(57)【要約】【課題】  寸法を大きくすることなく、加速度検出信号の出力感度を高められる圧電型加速度センサを得る。【解決手段】  圧電セラミックス基板を厚み方向に積層された第１及び第２の圧電セラミックス基板７，９から構成する。第１の圧電セラミックス基板７の表面に、複数の表面電極を含む表面電極パターンを形成し、第２の圧電セラミックス基板９の裏面に、複数の裏面電極を含む裏面電極パターンを形成し、第１の圧電セラミックス基板７と第２の圧電セラミックス基板９との間に、複数の表面電極及び複数の裏面電極の両方に対向する複数の中間電極を配置する。第１及び第２の圧電セラミックス基板７，９には、内部に応力が発生すると、相互に対向する表面電極及び中間電極、並びに相互に対向する中間電極及び裏面電極に自発分極電荷が発生するように分極処理を施こす。【選択図】  図１
2010156704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度の作用により圧電セラミックス基板内に生じた応力によって発生する自発分極電荷を前記加速度の検出に利用する圧電型三軸加速度センサであって、
厚み方向に積層された第１及び第２の圧電セラミックス基板を備え、
前記第１の圧電セラミックス基板の前記第２の圧電セラミックス基板と対向しない表面には、Ｘ軸方向仮想線上に配置された一対のＸ軸表面電極，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軸表面電極及びＺ軸方向の加速度を検出するための複数のＺ軸表面電極と一対のＸ軸表面出力電極,一対のＹ軸表面出力電極及び複数のＺ軸表面出力電極とが一対のＸ軸表面接続線,一対のＹ軸表面接続線及び複数のＺ軸表面接続線を介してそれぞれ電気的に接続された表面電極パターンと、一対のＸ軸裏面出力電極,一対のＹ軸裏面出力電極及び複数のＺ軸裏面出力電極と、一対のＸ軸中間印加用電極,一対のＹ軸中間印加用電極及び複数のＺ軸中間印加用電極とが形成されており、
前記第１の圧電セラミックス基板の前記第２の圧電セラミックス基板と対向する裏面及び前記第２の圧電セラミックス基板の前記第１の圧電セラミックス基板と対向する表面のいずれか一方には、前記一対のＸ軸表面電極，前記一対のＹ軸表面電極及び前記複数のＺ軸表面電極にそれぞれ対向する一対のＸ軸中間電極，一対のＹ軸中間電極及び複数のＺ軸中間電極と一対のＸ軸中間連結電極,一対のＹ軸中間連結電極及び複数のＺ軸中間連結電極とが一対のＸ軸中間接続線,一対のＹ軸中間接続線及び複数のＺ軸中間接続線を介してそれぞれ電気的に接続された中間電極パターンが形成されており、
前記第２の圧電セラミックス基板の前記第１の圧電セラミックス基板と対向しない裏面には、前記一対のＸ軸中間電極，前記一対のＹ軸中間電極及び前記複数のＺ軸中間電極にそれぞれ対向する一対のＸ軸裏面電極，一対のＹ軸裏面電極及び複数のＺ軸裏面電極と、一対のＸ軸裏面連結電極,一対のＹ軸裏面連結電極及び複数のＺ軸裏面連結電極とが一対のＸ軸裏面接続線,一対のＹ軸裏面接続線及び複数のＺ軸裏面接続線を介してそれぞれ電気的に接続された裏面電極パターンが形成され、
前記一対のＸ軸裏面出力電極,前記一対のＹ軸裏面出力電極及び前記複数のＺ軸裏面出力電極と、前記一対のＸ軸裏面連結電極,前記一対のＹ軸裏面連結電極及び前記複数のＺ軸裏面連結電極とが前記第１及び第２の圧電セラミックス基板を貫通するビアホール接続体またはスルーホール接続体によりそれぞれ電気的に接続されており、
前記一対のＸ軸中間印加用電極,前記一対のＹ軸中間印加用電極及び前記複数のＺ軸中間印加用電極と、前記一対のＸ軸中間連結電極,前記一対のＹ軸中間連結電極及び前記複数のＺ軸中間連結電極とが前記第１の圧電セラミックス基板を貫通するビアホール接続体またはスルーホール接続体によりそれぞれ電気的に接続されており、
前記第１及び第２の圧電セラミックス基板は、内部に応力が発生すると、相互に対向する前記各表面電極と前記各中間電極との間、及び相互に対向する前記各中間電極と前記各裏面電極との間に自発分極電荷が発生するように分極処理が施されていることを特徴とする圧電型三軸加速度センサ。
【請求項２】
加速度の作用により圧電セラミックス基板内に生じた応力によって発生する自発分極電荷を前記加速度の検出に利用する圧電型三軸加速度センサであって、
厚み方向に積層された第１及び第２の圧電セラミックス基板を備え、
前記第１の圧電セラミックス基板の前記第２の圧電セラミックス基板と対向しない表面には、Ｘ軸方向仮想線上に配置された一対のＸ軸表面電極，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軸表面電極及びＺ軸方向の加速度を検出するための複数のＺ軸表面電極と一対のＸ軸表面出力電極,一対のＹ軸表面出力電極及び複数のＺ軸表面出力電極とが一対のＸ軸表面接続線,一対のＹ軸表面接続線及び複数のＺ軸表面接続線を介してそれぞれ電気的に接続された表面電極パターンと、一対のＸ軸裏面出力電極,一対のＹ軸裏面出力電極及び複数のＺ軸裏面出力電極と、一対のＸ軸中間印加用電極,一対のＹ軸中間印加用電極及び複数のＺ軸中間印加用電極と、前記一対のＸ軸裏面出力電極,前記一対のＹ軸裏面出力電極及び前記複数のＺ軸裏面出力電極にそれぞれ接続されて前記第１の圧電セラミックス基板の側方端面側に延びる一対のＸ軸裏面対応導通線,一対のＹ軸裏面対応導通線及び複数のＺ軸裏面対応導通線と、前記一対のＸ軸中間印加用電極,前記一対のＹ軸中間印加用電極及び前記複数のＺ軸中間印加用電極にそれぞれ接続されて前記第１の圧電セラミックス基板の側方端面側に延びる一対のＸ軸中間対応導通線,一対のＹ軸中間対応導通線及び複数のＺ軸中間対応導通線とが形成されており、
前記第１の圧電セラミックス基板の前記第２の圧電セラミックス基板と対向する裏面及び前記第２の圧電セラミックス基板の前記第１の圧電セラミックス基板と対向する表面のいずれか一方には、前記一対のＸ軸表面電極，前記一対のＹ軸表面電極及び前記複数のＺ軸表面電極にそれぞれ対向する一対のＸ軸中間電極，一対のＹ軸中間電極及び複数のＺ軸中間電極と、前記各中間電極に接続されて前記第１の圧電セラミックス基板または前記第２の圧電セラミックス基板の側方端面側に延びる一対のＸ軸中間接続線,一対のＹ軸中間接続線及び複数のＺ軸中間接続線とを有する中間電極パターンが形成されており、
前記第２の圧電セラミックス基板の前記第１の圧電セラミックス基板と対向しない裏面には、前記一対のＸ軸中間電極，前記一対のＹ軸中間電極及び前記複数のＺ軸中間電極にそれぞれ対向する一対のＸ軸裏面電極，一対のＹ軸裏面電極及び複数のＺ軸裏面電極と、前記各裏面電極にそれぞれ接続されて前記第２の圧電セラミックス基板の側方端面側に延びる一対のＸ軸裏面接続線,一対のＹ軸裏面接続線及び複数のＺ軸裏面接続線とを有する裏面電極パターンが形成されており、
前記一対のＸ軸裏面対応導通線,前記一対のＹ軸裏面対応導通線及び前記複数のＺ軸裏面対応導通線と前記一対のＸ軸裏面接続線,前記一対のＹ軸裏面接続線及び前記複数のＺ軸裏面接続線とが前記第１及び第２の圧電セラミックス基板の側方端面上を延びる導電部によりそれぞれ電気的に接続されており、
前記一対のＸ軸中間対応導通線,前記一対のＹ軸中間対応導通線及び前記複数のＺ軸中間対応導通線と前記一対のＸ軸中間接続線,前記一対のＹ軸中間接続線及び前記複数のＺ軸中間接続線とが前記第１の圧電セラミックス基板の側方端面上を延びる導電部によりそれぞれ電気的に接続されており、
前記第１及び第２の圧電セラミックス基板は、内部に応力が発生すると、相互に対向する前記各表面電極と前記各中間電極との間、及び相互に対向する前記各中間電極と前記各裏面電極との間に自発分極電荷が発生するように分極処理が施されていることを特徴とする圧電型三軸加速度センサ。
【請求項３】
前記中間電極パターンは、前記第１の圧電セラミックス基板の前記第２の圧電セラミックス基板と対向する裏面、または前記第２の圧電セラミックス基板の前記第１の圧電セラミックス基板と対向する表面のいずれか一方に形成された厚膜または薄膜からな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。
【請求項４】
前記第１の圧電セラミックス基板には、前記第１の圧電セラミックス基板の前記表面を覆う第１のセラミックス保護板が接合され、
前記第２の圧電セラミックス基板には、前記第２の圧電セラミックス基板の前記裏面を覆う第２のセラミックス保護板が接合され、
前記第１のセラミックス保護板の前記第１の圧電セラミックス基板と対向しない表面には、前記第１の圧電セラミックス基板の表面に形成された各出力電極と電気的に接続されたセラミックス保護板上出力電極が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の圧電型三軸加速度センサ。
