JPH08233856A - 加速度状態応答センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 選択した軸方向への加速を検出する特に自動
車応用に適した加速度状態応答センサを提供する。 【解決手段】 センサにおいてソース・プレート部（２
４a)、アタッチメント部（２４ｐ）、及び該ソース・プ
レート部とアタッチメント部との間に伸延する一体式の
弾性ビーム手段（２４ｂ）を有する金属のブレード部材
（２４）を基板（１８）の穴（１８ａ）により支持され
たピン（２２）に取り付ける。金属ブレード部材（２
４）を基板（１８）に装着して前記ソース・プレート部
（２４ａ）を基板上の検出プレート（１８ｂ）から選択
した距離に装着する。端子ピン（１８ｇ、１８ｈ、１８
ｉ）を介して回路基板（５０）に直接装着可能な、又は
ねじ部材（１２”ｄ）を備えることが可能なシリンダ状
のハウジング（１２、１２’、１２”）内に加速度状態
応答センサが配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、条件センサに関
し、特に移動可能にされ、監視している物体の加速度の
存在に応答して電気信号を発生する加速度応答手段を有
する加速度計ようなセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明の出願人に譲渡された米国特許第
５，３４５，８２３号において、一方の基板面に形成さ
れた溝の形状をなす凹所を有する堅い剛性の電気的に絶
縁性の基板を備え、小型、堅固かつ安価な加速度計が開
示されている。導電性のフィルム手段が前記基板面上に
堆積されて、凹所と、前記凹所外のコンデンサのソース
・プレート・コネクタと、前記検出プレート及び前記ソ
ース・プレート・コネクタに接続され、かつ前記基板の
縁に沿ってそれぞれの端子パッドに接続されている回路
パスとを定める。前記加速度計装置は、取り付け部と、
コンデンサのソース・プレート・コネクタと、一体式の
弾性ビーム手段とが共通面に形成されている堅い弾性の
ある金属の、平坦な導電性プレート又はブレード部材を
含む。前記ブレード部材の取り付け部は、薄いはんだ層
により基板上のソース・プレート・コネクタに対して導
電関係で固定される。検出プレートの上面とソース・プ
レートとの間の間隔は、凹所の深さにより決定される。
一実施の形態では、ある温度で溶融し得るボンディング
・ガラスと、ボンディング・ガラスの溶融温度で形状を
維持する正確に決定された小直径のガラス棒とを含むガ
ラス・フリットを前記ソース・コネクタの間隔を置いた
２つの部分上に堆積して、ソース・プレート・コネクタ
に対してソース・プレートのアタッチメントの正確なレ
ベルを得るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】引用した前記米国特許
の教示に従って製作された装置は、非常に効果的なもの
であり、かつうまく機能するが、アタッチメントの手段
として、はんだを使用すること、比較的に時間の掛かる
リフロー・プロセスに係わり、かつフラックスのクリー
ニングが必要である。更に、はんだにより接続した素子
がいわゆるクリープのために、時間の経過により僅かに
移動する傾向があり、従って装置の較正に逆効果とな
る。

【０００４】本発明の出願人に譲渡された米国特許第
５，２３９，８７１号には、検出プレート及びその上に
配置されたソース・プレート・コネクタを有し、かつ前
記コンデンサのソース・プレート・コネクタに対して導
電関係で前記基板に固定された同様の導電ブレード部材
を有する本質的に平らな電気的に絶縁する基板を備えた
他の加速度計装置が示されている。前記ソース・プレー
ト部と検出プレートとの間の間隔は、一実施の形態では
アタッチメント・プレート部とソース・プレート・コネ
クタとの間でシムを用いることにより確保され、また他
の実施の形態では金属プレートの部分の厚さを低下させ
ることにより確保される。しかし、シムを使用すると、
装置のコストを高める付加的な部品及び処理工程が付加
される。更に、シムを使用すると、装置間で緊密な寸法
制御を得るのが困難である。厚さを減少させた部分を有
する金属ブレードを使用すると、更に高価なブレード部
材に帰結し、かつソース・プレート部を正しく平衡させ
て装着させるのが困難なものに帰結する。

【０００５】本発明の譲渡人に譲渡された米国同時継続
出願第０８／１４８，０４２号には、上面に導電性の検
出プレートを有し、かつ前記上面と底面との間に穴を有
する基板を備えた加速度計装置が示されている。アタッ
チメント部と、ソース・プレート部と、前記ソース・プ
レート部に対するアタッチメント部を接続する一体式の
ビーム手段とを備えた導電性金属プレート又はブレード
は、前記穴に挿入された導電性ピンのエンドに対する溶
接により、固定的に取り付けられると共に、前記ソース
・プレート部が検出プレートから選択された距離を置
き、かつ前記ピンが基板の上面から穴へ伸延する導電路
と電気的に係合している。前記ピンの軸位置は、検出プ
レートと前記ソース・プレート部分との間で選択したレ
ベルの容量が得られるように調整される。

