JPH06213923A - 平面のあらゆる方向に向いた加速に感応する容量性センサー - Google Patents

平面のあらゆる方向に向いた加速に感応する容量性センサー

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JPH06213923A
JPH06213923A JP5308059A JP30805993A JPH06213923A JP H06213923 A JPH06213923 A JP H06213923A JP 5308059 A JP5308059 A JP 5308059A JP 30805993 A JP30805993 A JP 30805993A JP H06213923 A JPH06213923 A JP H06213923A
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acceleration sensor
feeder
blades
blade
plane
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JP5308059A
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Michel Dufour
デュフール ミッシェル
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    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 平面のあらゆる方向に向いた加速に感応する
容量性センサーを提供することにある。 【構成】 容量性加速センサーは、支持体（１）及び可
動フィーダーに置かれた２つの電極（４及び５）で構成
され、可動フィーダーは、剛性フレーム（２）及びブレ
ード（６及び７）によって支持体に連結されている。ブ
レード網は、ブレードの平面の内側の加速が、加速の方
向に関係なく、上方電極（５）の均一な運動を生じさせ
るように選択されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、平面のあらゆる方向に
向いた加速に感応する容量性センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】容量性センサーはコンデンサーを構成す
る２つの電極を有し、一方の電極は固定支持体に置か
れ、他方の電極は可動フィーダーに置かれ、そして受け
た加速に従って変形させることができる構造物によって
支持体に接続される。この構造物はばね又は均等装置を
含む。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、平面
内の方向加速について満足な状態で使用しうる容量性加
速構造、即ち、平面内の加速方向にかかわらず一様な感
度を備え、少なくとも感度が加速方向に従って知られ、
加速の値を適当に計算することができるように、この方
向を指示する容量性加速構造は現在存在していない。本
発明の目的は、この欠点を解消することにあり、そして
フィーダーを、支持体と一体のフレームに、方向平面の
あらゆる方向に関して等しい剛さを有し、この平面に属
する延性ブレード系によって連結されている。その上、
これは、平面と垂直方向に寸法的に安定している。電極
は平面と垂直な軸線に関して同心であるのがよく、また
平らであるのがよい。円形の電極を設けてもよいし、或
いはもし単に加速ばかりでなく、その方向をも検出する
ことが望まれるならば、横長の電極（例えば、楕円形、
長方形、或いはロゼンジ形）を設け、電極の２つの垂直
な主軸によって４つの部分に分割してもよい。すべて上
述の特性上の特徴を備えたブレードは、しばしばフレー
ム及びフィーダーに斜めに連結され、或いは屈曲され
る。ブレードは等しいく、フィーダーの周りに等角度に
分配されるのがよい。
【０００４】
【実施例】今、添付図面を参照して本発明の幾つかの実
施例の例示的な説明をする。図１及び２は、固形支持体
１、支持体１にその下面を介して、或いはブロックとと
もに、電気メッキされた、これまた固形の長方形のフレ
ーム２、支持体１から任意の距離のところでフレーム２
によって取り囲まれたフィーダー３、支持体１に置かれ
た１つの下方電極４、フィーダー３の下に置かれた１つ
の上方電極５及び両端がフレーム２及びフィーダー３に
結合され、フィーダー３を懸架するようになった２つの
ブレード６及び７を示す。支持体１から任意の距離のと
ころでフレーム２によって取り囲まれたフィーダー３、
支持体１、電極４及び５及びブレード６及び７は主とし
て水平平面の内側で延びている。電極４及び５は電気接
続部（図示せず）によって計測装置に接続され、そして
電極は両方とも同じ直径の円形であって、センサーが遊
び位置にあるとき、互いに完全に対向しているが、加速
は、フィーダー３の慣性及びブレード６及び７の撓みに
より上方電極５を移動させ、容量の変化を測定すること
ができる。この容量は上方電極５の運動で決まるが、電
極４及び５の同心及び円形により、上方電極の方向で左
右されない。その上、フィーダー３及び電極４及び５で
構成された系は、水平平面内の加速が加速方向に関係な
く不変の運動を生じさせるものである。この特性上の特
徴は主として、ブレード６及び７の剛さ、形状及びそれ
ぞれの位置から生じる。ブレードは、本例では、ほぼ直
角に湾曲され、それぞれ比較的小さい量の傾きでフィー
ダー３に連結された枝部と、大きな傾きでフレームに連
結されたもう一つの枝部とが形成されているプレートで
あり、第１の枝部が電極４及び５の中心に関して殆ど半
径方向であるとき、他方の枝部は電極４及び５と同心の
円に対して接線である。ブレード６及び７は、図１と２
を比較することによって分かるように、加速を測定する
ことが望まれる水平方向では、無限と考えられる極端な
剛さを得ることが求められる垂直方向におけるよりも明
らかに大変薄い。
【０００５】ブレード６及び７はフィーダー３及びフレ
ーム２の対向面に連結され、かくして形成さたユニット
は僅かに非対象である。この分野の専門家は、装置のエ
レメントを形作るのに大きな自由度があるから、多数の
解決策を見いだすことができる。これは、解決策の全て
を含むことの問題ではない。単一の小さいウイングをも
った装置が恐らく存在するかもしれないが、発明者は、
後で分かるように、センサーの生産を著しく複雑にする
ことなく、多数のブレードがある場合に、剛さの均一性
の必要な性質は、大変容易に得られるから、数個のブレ
ードをもった装置に関心があるに過ぎない。図３は、三
角形のフィーダー１０を示し、３つの同様なブレード１
１がその破角に連結され、ブレードはまた六角形の内縁
１３を有するフレーム１２に連結されている。他のエレ
メントは第１の実施例のエレメントと同じである。得ら
れた構造物は、フィーダー１０、ブレード１１、及びフ
レーム１２の内縁１３に関して周期的であり、周期の角
度は１２０°である。ブレード１２の各々は３つの部
