(57)【要約】【課題】本発明は、静電容量式センサに関し、オフセットの発生を防止し、中立状態における出力を安定して定められるようにすることを目的とする。【解決手段】固定電極１ａが形成された固定基板１と、固定電極１ａとギャップｇを存して対向配置された可動電極を有して固定基板１に対して揺動可能な可動部３ｄと、可動部３ｄに設けられた重り４と、中立状態における固定基板１に対する可動部３ｄの位置を略平行に定める位置決め手段Ｐとを備え、可動電極と固定電極１ａとの少なくとも一方を複数設けて構成する。【選択図】　図２
2004093295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定電極が形成された固定基板と、
前記固定電極とギャップを存して対向配置された可動電極を有して前記固定基板に対して揺動可能な可動部と、
前記可動部に設けられた重りと、
中立状態における前記固定基板に対する前記可動部の配置を略平行に定める位置決め手段とを備え、
前記可動電極と前記固定電極との少なくとも一方は複数設けられ、
前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量を検出自在としたことを特徴とする、静電容量式センサ。
【請求項２】
前記位置決め手段が、前記重りを含む前記可動部側と前記固定基板側とのいずれか一方側に設けられた凸部と、いずれか他方側に設けられ前記凸部を受ける受け部とにより構成されたことを特徴とする、請求項１記載の静電容量式センサ。
【請求項３】
前記凸部が、前記固定基板から突出して設けられ前記可動部を支持する支持体により構成されるとともに、前記受け部が、前記可動部側に設けられ前記支持体の先端部を受ける凹部により構成され、
前記重りの重心位置が平面視で前記凹部の内側に配されたことを特徴とする、請求項２記載の静電容量式センサ。
【請求項４】
前記凸部が、前記可動部から突出して設けられ前記可動部を前記固定基板上に支持する支持体により構成されるとともに、前記受け部が、前記固定基板に設けられ前記支持体先端部を受ける凹部により構成され、
前記重りの重心位置が平面視で前記凹部の内側に配されたことを特徴とする、請求項２記載の静電容量式センサ。
【請求項５】
前記凸部が、前記重りから突出して設けられ前記可動部を前記固定基板上に支持する支持体により構成されるとともに、前記受け部が、前記固定基板に設けられ前記支持体先端部を受ける凹部により構成され、
前記重りの重心位置が平面視で前記凹部の内側に配されたことを特徴とする、請求項２記載の静電容量式センサ。
【請求項６】
前記位置決め手段が、
前記固定基板から突出して設けられフラット面を構成するような先端形状を有する先端部で前記可動部を支持する支持体として構成され、
前記重りの重心位置が平面視で前記支持体の前記先端形状によって構成された前記フラット面の内側に配されたことを特徴とする、請求項１記載の静電容量式センサ。
【請求項７】
前記位置決め手段が、
前記可動部から突出して設けられフラット面を構成するような先端形状を有する先端部で前記可動部を前記固定基板上に支持する支持体として構成され、
前記重りの重心位置が平面視で前記支持体の先端形状によって構成された前記フラット面の内側に配されたことを特徴とする、請求項１記載の静電容量式センサ。
【請求項８】
前記位置決め手段が、
前記重りから突出して設けられフラット面を構成するような先端形状を有する先端部で前記可動部を前記固定基板上に支持する支持体として構成され、
前記重りの重心位置が平面視で前記支持体の先端形状によって構成された前記フラット面の内側に配されたことを特徴とする、請求項１記載の静電容量式センサ。
【請求項９】
固定電極が形成された固定基板と、
前記固定電極とギャップを存して対向配置された可動電極を有するとともに、前記固定基板に対して揺動可能な可動部と、
前記可動部に設けられた重りと、
中立状態を中心とする所定の揺動の範囲内において前記可動部の揺動を規制する揺動規制手段を備え、
前記可動電極と前記固定電極との少なくとも一方は複数設けられたことを特徴とする、静電容量式センサ。
【請求項１０】
前記揺動規制手段が、
前記固定基板と前記重りとの間に配置され前記可動部を先端部により前記固定基板上に支持する支持体によって構成され、
前記重りの重心位置が平面視で前記支持体の内側に配されたことを特徴とする、請求項９記載の静電容量式センサ。
【請求項１１】
前記支持体の先端部が、フラット面を構成するような先端形状をなしたことを特徴とする、請求項１０記載の静電容量式センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電容量式センサに関し、中立状態での出力の安定性を改善したセンサ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の静電容量式センサとしては、例えば、マイクロメカニクスによる傾斜センサが知られている。このセンサは、対向配置された電極を備え、一方の電極は特定の軸回りに揺動可能な可動部に設けられた可動電極として構成され、他方の電極は固定基板に設けられた例えば二つの固定電極として構成されている。また、この可動部の上には重りが取り付けられており、センサが傾斜した際に、この重りが可動電極に上記軸回りのモーメントを作用させ、傾斜を感度良く検出できるようになっている。
そして、上記二つの固定電極と可動電極とにより二つのコンデンサが形成され、それらの差動信号により、水平状態（中立状態）からのセンサの傾斜角が検出されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のセンサを製造する場合、可動部等の部品の寸法に基づいて、可動電極が固定電極とちょうど向かい合う位置にくるように可動部を固定基板上に組み付けている。このとき、可動部が上述の位置からずれて組みつけられると、オーバーラップする電極の面積が変化して初期の差動信号にオフセットが生じる。また、可動部への重りの組み付けにずれが生じると、中立状態にも関わらず重りが可動部を揺動させ、可動電極と固定電極とが非平行となって初期容量にオフセットが発生する。このため、組み付け作業には高い精度が要求される。
【０００４】
すなわち、部品の組み付け精度が悪いと、オフセットが発生し、中立状態における出力が不安定になるという課題があった。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、オフセットの発生を低減し、中立状態における出力を安定して定められるようにした、静電容量式センサを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係わる静電容量式センサは、固定電極が形成された固定基板と、前記固定電極とギャップを存して対向配置された可動電極を有して前記固定基板に対して揺動可能な可動部と、前記可動部に設けられた重りと、中立状態における前記固定基板に対する前記可動部の位置を略平行に定める位置決め手段とを備え、前記可動電極と前記固定電極との少なくとも一方は複数設けられ、前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量を検出自在としたことを特徴としている。
本構成によれば、位置決め手段によって、センサが水平な中立状態における固定基板に対する可動部の配置を略平行とすることができるため、中立状態の出力にオフセットが発生することを抑制できる。
【０００６】
ここで、前記位置決め手段を、前記重りを含む前記可動部側と前記固定基板側とのいずれか一方側に設けられた凸部と、いずれか他方側に設けられ前記凸部を受ける受け部とにより構成してもよい。このように構成すれば、凸部と受け部という極めて簡単な構成により中立状態のオフセットの発生を抑制することができる。
