(57)【要約】【課題】Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の三軸方向の加速度をそれぞれ高精度に検出できる加速度センサを提供する。【解決手段】加速度センサ１は、基台２のＸＹ基板面上に浮いた状態で配置される枠状の梁部４と、梁部４を支持部５ａ，５ｂを介して基台２に両持ち梁状に支持する梁部支持固定部と、基台２のＸＹ基板面上に浮いた状態で配置される錘部７と、錘部７を梁部４に片持ち梁状に支持する連結部８とを有して構成する。錘部７は、枠状の梁部４の撓み変形によってＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の三軸方向に変位可能な構成と成す。梁部４には、Ｘ軸方向の加速度を検出するためのＸ軸方向加速度検出部と、Ｙ軸方向の加速度を検出するためのＹ軸方向加速度検出部と、Ｚ軸方向の加速度を検出するＺ軸方向加速度検出部とを設ける。また、梁部４には、加速度検出の感度向上用のスリットを設ける。【選択図】図１
2008107300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
基台の面上に浮いた状態で配置される枠状の梁部と、
梁部から互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸のうちのＸ軸方向に沿って梁部の両側にそれぞれ外向きに伸長形成されている支持部を介して梁部を前記基台に両持ち梁状に支持する梁部支持固定部と、
前記基台の面上に浮いた状態で梁部のＹ軸方向の両側からそれぞれＹ軸方向に沿って外向きに伸長形成されている連結部と、
各連結部の伸長先端部にそれぞれ連接された錘部と、
を有し、
前記錘部は、枠状の梁部の変形によりＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の三軸方向に変位可能な構成と成し、
前記梁部には、
錘部のＸ軸方向変位に起因した梁部の撓み変形に基づいてＸ軸方向の加速度を検出するためのＸ軸方向加速度検出部と、
錘部のＹ軸方向変位に起因した梁部の撓み変形に基づいてＹ軸方向の加速度を検出するためのＹ軸方向加速度検出部と、
錘部のＺ軸方向変位に起因した梁部の撓み変形に基づいてＺ軸方向の加速度を検出するためのＺ軸方向加速度検出部と、
が設けられ、
さらに、枠状をした梁部には、当該梁部の中心のＸ軸およびＹ軸のそれぞれに対して互いに対称となる位置に、感度向上用のスリットが形成されていることを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
感度向上用のスリットは、各連結部がそれぞれ連接されている梁部の連結部連接部位の両側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。
【請求項３】
梁部のＸ軸方向の両側からそれぞれＸ軸方向に伸長形成されている各支持部の中心軸は同一直線上に配置され、また、梁部のＹ軸方向の両側からそれぞれＹ軸方向に伸長形成されている各連結部の中心軸は同一直線上に配置されており、梁部は、支持部の中心軸を通るＸ方向中心線に対して対称な形状であり、かつ、連結部の中心軸を通るＹ方向中心線に対しても対称な形状である構成と成し、
感度向上用のスリットは、その梁部に複数個設けられ、それら各感度向上用のスリットの形成位置および形状は、梁部におけるＸ方向中心軸に対して対称であり、かつ、Ｙ方向中心軸に対しても対称であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の加速度センサ。
【請求項４】
梁部には、Ｘ軸方向加速度検出部とＹ軸方向加速度検出部とＺ軸方向加速度検出部との各検出部のための複数の導通路が設けられると共に、各連結部がそれぞれ連接されている梁部の連結部連接部位の両側の梁部領域における導通路の配線形態が梁部のＹ方向中心軸に対して対称となるためのダミーの導通路が設けられていることを特徴とする請求項３記載の加速度センサ。
【請求項５】
梁部には複数の導通路が設けられており、当該梁部には、導通路が互いに間隔を介し並んで配線されている部分があり、感度向上用のスリットはそれら並んで配線されている導通路間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の加速度センサ。
【請求項６】
枠状の梁部の枠内空間には、梁部の両側の支持部を繋ぐ方向に伸長形成された補強部が配置され、当該補強部の両端側がそれぞれ枠状の梁部に連接されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の加速度センサ。
【請求項７】
梁部に設けられているＺ軸方向加速度検出部とＹ軸方向加速度検出部とＸ軸方向加速度検出部は、それぞれ、梁部の変形による梁部の応力変化によって電気抵抗値が変化するピエゾ抵抗部を有して構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一つに記載の加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の三軸方向の加速度を検出することができる加速度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１５には加速度センサの一例が模式的な斜視図により示されている（例えば、特許文献１参照）。この加速度センサ４０は、枠部４１と、この枠部４１の中央部に配置されている円柱状の重錘体４２と、この重錘体４２のＸ軸方向の両側からそれぞれＸ軸方向に沿って枠部４１に向けて伸長形成されているＸ軸方向梁部４３ａ，４３ｂと、重錘体４２のＹ軸方向の両側からそれぞれＹ軸方向に沿って枠部４１に向けて伸長形成されているＹ軸方向梁部４４ａ，４４ｂと、重錘体４２に連接されている４つの補助重錘体４５ａ〜４５ｄと、Ｘ軸方向梁部４３ａ，４３ｂに形成されている抵抗素子ＲX1〜ＲX4，ＲZ1〜ＲZ4と、Ｙ軸方向梁部４４ａ，４４ｂに形成されている抵抗素子ＲY1〜ＲY4とを有して構成されている。
【０００３】
図１５に示される加速度センサ４０の構成では、Ｘ軸方向梁部４３ａ，４３ｂの中心軸は、円柱状の重錘体４２の中心軸を通ってＸ軸方向に沿って伸びる同一直線上に配置され、また、Ｙ軸方向梁部４４ａ，４４ｂの中心軸は重錘体４２の中心軸を通ってＹ軸方向に沿って伸びる同一直線上に配置されている。これらＸ軸方向梁部４３ａ，４３ｂおよびＹ軸方向梁部４４ａ，４４ｂは、それぞれ、撓み変形が可能な構成と成している。
【０００４】
抵抗素子ＲX1，ＲX2はＸ軸方向梁部４３ａにＸ軸方向に沿って配列配置され、抵抗素子ＲX3，ＲX4はＸ軸方向梁部４３ｂにＸ軸方向に沿って配列配置されている。抵抗素子ＲY1，ＲY2はＹ軸方向梁部４４ａにＹ軸方向に沿って配列配置され、抵抗素子ＲY3，ＲY4はＹ軸方向梁部４４ｂにＹ軸方向に沿って配列配置されている。抵抗素子ＲZ1，ＲZ2はＸ軸方向梁部４３ａにＸ軸方向に沿って配列配置され、抵抗素子ＲZ3，ＲZ4はＸ軸方向梁部４３ｂにＸ軸方向に沿って配列配置されている。これら抵抗素子ＲX1〜ＲX4，ＲY1〜ＲY4，ＲZ1〜ＲZ4は、それぞれ、梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの撓み変形による梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの応力変化によって電気抵抗値が変化するものである。
【０００５】
４つの抵抗素子ＲX1〜ＲX4が、図１６（ａ）に示されるようなブリッジ回路を、また、４つの抵抗素子ＲY1〜ＲY4が、図１６（ｂ）に示されるようなブリッジ回路を、さらに、４つの抵抗素子ＲZ1〜ＲZ4が、図１６（ｃ）に示されるようなブリッジ回路を、それぞれ、構成するための配線が梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂや枠部４１に設けられている。なお、図１６（ａ）〜（ｃ）に示されている符号Ｖccは、外部の電圧電源に接続される電圧電源入力部を示し、符号ＰX1，ＰX2，ＰY1，ＰY2，ＰZ1，ＰZ2は、それぞれ、電圧検出部を示している。
【０００６】
重錘体４２および補助重錘体４５ａ〜４５ｄは、それぞれ、浮いた状態となっており、梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの撓み変形によって、変位が可能になっている。例えば、Ｘ軸方向の加速度に起因したＸ軸方向の力が重錘体４２および補助重錘体４５ａ〜４５ｄに作用すると、その力によって重錘体４２および補助重錘体４５ａ〜４５ｄはＸ軸方向に振れ変位する。また同様に、Ｙ軸方向の加速度に起因したＹ軸方向の力が重錘体４２および補助重錘体４５ａ〜４５ｄに作用すると、その力によって重錘体４２および補助重錘体４５ａ〜４５ｄはＹ軸方向に振れ変位する。さらに同様に、Ｚ軸方向の加速度に起因したＺ軸方向の力が重錘体４２および補助重錘体４５ａ〜４５ｄに作用すると、その力によって重錘体４２および補助重錘体４５ａ〜４５ｄはＺ軸方向に振れ変位する。このような重錘体４２および補助重錘体４５ａ〜４５ｄの変位によって梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂが撓み変形する。
【０００７】
加速度センサ４０では、上記のような梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの撓み変形による梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの応力発生によって抵抗素子ＲX1〜ＲX4，ＲY1〜ＲY4，ＲZ1〜ＲZ4の抵抗値が変化する。この抵抗素子の抵抗値の変化によって、図１６（ａ）〜（ｃ）の各ブリッジ回路の４つの抵抗素子の抵抗値のバランスが崩れて、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸との各軸方向の加速度の大きさを検出することができる。
