JPH0572228A - 片持梁式加速度センサ - Google Patents
片持梁式加速度センサInfo
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- JPH0572228A JPH0572228A JP3119939A JP11993991A JPH0572228A JP H0572228 A JPH0572228 A JP H0572228A JP 3119939 A JP3119939 A JP 3119939A JP 11993991 A JP11993991 A JP 11993991A JP H0572228 A JPH0572228 A JP H0572228A
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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
- G01P2015/0825—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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 片持梁式加速度センサの感度の向上と耐衝撃
の両立を図る。 【構成】 加速度センサ1のゲージ2,これを搭載する
金属ベース4を緩衝性ハウジング6が収容する。ベース
4はその全体がハウジング6内に隠れた状態で反ゲージ
搭載面Bが外側に臨む。被加速度検出物Pのセンサ取付
面には取付台9を固着し、この取付台9に金属ベース4
を固着させる。ハウジング6の内面のうち金属ベース4
の当接面からハウジング側縁6aの先端までの垂線Lと
金属ベース4・取付台9の厚みDとをL<Dに設定す
る。或いは金属ベース4の反ゲージ搭載面Bをハウジン
グ6よりも外に突出させ、そのハウジング側縁6aに弾
性体を設けるか、ベース4の裏側に弾性体付き溝部を設
ける。
の両立を図る。 【構成】 加速度センサ1のゲージ2,これを搭載する
金属ベース4を緩衝性ハウジング6が収容する。ベース
4はその全体がハウジング6内に隠れた状態で反ゲージ
搭載面Bが外側に臨む。被加速度検出物Pのセンサ取付
面には取付台9を固着し、この取付台9に金属ベース4
を固着させる。ハウジング6の内面のうち金属ベース4
の当接面からハウジング側縁6aの先端までの垂線Lと
金属ベース4・取付台9の厚みDとをL<Dに設定す
る。或いは金属ベース4の反ゲージ搭載面Bをハウジン
グ6よりも外に突出させ、そのハウジング側縁6aに弾
性体を設けるか、ベース4の裏側に弾性体付き溝部を設
ける。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は加速度に応じて質量部が
変位する片持梁式加速度センサに係り、さらに詳細に
は、加速度センサの耐衝撃構造に関する。
変位する片持梁式加速度センサに係り、さらに詳細に
は、加速度センサの耐衝撃構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば特開平1−16767
4号公報に開示されるように、静電容量タイプの半導体
加速度センサ等では、固定電極間に介在される可動電極
(質量部)を梁により片持ちする構造を採用している。
そして、静電容量式加速度の場合は、加速度に応じて前
記質量部が変位すると、この変位を固定電極・可動電極
間の静電容量の変化からとらえて加速度を検出してい
る。
4号公報に開示されるように、静電容量タイプの半導体
加速度センサ等では、固定電極間に介在される可動電極
(質量部)を梁により片持ちする構造を採用している。
そして、静電容量式加速度の場合は、加速度に応じて前
記質量部が変位すると、この変位を固定電極・可動電極
間の静電容量の変化からとらえて加速度を検出してい
る。
【0003】片持梁式加速度センサのその他の種類とし
ては、例えば特開平1−301175号,特開平1−3
02169号公報等に開示されるように、ピエゾ抵抗式
の半導体加速度センサがあり、これらの公報には加速度
センサの運搬中や取付時にセンサが落下した場合の衝撃
緩和のために、ピエゾ抵抗が形成された半導体片持梁を
収容するパッケージに緩衝剤(例えばシリコン油)を封
入したり、パッケージの各外周面に緩衝材を貼着する等
の配慮がなされている。
ては、例えば特開平1−301175号,特開平1−3
02169号公報等に開示されるように、ピエゾ抵抗式
の半導体加速度センサがあり、これらの公報には加速度
センサの運搬中や取付時にセンサが落下した場合の衝撃
緩和のために、ピエゾ抵抗が形成された半導体片持梁を
収容するパッケージに緩衝剤(例えばシリコン油)を封
入したり、パッケージの各外周面に緩衝材を貼着する等
の配慮がなされている。
【0004】この種の加速度センサは、自動車の車体制
御,エアバックシステムなど種々の分野で利用される。
御,エアバックシステムなど種々の分野で利用される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】加速度センサは応答性
