JPH1010150A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
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- JPH1010150A JPH1010150A JP8164200A JP16420096A JPH1010150A JP H1010150 A JPH1010150 A JP H1010150A JP 8164200 A JP8164200 A JP 8164200A JP 16420096 A JP16420096 A JP 16420096A JP H1010150 A JPH1010150 A JP H1010150A
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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
- G01P2015/0805—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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/084—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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass the mass being suspended at more than one of its sides, e.g. membrane-type suspension, so as to permit multi-axis movement of the mass
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 １軸方向だけでなく、互いに直交する３軸方
向における加速度を検知できる加速度センサを提供す
る。 【解決手段】 固定電極１と、両端部が固定されて所定
間隔を設け空気を介して固定電極１に対面した可動電極
２と、可動電極２に固着されて電荷を保持した電荷保持
面３１が固定電極１に対面するエレクトレット膜３と、
加速度印加時に可動電極２に変位を与えるよう固定電極
１の反対側に設けられた重り４と、を備え、固定電極１
と可動電極２との間の静電容量変化を測定して加速度を
検知する加速度センサであって、前記電荷保持面３１が
対面する固定電極１は、前記重り４の重心の投影位置を
交点として互いに直交する直交軸に沿って分割された構
成にしてある。
向における加速度を検知できる加速度センサを提供す
る。 【解決手段】 固定電極１と、両端部が固定されて所定
間隔を設け空気を介して固定電極１に対面した可動電極
２と、可動電極２に固着されて電荷を保持した電荷保持
面３１が固定電極１に対面するエレクトレット膜３と、
加速度印加時に可動電極２に変位を与えるよう固定電極
１の反対側に設けられた重り４と、を備え、固定電極１
と可動電極２との間の静電容量変化を測定して加速度を
検知する加速度センサであって、前記電荷保持面３１が
対面する固定電極１は、前記重り４の重心の投影位置を
交点として互いに直交する直交軸に沿って分割された構
成にしてある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、互いに対面した固
定電極及び可動電極との間の静電容量変化を測定して、
加速度を検知する加速度センサに関するものである。
定電極及び可動電極との間の静電容量変化を測定して、
加速度を検知する加速度センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の加速度センサとして、図
８に示す構成のものが存在する。このものは、固定され
た第１電極Ａと、両端部が固定されて空気を介して第１
電極に対面した第２電極Ｂと、第１電極Ａと第２電極Ｂ
との間に設けられて、電荷を保持した電荷保持面Ｃ１が
所定間隔Ｃ２を有して第２電極Ｂに対面したエレクトレ
ット膜Ｃと、加速度印加時にエレクトレット膜Ｃに変位
を与えるよう第２電極Ｂの反対側へ設けられた重りＤ
と、を備えている。ただしこのものは、電荷保持面Ｃ１
と対面した第２電極Ｂが分割されていない。
８に示す構成のものが存在する。このものは、固定され
た第１電極Ａと、両端部が固定されて空気を介して第１
電極に対面した第２電極Ｂと、第１電極Ａと第２電極Ｂ
との間に設けられて、電荷を保持した電荷保持面Ｃ１が
所定間隔Ｃ２を有して第２電極Ｂに対面したエレクトレ
