(57)【要約】【課題】多軸加速度センサー、多軸加速度検出方法を提供する。【解決手段】支持部１２と、前記支持部１２にそれぞれヒンジ結合された一対のウエイト２４、２６と、各ウエイトと前記支持部１２とをそれぞれ連結し、力の方向を検出軸とする一対の感圧素子２８、３０と、を有し、前記一対のウエイト２４、２６は、第１の加速度４０が印加されて共に同一方向に回動し、かつ前記第１の加速度４０に垂直な第２の加速度４２が印加されて互いに反対方向に回動する位置でそれぞれヒンジ結合され、印加された加速度によりそれぞれ回動して前記一対の感圧素子２８、３０に前記力をそれぞれ印加するとともに、前記力から前記第１の加速度４０及び前記第２の加速度４２を検出可能としたことを特徴とする。【選択図】図１
2011069728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部と、
前記支持部にそれぞれヒンジ結合された一対のウエイトと、
各ウエイトと前記支持部とをそれぞれ連結し、力の方向を検出軸とする一対の感圧素子と、を有し、
前記一対のウエイトは、第１の加速度が印加されて共に同一方向に回動し、かつ前記第１の加速度に垂直な第２の加速度が印加されて互いに反対方向に回動する位置でそれぞれヒンジ結合され、
印加された加速度によりそれぞれ回動して前記一対の感圧素子に前記力をそれぞれ印加するとともに、
前記力から前記第１の加速度及び前記第２の加速度を検出可能としたことを特徴とする多軸加速度センサー。
【請求項２】
前記支持部に薄肉部を介して片持ち支持され前記第１の加速度及び第２の加速度に垂直な第３の加速度を受けて前記第３の加速度の方向に回動可能な第２のウエイトと、
前記支持部とともに実装基板に固定される固定部と、
前記固定部と前記第２のウエイトの自由端とを連結し、力の方向を検出軸とする第２の感圧素子と、を有し、
前記薄肉部は、
前記第２のウエイトの厚みの中心線から変位した位置で前記第２のウエイトと接続し、
前記第２のウエイトは、
前記第３の加速度の方向に回動して前記力を前記第２の感圧素子に印加して前記第３の加速度を検出可能としたことを特徴とする請求項１に記載の多軸加速度センサー。
【請求項３】
前記支持部は、平行に配置した一対の柱部と、前記一対の柱部を連結する連結部によりコの字型に形成され、
前記一対のウエイトは、前記一対の柱部の先端でそれぞれ支持され、
前記一対の感圧素子は、前記連結部にそれぞれ接続され、
前記薄肉部は、前記連結部の前記柱部が露出した側に接続されたことを特徴とする請求項２に記載の多軸加速度センサー。
【請求項４】
前記支持部と一体に形成された枠形状を有し、前記一対のウエイト及び前記一対の感圧素子を枠内に収容する支持枠を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多軸加速度センサー。
【請求項５】
前記一対の感圧素子の検出軸を互いに平行に配置して請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多軸加速度センサーの構成要素を同一平面上に形成し、前記多軸加速度センサーの外形をウエハ上にアレイ状に配置したのち個片化した構成を有することを特徴とする多軸加速度センサー。
【請求項６】
支持部と、前記支持部にそれぞれヒンジ結合された一対のウエイトと、各ウエイトと前記支持部とをそれぞれ連結し、力の方向を検出軸とする一対の感圧素子と、を形成し、
前記一対のウエイトは、第１の加速度が印加されて共に同一方向に回動し、かつ前記第１の加速度に垂直な第２の加速度が印加されて互いに反対方向に回動する位置でそれぞれヒンジ結合され、
前記一対のウエイトに加速度を印加して、各ウエイトを回動させて前記一対の感圧素子に前記力をそれぞれ印加するとともに、前記力から前記第１の加速度及び前記第２の加速度を検出することを特徴とする多軸加速度検出方法。
【請求項７】
前記支持部に薄肉部を介して片持ち支持され前記第１の加速度及び前記第２の加速度に垂直な第３の加速度を受けて前記第３の加速度の方向に回動可能な第２のウエイトと、前記支持部とともに実装基板に固定される固定部と、前記固定部と前記第２のウエイトの自由端とを連結し、力の方向を検出軸とする第２の感圧素子と、を形成し、
前記薄肉部は、前記第２のウエイトの厚みの中心線から変位した位置で前記第２のウエイトと接続し、
前記第３の加速度により前記第２のウエイトを回動させ、前記回動による前記力を前記第２の感圧素子に印加して前記第３の加速度を検出することを特徴とする請求項６に記載の多軸加速度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多軸加速度センサー、及び多軸加速度検出方法に関し、特に組み立て加工をすることなくウエハから一体で形成可能な多軸加速度センサー、及びこれを用いた多軸加速度検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加速度センサーは、従来より自動車、航空機、ロケットから各種プラントの異常振動監視装置等まで、広く利用されている。図６に第１の従来技術に係る加速度センサーを示す。第１の従来技術に係る特許文献１においては、基台１２２と、前記基台１２２とヒンジ１２４を介して接続され、加速度を受けて前記ヒンジ１２４を中心として回動可能なウエイト１２６と、前記ウエイト１２６の回動する方向に平行に配置され、一端が前記基台１２２に接続され他端が前記ウエイト１２６に接続され力の方向を検出軸とする感圧素子１２８と、前記ウエイト１２６の自由端１２６ａ側において前記ウエイト１２６の回動する方向から前記ウエイト１２６を挟み込む位置に配置され前記基台１２２に固定された一対のストッパ１３０とを有する加速度計が開示されている。これにより図中の矢印１３２の方向に加速度が加わると、ウエイト１２６がヒンジ１２４を中心として矢印の方向に回動し、これにより感圧素子１２８に対して引っ張り応力または圧縮応力が与えられ、この力を感圧素子１２８で検出することにより加速度を検出するとともに、ストッパ１３０によりウエイト１２６の回動の範囲を制限しているので感圧素子１２８に対して過剰な力が加わることを回避して感圧素子１２８の破損を防止している。
【０００３】