の速さが要求され、特にエアバック方式のように運転者
の身の安全を図るものについてはなおさらである。
の速さが要求され、特にエアバック方式のように運転者
の身の安全を図るものについてはなおさらである。
【0006】以上の事情から加速度センサの一層の感度
向上が望まれる。被加速度検出物に取付ける加速度セン
サは、上記緩衝剤の封入を省略し、また緩衝材を介して
センサを取付けるよりも直かに取付けた方が感度がよ
い。
向上が望まれる。被加速度検出物に取付ける加速度セン
サは、上記緩衝剤の封入を省略し、また緩衝材を介して
センサを取付けるよりも直かに取付けた方が感度がよ
い。
【0007】しかし、緩衝手段がないと前述したように
加速度センサの運搬中や取付時にセンサが落下した場合
の衝撃が大きくなり、加速度センサの部品の破損を招く
可能性が高くなる。特に、片持梁式加速度センサの通常
の検出対象となる加速度は±2G程度であり、これに対
し落下衝撃加速度は3000G以上、衝撃の度合によっ
ては10000Gを超す場合があり、落下衝撃が著しく
許容限度を越えることになる。
加速度センサの運搬中や取付時にセンサが落下した場合
の衝撃が大きくなり、加速度センサの部品の破損を招く
可能性が高くなる。特に、片持梁式加速度センサの通常
の検出対象となる加速度は±2G程度であり、これに対
し落下衝撃加速度は3000G以上、衝撃の度合によっ
ては10000Gを超す場合があり、落下衝撃が著しく
許容限度を越えることになる。
【0008】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、この種片持梁式加速度センサの感度の向上と耐衝
撃の両立を図ることにある。
的は、この種片持梁式加速度センサの感度の向上と耐衝
撃の両立を図ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、基本的には次のような片持梁式の加速度セ
ンサを提案する。以下内容の理解を容易にするため、実
施例の説明に用いる図面(図1,図4〜6)の符号を引
用して説明する。なお、各図の(a)は加速度センサの
取付前の状態、(b)は取付後の状態を示す。
するために、基本的には次のような片持梁式の加速度セ
ンサを提案する。以下内容の理解を容易にするため、実
施例の説明に用いる図面(図1,図4〜6)の符号を引
用して説明する。なお、各図の(a)は加速度センサの
取付前の状態、(b)は取付後の状態を示す。
【0010】第1の発明は、図1に示すように加速度セ
ンサのゲージ2を搭載する金属ベース4と、このゲージ
2及び金属ベース4を収容する緩衝性のハウジング6と
を備えて加速度センサ1を構成し、金属ベース4はその
全体がハウジング6内に隠れた状態で反ゲージ搭載面B
が外側に臨むよう配置する。一方、被加速度検出物Pの
センサ取付面には取付台9を固着し、この取付台9にハ
ウジング6付き金属ベース4を固着して加速度センサ1
の取付けを可能とする。ハウジング6の内面の一部が金
属ベース4のゲージ搭載面Aに当接し、この当接するハ
ウジング内面からハウジング側縁6aの先端までの垂線
の距離Lと金属ベース4・取付台9の厚みDとをL<D
に設定する。
ンサのゲージ2を搭載する金属ベース4と、このゲージ
2及び金属ベース4を収容する緩衝性のハウジング6と
を備えて加速度センサ1を構成し、金属ベース4はその
全体がハウジング6内に隠れた状態で反ゲージ搭載面B
が外側に臨むよう配置する。一方、被加速度検出物Pの
センサ取付面には取付台9を固着し、この取付台9にハ
ウジング6付き金属ベース4を固着して加速度センサ1
の取付けを可能とする。ハウジング6の内面の一部が金
属ベース4のゲージ搭載面Aに当接し、この当接するハ
ウジング内面からハウジング側縁6aの先端までの垂線
の距離Lと金属ベース4・取付台9の厚みDとをL<D
に設定する。
【0011】第2の発明は、図4に示すように、上記同
様のゲージ2,金属ベース4,ハウジング6を備える
が、金属ベース4はその反ゲージ搭載面Bがハウジング
6外に突出するよう配置し、この金属ベース4を被加速
度検出物Pのセンサ取付面に固着して加速度センサ1の
取付けを可能とする。且つハウジング側縁6aの先端に
は緩衝用の弾性体10(例えばゴム,スポンジ等)を設
け、この弾性体10が加速度センサ取付前の状態では金
属ベース4よりも外側に突出し、加速度センサを取付け
た状態では、金属ベース4の反ゲージ搭載面Bと同レベ
ルの位置になるまで圧縮するよう設定した。
様のゲージ2,金属ベース4,ハウジング6を備える
が、金属ベース4はその反ゲージ搭載面Bがハウジング
6外に突出するよう配置し、この金属ベース4を被加速
度検出物Pのセンサ取付面に固着して加速度センサ1の
取付けを可能とする。且つハウジング側縁6aの先端に
は緩衝用の弾性体10(例えばゴム,スポンジ等)を設
け、この弾性体10が加速度センサ取付前の状態では金
属ベース4よりも外側に突出し、加速度センサを取付け
た状態では、金属ベース4の反ゲージ搭載面Bと同レベ
