JPH09264902A - 加速度センサ及びその製造方法 - Google Patents
加速度センサ及びその製造方法Info
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- JPH09264902A JPH09264902A JP8076015A JP7601596A JPH09264902A JP H09264902 A JPH09264902 A JP H09264902A JP 8076015 A JP8076015 A JP 8076015A JP 7601596 A JP7601596 A JP 7601596A JP H09264902 A JPH09264902 A JP H09264902A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01P15/09—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 by piezoelectric pick-up
- G01P15/0907—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 by piezoelectric pick-up of the compression mode type
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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 予め定められた設計値の許容誤差範囲内に対
して検出感度が収まることになる加速度センサと、加速
度センサのもつ検出感度を設計値の許容誤差範囲内に対
して確実に収めることができる加速度センサの製造方法
とを提供する。 【解決手段】 本発明に係る加速度センサは、長手方向
領域が中央部分１１ａ，１２ａと端部分１１ｂ，１２ｂ
とに区分されており、かつ、これら中央部分１１ａ，１
２ａ及び端部分１１ｂ，１２ｂにおける分極方向が相互
に反転させられたバイモルフ型検出素子１０を具備して
なるものであって、バイモルフ型検出素子１０の長手方
向領域における自由長Ｘと中央部分１１ａ，１２ａの全
長Ｙとの長さ比率Ｙ／Ｘが、４４％から７３％の範囲内
とされていることを特徴とするものである。
して検出感度が収まることになる加速度センサと、加速
度センサのもつ検出感度を設計値の許容誤差範囲内に対
して確実に収めることができる加速度センサの製造方法
とを提供する。 【解決手段】 本発明に係る加速度センサは、長手方向
領域が中央部分１１ａ，１２ａと端部分１１ｂ，１２ｂ
とに区分されており、かつ、これら中央部分１１ａ，１
２ａ及び端部分１１ｂ，１２ｂにおける分極方向が相互
に反転させられたバイモルフ型検出素子１０を具備して
なるものであって、バイモルフ型検出素子１０の長手方
向領域における自由長Ｘと中央部分１１ａ，１２ａの全
長Ｙとの長さ比率Ｙ／Ｘが、４４％から７３％の範囲内
とされていることを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスクド
ライブ装置の衝撃検知用などとして使用される加速度セ
ンサ及びその製造方法にかかり、詳しくは、この加速度
センサを構成するバイモルフ型検出素子の構造及びその
作製手順に関する。
ライブ装置の衝撃検知用などとして使用される加速度セ
ンサ及びその製造方法にかかり、詳しくは、この加速度
センサを構成するバイモルフ型検出素子の構造及びその
作製手順に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、衝撃検知用などの加速度セン
サとしては周知のバイモルフ型検出素子（以下、検出素
子という）を利用して構成されたものがあり、この種の
検出素子を具備してなる加速度センサのうちには特開平
６−２７３４３９号公報で示されたようなものがある。
すなわち、この加速度センサは、図３で簡略化して示す
ように、矩形平板状とされたうえで各主表面上に薄膜状
の信号取出電極１及び中間電極２がそれぞれ形成された
一対の圧電セラミック板３，４を具備しており、これら
圧電セラミック板３，４の内側主表面上に形成された中
間電極２同士を対面接合することによって一体化された
検出素子５の長手方向に沿う両端縁のみを側面視「コ」
字状のケース体６でもって固定支持したものである。
サとしては周知のバイモルフ型検出素子（以下、検出素
子という）を利用して構成されたものがあり、この種の
検出素子を具備してなる加速度センサのうちには特開平
６−２７３４３９号公報で示されたようなものがある。
すなわち、この加速度センサは、図３で簡略化して示す
ように、矩形平板状とされたうえで各主表面上に薄膜状
の信号取出電極１及び中間電極２がそれぞれ形成された
一対の圧電セラミック板３，４を具備しており、これら
圧電セラミック板３，４の内側主表面上に形成された中
間電極２同士を対面接合することによって一体化された
検出素子５の長手方向に沿う両端縁のみを側面視「コ」
字状のケース体６でもって固定支持したものである。
【０００３】そして、この際における圧電セラミック板
３，４それぞれの長手方向領域は加速度の作用に伴って
発生する応力が変化する一対の境界線Ｌ０によって区分
けされた中央部分３ａ，４ａと端部分３ｂ，４ｂとに区
