JPH08201419A - 加速度センサの取付構造 - Google Patents
加速度センサの取付構造Info
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- JPH08201419A JPH08201419A JP7008393A JP839395A JPH08201419A JP H08201419 A JPH08201419 A JP H08201419A JP 7008393 A JP7008393 A JP 7008393A JP 839395 A JP839395 A JP 839395A JP H08201419 A JPH08201419 A JP H08201419A
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims abstract description 100
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 47
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 19
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 13
- 238000005476 soldering Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 極力少ない個数でありながらも広い範囲にわ
たって加速度を検出することができ、しかも、直交座標
軸いずれの方向に沿って作用する加速度に対しても略等
しい検出感度を有する加速度センサの取付構造を提供す
る。 【構成】 本発明に係る加速度センサの取付構造は、セ
ンサ取付面３がｘｙ平面となるように直交座標軸ｘ，
ｙ，ｚを設定したうえでセンサ取付面３上におけるｘ
軸，ｙ軸の各々と一致する方向に沿って取り付けられた
２個の加速度センサＡ，Ｂを備えており、加速度センサ
Ａ，Ｂの一方に組み込まれた加速度検出素子１の最大感
度方向Ｐがｙ軸からｚ軸に向かって４０ないし５０度傾
いた方向とされ、かつ、加速度センサＡ，Ｂの他方に組
み込まれた加速度検出素子１の最大感度方向Ｐがｘ軸か
らｚ軸に向かって４０ないし５０度傾いた方向とされて
いることを特徴とする。
たって加速度を検出することができ、しかも、直交座標
軸いずれの方向に沿って作用する加速度に対しても略等
しい検出感度を有する加速度センサの取付構造を提供す
る。 【構成】 本発明に係る加速度センサの取付構造は、セ
ンサ取付面３がｘｙ平面となるように直交座標軸ｘ，
ｙ，ｚを設定したうえでセンサ取付面３上におけるｘ
軸，ｙ軸の各々と一致する方向に沿って取り付けられた
２個の加速度センサＡ，Ｂを備えており、加速度センサ
Ａ，Ｂの一方に組み込まれた加速度検出素子１の最大感
度方向Ｐがｙ軸からｚ軸に向かって４０ないし５０度傾
いた方向とされ、かつ、加速度センサＡ，Ｂの他方に組
み込まれた加速度検出素子１の最大感度方向Ｐがｘ軸か
らｚ軸に向かって４０ないし５０度傾いた方向とされて
いることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、衝撃検出用として使用
される加速度センサの取付構造に関する。
される加速度センサの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】加速度センサのうちには両端固定型のバ
イモルフ素子を加速度検出素子として構成されたものが
あり、図４で簡略化して示すように、この加速度センサ
は、バイモルフ素子１と、これを位置決めして収納する
絶縁ケース２とを具備したうえで配線基板などのセンサ
取付面３上に取り付けて固定されるようになっている。
イモルフ素子を加速度検出素子として構成されたものが
あり、図４で簡略化して示すように、この加速度センサ
は、バイモルフ素子１と、これを位置決めして収納する
絶縁ケース２とを具備したうえで配線基板などのセンサ
取付面３上に取り付けて固定されるようになっている。
【０００３】そして、ここでのバイモルフ素子１は、矩
形平板形状とされたうえで表裏面上に信号電極４及び中
間電極５のそれぞれが形成された２枚の圧電性セラミッ
クス板６を重ね合わせて一体化したものであり、中間電
極５を介して対面接合された圧電性セラミックス板６の
各々は、自らの厚み方向に沿いつつ他方側の圧電性セラ
ミックス板６におけるのとは逆向きに分極処理されてい
る。なお、図中の破線矢印は、これらの分極方向を示し
ている。また、この際における信号電極４のそれぞれ
は、圧電性セラミックス板６各々の長手方向に沿って形
成されたうえで互いに異なる一端部まで引き出されてい
る。
形平板形状とされたうえで表裏面上に信号電極４及び中
間電極５のそれぞれが形成された２枚の圧電性セラミッ
クス板６を重ね合わせて一体化したものであり、中間電
極５を介して対面接合された圧電性セラミックス板６の
各々は、自らの厚み方向に沿いつつ他方側の圧電性セラ
ミックス板６におけるのとは逆向きに分極処理されてい
る。なお、図中の破線矢印は、これらの分極方向を示し
