(57)【要約】【課題】検出感度のバラツキを抑制することができるとともに、長期安定性や落下耐性などを高めることができる加速度センサを得ることを目的とする。【解決手段】慣性質量を有する弾性体１の上部側面及び左部側面に第１の応力インピーダンス効果素子１１，１３を装着し、下部側面及び右部側面に第２の応力インピーダンス効果素子１２，１４を装着するように構成した。これにより、検出感度のバラツキを抑制することができるとともに、長期安定性や落下耐性などを高めることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
慣性質量を有する柱状の弾性体と、上記弾性体の任意の側面に長手方向に沿って装着され、上記弾性体が変形するとインピーダンスが変化する第１の応力インピーダンス効果素子と、上記側面と対向する側面に長手方向に沿って装着され、上記弾性体が変形するとインピーダンスが変化する第２の応力インピーダンス効果素子とを備えた加速度センサ。
【請求項２】
弾性体の断面形状が多角形である場合、上記弾性体における半分の側面に第１の応力インピーダンス効果素子をそれぞれ装着し、残り半分の側面に第２の応力インピーダンス効果素子をそれぞれ装着す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】
弾性体の断面形状が円形である場合、加速度検出軸に対応する側面に第１の応力インピーダンス効果素子を装着し、その側面に対応する側面に第２の応力インピーダンス効果素子を装着す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４】
弾性体の任意の側面に切欠きを施すとともに、その切欠き部分より先端側にある当該側面の対向側面を長手方向に非平行とし、その切欠き部分における当該対向側面に第３の応力インピーダンス効果素子を装着することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の加速度センサ。
【請求項５】
慣性質量を有する基板内に応力インピーダンス効果素子を挿入し、その基板を弾性体の側面に装着することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の加速度センサ。
【請求項６】
電気的に接地されている電磁界シールド箱の中に応力インピーダンス効果素子が装着されている弾性体を設置することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の加速度センサ。
【請求項７】
電気的に接地されている電磁界シールド膜を応力インピーダンス効果素子が装着されている弾性体に被覆することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の加速度センサ。
【請求項８】
応力インピーダンス効果素子として、アモルファス磁性体である負極歪アモルファスワイヤを用いることを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の加速度センサ。
【請求項９】
慣性質量を有する柱状の弾性体と、上記弾性体の任意の側面に長手方向に沿って装着され、上記弾性体が変形するとインピーダンスが変化する第１の応力インピーダンス効果素子と、上記側面と対向する側面に長手方向に沿って装着され、上記弾性体が変形するとインピーダンスが変化する第２の応力インピーダンス効果素子と、上記第１及び第２の応力インピーダンス効果素子を励磁する励磁回路と、上記第１の応力インピーダンス効果素子により誘起された電圧と上記第２の応力インピーダンス効果素子により誘起された電圧との差分を求め、その差分に比例する検出信号を出力する検出回路とを備えた加速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、振動計測、車両制御や運動制御などに利用され、軸方向の加速度を検出する加速度センサ及び加速度検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
運動する物体に加わる加速度を検出する加速度センサには、圧電式、歪ゲージ式、差動トランスを利用する磁気方式、コンデンサの容量変化を検出する容量式などがある。
近年、特に半導体のマイクロマシニング技術を応用した加速度センサとして、機械的外力により電気抵抗が変化するピエゾ抵抗効果を利用する加速度センサや、コンデンサの容量の変化を検出することで加速度を算出する加速度センサが注目を集めている。これらは、装置の小型化、量産性、高精度化や高信頼性などの長所を有している。
【０００３】
従来の加速度センサは、１つのセンサエレメント内に面内２軸、面外１軸変位が可能な可動電極構造を作成し、それぞれの検出軸に一定の空隙を介して検出用固定電極を設け、その可動電極と固定電極間の容量変化を検出することにより、２軸もしくは３軸の加速度成分を検出する。センサの動特性の調整は、可動電極の質量と可動電極を支持する梁の構造、長さ、断面の長さ比で行う（以下の特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−５１９６７号公報（段落番号［００１８］から［００３３］、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の加速度センサは以上のように構成されているので、ウエハ面内にエッチング処理を実施して可動電極と固定電極間の空隙等を形成するが、複数のセンサを同一ウエハ面内に製作する場合、エッチング処理にバラツキが生じると（通常、ウエハの中心部分と周辺部分では、エッチングスピードに差異があるため、エッチング処理にバラツキが生じる）、個々のセンサの検出感度にバラツキが生じることがある課題があった。
また、各軸のダンピング効果を一定にするためには、センサエレメントを真空に封止しなければならず、製造工程が複雑になるとともに、真空封止に対する長期安定性が劣化する課題があった。この際、ダンピング効果をある程度無視できる面内検出に限っても、センサエレメントをゴミ等から守るためには密封しなければならず、製造工程が複雑になる課題があった。
さらに、低加速度検出を行うには狭ビームを使用しなければならず、Ｓｉ基板をベースにしたエレメントでは落下耐性など、十分な破壊強度を得ることができない課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、検出感度のバラツキを抑制することができるとともに、長期安定性や落下耐性などを高めることができる加速度センサを得ることを目的とする。
また、この発明は、精度よく加速度を検出することができる加速度検出装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る加速度センサは、慣性質量を有する弾性体の任意の側面に第１の応力インピーダンス効果素子を装着し、その側面と対向する側面に第２の応力インピーダンス効果素子を装着するようにしたものである。
【０００８】
この発明に係る加速度検出装置は、第１及び第２の応力インピーダンス効果素子を励磁する励磁回路を設け、第１の応力インピーダンス効果素子により誘起された電圧と第２の応力インピーダンス効果素子により誘起された電圧との差分を求め、その差分に比例する検出信号を出力するようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による加速度センサを示す斜視図であり、図２は図１の加速度センサを示す断面図である。図において、四角柱の弾性体１は慣性質量を有し、弾性体１の側面には例えば銅箔などによる電極面２が形成されている。弾性体１は例えば樹脂、ガラスやシリコンのような非磁性体で作製されている。
ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３はアモルファス磁性体であり、ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３の両端が半田付け等により電極面２に接続されている。また、ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３は弾性体１の長手方向に沿って、例えばアラルダイトなどの接着剤により弾性体１の側面に接着されている。
【００１０】
なお、ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３及び電極面２から応力インピーダンス効果素子が構成されており、説明の便宜上、弾性体１の上部側面に装着される応力インピーダンス効果素子を第１の応力インピーダンス効果素子１１、弾性体１の下部側面に装着される応力インピーダンス効果素子を第２の応力インピーダンス効果素子１２、弾性体１の左部側面に装着される応力インピーダンス効果素子を第１の応力インピーダンス効果素子１３、弾性体１の右部側面に装着される応力インピーダンス効果素子を第２の応力インピーダンス効果素子１４と称する。
【００１１】
この実施の形態１では、弾性体１を慣性質量として機能させるため、弾性体１の端面１ａには慣性質量を設置していないが、弾性体１の端面１ａに慣性質量を設置してもよい。また、弾性体１の他の端面には、例えばロボットのアームのような被加速度検知体４が設置される。
【００１２】
図４はこの発明の実施の形態１による加速度検出装置を示す構成図であり、図において、励磁回路２１は複数のＣＭＯＳインバータマルチバイブレータ２１ａから出力された方形波電圧を微分して整形増幅することによりパルス電流を生成し、そのパルス電流で第１の応力インピーダンス効果素子１１（または１３）と第２の応力インピーダンス効果素子１２（または１４）を励磁する。
ダイオード２２は第１の応力インピーダンス効果素子１１により誘起された電圧を整流し、ダイオード２３は第２の応力インピーダンス効果素子１２により誘起された電圧を整流する。
【００１３】
ピークホールド回路２４はコンデンサと抵抗の並列回路から構成され、ダイオード２２から出力された電圧をピークホールドして直流電圧Ｂを差動増幅器２６に与える。ピークホールド回路２５はコンデンサと抵抗の並列回路から構成され、ダイオード２３から出力された電圧をピークホールドして直流電圧Ａを差動増幅器２６に与える。差動増幅器２６は直流電圧Ａから直流電圧Ｂを減算し、その減算値に比例した検出信号を出力する。なお、ダイオード２２，２３、ピークホールド回路２４，２５及び差動増幅器２６から検出回路が構成されている。
図４では、第１の応力インピーダンス効果素子１１と第２の応力インピーダンス効果素子１２が搭載されている回路を示しているが、第１の応力インピーダンス効果素子１３と第２の応力インピーダンス効果素子１４が搭載されている図４と同様の回路が別途用意される。
【００１４】
次に動作について説明する。
まず、弾性体１のｙ軸方向に衝撃応力が印加されることにより（例えば、下方から衝撃応力が印加）、弾性体１の端面１ａが下に反るように変形すると、第１の応力インピーダンス効果素子１１には張力の応力が印加されるため、第１の応力インピーダンス効果素子１１のインピーダンスは減少する。また、第２の応力インピーダンス効果素子１２には圧縮力の応力が印加されるため、第２の応力インピーダンス効果素子１２のインピーダンスは増加する。
【００１５】
このように弾性体１が変形しているとき、第１の応力インピーダンス効果素子１１と第２の応力インピーダンス効果素子１２が励磁回路２１により励磁されると、第１の応力インピーダンス効果素子１１により誘起された電圧に係る直流電圧Ｂ（ダイオード２２とピークホールド回路２４により変換された直流電圧）は、第２の応力インピーダンス効果素子１２により誘起された電圧に係る直流電圧Ａ（ダイオード２３とピークホールド回路２５により変換された直流電圧）より小さくなる。
【００１６】
差動増幅器２６は、直流電圧Ａから直流電圧Ｂを減算し、その減算値に比例した検出信号を出力するが、上記のように弾性体１が変形しているときは、その減算結果が正の値になるので、その検出信号も正の値になる。正値の検出信号は、弾性体１の下方から衝撃応力が印加されたことを示している。
なお、弾性体１の上方から衝撃応力が印加された場合には、差動増幅器２６の減算結果が負の値になるので、その検出信号も負の値になる。負値の検出信号は、弾性体１の上方から衝撃応力が印加されたことを示している。
弾性体１に衝撃応力が印加されていない場合には、差動増幅器２６の減算結果が零値になるので、その検出信号も零値になる。零値の検出信号は、弾性体１に衝撃応力が印加されていないことを示している。
【００１７】
弾性体１のｘ軸方向に衝撃応力が印加されると、弾性体１の端面１ａが右又は左に反るように変形するが、この場合は、第１の応力インピーダンス効果素子１３と第２の応力インピーダンス効果素子１４により誘起された電圧に係る直流電圧Ａ，Ｂが差動増幅器２６に与えられる。
弾性体１の右側から衝撃応力が印加された場合には、差動増幅器２６の減算結果が正の値になるので、その検出信号も正の値になる。正値の検出信号は、弾性体１の右側から衝撃応力が印加されたことを示している。
弾性体１の左側から衝撃応力が印加された場合には、差動増幅器２６の減算結果が負の値になるので、その検出信号も負の値になる。負値の検出信号は、弾性体１の左側から衝撃応力が印加されたことを示している。
弾性体１に衝撃応力が印加されていない場合には、差動増幅器２６の減算結果が零値になるので、その検出信号も零値になる。零値の検出信号は、弾性体１に衝撃応力が印加されていないことを示している。
【００１８】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、慣性質量を有する弾性体１の上部側面及び左部側面に第１の応力インピーダンス効果素子１１，１３を装着し、下部側面及び右部側面に第２の応力インピーダンス効果素子１２，１４を装着するように構成したので、検出感度のバラツキを抑制することができるとともに、長期安定性や落下耐性などを高めることができる効果を奏する。
即ち、第１及び第２の応力インピーダンス効果素子の長さを揃えるだけで検出感度を一定に保つことができるので、検出感度のバラツキを抑制することができる。また、センサエレメントを真空に封止する必要がないので、長期安定性を高めることができる。
また、長期安定性に優れているＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３を用いて第１及び第２の応力インピーダンス効果素子を構成しているので、長寿命化を図ることができるとともに、十分な破壊強度を持たせることができる。
【００１９】
また、この実施の形態１によれば、第１及び第２の応力インピーダンス効果素子を励磁する励磁回路２１を設け、第１の応力インピーダンス効果素子１１（または１３）により誘起された電圧と第２の応力インピーダンス効果素子１２（または１４）により誘起された電圧との差分を求め、その差分に比例する検出信号を出力するように構成したので、精度よく加速度を検出することができる効果を奏する。
即ち、検出感度のバラツキを抑制することができる加速度センサを用いて加速度を検出しているので、加速度の検出精度を高めることができる。
【００２０】
なお、この実施の形態１では、第１及び第２の応力インピーダンス効果素子を弾性体１の側面の表面にＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３を接着するものについて示したが、図３に示すように、予め弾性体１の側面にワイヤ設置溝５を施し、そのワイヤ設置溝５にＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３を埋め込むように装着してもよい。
これにより、ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３を安定的に固定できるため、加速度センサを量産する際、更に検出感度のバラツキを低減することができる。
【００２１】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、四角柱状の弾性体１を用いるものについて示したが、多角柱状の弾性体１であればよく、例えば、図５及び図６に示すように、六角柱状の弾性体１を用いるようにしてもよい。
この場合には、例えば、弾性体１の上部側面に装着される応力インピーダンス効果素子を第１の応力インピーダンス効果素子１１、弾性体１の下部側面に装着される応力インピーダンス効果素子を第２の応力インピーダンス効果素子１２、弾性体１の左上部側面に装着される応力インピーダンス効果素子を第１の応力インピーダンス効果素子１３、弾性体１の右下部側面に装着される応力インピーダンス効果素子を第２の応力インピーダンス効果素子１４、弾性体１の左下部側面に装着される応力インピーダンス効果素子を第１の応力インピーダンス効果素子１５、弾性体１の右上部側面に装着される応力インピーダンス効果素子を第２の応力インピーダンス効果素子１６とすればよい。
【００２２】
この実施の形態２では、図４の回路を３組用意する必要があるが、６０°間隔の３軸方向の加速度を検出することができる。例えば、３軸方向に動作が限定される工業用ロボットの駆動検出には有効である。
【００２３】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、四角柱状の弾性体１を用いるものについて示したが、図７及び図８に示すように、円柱状の弾性体１を用いるようにしてもよい。
例えば、所定の間隔をもって複数の応力インピーダンス効果素子を側面に装着するが、３軸方向の加速度を検出する場合には、６０°間隔に第１の応力インピーダンス効果素子１１，１３，１５を装着し、また、第１の応力インピーダンス効果素子１１，１３，１５と対向するように、６０°間隔に第２の応力インピーダンス効果素子１２，１４，１６を装着する。
【００２４】
この場合、図４の回路を３組用意する必要があるが、６０°間隔の３軸方向の加速度を検出することができる。
ただし、円柱状の弾性体１を用いる場合、必ずしも所定の間隔をもって応力インピーダンス効果素子を装着する必要はなく、所望の加速度検出軸に対応する側面に第１の応力インピーダンス効果素子を装着し、その側面に対応する側面に第２の応力インピーダンス効果素子を装着すればよい。即ち、円柱状の弾性体１を用いる場合、面内方向であれば検出加速度の軸を限定する必要はなく、例えば、所望の加速度検出軸が０度、４５度、１００度であれば、０度と４５度１００度に対応する側面に第１の応力インピーダンス効果素子１１，１３，１５を装着して、１８０度、２２５度、２８０度に対応する側面に第２の応力インピーダンス効果素子１２を装着する。
なお、複数組の回路の検出信号（図４の差動増幅器２６）の符号や絶対値等を相互に比較すれば、応力インピーダンス効果素子が装着されている側面の方向以外の方向の加速度も検出することができる。
【００２５】
実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４による加速度センサを示す斜視図であり、図１０は図９の加速度センサを示す側面図である。図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
弾性体１の上部側面には切欠き６が施され、その切欠き６が施されている部分より先端側にある下部側面１ｂが斜めに形成されている（長手方向に非平行）。
ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３と電極面２から構成されている第３の応力インピーダンス効果素子１７は切欠き６が施されている部分と対向するように下部側面に装着されている。
【００２６】
図１１はこの発明の実施の形態４による加速度検出装置を示す構成図であり、図において、励磁回路３１は方形波電圧を微分して整形増幅することによりパルス電流を生成し、そのパルス電流で第３の応力インピーダンス効果素子１７を励磁する。ダイオード３２は第３の応力インピーダンス効果素子１７により誘起された電圧を整流する。
ピークホールド回路３３はコンデンサと抵抗の並列回路から構成され、ダイオード３２から出力された電圧をピークホールドして直流電圧Ｄを差動増幅器３５に与える。電源回路３４は直流電圧Ｃを差動増幅器３５に与える。差動増幅器３５は直流電圧Ｃから直流電圧Ｄを減算し、その減算値に比例した検出信号を出力する。なお、ダイオード３２、ピークホールド回路３３、電源回路３４及び差動増幅器３５から検出回路が構成されている。
【００２７】
次に動作について説明する。
弾性体１のｘ軸方向に衝撃応力が印加された場合には、上記実施の形態１と同様に、第１の応力インピーダンス効果素子１３と第２の応力インピーダンス効果素子１４とのインピーダンス変化により加速度を検出する。
また、弾性体１のｙ軸方向に衝撃応力が印加された場合にも、上記実施の形態１と同様に、第１の応力インピーダンス効果素子１１と第２の応力インピーダンス効果素子１２とのインピーダンス変化により加速度を検出する。
【００２８】
上記実施の形態１では、弾性体１のｚ軸方向に衝撃応力が印加されても、加速度を検出することができないが、この実施の形態４では、弾性体１のｚ軸方向に衝撃応力が印加されると、切欠き６が施されている部分にｘ軸回りのモーメントが発生し、第３の応力インピーダンス効果素子１７に応力が印加される。
即ち、図１０において、図中左側から衝撃応力が印加されると、弾性体１の先端部分が左回りに変形するので、第３の応力インピーダンス効果素子１７には張力の応力が印加されて、第３の応力インピーダンス効果素子１７のインピーダンスが減少する。
一方、図中右側から衝撃応力が印加されると、弾性体１の先端部分が右回りに変形するので、第３の応力インピーダンス効果素子１７には圧縮力の応力が印加されて、第３の応力インピーダンス効果素子１７のインピーダンスが増加する。
【００２９】
図中左側から衝撃応力が印加された場合には、差動増幅器３５の減算結果（直流電圧Ｃ−直流電圧Ｄ）が正の値になるので、その検出信号も正の値になる。正値の検出信号は、図中左側から衝撃応力が印加されたことを示している。
図中右側から衝撃応力が印加された場合には、差動増幅器３５の減算結果（直流電圧Ｃ−直流電圧Ｄ）が負の値になるので、その検出信号も負の値になる。負値の検出信号は、図中右側から衝撃応力が印加されたことを示している。
弾性体１に衝撃応力が印加されていない場合には、差動増幅器３５の減算結果（直流電圧Ｃ−直流電圧Ｄ）が零値になるので、その検出信号も零値になる。零値の検出信号は、弾性体１に衝撃応力が印加されていないことを示している。
【００３０】
ただし、第３の応力インピーダンス効果素子１７は、ｙ軸方向の衝撃応力が印加されても応力が発生するため、ｙ軸方向の加速度とｚ軸方向の加速度を分離して検出するためには、図１２に示すように、所定の演算処理が必要である。所定の演算処理としては、例えばｚ軸方向の加速度を示す検出信号があり、ｙ軸方向の加速度を示す検出信号がなければ、ｚ軸方向の衝撃応力のみ印加されているものと判断する。
一方、ｙ軸方向の加速度を示す検出信号があり、ｚ軸方向の加速度を示す検出信号があれば、ｚ軸方向の加速度に関して演算処理を行う。前もってｙ軸方向の加速度のみを印加したときの第３の応力インピーダンス効果素子１７の出力を測定しておき、これを固定値として記憶する。ｙ軸方向と第３の応力インピーダンス効果素子１７の両方に出力があった場合、第３の応力インピーダンス効果素子１７の出力から、そのときのｙ軸方向の出力に対応する前記固定値を呼び出して減算し、その結果、導かれた値を真の第３の応力インピーダンス効果素子１７の出力として判断する。
【００３１】
なお、この実施の形態４では、第３の応力インピーダンス効果素子１７のインピーダンス変化からｚ軸方向の加速度を検出するものについて示したが、第３の応力インピーダンス効果素子１７と対向するように、切欠き６が施されている溝部面に応力インピーダンス効果素子を装着することにより、図４の回路のような２個の応力インピーダンス効果素子の差動構成としてもよい。
【００３２】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、弾性体１の上部側面に切欠き６を施すとともに、その切欠き６が施されている部分より先端側にある下部側面１ｂを斜めに形成し、切欠き６が施されている部分と対向するように下部側面に第３の応力インピーダンス効果素子１７を装着するように構成したので、ｘ軸方向及びｙ軸方向の加速度の他に、ｚ軸方向の加速度も検出することができる効果を奏する。
【００３３】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３の両端を電極面２に接続し、ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３を弾性体１の側面に直接接着するものについて示したが、図１３に示すように、慣性質量を有する基板４１内に応力インピーダンス効果素子１１，１２，１３，１４等（ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３、電極面２）を挿入し、その基板４１を弾性体１の側面に装着するようにしてもよい（図１４及び図１５を参照）。
【００３４】
慣性質量を有する基板４１（以下、応力インピーダンス効果素子基板という）の構成について説明する。
まず、例えば、シリコンやガラスのように、薄肉化が容易で慣性質量の一部をなすことが可能なベース基板４１ｂにワイヤ設置溝４２を形成する。ベース基板４１ｂがシリコンやガラスであれば、ワイヤ設置溝４２はエッチング等により高精度に作製することができる。
ワイヤ設置溝４２の両端には、例えば銅箔による電極面２を形成する。図示していないが、ベース基板４１ｂには、図４の回路等と接続するための配線も形成する。これらはスパッタリング等の蒸着技術など、半導体プロセスによれば容易に高精度に形成することができる。
【００３５】
次に、ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３をワイヤ設置溝４２に設置し、ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３の両端を半田付け等により電極面２に接続した後、ベース基板４１ｂと上部基板４１ａを接合し、応力インピーダンス効果素子基板４１を作製する。
ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３はベース基板４１ｂと上部基板４１ａにより密着して接するのがよく、基板接合前に接着剤等により固定してもよい。ベース基板４１ｂと上部基板４１ａの接合は、シリコンやガラスであれば直接接合や陽極接合等のプロセスにより容易に作製することができる。
図４の回路等との接続は、図示していないが、上部基板４１ａに貫通孔を形成し取り出してもよく、基板端面から行ってもよい。図１３では、ベース基板４１ｂにのみワイヤ設置溝４２を設置したが、上部基板４１ａにもワイヤ設置溝４２を設置してもよい。さらにシリコンを基板に用いるなら、図４の回路等を同一基板上に形成することも可能である。
【００３６】
以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、応力インピーダンス効果素子基板４１内に応力インピーダンス効果素子（ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３、電極面２）を挿入し、その応力インピーダンス効果素子基板４１を弾性体１の側面に装着するように構成したので、ベース基板４１ｂに対するＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３の装着処理を平面上で実施することができるようになり、その結果、加速度センサの製造の容易化を図ることができる効果を奏する。なお、応力インピーダンス効果素子基板４１は、半導体プロセスを利用すれば、安価に大量に製造することができる。
また、この実施の形態５によれば、ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３が応力インピーダンス効果素子基板４１内にあるため、長期安定性を高めることができる効果を奏する。
【００３７】
ここで、図１６は別の応力インピーダンス効果素子基板４１の断面構造の一例を示している。
ベース基板４１ｂの両面に対向してワイヤ設置溝４２を形成し、２本の応力インピーダンス効果素子１１，１２（ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ３、電極面２）を２つのワイヤ設置溝４２に設置している。
本構造であれば、２本の応力インピーダンス効果素子１１，１２を用いているため応力の検出が２倍となる。また、本構造であれば、応力インピーダンス効果素子基板４１だけで、１軸ではあるが加速度を検出することができる。
【００３８】
実施の形態６．
図１７はこの発明の実施の形態６による加速度センサを示す斜視図であり、図１８は図１７の加速度センサを示す断面図である。図において、電磁界シールド箱５１は例えば珪素鋼板により作製され、電気的に接地されている。また、電磁界シールド箱５１は弾性体１の振動を抑制しないように、応力インピーダンス効果素子が装着されている弾性体１を取り囲んでいる。
この実施の形態６によれば、電気的に接地された電磁界シールド箱５１が弾性体１の振動を抑制しない十分離間した位置において、弾性体１を取り囲んでいるので、外部電磁界によって応力インピーダンス効果素子や図４の回路等に発生するノイズを抑制することができる効果を奏する。
【００３９】
実施の形態７．
上記実施の形態６では、弾性体１を取り囲むように電磁界シールド箱５１を設置するものについて示したが、図１９に示すように、弾性体１の振動を抑制しないように、電気的に接地された電磁界シールド層５２と絶縁層５３から為る薄膜の電磁界シールド膜を、応力インピーダンス効果素子が装着されている弾性体１に被覆するようにしてもよい。
この場合も、外部電磁界によって応力インピーダンス効果素子や図４の回路等に発生するノイズを抑制することができる効果を奏する。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、慣性質量を有する弾性体の任意の側面に第１の応力インピーダンス効果素子を装着し、その側面と対向する側面に第２の応力インピーダンス効果素子を装着するように構成したので、検出感度のバラツキを抑制することができるとともに、長期安定性や落下耐性などを高めることができる効果がある。
【００４１】
この発明によれば、第１及び第２の応力インピーダンス効果素子を励磁する励磁回路を設け、第１の応力インピーダンス効果素子により誘起された電圧と第２の応力インピーダンス効果素子により誘起された電圧との差分を求め、その差分に比例する検出信号を出力するように構成したので、精度よく加速度を検出することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による加速度センサを示す斜視図である。
【図２】図１の加速度センサを示す断面図である。
【図３】図１の加速度センサを示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１による加速度検出装置を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態２による加速度センサを示す斜視図である。
【図６】図５の加速度センサを示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態３による加速度センサを示す斜視図である。
【図８】図７の加速度センサを示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態４による加速度センサを示す斜視図である。
【図１０】図９の加速度センサを示す側面図である。
【図１１】この発明の実施の形態４による加速度検出装置を示す構成図である。
【図１２】加速度検出装置の処理内容を示す説明図である。
【図１３】応力インピーダンス効果素子基板の構造を示す斜視図である。
【図１４】この発明の実施の形態５による加速度センサを示す斜視図である。
【図１５】図１４の加速度センサを示す断面図である。
【図１６】応力インピーダンス効果素子基板の断面構造を示す断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態６による加速度センサを示す斜視図である。
【図１８】図１７の加速度センサを示す断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態７による加速度センサを示す断面図である。
【符号の説明】
１  弾性体、１ａ  端面、１ｂ  下部側面、２  電極面、３  ＣｏＳｉＢ負磁性アモルファスワイヤ（アモルファス磁性体）、４  被加速度検知体、５  ワイヤ設置溝、６  切欠き、１１，１３，１５  第１の応力インピーダンス効果素子、１２，１４，１６  第２の応力インピーダンス効果素子、１７  第３の応力インピーダンス効果素子、２１  励磁回路、２１ａ  ＣＭＯＳインバータマルチバイブレータ、２２，２３  ダイオード（検出回路）、２４，２５  ピークホールド回路（検出回路）、２６  差動増幅器（検出回路）、３１  励磁回路、３２  ダイオード（検出回路）、３３  ピークホールド回路（検出回路）、３４  電源回路（検出回路）、３５  差動増幅器（検出回路）、４１  応力インピーダンス効果素子基板、４１ａ  上部基板、４１ｂ  ベース基板、４２  ワイヤ設置溝、５１  電磁界シールド箱、５２  電磁界シールド層（電磁界シールド膜）、５３絶縁層（電磁界シールド膜）。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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