JP3277794B2 - 加速度センサ - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は加速度センサに関
し、特にたとえば、カーナビゲーションシステムなどに
利用されて、自動車などの加速度を測定するために用い
られる加速度センサに関する。
し、特にたとえば、カーナビゲーションシステムなどに
利用されて、自動車などの加速度を測定するために用い
られる加速度センサに関する。
【0002】
【従来の技術】図9は、従来の加速度センサの一例を示
す図解図である。加速度センサ1は、基板2を含む。基
板2上には、圧電素子3が形成される。基板2の一端は
支持され、他端に重り4が取り付けられる。この加速度
センサ1では、矢印に示すように、基板2の面に直交す
る方向に加速度による力が加わると、基板2が湾曲す
る。それによって、圧電素子3も湾曲し、圧電素子から
湾曲量に対応した信号、すなわち加速度に対応した信号
が出力される。また、静止加重を検出するために、圧電
素子に駆動信号を与えて基板を振動させ、加重による湾
曲に伴う圧電素子のインピーダンス変化を測定する加速
度センサもある。
す図解図である。加速度センサ1は、基板2を含む。基
板2上には、圧電素子3が形成される。基板2の一端は
支持され、他端に重り4が取り付けられる。この加速度
センサ1では、矢印に示すように、基板2の面に直交す
る方向に加速度による力が加わると、基板2が湾曲す
る。それによって、圧電素子3も湾曲し、圧電素子から
湾曲量に対応した信号、すなわち加速度に対応した信号
が出力される。また、静止加重を検出するために、圧電
素子に駆動信号を与えて基板を振動させ、加重による湾
曲に伴う圧電素子のインピーダンス変化を測定する加速
度センサもある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の加速度センサでは、基板と圧電素子との熱膨張係数の
差により、雰囲気温度が変化すると、基板に反りが生じ
る場合がある。このような反りによる信号が出力される
と、加速度による信号か雰囲気温度の変化による信号か
を区別することができず、誤差が多く、高感度のものを
得ることができなかった。
の加速度センサでは、基板と圧電素子との熱膨張係数の
差により、雰囲気温度が変化すると、基板に反りが生じ
る場合がある。このような反りによる信号が出力される
と、加速度による信号か雰囲気温度の変化による信号か
を区別することができず、誤差が多く、高感度のものを
得ることができなかった。
【0004】それゆえに、この発明の主たる目的は、静
止加重から加速度までを検出することができ、温度ドリ
フトの少ない加速度センサを提供することである。
止加重から加速度までを検出することができ、温度ドリ
フトの少ない加速度センサを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、並べて配置
された板状の第1および第2の振動体と、第1および第
2の振動体の両端および中央部の互いに対向する縁部を
それぞれ連結するための連結部と、第1および第2の振
動体のいずれも同じ側の面に形成され、それぞれ2つの
入出力部を有する第1および第2の圧電素子と、第1お
よび第2の振動体の中央部に対応する位置に配置され、
第1および第2の振動体に加速度による慣性力を得るた
めの重りとを含み、加速度によって第1および第2の振
動体が逆向きに変形するようにした、加速度センサであ
る。この加速度センサにおいて、第1の圧電素子の2つ
の入出力部は、第1の振動体の長手方向の中央部を境と
してその両側に配置され、第2の圧電素子の2つの入出
力部は、第2の振動体の長手方向の中央部を境としてそ
の両側に配置されたものとすることができる。また、こ
の加速度センサにおいて、第1の圧電素子の2つの入出
力部は、第1の振動体の幅方向の中央部を境としてその
両側に配置され、第2の圧電素子の2つの入出力部は、
第2の振動体の幅方向の中央部を境としてその両側に配
置されたものとしてもよい。さらに、第1および第2の
振動体は、その長手方向の中央部における連結部側とは
反対側の縁部が支持されてなるとともに、第1および第
2の振動体の中央部を連結する連結部から延びる延長部
に前記重りが取り付けられてもよい。また、第1および
第2の振動体は、その中央部を連結する連結部が支持さ
れてなるとともに、第1および第2の振動体の長手方向
の中央部における連結部側とは反対側の縁部から延びる
延長部に前記重りが取り付けられてもよい。この加速度
センサを用いるために、第1および第2の圧電素子のそ