【０００７】
このとき、前記凸部を、前記固定基板から突出して設けられ前記可動部を支持する支持体により構成するとともに、前記受け部を、前記可動部側に設けられ前記支持体の先端部を受ける凹部により構成し、前記重りの重心位置が平面視で前記凹部の内側に配置されるようにしてもよい。なお、受け部を可動部側に設ける構成には、受け部を直接可動部に設ける構成と、受け部を重りに設ける構成とが含まれる。
【０００８】
また、前記凸部を、前記可動部から突出して設けられ前記可動部を前記固定基板上に支持する支持体により構成するとともに、前記受け部を、前記固定基板に設けられ前記支持体先端部を受ける凹部により構成し、前記重りの重心位置が平面視で前記凹部の内側に配置されるようにしてもよい。さらに、前記凸部を、前記重りから突出して設けられ前記可動部を前記固定基板上に支持する支持体により構成するとともに、前記受け部を、前記固定基板に設けられ前記支持体先端部を受ける凹部により構成し、前記重りの重心位置が平面視で前記凹部の内側に配置されるようにしてもよい。
【０００９】
上述の構成によれば、支持体による可動部の支持位置が上記凹部によって規制され、固定基板に対する可動部の配置が確実に定められる。また、重りの重心位置が平面視で凹部の内側に配置されているため、支持体によって重りの重心位置を支持することができる。これにより、中立状態において可動部が固定基板に対して略平行となり、オフセットの発生がより確実に抑制される。
【００１０】
また、前記位置決め手段を、前記固定基板から突出して設けられフラット面を構成するような先端形状を有する先端部で前記可動部を支持する支持体として構成し、前記重りの重心位置が平面視で前記支持体の先端形状によって構成された前記フラット面の内側に配されるようにしてもよい。また、前記位置決め手段を、前記可動部から突出して設けられフラット面を構成するような先端形状を有する先端部で前記可動部を前記固定基板上に支持する支持体として構成し、前記重りの重心位置が平面視で前記支持体の先端形状によって構成された前記フラット面の内側に配されるようにしてもよい。さらに、前記位置決め手段を、前記重りから突出して設けられフラット面を構成するような先端形状を有する先端部で前記可動部を前記固定基板上に支持する支持体として構成し、前記重りの重心位置が平面視で前記支持体の先端形状によって構成された前記フラット面の内側に配されるようにしてもよい。
【００１１】
上述の構成によれば、支持体によって重りの重心位置が支持されるため、中立状態において重りが傾くことはない。その結果、可動部が固定基板に対して略平行となり、オフセットの発生が抑制される。また、可動部は支持体の先端形状が実質的にフラット面とみなせるような支持体先端部によって支持されるため、固定基板に対する可動部の組み付け位置が多少ずれても、上記重心位置が平面視で上記実質的なフラット面の内側に配されていれば、中立状態において重りが傾くことはない。これにより、組みずれの許容範囲が広がり、歩留まりを向上させることができる。
【００１２】
また、本発明に係わる静電容量式センサは、固定電極が形成された固定基板と、前記固定電極とギャップを存して対向配置された可動電極を有するとともに、前記固定基板に対して揺動可能な可動部と、前記可動部に設けられた重りと、中立状態を中心とする所定の揺動の範囲内において前記可動部の揺動を規制する揺動規制手段を備え、前記可動電極と前記固定電極との少なくとも一方は複数設けられたことを特徴としている。
本構成によれば、固定基板に対する可動部の組み付け位置が多少ずれても、このずれによって生じる可動部の揺動が上記所定の揺動の範囲内であれば可動部は固定基板に対して略平行となる中立状態に保持される。これにより、組みずれの許容範囲が広がり、歩留まりを向上させることができる。また、中立状態を中心とする所定の揺動の範囲が不感帯となるため、中立状態近傍のセンサ出力が安定する。
【００１３】
このとき、前記揺動規制手段を、前記固定基板と前記重りとの間に配置され前記可動部を先端部により前記固定基板上に支持する支持体によって構成し、前記重りの重心位置が平面視で前記支持体の内側に配されるようにしてもよい。本構成によれば、支持体によって重りの重心位置が支持されるため、中立状態において重りが傾くことはない。その結果、可動部が固定基板に対して略平行となり、オフセットの発生が抑制される。
【００１４】
ここで、前記支持体の先端部をフラット面を構成するような先端形状をなすようにしてもよい。このような構成とすれば、実質的にフラット面とみなせる支持体の先端部によって可動部を固定基板に対して略平行となるような中立状態に確実に保持できる。これにより、中立状態におけるオフセットの発生をより確実に抑制できるとともに、固定基板と可動部等の組みずれの許容範囲が広がり、生産性を向上させることもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１〜図８は本発明の静電容量式センサを示す図であり、図１は本センサを分解した斜視図、図２はその全体構成を示す概略断面図、図３はその要部を構成する支持板の拡大図、図４〜図８はいずれもその基板の構成を示す図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の厚みや寸法の比率等は適宜異ならせてある。
【００１６】
本実施形態の静電容量式センサは、図２に示すように、基板１の上面１１Ｓ側に電気信号を検出するための検出部Ｋを備え、基板１の下面１３Ｒ側に検出部Ｋから検出された電気信号を処理する処理回路１ｃを備えて構成されている。本実施形態では、検出部Ｋはセンサの傾斜を静電容量変化として検出する静電容量式の傾斜検出部Ｋとして構成され、基板１の上面１１Ｓ上に形成された複数の容量検出用の電極１ａと、これらの電極１ａに対向する支持板３と、この支持板３にひねり変形を加えるための重り４とを備えて構成されている。
【００１７】
基板１の本体はセラミック又はエポキシ樹脂積層板からなり、その表面には電極（固定電極）１ａが碁盤目状に複数（図１では四つ）形成されるとともに、基板１外周部には、これら四つの電極１ａを囲むように枠状の電極１ｄが形成されている。このように、電極１ａを４つ設けているのは、いずれかの方向に全体が傾いた時、支持板３と特定の電極１ａとの間隔が広がり（つまり静電容量は減少し）、一方、平面視してそれに対向する電極１ａと支持板３との間隔は狭くなり（つまり静電容量は増加する）、それらの差動信号により傾斜方向とその程度を求めることができる様にするためである。
【００１８】
基板１の中央部（即ち、複数の電極１ａの中間位置）には曲面状（本実施形態では半球面状）の凸部（支持体）１ｂが設けられている。基板１の上には外周に沿った枠状の導電性のスぺーサ２が電極（固定電極）１ｄに重ねて設置されている。スペーサ２は、凸部１ｂと共に後述のジンバル構造の支持板３と基板１との間隔を一定に保持して支持板３の一部が揺動できる空間を作るとともに、処理回路１ｃと可動部３ｄとを導通させるための導通手段として設けられている。
【００１９】
スペーサ２の上には、可撓性を有する板材としての支持板３が積層されている。この支持板３は例えば５０μｍ程度の厚さのステンレスプレート等の薄い金属の単板（平板）から形成され、支持板３の外周部分が支持部３ａとされ、スペーサ２に密着して支持されている。支持部３ａは、図３に示すように、略矩形枠状にされており、その対向する一対の辺の内周中央に、内側に向かう一対の第１の軸部（第１の連結部）３ｃが設けられている。一対の第１の軸部３ｃの他端（内側の端部）は、中間部３ｂにつながっている。中間部３ｂは傾斜により一対の第１の軸部３ｃがひねり変形する事により、その軸線回りに揺動できるようになっている。