ルの位置になるまで圧縮するよう設定した。
【0012】第3の発明は、図5に示すように、金属ベ
ース4は、第2の発明同様にその反ゲージ搭載面Bがハ
ウジング6外に突出するよう配置して、この金属ベース
4を被加速度検出物Pのセンサ取付面に固着して加速度
センサ1の取付けを可能とするが、金属ベース4の反ゲ
ージ搭載面Bに緩衝用の弾性体11付きの溝12を配設
し、この弾性体11が加速度センサ取付前の状態では金
属ベース4よりも外側に突出し、加速度センサを取付け
た状態では、取付けによる圧縮力を受けて溝12内に逃
げるよう設定した。
ース4は、第2の発明同様にその反ゲージ搭載面Bがハ
ウジング6外に突出するよう配置して、この金属ベース
4を被加速度検出物Pのセンサ取付面に固着して加速度
センサ1の取付けを可能とするが、金属ベース4の反ゲ
ージ搭載面Bに緩衝用の弾性体11付きの溝12を配設
し、この弾性体11が加速度センサ取付前の状態では金
属ベース4よりも外側に突出し、加速度センサを取付け
た状態では、取付けによる圧縮力を受けて溝12内に逃
げるよう設定した。
【0013】第4の発明は、図6に示すように、金属ベ
ース4を上記第2,第3発明と同様に被加速度検出物P
のセンサ取付面に固着して加速度センサ1の取付けを可
能とするが、ハウジング6をゴムのカバー13により被
覆すると共に、ゴムカバー13の一部13aをハウジン
グ6の側縁先端よりも外側に突出させ、このゴムカバー
13の突出部13aが加速度センサ取付前の状態では金
属ベース4よりも外側に突出し、加速度センサを取付け
た状態では、金属ベース4の反ゲージ搭載面Bと同レベ
ルの位置になるまで圧縮するよう設定した。
ース4を上記第2,第3発明と同様に被加速度検出物P
のセンサ取付面に固着して加速度センサ1の取付けを可
能とするが、ハウジング6をゴムのカバー13により被
覆すると共に、ゴムカバー13の一部13aをハウジン
グ6の側縁先端よりも外側に突出させ、このゴムカバー
13の突出部13aが加速度センサ取付前の状態では金
属ベース4よりも外側に突出し、加速度センサを取付け
た状態では、金属ベース4の反ゲージ搭載面Bと同レベ
ルの位置になるまで圧縮するよう設定した。
【0014】
【作用】第1の発明では、加速度センサの取付前には剛
性の金属ベース4がハウジング6内に完全に隠れる状態
となるので、落下した場合でも直接に当たるのはハウジ
ング6に限られる。その結果、落下等の外部衝撃がゲー
ジ2に伝達する前にハウジング6によって充分に緩和さ
れる。なお、ベース4を金属としたのは、ベースの剛性
化を図ることで、被加速度検出部Pからの加速度検出の
感度を高めるためである。
性の金属ベース4がハウジング6内に完全に隠れる状態
となるので、落下した場合でも直接に当たるのはハウジ
ング6に限られる。その結果、落下等の外部衝撃がゲー
ジ2に伝達する前にハウジング6によって充分に緩和さ
れる。なお、ベース4を金属としたのは、ベースの剛性
化を図ることで、被加速度検出部Pからの加速度検出の
感度を高めるためである。
【0015】加速度センサ1を取付ける場合には、金属
ベース4がハウジング6内に隠れている関係から、取付
台9を用い、これにベース4を固着することで取付けら
れる。この場合、上記のLとDの関係をL<Dに設定し
てあるので、金属ベース4が浮くことなく取付台9面に
密着する。従って、被加工検出物Pから伝わる加速度を
確実に精度良く検出する。
ベース4がハウジング6内に隠れている関係から、取付
台9を用い、これにベース4を固着することで取付けら
れる。この場合、上記のLとDの関係をL<Dに設定し
てあるので、金属ベース4が浮くことなく取付台9面に
密着する。従って、被加工検出物Pから伝わる加速度を
確実に精度良く検出する。
【0016】第2の発明から第4の発明は、第1の発明
と異なりいずれも金属ベースの一部(反ゲージ搭載側
B)がハウジング6より外側に突出した状態となる。た
だし、加速度センサ1の取付前においては、いずれも弾
性体10,11,13(13a)が金属ベース4よりも
突出する状態となる。そのため、加速度センサ1が落下
した場合、直接にあたる箇所(打ち所)はハウジング6
及び弾性体10,11,13(13a)のいずれかとな
る。これらの衝撃緩和要素6,10,11,13(13
a)を介してゲージ2に伝わる外部からの衝撃は充分に
緩和される。
と異なりいずれも金属ベースの一部(反ゲージ搭載側
B)がハウジング6より外側に突出した状態となる。た
だし、加速度センサ1の取付前においては、いずれも弾
性体10,11,13(13a)が金属ベース4よりも
突出する状態となる。そのため、加速度センサ1が落下
した場合、直接にあたる箇所(打ち所)はハウジング6
及び弾性体10,11,13(13a)のいずれかとな
る。これらの衝撃緩和要素6,10,11,13(13
a)を介してゲージ2に伝わる外部からの衝撃は充分に
緩和される。
【0017】加速度センサ1の取付状態では、いずれも
弾性体10,11,13aが金属ベース4の反ゲージ搭
載面Bと同レベルになるまで圧縮されるので、金属ベー
