(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出素子と、
前記検出素子から出力される出力信号を処理するＩＣ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）と、
開口部を有し、前記検出素子および前記ＩＣを収納するケースと、
前記ケースの前記開口部を閉塞する直方体形状の蓋体とを備え、
前記ケースの上面には、金属枠が設けられ、
前記蓋体と前記金属枠とが全周で溶接により接合され、
前記蓋体は、上面視において当該蓋体における前記金属枠と接合する辺のうちの長辺のみの接合部の内側に、当該接合部に沿うように形成された屈曲部を有する物理量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサに関し、特に、航空機または車両などの移動体の姿勢制御又はナビゲーションシステム等に用いられる物理量センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の物理量センサとして、ジャイロセンサ等が知られている。従来の物理量センサは、ケースの外側面の略中央部に応力が集中してクラックが発生することを抑制するために、図１３および図１４に示されるような構成を有する。
【０００３】
図１３は、従来の物理量センサの側断面図である。図１４は、従来の物理量センサにおける蓋体の上面図である。
【０００４】
図１３および図１４に示すように、従来の物理量センサは、ＩＣ１と、ケース２とを有する。ＩＣ１の内部には、例えば圧電振動子等の検出素子（図示せず）が設けられている。ＩＣ１は、検出素子からの出力信号を処理している。ケース２は、例えばガラスセラミック製であり、ＩＣ１を収納する。
【０００５】
ケース２の外底面には、電源電極３、出力電極４およびＧＮＤ電極（図示せず）が設けられている。電源電極３、出力電極４およびＧＮＤ電極（図示せず）は、配線導体５およびリード線６を介して、ＩＣ１および検出素子（図示せず）と電気的に接続されている。また、ケース２の上面には、メタライズ層７が設けられている。
【０００６】
メタライズ層７には、金属枠８が設けられている。金属枠８は、例えばＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合金によって構成されており、メタライズ層７にロウ付けされている。金属枠８には、蓋体９が設けられている。蓋体９は、例えばＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合金によって構成されており、例えば金属枠８にロウ付けにより接合されている。蓋体９は、図１４に示すように、上面視の形状が正方形の直方体形状である。
【０００７】
蓋体９には、屈曲部１０が形成されている。屈曲部１０は、下側に突出するように湾曲した形状であり、金属枠８と蓋体９との接合部１１の内側に、接合部１１に沿うように蓋体９の全周にわたって形成されている。
【０００８】
次に、以上のように構成された従来の物理量センサについて、特にケース２に蓋体９を取り付ける方法について説明する。
【０００９】
まず、金属枠８を介してケース２の開口部に配置された蓋体９に電流を流してジュール熱を発生させて、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏの合金からなる蓋体９の接続箇所を融点１４４９℃まで上昇させることにより溶融させる。次に、蓋体９をケース２に向かって加圧することにより、ケース２と蓋体９とを互いに接続させる。このとき、蓋体９全体としては、平均で約７００℃まで、温度が上昇する。
【００１０】
その後、物理量センサの温度が室温まで低下する際に蓋体９が収縮することになる。このとき、蓋体９の収縮によってケース２の外側面に引張応力が加わることで、ケース２の外側面にクラックが発生する場合がある。
【００１１】
そこで、従来の物理量センサにおいては、蓋体９に屈曲部１０を形成している。これにより、蓋体９が収縮したとしても、屈曲部１０がたわむことによって、ケース２の外側面に発生する引張応力を減少させて、ケース２の外側面にクラックが発生することを抑制することができる。
