JPH0432775A - Acceleration sensor - Google Patents

Acceleration sensor

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JPH0432775A
JPH0432775A JP14074390A JP14074390A JPH0432775A JP H0432775 A JPH0432775 A JP H0432775A JP 14074390 A JP14074390 A JP 14074390A JP 14074390 A JP14074390 A JP 14074390A JP H0432775 A JPH0432775 A JP H0432775A
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Japan
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fixed
plate member
electrode
pair
conductive plate
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JP14074390A
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Atsushi Komura
小村 敦
Masaaki Takagi
正明 高木
Shigekazu Nakamura
中村 繁和
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Nidec Precision Corp
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Nidec Copal Corp
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Abstract

PURPOSE:To remove irregular stress applied to a movable electrode by fixing the center part of a conductive plate member and forming the peripheral part which is coupled with the center part as the movable electrode. CONSTITUTION:A couple of fixed substrates 1 and 2 are arranged opposite each other across a specific gap, one fixed electrode is formed at the peripheral part of the internal surface of the upper substrate 1, and the other fixed electrode is formed at the peripheral part of the internal surface of the lower substrate 2 correspondingly. The conductive plate member is arranged between the substrates 1 and 2 and this plate member 3 consists of the center part and the peripheral part which is coupled and supported flexibly by the center part. The peripheral part constitutes the movable electrode and is displaced toward the fixed electrode in response to external acceleration to cause relative capacity variation between a couple of capacity elements. The movable electrode is connected electrically to a connecting electrode through the center part of the plate member 3. Then the movable electrode is composed of, for example, an annular piece formed at the peripheral part of the plate member 3 and this annular piece is hardly affected by external stress since it is supported by the center part of the plate member 3 while having a free end.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は加速度センサに関し、特に数10Hz以下の帯
域における数G以下の低加速度を精度良く検出する為の
静電容量型加速度センサに関する。この種の加速度セン
サは例えば自動車等に搭載され駆動機構あるいは制動機
構の自動制御に用いられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an acceleration sensor, and particularly to a capacitive acceleration sensor for accurately detecting low accelerations of several G or less in a frequency band of several tens of Hz or less. This type of acceleration sensor is mounted on, for example, an automobile and used for automatic control of a drive mechanism or a braking mechanism.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

静電容量検出型の加速度センサは一般的に、所定の間隙
を介して対向配置された一対の固定電極と、該一対の固
定電極の中間に介在して容量素子対を構成するとともに
外部加速度に応答して固定電極方向に変位し容量素子対
の相対的容量変化を引き起こす可動電極とから構成され
ている。従来の静電容量検出型加速度センサにおいては
、可動電極は導電性板部材の周辺部に可撓的に連結支持
された中央部から構成されており、導電性板部材周辺部
は一対の固定基板の対向する周辺部の間で支持固定され
る構造となっている。
A capacitance detection type acceleration sensor generally includes a pair of fixed electrodes that are placed opposite to each other with a predetermined gap in between, and a capacitive element pair that is interposed between the pair of fixed electrodes. It consists of a movable electrode that is displaced in the direction of the fixed electrode in response to cause a change in the relative capacitance of the capacitive element pair. In conventional capacitance detection type acceleration sensors, the movable electrode consists of a central part that is flexibly connected and supported around the periphery of a conductive plate member, and the periphery of the conductive plate member is connected to a pair of fixed substrates. It has a structure in which it is supported and fixed between the opposing peripheral parts of.

〔発明が解決しようとする問題点] しかしながら、かかる従来構造においては、導電性板部
材はその周辺部において一対の基板により支持固定され
ている為、支持固定部に発生する歪みにより導電性板部
材中央部に不均一な応力が作用し可動電極の中立点が不
安定になるという虞れがある。従って、従来構造におい
ては、導電性板部材周辺部に対して不均一な歪みか加わ
らない様にする為、接着剤を周辺部に均一に塗布して固
定していた。この為、可動電極即ち導電性板部材中央部
に対する電気的接続はリートワイヤを介して行なわれて
いた。しかしなから、リードワイヤ自体も所定の重量を
有しており、可動電極に対して不均一な応力を加え、加
速度検出特性に悪影響を及はすという問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a conventional structure, since the conductive plate member is supported and fixed by a pair of substrates at its peripheral portion, the conductive plate member may be damaged due to distortion occurring in the supporting and fixed portion. There is a risk that non-uniform stress will act on the central portion and the neutral point of the movable electrode will become unstable. Therefore, in the conventional structure, in order to prevent non-uniform strain from being applied to the peripheral portion of the conductive plate member, an adhesive was uniformly applied to the peripheral portion to fix the conductive plate member. For this reason, electrical connection to the movable electrode, ie, the central portion of the conductive plate member, has been made via a lead wire. However, since the lead wire itself has a certain weight, there is a problem in that it applies non-uniform stress to the movable electrode, which adversely affects acceleration detection characteristics.

加えて、リードワイヤの組立ても作業性か悪く且つ信頼
性に欠けるという問題点かあった。
In addition, there were problems in that the assembly of the lead wires was difficult to work with and lacked reliability.