ている。また、この際における信号電極４のそれぞれ
は、圧電性セラミックス板６各々の長手方向に沿って形
成されたうえで互いに異なる一端部まで引き出されてい
る。
【０００４】一方、絶縁ケース２は、バイモルフ素子１
の長手方向に沿う両端部のみを厚み方向に沿って挟持す
る平面視「コ」字形状とされた一対の挟持枠７と、バイ
モルフ素子１及びこれを挟んで対向配置された挟持枠７
によって形成された開放面を閉塞する一対のケース蓋８
とから構成されている。そして、この絶縁ケース２内に
収納されたバイモルフ素子１の信号電極４それぞれは、
絶縁ケース２の互いに異なる外端面ごとに形成された外
部電極（図示していない）と接続されている。
の長手方向に沿う両端部のみを厚み方向に沿って挟持す
る平面視「コ」字形状とされた一対の挟持枠７と、バイ
モルフ素子１及びこれを挟んで対向配置された挟持枠７
によって形成された開放面を閉塞する一対のケース蓋８
とから構成されている。そして、この絶縁ケース２内に
収納されたバイモルフ素子１の信号電極４それぞれは、
絶縁ケース２の互いに異なる外端面ごとに形成された外
部電極（図示していない）と接続されている。
【０００５】さらにまた、この加速度センサは絶縁ケー
ス２を構成する挟持枠７もしくはケース蓋８いずれかの
外表面がセンサ取付面３上に位置決め固定されることに
よって取り付けられており、バイモルフ素子１の信号電
極４それぞれは絶縁ケース２に形成された外部電極を通
じたうえでセンサ取付面３上の配線パターン（図示して
いない）と接続されている。そして、これらの配線パタ
ーンは信号処理回路（図示していない）に対して接続さ
れており、信号処理回路においては加速度センサから出
力された電気信号を処理して衝撃に伴う加速度を検出す
ることが行われるようになっている。
ス２を構成する挟持枠７もしくはケース蓋８いずれかの
外表面がセンサ取付面３上に位置決め固定されることに
よって取り付けられており、バイモルフ素子１の信号電
極４それぞれは絶縁ケース２に形成された外部電極を通
じたうえでセンサ取付面３上の配線パターン（図示して
いない）と接続されている。そして、これらの配線パタ
ーンは信号処理回路（図示していない）に対して接続さ
れており、信号処理回路においては加速度センサから出
力された電気信号を処理して衝撃に伴う加速度を検出す
ることが行われるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、加速度検出
素子としてのバイモルフ素子１は、圧電性セラミックス
板６の表面に対する法線方向、すなわち、その厚み方向
に沿った向きの加速度が作用した際に最大の電気信号を
出力し、また、１８０度逆向きの加速度が作用した際に
も正負が逆で絶対値の等しい最大の電気信号を出力する
ものであり、これら加速度の作用する向きが最大感度の
生じる方向、つまり加速度センサの主軸といわれる最大
感度方向Ｐとなったものである。そして、圧電性セラミ
ックス板６表面の接線方向に沿った向きの加速度が作用
した際には電気信号を出力せず、つまり検出感度が零と
なる一方、法線方向及び接線方向間におけるいずれかの
向きに沿った加速度が作用した際には最大感度方向Ｐと
加速度の作用方向とがなす角度θに対応した大きさの検
出感度、つまり最大感度Ｓ×cosθ倍の検出感度を生じ
るものでもある。
素子としてのバイモルフ素子１は、圧電性セラミックス
板６の表面に対する法線方向、すなわち、その厚み方向
に沿った向きの加速度が作用した際に最大の電気信号を
出力し、また、１８０度逆向きの加速度が作用した際に
も正負が逆で絶対値の等しい最大の電気信号を出力する
ものであり、これら加速度の作用する向きが最大感度の
生じる方向、つまり加速度センサの主軸といわれる最大
感度方向Ｐとなったものである。そして、圧電性セラミ
ックス板６表面の接線方向に沿った向きの加速度が作用
した際には電気信号を出力せず、つまり検出感度が零と
なる一方、法線方向及び接線方向間におけるいずれかの
向きに沿った加速度が作用した際には最大感度方向Ｐと
加速度の作用方向とがなす角度θに対応した大きさの検
出感度、つまり最大感度Ｓ×cosθ倍の検出感度を生じ
るものでもある。
【０００７】そこで、前記従来構成の加速度センサをセ
ンサ取付面３上に取り付けた場合、バイモルフ素子１の
有する最大感度方向Ｐはセンサ取付面３に対して平行も
しくは垂直となる。すなわち、図４で示したように、セ
ンサ取付面３上に直交二次元の座標軸（平面座標軸）
ｘ，ｙを設定し、このセンサ取付面３をｘｙ平面とする
直交三次元の座標軸（空間座標軸）ｘ，ｙ，ｚを設定し
たうえ、バイモルフ素子１が組み込まれた絶縁ケース２
のケース蓋８をセンサ取付面３上に取り付けた際におい
て、縦向きとなったバイモルフ素子１の最大感度方向Ｐ
がセンサ取付面３上のｙ軸と一致している場合には、ｘ
軸及びｚ軸に沿った向きの加速度、つまりｘｚ平面内に
おけるいずれの方向に沿って作用する加速度をも検出で
きないことになってしまう。
ンサ取付面３上に取り付けた場合、バイモルフ素子１の
有する最大感度方向Ｐはセンサ取付面３に対して平行も
しくは垂直となる。すなわち、図４で示したように、セ
