(57)【要約】  外装基板として凹部を有しない平板状の外装基板を用いることができ、低背化を進め得る加速度検出装置を提供する。  ストリップ状の加速度検出素子２が、第１，第２の挟持部材５，６で挟持されて、プレート状の構造体が構成されており、該プレート状の構造体において、加速度検出素子２の第３の面２ｃ及び第４の面２ｄのうち少なくとも一方の面が、第１，第２の挟持部材５，６の第１の挟持部材面５ｂ，６ｂ及び第２の挟持部材面５ｃ，６ｃよりも第３の面２ｃと第４の面２ｄとを結ぶ厚み方向において内側に位置している、加速度検出装置１。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向し合う第１，第２の面と、第１，第２の面を結んでおり、第１，第２の面と直交する方向に延びる第３，第４の面と、第１，第２の面及び第３，第４の面と直交しており、第１，第２の面を結んでいる第５，第６の面とを有するストリップ状の加速度検出素子と、
前記加速度検出素子の第１の面に接合されており、かつ前記加速度検出素子の第１の面に向かって開いた溝部を有する第１の挟持部材と、
前記加速度検出素子の第２の面に接合されており、かつ前記加速度検出素子の第２の面に向かって開いた溝部を有する第２の挟持部材とを備え、
前記第３，第４の面を結ぶ方向を厚み方向としたときに、
前記第１，第２の挟持部材が、前記加速度検出素子の第３，第４の面と平行であり、かつ第３，第４の面を結ぶ厚み方向において対向している第１の挟持部材面及び第２の挟持部材面をそれぞれ有し、前記加速度検出素子の第３，第４の面のうち少なくとも一方が、前記第１，第２の挟持部材の第１の挟持部材面または第２の挟持部材面よりも前記厚み方向において内側に位置している、加速度検出装置。
【請求項２】
前記加速度検出素子の第３の面及び第４の面の双方が、前記第１，第２の挟持部材の前記第１の挟持部材面または第２の挟持部材面より前記厚み方向において内側に位置している、請求項１に記載の加速度検出装置。
【請求項３】
前記第１の挟持部材及び前記第２の挟持部材のうち少なくとも一方において、前記加速度検出素子の第３の面及び第４の面のうち前記厚み方向において内側に位置している面に対して面一となるように連ねられており、前記第１の挟持部材面または第２の挟持部材面よりも内側に位置している溝部が設けられている、請求項１または２に記載の加速度検出装置。
【請求項４】
前記第１，第２の挟持部材及び前記加速度検出素子からなるプレート状構造体の前記加速度検出素子の第３の面及び第４の面が位置している側から積層された第１，第２の外装基板をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の加速度検出装置。
【請求項５】
前記第１，第２の外装基板が、前記加速度検出素子側の面に凹部を有しない平板状部材からなる、請求項４に記載の加速度検出装置。
【請求項６】
前記加速度検出素子が、前記第１，第２の挟持部材により片持ち梁で支持されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の加速度検出装置。
【請求項７】
前記加速度検出素子が、前記第１，第２の挟持部材により両持ちで支持されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の加速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度検出素子が第１，第２の挟持部材により挟持されている構造を有する加速度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、衝撃検知装置などに加速度検出装置が広く用いられている。例えば下記の特許文献１には、圧電セラミックスを用いたバイモルフ型の加速度検出素子を用いた加速度検出装置が開示されている。図８は、この種の加速度検出装置を示す分解斜視図である。ここでは、バイモルフ型の加速度検出素子１０２がストリップ状の形状を有する。この加速度検出装置１０１では、加速度検出素子１０２の対向し合う一対の側面に、それぞれ、挟持部材１０３，１０４が接合されている。すなわち、加速度検出素子１０２の側面に向かって開いた溝１０３ａ，１０４ａを有する一対の挟持部材１０３，１０４により、加速度検出素子１０２が挟持されている。加速度検出素子１０２の厚みと、一対の挟持部材１０３，１０４の厚みは等しくされている。従って、加速度検出素子と、一対の挟持部材からなるプレート状の構造体が構成されている。