【請求項５】
前記第１のセラミックス保護板，前記第１の圧電セラミックス基板，前記第２の圧電セラミックス基板及び前記第２のセラミックス保護板は、いずれも同材質のセラミックスによって形成されていることを特徴とする請求項４に記載の圧電型三軸加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電セラミックス基板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。
【背景技術】
【０００２】
一方の面上に表面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１枚の圧電セラミックス基板に分極処理を施し、加速度の作用により圧電セラミックス基板内に生じた応力によって発生する自発分極電荷により所定の方向の加速度を求める圧電型加速度センサが知られている。例えば、直交する三軸の加速度を検出する圧電型三軸加速度センサの表面電極パターンは、Ｘ軸方向仮想線上に配置された一対のＸ軸表面電極、Ｙ軸方向仮想線上に配置された一対のＹ軸表面電極及びＺ軸方向の加速度を検出するための複数のＺ軸表面電極と、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て形成されている。この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との間に位置し各表面電極が配置される環状の応力発生領域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、応力発生領域に撓みが生じて応力が発生する。この応力に応じて表面電極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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような圧電型加速度センサでは、加速度検出信号の出力感度を高めることが求められている。しかしながら、出力感度を高めるには、重錘を大きくしたり、ベースの径寸法を大きくしなければならず、寸法を大きくしなければならないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、寸法を大きくすることなく、加速度検出信号の出力感度を高められる圧電型加速度センサ及び圧電型三軸加速度センサを提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、寸法を大きくすることなく、加速度検出信号の出力感度を高められる圧電型加速度センサ及び圧電型三軸加速度センサを簡単に量産できる圧電型加速度センサ及び圧電型三軸加速度センサの製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の更に他の目的は、圧電セラミックス基板とベースとの線膨張係数の違いにより生じる温度変化に伴う出力の変化が大きくなるのを抑制できる圧電型加速度センサ及び圧電型三軸加速度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明が改良の対象とする圧電型加速度センサは、加速度の作用により圧電セラミックス基板内に生じた応力によって発生する自発分極電荷を加速度の検出に利用するタイプの圧電型加速度センサである。本発明では、厚み方向に積層された第１及び第２の圧電セラミックス基板を備える。そして、第１の圧電セラミックス基板の第２の圧電セラミックス基板と対向しない表面には、複数の表面電極を含む表面電極パターンを形成し、第１の圧電セラミックス基板の第２の圧電セラミックス基板と対向する裏面及び第２の圧電セラミックス基板の第１の圧電セラミックス基板と対向する表面のいずれか一方には、複数の表面電極に対向する複数の中間電極を含む中間電極パターンを形成し、第２の圧電セラミックス基板の第１の圧電セラミックス基板と対向しない裏面には、複数の中間電極に対向する複数の裏面電極を含む裏面電極パターンを形成する。そして、第１及び第２の圧電セラミックス基板には、内部に応力が発生すると、相互に対向する表面電極と中間電極との間、及び相互に対向する中間電極と裏面電極との間に自発分極電荷が発生するように分極処理を施こす。
【０００８】
本発明のように、第１及び第２の圧電セラミックス基板の２枚の圧電セラミックス基板を積層し、これらの圧電セラミックス基板を介して表面電極パターン，中間電極パターン及び裏面電極パターンを配置する構造（いわゆるバイモルフ構造）にすれば、表面電極パターンと中間電極パターンとの間に発生する自発分極電荷及び裏面電極パターンと中間電極パターンとの間に発生する自発分極電荷の両方の電荷量に基づいて加速度を求めることができる。そのため、理論的には加速度検出信号の出力感度を２倍に高めることができる。その結果、寸法をあまり大きくすることなく、加速度検出信号の出力感度を高められる圧電型加速度センサを得ることができる。
【０００９】
通常、加速度センサ素子に積極的に応力を発生させるために加速度センサ素子にはダイヤフラムを接合させるが、本発明の圧電型加速度センサでは、このようなダイヤフラムを用いてもよいし、用いなくてもよい。ダイヤフラムを用いない圧電型加速度センサでは、加速度の作用により圧電セラミックス基板内に生じた応力によって発生する自発分極電荷を加速度の検出に利用する加速度センサ素子と、加速度センサ素子の中央部に対応して設けられて加速度の作用で変位して圧電セラミックス基板に加速度に応じた撓みを生じさせる重錘と、重錘の変化を許容するように圧電セラミックス基板の周縁部を直接支持するベースとを具備し、重錘を加速度センサ素子の裏面の中央部に直接接合する。このような圧電型加速度センサでは、圧電セラミックス基板を２枚の圧電セラミックス基板から構成しても、ダイヤフラムを用いない分だけ、全体の厚み寸法が大きくなるのを抑えることができる。
【００１０】
このようなダイヤフラムを用いない圧電型加速度センサでは、圧電セラミックス基板とベースとの線膨張係数の違いにより生じる温度変化に伴う出力の変化が大きくなるおそれがある。そこで、ベースを、環状の横断面を有するベース本体と、ベース本体の加速度センサ素子と対向するセンサ素子対向面上に一体に設けられてベース本体から加速度センサ素子側に突出する３以上の突出部とから構成する。これらの３以上の突出部は、ベース本体の中心からセンサ素子対向面に沿って外側に延びて加速度センサ素子に少なくとも一部が接合される接合面を有している。これらの３以上の突出部の少なくとも２つの突出部は、接合面が重錘の径方向に位置する一対の表面電極に対応するように、配置するのが好ましい。このようにすれば、加速度センサ素子とベースとの接合面積を小さくできるので、両者の線膨張係数の違いによって生じる温度変化に伴う出力の変化を抑制できる。なお、３以上の突出部の少なくとも２つの突出部を、接合面が重錘の径方向に位置する一対の表面電極に対応するように配置するので、加速度センサ素子の一対の表面電極に対応する位置が安定してベースに支持されるため、測定値にばらつきが生じるのを防ぐことができる。
【００１１】
複数の突出部の横断面形状は、ベース本体から加速度センサ素子に向かうに従って幅が狭くなるようにほぼ台形の形状を有しているのが好ましい。このようにすれば、複数の突出部の強度を維持した上で、圧電セラミックス基板とベースとの接合面積を小さくできる。
【００１２】
また、第１の圧電セラミックス基板には、第１の圧電セラミックス基板の表面を覆う第１のセラミックス保護板を接合し、第２の圧電セラミックス基板には、第２の圧電セラミックス基板の裏面を覆う第２のセラミックス保護板を接合することができる。このようなセラミックス保護板を設ければ、表面電極パターン及び裏面電極パターンが外部に露出されるのを防ぐことができ、表面電極パターン及び裏面電極パターンの損傷を防ぐことができる。
【００１３】
この場合、第１のセラミックス保護板の表面から出力を取り出せるように、第１のセラミックス保護板の第１の圧電セラミックス基板と対向しない表面には、第１の圧電セラミックス基板の表面に形成された各出力電極と電気的に接続されたセラミックス保護板上出力電極が形成するのが好ましい。
【００１４】
また、各板の加速度の作用による撓みを等しくするように第１のセラミックス保護板，第１の圧電セラミックス基板，第２の圧電セラミックス基板及び第２のセラミックス保護板は、いずれも同材質のセラミックスによって形成するのが好ましい。