【００１２】
この屈曲部１０は、上述のとおり、金属枠８と蓋体９との接合部１１の内側において、接合部１１に沿うように蓋体９の全周にわたって形成されている。このため、上面視の形状が正方形の蓋体９においては、蓋体９の４辺に発生する引張応力を均一に低減することができる。
【００１３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−３３２５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記従来の物理量センサの構成において、蓋体９の上面視の形状を長方形にした場合、金属枠８と蓋体９との接合部１１の内側ににおいて接合部１１に沿うように全周にわたって屈曲部１０を形成すると、蓋体９の短辺部分に形成された屈曲部１０によって蓋体９の短辺部分に加わる引張応力が大きく軽減してしまい、スカラー値からなるミーゼス応力が増加することとなる。これにより、蓋体９の長辺部分に対応するケース２の外側面の長辺部分の略中央部に応力が集中するため、ケース２の外側面にクラックが発生することを抑制することが難しいという課題がある。
【００１６】
本発明は、このような課題を解決するものであり、蓋体の上面視の形状がで長方形である場合においても、ケースの外側面にクラックが発生することを抑制することが可能な物理量センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１８】
本発明に係る物理量センサの一態様は、駆動電極および検出電極を有する検出素子と、前記検出電極から出力される出力信号を処理するＩＣと、開口部を有し、前記検出素子および前記ＩＣを収納するケースと、前記ケースの前記開口部を閉塞する直方体形状の蓋体とを備え、前記ケースの外底面には、電源電極、ＧＮＤ電極および出力電極が設けられ、前記ケースの上面には、金属枠が設けられ、前記蓋体は、前記金属枠に接合され、前記蓋体は、上面視において当該蓋体における前記金属枠と接合する辺のうちの長辺のみの接合部の内側に、当該接合部に沿うように形成された屈曲部を有する。
【００１９】
この構成によれば、蓋体に、金属枠と接合する辺のうちの長辺のみの接合部の内側に、この接合部に沿うように屈曲部が形成されているので、蓋体の短辺部分に加わる引張応力が大きく軽減することがなくなる。その結果、スカラー値からなるミーゼス応力が増加しないので、金属枠を介して蓋体と接合されるケースの外側面の長辺部分の略中央部に応力が集中することを抑制することができる。
【００２０】
また、本発明に係る物理量センサの一態様において、前記屈曲部は、絞り加工により形成されているとよい。
【００２１】
この構成によれば、容易に屈曲部を形成することができる。
【００２２】
また、本発明に係る物理量センサの一態様において、前記金属枠と前記蓋体とは、シーム溶接により接合されているとよい。
【００２３】
この構成によれば、物理量センサを容易に組み立てることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、蓋体の上面視の形状が長方形である場合においても、ケースの外側面にクラックが発生することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る物理量センサの分解斜視図
【図２】本発明の実施の形態に係る物理量センサの蓋体を外した状態を示す上面図
【図３】本発明の実施の形態に係る物理量センサの下面図
【図４】本発明の実施の形態に係る物理量センサにおける検出素子の斜視図
【図５】本発明の実施の形態に係る物理量センサにおける検出素子の側断面図
【図６】本発明の実施の形態に係る物理量センサにおける載置部材に検出素子および端子を固定した状態を示す斜視図
【図７】本発明の実施の形態に係る物理量センサにおける蓋体を裏側から見たときの斜視図
【図８】本発明の実施の形態に係る物理量センサにおける蓋体の上面図
【図９】本発明の実施の形態に係る物理量センサにおける蓋体の側断面図
【図１０】本発明の実施の形態に係る物理量センサにおける検出素子の作製方法を説明するための工程図
【図１１】比較例の物理量センサにおける蓋体を裏側から見たときの斜視図