ス4を被加速度検出物Pに密着して取付けられ、被加工
検出物Pから伝わる加速度を確実に精度良く検出する。
弾性体10,11,13aが金属ベース4の反ゲージ搭
載面Bと同レベルになるまで圧縮されるので、金属ベー
ス4を被加速度検出物Pに密着して取付けられ、被加工
検出物Pから伝わる加速度を確実に精度良く検出する。
【0018】
【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。
【0019】図1は本発明の第1実施例を示す縦断面図
である。
である。
【0020】図1において、加速度センサ1は、片持梁
式のセンサ要素を内蔵した半導体ゲージ2、ゲージ2を
接着剤5を介して搭載するハイブリッドIC基板(HI
C基板)3、ゲージ2付きHIC基板3を接着剤5を介
して搭載する金属ベース4、ハウジング6などで構成さ
れる。
式のセンサ要素を内蔵した半導体ゲージ2、ゲージ2を
接着剤5を介して搭載するハイブリッドIC基板(HI
C基板)3、ゲージ2付きHIC基板3を接着剤5を介
して搭載する金属ベース4、ハウジング6などで構成さ
れる。
【0021】ここでゲージ2の一例を図2により説明す
る。図2のゲージ2は半導体片持梁式として静電サーボ
型の容量式のものを示し、ゲージ2の検出部はシリコン
板21と2枚の絶縁板(例えばパイレックスガラス#7
740)22,23が積層構造をなしている。シリコン
板21は異方性エッチングにより片持梁24と質量部
(可動電極)25が形成される。
る。図2のゲージ2は半導体片持梁式として静電サーボ
型の容量式のものを示し、ゲージ2の検出部はシリコン
板21と2枚の絶縁板(例えばパイレックスガラス#7
740)22,23が積層構造をなしている。シリコン
板21は異方性エッチングにより片持梁24と質量部
(可動電極)25が形成される。
【0022】絶縁板22,23のうち可動電極25に対
向する部分には、金属導体で薄膜状の固定電極26,2
7が形成される。可動電極25と上下の固定電極26,
27の間には微小な空隙(例えば2〜3μm)が確保さ
れる。電極25,26及び電極25,27はそれぞれ一
対のコンデンサを形成する。
向する部分には、金属導体で薄膜状の固定電極26,2
7が形成される。可動電極25と上下の固定電極26,
27の間には微小な空隙(例えば2〜3μm)が確保さ
れる。電極25,26及び電極25,27はそれぞれ一
対のコンデンサを形成する。
【0023】ゲージ2に上下方向の加速度が加わると、
可動電極25に慣性力が働き、片持梁4が撓んで加速度
の作用方向と逆方向に可動電極25が変位する。その結
果、電極25,26及び電極25,27の空隙の変化に
応じてそれらの静電容量が変化する。
可動電極25に慣性力が働き、片持梁4が撓んで加速度
の作用方向と逆方向に可動電極25が変位する。その結
果、電極25,26及び電極25,27の空隙の変化に
応じてそれらの静電容量が変化する。
【0024】一般に静電容量はC=εS/d(ε;空気
の誘電率、S;電極面積、d;空隙の大きさ)の関係式
より求めることができる。静電容量式加速度センサは、
この静電容量の加速度依存性から加速度検出回路30で
加速度を検出する。本実施例では、静電サーボ型である
ため、加速度検出回路30は次のような動作をなす。
の誘電率、S;電極面積、d;空隙の大きさ)の関係式
より求めることができる。静電容量式加速度センサは、
この静電容量の加速度依存性から加速度検出回路30で
加速度を検出する。本実施例では、静電サーボ型である
ため、加速度検出回路30は次のような動作をなす。
【0025】静電サーボ型容量式センサでは、電極2
5,26及び電極25,27間の静電容量差△Cを検出
器31で検出する。この変化量△Cを増幅器32で増幅
し、△Cが零となるようにPWMインバータ33を制御
し、その出力を変換器34で変換して上下の固定電極2
6,27に互いに反転し合う電圧を印加する。このよう
な電圧印加により各電極25,26及び25,27間に
電圧に応じた静電気力を生じさせることで、可動電極2
5が常に一定になるよう制御する。そして、PWMイン
バータ33の制御信号をローパスフィルタ35を介して
増幅器36に入力し、その出力から加速度を求めてい
る。
5,26及び電極25,27間の静電容量差△Cを検出
器31で検出する。この変化量△Cを増幅器32で増幅
し、△Cが零となるようにPWMインバータ33を制御
し、その出力を変換器34で変換して上下の固定電極2
6,27に互いに反転し合う電圧を印加する。このよう
な電圧印加により各電極25,26及び25,27間に
電圧に応じた静電気力を生じさせることで、可動電極2
5が常に一定になるよう制御する。そして、PWMイン
バータ33の制御信号をローパスフィルタ35を介して
増幅器36に入力し、その出力から加速度を求めてい
る。
【0026】ここで、図1に戻り、加速度センサ1の構
造について説明する。
造について説明する。
【0027】図1の(a)は加速度センサ1の取付前の
状態で、ハウジング6内にゲージ2や金属ベース4など