図７に第２の従来技術に係る加速度センサーを示す。第２の従来技術に係る特許文献２において、加速度の印加によって変位しない固定部材２０２と、可動部材２０４と、前記固定部材２０２と前記可動部材２０４とを連結する梁２０６と、前記固定部材２０２と前記可動部材２０４にそれぞれ固定した第１及び第２の緩和部材２０８、２１０と、応力感応部２１４と前記応力感応部２１４を挟むように前記応力感応部２１４と連結した２つの固定端２１６とを有する応力感応素子２１２と、を備え、前記第１及び第２の緩和部材２０８、２１０によって前記応力感応素子２１２の前記固定端２１６を支持した構造を有し、前記梁２０６は、前記可動部材２０４に加速度が印加されると前記可動部材２０４を加速度検出方向へ変位させるように屈曲可能な可撓性を有する構成であり、前記第１及び第２の緩和部材２０８、２１０は、前記応力感応素子２１２の両固定端２１６と、前記固定部材２０２及び前記可動部材２０４との間に生じる歪を緩和する加速度センサー２００が開示されている。
【０００４】
これにより、可動部材２０４が梁２０６により容易に撓み、変換された応力を応力感応素子２１２に印加できるので、応答速度が速く、感度が良好な加速度センサー２００を構築でき、また緩和部材２０８、２１０により加速度非印加時の応力感応素子２１２が呈する周波数温度依存性の頂点温度を常温近傍に維持することができる。
【０００５】
図８に第３の従来技術に係る振子型加速度計を示す。第３の従来技術に係る特許文献３においては、ベース３０２と、ベース３０２にヒンジ継手３０４によって接続されるとともに継手接続方向と直交する感知方向に沿った軸線を中心に回動できる振子型の回動質量３０６と、この回動質量３０６をベース３０２に橋渡しするセンサー手段３０８とを備え、前記センサー手段３０８は、各一端が前記ベース３０２に接続され、各他端が前記回動質量３０６に接続された少なくとも２個のピエゾ効果材料の振動梁３０８ａと、各振動梁３０８ａに形成されて共振周波数で各振動梁３０８ａを振動させる電極手段（不図示）と、各電極に接続されるとともに、前記回動質量３０６が加速度を受けたときに２個の振動梁３０８ａの共振周波数間の差に応答する信号を送るように配列される回路手段（不図示）と、を備え、前記振動梁３０８ａは、感知軸線と直交して指向して、前記ヒンジ継手３０４の両側で前記回動質量３０６に関して対称的に配置され、従って、前記感知軸線に沿う加速度は、一つの振動梁３０８ａに引張ストレス及び他の振動梁３０８ａに圧縮ストレスを発生させる振子型加速度計３００が開示されている。これにより加速度を２個の振動梁３０８ａの共振周波数の差分により算出するため、一つの振動梁３０８ａを用いた場合より感度が２倍になるとともに、前述の差分により加速度を検出するため２つの振動梁３０８ａが同一材料であれば温度変化により生じる加速度の誤差を回避することができる。
【０００６】
図９に第４の従来技術に係る加速度センサーを示す。第４の従来技術に係る特許文献４においては、支持枠４０４と、第１の薄肉部４０６を介して前記支持枠４０４に片持ち支持されるウエイト４０８と、前記支持枠４０４に接続するとともに前記ウエイト４０８の固定端４０８ａに第２の薄肉部４１０を介して接続し、２つの接続箇所を結ぶ線の方向を力の検出軸とする感圧素子４１２と、をウエハ４０２から一体で形成した構造を有し、前記第２の薄肉部４１０は、前記ウエハ４０２の一方の面から切り込みを入れた態様で形成され、前記ウエイト４０８は、前記ウエハ４０２の法線方向からの加速度を受けて前記第１の薄肉部４０６を軸として前記法線方向に回動して前記感圧素子４１２に力を印加することにより、法線方向からの加速度を検出可能な加速度センサー４００が開示されている。これによりウエイト４０８のウエハ４０２の法線方向の回動による力は第２の薄肉部４１０において法線に垂直な方向の力に変換され、前記力を印加された感圧素子４１２が変換された力を感知することにより、ワンウエハ構造であってウエハ４０２の法線方向の加速度を検知可能な加速度センサー４００を実現している。
【０００７】
特許文献１乃至特許文献４においては１軸検出を想定しているが、２軸（Ｘ，Ｙ）、や３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の検出を可能とするためには、２つまたは３つの独立な素子をＸＹＺ軸に沿って並べる必要がある。
【０００８】
図１０に第５の従来技術に係る圧力センサーを示す。第５の従来技術に係る特許文献５には、直交する３つの振動取付面を有するベースと、互いに直交する３つの素子接合面を有する所定質量の立方体からなるウエイトと、３つの双音叉圧電振動子とを有し、各双音叉圧電振動子は、それぞれ一方の基端部をベースの振動取付面に接合し、他方の基端部を対応するウエイトの素子接合面に結合した加速度センサーが開示されており、同様の構成が特許文献６にも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭５９−１２６２６１号公報
【特許文献２】特開２００８−１７０２０３号公報
【特許文献３】特開平１−３０２１６６号公報
【特許文献４】米国特許５，１６５，２７９号公報
【特許文献５】特開２００８−０７６０７６号公報
【特許文献６】米国特許６，８２６，９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献５や特許文献６の構成では体積が大きくなるばかりかコスト高となり、さらに３軸の精度がマウントの精度に依存してしまうという問題があった。２軸の加速度計を構築する場合は、ウエハ上に互いに垂直な配置となる圧電振動子をエッチングにより形成してマウント精度の問題を解消することが考えられるが、結晶の方位により周波数特性、温度特性等が異なるとともに、エッチングの進行速度は結晶の方位面によって異なるため、同一の特性を有する圧電振動子を形成することは困難であり、このため加速度の感度が軸によって異なるだけでなく、温度によって２つの軸の感度比が変動し、高精度な加速度検知を困難にする問題があった。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題点に着目し、ワンウエハ構造でありながら、多軸の加速度の高精度な検知が可能な、多軸加速度センサー、及び多軸加速度検出方法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】