分されており、圧電セラミック板３，４における中央部
分３ａ，４ａと端部分３ｂ，４ｂとは板厚方向に沿いつ
つ反転した分極方向Ａ，ＢとＣ，Ｄとの各々に沿って分
極処理された後、中央部分３ａ，４ａと端部分３ｂ，４
ｂとにおける分極方向Ａ，Ｃ及びＢ，Ｄのそれぞれが逆
向きとなる状態で対面させられている。
３，４それぞれの長手方向領域は加速度の作用に伴って
発生する応力が変化する一対の境界線Ｌ０によって区分
けされた中央部分３ａ，４ａと端部分３ｂ，４ｂとに区
分されており、圧電セラミック板３，４における中央部
分３ａ，４ａと端部分３ｂ，４ｂとは板厚方向に沿いつ
つ反転した分極方向Ａ，ＢとＣ，Ｄとの各々に沿って分
極処理された後、中央部分３ａ，４ａと端部分３ｂ，４
ｂとにおける分極方向Ａ，Ｃ及びＢ，Ｄのそれぞれが逆
向きとなる状態で対面させられている。
【０００４】つまり、例えば、ここでの圧電セラミック
板３，４における中央部分３ａ，４ａ同士の分極方向Ａ
及びＣは互いに近ずきあう内向きとされる一方、その端
部分３ｂ，４ｂ同士の分極方向Ｂ及びＤは互いに遠ざか
る外向きとされており、圧電セラミック板３，４それぞ
れの外側主表面上に形成された信号取出電極１の各々は
ケース体６の互いに異なる端面ごとに形成された外部引
出電極７，８の各々と導通している。なお、図示してい
ないが、これら圧電セラミック板３，４の分極処理に際
しては、中央部分３ａ，４ａ及び端部分３ｂ，４ｂの各
々と対応した大きさの分極用電極を予め形成したうえで
の分極処理を施すことが行われており、これらの分極用
電極上には後工程でもって信号取出電極１が積層して形
成されるのが一般的となっている。
板３，４における中央部分３ａ，４ａ同士の分極方向Ａ
及びＣは互いに近ずきあう内向きとされる一方、その端
部分３ｂ，４ｂ同士の分極方向Ｂ及びＤは互いに遠ざか
る外向きとされており、圧電セラミック板３，４それぞ
れの外側主表面上に形成された信号取出電極１の各々は
ケース体６の互いに異なる端面ごとに形成された外部引
出電極７，８の各々と導通している。なお、図示してい
ないが、これら圧電セラミック板３，４の分極処理に際
しては、中央部分３ａ，４ａ及び端部分３ｂ，４ｂの各
々と対応した大きさの分極用電極を予め形成したうえで
の分極処理を施すことが行われており、これらの分極用
電極上には後工程でもって信号取出電極１が積層して形
成されるのが一般的となっている。
【０００５】さらに、上記構成とされた検出素子５を用
いているのは、以下のような理由に基づいている。すな
わち、加速度センサに対して加速度が作用した場合に
は、検出素子５を構成する圧電セラミック板３，４それ
ぞれの中央部分３ａ，４ａ及び端部分３ｂ，４ｂが慣性
力の作用によって変形することになり、これらの部分３
ａ，４ａ，３ｂ，４ｂそれぞれには変形に伴う引張応力
若しくは圧縮応力が生じる。そこで、これらの各部分３
ａ，４ａ，３ｂ，４ｂにおいては、各々の分極方向Ａ〜
Ｄと引張応力または圧縮応力との相乗効果によって電荷
発生量が増大し、検出素子５全体の電荷発生量が増大す
ることが起こる結果、加速度センサのもつ検出感度が向
上することになるためである。
いているのは、以下のような理由に基づいている。すな
わち、加速度センサに対して加速度が作用した場合に
は、検出素子５を構成する圧電セラミック板３，４それ
ぞれの中央部分３ａ，４ａ及び端部分３ｂ，４ｂが慣性
力の作用によって変形することになり、これらの部分３
ａ，４ａ，３ｂ，４ｂそれぞれには変形に伴う引張応力
若しくは圧縮応力が生じる。そこで、これらの各部分３
ａ，４ａ，３ｂ，４ｂにおいては、各々の分極方向Ａ〜
Ｄと引張応力または圧縮応力との相乗効果によって電荷
発生量が増大し、検出素子５全体の電荷発生量が増大す
ることが起こる結果、加速度センサのもつ検出感度が向
上することになるためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
加速度センサが具備してなる検出素子５を構成する圧電
セラミック板３，４の長手方向領域を中央部分３ａ，４
ａと端部分３ｂ，４ｂとに区分する境界線Ｌ０それぞれ
の位置は、加速度の作用に伴って各圧電セラミック板
３，４の中央部分３ａ，４ａ及び端部分３ｂ，４ｂに発
生する応力が引張または圧縮となる結果として加速度セ
ンサの検出感度が所要の設計値となることを目的として
設定されており、具体的には数値解析手法の一つである
有限要素法などを適用したうえでの計算結果に基づいて
設定されることになっている。
加速度センサが具備してなる検出素子５を構成する圧電
セラミック板３，４の長手方向領域を中央部分３ａ，４
ａと端部分３ｂ，４ｂとに区分する境界線Ｌ０それぞれ
の位置は、加速度の作用に伴って各圧電セラミック板
３，４の中央部分３ａ，４ａ及び端部分３ｂ，４ｂに発
生する応力が引張または圧縮となる結果として加速度セ
ンサの検出感度が所要の設計値となることを目的として
設定されており、具体的には数値解析手法の一つである
有限要素法などを適用したうえでの計算結果に基づいて
設定されることになっている。
【０００７】しかしながら、このような手法に基づく境
界線Ｌ０を設定した際においても、製品のロットごとや
ロット内における圧電セラミック板３，４の材料が多少
なりとも相違していたり加工誤差が発生していたりする
ことがあるため、全ての加速度センサについて設計値を