さらに、加速度検出素子１０２を封止するために、上記プレート状の構造体の上面及び下面に外装基板１０５，１０６が積層されている。外装基板１０６の内面には凹部１０６ａが形成されている。なお、外装基板１０５の内面にも凹部が形成されている。この凹部１０６ａは、加速度検出素子１０２の振動を妨げないための空間を形成するために設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２６４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のような従来の加速度検出装置では、上下の外装基板１０５，１０６に凹部を形成しなければならなかった。そのため、外装基板１０５，１０６の厚みを薄くすることが困難であった。従って、加速度検出素装置１０１の低背化を進めることが困難であった。加えて、凹部を形成する工程を実施しなければならず、コストが高くつくという問題もあった。【０００５】
本発明の目的は、凹部を有しない平板状の外装基板を用いることができ、低背化を進め得る加速度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る加速度検出装置は、ストリップ状の加速度検出素子と、第１，第２の挟持部材とを備える。ストリップ状の加速度検出素子は、対向し合う第１，第２の面と、第１，第２の面を結んでおり、第１，第２の面と直交する方向に延びる第３，第４の面と、第１，第２の面及び第３，第４の面と直交しており、第１，第２の面を結んでいる第５，第６の面とを有する。第１の挟持部材は、加速度検出素子の第１の面に接合されており、かつ該加速度検出素子の第１の面に向かって開いた溝部を有する。同様に、第２の挟持部材は、加速度検出素子の第２の面に接合されており、かつ該加速度検出素子の第２の面に向かって開いた溝部を有する。上記第３，第４の面を結ぶ方向を厚み方向とする。本発明では、第１，第２の挟持部材が、前記加速度検出素子の第３，第４の面と平行であり、かつ第３，第４の面を結ぶ厚み方向において対向している第１の挟持部材面及び第２の挟持部材面をそれぞれ有し、前記加速度検出素子の第３，第４の面のうち少なくとも一方が、前記第１，第２の挟持部材の第１の挟持部材面または第２の挟持部材面よりも前記厚み方向において内側に位置している。【０００７】
本発明に係る加速度検出装置のある特定の局面では、前記加速度検出素子の第３の面及び第４の面の双方が、前記第１，第２の挟持部材の前記第１の挟持部材面または第２の挟持部材面より前記厚み方向において内側に位置している。【０００８】
本発明に係る加速度検出装置の他の特定の局面では、前記第１の挟持部材及び前記第２の挟持部材のうち少なくとも一方において、前記加速度検出素子の第３の面及び第４の面のうち前記厚み方向において内側に位置している面に対して面一となるように連ねられており、前記第１の挟持部材面または第２の挟持部材面よりも内側に位置している溝部が設けられている。【０００９】
本発明に係る加速度検出装置のさらに別の特定の局面では、前記第１，第２の挟持部材及び前記加速度検出素子からなるプレート状構造体の前記加速度検出素子の第３の面及び第４の面が位置している側から積層された第１，第２の外装基板がさらに備えられている。【００１０】
本発明に係る加速度検出装置のさらに他の特定の局面では、前記第１，第２の外装基板が、前記加速度検出素子側の面に凹部を有しない平板状部材からなる。【００１１】
本発明に係る加速度検出装置のさらに別の特定の局面では、前記加速度検出素子が、前記第１，第２の挟持部材により片持ち梁で支持されている。【００１２】
本発明に係る加速度検出装置のさらに他の特定の局面では、前記加速度検出素子が、前記第１，第２の挟持部材により両持ちで支持されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る加速度検出装置では、加速度検出素子に第１，第２の挟持部材が接合されている構造において、第１，第２の挟持部材面よりも厚み方向において加速度検出素子の第３，第４の面の少なくとも一方が内側に位置しているため、第３の面及び第４の面の少なくとも一方に外装基板を積層するために際し、凹部を有しない外装基板を用いたとしても、加速度検出素子の振動が妨げられ難い。従って、凹部を有しない外装基板を用いて加速度検出装置を構成することができ、低背化及び低コスト化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る加速度検出装置の分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係る加速度検出装置の外観を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る加速度検出装置の分解斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施形態に係る加速度検出装置の分解斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第４の実施形態に係る加速度検出装置の分解斜視図である。