〔問題点を解決する為の手段〕[Means for solving problems]

上述した従来の技術の問題点に鑑み、本発明は可動電極
に加わる不均一な応ツノを極力取除く事が可能な支持構
造及び結線構造を有する加速度センサを提供する事を目
的とする。
In view of the above-mentioned problems of the conventional technology, it is an object of the present invention to provide an acceleration sensor having a support structure and a wiring structure that can eliminate as much as possible the non-uniform stress applied to the movable electrode.

かかる目的を達成する為に、本発明による静電容量検出
型加速度センサはその基本的構成要素として、所定の間
隙を介して対向配置された一対の固定電極と、該一対の
固定電極の中間に介在して容量素子対を構成するととも
に外部加速度に応答して固定電極方向に変位し容量素子
対の相対的容量変化を引き起こす可動電極とを有してい
る。加えて、その特徴的構成要件として、該一対の固定
電極は互いに対向配置された一対の固定基板の各内表面
側の周辺部に形成されているとともに、該可動電極は導
電性板部材の中央部に可撓的に連結支持された周辺部か
ら構成されている。該導電性板部材中央部は一対の固定
基板の対向する中央部の間で支持固定されているととも
に、該導電性板部材周辺部即ち可動電極は少くとも一方
の固定基板の中央部に形成された接続電極に導通してい
る導電性板部材中央部を介して電気的接続が取られてい
る事を特徴とする。
In order to achieve this purpose, the capacitance detection type acceleration sensor according to the present invention has as its basic components a pair of fixed electrodes that are arranged opposite to each other with a predetermined gap therebetween, and a fixed electrode located between the pair of fixed electrodes. It has a movable electrode that is interposed to form a capacitive element pair and that is displaced in the direction of the fixed electrode in response to external acceleration to cause a relative capacitance change of the capacitive element pair. In addition, as a characteristic structural feature, the pair of fixed electrodes are formed on the periphery of each inner surface side of a pair of fixed substrates facing each other, and the movable electrode is formed in the center of the conductive plate member. It consists of a peripheral section that is flexibly connected and supported by the section. The center portion of the conductive plate member is supported and fixed between the opposing center portions of a pair of fixed substrates, and the peripheral portion of the conductive plate member, that is, the movable electrode is formed in the center portion of at least one of the fixed substrates. The electrical connection is made through the center of the conductive plate member which is electrically connected to the connecting electrode.

好ましくは、本発明にかかる加速度センサは外部接続用
回路バタンの形成された回路基板、一方の固定基板、導
電性板部材及び他方の固定基板の順に重ねられた各層を
含む積層構造を有している。
Preferably, the acceleration sensor according to the present invention has a laminated structure including a circuit board on which an external connection circuit button is formed, one fixed substrate, a conductive plate member, and the other fixed substrate, which are stacked in this order. There is.

そして、固定電極及び接続電極の該回路バタンに対する
電気接続は各層に形成されたスルーホールバタンを介し
て行なイっれる様になっている。
The fixed electrode and the connection electrode are electrically connected to the circuit button through through-hole buttons formed in each layer.

〔作  用〕[For production]

本発明によれば、外部加速度に感応し、で変位する可動
電極は導電性板部材の周辺部に形成された例えば環状片
から構成されており、この環状片は導電性板部材中央部
により所謂自由端支持されているため外部応力の影響を
受は難い構造となっている。加えて、該環状片に郊jす
る電気的導通は導電性板部材の中央部を介して行なわれ
るので、従来の様にリードワイヤ等の付加部品を用いる
必要かなく 1−iJ動電極の外部加速度に対する応答
直線性に悪影響を及はす事かない。
According to the present invention, the movable electrode that is sensitive to external acceleration and is displaced is constituted by, for example, an annular piece formed around the periphery of the conductive plate member, and this annular piece is moved by the central part of the conductive plate member. Since the free end is supported, the structure is not easily affected by external stress. In addition, since electrical conduction to the annular piece is conducted through the center of the conductive plate member, there is no need to use additional parts such as lead wires as in the conventional case. There is no adverse effect on the response linearity to acceleration.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説
明する。第1図は、本発明にかかる静電容量検出型加速
度センサの一実施例を示す模式的一部破断断面図である
。図示する様に、本加速度センサは所定の間隙を介して
互いに対向配置された一対の固定基板1及び2を有する
。上側固定基板1の内表面周辺部には一方の固定電極が
形成されており、下側固定基板2の内表面周辺部にも対
応して他方の固定電極が形成されている。一対の固定基
板の間には導電性板部材3か配置されている。この板部
材3は中央部とこれに可撓的に連結支持された周辺部と
から構成されている。周辺部は可動電極を構成し、一対
の固定電極の中間に介在して容量素子対を構成するとと
もに外部加速度に応答して固定電極方向に変位し容量素
子対の相対的容量変化を引き起こす様になっている。導
電性板部材3の中央部は一対の固定基板1及び2の対向
する中央部の間で支rj固定されている。又、導電性板
部材3の周辺部即ち可動電極は少くとも一方の固定基板
]又は2の内表面中央部に形成された接続電極に導通し
ている導電性板部材3の中央部を介して電気的接続が取
られる様になっている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic partially cutaway sectional view showing an embodiment of a capacitance detection type acceleration sensor according to the present invention. As shown in the figure, this acceleration sensor has a pair of fixed substrates 1 and 2 that are placed opposite to each other with a predetermined gap in between. One fixed electrode is formed around the inner surface of the upper fixed substrate 1, and the other fixed electrode is formed correspondingly around the inner surface of the lower fixed substrate 2. A conductive plate member 3 is arranged between the pair of fixed substrates. This plate member 3 is composed of a central portion and a peripheral portion flexibly connected and supported to the central portion. The peripheral part constitutes a movable electrode, which is interposed between a pair of fixed electrodes to constitute a capacitive element pair, and is displaced in the direction of the fixed electrodes in response to external acceleration, causing a relative capacitance change of the capacitive element pair. It has become. The center portion of the conductive plate member 3 is fixed by a support rj between the opposing center portions of a pair of fixed substrates 1 and 2. Further, the peripheral part of the conductive plate member 3, that is, the movable electrode is connected to at least one of the fixed substrates] or the central part of the conductive plate member 3 which is electrically connected to the connecting electrode formed at the center of the inner surface of 2. Electrical connections are to be made.

