(57)【要約】【課題】振動の検知精度を向上させることに適した振動センサを得ること。【解決手段】本発明の１つの側面にかかる振動センサは、長手方向及び短手方向を有する主面を有し、前記短手方向における一端から他端まで延びた第１の領域と前記第１の領域に対して前記長手方向にシフトした位置で前記短手方向における一端から他端まで延びた第２の領域とを含む基板と、前記基板における前記第２の領域に配される圧電素子と、を備え、前記第２の領域の前記主面に垂直な方向の曲げ剛性は、前記第１の領域の前記主面に垂直な方向の曲げ剛性より小さいことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向及び短手方向を有する主面を有し、前記短手方向における一端から他端まで延びた第１の領域と前記第１の領域に対して前記長手方向にシフトした位置で前記短手方向における一端から他端まで延びた第２の領域とを含む基板と、
前記基板における前記第２の領域に配される圧電素子と、
を備え、
前記第２の領域の前記主面に垂直な方向の曲げ剛性は、前記第１の領域の前記主面に垂直な方向の曲げ剛性より小さい
振動センサ。
【請求項２】
前記第２の領域における前記長手方向に垂直な断面の前記主面に垂直な方向の曲げについての断面２次モーメントは、前記第１の領域における前記長手方向に垂直な断面の前記主面に垂直な方向の曲げについての断面２次モーメントより小さい
請求項１に記載の振動センサ。
【請求項３】
前記第２の領域は、穴が配され、
前記第１の領域は、穴が配されていない
請求項１に記載の振動センサ。
【請求項４】
前記第２の領域は、複数の前記穴が配されており、
前記複数の穴は、
第１の穴と、
前記第１の穴に対して前記長手方向と交差する方向に配された第２の穴と、
を含む
請求項３に記載の振動センサ。
【請求項５】
前記第２の領域における前記基板の厚さは、前記第１の領域における前記基板の厚さより薄い
請求項１に記載の振動センサ。
【請求項６】
前記第２の領域における前記基板の短手方向の平面幅は、前記第１の領域における前記基板の短手方向の平面幅より小さい
請求項１に記載の振動センサ。
【請求項７】
前記第２の領域は、前記第１の領域より前記基板の中心付近に位置する
請求項１から６のいずれか１項に記載の振動センサ。
【請求項８】
前記基板における前記第１の領域に配される他の素子をさらに備えた
請求項１から７のいずれか１項に記載の振動センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子を有する振動センサは、振動を発生し得る対象物に接触され、対象物からの振動を圧電素子で検知し電気信号に変換して出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１９６２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
振動センサでは、対象物から圧電素子へ振動が伝達されると、圧電素子が変位されることで電気信号を発生させ、発生された電気信号に対して所定の増幅処理を施し増幅された信号を出力させる。このとき、対象物から圧電素子へ振動を効率的に伝達して、振動の検知精度を向上させることが望まれる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、振動の検知精度を向上させることに適した振動センサを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかる振動センサは、長手方向及び短手方向を有する主面を有し、前記短手方向における一端から他端まで延びた第１の領域と前記第１の領域に対して前記長手方向にシフトした位置で前記短手方向における一端から他端まで延びた第２の領域とを含む基板と、前記基板における前記第２の領域に配される圧電素子と、を備え、前記第２の領域の前記主面に垂直な方向の曲げ剛性は、前記第１の領域の前記主面に垂直な方向の曲げ剛性より小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、振動の検知精度を向上させることに適した振動センサを得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態にかかる振動センサの構成を示す平面図である。
【図２】図２は、実施形態における基板の断面構成を示す拡大断面図である。