れぞれおいて一方の入出力部を駆動用とし、他方の入出
力部を検出用とし、2つの検出用の入出力部からの出力
信号の和を帰還信号として2つの駆動用の入出力部に駆
動信号を与える発振回路が構成され、かつ2つの検出用
の入出力部からの出力信号の差が加速度検出信号として
用いられる。
された板状の第1および第2の振動体と、第1および第
2の振動体の両端および中央部の互いに対向する縁部を
それぞれ連結するための連結部と、第1および第2の振
動体のいずれも同じ側の面に形成され、それぞれ2つの
入出力部を有する第1および第2の圧電素子と、第1お
よび第2の振動体の中央部に対応する位置に配置され、
第1および第2の振動体に加速度による慣性力を得るた
めの重りとを含み、加速度によって第1および第2の振
動体が逆向きに変形するようにした、加速度センサであ
る。この加速度センサにおいて、第1の圧電素子の2つ
の入出力部は、第1の振動体の長手方向の中央部を境と
してその両側に配置され、第2の圧電素子の2つの入出
力部は、第2の振動体の長手方向の中央部を境としてそ
の両側に配置されたものとすることができる。また、こ
の加速度センサにおいて、第1の圧電素子の2つの入出
力部は、第1の振動体の幅方向の中央部を境としてその
両側に配置され、第2の圧電素子の2つの入出力部は、
第2の振動体の幅方向の中央部を境としてその両側に配
置されたものとしてもよい。さらに、第1および第2の
振動体は、その長手方向の中央部における連結部側とは
反対側の縁部が支持されてなるとともに、第1および第
2の振動体の中央部を連結する連結部から延びる延長部
に前記重りが取り付けられてもよい。また、第1および
第2の振動体は、その中央部を連結する連結部が支持さ
れてなるとともに、第1および第2の振動体の長手方向
の中央部における連結部側とは反対側の縁部から延びる
延長部に前記重りが取り付けられてもよい。この加速度
センサを用いるために、第1および第2の圧電素子のそ
れぞれおいて一方の入出力部を駆動用とし、他方の入出
力部を検出用とし、2つの検出用の入出力部からの出力
信号の和を帰還信号として2つの駆動用の入出力部に駆
動信号を与える発振回路が構成され、かつ2つの検出用
の入出力部からの出力信号の差が加速度検出信号として
用いられる。
【0006】第1および第2の圧電素子の一方の入出力
部に駆動信号を与えることによって、第1および第2の
振動体が振動させられる。加速度センサに加速度が加わ
ると、重りによって第1および第2の振動体に慣性力が
加わる。そのため、第1および第2の振動体が逆向きに
屈曲し、屈曲量に応じて第1および第2の圧電素子の他
方の入出力部から信号が出力される。したがって、この
信号を測定することにより、加速度を検出することがで
きる。このように、第1および第2の振動体を逆向きに
屈曲させるために、重りは、2つの振動体の長手方向の
中央部において対向する縁部を連結する連結部から延び
る延長部、または2つの振動体の連結部側とは反対側の
縁部から延びる延長部に取り付けられる。この場合、第
1および第2の圧電素子の他方の入出力部から、振動体
の屈曲量に対応した信号、すなわち加速度に対応した逆
極性の信号が出力される。したがって、これらの信号の
差をとれば、加速度に対応した大きい出力信号を得るこ
とができる。
部に駆動信号を与えることによって、第1および第2の
振動体が振動させられる。加速度センサに加速度が加わ
ると、重りによって第1および第2の振動体に慣性力が
加わる。そのため、第1および第2の振動体が逆向きに
屈曲し、屈曲量に応じて第1および第2の圧電素子の他
方の入出力部から信号が出力される。したがって、この
信号を測定することにより、加速度を検出することがで
きる。このように、第1および第2の振動体を逆向きに
屈曲させるために、重りは、2つの振動体の長手方向の
中央部において対向する縁部を連結する連結部から延び
る延長部、または2つの振動体の連結部側とは反対側の
縁部から延びる延長部に取り付けられる。この場合、第
1および第2の圧電素子の他方の入出力部から、振動体
の屈曲量に対応した信号、すなわち加速度に対応した逆
極性の信号が出力される。したがって、これらの信号の
差をとれば、加速度に対応した大きい出力信号を得るこ
とができる。
【0007】第1および第2の圧電素子のそれぞれに2
つの入出力部を形成するとき、それらの入出力部は、各
振動体の長手方向の中央部を境として、その両側に配置
することができる。また、これらの入出力部は、それぞ
れの振動体の幅方向の中央部を境として、その両側に配