本加速度センサはさらに、外部接続用回路バタンの形成
された回路基板5を具備している。この回路基板5の上
には、順に下側の固定基板2、導電性板部材3及び上側
の固定基板1が重ねられており回路基板5と合わせて積
層構造を構成している。可動電極は少くとも一方の固定
基板1又は2の内表面中央部に形成された接続電極に導
通している導電性板部材中央部を介して電気的接続が取
られている。又固定基板の周辺部に形成された固定電極
及び中央部に形成された接続電極から外部接続用回路バ
タンに対する電気的接続は積層構造の各層に形成された
スルーホールバタンを介して行なわれる様になっている
The present acceleration sensor further includes a circuit board 5 on which an external connection circuit button is formed. On this circuit board 5, a lower fixed board 2, a conductive plate member 3, and an upper fixed board 1 are stacked in order, and together with the circuit board 5, they form a laminated structure. The movable electrode is electrically connected via the central portion of the conductive plate member, which is electrically connected to a connecting electrode formed at the central portion of the inner surface of at least one of the fixed substrates 1 or 2. Further, electrical connections from the fixed electrodes formed on the periphery of the fixed substrate and the connection electrodes formed at the center to the external connection circuit buttons are made via through-hole buttons formed in each layer of the laminated structure. It has become.

回路基板5の一端部には外部駆動回路との電気的接続を
取るための端子6か搭載されている。又、回路基板5と
下側の固定基板2の間には、スルーホールバタンか表裏
に形成された連結基板7か介在している。さらに、導電
性板部材3の中央部は一対の導電性スペーサ8及び9に
よって挾持され且つ支持固定されている。又、本実施例
においては上側固定基板1の内表面周辺部に形成された
固定電極は上述した積層構造を貫通する導電性部材例え
ばピンlOuを介して回路バタンに導通している。
A terminal 6 for electrical connection with an external drive circuit is mounted on one end of the circuit board 5. Further, between the circuit board 5 and the lower fixed board 2, there is a through-hole button or a connecting board 7 formed on the front and back sides. Further, the center portion of the conductive plate member 3 is sandwiched and supported and fixed by a pair of conductive spacers 8 and 9. Further, in this embodiment, the fixed electrode formed around the inner surface of the upper fixed substrate 1 is electrically connected to the circuit panel via a conductive member, for example, a pin lOu, which penetrates the above-mentioned laminated structure.

回路基板5の上に搭載された積層構造はそのままケース
11の内部に収納され且つカバー12によってほぼ完全
に覆われる。上述した積層構造はその中央部を貫通する
ネジ13によってケース1】に直接係止されている。こ
の時、ネジ13の頂部下面と上側固定基板1の上面の間
には板バネ14とワッシャ15が挿入されており積層構
造の各層を互いに押圧している。加えて、一対の固定基
板]及び2の平行度を保つ為に、固定基板の周辺には複
数の平行ピン16か挿通している。
The laminated structure mounted on the circuit board 5 is housed inside the case 11 as it is and is almost completely covered by the cover 12. The laminated structure described above is directly fixed to the case 1 by a screw 13 passing through its center. At this time, a leaf spring 14 and a washer 15 are inserted between the lower surface of the top of the screw 13 and the upper surface of the upper fixed substrate 1, and press each layer of the laminated structure against each other. In addition, in order to maintain parallelism between the pair of fixed substrates and 2, a plurality of parallel pins 16 are inserted around the fixed substrates.