ンサ取付面３上に直交二次元の座標軸（平面座標軸）
ｘ，ｙを設定し、このセンサ取付面３をｘｙ平面とする
直交三次元の座標軸（空間座標軸）ｘ，ｙ，ｚを設定し
たうえ、バイモルフ素子１が組み込まれた絶縁ケース２
のケース蓋８をセンサ取付面３上に取り付けた際におい
て、縦向きとなったバイモルフ素子１の最大感度方向Ｐ
がセンサ取付面３上のｙ軸と一致している場合には、ｘ
軸及びｚ軸に沿った向きの加速度、つまりｘｚ平面内に
おけるいずれの方向に沿って作用する加速度をも検出で
きないことになってしまう。
【０００８】また、図示省略しているが、直交座標軸
ｘ，ｙが設定されたセンサ取付面３上に絶縁ケース２の
挟持枠７を取り付けてバイモルフ素子１の最大感度方向
Ｐをセンサ取付面３と垂直なｚ軸に対して一致させた場
合には、ｘ軸及びｙ軸によって構成されるｘｙ平面内に
おけるいずれの方向に沿う加速度をも検出することが不
可能となる。したがって、互いに直交する座標軸ｘ，
ｙ，ｚそれぞれの方向に沿って作用するであろう加速度
の全てを検出しようとする際には、ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸の
各々と最大感度方向Ｐが一致した３個の加速度センサを
センサ取付面３上に取り付けておかねばならず、加速度
センサの個数及び設置スペースが多くなってコスト高を
招くことになるばかりか、３個もの加速度センサから出
力された電気信号の処理を行う信号処理回路の複雑化を
招いてしまうという不都合が生じる。
ｘ，ｙが設定されたセンサ取付面３上に絶縁ケース２の
挟持枠７を取り付けてバイモルフ素子１の最大感度方向
Ｐをセンサ取付面３と垂直なｚ軸に対して一致させた場
合には、ｘ軸及びｙ軸によって構成されるｘｙ平面内に
おけるいずれの方向に沿う加速度をも検出することが不
可能となる。したがって、互いに直交する座標軸ｘ，
ｙ，ｚそれぞれの方向に沿って作用するであろう加速度
の全てを検出しようとする際には、ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸の
各々と最大感度方向Ｐが一致した３個の加速度センサを
センサ取付面３上に取り付けておかねばならず、加速度
センサの個数及び設置スペースが多くなってコスト高を
招くことになるばかりか、３個もの加速度センサから出
力された電気信号の処理を行う信号処理回路の複雑化を
招いてしまうという不都合が生じる。
【０００９】ところで、このような不都合を避けるべ
く、バイモルフ素子の最大感度方向を予めセンサ取付面
から上向きに傾けておくことによって直交座標軸ｘ，
ｙ，ｚの３つの方向に沿って作用する加速度を検出し得
る構成とされた加速度センサが提案されている。すなわ
ち、この種の加速度センサとしては、図示していない
が、特開平５−１３３９７４号で開示されたものがあ
り、これには、矩形平板状を有する加速度検出素子の最
大感度方向をセンサ取付面と４５度（°）となる向きに
傾けたうえ、この加速度検出素子の稜線をさらにセンサ
取付基板の稜線と４５°となる向きに傾けて設置するこ
とを特徴とした加速度センサが示されている。そして、
このような構成とされた加速度センサを採用した際に
は、確かに単一個でもってｘ軸，ｙ軸，ｚ軸（本発明に
係る図２で示すのと合致する３つの方向：以下、同じ）
それぞれの方向に沿って作用する加速度を検出し得るこ
とになる。
く、バイモルフ素子の最大感度方向を予めセンサ取付面
から上向きに傾けておくことによって直交座標軸ｘ，
ｙ，ｚの３つの方向に沿って作用する加速度を検出し得
る構成とされた加速度センサが提案されている。すなわ
ち、この種の加速度センサとしては、図示していない
が、特開平５−１３３９７４号で開示されたものがあ
り、これには、矩形平板状を有する加速度検出素子の最
大感度方向をセンサ取付面と４５度（°）となる向きに
傾けたうえ、この加速度検出素子の稜線をさらにセンサ
取付基板の稜線と４５°となる向きに傾けて設置するこ
とを特徴とした加速度センサが示されている。そして、
このような構成とされた加速度センサを採用した際に
は、確かに単一個でもってｘ軸，ｙ軸，ｚ軸（本発明に
係る図２で示すのと合致する３つの方向：以下、同じ）
それぞれの方向に沿って作用する加速度を検出し得るこ
とになる。
【００１０】しかしながら、３つの直交座標軸ｘ，ｙ，
ｚに沿って作用する加速度を検出し得るからといって全
ての方向の加速度を検出できることにはならず、その最
大感度方向に対して垂直となる平面内に作用する加速度
を検出することは不可能となってしまう。さらにまた、
上記構成を採用した場合における最大感度方向がｚ軸と
４５°をなしていることは当然であるが、この場合にお
けるｘ軸及びｙ軸の各々と最大感度方向とは実質的に６
０°をなしていることになり、やはりｘ軸，ｙ軸，ｚ軸
の方向における検出感度が略等しくなることにはならな
い。
ｚに沿って作用する加速度を検出し得るからといって全
ての方向の加速度を検出できることにはならず、その最
大感度方向に対して垂直となる平面内に作用する加速度
を検出することは不可能となってしまう。さらにまた、
上記構成を採用した場合における最大感度方向がｚ軸と
