JPH0763782A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
- Publication number
- JPH0763782A JPH0763782A JP21044693A JP21044693A JPH0763782A JP H0763782 A JPH0763782 A JP H0763782A JP 21044693 A JP21044693 A JP 21044693A JP 21044693 A JP21044693 A JP 21044693A JP H0763782 A JPH0763782 A JP H0763782A
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- Japan
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- acceleration sensor
- sensor
- pair
- elastic plate
- piezoelectric elements
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、構造が簡略で、組み立てが容易で
あり、製造コストも低減でき、信頼性も高い加速度セン
サを提供する。 【構成】 本発明の加速度センサ１は、金属弾性板２
と、この金属弾性板２の両面に分極軸方向が対向する状
態で接合した一対の圧電素子３ａ，３ｂと、前記金属弾
性板２及び一対の圧電素子３ａ，３ｂに対して絶縁状態
で貫通配置した貫通ボルト６とを有する。この構成によ
り、構造が簡略化し、組み立ての容易化及び製造コスト
の低減を図れ、かつ、感度調整が容易で、信頼性が高く
温度変化の影響も受ることが無くなる。
あり、製造コストも低減でき、信頼性も高い加速度セン
サを提供する。 【構成】 本発明の加速度センサ１は、金属弾性板２
と、この金属弾性板２の両面に分極軸方向が対向する状
態で接合した一対の圧電素子３ａ，３ｂと、前記金属弾
性板２及び一対の圧電素子３ａ，３ｂに対して絶縁状態
で貫通配置した貫通ボルト６とを有する。この構成によ
り、構造が簡略化し、組み立ての容易化及び製造コスト
の低減を図れ、かつ、感度調整が容易で、信頼性が高く
温度変化の影響も受ることが無くなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加速度センサに関し、
より詳しくは、車両の運転席等に取り付けられるエアバ
ック用として好適な加速度センサに関する。
より詳しくは、車両の運転席等に取り付けられるエアバ
ック用として好適な加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の加速度センサとしては、機械式
加速度センサ及び電気式加速度センサの双方が実用化さ
れている。
加速度センサ及び電気式加速度センサの双方が実用化さ
れている。
【０００３】機械式加速度センサは、ローラマイト式や
バネマス式と称され、板バネや金属板の弾性を利用する
機械的スイッチとして構成されるものであり、板バネ等
の弾性が経時的に変化するため感度調整が困難であると
いう問題がある。
バネマス式と称され、板バネや金属板の弾性を利用する
機械的スイッチとして構成されるものであり、板バネ等
の弾性が経時的に変化するため感度調整が困難であると
いう問題がある。
【０００４】一方、電気式加速度センサとしては、図９
に示すように、金属板３０の両面にピエゾ素子３１，３
２を貼り合わせ、ピエゾ素子３１，３２にリード線３
３，３４を接続してピエゾ素子３１，３２に作用する機
械的衝撃を電気信号に変換してリード線３３，３４によ
りその電気信号を取り出すようにしたものが知られてい
る（特開昭６３−１９５５７３号）。尚、図９中、３５
は固定部材である。
に示すように、金属板３０の両面にピエゾ素子３１，３
２を貼り合わせ、ピエゾ素子３１，３２にリード線３
３，３４を接続してピエゾ素子３１，３２に作用する機
械的衝撃を電気信号に変換してリード線３３，３４によ
りその電気信号を取り出すようにしたものが知られてい
る（特開昭６３−１９５５７３号）。尚、図９中、３５
は固定部材である。
【０００５】しかしながら、この電気式加速度センサの