【０００８】
例えば、Ｘ軸方向の加速度が発生しているときには、図１６（ａ）のブリッジ回路の電圧検出部ＰX1，ＰX2からそれぞれ出力される電圧に差が生じる。この電圧差を利用してＸ軸方向の加速度の大きさを検出することができる。また、Ｙ軸方向の加速度が発生しているときには、図１６（ｂ）のブリッジ回路の電圧検出部ＰY1，ＰY2からそれぞれ出力される電圧に差が生じる。この電圧差を利用してＹ軸方向の加速度の大きさを検出することができる。さらに、Ｚ軸方向の加速度が発生しているときには、図１６（ｃ）のブリッジ回路の電圧検出部ＰZ1，ＰZ2からそれぞれ出力される電圧に差が生じる。この電圧差を利用してＺ軸方向の加速度の大きさを検出することができる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２９６２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図１５に示される加速度センサ４０の構成では、直線状の梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂが、重錘体４２の四方にそれぞれ配置されて、重錘体４２を枠部４１に連結している。このため、熱応力によって枠部４１に歪みが生じたときに、その枠部４１の歪みに伴って梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂに歪みが生じ当該梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂには圧縮応力や引っ張り応力が発生する。
【００１１】
つまり、加速度を検出するための抵抗素子ＲX1〜ＲX4，ＲY1〜ＲY4，ＲZ1〜ＲZ4は、それぞれ、梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂに設けられているために、加速度が生じていないのにも拘わらず、枠部４１の熱応力による歪みに起因した梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの応力発生によって、抵抗素子ＲX1〜ＲX4，ＲY1〜ＲY4，ＲZ1〜ＲZ4の電気抵抗値が変化する。これにより、加速度が生じていないのにも拘わらず、図１６（ａ）〜（ｃ）のブリッジ回路から、加速度発生時の電圧が出力されてしまうことがある。
【００１２】
また、加速度センサ４０は、重錘体４２の四方にそれぞれ伸長形成されている梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂに、加速度検出用の抵抗素子ＲX1〜ＲX4，ＲY1〜ＲY4，ＲZ1〜ＲZ4を設ける構成であり、それら抵抗素子の配置位置は分散している。例えば、梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂがシリコンにより構成されている場合には、各梁部４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂにおける抵抗素子配置位置に、リン（Ｐ）やボロン（Ｂ）をドープしてピエゾ抵抗である抵抗素子ＲX1〜ＲX4，ＲY1〜ＲY4，ＲZ1〜ＲZ4を形成する。
【００１３】
この場合に、抵抗素子配置位置が分散していると、各抵抗素子配置位置にリンやボロンを均等にドープすることが難しく、各抵抗素子配置位置のドープ濃度にばらつきが生じる。このため、図１６（ａ）〜（ｃ）に示す各ブリッジ回路の４つの抵抗素子の抵抗値のバランスを取ることが難しく、加速度検出の精度の向上を妨げるという問題が生じる。
【００１４】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、熱応力の影響等を受けにくく、１つの素子でＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の三軸方向の加速度をそれぞれ高精度に検出することができる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】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は次に示す構成をもって上記課題を解決している。すなわち、この発明は、
基台と、
基台の面上に浮いた状態で配置される枠状の梁部と、
梁部から互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸のうちのＸ軸方向に沿って梁部の両側にそれぞれ外向きに伸長形成されている支持部を介して梁部を前記基台に両持ち梁状に支持する梁部支持固定部と、
前記基台の面上に浮いた状態で梁部のＹ軸方向の両側からそれぞれＹ軸方向に沿って外向きに伸長形成されている連結部と、
各連結部の伸長先端部にそれぞれ連接された錘部と、
を有し、
前記錘部は、枠状の梁部の変形によりＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の三軸方向に変位可能な構成と成し、
前記梁部には、
錘部のＸ軸方向変位に起因した梁部の撓み変形に基づいてＸ軸方向の加速度を検出するためのＸ軸方向加速度検出部と、
錘部のＹ軸方向変位に起因した梁部の撓み変形に基づいてＹ軸方向の加速度を検出するためのＹ軸方向加速度検出部と、
錘部のＺ軸方向変位に起因した梁部の撓み変形に基づいてＺ軸方向の加速度を検出するためのＺ軸方向加速度検出部と、
が設けられ、
さらに、枠状をした梁部には、当該梁部の中心のＸ軸およびＹ軸のそれぞれに対して互いに対称となる位置に、感度向上用のスリットが形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、枠状の梁部は、Ｘ軸方向に沿って梁部の両側にそれぞれ外向きに伸長形成されている支持部を介して両持ち梁状に基台に支持されている構成とした。このため、例えば、熱応力によって基台に歪みが生じたときに、Ｙ軸方向（例えば長手方向）の歪みは支持部の撓み変形により吸収される。また、Ｘ軸方向（例えば短手方向）の歪みは歪みによる絶対変位が小さい上に、支持部および連結部に連接されている梁部領域から離れた梁部領域がＸ軸方向の歪みに応じて変形して歪みが吸収される。このために、梁部における支持部との連接部位およびその隣接領域と、梁部における連結部との連接部位およびその隣接領域とに歪みが生じることを防止できる。
【００１７】
例えば熱応力等によって基台の歪みが生じたときに当該基台の歪みに起因して歪みが発生しない上記のような梁部領域に、梁部の歪みに基づいて加速度を検出するためのＸ軸方向加速度検出部とＹ軸方向加速度検出部とＺ軸方向加速度検出部を形成することにより、基台の熱応力による歪みに起因した加速度の誤検出の事態（つまり、加速度が発生していないのにも拘わらず、基台の熱応力による歪みに起因してＸ軸方向加速度検出部やＹ軸方向加速度検出部やＺ軸方向加速度検出部により加速度が検出されてしまうという誤検出の事態）の発生を抑制することができる。
【００１８】
また、この発明では、枠状の梁部が両持ち梁状に基台に支持され、その梁部に錘部が片持ち梁状に支持された簡単な構造であり、これにより、小型化を促進させることが容易である。
【００１９】
さらに、この発明では、錘部は枠状の梁部に片持ち梁状に連結する構成である。このため、加速度による錘部の変位が大きくなり、これにより、錘部の変位に起因した梁部の撓み変形が大きくなって、加速度検出の感度を高めることができる。
【００２０】
さらに、この発明では、梁部には感度向上用のスリットが形成されている。このため、スリット形成部分における梁部の実質的な梁幅が狭くなり、これにより、加速度発生による梁部の撓み変形がより大きくなるので、加速度検出の感度をより一層高めることができる。このように、梁部にスリットを形成するだけで加速度検出の感度を高めることができるので、加速度検出の感度を高めるために加速度センサを大型化しなくて済むし、加速度検出の感度ばらつきを抑制することができる。
【００２１】
さらに、この発明では、感度向上用のスリットは、梁部の中心のＸ軸およびＹ軸のそれぞれに対して互いに対称となる位置に設けられているので、感度向上用のスリットを設けたことで梁部の撓み変形が複雑化してしまうという問題を防止することができる。
【００２２】
さらに、感度向上用のスリットが、梁部の連結部連接部位の両側にそれぞれ設けられている構成を備えることによって、梁部の耐久性を高めることができる。つまり、梁部の連結部連接部位の両側は錘部の変位に起因した梁部の歪みによる応力が集中する部分である。当該部分にスリットを形成することで当該部分の応力集中を緩和することができる。このため、応力集中に起因した梁部の連結部連接部位の両側部分における劣化を抑制することができて、梁部の耐久性を高めることができる。
【００２３】
梁部に、導通路が互いに間隔を介し並んで配線されている部分がある場合に、感度向上用のスリットがそれら並んで配線されている導通路間に設けられることによって、それら並んで配線されている導通路間には空隙が設けられることになるので、それら導通路間の絶縁性を高めることができる。
【００２４】
さらに、梁部のＸ軸方向の両側からそれぞれＸ軸方向に伸長形成されている各支持部の中心軸は同一直線上に配置され、また、梁部のＹ軸方向の両側からそれぞれＹ軸方向に伸長形成されている各連結部の中心軸は同一直線上に配置されており、梁部は、支持部の中心軸を通るＸ方向中心線に対して対称な形状であり、かつ、連結部の中心軸を通るＹ方向中心線に対しても対称な形状である構成を備えることによって、加速度発生に起因した梁部の撓み変形が単純化でき、梁部の撓み変形による応力変化を利用した加速度検出の精度の向上に寄与することができる。