【００１５】
本発明の圧電型加速度センサは、一軸、二軸、三軸のいずれの加速度センサにも適用できる。三軸の加速度センサ（圧電型三軸加速度センサ）に適用する場合には、表面電極パターンをＸ軸方向仮想線上に配置された一対のＸ軸表面電極，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軸表面電極及びＺ軸方向の加速度を検出するための複数のＺ軸表面電極と、Ｘ軸表面出力電極,Ｙ軸表面出力電極及びＺ軸表面出力電極とがＸ軸表面接続線,Ｙ軸表面接続線及びＺ軸表面接続線を介してそれぞれ電気的に接続して形成する。また、中間電極パターンを一対のＸ軸表面電極，一対のＹ軸表面電極及び複数のＺ軸表面電極にそれぞれ対向する一対のＸ軸中間電極，一対のＹ軸中間電極及び複数のＺ軸中間電極を含むように形成する。また、裏面電極パターンを一対のＸ軸中間電極，一対のＹ軸中間電極及び複数のＺ軸中間電極にそれぞれ対向する一対のＸ軸裏面電極，一対のＹ軸裏面電極及び複数のＺ軸裏面電極を含むように形成する。そして、第１及び第２の圧電セラミックス基板は、内部に応力が発生すると、相互に対向する表面電極と中間電極との間、及び相互に対向する中間電極と裏面電極との間に自発分極電荷が発生するように分極処理を施こせばよい。
【００１６】
圧電型三軸加速度センサの中間電極パターンの印可用電極（中間印加用電極）及び裏面電極パターンの出力電極（裏面出力電極）は、種々の態様で形成することができる。例えば、第１の圧電セラミックス基板の表面に１つの中間印加用電極と第１の裏面出力電極と第２の裏面出力電極とを形成することができる。この場合、一対のＸ軸表面電極，一対のＹ軸表面電極及び複数のＺ軸表面電極と対向する環状の中間環状電極と中間連結電極とを中間接続線を介して電気的に接続して中間電極パターンを形成する。また、中間環状電極と対向する一対のＸ軸裏面電極，一対のＹ軸裏面電極及び複数のＺ軸裏面電極と、第１の裏面連結電極と、一対のＸ軸裏面電極の一方の電極と一対のＹ軸裏面電極の一方の電極と第１の裏面連結電極とを接続する第１の裏面接続線と、第２の裏面連結電極と、一対のＸ軸裏面電極の他方の電極と一対のＹ軸裏面電極の他方の電極と第２の裏面連結電極とを接続する第２の裏面接続線と、複数のＺ軸裏面電極と第１の裏面接続線とを電気的に接続する第３の裏面接続線とを有する裏面電極パターンを形成する。そして、第１の裏面出力電極及び第２の裏面出力電極と、第１の裏面連結電極及び第２の裏面連結電極とを第１及び第２の圧電セラミックス基板を貫通するビアホール接続体またはスルーホール接続体によりそれぞれ電気的に接続し、中間印加用電極と中間連結電極とを第１の圧電セラミックス基板を貫通するビアホール接続体またはスルーホール接続体により電気的に接続する。
【００１７】
このように構成すれば、第１の圧電セラミックス基板の表面に１つの中間印加用電極と２つの裏面出力電極（第１の裏面出力電極及び第２の裏面出力電極）だけを形成すればよいため、圧電型三軸加速度センサの構造を簡素化できる。
【００１８】
中間環状電極は、一対のＸ軸中間電極，一対のＹ軸中間電極及び複数のＺ軸中間電極と、これらの各中間電極を共通接続する環状の共通接続線とから構成しても構わない。
【００１９】
上述の例では、各中間電極を共通接続したが、各裏面電極を共通接続し、第１の圧電セラミックス基板の表面に、１つの裏面出力電極と、一対のＸ軸中間印加用電極,一対のＹ軸中間印加用電極及び複数のＺ軸中間印加用電極とを形成することができる。この場合、一対のＸ軸中間電極，一対のＹ軸中間電極及び複数のＺ軸中間電極と一対のＸ軸中間連結電極,一対のＹ軸中間連結電極及び複数のＺ軸中間連結電極とを一対のＸ軸中間接続線,一対のＹ軸中間接続線及び複数のＺ軸中間接続線を介してそれぞれ電気的に接続して中間電極パターンを形成する。また、一対のＸ軸中間電極，一対のＹ軸中間電極及び複数のＺ軸中間電極に対向する環状の裏面環状電極と裏面連結電極とを裏面接続線を介して電気的に接続して裏面電極パターンを形成する。そして、裏面出力電極と裏面連結電極とを第１及び第２の圧電セラミックス基板を貫通するビアホール接続体またはスルーホール接続体により電気的に接続し、一対のＸ軸中間印加用電極,一対のＹ軸中間印加用電極及び複数のＺ軸中間印加用電極と、一対のＸ軸中間連結電極,一対のＹ軸中間連結電極及び複数のＺ軸中間連結電極とを第１の圧電セラミックス基板を貫通するビアホール接続体またはスルーホール接続体によりそれぞれ電気的に接続する。
【００２０】
裏面環状電極は、一対のＸ軸裏面電極，一対のＹ軸裏面電極及び複数のＺ軸裏面電極と、これらの各裏面電極を共通接続する環状の共通接続線とから構成することができる。
【００２１】
また、第１の圧電セラミックス基板の表面に一対のＸ軸裏面出力電極,一対のＹ軸裏面出力電極及び複数のＺ軸裏面出力電極と、一対のＸ軸中間印加用電極,一対のＹ軸中間印加用電極及び複数のＺ軸中間印加用電極とを形成してもよい。この場合、一対のＸ軸中間電極，一対のＹ軸中間電極及び複数のＺ軸中間電極と一対のＸ軸中間連結電極,一対のＹ軸中間連結電極及び複数のＺ軸中間連結電極とが一対のＸ軸中間接続線,一対のＹ軸中間接続線及び複数のＺ軸中間接続線を介してそれぞれ電気的に接続して中間電極パターンを形成する。また、一対のＸ軸裏面電極，一対のＹ軸裏面電極及び複数のＺ軸裏面電極と、一対のＸ軸裏面連結電極,一対のＹ軸裏面連結電極及び複数のＺ軸裏面連結電極とを一対のＸ軸裏面接続線,一対のＹ軸裏面接続線及び複数のＺ軸裏面接続線を介してそれぞれ電気的に接続して裏面電極パターンを形成する。そして、一対のＸ軸裏面出力電極,一対のＹ軸裏面出力電極及び複数のＺ軸裏面出力電極と、一対のＸ軸裏面連結電極,一対のＹ軸裏面連結電極及び複数のＺ軸裏面連結電極とを第１及び第２の圧電セラミックス基板を貫通するビアホール接続体またはスルーホール接続体によりそれぞれ電気的に接続し、一対のＸ軸中間印加用電極,一対のＹ軸中間印加用電極及び複数のＺ軸中間印加用電極と、一対のＸ軸中間連結電極,一対のＹ軸中間連結電極及び複数のＺ軸中間連結電極とを第１の圧電セラミックス基板を貫通するビアホール接続体またはスルーホール接続体によりそれぞれ電気的に接続する。このように構成すれば、各電極の出力電極がそれぞれ独立して第１の圧電セラミックス基板の表面に配置されることになり、各電極から出力される加速度検出信号を正確に測定できる。
【００２２】
上述の例では、各裏面出力電極と各裏面電極との電気的接続及び各中間印加用電極と各中間電極との電気的接続をビアホール接続体またはスルーホール接続体により行ったが、これらの電気的接続を基板の側方端面上に延びる導電部により行ってもよい。この場合、第１の圧電セラミックス基板の表面に、一対のＸ軸裏面出力電極,一対のＹ軸裏面出力電極及び複数のＺ軸裏面出力電極にそれぞれ接続されて第１の圧電セラミックス基板の側方端面側に延びる一対のＸ軸裏面対応導通線,一対のＹ軸裏面対応導通線及び複数のＺ軸裏面対応導通線と、一対のＸ軸中間印加用電極,一対のＹ軸中間印加用電極及び複数のＺ軸中間印加用電極にそれぞれ接続されて第１の圧電セラミックス基板の側方端面側に延びる一対のＸ軸中間対応導通線,一対のＹ軸中間対応導通線及び複数のＺ軸中間対応導通線とを形成する。また、第１の圧電セラミックス基板の裏面または第２の圧電セラミックス基板の表面のいずれか一方に、一対のＸ軸中間電極，一対のＹ軸中間電極及び複数のＺ軸中間電極に接続されて第１の圧電セラミックス基板または第２の圧電セラミックス基板の側方端面側に延びる一対のＸ軸中間接続線,一対のＹ軸中間接続線及び複数のＺ軸中間接続線を形成する。また、第２の圧電セラミックス基板の裏面に、一対のＸ軸裏面電極，一対のＹ軸裏面電極及び複数のＺ軸裏面電極にそれぞれ接続されて第２の圧電セラミックス基板の側方端面側に延びる一対のＸ軸裏面接続線,一対のＹ軸裏面接続線及び複数のＺ軸裏面接続線を形成する。そして、一対のＸ軸裏面対応導通線,一対のＹ軸裏面対応導通線及び複数のＺ軸裏面対応導通線と一対のＸ軸裏面接続線,一対のＹ軸裏面接続線及び複数のＺ軸裏面接続線とを第１及び第２の圧電セラミックス基板の側方端面上を延びる導電部によりそれぞれ電気的に接続し、一対のＸ軸中間対応導通線,一対のＹ軸中間対応導通線及び複数のＺ軸中間対応導通線と一対のＸ軸中間接続線,一対のＹ軸中間接続線及び複数のＺ軸中間接続線とを第１の圧電セラミックス基板の側方端面上を延びる導電部によりそれぞれ電気的に接続すればよい。
【００２３】
中間電極パターンは、第１の圧電セラミックス基板の裏面または第２の圧電セラミックス基板の表面のいずれか一方に形成された厚膜または薄膜から構成することができる。