【図６】図６は、本発明の第５の実施形態に係る加速度検出装置の外観を示す斜視図である。
【図７】図７は、第１の実施形態の加速度検出装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【図８】図８は、従来の加速度検出装置の一例を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る加速度検出装置の分解斜視図であり、図２はその外観を示す斜視図である。
【００１７】
本実施形態の加速度検出装置１は、ストリップ状の加速度検出素子２を有する。加速度検出素子２は、ストリップ状、すなわち細長い直方体状の形状を有する。加速度検出素子２は、対向し合う第１の面２ａ及び第２の面２ｂを有する。また、第１，第２の面２ａ，２ｂと直交する方向に延びる第３の面２ｃと、第４の面２ｄとを有する。第１，第２の面２ａ，２ｂ及び第３，第４の面２ｃ，２ｄと直交する面が第５，第６の面２ｅ，２ｆである。本実施形態では、ストリップ状の加速度検出素子２の長さ方向において対向し合っているのが第５，第６の面２ｅ，２ｆとである。また、図１に示す状態では、上面側が上記第３の面２ｃ、下面が第４の面２ｄを構成している。
【００１８】
加速度検出素子２は、特に限定されるわけではないが、本実施形態では、図示の矢印方向に分極処理された第１の圧電体層２Ａと、第２の圧電体層２Ｂとを積層した構造を有する。このような第１，第２の圧電体層２Ａ，２Ｂは、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのような圧電セラミックスにより構成され得る。また、第１の圧電体層２Ａの外表面と、第２の圧電体層２Ｂとの外表面に、検出電極３，４が形成されている。
【００１９】
加速度検出素子２は、バイモルフ型の加速度検出素子である。もっとも、本発明において、加速度検出素子は、このようなバイモルフ型の構造に限定されるものではない。ストリップ型の形状を有し、外部から加わる加速度を検出し得る適宜の公知の加速度検出素子を用いることができる。
【００２０】
加速度検出素子２の第１の面２ａ及び第２の面２ｂ側から、第１，第２の挟持部材５，６が接合されている。第１の挟持部材５は、加速度検出素子２側に開いた溝５ａを有する。溝５ａは、加速度検出素子２の加速度による変位を妨げないための空間を形成するために設けられている。従って、第１の挟持部材５は、溝５ａの加速度検出素子２の長さ方向両側において、加速度検出素子２の第１の面２ａに接合されている。
【００２１】
第２の挟持部材６も同様であり、加速度検出素子２側に開いた溝６ａを有する。溝６ａの上記長さ方向両側において加速度検出素子２の第２の面２ｂに、第２の挟持部材６が接合されている。
【００２２】
よって、第１，第２の挟持部材５，６により、該加速度検出素子２は長さ方向両端部において支持されている。すなわち、加速度検出素子２は、両持ちで支持されている。
【００２３】
第１の挟持部材５の加速度検出素子２の第３の面２ｃ及び第４の面２ｄと平行な面を第１の挟持部材面５ｂ及び第２の挟持部材面５ｃとする。すなわち、第１の挟持部材面５ｂと第２の挟持部材面５ｃとは上記厚み方向において対向している。
【００２４】
同様に、第２の挟持部材６においても、第１の挟持部材面６ｂと第２の挟持部材面６ｃとが上記厚み方向において対向している。
【００２５】
ところで、加速度検出素子２に、第１，第２の挟持部材５，６が接合されて、図示のように、プレート状の構造体が構成されている。このプレート状の構造体において、本実施形態では、加速度検出素子２の第３の面２ｃが、上記厚み方向において、第１の挟持部材面５ｂ，６ｂよりも内側に位置している。図面上では、加速度検出素子２の第３の面２ｃが、第１，第２の挟持部材５，６の第１の挟持部材面５ｂ，６ｂよりも下方に位置している。上記第１，第２の挟持部材５，６は、アルミナなどの絶縁性セラミックス、あるいは合成樹脂などの適宜の絶縁性材料により形成することができる。