【０００６】前記同時継続出願の教示に従って製作され
た加速度計装置は、小型かつ強固であると同時に、従来
技術よりも熱による誤差が少ない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、より小
型にしてコストが低く、かつ大量生産技術により適し、
かつ自動車応用に装着するのに特に適した加速度計のよ
うな状態応答装置を提供することである。他の目的は、
コンデンサの可動プレートを形成し、選択した軸方向へ
加速する力が加わったときに移動可能な金属のブレード
部材を備えた加速度センサを提供することであって、前
記ブレード部材は従来技術のブレード部材より十分に小
さく、パッキングの選択に関して更に大きな選択性を可
能にさせ、一方このような加速する力に応答して適当な
電気信号を供給する十分な作動機構を有する。

【０００８】要約すると、本発明によれば、加速度セン
サは、上面に装着されたコンデンサ検出プレートを有す
ると共に導電性のブレード部材がアタッチメント部を有
する基板と、ソース・プレート部と、前記アタッチメン
ト部とソース・プレート部との間に伸延する一体式の弾
性ビーム手段とを備えている。前記弾性ビーム手段は、
前記ブレード部材の反対側に隣接して本質的に垂直軸方
向に前記ブレード部材のエンドからエンドへ伸延するそ
れぞれのスロットによる形成された一対の細長いビーム
手段を含む。前記ビーム手段は一端で前記ソース・プレ
ート部に接続され、そのソース・プレート部は前記アタ
ッチメント部の方向に伸延している。本発明の特徴によ
れば、前記スロットは、他端の中心に向かって前記ブレ
ードの多端に沿って水平軸に平行して伸延する複数の部
分を有し、前記ブレード部材の感度を改善するビーム手
段に接続された一対のトーション・アームを形成する。
本発明の他の特徴によれば、前記スロットは、互いに接
近して間隔を置いた端子を有してブレード部材の感度を
更に強化する中央ピボットを形成する。前記アタッチメ
ント部は、好ましくは、基板を貫通して形成された穴に
よって支持されたピンに溶接されることにより、基板に
装着されると共に、前記ソース・プレート部は選択した
間隔関係において検出プレート上に横たわる。前記基板
上に配置された複数の回路パスは、検出プレート及び金
属ブレード部材を電気的に接続してコンデンサを形成さ
せると共に、前記ソース・プレート部はｚ軸に沿って作
用する加速する力に応答して検出プレートに相対して移
動可能とされ、電気信号を供給する。前記金属ブレード
部材の感度を増大させたことにより、前記ブレード部材
を十分に小さく製作することができるので、コンデンサ
圧力トランスデューサのように、他の型式の条件センサ
に用いる寸法及び構成のハウジングに装着することがで
き、その結果、多くの車両応用で適用可能な小さな空間
に更に容易に適用することができる。本発明の特徴によ
れば、前記ブレード部材をシリンダ状の基板上に装着す
ることができ、続いてこの基板をカップ形状のハウジン
グにより支持して回路基板等に直接装着することができ
る基本モジュールを形成させる。この基本モジュールも
前記基板と前記コネクタ本体との間に支持された信号条
件付け電気回路を有するコネクタ本体を含むと共に、前
記ハウジングに取り付けられたねじ部材により直接装着
することが可能とされても、又は続いて監視されるべき
サポートに固定可能な装着ブラケット上に支持されても
よい。一実施の形態において、第１及び第２のモジュー
ルは、異なる方向に伸延する２つの軸に沿って作用する
加速する力を検知するようにハウジングに支持される。

【０００９】本発明の更に他の特徴によれば、前記コネ
クタ本体と、加速度計のような状態センサ装置、及び前
記ハウジングを前記回路に電気的に接続する関連の電気
回路を含む前記ハウジングとの間の改良シールは、前記
コネクタ本体と前記ハウジングとの間に接続する電気ト
レースを配置したタブの遠位の端部を配置すると共に、
シールを前記遠位の端部の外側に配置し、かつ前記ハウ
ジング壁を前記タブに変形して効果的な電気的接続を行
うことにより、提供される。

【００１０】本発明の特徴によれば、前記ソース・プレ
ートのオーバトラベル防止は、前記基板上で支持された
独立シェルにより得られ、また他の実施の形態では、ブ
レード部材の移動を制限するように前記基板を反転させ
てハウジングの底壁を利用する。

