JPH0572228A - 片持梁式加速度センサ - Google Patents
片持梁式加速度センサInfo
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acceleration sensor
- metal base
- gauge
- housing
- mounting surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0490419B1 (en) | Accelerometer | |
| JP2695291B2 (ja) | ロードセル | |
| US5616844A (en) | Capacitance type acceleration sensor | |
| US7472611B2 (en) | Stress detection method for force sensor device with multiple axis sensor and force sensor device employing this method | |
| US20040187578A1 (en) | Bending beam accelerometer with differential capacitive pickoff | |
| WO1995003533A3 (en) | Static pressure compensation of resonant integrated microbeam sensors | |
| JPH05164775A (ja) | 加速度センサ | |
| US20180003503A1 (en) | Damping of a Sensor | |
| EP1659383A2 (en) | Capacitive strain gauge | |
| Payne et al. | Surface micromachined accelerometer: A technology update | |
| CN117607489B (zh) | 压阻式加速度传感器的敏感结构及加速度传感器 | |
| US6672161B2 (en) | Semiconductor dynamic quantity sensor | |
| JPH0572228A (ja) | 片持梁式加速度センサ | |
| EP0620441A1 (en) | Rotational accelerometer | |
| US4984128A (en) | Capacitative weight sensor | |
| CH668651A5 (it) | Dispositivo sensore elettrico di accelerazione o di vibrazioni. | |
| US20220221326A1 (en) | Transducer assembly | |
| KR101521712B1 (ko) | 압저항 감지모듈 및 이를 포함하는 mems 센서 | |
| RU2014619C1 (ru) | Датчик ускорения | |
| JP3297887B2 (ja) | 静電容量式センサー | |
| CA2213245C (en) | Mechanical resonance, silicon accelerometer | |
| JPH01240865A (ja) | 加速度センサ | |
| RU2774824C1 (ru) | Микромеханический акселерометр с высокой устойчивостью к термомеханическим напряжениям | |
| JPH04318468A (ja) | 加速度センサの構造 | |
| JPH0499964A (ja) | 半導体加速度センサ |