【００２６】
上記プレート状の構造体の上面に、第１の外装基板７が積層されている。また、上記プレート状の構造体の下面から第２の外装基板８が積層されている。
【００２７】
第１，第２の外装基板７，８は、アルミナなどの絶縁性セラミックス、あるいは合成樹脂などの適宜の剛性の絶縁性材料により形成することができる。
【００２８】
なお、上記第１の外装基板７は、下面に凹部を有しない平板状の部材からなる。前述したように、加速度検出素子２の第３の面２ｃの高さが、第１，第２の挟持部材５，６の上面である第１の挟持部材面５ｂ，６ｂよりも低い。従って、平板状の第１の外装基板７を積層したとしても、加速度検出素子２の上方において、加速度検出素子の変位を妨げないための空間を形成することができる。
【００２９】
なお、第２の外装基板８の上面には、凹部８ａが形成されている。凹部８ａは、加速度検出素子２の変位を妨げないための空間を形成するために設けられている。
【００３０】
なお、上記第１，第２の外装基板７，８を上記プレート状の構造体に接合するに際しては、適宜の接着剤などの接合剤を用いることができる。加速度検出素子２の第３の面２ｃすなわち上面と、第１の外装基板７との間には、外部に開いた隙間が生じる。しかしながら、図２に矢印Ｘで示すように、接着剤が、この隙間にも充填されることになるため、加速度検出装置１の封止性は十分に高められる。
【００３１】
なお、加速度検出素子２と第１，第２の挟持部材５，６との接合についても、適宜の接着剤などの接合剤を用いて行うことができる。
【００３２】
本実施形態の加速度検出装置１では、上記のように、平板状の外装基板７を用いることができる。従って、第１の外装基板７の厚みを薄くすることができる。よって、加速度検出装置１の低背化を進めることができる。加えて、凹部を有しない平板状の外装基板７を用い得るため、コストの低減を図ることができる。
【００３３】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る加速度検出装置の分解斜視図である。第２の実施形態の加速度検出装置１１では、加速度検出素子２の第４の面２ｄが、前述した厚み方向において、第１，第２の挟持部材５，６の第２の挟持部材面５ｃ，６ｃよりも内側に位置している。その他の構造は第１の実施形態と同様であるため、同一部分については同一の参照番号を付することにより、第１の実施形態の説明を援用することとする。
【００３４】
本実施形態では、加速度検出素子２の上面側及び下面側のいずれにおいても、すなわち第３の面２ｃ側及び第４の面２ｄ側のいずれの側においても、第３の面２ｃ及び第４の面２ｄが前述した厚み方向において、第１，第２の挟持部材５，６の挟持部材面よりも内側に位置している。従って、第１の外装基板７だけでなく、第２の外装基板８Ａも、凹部を有しない平板状の部材からなる。よって、より一層の低背化及び低コスト化を図ることができる。
【００３５】
図４は、本発明の第３の実施形態に係る加速度検出装置の分解斜視図である。第３の実施形態の加速度検出装置２１では、第１の挟持部材５Ａが第１の実施形態の場合と異なることを除いては、第１の実施形態と同様とされている。本実施形態の加速度検出装置２１では、第１の挟持部材５Ａが、溝部５ｄを有する。溝部５ｄは、加速度検出素子２を第１の挟持部材５Ａが挟持している部分において、第１の挟持部材５Ａの上面側に設けられている。すなわち、第１の挟持部材面５ｂよりも高さが低い底面を有するように溝部５ｄが形成されている。この溝部５ｄの底面は、加速度検出素子２の第３の面２ｃと面一となるように設けられている。このように、第１の挟持部材５Ａにおいて、加速度検出素子２の第３の面２ｃと面一になる底面を有する溝部５ｄを第３の面２ｃに連なるように設けてもよい。
【００３６】
なお、第２の挟持部材６Ａにおいても、同様の溝部６ｄが形成されている。
【００３７】
このように、第１，第２の挟持部材５Ａ，６Ａにおいて、主面である第１の挟持部材面５ｂ，６ｂよりも高さが低い底面を有する溝部５ｄ，６ｄを形成してもよい。この場合には、接着剤が加速度検出素子２を支持する部分においてより多く付与されることになる。従って、第１の外装基板７の接合強度を高めることができる。
【００３８】
図５は、本発明の第４の実施形態に係る加速度検出装置の分解斜視図である。本実施形態の加速度検出装置３１は、第３の実施形態の加速度検出装置２１の変形例に相当する。すなわち、本実施形態では、加速度検出素子２の第４の面２ｄ側においても、第１，第２の挟持部材５Ｂ，６Ｂに、溝部５ｅ，６ｅがそれぞれ設けられている。溝部５ｅ，６ｅの底面が、加速度検出素子２の第４の面２ｄと面一とされている。従って、加速度検出装置３１では、下面側においても、平板状の第２の外装基板８Ａを用いることができる。よって、より一層の低背化と、第２の外装基板８Ａの接合強度の向上も図ることができる。