【００２４】
本発明の圧電型加速度センサの圧電型加速度センサ素子は次のようにして作ることができる。まず、第１及び第２のセラミックスグリーンシートを用意し、第１のセラミックスグリーンシートの表面に、相互に導通接続されていない複数の表面電極を含む表面電極パターンを複数個印刷形成する。また、第２のセラミックスグリーンシートの裏面に、複数の裏面電極を含む裏面電極パターンを複数個印刷形成する。また、第１のセラミックスグリーンシートの裏面及び第２のセラミックスグリーンシートの表面のいずれか一方に、複数の中間電極を含む中間電極パターンを複数個印刷形成する。次に、第１のセラミックスグリーンシートの裏面と第２のセラミックスグリーンシートの表面とが当接するように第１のセラミックスグリーンシートと第２のセラミックスグリーンシートとを積層した状態で、第１及び第２のセラミックスグリーンシート並びに各電極パターンを焼成して圧電セラミックス基板重合体を形成する。次に、中間電極パターンをアース電位にして複数の表面電極及び複数の裏面電極と中間電極との間に所定の電圧を印可して分極処理を施こす。次に、圧電セラミックス基板重合体を切断して複数個の圧電型加速度センサ素子を作る。
【００２５】
本製造方法では、複数の表面電極が相互に導通接続されていないので、各電極パターンが複数個印刷形成された複数個取りの第１及び第２のセラミックスグリーンシートを積層した状態で分極処理を一度に行える。そのため、圧電型加速度センサを簡単に量産できる。特に第１及び第２のセラミックスグリーンシートを焼成して両者を接合するので、接着剤を用いることなく、第１及び第２の圧電セラミックス基板の接合を行える。そのため、接着剤の誘電率によって自発分極電荷が影響を受けることがない。
【００２６】
三軸方向の加速度を検出する加速度センサ素子（圧電型三軸加速度センサ素子）は次のようにして作ることができる。まず、第１及び第２のセラミックスグリーンシートを用意し、第１のセラミックスグリーンシートの表面に、Ｘ軸方向仮想線上に配置された一対のＸ軸表面電極，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軸表面電極及びＺ軸方向の加速度を検出するための複数のＺ軸表面電極と一対のＸ軸表面出力電極,一対のＹ軸表面出力電極及び複数のＺ軸表面出力電極とが一対のＸ軸表面接続線,一対のＹ軸表面接続線及び複数のＺ軸表面接続線を介してそれぞれ電気的に接続された表面電極パターンを複数個印刷形成する。また、第１のセラミックスグリーンシートの裏面及び第２のセラミックスグリーンシートの表面のいずれか一方に、一対のＸ軸中間電極，一対のＹ軸中間電極及び複数のＺ軸中間電極を含む中間電極パターンを複数個印刷形成する。また、第２のセラミックスグリーンシートの裏面に、一対のＸ軸裏面電極，一対のＹ軸裏面電極及び複数のＺ軸裏面電極を含む裏面電極パターンを複数個印刷形成する。次に、第１のセラミックスグリーンシートの裏面と第２のセラミックスグリーンシートの表面とが当接するように第１のセラミックスグリーンシートと第２のセラミックスグリーンシートとを積層した状態で、第１及び第２のセラミックスグリーンシート並びに各電極パターンを焼成して圧電セラミックス基板重合体を形成する。次に、中間電極パターンをアース電位にして複数の表面電極及び複数の裏面電極と中間電極との間に所定の電圧を印可して分極処理を施こす。次に、圧電セラミックス基板重合体を切断して複数個の圧電型三軸加速度センサ素子を作る。
【００２７】
第１及び第２のセラミックスグリーンシートの接合を確実に行うには、第１及び第２のセラミックスグリーンシート並びに各電極パターンクスの焼成を、第１及び第２のセラミックスグリーンシートを厚み方向にプレスして行うのが好ましい。
【００２８】
第１のセラミックスグリーンシートの表面には、裏面電極パターンに電気的に接続された裏面出力電極と、中間電極パターンに電気的に接続された中間印加用電極とを形成することができる。このようにすれば、分極処理は、同一表面上にある複数の表面出力電極と中間印加用電極との間及び中間印加用電極と裏面出力電極との間にそれぞれ所定の電圧を同時に印加して行うことができる。例えば、移動式の複数のピン電極を用いて、ピン電極の先端と各出力電極とを接触させて印加を行う分極処理を行えば、短時間で簡単に分極処理が行える。
【００２９】
この場合、裏面出力電極と裏面電極パターンとは第１及び第２の圧電セラミックス基板を貫通するビアホール接続体またはスルーホール接続体により電気的に接続し、中間印加用電極と中間電極パターンとを第１の圧電セラミックス基板を貫通するビアホール接続体またはスルーホール接続体により電気的に接続すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態の圧電型三軸加速度センサの概略断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態の圧電型三軸加速度センサの平面図である。
【図３】図２のIII-III線断面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示す圧電型三軸加速度センサに用いる第１の圧電セラミックス基板の平面図及び裏面図である。
【図５】図１に示す圧電型三軸加速度センサに用いる第２の圧電セラミックス基板９の裏面図である。
【図６】第１の圧電セラミックス基板と第２の圧電セラミックス基板とが積層された状態で図４（Ａ）のＶ−Ｖ線に沿って切断した断面の一部拡大図である。
【図７】（Ａ）は、重錘にＺ軸方向の加速度が作用した場合のＸ軸表面電極及びＸ軸裏面電極に発生する自発分極電荷について説明するために用いる図であり、（Ｂ）は、重錘にＸ軸方向の加速度が作用した場合のＸ軸表面電極及びＸ軸裏面電極に発生する自発分極電荷について説明するために用いる図である。
【図８】（Ａ）は、重錘にＺ軸方向の加速度が作用した場合のＺ軸表面電極及びＺ裏面電極に発生する自発分極電荷について説明するために用いる図であり、（Ｂ）は、重錘にＸ軸方向またはＹ軸方向の加速度が作用した場合のＺ軸表面電極及びＺ軸裏面電極に発生する自発分極電荷について説明するために用いる図である。
【図９】図７に示される電極ＦＸ１，ＭＸ１，ＲＸ１，ＦＸ２，ＭＸ２，ＲＸ２の配列を示す回路図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は、別の実施の形態の圧電型三軸加速度センサ（第２実施例）に用いる第１の圧電セラミックス基板の平面図及び裏面図である。
【図１１】図１０に示される第１の圧電セラミックス基板に接合される第２の圧電セラミックス基板の裏面図である。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は、更に別の実施の形態の圧電型三軸加速度センサ（第３実施例）に用いる第１の圧電セラミックス基板４７の平面図及び裏面図である。
【図１３】図１２に示される第１の圧電セラミックス基板に接合される第２の圧電セラミックス基板の裏面図である。
【図１４】（Ａ）及び（Ｂ）は、更に別の実施の形態の圧電型三軸加速度センサ（第４実施例）に用いる第１の圧電セラミックス基板の平面図及び裏面図である。
【図１５】図１４に示される第１の圧電セラミックス基板に接合される第２の圧電セラミックス基板の裏面図である。
【図１６】更に別の実施の形態の圧電型三軸加速度センサに用いる第１の圧電セラミックス基板の裏面図である。
【図１７】第１の圧電セラミックス基板及び第２の圧電セラミックス基板にセラミックス保護板を組み合わせて構成した加速度センサ素子の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して圧電型三軸加速度センサに適応した本発明の実施の形態の圧電型加速度センサを説明する。図１及び図２は、本発明の一実施の形態の圧電型三軸加速度センサの概略断面図及び平面図であり、図３は図２のIII-III線断面図である。各図に示すように、この圧電型三軸加速度センサは、ベース１と、重錘３と、圧電型加速度センサ素子５とを備えている。なお、本図では理解を容易にするため、加速度センサ素子５の各部の厚みを誇張して描いている。ベース１は、円筒状を有しており、合成樹脂や金属により形成されている。このベース１は、ベース本体１ａと、ベース本体１ａの加速度センサ素子５と対向するセンサ素子対向面１ｃ上に一体に設けられてベース本体１ａから加速度センサ素子５側に突出する４つの突出部１ｂ…とから構成されている。突出部１ｂの横断面形状は、図３に示すように、ベース本体１ａから加速度センサ素子５に向かうに従って幅が狭くなるようにほぼ台形の形状を有している。そして、突出部１ｂは、ベース本体１ａの中心からセンサ素子対向面１ｃに沿って外側に延びて加速度センサ素子５に少なくとも一部が接合される接合面１ｄを有している。これらの接合面１ｄ…は、重錘３の径方向に位置する後述する一対のＸ軸表面電極ＦＸ１，ＦＸ２及び一対のＹ軸表面電極ＦＹ１，ＦＹ２［図４（Ａ）参照］に対応するように、加速度センサ素子５の第２の圧電セラミックス基板９の裏面にエポキシ系接着剤等の適宜の接着剤により接合されている。これにより、ベース１は、重錘３の変位を許容するように加速度センサ素子５に直接接合されることになる。