満たす検出感度をもたせるのは困難であり、加速度セン
サのもつ検出感度がばらつくことになってしまう。すな
わち、ただ単に設計値に合致した検出感度を得るべく検
出素子５における境界線Ｌ０の位置を設定しておいたの
では、ある程度の幅が設けられた設計値の許容誤差範囲
をも越えた不良品が製造されてしまうことが避けられ
ず、多大な損失を生じることになる。
界線Ｌ０を設定した際においても、製品のロットごとや
ロット内における圧電セラミック板３，４の材料が多少
なりとも相違していたり加工誤差が発生していたりする
ことがあるため、全ての加速度センサについて設計値を
満たす検出感度をもたせるのは困難であり、加速度セン
サのもつ検出感度がばらつくことになってしまう。すな
わち、ただ単に設計値に合致した検出感度を得るべく検
出素子５における境界線Ｌ０の位置を設定しておいたの
では、ある程度の幅が設けられた設計値の許容誤差範囲
をも越えた不良品が製造されてしまうことが避けられ
ず、多大な損失を生じることになる。
【０００８】本発明は、このような不都合を解消すべく
創案されたものであり、予め定められた設計値の許容誤
差範囲内に対して検出感度が収まることになる加速度セ
ンサと、加速度センサのもつ検出感度を設計値の許容誤
差範囲内に対して確実に収めることができる加速度セン
サの製造方法とを提供するものである。
創案されたものであり、予め定められた設計値の許容誤
差範囲内に対して検出感度が収まることになる加速度セ
ンサと、加速度センサのもつ検出感度を設計値の許容誤
差範囲内に対して確実に収めることができる加速度セン
サの製造方法とを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる加速度セ
ンサは、長手方向領域が中央部分と端部分とに区分され
ており、かつ、これら中央部分及び端部分における分極
方向が相互に反転させられたバイモルフ型検出素子を具
備してなるものであって、バイモルフ型検出素子の長手
方向領域における自由長（Ｘ）と中央部分の全長（Ｙ）
との長さ比率（Ｙ／Ｘ）が、４４％から７３％の範囲内
とされていることを特徴とするものである。そして、こ
の際におけるバイモルフ型検出素子は、矩形平板状とさ
れたうえで長手方向領域が分極方向の反転した中央部分
及び端部分に区分されているとともに、その外側主表面
上には信号取出電極が形成され、かつ、その内側主表面
上には中間電極が形成された一対の圧電セラミック板か
ら構成されたものであるとともに、これらの圧電セラミ
ック板同士は互いの分極方向が逆向きとして対面させら
れたうえで中間電極を介して一体化接合されたものとな
っている。
ンサは、長手方向領域が中央部分と端部分とに区分され
ており、かつ、これら中央部分及び端部分における分極
方向が相互に反転させられたバイモルフ型検出素子を具
備してなるものであって、バイモルフ型検出素子の長手
方向領域における自由長（Ｘ）と中央部分の全長（Ｙ）
との長さ比率（Ｙ／Ｘ）が、４４％から７３％の範囲内
とされていることを特徴とするものである。そして、こ
の際におけるバイモルフ型検出素子は、矩形平板状とさ
れたうえで長手方向領域が分極方向の反転した中央部分
及び端部分に区分されているとともに、その外側主表面
上には信号取出電極が形成され、かつ、その内側主表面
上には中間電極が形成された一対の圧電セラミック板か
ら構成されたものであるとともに、これらの圧電セラミ
ック板同士は互いの分極方向が逆向きとして対面させら
れたうえで中間電極を介して一体化接合されたものとな
っている。
【００１０】一方、本発明にかかる加速度センサの製造
方法は、長手方向領域の中央部分と端部分とを区分する
境界線の位置を予め設定したうえでバイモルフ型検出素
子を作製した後、このバイモルフ型検出素子がケース体
の内部に組み込まれたサンプル品としての加速度センサ
を製造したうえで検出感度の測定を行う工程と、検出感
度の測定結果を考慮して境界線の位置を中央部分寄り若
しくは端部分寄りの位置に設定し直したうえでバイモル
フ型検出素子を作製する工程と、このバイモルフ型検出
素子がケース体の内部に組み込まれた加速度センサを製
造する工程とからなることを特徴としている。
方法は、長手方向領域の中央部分と端部分とを区分する
境界線の位置を予め設定したうえでバイモルフ型検出素
子を作製した後、このバイモルフ型検出素子がケース体
の内部に組み込まれたサンプル品としての加速度センサ
を製造したうえで検出感度の測定を行う工程と、検出感
度の測定結果を考慮して境界線の位置を中央部分寄り若
しくは端部分寄りの位置に設定し直したうえでバイモル
フ型検出素子を作製する工程と、このバイモルフ型検出
素子がケース体の内部に組み込まれた加速度センサを製
造する工程とからなることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１２】図１は本実施の形態にかかる加速度センサ
の構成を示す破断斜視図、図２はその製造途中状態を示
す説明図であり、これら図中の符号１０は検出素子、ま
た、１１，１２のそれぞれは圧電セラミック板を示して
いる。なお、この際における加速度センサの全体構成は
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３と互いに同一となる部品、部分については同一符
号を付している。