上述した積層構造によれば、各電極は全て回路基板5へ
導通される。回路基板5、連結基板7、固定基板1及び
2、スペーサ8及び9、導電性板部材3等は互いに圧接
により電気的導通が取られている。これら各層の相対的
固定にはネジ13と板バネ14が用いられておりケース
11に対して直接保持されるので、安定した圧力が各層
にかかる様になっている。たたし、上側固定基板]の内
表面周辺に形成された固定電極のみはピン10uを介し
て直接回路基板5に接続される様になっており、各層の
面に形成される電気バタンを簡略化している。
According to the laminated structure described above, all the electrodes are electrically connected to the circuit board 5. The circuit board 5, the connecting board 7, the fixed boards 1 and 2, the spacers 8 and 9, the conductive plate member 3, etc. are electrically connected to each other by pressure contact. Screws 13 and leaf springs 14 are used to relatively fix these layers, and since they are held directly against the case 11, stable pressure is applied to each layer. However, only the fixed electrodes formed around the inner surface of the upper fixed board are directly connected to the circuit board 5 via the pins 10u, simplifying the electric buttons formed on the surfaces of each layer. It has become

加えて、回路基板5のケース11内部に存在する部分に
加速度を検出するセンサ部が搭載されており、ケース】
1の外部にある部分に接続端子6又はコネクタが搭載さ
れている。従って、コネクタが外力を受けても直接セン
サ部への影響を防止する事ができる。
In addition, a sensor section for detecting acceleration is mounted on a portion of the circuit board 5 inside the case 11.
A connecting terminal 6 or a connector is mounted on an external portion of the terminal 1. Therefore, even if the connector receives external force, it can be prevented from directly affecting the sensor section.

次に第2図ないし第7図を膠照して本加速度センサに用
いられる主廿部品を個々に説明する。
Next, the main parts used in this acceleration sensor will be individually explained with reference to FIGS. 2 to 7.

先ず、第2図A及びBは上側固定基板]を表イフしてお
り、第2図Aは表面図又第2図Bは裏面図である。ここ
で、表面とは第1図に示すカバー12に而している側を
示し、裏面とは同じくケー711に面している側を示す
。この関係は、以下に説明する板状部材について共通で
ある。第2図Bに示す様に、上側固定基板]の裏面には
その周辺部に環状の上側固定電極17uが形成されてい
る。又、その中央部にはダミー電極L8uが形成されて
いる。
First, FIGS. 2A and 2B show the upper fixed substrate], and FIG. 2A is a front view, and FIG. 2B is a back view. Here, the front side refers to the side facing the cover 12 shown in FIG. 1, and the back side refers to the side facing the case 711. This relationship is common to the plate-like members described below. As shown in FIG. 2B, an annular upper fixed electrode 17u is formed on the back surface of the upper fixed substrate around its periphery. Further, a dummy electrode L8u is formed at the center thereof.

上側固定電極17uのバタン上にはスルーホール19u
が形成されている。又ダミー電極18uのバタン上には
第1図に示すピンIOuが挿通する貫通孔20uが形成
されており、基板1の中心には第1図に示すネジ13か
螺合されるネジ穴21が形成されている。第2図Aに示
す様に、基板1の表面には矩形の金属バタン22uか形
成されている。この矩形バタン22uはスルーホール1
9uを介して裏面側の固定電極17uと電気的に接続さ
れている。従って、貫通孔20uにピンIOuを挿入し
、その頂部を半田付けする事によって、ピン10uと環
状の固定電極17uは互いに結線される。
A through hole 19u is provided on the button of the upper fixed electrode 17u.
is formed. Further, a through hole 20u is formed on the button of the dummy electrode 18u, into which the pin IOu shown in FIG. 1 is inserted, and a screw hole 21 into which the screw 13 shown in FIG. It is formed. As shown in FIG. 2A, a rectangular metal button 22u is formed on the surface of the substrate 1. This rectangular button 22u is the through hole 1
It is electrically connected to the fixed electrode 17u on the back side via 9u. Therefore, by inserting the pin IOu into the through hole 20u and soldering its top, the pin 10u and the annular fixed electrode 17u are connected to each other.

第3図はスペーサ8の平面図である。スペーサ8の中心
にはネジ13を挿通させる為の中心開口23か形成され
ているとともに、ピン]Ouを逃かす為の切欠24も形
成されている。スペーサ8は金JiA等の導電性材料に
より構成されており、図示しないか他方のスペーサ9も
同一の形状及び構成を有する。
FIG. 3 is a plan view of the spacer 8. A central opening 23 is formed in the center of the spacer 8 for inserting the screw 13, and a notch 24 is also formed for letting the pin Ou escape. The spacer 8 is made of a conductive material such as gold JiA, and the other spacer 9 (not shown) also has the same shape and configuration.

第4図は導電性板部材3の平面図である。この部材3は
ベリリウム銅あるいはステンレススチール等の弾性金属
材料から構成されており、環状の周辺部251にと中央
部26を有する。周辺部25mは複数の板バネ片27を
介して中央部26により可撓的に支持されている。従っ
て、中央部26を固定した場合に、周辺部25mは垂線
方向に加わる加速度に応答して垂線方向に変位しその変
位量は加速度の大きさに比例する様になっている。中央
部26の中心には、ネジ■3を挿通させる為の中心開口
2Bが形成されている。加えて、ピンlOuを逃がす為
の逃げ穴29も形成されている。更に、中央部26の外
径寸法はスペーサ8の外径寸法に大略対応する様に設定
されている。この中央部26をスペーサ8及び9を用い
て両側から支持固定するのである。
FIG. 4 is a plan view of the conductive plate member 3. This member 3 is made of an elastic metal material such as beryllium copper or stainless steel, and has an annular peripheral portion 251 and a central portion 26 . The peripheral portion 25m is flexibly supported by the central portion 26 via a plurality of leaf spring pieces 27. Therefore, when the central portion 26 is fixed, the peripheral portion 25m is displaced in the perpendicular direction in response to acceleration applied in the perpendicular direction, and the amount of displacement is proportional to the magnitude of the acceleration. A central opening 2B is formed at the center of the central portion 26, through which the screw 3 is inserted. In addition, an escape hole 29 is also formed to allow the pin lOu to escape. Furthermore, the outer diameter of the central portion 26 is set to approximately correspond to the outer diameter of the spacer 8. This central portion 26 is supported and fixed from both sides using spacers 8 and 9.