が収容される。
状態で、ハウジング6内にゲージ2や金属ベース4など
が収容される。
【0028】ベース4を金属としたのは、ベースの剛性
を保つことでベース4を介してゲージ2に伝達される加
速度の感度を高めるためである。
を保つことでベース4を介してゲージ2に伝達される加
速度の感度を高めるためである。
【0029】ハウジング6は耐衝撃性を持たせるため合
成樹脂で形成され、種々の形状が考えられる。金属ベー
ス4は全体がハウジング6内に隠れるよう収容され、反
ゲージ搭載面Bが外側に臨む状態で、ねじ7によりハウ
ジング6に固着される。金属ベース4のゲージ搭載面A
はハウジング6の内面の一部に当接する。そして、上記
のように金属ベース4をハウジング6内に隠すため、ハ
ウジング6内面のゲージ搭載面Aに当接する面からハウ
ジング側縁6aの先端までの垂線の距離Lよりも金属ベ
ース4の厚みを小さくしてある。
成樹脂で形成され、種々の形状が考えられる。金属ベー
ス4は全体がハウジング6内に隠れるよう収容され、反
ゲージ搭載面Bが外側に臨む状態で、ねじ7によりハウ
ジング6に固着される。金属ベース4のゲージ搭載面A
はハウジング6の内面の一部に当接する。そして、上記
のように金属ベース4をハウジング6内に隠すため、ハ
ウジング6内面のゲージ搭載面Aに当接する面からハウ
ジング側縁6aの先端までの垂線の距離Lよりも金属ベ
ース4の厚みを小さくしてある。
【0030】以上の構成によれば、加速度センサ1がそ
の取付け前に落下した場合、その打ち所はハウジング6
に限定される。一方、金属ベース4は全体がハウジング
6に隠れているので、床などの落下箇所に当たることを
防止される。その結果、金属ベース4のような剛性の高
い要素を用いても、ハウジング6の緩衝効果によりゲー
ジ2に伝達される落下衝撃を有効に緩和する。
の取付け前に落下した場合、その打ち所はハウジング6
に限定される。一方、金属ベース4は全体がハウジング
6に隠れているので、床などの落下箇所に当たることを
防止される。その結果、金属ベース4のような剛性の高
い要素を用いても、ハウジング6の緩衝効果によりゲー
ジ2に伝達される落下衝撃を有効に緩和する。
【0031】また、本実施例では、ゲージ2とHIC基
板3の間及びHIC基板3と金属ベース4の間のシリコ
ン接着剤5に適宜の厚み(例えば10μm〜100μm
程度)を持たせることで、この接着剤5も落下衝撃吸収
の役割を担うようにしてある。
板3の間及びHIC基板3と金属ベース4の間のシリコ
ン接着剤5に適宜の厚み(例えば10μm〜100μm
程度)を持たせることで、この接着剤5も落下衝撃吸収
の役割を担うようにしてある。
【0032】さらに、ゲージ2については、図3(a)
のように質量部25を支持する片持梁24は、2本で対
をなす梁要素24a,24bからなり、各梁要素24
a,24bの長さ,幅,厚さを梁の感度と耐衝撃の両立
を図り得る条件の下で選定した。具体的には、図3
(b)の耐衝撃向上最適条件データに示すように条件3
を採用する。
のように質量部25を支持する片持梁24は、2本で対
をなす梁要素24a,24bからなり、各梁要素24
a,24bの長さ,幅,厚さを梁の感度と耐衝撃の両立
を図り得る条件の下で選定した。具体的には、図3
(b)の耐衝撃向上最適条件データに示すように条件3
を採用する。
【0033】加速度センサ1を取付ける場合には、金属
ベース4がハウジング6内に隠れている関係から、図1
(b)に示すように取付台9を用いる。取付台9は金属
で、車体(被加速度検出物)Pに溶接により固着され
る。
ベース4がハウジング6内に隠れている関係から、図1
(b)に示すように取付台9を用いる。取付台9は金属
で、車体(被加速度検出物)Pに溶接により固着され
る。
【0034】金属ベース4は取付台9面にねじ7を用い
てハウジング6と一体的に固着され、このようにするこ
とで加速度センサ1が取付けられる。この場合、上記の
Lと金属ベース4・取付台9の厚みDの関係をL<Dに
設定してあるので、金属ベース4が浮くことなく取付台
9面に密着する。従って、被加工検出物Pから伝わる加
速度を確実に精度良く検出する。
てハウジング6と一体的に固着され、このようにするこ
とで加速度センサ1が取付けられる。この場合、上記の
Lと金属ベース4・取付台9の厚みDの関係をL<Dに
設定してあるので、金属ベース4が浮くことなく取付台
9面に密着する。従って、被加工検出物Pから伝わる加
速度を確実に精度良く検出する。
【0035】図4は本発明の第2実施例である。なお、
図中、図1の実施例の符号と同一のものは同一或いは共
通する要素を示す(図4以降の図面も同様である)。
図中、図1の実施例の符号と同一のものは同一或いは共
通する要素を示す(図4以降の図面も同様である)。
【0036】本実施例では、第1実施例と異なり金属ベ
ース4はその一部(反ゲージ搭載面B)がハウジング6
外に突出する。
ース4はその一部(反ゲージ搭載面B)がハウジング6
外に突出する。
【0037】ハウジング側縁6aの先端にはゴム10が
金属ベース4の周りを囲むようにして取付けてある。ゴ
