
らストッパ３５や３６と同等の形状を有するストッパを
設けるようにしてもよい。この場合、ストッパは質量体
１１の重心Ｇを含み、質量体１１の両板面と垂直で、か
つヒンジ１２の屈曲軸と平行な平面が固定電極板１４の
質量体１１と対向する板面と交差する線上に突出形成さ
れる。
【００３１】なお、上述した例では例えば石英ガラス板
をエッチング加工することによって質量体１１，ヒンジ
１２及び枠体１３を一体形成し、Ａｕ蒸着膜によって所
要の電極を形成するものとしているが、他の材料を用い
てもよく、また例えばシリコン基板を用い、質量体、ヒ
ンジ及び枠体を一体形成すると共に、質量体上への電極
膜形成を不要とするようにしてもよい。
をエッチング加工することによって質量体１１，ヒンジ
１２及び枠体１３を一体形成し、Ａｕ蒸着膜によって所
要の電極を形成するものとしているが、他の材料を用い
てもよく、また例えばシリコン基板を用い、質量体、ヒ
ンジ及び枠体を一体形成すると共に、質量体上への電極
膜形成を不要とするようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
衝撃などにより質量体に過大な変位が生じてもトルカ用
電極同士の接触を回避することができ、よってトルカ用
電極の溶着や破損を防止することができる。また、スト
ッパによって質量体と固定電極板とが接触した場合の接
触面積を小さくすることができるため、面同士の摩擦に
よる貼り付きを防止することができ、これらの点から信
頼性、耐久性に優れた静電トルカ型加速度計を得ること
ができる。
衝撃などにより質量体に過大な変位が生じてもトルカ用
電極同士の接触を回避することができ、よってトルカ用
電極の溶着や破損を防止することができる。また、スト
ッパによって質量体と固定電極板とが接触した場合の接
触面積を小さくすることができるため、面同士の摩擦に
よる貼り付きを防止することができ、これらの点から信
頼性、耐久性に優れた静電トルカ型加速度計を得ること
ができる。
【図１】請求項１の発明の一実施例を模式的に示した
図。
図。
【図２】図１における機構部分の分解斜視図。
【図３】図１における変位検出器の回路構成の一例を示
す回路図。
す回路図。
【図４】質量体に過大な変位が発生した状態を示す断面
図、Ａはヒンジが１次屈曲している場合、Ｂはヒンジが
２次屈曲している場合。
図、Ａはヒンジが１次屈曲している場合、Ｂはヒンジが
２次屈曲している場合。
【図５】ヒンジによる質量体の支持構造の他の例を説明
するための斜視図。
するための斜視図。
【図６】請求項２の発明の一実施例を示す断面図。
【図７】請求項３の発明の一実施例を説明するための斜
視図。
視図。
【図８】請求項３の発明の他の実施例を説明するための
斜視図。
斜視図。
【図９】静電トルカ型加速度計の従来構成の一例を示す
断面図。
断面図。
【図１０】Ａは静電トルカ型加速度計の従来構成の他の
例を示す断面図、Ｂ，Ｃはその質量体の過大な変位状態
を示す図。
例を示す断面図、Ｂ，Ｃはその質量体の過大な変位状態
を示す図。
Claims (4)
- 【請求項１】 ヒンジにより変位可能に支持された板状
質量体の両板面に対向して２つの固定電極板が配置さ
れ、それら質量体と２つの固定電極板との各間にそれぞ
れ静電容量検出用電極対とトルカ用電極対とが構成さ
れ、加速度入力による質量体の変位を静電容量の変化に
よって検出し、その検出出力に基づきトルカ用電極対に
電圧を印加して質量体を中立位置に戻す構造とされた静
電トルカ型加速度計であって、 上記質量体の重心を通るその板面と垂直な軸上に位置し
て、上記質量体の両板面にストッパがそれぞれ突出形成
され、 それらストッパの頂面が上記静電容量検出用電極の構成
部とされ、 上記質量体の上記ストッパ形成部を除く板面に上記トル
カ用電極が構成されていることを特徴とする静電トルカ
型加速度計。 - 【請求項２】 ヒンジにより変位可能に支持された板状
質量体の両板面に対向して２つの固定電極板が配置さ
れ、それら質量体と２つの固定電極板との各間にそれぞ
れ静電容量検出用電極対とトルカ用電極対とが構成さ
れ、加速度入力による質量体の変位を静電容量の変化に
よって検出し、その検出出力に基づきトルカ用電極対に
電圧を印加して質量体を中立位置に戻す構造とされた静
電トルカ型加速度計であって、 上記質量体の重心を通るその板面と垂直な軸上に位置し
て、上記両固定電極板の上記質量体と対向する板面にス
トッパがそれぞれ突出形成され、 それらストッパの頂面が上記静電容量検出用電極の構成
部とされ、 上記両固定電極板の上記ストッパ形成部を除く板面に上
記トルカ用電極が構成されていることを特徴とする静電
トルカ型加速度計。 - 【請求項３】 ヒンジにより変位可能に支持された板状
質量体の両板面に対向して２つの固定電極板が配置さ
れ、それら質量体と２つの固定電極板との各間にそれぞ
れ静電容量検出用電極対とトルカ用電極対とが構成さ
れ、加速度入力による質量体の変位を静電容量の変化に
よって検出し、その検出出力に基づきトルカ用電極対に
電圧を印加して質量体を中立位置に戻す構造とされた静
電トルカ型加速度計であって、 上記質量体の重心を含み、その板面と垂直で、かつ上記
ヒンジの屈曲軸と平行な平面が上記質量体の両板面と交
差する線上にストッパがそれぞれ突出形成され、 それらストッパの頂面が上記静電容量検出用電極の構成
部とされ、 上記質量体の上記ストッパ形成部を除く板面に上記トル
カ用電極が構成されていることを特徴とする静電トルカ
型加速度計。 - 【請求項４】 ヒンジにより変位可能に支持された板状
質量体の両板面に対向して２つの固定電極板が配置さ
れ、それら質量体と２つの固定電極板との各間にそれぞ
れ静電容量検出用電極対とトルカ用電極対とが構成さ
れ、加速度入力による質量体の変位を静電容量の変化に
よって検出し、その検出出力に基づきトルカ用電極対に
電圧を印加して質量体を中立位置に戻す構造とされた静
電トルカ型加速度計であって、 上記質量体の重心を含み、その板面と垂直で、かつ上記
ヒンジの屈曲軸と平行な平面が上記両固定電極板の上記
質量体と対向する板面と交差する線上にストッパがそれ
ぞれ突出形成され、 それらストッパの頂面が上記静電容量検出用電極の構成
部とされ、 上記両固定電極板の上記ストッパ形成部を除く板面に上
記トルカ用電極が構成されていることを特徴とする静電