置してもよい。また、加速度センサの各振動体を振動さ
せるために、検出用の入出力部の出力信号の和を帰還信
号として、駆動信号を駆動用の入出力部に与える発振回
路を構成することができる。
つの入出力部を形成するとき、それらの入出力部は、各
振動体の長手方向の中央部を境として、その両側に配置
することができる。また、これらの入出力部は、それぞ
れの振動体の幅方向の中央部を境として、その両側に配
置してもよい。また、加速度センサの各振動体を振動さ
せるために、検出用の入出力部の出力信号の和を帰還信
号として、駆動信号を駆動用の入出力部に与える発振回
路を構成することができる。
【0008】雰囲気温度が変化すると、圧電素子と振動
体の熱膨張係数の差により、振動体が湾曲する。このと
き、第1および第2の圧電素子は、第1および第2の振
動体の同じ側に形成されているため、湾曲方向は同じに
なる。そのため、第1および第2の圧電素子から同極性
の信号が出力され、加速度による信号と区別することが
できる。
体の熱膨張係数の差により、振動体が湾曲する。このと
き、第1および第2の圧電素子は、第1および第2の振
動体の同じ側に形成されているため、湾曲方向は同じに
なる。そのため、第1および第2の圧電素子から同極性
の信号が出力され、加速度による信号と区別することが
できる。
【0009】
【発明の効果】この発明によれば、振動体を振動させて
いるため、静止加重に対しても圧電素子から信号を出力
させることができる。そのため、静止加重から加速度ま
で、この加速度センサによって検出することができる。
また、加速度によって、逆極性の信号が出力されるのに
対して、雰囲気温度の変化によって、同極性の信号が出
力される。そのため、それぞれの圧電素子の検出用の入
出力部からの出力信号の差をとれば、加速度によって大
きい信号が出力され、雰囲気温度の変化による信号は相
殺される。したがって、温度ドリフトを抑えることがで
き、誤差の少ない高感度な加速度センサを得ることがで
きる。
いるため、静止加重に対しても圧電素子から信号を出力
させることができる。そのため、静止加重から加速度ま
で、この加速度センサによって検出することができる。
また、加速度によって、逆極性の信号が出力されるのに
対して、雰囲気温度の変化によって、同極性の信号が出
力される。そのため、それぞれの圧電素子の検出用の入
出力部からの出力信号の差をとれば、加速度によって大
きい信号が出力され、雰囲気温度の変化による信号は相
殺される。したがって、温度ドリフトを抑えることがで
き、誤差の少ない高感度な加速度センサを得ることがで
きる。
【0010】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【0011】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の加速度センサの
一例を示す斜視図であり、図2は図1の線II−IIに
おける断面図であり、図3は図1の線III−IIIに
おける断面図である。加速度センサ10は、矩形板状の
第1の振動体12および第2の振動体14を含む。第1
の振動体12および第2の振動体14は、その両端部に
おいて、連結部16,18で連結される。さらに、第1
の振動体12および第2の振動体14は、その長手方向
の中央部の対向する縁部において、連結部20で連結さ
れる。したがって、第1の振動体12,第2の振動体1
4および連結部16,18,20によって、8字状の基
板が形成される。
一例を示す斜視図であり、図2は図1の線II−IIに
おける断面図であり、図3は図1の線III−IIIに
おける断面図である。加速度センサ10は、矩形板状の
第1の振動体12および第2の振動体14を含む。第1
の振動体12および第2の振動体14は、その両端部に
おいて、連結部16,18で連結される。さらに、第1
の振動体12および第2の振動体14は、その長手方向
の中央部の対向する縁部において、連結部20で連結さ
れる。したがって、第1の振動体12,第2の振動体1
4および連結部16,18,20によって、8字状の基
板が形成される。
【0012】中央の連結部20の両縁部から延びるよう
にして、2つの延長部22a,22bが形成される。こ
れらの延長部22a,22bの先端部が合わせられ、そ
の先端部に重り24が取付られる。また、第1の振動体
12および第2の振動体14の長手方向の中央部におい
て、これらの振動体12,14の連結部20側とは反対
側の縁部に、支持部26a,26bが形成される。そし
て、これらの支持部26a,26bが支持される。これ