【００３２】
重錘３は、円柱形状を有しており、真鍮等の金属により形成されている。この重錘３は、中心線の延長部分が加速度センサ素子５の中心を通るように加速度センサ素子５の裏面の中央部に接着剤により直接接合されている。
【００３３】
加速度センサ素子５は、厚み方向に積層された第１の圧電セラミックス基板７と第２の圧電セラミックス基板９とを有している。第１の圧電セラミックス基板７及び第２の圧電セラミックス基板９は、いずれもチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等のセラミックス板により形成されており、１００μｍの厚み寸法を有するほぼ正方形の板形状を有している。図４（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の圧電セラミックス基板７の平面図及び裏面図であり、図５は、第２の圧電セラミックス基板９の裏面図であり、図６は、第１の圧電セラミックス基板７と第２の圧電セラミックス基板９とが積層された状態で図４（Ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿って切断した断面の部分図である。積層された第１の圧電セラミックス基板７及び第２の圧電セラミックス基板９は、図４（Ａ）に示すように、重錘対向領域１１Ａと、ベース対向領域１１Ｂと、重錘対向領域１１Ａとベース対向領域１１Ｂとの間に位置する環状の応力発生領域１１Ｃとを有している。重錘対向領域１１Ａ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１１Ｂに対応する部分にはベース１が位置している。また、第１の圧電セラミックス基板７の第２の圧電セラミックス基板９と対向しない表面７ａには、表面電極パターン１３と、中間印加用電極ＡＭと、第１の裏面出力電極ＯＲ１と、第２の裏面出力電極ＯＲ２とが形成されている。表面電極パターン１３は、Ｘ軸方向仮想線ＸＬ上に配置された一対のＸ軸表面電極ＦＸ１，ＦＸ２、Ｘ軸方向仮想線ＸＬと直交するＹ軸方向仮想線ＹＬ上に配置された一対のＹ軸表面電極ＦＹ１，ＦＹ２及び４つのＺ軸表面電極ＦＺ１〜ＦＺ４と、一対のＸ軸表面出力電極ＦＯ１，ＦＯ２、一対のＹ軸表面出力電極ＦＯ３，ＦＯ４及び４つのＺ軸表面出力電極ＦＯ５〜ＦＯ８とが一対のＸ軸表面接続線ＦＬ１，ＦＬ２,一対のＹ軸表面接続線ＦＬ３，ＦＬ４及び４つのＺ軸表面接続線ＦＬ５〜ＦＬ８を介してそれぞれ電気的に接続されて構成されている。表面電極ＦＸ１〜ＦＺ４は、重錘対向領域１１Ａを囲む環状の列を形成しており、各電極は、いずれも重錘対向領域１１Ａと応力発生領域１１Ｃとに跨がる矩形に近い形状を有している。また、表面接続線ＦＬ１〜ＦＬ８は、第１の圧電セラミックス基板７の中心から放射状に広がるように形成されている。これにより、表面出力電極ＦＯ１〜ＦＯ８は、第１の圧電セラミックス基板７の周縁部近傍に分散して配置されている。表面電極ＦＸ１〜ＦＺ４は、Ａｇ−Ｐｄ粉末を溶剤に分散したＡｇ−Ｐｄ溶剤ペーストを用いて印刷により形成されており、表面接続線ＦＬ１〜ＦＬ８及び表面出力電極ＦＯ１〜ＦＯ８も表面電極ＦＸ１〜ＦＺ４と同様に、Ａｇ−Ｐｄ溶剤ペーストを用いて印刷により形成されている。また、これらの電極及び接続線は、スパッタリング等からなる薄膜形成技術により形成してもよい。
【００３４】
図４（Ｂ）に示すように、第１の圧電セラミックス基板７の裏面７ｂには、環状の中間環状電極１５ａと中間連結電極ＭＣとが中間接続線ＭＬを介して電気的に接続された中間電極パターン１５と、第１の裏面中継電極ＲＪ１と、第２の裏面中継電極ＲＪ２とが形成されている。中間環状電極１５ａは、一対のＸ軸表面電極ＦＸ１，ＦＸ２、一対のＹ軸表面電極ＦＹ１，ＦＹ２及び４つのＺ軸表面電極ＦＺ１〜ＦＺ４とそれぞれ対向する一対のＸ軸中間電極ＭＸ１，ＭＸ２、一対のＹ軸中間電極ＭＹ１，ＭＹ２及び４つのＺ軸中間電極ＭＺ１〜ＭＺ４と、これらの中間電極ＭＸ１〜ＭＺ４を共通接続する円環状の共通接続線１７とから形成されている。この例では、中間接続線ＭＬは、Ｚ軸中間電極ＭＺ３に接続されることにより中間環状電極１５ａと電気的に接続されている。中間電極ＭＸ１〜ＭＺ４は、Ａｇ−Ｐｄ溶剤ペーストを用いて印刷により形成されており、中間連結電極ＭＣ，中間接続線ＭＬ及び共通接続線１７も中間電極ＭＸ１〜ＭＺ４と同様には、Ａｇ−Ｐｄ溶剤ペーストを用いて印刷により形成されている。また、これらの電極及び接続線も、スパッタリング等からなる薄膜形成技術により形成してもよい。
【００３５】
図５に示すように、第２の圧電セラミックス基板９の第１の圧電セラミックス基板と対向しない裏面９ｂには、裏面電極パターン１９が形成されている。この裏面電極パターン１９は、一対のＸ軸中間電極ＭＸ１，ＭＸ２、一対のＹ軸中間電極ＭＹ１，ＭＹ２及び４つのＺ軸中間電極ＭＺ１〜ＭＺ４にそれぞれ対向する一対のＸ軸裏面電極ＲＸ１，ＲＸ２，一対のＹ軸裏面電極ＲＹ１，ＲＹ２及び４つのＺ軸裏面電極ＲＺ１〜ＲＺ４と、第１の裏面連結電極ＲＣ１と、第１の裏面接続線ＲＬ１と、第２の裏面連結電極ＲＣ２と、第２の裏面接続線ＲＬ２と、第３の裏面接続線ＲＬ３とを有している。第１の裏面接続線ＲＬ１は、一対のＸ軸裏面電極ＲＸ１，ＲＸ２の一方の電極ＲＸ１と一対のＹ軸裏面電極ＲＹ１，ＲＹ２の一方の電極ＲＹ１と第１の裏面連結電極ＲＣ１とを接続している。第２の裏面接続線ＲＬ２は、一対のＸ軸裏面電極ＲＸ１，ＲＸ２の他方の電極ＲＸ２と一対のＹ軸裏面電極ＲＹ１，ＲＹ２の他方の電極ＲＹ２と第２の裏面連結電極ＲＣ２とを接続している。第３の裏面接続線ＲＬ３は、４つのＺ軸裏面電極ＲＺ１〜ＲＺ４と第１の裏面接続線ＲＣ１とを接続している。裏面電極ＲＸ１〜ＲＺ４，第１の裏面連結電極ＲＣ１，第１の裏面接続線ＲＬ１，第２の裏面連結電極ＲＣ２，第２の裏面接続線ＲＬ２及び第３の裏面接続線ＲＬ３は、Ａｇ−Ｐｄ溶剤ペーストを用いて印刷により形成されている。また、これらの電極及び接続線も、スパッタリング等からなる薄膜形成技術により形成してもよい。
【００３６】
第２の裏面出力電極ＯＲ２と第２の裏面連結電極ＲＣ２は、図６に示すように、第１の圧電セラミックス基板７を貫通するビアホール接続体２１と第２の裏面中継電極ＲＪ２と第２の圧電セラミックス基板９を貫通するビアホール接続体２２とにより電気的に接続されている。また、図示されていないが、第１の裏面出力電極ＯＲ１と第１の裏面連結電極ＲＣ１も、図６に示す例と同様にして、第１の圧電セラミックス基板７を貫通するビアホール接続体と第１の裏面中継電極ＲＪ１と第２の圧電セラミックス基板９を貫通するビアホール接続体とにより電気的に接続されている。また、中間印加用電極ＡＭと中間連結電極ＭＣとは、図６に示すように、第１の圧電セラミックス基板７を貫通するビアホール接続体２３により電気的に接続されている。ビアホール接続体２１及び２３は、Ａｇ−Ｐｄ溶剤ペーストを用いて印刷により形成されている。このようなビアホール接続体２１及び２３の接続により、第１の裏面出力電極ＯＲ１，第２の裏面出力電極ＯＲ２及び中間印加用電極ＡＭを通して裏面電極ＲＸ１，ＲＹ１，ＲＺ１〜ＲＺ４及び中間電極ＭＸ１〜ＭＺ４に電圧を印可できる。また、裏面電極ＲＸ１，ＲＹ１，ＲＺ１〜ＲＺ４に現れる電荷は第１の裏面出力電極ＯＲ１を通して外部に出力され、裏面電極ＲＸ２，ＲＹ２に現れる電荷は第２の裏面出力電極ＯＲ２を通して外部に出力される。本例では、第１の裏面出力電極ＯＲ１及び第２の裏面出力電極ＯＲ２は、いずれも接地されている。
【００３７】