４５°をなしていることは当然であるが、この場合にお
けるｘ軸及びｙ軸の各々と最大感度方向とは実質的に６
０°をなしていることになり、やはりｘ軸，ｙ軸，ｚ軸
の方向における検出感度が略等しくなることにはならな
い。
【００１１】本発明は、これらの不都合に鑑みて創案さ
れたものであって、極力少ない個数でありながらも広い
範囲にわたる加速度の検出が可能で、しかも、直交座標
軸いずれの方向に沿って作用する加速度に対しても略等
しい検出感度を有する加速度センサの取付構造を提供し
ようとするものである。
れたものであって、極力少ない個数でありながらも広い
範囲にわたる加速度の検出が可能で、しかも、直交座標
軸いずれの方向に沿って作用する加速度に対しても略等
しい検出感度を有する加速度センサの取付構造を提供し
ようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る加速度セン
サの取付構造は、このような目的を達成するために、セ
ンサ取付面がｘｙ平面となるように直交座標軸（ｘ，
ｙ，ｚ）を設定したうえでセンサ取付面上におけるｘ
軸，ｙ軸の各々と一致する方向に沿って取り付けられた
２個の加速度センサを備えており、加速度センサの一方
に組み込まれた加速度検出素子の最大感度方向がｙ軸か
らｚ軸に向かって４０ないし５０度傾いた方向とされ、
かつ、加速度センサの他方に組み込まれた加速度検出素
子の最大感度方向がｘ軸からｚ軸に向かって４０ないし
５０度傾いた方向とされていることを特徴とする。ま
た、この際における加速度検出素子は、圧電性セラミッ
クスを用いて作製された両端固定型のバイモルフ素子で
ある。
サの取付構造は、このような目的を達成するために、セ
ンサ取付面がｘｙ平面となるように直交座標軸（ｘ，
ｙ，ｚ）を設定したうえでセンサ取付面上におけるｘ
軸，ｙ軸の各々と一致する方向に沿って取り付けられた
２個の加速度センサを備えており、加速度センサの一方
に組み込まれた加速度検出素子の最大感度方向がｙ軸か
らｚ軸に向かって４０ないし５０度傾いた方向とされ、
かつ、加速度センサの他方に組み込まれた加速度検出素
子の最大感度方向がｘ軸からｚ軸に向かって４０ないし
５０度傾いた方向とされていることを特徴とする。ま
た、この際における加速度検出素子は、圧電性セラミッ
クスを用いて作製された両端固定型のバイモルフ素子で
ある。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１４】図１は本実施例に係る加速度センサそのも
のの構成を示す一部破断斜視図、図２は加速度センサの
取付構造を簡略化して示す説明図であり、図３は本実施
例の取付構造を採用した際の動作を示す機能ブロック図
である。なお、加速度センサそのものの構成は従来例と
基本的に異ならないので、図１及び図２において図４と
同一になる部品、部分には同一符号を付し、ここでの詳
しい説明は省略する。
のの構成を示す一部破断斜視図、図２は加速度センサの
取付構造を簡略化して示す説明図であり、図３は本実施
例の取付構造を採用した際の動作を示す機能ブロック図
である。なお、加速度センサそのものの構成は従来例と
基本的に異ならないので、図１及び図２において図４と
同一になる部品、部分には同一符号を付し、ここでの詳
しい説明は省略する。
【００１５】本実施例に係る加速度センサＡ，Ｂのそれ
ぞれは、図１で示すように、加速度検出素子として機能
する両端固定型のバイモルフ素子１と、これを収納する
絶縁ケース２とを具備して構成されたものであり、これ
らの加速度センサＡ，Ｂは配線基板などのようなセンサ
取付面３上に取り付けられることになっている。そし
て、この際におけるバイモルフ素子１は最大感度方向Ｐ
がセンサ取付面３に対して傾いた状態とされたうえで絶
縁ケース２内に位置決め収納されており、その最大感度
方向Ｐはセンサ取付面３からの傾斜角度θが４０°以上
で５０°以下、例えば、４５°となる上向きに設定され
ている。
ぞれは、図１で示すように、加速度検出素子として機能
する両端固定型のバイモルフ素子１と、これを収納する
絶縁ケース２とを具備して構成されたものであり、これ
らの加速度センサＡ，Ｂは配線基板などのようなセンサ
取付面３上に取り付けられることになっている。そし
て、この際におけるバイモルフ素子１は最大感度方向Ｐ
がセンサ取付面３に対して傾いた状態とされたうえで絶
縁ケース２内に位置決め収納されており、その最大感度
方向Ｐはセンサ取付面３からの傾斜角度θが４０°以上
で５０°以下、例えば、４５°となる上向きに設定され
ている。
【００１６】すなわち、ここでのバイモルフ素子１は、
共に矩形平板形状とされて表裏面上に信号電極４及び中
間電極５がそれぞれ形成された一対の圧電セラミック板
６を対面接合したうえ、これを傾斜角度θに見合う４５
°でもって切り落としたものとなっている。なお、中間
電極５を介して接合された圧電セラミック板６の各々が
自らの厚み方向に沿いつつ他方側とは逆向きに分極処理
されており、また、信号電極４のそれぞれが各圧電セラ
ミック板６の長手方向に沿って互いに異なる一端部にま
で引き出されていることは従来例と同じである。また、
この際における絶縁ケース２は従来例同様の挟持枠７及