【図１２】本発明の変形例に係る物理量センサの蓋体の上面図
【図１３】従来の物理量センサの側断面図
【図１４】従来の物理量センサにおける蓋体の上面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２７】
また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。また、本明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元直交座標系の三軸を表している。
【００２８】
（実施の形態）
まず、本発明の実施の形態に係る物理量センサ１００の構成について、図１〜図９を用いて説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態に係る物理量センサ１００の分解斜視図である。図２は、同物理量センサ１００の蓋体８９を外した状態を示す上面図である。図３は、同物理量センサ１００の下面図である。図４は、同物理量センサ１００における検出素子６１の斜視図である。図５は、同物理量センサ１００における検出素子６１の側断面図である。図６は、同物理量センサ１００における載置部材８０に検出素子６１および端子８１を固定した状態を示す斜視図である。図７は、同物理量センサ１００における蓋体８９を裏側から見たときの斜視図である。図８は、同物理量センサ１００における蓋体８９の上面図である。図９は、同物理量センサ１００における蓋体８９の側断面図である。
【００３０】
図１に示すように、物理量センサ１００は、検出素子６１と、ＩＣ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ：集積回路）８８と、ケース７０と、蓋体８９とを備える。
【００３１】
図１、図２及び図４に示すように、検出素子６１は、音叉形状の検出素子である。検出素子６１は、図４に示すように、第１の腕部６１ａと、第２の腕部６１ｂと、第１の腕部６１ａおよび第２の腕部６１ｂの一端同士を接続する支持部６１ｃとにより構成されている。
【００３２】
また、検出素子６１は、図５に示すように、Ｓｉからなる基材６２と、基材６２の上面の全面にわたって設けられた、ＰｔとＴｉの合金薄膜からなる共通ＧＮＤ電極６３と、共通ＧＮＤ電極６３の上面に設けられた、ＰＺＴ薄膜からなる圧電層６４とを有する。
【００３３】
さらに、検出素子６１は、図４に示すように、一対の第１の駆動電極６５と、一対の第２の駆動電極６６と、一対の検出電極６７と、モニター電極６８と、ＧＮＤ電極（グランド電極）６９とを有する。
【００３４】
一対の第１の駆動電極６５は、検出素子６１の上面の略中央部の内側に位置しており、図５に示すように、圧電層６４の上面に設けられている。一対の第２の駆動電極６６は、検出素子６１の略中央部の外側に位置しており、図５に示すように、圧電層６４の上面に設けられている。一対の検出電極６７は、検出素子６１の上面の先端側に位置しており、圧電層６４の上面に設けられている。モニター電極６８は、検出素子６１の上面の第１の駆動電極６５より根元側に位置しており、圧電層６４の上面に設けられている。ＧＮＤ電極６９は、検出素子６１における支持部６１ｃの表面に位置しており、圧電層６４の表面に設けられている。
【００３５】
ケース７０は、セラミックからなる筐体であり、検出素子６１およびＩＣ８８を収納する。ケース７０は、略矩形状の開口部を有する略直方体形状である、ケース７０の上面視の形状は、略長方形である。ケース７０は、内底面および内側面から外底面にわたってセラミックと配線用導体との層構造からなる。図１に示すように、ケース７０には、配線パターン（図示せず）を有する多層回路基板７２が設けられている。また、図１及び図２に示すように、ケース７０の側壁７３の内側面には段差部７４が形成されており、この段差部７４には端子電極７５が設けられている。また、ケース７０の外底面には、図３に示すように、電源電極７６、ＧＮＤ電極７７および出力電極７８が設けられている。ケース７０の内側面に設けられた端子電極７５と、ケース７０の外底面に設けられた電源電極７６、ＧＮＤ電極７７および出力電極７８とは、配線パターン（図示せず）によって電気的に接続されている。