場合、ピエゾ素子３１，３２に作用する機械的衝撃のた
め、これらピエゾ素子３１，３２が金属板３０から剥離
し破壊してしまうという問題がある。このため、金属板
３０，ピエゾ素子３１，３２を図示しない容器内に収納
し、シリコンオイルを入れて機械的共振を防ぐ試みもな
されているが、この場合に構造が複雑化し、組み立てが
面倒になり及び製造コストも高騰するという問題があ
る。
場合、ピエゾ素子３１，３２に作用する機械的衝撃のた
め、これらピエゾ素子３１，３２が金属板３０から剥離
し破壊してしまうという問題がある。このため、金属板
３０，ピエゾ素子３１，３２を図示しない容器内に収納
し、シリコンオイルを入れて機械的共振を防ぐ試みもな
されているが、この場合に構造が複雑化し、組み立てが
面倒になり及び製造コストも高騰するという問題があ
る。
【０００６】この他、電気式加速度センサとしては、半
導体（シリコンチップ）に組み込んだピエゾ抵抗素子の
ピエゾ抵抗効果を利用するものも知られているが、この
場合には、結線箇所が多く、温度変化によるドリフトも
生じ、信頼性に欠けるという問題がある。
導体（シリコンチップ）に組み込んだピエゾ抵抗素子の
ピエゾ抵抗効果を利用するものも知られているが、この
場合には、結線箇所が多く、温度変化によるドリフトも
生じ、信頼性に欠けるという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたものであり、構造が簡略化し、組み
立ての容易化及び製造コストの低減を図れ、かつ、感度
調整も容易であり、信頼性も向上できる加速度センサを
提供することを目的とするものである。
情に鑑みてなされたものであり、構造が簡略化し、組み
立ての容易化及び製造コストの低減を図れ、かつ、感度
調整も容易であり、信頼性も向上できる加速度センサを
提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の加速度センサ
は、金属弾性板と、この金属弾性板の両面に分極軸方向
が対向する状態で接合した一対の圧電素子と、前記金属
弾性板及び一対の圧電素子に対して絶縁状態で貫通配置
した貫通ボルトとを有する。
は、金属弾性板と、この金属弾性板の両面に分極軸方向
が対向する状態で接合した一対の圧電素子と、前記金属
弾性板及び一対の圧電素子に対して絶縁状態で貫通配置
した貫通ボルトとを有する。
【０００９】前記貫通ボルトを利用して、前記金属弾性
板及び一対の圧電素子を取り付け対象物に取り付ける構
成とした。
板及び一対の圧電素子を取り付け対象物に取り付ける構
成とした。
【００１０】
【作用】上述した構成の加速度センサによれば、金属弾
性板の両面に分極軸方向が対向する状態で一対の圧電素
子を接合し、金属弾性板及び一対の圧電素子に対して絶
縁状態で貫通ボルトを貫通配置するだけで構成できるの
で、構造が簡略化し、組み立ての容易化及び製造コスト
の低減を図れ、かつ、感度調整も容易となる。
性板の両面に分極軸方向が対向する状態で一対の圧電素
子を接合し、金属弾性板及び一対の圧電素子に対して絶
縁状態で貫通ボルトを貫通配置するだけで構成できるの
で、構造が簡略化し、組み立ての容易化及び製造コスト
の低減を図れ、かつ、感度調整も容易となる。
【００１１】また、一対の圧電素子の分極軸方向の相違
を利用して加速度を検出でき、半導体等を用いていない
ため、結線箇所が少なく信頼性を向上できるとともに、
温度変化によるドリフトや、熱応力に起因する無負荷時
の温度ドリフトを低減できる。
を利用して加速度を検出でき、半導体等を用いていない
ため、結線箇所が少なく信頼性を向上できるとともに、
温度変化によるドリフトや、熱応力に起因する無負荷時
の温度ドリフトを低減できる。
【００１２】さらに、前記貫通ボルトを利用して、前記
金属弾性板及び一対の圧電素子を取り付け対象物に取り
付けるようにしたので、別途に取り付け用の部品を用意
する必要がなく取り付け対象物に対する取り付けが極め
て簡便となる。
金属弾性板及び一対の圧電素子を取り付け対象物に取り
付けるようにしたので、別途に取り付け用の部品を用意
する必要がなく取り付け対象物に対する取り付けが極め
て簡便となる。
【００１３】
【実施例】以下に本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１４】図１，図２に示す加速度センサ１は、一端