らの第1および第2の振動体12,14,連結部16,
18,20,延長部22a,22bおよび支持部26
a,26bを形成するためには、支持部26a,26b
となる凸部を有する矩形板状の金属板を準備し、この金
属板に逆向きのコ字状の切り込みを形成し、切り込みに
沿って連結部20を基準として金属板を折り曲げ、延長
部22a,22bを形成すればよい。
にして、2つの延長部22a,22bが形成される。こ
れらの延長部22a,22bの先端部が合わせられ、そ
の先端部に重り24が取付られる。また、第1の振動体
12および第2の振動体14の長手方向の中央部におい
て、これらの振動体12,14の連結部20側とは反対
側の縁部に、支持部26a,26bが形成される。そし
て、これらの支持部26a,26bが支持される。これ
らの第1および第2の振動体12,14,連結部16,
18,20,延長部22a,22bおよび支持部26
a,26bを形成するためには、支持部26a,26b
となる凸部を有する矩形板状の金属板を準備し、この金
属板に逆向きのコ字状の切り込みを形成し、切り込みに
沿って連結部20を基準として金属板を折り曲げ、延長
部22a,22bを形成すればよい。
【0013】第1の振動体12の一方面上には、第1の
圧電素子28が形成される。また、第2の振動体14の
一方面上には、第2の圧電素子30が形成される。第1
の圧電素子28は、たとえば圧電セラミックなどで形成
される圧電層32を含む。圧電素子32の一方面上に
は、全面に電極34が形成される。さらに、圧電層32
の他方面上には、分割された2つの電極36a,36b
が形成される。そして、一方の電極34が、第1の振動
体12に接着される。このとき、分割された電極36
a,36bは、第1の振動体12の長手方向の中央部を
境として、その両側に配置される。これらの電極36
a,36bが、信号の入出力部として用いられる。
圧電素子28が形成される。また、第2の振動体14の
一方面上には、第2の圧電素子30が形成される。第1
の圧電素子28は、たとえば圧電セラミックなどで形成
される圧電層32を含む。圧電素子32の一方面上に
は、全面に電極34が形成される。さらに、圧電層32
の他方面上には、分割された2つの電極36a,36b
が形成される。そして、一方の電極34が、第1の振動
体12に接着される。このとき、分割された電極36
a,36bは、第1の振動体12の長手方向の中央部を
境として、その両側に配置される。これらの電極36
a,36bが、信号の入出力部として用いられる。
【0014】同様に、第2の振動体14は圧電層38を
含み、その一方面上には、全面に電極40が形成され
る。さらに、圧電層38の他方面上には、分割された2
つの電極42a,42bが形成される。これらの電極4
2a,42bは、第2の振動体14の長手方向の中央部
を境として、その両側に配置される。これらの電極42
a,42bが、信号の入出力部として用いられる。そし
て、第1の圧電素子28の電極36aと第2の圧電素子
30の電極42aが、これらの振動体12,14を振動
させるための駆動用として用いられる。また、第1の圧
電素子28の電極36bと第2の圧電素子30の電極4
2bが、加速度に対応する信号を得るための検出用とし
て用いられる。
含み、その一方面上には、全面に電極40が形成され
る。さらに、圧電層38の他方面上には、分割された2
つの電極42a,42bが形成される。これらの電極4
2a,42bは、第2の振動体14の長手方向の中央部
を境として、その両側に配置される。これらの電極42
a,42bが、信号の入出力部として用いられる。そし
て、第1の圧電素子28の電極36aと第2の圧電素子
30の電極42aが、これらの振動体12,14を振動
させるための駆動用として用いられる。また、第1の圧
電素子28の電極36bと第2の圧電素子30の電極4
2bが、加速度に対応する信号を得るための検出用とし
て用いられる。
【0015】この加速度センサ10では、図4に示すよ
うに、検出用の電極36b,42bの出力信号が合成さ
れ、発振回路44に入力される。発振回路44は、交流
増幅回路46と位相補正回路48とを含む。そして、電
極36b,42bからの出力信号が交流増幅回路46に
入力され、増幅された信号が位相補正回路48で位相補
正されて、駆動信号として電極36a,42aに入力さ
れる。
うに、検出用の電極36b,42bの出力信号が合成さ
れ、発振回路44に入力される。発振回路44は、交流
増幅回路46と位相補正回路48とを含む。そして、電
極36b,42bからの出力信号が交流増幅回路46に