【００２５】
さらに、枠状の梁部の枠内空間には、梁部の両側の支持部を繋ぐ方向に伸長形成された補強部が配置されている構成を備えることによって、補強部によって梁部の剛性を高めることができ、例えば基台や固定部の歪みに起因した梁部の撓み変形を小さく抑制することができる。
【００２６】
さらに、梁部に設けられているＺ軸方向加速度検出部とＹ軸方向加速度検出部とＸ軸方向加速度検出部は、それぞれ、梁部の変形による梁部の応力変化によって電気抵抗値が変化するピエゾ抵抗部を有して構成されている構成を備えることによって、ピエゾ抵抗部の電気抵抗値変化を検出することにより、容易に、かつ、的確に、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向のそれぞれの加速度を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１（ａ）には、本発明に係る加速度センサの一実施形態例が模式的な斜視図により示され、図１（ｂ）には、図１（ａ）の加速度センサの模式的な平面図が、図１（ａ）の符号１８で示す電極パッドを省略した状態で示されている。また、図２（ａ）には、図１（ｂ）のａ−ａ部分の模式的な断面図が示され、図２（ｂ）には、図１（ｂ）のｂ−ｂ部分の模式的な断面図が示され、図２（ｃ）には、図１（ｂ）のｃ−ｃ部分の模式的な断面図が示されている。さらに、図３（ａ）には、図１（ｂ）のＡ−Ａ部分の模式的な断面図が示され、図３（ｂ）には、図１（ｂ）のＢ−Ｂ部分の模式的な断面図が示され、図３（ｃ）には、図１（ｂ）のＣ−Ｃ部分の模式的な断面図が示されている。
【００２９】
この実施形態例の加速度センサ１は、互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸の三軸方向の加速度をそれぞれ検出することができるものである。この加速度センサ１は基台２を有している。この基台２は、Ｘ軸およびＹ軸を含むＸＹ平面に平行なＸＹ基板面３を持ち、このＸＹ基板面３の上方側には、枠状の梁部４が浮いた状態で配置されている。この枠状の梁部４はＸＹ平面形状が略方形状と成し、当該梁部４のＸ軸方向の両側からそれぞれＸ軸方向に沿って外向きに支持部５（５ａ，５ｂ）が伸長形成されている。
【００３０】
これら支持部５ａ，５ｂは、それぞれ、基台２に対して浮いた状態と成し、支持部５ａ，５ｂの各伸長先端部は梁（応力軽減梁）２６により形成された弾性部２５の長手方向中央部に連接されている。支持部５ａ，５ｂの梁部４への連接側は、梁部４側に向かうにつれて拡径するテーパ状に形成されており、支持部５ａ，５ｂは、枠状の梁部４に連接されている側の幅が梁部４からの伸長先端側（弾性部２５に連接する側）の幅よりも広く形成されている。
【００３１】
また、弾性部２５（２５ａ，２５ｂ）を形成する梁２６は、支持部５（５ａ，５ｂ）の伸長形成方向（Ｘ軸方向）に交差する方向（この例では直交するＹ軸方向）に伸長形成され当該伸長先端側は固定部６に固定されている。その固定部６は、梁部４および後述する錘部７（７ａ，７ｂ）の形成領域を間隔を介して囲む枠状の形態を有し、当該固定部６は基台２に固定されている。
【００３２】
この実施形態例では、梁部４は、支持部５（５ａ，５ｂ）と弾性部２５を介して固定部６に固定されている。換言すれば、梁部４は、支持部５ａ，５ｂと弾性部２５を介して基台２に両持ち梁状に支持固定されている。つまり、この実施形態例では、支持部５（５ａ，５ｂ）と弾性部２５と固定部６によって梁部支持固定部が構成されている。
【００３３】
また、枠状の梁部４の枠内空間には、梁部４の両側の支持部５ａ，５ｂを繋ぐ方向に伸長形成された補強部２０が配置され、当該補強部２０の両端側がそれぞれ枠状の梁部４に連接されている。補強部２０は、支持部５ａが接続されている梁部４の部位Ｍ（図１（ｂ）参照）と、支持部５ｂが接続されている梁部４の部位Ｎ（図１（ｂ）参照）とを結ぶ直線に沿って伸長形成され、当該補強部２０の両端はそれぞれ梁部４の内側縁部に接続されている。この実施形態例において、補強部２０のＹ軸方向の幅は、支持部５ａ，５ｂの梁部４への連接側の幅と等しく形成されている。
【００３４】
錘部７ａ，７ｂは、梁部４を間にしてＹ軸方向に配列配置され、かつ、基台２のＸＹ基板面３の上方側に浮いた状態で配置されている。これら各錘部７ａ，７ｂは、それぞれ、梁部４のＹ軸方向の両側からそれぞれＹ軸方向に沿って外向きに伸長形成された連結部８（８ａ，８ｂ）によって、梁部４に連接されている。連結部８（８ａ，８ｂ）は基台２に対して浮いた状態と成し、錘部７ａ，７ｂは、梁部４の撓み変形によって、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の三軸方向に変位可能な構成となっている。
【００３５】
この実施形態例では、各支持部５ａ，５ｂと補強部２０のＸ軸方向に沿った中心軸は同一直線上に配置され、また、各連結部８ａ，８ｂのＹ軸方向に沿った中心軸は同一直線上に配置されている。梁部４は、支持部５ａ，５ｂの中心軸を通るＸ方向中心軸に対して対称な形状であり、かつ、連結部８ａ，８ｂの中心軸を通るＹ方向中心軸に対して対称な形状となっている。
【００３６】
また、枠状の梁部４において、前記支持部５ａ，５ｂによる支持位置からＹ軸方向に伸長されたＹ軸方向伸長部位４ａ，４ｂ（図４（ａ）の点線Ｙ4で囲んだ領域を参照）は、伸長先端側の幅が伸長基端側の幅より狭く形成されている。さらに詳しく述べると、Ｙ軸方向伸長部位４ａ，４ｂは、それぞれ、その基端側からＹ軸方向の伸長方向中央部付近までは梁部４の幅が広いストレート形状に形成され、このＹ軸方向の伸長方向中央部付近は、伸長先端側に向かうにつれて梁幅が狭くなるテーパ状に形成され、このテーパ状の先端からＹ軸方向の伸長先端部までは梁部４の幅が狭いストレート形状に形成されている。
【００３７】
この実施形態例では、梁部４において、連結部連結部位、つまり、各連結部８ａ，８ｂからそれぞれ連結部８の幅をもって梁部４の領域へＹ軸方向に延長した連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）（図４（ｂ）の点線Ｚ15で囲んだ領域を参照）のＺ軸方向の厚みは、連結部８のＺ軸方向の厚みと同じ厚みとなっている。また、各支持部５ａ，５ｂからそれぞれ支持部５ａ，５ｂの基端側の幅をもって梁部４の領域へＸ軸方向に延長した支持部側帯状梁部部位１６（１６ａ，１６ｂ）（図４（ｂ）の点線Ｚ16で囲んだ領域を参照）のＺ軸方向の厚みは、支持部５のＺ軸方向の厚みと同じ厚みとなっている。
【００３８】
この実施形態例では、梁部４における連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）および支持部側帯状梁部部位１６（１６ａ，１６ｂ）のＺ軸方向の厚みが、例えば約４００μｍ程度であるのに対して、梁部４のそれ以外の部分のＺ軸方向の厚みは、例えば約５〜１０μｍ程度というように、梁部４のそれ以外の部分のＺ軸方向の厚みは、梁部４における連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）および支持部側帯状梁部部位１６（１６ａ，１６ｂ）のＺ軸方向の厚みよりも薄くなっている。
【００３９】
なお、梁部４において、連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）の厚みを厚くせず、連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）は、支持部側帯状梁部部位１６（１６ａ，１６ｂ）以外の部分のＺ軸方向の厚みと同じ厚みとしてもよい。また、連結部８ａ，８ｂの厚みを、その支持部側帯状梁部部位１６（１６ａ，１６ｂ）以外の部分のＺ軸方向の厚みと同じ薄さとしてもよい。このように、連結部８ａ，８ｂの厚みと連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）の厚みを、例えば約５〜１０μｍ程度というように、薄く形成した場合には、図１（ｂ）のＣ−Ｃ部分の断面図は、図３（ｄ）に示すようになる。
【００４０】
この実施形態例では、補強部２０のＺ軸方向の厚み、および、梁２６のＺ軸方向の厚みも、支持部５ａ，５ｂや、梁部４における支持部側帯状梁部部位１６と同様の厚みとなっている。
【００４１】
さらに、この実施形態例では、錘部７のＺ軸方向の厚みは、例えば約４００μｍ程度というように、支持部５や連結部８のＺ軸方向の厚みとほぼ同様な厚みとなっている。また、錘部７（７ａ，７ｂ）の重心は、例えば図３（ｂ）に示される点Ｗ7の位置であり、錘部７（７ａ，７ｂ）を支える梁部４の支点は、例えば図３（ｂ）に示される点Ｗ4の位置となっており、錘部７の重心位置と、錘部７（７ａ，７ｂ）を支える梁部４の支点位置とは、高さ位置（Ｚ軸方向の位置）がずれている。
【００４２】
この実施形態例では、梁部４には、図４（ａ）、（ｂ）の拡大図に示されるように、感度向上用のスリット１７が、連結部連接部位である各連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）のそれぞれの両側に、それぞれ、設けられている。つまり、この実施形態例では、各感度向上用のスリット１７の形成位置および形状は、梁部４における支持部５ａ，５ｂの中心軸を通るＸ方向中心軸に対して対称な形状であり、かつ、連結部８ａ，８ｂの中心軸を通るＹ方向中心軸に対しても対称となっている。なお、図１と図５と図７〜図１３には梁部４がそれぞれ示されているが、これらの図では感度向上用のスリット１７の図示が省略されている。
【００４３】