ット膜Ｃと、加速度印加時にエレクトレット膜Ｃに変位
を与えるよう第２電極Ｂの反対側へ設けられた重りＤ
と、を備えている。ただしこのものは、電荷保持面Ｃ１
と対面した第２電極Ｂが分割されていない。
【０００３】さらに詳しくは、エレクトレット膜Ｃは、
電荷保持面Ｃ１がエレクトレット化された高分子フィル
ムにより形成されて、その電荷保持面Ｃ１が所定間隔Ｃ
２を設けて一定の比誘電率を有する空気を介して板状の
第２電極Ｂに対面している。また、導電薄膜が電荷保持
面Ｃ１の反対面に形成されて、第１電極Ａと電気的に接
続されている。
電荷保持面Ｃ１がエレクトレット化された高分子フィル
ムにより形成されて、その電荷保持面Ｃ１が所定間隔Ｃ
２を設けて一定の比誘電率を有する空気を介して板状の
第２電極Ｂに対面している。また、導電薄膜が電荷保持
面Ｃ１の反対面に形成されて、第１電極Ａと電気的に接
続されている。
【０００４】ここで、エレクトレット膜Ｃの電荷保持面
Ｃ１に対する直交方向の加速度が印加されると、エレク
トレット膜Ｃは重りＤの自重の慣性力でもって変位が与
えられて、電荷保持面Ｃ１と第２電極Ｂとの距離が変動
する。その変動に伴って、エレクトレット膜Ｃと第２電
極Ｂとの間の静電容量が変化して、その間に発生する電
圧を測定することでもって加速度を検知する。
Ｃ１に対する直交方向の加速度が印加されると、エレク
トレット膜Ｃは重りＤの自重の慣性力でもって変位が与
えられて、電荷保持面Ｃ１と第２電極Ｂとの距離が変動
する。その変動に伴って、エレクトレット膜Ｃと第２電
極Ｂとの間の静電容量が変化して、その間に発生する電
圧を測定することでもって加速度を検知する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の加速度
センサでは、電荷保持面Ｃ１に対する直交方向の加速度
が印加されるとエレクトレット膜Ｃが変位して、そのエ
レクトレット膜Ｃと第２電極Ｂとの間の静電容量の変化
を測定して加速度を検知できる。
センサでは、電荷保持面Ｃ１に対する直交方向の加速度
が印加されるとエレクトレット膜Ｃが変位して、そのエ
レクトレット膜Ｃと第２電極Ｂとの間の静電容量の変化
を測定して加速度を検知できる。
【０００６】しかしながら、定量的に検知できる加速度
の方向が、エレクトレット膜Ｃの電荷保持面Ｃ１に対す
る直交方向だけであって、つまり１軸方向のみの検知に
限定されていた。
の方向が、エレクトレット膜Ｃの電荷保持面Ｃ１に対す
る直交方向だけであって、つまり１軸方向のみの検知に
限定されていた。
【０００７】本発明は、上記事由に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、１軸方向だけでなく、互
いに直交する３軸方向における加速度を検知できる加速
度センサを提供することにある。
で、その目的とするところは、１軸方向だけでなく、互
いに直交する３軸方向における加速度を検知できる加速
度センサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項１記載のものは、端部が固定された固定
電極と、両端部が固定されて所定間隔を設け空気を介し
て固定電極に対面した可動電極と、固定電極又は可動電
極のいずれか一方の電極に固着されて電荷を保持した電
荷保持面が他方の電極に対面するエレクトレット膜と、
加速度印加時に可動電極に変位を与えるよう固定電極の
反対側に設けられた重りとを備え、固定電極と可動電極
との間の静電容量変化を測定して加速度を検知する加速
度センサであって、前記電荷保持面が対面する他方の電
極は、前記重りの重心の投影位置を交点として互いに直
交する直交軸に沿って分割された構成にしてある。
ために、請求項１記載のものは、端部が固定された固定
電極と、両端部が固定されて所定間隔を設け空気を介し
て固定電極に対面した可動電極と、固定電極又は可動電
極のいずれか一方の電極に固着されて電荷を保持した電
荷保持面が他方の電極に対面するエレクトレット膜と、
加速度印加時に可動電極に変位を与えるよう固定電極の
反対側に設けられた重りとを備え、固定電極と可動電極
との間の静電容量変化を測定して加速度を検知する加速
度センサであって、前記電荷保持面が対面する他方の電
極は、前記重りの重心の投影位置を交点として互いに直
交する直交軸に沿って分割された構成にしてある。
【０００９】請求項２記載のものは、請求項１記載のも
のにおいて、前記エレクトレット膜は、前記可動電極に
固着された構成にしてある。
のにおいて、前記エレクトレット膜は、前記可動電極に
固着された構成にしてある。