【００１１】新たに改良された条件センサ装置の他の目
的、効果及び詳細は、本発明の好適な実施の形態につい
て下記の詳細な説明が記載されている。

【００１２】

【発明の実施の形態】図面を参照すると、本発明の第１
の実施の形態により製作され、かつ図１〜図１２に示す
状態応答センサ１０は、底１２ａ及び直立する壁１２ｂ
を有する適当な材料から形成された全般的にシリンダ状
のハウジング１２を備えている。鋼鉄はその磁気シール
ド特性のために特に好都合である。電気的に絶縁性の酸
化アルミニウムＡｌ₂ Ｏ₃ のような適当な材料からなる
基板１８は、以下で説明する目的のために、エラストマ
ー材の好ましくはガスケット１４上のハウジング１２内
に配置される。基板が、例えば電気的に絶縁する上面又
は電気的に絶縁する他の材料を有する金属のような種々
の材料からなり得ることは、理解されるであろう。基板
１８は、好ましくは、ハウジング１２に全般的に適合す
るシリンダ状のディスクとして構築され、かつ反対側の
表面間を貫通して形成された穴１８ａを有する。導電性
の検出プレート１８ｂ（図５）は基板１８の上面１８ｃ
上に設けられる。検出プレート１８ｂはスクリーン印刷
のような適当な方法により基板上に配置される。同様の
方法により上面１８ｃ上には関連の回路パス１８ｄ及び
１８ｅも形成される。穴１８ａは回路パス１８ｄに電気
的に接続されたソース・プレート・コネクタ装着部１８
ｆと整合されている。ピン２２の形状をなす装着要素
は、基板１８の熱膨張係数とよく一致する熱膨張係数を
有する材料から形成されたものであり、穴１８ａにより
支持されている。例えば、採用した基板が９４％アルミ
ナ・セラミックからなるときは、ピン２２は合金４２、
即ち４２％ニッケル及び残部鉄の重量による公称成分を
持った合金からなるものでよい。合金４２及び９４％ア
ルミナは、共に適当な温度範囲上でよく一致した熱膨張
特性を有する。ピン２２は、好ましくは、各エンド上に
曲がり端部２２ａが形成されており、溶接突起として用
いられる。トレース１８ｆから穴１８ａへの被覆材料の
流れをよくするように、穴１８ａ周辺の基板１８の上面
に、凹所（図示なし）が形成されてもよい。更に、適当
なピン監視構造の詳細については、米国特許出願第０８
／１４８，０４２号から得ることができ、ここではその
要旨をこの引用により関連させる。

【００１３】導電性のブレード部材２４は、図４に最も
良く示されており、基板及びこれに装着されるピンの熱
膨張係数に対して選択した熱膨張係数を有する物質から
形成される。例えば、前述の構造では合金４２が適当と
なる。ブレード部材２４は、ブレード部材２４の側部
に、本質的にはその全長に隣接し、即ち垂直軸２４ｄに
沿ってブレード部材２４の第１のエンド２４ｅから第２
のエンド２４ｆへ、伸延するスロット２４ｃにより定め
られたそれぞれのビーム２４ｂに対して各横側部で取り
付けられた、好ましくは、震質量（ｓｅｉｓｍｉｃ ｍ
ａｓｓ）の中心にソース・プレート部２４ａを有する。
各スロット２４ｃは、ブレード部材２４の第２のエンド
２４ｆに沿い、第２のエンド２４ｆの中心に向かう水平
軸２４ｈにほぼ平行に伸延する部分２４ｇを有し、ブレ
ード部材の第２のエンドでその細長いビーム部材２４ｂ
にそれぞれ接続された一対のトーション・アーム２４ｉ
を形成している。各スロット部２４ｇは、中央ピボット
２４ｋを形成するように互いに間隔を接近させた端子２
４ｊを有し、中央のブレース部２４ｍにトーション・ア
ーム２４ｉを接続している。ブレース部２４ｍは、中央
に配置されて水平方向に伸延するスロット２４ｎに沿う
スロット２４ｃ及びスロット部２４ｇにより定められ、
アタッチメント部２４ｐに接続されている曲げ対抗ゾー
ン２４ｏを形成している。アタッチメント部２４ｐはそ
のスロット２４ｃと連通しているスロット２４ｔによ
り、ソース・プレート部２４ａから切り離されている。
スロット２４ｔ及び２４ｎは、アタッチメント部２４ｐ
の反対側に切り抜き部２４ｒを有してピボット２４ｓを
形成し、曲げ防止ゾーン２４ｏにアタッチメント部２４
ｐを接続している。アタッチメント部２４ｐは、好まし
くは、重心に配置されてピンに対するブレード部材の接
続に逆に作用する恐れがある水平方向及び垂直方向に印
加される力を起因とするねじれ成分を最小化させる。こ
のような力は、例えば、設置の前にセンサを落下させた
結果として発生することがある。ソース・プレート部２
４ａはビーム部材２４ｂから逆方向のアタッチメント部
２４ｐへ伸延している。