【００３６】
図１に示すように、ケース７０における側壁７３の上面には、コバールからなる金属枠７９が設けられている。金属枠７９の略矩形状の枠体であり、ケース７０の開口部の枠状の端面に配置されて、ケース７０の開口部に固定されている。金属枠７９は、接合部７９ａを有する。接合部７９ａは、金属枠７９の上面における蓋体８９との接合部分である。
【００３７】
図１に示すように、物理量センサ１００は、さらに、樹脂製の載置部材８０を有する。図６に示すように、載置部材８０は、検出素子６１における支持部６１ｃを支持するとともに、ケース７０における端子電極７５と一端が電気的に接続された８つの端子８１により周囲から支持されている。８つの端子８１の各々は、Ｙ軸方向延出部８２、Ｚ軸方向延出部８３およびＸ軸方向延出部８４により構成されている。８つの端子８１のうち、外側に配置された４つの端子８１のＸ軸方向延出部８４は表方向に延出され、一方、内側に配置された４つの端子８１のＸ軸方向延出部８４は裏方向に延出されている。すなわち、載置部材８０の重心と８つの端子８１をあわせた重心とが、互いに略一致するように構成されている。
【００３８】
また、検出素子６１における、第１の駆動電極６５、第２の駆動電極６６、検出電極６７およびＧＮＤ電極６９は、図２に示すように、各電極と対応する端子８１とワイヤー線８５によって電気的に接続されている。
【００３９】
図２及び図６に示すように、物理量センサ１００は、さらに、樹脂製の補強部材８６を有する。図２に示すように、補強部材８６は、端子８１とケース７０における端子電極７５との接続箇所を覆うように設けられている。このように補強部材８６を設けることにより、端子８１をケース７０に埋設している。
【００４０】
図１に示すように、物理量センサ１００は、さらに、加速度センサ素子８７を有する。加速度センサ素子８７は、ケース７０の内底面に設けられている。加速度センサ素子８７と端子電極７５とは、ワイヤー線８５によって電気的に接続されている。
【００４１】
図１に示されるＩＣ８８は、検出素子６１の検出電極６７から出力される出力信号を処理する。具体的には、ＩＣ８８は、ケース７０の内底面に加速度センサ素子８７と並設されており、検出素子６１からの出力信号および加速度センサ素子８７からの出力信号を処理する。
【００４２】
蓋体８９は、コバールからなる蓋部材である。蓋体８９は、ケース７０の開口部を閉塞している。蓋体８９は、平板状の直方体形状であり、蓋体８９の平面視形状は、図７及び図８に示すように、略長方形である。蓋体８９は、金属枠７９と接合されている。図７に示すように、蓋体８９は、接合部９０を有する。接合部９０は、蓋体８９の表面における金属枠７９との接合部分であり、蓋体８９は、金属枠７９の接合部７９ａで接合されている。本実施の形態において、蓋体８９の接合部９０と金属枠７９の接合部７９ａとは一致している。蓋体８９と金属枠７９とは、例えばシーム溶接等の溶接によって接合することができる。蓋体８９と金属枠７９とをシーム溶接により接合することによって、物理量センサ１００を容易に組み立てることができる。
【００４３】
蓋体８９は、図７〜図９に示すように、屈曲部９１を有する。図７に示すように、屈曲部９１は、上面視において蓋体８９における金属枠７９と接合する辺のうちの長辺（長手方向の辺）のみの接合部９０の内側に、接合部９０に沿うように形成されている。つまり、図７及び図８に示すように、屈曲部９１は、接合部９０の内側において蓋体８９の長辺に沿って直線状に延在するように形成されている。また、屈曲部９１は、図９に示すように、蓋体８９の一部を突出変形させることで形成されている。屈曲部９１は、例えば絞り加工等のプレス加工によって形成することができる。屈曲部９１を絞り加工によって形成することによって、屈曲部９１を容易に形成することができる。
【００４４】
次に、以上のように構成された物理量センサ１００の組立方法について、図１０を用いて、図１を参照しながら説明する。図１０は、同物理量センサ１００における検出素子６１の作製方法を説明するための工程図である。
【００４５】