【００１０】請求項３記載のものは、請求項１記載のも
のにおいて、前記重りは、前記可動電極に部分的に結合
して取付けられる取付部が前記重りの重心の前記可動電
極への投影位置に突出して設けられた構成にしてある。
のにおいて、前記重りは、前記可動電極に部分的に結合
して取付けられる取付部が前記重りの重心の前記可動電
極への投影位置に突出して設けられた構成にしてある。
【００１１】請求項４記載のものは、請求項１記載のも
のにおいて、前記エレクトレット膜は前記固定電極に固
着されたものであって、前記重りは変位膜を介して前記
可動電極に変位を与える構成にしてある。
のにおいて、前記エレクトレット膜は前記固定電極に固
着されたものであって、前記重りは変位膜を介して前記
可動電極に変位を与える構成にしてある。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態を図１乃至
図５に基づいて以下に説明する。
図５に基づいて以下に説明する。
【００１３】１は固定電極で、金属により、略円形で薄
板状に形成され、樹脂又はセラミックからなる絶縁体１
１の一面に形成されて、円形の略中心位置を交点として
互いに直交する直交軸に沿って設けられた切り欠き部１
２でもって分割されて、４個のそれぞれ独立した分割電
極１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを形成して、絶縁体１１とと
もに両端部がベース（図示せず）に固定されている。こ
のものについては、詳しく後述する。
板状に形成され、樹脂又はセラミックからなる絶縁体１
１の一面に形成されて、円形の略中心位置を交点として
互いに直交する直交軸に沿って設けられた切り欠き部１
２でもって分割されて、４個のそれぞれ独立した分割電
極１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを形成して、絶縁体１１とと
もに両端部がベース（図示せず）に固定されている。こ
のものについては、詳しく後述する。
【００１４】２は可動電極で、金属により、略円形で薄
板状に形成され、両端部がベースに固定されて、所定間
隔を設け空気を介して固定電極１に対面している。
板状に形成され、両端部がベースに固定されて、所定間
隔を設け空気を介して固定電極１に対面している。
【００１５】３はエレクトレット膜で、高分子フィルム
により、略円形で薄板状に形成され、エレクトレット化
されて電荷を保持した電荷保持面３１が一面に形成され
て、固定電極１と可動電極２との間に位置して電荷保持
面３１が固定電極１に対面した状態で、可動電極２に固
着されている。
により、略円形で薄板状に形成され、エレクトレット化
されて電荷を保持した電荷保持面３１が一面に形成され
て、固定電極１と可動電極２との間に位置して電荷保持
面３１が固定電極１に対面した状態で、可動電極２に固
着されている。
【００１６】４は重りで、金属により、重心を有して略
直方体状で、一面から突出した取付部４１が設けられ、
一面側全体ではなく部分的に取付面４１ａで可動電極２
に取付けられて、加速度印加時に可動電極２に変位を与
えるよう固定電極１の反対側に設けられている。また、
取付部４１が重心の可動電極２への投影位置に位置する
よう設けられている。
直方体状で、一面から突出した取付部４１が設けられ、
一面側全体ではなく部分的に取付面４１ａで可動電極２
に取付けられて、加速度印加時に可動電極２に変位を与
えるよう固定電極１の反対側に設けられている。また、
取付部４１が重心の可動電極２への投影位置に位置する
よう設けられている。
【００１７】ここで、固定電極１は、エレクトレット膜
３の電荷保持面３１が対面して、重り４の重心の投影位
置と円形の略中心位置とが同一であって、その位置を交
点として互いに直交する直交軸に沿って４分割されてい
る。
３の電荷保持面３１が対面して、重り４の重心の投影位
置と円形の略中心位置とが同一であって、その位置を交
点として互いに直交する直交軸に沿って４分割されてい
る。
【００１８】このものの動作を説明する。電荷保持面３
１にて互いに直交する２軸方向における一軸の加速度ａ
１が印加されると、図３に示すように、力Ｆ１が重り４
に作用しその重り４が自重の慣性でもって重心を中心と
して可動する。重り４が可動すると可動電極２に変位を
与え、その可動電極２に固着されたエレクトレット膜３
は、重り４の重心の投影位置を中心として両側が、固定
電極１側及びその反対側へそれぞれ変位する。変位する
と、固定電極１の各分割電極１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの
うち１ｂ及び１ｄと可動電極２との間の静電容量が増加
する一方、分割電極１ａ及び１ｃと可動電極２との間の
静電容量が減少して、分割電極１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
間で独立して容量変化が起こり、それぞれから出力電圧
が得られる。
１にて互いに直交する２軸方向における一軸の加速度ａ
１が印加されると、図３に示すように、力Ｆ１が重り４
に作用しその重り４が自重の慣性でもって重心を中心と
して可動する。重り４が可動すると可動電極２に変位を
与え、その可動電極２に固着されたエレクトレット膜３
は、重り４の重心の投影位置を中心として両側が、固定
電極１側及びその反対側へそれぞれ変位する。変位する
と、固定電極１の各分割電極１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの
うち１ｂ及び１ｄと可動電極２との間の静電容量が増加
する一方、分割電極１ａ及び１ｃと可動電極２との間の
静電容量が減少して、分割電極１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
間で独立して容量変化が起こり、それぞれから出力電圧
が得られる。
【００１９】分割電極１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄから測定
された出力電圧をそれぞれＶａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄとす
ると、Ｖｂ−Ｖａ及びＶｄ−Ｖｃをそれぞれ求めて加速
度を検知する。また、互いに直交する２軸方向における
他軸の加速度であっても同様であって、Ｖａ−Ｖｃ及び
Ｖｂ−Ｖｄををそれぞれ求めて加速度を検知する。
された出力電圧をそれぞれＶａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄとす
ると、Ｖｂ−Ｖａ及びＶｄ−Ｖｃをそれぞれ求めて加速
度を検知する。また、互いに直交する２軸方向における
他軸の加速度であっても同様であって、Ｖａ−Ｖｃ及び
Ｖｂ−Ｖｄををそれぞれ求めて加速度を検知する。
【００２０】また、重り４が取付面積の小さい取付面４
１ａで可動電極２に結合されて変位を与えるので、エレ
クトレット膜３は、重り４の重心の投影位置を中心とし
て両側が、固定電極１側及びその反対側へそれぞれ大き
く変位して、つまり変位量が大きくなって静電容量の変
化率が大きくなる。
１ａで可動電極２に結合されて変位を与えるので、エレ
クトレット膜３は、重り４の重心の投影位置を中心とし
て両側が、固定電極１側及びその反対側へそれぞれ大き
く変位して、つまり変位量が大きくなって静電容量の変
化率が大きくなる。
【００２１】電荷保持面３１に対する直交方向の、つま
り上記した２軸方向に対する直交方向の加速度ａ２が印
加されると、図４に示すように、力Ｆ２が重り４に作用
し、重り４が自重の慣性でもってその加速度方向へ可動
する。可動電極２に固着されたエレクトレット膜３は、
重り４の重心の投影位置を中心として両側が、固定電極
１側へそれぞれ変位する。変位すると、各分割電極１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ及び可動電極２との間の静電容量
が増加して容量変化が起こり、出力電圧が得られる。
り上記した２軸方向に対する直交方向の加速度ａ２が印
加されると、図４に示すように、力Ｆ２が重り４に作用
し、重り４が自重の慣性でもってその加速度方向へ可動
する。可動電極２に固着されたエレクトレット膜３は、
重り４の重心の投影位置を中心として両側が、固定電極
１側へそれぞれ変位する。変位すると、各分割電極１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ及び可動電極２との間の静電容量
が増加して容量変化が起こり、出力電圧が得られる。
【００２２】かかる第１実施形態の加速度センサにあっ
ては、上記したように、固定電極１又は可動電極２のう
ち電荷保持面３１と対面した固定電極１が、互いに直交
する直交軸に沿って分割されて各直交軸の交点が重り４
の重心の投影位置に位置しているから、互いに直交する
２軸方向における加速度が印加されて重り４が重心を中
心として可動すると、重り４の重心の投影位置を中心と
して可動電極２の両側が固定電極１側及びその反対側へ
それぞれ変位して、分割された固定電極１と可動電極２
との間の静電容量がそれぞれ独立して変化して、互いに
直交する２軸方向の加速度を定量的に測定できる。ま