【００１４】ブレード部材２４は前述の米国同時継続出
願第０８／１４８，０４２号に開示されたものと同様で
あるが、トーション・アーム２４ｉ及び中央ピボット２
４ｋを備えたことにより、ブレード部材の感度即ち偏向
を改善する結果となるので、ｚ軸即ち水平方向及び垂直
方向に垂直な方向へ加速する力に応答して、ソース・プ
レート部２４ａの十分な偏向を確保したままで、ブレー
ド部材を水平方向及び垂直方向の両方において大幅に小
さく製作することができる。即ち、与えられた材料の厚
さを有するブレード部材の足跡（ｆｏｏｔ ｐｒｉｎ
ｔ）はその寸法を大幅に減少させることができ、また偏
向の相当な部分がビーム部材２４ｂにより得られて本質
的にブレードの全長に伸延し、かつ偏向が長さの三乗に
比例しているということであっても、トーション・アー
ム２４ｉ及び中央ピボット２４ｋのために十分な偏向が
得られる。その結果、種々のパッキング構成に適合する
ようにブレード部材を十分小さくさせることができ、か
つ以下で詳細に説明するように、以前は適当でない、又
は従来技術の大きなセンサにとって十分に大きくない位
置で支持することができる。

【００１５】特に図７を参照すると、前述のアルミナ基
板を用いたときは、３０％ガラス充填の液晶ポリマのよ
うに、基板１８の熱膨張係数に近いものを有する適当な
材料から形成されたシェル２６は、好ましくは、基板１
８上で支持される。シェル２６は、側壁２６ａを有する
ほぼシリンダ状をなし、端壁２６ｂから伸延している。
凹所２６ｃは、端壁２６ｂ内に形成されて金属のブレー
ド部材２４に対する空間を形成すると共に、端壁２６ｂ
をブレード部材２４の偏向を限定させるのに用いて異常
に高い加速する力による過度の歪みを防止させる。基板
１８に形成された穴により支持された導電性のピン１８
ｇ、１８ｈ及び１８ｉは、端壁２６ｂに形成された開口
を介して伸延している。高くされた領域２６ｄは、穴の
周辺のシェル２６の上面に形成されてピン１８ｇ、１８
ｈ及び１８ｉを支持することにより、シェル２６の上部
に配置された回路部品上に配置される被覆材料がピンの
穴に流れ込まないようにさせるのに寄与している。基板
１８は、好ましくは、インデックス・ノッチ１８ｋが形
成されており（図５及び図６を参照）、この位置合わせ
ノッチ１８ｋはシェル２６の側壁２６ａ上に形成された
位置合わせリブ２６ｅと協同することにより（図７ｂを
参照）、シェル２６が基板１８上に正しく合わせられ、
これによって、位置合わせのずれによる歪みが導電性の
ピン１８ｇ、１８ｈ及び１８ｉに印加されないようにし
ている。好ましくは、汚染が進入するのを防止するため
に用いられる側壁２６ａは、基板１８の厚さよりやや短
い距離で伸延している。

【００１６】図７ａの基板及びシェルは、ハウジング１
２（図３を参照）において、弾力性層のガスケット１４
上に支持されている。ガスケット１４は、好ましくは、
中央開放領域１４ａを備え、以下で説明するように、ア
ッセンブリをハウジング１２に固定したときにガスケッ
ト１４の材料が穴１８ａに押し出されるのを防止してい
る。例えば、更なる詳細のために参照することができ、
同一出願人に譲受された米国特許第４，８７５，１３５
号に示されているように、信号条件付け回路手段３０を
支持するようにされた空洞２０ａを有するコネクタ本体
２０は、シェル２６上のハウジング１２により支持され
ている。コネクタ本体２０は、端子２０ｂ、２０ｃ及び
２０ｄを装着し、かつ適当な方法、例えば壁１２ｂの外
側遠位端を内側のコネクタ本体２０へ、かつガスケット
１４により得られるバイアスに対して曲げることによ
り、ハウジング１２に固定されてもよい。

【００１７】好ましくは、閉じられた弾性材料のエンド
・スリーブ２８がハウジング１２の周辺に配置されて、
センサがｚ軸以外の軸方向に打撃を受けたとき、例えば
落下されたときに、スリーブがショックを緩和し、ブレ
ード部材及び／又はブレード部材の装着に損傷を与えな
いようにしている。