【００１２】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］支持部と、前記支持部にそれぞれヒンジ結合された一対のウエイトと、各ウエイトと前記支持部とをそれぞれ連結し、力の方向を検出軸とする一対の感圧素子と、を有し、前記一対のウエイトは、第１の加速度が印加されて共に同一方向に回動し、かつ前記第１の加速度に垂直な第２の加速度が印加されて互いに反対方向に回動する位置でそれぞれヒンジ結合され、印加された加速度によりそれぞれ回動して前記一対の感圧素子に前記力をそれぞれ印加するとともに、前記力から前記第１の加速度及び前記第２の加速度を検出可能としたことを特徴とする多軸加速度センサー。
【００１３】
上記構成により、一対のウエイトは第１の加速度が印加されると共に同一方向に回動して一対の感圧素子に力を印加し、第１の加速度に垂直な第２の加速度が印加されると互いに反対方向に回動して一対の感圧素子に力を印加することになり、このとき一対の感圧素子は引張応力または圧縮応力をそれぞれ受けることになる。よって、一対のウエイトに印加される任意の加速度は第１の加速度及び第２の加速度のベクトル和となるため、ウエハの法線に垂直な方向から印加された任意の加速度により一対の感圧素子が受けた力は、第１の加速度方向の力と第２の加速度方向の力の和で表現できる。また第１の加速度及び第２の加速度の方向を反転させると一対の感圧素子が受ける力の方向も反転するため第１の加速度方向の力及び第２の加速度方向の力の正負を判別することができる。
【００１４】
したがって一対の感圧素子が受けた力と、第１の加速度方向の力、第２の加速度方向の力からなる連立方程式を解くことによって第１の加速度方向の力と、第２の加速度方向の力と、をそれぞれ算出することができ、これにより第１の加速度方向の力に比例する第１の加速度の大きさと方向、第２の加速度方向の力に比例する第２の加速度の大きさと方向をそれぞれ算出することが可能なワンウエハ構造の多軸加速度センサーとなる。
【００１５】
［適用例２］前記支持部に薄肉部を介して片持ち支持され前記第１の加速度及び第２の加速度に垂直な第３の加速度を受けて前記第３の加速度の方向に回動可能な第２のウエイトと、前記支持部とともに実装基板に固定される固定部と、前記固定部と前記第２のウエイトの自由端とを連結し、力の方向を検出軸とする第２の感圧素子と、を有し、前記薄肉部は、前記第２のウエイトの厚みの中心線から変位した位置で前記第２のウエイトと接続し、前記第２のウエイトは、前記第３の加速度の方向に回動して前記力を前記第２の感圧素子に印加して前記第３の加速度を検出可能としたことを特徴とする適用例１に記載の多軸加速度センサー。
【００１６】
上記構成により、第２のウエイトは第１の加速度及び第２の加速度に垂直な第３の加速度により回動する。そして薄肉部は第３の加速度の方向から切り込まれた形状を有することになるが、切り込まれた側から加速度を受けた場合は、第２の感圧素子に圧縮応力を与え、その反対側から加速度を受けた場合は第２の感圧素子に引張応力を与えることになるので、第２の感圧素子は力を受けて第３の加速度方向の力とその方向（正負の方向）を検出することができ、これにより第３の加速度方向の力に比例する第３の加速度の大きさとその方向を検出することができる。
【００１７】
また、この多軸加速度センサーに対して第１、第２の加速度のみならず第３の加速度を含む加速度を印加した場合、一対のウエイトはそれぞれ第３の加速度の方向にも回動するため、一対の感圧素子は曲げ応力を受けて第３の加速度方向の力も検出することになる。しかし上述のように第３の加速度方向の力を第２の感圧素子により独立して検出することができるので、これにより一対の感圧素子が受ける力から第３の加速度方向の力を演算によりキャンセルすることができ、３軸の加速度を検出可能な多軸加速度センサーとなる。
【００１８】
［適用例３］前記支持部は、平行に配置した一対の柱部と、前記一対の柱部を連結する連結部によりコの字型に形成され、前記一対のウエイトは、前記一対の柱部の先端でそれぞれ支持され、前記一対の感圧素子は、前記連結部にそれぞれ接続され、前記薄肉部は、前記連結部の前記柱部が露出した側に接続されたことを特徴とする適用例２に記載の多軸加速度センサー。
上記構成により、外形全体を矩形形状にすることが可能であるとともに、隙間を減らすことができるので、小型化が可能で３軸の加速度を検出可能な多軸加速度センサーとなる。
【００１９】
［適用例４］前記支持部と一体に形成された枠形状を有し、前記一対のウエイト及び前記一対の感圧素子を枠内に収容する支持枠を有することを特徴とする適用例１乃至３のいずれか１例に記載の多軸加速度センサー。
上記構成により、一対のウエイト及び一対の感圧素子が外部素子と干渉することを防止することができる。
【００２０】
［適用例５］前記一対の感圧素子の検出軸を互いに平行に配置して適用例１乃至４のいずれか１例に記載の多軸加速度センサーの構成要素を同一平面上に形成し、前記多軸加速度センサーの外形をウエハ上にアレイ状に配置したのち個片化した構成を有することを特徴とする多軸加速度センサー。
【００２１】
一対のウエイトは同一方向の軸を中心にして回動し、かつその回動の角度は微小であるため、同一平面上に形成することが可能であり、また一対のウエイトの周縁に感圧素子及び支持部が接続するため、これら構成要素は全て同一平面上に形成可能である。よってウエハから一体で形成することが可能な多軸加速度センサーとなる。さらに一対の感圧素子は、互いに平行であるため、エッチングによる加工であっても形状を一致させて共振周波数を一致させることが可能であるとともに、結晶方位も一致するため温度特性を一致させることができる。従って２つ、または３つの検出軸において温度変化による感度比の変動を回避したワンウエハ型の多軸加速度センサーとなる。
【００２２】
［適用例６］支持部と、前記支持部にそれぞれヒンジ結合された一対のウエイトと、各ウエイトと前記支持部とをそれぞれ連結し、力の方向を検出軸とする一対の感圧素子と、を形成し、前記一対のウエイトは、第１の加速度が印加されて共に同一方向に回動し、かつ前記第１の加速度に垂直な第２の加速度が印加されて互いに反対方向に回動する位置でそれぞれヒンジ結合され、前記一対のウエイトに加速度を印加して、各ウエイトを回動させて前記一対の感圧素子に前記力をそれぞれ印加するとともに、前記力から前記第１の加速度及び前記第２の加速度を検出することを特徴とする多軸加速度検出方法。
【００２３】