【００３９】
図６は、本発明の第５の実施形態に係る加速度検出装置の外観を示す斜視図である。本実施形態の加速度検出装置４１では、第１，第２の外装基板の図示は省略してある。本実施形態では、第１，第２の挟持部材５，６間に片持ち梁で加速度検出素子２Ｃが支持されている。すなわち、第１の実施形態における加速度検出素子２に代えて、加速度検出素子２Ｃが用いられている。加速度検出素子２Ｃもまた、バイモルフ型の加速度検出素子である。もっとも、長さ方向一端側において、加速度検出素子２Ｃは、第１，第２の挟持部材５，６により挟持され支持されている。長さ方向他端側は自由端とされている。従って、加速度検出素子２Ｃは片持ち梁で支持されている。
【００４０】
加速度検出装置４１では、第１の挟持部材５と第２の挟持部材６は、加速度検出素子２Ｃの一端側を挟持し、さらにダミー部材４２を他端側で挟持している。本実施形態においても、加速度検出素子２Ｃの第３の面２ｃは、第１の実施形態と同様に、第１，第２の挟持部材５，６の上面である第１の挟持部材面５ｂ，６ｂよりも前述した厚み方向内側に位置している。さらに、ダミー部材４２の上面もまた、第１，第２の挟持部材面５ｂ、６ｂ，５ｃ、６ｃよりも前述した厚み方向内側に位置している。よって、第１の実施形態の場合と同様に、上方に積層される第１の外装基板として、下面に凹部を有しない外装基板を用いることができる。従って、低背化及び低コスト化を図ることができる。
【００４１】
なお、前述した加速度検出素子及び第１，第２の挟持部材を接合してなるプレート状の構造体の製造方法については、従来の加速度検出素子の製造方法と同様に行うことができる。例えば、図７に斜視図で示すように、マザーの圧電体層５１，５２を積層し、上下にマザーの第１の挟持部材５３及び第２の挟持部材５４を積層し接合する。しかる後、このようにして得られた積層体を図７の細線Ａに沿って切断する。しかる後、マザーの圧電体層５１，５２が積層されて構成されている加速度検出素子部分の前述した加速度検出素子２の第３の面２ｃに相当する部分を削り込む。それによって、第３の面を前述した図１における厚み方向内側に位置させることができる。しかる後、図７に示した細線Ｂに沿って積層体をさらに切断する。このようにして、第１の実施形態の加速度検出装置１におけるプレート状の構造体を得ることができる。
【００４２】
なお、前述してきた実施形態では、第１，第２の外装基板７，８を設けたが、第１，第２の外装基板７，８を設けず、加速度検出素子が実装される側の部材により、第１，第２の外装基板７，８に置き換えてもよい。その場合には、前述した実施形態と同様に、第３の面及び／または第４の面が厚み方向内側に位置している側においては、平板状の部材をプレート状の構造体に積層し、加速度検出装置を構成することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…加速度検出装置
２…加速度検出素子
２Ａ…第１の圧電体層
２Ｂ…第２の圧電体層
２Ｃ…加速度検出素子
２ａ…第１の面
２ｂ…第２の面
２ｃ…第３の面
２ｄ…第４の面
２ｅ…第５の面
２ｆ…第６の面
３，４…検出電極
５…第１の挟持部材
５Ａ，５Ｂ…第１の挟持部材
５ａ…溝
５ｂ，６ｂ…第１の挟持部材面
５ｃ，６ｃ…第２の挟持部材面
５ｄ，６ｄ…溝部
５ｅ，６ｅ…溝部
６…第２の挟持部材
６Ａ，６Ｂ…第２の挟持部材
６ａ…溝
６ｂ…第１の挟持部材面
６ｃ…第２の挟持部材面
６ｄ…溝部
７…第１の外装基板
８，８Ａ…第２の外装基板
８ａ…凹部
１１，２１，３１，４１…加速度検出装置
４２…ダミー部材
５１，５２…圧電体層
５３…第１の挟持部材
５４…第２の挟持部材
【図１】
2014065151.tif 000003
【図２】
2014065151.tif 000004
【図３】
2014065151.tif 000005
【図４】
2014065151.tif 000006
【図５】
2014065151.tif 000007
【図６】
2014065151.tif 000008
【図７】
2014065151.tif 000009
【図８】
2014065151.tif 000010
【国際調査報告】
2014065151.tif 000011
2014065151.tif 000012