【００１８】センサ１０はブラケット等に切り取ること
により、個別的な装着が可能とされる。更に、図８〜図
１０に示すように、互いに選択した角度、例えば９０°
に傾けられたセンサ設置空洞４２ａ、４２ｂを有するハ
ウジング４２に、第１及び第２のセンサ・モジュールを
装着することができ、その場合に、二重軸センサ・アッ
センブリ４０を形成するように各センサ１０を配置する
ことにより、加速する力を異なる２方向で検知すること
ができる。各センサ・モジュールの端子は、図９に示す
コネクタ４２ｇにおける端子４２ｃ〜４２ｆに適当なハ
ーネス又は回路基板を介して接続されてもよい。例え
ば、端子２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄを備えているセンサ
・モジュール１０の端子は、電力Ｖｃｃ、出力Ｖｏ及び
接地にそれぞれ用いられる。１方のセンサ・モジュール
１０の端子２０ｃ（Ｖｃｃ）及び２０ｄ（接地）は、第
２のセンサ・モジュール１０の各端子２０ｃ及び２０ｄ
に接続されて二重軸センサ・アッセンブリ４０の必要数
の端子を減少させることができる。センサは、好ましく
は、複数のセンサを設置空洞４２ａ、４２ｂに収容し、
必要ならば、空洞上にリッド４４を支持してもよい。本
体に通常の留め金具を用いて加速度を監視しようとする
二重軸センサ・アッセンブリ４０を装着するために、マ
ウンティング・ブラケット４２ｊに適当なマウンティン
グ穴４２ｉを用いることができる。二重軸センサ・アッ
センブリ４０を有するハウジング４２を説明したが、必
要ならば、種々の選択した方向において加速する力を検
知できるように、選択した角度で傾けた３又はそれ以上
のセンサに関連させることは、本発明の範囲内である。
図１１は端子のピン１８ｇ、１８ｈ及び１８ｉを用いて
センサを回路基板５０に直接的、物理的かつ電気的に接
続させる修正センサ１０’を示す。基板１８は反転さ
れ、かつ管状のハウジング１２’に形成された環状のシ
ート１２’ｃ上に支持されると共に、ブレード部材２
４’が基板１８とブレード部材の過度の移動を阻止する
ために用いられる底壁１２’ａとの間に配置されたピン
２２に取り付けられている。この実施の形態では、ピン
１８ｇ、１８ｈ及び１８ｉが基板１８の反対側の面に伸
延して回路基板５０上の回路トレースに接続している。
この実施の形態では、必要ならば、センサ１０’のハウ
ジングよりも信号条件付け回路を回路基板５０上に配置
することができる。ブレード部材２４’が中心でない位
置、例えば中央のブレース部２４ｍに装着されたものを
示したが、これはアタッチメント部２４ｐに装着される
のが好ましいことに注意すべきである。

【００１９】図１２に示すように、センサ１０”は、ハ
ウジング１２”d に一体に取り付ける、又は溶接等によ
り取り付けるねじ部材１２”ｄを設けることにより、装
着されてもよい。使用するのに先だって、センサ１０”
を硬い面上に落下させた場合にねじを保護し、かつスリ
ーブ２８’と共にクッションをなすように、ねじ部材１
２”ｄ上にゴムのような弾性材料の終端閉鎖スリーブ１
２”ｅを配置してもよい。スリーブ２８’は、保護クッ
ションを設けるのに加えて、摩擦駆動機能を設けること
によりセンサの装着をも容易にする。即ち、センサは、
６角装着部１２”ｆを用いることなく、スリーブを介し
て把握され、かつ回転されてもよい。ハウジング１２”
を金属により形成されているものとして示したが、必要
ならば、ハウジング及びねじ部材は適当な材料、例えば
高分子材料により形成されてもよいことを理解すべきで
ある。

【００２０】端子２０’ｂ、２０’ｃ及び２０’ｄ周辺
のシュラウド２０’ｅを有するコネクタ本体２０’が示
されている。空洞２０’ａにより支持された信号条件付
け回路手段３０は、ポリイミドの可撓性の基板３０ａ、
又は回路トレース及び構成要素を配置している他の適当
な材料を備えたものが示されている。タブ３０ｂは、信
号条件付け回路手段３０用の接地接続を得るように回路
トレース３０ｄ（図１４）を配置している可撓性の基板
３０ａから伸延している。通常、接地トレースを配置す
るタブは、コネクタ本体と金属ハウジング部材との間に
形成された回路支持空洞から伸延すると共に、ハウジン
グ壁の遠位自由端がタブ上の回路トレースとハウジング
部材との間を電気的に接続するようにタブ及びコネクタ
本体に対して変形されている。ハウジング部材の壁を変
形した後、典型的にはシリコンのようなシーリング材料
がコネクタ本体とハウジング壁との間の中間面周辺に配
置されて前述の米国特許第４，８７５，１３５号におい
て説明されている方法で外界シールを形成させる。しか
し、シーリング材料の効果的な配置は、困難かつ時間が
掛かるものであり、シーリング材料が完全に配置されな
いときは、潜在的な漏洩路として働いて回路空洞に湿気
の進入を許す。図１２に示すように、タブ３０ｂは、壁
１２ｂの外側遠位端とコネクタ本体２０’の底との中間
の点に伸延するのに十分なだけの長さを有するように選
択される。次いで、ディテント１２ｃが壁１２ｂにタブ
３０ｂと揃えられて形成され、かつタブを介してコネク
タ本体２０’に伸延し、タブ３０ｂの接地トレースとハ
ウジング１２”との間で効果的な接続を行う。次いで、
Ｏリング・シール部材１３のような通常の可撓性ガスケ
ットがコネクタ本体２０’周辺に配置されると共に、ハ
ウジング１２”の外側遠位部１２ｄがＯリング・シール
部材１３上に折り曲げられて制御が容易なアッセンブリ
手順により効果的な外界シールを形成させる。較正窓２
０’ｆは、ディスペンサを容易にかつ正確に挿入可能な
ように開口が十分大きいので、シリコン・ゴムのような
通常のエポキシ材２０’ｇを用いて、シールし続けるこ
とができる。