の構成を示す破断斜視図、図２はその製造途中状態を示
す説明図であり、これら図中の符号１０は検出素子、ま
た、１１，１２のそれぞれは圧電セラミック板を示して
いる。なお、この際における加速度センサの全体構成は
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３と互いに同一となる部品、部分については同一符
号を付している。
【００１３】本発明にかかる加速度センサは、図１で示
すように、矩形平板状とされたうえで主表面上に信号取
出電極１及び中間電極２が形成された一対の圧電セラミ
ック板１１，１２を具備しており、これら圧電セラミッ
ク板１１，１２の内側主表面上に形成された中間電極２
同士を対面接合してなる検出素子１０の長手方向に沿う
両端縁のみが側面視「コ」字状のケース体６でもって固
定支持されたものとなっている。そして、この検出素子
１０を構成する圧電セラミック板１１，１２それぞれの
長手方向領域は、後述する手順に従って位置決めしたう
えで設定された一対の境界線Ｌ１によって区分けされて
なる中央部分１１ａ，１２ａと端部分１１ｂ，１２ｂと
に区分されており、この際における中央部分１１ａ，１
２ａの全長Ｙは検出素子１０の長手方向領域における自
由長、つまり、ケース体６でもって固定支持された両端
縁を除いて検出素子１０が自由に撓み得る長さ領域であ
る自由長Ｘに対する長さ比率Ｙ／Ｘが４４％から７３％
の範囲内となるように設定されている。
すように、矩形平板状とされたうえで主表面上に信号取
出電極１及び中間電極２が形成された一対の圧電セラミ
ック板１１，１２を具備しており、これら圧電セラミッ
ク板１１，１２の内側主表面上に形成された中間電極２
同士を対面接合してなる検出素子１０の長手方向に沿う
両端縁のみが側面視「コ」字状のケース体６でもって固
定支持されたものとなっている。そして、この検出素子
１０を構成する圧電セラミック板１１，１２それぞれの
長手方向領域は、後述する手順に従って位置決めしたう
えで設定された一対の境界線Ｌ１によって区分けされて
なる中央部分１１ａ，１２ａと端部分１１ｂ，１２ｂと
に区分されており、この際における中央部分１１ａ，１
２ａの全長Ｙは検出素子１０の長手方向領域における自
由長、つまり、ケース体６でもって固定支持された両端
縁を除いて検出素子１０が自由に撓み得る長さ領域であ
る自由長Ｘに対する長さ比率Ｙ／Ｘが４４％から７３％
の範囲内となるように設定されている。
【００１４】すなわち、例えば、検出素子１０を構成す
る圧電セラミック板１１，１２それぞれの長手方向領域
の全長が６．４ｍｍ、厚みが０．１２ｍｍであり、検出
素子１０の長手方向領域における自由長Ｘが５．４ｍｍ
である場合における中央部分１１ａ，１２ａの全長Ｙは
２．４ｍｍ（Ｙ／Ｘ≒４４．４％）から３．９ｍｍ（Ｙ
／Ｘ≒７２．２％）の範囲内として設定されている。そ
して、これらの加速度センサについて発明者らが調査し
てみたところ、いずれの加速度センサが有する検出感度
も予め定められた設計値の許容誤差範囲である１．９５
〜２．２５ｍＶ／Ｇに収まることが確認されている。
る圧電セラミック板１１，１２それぞれの長手方向領域
の全長が６．４ｍｍ、厚みが０．１２ｍｍであり、検出
素子１０の長手方向領域における自由長Ｘが５．４ｍｍ
である場合における中央部分１１ａ，１２ａの全長Ｙは
２．４ｍｍ（Ｙ／Ｘ≒４４．４％）から３．９ｍｍ（Ｙ
／Ｘ≒７２．２％）の範囲内として設定されている。そ
して、これらの加速度センサについて発明者らが調査し
てみたところ、いずれの加速度センサが有する検出感度
も予め定められた設計値の許容誤差範囲である１．９５
〜２．２５ｍＶ／Ｇに収まることが確認されている。
【００１５】また、この検出素子１０を構成する圧電セ
ラミック板１１，１２それぞれの中央部分１１ａ，１２
ａと端部分１１ｂ，１２ｂとは板厚方向に沿いつつ互い
に反転した分極方向Ａ，ＢとＣ，Ｄとのそれぞれに沿っ
て分極処理された後、中央部分１１ａ，１２ａと端部分
１１ｂ，１２ｂとにおける分極方向Ａ，Ｃ及びＢ，Ｄの
それぞれが逆向きとしたうえで一体化接合されたものと
なっている。つまり、ここでの検出素子１０を構成する
圧電セラミック板１１，１２における中央部分１１ａ，
１２ａ同士の分極方向Ａ及びＣは互いに近ずきあう内向
きとされている一方、その端部分１１ｂ，１２ｂ同士の
分極方向Ｂ及びＤは互いに遠ざかる外向きとされてお
り、各圧電セラミック板１１，１２の外側主表面上に形
成された信号取出電極１の各々はケース体６の互いに異
なる端面ごとに形成された外部引出電極７，８の各々と
導通している。なお、圧電セラミック板１１，１２にお
ける各部分１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂの分極方向
が上記とは逆向きの場合もあり、このような構成であっ
てもよいことは勿論である。
ラミック板１１，１２それぞれの中央部分１１ａ，１２
ａと端部分１１ｂ，１２ｂとは板厚方向に沿いつつ互い
に反転した分極方向Ａ，ＢとＣ，Ｄとのそれぞれに沿っ
て分極処理された後、中央部分１１ａ，１２ａと端部分
１１ｂ，１２ｂとにおける分極方向Ａ，Ｃ及びＢ，Ｄの
それぞれが逆向きとしたうえで一体化接合されたものと
なっている。つまり、ここでの検出素子１０を構成する
圧電セラミック板１１，１２における中央部分１１ａ，
１２ａ同士の分極方向Ａ及びＣは互いに近ずきあう内向