【図３】図３は、実施形態における圧電素子の実装領域を示す拡大平面図である。
【図４】図４は、実施形態にかかる振動センサの動作を示す断面図である。
【図５】図５は、実施形態にかかる振動センサの動作を示す断面図である。
【図６】図６は、実施形態の第１の変形例にかかる振動センサの構成を示す斜視図である。
【図７】図７は、実施形態の第１の変形例における基板の断面構成を示す拡大断面図である。
【図８】図８は、実施形態の第２の変形例にかかる振動センサの構成を示す斜視図である。
【図９】図９は、実施形態の第３の変形例にかかる振動センサの構成を示す平面図である。
【図１０】図１０は、実施形態の第３の変形例における基板の断面構成を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明にかかる振動センサの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
（実施形態）
実施形態にかかる振動センサは、圧電素子を有し、対象物に接触され、対象物からの振動を圧電素子で検知し電気信号に変換して出力する。対象物は、振動を発生し得る任意の物体を含む。
【００１１】
振動センサにおいて、対象物からの振動を圧電素子へより効率的に伝達させることができれば、センサとしての感度を高めることができ、感度の点から振動の検知精度の向上が期待できる。
【００１２】
そこで、実施形態では、振動センサにおいて、基板における圧電素子の配置領域の曲げ剛性を他の素子の配置領域の曲げ剛性より小さくすることで、振動伝達時における基板の配置領域の効率的な振動及びそれによる振動の検知精度向上を図る。
【００１３】
具体的には、基板上に、圧電素子に加えて、他の素子（ＦＥＴ素子及び抵抗素子など）をアンプやノイズ対策のために実装する。そして、基板を構造的に改善し、圧電素子の実装された領域が他の素子（ＦＥＴ素子及び抵抗素子など）の実装された領域に比較して撓みの力を受けやすい構造とする。基板において、圧電素子の実装された領域の強度を他の素子の実装された領域の強度より低下させることで実現する。すなわち、基板の圧電素子の配置領域の表面に垂直な方向の曲げ剛性を、他の素子の実装された領域の表面に垂直な方向の曲げ剛性より小さくする。言い換えると、対象物から基板側へ振動が伝達された際に、圧電素子の実装された領域を他の素子の実装された領域より撓ませやすくする。これにより、振動による力を基板から圧電素子へ効率的に加えることができ、その力および周波数を圧電素子で効率よく検知できる。また、他の素子の実装された領域を圧電素子の実装された領域より撓ませにくくすることで、振動により基板から伝達される力が圧電素子に比べて他の素子へ加わりにくくすることができ、他の素子（ＦＥＴ素子及び抵抗素子など）の故障を抑制できる。
【００１４】
より具体的には、振動センサ１は、図１に示すように構成され得る。図１は、振動センサ１の構成を示す断面図である。図１において、基板の表面に垂直な方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な面内（基板の表面内）で互いに直交する２方向のうち、基板の表面の長手方向をＸ方向とし、基板の表面の短手方向をＹ方向とする。
【００１５】
振動センサ１は、基板１０、圧電素子２０、抵抗素子３０、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子４０、抵抗素子５０、及び保持構造６０を有する。図１では、圧電素子２０の周辺部品が抵抗素子３０、ＦＥＴ素子４０、抵抗素子５０である場合について例示しているが、圧電素子２０の周辺部品は、抵抗素子３０、ＦＥＴ素子４０、抵抗素子５０のうちの２つ又は１つであってもよい。
【００１６】
基板１０は、ＸＹ方向に延びた略板形状を有し、表面１０ａ及び裏面１０ｂ（図２（ａ）参照）を有する。基板１０は、ＸＹ平面視において、略長方形状であってもよいし、他の形状（例えば、長手方向及び短手方向を有する多角形状）であってもよい。図１では、基板１０がＸ方向を長手方向とする略長方形状である場合について例示されている。ＸＹ方向に延びている。表面１０ａ及び裏面１０ｂは、それぞれ、ＸＹ方向に延びている。基板１０は、絶縁性を有する材料で形成されてもよく、絶縁性樹脂（例えば、ガラスエポキシ）又は絶縁性セラミック（例えば、アルミナ）などを主成分とする材料で形成され得る。