上記方法により、一対のウエイトは第１の加速度が印加されると共に同一方向に回動して一対の感圧素子に力を印加し、第１の加速度に垂直な第２の加速度が印加されると互いに反対方向に回動して一対の感圧素子に力を印加することになり、このとき一対の感圧素子は引張応力または圧縮応力をそれぞれ受けることになる。よって、一対のウエイトに印加される任意の加速度は第１の加速度及び第２の加速度のベクトル和となるため、ウエハの法線に垂直な方向から印加された任意の加速度により一対の感圧素子が受けた力は、第１の加速度方向の力と第２の加速度方向の力の和で表現できる。また第１の加速度及び第２の加速度の方向を反転させると一対の感圧素子が受ける力の方向も反転するため第１の加速度方向の力及び第２の加速度方向の力の正負を判別することができる。
【００２４】
したがって一対の感圧素子が受けた力と、第１の加速度方向の力、第２の加速度方向の力からなる連立方程式を解くことによって第１の加速度方向の力と、第２の加速度方向の力と、をそれぞれ算出することができ、これにより第１の加速度方向の力に比例する第１の加速度の大きさと方向、第２の加速度方向の力に比例する第２の加速度の大きさと方向をそれぞれ算出することができる。
【００２５】
［適用例７］前記支持部に薄肉部を介して片持ち支持され前記第１の加速度及び前記第２の加速度に垂直な第３の加速度を受けて前記第３の加速度の方向に回動可能な第２のウエイトと、前記支持部とともに実装基板に固定される固定部と、前記固定部と前記第２のウエイトの自由端とを連結し、力の方向を検出軸とする第２の感圧素子と、を形成し、前記薄肉部は、前記第２のウエイトの厚みの中心線から変位した位置で前記第２のウエイトと接続し、前記第３の加速度により前記第２のウエイトを回動させ、前記回動による前記力を前記第２の感圧素子に印加して前記第３の加速度を検出することを特徴とする適用例６に記載の多軸加速度検出方法。
【００２６】
上記方法により、第２のウエイトは第１の加速度及び第２の加速度に垂直な第３の加速度により回動する。そして薄肉部は第３の加速度の方向から切り込まれた形状を有することになるが、切り込まれた側から加速度を受けた場合は、第２の感圧素子に引張応力を与え、その反対側から加速度を受けた場合は第２の感圧素子に圧縮応力を与えることになるので、第２の感圧素子は力を受けて第３の加速度方向の力とその方向（正負の方向）を検出することができ、これにより第３の加速度方向の力に比例する第３の加速度の大きさとその方向を検出することができる。
【００２７】
また、この多軸加速度センサーに対して第１、第２の加速度のみならず第３の加速度を含む加速度を印加した場合、一対のウエイトはそれぞれ第３の加速度の方向にも回動するため、一対の感圧素子は曲げ応力を受けて第３の加速度方向の力も検出することになる。しかし上述のように第３の加速度方向の力を第２の感圧素子により独立して検出することができるので、これにより一対の感圧素子が受ける力から第３の加速度方向の力をキャンセルすることができ、３軸の加速度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係る多軸加速度センサーの模式図である。
【図２】第１実施形態に係る多軸加速度センサーの部分変形例の模式図である。
【図３】第２実施形態に係る多軸加速度センサーの模式図である。
【図４】第３実施形態に係る多軸加速度センサーの模式図である。
【図５】第４実施形態に係る多軸加速度センサーの模式図である。
【図６】第１の従来技術に係る加速度センサーの模式図である。
【図７】第２の従来技術に係る加速度センサーの模式図である。
【図８】第３の従来技術に係る振子型加速度計の模式図である。
【図９】第４の従来技術に係る加速度センサーの模式図である。
【図１０】第５の従来技術に係る加速度センサーの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。また以下の説明及び図面においてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直交座標系を用いて説明する。図面において、黒丸を白丸で囲った記号は紙面上方に向かうベクトルを示し、×印を白丸で囲った記号は紙面下方に向かうベクトルを示す。
【００３０】
第１実施形態に係る多軸加速度センサーを図１に示す。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。また図２に、図１（ａ）の矩形の破線で囲まれた部分の変形例を示す。第１実施形態に係る多軸加速度センサー１０は、支持部１２と、前記支持部１２にそれぞれヒンジ結合された一対のウエイト２４、２６と、各ウエイトと前記支持部１２とをそれぞれ連結し、力の方向を検出軸とする一対の感圧素子２８、３０と、を有し、前記一対のウエイト２４、２６は、第１の加速度４０が印加されて共に同一方向に回動し、かつ前記第１の加速度４０に垂直な第２の加速度４２が印加されて互いに反対方向に回動する位置でそれぞれヒンジ結合され、印加された加速度によりそれぞれ回動して前記一対の感圧素子２８、３０に前記力をそれぞれ印加するとともに、前記力から前記第１の加速度４０及び前記第２の加速度４２を検出可能とした構成である。
【００３１】
また多軸加速度センサー１０は、前記支持部１２に薄肉部３２を介して片持ち支持され前記第１の加速度４０及び第２の加速度４２に垂直な第３の加速度４４を受けて前記第３の加速度４４の方向に回動可能な第２のウエイト３４と、前記支持部１２とともに実装基板（不図示）に固定される固定部３８と、前記固定部３８と前記第２のウエイト３４の自由端３４ｂとを連結し、力の方向を検出軸とする第２の感圧素子３６と、を有し、前記薄肉部３２は、前記第２のウエイト３４の厚みの中心線３６ｄから変位した位置で前記第２のウエイト３４と接続し、前記第２のウエイトは３４、前記第３の加速度４４の方向に回動して前記力を前記第２の感圧素子３６に印加して前記第３の加速度４４を検出可能とした構成である。
【００３２】
さらに、前記支持部１２は、平行に配置した一対の柱部１４、１６と、前記一対の柱部１４、１６を連結する連結部１８によりコの字型に形成され、前記一対のウエイト２４、２６は、前記一対の柱部１４、１６の先端でそれぞれ支持され、前記一対の感圧素子２８、３０は、前記連結部１８にそれぞれ接続され、前記薄肉部３２は、前記連結部１８の前記柱部１４、１６が露出した側に接続された構成である。
【００３３】
そして、前記一対の感圧素子２８、３０の検出軸を互いに平行に配置して多軸加速度センサー１０の構成要素を同一平面上に形成し、前記多軸加速度センサー１０の外形をウエハ（不図示）上にアレイ状に配置したのちエッチング及びサンドブラストにより個片化した構成を有し、ワンウエハ型の多軸加速度センサー１０となっている。