びケース蓋８を用いて構成されたものであり、バイモル
フ素子１の信号電極４それぞれは絶縁ケース２の互いに
異なる外端面ごとに形成された外部電極（図示していな
い）と接続されている。
共に矩形平板形状とされて表裏面上に信号電極４及び中
間電極５がそれぞれ形成された一対の圧電セラミック板
６を対面接合したうえ、これを傾斜角度θに見合う４５
°でもって切り落としたものとなっている。なお、中間
電極５を介して接合された圧電セラミック板６の各々が
自らの厚み方向に沿いつつ他方側とは逆向きに分極処理
されており、また、信号電極４のそれぞれが各圧電セラ
ミック板６の長手方向に沿って互いに異なる一端部にま
で引き出されていることは従来例と同じである。また、
この際における絶縁ケース２は従来例同様の挟持枠７及
びケース蓋８を用いて構成されたものであり、バイモル
フ素子１の信号電極４それぞれは絶縁ケース２の互いに
異なる外端面ごとに形成された外部電極（図示していな
い）と接続されている。
【００１７】一方、本実施例に係る加速度センサの取付
構造は、図２で示しているように、同一のセンサ取付面
３上における直交座標軸ｘ，ｙの各々と一致する方向に
沿って取り付けられた２個の加速度センサＡ，Ｂを備え
たものとなっている。そして、この際、図３で示してい
るように、加速度センサＡ，Ｂの各々から出力された電
気信号ＶA，ＶBのコンパレータ処理を実行する第１及び
第２のコンパレータ回路１０，１１と、これらコンパレ
ータ回路１０，１１の各々から出力されたコンパレータ
信号ＶS1，ＶS2のＯＲ論理処理を行う論理回路１２とを
具備しており、コンパレータ回路１０，１１及び論理回
路１２のそれぞれは信号処理回路（図示していない）内
に組み込まれている。
構造は、図２で示しているように、同一のセンサ取付面
３上における直交座標軸ｘ，ｙの各々と一致する方向に
沿って取り付けられた２個の加速度センサＡ，Ｂを備え
たものとなっている。そして、この際、図３で示してい
るように、加速度センサＡ，Ｂの各々から出力された電
気信号ＶA，ＶBのコンパレータ処理を実行する第１及び
第２のコンパレータ回路１０，１１と、これらコンパレ
ータ回路１０，１１の各々から出力されたコンパレータ
信号ＶS1，ＶS2のＯＲ論理処理を行う論理回路１２とを
具備しており、コンパレータ回路１０，１１及び論理回
路１２のそれぞれは信号処理回路（図示していない）内
に組み込まれている。
【００１８】また、ここでの加速度センサＡ，Ｂそれぞ
れは、絶縁ケース２を構成しているケース蓋８の外表面
が位置決め固定されることによってセンサ取付面３上に
取り付けられたものであり、バイモルフ素子１の信号電
極４それぞれは絶縁ケース２に形成された外部電極（図
示していない）を通じたうえでセンサ取付面３上に形成
された配線パターン（図示していない）の各々と半田付
けなどによって接続されている。すなわち、この際にお
ける加速度センサＡに組み込まれたバイモルフ素子１の
最大感度方向Ｐはｙ軸からｚ軸に向かって４５°傾いた
上向きとなっており、加速度センサＢにおけるバイモル
フ素子１の最大感度方向Ｐはｘ軸からｚ軸に向かって４
５°傾いた上向きとなっているのである。
れは、絶縁ケース２を構成しているケース蓋８の外表面
が位置決め固定されることによってセンサ取付面３上に
取り付けられたものであり、バイモルフ素子１の信号電
極４それぞれは絶縁ケース２に形成された外部電極（図
示していない）を通じたうえでセンサ取付面３上に形成
された配線パターン（図示していない）の各々と半田付
けなどによって接続されている。すなわち、この際にお
ける加速度センサＡに組み込まれたバイモルフ素子１の
最大感度方向Ｐはｙ軸からｚ軸に向かって４５°傾いた
上向きとなっており、加速度センサＢにおけるバイモル
フ素子１の最大感度方向Ｐはｘ軸からｚ軸に向かって４
５°傾いた上向きとなっているのである。
【００１９】つぎに、図２及び図３に基づき、本実施例
に係る加速度センサＡ，Ｂの動作を説明する。なお、以
下の説明においては、加速度センサＡ，Ｂの有する最大
感度がＳ（ｍＶ／Ｇ：Ｇは重力加速度）であるものと
し、また、ある一定の強さ以上の衝撃が加わったことを
検知するためのしきい値をＳ1，Ｓ2としている。
に係る加速度センサＡ，Ｂの動作を説明する。なお、以
下の説明においては、加速度センサＡ，Ｂの有する最大
感度がＳ（ｍＶ／Ｇ：Ｇは重力加速度）であるものと
し、また、ある一定の強さ以上の衝撃が加わったことを
検知するためのしきい値をＳ1，Ｓ2としている。
【００２０】まず、図２で示した位置関係に従って配置
された２個の加速度センサＡ，Ｂからなる取付構造に対
し、直交座標軸ｘの正方向から１Ｇの加速度が作用した
場合を考えると、ｙ軸と一致する方向に沿って配置され
た加速度センサＡの検出感度は零となる一方、ｘ軸と一
致する方向に沿って配置された加速度センサＢの検出感
度は最大感度Ｓのcos４５°倍として表される。そこ
で、この場合における加速度センサＡから出力される電
気信号ＶAは０（ｍＶ）、また、加速度センサＢから出
力される電気信号ＶBはＳ×cos４５°×１（ｍＶ）とな
り、電気信号ＶBのみが入力する第２のコンパレータ回