【００１７】
基板１０は、領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２及び領域ＲＧ２を有する。領域ＲＧ２は、圧電素子２０が配される領域であり、領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２は、圧電素子２０以外の他の素子（例えば、抵抗素子３０、ＦＥＴ素子４０、抵抗素子５０）が配される領域である。領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２は、Ｙ方向における基板１０の一端から他端まで延びている。領域ＲＧ２は、領域ＲＧ１−１から＋Ｘ方向にシフトし領域ＲＧ１−２から−Ｘ方向にシフトした位置でＹ方向における基板１０の一端から他端まで延びている。これに応じて、基板１０は、領域ＲＧ２のＺ方向の曲げ剛性が、領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＺ方向の曲げ剛性より小さくなるように構成される。
【００１８】
ここで、曲げ剛性は、曲げこわさとも呼ばれる。曲げ剛性とは、部材の曲げ変形のしにくさを示す指標で、断面二次モーメントとヤング率との積で表される。断面２次モーメントは、曲げモーメントに対する部材の変形のしにくさを表す量である。部材が矩形平板状の部材である場合、この部材は、その長手方向に垂直な断面が矩形断面である梁とみなされる。断面２次モーメントをＩとして、部材の幅をＷとし、部材の厚さをＤとすると、次の数式１が成り立つ。
Ｉ＝（Ｗ×Ｄ３）／１２・・・数式１
また、ヤング率は、縦弾性係数とも呼ばれる。ヤング率は、弾性範囲で単位ひずみあたり、どれだけ応力が必要かの値を決める定数である。部材について、ＪＩＳ  Ｋ７１２７に準拠した引張試験方法により、ＪＩＳ  Ｋ６２５１の規定されるダンベル状１号形の試験片を用いて計測して得られる応力ひずみ線図において、弾性域（の線形部）の傾きとして求められ得る。
【００１９】
例えば、領域ＲＧ２のＸ方向に沿った撓み変形には、主として、領域ＲＧ２に対するＺ方向の曲げ応力が寄与し、領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＸ方向に沿った撓み変形には、主として、領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２に対するＺ方向の曲げ応力が寄与すると考えられる。この点を考慮し、基板１０は、図２に示すように、領域ＲＧ２のＺ方向の曲げ剛性が、領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＺ方向の曲げ剛性より小さくなるように構成される。図２は、基板１０の断面構成を示す拡大断面図である。図２（ａ）は、図１に示す基板１０をＡ−Ａ’線で切った場合のＹＺ断面（領域ＲＧ２のＹＺ断面）を示し、図２（ｂ）は、図１に示す基板１０をＢ−Ｂ’線で切った場合のＹＺ断面（領域ＲＧ１−１のＹＺ断面）を示し、図２（ｃ）は、図１に示す基板１０をＣ−Ｃ’線で切った場合のＹＺ断面（領域ＲＧ１−２のＹＺ断面）を示す。
【００２０】
図２（ａ）に示す領域ＲＧ２のＹＺ断面と図２（ｂ）、図２（ｃ）に示す他の領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＹＺ断面とを比較すると、領域ＲＧ２では、穴１１，１２が配されているのに対して、領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２では、穴１１，１２が配されていない。これにより、領域ＲＧ２のＹＺ断面と他の領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＹＺ断面とでその外形寸法（Ｙ方向幅及びＺ方向厚さ）が略均等でありながら、領域ＲＧ２のＹＺ断面のＺ方向の曲げについての断面２次モーメントは、領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＹＺ断面のＺ方向の曲げについての断面２次モーメントより小さくなり得る。なお、領域ＲＧ２と領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２とは略同じ材料で形成され得るので、領域ＲＧ２のヤング率と領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のヤング率とは、略均等である。この結果、領域ＲＧ２のＹＺ断面のＺ方向の曲げ剛性は、他の領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＹＺ断面のＺ方向の曲げ剛性より小さくなり得る。