【００３４】
よって、上記構成を用いた第１実施形態に係る多軸加速度検出方法は、支持部１２と、前記支持部１２にそれぞれヒンジ結合された一対のウエイト２４、２６と、各ウエイトと前記支持部１２とをそれぞれ連結し、力の方向を検出軸とする一対の感圧素子２８、３０と、を形成し、前記一対のウエイト２４、２６は、第１の加速度４０が印加されて共に同一方向に回動し、かつ前記第１の加速度４０に垂直な第２の加速度４２が印加されて互いに反対方向に回動する位置でそれぞれヒンジ結合され、前記一対のウエイト２４、２６に加速度を印加して、各ウエイトを回動させて前記一対の感圧素子２８、３０に前記力をそれぞれ印加するとともに、前記力から前記第１の加速度４０及び前記第２の加速度４２を検出するものである。
【００３５】
また、第１実施形態に係る多軸加速度検出方法は、前記支持部１２に薄肉部３２を介して片持ち支持され前記第１の加速度４０及び前記第２の加速度４２に垂直な第３の加速度４４を受けて前記第３の加速度４４の方向に回動可能な第２のウエイト３４と、前記支持部１２とともに実装基板（不図示）に固定される固定部３８と、前記固定部３８と前記第２のウエイト３４の自由端３４ｂとを連結し、力の方向を検出軸とする第２の感圧素子３６と、を形成し、前記薄肉部３２は、前記第２のウエイト３４の厚みの中心線３６ｄから変位した位置で前記第２のウエイト３４と接続し、前記第３の加速度４４により前記第２のウエイト３４を回動させ、前記回動による前記力を前記第２の感圧素子３６に印加して前記第３の加速度４４を検出するものである。
【００３６】
本実施形態の多軸加速度センサー１０の材料となるウエハは、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電材料により形成されている。本実施形態においてはウエハ（不図示）上に多軸加速度センサー１０の外形をアレイ上に配置した態様でエッチングを行い、一枚のウエハ（不図示）から矩形の多軸加速度センサー１０を複数個片化することができる。
【００３７】
本実施形態の多軸加速度センサー１０は、図１（ａ）に示すようにその構成要素を含めてＹ軸方向に延びたＡ−Ａ’線を中心線とした線対称な形状を有している。
支持部１２は、コの字型（またはＵ字型）の形状を有し、一対で形成されＹ方向に延びて互いに平行に配置された柱部１４、柱部１６と、２つの柱部を連結しＸ軸方向に長手方向を有する連結部１８を有する。各柱部の先端にはそれぞれ細く形成された第１のヒンジ部２０、第２のヒンジ部２２が形成され、第１のヒンジ部２０、第２のヒンジ部２２の固定端がそれぞれ柱部１４、１６の先端に接続され、自由端が一対のウエイト２４、２６にそれぞれ接続している。また支持部１２は実装先の実装基板（不図示）に固定される。
【００３８】
一対のウエイト２４、２６は、加速度を受けてそれぞれ第１のヒンジ部２０、第２のヒンジ部２２を中心としウエハ（不図示）の法線方向（Ｚ軸）を軸としてＸＹ平面上で回動可能である。なお回動の角度は極わずかであるのでウエイト同士が干渉したり、他の構成要素と干渉することはない。またウエイト２４及びウエイト２６の表面には金属膜（不図示）をスパッタ等により形成し、回動の感度を調整するとともに、レーザー光を用いて金属膜（不図示）の一部を剥ぎ取ることにより、ウエイト２４、２６において回動の感度が一致するように調整することができる。
【００３９】
本実施形態において、一対のウエイト２４、２６は、第１の加速度４０（Ｘ方向）が印加されて共に同一方向に回動し、かつ第１の加速度４０に垂直な第２の加速度４２（Ｙ方向）が印加されて互いに反対方向に回動する位置でそれぞれヒンジ結合する必要がある。ここで、ウエイト２４、２６は簡単のため矩形であると考えると、図１に示すように、ウエイト２４、２６の重心２４ｃ、２６ｃはそれぞれウエイト２４、２６の中央に位置する。そして、ウエイト２４、２６の周縁であって第１の加速度４０に対する釣り合いの位置となる第１の釣り合い点２４ａ、２６ａはそれぞれ２箇所ある。この位置に第１のヒンジ部２０、第２のヒンジ部２２をそれぞれ取り付け、第１の加速度４０を印加してもウエイト２４、２６は共に回動しない。同様にウエイト２４、２６の周縁であって第２の加速度４２に対する釣り合いの位置となる第２の釣り合い点２４ｂ、２６ｂはそれぞれ２箇所あり、この位置に第１のヒンジ部２０、第２のヒンジ部２２をそれぞれ取り付け、第２の加速度４２を印加してもウエイト２４、２６は共に回動しない。
【００４０】
よって第１のヒンジ部２０、第２のヒンジ部２２のウエイト２４、２６に対する接続位置の１つ目の条件は、ウエイト２４、２６の周縁であって、ウエイト２４、２６の第１の加速度４０の釣り合いの位置となる第１の釣り合い点２４ａ、２６ａ、及び第２の加速度４２の釣り合いの位置となる第２の釣り合い点２４ｂ、２６ｂからそれぞれ離れた位置となることである。
【００４１】
また２つ目の条件は、第１の加速度４０の方向であって互いに反対方向に離れた位置となることである。これにより、第１の加速度４０を印加するとウエイト２４、２６は共に同一方向に回動可能となる。
【００４２】
さらに３つ目の条件は、第２の加速度４２の方向であって共に同一方向に離れた位置となることである。これにより第２の加速度４２を印加するとウエイトは互いに反対方向に回動可能となる。
【００４３】
なお、第１のヒンジ部２０、第２のヒンジ部２２のウエイト２４、２６に対する接続位置は上述の条件であるので、図２に示すようにＸ方向からウエイト２４、２６に接続しても良い。
【００４４】
一対の感圧素子２８、３０は、それぞれＹ軸方向に長手方向を有し、感圧素子２８は、柱部１４と第２のウエイト３４との間に配置され、連結部１８の−Ｘ方向側とウエイト２４とを連結し、感圧素子３０は柱部１６と第２のウエイト３４との間に配置され、連結部１８の+Ｘ方向側とウエイト２６とを連結している。また感圧素子２８、３０は、それぞれ双音叉型またはシングルビーム型の振動腕２８ｃ、３０ｃと、振動腕２８ｃ、３０ｃの長手方向から挟むように接続された第１の基部２８ａ、３０ａ、第２の基部２８ｂ、３０ｂを有し、第１の基部２８ａ、３０ａはそれぞれ連結部１８に接続し、第２の基部２８ｂはウエイト２４に接続し、第２の基部３０ｂはウエイト２６に接続している。感圧素子２８、３０の振動腕２８ｃ、３０ｃにはそれぞれ一対の励振電極（不図示）が形成され、励振電極（不図示）に接続した一対の引き出し電極（不図示）は連結部１８表面にまで延伸して形成されている。よって引き出し電極に感圧素子２８、３０を振動させる駆動回路（不図示）を接続することにより、感圧素子２８、３０は所定の周波数で駆動させることができる。本実施形態において感圧素子２８、３０は平行に配置されているため、その結晶方位は同一であり、その寸法も同じになるように設計しているため、共振周波数を同一にするとともに、その温度特性も同一にすることができる。