側に円形孔を有し、他端側に質量体８を固着した金属弾
性板２と、この金属弾性板２の両面に予め分極処理した
分極軸方向が対向する状態で、かつ、各々に設けた円形
孔が前記金属弾性板２の円形孔と同心配置となり貫通孔
４を形成する状態で接合した一対の圧電素子３ａ，３ｂ
と、前記金属弾性板２及び一対の圧電素子３ａ，３ｂが
形成する貫通孔４に対して絶縁スリーブ５により絶縁さ
れる状態で貫通配置した中空の貫通ボルト６と、各々リ
ード線取り付け用の突片７ｃ，７ｄを備え、前記絶縁ス
リーブ５に嵌装して一対の圧電素子３ａ，３ｂに各々接
触させた金属端子板７ａ，７ｂと、この金属端子板７
ａ，７ｂの外側から各々貫通ボルト６に嵌装した一対の
絶縁板９ａ，９ｂと、この絶縁板９ａ，９ｂの外側から
各々貫通ボルト６に嵌装した一対のワッシャ１０ａ，１
０ｂと、このワッシャ１０ａ，１０ｂの外側から各々貫
通ボルト６に螺合した一対のナット１１ａ，１１ｂとを
有している。
側に円形孔を有し、他端側に質量体８を固着した金属弾
性板２と、この金属弾性板２の両面に予め分極処理した
分極軸方向が対向する状態で、かつ、各々に設けた円形
孔が前記金属弾性板２の円形孔と同心配置となり貫通孔
４を形成する状態で接合した一対の圧電素子３ａ，３ｂ
と、前記金属弾性板２及び一対の圧電素子３ａ，３ｂが
形成する貫通孔４に対して絶縁スリーブ５により絶縁さ
れる状態で貫通配置した中空の貫通ボルト６と、各々リ
ード線取り付け用の突片７ｃ，７ｄを備え、前記絶縁ス
リーブ５に嵌装して一対の圧電素子３ａ，３ｂに各々接
触させた金属端子板７ａ，７ｂと、この金属端子板７
ａ，７ｂの外側から各々貫通ボルト６に嵌装した一対の
絶縁板９ａ，９ｂと、この絶縁板９ａ，９ｂの外側から
各々貫通ボルト６に嵌装した一対のワッシャ１０ａ，１
０ｂと、このワッシャ１０ａ，１０ｂの外側から各々貫
通ボルト６に螺合した一対のナット１１ａ，１１ｂとを
有している。
【００１５】ここで、加速度センサ１の原理的説明を図
３乃至図５を参照して行う。
３乃至図５を参照して行う。
【００１６】図３に示すように、予め分極処理した板状
の圧電素子２３を２個用意し、各圧電素子２３を、図４
に示すように、端部に質量体２４を固着した金属弾性板
２２の両面に分極軸方向が対向する状態で接合する。
の圧電素子２３を２個用意し、各圧電素子２３を、図４
に示すように、端部に質量体２４を固着した金属弾性板
２２の両面に分極軸方向が対向する状態で接合する。
【００１７】そして、図５に示すように各圧電素子２３
に出力電極２５，２６を取り付け、この出力電極２５，
２６にリード線２７，２８を接続する。
に出力電極２５，２６を取り付け、この出力電極２５，
２６にリード線２７，２８を接続する。
【００１８】前記質量体２４に対して大きな衝撃（加速
度）が作用した場合、質量体２４を介して金属弾性板２
２が図５に示すように湾曲し、これにより、一方の圧電
素子２３には伸び力が作用し、他方の圧電素子２３には
圧縮力が作用して、両圧電素子には逆極性の電荷が生
じ、前記リード線２７，２８の端部間に質量体２４に対
して作用する衝撃に応じた電位差Ｖが生じる。
度）が作用した場合、質量体２４を介して金属弾性板２
２が図５に示すように湾曲し、これにより、一方の圧電
素子２３には伸び力が作用し、他方の圧電素子２３には
圧縮力が作用して、両圧電素子には逆極性の電荷が生
じ、前記リード線２７，２８の端部間に質量体２４に対
して作用する衝撃に応じた電位差Ｖが生じる。
【００１９】本実施例の加速度センサ１はこのような原
理に基づくものである。
理に基づくものである。
【００２０】上述した構成の加速度センサ１によれば、
金属弾性板２の両面に分極軸方向が対向する状態で一対
の圧電素子３ａ，３ｂを接合し、金属弾性板２及び一対
の圧電素子３ａ，３ｂに対して絶縁状態で貫通ボルト６
を貫通配置することにより構成できるので、構造が簡略
化し、組み立ての容易化及び製造コストの低減を図れ、
かつ、感度調整も容易となる。
金属弾性板２の両面に分極軸方向が対向する状態で一対
の圧電素子３ａ，３ｂを接合し、金属弾性板２及び一対
の圧電素子３ａ，３ｂに対して絶縁状態で貫通ボルト６
を貫通配置することにより構成できるので、構造が簡略
化し、組み立ての容易化及び製造コストの低減を図れ、
かつ、感度調整も容易となる。
【００２１】また、一対の圧電素子３ａ，３ｂの分極軸