きとされている一方、その端部分１１ｂ，１２ｂ同士の
分極方向Ｂ及びＤは互いに遠ざかる外向きとされてお
り、各圧電セラミック板１１，１２の外側主表面上に形
成された信号取出電極１の各々はケース体６の互いに異
なる端面ごとに形成された外部引出電極７，８の各々と
導通している。なお、圧電セラミック板１１，１２にお
ける各部分１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂの分極方向
が上記とは逆向きの場合もあり、このような構成であっ
てもよいことは勿論である。
【００１６】ところで、図１で示した構成を有する加速
度センサは、本発明にかかる製造方法を採用したうえ
で、つまり、以下に示すような手順に従って製造された
ものである。そして、この際においては、まず最初に、
サンプル品となる加速度センサを製造することが行われ
る。
度センサは、本発明にかかる製造方法を採用したうえ
で、つまり、以下に示すような手順に従って製造された
ものである。そして、この際においては、まず最初に、
サンプル品となる加速度センサを製造することが行われ
る。
【００１７】すなわち、まず、サンプル品の製造時に
は、製品のロットごとやロット内のうちから、分極処理
が未実施の状態にある一対の圧電セラミック板、つま
り、従来例における圧電セラミック板３，４となるべき
圧電セラミック板を選択した後、有限要素法などを適用
したうえでの計算結果に基づいて圧電セラミック板３，
４それぞれの長手方向領域を３つの部分に区分するため
の境界線Ｌ０を位置決めして設定する。そして、図２で
示すように、一対の境界線Ｌ０によって区分けされた各
圧電セラミック板３，４の中央部分３ａ，４ａ及び端部
分３ｂ，４ｂの各々と対応した大きさを有するマスクパ
ターンを用意し、かつ、これらのマスクパターンを用い
たうえで各圧電セラミック板３，４の外側主表面上に分
極用電極１３を形成する。引き続き、圧電セラミック板
３，４それぞれの内側主表面上に中間電極２を形成し、
かつ、これらの電極を利用したうえで高電圧を印加する
ことによって圧電セラミック板３，４における長手方向
領域の中央部分３ａ，４ａ及び端部分３ｂ，４ｂの分極
方向が互いに反転していることになる分極処理を実行す
る。なお、ここでの図２は、圧電セラミック板３のみを
図示したものである。
は、製品のロットごとやロット内のうちから、分極処理
が未実施の状態にある一対の圧電セラミック板、つま
り、従来例における圧電セラミック板３，４となるべき
圧電セラミック板を選択した後、有限要素法などを適用
したうえでの計算結果に基づいて圧電セラミック板３，
４それぞれの長手方向領域を３つの部分に区分するため
の境界線Ｌ０を位置決めして設定する。そして、図２で
示すように、一対の境界線Ｌ０によって区分けされた各
圧電セラミック板３，４の中央部分３ａ，４ａ及び端部
分３ｂ，４ｂの各々と対応した大きさを有するマスクパ
ターンを用意し、かつ、これらのマスクパターンを用い
たうえで各圧電セラミック板３，４の外側主表面上に分
極用電極１３を形成する。引き続き、圧電セラミック板
３，４それぞれの内側主表面上に中間電極２を形成し、
かつ、これらの電極を利用したうえで高電圧を印加する
ことによって圧電セラミック板３，４における長手方向
領域の中央部分３ａ，４ａ及び端部分３ｂ，４ｂの分極
方向が互いに反転していることになる分極処理を実行す
る。なお、ここでの図２は、圧電セラミック板３のみを
図示したものである。
【００１８】さらに、分極処理が施された圧電セラミッ
ク板３，４の外側主表面上に形成されている分極用電極
１３上に信号取出電極１を積層して形成した後、これら
の圧電セラミック板３，４の内側主表面上に形成された
中間電極２同士を対面接合することによって一体化され
た検出素子５を作製する。引き続き、検出素子５の長手
方向に沿う両端縁のみをケース体６でもって固定支持
し、かつ、圧電セラミック板３，４それぞれの外側主表
面上に形成された信号取出電極１の各々をケース体６の
互いに異なる端面ごとに形成された外部引出電極７，８
の各々と導通させると、検出素子５がケース体６の内部
に組み込まれた加速度センサ、つまり、図３で示した従
来例と同様の構成を有する加速度センサがサンプル品と
して製造されたことになる。
ク板３，４の外側主表面上に形成されている分極用電極
１３上に信号取出電極１を積層して形成した後、これら
の圧電セラミック板３，４の内側主表面上に形成された
中間電極２同士を対面接合することによって一体化され
た検出素子５を作製する。引き続き、検出素子５の長手
方向に沿う両端縁のみをケース体６でもって固定支持
し、かつ、圧電セラミック板３，４それぞれの外側主表
面上に形成された信号取出電極１の各々をケース体６の
互いに異なる端面ごとに形成された外部引出電極７，８
の各々と導通させると、検出素子５がケース体６の内部
に組み込まれた加速度センサ、つまり、図３で示した従
来例と同様の構成を有する加速度センサがサンプル品と
して製造されたことになる。
【００１９】そして、サンプル品として製造された加速
度センサの複数個が有する検出感度をそれぞれ測定して
みると、これらサンプル品における検出感度のばらつき
状態が明らかとなり、製品のロットごとやロット内にお
ける圧電セラミック板の材料状態及び加工誤差の状態を
把握することが可能となる。そこで、これらのサンプル