【００４５】
また感圧素子２８、３０は力の方向（Ｙ軸）を検出軸としているが、ウエイト２４、２６の回動によりそれぞれ圧縮応力または引張応力を受ける。感圧素子２８、３０の長手方向（Ｙ方向）から圧縮応力が印加された場合は共振周波数が小さくなり、逆に引張応力を印加された場合は共振周波数が大きくなる。これら応力による共振周波数の変化から加速度を検出することができる。またウエイト２４、２６は第１の加速度４０（Ｘ方向）、第２の加速度４２（Ｙ方向）のいずれかでも回動するため、後述の演算により感圧素子は第１の加速度（Ｘ方向）、第２の加速度（Ｙ方向）の加速度を検出することができる。なお、上述のようにウエイトの回動の角度は極わずかであるので、多軸加速度センサーが受ける加速度に対して感圧素子が受ける力は比例関係にあり、線形応答するものとする。
【００４６】
多軸加速度センサー１０に対して、第１の加速度４０（Ｘ軸）を+Ｘ方向から印加した場合、ウエイト２４、２６はそれぞれその加速度による慣性力を受け、法線方向（Ｚ軸）を軸とし第１のヒンジ部２０、第２のヒンジ部２２を中心として−Ｘ方向（図１（ａ）において反時計回り）にそれぞれ回動する。このとき感圧素子２８は引張応力を受け、感圧素子３０は圧縮応力を受けることになる。逆に第１の加速度４０を−Ｘ方向から印加した場合、一対のウエイト２４、２６はそれぞれ＋Ｘ方向（図１（ａ）において時計回り）に回動するため、感圧素子２８は圧縮応力を受け、感圧素子３０は引張応力を受けることになる。
【００４７】
また多軸加速度センサー１０に対して、第２の加速度４２（Ｙ軸）を＋Ｙ方向から印加した場合、ウエイト２４、２６はその慣性力を受け、法線方向（Ｚ軸）を軸としそれぞれ第１のヒンジ部２０、第２のヒンジ部２２を中心として回動するが、ウエイト２４は＋Ｘ方向（図１（ａ）において時計周り）に回動し、ウエイト２６は−Ｘ方向（図１（ａ）において反時計回り）に回動する。このとき感圧素子２８、３０は共に引張応力を受けることになる。逆に第２の加速度４２を−Ｙ方向から印加するとウエイト２４は＋Ｘ方向（図１（ａ）において時計周り）に回動し、ウエイト２６は−Ｘ方向（図１（ａ）において反時計回り）に回動し、感圧素子２８、３０は共に圧縮応力を受けることになる。
【００４８】
そして、ウエイト２４、２６を共に同一方向に回動させる力と、ウエイト２４、２６を互いに反対方向に回動させる力とは、互いに打ち消し合う関係にはなく、またこの同一方向の回動と反対方向の回動とを足し合わせても互いに打ち消しあうことはない。したがって法線、すなわちＺ軸に垂直なＸＹ方向の任意の加速度は、ウエイト２４、２６を共に同一方向に回動させる第１の加速度４０と、ウエイト２４、２６を互いに反対方向に回動させる第２の加速度４２のベクトル和として表すことができる。
【００４９】
第２のウエイト３４は、連結部１８の＋Ｙ方向側に薄肉部３２を介して片持ち支持状態で接続されている。また第２のウエイト３４は、＋Ｙ方向側に開口した切り込み部３４ｃを有している。この切り込み部３４ｃの最も薄肉部に近い部分は第２のウエイト３４の自由端３４ｂとして機能する。
【００５０】
薄肉部３２は、第２のウエイト３４及び第２の感圧素子３６の厚みの中心線３６ｄからＺ方向に変位した位置で前記第２のウエイト３４と接続した形態を有しており、実際には＋Ｚ方向側または−Ｚ方向側（図１においては−Ｚ方向側）からウエハ（不図示）をハーフエッチングまたはサンドブラストにより切り込む態様で形成される。この切り込む工程は、多軸加速度センサー１０の外形をエッチングまたはサンドブラストにより抜き出す前に、ウエハ（不図示）上の薄肉部４３に対応する位置にて行う。よって第２のウエイト３４は、固定端３４ａとなる薄肉部３２との接続位置であって、第２の感圧素子３６の厚みの中心線３６ｄからＺ方向の一方に偏った位置を中心としてＺ方向に回動することができる。
【００５１】
第２の感圧素子３６は、感圧素子２８、３０と同様に双音叉型またはシングルビーム型の振動腕３６ｃと、振動腕３６ｃの両端に接続された第１の基部３６ａと第２の基部３６ｂとを有する圧電振動子である。第２の感圧素子３６は、感圧素子２８、３０と同一方向に検出軸を有し、第１の基部３６ａを第２のウエイト３４の切り込み部３４ｃの薄肉部３２に最も近い部分に接続され、第２の基部３６ｂを実装基板（不図示）に固定される固定部３８に接続される。
【００５２】
第２の感圧素子３６の厚みの中心線３６ｄはウエハ（不図示）、すなわち連結部１８の厚みの中心位置とＺ方向で一致する。一方、前述のように第２のウエイト３４の回動の軸となる薄肉部３２の厚みの中心位置は、中心線３６ｄよりＺ方向に変位している。すなわち図１に示すように薄肉部３２の厚みの中心位置が、中心線３６ｄより＋Ｚ方向に変位している。したがってＺ方向の第３の加速度４４であって＋Ｚ方向の加速度を印加した場合は、第２のウエイト３４はその慣性力を受けて−Ｚ方向（図１（ｂ）において時計回り）に回動し、これにより第２のウエイト３４は第１の基部３６ａに−Ｙ方向の力を印加し、逆に−Ｚ方向に加速度を印加した場合は、第２のウエイト３４は＋Ｚ方向（図１（ｂ）において反時計回り）に回動し、これにより第２のウエイト３４は第１の基部３６ａに＋Ｙ方向の力を印加することになる。そして第２の基部３６ｂは実装基板（不図示）に固定される固定部３８に接続している。よって、＋Ｚ方向の第３の加速度４４を第２のウエイト３４に印加した場合は、第２の感圧素子３６に引張応力が印加され、逆に−Ｚ方向の第３の加速度４４を第２のウエイト３４に印加した場合は、第２の感圧素子３６に圧縮応力が印加されることになる。よって第２の感圧素子３６は、ウエハ（不図示）の法線方向（Ｚ方向）の第３の加速度４４によって回動する第２のウエイト３４からの力を印加され、第３の加速度方向の力及び第３の加速度４４を検出可能であり、さらに印加される力の正負を圧縮応力、引張応力により識別して第３の加速度４４の正負を判別することができる。
【００５３】
なお、第２のウエイト３４の表面にも金属膜（不図示）を形成して第２のウエイト３４の第３の加速度４４に対する感度を調整することが可能であり、金属膜（不図示）の一部をレーザー等で剥ぎ取ることにより感度の微調整を行うことができる。