路１１においては予め設定されたＳ2をしきい値とした
うえでのコンパレータ処理、すなわち、ＶB＞Ｓ2ならば
コンパレータ信号ＶS2＝１、また、ＶB≦Ｓ2ならばコン
パレータ信号ＶS2＝０とする処理が実行されることにな
り、この第２のコンパレータ回路１１から論理回路１２
に対してはコンパレータ信号ＶS2が出力される。
された２個の加速度センサＡ，Ｂからなる取付構造に対
し、直交座標軸ｘの正方向から１Ｇの加速度が作用した
場合を考えると、ｙ軸と一致する方向に沿って配置され
た加速度センサＡの検出感度は零となる一方、ｘ軸と一
致する方向に沿って配置された加速度センサＢの検出感
度は最大感度Ｓのcos４５°倍として表される。そこ
で、この場合における加速度センサＡから出力される電
気信号ＶAは０（ｍＶ）、また、加速度センサＢから出
力される電気信号ＶBはＳ×cos４５°×１（ｍＶ）とな
り、電気信号ＶBのみが入力する第２のコンパレータ回
路１１においては予め設定されたＳ2をしきい値とした
うえでのコンパレータ処理、すなわち、ＶB＞Ｓ2ならば
コンパレータ信号ＶS2＝１、また、ＶB≦Ｓ2ならばコン
パレータ信号ＶS2＝０とする処理が実行されることにな
り、この第２のコンパレータ回路１１から論理回路１２
に対してはコンパレータ信号ＶS2が出力される。
【００２１】また、直交座標軸ｙの正方向から１Ｇの加
速度が作用した場合には、ｙ軸と一致する方向に沿って
配置された加速度センサＡの検出感度が最大感度Ｓのco
s４５°倍として表されることになる一方、ｘ軸と一致
する方向に沿って配置された加速度センサＢの検出感度
は零となる。従って、この場合における加速度センサＡ
から出力される電気信号ＶAはＳ×cos４５°×１（ｍ
Ｖ）として表される一方、加速度センサＢから出力され
る電気信号ＶBは０（ｍＶ）となる。その結果、加速度
センサＡからの電気信号ＶAのみが入力する第１のコン
パレータ回路１０においては予め設定されたＳ1をしき
い値としたうえでのコンパレータ処理、すなわち、ＶA
＞Ｓ1ならばコンパレータ信号ＶS1＝１、また、ＶA≦Ｓ
1ならばコンパレータ信号ＶS1＝０とする処理が行われ
た後、第１のコンパレータ回路１０から論理回路１２に
対してはコンパレータ信号ＶS1が出力される。
速度が作用した場合には、ｙ軸と一致する方向に沿って
配置された加速度センサＡの検出感度が最大感度Ｓのco
s４５°倍として表されることになる一方、ｘ軸と一致
する方向に沿って配置された加速度センサＢの検出感度
は零となる。従って、この場合における加速度センサＡ
から出力される電気信号ＶAはＳ×cos４５°×１（ｍ
Ｖ）として表される一方、加速度センサＢから出力され
る電気信号ＶBは０（ｍＶ）となる。その結果、加速度
センサＡからの電気信号ＶAのみが入力する第１のコン
パレータ回路１０においては予め設定されたＳ1をしき
い値としたうえでのコンパレータ処理、すなわち、ＶA
＞Ｓ1ならばコンパレータ信号ＶS1＝１、また、ＶA≦Ｓ
1ならばコンパレータ信号ＶS1＝０とする処理が行われ
た後、第１のコンパレータ回路１０から論理回路１２に
対してはコンパレータ信号ＶS1が出力される。
【００２２】一方、直交座標軸ｚの正方向から１Ｇの加
速度が作用した場合には、加速度センサＡ，Ｂの検出感
度が共に最大感度Ｓのcos４５°倍として表されること
になり、これらの加速度センサＡ，Ｂから出力される電
気信号ＶA，ＶBはＳ×cos４５°×１（ｍＶ）として表
される。そして、加速度センサＡからの電気信号ＶAの
みが入力する第１のコンパレータ回路１０においてはＳ
1をしきい値としたうえでのコンパレータ処理が実行さ
れ、かつ、加速度センサＢからの電気信号ＶBのみが入
力する第２のコンパレータ回路１１ではＳ2をしきい値
としたうえでのコンパレータ処理が実行された後、第１
及び第２のコンパレータ回路１０，１１の各々から論理
回路１２に対してはコンパレータ信号ＶS1，ＶS2が出力
される。
速度が作用した場合には、加速度センサＡ，Ｂの検出感
度が共に最大感度Ｓのcos４５°倍として表されること
になり、これらの加速度センサＡ，Ｂから出力される電
気信号ＶA，ＶBはＳ×cos４５°×１（ｍＶ）として表
される。そして、加速度センサＡからの電気信号ＶAの
みが入力する第１のコンパレータ回路１０においてはＳ
1をしきい値としたうえでのコンパレータ処理が実行さ
れ、かつ、加速度センサＢからの電気信号ＶBのみが入
力する第２のコンパレータ回路１１ではＳ2をしきい値
としたうえでのコンパレータ処理が実行された後、第１
及び第２のコンパレータ回路１０，１１の各々から論理
回路１２に対してはコンパレータ信号ＶS1，ＶS2が出力
される。
【００２３】さらにまた、コンパレータ回路１０，１１
からコンパレータ信号ＶS1，ＶS2のいずれか一方もしく
は両方が揃って入力される論理回路１２においては、コ
ンパレータ信号ＶS1，ＶS2に基づくＯＲ論理処理、すな
わち、ＶS1＝１またはＶS2＝１ならば論理回路信号ＶL
＝１とするＯＲ論理処理が行われた後、この論理回路信
号ＶLが外部へと向かって出力されることになる。
からコンパレータ信号ＶS1，ＶS2のいずれか一方もしく