第5図A及びBは下側固定基板2の形状を示している。5A and 5B show the shape of the lower fixed substrate 2. FIG.

第5図Aは表面図であり、第5図Bは裏面図である。第
5図Aに示す様に、基板2の表面にはその周辺部に環状
の下側固定電極30.9か形成されている。この下側固
定電極バタンに導通する様にスルーホール31gが形成
されている。又、基板2の中央部には円板状の接続電極
32mか形成されている。この接続電極32mはスペー
サ9を介して導電性板部材3の中央部26に電気的に導
通する様になっている。接続電極32IIlのバタンに
導通ずる様にスルーホール33mが形成されている。加
えて、基板2の中心部にはネジ13と螺合するネジ穴3
4及び、ピン10uを挿通ずる為の貫通孔35が形成さ
れている。第5図Bに示す様に基板2の裏面には金属バ
タン36gか形成されており、前述したスルーホール3
1gを介して固定電極30.9に導通している。又、他
の金属バタン37印を有しており、前述したスルーホー
ル33mを介して表面側に形成された接続電極32+a
に導通している。この他に、対のダミー電極38も形成
されている。
FIG. 5A is a front view, and FIG. 5B is a back view. As shown in FIG. 5A, an annular lower fixed electrode 30.9 is formed on the surface of the substrate 2 at its periphery. A through hole 31g is formed so as to be electrically connected to this lower fixed electrode button. Further, a disk-shaped connection electrode 32m is formed in the center of the substrate 2. This connection electrode 32m is electrically connected to the center portion 26 of the conductive plate member 3 via the spacer 9. A through hole 33m is formed so as to be electrically connected to the button of the connection electrode 32IIl. In addition, there is a screw hole 3 in the center of the board 2 that engages with a screw 13.
4 and a through hole 35 through which the pin 10u is inserted. As shown in FIG. 5B, a metal button 36g is formed on the back surface of the substrate 2, and the through hole 3 described above is formed.
It is electrically connected to the fixed electrode 30.9 via 1g. It also has another metal button 37 mark, and a connection electrode 32+a formed on the surface side through the aforementioned through hole 33m.
It is electrically conductive. In addition to this, a pair of dummy electrodes 38 are also formed.

第6図Aは連結基板7の表面図であり、第6図Bは同し
く裏面図である。図示する様に、連結基板7の表面には
金属バタン39Nか形成されており、スルーホール40
gを含んでいる。又、他の金属バタン41「を有してお
り、同じくスルーホール42mを含んでいる。連結基板
7の中心には組立用のネジ13を通す為の中心開口43
と導通ピン]Ouを逃がす為の切欠44が形成されてい
る。これに加えて一対のダミーバタン45も形成されて
いる。一方の金属バタン39gは下側固定基板2の裏面
に形成された金属バタン36gと面接触する様に配置さ
れており、他方の金属バタン41mは同様にして下側の
固定基板2の裏面に形成された金属バタン37mと面接
触する様に配置されている。第6図Bに示す様に、連結
基板7の裏面には、金属バタン46gか形成されており
スルーホール40gを介して表側の対応する金属バタン
39gと連結している。又、別の金属バタン47mを有
しており、スルーポール42mを介して表側の対応する
金属バタン4J、mに連結している。
FIG. 6A is a front view of the connection board 7, and FIG. 6B is a back view. As shown in the figure, a metal button 39N is formed on the surface of the connection board 7, and a through hole 40 is formed.
Contains g. It also has another metal button 41'' and also includes a through hole 42m. At the center of the connecting board 7 is a central opening 43 for passing the screw 13 for assembly.
A notch 44 is formed to allow the conductive pin] O to escape. In addition to this, a pair of dummy buttons 45 are also formed. One metal button 39g is arranged so as to be in surface contact with a metal button 36g formed on the back surface of the lower fixed board 2, and the other metal button 41m is similarly formed on the back surface of the lower fixed board 2. It is arranged so as to be in surface contact with the metal baton 37m. As shown in FIG. 6B, a metal button 46g is formed on the back side of the connection board 7, and is connected to a corresponding metal button 39g on the front side via a through hole 40g. It also has another metal button 47m, which is connected to the corresponding metal button 4J, m on the front side via a through pole 42m.