【００２１】
図１及び図２（ａ）に示す圧電素子２０は、領域ＲＧ２の表面１０ａに配されている。領域ＲＧ２は、図１に示すように、ＸＹ平面視において、基板１０の中心付近に配され得る。圧電素子２０は、領域ＲＧ２の表面１０ａ上に固定支持され得る。
【００２２】
例えば、圧電素子２０は、図３に示すように、圧電体２１、端子電極２２、及び端子電極２３を有する。図３は、圧電素子２０の実装領域を示す拡大平面図である。圧電体２１は、単板の構造とされ得る。圧電体２１は、圧電性を示す材料で形成されていてもよく、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を主成分とする材料で形成され得る。圧電体２１は、予め＋Ｚ側及び−Ｚ側にそれぞれ分極端子を配置してｄ３１方向から所定の電圧をかけて分極が行われてもよく、その分極方向がＺ方向とされ得る。圧電素子２０において、端子電極２２及び端子電極２３は、圧電体２１を間にして互いに反対側に配される。端子電極２２は、圧電体２１の−Ｘ側に配され、端子電極２３は、圧電体２１の＋Ｘ側に配され得る。これにより、圧電体２１がＸ方向及び／又はＹ方向に力を受けて変位すると、圧電効果により端子電極２２及び端子電極２３に分極（表面電荷）が現れ、端子電極２２及び端子電極２３間に電圧が発生し、力に応じた信号が圧電素子２０から出力され得る。
【００２３】
基板１０の表面１０ａには導電パターンＬＰ及びその電極が形成されており、端子電極２２及び端子電極２３は、それぞれ、導電パターンＬＰの電極にハンダ等の導電性接合材で接合されていてもよい。なお、導電パターンＬＰ及びその電極と圧電素子２０とは、それぞれ、絶縁性の樹脂で覆われていてもよい。
【００２４】
領域ＲＧ２では、圧電素子２０の付近に穴１１，１２が配されている。穴１１，１２は、ＸＹ平面視において、導電パターンＬＰ及びその電極に対して干渉しない位置に配されている。穴１１及び穴１２は、互いにＹ方向にシフトした位置に配されている。穴１１及び穴１２は、間に圧電素子２０が位置するように配されていてもよい。穴１１は、圧電素子２０に対して＋Ｙ側で近接する位置に配されていてもよい。穴１２は、圧電素子２０に対して−Ｙ側で近接する位置に配されていてもよい。穴１１，１２は、Ｚ方向において、基板１０の内部に達し、基板１０内に底面を有していてもよい。あるいは、穴１１，１２は、Ｚ方向において、基板１０を貫通していてもよい。図２（ａ）では、Ｚ方向において、基板１０の内部に達し、基板１０内に底面を有している場合について例示されている。
【００２５】
図１及び図２（ｂ）に示す抵抗素子３０は、領域ＲＧ１−１の表面１０ａに配されている。抵抗素子３０は、圧電素子２０に対する周辺部品であり、例えば、圧電素子２０で発生した信号に対して増幅処理を施す際におけるプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗などであってもよい。抵抗素子３０は、図３に示すように、ＸＹ平面視において、圧電素子２０の周辺に配され得る。抵抗素子３０は、領域ＲＧ１−１の表面１０ａ上に固定支持され得る。例えば、抵抗素子３０は、複数の端子電極をしていてもよく、複数の端子電極は、それぞれ、導電パターンＬＰの電極にハンダ等の導電性接合材で接合されていてもよい。
【００２６】
図１に示すＦＥＴ素子４０は、領域ＲＧ１−２の表面１０ａに配されている。ＦＥＴ素子４０は、圧電素子２０に対する周辺部品であり、例えば、圧電素子２０で発生した信号に対して増幅処理を施す際における増幅素子などであってもよい。ＦＥＴ素子４０は、図３に示すように、ＸＹ平面視において、圧電素子２０の周辺に配され得る。ＦＥＴ素子４０は、領域ＲＧ１−２の表面１０ａ上に固定支持され得る。例えば、ＦＥＴ素子４０は、複数の端子電極をしていてもよく、複数の端子電極は、それぞれ、導電パターンＬＰの電極にハンダ等の導電性接合材で接合されていてもよい。
【００２７】