入力され、増幅された信号が位相補正回路48で位相補
正されて、駆動信号として電極36a,42aに入力さ
れる。
【0016】また、第1の圧電素子28の電極36bお
よび第2の圧電素子30の電極42bは、それぞれ差動
増幅回路50の2つの入力端に接続される。差動増幅回
路50は、同期検波回路52に接続される。同期検波回
路52では、差動増幅回路50の出力信号が、発振回路
44の位相補正回路48の信号に同期して検波される。
同期検波回路52は平滑回路54に接続され、さらに平
滑回路54は直流増幅回路56に接続される。
よび第2の圧電素子30の電極42bは、それぞれ差動
増幅回路50の2つの入力端に接続される。差動増幅回
路50は、同期検波回路52に接続される。同期検波回
路52では、差動増幅回路50の出力信号が、発振回路
44の位相補正回路48の信号に同期して検波される。
同期検波回路52は平滑回路54に接続され、さらに平
滑回路54は直流増幅回路56に接続される。
【0017】この加速度センサ10では、発振回路44
によって、第1の圧電素子28の電極36aおよび第2
の圧電素子30の電極42aに駆動信号が与えられる。
それによって、2つの圧電素子28,30は同期して変
位し、第1の振動体12および第2の振動体14は長さ
振動する。第1および第2の振動体12,14の振動に
よって、電極36b,42b形成部分も振動し、これら
の電極36b,42bから同じ信号が出力される。この
信号が合成され、発振回路44に帰還される。また、差
動増幅回路50ではこれらの信号が相殺され、差動増幅
回路50からは信号が出力されない。そのため、直流増
幅回路56の出力信号も0であり、加速度が加わってい
ないことがわかる。
によって、第1の圧電素子28の電極36aおよび第2
の圧電素子30の電極42aに駆動信号が与えられる。
それによって、2つの圧電素子28,30は同期して変
位し、第1の振動体12および第2の振動体14は長さ
振動する。第1および第2の振動体12,14の振動に
よって、電極36b,42b形成部分も振動し、これら
の電極36b,42bから同じ信号が出力される。この
信号が合成され、発振回路44に帰還される。また、差
動増幅回路50ではこれらの信号が相殺され、差動増幅
回路50からは信号が出力されない。そのため、直流増
幅回路56の出力信号も0であり、加速度が加わってい
ないことがわかる。
【0018】この状態で、図5の矢印に示すように、第
1の振動体12側から第2の振動体14側に向かって加
速度による力が加わると、重り24によって、第1の振
動体12および第2の振動体14に力が加わる。それに
よって、第1の振動体12および第2の振動体14は、
互いに逆方向に屈曲する。この屈曲によって、第1の圧
電素子28および第2の圧電素子30から信号が出力さ
れるが、電極36b形成部分および電極42b形成部分
の屈曲状態は逆向きであるため、これらの電極36b,
42bから逆極性の信号が出力される。そのため、差動
増幅回路50からは、大きい出力信号が得られる。
1の振動体12側から第2の振動体14側に向かって加
速度による力が加わると、重り24によって、第1の振
動体12および第2の振動体14に力が加わる。それに
よって、第1の振動体12および第2の振動体14は、
互いに逆方向に屈曲する。この屈曲によって、第1の圧
電素子28および第2の圧電素子30から信号が出力さ
れるが、電極36b形成部分および電極42b形成部分
の屈曲状態は逆向きであるため、これらの電極36b,
42bから逆極性の信号が出力される。そのため、差動
増幅回路50からは、大きい出力信号が得られる。
【0019】差動増幅回路50の出力信号は、同期検波
回路52において、発振回路44の位相補正回路48の
信号に同期して検波される。この同期検波回路52で
は、差動増幅回路50の出力信号の正部分のみまたは負
部分のみ、または正負のいずれかを位相反転した両波が
検波される。検波された信号は平滑回路54で平滑さ
れ、さらに直流増幅回路56で増幅される。直流増幅回
路56の出力信号は、第1および第2の振動体12,1
4の屈曲量、すなわち加速度に対応した信号である。し
たがって、この出力信号を測定することによって、加わ
った加速度を検出することができる。また、加速度が逆
向きに加わった場合、第1および第2の振動体12,1
4の屈曲方向は逆となるため、同期検波回路52で検波
される信号の極性が変わり、直流増幅回路56の出力信
号の極性も変わる。したがって、直流増幅回路56の出
力信号の極性によって、加速度の方向を知ることができ
る。
