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JP2001208768A - Piezoelectric triaxial acceleration sensor - Google Patents

Piezoelectric triaxial acceleration sensor

Info

Publication number
JP2001208768A
JP2001208768A JP2000020250A JP2000020250A JP2001208768A JP 2001208768 A JP2001208768 A JP 2001208768A JP 2000020250 A JP2000020250 A JP 2000020250A JP 2000020250 A JP2000020250 A JP 2000020250A JP 2001208768 A JP2001208768 A JP 2001208768A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
line
acceleration
ceramic substrate
piezoelectric ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000020250A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahide Tamura
雅英 田村
Shigeru Hirose
茂 広瀬
Masato Ando
正人 安藤
Yoshiyuki Nakamizo
佳幸 中溝
Tsutomu Sawai
努 澤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hokuriku Electric Industry Co Ltd filed Critical Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority to JP2000020250A priority Critical patent/JP2001208768A/en
Publication of JP2001208768A publication Critical patent/JP2001208768A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring 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
    • G01P2015/0805Measuring 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
    • G01P2015/0822Measuring 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
    • G01P2015/084Measuring 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

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号処理回路によりX軸,Y軸、Z軸加速度
信号のレベルのばらつきを調整する必要のない圧電型三
軸加速度センサを得る。 【解決手段】 X軸接続線L1,L2の応力発生領域8
C上に位置する部分L1a及びL2aをX軸方向仮想線
XL上に位置するように配置する。Y軸接続線L4の応
力発生領域8C上に位置する部分L4a及びL4bをY
軸方向仮想線YL上に位置するように配置する。Z軸接
続線L5の応力発生領域8C上に位置する部分L5a,
L5b,L5c,L5dをX軸方向仮想線XLまたはY
軸方向仮想線YLを中心にして線対称になる2本の仮想
線上に位置するように配置する。
(57) [Problem] To provide a piezoelectric type three-axis acceleration sensor that does not need to adjust the level variation of X-axis, Y-axis, and Z-axis acceleration signals by a signal processing circuit. SOLUTION: A stress generation region 8 of X-axis connection lines L1, L2.
The parts L1a and L2a located on C are arranged so as to be located on the X-axis direction virtual line XL. The portions L4a and L4b of the Y-axis connection line L4 located on the stress generation region 8C are
It arrange | positions so that it may be located on the axial imaginary line YL. A portion L5a of the Z-axis connection line L5 located on the stress generation region 8C,
L5b, L5c, L5d are represented by X-axis virtual lines XL or Y
It arrange | positions so that it may be located on two virtual lines which become axisymmetric about the axial direction virtual line YL.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電セラミックス
を利用して加速度を検出する圧電型三軸加速度センサに
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric triaxial acceleration sensor for detecting acceleration using piezoelectric ceramics.

【0002】[0002]

【従来の技術】一方の面上に加速度検出用電極パターン
を形成し、他方の面上に対向電極パターンを形成した圧
電セラミックス基板に分極処理を施し、加速度を受けて
圧電セラミックス基板の応力発生領域に生じる応力によ
り加速度を求める圧電型三軸加速度センサが知られてい
る。図7には、この種の圧電型三軸加速度センサの加速
度検出電極パターンが示されている。図7に示すよう
に、加速度検出電極パターンE101は、X軸方向仮想線
XL上に配置された一対のX軸加速度検出用電極X1,
X2、X軸方向仮想線XLと直交するY軸方向仮想線Y
L上に配置された一対のY軸加速度検出用電極Y1,Y
2及びZ軸方向の加速度を検出するための複数のZ軸加
速度検出用電極Z1〜Z4と、X軸出力電極X3,Y軸
出力電極Y3及びZ軸出力電極Z5とがX軸接続線X
4,X5,Y軸接続線Y4,Y5及びZ軸接続線Z6〜
Z9を介してそれぞれ電気的に接続されて形成されてい
る。また、圧電型三軸加速度センサは、表面に圧電セラ
ミックス基板の裏面が接合されたダイアフラムと、ダイ
アフラムの中央部に設けられた重錘と、重錘に加速度が
作用したときに重錘の周囲にある圧電セラミックス基板
の部分に撓みが生じるようにダイアフラムを支持するべ
ースとを具備している。これにより、圧電セラミックス
基板は、重錘と対向する重錘対向領域101Aと、ベー
スと対向するベース対向領域101Bと、重錘対向領域
101Aとベース対向領域101Bの間に位置し各加速
度検出用電極X1…が配置される環状の応力発生領域1
01Cとを有することになる。そして、重錘に加速度が
作用すると、応力発生領域101Cに撓みが生じて応力
が発生する。この応力に応じて加速度検出用電極X1…
から発生する自発分極電荷に基づく加速度検出信号を測
定して各方向の加速度を求める。
2. Description of the Related Art A piezoelectric ceramic substrate having an electrode pattern for acceleration detection formed on one surface and a counter electrode pattern formed on the other surface is subjected to polarization processing, and subjected to acceleration to generate a stress in the piezoelectric ceramic substrate. There is known a piezoelectric type triaxial acceleration sensor that obtains an acceleration by using a stress generated in the sensor. FIG. 7 shows an acceleration detecting electrode pattern of this type of piezoelectric triaxial acceleration sensor. As shown in FIG. 7, the acceleration detection electrode pattern E101 is composed of a pair of X-axis acceleration detection electrodes X1 and X1 arranged on the X-axis virtual line XL.
X2, a Y-axis direction virtual line Y orthogonal to the X-axis direction virtual line XL
L, a pair of Y-axis acceleration detecting electrodes Y1 and Y
2 and a plurality of Z-axis acceleration detecting electrodes Z1 to Z4 for detecting accelerations in the Z-axis direction, an X-axis output electrode X3, a Y-axis output electrode Y3, and a Z-axis output electrode Z5 are connected to an X-axis connection line X.
4, X5, Y-axis connection lines Y4, Y5 and Z-axis connection line Z6
They are formed to be electrically connected to each other via Z9. In addition, a piezoelectric triaxial acceleration sensor has a diaphragm having a front surface joined to the back surface of a piezoelectric ceramic substrate, a weight provided at the center of the diaphragm, and a weight around the weight when acceleration acts on the weight. A base supporting the diaphragm so that a portion of a certain piezoelectric ceramic substrate is bent. As a result, the piezoelectric ceramic substrate has a weight facing region 101A facing the weight, a base facing region 101B facing the base, and the acceleration detecting electrodes located between the weight facing region 101A and the base facing region 101B. An annular stress generating region 1 in which X1.
01C. When an acceleration acts on the weight, the stress is generated in the stress generating region 101C to generate a stress. The acceleration detecting electrodes X1...
The acceleration detection signal based on the spontaneous polarization charge generated from the above is measured to determine the acceleration in each direction.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の圧電型三軸加速
度センサでは、同じ大きさの加速度が作用したとしても
出力電極X3,Y3,Z5から出力されるX軸加速度検
出信号、Y軸加速度検出信号及びZ軸加速度検出信号の
レベルにばらつきが生じる。そこで、従来は、圧電型三
軸加速度センサに対して設けた信号増幅回路によりX
軸,Y軸,Z軸加速度信号のレベルのばらつきを調整し
ていた。しかしながら、信号増幅回路によりX軸,Y
軸,Z軸加速度信号のレベルのばらつきを調整すると、
圧電型三軸加速度センサの出力をそのまま利用できない
ため、信号処理回路が必要になる問題があった。
In the conventional piezoelectric three-axis acceleration sensor, even if the same magnitude of acceleration is applied, an X-axis acceleration detection signal and a Y-axis acceleration detection signal output from the output electrodes X3, Y3, and Z5 are obtained. The levels of the signal and the Z-axis acceleration detection signal vary. Therefore, conventionally, a signal amplifying circuit provided for a piezoelectric type triaxial acceleration sensor has
The dispersion of the levels of the acceleration signals of the axes Y, Z and Z is adjusted. However, the X-axis, Y
By adjusting the dispersion of the levels of the axis and Z-axis acceleration signals,
Since the output of the piezoelectric three-axis acceleration sensor cannot be used as it is, there is a problem that a signal processing circuit is required.

【0004】本発明の目的は、信号処理回路によりX
軸,Y軸、Z軸加速度信号のレベルのばらつきを調整す
る必要のない圧電型三軸加速度センサを提供することに
ある。
It is an object of the present invention to provide an X
It is an object of the present invention to provide a piezoelectric three-axis acceleration sensor that does not need to adjust the level variation of the acceleration signals of the axes Y, Z, and Z axes.