第１及び第２の圧電セラミックス基板７及び９には、内部に応力が発生すると、相互に対向する表面電極ＦＸ１〜ＦＺ４及び中間電極ＭＸ１〜ＭＺ４、並びに相互に対向する中間電極ＭＸ１〜ＭＺ４及び裏面電極ＲＸ１〜ＲＺ４に自発分極電荷が発生するように分極処理が施されている。分極処理の具体的な方法は後に説明するが、ここでは図７及び図８の模式図を用いて第１及び第２の圧電セラミックス基板７及び９に施された分極処理により各電極に発生する自発分極電荷について説明する。図７（Ａ）に示すように、重錘３にＺ軸方向の加速度が作用して応力発生領域１１Ｃの各部分に同種類の応力（この例では引っ張り応力）が発生した場合、一対のＸ軸表面電極ＦＸ１，ＦＸ２には、それぞれ逆極性の正極及び負極の自発分極電荷が現れ、一対のＸ軸裏面電極ＲＸ１，ＲＸ２には、それぞれが対応する一対のＸ軸表面電極ＦＸ１，ＦＸ２と同極性の正極及び負極の自発分極電荷が現れる。本例の圧電型三軸加速度センサでは、図９に示すように、表面電極ＦＸ１と裏面電極ＲＸ１との間、及び表面電極ＦＸ２と裏面電極ＲＸ２との間が並列になるように接続して、測定電位差Ｖを求め、この測定電位差Ｖに基づいて加速度を求める。そのため、表面電極ＦＸ１と中間電極ＭＸ１との電位差Ｖ１が＋１０mＶであれば、中間電極ＭＸ１と裏面電極ＲＸ１との電位差Ｖ２，表面電極ＦＸ２と中間電極ＭＸ２との電位差Ｖ３，中間電極ＭＸ２と裏面電極ＲＸ２との電位差Ｖ４は、それぞれ＋１０mＶ，−１０mＶ，−１０mＶとなり各電位差に基づいた測定電位差は０Ｖとなって、Ｘ軸方向に加速度が検出されることはない。
【００３８】
図７（Ｂ）に示すように、重錘３にＸ軸方向の加速度が作用して応力発生領域１１Ｃの各部分に異種類の応力（引っ張り応力と圧縮応力）が発生した場合は、一対のＸ軸表面電極ＦＸ１，ＦＸ２に、それぞれ同極性の正極の自発分極電荷が現れ、一対のＸ軸裏面電極ＲＸ１，ＲＸ２にも、それぞれが対応する一対のＸ軸表面電極ＦＸ１，ＦＸ２と同極性の正極の自発分極電荷が現れる。そのため、電位差Ｖ１が＋１０mＶであれば、電位差Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は、いずれも＋１０mＶとなり各電位差に基づいた測定電位差は、＋２０ｍＶとなり、従来より高い（理論的には２倍）の加速度検出信号の感度でＸ軸方向の加速度が検出される。
【００３９】
一対のＹ軸表面電極ＦＹ１，ＦＹ２及び一対のＹ軸裏面電極ＲＹ１，ＲＹ２も、一対のＸ軸表面電極ＦＸ１，ＦＸ２及び一対のＸ軸裏面電極ＲＸ１，ＲＸ２と同様に、重錘３にＺ軸方向の加速度が作用して応力発生領域１１Ｃの各部分に同種類の応力が発生した場合は、一対のＹ軸表面電極ＦＹ１，ＦＹ２に、それぞれ逆極性の自発分極電荷が現れ、一対のＹ軸裏面電極ＲＹ１，ＲＹ２に、それぞれが対向する一対のＸ軸表面電極ＦＹ１，ＦＹ２と同極性の自発分極電荷が現れる。また、重錘３にＹ軸方向の加速度が作用して応力発生領域１１Ｃの各部分に異種類の応力（引っ張り応力と圧縮応力）が発生した場合は、一対のＹ軸表面電極ＦＹ１，ＦＹ２には、それぞれ同極性の自発分極電荷が現れ、一対のＸ軸裏面電極ＲＹ１，ＲＹ２には、それぞれが対向する一対のＹ軸表面電極ＦＹ１，ＦＹ２と同極性の自発分極電荷が現れる。これにより、重錘３にＺ軸方向の加速度が作用してもＹ軸方向に加速度が検出されることはなく、重錘３にＹ軸方向の加速度が作用すると従来より高いの加速度検出信号の感度でＹ軸方向の加速度が検出される。
【００４０】
図８（Ａ）に示すように、重錘３にＺ軸方向の加速度が作用して応力発生領域１１Ｃの各部分に同種類の応力（この例では引っ張り応力）が発生した場合、重錘３を挟んで対向するＺ軸表面電極（この例ではＦＺ１，ＦＺ３）には、それぞれ同極性の正極の自発分極電荷が現れ、Ｚ軸裏面電極ＲＺ１，ＲＺ３には、それぞれが対向するＺ軸表面電極ＦＺ１，ＦＺ３と同極性の正極の自発分極電荷が現れる。そのため、電位差Ｖ１１が＋１０mＶであれば、電位差Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１４は、いずれも＋１０mＶとなり各電位差に基づいた測定電位差は＋２０mＶとなり従来より高い加速度検出信号の感度でＺ軸方向の加速度が検出される。
【００４１】
図８（Ｂ）に示すように、重錘３にＸ軸方向またはＹ軸方向の加速度が作用して応力発生領域１１Ｃの各部分に異種類の応力（引っ張り応力と圧縮応力）が発生した場合は、Ｚ軸表面電極ＦＺ１，ＦＺ３に、それぞれ逆極性の正極及び負極の自発分極電荷が現れ、一対のＸ軸裏面電極ＲＺ１，ＲＺ３にも、それぞれが対向する一対のＸ軸表面電極ＦＺ１，ＦＺ３と同極性の正極及び負極の自発分極電荷が現れる。そのため、電位差Ｖ１１が＋１０mＶであれば、電位差Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１４は、それぞれ＋１０mＶ，−１０mＶ，−１０mＶとなり各電位差に基づいた測定電位差は０Ｖとなって、Ｚ軸方向に加速度が検出されることはない。
【００４２】
なお、本例では、図７（Ａ）の裏面電極ＲＸ１及び図８（Ｂ）の裏面電極ＲＺ１の例に示すように、裏面電極ＲＸ１，裏面電極ＲＹ１及び裏面電極ＲＺ１〜ＲＺ４は同種の応力が発生した場合にそれぞれの電極に同極性の電荷が生じるので、これらの電極ＲＸ１，ＲＹ１，ＲＺ１〜ＲＺ４は図５に示すように共通接続することができる。
【００４３】
本例の圧電型三軸加速度センサの加速度センサ素子は次のようにして作った。まず、多数個取りの第１及び第２のセラミックスグリーンシートを用意する。そして、第１のセラミックスグリーンシートの所定位置に貫通孔を形成してから該貫通孔にＡｇ−Ｐｄ溶剤ペーストを充填してビアホール接続体２１，２３を複数個形成する。次に第１のセラミックスグリーンシートの表面に、表面電極パターン１３と中間印加用電極ＡＭと第１及び第２の裏面出力電極ＯＲ１，ＯＲ２とを複数個印刷形成し、第１のセラミックスグリーンシートの裏面に中間電極パターン１５とビアホール接続体２１に接続される裏面中継電極ＲＪ２とを複数個印刷形成する。また、第２のセラミックスグリーンシートの所定位置に貫通孔を形成してから該貫通孔にＡｇ−Ｐｄ溶剤ペーストを充填してビアホール接続体２２を複数個形成する。次に第２のセラミックスグリーンシートの裏面に裏面電極パターン１９を複数個印刷形成する。
【００４４】
次に、第１のセラミックスグリーンシートの裏面中継電極ＲＪ２と第２のセラミックスグリーンシートのビアホール接続体２２とが接合するように第１のセラミックスグリーンシートの裏面と第２のセラミックスグリーンシートの表面とを当接させて、第１のセラミックスグリーンシートと第２のセラミックスグリーンシートとを積層する。次に第１及び第２のセラミックスグリーンシートを厚み方向にプレスした状態で、第１及び第２のセラミックスグリーンシート並びに各電極パターンを焼成して圧電セラミックス基板重合体を形成する。次に、中間電極ＭＸ１〜ＭＺ４をアース電位にして表面電極ＦＸ１〜ＦＺ４と裏面電極ＲＸ１〜ＲＺ４との間に所定の電圧を印可して分極処理を施こす。この例では、表面電極ＦＸ１〜ＦＺ４に電気的に接続された表面出力電極ＦＯ１〜ＦＯ８、中間電極ＭＸ１〜ＭＺ４に電気的に接続された中間印加用電極ＡＭ、裏面電極ＲＸ１〜ＲＺ４に電気的に接続された第１の裏面出力電極ＯＲ１及び第２の裏面出力電極ＯＲ２のいずれもが第１のセラミックスグリーンシートの表面に形成されているため、移動式の複数のピン電極を用いて、複数のピン電極の先端と各出力電極ＦＯ１〜ＦＯ８，ＡＭ，ＯＲ１，ＯＲ２とを接触させて印加を行う分極処理を行えば、短時間で簡単に分極処理が行える。次に圧電セラミックス基板重合体を切断して複数個の加速度センサ素子５…を完成する。
【００４５】
なお、この例では、第２の裏面出力電極ＯＲ１，ＯＲ２と第２の裏面連結電極ＲＣ１，ＲＣ２との接続及び中間印加用電極ＡＭと中間連結電極ＭＣとの接続をビアホール接続体２１，２３により行ったが、電極を形成した後に電極及び基板を貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔に形成する接続導体（スルーホール接続導体）により各接続を行っても構わない。
【００４６】