は両方が揃って入力される論理回路１２においては、コ
ンパレータ信号ＶS1，ＶS2に基づくＯＲ論理処理、すな
わち、ＶS1＝１またはＶS2＝１ならば論理回路信号ＶL
＝１とするＯＲ論理処理が行われた後、この論理回路信
号ＶLが外部へと向かって出力されることになる。
【００２４】すなわち、以上説明したように、本実施例
に係る加速度センサの取付構造を採用した場合には、直
交座標軸ｘ，ｙ，ｚいずれの方向に沿っても略等しい程
度の検出感度、つまり最大感度Ｓのcos４５°倍の検出
感度が得られる。また、本実施例に係る取付構造におい
ては、感度の検出されない方向が両加速度センサＡ，Ｂ
の最大感度方向Ｐと直交する一方向に沿ってしか存在し
ておらず、広い範囲でもって加速度を検出することがで
きるという利点が得られる。
に係る加速度センサの取付構造を採用した場合には、直
交座標軸ｘ，ｙ，ｚいずれの方向に沿っても略等しい程
度の検出感度、つまり最大感度Ｓのcos４５°倍の検出
感度が得られる。また、本実施例に係る取付構造におい
ては、感度の検出されない方向が両加速度センサＡ，Ｂ
の最大感度方向Ｐと直交する一方向に沿ってしか存在し
ておらず、広い範囲でもって加速度を検出することがで
きるという利点が得られる。
【００２５】ところで、本実施例の取付構造では、加速
度センサＡ，Ｂの各々に組み込まれたバイモルフ素子１
の最大感度方向Ｐをセンサ取付面３から４５°の傾斜角
度θでもって傾けることとしたが、４５°に限られるこ
とはなく、実用上は４０°以上かつ５０°以下の範囲内
であればよいことが本発明の発明者らによって確認され
ている。すなわち、傾斜角度θが４０°の場合における
cos４０°とcos４５°との比率はcos４０°／cos４５°
＝１．０８３…、また、傾斜角度θが５０°の場合にお
けるcos５０°とcos４５°との比率cos５０°／cos４５
°＝０．９０９…となるのであるから、傾斜角度θが４
５°の場合における±１０％程度の範囲内に収まってお
り、本実施例と同じく、直交座標軸ｘ，ｙ，ｚいずれの
方向に沿っても略等しい程度の検出感度が得られること
は明らかである。
度センサＡ，Ｂの各々に組み込まれたバイモルフ素子１
の最大感度方向Ｐをセンサ取付面３から４５°の傾斜角
度θでもって傾けることとしたが、４５°に限られるこ
とはなく、実用上は４０°以上かつ５０°以下の範囲内
であればよいことが本発明の発明者らによって確認され
ている。すなわち、傾斜角度θが４０°の場合における
cos４０°とcos４５°との比率はcos４０°／cos４５°
＝１．０８３…、また、傾斜角度θが５０°の場合にお
けるcos５０°とcos４５°との比率cos５０°／cos４５
°＝０．９０９…となるのであるから、傾斜角度θが４
５°の場合における±１０％程度の範囲内に収まってお
り、本実施例と同じく、直交座標軸ｘ，ｙ，ｚいずれの
方向に沿っても略等しい程度の検出感度が得られること
は明らかである。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る加速
度センサの取付構造によれば、２個の加速度センサでも
って互いに直交する３軸方向のいずれに沿って作用する
加速度をも略等しい検出感度で検出することが可能とな
り、また、広い範囲にわたって加速度を検出することが
できることになる。その結果、取付構造の簡素化のみな
らず、コストダウンを図ることができるという効果が得
られる。
度センサの取付構造によれば、２個の加速度センサでも
って互いに直交する３軸方向のいずれに沿って作用する
加速度をも略等しい検出感度で検出することが可能とな
り、また、広い範囲にわたって加速度を検出することが
できることになる。その結果、取付構造の簡素化のみな
らず、コストダウンを図ることができるという効果が得
られる。
【図１】本実施例に係る加速度センサそのものの構成を
示す一部破断斜視図である。
示す一部破断斜視図である。
【図２】本実施例に係る加速度センサの取付構造を簡略
化して示す説明図である。
化して示す説明図である。
【図３】本実施例の取付構造を採用した際の動作を示す
機能ブロック図である。
機能ブロック図である。
【図４】従来例に係る加速度センサの構成を示す一部破
断斜視図である。
断斜視図である。
１ バイモルフ素子（加速度検出素子） ３ センサ取付面 Ａ 加速度センサ Ｂ 加速度センサ Ｐ 最大感度方向 ｘ 直交座標軸 ｙ 直交座標軸 θ 傾斜角度
Claims (2)
- 【請求項１】 センサ取付面（３）がｘｙ平面となるよ
うに直交座標軸（ｘ，ｙ，ｚ）を設定したうえでセンサ
取付面（３）上におけるｘ軸，ｙ軸の各々と一致する方
向に沿って取り付けられた２個の加速度センサ（Ａ，
Ｂ）を備えており、 加速度センサ（Ａ，Ｂ）の一方に組み込まれた加速度検
出素子（１）の最大感度方向（Ｐ）がｙ軸からｚ軸に向
かって４０ないし５０度傾いた方向とされ、かつ、加速
度センサ（Ａ，Ｂ）の他方に組み込まれた加速度検出素
子（１）の最大感度方向（Ｐ）がｘ軸からｚ軸に向かっ
て４０ないし５０度傾いた方向とされていることを特徴
とする加速度センサの取付構造。 - 【請求項２】 加速度検出素子（１）は、圧電性セラミ