【0005】本発明の他の目的は、特定の軸にだけ加速
度が作用したにもかかわらず他の軸にも自発分極が発生
するいわゆるノイズを除去できる圧電型多軸加速度セン
サを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a piezoelectric multi-axis acceleration sensor capable of removing so-called noise in which spontaneous polarization occurs in another axis despite acceleration acting only on a specific axis. is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明が改良の対象とす
る圧電型三軸加速度センサは、X軸方向仮想線上に配置
された一対のX軸加速度検出用電極,X軸方向仮想線と
直交するY軸方向仮想線上に配置された一対のY軸加速
度検出用電極,及びZ軸方向の加速度を検出するための
複数のZ軸加速度検出用電極と、X軸出力電極,Y軸出
力電極及びZ軸出力電極とがX軸接続線,Y軸接続線及
びZ軸接続線を介してそれぞれ電気的に接続された加速
度検出電極パターンが表面上に形成され、裏面上に少な
くとも一対のX軸加速度検出用電極、一対のY軸加速度
検出用電極及び複数のZ軸加速度検出用電極と対向する
対向電極を含む対向電極パターンが形成され、各加速度
検出用電極と対向電極との間の部分が分極処理されてい
る圧電セラミックス基板と、表面に圧電セラミックス基
板の裏面が接合されたダイアフラムと、ダイアフラムの
中央部に設けられた重錘と、重錘に加速度が作用したと
きに重錘の周囲にある圧電セラミックス基板の部分に撓
みが生じるようにダイアフラムを支持するべースとを具
備している。そして、圧電セラミックス基板が重錘と対
向する重錘対向領域と、ベースと対向するベース対向領
域と、重錘対向領域とベース対向領域の間に位置し各加
速度検出用電極が配置される環状の応力発生領域とを有
している。発明者が研究した結果、信号のばらつきの原
因が次のような点にあることが分かった。図7に示す従
来の圧電型三軸加速度センサでは、各接続線 X4…の
応力発生領域101C上に位置する部分は、出力電極X
3…等の位置に応じて任意の位置に配置されている。ま
た、加速度検出電極パターンの各接続線X4…は、厚み
寸法は小さいものの、応力発生領域101Cに生じる撓
みを阻害する。そのため、接続線X4…が応力発生領域
101C上において、部分的に偏って配置されて形成さ
れている場合(バランスよく均等に配置されていない場
合)には、重錘に加速度が作用すると、応力発生領域1
01Cの撓みが接続線X4…により部分的に偏った状態
で阻害されることになる。そのため、従来の圧電型三軸
加速度センサでは、同じ大きさの加速度が作用したとし
ても出力電極X3,Y3,Z5から出力されるX軸加速
度検出信号、Y軸加速度検出信号及びZ軸加速度検出信
号のレベルにばらつきが生じる。そこで、本発明では、
X軸接続線の応力発生領域上に位置する部分をX軸方向
仮想線上に位置するように配置し、Y軸接続線の応力発
生領域上に位置する部分をY軸方向仮想線上に位置する
ように配置し、Z軸接続線の応力発生領域上に位置する
部分をX軸方向仮想線またはY軸方向仮想線を中心にし
て線対称になる2本の仮想線上に位置するように配置す
る。このように各接続線を配置すれば、各接続線は、応
力発生領域上において、X軸方向仮想線及びY軸方向仮
想線を中心にしてバランスよく均等に配置される(部分
的に偏よることなく配置される)。そのため、重錘に加
速度が作用したときの応力発生領域の撓みもバランスよ
く発生する。その結果、出力電極から出力されるX軸加
速度検出信号、Y軸加速度検出信号及びZ軸加速度検出
信号のレベルに生じるばらつきが小さくなり、信号処理
回路により各加速度信号のレベルのばらつきを調整する
必要がなくなる。
According to the present invention, there is provided a piezoelectric triaxial acceleration sensor which is improved by a pair of X-axis acceleration detecting electrodes arranged on an X-axis virtual line, and orthogonal to the X-axis virtual line. A pair of electrodes for Y-axis acceleration detection arranged on a virtual line in the Y-axis direction, a plurality of electrodes for Z-axis acceleration detection for detecting acceleration in the Z-axis direction, an X-axis output electrode, a Y-axis output electrode, An acceleration detection electrode pattern electrically connected to the Z-axis output electrode via an X-axis connection line, a Y-axis connection line, and a Z-axis connection line is formed on the front surface, and at least one pair of X-axis accelerations is formed on the back surface. A counter electrode pattern including a detection electrode, a pair of Y-axis acceleration detection electrodes, and a counter electrode facing a plurality of Z-axis acceleration detection electrodes is formed, and a portion between each of the acceleration detection electrodes and the counter electrode is polarized. Piezoelectric ceramic being processed The plate, the diaphragm with the back surface of the piezoelectric ceramic substrate joined to the front surface, the weight provided at the center of the diaphragm, and the portion of the piezoelectric ceramic substrate around the weight when acceleration acts on the weight A base for supporting the diaphragm so as to bend. Then, a weight facing region in which the piezoelectric ceramic substrate faces the weight, a base facing region facing the base, and an annular shape in which each acceleration detection electrode is located between the weight facing region and the base facing region. And a stress generating region. As a result of research conducted by the inventor, it has been found that the causes of signal variations are as follows. In the conventional piezoelectric triaxial acceleration sensor shown in FIG. 7, the portions of the connection lines X4.
3 and so on, depending on the position. Each of the connection lines X4... Of the acceleration detection electrode pattern has a small thickness, but hinders bending generated in the stress generating region 101C. Therefore, when the connection lines X4 are formed so as to be partially eccentrically arranged on the stress generating region 101C (when the connection lines X4 are not evenly arranged in a well-balanced manner), when the acceleration acts on the weight, the stress is reduced. Generation area 1
01C is hindered in a partially biased state by the connection lines X4. Therefore, in the conventional piezoelectric three-axis acceleration sensor, even if the same magnitude of acceleration acts, the X-axis acceleration detection signal, the Y-axis acceleration detection signal, and the Z-axis acceleration detection signal output from the output electrodes X3, Y3, and Z5. Level is varied. Therefore, in the present invention,
A portion of the X-axis connection line located on the stress generation region is arranged so as to be located on the imaginary line in the X-axis direction, and a portion of the Y-axis connection line located on the stress generation region is located on the imaginary line of the Y-axis direction. And the portion of the Z-axis connection line located on the stress generation region is located on two virtual lines that are line-symmetric with respect to the X-axis virtual line or the Y-axis virtual line. By arranging the respective connection lines in this manner, the respective connection lines are evenly arranged in a well-balanced manner on the stress generating region around the imaginary line in the X-axis direction and the imaginary line in the Y-axis direction (partially biased). Without being placed). Therefore, the bending of the stress generating region when acceleration acts on the weight also occurs in a well-balanced manner. As a result, variations in the levels of the X-axis acceleration detection signal, the Y-axis acceleration detection signal, and the Z-axis acceleration detection signal output from the output electrode are reduced, and it is necessary to adjust the level variation of each acceleration signal by a signal processing circuit. Disappears.

【0007】また、本発明のように重錘に加速度が作用
したときの応力発生領域の撓みがバランスよく発生する
と、重錘に加速度が作用した際に応力発生領域に変則的
な歪みが生じるのを防ぐことができる。そのため、特定
の軸にだけ加速度が作用したにもかかわらず他の軸にも
自発分極が発生するいわゆるノイズを除去できる。
Further, if the deflection of the stress generating region when the acceleration acts on the weight occurs in a well-balanced manner as in the present invention, irregular distortion occurs in the stress generating region when the acceleration acts on the weight. Can be prevented. Therefore, it is possible to remove a so-called noise in which spontaneous polarization occurs in other axes despite acceleration acting only on a specific axis.

【0008】また、X軸加速度検出用電極またはY軸加
速度検出用電極の幅寸法に対する各接続線の幅寸法の割
合を5〜40%と細くすると、接続線が応力発生領域の
撓みを阻害する現象を更に減少させることができる。こ
のような各接続線の幅寸法の具体的な好ましい例は、
0.3mm以下である。
Further, if the ratio of the width of each connection line to the width of the X-axis acceleration detection electrode or the Y-axis acceleration detection electrode is reduced to 5 to 40%, the connection lines hinder the bending of the stress generating region. The phenomenon can be further reduced. Specific preferred examples of such a width dimension of each connection line include:
0.3 mm or less.

【0009】また、接続線と対向電極パターンとの間に
静電容量が発生するのを抑制するため、接続線と圧電セ
ラミックス基板との間に、圧電セラミックス基板の比誘
電率よりも比誘電率が十分に小さい低誘電率層を形成し
てもよい。この場合、X軸接続線の応力発生領域上に位
置する部分と圧電セラミックス基板との間には、X軸方
向仮想線を中心に線対称になるように低誘電率層を形成
し、Y軸接続線の応力発生領域上に位置する部分と圧電
セラミックス基板との間には、Y軸方向仮想線を中心に
線対称になるように低誘電率層を形成するのが好まし
い。このようにすれば、低誘電率層も接続線と同様に、
応力発生領域上において、X軸方向仮想線及びY軸方向
仮想線を中心にしてバランスよく均等に配置される(部
分的に偏よることなく配置される)。そのため、重錘に
加速度が作用しても、応力発生領域の撓みが低誘電率層
の存在により部分的に偏った状態になることがない。そ
の結果、低誘電率層を設ける場合でも出力電極から出力
されるX軸加速度検出信号、Y軸加速度検出信号及びZ
軸加速度検出信号のレベルに生じるバラツキを小さくす
ることができる。
Further, in order to suppress the generation of capacitance between the connection line and the counter electrode pattern, the relative dielectric constant between the connection line and the piezoelectric ceramic substrate is smaller than that of the piezoelectric ceramic substrate. May be formed as a low dielectric constant layer. In this case, a low dielectric constant layer is formed between the portion of the X-axis connection line located on the stress generation region and the piezoelectric ceramic substrate so as to be symmetric with respect to a virtual line in the X-axis direction. It is preferable to form a low dielectric constant layer between the portion of the connection line located on the stress generating region and the piezoelectric ceramic substrate so as to be symmetric with respect to the imaginary line in the Y-axis direction. In this way, the low dielectric constant layer, like the connection line,
On the stress generation region, the imaginary lines in the X-axis direction and the imaginary line in the Y-axis direction are arranged in a well-balanced and uniform manner (arranged without partial bias). Therefore, even if acceleration acts on the weight, the bending of the stress generating region does not become partially biased due to the presence of the low dielectric constant layer. As a result, even when the low dielectric constant layer is provided, the X-axis acceleration detection signal, the Y-axis acceleration detection signal,
Variations in the level of the axial acceleration detection signal can be reduced.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1〜4は、本発明の実施の形態
の圧電型三軸加速度センサを一部破断した状態で示す正
面図、平面図、側面図及び背面図である。図2及び図3
に示すように、この加速度検出装置は、ダイアフラム1
と、重錘3と、ベース5と、ダイアフラム1の重錘3が
取り付けられた面側とは反対側の面上に固定された加速
度センサ素子7とを備えている。これらの各部材は、絶
縁樹脂製ケース9内に収納されており、この絶縁樹脂製
ケース9には、内部に複数の端子金具11A〜11Hが
配置されると共に金属製のカバー部材13が嵌合されて
いる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 to 4 are a front view, a plan view, a side view, and a rear view showing a piezoelectric triaxial acceleration sensor according to an embodiment of the present invention in a partially broken state. 2 and 3
As shown in FIG.
And a weight 3, a base 5, and an acceleration sensor element 7 fixed on a surface of the diaphragm 1 opposite to the surface on which the weight 3 is attached. These members are housed in an insulating resin case 9, in which a plurality of terminal fittings 11 </ b> A to 11 </ b> H are arranged and a metal cover member 13 is fitted. Have been.