最後に第7図は回路基板の表面形状を示す。図示する様
に、回路基板5のケース11に収納される部分には、金
属バタン48IIと49mが形成されている。一方の金
属バタン481)は連結基板7の裏面に形成された金属
バタン48.&と面接触する様に配置されており、他方
の金属バタン4hは同じく連結基板7の裏面に形成され
た対応する金属バタン47tnに面接触する様に配置さ
れている。加えて、一対のダミー電極50も形成されて
いる。さらに、金属バタンの施されたスルーホール51
uを有しでおり、前述した導通ビン10uに嵌合する様
になっている。回路基板5の中心には組立用ネジ13と
螺合する為のネジ穴52も形成されている。さらに、一
対のスルーホール53g及び53g′が形成されており
、このスルーホールを介して回路基板5はケース11に
固定される。回路基板5のケースIJから外側に取出さ
れる部分には、合計5mのスルーホール電極54u、 
541 、54m、 54g及び54g′が形成されて
いる。これらのスルーホールには第1図に示す接続端子
6又はコネクタが半田付は固定される。図示しないが、
回路基板5の裏面には接続用の回路バタンか形成されて
おり、これを介して金属バタン48J)とスルーホール
54p1スルーホール51uとスルーホール54υ、金
属バタン49■とスルーホール54D1スルーホール5
3gとスルーホール54g及びスルーホール53g′ 
とスルーホール54g′が各々電気的に接続されている
Finally, FIG. 7 shows the surface shape of the circuit board. As shown in the figure, metal tabs 48II and 49m are formed in the portion of the circuit board 5 that is accommodated in the case 11. One metal button 481) is a metal button 48. formed on the back surface of the connection board 7. &, and the other metal button 4h is arranged so as to make surface contact with a corresponding metal button 47tn also formed on the back surface of the connection board 7. In addition, a pair of dummy electrodes 50 are also formed. Furthermore, a through hole 51 with a metal button is provided.
u, and is adapted to fit into the conduction bottle 10u described above. A screw hole 52 for screwing with the assembly screw 13 is also formed in the center of the circuit board 5. Furthermore, a pair of through holes 53g and 53g' are formed, and the circuit board 5 is fixed to the case 11 via these through holes. A through-hole electrode 54u with a total length of 5 m is provided in the portion of the circuit board 5 that is taken out from the case IJ.
541, 54m, 54g and 54g' are formed. Connecting terminals 6 or connectors shown in FIG. 1 are fixed to these through holes by soldering. Although not shown,
A circuit button for connection is formed on the back side of the circuit board 5, and the metal button 48J), the through hole 54p1, the through hole 51u and the through hole 54υ, the metal button 49■ and the through hole 54D1, and the through hole 5 are connected through this.
3g and through hole 54g and through hole 53g'
and through hole 54g' are electrically connected to each other.

第8図は第1図に示す加速度センサの各電極の電気的接
続を示す模式的回路図である。破線で囲まれた部分か加
速度センサ本体を示し、破線で囲まれた範囲外の部分が
外部の駆動回路である。図示する様に、上側固定電極1
7uは回路基板に設けられた取出用スルーホール又は端
子54uに接続されている。この接続は、スルーホール
19u、矩形金属パタン22υ、貫通孔20u、導通ピ
ンIOu 、及びスルーホ・−ル51uを介して順に行
なわれる。下側の固定電極3011は取出用端子54g
に接続されている。この接続は順に、スルーホール31
g、金属バタン36p、金属バタン39g、スルーホー
ル4ON、金属バタン46g、及び金属バタン48Nを
介して行なわれる。FiJ動@極25rDは取出用端子
54eに接続されている。この接続は順に、板バネ片2
7、導電性板部材3の中央部26、スペーサ9、接続電
極32m1スル一ホール33I111金属バタン37m
1金属バタン41m 、スルーホール42m 、金属バ
タン47m2及び金属バタン49mを介して行なわれる
。ケース11及びカバー12は一対の取出用端子54g
及び54g′ に共通に接続される。この接続は回路基
板5を一対のスルーホール53g及び53g′ を介し
てネジによりケースIIに固定する事により行なわれる
FIG. 8 is a schematic circuit diagram showing the electrical connection of each electrode of the acceleration sensor shown in FIG. 1. The part surrounded by the broken line indicates the acceleration sensor body, and the part outside the range surrounded by the broken line is the external drive circuit. As shown, the upper fixed electrode 1
7u is connected to a lead-out through hole or terminal 54u provided on the circuit board. This connection is made in this order via the through hole 19u, the rectangular metal pattern 22υ, the through hole 20u, the conductive pin IOu, and the through hole 51u. The lower fixed electrode 3011 is an extraction terminal 54g
It is connected to the. This connection is made in order through hole 31.
This is done through the metal button 36p, the metal button 39g, the through hole 4ON, the metal button 46g, and the metal button 48N. The FiJ moving@pole 25rD is connected to the extraction terminal 54e. This connection is made in order by the leaf spring piece 2.
7. Center part 26 of conductive plate member 3, spacer 9, connection electrode 32m1 through-hole 33I111 metal button 37m
1. This is done via a metal button 41m, a through hole 42m, a metal button 47m2, and a metal button 49m. Case 11 and cover 12 have a pair of extraction terminals 54g
and 54g'. This connection is made by fixing the circuit board 5 to the case II with screws through a pair of through holes 53g and 53g'.