【００２０】
中間部３ｂの形状も略矩形枠状であり、その内周には一対の第１の軸部３ｃに直交する位置に、互いに対向する位置に一対の第２の軸部（第２の連結部）３ｅが設けられている。一対の第２の軸部３ｅの他端（内側の端部）は、可動部３ｄにつながっている。この可動部３ｄは、第２の軸部３ｅがひねり変形する事により、その軸線回りに揺動できると同時に、中間部３ｂが軸部３ｃの軸回りに揺動することで、第１の軸部３ｃの軸線回りにも揺動できるようになっている。なお、可動部３ｄの中央部には凸部１ｂを通す穴３ｆが形成されている。
【００２１】
本実施形態の支持板３では、支持部３ａ、中間部３ｂ、第１の軸部３ｃ、可動部３ｄ、第２の軸部３ｅは全て一枚の金属板に溝孔（スリット）を設ける事で形成している。そのため加工も容易で、又精度も出しやすい。すなわち、支持部３ａと中間部３ｂとは第１の軸部３ｃを除く位置に設けられた平面視コ字形の第１のスリット３１により分離され、中間部３ｂと可動部３ｄとは第２の軸部３ｅを除く位置に設けられた平面視コ字形の第２のスリット３２により分離されている。また、可動部３ｄは金属の板材にて構成されるため、可動部３ｄは本発明の可動電極としても機能する。
【００２２】
また、本支持板３では、ひねりによって軸部３ｃ，３ｅが塑性変形しないように、第１のスリット３１の両端部及び第２のスリットの両端部に、それぞれ支持部３ａ側及び可動部３ｄ側に突出するような食込み部３１ａ，３２ａを形成し、軸部３ｃ，３ｅが塑性変形防止に必要な一定以上の長さとなるようにしている。このような食込み部３１ａ，３２ａは中間部３ｂ側には形成されておらず、軸部３ｃ，軸部３ｅがそれぞれ支持部３ａ側，可動部３ｄ側にのみ食い込むように構成されている。
【００２３】
これは、例えば食込み部３１ａ，３２ａを中間部３ｂ側に形成した場合、中間部３ｂがこのような食込み部によって一部細くなり、この細くなった部分にひねりによる応力が集中して中間部３ｂが塑性変形してしまうためである。このような応力集中は、中間部３ｂの枠の太さが局所的に細くなる部位に生じ易い。そのため、ひねり力が中間部３ｂ全体に分散されるように、中間部３ｂ側に食込み部を設けずに中間部３ｂの枠の太さを略一定とした。
【００２４】
可動部３ｄの基板１と反対側の面の中央部には、接着，電気溶接，レーザースポット溶接，カシメ等の方法によって取り付けられた重り４が搭載されている。重り４の重心は前記第１の軸部３ｃ、第２の軸部３ｅの軸線のいずれからも鉛直方向に偏心している（即ち、重り４の重心位置は支持板３の重心位置より高くなっている）。そのため、センサを傾けると、その方向によってどちらか又は両方の軸線に対してモーメントが発生する。それにより、第１の軸部３ｃ、第２の軸部３ｅがひねり変形され、可動部３ｄと４つの電極１ａの各々との間隔が変化するようになっている。
【００２５】
なお、重り４は、図２に示すように、底部（下部）４ａが本体部である頭部（上部）４Ａよりも細い断面Ｔ字状の形状を有しており、底部４ａの太さと頭部４Ａの太さとが同一のものに比べて重心位置がより高くなっている。これにより、重り４の質量が同じ場合に、重り４の質量と重心位置との積で表されるモーメントが大きくなり、傾斜に対する感度を高めることができるようになっている。
【００２６】
また、揺動自在な可動部３ｄ側にある重り４の下面は、可動部３ｄ中央部の穴３ｆを通る凸部１ｂによって支持されており、電極１ａと可動部３ｄとの間隔（ギャップ）ｇを一定に保持するとともに、下向きの並進加速度（重力など）の影響をキャンセルできるようになっている。つまり、凸部１ｂを設けない場合、可動部３ｄは重り４の重さによって基板１側に若干撓み、可動電極としての可動部３ｄと電極１ａとの間の静電容量にはこの撓みによる静電容量の増分がオフセットとして含まれてしまう。このオフセットはセンサの傾きが小さい場合には大きく、逆にセンサが垂直に近い場合には、このような撓みが少なくなるため小さくなる。
【００２７】
その結果、静電容量は重り４のモーメントに対して直線的に変化せず、このような静電容量からセンサの傾斜角を求める場合には撓みによる可動部３ｄの鉛直方向の変位を補正する演算が必要となる。このため、凸部１ｂによって重り４の取り付けられた可動部３ｄを間接的に支持してこのような撓みを防止することで、静電容量をモーメントに対して直線的に変化させ、演算を単純化しているのである。
【００２８】
さらに、センサを極端に傾ける事が無い限り、重り４の重さが第１の軸部３ｃ、第２の軸部３ｅに直接掛からない。よって、重り４の重さの割に第１の軸部３ｃ、第２の軸部３ｅを細くしても永久変形しにくいため、耐衝撃性を維持したまま軸部３ｃ，３ｅを細くできる。当然、２つの軸部は細い程、剛性が低いため、傾斜によるモーメントに対して敏感に変形し、高精度な検出が出来る様になる。
【００２９】
また、凸部１ｂの高さは、支持部３ａを載置する電極１ｄとスペーサ２と支持板３のそれぞれの厚みを加算した厚さ寸法に、後述する重り４の凹部４ｃの窪み（深さ）寸法を加えた寸法よりも若干高くなっており、可動部３ｄは支持部３ａよりも基板１から離され、可動部３ｄは凸部１ｂにより基板１と反対側に常に付勢されるようになっている。このため、センサを逆さまにしても、重り４の重さに抗して凹部４ｃを凸部１ｂに突き当てておくことがで、両者の当接位置をずれにくくすることができるとともに、傾斜等の検出範囲を広げることができる。
【００３０】
さらに、重り４下面の凸部１ｂと当接する位置（支持位置）には、凸部１ｂの先端部を受ける受け部としての凹曲面型の凹部４ｃが形成されており、凸部１ｂによる支持位置を面方向にずれないように保持し、基板１に対する可動部３ｄの水平方向の位置が安定的に定められるようになっている。また、この凹部４ｃは平面視でその中心に重り４の重心位置を含む位置に設けられており、凸部１ｂによって重り４の重心位置が支持されるようになっている。つまり、凸部１ｂ及び凹部４ｃは本発明の位置決め手段Ｐとして機能し、センサが中立状態にある場合に基板１に対する可動部３ｄの配置が略平行となるようになっている。なお、略平行とは、可動部３ｄが基板１に対して完全に平行な状態から１°〜２°或いは５°程度傾いた状態を含む。
【００３１】
支持部３ａの上には、絶縁性の枠状の固定板５が積層されており、薄い支持板３を均一にスペーサ２側に押し付けて固定している。そして、固定板５の上には、支持板３の必要以上の撓みを規制する揺動規制手段としてのストッパ８が積層されている。このストッパ８は、支持板３よりも厚く剛性の高い平板部材として構成され、固定板５により正確に定められるギャップを介して支持板３に対向配置されている。そして、センサに不所望な外力が作用して支持板３が大きく撓んだ場合、中間部３ｂや可動部３ｄがこのストッパ８の下面にぶつかることで、揺動が規制されるようになっている。
【００３２】
また、ストッパ８の中央部には、重り４を挿通させるための貫通穴（孔部）８ａが設けられており、この穴８ａは平面視で支持板３に形成されたスリット３２の内側に配置され（即ち、可動部３ｄの外周部は穴８ａの外側に配置され）ている。これにより、可動部３ｄが不所望な外力により大きく揺動した際にその外周部が穴８ａに引っかかる等して支持板３が損傷しないように構成されている。
【００３３】
なお、支持板３の撓みは支持板３と微小間隔をあけて対向配置された基板１によっても補助的に規制されるようになっている。この際、基板１上の電極１ａと可動部３ｄとが接触して異常信号が発生しないように、電極１ａの外周端部は、可動部３ｄの外周端部が揺動により基板１と接触する位置よりも内側に配置されている。
【００３４】