【００２１】本発明を説明するために本発明の特定の実
施の形態を説明したが、本発明は、特許請求の範囲内に
入る全ての変形及び均等物を含むことを理解すべきであ
る。例えば、容量性圧力トランスデューサのような信号
条件付け回路を有する種々のセンサに図１２に示したシ
ール構造を用いることは、本発明の範囲内である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により作成された条件センサ・モジュー
ルであって、部分的に破断したクッションに近いエンド
のスリーブ部材を備えた状態センサ・モジュールの正面
拡大図。

【図２】図１の条件センサ・モジュールの平面図。

【図３】図１の条件センサ・モジュールの横断面図。

【図４】図１〜図３の条件センサ・モジュールに用いら
れる加速度状態を検知するブレード部材の平面図。

【図５】コンデンサ検出プレートを関連の電気的なトレ
ースと共に配置した基板であって、図４の加速状態を検
知するブレード部材を装着するために用いる基板の平面
図。

【図６】基板上に装着された加速状態を検知するブレー
ド部材を示す図５と同様の平面図。

【図７】ａはブレード部材及び基板上で支持されるブレ
ード部材の保護シェルを付加した図６の横断面図。ｂは
図７ａの一部の平面図。

【図８】第１及び第２のモジュールを備えて異なる方向
に伸延する２軸に沿って加速度力を検出する加速度状態
センサ・アッセンブリの平面図。

【図９】図８の右側面図。

【図１０】モジュール端子とアッセンブリ端子との間の
相互接続手段を示す図８のアッセンブリの概要接続図。

【図１１】回路基板に装着された変形加速度状態センサ
・モジュールの横断面図。

【図１２】ねじ装着部材を有すると共に、改良された環
境シールを有する加速度状態センサの横断面図。

【図１３】図１２のセンサの平面図。

【図１４】図１２のセンサの一部分と共に、基板から部
分的に分離させたセンサの電気的なコネクタ接続部を図
１２の信号条件付け回路を示す斜視図。

【符号の説明】

１０、１０’、１０” センサ １２、１２’、１２”、４２ ハウジング １２ａ 底 １２’ａ 底壁 １２ｂ 壁 １２ｃ ディテント １２’ｃ シート １２ｄ 外側遠位部 １２”ｄ ねじ部材 １２ｆ 装着部 １４ ガスケット １３ Ｏリング・シール部材 １８ 基板 １８ａ 穴 １８ｂ 検出プレート １８ｃ 上面 １８ｄ、１８ｅ 回路パス １８ｇ、１８ｈ、１８ｉ、２２ ピン １８ｋ 位置合わせノッチ ２０、２０’ コネクタ本体 ２０ａ 空洞 ２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 端子 ２４、２４’ ブレード部材 ２４ａ ソース・プレート部 ２４ｂ ビーム部材 ２４ｃ スロット ２４ｅ 第１のエンド ２４ｆ 第２のエンド ２４ｋ 中央ピボット ２４ｐ アタッチメント部 ２６ シェル ２８ エンド・スリーブ ２８’ スリーブ ３０ 信号条件付け回路手段 ３０ｂ タブ ５０ 回路基板

フロントページの続き (72)発明者 レイモンド イー．マンデビル アメリカ合衆国ロード アイランド州カン バーランド，ジェイソンズ グラント ド ライブ ９ (72)発明者 ダグラス ビー．ストロット アメリカ合衆国マサチューセッツ州アトル ボロ，コリンズ ストリート 17 (72)発明者 ロバート オー．サウスワース アメリカ合衆国ロード アイランド州ポウ タケット，ウエスト フォレスト アベニ ュー 192