この実施形態例では、上述した梁部４と支持部５（５ａ，５ｂ）と固定部６と錘部７（７ａ，７ｂ）と連結部８（８ａ，８ｂ）は、ＳＯＩ（Silicon-On-Insulator）基板（つまり、Ｓｉ層１０とＳｉＯ2層１１とＳｉ層１２が順に積層形成されている多層基板）１３をマイクロマシニング技術を利用して加工して形作られたものである。
【００４４】
この実施形態例では、Ｓｉにより構成される梁部４の次に示すような部位を加工して、加速度を検出するためのピエゾ抵抗部が設けられている。すなわち、図５の模式的な拡大図に示されるように、梁部４において、連結部側帯状梁部部位１５ａの帯幅両側にピエゾ抵抗部ＲX1，ＲX2がそれぞれ配設されている。また、連結部側帯状梁部部位１５ｂの帯幅両側にピエゾ抵抗部ＲX3，ＲX4がそれぞれ配設されている。これら４つのピエゾ抵抗部ＲX1，ＲX2，ＲX3，ＲX4は、Ｘ軸方向の加速度を検出するためのＸ軸方向加速度検出部を構成している。
【００４５】
また、梁部４において、Ｙ軸方向伸長部位４ａの伸長先端側寄りにピエゾ抵抗部ＲY2，ＲY3がそれぞれ配設され、Ｙ軸方向伸長部位４ｂの伸長先端側寄りにピエゾ抵抗部ＲY1，ＲY4がそれぞれ配設されている。これら４つのピエゾ抵抗部ＲY1，ＲY2，ＲY3，ＲY4は、Ｙ軸方向の加速度を検出するためのＹ軸方向加速度検出部を構成している。
【００４６】
さらに、梁部４におけるＹ軸方向伸長部位４ａの伸長基端側寄りである、支持部側帯状梁部部位１６ａの両端側にはピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ3が形成され、Ｙ軸方向伸長部位４ｂの伸長基端側寄りである、支持部側帯状梁部部位１６ｂの両端側にはピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ4が形成されている。これら４つのピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ2，ＲZ3，ＲZ4は、Ｚ軸方向の加速度を検出するためのＺ軸方向加速度検出部を構成している。ピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ3はＸ軸方向に沿って伸長形成された形状と成し、ピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ4は、ピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ3の伸長形成方向と直交するＹ軸方向に沿って伸長形成された形状と成している。
【００４７】
梁部４と支持部５（５ａ，５ｂ）と補強部２０と弾性部２５と固定部６には、それぞれ、図６（ａ）に示されるような、ピエゾ抵抗部ＲX1，ＲX2，ＲX3，ＲX4によるブリッジ回路を構成するための配線パターンと、図６（ｂ）に示されるような、ピエゾ抵抗部ＲY1，ＲY2，ＲY3，ＲY4によるブリッジ回路を構成するための配線パターンと、図６（ｃ）に示されるような、ピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ2，ＲZ3，ＲZ4によるブリッジ回路を構成するための配線パターンとが形成されている。
【００４８】
そして、この実施形態例では、加速度が発生していないときに、図６（ａ）〜（ｃ）の各ブリッジ回路を構成している４つのピエゾ抵抗部の抵抗値が均衡状態となるようにピエゾ抵抗部が形成されている。
【００４９】
例えば、図７（ａ）には、その配線パターンの一配線例が模式的に表されている。この例では、図７（ｂ）の模式的な断面図に示されるような、例えばＳＯＩ基板１３のＳｉ層１２にボロンやリン等をドープして形成された配線パターンＬsと、ＳＯＩ基板１３の表面に蒸着やスパッタ等の成膜形成技術を利用して形成されたアルミニウム等の金属製の配線パターンＬmとによって、ピエゾ抵抗部から成るブリッジ回路を構成している。なお、図７（ａ）では、配線パターンＬsは実線により表され、配線パターンＬmは破線により表されている。
【００５０】
図７（ａ）の例では、配線パターンＬsと、配線パターンＬmとのそれぞれの特徴を利用した次に示すような特有な配線パターンＬs，Ｌmの配線が成されている。つまり、図７（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板１３のＳｉ層１２の表面には、配線パターンＬsの形成後に、必然的に酸化膜２１が形成されることから、この酸化膜２１によって、配線パターンＬsと、配線パターンＬmとの絶縁を確保しながら、配線パターンＬsと、配線パターンＬmとのクロス配線が成されている。
【００５１】
また、配線パターンＬsが形成されている部分の酸化膜２１の一部が除去されて孔部２２が形成され、この孔部２２内に配線パターンＬmの構成材料の導体材料が入り込んで配線パターンＬsに接合することで、配線パターンＬsと配線パターンＬmが電気的に接続されている。
【００５２】
なお、この実施形態例においては、前記の如く、支持部５ａ，５ｂと、梁部４における連結部側帯状梁部部位１５ａ，１５ｂおよび支持部側帯状梁部部位１６ａ，１６ｂと、補強部２０と、弾性部２５とが、例えば約４００μｍ程度の厚みである。これに対して、連結部側帯状梁部部位１５ａ，１５ｂおよび支持部側帯状梁部部位１６ａ，１６ｂ以外の梁部４の部位は、例えば５〜１０μｍ程度の厚みとなっている。このような梁部４の薄い部分の表面に、金属製の配線パターンＬmを形成すると、その配線パターンＬmの内部応力によって、梁部４の薄い部分が反ってしまう虞がある。これに対して、配線パターンＬsは梁部４を構成しているＳｉ層にボロンやリン等の不純物をドープして形成されるものであり、配線パターンＬsの形成に因る梁部４の薄い部分の反り等の変形は殆ど発生しない。このことから、梁部４の薄い部分に金属製の配線パターンＬmを形成することは避け、当該梁部４の薄い部分には、配線パターンＬsが形成されている。
【００５３】
つまり、図７（ａ）の例では、配線パターンＬsと配線パターンＬmのクロス配線が可能であることと、配線パターンＬsと配線パターンＬmの電気的な接続が容易であることとを利用し、梁部４の厚みが部分的に異なることも考慮した上で、配線パターンの配線構成の簡略化を図ることを思慮しながら、配線パターンＬsおよび配線パターンＬmの配線構成が設計されている。
【００５４】
この配線例において、連結部側帯状梁部部位１５ａの帯幅両側に配設されているピエゾ抵抗部ＲX1，ＲX2の一端側同士が、配線パターンＬsによって電気的に接続されて電圧検出部ＰX1が形成されている。固定部６の表面には、図１（ａ）に示されるように、複数の外部接続用の電極パッド１８が形成されている。電圧検出部ＰX1は、配線パターンＬs，Ｌmによって、当該電圧検出部ＰX1に個別に対応する外部接続用の電極パッド１８（ＶX1）に電気的に接続されている。同様に、連結部側帯状梁部部位１５ｂの帯幅両側に配設されているピエゾ抵抗部ＲX3，ＲX4の一端側同士が、配線パターンＬsによって電気的に接続されて電圧検出部ＰX2が形成され、この電圧検出部ＰX2は、配線パターンＬs，Ｌmによって、当該電圧検出部ＰX2に個別に対応する外部接続用の電極パッド１８（ＶX2）に電気的に接続されている。
【００５５】
また、ピエゾ抵抗部ＲX2，ＲX4の他端側は、それぞれ、配線パターンＬs，Ｌmによって、外部の電圧電源Ｖsに接続するための外部接続用の電極パッド１８（ＶVS）に電気的に接続されている。さらに、ピエゾ抵抗部ＲX1，ＲX3の他端側は、それぞれ、配線パターンＬs，Ｌmによって、外部のグランドＧＮＤに接続するための外部接続用の電極パッド１８（ＧＮＤ）に電気的に接続されている。
【００５６】
さらに、Ｙ軸方向伸長部位４ａの伸長先端側寄りに配設されているピエゾ抵抗部ＲY2，ＲY3の一端側同士が、配線パターンＬs，Ｌmによって電気的に接続されて電圧検出部ＰY1が形成されている。この電圧検出部ＰY1は、配線パターンＬmによって、当該電圧検出部ＰY1に個別に対応する外部接続用の電極パッド１８（ＶY1）に電気的に接続されている。
【００５７】
同様に、Ｙ軸方向伸長部位４ｂの伸長先端側寄りに配設されているピエゾ抵抗部ＲY1，ＲY4の一端側同士が、配線パターンＬs，Ｌmによって電気的に接続されて電圧検出部ＰY2が形成されている。この電圧検出部ＰY2は、配線パターンＬmによって、当該電圧検出部ＰY2に個別に対応する外部接続用の電極パッド１８（ＶY2）に電気的に接続されている。
【００５８】
また、ピエゾ抵抗部ＲY2，ＲY4の他端側は、それぞれ、配線パターンＬs，Ｌmによって、外部の電圧電源Ｖsに接続するための外部接続用の電極パッド１８（ＶVS）に電気的に接続されている。さらに、ピエゾ抵抗部ＲY1，ＲY3の他端側は、それぞれ、配線パターンＬs，Ｌmによって、外部のグランドＧＮＤに接続するための外部接続用の電極パッド１８（ＧＮＤ）に電気的に接続されている。
【００５９】
さらに、支持部側帯状梁部部位１６ａの両端側のピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ3の一端側同士が、配線パターンＬsによって、電気的に接続されて電圧検出部ＰZ1が形成されている。この電圧検出部ＰZ1は、配線パターンＬmによって、当該電圧検出部ＰZ1に個別に対応する外部接続用の電極パッド１８（ＶZ1）に電気的に接続されている。同様に、支持部側帯状梁部部位１６ｂの両端側のピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ4の一端側同士が、配線パターンＬsによって、電気的に接続されて電圧検出部ＰZ2が形成されている。この電圧検出部ＰZ2は、配線パターンＬによって、当該電圧検出部ＰZ2に個別に対応する外部接続用の電極パッド１８（ＶZ2）に電気的に接続されている。