ストッパ８の上には絶縁性のスペーサ９を介して金属製（導電性）のカバー６が被着されている。これは、防塵、防滴、センサ周辺の帯電物による容量ドリフト、ノイズ及び取扱上の不注意からセンサを保護するためのものである。
このカバー６は、円筒型の頭部６ｂと、その周辺部に広がるフランジ部６ａと、外周部の舌状の突部６ｃとからなり、そのフランジ部６ａによって固定板５を均一に押し付けた状態で外周部の突部６ｃを基板１の裏面側に折り曲げてカシメることで、カバー６が基板１に固定されている。このようにカバー６のフランジ部６ａによってスペーサ２，支持板３，固定板５，ストッパ８，スペーサ９を基板１に対して押し付けて固定することで、各部材の間に接着剤を設ける必要がなく、組み立て精度を高めることができるようになっている。
【００３５】
また、フランジ部６ａと基板１外周部との間にはパッキン７を介装し、カバー６の内部への異物，フラックス，水分等の侵入を防止できるように構成されている。
【００３６】
なお、図１に示すように、スペーサ９の下面には複数の突起９ａが設けられている。この突起９ａはストッパ８，固定板５，支持板３，スペーサ２の各部材に対応して形成された位置決め用の孔を挿通して、基板１に設けられた凹部（孔部）１ｈに嵌め込まれており、これにより、各部材が精度良く位置決めされるようになっている。
【００３７】
また、突部６ｃの当接する基板１裏面側にはグランドパターン（金属面）１３ｆが形成されており（図７参照）、このグランドパターン１３ｆを介してカバー６を接地することで外部ノイズ等の影響を排除できるようになっている。特に、カバー６の形状を、前記可動部３ｄの中心を垂直に通る軸線に対して対称にしておくことで、静電容量の余計な初期オフセットを発生させずに済む。本実施形態のカバー６では、電極１ａに対して単に一部が凸状の形状となっているが、これに限られない事は言うまでもない。
【００３８】
ところで、基板１はセラミックス又はエポキシ樹脂等からなる絶縁性の板材１１〜１４の積層体として構成された多層配線基板（リジッド基板）であり、各板材１１〜１３の上面１１Ｓ〜１３Ｓ及び板材１３，板材１４の下面１３Ｒ，１４Ｒはそれぞれ検出電極層，グランド層，電源層，チップ実装面，接続電極面として構成されている。
【００３９】
基板１の上面（即ち、板材１１の上面）としての検出電極層１１Ｓには、図４に示すように、その中央部に四つの電極１ａが例えば、Ａｇ（銀）のパターン印刷により碁盤目状に形成されている。また、検出電極層１１Ｓの外周部には、スペーサ２と導通される電極１ｄが矩形枠状に形成されている。
【００４０】
また、電極１ａ及び電極１ｄはそれぞれ検出電極層１１Ｓからチップ実装面１３Ｒまで貫通するスルーホール電極Ｈ１，Ｈ２によってチップ実装面１３Ｒ上の端子１３ａ，１３ｂに接続されている（図４〜７参照）。このスルーホール電極Ｈ１，Ｈ２はレーザー加工やプレス加工等の方法で形成した細孔の内側にスクリーン印刷法により銀ペーストを充填して、これを焼成させることにより導電部を形成したもので、各電極１ａ，１ｄはこのスルーホール電極Ｈ１，Ｈ２を介して端子１３ａ，１３ｂまで略最短距離で接続され、電気的な外乱の影響をほとんど受けることなく検出信号や駆動信号等の電気信号を処理回路１ｃと入出力できるようになっている。
【００４１】
グランド層１２Ｓは、支持板３からの駆動信号が電極１ａを介さずに処理回路１ｃに侵入するのを防ぐとともに、基板１の外部（検出部Ｋにおいては基板１の下面側、処理回路１ｃにおいては基板１の上面側）から入るノイズをカットするノイズシールドとして機能し、図５に示すように、スルーホール電極Ｈ１，Ｈ２部分と板材１２の外周縁部とを除く略全面がＡｇ等の金属面（導電面）１２ｆとして構成されている。また、この金属面１２ｆは、図５に示すグランド層１２Ｓから図７に示すチップ実装面１３Ｒまで貫通する複数のスルーホール電極Ｈ３によってチップ実装面１３Ｒ上のグランドパターン１３ｆと導通して、端子１３ｄと接続されるとともに、基板１の側面に形成された取り出し電極１４２を介して接地されるようになっている（図７参照）。なお、スルーホール電極Ｈ３を複数としているのは、グランドパターンとしての金属面１２ｆを均一なグランド電位とするためである。
【００４２】
また、支持板３と電極１ａとにより構成される信号検出用コンデンサとの容量結合を抑えるために、グランド層１２Ｓと検出電極層１１Ｓとは十分離間されており、例えば板材１１には厚さ０．４ｍｍ程度のものが用いられている。なお、この板材１１の厚さは０．３ｍｍ以上とすることが好ましく、これにより、検出部Ｋとの容量結合を効果的に防止することができる。
【００４３】
電源層１３Ｓはグランド層１２Ｓとともにバイパスコンデンサとして機能し、図６に示すように、スルーホール電極Ｈ１〜Ｈ３部分と板材１３の外周縁部を除く略全面がＡｇ等の金属面（導電面）１３ｇとして構成されている。また、この金属面１３ｇは電源層１３Ｓからチップ実装面１３Ｒまで貫通するスルーホール電極Ｈ４によってチップ実装面１３Ｒ上の端子１３ｃと接続されているとともに（図７参照）、基板１の側面に形成された取り出し電極１４１を介して電源電位に設定されるようになっている。
【００４４】
また、グランド層１２Ｓが基板１の上面（検出電極層）１１Ｓよりも電源層１３Ｓ寄りとなって、電源層１３Ｓとグランド層１２Ｓとは近接して配置されており、例えば、板材１２には厚さ０．１ｍｍ程度の薄材が用いられている。これにより、グランド層１２Ｓと電源層１３Ｓとによりバイパスコンデンサが形成され、別途コンデンサを設ける必要がないため、センサの構造を更に簡素化できるようになっている。なお、この板材１２の厚さは０．２ｍｍ以下とすることが好ましく、これにより、上述のようなバイパスコンデンサの機能を十分発揮することができる。
【００４５】
さらに、グランド層１２Ｓよりもノイズの影響を受けやすい電源層１３Ｓと処理回路１ｃとの容量結合を抑えるために、金属面１３ｇでは、処理回路１ｃの搭載位置に対応する中央部分の金属パターンが抜かれて空白部１３Ｆとされている。
【００４６】
チップ実装面１３Ｒには、図７に示すように、検出部Ｋと処理回路１ｃとをつなぐ信号線用として、スルーホール電極Ｈ１，Ｈ２と端子（パッド）１３ａ，１３ｂとをそれぞれ接続する短い引き回し配線が形成されるとともに、処理回路１ｃから図示しない外部装置への出力用として、端子（パッド）１３３〜１３６と取り出し電極１４３〜１４６とをそれぞれ接続する引き回し配線が形成されている。また、外部ノイズをカットするために、スルーホール電極Ｈ１〜Ｈ４部分とこれらの引き回し配線以外の領域には接地されるグランドパターンとして機能するＡｇ等の金属面１３ｆが形成されている。
【００４７】
また、上記電源層１３Ｓとグランド層１２Ｓとにより構成されるバイパスコンデンサとの容量結合を抑えるために、電源層１３Ｓとチップ実装面１３Ｒとは十分離間されており、例えば板材１３には厚さ０．２ｍｍ程度であって、板材１２よりも厚いものが用いられている。なお、この板材１３の厚さは０．１５ｍｍ以上とすることが好ましく、これにより、処理回路１ｃと検出部Ｋ或いは処理回路１ｃと上記バイパスコンデンサとの容量結合を効果的に防止することができる。
【００４８】
接続電極面１４Ｒには、図８に示すように、六つの外部接続電極１４ａ〜１４ｆが形成され、それぞれ基板１の側面に設けられた取り出し電極１４１〜１４６に接続されている。そして、接続電極面１４Ｒを外部の実装回路基板ＰＣＢに半田付け等で実装することで、静電容量式センサが外部接続電極１４ａ〜１４ｆを介して図示しない外部装置に接続されるようになっている。そして、外部接続電極１４ｂを介してカバー６やグランド層１２Ｓ（グランドパターンたる金属面１２ｆ）が接地されるとともに、外部接続電極１４ａを介して外部装置から電源層１３Ｓ（金属面１３ｇ）に電源が供給されて、外部接続電極１４ｃ〜１４ｆを介して処理回路１ｃの処理結果が外部装置に出力されるようになっている。
【００４９】
なお、板材１４には、処理回路１ｃを収納するための貫通孔からなる収納凹部１４ｇが中央部に形成されており、接続電極面１４Ｒを実装回路基板に表面実装できるように、すなわち、処理回路１ｃが接続電極面１４Ｒから突出しないように、板材１４の板厚が設定されている。
また、板材１４には、カバー６の突部６ｃを取り付けるための切り欠き部１４ｈが対向する側面に形成されており、この切り欠き部１４ｈによって、チップ実装面１３Ｒのグランドパターン１３ｆの一部が露出している。そして、切り欠き部１４ｈ内のグランドパターン１３ｆ上に突部６ｃの先端がカシメ付けられることにより、カバー６とグランドパターン１３ｆとが導通状態となる。
【００５０】
処理回路１ｃは、基板１裏面側のチップ実装面１３Ｒに搭載されており、チップ実装面１３Ｒ内の信号検出用の端子１３ａ，１３ｂ、電源用の端子１３ｃ、グランド用の端子１３ｄ及び信号出力用の端子１３３〜１３６と処理回路１ｃの複数のアルミニウム製の端子３００ａとがそれぞれ金バンプ３１０で接続されている。そして、駆動用の端子１３ｂを介して支持板３に駆動信号が加えられ、この支持板３と対向配置された電極１ａにより検出された電圧等の電気信号が検出用の端子１３ａを介して処理回路１ｃに入力され、該電気信号により信号検出用コンデンサの容量変化を求めている。
【００５１】
この支持板３の可動部３ｄと電極１ａとで構成される信号検出用コンデンサは４つあり、これら４つのコンデンサの容量変化に基づいて静電容量式センサの傾斜方向及び傾斜量を算出するようになっている。また、この算出結果は信号出力用の端子１３３〜１３６及び外部接続電極１４ｃ〜１４ｆを介して外部装置に出力されるようになっている。
なお、接合性を向上させるために、端子（パッド）１３ａ〜１３ｄ，１３３〜１３６及び端子３００ａには金メッキが施されていることが望ましい。
【００５２】
ここで、本実施形態において、処理回路１ｃは集積回路のベアチップにて構成されている。このベアチップは、シリコン等の半導体からなるサブストレート（半導体基材）３００ｂの一面の中央部に熱拡散法やイオン注入法等の手法により拡散層と呼ばれる回路部３００ｃが形成されたものである。そして、回路部（拡散層）３００ｃを含むベアチップ（処理回路）１ｃの一面（図１においては上面）は、ほぼ全域がＳｉＯ２（酸化ケイ素）等の絶縁膜（図示せず）によって覆われており、この絶縁膜上に複数の端子３００ａと一端がそれぞれ導通する複数のＡｌ（アルミニウム）パターン（図示せず）が形成されている。なお、回路部３００ｃ上に位置する上記絶縁膜には、所定の位置に複数の微小な貫通孔（スルーホール）が設けられており、この貫通孔を介して回路部３００ｃの所定箇所が上記Ａｌパターンと導通されている。
【００５３】
また、グランド用の端子（パッド）１３ｄとバンプ接続される端子３００ａに導通するＡｌパターンは、サブストレート３００ｂ上に位置する上記絶縁膜の図示しない微小孔を介してサブストレート３００ｂと接続されている。これにより、サブストレート３００ｂは、Ａｌパターン，グランド用の端子３００ａ，金バンプ３１０，パッド１３ｄ，スルーホール電極Ｈ３等を介して基板１のグランドパターンである金属面１２ｆ（グランド層）と導通状態となっている。したがって、回路部３００ｃは、下面と周囲が接地されるサブストレート３００ｂによって囲まれ、上面側にはグランド層１２Ｓが存在するため、ほぼ完全にシールドされた構造をとることとなり、外部からのノイズの影響をほとんど受けることはない。
【００５４】
また、補強のために、処理回路（ベアチップ）１ｃとチップ実装面１３Ｒとをエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂３２０により接着し一体化させている。具体的には、処理回路１ｃの搭載面となるチップ実装面１３Ｒを上にしてパッドに囲まれた部分に液状のエポキシ樹脂３２０をディスペンサ等で塗布し、処理回路１ｃの回路部３００ｃ形成面側が基板１と対向するようにチップ実装面１３Ｒ上に位置決めし載置する。この際、エポキシ樹脂３２０は流動性により押し広げられ金バンプ３１０の周囲まで達する。そして、超音波を処理回路１ｃの背面側から当ててパッド１３ａ〜１３ｄ，１３３〜１３６と処理回路１ｃの端子３００ａとを金バンプ３１０により超音波接合する。その後、加熱によりエポキシ樹脂３２０を加熱硬化させて処理回路１ｃがチップ実装面１３Ｒに一体に接合されている。
【００５５】
なお、この樹脂３２０は端子３００ａの周囲まで覆うように設けられ、接合部や端子３００ａを腐食等から保護するようになっている。また、処理回路１ｃ全体を樹脂３２０で覆ってもよいが、サブストレート３００ｂが接地されるため、その必要はない。なお、通常のセンサと同様に、処理回路１ｃをセンサ外部に設けても勿論良いが、可動部３ｄと各電極１ａ間の静電容量は（大きさにも依るが）１ｐＦもない程度であり、通常のワイヤ配線で処理回路１ｃの入力まで引っ張るのは、組み立てのバラツキ、傾斜によるワイヤの移動とそれに伴う容量変化、さらにノイズや経時変化を考慮すると現実的とは言えない。したがって、高い検出精度が要求される場合には、上記本構成のように処理回路１ｃを基板１裏面側に設け、検出信号が処理回路１ｃに略最短距離で入力されるようにして、検出信号への外部ノイズ等の影響を極力排除することが好ましい。
【００５６】
次に、センサの動作について説明する。これは上述した様に、センサ全体を傾斜させた時、可動部３ｄと各電極１ａとの間隔が変化することで可動部３ｄと各電極１ａとの間の静電容量が変化し、この容量変化を検出することで傾斜が測定できる。
【００５７】
まず、センサ（固定基板１）が水平状態（中立状態）にある場合には、重り４の重心位置が凸部１ｂによって支持され、重り４は傾くことなくその姿勢が維持される結果、可動部３ｄは電極１ａに対して略平行となる。これにより、可動部３ｄと四つの電極１ａとの間の静電容量は全て同一となり、初期の差動信号はゼロとなる。
【００５８】
次に、この中立状態からセンサを傾けていくと、重り４が基板１の凸部（支持体）１ｂと凹部（受け部）４ｃとの当接位置を中心として揺動し、可動部３ｄに対し軸部３ｃ又は軸部３ｅ回りのモーメントを作用させる。
【００５９】
そして、この重り４の傾斜によるひねりのモーメントは軸部３ｃ或いは軸部３ｅの回りのひねり力として分離され、センサの傾斜方向及び傾斜角に応じて可動部３ｄを二軸３ｃ，３ｅ回りに独立に揺動させる。この際、可動部３ｄの揺動中心は凸部１ｂにより基板１に対して常に一定に離間されており、検出用コンデンサの静電容量は傾斜によるひねり力に対して直線的に増減する。また、重り４が断面Ｔ字状に形成されて重心位置が高められているため、ひねり力が大きく、又、支持板３の軸部３ｃ，３ｅが食込み部３１ａ，３２ａにより長くなっているため、軸部３ｃ，３ｅの剛性が低くなっており、センサの傾斜が僅かであっても、可動部３ｄは基板１に対して大きく揺動する。
【００６０】
そして、軸部３ｃ，３ｅのひねり変形に対する弾性力とこの各軸部３ｃ，３ｅ回りのひねり力とが釣り合う角度で可動部３ｄが停止する。
【００６１】
そして、この可動部３ｄの揺動により、可動部３ｄと各電極１ａとにより構成される信号検出用コンデンサの静電容量が変化し、その容量変化が、スルーホール電極Ｈ１や端子１３ａ等を介して電極１ａの略真下に実装された処理回路１ｃに電気信号として入力される。そして、処理回路１ｃによる処理結果は、接続電極面１４Ｒの外部接続電極１４ｃ等を介して外部装置へ出力される。
なお、支持板３は共通電極として利用されるため、これを電気的に接地するような検出回路構成とすれば、高いシールド効果を得ることが出来る。
【００６２】
したがって、本実施形態の静電容量式センサによれば、凸部１ｂ及びこの先端を受ける凹部４ｃからなる位置決め手段Ｐによって、中立状態において、基板１と可動部３ｄとの配置を略平行とすることができるため、中立状態の出力にオフセットが発生することを防止できる。
つまり、凸部１ｂの先端部が凹部４ｃ内に係合されて、その支持位置が凹部４ｃ内に定められ、基板１に対する可動部３ｄの配置が確実に規制される。また、重り４の重心位置が平面視で凹部４ｃの内側に配置されるため、凸部１ｂによって重り４の重心位置が支持される。このため、センサ（固定基板１）が水平な中立状態では重り４は傾くことなくその姿勢が保持され、可動電極としての可動部３ｄは基板１上の電極１ａに略平行に配置される。その結果、中立状態において差動信号はゼロとなり、オフセットの発生が防止される。
【００６３】
また、重り４の揺動中心としての支持位置が重り４の重心位置と平面視で一致する位置に定められることで、可動部３ｄを固定電極１ａに対してバランスよく揺動させることができる。
なお、本実施形態では、重り４の下面に凹部４ｃを設けて凸部１ｂの先端部の面方向のずれを防止しているが、このような凹部４ｃを省略して、凸部１ｂ先端部を支持板３中央部の穴３ｆに係合させて上述のようなずれを防止するようにしてもよい。この場合には、穴３ｆにより形成される重り４の底面と可動部３ｄの下面との段差が可動部３ｄ側に構成された受け部（凹部）となっている。
【００６４】
〔第２実施形態〕
図９に示すように、本センサは、上記第１実施形態のセンサの構成において、基板１から凸部１ｂを突出して設ける代わりに、重り４の底部４ａ側から支持体としての突起部４ｂを突出して設け、更に、重り４下面に凹部４ｃを形成する代わりに、基板１中央部に突起部４ｂを受ける受け部としての凹部１ｅを設けた構成となっている。
【００６５】
上述の突起部４ｂは、先端形状が曲面状（本実施形態においては半球面状）をなし、その先端部の位置が平面視で重り４の重心位置と一致するように構成されており、可動部３ｄの中央部に形成された穴３ｆを通って基板１中央部に当接している。そして、基板１上の四つの電極１ａの中央部に形成された凹部曲面状の凹部１ｅ内によって可動部３ｄの面方向のずれが防止され、その支持位置が定まるようになっている。また、凹部１ｅは平面視で重り４の重心位置を含むように配置されており、中立状態において、重り４の重心位置が突起部４ｂによって支持されるようになっている。つまり、突起部４ｂと凹部１ｅにより本発明の位置決め手段Ｐ２として機能している。
【００６６】
また、支持板３の支持部３ａは直接電極１ｄ上に積層されており、可動部３ｄは、この突起部４ｂにより基板１に対して一定に離間されるとともに、可動部３ｄの中央部が突起部４ｂにより基板１と反対側に大きく付勢された状態で保持されている。このため、可動部３ｄに取り付けられた重り４は常に基板１側に押し付けられた状態となり、センサを逆さまにしても、重り４の重さに抗して突起部４ｂ先端部を基板１の凹部１ｅ上に押し当てておくことができる。
【００６７】
また、基板１はスペーサ２を兼ねた樹脂成型タイプになっており、支持板３の支持部３ａが基板１上に取り付けられるとともに、電極１ａが段差部Ｇの底面に設けられている。
そして、これ以外は上記第１実施形態と同様であるためその説明を省略する。
【００６８】
したがって、本構成における突起部４ｂ及び凹部１ｅによっても、上記第１実施形態と同等に、重り４底部から突出して設けられた突起部４ｂが基板１上に形成された凹部１ｅ内に定められ、基板１上における可動部３ｄの配置が規制される。また、重り４の重心位置が平面視で凹部１ｅの内側に配置されているため、突起部４ｂによって重り４の重心位置を支持することができる。これにより、中立状態において可動部３ｄが基板１に対して略平行となり、差動信号にオフセットが生じることを防止できる。
【００６９】
また、中立状態において重り４の重心位置が支持されるようになっているため、可動部３ｄを固定電極１ａに対してバランスよく揺動させることができる。
さらに、本構成では、電極１ｄと支持部３ａとの間にスペーサ等を設けていないため、部品点数や組み立て工程数が減り、製造コストを低減できる。
【００７０】
〔第３実施形態〕
図１０に示すように、本センサは、上記第１実施形態のセンサの構成において、基板１から凸部１ｂを突出して設ける代わりに、可動部３ｄの中央部に、基板１側に向けて突設する凸部（支持体）３ｇをプレス等により設け、更に、重り４底面に凹部（受け部）４ｃを設ける代わりに、基板１の四つの電極１ａの中央部に、この凸部３ｇの先端部を受ける凹部１ｅが設けられている。
【００７１】
上記凸部３ｇは、先端形状が曲面状（本実施形態では半球面状）をなし、その先端部の位置が平面視で重り４の重心位置と一致するように構成されており、基板１上の四つの電極１ａの中央部に形成された凹曲面状の凹部１ｅ内に位置決めされてその支持位置が定められている。そして、可動部３ｄは、この凸部３ｇにより基板１と一定に離間されるとともに、凹部１ｅによって保持された凸部３ｇと基板１の凹部１ｅとの当接位置を中心として、安定して揺動できるようになっている。また、凹部１ｅは平面視で重り４の重心位置を含むように配置されており、中立状態において、重り４の重心位置が凸部３ｇによって支持されるようになっている。
【００７２】
そして、これ以外の構成については上記第１実施形態のものと同様であるため、その説明を省略する。
したがって、本構成でも、凸部３ｇ及び凹部１ｅからなる位置決め手段Ｐ３によって上記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７３】
〔第４実施形態〕
図１１，図１２は本発明の静電容量式センサを示す図であり、図１１は本実施形態のセンサを分解した斜視図、図１２はその全体構成を示す概略断面図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の厚みや寸法の比率等は適宜異ならせてある。また、上記第１実施形態と同様の部位については同じ符号を付し、その説明を一部省略するとともに、図３〜図８を適宜流用して説明する。
【００７４】
本実施形態の静電容量式センサは、図１１，図１２に示すように、基板１の上面１１Ｓ側に電気信号を検出するための検出部Ｋを備え、基板１の下面１３Ｒ側に検出部Ｋから検出された電気信号を処理する処理回路１ｃを備えて構成されている。本実施形態では、検出部Ｋはセンサの傾斜を静電容量変化として検出する静電容量式の傾斜検出部Ｋとして構成され、基板１の上面１１Ｓ上に形成された複数の容量検出用の電極１ａと、これらの電極１ａに対向する支持板３と、この支持板３にひねり変形を加えるための重り４とを備えて構成されている。
【００７５】
基板１の本体はセラミック又はエポキシ樹脂積層板からなり、その表面には電極（固定電極）１ａが碁盤目状に複数（図１１では四つ）形成されるとともに、基板１外周部には、これら四つの電極１ａを囲むように枠状の電極１ｄが形成されている。このように、電極１ａを４つ設けているのは、いずれかの方向に全体が傾いた時、支持板３と特定の電極１ａとの間隔が広がり（つまり静電容量は減少し）、一方、平面視してそれに対向する電極１ａと支持板３との間隔は狭くなり（つまり静電容量は増加する）、それらの差動信号により傾斜方向とその程度を求めることができる様にするためである。
これらの電極１ａ，１ｄは基板１を厚み方向に貫通する後述のスルーホール電極Ｈ１，Ｈ２を介して処理回路１ｃと導通している。
【００７６】
基板１の中央部（即ち、複数の電極１ａの中間位置）には円柱状の凸部（支持体）１ｂが設けられている。基板１の上には外周に沿った枠状の導電性のスぺーサ（金属スペーサ）２が電極（固定電極）１ｄに重ねて設置されている。スペーサ２は、凸部１ｂと共に後述のジンバル構造の支持板３と基板１との間隔を一定に保持して支持板３の一部が揺動できる空間を作るとともに、処理回路１ｃと可動部３ｄとを導通させるための導通手段として設けられている。
【００７７】
スペーサ２の上には、可撓性を有する支持板３が積層されている。この支持板３は例えば５０μｍ程度の厚さのステンレスプレート等の薄い金属の単板（平板）から形成され、支持板３の外周部分が支持部３ａとされ、スペーサ２に密着して支持されている。支持部３ａは、図１１に示すように、略矩形枠状にされており、その対向する一対の辺の内周中央に、内側に向かう一対の第１の軸部（第１の連結部）３ｃが設けられている。一対の第１の軸部３ｃの他端（内側の端部）は、中間部３ｂにつながっている。中間部３ｂは傾斜により一対の第１の軸部３ｃがひねり変形する事により、その軸線回りに揺動できるようになっている。
【００７８】
中間部３ｂの形状も略矩形枠状であり、その内周には一対の第１の軸部３ｃに直交する位置に、互いに対向する位置に一対の第２の軸部（第２の連結部）３ｅが設けられている。一対の第２の軸部３ｅの他端（内側の端部）は、可動部３ｄにつながっている。この可動部３ｄは、第２の軸部３ｅがひねり変形する事により、その軸線回りに揺動できると同時に、中間部３ｂが軸部３ｃの軸回りに揺動することで、第１の軸部３ｃの軸線回りにも揺動できるようになっている。
【００７９】
本実施形態の支持板３では、支持部３ａ、中間部３ｂ、第１の軸部３ｃ、可動部３ｄ、第２の軸部３ｅは全て一枚の金属板に溝孔を設ける事で形成している。そのため加工も容易で、又精度も出しやすい。すなわち、支持部３ａと中間部３ｂとは第１の軸部３ｃを除く位置に設けられた平面視コ字形の第１のスリット３１により分離され、中間部３ｂと可動部３ｄとは第２の軸部３ｅを除く位置に設けられた平面視コ字形の第２のスリット３２により分離されている。また、可動部３ｄは金属の板材にて構成されるため、可動部３ｄは本発明の可動電極としても機能する。
【００８０】
また、本支持板３では、ひねりによって軸部３ｃ，３ｅが塑性変形しないように、第１のスリット３１の両端部及び第２のスリットの両端部に、それぞれ支持部３ａ側及び可動部３ｄ側に突出するような食込み部３１ａ，３２ａを形成し、軸部３ｃ，３ｅが塑性変形防止に必要な一定以上の長さとなるようにしている。このような食込み部３１ａ，３２ａは中間部３ｂ側には形成されておらず、軸部３ｃ，軸部３ｅがそれぞれ支持部３ａ側，可動部３ｄ側にのみ食い込むように構成されている（図３参照）。
【００８１】
これは、例えば食込み部３１ａ，３２ａを中間部３ｂ側に形成した場合、中間部３ｂがこのような食込み部によって一部細くなり、この細くなった部分にひねりによる応力が集中して中間部３ｂが塑性変形する虞があるためである。このような応力集中は、中間部３ｂの枠の太さが局所的に細くなる部位に生じ易い。そのため、ひねり力が中間部３ｂ全体に分散されるように、中間部３ｂ側に食込み部を設けずに中間部３ｂの枠の太さを略一定とした。
【００８２】
可動部３ｄの基板１と反対側の面の中央部には、接着，電気溶接，レーザースポット溶接，カシメ等の方法によって取り付けられた重り４が搭載されている。重り４の重心は前記第１の軸部３ｃ、第２の軸部３ｅの軸線のいずれからも鉛直方向に偏心している（即ち、重り４の重心位置は支持板３の重心位置より高くなっている）。そのため、センサを傾けると、その方向によってどちらか又は両方の軸線に対してモーメントが発生する。それにより、第１の軸部３ｃ、第２の軸部３ｅがひねり変形され、可動部３ｄと４つの電極１ａの各々との間隔が変化するようになっている。
【００８３】
なお、重り４は、図１２に示すように、底部（下部）４ａが本体部である頭部（上部）４Ａよりも細い断面Ｔ字状の形状を有しており、底部４ａの太さと頭部４Ａの太さとが同一のものに比べて重心位置がより高くなっている。これにより、重り４の質量が同じ場合に、重り４の質量と重心位置との積で表されるモーメントが大きくなり、傾斜に対する感度を高めることができるようになっている。
【００８４】
又、可動部３ｄの下面には、前記凸部１ｂが突き当てられており、電極１ａと可動部３ｄとの間隔（ギャップ）ｇを一定に保持するとともに、下向きの並進加速度（重力など）の影響をキャンセルできるようになっている。つまり、凸部１ｂを設けない場合、可動部３ｄは重り４の重さによって基板１側に若干撓み、可動電極として機能する可動部３ｄと電極１ａとの間の静電容量にはこの撓みによる静電容量の増分がオフセットとして含まれてしまう。このオフセットはセンサの傾きが小さい場合には大きく、逆にセンサが垂直に近い場合には、このような撓みが少なくなるため小さくなる。
【００８５】
その結果、静電容量は重り４のモーメントに対して直線的に変化せず、このような静電容量からセンサの傾斜角を求める場合には撓みによる可動部３ｄの鉛直方向の変位を補正する演算が必要となる。このため、可動部３ｄを凸部１ｂによって下面側から支持してこのような撓みを防止することで、静電容量をモーメントに対して直線的に変化させ、演算を単純化しているのである。
【００８６】
さらに、センサを極端に傾ける事が無い限り、重り４の重さが第１の軸部３ｃ、第２の軸部３ｅに直接掛からない。よって、重り４の重さの割に第１の軸部３ｃ、第２の軸部３ｅを細くしても永久変形しにくいため、耐衝撃性を維持したまま軸部３ｃ，３ｅを細くできる。当然、２つの軸部は細い程、剛性が低いため、傾斜によるモーメントに対して敏感に変形し、高精度な検出が出来る様になる。
【００８７】
また、凸部１ｂの高さは支持部３ａを載置するスペーサ２と電極１ｄの両厚みを加えた寸法よりも若干高く（或いは、スペーサ２と電極１ｄとの加算厚みが凸部１ｂの高さよりも若干薄く）なっており、可動部３ｄは支持部３ａよりも基板１から離され、可動部３ｄは凸部１ｂにより基板１と反対側に常に付勢されるようになっている。この付勢力の大きさは、凸部１ｂの高さとスペーサ２及び電極１ｄとの厚みの差で決まるため、例えば、凸部１ｂによってギャップｇが定められた場合には、スペーサ２の厚みを調節することで付勢力が最適に設定される。このため、センサを逆さまにしても重り４の重さに抗して凸部１ｂを可動部３ｄの下面に突き当てておくことができ、センサを逆さまにして使用しても傾斜を検出でき、傾斜等の検出範囲を広くすることができる。
【００８８】
さらに、凸部１ｂの先端部はフラット面１ｂ′となっており、このような面１ｂ′からなる支持領域によって可動部３ｄを下面側から支持することで、中立状態において可動部３ｄの姿勢を安定的に保持できるとともに、中立状態を中心とする一定の揺動範囲内の揺動が規制されるようになっている。
【００８９】
また、重り４の重心位置は平面視でこの凸部１ｂのフラット面１ｂ′内に含まれるように配置されており、中立状態において凸部１ｂにより重り４の重心位置が支持されるようになっている。このように重りの重心位置が支持されることで、中立状態における重り４の傾きを防止し、可動部３ｄが基板１に対して略平行となるようになっている。ここで、略平行とは、可動部３ｄが基板１に対して完全に平行な状態から１°〜２°或いは５°程度傾いた状態を含む。
つまり、本実施形態の凸部１ｂは本発明の位置決め手段及び揺動規制手段として機能し、中立状態近傍のセンサ出力を安定させるようになっている。
【００９０】
支持部３ａの上には、絶縁性の枠状の固定板５が積層されており、薄い支持板３を均一にスペーサ２側に押し付けて固定している。そして、固定板５の上には、支持板３の必要以上の撓みを規制する揺動規制手段としてのストッパ８が積層されている。このストッパ８は、支持板３よりも厚く剛性の高い平板部材として構成され、固定板５により正確に定められるギャップを介して支持板３に対向配置されている。そして、センサに不所望な外力が作用して支持板３が大きく撓んだ場合、中間部３ｂや可動部３ｄがこのストッパ８の下面にぶつかることで、揺動が規制されるようになっている。