次に第8図を参照して本発明にかかる加速度センサの動
作を説明する。図示する様に、可動電極2511は一対
の固定電極17u及び30gの間に介在して容量素子対
を構成する。可動電極25mは外部加速度に応答して固
定電極方向に変位し容量素子対の相対的容量変化あるい
は差動的変化を引き起こす。この変化を電気的に検出す
る事により外部加速度を測定するものである。一般に、
上側固定電極17u及び下側固定電極30.9の電極面
積は等しく設定されており、無加速度状態において可動
電極25mは両固定電極から等距離にある。従って、容
量素子対の静電容量は互いに等しい。二〇状聾で、入力
端子54u及び54gの間に外部交流電源55を接続し
て矩形パルスを印加する。無加速度状態においては静電
容量の均衡が保たれているので可動電極25mに接続さ
れている出力端子54刊には零レベルの電圧か出力され
る。これに対して、外部加速度か印加されると、可動電
極25+nは加速度の方向及びその大きさに従って変位
する。この結果、出力端子54mには加速度の方向に応
した位相を有し且つ加速度の大きさに応した振幅を有す
る出力電圧が現われる。外部駆動回路は、この出力電圧
の位相及び振幅を電気的に処理する事により外部加速度
の方向及び大きさを測定するのである。
Next, the operation of the acceleration sensor according to the present invention will be explained with reference to FIG. As illustrated, the movable electrode 2511 is interposed between the pair of fixed electrodes 17u and 30g to form a capacitive element pair. The movable electrode 25m is displaced toward the fixed electrode in response to external acceleration, causing a relative or differential capacitance change of the capacitive element pair. External acceleration is measured by electrically detecting this change. in general,
The electrode areas of the upper fixed electrode 17u and the lower fixed electrode 30.9 are set to be equal, and the movable electrode 25m is equidistant from both fixed electrodes in a non-accelerated state. Therefore, the capacitances of the capacitive element pair are equal to each other. If the patient is deaf in the form of 20, an external AC power source 55 is connected between the input terminals 54u and 54g to apply a rectangular pulse. Since the capacitance is balanced in the non-acceleration state, a zero level voltage is output to the output terminal 54 connected to the movable electrode 25m. On the other hand, when external acceleration is applied, the movable electrode 25+n is displaced according to the direction and magnitude of the acceleration. As a result, an output voltage appears at the output terminal 54m having a phase corresponding to the direction of acceleration and an amplitude corresponding to the magnitude of the acceleration. The external drive circuit measures the direction and magnitude of external acceleration by electrically processing the phase and amplitude of this output voltage.

本発明にかかる加速度センサは数10Hz以下の帯域に
おける数G以下の低加速度を精度良く検出する事を目的
としており、例えば自動車等に搭載される。従って、通
常の電子部品と同等の扱いをされる場合か多く、防湿及
び耐食構造か必要となる。
The acceleration sensor according to the present invention is intended to accurately detect low accelerations of several G or less in a frequency band of several tens of Hz or less, and is installed in, for example, an automobile. Therefore, they are often treated in the same way as ordinary electronic components, and require a moisture-proof and corrosion-resistant structure.

この為、導電性板部材としては耐食性の優れたステンレ
ススチールを用いる事が好ましい。又、導通ピンの電気
的接続を確実にする為に錫めっきを施こす事か好ましい
。各基板に形成された金属バタンやスルーホールのラン
ドには錫めっきや金めつきを施こす事が好ましい。カバ
ーやケースにはアルマイト処理を施こす事が好ましい。
For this reason, it is preferable to use stainless steel, which has excellent corrosion resistance, as the conductive plate member. Also, it is preferable to apply tin plating to ensure the electrical connection of the conductive pin. It is preferable to apply tin plating or gold plating to the lands of the metal buttons and through holes formed on each substrate. It is preferable to apply alumite treatment to the cover and case.