まず、図１０（ａ）に示すように、Ｓｉからなる基材６２を予め準備し、図１０（ｂ）に示すように、基材６２の上面に、ＰｔとＴｉの合金薄膜からなる共通ＧＮＤ電極６３を蒸着により形成する。その後、図１０（ｃ）に示すように、共通ＧＮＤ電極６３の上面に、ＰＺＴ薄膜からなる圧電層６４を蒸着により形成する。
【００４６】
次に、図１０（ｄ）に示すように、圧電層６４の上面に、ＴｉとＡｕの合金薄膜からなる形成途上電極６５ａを蒸着により形成し、その後、図１０（ｅ）に示すように、所定の形状になるように、共通ＧＮＤ電極６３、圧電層６４および形成途上電極６５ａの不要な箇所を除去することにより、圧電層６４の上面に、第１の駆動電極６５、第２の駆動電極６６、検出電極６７、モニター電極６８およびＧＮＤ電極６９を形成する。
【００４７】
次に、図示しないが、共通ＧＮＤ電極６３側に電圧を印加するとともに、第１の駆動電極６５、第２の駆動電極６６、検出電極６７、モニター電極６８およびＧＮＤ電極６９を接地することにより、圧電層６４を分極する。
【００４８】
次に、基材６２における不要な箇所を除去することにより、図１０（ｆ）に示すように、個片の検出素子６１を形成する。
【００４９】
次に、図１に示すように、予め準備したセラミックからなる絶縁体（図示せず）と配線用導体（図示せず）とからなる多層回路基板７２の上面の外周にわたって、セラミックからなる側壁７３および段差部７４を形成してケース７０を作製する。その後、ケース７０の段差部７４の上面に、Ａｕからなる端子電極７５を形成し、さらに、側壁７３の上面にコバールからなる金属枠７９を固着する。
【００５０】
次に、多層回路基板７２の下面に、いずれもＡｇからなる電源電極７６、ＧＮＤ電極７７および出力電極７８を形成する。
【００５１】
次に、ＩＣ８８をケース７０における多層回路基板７２の上面に実装し、その後、ＩＣ８８と多層回路基板７２とを電気的に接続する。
【００５２】
次に、ケース７０における多層回路基板７２の上面に、ＩＣ８８と並設するように加速度センサ素子８７を実装した後、加速度センサ素子８７とケース７０における端子電極７５とをアルミニウムからなるワイヤー線８５を介してワイヤーボンディングにより電気的に接続する。
【００５３】
次に、予め、８つの端子８１を載置部材８０にインサート成形した後、載置部材８０に検出素子６１における支持部６１ｃの下面を固着し、その後、検出素子６１の上面に形成された第１の駆動電極６５、第２の駆動電極６６、検出電極６７、モニター電極６８およびＧＮＤ電極６９と端子８１とをアルミニウムからなるワイヤー線８５を介してワイヤーボンディングにより電気的に接続する。
【００５４】
次に、８つの端子８１をケース７０における端子電極７５に半田付けした後、樹脂製の補強部材８６で覆うことにより、端子８１をケース７０に埋設する。
【００５５】
次に、予め準備した金属製の蓋体８９の長辺のみの接合部９０の内側に、深絞り加工により屈曲部９２を形成する。
【００５６】
最後に、ケース７０の開口部に、蓋体８９をシーム溶接により窒素雰囲気中で接合することで、ケース７０に設けられた金属枠７９と蓋体８９とを固着する。
【００５７】
このとき、本実施の形態のように、上面視の形状が長方形の蓋体８９がシーム溶接により収縮する状態について以下説明する。
【００５８】
シーム溶接により蓋体８９と金属枠７９とを接合する際、蓋体８９に電流を流してジュール熱を発生させることによって、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏの合金からなる蓋体８９と金属枠７９との接続箇所を融点１４４９℃まで上昇させて溶融させる。この接続箇所を溶融させた状態で蓋体８９をケース７０に向かって加圧することにより、ケース７０と蓋体８９とを互いに接続させる。これにより、物理量センサ１００を組み立てることができる。このとき、蓋体８９全体としては、平均で約７００℃まで、温度が上昇する。
【００５９】
その後、物理量センサ１００の温度が室温まで低下する際に、蓋体８９が収縮する。このときに、蓋体８９によりケース７０の外側面に引張応力が加わるので、蓋体８９の長辺のみに屈曲部９２が形成されていなければ、ケース７０の外側面にクラックが発生するおそれがある。
【００６０】