品によって得られた検出感度の測定結果を考慮したう
え、新たに作製が開始される検出素子１０のそれぞれを
構成する圧電セラミック板１１，１２における長手方向
領域の中央部分１１ａ，１２ａ及び端部分１１ｂ，１２
ｂを区分するために設定される境界線Ｌ１の位置を中央
部分１１ａ，１２ａ寄り若しくは端部分１１ｂ，１２ｂ
寄りの位置へと設定し直すことを行う。
度センサの複数個が有する検出感度をそれぞれ測定して
みると、これらサンプル品における検出感度のばらつき
状態が明らかとなり、製品のロットごとやロット内にお
ける圧電セラミック板の材料状態及び加工誤差の状態を
把握することが可能となる。そこで、これらのサンプル
品によって得られた検出感度の測定結果を考慮したう
え、新たに作製が開始される検出素子１０のそれぞれを
構成する圧電セラミック板１１，１２における長手方向
領域の中央部分１１ａ，１２ａ及び端部分１１ｂ，１２
ｂを区分するために設定される境界線Ｌ１の位置を中央
部分１１ａ，１２ａ寄り若しくは端部分１１ｂ，１２ｂ
寄りの位置へと設定し直すことを行う。
【００２０】すなわち、この際には、サンプル品におけ
る検出感度が高め傾向として現れていれば、境界線Ｌ１
の位置を中央部分１１ａ，１２ａ寄りへと設定し直すこ
とによって加速度センサの検出感度が低くなるよう調整
することが行われる一方、サンプル品における検出感度
が低め傾向として現れていれば、境界線Ｌ１の位置を端
部分１１ｂ，１２ｂ寄りへと設定し直すことによって加
速度センサの検出感度が高くなるように調整することが
行われる。
る検出感度が高め傾向として現れていれば、境界線Ｌ１
の位置を中央部分１１ａ，１２ａ寄りへと設定し直すこ
とによって加速度センサの検出感度が低くなるよう調整
することが行われる一方、サンプル品における検出感度
が低め傾向として現れていれば、境界線Ｌ１の位置を端
部分１１ｂ，１２ｂ寄りへと設定し直すことによって加
速度センサの検出感度が高くなるように調整することが
行われる。
【００２１】引き続き、図２で示すように、製品のロッ
トごとやロット内から取り出されて一対の境界線Ｌ１が
新たに設定し直された圧電セラミック板１１，１２の中
央部分１１ａ，１２ａ及び端部分１１ｂ，１２ｂの各々
と対応した大きさを有するマスクパターンを用意し、か
つ、これらのマスクパターンを用いたうえで各圧電セラ
ミック板１１，１２の外側主表面上に分極用電極１３の
それぞれを形成する。そして、各圧電セラミック板１
１，１２の内側主表面上に中間電極２を形成した後、こ
れらの分極用電極１３及び中間電極２を利用したうえで
高電圧を印加することによって圧電セラミック板１１，
１２における長手方向領域の中央部分１１ａ，１２ａ及
び端部分１１ｂ，１２ｂの分極方向が互いに反転してい
ることになる分極処理を実行する。なお、この図２にお
いては、一方側の圧電セラミック板１１のみを図示して
いる。
トごとやロット内から取り出されて一対の境界線Ｌ１が
新たに設定し直された圧電セラミック板１１，１２の中
央部分１１ａ，１２ａ及び端部分１１ｂ，１２ｂの各々
と対応した大きさを有するマスクパターンを用意し、か
つ、これらのマスクパターンを用いたうえで各圧電セラ
ミック板１１，１２の外側主表面上に分極用電極１３の
それぞれを形成する。そして、各圧電セラミック板１
１，１２の内側主表面上に中間電極２を形成した後、こ
れらの分極用電極１３及び中間電極２を利用したうえで
高電圧を印加することによって圧電セラミック板１１，
１２における長手方向領域の中央部分１１ａ，１２ａ及
び端部分１１ｂ，１２ｂの分極方向が互いに反転してい
ることになる分極処理を実行する。なお、この図２にお
いては、一方側の圧電セラミック板１１のみを図示して
いる。
【００２２】その後、これら圧電セラミック板１１，１
２の外側主表面上に形成されている分極用電極１３上
に、信号取出電極１を積層して形成することを行う。な
お、ここでは、圧電セラミック板１１，１２の外側主表
面上に分極用電極１３を形成することを行っているが、
例えば、各圧電セラミック板１１，１２の外側主表面上
に一体となった信号取出電極１を形成し、かつ、内側主
表面上の中間電極２を各部分１１ａ，１２ａ，１１ｂ，
１２ｂごとに対応する状態で分割形成しておくことも可
能であり、このことはサンプル品の製造時においても同
様である。
２の外側主表面上に形成されている分極用電極１３上
に、信号取出電極１を積層して形成することを行う。な
お、ここでは、圧電セラミック板１１，１２の外側主表
面上に分極用電極１３を形成することを行っているが、
例えば、各圧電セラミック板１１，１２の外側主表面上
に一体となった信号取出電極１を形成し、かつ、内側主
表面上の中間電極２を各部分１１ａ，１２ａ，１１ｂ，
１２ｂごとに対応する状態で分割形成しておくことも可
能であり、このことはサンプル品の製造時においても同
様である。
【００２３】さらに、圧電セラミック板１１，１２の内
側主表面上に形成された中間電極２同士を対面接合する
ことによって一体化された検出素子１０を作製した後、
この検出素子１０の長手方向に沿う両端縁のみをケース
体６でもって固定支持し、かつ、各圧電セラミック板１
１，１２の外側主表面上に形成された信号取出電極１の
それぞれをケース体６の互いに異なる端面ごとに形成さ
れた外部引出電極７，８の各々と導通させると、検出素