回路52において、発振回路44の位相補正回路48の
信号に同期して検波される。この同期検波回路52で
は、差動増幅回路50の出力信号の正部分のみまたは負
部分のみ、または正負のいずれかを位相反転した両波が
検波される。検波された信号は平滑回路54で平滑さ
れ、さらに直流増幅回路56で増幅される。直流増幅回
路56の出力信号は、第1および第2の振動体12,1
4の屈曲量、すなわち加速度に対応した信号である。し
たがって、この出力信号を測定することによって、加わ
った加速度を検出することができる。また、加速度が逆
向きに加わった場合、第1および第2の振動体12,1
4の屈曲方向は逆となるため、同期検波回路52で検波
される信号の極性が変わり、直流増幅回路56の出力信
号の極性も変わる。したがって、直流増幅回路56の出
力信号の極性によって、加速度の方向を知ることができ
る。
【0020】この加速度センサ10では、第1の振動体
12および第2の振動体14を振動させているため、第
1の圧電素子28および第2の圧電素子30から常に信
号が出力される。そのため、静止加重に対しても、それ
に対応した信号を出力させることができる。したがっ
て、この加速度センサ10では、静止加重から加速度ま
でを検出することができる。
12および第2の振動体14を振動させているため、第
1の圧電素子28および第2の圧電素子30から常に信
号が出力される。そのため、静止加重に対しても、それ
に対応した信号を出力させることができる。したがっ
て、この加速度センサ10では、静止加重から加速度ま
でを検出することができる。
【0021】また、第1および第2の圧電素子28,3
0は、第1および第2の振動体12,14の同じ側の面
に形成されているため、雰囲気温度が変化すると、熱膨
張係数の差によって、振動体12,14は同じ向きに湾
曲する。そのため、このような湾曲によって、電極36
b,42bから出力される信号は同じであり、差動増幅
回路50で相殺される。したがって、雰囲気温度の変化
による影響は小さく、誤差が小さくて、感度の良好な加
速度センサを得ることができる。
0は、第1および第2の振動体12,14の同じ側の面
に形成されているため、雰囲気温度が変化すると、熱膨
張係数の差によって、振動体12,14は同じ向きに湾
曲する。そのため、このような湾曲によって、電極36
b,42bから出力される信号は同じであり、差動増幅
回路50で相殺される。したがって、雰囲気温度の変化
による影響は小さく、誤差が小さくて、感度の良好な加
速度センサを得ることができる。
【0022】なお、図4に示す回路では、電極36a,
42aに駆動信号を与え、電極36b,42bからの出
力信号を加速度検出用として用いたが、これらの関係を
逆にしてもよい。さらに、電極36a,42bに駆動信
号を与え、電極36b,42aからの出力信号を加速度
検出用として用いてもよい。また、図6に示すように、
第1の圧電素子28の電極36a,36bは、第1の振
動体12の幅方向の中央部を境として、その両側に配置
されてもよい。同様に、第2の圧電素子30の電極42
a,42bは、第2の振動体14の幅方向の中央部を境
として、その両側に配置されてもよい。この場合、たと
えば、外側の2つの電極36a,42bに駆動信号が与
えられ、内側の2つの電極36b,42aからの出力信
号が加速度検出用として用いられる。
42aに駆動信号を与え、電極36b,42bからの出
力信号を加速度検出用として用いたが、これらの関係を
逆にしてもよい。さらに、電極36a,42bに駆動信
号を与え、電極36b,42aからの出力信号を加速度
検出用として用いてもよい。また、図6に示すように、
第1の圧電素子28の電極36a,36bは、第1の振
動体12の幅方向の中央部を境として、その両側に配置
されてもよい。同様に、第2の圧電素子30の電極42
a,42bは、第2の振動体14の幅方向の中央部を境
として、その両側に配置されてもよい。この場合、たと
えば、外側の2つの電極36a,42bに駆動信号が与
えられ、内側の2つの電極36b,42aからの出力信
号が加速度検出用として用いられる。
【0023】また、図7に示すように、第1および第2
の振動体12,14の長手方向の中央部において、これ
らの振動体12,14の連結部20側とは反対側の縁部
から延びるようにして、延長部58a,58bを形成し
てもよい。そして、これらの延長部58a,58bの間
に、重り24が取り付けられる。この場合、中央部の連
結部20から延びるようにして、支持部60が形成され
る。この支持部60としては、金属板に切り込みを形成