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面を有する基板と、前記基板の前記上
   面に装着された導電性の検出プレートと、水平軸、垂直
   軸、第１及び第２のエンドを有し、かつアタッチメント
   部を有する導電性のブレード部材と、ソース・プレート
   部及び前記アタッチメント部とソース・プレート部との
   間に伸延する一体の弾性ビーム手段とを含む加速度状態
   応答センサにおいて、 前記弾性ビーム手段は、前記ブレード部材の反対側で隣
   接するそれぞれのスロットにより形成されてかつ本質的
   に垂直軸の方向で前記ブレード部材の第１のエンドから
   第２のエンドへ伸延し一対の細長いビーム部材を含み、 前記弾性ビーム部材は前記ブレード部材の第１のエンド
   で前記ソース・プレート部に接続され、 前記ソース・プレート部は、前記弾性ビーム部材との接
   続からアタッチメント部に向かう方向で逆に伸延し、 前記それぞれのスロットは、前記ブレード部材の前記第
   ２のエンドに沿って前記第２のエンドの中心に向かい、
   前記水平軸に平行して伸延する部分を有して、前記ブレ
   ード部材の前記第２のエンドで細長いそれぞれのビーム
   部材に接続された一対のトーション・アームを形成し、 前記それぞれのスロットは、互いに接近して配置された
   端子を有して中央ピボットを形成し、 前記アタッチメント部は、前記基板上に装着されると共
   に、前記ソース・プレートが選択した間隔関係により前
   記検出プレート上に横たわり、 回路パスが前記基板上に配置されて、コンデンサを形成
   するように前記検出プレート及び前記金属のブレード部
   材に電気的に接続され、 前記ソース・プレート部は、前記検出プレートに対して
   移動可能にされ、加速する力に応答して電気的な信号を
   供給することを特徴とする加速度状態応答センサ。
2. 【請求項２】 前記ブレード部材は、平面図においてほ
   ぼ長方形であり、かつ前記基板はほぼシリンダ状である
   ことを特徴とする請求項１記載の加速度状態応答セン
   サ。
3. 【請求項３】 前記基板は前記上面に対して垂直に伸延
   する穴を有し、前記ブレード部材はピンに取り付けら
   れ、前記ピンは前記穴により支持されていることを特徴
   とする請求項１記載の加速度状態応答センサ。
4. 【請求項４】 前記基板は前記上面に対して垂直に伸延
   する穴を有し、前記ブレード部材の前記アタッチメント
   部はピンに取り付けられ、かつ前記ブレード部材のほぼ
   重心に配置され、前記ピンは前記穴により支持されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の加速度状態応答セン
   サ。
5. 【請求項５】 前記ブレード部材のアタッチメント部
   は、ほぼ前記ブレード部材の重心に配置されていること
   を特徴とする請求項１記載の加速度状態応答センサ。
6. 【請求項６】 更に、前記基板の上面から選択した距離
   の間隔を置いて配置されて前記ブレード部材のオーバト
   ラベル運動を防止させるオーバトラベル停止を含むこと
   を特徴とする請求項１記載の加速度状態応答センサ。
7. 【請求項７】 更に、底壁、及び前記底壁から遠位の端
   部へ伸延した側壁を有するカップ状のハウジングと、前
   記側壁上に形成された位置決め棚とを含み、前記基板は
   前記ハウジングに支持されると共に、前記基板の上面を
   位置決め棚上に配置し、前記底壁を前記上面から選択し
   た距離を置いて配置し、オーバトラベル・ストップとし
   て用いることにより前記ブレード部材のオーバトラベル
   運動を防止することを特徴とする請求項６記載の加速度
   状態応答センサ。
8. 【請求項８】 更に、底壁、及び前記底壁から遠位の端
   部へ伸延した側壁を有するカップ状のハウジングであっ
   て、前記基板を支持すると共に、該基板の上面が前記底
   壁から離間して対面する前記ハウジングと、上壁及び前
   記上面から垂れ下がる側壁を有するシェルとを備え、前
   記シェルの側壁を前記基板の上面に配置すると共に、前
   記上壁を前記基板の上面から選択した距離を置いて配置
   し、オーバトラベル停止として用いることにより前記ブ
   レード部材のオーバトラベル運動を防止することを特徴
   とする請求項６記載の加速度状態応答センサ。
9. 【請求項９】 更に、 底壁、及び該底壁から遠位の端部へ伸延する側壁を有す
   るカップ状金属のハウジングであって、前記基板を支持
   すると共に、前記基板の上面を前記底壁から離間して対
   面とする前記ハウジングと、 前記カップ状金属のハウジングを閉じ、かつ前記コネク
   タ本体と前記基板との間で回路支持空洞を形成するコネ
   クタ本体と、 前記回路支持空洞により支持された可撓性の回路基板で
   あって、接地回路トレースを装着して伸延するタブを有
   すると共に、前記タブを前記コネクタ本体と前記ハウジ
   ングの側壁との間で前記ハウジングの前記底壁と前記側
   壁の遠位端部との中間点へ伸延させている前記可撓性の
   回路基板と、 前記タブを介して前記コネクタ本体への前記側壁に形成
   されて前記接地回路トレースと前記ハウジングとの間を
   電気的に接続させるディテントと、 前記コネクタ本体と前記ハウジングの前記側壁との間で
   支持されたガスケット部材とを含み、前記側壁の前記遠