子１０がケース体６の内部に組み込まれてなる図１で示
した構成を有する加速度センサが製造されたことにな
る。なお、本実施の形態に係る加速度センサに対して加
速度が作用した場合にも、従来例同様、検出素子１０を
構成する圧電セラミック板１１，１２それぞれの中央部
分１１ａ，１２ａ及び端部分１１ｂ，１２ｂが慣性力の
作用によって変形し、これらの部分１１ａ，１２ａ，１
１ｂ，１２ｂそれぞれに引張応力若しくは圧縮応力が生
じる結果、各々の分極方向Ａ〜Ｄと引張または圧縮応力
との相乗効果によって電荷発生量が増大することになっ
ている。
側主表面上に形成された中間電極２同士を対面接合する
ことによって一体化された検出素子１０を作製した後、
この検出素子１０の長手方向に沿う両端縁のみをケース
体６でもって固定支持し、かつ、各圧電セラミック板１
１，１２の外側主表面上に形成された信号取出電極１の
それぞれをケース体６の互いに異なる端面ごとに形成さ
れた外部引出電極７，８の各々と導通させると、検出素
子１０がケース体６の内部に組み込まれてなる図１で示
した構成を有する加速度センサが製造されたことにな
る。なお、本実施の形態に係る加速度センサに対して加
速度が作用した場合にも、従来例同様、検出素子１０を
構成する圧電セラミック板１１，１２それぞれの中央部
分１１ａ，１２ａ及び端部分１１ｂ，１２ｂが慣性力の
作用によって変形し、これらの部分１１ａ，１２ａ，１
１ｂ，１２ｂそれぞれに引張応力若しくは圧縮応力が生
じる結果、各々の分極方向Ａ〜Ｄと引張または圧縮応力
との相乗効果によって電荷発生量が増大することになっ
ている。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる加
速度センサの有する検出感度は、製品のロットごとやロ
ット内における圧電セラミック板材料の相違や加工誤差
があったとしても、これらの悪影響を受けることなく、
予め定められた設計値の許容誤差範囲内に収まってい
る。そこで、設計値の許容誤差範囲をも越えた不良品が
製造されることがなくなり、損失が生じることをなくす
ことができるという効果が得られる。また、本発明の製
造方法によれば、加速度センサのもつ検出感度を設計値
の許容誤差範囲内に対して確実に収めることができるこ
とになる。
速度センサの有する検出感度は、製品のロットごとやロ
ット内における圧電セラミック板材料の相違や加工誤差
があったとしても、これらの悪影響を受けることなく、
予め定められた設計値の許容誤差範囲内に収まってい
る。そこで、設計値の許容誤差範囲をも越えた不良品が
製造されることがなくなり、損失が生じることをなくす
ことができるという効果が得られる。また、本発明の製
造方法によれば、加速度センサのもつ検出感度を設計値
の許容誤差範囲内に対して確実に収めることができるこ
とになる。
【図１】本実施の形態にかかる加速度センサの構成を示
す破断斜視図である。
す破断斜視図である。
【図２】その製造途中状態を示す説明図である。
【図３】従来形態にかかる加速度センサの構成を示す破
断斜視図である。
断斜視図である。
１０ 検出素子（バイモルフ型検出素子） １１ 圧電セラミック板 １１ａ 中央部分 １１ｂ 端部分 １２ 圧電セラミック板 １２ａ 中央部分 １２ｂ 端部分 Ｘ 検出素子の長手方向領域における自由長 Ｙ 中央部分の全長 Ｙ／Ｘ 長さ比率
Claims (3)
- 【請求項１】長手方向領域が中央部分と端部分とに区分
されており、かつ、これら中央部分及び端部分における
分極方向が相互に反転させられたバイモルフ型検出素子
を具備してなる加速度センサであって、 バイモルフ型検出素子の長手方向領域における自由長
（Ｘ）と中央部分の全長（Ｙ）との長さ比率（Ｙ／Ｘ）
が、４４％から７３％の範囲内とされていることを特徴
とする加速度センサ。 - 【請求項２】請求項１に記載された加速度センサであっ
て、 バイモルフ型検出素子は、矩形平板状とされたうえで長
手方向領域が分極方向の反転した中央部分及び端部分に
区分されているとともに、その外側主表面上には信号取
出電極が形成され、かつ、その内側主表面上には中間電
極が形成された一対の圧電セラミック板から構成された
ものであるとともに、これらの圧電セラミック板同士は
互いの分極方向が逆向きとして対面させられたうえで中
間電極を介して一体化接合されたものであることを特徴
とする加速度センサ。 - 【請求項３】長手方向領域が分極方向の反転した中央部
分と端部分とに区分されたバイモルフ型検出素子を具備
してなる加速度センサの製造方法であって、 長手方向領域の中央部分と端部分とを区分する境界線の
位置を予め設定したうえでバイモルフ型検出素子を作製
した後、このバイモルフ型検出素子がケース体の内部に
組み込まれたサンプル品としての加速度センサを製造し
たうえで検出感度の測定を行う工程と、 検出感度の測定結果を考慮して境界線の位置を中央部分
寄り若しくは端部分寄りの位置に設定し直したうえでバ
イモルフ型検出素子を作製する工程と、 このバイモルフ型検出素子がケース体の内部に組み込ま
れた加速度センサを製造する工程とからなることを特徴
とする加速度センサの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07601596A JP3183158B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 加速度センサ及びその製造方法 |