トルカ型加速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25212299A JP3371250B2 (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | 静電トルカ型加速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25212299A JP3371250B2 (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | 静電トルカ型加速度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001074771A true JP2001074771A (ja) | 2001-03-23 |
| JP3371250B2 JP3371250B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=17232789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25212299A Expired - Lifetime JP3371250B2 (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | 静電トルカ型加速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3371250B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007101478A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Tamagawa Seiki Co Ltd | 傾斜角度検出器 |
| JP2008107349A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-08 | Honeywell Internatl Inc | 加速度計のトルク及び検知キャパシタの分離システム及び方法 |
| JP2008196883A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Seiko Instruments Inc | 力学量センサ |
| JP2010249806A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-11-04 | Seiko Epson Corp | Ｍｅｍｓセンサー、ｍｅｍｓセンサーの製造方法、および電子機器 |
| WO2011071140A1 (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-16 | アルプス電気株式会社 | 物理量センサ |
| JP2011133329A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Anritsu Sanki System Co Ltd | 秤 |
| JP2014020955A (ja) * | 2012-07-19 | 2014-02-03 | Mitsubishi Electric Corp | 加速度センサ |
| TWI449914B (zh) * | 2007-01-18 | 2014-08-21 | Freescale Semiconductor Inc | 差動電容性感測器及其製造方法 |
-
1999
- 1999-09-06 JP JP25212299A patent/JP3371250B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007101478A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Tamagawa Seiki Co Ltd | 傾斜角度検出器 |
| JP2008107349A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-08 | Honeywell Internatl Inc | 加速度計のトルク及び検知キャパシタの分離システム及び方法 |
| TWI449914B (zh) * | 2007-01-18 | 2014-08-21 | Freescale Semiconductor Inc | 差動電容性感測器及其製造方法 |
| JP2008196883A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Seiko Instruments Inc | 力学量センサ |
| JP2010249806A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-11-04 | Seiko Epson Corp | Ｍｅｍｓセンサー、ｍｅｍｓセンサーの製造方法、および電子機器 |
| WO2011071140A1 (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-16 | アルプス電気株式会社 | 物理量センサ |
| CN102483426A (zh) * | 2009-12-11 | 2012-05-30 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 物理量传感器 |
| JP2011133329A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Anritsu Sanki System Co Ltd | 秤 |
| JP2014020955A (ja) * | 2012-07-19 | 2014-02-03 | Mitsubishi Electric Corp | 加速度センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3371250B2 (ja) | 2003-01-27 |
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