た、２軸方向に対して直交する方向の加速度が印加され
ると、可動電極２が固定電極１側又はその反対側へ変位
して、この方向の加速度も検知して、つまり３軸方向の
加速度を定量的に測定することができる。
ては、上記したように、固定電極１又は可動電極２のう
ち電荷保持面３１と対面した固定電極１が、互いに直交
する直交軸に沿って分割されて各直交軸の交点が重り４
の重心の投影位置に位置しているから、互いに直交する
２軸方向における加速度が印加されて重り４が重心を中
心として可動すると、重り４の重心の投影位置を中心と
して可動電極２の両側が固定電極１側及びその反対側へ
それぞれ変位して、分割された固定電極１と可動電極２
との間の静電容量がそれぞれ独立して変化して、互いに
直交する２軸方向の加速度を定量的に測定できる。ま
た、２軸方向に対して直交する方向の加速度が印加され
ると、可動電極２が固定電極１側又はその反対側へ変位
して、この方向の加速度も検知して、つまり３軸方向の
加速度を定量的に測定することができる。
【００２３】また、エレクトレット膜３が可動電極２に
固着されたから、分割する電極が可動しない固定電極１
となって、互いに直交する直交軸に沿って切り欠き部１
２を設けて、容易に固定電極１を分割することができ
る。
固着されたから、分割する電極が可動しない固定電極１
となって、互いに直交する直交軸に沿って切り欠き部１
２を設けて、容易に固定電極１を分割することができ
る。
【００２４】また、重り４の重心の可動電極２への投影
位置にて重り４に取付部４１が設けられたから、重り４
が取付部４１を介して全面ではなく部分的に可動電極２
に結合され取付面積が小さくなって、互いに直交する２
軸方向における加速度が印加されると、重り４の重心の
投影位置を中心として可動電極２の両側が固定電極１側
及びその反対側へそれぞれ大きく変位して、固定電極１
と可動電極２との間の静電容量の変化率が大きくなっ
て、２軸方向の加速度を感度よく検知することができ
る。
位置にて重り４に取付部４１が設けられたから、重り４
が取付部４１を介して全面ではなく部分的に可動電極２
に結合され取付面積が小さくなって、互いに直交する２
軸方向における加速度が印加されると、重り４の重心の
投影位置を中心として可動電極２の両側が固定電極１側
及びその反対側へそれぞれ大きく変位して、固定電極１
と可動電極２との間の静電容量の変化率が大きくなっ
て、２軸方向の加速度を感度よく検知することができ
る。
【００２５】なお、第１実施形態では、電荷保持面３１
が対面する固定電極１を４分割したが、図５に示すよう
に、重り４の重心の投影位置を交点として互いに直交す
る直交軸に沿って３分割してもよく、限定されない。
が対面する固定電極１を４分割したが、図５に示すよう
に、重り４の重心の投影位置を交点として互いに直交す
る直交軸に沿って３分割してもよく、限定されない。
【００２６】また、第１実施形態では、互いに直交する
３軸方向における一方方向の加速度を検知したが、一方
方向だけでなく他方方向の加速度が周期的に印加され
る、いわゆる地震波のような振動を検知してもよく、限
定されない。
３軸方向における一方方向の加速度を検知したが、一方
方向だけでなく他方方向の加速度が周期的に印加され
る、いわゆる地震波のような振動を検知してもよく、限
定されない。
【００２７】本発明の第２実施形態を図６乃び図７に基
づいて以下に説明する。なお、第２実施形態では第１実
施形態と異なる機能について述べることとし、第１実施
形態と実質的に同一機能を有する部材については、同一
符号を付して説明を省略する。
づいて以下に説明する。なお、第２実施形態では第１実
施形態と異なる機能について述べることとし、第１実施
形態と実質的に同一機能を有する部材については、同一
符号を付して説明を省略する。
【００２８】エレクトレット膜３が、固定電極１と可動
電極２との間に位置して電荷保持面３１が可動電極２に
対面した状態で、固定電極１に固着されている。ここ
で、可動電極２は、重り４の重心の投影位置と円形の略
中心位置とが同一であって、その位置を交点として互い
に直交する直交軸に沿って４分割されて、別の分割電極
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが形成されている。
電極２との間に位置して電荷保持面３１が可動電極２に
対面した状態で、固定電極１に固着されている。ここ
で、可動電極２は、重り４の重心の投影位置と円形の略
中心位置とが同一であって、その位置を交点として互い
に直交する直交軸に沿って４分割されて、別の分割電極
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが形成されている。