| DE19712789A DE19712789C2 (de) | 1996-03-29 | 1997-03-26 | Verfahren zum Herstellen eines Produktionsbeschleunigungssensors |
| TW086103828A TW326497B (en) | 1996-03-29 | 1997-03-26 | The acceleration sensor and its manufacturing method |
| SG1997001001A SG50014A1 (en) | 1996-03-29 | 1997-03-27 | Acceleration sensor and manufacturing method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07601596A JP3183158B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 加速度センサ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09264902A true JPH09264902A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3183158B2 JP3183158B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=13593007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07601596A Expired - Lifetime JP3183158B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 加速度センサ及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3183158B2 (ja) |
| DE (1) | DE19712789C2 (ja) |
| SG (1) | SG50014A1 (ja) |
| TW (1) | TW326497B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006308359A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Kyocera Kinseki Corp | 慣性センサ素子及び慣性センサ素子の製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102937137B (zh) * | 2012-11-20 | 2015-01-14 | 浙江大学 | 压电发电滚动轴承单元 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2780594B2 (ja) * | 1993-03-19 | 1998-07-30 | 株式会社村田製作所 | 加速度センサ |
| EP0616221B1 (en) * | 1993-03-19 | 1998-11-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acceleration sensor |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP07601596A patent/JP3183158B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-03-26 DE DE19712789A patent/DE19712789C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-26 TW TW086103828A patent/TW326497B/zh not_active IP Right Cessation
- 1997-03-27 SG SG1997001001A patent/SG50014A1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006308359A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Kyocera Kinseki Corp | 慣性センサ素子及び慣性センサ素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SG50014A1 (en) | 1998-06-15 |
| TW326497B (en) | 1998-02-11 |
| DE19712789C2 (de) | 2002-08-29 |
| JP3183158B2 (ja) | 2001-07-03 |
| DE19712789A1 (de) | 1997-11-06 |
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Legal Events
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