【００６０】
また、ピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ1の他端側は、配線パターンＬs，Ｌmによって、それぞれ、外部の電圧電源Ｖsに接続するための外部接続用の電極パッド１８（ＶVS）に電気的に接続されている。さらに、ピエゾ抵抗部ＲZ3，ＲZ4の他端側は、配線パターンＬs，Ｌmによって、それぞれ、外部のグランドＧＮＤに接続するための外部接続用の電極パッド１８（ＧＮＤ）に電気的に接続されている。
【００６１】
図７（ａ）の例では、梁部４には、Ｘ軸方向加速度検出部とＹ軸方向加速度検出部とＺ軸方向加速度検出部を構成するための上記したようなピエゾ抵抗部のための導通路である配線パターンが設けられていると共に、ダミーパターン（ダミーの導通路）２４が設けられている。そのダミーパターン２４は、連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）の両側の梁部領域における配線パターンのＹ方向中心軸に対する対称性を高めるために設けられている。これにより、後述するような加速度発生時の梁部４の撓み変形が、加速度検出のためのより好ましい状態となり、加速度検出の精度を高めることができる。
【００６２】
また、図７（ａ）の例では、連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）の両側の梁部領域では、導通路である配線パターンＬｓが互いに間隔を介して並んで配線されている。その並んで配線されている配線パターンＬｓ間に、感度向上用のスリット１７が配設されている。これにより、並んで配線されている配線パターン間の絶縁性を高めることができる。
【００６３】
この実施形態例の加速度センサ１は上記のように構成されており、次に述べるように加速度を検出することができる。例えば、Ｘ軸方向の加速度が発生すると、その加速度に起因したＸ軸方向の力が錘部７（７ａ，７ｂ）に作用する。この錘部７へのＸ軸方向の作用力によって、錘部７（７ａ，７ｂ）は、図８（ａ）のモデル図の点線に示される基準状態から、例えば図８（ａ）の実線および図８（ｂ）の模式的な断面図に示されるように、Ｘ軸方向に振れ変位する。このような錘部７のＸ軸方向の変位によって連結部８を介して梁部４が撓み変形し、これにより、梁部４には次に示すような応力が発生する。
【００６４】
例えば、Ｘ軸方向の加速度発生によって錘部７が図８（ａ）の実線や図８（ｂ）に示されるように変位した場合には、梁部４において、図８（ｃ）のモデル図に示されるように、連結部側帯状梁部部位１５ａの左側ＡLには引っ張り応力が、また、連結部側帯状梁部部位１５ａの右側ＡRには圧縮応力が、さらに、連結部側帯状梁部部位１５ｂの左側ＢLには引っ張り応力が、さらにまた、連結部側帯状梁部部位１５ｂの右側ＢRには圧縮応力が、それぞれ、発生する。また、支持部側帯状梁部部位１６ａの両側ＣU，ＣDには、それぞれ、圧縮応力が発生し、支持部側帯状梁部部位１６ｂの両側ＤU，ＤDには、それぞれ、引っ張り応力が発生する。
【００６５】
このように錘部７のＸ軸方向の加速度に起因して応力が発生する梁部４の各々の部分ＡL，ＡR，ＢL，ＢR，ＣU，ＣD，ＤU，ＤDには、それぞれ、ピエゾ抵抗部ＲX2，ＲX1，ＲX3，ＲX4，ＲZ2，ＲZ3，ＲZ1，ＲZ4が設けられている。これらピエゾ抵抗部ＲX2，ＲX1，ＲX3，ＲX4，ＲZ2，ＲZ3，ＲZ1，ＲZ4は、それぞれ、Ｘ軸方向の加速度に起因した応力発生によって、電気抵抗値が変化する。
【００６６】
表１には、Ｘ方向の加速度が発生したときの各ピエゾ抵抗部ＲX1〜ＲX4，ＲY1〜ＲY4，ＲZ1〜ＲZ4の配設部分に生じる梁部４の応力と各ピエゾ抵抗部ＲX1〜ＲX4，ＲY1〜ＲY4，ＲZ1〜ＲZ4の抵抗値変化が、それぞれ、示されている。なお、表１および後述する表２と表３において、応力をマイナス（−）で示してあるところは圧縮応力が発生していることを示し、応力をプラス（＋）で示してあるところは引っ張り応力が発生していることを示している。また、抵抗値変化の＋と−の記号は、それぞれ抵抗値の変化の方向を示している。以下の説明において、各ピエゾ抵抗部の配設部分に発生する梁部４の応力と各ピエゾ抵抗部の抵抗値変化について、表１〜表３に基づいて詳述する。
【００６７】
【表１】
2008107300.tif 000003
【００６８】
図６（ａ）のブリッジ回路（Ｘ軸ブリッジ）において、Ｘ軸方向の加速度が発生して、図８（ａ）、（ｂ）に示すように錘部７および梁部４が動作しているときには、ピエゾ抵抗部ＲX1，ＲX4は、例えば圧縮応力（−）に基づいた抵抗値変化（−方向の抵抗値変化）を示し、また、ピエゾ抵抗部ＲX2，ＲX3は、例えば引っ張り応力（＋）に基づいた抵抗値変化（＋方向の抵抗値変化）を示す。このことから、図６（ａ）のブリッジ回路の抵抗値の均衡状態が崩れて、図６（ａ）のブリッジ回路の出力が変化し、Ｘ軸方向の加速度の大きさに応じて図６（ａ）のブリッジ回路の出力の変動幅が変化する。これにより、図６（ａ）のブリッジ回路の出力に基づいてＸ軸方向の加速度の大きさを検出することができる。
【００６９】
なお、図８（ａ）、（ｂ）に示すようにＸ軸方向の加速度が発生しているときには、表１に示すように、図６（ｃ）のブリッジ回路（Ｚ軸ブリッジ）を構成しているピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ3は、例えば圧縮応力（−）に基づいた抵抗値変化を示し、ピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ4は、例えば引っ張り応力（＋）に基づいた抵抗値変化を示す。このとき、ピエゾ抵抗部ＲZ2と、ピエゾ抵抗部ＲZ3とは、ピエゾ抵抗部の伸長方向が互いに直交しているため、互いに逆向きに抵抗値が変化する（表１に示すように、ピエゾ抵抗部ＲZ2は（−）方向の抵抗値変化となり、ピエゾ抵抗部ＲZ3は（＋）方向の抵抗値変化となる）。また、ピエゾ抵抗部ＲZ1とピエゾ抵抗部ＲZ4も同様の関係であり、ピエゾ抵抗部ＲZ1は（−）方向の抵抗値変化となり、ピエゾ抵抗部ＲZ4は（＋）方向の抵抗値変化となる。つまり、ピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ2が（−）、ピエゾ抵抗部ＲZ3，ＲZ4が（＋）であり、互いに逆向きの抵抗値変化を示す。このため、ピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ3，ＲZ1，ＲZ4の抵抗値変化は互いにキャンセルされ、これにより、図６（ｃ）のブリッジ回路の出力には大きな変化が無い。
【００７０】
また、図６（ｂ）のブリッジ回路（Ｙ軸ブリッジ）を構成するピエゾ抵抗部ＲY1，ＲY2，ＲY3，ＲY4が設けられている梁部部分（Ｙ軸方向伸長部位４ａ，４ｂの伸長先端部寄り）は、発生応力が小さい上に、ピエゾ抵抗部ＲY1〜ＲY4は梁部４の中心のＸ軸およびＹ軸に対して対称に配置されている。このため、表１に示すように、ピエゾ抵抗部ＲY2，ＲY3の抵抗値変化が（−）となり、ピエゾ抵抗部ＲY1，ＲY4の抵抗値変化が（＋）となる。また、ピエゾ抵抗部ＲY2，ＲY3とピエゾ抵抗部ＲY1，ＲY4は、抵抗値が同程度に変化する。このことから、電気抵抗部ＰY1，ＰY2の電位が変化しない。このため、Ｘ軸方向の加速度が発生しているときには、図６（ｂ）のブリッジ回路の抵抗値の均衡状態は維持されたままで、図６（ｂ）のブリッジ回路の出力変化は殆ど無い。
【００７１】
Ｙ軸方向の加速度が発生すると、その加速度に起因したＹ軸方向の力が錘部７（７ａ，７ｂ）に作用する。この実施形態例では、錘部７の重心位置Ｗ7と、錘部７を支える梁部４の支点位置Ｗ4との高さ位置がずれているので、この重心Ｗ7と支点Ｗ4の位置ずれによって、錘部７（７ａ，７ｂ）にＹ軸方向の力が作用すると、錘部７ａ，７ｂは、図９（ａ）のモデル図の点線に示される基準状態から、例えば図９（ａ）に示される実線および図９（ｂ）の模式的な断面図に示されるように、錘部７ａ，７ｂの一方側（図９（ａ）および図９（ｂ）の例では錘部７ａ）は基台２に近付きながらＹ軸方向に変位する。また、他方側（図９（ａ）および図９（ｂ）の例では錘部７ｂ）は基台２に対して持ち上がりながらＹ軸方向に変位する。これにより、連結部８および梁部４が撓み変形して、梁部４には次に示すような応力が発生する。
【００７２】
例えば、錘部７が図９（ａ）、（ｂ）に示されるように変位する場合には、梁４の面と錘７の重心位置との間のＺ方向の距離（Ｌｙ）と慣性力（ｍａ）の積からなるモーメントＭ（Ｍ＝ｍａ・Ｌｙ）により、梁部４において、Ｙ軸方向伸長部位４ａには、一様なモーメントが作用する。そして、図９（ｃ）のモデル図に示されるように、Ｙ軸方向伸長部位４ａの図の上側の領域ＥUには引っ張り応力が、また、Ｙ軸方向伸長部位４ａの下側の領域ＥDには圧縮応力が、それぞれ、発生する。さらに、Ｙ軸方向伸長部位４ｂの図の上側の領域ＦUには引っ張り応力が、Ｙ軸方向伸長部位４ｂの下側の領域ＦDには圧縮応力が、それぞれ、発生する。
【００７３】
各ピエゾ抵抗部ＲY1〜ＲY4は、それぞれ、上記のようにＹ軸方向の加速度に起因して応力が発生する梁部４の各々の部分ＥU，ＥD，ＦU，ＦDの端部に設けられているので、各ピエゾ抵抗部ＲY1〜ＲY4は、それぞれ、Ｙ軸方向の加速度に起因した応力発生によって、電気抵抗値が変化する。
【００７４】
表２には、Ｙ方向の加速度が発生したときの、ピエゾ抵抗部ＲY1〜ＲY4およびピエゾ抵抗部ＲZ1〜ＲZ4の配設部分に生じる梁部４の応力と各ピエゾ抵抗部ＲY1〜ＲY4，ＲZ1〜ＲZ4の抵抗値変化が、それぞれ、示されている。
【００７５】
【表２】
2008107300.tif 000004
【００７６】