して折り曲げたものではなく、図7に示すような1つの
板状とすることもできる。このような構造でも、上述の
加速度センサと同様に、加速度が加わることによって、
第1および第2の振動体12,14を逆向きに屈曲させ
ることができる。
の振動体12,14の長手方向の中央部において、これ
らの振動体12,14の連結部20側とは反対側の縁部
から延びるようにして、延長部58a,58bを形成し
てもよい。そして、これらの延長部58a,58bの間
に、重り24が取り付けられる。この場合、中央部の連
結部20から延びるようにして、支持部60が形成され
る。この支持部60としては、金属板に切り込みを形成
して折り曲げたものではなく、図7に示すような1つの
板状とすることもできる。このような構造でも、上述の
加速度センサと同様に、加速度が加わることによって、
第1および第2の振動体12,14を逆向きに屈曲させ
ることができる。
【0024】さらに、図8に示すように、第1および第
2の振動体12,14の端部および連結部16,18の
端部に、折曲げ部62を形成してもよい。このような折
曲げ部62は、第1および第2の振動体12,14の端
部の変形を防止するための補強材として働く。そのた
め、第1および第2の振動体12,14には、加速度に
よる屈曲のみを発生させることができ、高精度の加速度
センサを得ることができる。
2の振動体12,14の端部および連結部16,18の
端部に、折曲げ部62を形成してもよい。このような折
曲げ部62は、第1および第2の振動体12,14の端
部の変形を防止するための補強材として働く。そのた
め、第1および第2の振動体12,14には、加速度に
よる屈曲のみを発生させることができ、高精度の加速度
センサを得ることができる。
【0025】また、上述の加速度センサでは、それぞれ
の圧電素子の電極を分割することで2つの入出力部を形
成したが、2つの圧電素子を用いて入出力部としてもよ
い。この場合、第1の振動体12に2つの圧電素子が形
成され、第2の振動体14には2つの圧電素子が形成さ
れる。
の圧電素子の電極を分割することで2つの入出力部を形
成したが、2つの圧電素子を用いて入出力部としてもよ
い。この場合、第1の振動体12に2つの圧電素子が形
成され、第2の振動体14には2つの圧電素子が形成さ
れる。
【図1】この発明の加速度センサの一例を示す斜視図で
ある。
ある。
【図2】図1の線II−IIにおける断面図である。
【図3】図1の線III−IIIにおける断面図であ
る。
る。
【図4】図1に示す加速度センサを使用するための回路
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図5】加速度が加わったときの加速度センサの状態を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図6】この発明の加速度センサの他の例を示す斜視図
である。
である。
【図7】この発明の加速度センサのさらに他の例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図8】この発明の加速度センサの別の例を示す斜視図
である。
である。
【図9】従来の加速度センサの一例を示す図解図であ
る。
る。
10 加速度センサ 12 第1の振動体 14 第2の振動体 16,18 連結部 20 連結部 22a,22b 延長部 24 重り 26a,26b 支持部 28 第1の圧電素子 30 第2の圧電素子 44 発振回路 46 交流増幅回路 48 位相補正回路 50 差動増幅回路 52 同期検波回路 54 平滑回路 56 直流増幅回路 58a,58b 延長部 60 支持部 62 折曲げ部
Claims (6)
- 【請求項1】 並べて配置された板状の第1および第2
の振動体、 前記第1および第2の振動体の両端および中央部の互い
に対向する縁部をそれぞれ連結するための連結部、 前記第1および第2の振動体のいずれも同じ側の面に形
成され、それぞれ2つの入出力部を有する第1および第
2の圧電素子、および前記第1および第2の振動体の中
央部に対応する位置に配置され、前記第1および第2の
振動体に加速度による慣性力を得るための重りを含み、 加速度によって前記第1および第2の振動体が逆向きに
変形するようにした、加速度センサ。 - 【請求項2】 前記第1の圧電素子の2つの入出力部
は、前記第1の振動体の長手方向の中央部を境としてそ
の両側に配置され、前記第2の圧電素子の2つの入出力
部は、前記第2の振動体の長手方向の中央部を境として
その両側に配置された、請求項1に記載の加速度セン