方向の相違を利用して加速度を検出でき半導体等を用い
ていないため温度変化によるドリフトや、熱応力に起因
する無負荷時の温度ドリフトを低減できる。
方向の相違を利用して加速度を検出でき半導体等を用い
ていないため温度変化によるドリフトや、熱応力に起因
する無負荷時の温度ドリフトを低減できる。
【００２２】さらに、この加速度センサ１によれば、圧
電素子３ａ，３ｂに生じる衝撃に応じた電位差Ｖを金属
端子板７ａ，７ｂから取り出せるので、半田付け等が不
要となり、結線箇所が少なく信頼性を向上できる。
電素子３ａ，３ｂに生じる衝撃に応じた電位差Ｖを金属
端子板７ａ，７ｂから取り出せるので、半田付け等が不
要となり、結線箇所が少なく信頼性を向上できる。
【００２３】次に、前記加速度センサ１の取り付け対象
物に対する取り付け例を図６乃至図８を参照して説明す
る。
物に対する取り付け例を図６乃至図８を参照して説明す
る。
【００２４】図６，図７に示すように、直方体状のケー
シング１５に対して前記加速度センサ１の貫通ボルト６
の両端部が各々外方に露出するように組み込み、前記金
属端子板７ａ，７ｂに各々リード線１６ａ，１６ｂを接
続してこれらリード線１６ａ，１６ｂをケーシング１５
の側方に導出する。
シング１５に対して前記加速度センサ１の貫通ボルト６
の両端部が各々外方に露出するように組み込み、前記金
属端子板７ａ，７ｂに各々リード線１６ａ，１６ｂを接
続してこれらリード線１６ａ，１６ｂをケーシング１５
の側方に導出する。
【００２５】そして、図８に示すように、例えば、自動
車等の車体やハンドル部等の取り付け対象物１８に設け
たねじ部にケーシング１５から露出する貫通ボルト６の
一方の端部をねじ込み、ケーシング１５から露出する貫
通ボルト６の他方の端部にナット１９を螺合してねじ込
むことで、このケーシング１５を用意に取り付け対象物
１８に取り付けることができる。
車等の車体やハンドル部等の取り付け対象物１８に設け
たねじ部にケーシング１５から露出する貫通ボルト６の
一方の端部をねじ込み、ケーシング１５から露出する貫
通ボルト６の他方の端部にナット１９を螺合してねじ込
むことで、このケーシング１５を用意に取り付け対象物
１８に取り付けることができる。
【００２６】これにより、別途に取り付け用のボルト，
ナット等の部品を用意する必要がなく、取り付け対象物
１８に対する取り付けが極めて簡便となる。
ナット等の部品を用意する必要がなく、取り付け対象物
１８に対する取り付けが極めて簡便となる。
【００２７】本発明は、上述した実施例に限定されるも
のではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能であ
る。
のではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能であ
る。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、金属弾性
板の両面に一対の圧電素子を接合し、金属弾性板及び一
対の圧電素子に対して絶縁状態で貫通ボルトを貫通配置
するだけで構成できるので、構造が簡略化し、組み立て
の容易化及び製造コストの低減を図れ、かつ、感度調整
が容易で、信頼性が高く温度変化の影響を受けない加速
度センサを提供することができる。
板の両面に一対の圧電素子を接合し、金属弾性板及び一
対の圧電素子に対して絶縁状態で貫通ボルトを貫通配置
するだけで構成できるので、構造が簡略化し、組み立て
の容易化及び製造コストの低減を図れ、かつ、感度調整
が容易で、信頼性が高く温度変化の影響を受けない加速
度センサを提供することができる。
【００２９】また、貫通ボルトを利用して、金属弾性板
及び一対の圧電素子を取り付け対象物に取り付けること
ができるため、別途に取り付け用の部品を用意する必要
がなく取り付け対象物に対する取り付けが極めて簡便な
加速度センサを提供することができる。
及び一対の圧電素子を取り付け対象物に取り付けること
ができるため、別途に取り付け用の部品を用意する必要
がなく取り付け対象物に対する取り付けが極めて簡便な
加速度センサを提供することができる。
【図１】本発明の加速度センサの実施例を示す斜視図
【図２】本実施例の加速度センサの分解斜視図
【図３】本実施例の加速度センサの原理説明図