図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の別の実施の形態の圧電型三軸加速度センサ（第２実施例）の第１の圧電セラミックス基板３７の平面図及び裏面図であり、図１１は、第２の圧電セラミックス基板３９の裏面図である。本例では、裏面電極が共通接続されている。図１０（Ａ）に示すように、第１の圧電セラミックス基板３７の表面３７ａには、図４（Ａ）に示す表面電極パターン１３と同様の表面電極パターン３３に加えて１つの裏面出力電極ＯＲと、一対のＸ軸中間印加用電極ＡＭ１１，ＡＭ１２と、一対のＹ軸中間印加用電極ＡＭ１３，ＡＭ１４と、４つのＺ軸中間印加用電極ＡＭ１５〜ＡＭ１８とが形成されている。また、第１の圧電セラミックス基板３７の裏面３７ｂには、中間電極パターン３５が形成されている。この中間電極パターン３５は、一対のＸ軸中間電極ＭＸ１１，ＭＸ１２，一対のＹ軸中間電極ＭＹ１１，ＭＹ１２及び４つのＺ軸中間電極ＭＺ１１〜ＭＺ１４と一対のＸ軸中間連結電極ＭＣ１１，ＭＣ１２,一対のＹ軸中間連結電極ＭＣ１３，ＭＣ１４及び４つのＺ軸中間連結電極ＭＣ１５〜ＭＣ１８とが一対のＸ軸中間接続線ＭＬ１１，ＭＬ１２,一対のＹ軸中間接続線ＭＬ１３，ＭＬ１４及び４つのＺ軸中間接続線ＭＣ１５〜ＭＣ１８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、図１１に示すように、第２の圧電セラミックス基板３９の裏面３９ｂには、環状の裏面環状電極３２ａと裏面連結電極ＲＣとが裏面接続線ＲＬを介して電気的に接続された裏面電極パターン３２が形成されている。裏面環状電極３２ａは、一対のＸ軸裏面電極ＲＸ１１，ＲＸ１２，一対のＹ軸裏面電極ＲＹ１１，ＲＹ１２及び４つのＺ軸裏面電極ＲＺ１１〜ＲＺ１４と、これらの裏面電極ＲＸ１１〜ＲＺ１４を共通接続する環状の共通接続線３４とから構成されている。そして、裏面出力電極ＯＲと裏面連結電極ＲＣとは、第１及び第２の圧電セラミックス基板３７，３９を貫通する図示しないビアホール接続体により電気的に接続されており、中間印加用電極ＡＭ１１〜ＡＭ１８と中間連結電極ＭＣ１１〜ＭＣ１８とは、第１の圧電セラミックス基板３７を貫通する図示しないビアホール接続体によりそれぞれ電気的に接続されている。
【００４７】
図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、更に別の実施の形態の圧電型三軸加速度センサ（第３実施例）の第１の圧電セラミックス基板４７の平面図及び裏面図であり、図１３は、第２の圧電セラミックス基板４９の裏面図である。本例では、複数の中間電極及び複数の裏面電極が共通接続されることなくそれぞれ独立して出力される。図１２（Ａ）に示すように、第１の圧電セラミックス基板４７の表面４７ａには、図４（Ａ）に示す表面電極パターン１３と同様の表面電極パターン４３に加えて一対のＸ軸裏面出力電極ＯＲ２１，ＯＲ２２,一対のＹ軸裏面出力電極ＯＲ２３，ＯＲ２４及び４つのＺ軸裏面出力電極ＯＲ２５〜ＯＲ２８と、一対のＸ軸中間印加用電極ＡＭ２１，ＡＭ２２,一対のＹ軸中間印加用電極ＡＭ２３，ＡＭ２４及び４つのＺ軸中間印加用電極ＡＭ２５〜ＡＭ２８とが形成されている。また、図１２（Ｂ）に示すように、第１の圧電セラミックス基板４７の裏面４７ｂには、図１０（Ｂ）に示す中間電極パターン３５と同様の表面電極パターン４５が形成されている。また、図１３に示すように、第２の圧電セラミックス基板４９の裏面４９ｂには、裏面電極パターン４２が形成されている。裏面電極パターン４２は、一対のＸ軸裏面電極ＲＸ２１，ＲＸ２２，一対のＹ軸裏面電極ＲＹ２１，ＲＹ２２及び４つのＺ軸裏面電極ＲＺ２１〜ＲＺ２４と、一対のＸ軸裏面連結電極ＲＣ２１，ＲＣ２２,一対のＹ軸裏面連結電極ＲＣ２３，ＲＣ２４及び４つのＺ軸裏面連結電極ＲＣ２５〜ＲＣ２８とが一対のＸ軸裏面接続線ＲＬ２１，ＲＬ２２,一対のＹ軸裏面接続線ＲＬ２３，ＲＬ２４及び４つのＺ軸裏面接続線ＲＬ２５〜ＲＬ２８を介してそれぞれ電気的に接続されて形成されている。そして、裏面出力電極ＯＲ２１〜ＯＲ２８と裏面連結電極ＲＣ２１〜ＲＣ２８とは、第１及び第２の圧電セラミックス基板４７，４９を貫通する図示しないビアホール接続体によりそれぞれ電気的に接続されており、中間印加用電極ＡＭ２１〜ＡＭ２８と中間連結電極ＭＣ２１〜ＭＣ２８とは、第１の圧電セラミックス基板４７を貫通する図示しないビアホール接続体によりそれぞれ電気的に接続されている。
【００４８】
図１４（Ａ）及び（Ｂ）は、更に別の実施の形態の圧電型三軸加速度センサ（第４実施例）の第１の圧電セラミックス基板５７の平面図及び裏面図であり、図１５は、第２の圧電セラミックス基板５９の裏面図である。本例では、複数の中間電極及び複数の裏面電極は、ビアホール接続体を用いずに、基板の側方端面に亘って延びる導電部を介して第１の圧電セラミックス基板５７の表面５７ａ上に形成された複数の出力電極にそれぞれ電気的に接続されている。図１４（Ａ）に示すように、第１の圧電セラミックス基板５７の表面５７ａには、図４（Ａ）に示す表面電極パターン１３と同様の表面電極パターン５３に加えて一対のＸ軸裏面出力電極ＯＲ３１，ＯＲ３２,一対のＹ軸裏面出力電極ＯＲ３３，ＯＲ３４及び４つのＺ軸裏面出力電極ＯＲ３５〜ＯＲ３８と、これらの裏面出力電極ＯＲ３１〜ＯＲ３８にそれぞれ接続されて第１の圧電セラミックス基板５７の側方端面側に延びる一対のＸ軸裏面対応導通線ＲＴ３１，ＲＴ３２,一対のＹ軸裏面対応導通線ＲＴ３３，ＲＴ３４及び４つのＺ軸裏面対応導通線ＲＴ３５〜ＲＴ３８と、一対のＸ軸中間印加用電極ＡＭ３１，ＡＭ３２,一対のＹ軸中間印加用電極ＡＭ３３，ＡＭ３４及び４つのＺ軸中間印加用電極ＡＭ３５〜ＡＭ３８と、これらの中間印加用電極ＡＭ３１〜ＡＭ３８にそれぞれ接続されて第１の圧電セラミックス基板５７の側方端面側に延びる一対のＸ軸中間対応導通線ＭＴ３１，ＭＴ３２,一対のＹ軸中間対応導通線ＭＴ３３，ＭＴ３４及び４つのＺ軸中間対応導通線ＭＴ３５〜ＭＴ３８とが形成されている。また、図１４（Ｂ）に示すように、第１の圧電セラミックス基板５７の裏面５７ｂには、中間電極パターン５５が形成されている。この中間電極パターン５５は、一対のＸ軸中間電極ＭＸ３１，ＭＸ３２，一対のＹ軸中間電極ＭＹ３１，ＭＹ３２及び４つのＺ軸中間電極ＭＺ３１〜ＭＺ３４と、これらの各中間電極ＭＸ３１〜ＭＺ３４に接続されて第１の圧電セラミックス基板５７の側方端面側に延びる一対のＸ軸中間接続線ＭＬ３１，ＭＬ３２,一対のＹ軸中間接続線ＭＬ３３，ＭＬ３４及び４つのＺ軸中間接続線ＭＬ３５〜ＭＬ３８とを有している。また、図１５に示すように、第２の圧電セラミックス基板５９の裏面５９ｂには、裏面電極パターン５２が形成されている。裏面電極パターン５２は、一対のＸ軸裏面電極ＲＸ３１，ＲＸ３２，一対のＹ軸裏面電極ＲＹ３１，ＲＹ３２及び４つのＺ軸裏面電極ＲＺ３１〜ＲＺ３４と、これらの各裏面電極ＲＸ３１〜ＲＺ３４にそれぞれ接続されて第２の圧電セラミックス基板５９の側方端面側に延びる一対のＸ軸裏面接続線ＲＬ３１，ＲＬ３２,一対のＹ軸裏面接続線ＲＬ３３，ＲＬ３４及び４つのＺ軸裏面接続線ＲＬ３５〜ＲＬ３８とを有している。そして、図１４（Ａ）に示す一対のＸ軸裏面対応導通線ＲＴ３１，ＲＴ３２,一対のＹ軸裏面対応導通線ＲＴ３３，ＲＴ３４及び４つのＺ軸裏面対応導通線ＲＴ３５〜ＲＴ３８と、図１５に示す一対のＸ軸裏面接続線ＲＬ３１，ＲＬ３２,一対のＹ軸裏面接続線ＲＬ３３，ＲＬ３４及び４つのＺ軸裏面接続線ＲＬ３５〜ＲＬ３８とは、第１及び第２の圧電セラミックス基板５７，５９の側方端面上を延びる図示しない導電部によりそれぞれ電気的に接続されて���る。また、図１４（Ａ）に示す一対のＸ軸中間対応導通線ＭＴ３１，ＭＴ３２,一対のＹ軸中間対応導通線ＭＴ３３，ＭＴ３４及び４つのＺ軸中間対応導通線ＭＴ３５〜ＭＴ３８と、図１４（Ｂ）に示す一対のＸ軸中間接続線ＭＬ３１，ＭＬ３２,一対のＹ軸中間接続線ＭＬ３３，ＭＬ３４及び４つのＺ軸中間接続線ＭＬ３５〜ＭＬ３８とは第１の圧電セラミックス基板５７の側方端面上を延びる図示しない導電部によりそれぞれ電気的に接続されている。
【００４９】
なお、対応導通線ＲＴ３１〜ＲＴ３８，裏面接続線ＲＬ３１〜ＲＬ３８及び導電部、又は対応導通線ＭＴ３１〜ＭＴ３８，中間接続線ＭＬ３１〜ＭＬ３８及び導電部は、それぞれ異なった工程で別々に形成してもよいし、同じ材質を用いて同じ工程で同時に形成してもよい。
【００５０】
また、上記各例では、中間電極パターンの印加用電極及び裏面電極パターンの出力電極を第１の圧電セラミックス基板の表面上に形成したが、これらの電極は、必ずしも第１の圧電セラミックス基板の表面上に形成する必要はない。例えば、図１６は、第１の圧電セラミックス基板の側方端面に中間印加用電極を有する中間電極パターン６５を示している。この中間電極パターン６５は、中間電極ＭＸ４１，ＭＸ４２，ＭＹ４１，ＭＹ４２，ＭＺ４１〜ＭＺ４４と、これらの中間電極ＭＸ３１〜ＭＺ４４にそれぞれ接続されて第１の圧電セラミックス基板５７の側方端面側に放射状に延びる中間接続線ＭＬ４１〜ＭＬ４８とを有している。そして、中間接続線ＭＬ４１〜ＭＬ４８の端部は、第１の圧電セラミックス基板６７の側方端面上に該第１の圧電セラミックス基板６７の周囲を囲むように線状に形成された中間印加用電極ＡＭ４０に共通接続されている。この中間電極パターン６５は、中間電極ＭＸ４１〜ＭＺ４４を電気的に共通接続した例であるので、図４（Ｂ）の中間電極パターン１５等のように中間電極を電気的に共通接続したものに代えて用いることができる。
【００５１】
また、上記各例では、第１の圧電セラミックス基板７…及び第２の圧電セラミックス基板９…により加速度センサ素子５…を構成したが、図１７に示すように、各基板に各基板上の電極パターンの保護を図るセラミックス保護板を組み合わせることができる。この例では、第１の圧電セラミックス基板７７に該第１の圧電セラミックス基板７７の表面７７ａを覆う第１のセラミックス保護板７６が接合され、第２の圧電セラミックス基板７９に該第２の圧電セラミックス基板７９の裏面７９ｂを覆う第２のセラミックス保護板７８が接合されて加速度センサ素子７５が構成されている。第１のセラミックス保護板７６及び第２のセラミックス保護板７８は、いずれも第１の圧電セラミックス基板７７及び第２の圧電セラミックス基板７９と同材質のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等のセラミックスによって第１の圧電セラミックス基板７７及び第２の圧電セラミックス基板７９と同じ厚み寸法に形成されている。なお、各保護板７６，７８は、第１の圧電セラミックス基板７７及び第２の圧電セラミックス基板７９と異なる任意の厚み寸法に設定できるのは勿論である。また、第１のセラミックス保護板７６の第１の圧電セラミックス基板７７と対向しない表面７６ａには、第１の圧電セラミックス基板７７の表面７７ａに形成された各出力電極と電気的に接続されたセラミックス保護板上出力電極（図示せず）が形成されている。これにより、第１のセラミックス保護板７６上のセラミックス保護板上出力電極を利用して圧電セラミックス基板の分極処理及び出力電圧の取り出しを行う。第１のセラミックス保護板７６，第１の圧電セラミックス基板７７，第２の圧電セラミックス基板７９及び第２のセラミックス保護板７８を併せた厚み寸法は、測定する加速度によって各板に応力が生じる寸法に設定する必要がある。そのため、本例では、各板を併せた厚み寸法Ｔは、図１に示す第１の圧電セラミックス基板７及び第２の圧電セラミックス基板９を併せた厚み寸法と等しい寸法に設定されている。具体的には、第１のセラミックス保護板７６，第１の圧電セラミックス基板７７，第２の圧電セラミックス基板７９及び第２のセラミックス保護板７８の各板の厚み寸法は、図１に示す第１の圧電セラミックス基板７及び第２の圧電セラミックス基板９の各板の厚み寸法の半分の寸法（５０μｍ）に設定されている。
【００５２】
なお、上記各例では、第１の圧電セラミックス基板の裏面に中間電極パターンを形成したが、中間電極パターンは、第２の圧電セラミックス基板の表面に形成しても構わない。
【００５３】
また、上記各例では、ダイヤフラムを用いずにベース及び重錘を加速度センサ素子に直接接合したが、本発明は、加速度センサ素子にダイヤフラムを接合する圧電型三軸加速度センサにも適用できるのは勿論である。
【００５４】
また、上記各例では、各表面電極に対応して表面出力電極をそれぞれ設けたが、２つのＸ軸表面電極に対応する１つの共通の出力電極、２つのＹ軸表面電極に対応する１つの共通の出力電極、４つのＺ軸表面電極に対応する１つの共通の出力電極をそれぞれ設けてもよい。この場合、分極処理を行った後に検出用電極と表面出力電極とを接続する表面接続線を形成すればよい。
【００５５】
また、上記各例では、圧電型三軸加速度センサに本発明を適用した例を示したが、本発明は、圧電型一軸加速度センサ、圧電型二軸加速度センサのように他の圧電型加速度センサにも適用できるのは勿論である。
【００５６】
以下、本明細書に記載した発明を付記する。
【００５７】
（１）  圧電セラミックス基板と前記圧電セラミックス基板を介して対向し前記圧電セラミックス基板に生じた応力により自発分極電荷を発生する電極とを有する加速度センサ素子を具備してなる圧電型三軸加速度センサであって、
厚み方向に積層された第１及び第２の圧電セラミックス基板を備え、
前記第１の圧電セラミックス基板の前記第２の圧電セラミックス基板と対向しない表面には、Ｘ軸方向仮想線上に配置された一対のＸ軸表面電極，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軸表面電極及びＺ軸方向の加速度を検出するための複数のＺ軸表面電極と一対のＸ軸表面出力電極,一対のＹ軸表面出力電極及び複数のＺ軸表面出力電極とが一対のＸ軸表面接続線,一対のＹ軸表面接続線及び複数のＺ軸表面接続線を介してそれぞれ電気的に接続された表面電極パターンと、第１の裏面出力電極と、第２の裏面出力電極とが形成され、
前記第１の圧電セラミックス基板の前記第２の圧電セラミックス基板と対向する裏面または前記第２の圧電セラミックス基板の前記第１の圧電セラミックス基板と対向する表面のいずれか一方には、前記一対のＸ軸表面電極，前記一対のＹ軸表面電極及び前記複数のＺ軸表面電極にそれぞれ対向する一対のＸ軸中間電極，一対のＹ軸中間電極及び複数のＺ軸中間電極と、前記各中間電極に接続されて前記第１の圧電セラミックス基板または前記第２の圧電セラミックス基板の側方端面側に延びる一対のＸ軸中間接続線,一対のＹ軸中間接続線及び複数のＺ軸中間接続線とを有する中間電極パターンが形成されており、
前記第２の圧電セラミックス基板の前記第１の圧電セラミックス基板と対向しない裏面には、前記一対のＸ軸中間電極，前記一対のＹ軸中間電極及び前記複数のＺ軸中間電極に対向する一対のＸ軸裏面電極，一対のＹ軸裏面電極及び複数のＺ軸裏面電極と、第１の裏面連結電極と、前記一対のＸ軸裏面電極の一方の電極と前記一対のＹ軸裏面電極の一方の電極と前記第１の裏面連結電極とを接続する第１の裏面接続線と、第２の裏面連結電極と、前記一対のＸ軸裏面電極の他方の電極と前記一対のＹ軸裏面電極の他方の電極と前記第２の裏面連結電極とを接続する第２の裏面接続線と、前記複数のＺ軸裏面電極と前記第１の裏面接続線とを電気的に接続する第３の裏面接続線と有する裏面電極パターンが形成され、
前記一対のＸ軸中間接続線,前記一対のＹ軸中間接続線及び前記複数のＺ軸中間接続線の端部は、前記第１の圧電セラミックス基板の側方端面上に該第１の圧電セラミックス基板６７の周囲を囲むように線状に形成された中間印加用電極に共通接続されており、
前記第１の裏面出力電極及び前記第２の裏面出力電極と、前記第１の裏面連結電極及び前記第２の裏面連結電極とが前記第１及び第２の圧電セラミックス基板を貫通するビアホール接続体またはスルーホール接続体によりそれぞれ電気的に接続されており、
前記第１及び第２の圧電セラミックス基板は、内部に応力が発生すると、相互に対向する前記各表面電極及び前記各中間電極、並びに相互に対向する前記各中間電極及び前記各裏面電極に自発分極電荷が発生するように分極処理が施されていることを特徴とする圧電型三軸加速度センサ。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明によれば、第１及び第２の圧電セラミックス基板の２枚の圧電セラミックス基板を備え、これらの圧電セラミックス基板を介して３つの電極パターンを配置する構造（いわゆるバイモルフ構造）にするので、表面電極パターンと中間電極との間に発生する自発分極電荷及び裏面電極パターンと中間電極との間に発生する自発分極電荷の両方の電荷量に基づいて加速度を求めることができる。そのため、理論的には加速度検出信号の出力感度を２倍に高めることができる。その結果、寸法をあまり大きくすることなく、加速度検出信号の出力感度を高められる圧電型加速度センサを得ることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  ベース
１ａ  ベース本体
１ｂ  突出部
３  重錘
５  圧電型加速度センサ素子
７  第１の圧電セラミックス基板
９  第２の圧電セラミックス基板
１３  表面電極パターン
１５  中間電極パターン
１５ａ  中間環状電極
１９  裏面電極パターン
ＦＸ１，ＦＸ２  Ｘ軸表面電極
ＦＹ１，ＦＹ２  Ｙ軸表面電極
ＦＺ１〜ＦＺ４  Ｚ軸表面電極
ＦＬ１〜ＦＬ８  表面接続線
ＦＯ５〜ＦＯ８  表面出力電極
ＡＭ  中間印加用電極
ＯＲ１  第１の裏面出力電極
ＯＲ２  第２の裏面出力電極
ＭＸ１，ＭＸ２  Ｘ軸中間電極
ＭＹ１，ＭＹ２  Ｙ軸中間電極
ＭＺ１〜ＭＺ４  Ｚ軸中間電極
ＭＬ  中間接続線
ＭＣ  中間連結電極
ＲＸ１，ＲＸ２  Ｘ軸裏面電極
ＲＹ１，ＲＹ２  Ｙ軸裏面電極
ＲＺ１〜ＲＺ４  Ｚ軸裏面電極
ＲＣ１  第１の裏面連結電極
ＲＣ２  第２の裏面連結電極
ＲＬ１  第１の裏面接続線
ＲＬ２  第２の裏面接続線
ＲＬ３  第３の裏面接続線
２１，２３  ビアホール接続体
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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