サ。 - 【請求項3】 前記第1の圧電素子の2つの入出力部
は、前記第1の振動体の幅方向の中央部を境としてその
両側に配置され、前記第2の圧電素子の2つの入出力部
は、前記第2の振動体の幅方向の中央部を境としてその
両側に配置された、請求項1に記載の加速度センサ。 - 【請求項4】 前記第1および第2の振動体は、その長
手方向の中央部における連結部側とは反対側の縁部が支
持されてなるとともに、前記第1および第2の振動体の
中央部を連結する前記連結部から延びる延長部に前記重
りが取り付けられる、請求項1ないし請求項3のいずれ
かに記載の加速度センサ。 - 【請求項5】 前記第1および第2の振動体は、その中
央部を連結する前記連結部が支持されてなるとともに、
前記第1および第2の振動体の長手方向の中央部におけ
る連結部側とは反対側の縁部から延びる延長部に前記重
りが取り付けられる、請求項1ないし請求項3のいずれ
かに記載の加速度センサ。 - 【請求項6】 前記第1および第2の圧電素子のそれぞ
れおいて一方の入出力部を駆動用とし、他方の入出力部
を検出用とし、前記2つの検出用の入出力部からの出力
信号の和を帰還信号として前記2つの駆動用の入出力部
に駆動信号を与える発振回路を構成し、かつ前記2つの
検出用の入出力部からの出力信号の差を加速度検出信号
とした、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の加
速度センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02175696A JP3277794B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02175696A JP3277794B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 加速度センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09196965A JPH09196965A (ja) | 1997-07-31 |
JP3277794B2 true JP3277794B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=12063914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02175696A Expired - Fee Related JP3277794B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 加速度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3277794B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000002714A (ja) * | 1998-04-13 | 2000-01-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電型加速度センサ、加速度検出方法、および圧電型加速度センサの製造方法 |
JP2004053530A (ja) * | 2002-07-23 | 2004-02-19 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 移動体の高精度姿勢検出方法及びその装置 |
JP2005249446A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 振動型圧電加速度センサ |
WO2006114832A1 (ja) * | 2005-04-06 | 2006-11-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 加速度センサ |
US9016127B2 (en) | 2009-10-07 | 2015-04-28 | Nec Tokin Corporation | Piezoelectric acceleration sensor |
-
1996
- 1996-01-12 JP JP02175696A patent/JP3277794B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
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