図１及び図２（ｃ）に示す抵抗素子５０は、領域ＲＧ１−２の表面１０ａに配されている。抵抗素子５０は、圧電素子２０に対する周辺部品であり、例えば、圧電素子２０で発生した信号に対して増幅処理を施す際におけるプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗などであってもよい。抵抗素子５０は、図３に示すように、ＸＹ平面視において、圧電素子２０の周辺に配され得る。抵抗素子５０は、領域ＲＧ１−２の表面１０ａ上に固定支持され得る。例えば、抵抗素子５０は、複数の端子電極をしていてもよく、複数の端子電極は、それぞれ、導電パターンＬＰの電極にハンダ等の導電性接合材で接合されていてもよい。
【００２８】
保持構造６０は、対象物の振動による力が基板１０へ伝達され得るように、基板１０を片持ち梁状に他の部材（例えば、部材１００）へ固定可能である。
【００２９】
図４に示すように、基板１０が他の部材１００により片持ち梁状に固定される場合、対象物（例えば、人体の一部）から部材１００が振動による力として白抜きの矢印で示す＋Ｚ方向の力を受けると、その力が部材１００から基板１０へ伝達され、基板１０が破線で示す位置から実線で示す位置へ変位して撓み得る。このとき、基板１０における、領域ＲＧ２のＺ方向の曲げ剛性が、他の領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＺ方向の曲げ剛性より小さい。このため、基板１０を領域ＲＧ２で効率的に撓ませることができる。それとともに、基板１０における、他の領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＺ方向の曲げ剛性が、領域ＲＧ２のＺ方向の曲げ剛性より大きい。このため、基板１０を領域ＲＧ２に比較して他の領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２で撓ませにくくすることができる。これにより、圧電素子２０における圧電体２１（図３参照）を効率的に変位させることができ、振動による力を圧電素子２０で感度よく検知させることができるとともに、他の素子（例えば、抵抗素子３０、ＦＥＴ素子４０、抵抗素子５０）の故障を抑制できる。
【００３０】
なお、図４において、領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２，ＲＧ２からＸ方向幅を揃えつつＺ方向の全体が含まれるように切り出されたＸＺ断面について考えることもできる。この場合、基板１０における、領域ＲＧ２のＺ方向の曲げ剛性が、他の領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＺ方向の曲げ剛性より小さい。この観点からも、基板１０を領域ＲＧ２で効率的に撓ませることができる。
【００３１】
同様に、図５に示すように、基板１０が他の部材１００により片持ち梁状に固定される場合、対象物（例えば、人体の一部）から部材１００が振動による力として白抜きの矢印で示す−Ｚ方向の力を受けると、その力が部材１００から基板１０へ伝達され、基板１０が破線で示す位置から実線で示す位置へ変位して撓み得る。このとき、基板１０における、領域ＲＧ２のＺ方向の曲げ剛性が、他の領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＺ方向の曲げ剛性より小さい。このため、基板１０を領域ＲＧ２で効率的に撓ませることができる。それとともに、基板１０における、他の領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＺ方向の曲げ剛性が、領域ＲＧ２のＺ方向の曲げ剛性より大きい。このため、基板１０を領域ＲＧ２に比較して他の領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２で撓ませにくくすることができる。これにより、圧電素子２０における圧電体２１（図３参照）を効率的に変位させることができ、振動による力を圧電素子２０で感度よく検知させることができるとともに、他の素子（例えば、抵抗素子３０、ＦＥＴ素子４０、抵抗素子５０）の故障を抑制できる。
【００３２】
なお、図５において、領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２，ＲＧ２からＸ方向幅を揃えつつＺ方向の全体が含まれるように切り出されたＸＺ断面について考えることもできる。この場合、基板１０における、領域ＲＧ２のＺ方向の曲げ剛性が、他の領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＺ方向の曲げ剛性より小さい。この観点からも、基板１０を領域ＲＧ２で効率的に撓ませることができる。
【００３３】
以上のように、実施形態では、振動センサ１において、基板１０における、圧電素子２０の配置領域ＲＧ２のＺ方向の曲げ剛性を、他の素子の配置領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＺ方向の曲げ剛性より小さくする。例えば、基板１０における圧電素子２０の配置領域ＲＧ２は穴１１，１２が配され、他の素子の配置領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２は穴が配されないことで、圧電素子２０の配置領域ＲＧ２のＺ方向の曲げ剛性は、他の素子の配置領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２のＺ方向の曲げ剛性より小さくなり得る。これにより、基板１０への振動伝達時において圧電素子２０の配置領域ＲＧ２に効率的に応力を集中させることができ、基板１０への振動伝達時において圧電素子２０の配置領域ＲＧ２を効率的に振動させ撓ませることができるので、圧電素子２０による振動の検知精度を効率的に向上できる。また、他の素子の配置領域ＲＧ１−１，ＲＧ１−２を圧電素子２０の配置領域ＲＧ２より撓ませにくくすることができるので、他の素子（ＦＥＴ及び抵抗素子など）の故障を抑制できる。
【００３４】
なお、基板１０ｉにおける圧電素子２０の配置領域のＺ方向厚さを他の素子の配置領域のＺ方向厚さより薄くすることで、圧電素子２０の配置領域のＺ方向の曲げ剛性を他の素子の配置領域のＺ方向の曲げ剛性より小さくしてもよい。例えば、図６に示すように、振動センサ１ｉは、基板１０（図１参照）に代えて基板１０ｉを有する。図６は、実施形態の第１の変形例にかかる振動センサ１ｉの構成を示す斜視図である。基板１０ｉは、圧電素子２０が配置される領域ＲＧ２ｉで最も薄くなるように裏面１０ｂ側から薄板化された部分が設けられている。基板１０ｉにおいて、各領域ＲＧ１ｉ−１，ＲＧ１ｉ−２，ＲＧ２ｉの断面は、図７に示すように構成され得る。図７は、基板１０ｉの断面構成を示す拡大断面図である。図７（ａ）は、図６に示す基板１０ｉをＤ−Ｄ’線で切った場合のＹＺ断面（領域ＲＧ２ｉのＹＺ断面）を示し、図７（ｂ）は、図６に示す基板１０ｉをＥ−Ｅ’線で切った場合のＹＺ断面（領域ＲＧ１ｉ−１のＹＺ断面）を示し、図７（ｃ）は、図６に示す基板１０ｉをＦ−Ｆ’線で切った場合のＹＺ断面（領域ＲＧ１ｉ−２のＹＺ断面）を示し、図７（ｄ）は、図６に示す基板１０ｉをＧ−Ｇ’線で切った場合のＹＺ断面（領域ＲＧ３ｉのＹＺ断面）を示す。領域ＲＧ３ｉは、素子が配置されていない領域であり、参考のために示している。
【００３５】
図７（ａ）に示す領域ＲＧ２ｉのＹＺ断面と図７（ｂ）、図７（ｃ）に示す他の領域ＲＧ１ｉ−１，ＲＧ１ｉ−２のＹＺ断面とを比較すると、領域ＲＧ２ｉでは、Ｚ方向厚さがＤ２ｉであるのに対して、領域ＲＧ１ｉ−１では、Ｚ方向厚さがより厚い値Ｄ１ｉ−１（＞Ｄ２ｉ）であり、領域ＲＧ１ｉ−２では、Ｚ方向厚さがより厚い値Ｄ１ｉ−２（＞Ｄ２ｉ）である。また、領域ＲＧ３ｉについても、Ｚ方向厚さがより厚い値Ｄ３ｉ（＞Ｄ２ｉ）である。これにより、領域ＲＧ２ｉのＹＺ断面と他の領域ＲＧ１ｉ−１，ＲＧ１ｉ−２のＹＺ断面とでＹ方向幅が略均等でありながら、領域ＲＧ２ｉのＹＺ断面のＺ方向の曲げについての断面２次モーメントは、領域ＲＧ１ｉ−１，ＲＧ１ｉ−２のＹＺ断面のＺ方向の曲げについての断面２次モーメントより小さくなり得る。なお、領域ＲＧ２と領域ＲＧ１ｉ−１，ＲＧ１ｉ−２とは略同じ材料で形成され得るので、領域ＲＧ２ｉのヤング率と領域ＲＧ１ｉ−１，ＲＧ１ｉ−２のヤング率とは、略均等である。この結果、領域ＲＧ２ｉのＺ方向の曲げ剛性は、他の領域ＲＧ１ｉ−１，ＲＧ１ｉ−２のＺ方向の曲げ剛性より小さくなり得る。
【００３６】
あるいは、例えば、図８に示すように、振動センサ１ｊは、基板１０（図１参照）に代えて基板１０ｊを有する。図８は、実施形態の第２の変形例にかかる振動センサ１ｊの構成を示す斜視図である。基板１０ｊは、圧電素子２０が配置される領域ＲＧ２ｊで最も薄くなるように表面１０ａ及び裏面１０ｂの両側から薄板化された部分が設けられている。各領域ＲＧ１ｊ−１，ＲＧ１ｊ−２，ＲＧ２ｊのＹＺ断面が図７に示すように構成され得る点は、図７と同様である。このように、基板１０ｊを表面１０ａ及び裏面１０ｂの両側から薄板化することで、振動伝達時により効率的に領域ＲＧ２ｊに応力が集中するようにされ得る。