ここで、図７に示すように、蓋体８９の長辺部分に加わる引張応力をσ１とし、蓋体８９の短辺部分に加わる引張応力をσ２として、シミュレーションでσ１、σ２を算出すると、蓋体８９に屈曲部９２が形成されていない場合には、σ１＝４．９０×１０８［Ｐａ］、σ２＝４．５８×１０８［Ｐａ］となる。
【００６１】
そのため、以下の数式で表されるミーゼス応力σｅは、屈曲部９２が形成されていない場合には、σｅ＝４．７５×１０８［Ｐａ］となる。
【００６２】
【数１】
0005995212.tif 000002
【００６３】
そこで、蓋体８９に発生する引張応力を緩和する手段として、図１１に示すように、枠状の屈曲部９２を蓋体８９Ｘに形成する場合を考える。具体的には、図１１に示すように、屈曲部９２は、蓋体８９Ｘの下側に突出するように湾曲した形状で、蓋体８９における金属枠７９との接合部９０の内側に、この接合部９０に沿うように接合部９０の全周にわたって形成されている。
【００６４】
図１１に示される蓋体８９Ｘにおいて、上記同様にσ１、σ２を算出すると、σ１＝５．３０×１０８［Ｐａ］、σ２＝３．８１×１０８［Ｐａ］となる。つまり、屈曲部９２の短辺部分に形成された短辺屈曲部９３によって、屈曲部９２の内側に発生する引張応力σ２が大きく軽減している。この場合、上記数式で表されるミーゼス応力σｅは、σｅ＝５．１８×１０８［Ｐａ］となる。
【００６５】
すなわち、蓋体８９Ｘの上面視の形状が長方形である場合には、屈曲部９２を接合部９０の全周にわたって枠状に形成することにより、スカラー値からなるミーゼス応力σｅが大きくなるため、応力の緩和に対して不利に働くことが分かる。
【００６６】
そして、上記のミーゼス応力σｅは、ケース７０の側壁７３に対して、せん断力として作用する。このとき、ケース７０の側壁７３に加わる引張応力をシミュレーションで算出したところ、引張応力は、７．５５×１０７［Ｐａ］となるものであった。
【００６７】
一方、本実施の形態における物理量センサ１００においては、図７に示すように、屈曲部９１が、蓋体８９における金属枠７９との接合部９０の内側に、金属枠７９と接合する辺のうちの長辺のみの接合部９０の内側に、この接合部９０に沿うように形成されている。
【００６８】
ここで、上記と同様に、図７に示すように、蓋体８９の長辺部分に加わる引張応力をσ１とし、蓋体８９の短辺部分に加わる引張応力をσ２として、シミュレーションでσ１、σ２を算出すると、本実施の形態のように、蓋体８９の長辺のみの接合部９０の内側に屈曲部９１を形成した場合には、σ１＝４．７４×１０８［Ｐａ］、σ２＝４．８０×１０８［Ｐａ］となる。
【００６９】
つまり、本実施の形態における蓋体８９の屈曲部９１には、図１１に示される蓋体８９の屈曲部９２ように短辺屈曲部９３が無いため、本実施の形態における蓋体８９では、短辺部分に加わる引張応力（σ２）が大きく減少しないことが分かる。
【００７０】
そのため、本実施の形態のように、長辺のみの接合部９０にのみ屈曲部９１を形成した場合には、上記数式で表されるミーゼス応力σｅは、σｅ＝４．７７×１０８［Ｐａ］となり、全周にわたって屈曲部９２を形成した場合と比較して、ミーゼス応力が大きく軽減される。
【００７１】
上述のとおり、蓋体８９に発生するミーゼス応力σｅは、ケース７０の側壁７３に対してせん断力として作用する。このとき、ケース７０の側壁７３に加わる引張応力をシミュレーションで算出したところ、引張応力は７．０９×１０７［Ｐａ］となり、全周にわたって屈曲部９２を形成した場合と比較して減少する。
【００７２】
すなわち、本実施の形態における物理量センサ１００においては、蓋体８９における金属枠７９と接合する辺のうちの上面視で長辺のみの接合部９０の内側にこの接合部９０に沿うように屈曲部９１が形成されているため、蓋体８９の短辺部分に加わる引張応力σ２が大きく軽減することがなくなる。
【００７３】
その結果、スカラー値からなるミーゼス応力が増加しないので、金属枠７９を介して蓋体８９と接合されるケース７０の外側面の長辺部分の略中央部に応力が集中することを抑制することができる。
【００７４】
次に、以上のように構成された本実施の形態における物理量センサ１００について、その動作を説明する。
【００７５】