   位の端部を反転させて前記ガスケット部材を掴んで外界
   シールを形成させることを特徴とする請求項１記載の加
   速度状態応答センサ。
10. 【請求項１０】 更に、前記基板と前記ハウジングの底
    壁との間に配置された弾性材料の層を含むことを特徴と
    する請求項９記載の加速度状態応答センサ。
11. 【請求項１１】 更に、底壁、及び前記底壁から遠位の
    端部へ伸延する側壁を有するカップ状のハウジングであ
    って、前記基板を支持し、前記基板に複数のピン支持穴
    を形成した前記ハウジングと、 各穴により支持され、前記基板上の回路パスと導電性係
    合した導電性の端子ピンと、 回路基板とを備え、前記導電性の端子ピンは前記回路基
    板における開口を介して伸延し、かつ前記センサを装着
    するように前記回路基板に取り付けられていることを特
    徴とする請求項１記載の加速度状態応答センサ。
12. 【請求項１２】 更に、底壁、及び該底壁から伸延する
    側壁を有するカップ状のハウジングを含み、前記基板を
    前記ハウジングにより支持し、かつ弾性材料を前記ハウ
    ジングの外側かつ前記側壁及び前記底壁上に配置したこ
    とを特徴とする請求項１記載の加速度状態応答センサ。
13. 【請求項１３】 更に、底壁、及び該底壁から伸延する
    側壁を有するカップ状のハウジングであって、前記基板
    を支持する前記ハウジングを含み、弾性材料を前記側壁
    及び前記底壁上に前記ハウジングの外側に配置し、かつ
    ねじ部材が前記底壁から下方に伸延していることを特徴
    とする請求項１記載の加速度状態応答センサ。
14. 【請求項１４】 前記側壁上の前記ハウジングの外側に
    弾性材料を配置したことを特徴とする請求項１３記載の
    加速度状態応答センサ。
15. 【請求項１５】 サポートと、前記サポート上に配置さ
    れた位置決め面を有する第１及び第２のハウジング・セ
    ンサ・シートであって、前記位置決め面が互いに交差す
    るそれぞれの第１及び第２の面に存在する前記第１及び
    第２のハウジング・センサ・シートと、 底壁、及び上方に伸延して空洞を形成するほぼシリンダ
    状の側壁を有するほぼカップ上のハウジングをそれぞれ
    備えた第１及び第２の加速度センサと、 前記空洞に配置されたシリンダ状のセラミック基板であ
    って、その一方の表面上の検出プレートと対向する表面
    を有し、該表面間で伸延する穴を有する前記セラミック
    基板と、 前記穴により支持されたピンと、 アタッチメント部を有するブレードと、 ソース・プレート部と、 前記アタッチメント部と前記ソース・プレート部との間
    に伸延する一体の弾性ビーム部材であって、前記アタッ
    チメント部が前記ソース・プレート部により前記ピンの
    終端に固定されて選択した間隔を置く関係で前記検出プ
    レート上に横たわる前記弾性ビーム部材と、 前記基板上の配置され、前記検出プレート及び前記ブレ
    ード部材に電気的に接続されてコンデンサを形成させる
    回路パスと、 前記基板上に装着されて前記回路パスから伸延する端子
    ピンとを備え、前記ソース・プレート部が前記検出プレ
    ートに対して移動可能にされ、前記表面にほぼ垂直に作
    用する加速する力に応答して電気的な信号を供給し、前
    記第１及び第２のセンサ・モジュールがその第１及び第
    ２のシートに装着されると共に、それぞれのハウジング
    の前記底壁が加速する力を２つの異なる方向で検知する
    ように、それぞれの第１及び第２の面とほぼ平行な面に
    配置されている加速度状態応答センサ。
16. 【請求項１６】 前記第１及び第２の面は互いに垂直で
    あることを特徴とする請求項１５記載の加速度状態応答
    センサ。
17. 【請求項１７】 選択した条件に応答して電気的な信号
    を供給する手段を有するセラミック基板であって、複数
    のセンサ端子を伸延させている前記セラミック基板と、 複数のコネクタ端子を有する高分子材料のコネクタ本体
    と、 前記セラミック基板を配置した空洞を有する金属のハウ
    ジング部材であって、前記セラミック基板に対して覆う
    関係により前記コネクタ本体を固定する遠位端を有する
    上方に伸延する壁を備え、前記コネクタ本体と前記セラ
    ミック基板との間にチャンバを形成する前記ハウジング
    部材と、 前記センサ端子及び前記コネクタ端子に電気的に接続さ
    れた前記チャンバに配置され、前記選択した条件に対応
    する電気的な信号を供給する電気的な回路であって、前
    記チャンバから伸延する導電性のタブを有し、前記タブ
    がコネクタ本体と前記上方に伸延する壁との間に支持さ
    れた自由遠位端を有する前記電気的な回路と、 前記タブの自由遠位端を介して前記上方に、かつ前記コ
    ネクタ本体に伸延する壁に形成されて前記タブと前記ハ
    ウジング部材との間を電気的に接続させるディテント
    と、 前記壁の遠位端と前記ディテントとの間位置で、前記コ
    ネクタ本体と前記コネクタ本体周辺の上方に伸延する壁
    との間にシールを形成する手段とを備えている加速度状
    態応答センサ。
18. 【請求項１８】 更に、加速度応答ブレード部材を含む
    ことを特徴とする請求項１７記載の加速度状態応答セン
    サ。