【００３７】
あるいは、基板１０ｋにおける圧電素子２０の配置領域ＲＧ２ｋにおける基板１０ｋの短手方向の平面幅（Ｙ方向幅）を他の素子の配置領域ＲＧ１ｋ−１，ＲＧ１ｋ−２における基板１０ｋの短手方向の平面幅（Ｙ方向幅）より小さくすることで、圧電素子２０の配置領域ＲＧ２ｋのＺ方向の曲げ剛性を、他の素子の配置領域ＲＧ１ｋ−１，ＲＧ１ｋ−２のＺ方向の曲げ剛性より小さくしてもよい。例えば、図９に示すように、振動センサ１ｋは、基板１０（図１参照）に代えて基板１０ｋを有する。図９は、実施形態の第３の変形例にかかる振動センサ１ｋの構成を示す斜視図である。基板１０ｋは、圧電素子２０が配置される領域ＲＧ２ｋで最も薄くなるように＋Ｙ側及び−Ｙ側から狭幅化された部分が設けられている。基板１０ｋにおいて、各領域ＲＧ１ｋ−１，ＲＧ１ｋ−２，ＲＧ２ｋの断面は、図１０に示すように構成され得る。図１０は、基板１０ｋの断面構成を示す拡大断面図である。図１０（ａ）は、図６に示す基板１０ｋをＨ−Ｈ’線で切った場合のＹＺ断面（領域ＲＧ２ｋのＹＺ断面）を示し、図１０（ｂ）は、図９に示す基板１０ｋをＩ−Ｉ’線で切った場合のＹＺ断面（領域ＲＧ１ｋ−１のＹＺ断面）を示し、図１０（ｃ）は、図９に示す基板１０ｋをＪ−Ｊ’線で切った場合のＹＺ断面（領域ＲＧ１ｋ−２のＹＺ断面）を示し、図１０（ｄ）は、図９に示す基板１０ｋをＫ−Ｋ’線で切った場合のＹＺ断面（領域ＲＧ３ｋのＹＺ断面）を示す。領域ＲＧ３ｋは、素子が配置されていない領域であり、参考のために示している。
【００３８】
図１０（ａ）に示す領域ＲＧ２ｋのＹＺ断面と図１０（ｂ）、図１０（ｃ）に示す他の領域ＲＧ１ｋ−１，ＲＧ１ｋ−２のＹＺ断面とを比較すると、領域ＲＧ２ｋでは、Ｙ方向幅がＷ２ｋであるのに対して、領域ＲＧ１ｋ−１では、Ｙ方向幅がより広い値Ｗ１ｋ−１（＞Ｗ２ｋ）であり、領域ＲＧ１ｋ−２では、Ｙ方向幅がより広い値Ｗ１ｋ−２（＞Ｗ２ｋ）である。また、領域ＲＧ３ｋについても、Ｙ方向幅がより広い値Ｗ３ｋ（＞Ｗ２ｋ）である。これにより、領域ＲＧ２ｋのＹＺ断面と他の領域ＲＧ１ｋ−１，ＲＧ１ｋ−２のＹＺ断面とでＺ方向厚さが略均等でありながら、領域ＲＧ２ｋのＹＺ断面のＺ方向の曲げについての断面２次モーメントは、領域ＲＧ１ｋ−１，ＲＧ１ｋ−２のＹＺ断面のＺ方向の曲げについての断面２次モーメントより小さくなり得る。なお、領域ＲＧ２ｋと領域ＲＧ１ｋ−１，ＲＧ１ｋ−２とは略同じ材料で形成され得るので、領域ＲＧ２ｋのヤング率と領域ＲＧ１ｋ−１，ＲＧ１ｋ−２のヤング率とは、略均等である。この結果、領域ＲＧ２ｋのＺ方向の曲げ剛性は、他の領域ＲＧ１ｋ−１，ＲＧ１ｋ−２のＺ方向の曲げ剛性より小さくなり得る。
【００３９】
あるいは、圧電素子２０の配置領域のＹＺ断面のＺ方向の曲げについての断面２次モーメントを他の素子の配置領域のＹＺ断面のＺ方向の曲げについての断面２次モーメントより小さくすることに加えて、圧電素子２０の配置領域の材料を他の素子の配置領域よりヤング率の小さい材料で形成してもよい。この場合、圧電素子２０の配置領域のＺ方向の曲げ剛性を、他の素子の配置領域のＺ方向の曲げ剛性よりさらに小さくすることができる。
【００４０】
あるいは、圧電素子２０の配置領域のＹＺ断面のＺ方向の曲げについての断面２次モーメントを他の素子の配置領域のＹＺ断面のＺ方向の曲げについての断面２次モーメントより小さくすることに代えて、圧電素子２０の配置領域の材料を他の素子の配置領域よりヤング率の小さい材料で形成してもよい。このような構成によっても、圧電素子２０の配置領域のＺ方向の曲げ剛性を、他の素子の配置領域のＺ方向の曲げ剛性より小さくすることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１，１ｉ，１ｊ，１ｋ  振動センサ
１０，１０ｉ，１０ｊ，１０ｋ  基板
２０  圧電素子
３０  抵抗素子
４０  ＦＥＴ素子
５０  抵抗素子
６０  保持構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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