まず、音叉型の検出素子６１における第１の腕部６１ａおよび第１の腕部６１ａに設けられた第１の駆動電極６５に正電圧を印加するとともに、第２の駆動電極６６に負電圧を印加すると、第１の駆動電極６５の下側に位置する圧電層６４が伸びるとともに、第２の駆動電極６６の下側に位置する圧電層６４が縮む。これにより、検出素子６１における第１の腕部６１ａおよび第２の腕部６１ｂが外側に向かって開かれる。
【００７６】
次に、音叉型の検出素子６１における第１の腕部６１ａおよび第１の腕部６１ａに設けたられ第１の駆動電極６５に負電圧を印加するとともに、第２の駆動電極６６に正電圧を印加すると、第１の駆動電極６５の下側に位置する圧電層６４が縮むとともに、第２の駆動電極６６の下側に位置する圧電層６４が伸びる。これにより、検出素子６１における第１の腕部６１ａおよび第２の腕部６１ｂが内側に向かって閉じられる。
【００７７】
すなわち、音叉型の検出素子６１における第１の駆動電極６５および第２の駆動電極６６に交流電圧を印加すると、検出素子６１における第１の腕部６１ａおよび第２の腕部６１ｂは面内方向の固有振動数で速度Ｖの屈曲運動をする。そして、検出素子６１の屈曲運動はモニター電極６８から発生する出力信号が一定になるように、第１の駆動電極６５および第２の駆動電極６６に印加する電圧を調整することにより、屈曲振動の振幅を制御している。
【００７８】
そして、検出素子６１における第１の腕部６１ａおよび第２の腕部６１ｂが固有振動数で屈曲運動している状態において、検出素子６１が長手方向の中心軸（検知軸）周りに角速度ωで回転すると、検出素子６１における第１の腕部６１ａおよび第２の腕部６１ｂのアームにＦ＝２ｍＶ×ωのコリオリ力が発生する。このコリオリ力により、検出電極６７の下側に位置する圧電層６４に発生する電荷からなる出力信号が、検出電極６７、ワイヤー線８５、端子電極７５、ケース７０における配線パターン（図示せず）を介してＩＣ８８に入力され、波形処理された後に、ケース７０における出力電極７８から外部に角速度の出力信号として出力される。
【００７９】
以上、本発明に係る物理量センサについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００８０】
例えば、上記の実施の形態における物理量センサ１００においては、線状の屈曲部９１を蓋体８９に形成したが、これに限るものではなく、例えば、図１２に示すように、上面視の形状が菱形形状の屈曲部９４が形成された蓋体８９Ａでも、同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明にかかる物理量センサは、蓋体の上面視の形状が長方形である場合においても、ケースにおける長辺部分の外側面にクラックが発生することを抑制することが可能であるという効果を有し、特に、航空機または車両などの移動体の姿勢制御やナビゲーションシステム等に用いられる物理量センサとして有用である。
【符号の説明】
【００８２】
６１  検出素子
６５，６６  駆動電極
６７  検出電極
７０  ケース
７６  電源電極
７７  ＧＮＤ電極
７８  出力電極
７９  金属枠
８８  ＩＣ
８９，８９Ａ  蓋体
９０  接合部
９１，９４  屈曲部
１００  物理量センサ
【要約】
【課題】蓋体の上面視の形状が長方形である場合においても、ケースの外側面にクラックが発生することを抑制することが可能な物理量センサを提供する。
【解決手段】駆動電極６５，６６および検出電極６７が設けられた検出素子６１と、検出電極６１から出力される出力信号を処理するＩＣ８８と、開口部を有し、検出素子６１およびＩＣ８８を収納するケース７０と、ケース７０の開口部を閉塞する直方体形状の蓋体８９とを備え、ケース７０の外底面には、電源電極７６、ＧＮＤ電極７７および出力電極７８が設けられ、ケース７０の上面には、金属枠７９が設けられ、蓋体８９は、金属枠７９に接合され、蓋体８９は、上面視において蓋体８９における金属枠７９と接合する辺のうちの長辺のみの接合部９０の内側に、接合部９０に沿うように形成された屈曲部９１を有する。
【選択図】図１【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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