分、即ちフィーダー１０の破角における短い固形連結部
１４、連結部１４と直角の１つの薄い中間部分１５及び
中間部分１５に連結され、フレーム１２の内縁１３にあ
る第３の長くて薄い部分１６からなり、かくして第３の
部分は中間部分及びフレームの内縁と２つの鋭角をな
す。
【０００６】図４は、部分的にしか示されていない１つ
のフィーダー２１とフレーム２２との間のもう一つの形
態のブレード２０の詳細を示す。小さいウイング２０
は、フィーダー２１にほぼ直角に連結された短い固形の
連結部２３、及び１つの第３の部分２４とを有し、フレ
ーム２２に連結された第３の部分は鋭角をなす２つの枝
部２５、２６に分割され、枝部２５、２６は著しい全体
の剛さを有している。従って、変形の殆どは中間部分２
４を曲げることによって受ける。図５は第１実施例のも
のと同様なフィーダー３０及びフレーム３１を示す。こ
れらのエレメントは前の図のものと同様な屈曲したブレ
ードの２つの束３２、３３によって連結される。各束の
ブレードは互いに同様であり、或いは殆ど互いに同様で
あり、束３２又は３３の他のブレードの枝部と平行な枝
部で形成されている。図６は、装置をもっと敏感にさせ
るかめの興味ある可能性が、凹み４２と交互の突出部分
４１で形成されたフィーダー４０を使用することからな
ることを示す。前の実施例におけるように曲げられたブ
レード４３は、フィーダー４０に連結され、それぞれの
凹み４２の中へ延び、凹みの底に固着された一方の部分
４４からなる。ブレード４３の他方の部分４５はフレー
ム４６に斜めに連結される。かくして、より重いフィー
ダーが、短く、従って撓みの少ないブレード４３を使用
することが必要でなく、得られる。かくして、センサー
は、前のものよりももっと敏感である。ここで再び、４
つのブレード４３があり、フィーダー４０とフレーム４
６が正方形であるから、この構造は周期的、この例では
９０°であり。
【０００７】異なる実施例を図７に示す。この実施例
は、再び曲げられ、２つの等しくない枝部で形成された
４つのブレード５０を有し、各ブレードはフィーダー５
１の１つの側面の一端に連結され、フレーム５２の１つ
の側面の端に近接して連結されている。フィーダー５１
及びフレームは正方形である。延性及び弾性のユニット
はかぎ十字の形状を有し、その主な利点はブレード５０
の相当な撓みにある。この実施例において曲げたブレー
ドを使用する代わりに、破線で示すように、フレーム５
２及びフィーダー５１に同じ箇所で連結される直線のブ
レードを使用することがもっと有利である。図８は、電
極が平らでなく、他の形状をとることができ、例えば両
方とも凸面がある実施例を示す。下方電極６０及び上方
電極６１は、この例では、平らな支持体６３の球形キャ
ップ６２に及びフィーダー６４の球形キャップ底に置か
れる。フレーム６５及びブレード６６は前の実施例に対
応する。この実施例では、電極６０及び６１は同心のま
まであるとともに、同じ形状及び同じ直径のものであ
る。図９に１つの特別な形態の電極を示す。上方電極７
０は円形であるが、下方電極７１は、２つの直径方向か
つ垂直なカット７２、７３によって４つの等しい領域に
分割された円形クラウンである。４つの領域の各々は、
特別の電気接続部を有し、上方電極７０と下方電極７１
の各領域との間に得られる容量の組合せは、対向した領
域について得られた容量と隣の領域について得られた容
量とを比較することによって加速の方向を区別すること
を可能にする。この形態の１つの変形例は、例えば、最
優先の方向において大きな感度を得るように、円形クラ
ウンを楕円形クラウンで置き換えることによって４つの
電極を非対象にすることからなる。
【０００８】最後に、図１０及び１１はセンサーを生産
する段階を表す。一般的に言って、極端に小さい寸法形
状及び極端な精度を得るために、集積回路を生産する普
通の微小型電子技術が使われる。図１０Ａは、センサー
を形成するようになったブロック８０を表し、このブロ
ックは非導電性材料で作られている。イオンを注入する
ことによって溶解性材料のフイルム８１を一定深さのと
ころに作り、そのフイルムをブロック８０の側面までは
延長させないことが可能である（図１０Ｂ）。次いで、
フレーム８４及びブレード（図１０Ｃでは見えないが、
凹部８３の間にある）を形成するのに利用されるベース
材料の部分を残しながら、フィーダー８２を形成する中
央部分を分離するために、凹部８３においてフイルム８
１までエッチングを行う。この趣旨で、マスクが用いら
れる。次の段階を１０Ｄに示す。この段階は、フイルム
８１を溶かすことからなり、従ってフィーダー８２は今
や完全に自由になる。次いで、この段階は、フィーダー
８２及びブレードに１つの上方電極８６を、またフレー
ム８４によって取り囲まれ、かつフィーダー８２を取り
囲む氏自体８５の円形領域に１つの下方電極８７を形成
するように金属化によって導電性材料を置きさえすれば
足りる。事実、今まで上で説明したように、電極８６、
８７を互いに関して、或いは互いに対向して向けること
は本質的ではない。
【０００９】今、図１１を参照する。図１１Ａは、数段
階中にエッチングされたブロック９１を示す。エッチン
グの結果を図１１Ｂに示す。ブレード９３及びフィーダ
ー９４と同時にフレーム９２の１つの上部分が形成され
る。次いで、金属化が行われてフィーダー９４の下に上
方電極９５を置く（図１１Ｃ）。図１１Ｄに示すもう一
つのブロック９６の中央部をエッチングし、これにより
フレームのベース９７を浮き上がらせる（図１１Ｆ）。
図１１Ｆに示す金属化が凹部９８の中央部に下方電極９
９を形成したとき、最後の段階は、図１１Ｇのセンサー
を得るために、フレームの２つの部分を一緒に接着する
ことからなる。この実施例では、２つのブロック９１及
び９６は非導電体であった。しかし、ブロックの一方は
導体でもよく、この場合には、この導体の作用面の一部
分を非導電性材料で被覆する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の平面図を示す。
【図２】図１のＩーＩ線における断面を示す。
【図３】第２実施例の平面図を示す。
【図４】変形例を示す。
【図５】第３実施例の平面図を示す。
【図６】第４実施例の図を示す。
【図７】第５実施例の平面図を示す。
【図８】第６実施例の断面図を示す。
【図９】第７実施例の斜視図を示す。
【図１０】センサーを生産するための１つのサイクルの
段階を示す。
【図１１】センサーを生産するためのもう１つのサイク
ルの段階を示す。
【符号の説明】
１ 支持体 ２ フレーム ３ フィーダー ４ 電極 ５ 電極 ６ ブレード ７ ブレード １０ フィーダー １１ ブレード １２ フレーム ２０ ブレード ２１ フィーダー ２２ フレーム ３０ フィーダー ３１ フレーム ３２ ブレードの束 ３３ ブレードの束 ４０ フィーダー ４３ ブレード ５０ ブレード ５１ フィーダー ５２ フレーム ６０ 電極 ６１ 電極 ６３ 支持体 ６４ フィーダー ６５ フレーム ７０ 電極 ７１ 電極 ７２ カット ７３ カット