【図４】本実施例の加速度センサにおける圧電素子の分
極状態を示す図
極状態を示す図
【図５】本実施例の加速度センサにおける圧電素子の分
極状態を示す図
極状態を示す図
【図６】本実施例の加速度センサをケーシングに組み込
んだ状態を示す平面図
んだ状態を示す平面図
【図７】本実施例の加速度センサをケーシングに組み込
んだ状態を示す正面図
んだ状態を示す正面図
【図８】本実施例の加速度センサを組み込んだケーシン
グの取り付け対象物に対する取り付け例を示す説明図
グの取り付け対象物に対する取り付け例を示す説明図
【図９】従来の加速度センサの一例を示す斜視図
１ 加速度センサ ２ 金属弾性板 ３ａ，３ｂ 圧電素子 ６ 貫通ボルト ８ 質量体 １５ ケーシング
Claims (2)
- 【請求項１】 金属弾性板と、この金属弾性板の両面に
分極軸方向が対向する状態で接合した一対の圧電素子
と、前記金属弾性板及び一対の圧電素子に対して絶縁状
態で貫通配置した貫通ボルトとを有することを特徴とす
る加速度センサ。 - 【請求項２】 前記貫通ボルトを利用して、前記金属弾
性板及び一対の圧電素子を取り付け対象物に取り付ける
ものである請求項１記載の加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21044693A JPH0763782A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21044693A JPH0763782A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0763782A true JPH0763782A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16589469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21044693A Withdrawn JPH0763782A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763782A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014163870A (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Seiko Epson Corp | 力検出装置、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、部品加工装置および移動体 |
| JP2015075020A (ja) * | 2013-10-08 | 2015-04-20 | 学校法人明治大学 | 筒外燃焼モニタ用センサおよび筒外燃焼モニタ用センサの出力調節方法 |
| US9873201B2 (en) | 2013-02-19 | 2018-01-23 | Seiko Epson Corporation | Force detection device, robot, and moving object |
-
1993
- 1993-08-25 JP JP21044693A patent/JPH0763782A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9873201B2 (en) | 2013-02-19 | 2018-01-23 | Seiko Epson Corporation | Force detection device, robot, and moving object |
| JP2014163870A (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Seiko Epson Corp | 力検出装置、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、部品加工装置および移動体 |
| JP2015075020A (ja) * | 2013-10-08 | 2015-04-20 | 学校法人明治大学 | 筒外燃焼モニタ用センサおよび筒外燃焼モニタ用センサの出力調節方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |