(57)【要約】【課題】検出素子の検出性能を悪化させることなく、しかも大幅なコストアップ無しに検出軸を所定角度に設定できる慣性センサを提供する。【解決手段】検出軸方向の物理量の大きさを検出する検出素子である水晶振動素子１１、水晶振動素子１１を収納するセラミックパッケージ１７、及びセラミックパッケージ１７の外部底面に形成された実装電極１８を備えた慣性センサ本体１０と、実装電極１８に接続され、検出軸を検出すべき正規方向から所定角度傾斜させる金属球２とを備えるようにした。【選択図】図１
2008058143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出軸方向の物理量の大きさを検出する検出素子、前記検出素子を収納するパッケージ
用基板、及び前記パッケージ用基板の外部底面に形成された実装電極を備えた慣性センサ
本体と、前記実装電極に接続され、前記検出軸を検出すべき正規方向から所定角度傾斜さ
せる傾斜部材と、を備えたことを特徴とする慣性センサ。
【請求項２】
前記傾斜部材は金属球であることを特徴とする請求項１に記載の慣性センサ。
【請求項３】
前記傾斜部材として径の異なる２種類の金属球を用いて前記検出軸を前記正規方向から
所定角度傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載の慣性センサ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の慣性センサの製造方法であって、
前記傾斜部材を前記実装電極に接続する工程を含むことを特徴とする慣性センサの製造
方法。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の慣性センサの慣性センサ本体を実装面上に取り付
ける慣性センサ本体の取り付け構造であって、
前記傾斜部材を前記慣性センサ本体と前記実装面との間に介在させることにより、前記
実装面を検出すべき正規方向又は検出すべき方向から所定角度傾斜させたときに、前記慣
性センサ本体の検出軸の傾斜角度が、前記正規方向から許容範囲内の傾斜角度となるよう
に前記慣性センサ本体を取り付けたことを特徴とする慣性センサ本体の取り付け構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサやジャイロセンサ等の慣性センサと慣性センサの製造方法、及
び慣性センサ本体の取り付け構造に関わり、特に車載用のナビゲーション装置等に好適な
ものである。
【背景技術】
【０００２】
カーナビゲーション装置が広く普及している。このようなカーナビゲーション装置にお
いて、自動車等の車両の現在位置を検出する際には、所謂ＧＰＳ(Global Positioning Sy
stem)を用いて測位する方法と、車両の移動方向、及び移動距離を自立的に測位する方法
とが併用されている。このため、カーナビゲーション装置においては、車両の移動方向、
及び移動距離を自立的に測位するために車両に加わる加速度や角速度等を検出するジャイ
ロセンサ（角速度センサ）や加速度センサ等の慣性センサが搭載されている。
このような慣性センサにより角速度や加速度等を検出する場合は、検出すべき方向に検
出軸を向ける必要があり、例えば、ジャイロセンサであれば、検出軸が鉛直上方を向くよ
うに設置する必要があった。
【０００３】
ところで、近年、カーナビゲーション装置は、小型化が進み、従来、座席の下やトラン
クルーム内等に配置されていた装置本体（以下、「ナビゲーション本体」と称する）を運
転席と助手席との間に位置するセンターコンソールに設置するタイプのものが開発されて
いる。
図８は、センターコンソールに設置されたナビゲーション本体を示した図であり、（ａ
）はその全体斜視図、（ｂ）はカーナビゲーション本体に実装されているジャイロセンサ
を示した図である。
図８（ａ）に示すように、センターコンソール１０２にナビゲーション本体１００を設
置する場合、ナビゲーション本体１００に取り付けられている表示装置１０１の視認性や
、図示しない操作パネルの操作性の観点から表示装置１０１、及び操作パネルの盤面を運
転者の目線方向に向けることが好ましい。つまり、ナビゲーション本体１００を水平方向
から斜め上方に傾斜させてセンターコンソール１０２内に設置することが好ましい。しか
しながら、ナビゲーション本体１００を斜め上方に傾斜させてセンターコンソール１０２
に設置した場合は、図８（ｂ）に示すようにナビゲーション本体１００内のプリント基板
１０３上に実装されているジャイロセンサ１０４の検出軸Ｇが、本来向けられるべき方向
である鉛直方向Ｖからナビゲーション本体１００の取り付け角度（傾き角）θだけ傾いて
しまうため、ジャイロセンサ１０４において検出される角速度に誤差が生じる。
【０００４】
通常のカーナビゲーション装置では、ナビゲーション本体１００の取り付け角度により
発生するジャイロセンサ１０４等の検出誤差を補正するため、ソフトウェアの演算処理に
より検出結果の補正が行われているが、このようなソフトウェアによる補正処理には限界
があり、例えば、ナビゲーション本体１００の傾き角θが、３０°以上になるとソフトウ
ェアの演算処理では補正しきれないのが現状であった。
このため、カーナビゲーション装置では、斜めに傾けて搭載した場合でも正確に検出を
行うことができる慣性センサが求められ、そのようなセンサが各種提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、センサ内部の角速度検出素子を保持部材により傾けることで
、センサの形状やセンサの実装方法を変えずに検出軸を傾けるようにした角速度センサが
開示されている。
また特許文献２には、一定の方向性を有する物理量の当該方向及び大きさを検出する検
出素子と、検出素子を固定支持する取付部と、を備えるセンサ装置において、検出素子が
方向及び大きさを検出する基準である検出軸の方向と、当該検出する際に実際に検出素子
に加わる物理量の方向と、の差として予測される角度差を減少させる減少方向に予め設定
された減少角度だけ傾斜して取付部に固定するようにしたセンサ装置が開示されている。
【特許文献１】ＷＯ０３／１００３５０
【特許文献２】特開２００３−２２７８４４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、２に開示されているセンサでは、検出素子である水晶
振動子を取付部に直接固定しているため、取付部が水晶振動子からの振動漏れや不要振動
モード等の発生原因となり、検出性能を悪化させる虞があった。
また上記特許文献１、２に開示されているセンサでは、検出素子自体を傾けて取り付け
る必要があるため、取り付け角度ごとに専用の冶具が必要になり、製造コストの上昇を招
いていた。このように専用の冶具が必要になるのは、特許文献１、２に開示されているセ
ンサでは、検出素子を取付部に取り付けた後、検出素子にレーザを照射してセンサの調整
を行っているため、検出素子の取り付け角度を変えた場合は取り付け角度ごとレーザの焦
点が異なり、冶具を共有化することができないからである。
また上記特許文献２では、検出素子を傾けて取り付けるために、検出素子自体にスリッ
トを形成するようにしている。このため、検出素子の加工コストが高くなり、この点から
も製造コストの上昇を招いていた。
【０００７】
さらにまた、上記特許文献１、２では、センサの内部で検出素子を傾けるようにしてい
るため、センサを実装基板に実装する際に、検出軸の角度を任意の角度に変更することが
できないという問題点があった。
本発明は上記した点を鑑みてなされたものであり、検出素子の検出性能を悪化させるこ
となく、しかも大幅なコストアップ無しに検出軸を所定角度に設定できる慣性センサと、
その製造方法を提供することを目的とする。また本発明は、慣性センサを実装する際には
慣性センサの検出軸を所定角度に設定できる慣性センサ本体の取り付け構造を提供するこ
とを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の慣性センサは、検出軸方向の物理量の大きさを検出
する検出素子、検出素子を収納するパッケージ用基板、及びパッケージ用基板の外部底面
に形成された実装電極を備えた慣性センサ本体と、実装電極に接続され、検出軸を検出す
べき正規方向から所定角度傾斜させる傾斜部材と、を備えるようにした。
このように構成すれば、検出素子を傾斜させて固定することなく、検出軸を検出すべき
検出方向から所定角度傾斜させることができるため、検出素子からの動漏れや不要振動モ
ード等が発生するのを抑制することができ、検出素子の検出性能が悪化するのを防止する
ことができる。
【０００９】
また本発明の慣性センサでは傾斜部材に金属球を用いるようにした。
金属球は加工精度が高いため、傾斜部材に金属球を用いると、その直径に依存する検出
軸の傾き角のバラツキを抑えることができる。また傾斜部材に金属球を用いると、セルフ
アライメント作用によって金属球を実装電極の重心位置に接続することができるため、金
属球の接続位置に依存する検出軸の傾き角のバラツキを抑えることができる。さらに金属
球は導電性を有するため、実装電極として利用することができるという利点もある。
また、本発明の慣性センサでは、傾斜部材として径の異なる２種類の金属球を用いて検
出軸を検出すべき検出方向から所定角度傾斜させるようにすれば、検出軸の角度調整を容
易に行うことができる。
【００１０】
また本発明の慣性センサの製造方法は、傾斜部材を実装電極に接続する工程を含むよう
にした。
このようにすれば、従来の製造工程に実装電極に傾斜部材を接続する工程を追加するだ
けで、本発明の慣性センサを製造することが可能になる。つまり、新たな製造ラインを構
築することなく従来の製造ラインをそのまま利用することができるため、製造設備の変更
に伴うコストの上昇を招くといったことがない。また、従来のように検出素子に対してス
リット加工などを施す必要がないため、検出素子の加工コストを削減できるので製造コス
トを抑えることができる。
【００１１】
また本発明の慣性センサ本体の取り付け構造は、傾斜部材を慣性センサ本体と実装面と
の間に介在させることにより、実装面を検出すべき正規方向から所定角度傾斜させたとき
に、慣性センサ本体の検出軸の傾斜角度が、正規方向から許容範囲内の傾斜角度となるよ
うに慣性センサ本体を取り付けるようにした。
このようにすれば、慣性センサ本体を実装する実装面の傾きに応じて検出軸の角度を任
意の角度に設定できるため、実装面を検出すべき検出方向から所定角度傾斜させたときに
、慣性センサ本体の検出軸の傾斜角度が検出すべき検出方向から許容範囲内の傾斜角度と
なるように慣性センサ本体を取り付けることが可能になる。
【００１２】
また本発明では傾斜部材に金属球を用いるようにした。金属球は加工精度が高いため、
傾斜部材に金属球を用いると、その直径に依存する検出軸の傾き角のバラツキを抑えるこ
とができる。また傾斜部材に金属球を用いるとセルフアライメント作用によって金属球を
実装電極の重心位置に接続することができるため、金属球の接続位置に依存する検出軸の
傾き角のバラツキを抑えることができる。さらに金属球は導電性を有するため、実装電極
として利用することができる。また本発明では、傾斜部材として２種類の径の異なる金属
球を用いて検出軸を検出すべき検出方向から所定角度傾斜させることで、検出軸の角度調
整を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
なお、本実施形態では本発明の慣性センサの一例としてジャイロセンサを例に挙げて説
明する。
先ず、本実施形態のジャイロセンサの構造を説明する前にジャイロセンサ本体の内部構
成について説明しておく。
【００１４】
図３は、ジャイロセンサ本体の内部構成を示した図である。
この図３（ａ）に示すジャイロセンサ本体（以下、「センサ本体」という）１０は、検
出素子として水晶振動素子１１を有する。水晶振動素子１１は、脚部１３によって支持基
板１２に機械的、電気的に接続されている。支持基板１２は、接着剤１４によってセラミ
ックパッケージ１７の内部底面に形成されている段差部の上面に接続されている。またセ
ラミックパッケージ１７の内部底面には、発振回路を含む半導体集積回路（以下、「ＩＣ
回路」という）１５が接続されている。
【００１５】
またセラミックパッケージ１７の上面には、金属からなる蓋体１６が低融点金属等の封
止部材１９によって接合されている。これにより、セラミックパッケージ１７の内部を真
空封止するようにしている。なお、蓋体１６としてガラス蓋を用いることも可能であり、
この場合は封止部材１９として低融点ガラス等が用いられる。
また、セラミックパッケージ１７の外部底面から側面にかけて実装電極１８が形成され
ている。実装電極１８は、セラミックパッケージ１７に形成されている図示しない内部導
体を介してＩＣ回路１５に接続されている。
水晶振動素子１１の励振電極３６とＩＣ回路１５とは、パッケージ内部配線を介して接
続されている。例えば、水晶振動子１１の励振電極３６は基部３１の裏面から、水晶振動
素子１１を支持するワイヤボンディングまたはリードによって支持基板１２に接続される
。支持基板１２からパッケージ内部配線を介してフェースダウンまたはワイヤボンディン
グよりＩＣ回路に電気的に接続されている。
【００１６】
図３（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る水晶振動素子１１を概略的に示す平面図、図
３（ｃ）は、水晶振動素子１１の検出振動モードの振動を示す平面図である。本例の水晶
振動素子１１は、基部３１と、基部３１から突出する一対の検出振動片３２ａ、３２ｂ、
基部３１から突出する一対の接続部３３と、各接続部３３の先端に設けられている各駆動
振動片３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄとを備えている。各駆動振動片３４ａ、３４ｂ、
３４ｃ、３４ｄの各主面には、それぞれ細長い溝が形成されており、各駆動振動片３４ａ
、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの横断面形状は略Ｈ字形状となっている。また、溝内に励振電
極（駆動電極、以下同じ）３６が形成されている。各駆動振動片３４ａ、３４ｂ、３４ｃ
、３４ｄの各先端にはそれぞれ幅広部または重量部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄが設
けられている。各検出振動片３２ａ、３２ｂの各主面には、それぞれ細長い溝が形成され
ており、各検出振動片３２ａ、３２ｂの横断面形状は略Ｈ字形状となっている。また、溝
内に検出電極３７が形成されている。各検出振動片３２ａ、３２ｂの各先端にはそれぞれ
幅広部または重量部３５ａ、３５ｂが設けられている。
図３（ｂ）は駆動モードの振動を示す。駆動時には、各駆動振動片３４ａ、３４ｂ、３
４ｃ、３４ｄが、それぞれ、接続部３３への付け根３９を中心として矢印Ａのように屈曲
振動する。この状態で水晶振動素子１１を、水晶振動素子１１に略垂直な回転軸Ｇの周り
に角速度ωで回転させる。すると、図３（ｃ）に示すように、重量部３８ａ、３８ｂ、３
８ｃ、３８ｄに、屈曲振動の方向Ａおよび回転軸Ｇの両方に垂直な方向である方向にコリ
オリ力Ｆが加わる。その結果、接続部３３が基部３１への付け根３３ａを中心として、矢
印Ｂのように屈曲振動する。各検出振動片３２ａ、３２ｂが、それぞれ、その反作用によ
って、基部３１の付け根４０を中心として、矢印Ｃのように屈曲振動する。矢印Ｃの屈曲
振動によって圧電現象が生じ、検出電極３７の電位が変化する。この電位の変化をＩＣ回
路１５内にある検出回路によって検出することで、回転軸Ｇ回りの角速度ωを求める。こ
こで、水晶振動素子１１の＋Ｘ軸／−Ｘ軸の結晶軸方向を矢印Ａの方向となるようにし、
水晶振動素子１１のＺ軸の結晶軸方向を回転軸Ｇと揃えると検出効率が高い。
【００１７】
以下、上記したようなジャイロセンサのセンサ本体１０の構造を踏まえて本実施形態の
ジャイロセンサについて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るジャイロセンサの構成を示した図であり、（ａ）
はジャイロセンサの側面図、（ｂ）はジャイロセンサの底面図、（ｃ）はジャイロセンサ
の実装状態を示した図である。
この図１（ａ）〜（ｃ）に示すジャイロセンサ１においては、センサ本体１０の外部底
面に形成されている複数の実装電極１８のうち、図１（ｂ）に示すように一辺側に形成さ
れている実装電極１８に対して傾斜部材である金属球２を半田３により接続するようにし
ている。これにより、検出軸Ｇを本来の検出すべき検出方向（鉛直方向）Ｖから所定角度
θだけ傾けるようにしている。
【００１８】
従って、図１（ｃ）に示すようにジャイロセンサ１を実装基板５１上のパターン電極５
２に半田５３により接続すれば、その検出軸Ｇを実装基板５１の法線（鉛直方向Ｖ）に対
して角度θだけ傾けた状態で実装することができる。
なお、本実施形態のジャイロセンサ１に使用する半田３は、当該ジャイロセンサ１を実
装基板５１上のパターン電極５２に接続するときに溶融しないように、半田５３より溶融
温度が高い半田（例えば高温半田）を用いることが好ましい。
また、実装基板５１としては、例えばカーナビゲーション装置等の機器側のプリント基
板やセンサモジュールのプリント基板、或いはリードフレームなどが挙げられる。
このように第１の実施形態のジャイロセンサ１においては、センサ本体１０の実装電極
１８に傾斜部材である金属球２を接続することにより、検出軸Ｇを本来検出すべき正規方
向（鉛直方向Ｖ）から角度θだけ傾けるようにした。
このようにすれば、ジャイロセンサ１の検出軸Ｇを傾斜させるために、センサ本体１０
内の検出素子である水晶振動素子１１（図３参照）を傾斜させて取付部に固定する必要が
ないので、従来のように水晶振動素子１１から振動漏れや不要振動モード等が発生するの
を防止することができる。
【００１９】
また、本実施形態では、傾斜部材として、例えばＣｕ、樹脂、或いはガラスなどをコア
部材とし、その表面に半田コーティングを施した金属球２を用いるようにしている。
ジャイロセンサ１の傾き角θは、センサ本体１０を傾けたときに支点となるパッケージ
端縁から金属球２の接触点までの長さＬ、及び金属球２の直径φとによって決定されるが
、上記のように構成される金属球２は加工精度が極めて高いため、傾斜部材として金属球
２を用いると、金属球２の直径φのバラツキにより発生する検出軸Ｇの傾き角のバラツキ
を抑制することができる。
【００２０】
また金属球２は導電性を有することから、金属球２を実装電極１８に接続すれば、金属
球２を実装端子として機能させることができる。このように金属球２を実装端子として機
能させると、図１（ｃ）に示すようにジャイロセンサ１の実装電極１８と実装基板５１の
パターン電極５２とを確実に導通させることができる。
さらに傾斜部材として金属球２を用いた場合は、実装電極１８と金属球２とを接続する
半田３が溶融したときの表面張力によって金属球２を実装電極１８の重心位置に配置する
ことができる。つまり、金属球２のセルフアライメント作用によって金属球２を実装電極
１８の重心位置に配置することができる。
この結果、パッケージ端縁から金属球２の接触点までの長さＬの精度を高めることが可
能になるので、支点となるパッケージ端縁から金属球２までの長さＬのバラツキによる検
出軸Ｇの傾き角のバラツキを抑制することができる。
【００２１】
さらに傾斜部材として金属球２を用いた場合は、金属球２を実装電極１８に接続したと
きの半田フィレットの形状が安定したものとなり接続強度を高めることができるという利
点もある。
なお、第１の実施形態では、実装電極１８の形状が矩形状である場合を例に挙げて説明
したが、これはあくまでも一例であり、実装電極１８の形状は円形状であっても良い。
【００２２】
図２は本発明の第２の実施形態に係るジャイロセンサの構成を示した図であり、（ａ）
はジャイロセンサの側面図、（ｂ）はジャイロセンサの底面図、（ｃ）はジャイロセンサ
の実装状態を示した図である。なお、図１と同一部位には同一符号を付して詳細な説明は
省略する。
この図２（ａ）〜（ｃ）に示すジャイロセンサ２０においては、センサ本体１０の外部
底面に形成されている複数の実装電極１８のうち、図２（ｃ）に示すように一辺側に形成
されている複数の実装電極１８に対して傾斜部材である金属球２ａを接続すると共に、他
辺側に形成されている複数の実装電極１８に対して金属球２ａより径が小さい金属球２ｂ
を接続することで、金属球２ａと金属球２ｂとの径の違いによって検出軸Ｇを本来検出す
べき検出方向（鉛直方向Ｖ）から角度θだけ傾けるようにしている。従って、図２（ｃ）
に示すように、本実施形態のジャイロセンサ２０を実装基板５１のパターン電極５２に接
続した場合も、その検出軸Ｇを実装基板５１の法線（鉛直方向Ｖ）に対して角度θだけ傾
けた状態で実装することができる。
このように構成した場合も、上記第１の実施形態と同様、検出軸Ｇを傾斜させるために
センサ本体１０内に収納されている水晶振動素子１１（図３参照）を傾斜させて取付部に
固定する必要がないので、従来のように水晶振動素子１１から振動漏れや不要振動モード
等が発生するのを防止することができる。
【００２３】
また、傾斜部材として使用する金属球２ａ、２ｂの加工精度が極めて高いため、金属球
２ａ、２ｂの直径のバラツキにより発生する検出軸Ｇの傾き角のバラツキを抑制すること
ができる。さらに金属球２ａ、２ｂは導電性を有することから、金属球２ａ、２ｂを実装
電極１８に接続すれば、全ての実装電極１８において金属球２ａ又は２ｂを実装端子とし
て機能させることができる。このように金属球２ａ、２ｂを実装端子として機能させると
、図２（ｃ）に示すようにジャイロセンサ２０の実装電極１８と実装基板５１のパターン
電極５２との接続がより確実なものとなる。
さらに、先に説明した金属球２ａ、２ｂのセルフアライメント作用によって金属球２ａ
、２ｂを実装電極１８の重心位置に配置することができるため、支点となる金属球２ａか
ら金属球２ｂまでの長さＬのバラツキにより発生する検出軸Ｇの傾き角のバラツキを抑制
することができる。さらにこの場合も金属球２ａ，２ｂを実装電極１８に接続したときの
半田フィレットの形状が安定したものとなり、接続強度を高めることができる。
なお、第２の実施形態では、実装電極１８の形状が円形状としたが、矩形状であっても
良いことは言うまでもない。
【００２４】
図４は、本実施形態のジャイロセンサの製造手順の一例を示した図である。
本実施形態のジャイロセンサを製造に際には、図４（ａ）に示すように、先ず、実装電
極１８や図示しない内部導体を形成したセラミックパッケージ１７の内部底面に、例えば
フェイスダウンボンディングによりＩＣ回路１５を実装する（Ｓ１）。次に、セラミック
パッケージ１７内の段差部の上面に接着剤１４を塗布した後（Ｓ２）、検出素子である水
晶振動素子１１を搭載した支持基板１２を載置する（Ｓ３）。この後、セラミックパッケ
ージ１７内を真空状態で封止する（Ｓ４）。これにより、図３に示したセンサ本体１０を
作製することができる。
【００２５】
次に、傾斜部材接続工程Ｓ５において、上記のようにして作製したセンサ本体１０のセ
ラミックパッケージ１７の外部底面に形成されている実装電極１８に傾斜部材である金属
球２を接続するようにしている。
傾斜部材接続工程Ｓ５においては、図４（ｂ）に示すように、まず、実装基板５１に導
電性ペーストを塗布し（Ｓ５−１）、次に塗布した導電性ペーストに金属球２を搭載して
加熱を行い（Ｓ５−２）、導電性ペーストを介して実装基板５１と金属球２とを固着する
（Ｓ５−３）。次に、金属球２上またはパッケージに導電性ペーストを塗布し（Ｓ５−４
）、センサ本体を搭載して加熱を行い（Ｓ５−５）、導電性ペーストを介して金属球２と
センサ本体とを固着する（Ｓ５−６）。なお、工程Ｓ５−３及び工程Ｓ５−６はリフロー
工程ともいう。これにより、本実施形態のジャイロセンサ１、２０を作製することができ
る。
このような手順で製造すれば、従来と同様の製造工程で作製したセンサ本体１０の実装
電極１８に傾斜部材を接続する工程Ｓ５を追加するだけで、本実施形態のジャイロセンサ
１、２０を作製することができるので、新たな製造ラインを構築することなく、従来の製
造ラインを利用することが可能になる。また、検出素子である水晶振動素子１１に対して
スリット加工などを施す必要がないため、水晶振動素子１１の加工コストを削減すること
ができる。
【００２６】
ところで、上記した図１、及び図２に示した本実施形態のジャイロセンサにおいて１（
２０）においては、センサ本体１０の実装電極１８に対して予め金属球２（２ａ，２ｂ）
を接続した上で、実装基板５１のパターン電極５２に実装するようにしているが、例えば
図１に示したセンサ本体１０を実装基板５１に実装する際に、センサ本体１０と実装基板
５１の実装面との間に金傾斜部材である金属球２を配置してセンサ本体１０を角度θだけ
傾けることも可能である。
【００２７】
図５は本発明のジャイロセンサの第１の取り付け構造を示した図である。
この図５に示す第１の取り付け構造においては、図１に示したセンサ本体１０を実装基
板５１に実装する際にセンサ本体１０の外部底面に形成されている複数の実装電極１８の
うち、一辺側に形成されている実装電極１８と、実装基板５１上のパターン電極５２との
間に傾斜部材である金属球２を配置して実装することにより、センサ本体１０の検出軸Ｇ
を、本来、検出すべき（鉛直方向Ｖ）から角度θだけ傾けるようにした。
即ち、この場合は、傾斜部材である金属球２をセンサ本体１０と実装基板５１の実装面
との間に介在させ、実装基板５１の実装面を検出すべき正規方向（鉛直方向Ｖ）から所定
角度θだけ傾斜させたときに、センサ本体１０の検出軸Ｇの傾斜角度が検出すべき正規方
向から許容範囲内の傾斜角度となるようにセンサ本体１０を取り付けるようにした。
【００２８】
具体的にはセンサ本体１０の検出軸Ｇの傾斜角度が鉛直方向Ｖから許容範囲である３０
°以内の傾斜角度となるようにセンサ本体１０を取り付けるようにした。
このようにすれば、センサ本体１０を実装基板５１に実装する際に、実装基板５１の傾
き角θ（実装基板５１の鉛直方向Ｖに対する傾き角θ）に応じて、センサ本体１０の検出
軸Ｇの傾き角を設定することが可能になる。
この場合も金属球２は加工精度が極めて高いため、傾斜部材として金属球２を用いるこ
とで、金属球２の直径φのバラツキにより発生する検出軸Ｇの傾き角のバラツキを抑制す
ることができる。また金属球２は導電性を有することから、金属球２を実装電極１８に接
続すれば、金属球２を実装端子として機能させることができる。金属球２を実装端子とし
て機能させるとセンサ本体１０の実装電極１８と実装基板５１のパターン電極５２との導
通を確実なものとすることができる。
【００２９】
また金属球２のセルフアライメント作用によって金属球２を実装電極１８の重心位置に
配置することができるため、支点となるセンサ本体１０のパッケージ端縁から金属球２ま
での長さのバラツキにより発生する検出軸Ｇの傾き角のバラツキを抑制することができる
。
さらに金属球２を用いた場合は半田フィレットの形状が安定したものとなり、接続強度
を高めることができる。
【００３０】
図６は本発明のジャイロセンサの第２の取り付け構造を示した図である。
この図６に示す第２の取り付け構造においては、センサ本体１０の検出軸Ｇを検出した
い方向に合わせるために、センサ本体１０を実装基板５１に表面実装する際に、センサ本
体１０と実装基板５１との間に径の異なる２種類の金属球２ａ、２ｂを配置することによ
り、金属球２ａ、２ｂの径の違いによってセンサ本体１０の検出軸Ｇを角度θだけ傾ける
ようにしている。
このように構成した場合も、第１の実装方法と同様、検出軸Ｇを傾斜させるためにセン
サ本体１０内に収納されている水晶振動素子１１（図３参照）を傾斜させて固定する必要
がないため、水晶振動素子１１からの振動漏れや不要振動モード等が発生するのを防止す
ることができる。
【００３１】
また、この場合も傾斜部材として使用する金属球２ａ、２ｂの加工精度が極めて高いた
め、金属球２ａ、２ｂの直径のバラツキにより発生する検出軸Ｇの傾き角のバラツキを抑
制することができる。さらに金属球２ａ、２ｂは導電性を有することから、金属球２ａ、
２ｂを実装電極１８に接続すれば、センサ本体１０の実装電極１８とパターン電極５２と
の導通をより確実なものとすることができる。
さらに金属球２ａ、２ｂのセルフアライメント作用によって金属球２ａ、２ｂを実装電
極１８の重心位置に配置することができるため、支点となる金属球２ａから金属球２ｂま
での長さのバラツキにより発生する検出軸Ｇの傾き角のバラツキを抑制することができる
。さらに傾斜部材として金属球２ａ、２ｂを用いた場合は半田フィレットの形状が安定し
たものとなり、接続強度を高めることができる。
【００３２】
図７は本発明のジャイロセンサの第３の取り付け構造を示した図である。
この図７に示す第３の取り付け構造においては、図５に示したようにセンサ本体１０の
外部底面の一辺側に形成されている実装電極１８と、実装基板５１のパターン電極５２と
の間に傾斜部材である金属球２を配置して実装する際に、ジャイロセンサ２０がずれない
ようにジャイロセンサ２０の支点となる側の側面に固定用の金属球２ｃを配置するように
している。このようにすると、ジャイロセンサ２０の水平方向の長さＬに依存した傾き角
のバラツキをより確実に抑えることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、慣性センサとしてジャイロセンサを例に挙げているため、実装
基板５１の実装面を検出すべき正規方向（鉛直方向Ｖ）から所定角度θだけ傾斜させたと
きに、センサ本体１０の検出軸Ｇの傾斜角度が検出すべき鉛直方向Ｖから許容範囲内の傾
斜角度となるようにセンサ本体１０を取り付けるようにしているが、慣性センサが加速度
センサである場合は、検出すべき正規方向が進行方向（水平方向）となるので、実装基板
５１の実装面を検出すべき水平方向から所定角度傾斜させたときにセンサ本体１０の検出
軸Ｇの傾斜角度が、正規方向から許容範囲内の傾斜角度となるようにセンサ本体１０を取
り付けるようにすれば良い。
【００３４】
また、これまで説明した本実施形態では、傾斜部材を用いてジャイロセンサの検出軸Ｇ
を特定方向（本実施形態では紙面の右側方向）に所定角度傾斜させる場合を例に挙げて説
明したが、例えば金属球を接続する実装電極１８の位置を変えたりすることで、検出軸の
傾斜角度に加えて傾斜方向を調整することも可能である。
また、本実施形態では、本発明の慣性センサの一例としてジャイロセンサを例に挙げて
説明したが、あくまでも一例であり、検出素子により検出軸方向の物理量の大きさを検出
するセンサであれば、例えば加速度センサなどにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係るジャイロセンサの構成を示した図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係るジャイロセンサの構成を示した図である。
【図３】（ａ）はジャイロセンサ本体の内部構造を示した図、（ｂ）（ｃ）は水晶振動素子の構成を示した図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は本実施形態のジャイロセンサの製造手順の一例を示した図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は本実施形態のジャイロセンサの第１の取り付け構造を示した図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は本実施形態のジャイロセンサの第２の取り付け構造を示した図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は本実施形態のジャイロセンサの第３の取り付け構造を示した図である。
【図８】（ａ）はセンターコンソールに設置されたカーナビゲーション本体を示した図、（ｂ）はカーナビゲーション本体に実装されているジャイロセンサを示した図である。
【符号の説明】
【００３６】
１、２０…ジャイロセンサ、２、２ａ、２ｂ…金属球、３、５３…半田、１０…センサ
本体、１１…水晶振動素子、１２…支持基板、１３…脚部、１４…接着剤、１５…半導体
集積回路、１６…蓋体、１７…セラミックパッケージ、１８…実装電極、１９…封止部材
、５１…実装基板、５２…パターン配線
【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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