【0011】ダイアフラム1,重錘3及びベース5は、
真鍮からなる金属材料により一体に成形された単体ユニ
ット10として構成されている。ダイアフラム1は、円
板形状を有している。重錘3は、円柱形状を有してお
り、その軸線の延長部分がダイアフラム1の中心を通る
ように配置されている。ベース5は円筒形状を有してお
り、ダイアフラム1の外周部を支持している。また、ベ
ース5の外周部には、周方向に連続するV字溝5aが形
成されている。この単体ユニット10は、複数の端子金
具11A〜11Hと共に絶縁樹脂製ケース9を成形する
ときにインサートとして用いられる。
[0011] The diaphragm 1, the weight 3 and the base 5
It is configured as a single unit 10 integrally formed of a metal material made of brass. The diaphragm 1 has a disk shape. The weight 3 has a columnar shape, and is arranged such that an extension of the axis thereof passes through the center of the diaphragm 1. The base 5 has a cylindrical shape and supports the outer peripheral portion of the diaphragm 1. Further, a V-shaped groove 5a that is continuous in the circumferential direction is formed on the outer peripheral portion of the base 5. The single unit 10 is used as an insert when forming the insulating resin case 9 together with the plurality of terminal fittings 11A to 11H.

【0012】加速度センサ素子7は、図5の平面図及び
図6の裏面図に示すように圧電セラミックス基板7aの
表面に三軸加速度検出用の加速度検出用電極パターンE
1が形成され、裏面に対向電極パターンE0が形成され
て構成されている。圧電セラミックス基板7aの裏面及
び対向電極パターンE0は、エポキシ等の合成樹脂材料
からなる接着剤層によってダイアフラム1の表面に接合
されている。圧電セラミックス基板7aは、輪郭形状が
ほぼ四角形をなしており、図1及び図3に示すように、
ダイアフラム1上に位置する本体部7bと、絶縁樹脂製
ケース9上を本体部7bから複数の端子金具11A〜1
1Hの近傍まで延びる延長部7cとを有している。圧電
セラミックス基板7aの対向する2つの辺部に位置する
延長部7cの縁部には、図1及び図5に示すように、4
つの半円状の凹部7d〜7gと4つの半円状の凹部7h
〜7kとがそれぞれ等間隔に形成されている。この圧電
セラミックス基板7aは、内部に応力が加わると自発分
極電荷が発生するように電極に対応した部分に分極処理
が施されている。分極処理については後に説明する。圧
電セラミックス基板7aは、重錘対向領域8Aと、ベー
ス対向領域8Bと、重錘対向領域8Aとベース対向領域
8Bとの間に位置する応力発生領域8Cとを有してい
る。重錘対向領域8Aに対応する部分には重錘3が位置
しており、ベース対向領域8Bに対応する部分にはベー
ス5が位置している。応力発生領域8Cは、重錘対向領
域8Aを囲む環状の第1の応力発生部8C1と、第1の
応力発生部8C1を囲む環状の第2の応力発生部8C2
とから構成されている。第1の応力発生部8C1は、重
錘3に対して圧電セラミックス基板7aの基板面と平行
な方向(X軸方向またはY軸方向)に加速度が作用する
と、重錘3の重心を中心として点対称に異なった状態
(引っ張り応力が加わった状態と、圧縮応力が加わった
状態と)に変形する。また、重錘3に対して圧電セラミ
ックス基板7aの基板面と直交する方向(Z軸方向)に
加速度が作用すると、第1の応力発生部8C1の各部は
同じ状態に変形する。第2の応力発生部8C2は、第1
の応力発生部8C1に加わる応力と異なる種類の応力が
極めて小さく発生する領域である。
As shown in the plan view of FIG. 5 and the back view of FIG. 6, the acceleration sensor element 7 has an acceleration detecting electrode pattern E for detecting triaxial acceleration on the surface of the piezoelectric ceramic substrate 7a.
1 is formed, and a counter electrode pattern E0 is formed on the back surface. The back surface of the piezoelectric ceramic substrate 7a and the counter electrode pattern E0 are joined to the surface of the diaphragm 1 by an adhesive layer made of a synthetic resin material such as epoxy. The piezoelectric ceramic substrate 7a has a substantially rectangular outline, and as shown in FIGS. 1 and 3,
A plurality of terminal fittings 11 </ b> A to 1 </ b> A are arranged on the main body portion 7 b located on the diaphragm 1 and on the insulating resin case 9 from the main body portion 7 b.
And an extension 7c extending to the vicinity of 1H. As shown in FIG. 1 and FIG. 5, the extension portion 7c located on the two opposite sides of the piezoelectric ceramic substrate 7a has four edges.
Two semicircular recesses 7d to 7g and four semicircular recesses 7h
To 7k are formed at equal intervals. The piezoelectric ceramic substrate 7a is subjected to a polarization treatment on a portion corresponding to the electrode so that a spontaneous polarization charge is generated when a stress is applied to the inside. The polarization processing will be described later. The piezoelectric ceramic substrate 7a has a weight facing region 8A, a base facing region 8B, and a stress generating region 8C located between the weight facing region 8A and the base facing region 8B. The weight 3 is located at a portion corresponding to the weight facing region 8A, and the base 5 is located at a portion corresponding to the base facing region 8B. The stress generating region 8C includes an annular first stress generating portion 8C1 surrounding the weight facing region 8A and an annular second stress generating portion 8C2 surrounding the first stress generating portion 8C1.
It is composed of When an acceleration acts on the weight 3 in a direction (X-axis direction or Y-axis direction) parallel to the substrate surface of the piezoelectric ceramic substrate 7a, the first stress generating portion 8C1 is turned around the center of gravity of the weight 3. Deforms symmetrically to different states (a state where a tensile stress is applied and a state where a compressive stress is applied). Further, when acceleration acts on the weight 3 in a direction (Z-axis direction) orthogonal to the substrate surface of the piezoelectric ceramic substrate 7a, each portion of the first stress generating portion 8C1 is deformed to the same state. The second stress generating portion 8C2 is
This is an area in which a different kind of stress from the stress applied to the stress generating portion 8C1 is extremely small.

【0013】圧電セラミックス基板7aの表面及び裏面
に形成された加速度検出用電極パターンE1及び対向電
極パターンE0は、いずれもガラス銀塗料を用いてスク
リーン印刷により形成されている。加速度検出用電極パ
ターンE1は、図5に示すように、X軸方向検知電極パ
ターン15とY軸方向検知電極パターン17とZ軸方向
検知電極パターン19とを有している。X軸方向検知電
極パターン15は、一対のX軸方向加速度検出用電極E
X1,EX2とX軸出力電極OXとがX軸接続線L1〜
L3により直列に接続された構造を有している。一対の
X軸方向加速度検出用電極EX1,EX2は、後に説明
するY軸方向検知電極パターン17の一対のY軸方向加
速度検出用電極EY1,EY2及びZ軸方向検知電極パ
ターン19の4つのZ軸方向加速度検出用電極EZ1〜
EZ4と共に、重錘対向領域8Aを囲む環状の列を形成
している。一対のX軸方向加速度検出用電極のそれぞれ
の電極EX1,EX2は、X軸方向仮想線XLに対して
線対称になり且つ重錘対向領域8Aと応力発生領域8C
とに跨がる矩形に近い形状を有している。
The acceleration detection electrode pattern E1 and the counter electrode pattern E0 formed on the front and back surfaces of the piezoelectric ceramic substrate 7a are both formed by screen printing using a glass-silver paint. As shown in FIG. 5, the acceleration detection electrode pattern E1 has an X-axis direction detection electrode pattern 15, a Y-axis direction detection electrode pattern 17, and a Z-axis direction detection electrode pattern 19. The X-axis direction detecting electrode pattern 15 includes a pair of X-axis direction acceleration detecting electrodes E.
X1, EX2 and the X-axis output electrode OX are connected to the X-axis connection lines L1 to L1.
It has a structure connected in series by L3. The pair of X-axis direction acceleration detecting electrodes EX1 and EX2 are composed of a pair of Y-axis direction detecting electrode patterns EY1 and EY2 of a Y-axis direction detecting electrode pattern 17 and four Z-axis directions of a Z-axis direction detecting electrode pattern 19 described later. Direction acceleration detection electrodes EZ1
Together with EZ4, an annular row surrounding the weight facing region 8A is formed. The electrodes EX1 and EX2 of the pair of X-axis direction acceleration detection electrodes are line-symmetric with respect to the X-axis direction virtual line XL, and have a weight-facing region 8A and a stress generation region 8C.
And has a shape close to a rectangle straddling.

【0014】X軸接続線L1〜L3の幅寸法は、X軸加
速度検出用電極EX1,EX2のX軸方向仮想線XLと
直交する方向に延びる幅寸法またはY軸加速度検出用電
極EY1,EY2のY軸方向仮想線YLと直交する方向
に延びる幅寸法(0.8mm)に対して5〜40%であ
る。この例では、0.15mm(0.32mm以下)で
あった。また、X軸接続線L1,L2の応力発生領域8
C上に位置する部分L1a及びL2aは、X軸方向仮想
線XL上に位置するように配置されている。
The width of the X-axis connection lines L1 to L3 is determined by the width of the X-axis acceleration detecting electrodes EX1 and EX2 extending in a direction perpendicular to the X-axis virtual line XL or the width of the Y-axis acceleration detecting electrodes EY1 and EY2. It is 5 to 40% of the width dimension (0.8 mm) extending in the direction orthogonal to the Y-axis direction virtual line YL. In this example, it was 0.15 mm (0.32 mm or less). Further, the stress generation region 8 of the X-axis connection lines L1 and L2
The portions L1a and L2a located on C are arranged so as to be located on the imaginary line XL in the X-axis direction.

【0015】Y軸方向加速度検出用電極パターン17
は、一対のY軸方向加速度検出用電極EY1,EY2と
Y軸出力電極OYとがY軸接続線L4により直列に接続
された構造を有している。一対のY軸方向加速度検出用
電極のそれぞれの電極EY1,EY2は、X軸方向加速
度検出用電極EX1,EX2と同じ形状及び寸法を有し
ており、Y軸方向仮想線YLに対して線対称になり且つ
重錘対向領域8Aと応力発生領域8Cとに跨がる矩形に
近い形状を有している。
Electrode pattern 17 for detecting acceleration in the Y-axis direction
Has a structure in which a pair of Y-axis direction acceleration detecting electrodes EY1, EY2 and a Y-axis output electrode OY are connected in series by a Y-axis connection line L4. The electrodes EY1 and EY2 of the pair of Y-axis direction acceleration detection electrodes have the same shape and dimensions as the X-axis direction acceleration detection electrodes EX1 and EX2, and are line-symmetric with respect to the Y-axis direction virtual line YL. And has a shape close to a rectangle straddling the weight facing region 8A and the stress generating region 8C.

【0016】Y軸接続線L4の幅寸法も、X軸接続線L
1〜L3の幅寸法と同様にX軸加速度検出用電極EX
1,EX2またはY軸加速度検出用電極EY1,EY2
の幅寸法(0.8mm)に対して5〜40%である。ま
た、Y軸接続線L4の応力発生領域8C上に位置する部
分L4a及びL4bは、Y軸方向仮想線YL上に位置す
るように配置されている。
The width of the Y-axis connection line L4 is also
X-axis acceleration detecting electrode EX in the same manner as the width dimensions of 1 to L3
1, EX2 or Y-axis acceleration detecting electrodes EY1, EY2
Is 5 to 40% of the width dimension (0.8 mm). The portions L4a and L4b of the Y-axis connection line L4 located on the stress generation region 8C are arranged so as to be located on the imaginary line YL in the Y-axis direction.

【0017】Z軸方向加速度検出用電極パターン19
は、4つのZ軸方向加速度検出用電極EZ1〜EZ4及
びZ軸出力電極OZが、これらの順にZ軸接続線L5に
よって直列に接続された構造を有している。Z軸方向加
速度検出用電極EZ1〜EZ4は、それぞれが矩形に近
い形状を有しており、一対のX軸方向加速度検出用電極
EX1,EX2及び一対のY軸方向加速度検出用電極E
Y1,EY2の各電極の間に配置された状態で重錘対向
領域8Aと応力発生領域8Cとに跨がって形成されてい
る。
Electrode pattern 19 for detecting acceleration in the Z-axis direction
Has a structure in which four Z-axis direction acceleration detection electrodes EZ1 to EZ4 and a Z-axis output electrode OZ are connected in series in this order by a Z-axis connection line L5. Each of the Z-axis direction acceleration detection electrodes EZ1 to EZ4 has a substantially rectangular shape, and includes a pair of X-axis direction acceleration detection electrodes EX1 and EX2 and a pair of Y-axis direction acceleration detection electrodes E.
It is formed so as to straddle the weight facing region 8A and the stress generating region 8C while being arranged between the electrodes Y1 and EY2.

【0018】Z軸接続線L5の幅寸法も、X軸接続線L
1〜L3の幅寸法と同様にX軸加速度検出用電極EX
1,EX2またはY軸加速度検出用電極EY1,EY2
の幅寸法(0.8mm)に対して5〜40%である。ま
た、Z軸接続線L5の応力発生領域8C上に位置する部
分L5a,L5b,L5c,L5dは、X軸方向仮想線
XLまたはY軸方向仮想線YLを中心にして線対称にな
る2本の仮想線上に位置するように配置されている。
The width of the Z-axis connection line L5 is also
X-axis acceleration detecting electrode EX in the same manner as the width dimensions of 1 to L3
1, EX2 or Y-axis acceleration detecting electrodes EY1, EY2
Is 5 to 40% of the width dimension (0.8 mm). The portions L5a, L5b, L5c, L5d of the Z-axis connection line L5 located on the stress generation region 8C are two symmetrical with respect to the X-axis virtual line XL or the Y-axis virtual line YL. They are arranged so as to be located on a virtual line.

【0019】接続線L1,L2,L4,L5の応力発生
領域8C上に位置する部分L1a,L2a,L4a,L
4b,L5a,L5b,L5c,L5dを本例のような
位置に配置すれば、接続線L1…は、応力発生領域8C
上において、X軸方向仮想線XL及びY軸方向仮想線Y
Lを中心にしてバランスよく均等に配置される(部分的
に偏よることなく配置される)。そのため、従来のよう
に、重錘3に加速度が作用しても、応力発生領域8Cの
撓みが接続線L1…により部分的に偏った状態で阻害さ
れることはない。その結果、出力電極OX,OY,OZ
から出力されるX軸加速度検出信号、Y軸加速度検出信
号及びZ軸加速度検出信号のレベルにそれぞればらつき
が生じるのを防ぐことができ、信号増幅回路により各加
速度信号のレベルのばらつきを調整する必要がなくな
る。
Portions L1a, L2a, L4a, L of connection lines L1, L2, L4, L5 located on stress generating region 8C
4b, L5a, L5b, L5c, L5d are arranged at positions as in this example, the connection lines L1.
In the above, the X axis direction virtual line XL and the Y axis direction virtual line Y
They are arranged evenly in a well-balanced manner about L (arranged without partial bias). Therefore, even if acceleration acts on the weight 3, unlike the related art, the bending of the stress generation region 8C is not hindered in a state where the stress generation region 8C is partially biased by the connection lines L1. As a result, the output electrodes OX, OY, OZ
Of the X-axis acceleration detection signal, the Y-axis acceleration detection signal, and the Z-axis acceleration detection signal, which are output from the CPU, and it is necessary to adjust the level variation of each acceleration signal by a signal amplification circuit. Disappears.

【0020】X軸出力電極OX,Y軸出力電極OY及び
Z軸出力電極OZは、圧電セラミックス基板7aの3つ
の角部において、凹部7d,7h及び7kをそれぞれ囲
むように形成されている。また、圧電セラミックス基板
7aの残りの角部には、凹部7gを囲むようにアース電
極OEが形成されている。アース電極OEには、X軸方
向加速度検出用電極EX1に隣接する圧電セラミックス
基板7aの縁部まで延びる延長部分21が接続されてい
る。また、アース電極OEは、圧電セラミックス基板7
aの側部及び裏面上に形成された図示しない導電性接着
剤層を介してベース5と電気的に接続されている。
The X-axis output electrode OX, the Y-axis output electrode OY, and the Z-axis output electrode OZ are formed at three corners of the piezoelectric ceramic substrate 7a so as to surround the recesses 7d, 7h, and 7k, respectively. An earth electrode OE is formed at the remaining corner of the piezoelectric ceramic substrate 7a so as to surround the recess 7g. An extension 21 extending to the edge of the piezoelectric ceramic substrate 7a adjacent to the X-axis direction acceleration detection electrode EX1 is connected to the ground electrode OE. The ground electrode OE is connected to the piezoelectric ceramic substrate 7.
It is electrically connected to the base 5 via a conductive adhesive layer (not shown) formed on the side portion and the back surface of “a”.