【００５４】
本実施形態の多軸加速度センサー１０に印加される加速度は通常、ウエハの法線に垂直な第１の加速度（Ｘ方向）、第２の加速度（Ｙ方向）のみならず、第３の加速度（Ｚ方向）の加速度の成分を有する。このときウエイト２４、２６には第３の加速度方向の力を受けて第３の加速度４４の方向に回動し、これにより感圧素子２８、３０に圧縮応力が印加され、これが他軸感度として検出されることになる。しかし、第２の感圧素子３６により第３の加速度方向の力及び第３の加速度４４を独立に検出できるので、感圧素子２８、３０に印加された力から第３の加速度方向の力の成分を後述の演算により除去することができる。
上記構成による多軸加速度センサー１０に任意の加速度が印加された場合の第１の加速度方向の力、第２の加速度方向の力、第３の加速度方向の力の演算は以下のように行う。
【００５５】
感圧素子２８が印加された加速度により受けた力をＦ１、感圧素子３０が印加された加速度により受けた力をＦ２、第２の感圧素子３６が印加された加速度により受けた力をＦ３とし、第１の加速度方向の力をΔＦｇｘ、第２の加速度方向の力をΔＦｇｙ、第３の加速度方向の力をΔＦｇｚとすると、以下の式が成立する。
【数１】
2011069728.tif 000003
【００５６】
ここで、力の対称性より、
【数２】
2011069728.tif 000004
【００５７】
よって、［数１］、［数２］を用いて、
【数３】
2011069728.tif 000005
が得られる。よって感圧素子２８、３０に印加される力の差（Ｆ１−Ｆ２）を求めることによって第１の加速度方向の力ΔＦｇｘを算出でき、さらにこの力に比例する第１の加速度４０を検出することができる。一方、感圧素子２８、３０に印加される力の和（Ｆ１＋Ｆ２）を求めるとΔＦgzの成分が残るが、上述のようにΔＦgzすなわち、第３の加速度成分の力ΔＦｇｚ３、及びこの力に比例する第３の加速度４４は、第２の感圧素子３６により独立に求めることができるので、この分を差し引くことにより第２の加速度の方向の力ΔＦｇｙを算出することができ、さらにこれに比例する第２の加速度４２を検出することができる。上述の演算は感圧素子２８、３０、及び第２の感圧素子３６に接続された演算回路（不図示）により行うことができる。
【００５８】
図３に第２実施形態に係る多軸加速度センサー８０を示す。第２実施形態に係る多軸加速度センサー８０の加速度の検出原理は第１実施形態と同様であるが、支持部５２と一体に形成された枠形状を有し、支持部５２にヒンジ部７６によりぞれぞれヒンジ結合された一対のウエイト５６、５８及び一対の感圧素子６０、６２を枠内に収容する支持枠５４を有する構成となっている。図３（ａ）においては、支持枠５４に延伸部６４を設け、延伸部６４に薄肉部６６を介して第２のウエイト６８を接続し、第２のウエイト６８の自由端６８ａに第２の感圧素子７０の第１の基部７０ａを接続し、第２の感圧素子７０の第２の基部７０ｂに固定部７２を接続した配置としているが、図３（ｂ）に示すように、延伸部６４、薄肉部６６、第２のウエイト６８、第２の感圧素子７０、固定部７２も収容するように支持枠７４を設計してもよい。
【００５９】
第１実施形態、第２実施形態以外にも同一の原理でＸＹＺ方向のそれぞれの加速度を検出できる変形例がある。図４に第３実施形態に係る多軸加速度センサー８０を示す。第３実施形態は第１実施形態と類似するので同一の構成要素につて同一の番号を付するものとする。第１実施形態において、感圧素子２８、３０は、第１のヒンジ部２０と第２のヒンジ部２２に挟まれた領域に配置されているが、第３実施形態に係る多軸加速度センサー８０においては、破線で示すように、いずれかが第１のヒンジ部２０と第２のヒンジ部２２に挟まれた領域の外側に配置されてもよく、また感圧素子２８、３０を共に外側に配置されてもよい。このように感圧素子２８、３０の接続位置を変えた場合、同じ加速度による力であっても、圧縮応力と引張応力とが入れ替わることになるが、加速度の検出の正負は感圧素子２８、３０の配置が既知であれば演算において補正できるので、いずれの組み合わせ（４通り）でも第１の加速度４０、第２の加速度４２を検出することができる。さらに、図１に示すように、一対のウエイト２４、２６はそれぞれ接続された第１のヒンジ部、第２のヒンジ部の接続位置からその重心２４ｃ、２６ｃを第１の加速度４０の方向で互いに近づけた方向に配置しているが、図４に示すように、その重心２４ｃ、２６ｃを反対に互いに離れる方向に配置してもよい。もちろん本実施形態のような感圧素子の取り付け位置の入れ替え、およびウエイトの配置は第１実施形態及び第２実施形態にも適用できる。
【００６０】
図５に第４実施形態に係る多軸加速度センサーを示す。図５に示す多軸加速度センサー９０のように、支持部９２を構成する柱部９２ａを一直線状に形成し、ウエイト９６をその長手方向の両端にヒンジ部９４を介して接続し、一対の感圧素子９８、１００を、一直線上に並べた状態で、長手方向の両端で支持部９２及びウエイト９６をそれぞれ連結する構成とし、支持部９２に薄肉部３２を介して第２のウエイト３４、第２の感圧素子３６、固定部３８を上述同様に接続してもよく、さらに図５の破線に示すように、感圧素子９８、１００について、その取り付け位置をヒンジ部９４を挟んだ反対側にしてもよい。
【００６１】
以上述べたように、本実施形態に係る多軸加速度センサー１０、５０、８０、９０、及び多軸加速度検出方法によれば、第１には、一対のウエイト（２４、２６）、（５６、５８）、９６は第１の加速度４０が印加されると共に同一方向に回動して一対の感圧素子（２８、３０）、（６０、６２）、（９８、１００）に力を印加し、第１の加速度４０に垂直な第２の加速度４２が印加されると互いに反対方向に回動して一対の感圧素子に力を印加することになり、このとき一対の感圧素子は引張応力または圧縮応力をそれぞれ受けることになる。よって、一対のウエイトに印加される任意の加速度は第１の加速度４０及び第２の加速度４２のベクトル和となるため、ウエハ（不図示）の法線に垂直な方向（ＸＹ方向）から印加された任意の加速度により一対の感圧素子が受けた力は、第１の加速度方向の力と第２の加速度方向の力の和で表現できる。また第１の加速度４０及び第２の加速度４２の方向を反転させると一対の感圧素子が受ける力の方向も反転するため第１の加速度方向の力及び第２の加速度方向の力の正負を判別することができる。