加えて、加速度センサの組立後には、防湿用シリコンゴ
ム等を用いてカバー、ケース及び基板との間の隙間を埋
めて密封状態とする事か好ましい。
In addition, after assembling the acceleration sensor, it is preferable to use moisture-proof silicone rubber or the like to fill the gap between the cover, the case, and the board to create a sealed state.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述した様に、本発明によれば、導電性板部材の中央部
を固定するとともに、この中央部に可撓的に連結された
周辺部を可動電極とする構造とした為、可動電極か自由
端支持となり可動電極に加わる外部応力を低減する平か
できるという効果かある。さらに、各板部材は互いに積
層され共通の組立用ネジによりケースに抑圧固定される
構造となっている為、極めて組立作業性に優れていると
いう効果かある。加えて、可動電極の引出しは各基板の
表面及び裏面に形成された金属バタン及びスルーホール
を介して行なわれる為、従来の様にリードワイヤを用い
て結線した場合に生ずる外部応力を除く事かできるとい
う効果がある。
As described above, according to the present invention, the central part of the conductive plate member is fixed, and the peripheral part flexibly connected to this central part is structured as a movable electrode, so that the movable electrode can be freely moved. This has the effect of providing end support and flattening the movable electrode to reduce external stress applied to it. Furthermore, since the plate members are stacked on top of each other and are compressed and fixed to the case by common assembly screws, the assembly workability is extremely excellent. In addition, since the movable electrodes are drawn out through metal buttons and through holes formed on the front and back sides of each board, external stress that occurs when connecting using lead wires as in the past can be eliminated. There is an effect that it can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は加速度センサの模式的部分破断断面図、第2図
Aは上側固定基板の表面図、第2図Bは同じく裏面図、
第3図はスペーサの平面図、第4図は導電性板部材の平
面図、第5図Aは下側固定基板の表面図、第5図Bは同
しく裏面図、第6図Aは連結基板の表面図、第6図Bは
同じく裏面図、第7図は回路基板の表面図、及び第8図
は加速度センサの電気回路図である。 1・・・上側固定基板 3・・・導電性板部材 7・・・連結基板 9・・・スペーサ 11・・・ケース I3・・・組立用ネジ 25I11・・・可動電極 27・・・板バネ片 32rA・・・接続電極 2・・・下側固定基板 5・・・回路基板 8・・スペーサ 10u・・・導通ピン 12・・・カバー 17u・・・上側固定電極 26・・・中央部 30、Q・・下側固定電極 第2図B 第3図 第4図 jl!5TXJA 3m 117図
FIG. 1 is a schematic partially cutaway sectional view of the acceleration sensor, FIG. 2A is a front view of the upper fixed board, and FIG. 2B is a back view of the same.
Fig. 3 is a plan view of the spacer, Fig. 4 is a plan view of the conductive plate member, Fig. 5A is a front view of the lower fixed board, Fig. 5B is a back view, and Fig. 6A is the connection. FIG. 6B is a front view of the board, FIG. 6B is a back view, FIG. 7 is a front view of the circuit board, and FIG. 8 is an electric circuit diagram of the acceleration sensor. 1... Upper fixed board 3... Conductive plate member 7... Connection board 9... Spacer 11... Case I3... Assembly screw 25I11... Movable electrode 27... Leaf spring Piece 32rA... Connection electrode 2... Lower fixed board 5... Circuit board 8... Spacer 10u... Conductive pin 12... Cover 17u... Upper fixed electrode 26... Center part 30 , Q...lower fixed electrode Fig. 2 B Fig. 3 Fig. 4 jl! 5TXJA 3m 117 figure

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.所定の間隙を介して対向配置された一対の固定電極
と、該一対の固定電極の中間に介在して容量素子対を構
成するとともに外部加速度に応答して固定電極方向に変
位し容量素子対の相対的容量変化を引き起す可動電極と
を有する静電容量検出型の加速度センサにおいて、 該一対の固定電極は互いに対向配置された一対の固定基
板の中央部からはずれた各内表面側に形成されており、 該可動電極は導電性板部材の中央部に可撓的に連結支持
された周辺部から構成されており、該導電性板部材中央
部は一対の固定基板の対向する中央部の間で支持固定さ
れているとともに、該導電性板部材周辺部は少くとも一
方の固定基板の内表面側中央部に形成された接続電極に
導通している導電性板部材中央部を介して電気的接続が
取られている事を特徴とする加速度センサ。
1. A pair of fixed electrodes are arranged facing each other with a predetermined gap interposed between them, and a capacitive element pair is formed between the pair of fixed electrodes, and the capacitive element pair is displaced in the direction of the fixed electrodes in response to external acceleration. In a capacitance detection type acceleration sensor having a movable electrode that causes a relative capacitance change, the pair of fixed electrodes are formed on each inner surface side away from the center of a pair of fixed substrates arranged to face each other. The movable electrode is composed of a peripheral part that is flexibly connected and supported to the central part of a conductive plate member, and the central part of the conductive plate member is located between the opposing central parts of a pair of fixed substrates. The peripheral part of the conductive plate member is electrically connected to the central part of the conductive plate member, which is electrically connected to the connection electrode formed at the center part of the inner surface of at least one of the fixed substrates. An acceleration sensor characterized by a connection being made.
2.外部接続用回路パタンの形成された回路基板、一方
の固定基板、導電性板部材及び他方の固定基板の順に重
ねられた各層を含む積層構造を有し、該一方の固定電極
及び該接続電極から該回路パタンに対する電気接続は各
層に形成されたスルーホールパタンを介して行なわれる
事を特徴とする請求項1に記載の加速度センサ。
2. It has a laminated structure including each layer stacked in this order: a circuit board on which a circuit pattern for external connection is formed, one fixed board, a conductive plate member, and the other fixed board, and from the one fixed electrode and the connection electrode. 2. The acceleration sensor according to claim 1, wherein electrical connection to the circuit pattern is made through a through-hole pattern formed in each layer.
3.該回路基板と該一方の固定基板との間に、スルーホ
ールパタンが表裏に形成された連結基板が介在している
事を特徴とする請求項2に記載の加速度センサ。
3. 3. The acceleration sensor according to claim 2, further comprising a connecting board having a through-hole pattern formed on both sides thereof, interposed between the circuit board and the one fixed board.
4.他方の固定電極は該積層構造を貫通する導電性部材
を介して該回路パタンに導通している事を特徴とする請
求項2に記載の加速度センサ。
4. 3. The acceleration sensor according to claim 2, wherein the other fixed electrode is electrically connected to the circuit pattern via a conductive member penetrating the laminated structure.
5.該導電性板部材中央部は一対の導電性スペーサに挟
持されて支持固定されている事を特徴とする請求項1に
記載の加速度センサ。
5. 2. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the central portion of the conductive plate member is supported and fixed by being sandwiched between a pair of conductive spacers.
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