【００２９】変位膜５が、高分子フィルムにより、略円
形で薄板状に形成され、重り４と可動電極２との間に位
置して、可動電極２に固着されている。重り４が、一面
側全体ではなく部分的に取付面４１ａで変位膜５と結合
して取付けられて、加速度印加時にその変位膜５を介し
て可動電極２に変位を与えるよう固定電極１の反対側へ
設けられている。
形で薄板状に形成され、重り４と可動電極２との間に位
置して、可動電極２に固着されている。重り４が、一面
側全体ではなく部分的に取付面４１ａで変位膜５と結合
して取付けられて、加速度印加時にその変位膜５を介し
て可動電極２に変位を与えるよう固定電極１の反対側へ
設けられている。
【００３０】このものの動作を説明する。互いに直交す
る２軸方向における一軸の加速度ａ１が印加されると、
力Ｆ１が重り４に作用し、重り４が自重の慣性でもって
重心を中心として可動する。すると、重り４が変位膜５
を介して可動電極２に変位を与え、その可動電極２は重
り４の重心の投影位置を中心として両側が、固定電極１
側及びその反対側へそれぞれ変位する。可動電極２に設
けられた別の分割電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのうち２
ｂ及び２ｄと固定電極１との間の静電容量が増加する一
方、分割電極２ａ及び２ｃと固定電極１との間の静電容
量が減少して、それぞれ別の各分割電極２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄ間で独立して容量変化が起こり、出力電圧が得
られる。
る２軸方向における一軸の加速度ａ１が印加されると、
力Ｆ１が重り４に作用し、重り４が自重の慣性でもって
重心を中心として可動する。すると、重り４が変位膜５
を介して可動電極２に変位を与え、その可動電極２は重
り４の重心の投影位置を中心として両側が、固定電極１
側及びその反対側へそれぞれ変位する。可動電極２に設
けられた別の分割電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのうち２
ｂ及び２ｄと固定電極１との間の静電容量が増加する一
方、分割電極２ａ及び２ｃと固定電極１との間の静電容
量が減少して、それぞれ別の各分割電極２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄ間で独立して容量変化が起こり、出力電圧が得
られる。
【００３１】別の各分割電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄか
ら測定される出力電圧をそれぞれＶａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖ
ｄとすると、Ｖｂ−Ｖａ及びＶｄ−Ｖｃをそれぞれ求め
て加速度を検知する。また、互いに直交する２軸方向に
おける他軸の加速度であっても同様であって、Ｖａ−Ｖ
ｃ及びＶｂ−Ｖｄをそれぞれ求めて加速度を検知する。
ら測定される出力電圧をそれぞれＶａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖ
ｄとすると、Ｖｂ−Ｖａ及びＶｄ−Ｖｃをそれぞれ求め
て加速度を検知する。また、互いに直交する２軸方向に
おける他軸の加速度であっても同様であって、Ｖａ−Ｖ
ｃ及びＶｂ−Ｖｄをそれぞれ求めて加速度を検知する。
【００３２】エレクトレット膜３に対する直交方向の、
つまり２軸方向に対する直交方向の加速度ａ２が印加さ
れると、力Ｆ２が重り４に作用し、重り４が自重の慣性
でもってその加速度方向へ可動する。重り４の重心の投
影位置を中心として両側の可動電極２が、固定電極１側
へそれぞれ変位する。可動電極２に設けられた別の各分
割電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと固定電極１との間のそ
れぞれの静電容量が独立して増加して容量変化が起こ
り、出力電圧が得られる。
つまり２軸方向に対する直交方向の加速度ａ２が印加さ
れると、力Ｆ２が重り４に作用し、重り４が自重の慣性
でもってその加速度方向へ可動する。重り４の重心の投
影位置を中心として両側の可動電極２が、固定電極１側
へそれぞれ変位する。可動電極２に設けられた別の各分
割電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと固定電極１との間のそ
れぞれの静電容量が独立して増加して容量変化が起こ
り、出力電圧が得られる。
【００３３】かかる第２実施形態の加速度センサにあっ
ては、上記したように、エレクトレット膜３は固定電極
１に固着されたものであれば、分割する電極がエレクト
レット膜３の電荷保持面３１が対面する可動電極２とな
って、重り４が可動電極２と直接接続されずに変位膜５
を介して可動電極２に変位を与えるから、可動電極２を
変位膜５の一面に形成して、互いに直交する直交軸に沿
って容易に分割することができる。
ては、上記したように、エレクトレット膜３は固定電極
１に固着されたものであれば、分割する電極がエレクト
レット膜３の電荷保持面３１が対面する可動電極２とな
って、重り４が可動電極２と直接接続されずに変位膜５
を介して可動電極２に変位を与えるから、可動電極２を
変位膜５の一面に形成して、互いに直交する直交軸に沿
って容易に分割することができる。
【００３４】
【発明の効果】請求項１記載のものは、固定電極又は可
動電極のうち電荷保持面と対面した他方の電極が、互い
に直交する直交軸に沿って分割されて各直交軸の交点が
重りの重心の投影位置に位置しているから、互いに直交
する２軸方向における加速度が印加されて重りが重心を
中心として可動すると、重りの重心の投影位置を中心と
して可動電極の両側が固定電極側及びその反対側へそれ
ぞれ変位して、分割された他方の電極と一方の電極との
間の静電容量がそれぞれ独立して変化して、互いに直交
する２軸方向の加速度を定量的に測定できる。また、２
軸方向に対して直交する方向の加速度が印加されると、
可動電極が固定電極側又はその反対側へ変位して、この
方向の加速度も検知して、つまり３軸方向の加速度を定
量的に測定することができる。
動電極のうち電荷保持面と対面した他方の電極が、互い
に直交する直交軸に沿って分割されて各直交軸の交点が
重りの重心の投影位置に位置しているから、互いに直交
する２軸方向における加速度が印加されて重りが重心を
中心として可動すると、重りの重心の投影位置を中心と
して可動電極の両側が固定電極側及びその反対側へそれ
ぞれ変位して、分割された他方の電極と一方の電極との
間の静電容量がそれぞれ独立して変化して、互いに直交
する２軸方向の加速度を定量的に測定できる。また、２
軸方向に対して直交する方向の加速度が印加されると、
可動電極が固定電極側又はその反対側へ変位して、この
方向の加速度も検知して、つまり３軸方向の加速度を定
量的に測定することができる。
【００３５】請求項２記載のものは、請求項１記載のも
のの効果に加えて、エレクトレット膜が可動電極に固着
されたから、分割する電極が可動しない固定電極となっ
て、互いに直交する直交軸に沿って容易に分割すること
ができる。
のの効果に加えて、エレクトレット膜が可動電極に固着
されたから、分割する電極が可動しない固定電極となっ
て、互いに直交する直交軸に沿って容易に分割すること
ができる。
【００３６】請求項３記載のものは、請求項１記載のも
のの効果に加えて、重りの重心の可動電極への投影位置
にて重りに取付部が設けられたから、重りが取付部を介
して全面ではなく部分的に可動電極に結合され取付面積
が小さくなって、互いに直交する２軸方向における加速
度が印加されると、重りの重心の投影位置を中心として
可動電極の両側が固定電極側及びその反対側へそれぞれ
大きく変位して、他方の電極と一方の電極との間の静電
容量の変化率が大きくなって、２軸方向の加速度を感度
よく検知することができる。
のの効果に加えて、重りの重心の可動電極への投影位置
にて重りに取付部が設けられたから、重りが取付部を介
して全面ではなく部分的に可動電極に結合され取付面積
が小さくなって、互いに直交する２軸方向における加速
度が印加されると、重りの重心の投影位置を中心として
可動電極の両側が固定電極側及びその反対側へそれぞれ
大きく変位して、他方の電極と一方の電極との間の静電
容量の変化率が大きくなって、２軸方向の加速度を感度
よく検知することができる。
【００３７】請求項４記載のものは、請求項１記載のも
のの効果に加えて、エレクトレット膜は固定電極に固着
されたものであれば、分割する電極が電荷保持面が対面
する可動電極となって、重りが可動電極と直接接続され
ずに変位膜を介して可動電極に変位を与えるから、可動
電極を変位膜の一面に形成して、互いに直交する直交軸
に沿って容易に分割することができる。
のの効果に加えて、エレクトレット膜は固定電極に固着
されたものであれば、分割する電極が電荷保持面が対面
する可動電極となって、重りが可動電極と直接接続され
ずに変位膜を介して可動電極に変位を与えるから、可動
電極を変位膜の一面に形成して、互いに直交する直交軸
に沿って容易に分割することができる。