【００６２】
したがって一対の感圧素子が受けた力と、第１の加速度方向の力、第２の加速度方向の力からなる連立方程式を解くことによって第１の加速度方向の力と、第２の加速度方向の力と、をそれぞれ算出することができ、これにより第１の加速度方向の力に比例する第１の加速度の大きさと方向、第２の加速度方向の力に比例する第２の加速度の大きさと方向をそれぞれ算出することが可能なワンウエハ構造の多軸加速度センサー１０、５０、８０、９０となる。
【００６３】
第２には、第２のウエイト３４、６８は第１の加速度４０及び第２の加速度４２に垂直な第３の加速度４４により回動する。そして薄肉部３２、６６は第３の加速度４４の方向から切り込まれた形状を有することになるが、切り込まれた側から加速度を受けた場合は、第２の感圧素子３６、７０に圧縮応力を与え、その反対側から加速度を受けた場合は第２の感圧素子３６、７０に引張応力を与えることになるので、第２の感圧素子３６、７０は力を受けて第３の加速度方向の力とその方向（正負の方向）を検出することができ、これにより第３の加速度方向の力に比例する第３の加速度４４の大きさとその方向を検出することができる。
【００６４】
また、この多軸加速度センサー１０、５０、８０、９０に対して第１、第２の加速度のみならず第３の加速度４４を含む加速度を印加した場合、一対のウエイトはそれぞれ第３の加速度４４の方向にも回動するため、一対の感圧素子（２８、３０）、（６０、６２）、（９８、１００）は曲げ応力を受けて第３の加速度方向の力も検出することになる。しかし上述のように第３の加速度方向の力を第２の感圧素子３６、７０により独立して検出することができるので、これにより一対の感圧素子が受ける力から第３の加速度方向の力を演算によりキャンセルすることができ、３軸の加速度を検出可能な多軸加速度センサー１０、５０、８０、９０となる。
【００６５】
第３には、第１実施形態で述べたように、支持部１２は、平行に配置した一対の柱部１４、１６と、一対の柱部１４、１６を連結する連結部１８によりコの字型に形成され、一対のウエイト２４、２６は、一対の柱部１４、１６の先端でそれぞれ支持され、一対の感圧素子２８、３０は、連結部１８にそれぞれ接続され、薄肉部３２は、連結部１８の柱部１４、１６が露出した側に接続した。これにより、外形全体を矩形形状にすることが可能であるとともに、隙間を減らすことができるので、小型化が可能で３軸の加速度を検出可能な多軸加速度センサー１０となる。
【００６６】
第４には、第２実施形態で述べたように、支持部５２と一体に形成された枠形状を有し、一対のウエイト５６、５８及び一対の感圧素子６０、６２を枠内に収容する支持枠５４を有する構成とした。これにより、一対のウエイト５６、５８及び一対の感圧素子６０、６２が外部素子と干渉することを防止することができる。
【００６７】
第５には、一対のウエイト（２４、２６）、（５６、５８）、９６は同一方向の軸を中心にして回動し、かつその回動の角度は微小であるため、同一平面上に形成することが可能であり、また一対のウエイトの周縁に感圧素子（２８、３０）、（６０、６２）、（９８、１００）及び支持部１２、５２、９２が接続するため、これら構成要素は全て同一平面上に形成可能である。よってウエハ（不図示）から一体で形成することが可能な多軸加速度センサー１０、５０、８０、９０となる。さらに一対の感圧素子は、互いに平行であるため、エッチングによる加工であっても形状を一致させて共振周波数を一致させることが可能であるとともに、結晶方位も一致するため温度特性を一致させることができる。従って２つ、または３つの検出軸において温度変化による感度比の変動を回避したワンウエハ型の多軸加速度センサー１０、５０、８０、９０となる。
【符号の説明】
【００６８】
１０………多軸加速度センサー、１２………支持部、１４………柱部、１６………柱部、１８………連結部、２０………第１のヒンジ部、２２………第２のヒンジ部、２４………ウエイト、２４ａ………第１の釣り合い点、２４ｂ………第２の釣り合い点、２４ｃ………重心、２６………ウエイト、２６ａ………第１の釣り合い点、２６ｂ………第２の釣り合い点、２６ｃ………重心、２８………感圧素子、２８ａ………第１の基部、２８ｂ………第２の基部、２８ｃ………振動腕、３０………感圧素子、３０ａ………第１の基部、３０ｂ………第２の基部、３０ｃ………振動腕、３２………薄肉部、３４………第２のウエイト、３４ａ………固定端、３４ｂ………自由端、３４ｃ………切り込み部、３６………第２の感圧素子、３６ａ………第１の基部、３６ｂ………第２の基部、３６ｃ………振動腕、３６ｄ………中心線、３８………固定部、４０………第１の加速度、４２………第２の加速度、４４………第３の加速度、５０………多軸加速度センサー、５２………支持部、５４………支持枠、５６………ウエイト、５８………ウエイト、６０………感圧素子、６２………感圧素子、６４………延伸部、６６………薄肉部、６８………第２のウエイト、６８ａ………自由端、７０………第２の感圧素子、７０ａ………第１の基部、７０ｂ………第２の基部、７２………固定部、７４………支持枠、７６………ヒンジ部、８０………多軸加速度センサー、９０………多軸加速度センサー、９２………支持部、９２ａ………柱部、９４………ヒンジ部、９６………ウエイト、９８………感圧素子、１００………感圧素子、１２０………加速度計、１２２………基台、１２４………ヒンジ、１２６………ウエイト、１２６ａ………自由端、１２８………感圧素子、１３０………ストッパ、１３２………矢印、２００………加速度センサー、２０２………固定部材、２０４………可動部材、２０６………梁、２０８………第１の緩和部材、２１０………第２の緩和部材、２１２………応力感応素子、２１４………応力感応部、２１６………固定端、３００………振子型加速度計、３０２………ベース、３０４………ヒンジ継手、３０６………回動質量、３０８………センサー手段、３０８ａ………振動梁、４００………加速度センサー、４０２………ウエハ、４０４………支持枠、４０６………第１の薄肉部、４０８………ウエイト、４０８ａ………固定端、４１０………第２の薄肉部、４１２………感圧素子、５００………加速度センサー、５０２………ベース、５０４………ウエイト、５０６………双音叉振動子。
【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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