JPH0652191B2 - 加速度センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車等に使用する加速度センサに関する。

従来の技術 従来、この種の加速度センサは、表裏面に銀電極が焼き
付けられたディスク状の圧電セラミック１と、この圧電
セラミック１の裏面に張り合わされた金属振動板２を有
する振動子により構成され、この振動子は、第２図(a)
に示すように金属振動板２の端部が固定されたり、ま
た、第２図(b)に示すように金属振動板２の中央が固定
されて用いられる。

上記構成において、振動子が固定されている部分に加速
度が発生すると、加速度に応じた撓み、すなわち変位が
圧電セラミック１と金属振動板２により構成される振動
子に生じ、圧電セラミック１の両電極間に電荷が発生す
る。

したがって、圧電セラミック１の表面の電極と金属振動
板２（又は金属振動板２が固定されている導電部）の間
に発生した電荷量の変化をインピーダンス変換し、増
幅、ろ波することにより、加速度に応じた電圧を得るこ
とができる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の加速度センサでは、加速度の
みを検出するように構成されているために、正常に動作
しているか否かをチェックすることができないという問
題点がある。

特に、自動車等に搭載された場合、高い信頼性が要求さ
れ、正常に動作しているか否かを常にチェックすること
が要求されている。

本発明は上記問題点に鑑み、正常に動作しているか否か
を自己チェックすることができる加速度センサを提供す
ることが目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、圧電セラミッ
クに複数の電極を分割して形成し、分割された電極をそ
れぞれ加速度検出用と発振器のアクチュエータとして用
いるようにしたものである。

作 用 本発明は上記構成により、検出した加速度と発振器の発
信周波数を比較することにより、正常に動作しているか
否かを自己チェックすることができる。

実施例 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。第１
図(a)は、本発明に係る加速度センサの一実施例を示す
概略構成図、第１図(b)は、第１図(a)の加速度センサの
要部側面図である。

第１図(a)(b)において、１０は、ディスク状の圧電セラ
ミックであり、圧電セラミック１０の表面には、扇形に
４分割された銀電極１１a、１１b、１１c、１１dが形成
されている。

この銀電極１１a〜１１dは、お互いに直交した線のマス
クを用いて銀を焼き付けることにより形成することがで
きる。

１２は、圧電セラミック１０の裏面に張り合わされた金
属振動板であり、圧電セラミック１０とこの金属振動板
１２により加速度センサの振動子を構成する。

この振動子は、金属振動板１２の裏面中央が固定され、
また、圧電セラミック１０の相対向する銀電極１１ａ、
１１ｃの中央近傍が、銀電極１１ａ、１１ｃ間の変位を
インピーダンス変換する変換器１３に接続され、変換器
１３は、銀電極１１ａ、１１ｃ間の変位により加速度に
応じた電圧として出力する増幅器／ろ波器１４に接続さ
れている。

また、圧電セラミック１０の他の相対向する銀電極１１
ｂ、１１ｄの中心近傍は、発振器１５（圧電ブザー）に
接続されている。

尚、金属振動板１２の中央を固定する代わりに、第２図
(a)に示すように金属振動板２の端部を固定するように
してもよく、この場合には、銀電極１１ａ、１１ｂ、１
１ｃ、１１ｄの外周部をインピーダンス変換器１３、発
振器１５に接続することが望ましい。

次に、上記構成に係る実施例の動作を説明する。

第１図(a)(b)において、振動子が固定されている部分に
加速度が発生すると、圧電セラミック１０と金属振動板
１２により構成される振動子に加速度を応じた撓み、す
なわち変位が生じ、圧電セラミック１０の銀電極１１
ａ、１１ｃ間及び１１ｂ、１１ｄ間に電荷が発生する。

圧電セラミック１０の銀電極１１ａ、１１ｃ間に発生し
た電荷量の変化は、インピーダンス変換器１３、増幅器
／ろ波器１４により加速度に応じた電圧として得られ
る。

また、銀電極１１ｂ、１１ｄ間の変位は、加速度に応じ
た周波数の電流として発振器１５に印加され、発振器１
５は加速度に応じた周波数で励起し、したがって、銀電
極１１ｂ、１１ｄ間の圧電セラミック１０は、発振器
（圧電ブザー）１５のアクチュエータとして動作する。

上記実施例によれば、増幅器／ろ波器１４が出力する電
圧と発振器１５の発信周波数とを比較することによりこ
の加速度センサが正常に動作しているか否かを自己チェ
ックすることができる。

また、上記実施例では、ディスク状の圧電セラミック１
０上に４分割して銀電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１
ｄを形成するために、電極形成用のマスクを４分割する
だけで形成することができ、また、電極形成後の加工も
不用であるので製造が容易である。

更に、扇形の銀電極１１ａ、１１ｃの中心部間、及び１
１ｂ、１１ｄの中心部間を検出するために、中央部が固
定された振動子の場合、撓みが最も多く発生するディス
ク状の圧電セラミック１０の中央部を検出することがで
き、電気機械結合係数を大きく設定することができるた
めに、加速度センサ、発振器１５のアクチュエータとし
ての感度が良いという効果がある。

また、相対向する銀電極１１ａ、１１ｃ間、１１ｂ、１
１ｄ間を接続するために、断線などがなく信頼性が良好
であり、また、ディスク状の振動子全般の振動を検出す
ることができ、発振器１５のアクチュエータとして感度
が良いという効果がある。

発明の効果 以上説明したように、本発明は、圧電セラミックに複数
の電極を分割して形成し、分割された電極をそれぞれ加
速度検出用と発振器のアクチュエータとして用いるよう
にしたので、検出した加速度と発振器の発振周波数を比
較することにより、正常に動作しているか否かを自己チ
ェックすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図(ａ)は、本発明に係る加速度センサの一実施例を
示す概略構成図、第１図(ｂ)は、第１図(ａ)の加速度セ
ンサの要部側面図、第２図(ａ)(ｂ)はそれぞれ、従来例
の加速度センサを示す概略構成図である。 １０……圧電セラミック、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１
１ｄ……銀電極、１２……金属振動板、１３……インピ
ーダンス変換器、１４……増幅器／ろ波器、１５……発
振器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電セラミックに複数の電極を分割して形
   成し、分割された電極をそれぞれ加速度検出用と発振器
   のアクチュエータとして用いることを特徴とする加速度
   センサ。
2. 【請求項２】前記電極は、ディスク状の圧電セラミック
   の面の一方に扇形に形成され、この面において相対向す
   る電極を加速度検出用として用い、他の相対向する電極
   を発振器のアクチュエータとして用いることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の加速度センサ。
3. 【請求項３】前記圧電セラミックはその中央が固定さ
   れ、圧電セラミックの中央部に形成された電極の部分か
   ら圧電セラミックの変位を検出することにより、それぞ
   れ加速度検出用と発振器のアクチュエータとして用いる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の加速度センサ。
4. 【請求項４】前記電極は４分割されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載
   の加速度センサ。