ム10は連続した形状或いは適宜間隔置きに配設され
る。ゴム10は図4(a)に示すように加速度センサ取
付前の状態では金属ベース4及びねじ7よりも外側に突
出し、加速度センサを取付けた状態では、図4(b)に
示すように金属ベース4の反ゲージ搭載面Bと同レベル
の位置になるまで圧縮するよう設定してある。
金属ベース4の周りを囲むようにして取付けてある。ゴ
ム10は連続した形状或いは適宜間隔置きに配設され
る。ゴム10は図4(a)に示すように加速度センサ取
付前の状態では金属ベース4及びねじ7よりも外側に突
出し、加速度センサを取付けた状態では、図4(b)に
示すように金属ベース4の反ゲージ搭載面Bと同レベル
の位置になるまで圧縮するよう設定してある。
【0038】そのため、加速度センサ1の取付け前に加
速度センサ1が運搬やその取付作業の過程で落下した場
合でも、その打ち所はハウジング6かゴム10となり、
これらの要素6,10によりゲージ2に伝達される衝撃
が緩和される。
速度センサ1が運搬やその取付作業の過程で落下した場
合でも、その打ち所はハウジング6かゴム10となり、
これらの要素6,10によりゲージ2に伝達される衝撃
が緩和される。
【0039】加速度センサ1の取付は、ねじ7によりハ
ウジング6及び金属ベース4が一体的に被加速度検出物
Pに固着される。この取付力により、ゴム10が金属ベ
ース4の反ゲージ搭載面Bと同レベルになるまで圧縮
し、金属ベース4が被加速度検出物Pの面上に密着して
取付けられ、加速度の検出感度を良好に保ち得る。
ウジング6及び金属ベース4が一体的に被加速度検出物
Pに固着される。この取付力により、ゴム10が金属ベ
ース4の反ゲージ搭載面Bと同レベルになるまで圧縮
し、金属ベース4が被加速度検出物Pの面上に密着して
取付けられ、加速度の検出感度を良好に保ち得る。
【0040】図5は本発明の第3実施例を示す縦断面図
である。本実施例も第2実施例同様に金属ベース4は、
その反ゲージ搭載面Bがハウジング6外に突出するよう
配置し、この金属ベース4を被加速度検出物Pのセンサ
取付面に固着させて加速度センサ1の取付けを可能とす
る。
である。本実施例も第2実施例同様に金属ベース4は、
その反ゲージ搭載面Bがハウジング6外に突出するよう
配置し、この金属ベース4を被加速度検出物Pのセンサ
取付面に固着させて加速度センサ1の取付けを可能とす
る。
【0041】金属ベース4の反ゲージ搭載面Bには、そ
のベースの四辺にそって溝12が配設され、溝12内に
緩衝用のゴム11が取付けてある。このゴム11が加速
度センサ取付前の状態では図5(a)に示すように金属
ベース4及びねじ7よりも外側に突出する。加速度セン
サ1の取付けは第2実施例同様に行われ、図5(b)に
示すように取付けによる圧縮力を受けてゴム11が溝1
2内に逃げるよう設定してある。
のベースの四辺にそって溝12が配設され、溝12内に
緩衝用のゴム11が取付けてある。このゴム11が加速
度センサ取付前の状態では図5(a)に示すように金属
ベース4及びねじ7よりも外側に突出する。加速度セン
サ1の取付けは第2実施例同様に行われ、図5(b)に
示すように取付けによる圧縮力を受けてゴム11が溝1
2内に逃げるよう設定してある。
【0042】このような構成により、加速度センサ1の
取付前に加速度センサ1が落下した場合、その打ち所は
ハウジング6かゴム11に限られ、これらの要素6,1
1によりゲージ2に伝達される衝撃が緩和される。
取付前に加速度センサ1が落下した場合、その打ち所は
ハウジング6かゴム11に限られ、これらの要素6,1
1によりゲージ2に伝達される衝撃が緩和される。
【0043】加速度センサ1の取付け後は、ゴム11が
金属ベース4の反ゲージ搭載面Bと同一レベルになるの
で、金属ベース4が被加速度検出物Pの面上に密着して
取付けられ、良好な加速度検出感度を保ち得る。
金属ベース4の反ゲージ搭載面Bと同一レベルになるの
で、金属ベース4が被加速度検出物Pの面上に密着して
取付けられ、良好な加速度検出感度を保ち得る。
【0044】図6は本発明の第4実施例を示す縦断面図
である。本実施例も加速度センサ1は被加速度検出物P
に第2,第3実施例同様に取付けられる。ハウジング6
はゴムのカバー13により被覆される。ゴムカバー13
の一部13aがハウジング6の側縁先端よりも外側に突
出する。このゴムカバー13の突出部13aが加速度セ
ンサ取付前の状態では、図6(a)に示すように金属ベ
ース4及びねじ7よりも外側に突出し、加速度センサ1
を取付けた状態では、図6(b)に示すように金属ベー
ス4の反ゲージ搭載面Bと同レベルの位置になるまで圧
縮するよう設定した。
である。本実施例も加速度センサ1は被加速度検出物P
に第2,第3実施例同様に取付けられる。ハウジング6
はゴムのカバー13により被覆される。ゴムカバー13
の一部13aがハウジング6の側縁先端よりも外側に突
出する。このゴムカバー13の突出部13aが加速度セ
ンサ取付前の状態では、図6(a)に示すように金属ベ
ース4及びねじ7よりも外側に突出し、加速度センサ1