【0021】重錘対向領域8A、ベース対向領域8Bの
一部分及び応力発生領域8Cの一部分には、低誘電率層
27,29,31が接続線L1〜L5と圧電セラミック
ス基板7aとの間に位置するように所定のパターンで形
成されている。低誘電率層27〜31は、いずれも圧電
セラミックス基板7aよりも比誘電率が十分に小さいレ
ジン(エポキシ)ペーストからなる熱硬化性樹脂(比誘
電率:10)を用いてスクリーン印刷により形成されて
おり、20μmの厚みを有している。低誘電率層は、圧
電セラミックス基板7aの1/100以下の比誘電率を
有する誘電物質を用いるのが好ましい。誘電物質として
は、圧電セラミックス基板7aよりも比誘電率が十分に
小さいものであればよく、ガラス及び熱硬化性樹脂を用
いることができる。低誘電率層27は、重錘固定領域8
A内において、接続線L4及びL5と、圧電セラミック
ス基板7aとの間に位置するように形成されており、円
形の形状を有している。
In the weight facing region 8A, a part of the base facing region 8B and a part of the stress generating region 8C, low dielectric layers 27, 29 and 31 are located between the connecting lines L1 to L5 and the piezoelectric ceramic substrate 7a. It is formed in a predetermined pattern such that Each of the low dielectric layers 27 to 31 is formed by screen printing using a thermosetting resin (relative dielectric constant: 10) made of a resin (epoxy) paste having a dielectric constant sufficiently smaller than that of the piezoelectric ceramic substrate 7a. And has a thickness of 20 μm. For the low dielectric constant layer, it is preferable to use a dielectric material having a relative dielectric constant of 1/100 or less of that of the piezoelectric ceramic substrate 7a. As the dielectric substance, any substance having a relative dielectric constant sufficiently smaller than that of the piezoelectric ceramic substrate 7a may be used, and glass and a thermosetting resin can be used. The low dielectric constant layer 27 is formed in the weight fixing region 8.
In A, it is formed so as to be located between the connection lines L4 and L5 and the piezoelectric ceramic substrate 7a, and has a circular shape.

【0022】低誘電率層29は、ベース対向領域8Bの
一方の側上に位置する部分29aと、部分29aから突
出し応力発生領域8C上に位置する3つの部分29b,
29c,29dとを有している。部分29aは、ベース
対向領域8Bの一方の側において、接続線L1,L2,
L3,L5と圧電セラミックス基板7aとの間に位置す
るように形成されている。部分29bは、接続線L1の
応力発生領域8C上に位置する部分L1aと圧電セラミ
ックス基板7aとの間に形成されており、X軸方向仮想
線XLを中心に線対称になるようにほぼ矩形状に形成さ
れている。部分29cは、接続線L4の応力発生領域8
C上に位置する部分L4aと圧電セラミックス基板7a
との間に形成されており、Y軸方向仮想線YLを中心に
線対称になるようにほぼ矩形状に形成されている。部分
29dは、接続線L2の応力発生領域8C上に位置する
部分L2aと圧電セラミックス基板7aとの間に形成さ
れており、X軸方向仮想線XLを中心に線対称になるよ
うにほぼ矩形状に形成されている。
The low dielectric constant layer 29 includes a portion 29a located on one side of the base facing region 8B, and three portions 29b projecting from the portion 29a and located on the stress generating region 8C.
29c and 29d. The portion 29a is provided on one side of the base facing region 8B with the connecting lines L1, L2,
It is formed so as to be located between L3, L5 and the piezoelectric ceramic substrate 7a. The portion 29b is formed between the portion L1a of the connection line L1 located on the stress generating region 8C and the piezoelectric ceramic substrate 7a, and has a substantially rectangular shape so as to be symmetrical about the imaginary line XL in the X-axis direction. Is formed. The portion 29c is formed in the stress generating region 8 of the connection line L4.
Part L4a located on C and piezoelectric ceramic substrate 7a
, And is formed in a substantially rectangular shape so as to be line-symmetric with respect to the Y-axis direction virtual line YL. The portion 29d is formed between the portion L2a of the connection line L2 located on the stress generating region 8C and the piezoelectric ceramic substrate 7a, and has a substantially rectangular shape so as to be line-symmetric about the imaginary line XL in the X-axis direction. Is formed.

【0023】低誘電率層31は、ベース対向領域8Bの
他方の側上に位置する部分31aと、部分31aから突
出し応力発生領域8C上に位置する部分31bとを有し
ている。部分31aは、ベース対向領域8Bの他方の側
において、接続線L4,L5と圧電セラミックス基板7
aとの間に位置するように形成されている。部分31b
は、接続線L4の応力発生領域8C上に位置する部分L
4bと圧電セラミックス基板7aとの間に、Y軸方向仮
想線YLを中心に線対称になるように形成されている。
低誘電率層29,31の応力発生領域8C上に位置する
部分29b,29c,29d,31bを以上のように形
成すれば、低誘電率層29,31は、応力発生領域8C
上において、X軸方向仮想線XL及びY軸方向仮想線Y
Lを中心にしてバランスよく均等に配置される(部分的
に偏よることなく配置される)。そのため、重錘3に加
速度が作用しても、応力発生領域8Cの撓みが低誘電率
層29,31により部分的に偏った状態で阻害されるこ
とはない。その結果、出力電極OX,OY,OZから出
力されるX軸加速度検出信号、Y軸加速度検出信号及び
Z軸加速度検出信号のレベルにそれぞればらつきが生じ
るのを更に防ぐことができる。
The low dielectric constant layer 31 has a portion 31a located on the other side of the base facing region 8B and a portion 31b projecting from the portion 31a and located on the stress generating region 8C. The portion 31a is connected to the connection lines L4, L5 and the piezoelectric ceramic substrate 7 on the other side of the base facing region 8B.
a. Part 31b
Is a portion L of the connection line L4 located on the stress generating region 8C.
It is formed between the piezoelectric ceramic substrate 4b and the piezoelectric ceramic substrate 7a so as to be line-symmetric about the virtual line YL in the Y-axis direction.
By forming the portions 29b, 29c, 29d, 31b of the low dielectric layers 29, 31 located on the stress generating region 8C as described above, the low dielectric layers 29, 31
In the above, the X axis direction virtual line XL and the Y axis direction virtual line Y
They are arranged evenly in a well-balanced manner about L (arranged without partial bias). Therefore, even if acceleration acts on the weight 3, the bending of the stress generating region 8C is not hindered by the low dielectric constant layers 29 and 31 in a partially biased state. As a result, it is possible to further prevent the levels of the X-axis acceleration detection signal, the Y-axis acceleration detection signal, and the Z-axis acceleration detection signal output from the output electrodes OX, OY, and OZ from being varied.

【0024】圧電セラミックス基板7aの裏面上に形成
された対向電極パターンE0は、図6に示すように、加
速度検出用電極パターンE1の加速度検出用電極EX1
〜EZ4と対向する環状の対向電極E0aと、対向電極
E0aから圧電セラミックス基板7aの縁部に延びる延
伸部E0bと、圧電セラミックス基板7aの4角に形成
された裏面電極部E0c〜E0fとを有している。対向
電極E0aは、接続線L1〜L5とできるだけ圧電セラ
ミックス基板7aを介して対向しないように、加速度検
出用電極EX1〜EZ4が形成する電極列の輪郭に沿う
形状を有している。
As shown in FIG. 6, the counter electrode pattern E0 formed on the back surface of the piezoelectric ceramic substrate 7a is the acceleration detection electrode EX1 of the acceleration detection electrode pattern E1.
EZ4, an annular opposing electrode E0a, an extension E0b extending from the opposing electrode E0a to the edge of the piezoelectric ceramic substrate 7a, and back electrode portions E0c to E0f formed at four corners of the piezoelectric ceramic substrate 7a. are doing. The counter electrode E0a has a shape along the contour of the electrode row formed by the acceleration detection electrodes EX1 to EZ4 so as not to face the connection lines L1 to L5 via the piezoelectric ceramic substrate 7a as much as possible.

【0025】延伸部E0bの一部は、加速度検出用電極
パターンE1の延長部分21の端部21aと対向してお
り、スルーホール導電部23を介して延長部分21の端
部21aと電気的に接続されている。これにより、対向
電極パターンE0に含まれる対向電極E0aはアース電
極OEと電気的に接続されることになる。裏面電極部E
0c〜E0fは、アース電極OE,X軸出力電極OX,
Z軸出力電極OZ及びY軸出力電極OYと対向してお
り、圧電セラミックス基板7aの側部を延びる接続部を
介してそれぞれ対向する各電極と電気的に接続されてい
る。
A part of the extension E0b is opposed to the end 21a of the extension 21 of the electrode pattern E1 for acceleration detection, and is electrically connected to the end 21a of the extension 21 via the through-hole conductive part 23. It is connected. Thus, the counter electrode E0a included in the counter electrode pattern E0 is electrically connected to the ground electrode OE. Back electrode section E
0c to E0f are earth electrode OE, X-axis output electrode OX,
It faces the Z-axis output electrode OZ and the Y-axis output electrode OY, and is electrically connected to each of the facing electrodes via a connection portion extending on the side of the piezoelectric ceramic substrate 7a.

【0026】X軸方向加速度検出用電極EX1,EX2
に対応する圧電セラミックス基板7aの各部分には、重
錘3にZ軸方向の加速度が作用して各部分に同種類の応
力が発生したときに重錘対向領域8Aの一方の側に位置
する加速度検出用電極EX1と他方の側に位置する加速
度検出用電極EX2とにそれぞれ逆極性の自発分極電荷
が現れるように分極処理が施されている。また、Y軸方
向加速度検出用電極EY1,EY2に対応する圧電セラ
ミックス基板7aの各部分もX軸方向加速度検出用電極
EX1,EX2に対応する圧電セラミックス基板7aの
各部分と同様に、重錘3にZ軸方向の加速度が作用して
各部分に同種類の応力が発生したときに重錘対向領域8
Aの一方の側に位置するY軸方向加速度検出用電極EY
1と他方の側に位置するY軸方向加速度検出用電極EY
2とにそれぞれ逆極性の自発分極電荷が現れるように分
極処理が施されている。また、Z軸方向加速度検出用電
極EZ1〜EZ4に対応する圧電セラミックス基板7a
の各部分は、重錘3にZ軸方向の加速度が作用して各部
分に同種類の応力が発生したときにすべてのZ軸方向加
速度検出用電極EZ1〜EZ4に同じ極性の自発分極電
荷が現れるように分極処理が施されている。このため、
重錘3に作用する加速度に基づいてダイアフラム1が変
形すると圧電セラミックス基板7aが撓んで加速度検出
用電極パターンE1 と対向電極パターンE0 との間に
発生する自発分極電荷が変化して、重錘3に加わった三
軸(X軸,Y軸,Z軸)方向の加速度が電流または電圧
の変化として測定される。
X-axis direction acceleration detecting electrodes EX1, EX2
Is located on one side of the weight opposing area 8A when the same type of stress is generated in each part of the piezoelectric ceramic substrate 7a by applying acceleration in the Z-axis direction to the weight 3 at each part. The polarization processing is performed so that spontaneous polarization charges of opposite polarities appear on the acceleration detection electrode EX1 and the acceleration detection electrode EX2 located on the other side. Also, each part of the piezoelectric ceramic substrate 7a corresponding to the Y-axis direction acceleration detecting electrodes EY1 and EY2 has a weight 3 similar to each part of the piezoelectric ceramic substrate 7a corresponding to the X-axis direction acceleration detecting electrodes EX1 and EX2. When the same type of stress is generated in each part by the acceleration in the Z-axis direction acting on the
A-axis direction acceleration detection electrode EY located on one side of A
1 and Y-axis direction acceleration detecting electrode EY located on the other side
2 are subjected to a polarization process so that spontaneous polarization charges of opposite polarities appear. The piezoelectric ceramic substrate 7a corresponding to the Z-axis direction acceleration detecting electrodes EZ1 to EZ4.
When the same type of stress is generated in each part by the acceleration in the Z-axis direction acting on the weight 3, the spontaneous polarization charges of the same polarity are applied to all the Z-axis direction acceleration detecting electrodes EZ <b> 1 to EZ <b> 4. Polarization has been applied to appear. For this reason,
When the diaphragm 1 is deformed based on the acceleration acting on the weight 3, the piezoelectric ceramic substrate 7a bends, and the spontaneous polarization charge generated between the acceleration detection electrode pattern E1 and the counter electrode pattern E0 changes. The acceleration in three axes (X-axis, Y-axis, and Z-axis) applied to is measured as a change in current or voltage.

【0027】本例では、加速度検出用電極EX1〜EZ
4,延長部分21,出力電極OX〜OZ及び対向電極パ
ターンE0をガラス−銀ペーストを用いてスクリーン印
刷した後にこれを焼成して5μmの厚みに形成した後
に、対向する各電極間に直流電圧を印加することにより
圧電セラミックス基板7aに分極処理を行った。次に、
低誘電率層27〜31をレジン(エポキシ)ペーストに
よりスクリーン印刷してから、接続線L1〜L9をレジ
ン銀ペーストによりスクリーン印刷して加速度検出用電
極パターンE1 を形成した。
In this embodiment, the acceleration detection electrodes EX1 to EZ
4, the extension portion 21, the output electrodes OX to OZ, and the counter electrode pattern E0 are screen-printed using a glass-silver paste and then fired to form a 5 μm-thick film. Polarization was performed on the piezoelectric ceramic substrate 7a by applying the voltage. next,
The low dielectric layers 27 to 31 were screen-printed with a resin (epoxy) paste, and then the connection lines L1 to L9 were screen-printed with a resin silver paste to form an acceleration detection electrode pattern E1.

【0028】絶縁樹脂製ケース9は、図1〜図3に示す
ように、その輪郭がほぼ直方体の筒状を呈しており、中
央空洞部9aと、この中央空洞部9aと外部とに連通す
る側方空洞部9bとが内部に形成されている。中央空洞
部9aは、図2及び図3において紙面の上下方向に絶縁
樹脂製ケース9を貫通しており、ほぼ円柱形の単体ユニ
ット収納部9cと、絶縁樹脂製ケース9の内周面に段部
9dを形成するように、単体ユニット収納部9cより小
さい径を有するほぼ円柱形の空隙部9eとを有してい
る。単体ユニット10は、単体ユニット10のベース5
の底面と段部9dとが当接するように単体ユニット収納
部9c内に収納されている。また、単体ユニット収納部
9cの内部には、単体ユニット10のベース5のV字溝
5aに樹脂が入り込んで突起部9fが形成されている。
本例では、単体ユニット10をインサートとして射出成
形により絶縁樹脂製ケース9を一体成形しているため、
段部9d及び突起部9fは、単体ユニット10の絶縁樹
脂製ケース9からの抜け止めとして機能している。ま
た、このように単体ユニット10をインサートとして絶
縁樹脂製ケース9が成形されることにより、ベース5の
外周面の一部5bは、絶縁樹脂製ケース9の側方空洞部
9b内に露出する。また、絶縁樹脂製ケース9は、ダイ
アフラム1の表面と同じ側に位置してダイアフラム1の
表面と面一に形成された表面9gと、表面9gの反対側
に位置する裏面9hとを有している。表面9gには、前
述した圧電セラミックス基板7aの延長部7cが載置さ
れている。裏面9hには、後述する複数の端子金具11
A〜11Hの他方の端部11f…が絶縁樹脂製ケース9
の裏面9hから突出する方向と同じ方向に突出する複数
個(この例では3個)のスペーサ9i…が形成されてい
る。このようなスペーサ9i…を形成すれば、加速度検
出装置を回路基板に取付ける際に絶縁樹脂製ケース9の
裏面9hと回路基板との間にスペーサ9i…によって空
隙部を形成することができる。そのため、加速度検出装
置の端子金具11A〜11Hを回路基板に半田付けする
際に半田に含まれるフラックスが絶縁樹脂製ケース9等
をつたって加速度検出装置の内部に侵入するのを防ぐこ
とができる。また、図2に示すように、絶縁樹脂製ケー
ス9の外周部には、側方空洞部9bが開口する側面9k
の下方部に外側に向って開口するほぼ矩形の凹部9jが
形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the insulating resin case 9 has a substantially rectangular parallelepiped cylindrical shape, and communicates with the central cavity 9a and the central cavity 9a and the outside. A side cavity 9b is formed inside. 2 and 3, the central hollow portion 9a penetrates the insulating resin case 9 in the vertical direction of the paper surface, and a stepped portion is formed between the substantially cylindrical single-unit storage portion 9c and the inner peripheral surface of the insulating resin case 9. A substantially cylindrical gap portion 9e having a smaller diameter than the single unit storage portion 9c is formed so as to form the portion 9d. The single unit 10 is a base 5 of the single unit 10.
Are housed in the single-unit housing portion 9c so that the bottom surface of the member and the step portion 9d are in contact with each other. Also, inside the single-unit storage portion 9c, a protrusion 9f is formed by resin entering the V-shaped groove 5a of the base 5 of the single unit 10.
In this example, since the insulating resin case 9 is integrally formed by injection molding using the single unit 10 as an insert,
The step 9 d and the protrusion 9 f function as a stopper for the unit unit 10 from coming off the insulating resin case 9. In addition, by forming the insulating resin case 9 using the single unit 10 as an insert, a part 5b of the outer peripheral surface of the base 5 is exposed in the side cavity 9b of the insulating resin case 9. The insulating resin case 9 has a front surface 9g formed on the same side as the front surface of the diaphragm 1 and formed flush with the front surface of the diaphragm 1, and a back surface 9h located on the opposite side of the front surface 9g. I have. The extension 7c of the above-described piezoelectric ceramic substrate 7a is mounted on the front surface 9g. The back surface 9h has a plurality of terminal fittings 11 described later.
The other end portions 11f of A to 11H are made of an insulating resin case 9.
A plurality (three in this example) of spacers 9i projecting in the same direction as the direction projecting from the back surface 9h of the rear surface 9h are formed. By forming such spacers 9i, a gap can be formed by the spacers 9i between the back surface 9h of the insulating resin case 9 and the circuit board when the acceleration detecting device is mounted on the circuit board. Therefore, when the terminal fittings 11A to 11H of the acceleration detecting device are soldered to the circuit board, it is possible to prevent the flux contained in the solder from entering the inside of the acceleration detecting device through the insulating resin case 9 or the like. As shown in FIG. 2, the outer peripheral portion of the insulating resin case 9 has a side surface 9 k on which the side cavity 9 b is opened.
A substantially rectangular concave portion 9j that opens outward is formed in a lower portion of the upper surface.