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コンデンサーを構成する２つの電極を有
    し、一方の電極が固定支持体に置かれ、他方の電極が可
    動フィーダーに置かれている、加速センサーにおいて、
    フィーダーは、平面のあらゆる方向に関して等しい剛さ
    をもち、平面と垂直方向に寸法的に安定した延性ブレー
    ド平面系によって、支持体と一体のフレームに連結され
    ていることを特徴とする加速センサー。
  2. 【請求項２】 電極は平面と垂直な軸線に沿って同心で
    ある、請求項１に記載の加速センサー。
  3. 【請求項３】 電極は平らである、請求項２に記載の加
    速センサー。
  4. 【請求項４】 電極は円形である、請求項３に記載の加
    速センサー。
  5. 【請求項５】 電極の１つは、円形クラウンであり、且
    つ２つの垂直なカットによって４つの部分に分割されて
    いる、請求項３に記載の加速センサー。
  6. 【請求項６】 電極の１つは、横長であり、且つ２つの
    垂直な主カット軸によって４つの部分に分割されてい
    る、請求項３に記載の加速センサー。
  7. 【請求項７】 ブレードはフレーム及びフィーダーに斜
    めに連結されている、請求項１に記載の加速センサー。
  8. 【請求項８】 ブレードは曲げられている、請求項１に
    記載の加速センサー。
  9. 【請求項９】 ブレードは等しく、且つ等角度に分配さ
    れている、請求項１に記載の加速センサー。
  10. 【請求項１０】 ブレードは束に群をなし、束のブレー
    ドは互いに平行である、請求項１に記載の加速センサ
    ー。
  11. 【請求項１１】 ブレードは枝分かれしている、請求項
    １に記載の加速センサー。
  12. 【請求項１２】 フィーダーはブレード間に開口する部
    分を有する、請求項１に記載の加速センサー。
JP5308059A 1992-12-08 1993-12-08 平面のあらゆる方向に向いた加速に感応する容量性センサー Pending JPH06213923A (ja)

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FR9214758 1992-12-08

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Publication Number Publication Date
JPH06213923A true JPH06213923A (ja) 1994-08-05

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