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】同上の固定電極の平面図である。
【図３】同上の電荷保持面で互いに直交する２軸方向の
加速度印加状態における断面図である。
加速度印加状態における断面図である。
【図４】同上の電荷保持面に対する直交方向の加速度印
加状態における断面図である。
加状態における断面図である。
【図５】同上の固定電極を３分割したときの平面図であ
る。
る。
【図６】本発明の第２実施形態を示す断面図である。
【図７】同上の重りと変位膜の斜視図である。
【図８】従来例を示す断面図である。
１ 固定電極 ２ 可動電極 ３ エレクトレット膜 ３１ 電荷保持面 ４ 重り ４１ 取付部 ５ 変位膜
Claims (4)
- 【請求項１】 固定電極と、両端部が固定されて所定間
隔を設け空気を介して固定電極に対面した可動電極と、
固定電極又は可動電極のいずれか一方の電極に固着され
て電荷を保持した電荷保持面が他方の電極に対面したエ
レクトレット膜と、加速度印加時に可動電極に変位を与
えるよう固定電極の反対側に設けられた重りとを備え、
固定電極と可動電極との間の静電容量変化を測定して加
速度を検知する加速度センサであって、 前記電荷保持面が対面する他方の電極は、前記重りの重
心の投影位置を交点として互いに直交する直交軸に沿っ
て分割されてなることを特徴とする加速度センサ。 - 【請求項２】 前記エレクトレット膜は、前記可動電極
に固着されたことを特徴とする請求項１記載の加速度セ
ンサ。 - 【請求項３】 前記重りは、前記可動電極に部分的に結
合して取付けられる取付部が前記重りの重心の前記可動
電極への投影位置に突出して設けられたことを特徴とす
る請求項１記載の加速度センサ。 - 【請求項４】 前記エレクトレット膜は前記固定電極に
固着されたものであって、前記重りは変位膜を介して前
記可動電極に変位を与えることを特徴とする請求項１記
載の加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8164200A JPH1010150A (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8164200A JPH1010150A (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1010150A true JPH1010150A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=15788581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8164200A Pending JPH1010150A (ja) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1010150A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1635180A1 (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-15 | Hosiden Corporation | Acceleration sensor |
| EP1635179A1 (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-15 | Hosiden Corporation | Acceleration sensor |
-
1996
- 1996-06-25 JP JP8164200A patent/JPH1010150A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1635179A1 (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-15 | Hosiden Corporation | Acceleration sensor |
| EP1635180A1 (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-15 | Hosiden Corporation | Acceleration sensor |
| US7194905B2 (en) | 2004-09-14 | 2007-03-27 | Hosiden Corporation | Acceleration sensor |
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