図６（ｂ）のブリッジ回路において、上記Ｙ軸方向の加速度が発生しているときには、表２に示すように、ピエゾ抵抗部ＲY1，ＲY2は、例えば引っ張り応力（＋）に基づいた抵抗値変化（＋）を示し、また、ピエゾ抵抗部ＲY3，ＲY4は、例えば圧縮応力（−）に基づいた抵抗値変化（−）を示すことから、図６（ｂ）のブリッジ回路の抵抗値の均衡状態が崩れて、図６（ｂ）のブリッジ回路の出力が変化し、Ｙ軸方向の加速度の大きさに応じて図６（ｂ）のブリッジ回路の出力の変動幅が変化することから、図６（ｂ）のブリッジ回路の出力に基づいてＹ軸方向の加速度の大きさを検出することができる。
【００７７】
なお、この実施形態例では、Ｙ軸方向伸長部位４ａの伸長基端側にはピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ3が、また、Ｙ軸方向伸長部位４ｂの伸長基端側にはピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ4が、それぞれ、配設されている。それらピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ3，ＲZ1，ＲZ4も、Ｙ軸方向の加速度に起因した梁部４の応力発生により、電気抵抗値が変化する。しかしながら、ピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ1は例えば引っ張り応力（＋）に基づいた抵抗値変化であり、ピエゾ抵抗部ＲZ3，ＲZ4は例えば圧縮応力（−）に基づいた抵抗値変化である。かつ、ピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ3と、ピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ4とは、互いに直交する方向に伸長しているため、応力に対する抵抗値変化の増減がほぼ反対になる。
【００７８】
その結果、ピエゾ抵抗部ＲZ2とピエゾ抵抗部ＲZ4の抵抗値の変化が、加速度が無い状態での基準の抵抗値から正負逆向きに変化する。例えば、表２に示すように、ピエゾ抵抗部ＲZ2が（＋）、ピエゾ抵抗部ＲZ4が（−）となる。また、ピエゾ抵抗部ＲZ1とピエゾ抵抗部ＲZ3の抵抗値の変化は、加速度が無い状態での基準の抵抗値から正負逆向きに変化する。例えば、表２に示すように、ピエゾ抵抗部ＲZ3が（＋）、ピエゾ抵抗部ＲZ1が（−）となる。このようなことから、ピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ4，ＲZ1，ＲZ3の抵抗値変化は互いにキャンセルされ、これにより、図６（ｃ）のブリッジ回路の出力には大きな変化が無い。
【００７９】
また、図６（ａ）のブリッジ回路を構成するピエゾ抵抗部ＲX1〜ＲX4は、Ｙ軸方向の加速度が発生しているときに応力変化が殆ど無い部分に配設されている。このため、各ピエゾ抵抗部ＲX1〜ＲX4の電気抵抗値の変化は殆ど無く、図６（ａ）のブリッジ回路の出力にも大きな変化が無い。上記のように、Ｙ軸方向の加速度が発生しているときには、図６（ａ）、（ｃ）の各ブリッジ回路の出力が殆ど変化しないので、図６（ｂ）のブリッジ回路の出力に基づくＹ軸方向の加速度検出を的確に行うことができる。
【００８０】
Ｚ軸方向の加速度が発生すると、その加速度に起因したＺ軸方向の力が錘部７（７ａ，７ｂ）に作用する。この錘部７へのＺ軸方向の作用力によって、錘部７（７ａ，７ｂ）は、図１０（ａ）のモデル図の点線に示される基準状態から、例えば図１０（ａ）に示される実線および図１０（ｂ）の模式的な断面図に示されるように、錘部７（７ａ，７ｂ）はＺ軸方向に変位する。これにより、連結部８および梁部４が撓み変形し、梁部４には次に示すような応力が発生する。
【００８１】
例えば、錘部７が図１０（ａ）や図１０（ｂ）に示されるように変位する場合には、図１０（ｃ）のモデル図に示されるように、重心と梁部４のＹ方向の距離（Ｌｚ）と慣性力の積からなる曲げモーメントＭ（Ｍ＝ｍａ・Ｌｚ）が発生するため、重心位置から距離が最も離れたＹ軸方向伸長部位４ａ，４ｂの伸長基端側（支持部側帯状梁部部位１６ａ，１６ｂのそれぞれの両側）で最大の曲げモーメントＭを示す。そして、梁部４において、支持部側帯状梁部部位１６ａ，１６ｂのそれぞれの両側ＣU，ＣD，ＤU，ＤDには、それぞれ、引っ張り応力が発生する。
【００８２】
表３には、Ｙ方向の加速度が発生したときのピエゾ抵抗部ＲY1〜ＲY4およびピエゾ抵抗部ＲZ1〜ＲZ4の配設部分に生じる梁部４の応力と各ピエゾ抵抗部ＲY1〜ＲY4，ＲZ1〜ＲZ4の電気抵抗値の変化が、それぞれ、示されている。表３に示すように、各ピエゾ抵抗部ＲZ1〜ＲZ4の梁部４の配設部分には、いずれも、引っ張り応力（＋）が発生する。
【００８３】
【表３】
2008107300.tif 000005
【００８４】
ピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ3，はＸ軸方向に沿って伸長形成された形状と成し、ピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ4は、ピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ3，の伸長形成方向に直交するＹ軸方向に沿って伸長形成された形状と成している。このことから、梁部４に引っ張り応力（＋）が発生すると、表３に示すように、Ｙ方向に伸長したピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ4の電気抵抗値と、Ｘ方向に伸長したピエゾ抵抗部ＲZ3，ＲZ1の電気抵抗値とは、互いにほぼ正負逆向きに変化する。例えば、Ｙ方向に伸長したピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ4は（＋）となり、Ｘ方向に伸長したピエゾ抵抗部ＲZ3，ＲZ1は（−）となる。
【００８５】
これらのことから、Ｚ軸方向の加速度が発生しているときには、図６（ｃ）のブリッジ回路の抵抗値の均衡状態が崩れて、図６（ｃ）のブリッジ回路の出力が変化する。Ｚ軸方向の加速度の大きさに応じて図６（ｃ）のブリッジ回路の出力の変動幅が変化することから、図６（ｃ）のブリッジ回路の出力に基づいてＺ軸方向の加速度の大きさを検出することができる。
【００８６】
なお、図６（ａ）のブリッジ回路を構成する各ピエゾ抵抗部ＲX1〜ＲX4が設けられている梁部部分は、Ｚ軸方向の加速度に起因した応力が殆ど発生しない。このため、図６（ａ）のブリッジ回路の抵抗値の均衡状態は維持されたままで、図６（ａ）のブリッジ回路の出力変化は殆ど無い。また、図６（ｂ）のブリッジ回路を構成する各ピエゾ抵抗部ＲY1〜ＲY4がそれぞれ設けられている各梁部部分（Ｙ軸方向伸長部位４ａ，４ｂの伸長先端側寄りの部分）は、何れも同様の引っ張り応力（＋）が発生する。このため、ピエゾ抵抗部ＲY1〜ＲY4は同様に電気抵抗値が全て（＋）方向に変化する。これにより、Ｚ軸方向の加速度が発生しているときには、図６（ｂ）のブリッジ回路の抵抗値の均衡状態は維持されたままで、図６（ｂ）のブリッジ回路の出力変化は殆ど無い。
【００８７】
上記のように、この実施形態例の加速度センサ１は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の三軸方向の加速度をそれぞれ別々に検出することが可能である。
【００８８】
この実施形態例では、梁部４において、連結部側帯状梁部部位（連結部連接部位）１５ａ，１５ｂの両側（換言すれば、Ｘ軸方向の加速度検出のためのピエゾ抵抗部ＲX1〜ＲX4の近傍）にそれぞれ感度向上用のスリット１７を設けた。このため、Ｘ軸方向の加速度検出の感度をより高めることができると共に、梁部４の耐久性を高めることができる。このことは、本発明者の実験（シミュレーション）によって確認されている。そのシミュレーションでは、感度向上用のスリット１７を持つ実施形態例の加速度センサ１（ここでは、便宜上、タイプＢという）と、感度向上用のスリット１７が無い以外は実施形態例の加速度センサ１と同じ構成の加速度センサ（ここでは、便宜上、タイプＡという）とのそれぞれにおいて、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向とのそれぞれの方向の加速度発生時における連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）の両側の梁部領域の最大応力値と、加速度検出の感度に関与する図６（ａ）〜（ｃ）のブリッジ回路の出力電圧とを調べた。その応力に関する実験結果が表４に、また、感度に関する実験結果が表５にそれぞれ示されている。なお、この実験では、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向とのそれぞれの加速度は９．８ｍ／ｓ2とし、ブリッジ回路への電源電圧Ｖｓは１Ｖとした。また、表４中の数値の単位はＰａであり、表５中の数値の単位はｍＶである。
【００８９】
【表４】
2008107300.tif 000006
【００９０】
【表５】
2008107300.tif 000007
【００９１】
表５に示されるように、Ｙ軸方向の加速度が発生したときに図６（ｂ）のブリッジ回路から出力される電圧値と、Ｚ軸方向の加速度が発生したときに図６（ｃ）のブリッジ回路から出力される電圧値とには、タイプＡとタイプＢとの間に大きな差は無いものの（つまり、この実施形態例のように感度向上用のスリット１７をＸ軸方向加速度検出部のピエゾ抵抗部ＲX1〜ＲX4の近傍に設けた構成の場合には、Ｙ軸方向とＺ軸方向の各加速度検出に関しては、感度向上用のスリット１７を設けたことによる効果は小さいものの）、Ｘ軸方向の加速度が発生したときに図６（ａ）のブリッジ回路から出力される電圧値（つまり、Ｘ軸方向の加速度検出の感度）は、タイプＡよりもタイプＢの方が約１６％も向上している。
【００９２】
また、表４に示されるように、Ｚ軸方向の加速度発生時において、連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）の両側の梁部領域の最大応力値が２５％も低下している。つまり、応力集中が緩和されている。
【００９３】
このような実験結果にも示されるように、感度向上用のスリット１７を設けることによって、加速度検出の感度を向上でき、また、梁部４の応力集中を緩和することができる。なお、この実施形態例では、Ｘ軸方向の加速度検出のためのピエゾ抵抗部ＲX1〜ＲX4の近傍に感度向上用のスリット１７を設けたので、Ｘ軸方向の加速度検出の感度向上の効果が得られたが、Ｙ軸方向の加速度検出のためのピエゾ抵抗部ＲY1〜ＲY4の近傍に感度向上用のスリット１７を設けることにより、Ｙ軸方向の加速度検出の感度向上の効果を得ることができるし、また、Ｚ軸方向の加速度検出のためのピエゾ抵抗部ＲZ1〜ＲZ4の近傍に感度向上用のスリット１７を設けることにより、Ｚ軸方向の加速度検出の感度向上の効果を得ることができる。
【００９４】
この実施形態例の加速度センサ１においては、Ｙ軸方向加速度発生時における前記曲げモーメントＭは、錘部７の重心と、梁部４の梁面とのＺ軸方向の距離Ｌｙに依存する。また、Ｚ軸方向加速度発生時における前記曲げモーメントＭは、錘部７の重心と梁部４の梁面とのＹ軸方向の距離Ｌｚに依存する。加速度センサ１の素子低背化を行うとＬｙが小さくなるので、Ｙ軸方向加速度検出の感度が低下する傾向にあるが、これに対し、この実施形態例では、各ピエゾ抵抗部ＲY1〜ＲY4をそれぞれＹ軸方向伸長部位４ａ，４ｂの伸長先端側寄りに形成し、この形成部位の梁幅を狭くする構成としたので、Ｙ軸方向の加速度検出感度の低下を抑制できる。
【００９５】
一方、加速度センサ１の低背化を行っても、Ｚ軸方向加速度検出に関しては質量の減少以外は影響しない。また、Ｚ軸方向の加速度は、梁４のＹ軸方向伸長部位４ａ，４ｂの伸長基端側（支持部側帯状梁部部位１６の両側）に大きな曲げモーメントＭを発生する。このため、それら各部位にそれぞれピエゾ抵抗部ＲZ1〜ＲZ4を配置することにより、Ｚ軸方向加速度検出の感度低下を抑制できる。なお、錘部７をＹ方向に長くするとＬｚが長くなり、Ｚ軸方向の感度を高めることができるので、錘部７をＹ方向に長くすることにより、Ｚ軸方向の感度をＹ軸方向の感度と同等の値に調整することができる。これにより、この実施形態例の加速度センサ１は、素子低背化を行っても、Ｙ軸方向とＺ軸方向の加速度検出の感度を合わせることができ、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の三軸方向において、加速度検出の必要な感度を維持しつつ、低背化ができる。
【００９６】
また、この実施形態例では、梁部４は支持部５（５ａ，５ｂ）によって両持ち梁状に固定部６に支持され、また、錘部７（７ａ，７ｂ）は連結部８（８ａ，８ｂ）によって梁部４に片持ち梁状に支持されている構成である。このため、支持部５ａが接続されている固定部６の部位と、支持部５ｂが接続されている固定部６の部位との間の距離を短く形成できる。これにより、基台２や固定部６が周囲の温度変化などによって歪んだとしても、その基台２や固定部６の歪みに起因した固定部部位間の歪みによる絶対変位が小さい。
【００９７】
また、梁部４は枠状であり、当該枠状の梁部４が支持部５（５ａ，５ｂ）によって両持ち梁状に固定部６に支持されているので、基台２や固定部６の歪みによってＸ軸方向の応力が発生した場合には、梁部４の角部領域が変形して応力を逃がすことができる。さらに、基台２や固定部６の歪みによってＹ軸方向の応力が発生した場合には、支持部５（５ａ，５ｂ）が変形して応力を逃がすことができる。このようなことから、この実施形態例では、基台２や固定部６の歪みに起因した梁部４の撓み変形を緩和でき、周囲温度変動に起因した問題（例えば、温度変動によって図６（ａ）〜（ｃ）の各ブリッジ回路の出力電圧値が変動してしまうという温度ドリフトの問題など）を小さく抑制することができる。
【００９８】
また、この実施形態例では、錘部７ａ，７ｂ間の領域に配置された梁部４に加速度を検出するためのピエゾ抵抗部を集約的に配設した。このため、全てのピエゾ抵抗部をほぼ設計通りに製造することが可能となって、図６（ａ）〜（ｃ）に示されるブリッジ回路の出力のばらつき等を小さく抑えることが容易となる。つまり、梁部４を構成するＳｉにボロン（Ｂ）やリン（Ｐ）をドープしてピエゾ抵抗部を作製するが、ピエゾ抵抗部の配設位置が集約されていることにより、各ピエゾ抵抗部におけるボロンやリンのドープ濃度を均一にすることが容易にできることとなる。このため、各ブリッジ回路の抵抗値の均衡状態が取り易くなり、加速度検出の精度を高めることができる。
【００９９】
さらに、この実施形態例では、全てのピエゾ抵抗部を集約的に配設したので、図６（ａ）〜（ｃ）の各ブリッジ回路を構成するための配線パターンの引き回し経路を簡素化することができる。また、配線パターンＬsと配線パターンＬmとを有するクロス配線を設けて回路を形成することにより、より一層配線パターンの引き回し経路を簡素化することができる。
【０１００】
さらに、この実施形態例では、梁部４における連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）および支持部側帯状梁部部位１６（１６ａ，１６ｂ）は、梁部４の他の部分よりもＺ軸方向の厚みが厚くなっている。この厚みの差のために、連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）や支持部側帯状梁部部位１６（１６ａ，１６ｂ）と、梁部４の他の部分との境界部分における応力の強弱が明確となる。この実施形態例では、梁部４の応力変化を利用して加速度を検出していることから、そのように応力の強弱を明確にすることにより、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の三軸方向のそれぞれの加速度をより明瞭に分離して検出することが可能となる。
【０１０１】
さらに、この実施形態例では、梁部４の枠内に補強部２０を設けることによって、梁部４の剛性を高めることができて、例えば基台２や固定部６の歪みに起因した梁部４の撓み変形を小さく抑制することができる。これにより、基台２や固定部６の例えば熱応力による歪みに起因した加速度の誤検出を防止することができる。
【０１０２】
さらに、この実施形態例では、支持部５（５ａ，５ｂ）は、それぞれ、梁２６による弾性部２５（２５ａ，２５ｂ）を介して固定部６に連接されているので、梁２６が、固定部６のＸ軸方向の歪みに応じて弾性変形し、この弾性変形によって、固定部６の歪みに起因して固定部６から支持部５に加えられる応力を軽減することができる。このように、この実施形態例では、例えば熱変動等による基台２や固定部６の歪みに起因した梁部４の歪みを小さく抑制することができるので、加速度検出のためのピエゾ抵抗部により構成されるブリッジ回路の出力の温度ドリフトを抑制することができ、これにより、加速度検出に対する信頼性を高めることができる。
【０１０３】
なお、この発明はこの実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、この実施形態例では、感度向上用のスリット１７は、連結部連結部連接部位である連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）の両側にそれぞれ設けられていたが、感度向上用のスリット１７は、梁部４の中心のＸ軸およびＹ軸のそれぞれに対して互いに対称となる位置に設けられていれば、例えば梁部４の剛性や配線パターンの配線経路等を考慮しながら、加速度検出の感度を向上させるべく、連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）の両側以外の梁部部分に設けてもよいし、連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）の両側に設けると共に、他の梁部部位にも設けてよい。このように、感度向上用のスリット１７の形成位置および形成数は、適宜設定されるものである。
【０１０４】
また、この実施形態例では、梁部４には、ダミーパターン２４が設けられていたが、連結部連接部位の両側の梁部領域における配線パターン（導通路）の対称性が梁部４の撓み変形に与える影響が小さいと想定される場合には、ダミーパターン２４を省略してもよい。
【０１０５】
さらに、この実施形態例では、支持部５は、弾性部２５を介して固定部６に支持固定されていたが、例えば、図１１の平面図に示されるように、弾性部２５を省略した加速度センサ１を形成してもよい。
【０１０６】
さらに、この実施形態例では、補強部２０の幅は、支持部５（５ａ，５ｂ）の梁部４への連接側の幅と等幅としたが、補強部２０の幅は、支持部５（５ａ，５ｂ）の幅より太くともよいし、細くともよい。また、補強部２０のＺ軸方向の厚みは、支持部５（５ａ，５ｂ）の厚みと同様な厚みであってもよいし、支持部５（５ａ，５ｂ）の厚みよりも薄くてもよい。このように、補強部２０の幅や厚みは、梁部４自体の剛性等を考慮して適宜設計してよいものである。また、図１２に示すように、補強部２０を省略することもできる。
【０１０７】
さらに、この実施形態例では、梁部４は、連結部側帯状梁部部位１５（１５ａ，１５ｂ）および支持部側帯状梁部部位１６（１６ａ，１６ｂ）が他の部分よりもＺ軸方向の厚みが厚くなっている構成であったが、梁部４はそのＺ軸方向の厚みが全体に渡って等しい又はほぼ等しい構成としてもよい。
【０１０８】
さらに、この実施形態例では、枠状の梁部４は四角形状であったが、円形状であってもよいし、楕円形状であってもよいし、多角形状であってもよく、四角形状に限定されない。また、枠状の梁部４は、Ｘ軸方向中心軸に対して対称な形状となり、かつ、Ｙ軸方向中心軸に対して対称な形状となっていたが、枠状の梁部４は、Ｘ軸方向中心軸に対して非対称な形状であってもよいし、Ｙ軸方向中心軸に対して非対称な形状であってもよい。
【０１０９】
さらに、この実施形態例では、支持部５ａ，５ｂは、梁部４との連接側を固定部６側よりも太く形成したが、支持部５ａ，５ｂは、太さを均一にしてもよい。支持部５ａ，５ｂの太さは適宜設定されるものであるが、その剛性が保てる範囲であれば、支持部５ａ，５ｂの太さは細い方が好ましい。
【０１１０】
さらに、この実施形態例では、梁部４のＹ軸方向の両側からそれぞれ１本ずつ連結部８が伸長形成されていたが、図１３に示すように、梁部４のＹ軸方向の両側からそれぞれ複数ずつ連結部８が互いに間隔を介しながら伸長形成されていてもよい。なお、図１３では、感度向上用のスリット１７の図示が省略されている。
【０１１１】
さらに、この実施形態例では、加速度を検出するためのピエゾ抵抗部は、図５に示されるように配設されていたが、ピエゾ抵抗部の配置位置は、Ｘ軸方向の加速度と、Ｙ軸方向の加速度と、Ｚ軸方向の加速度とをそれぞれ梁部４の撓み変形による応力変化を利用して検出することができれば、図５の配置位置に限定されるものではなく、適宜に配設してよいものである。また、各ピエゾ抵抗部間を接続してブリッジ回路を構成する配線パターンの配線例も、適宜設定してよいものであり、図７の例に限定されるものではなく、例えばクロス配線のない配線パターンとしてもよい。
【０１１２】
また、例えば、Ｚ軸方向加速度検出部は、加速度が発生したときに応力変化の無い別々の部分に形成された２つのピエゾ抵抗部と、各支持部側帯状梁部部位１６ａ，１６ｂの片側にそれぞれ形成されたピエゾ抵抗部（例えばピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ3）との、合計４つのピエゾ抵抗部を有する構成としてもよい。そして、隣接配置されたピエゾ抵抗部同士を電気的に接続して２つの電圧検出部を形成し、この２つの電圧検出部からそれぞれ出力される電圧の差に基づいてＺ軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路を構成することにより、Ｚ軸方向の加速度を検出できるＺ軸方向加速度検出部を形成することができる。なお、加速度が発生したときに応力変化の無い別々の部分とは、例えば補強部２０や支持部側帯状梁部部位１６や支持部５ａ，５ｂの適宜の部位であり、この部位に配置されるピエゾ抵抗部の電気抵抗値は加速度に対して殆ど変化しない。
【０１１３】
さらに、この実施形態例では、ピエゾ抵抗部ＲX1，ＲX2同士を接続して電圧検出部ＰX1を形成し、ピエゾ抵抗部ＲX3，ＲX4同士を接続して電圧検出部ＰX2を形成したが、ピエゾ抵抗部ＲX2，ＲX4同士を接続して電圧検出部ＰX1を形成し、ピエゾ抵抗部ＲX1，ＲX3同士を接続して、電圧検出部ＰX2を形成してもよい。また、この実施形態例では、ピエゾ抵抗部ＲY2，ＲY3同士を接続して電圧検出部ＰY1を形成し、ピエゾ抵抗部ＲY1，ＲY4同士を接続して電圧検出部ＰY2を形成したが、ピエゾ抵抗部ＲY3，ＲY1同士を接続して電圧検出部ＰY1を形成し、ピエゾ抵抗部ＲY2，ＲY4同士を接続して、電圧検出部ＰY2を形成してもよい。さらに、この実施形態例では、ピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ3同士を接続して電圧検出部ＰZ1を形成し、ピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ4同士を接続して電圧検出部ＰZ2を形成したが、ピエゾ抵抗部ＲZ2，ＲZ1同士を接続して電圧検出部ＰZ1を形成し、ピエゾ抵抗部ＲZ3，ＲZ4同士を接続して、電圧検出部ＰZ2を形成してもよい。
【０１１４】
さらに、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸との三軸方向の加速度検出の感度を揃えるために、ブリッジ回路内に加速度で電気抵抗値が変化しない抵抗部を形成することもできる。例えばＺ軸の感度がＸ軸とＹ軸よりも大きい場合、図１４に示すように、ブリッジ回路の電気抵抗値を調整するための感度調整用のピエゾ抵抗部Ｒz，Ｒz，Ｒz'，Ｒz'をＺ軸方向加速度検出用の各ピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ2，ＲZ3，ＲZ4のそれぞれに直列に設けてもよい。なお、感度調整用のピエゾ抵抗部Ｒz，Ｒz，Ｒz'，Ｒz'は、加速度が発生したときに応力変化の無い別々の部分に形成される。
【０１１５】
このようにすると、ブリッジ回路の各辺の抵抗値変化は、ブリッジ回路の各辺にそれぞれピエゾ抵抗部ＲZ1，ＲZ2，ＲZ3，ＲZ4がただ一つしか設けられていない場合に比べて、小さくなる。これにより、Ｚ軸方向の加速度の大きさに対するブリッジ回路の出力変動幅を、Ｘ軸方向やＹ軸方向の加速度の大きさに対するブリッジ回路の出力変動幅に揃えることが可能である。
【０１１６】
さらに、この実施形態例では、加速度を検出するＸ軸方向加速度検出部とＹ軸方向加速度検出部とＺ軸方向加速度検出部は、それぞれ、ピエゾ抵抗部を有して構成されていたが、例えば、静電容量を利用して錘部７の変位を検出して、Ｘ軸方向の加速度と、Ｙ軸方向の加速度と、Ｚ軸方向の加速度とをそれぞれ検出する構成としてもよい。
【０１１７】
さらに、この実施形態例では、固定部６は、梁部４および錘部７の形成領域を間隔を介して囲む枠状の態様であったが、固定部６は、梁部４を支持部５ａ，５ｂによって両持ち梁状に基台２に固定させることができる形態であればよく、枠状でなくともよい。
【０１１８】
さらに、この実施形態例では、梁部４と支持部５と固定部６と錘部７と連結部８はＳＯＩ基板により構成されていたが、それらはＳＯＩ基板で構成されていなくともよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明に係る加速度センサの一実施形態例を説明するための図である。
【図２】図１に示される加速度センサのａ−ａ部分とｂ−ｂ部分とｃ−ｃ部分のそれぞれの断面図である。
【図３】図１に示される加速度センサのＡ−Ａ部分とＢ−Ｂ部分とＣ−Ｃ部分のそれぞれの断面図である。
【図４】図１に示される加速度センサを構成する梁部の構成を説明するための図である。
【図５】図１に示される加速度センサを構成する梁部に設けるピエゾ抵抗部の配設位置の一例を説明するための図である。
【図６】図１の加速度センサのＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の各加速度検出部を構成するブリッジ回路を説明するための回路図である。
【図７】梁部に設けた複数のピエゾ抵抗部を接続して図６に示したブリッジ回路を構成するための配線パターンの一配線例を説明するための模式図である。
【図８】図１の加速度センサにおけるＸ軸方向の加速度発生時の錘部と梁部の動作例を説明するための模式的な説明図である。
【図９】図１の加速度センサにおけるＹ軸方向の加速度発生時の錘部と梁部の動作例を説明するための模式的な説明図である。
【図１０】図１の加速度センサにおけるＺ軸方向の加速度発生時の錘部と梁部の動作例を説明するための模式的な説明図である。
【図１１】本発明の加速度センサのその他の実施形態例を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の加速度センサの別のその他の実施形態例を説明するための説明図である。
【図１３】さらに、本発明の加速度センサの別のその他の実施形態例を説明するための説明図である。
【図１４】さらにまた、本発明の加速度センサの別のその他の実施形態例を説明するための回路構成図である。
【図１５】加速度センサの一従来例を表した模式的な斜視図である。
【図１６】図１５に示した加速度センサにおけるＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の各軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路を説明するための回路図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  加速度センサ
２  基台
４  梁部
４ａ，４ｂ  Ｙ軸方向伸長部位
５，５ａ，５ｂ  支持部
６  固定部
７，７ａ，７ｂ  錘部
８，８ａ，８ｂ  連結部
１５  連結部側帯状梁部部位
１６  支持部側帯状梁部部位
１７  感度向上用のスリット
２０  補強部
２５  弾性部
２６  応力軽減梁
【図１】
2008107300.tif 000008
【図２】
2008107300.tif 000009
【図３】
2008107300.tif 000010
【図４】
2008107300.tif 000011
【図５】
2008107300.tif 000012
【図６】
2008107300.tif 000013
【図７】
2008107300.tif 000014
【図８】
2008107300.tif 000015
【図９】
2008107300.tif 000016
【図１０】
2008107300.tif 000017
【図１１】
2008107300.tif 000018
【図１２】
2008107300.tif 000019
【図１３】
2008107300.tif 000020
【図１４】
2008107300.tif 000021
【図１５】
2008107300.tif 000022
【図１６】
2008107300.tif 000023