【0029】複数の端子金具11A〜11Hは、図3に
示すように、いずれも同じほぼ円柱形状を有しており、
絶縁樹脂製ケース9内において圧電セラミックス基板7
aの凹部7d〜7kと対応する位置にそれぞれ配置され
ている。端子金具11A〜11Hの一つの端子金具は、
一方の端部11aと長手方向中央部とにそれぞれ長手方
向と直交する方向に突出する円環状の鍔部11c,11
dを有している。これにより、一方の端部11aの端面
11eの面積は、長手方向と直交する端子金具の断面積
よりも大きくなる。また、長手方向中央部の鍔部11d
は、端子金具11A〜11Fの絶縁樹脂製ケース9から
の抜け止めとして機能している。これら複数の端子金具
11A〜11Hは、一方の端部11aの端面11eが絶
縁樹脂製ケース9の表面9g上に露出し他方の端部11
fが絶縁樹脂製ケース9の裏面から突出するように絶縁
樹脂製ケース9内に配置されている。複数の端子金具1
1A〜11Hの各端面11eのほぼ半部(半円部分)
は、圧電セラミックス基板7aの凹部7d〜7k内から
外側に露出している。そして、図1及び図3に示すよう
に、複数の端子金具11A〜11Hの内、圧電セラミッ
クス基板7aの角部に位置する4つの端子金具11A,
11D,11E,11Hの各一方の端面11e…は、圧
電セラミックス基板7aの延長部7cに形成された電極
OX,OY,OZ,OEと導電性接着剤からなる導電部
25…によって電気的に接続されている。また、この例
では、複数の端子金具11A〜11Hの内、他の4つの
端子金具11B,11C,11F,11Gの各一方の端
面11e…は、圧電セラミックス基板7aの縁部と単に
接触しているが、これらの端面11e…は、接着剤によ
って圧電セラミックス基板7aの縁部と接続してもよ
い。なお、これらの端子金具11B,11C,11F,
11Gは、ダミー端子を構成している。
Each of the plurality of terminal fittings 11A to 11H has the same substantially columnar shape as shown in FIG.
Piezoelectric ceramic substrate 7 in insulating resin case 9
It is arranged at a position corresponding to the concave portions 7d to 7k of FIG. One of the terminal fittings 11A to 11H is:
Annular flanges 11c, 11 protruding in a direction perpendicular to the longitudinal direction at one end 11a and a central part in the longitudinal direction, respectively.
d. Thereby, the area of the end face 11e of the one end 11a becomes larger than the cross-sectional area of the terminal fitting orthogonal to the longitudinal direction. In addition, a flange 11d at the center in the longitudinal direction
Functions as a stopper for the terminal fittings 11A to 11F to come off from the insulating resin case 9. In the plurality of terminal fittings 11A to 11H, the end face 11e of one end 11a is exposed on the surface 9g of the insulating resin case 9 and the other end 11
f is disposed in the insulating resin case 9 so as to protrude from the back surface of the insulating resin case 9. Multiple terminal fittings 1
Almost half (semicircle) of each end face 11e of 1A to 11H
Are exposed from the inside of the recesses 7d to 7k of the piezoelectric ceramic substrate 7a to the outside. As shown in FIGS. 1 and 3, among the plurality of terminal fittings 11 </ b> A to 11 </ b> H, four terminal fittings 11 </ b> A located at the corners of the piezoelectric ceramic substrate 7 a.
One end face 11e of each of 11D, 11E, 11H is electrically connected to electrodes OX, OY, OZ, OE formed on extension 7c of piezoelectric ceramic substrate 7a by conductive portions 25 made of a conductive adhesive. Have been. In this example, one end face 11e of each of the other four terminal fittings 11B, 11C, 11F, 11G among the plurality of terminal fittings 11A to 11H simply comes into contact with the edge of the piezoelectric ceramic substrate 7a. However, these end faces 11e may be connected to the edge of the piezoelectric ceramic substrate 7a by an adhesive. Note that these terminal fittings 11B, 11C, 11F,
11G constitutes a dummy terminal.

【0030】カバー部材13は、ほぼ矩形の上壁部13
aとほぼ矩形の4つの側壁部13b〜13eとを有する
一面開口の箱形状を有しており、ステンレスにより一体
に形成されている。このカバー部材13は、上壁部13
aが加速度センサ素子7の上方に位置し、側壁部13b
〜13eが絶縁樹脂製ケース9の側面と当接するよう
に、絶縁樹脂製ケース9に対して嵌合された状態で加速
度センサ素子7を覆っている。図2及び図3に示すよう
に、絶縁樹脂製ケース9の側面9k(絶縁樹脂製ケース
9の側方空洞部9bが形成された側面)と当接するカバ
ー部材13の側壁部13bには、接触片13f及び凸部
13gがプレス加工により一体に形成されている。接触
片13fは、側壁部13bの一部が開口部13hを形成
してベース5側に起立するように絶縁樹脂製ケース9の
側方空洞部9b内を延びており、側壁部13bの面と直
交する方向に伸びる起立部13f1と、起立部13f1の
端部で円弧状に曲げられた接触部13f2とを有してい
る。接触部13f2は、ベース5のV字溝5aの一部
(側方空洞部9b内に露出する部分)により構成される
嵌合凹部に嵌合されており、これにより、カバー部材1
3は、ベース5に電気的に接続されている。前述したよ
うに、アース電極OEは、図示しない導電性接着剤層を
介してベース5と電気的に接続されているので、カバー
部材13は、ベース5と共にアース電極OEと電気的に
接続されて接地されることになる。特に本例では、カバ
ー部材13が絶縁樹脂製ケース9に嵌合された状態で接
触部13f2が起立部13f1のバネ性でベース5に押し
付けられるので、カバー部材13の取付と同時にカバー
部材13とベース5との電気的な接続を完了することが
でき、しかもベース5とカバー部材13の接触片13f
との接触が確実になる。
The cover member 13 has a substantially rectangular upper wall portion 13.
and has a box shape with a one-sided opening having four substantially rectangular side walls 13b to 13e, and is integrally formed of stainless steel. This cover member 13 is
a is located above the acceleration sensor element 7 and the side wall portion 13b
13e cover the acceleration sensor element 7 in a state fitted to the insulating resin case 9 so as to abut on the side surface of the insulating resin case 9. As shown in FIGS. 2 and 3, the side wall 9 b of the cover member 13 that contacts the side surface 9 k of the insulating resin case 9 (the side surface on which the side cavity 9 b of the insulating resin case 9 is formed) is in contact. The piece 13f and the projection 13g are integrally formed by press working. The contact piece 13f extends in the side cavity 9b of the insulating resin case 9 so that a part of the side wall 13b forms an opening 13h and rises to the base 5 side. It has an upright portion 13f1 extending in a direction orthogonal to the first portion, and a contact portion 13f2 bent in an arc shape at an end of the upright portion 13f1. The contact portion 13f2 is fitted in a fitting concave portion formed by a part of the V-shaped groove 5a of the base 5 (a portion exposed in the side cavity 9b).
3 is electrically connected to the base 5. As described above, since the ground electrode OE is electrically connected to the base 5 via the conductive adhesive layer (not shown), the cover member 13 is electrically connected to the ground electrode OE together with the base 5. It will be grounded. In particular, in this example, the contact portion 13f2 is pressed against the base 5 by the spring property of the upright portion 13f1 in a state where the cover member 13 is fitted into the insulating resin case 9, so that the cover member 13 and the cover member 13 are simultaneously attached to the cover member 13. The electrical connection with the base 5 can be completed, and the contact piece 13f between the base 5 and the cover member 13 can be completed.
The contact with is ensured.

【0031】凸部13gは、カバー部材13の側壁部1
3bの一部が折り曲げられて形成されている。この凸部
13gは、絶縁樹脂製ケース9の側面9kに形成された
凹部9jに嵌合されて、カバー部材13を絶縁樹脂製ケ
ース9に固定する役割を果たしている。このような固定
方法によれば、絶縁樹脂製ケース9にバネ性を持ってカ
バー部材13の凸部13gを嵌合するので、カバー部材
13の取付によりカバー部材13を絶縁樹脂製ケース9
に簡単に固定することができる。
The protrusion 13g is provided on the side wall 1 of the cover member 13.
Part 3b is bent and formed. The convex portion 13g is fitted in a concave portion 9j formed on the side surface 9k of the insulating resin case 9, and plays a role of fixing the cover member 13 to the insulating resin case 9. According to such a fixing method, since the convex portion 13g of the cover member 13 is fitted to the insulating resin case 9 with a spring property, the cover member 13 is attached to the insulating resin case 9 by attaching the cover member 13.
Can be fixed easily.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、X軸接続線の応力発生
領域上に位置する部分をX軸方向仮想線上に位置するよ
うに配置し、Y軸接続線の応力発生領域上に位置する部
分をY軸方向仮想線上に位置するように配置し、Z軸接
続線の応力発生領域上に位置する部分をX軸方向仮想線
またはY軸方向仮想線を中心にして線対称になる2本の
仮想線上に位置するように配置するので、各接続線は、
応力発生領域上において、X軸方向仮想線及びY軸方向
仮想線を中心にしてバランスよく均等に配置される(部
分的に偏よることなく配置される)。そのため、重錘に
加速度が作用したときの応力発生領域の撓みもバランス
よく発生する。その結果、出力電極から出力されるX軸
加速度検出信号、Y軸加速度検出信号及びZ軸加速度検
出信号のレベルに生じるばらつきが小さくなり、信号処
理回路により各加速度信号のレベルのばらつきを調整す
る必要がなくなる。
According to the present invention, the portion of the X-axis connection line located on the stress generation region is arranged so as to be located on the imaginary line in the X-axis direction, and is located on the stress generation region of the Y-axis connection line. The two parts are arranged so as to be located on the imaginary line in the Y-axis direction, and the part located on the stress generation region of the Z-axis connection line is symmetrical about the imaginary line in the X-axis direction or the imaginary line in the Y-axis direction. Each connection line is placed so that it is located on the virtual line of
On the stress generation region, the imaginary lines in the X-axis direction and the imaginary line in the Y-axis direction are arranged in a well-balanced and uniform manner (arranged without partial bias). Therefore, the bending of the stress generating region when acceleration acts on the weight also occurs in a well-balanced manner. As a result, variations in the levels of the X-axis acceleration detection signal, the Y-axis acceleration detection signal, and the Z-axis acceleration detection signal output from the output electrode are reduced, and it is necessary to adjust the level variation of each acceleration signal by a signal processing circuit. Disappears.

【0033】また、本発明によれば、重錘に加速度が作
用したときの応力発生領域の撓みがバランスよく発生す
るので、重錘に加速度が作用した際に応力発生領域に変
則的な歪みが生じるのを防ぐことができる。そのため、
特定の軸にだけ加速度が作用したにもかかわらず他の軸
にも自発分極が発生するいわゆるノイズを除去できる。
Further, according to the present invention, since the bending of the stress generating region when the acceleration acts on the weight occurs in a well-balanced manner, when the acceleration acts on the weight, irregular distortion occurs in the stress generating region. Can be prevented. for that reason,
It is possible to eliminate so-called noise in which spontaneous polarization occurs in other axes despite acceleration acting only on a specific axis.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の圧電型三軸加速度センサ
を一部破断した状態で示す正面図である。
FIG. 1 is a front view showing a piezoelectric triaxial acceleration sensor according to an embodiment of the present invention in a partially broken state.

【図2】本発明の実施の形態の圧電型三軸加速度センサ
を一部破断した状態で示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing the piezoelectric triaxial acceleration sensor according to the embodiment of the present invention in a partially broken state.

【図3】本発明の実施の形態の圧電型三軸加速度センサ
を一部破断した状態で示す側面図である。
FIG. 3 is a side view showing the piezoelectric three-axis acceleration sensor according to the embodiment of the present invention in a partially broken state.

【図4】本発明の実施の形態の圧電型三軸加速度センサ
の背面図である。
FIG. 4 is a rear view of the piezoelectric three-axis acceleration sensor according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態の圧電型三軸加速度センサ
に用いる加速度センサ素子の平面図である。
FIG. 5 is a plan view of an acceleration sensor element used for the piezoelectric three-axis acceleration sensor according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態の圧電型三軸加速度センサ
に用いる加速度センサ素子の裏面図である。
FIG. 6 is a back view of the acceleration sensor element used in the piezoelectric triaxial acceleration sensor according to the embodiment of the present invention.

【図7】従来の圧電型三軸加速度センサに用いる加速度
センサ素子の平面図である。
FIG. 7 is a plan view of an acceleration sensor element used in a conventional piezoelectric triaxial acceleration sensor.

【符号の説明】 1 ダイアフラム 3 重錘 5 ベース 7 加速度センサ素子 8A 重錘対向領域 8B ベース対向領域 8C 応力発生領域 27,29,31 低誘電率層 E1 加速度検出用電極パターン EX1,EX2 一対のX軸方向加速度検出用電極 EY1,EY2 一対のY軸方向加速度検出用電極 EZ1〜EZ4 Z軸方向加速度検出用電極 L1〜L5 接続線 OX〜OZ 出力電極 E0 対向電極パターン E0a 対向電極[Description of Signs] 1 Diaphragm 3 Weight 5 Base 7 Acceleration sensor element 8A Weight facing area 8B Base facing area 8C Stress generating area 27, 29, 31 Low dielectric constant layer E1 Acceleration detection electrode pattern EX1, EX2 A pair of X Axial acceleration detection electrodes EY1, EY2 A pair of Y-axis acceleration detection electrodes EZ1 to EZ4 Z-axis acceleration detection electrodes L1 to L5 Connection lines OX to OZ Output electrode E0 Counter electrode pattern E0a Counter electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 正人 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 (72)発明者 中溝 佳幸 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 (72)発明者 澤井 努 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Masato Ando 3158 Shimo-Okubo, Osawano-cho, Kamishinkawa-gun, Toyama Prefecture Inside (72) Yoshiyuki Nakamizo 3158 Shimo-Okubo, Osawano-cho, Kamishinkawa-gun, Toyama (72) Inventor Tsutomu Sawai 3158 Shimookubo, Osawano-cho, Kamishinkawa-gun, Toyama Prefecture Hokuriku Electric Industry Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 X軸方向仮想線上に配置された一対のX
軸加速度検出用電極,前記X軸方向仮想線と直交するY
軸方向仮想線上に配置された一対のY軸加速度検出用電
極,及びZ軸方向の加速度を検出するための複数のZ軸
加速度検出用電極と、X軸出力電極,Y軸出力電極及び
Z軸出力電極とがX軸接続線,Y軸接続線及びZ軸接続
線を介してそれぞれ電気的に接続された加速度検出電極
パターンが表面上に形成され、裏面上に少なくとも前記
一対のX軸加速度検出用電極,前記一対のY軸加速度検
出用電極及び前記複数のZ軸加速度検出用電極と対向す
る対向電極を含む対向電極パターンが形成され、前記各
加速度検出用電極と前記対向電極との間の部分が分極処
理されている圧電セラミックス基板と、 表面に前記圧電セラミックス基板の前記裏面が接合され
たダイアフラムと、 前記ダイアフラムの中央部に設けられた重錘と、 前記重錘に前記加速度が作用したときに前記重錘の周囲
にある前記圧電セラミックス基板の部分に撓みが生じる
ように前記ダイアフラムを支持するべースとを具備し、 前記圧電セラミックス基板が、前記重錘と対向する重錘
対向領域と、前記ベースと対向するベース対向領域と、
前記重錘対向領域と前記ベース対向領域の間に位置し前
記各加速度検出用電極が配置される環状の応力発生領域
とを有している圧電型三軸加速度センサであって、 前記X軸接続線の前記応力発生領域上に位置する部分
は、前記X軸方向仮想線上に位置するように配置されて
おり、 前記Y軸接続線の前記応力発生領域上に位置する部分
は、前記Y軸方向仮想線上に位置するように配置されて
おり、 前記Z軸接続線の前記応力発生領域上に位置する部分
は、前記X軸方向仮想線または前記Y軸方向仮想線を中
心にして線対称になる2本の仮想線上に位置するように
配置されている圧電型三軸加速度センサ。
1. A pair of Xs arranged on an imaginary line in the X-axis direction
Axis acceleration detecting electrode, Y orthogonal to the X axis direction virtual line
A pair of Y-axis acceleration detecting electrodes arranged on the imaginary axial line, a plurality of Z-axis acceleration detecting electrodes for detecting acceleration in the Z-axis direction, an X-axis output electrode, a Y-axis output electrode, and a Z-axis; An acceleration detection electrode pattern electrically connected to the output electrode via an X-axis connection line, a Y-axis connection line, and a Z-axis connection line is formed on the front surface, and at least the pair of X-axis acceleration detection lines are formed on the back surface. And an opposing electrode pattern including an opposing electrode facing the pair of Y-axis acceleration detecting electrodes and the plurality of Z-axis acceleration detecting electrodes is formed between the respective acceleration detecting electrodes and the opposing electrode. A piezoelectric ceramic substrate having a portion subjected to polarization processing; a diaphragm having a front surface joined to the back surface of the piezoelectric ceramic substrate; a weight provided at a central portion of the diaphragm; A base supporting the diaphragm so that a portion of the piezoelectric ceramic substrate around the weight is bent when the weight is applied, wherein the piezoelectric ceramic substrate has a weight facing the weight. A weight facing region, a base facing region facing the base,
A piezoelectric three-axis acceleration sensor having an annular stress generating region between the weight-facing region and the base-facing region and on which the acceleration detecting electrodes are arranged, wherein the X-axis connection A portion of the line located on the stress generation region is disposed so as to be located on the virtual line in the X-axis direction. A portion of the Y-axis connection line located on the stress generation region is located in the Y-axis direction. It is arranged so that it may be located on an imaginary line, and the portion located on the stress generation area of the Z-axis connection line is line-symmetric about the X-axis imaginary line or the Y-axis imaginary line. A piezoelectric triaxial acceleration sensor arranged to be located on two virtual lines.
【請求項2】 前記X軸加速度検出用電極の前記X軸方
向仮想線と直交する方向に延びる幅寸法と、前記Y軸加
速度検出用電極の前記Y軸方向仮想線と直交する方向に
延びる幅寸法とは等しく、 前記X軸加速度検出用電極または前記Y軸加速度検出用
電極の幅寸法に対する前記各接続線の幅寸法の割合が5
〜40%であることを特徴とする請求項1に記載の圧電
型三軸加速度センサ。
2. A width dimension of the X-axis acceleration detection electrode extending in a direction orthogonal to the X-axis virtual line, and a width of the Y-axis acceleration detection electrode extending in a direction orthogonal to the Y-axis virtual line. The ratio of the width dimension of each connection line to the width dimension of the X-axis acceleration detection electrode or the Y-axis acceleration detection electrode is 5
The piezoelectric type three-axis acceleration sensor according to claim 1, wherein the ratio is from 40% to 40%.
【請求項3】 前記各接続線の幅寸法は、0.32mm
以下である請求項2に記載の圧電型三軸加速度センサ。
3. A width dimension of each connection line is 0.32 mm.
The piezoelectric three-axis acceleration sensor according to claim 2, wherein
【請求項4】 前記X軸接続線の前記応力発生領域上に
位置する部分と前記圧電セラミックス基板との間には、
前記X軸方向仮想線を中心に線対称になるように低誘電
率層が形成されており、 前記Y軸接続線の前記応力発生領域上に位置する部分と
前記圧電セラミックス基板との間には、前記Y軸方向仮
想線を中心に線対称になるように低誘電率層が形成され
ていることを特徴とする請求項1または2に記載の圧電
型三軸加速度センサ。
4. The piezoelectric ceramic substrate according to claim 1, wherein a portion of the X-axis connection line located on the stress generation region and the piezoelectric ceramic substrate are provided.
A low dielectric constant layer is formed so as to be line-symmetric with respect to the X-axis direction virtual line, and a portion between the Y-axis connection line located on the stress generating region and the piezoelectric ceramic substrate is provided. 3. The piezoelectric type triaxial acceleration sensor according to claim 1, wherein a low dielectric constant layer is formed so as to be line-symmetric with respect to the Y-axis direction virtual line.
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