ックスを用いて作製された両端固定型のバイモルフ素子
であることを特徴とする請求項１に記載した加速度セン
サの取付構造。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06307442A JP3114538B2 (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 圧電体素子及びその製造方法 |
| JP7008393A JPH08201419A (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 加速度センサの取付構造 |
| CNB011197331A CN1142437C (zh) | 1994-12-12 | 1995-12-12 | 制造加速度检测元件的方法 |
| US08/571,139 US5763982A (en) | 1994-12-12 | 1995-12-12 | Mounting arrangement of acceleration detecting elements |
| SG1995002111A SG42805A1 (en) | 1994-12-12 | 1995-12-12 | Mounting arrangement of acceleration detecting elements |
| SG1997002192A SG68620A1 (en) | 1994-12-12 | 1995-12-12 | Mounting arrangement of acceleration detecting elements |
| KR1019950048888A KR100226161B1 (ko) | 1994-12-12 | 1995-12-12 | 가속도 검출소자의 실장 구조 |
| US09/035,523 US6233801B1 (en) | 1994-12-12 | 1998-03-05 | Process of making an acceleration detecting element |
| KR1019990017795A KR100268354B1 (en) | 1994-12-12 | 1999-05-18 | Method of making an acceleration detecting element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7008393A JPH08201419A (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 加速度センサの取付構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08201419A true JPH08201419A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11691956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7008393A Pending JPH08201419A (ja) | 1994-12-12 | 1995-01-23 | 加速度センサの取付構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08201419A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6343242B1 (en) | 1998-10-19 | 2002-01-29 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Protective device for clean robot |
| CN114485321A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-13 | 武汉大学 | 风电检测加速度传感器安装位置测量装置及测量方法 |
-
1995
- 1995-01-23 JP JP7008393A patent/JPH08201419A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6343242B1 (en) | 1998-10-19 | 2002-01-29 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Protective device for clean robot |
| KR100563982B1 (ko) * | 1998-10-19 | 2006-03-29 | 가부시키가이샤 야스카와덴키 | 클린 로봇의 안전 보호 장치 |
| CN114485321A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-13 | 武汉大学 | 风电检测加速度传感器安装位置测量装置及测量方法 |
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