を取付けた状態では、図6(b)に示すように金属ベー
ス4の反ゲージ搭載面Bと同レベルの位置になるまで圧
縮するよう設定した。
【0045】本実施例では、加速度センサ1の取付け前
にセンサが落下したりすると、その当たる箇所がゴムカ
バー13に限られるので、衝撃が緩和される。また、上
記各実施例同様に良好な検出感度が得られる。
にセンサが落下したりすると、その当たる箇所がゴムカ
バー13に限られるので、衝撃が緩和される。また、上
記各実施例同様に良好な検出感度が得られる。
【0046】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、片持梁式
ゲージを搭載支持する金属ベースの取付と保護に工夫を
なすことで、10000G以上の落下衝撃に対しても充
分に耐えられ、しかも加速度の検出感度を良好に保つ効
果を奏する。
ゲージを搭載支持する金属ベースの取付と保護に工夫を
なすことで、10000G以上の落下衝撃に対しても充
分に耐えられ、しかも加速度の検出感度を良好に保つ効
果を奏する。
【図1】本発明の第1実施例に係る加速度センサの取付
前,取付後の状態を示す縦断面図。
前,取付後の状態を示す縦断面図。
【図2】上記実施例に係る加速度センサの回路構成図。
【図3】上記実施例に係る加速度センサの一部及びその
対衝撃性向上の最適条件のデータを示す説明図。
対衝撃性向上の最適条件のデータを示す説明図。
【図4】本発明の第2実施例に係る加速度センサの取付
前,取付後の状態を示す縦断面図。
前,取付後の状態を示す縦断面図。
【図5】本発明の第3実施例に係る加速度センサの取付
前,取付後の状態を示す縦断面図。
前,取付後の状態を示す縦断面図。
【図6】本発明の第4実施例に係る加速度センサの取付
前,取付後の状態を示す縦断面図。
前,取付後の状態を示す縦断面図。
1…加速度センサ、2…ゲージ、4…金属ベース、5…
接着剤、6…ハウジング、6a…ハウジング側縁、7…
ねじ、9…取付台、10,11,13…弾性体、12…
溝、22,23…固定電極、24…片持梁、25…質量
部(可動電極)、A…ゲージ搭載面、B…反ゲージ搭載
面、P…被加速度検出物。
接着剤、6…ハウジング、6a…ハウジング側縁、7…
ねじ、9…取付台、10,11,13…弾性体、12…
溝、22,23…固定電極、24…片持梁、25…質量
部(可動電極)、A…ゲージ搭載面、B…反ゲージ搭載
面、P…被加速度検出物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 定寧 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内 (72)発明者 佐藤 金正 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地 3 日立オートモテイブエンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 浅野 保弘 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地 3 日立オートモテイブエンジニアリング 株式会社内
Claims (8)
- 【請求項1】 加速度に応じて変位する質量部を有する
片持梁式の加速度センサにおいて、 加速度センサのゲージを搭載する金属ベースと、このゲ
ージ及び金属ベースを収容する緩衝性のハウジングとを
備えて加速度センサを構成し、前記金属ベースはその全
体がハウジング内に隠れた状態で反ゲージ搭載面が外側
に臨むよう配置し、一方、被加速度検出物のセンサ取付
面には取付台を固着し、この取付台に前記ハウジング付
き金属ベースを固着して加速度センサの取付けを可能と
し、且つ前記ハウジングの内面の一部が前記金属ベース
のゲージ搭載面に当接し、この当接するハウジング内面
からハウジング側縁の先端までの垂線の距離Lと前記金
属ベース・取付台の厚みDとをL<Dに設定したことを
特徴とする片持梁式加速度センサ。 - 【請求項2】 加速度に応じて変位する質量部を有する
片持梁式の加速度センサにおいて、 加速度センサのゲージを搭載する金属ベースと、このゲ
ージ及び金属ベースを収容する緩衝性のハウジングとを
備えて加速度センサを構成し、前記金属ベースはその反
ゲージ搭載面がハウジング外に突出するよう配置し、こ
の金属ベースを被加速度検出物のセンサ取付面に固着し
て加速度センサの取付けを可能とし、且つ前記ハウジン
グの側縁の先端には緩衝用の弾性体を設け、この弾性体
が加速度センサ取付前の状態では前記金属ベースよりも
外側に突出し、前記加速度センサを取付けた状態では、
前記金属ベースの反ゲージ搭載面と同レベルの位置にな
るまで圧縮するよう設定したことを特徴とする片持梁式
加速度センサ。 - 【請求項3】 加速度に応じて変位する質量部を有する
片持梁式の加速度センサにおいて、 加速度センサのゲージを搭載する金属ベースと、このゲ
ージ及び金属ベースを収容する緩衝性のハウジングとを
備えて加速度センサを構成し、前記金属ベースはその反
ゲージ搭載面がハウジング外に突出するよう配置し、こ
の金属ベースを被加速度検出物のセンサ取付面に固着し
て加速度センサの取付けを可能とし、且つ前記金属ベー
スの反ゲージ搭載面には緩衝用の弾性体付きの溝を配設
し、この弾性体が加速度センサ取付前の状態では前記金
属ベースよりも外側に突出し、前記加速度センサを取付
けた状態では、取付けによる圧縮力を受けて前記溝内に
逃げるよう設定したことを特徴とする片持梁式加速度セ
ンサ。 - 【請求項4】 加速度に応じて変位する質量部を有する
片持梁式の加速度センサにおいて、 加速度センサのゲージを搭載する金属ベースと、このゲ
ージ及び金属ベースを収容する緩衝性のハウジングとを
備えて加速度センサを構成し、前記金属ベースはその反
ゲージ搭載面がハウジング外に突出するよう配置し、こ
の金属ベースを被加速度検出物のセンサ取付面に固着し
て加速度センサの取付けを可能とし、且つ前記ハウジン
グをゴムのカバーにより被覆すると共に、前記ゴムカバ
ーの一部を前記ハウジングの側縁先端よりも外側に突出
させ、このゴムカバーの突出部が加速度センサ取付前の
状態では前記金属ベースよりも外側に突出し、前記加速
度センサを取付けた状態では、前記金属ベースの反ゲー
ジ搭載面と同レベルの位置になるまで圧縮するよう設定
したことを特徴とする片持梁式加速度センサ。 - 【請求項5】 請求項1ないし請求項3のいずれか1項
において、前記弾性体はゴム或いはスポンジよりなるこ
とを特徴とする片持梁式加速度センサ。 - 【請求項6】 請求項1ないし請求項5のいずれか1項
において、前記加速度センサは、静電容量式のゲージ或
いはピエゾ効果式のゲージを備えることを特徴とする片
持梁式加速度センサ。 - 【請求項7】 請求項1ないし請求項6のいずれか1項
において、前記質量部を支持する片持梁は、2本で対を
なす梁要素からなり、各梁要素の長さ,幅,厚さを梁の
感度と耐衝撃の両立を図り得る条件の下で選定したこと
を特徴とする片持梁式加速度センサ。 - 【請求項8】 請求項1ないし請求項7のいずれか1項
において、前記ゲージは前記金属ベースに直接或いは他
の要素を介在させて接着剤により固着され、かつ接着剤
には接着剤自身が衝撃吸収機能をなす程度の厚みを持た
せたことを特徴とする片持梁式加速度センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3119939A JPH0572228A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 片持梁式加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3119939A JPH0572228A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 片持梁式加速度センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0572228A true JPH0572228A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=14773913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3119939A Pending JPH0572228A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 片持梁式加速度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0572228A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009276116A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Dainippon Printing Co Ltd | 加速度センサ |
US11519778B2 (en) | 2020-07-28 | 2022-12-06 | Seiko Epson Corporation | Monitoring device and apparatus |
-
1991
- 1991-05-24 JP JP3119939A patent/JPH0572228A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009276116A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Dainippon Printing Co Ltd | 加速度センサ |
US11519778B2 (en) | 2020-07-28 | 2022-12-06 | Seiko Epson Corporation | Monitoring device and apparatus |
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