【００９１】
また、ストッパ８の中央部には、重り４を挿通させるための貫通穴（孔部）８ａが設けられており、この穴８ａは平面視で支持板３に形成されたスリット３２の内側に配置され（即ち、可動部３ｄの外周部は穴８ａの外側に配置され）ている。これにより、可動部３ｄが不所望な外力により大きく揺動した際にその外周部が穴８ａに引っかかる等して支持板３が損傷しないように構成されている。
【００９２】
なお、支持板３の撓みは支持板３と微小間隔をあけて対向配置された基板１によっても補助的に規制されるようになっている。この際、基板１上の電極１ａと可動部３ｄとが接触して異常信号が発生しないように、電極１ａの外周端部は、可動部３ｄの外周端部が揺動により基板１と接触する位置よりも内側に配置されている。
【００９３】
ストッパ８の上には絶縁性のスペーサ９を介して金属製（導電性）のカバー６が被着されている。これは、防塵、防滴、センサ周辺の帯電物による容量ドリフト、ノイズ及び取扱上の不注意からセンサを保護するためのものである。
このカバー６は、円筒型の頭部６ｂと、その周辺部に広がるフランジ部６ａと、外周部の舌状の突部６ｃとからなり、そのフランジ部６ａによって固定板５を均一に押し付けた状態で外周部の突部６ｃの先端を基板１の裏面側に折り曲げてカシメることで、カバー６が基板１に固定されている。このようにカバー６のフランジ部６ａによってスペーサ２，支持板３，固定板５，ストッパ８，スペーサ９を基板１に対して押し付けて固定することで、各部材の間に接着剤を設ける必要がなく、組み立て精度を高めることができるようになっている。
【００９４】
また、フランジ部６ａと基板１の外周部との間にはパッキン７を介装し、カバー６の内部への異物，フラックス，水分等の侵入を防止できるように構成されている。
【００９５】
なお、図１１に示すように、スペーサ９の下面には複数の突起９ａが設けられている。この突起９ａはストッパ８，固定板５，支持板３，スペーサ２の各部材に対応して形成された位置決め用の孔を挿通して、基板１に設けられた凹部（孔部）１ｈに嵌め込まれており、これにより、各部材が精度良く位置決めされるようになっている。
【００９６】
また、突部６ｃの当接する基板１裏面側にはグランドパターン（金属面）１３ｆが形成されており（図７参照）、このグランドパターン１３ｆを介してカバー６を接地することで外部ノイズ等の影響を排除できるようになっている。特に、カバー６の形状を、前記可動部３ｄの中心を垂直に通る軸線に対して対称にしておくことで、静電容量の余計な初期オフセットを発生させずに済む。本実施形態のカバー６では、電極１ａに対して単に一部が凸状の形状となっているが、これに限られない事は言うまでもない。
【００９７】
ところで、基板１は、上記第１実施形態と同様に、セラミックス又はエポキシ樹脂等からなる絶縁性の板材１１〜１４の積層体として構成された多層配線基板であり、各板材１１〜１４の構成、及び、基板１裏面のチップ実装面１３Ｒに取り付けられる処理回路１ｃの構成は、上記第１実施形態と全く同じであるため、その説明を省略する。
【００９８】
次に、センサの動作について説明する。これは上述した様に、センサ全体を傾斜させた時、可動部３ｄと各電極１ａとの間隔が変化し、それにより、それらの間の静電容量も変化し、これを電気的に検出することで傾斜が測定できる。
まず、センサ（固定基板１）が水平状態（中立状態）にある場合には、重り４の重心位置が凸部１ｂのフラット面１ｂ′によって支持され、重り４は傾くことなくその姿勢が維持される。これにより、可動部３ｄは電極１ａに対して略平行となり、可動部３ｄと四つの電極１ａとの間の静電容量は全て同一となる。この結果、初期の差動信号はゼロとなる。
【００９９】
次に、振動等により、センサがこの中立状態から僅かに（即ち、可動部３ｄの揺動が所定の揺動の範囲内となるように）傾いた場合、可動部３ｄには小さな揺動力が作用する。しかし、このような可動部３ｄの揺動は凸部１ｂ先端部のフラット面１ｂ′によって規制され、可動部３ｄは基板１に対して略平行のまま、その姿勢が保持される。その結果、中立状態を中心とする所定の範囲の傾斜に対してセンサは傾斜を検出せず、このような範囲は不感帯となる。なお、この不感帯となる範囲はフラット面１ｂ′の径により変更可能であり、本実施形態では、フラット面１ｂ′の径を重り４の底部４ａよりも小さくして、センサの傾斜範囲が１０°以内の場合には出力が殆ど変化しない不感帯となるようにしている。
【０１００】
次に、センサが上述のような所定の揺動範囲を超えて更に傾くと、重り４が基板１の凸部１ｂと可動部３ｄとの当接位置を中心として揺動し、可動部３ｄに対し軸部３ｃ又は軸部３ｅ回りのモーメントを作用させる。
【０１０１】
そして、この重り４の傾斜によるひねりのモーメントは軸部３ｃ或いは軸部３ｅの回りのひねり力として分離され、センサの傾斜方向及び傾斜角に応じて可動部３ｄを二軸３ｃ，３ｅ回りに独立に揺動させる。この際、可動部３ｄの揺動中心は凸部１ｂにより基板１に対して常に一定に離間されており、検出用コンデンサの静電容量は傾斜によるひねり力に対して直線的に増減する。また、重り４が断面Ｔ字状に形成されて重心位置が高められているため、ひねり力が大きく、又、支持板３の軸部３ｃ，３ｅが食込み部３１ａ，３１ａにより長くなっているため、軸部３ｃ，３ｅの剛性が低くなっており、センサの傾斜が僅かであっても、可動部３ｄは基板１に対して大きく揺動する。
【０１０２】
そして、軸部３ｃ，３ｅのひねり変形に対する弾性力とこの各軸部３ｃ，３ｅ回りのひねり力とが釣り合う角度で可動部３ｄが停止する。
【０１０３】
そして、この可動部３ｄの揺動により、可動部３ｄと各電極１ａとにより構成される信号検出用コンデンサの静電容量が変化し、その容量変化が、スルーホール電極Ｈ１や端子１３ａ等を介して電極１ａの略真下に実装された処理回路１ｃに電気信号として入力される。そして、処理回路１ｃによる処理結果は、接続電極面１４Ｒの外部接続電極１４ｃ等を介して外部装置へ出力される。
なお、なお、支持板３は共通電極として利用されるため、これを電気的に接地するような検出回路構成とすれば、高いシールド効果を得ることが出来る。
【０１０４】
したがって、本実施形態の静電容量式センサによれば、凸部１ｂによって中立状態において基板１と可動部３ｄとの配置を略平行とすることができ、差動信号にオフセットが発生することを防止できる。
つまり、重り４の重心位置は平面視で凸部１ｂ先端部のフラット面１ｂ′の内側に配されているため、凸部１ｂによって重り４の重心位置が支持され、中立状態において重り４が傾くことはない。このため、中立状態において可動部３ｄは基板１に対して略平行となり、差動信号が略ゼロとなる。
【０１０５】
また、可動部３ｄはフラット面１ｂ′によって支持されるため、基板１に対する可動部３ｄの組み付け位置が多少ずれても、重り４の重心位置が平面視でフラット面１ｂ′の内側に配されていれば、中立状態において重り４が傾くことはない。これにより、組みずれの許容範囲が広がり、センサ製造時の歩留まりを向上させることができる。
【０１０６】
さらに、先端部をフラット面１ｂ′とした凸部１ｂは本発明の揺動規制手段としても機能し、このようなフラット面１ｂ′によって可動部３ｄを支持することで、中立状態を中心とする一定の範囲内の可動部３ｄの揺動を規制することができる。これにより、このような揺動範囲が不感帯となり、中立状態近傍のセンサ出力が安定する。特に、このようなセンサをゲーム機や携帯電話等の手に持って使用する機器に適用した場合、手のふらつきを上記の不感帯領域に含めることで、手ぶれ防止機能を果たす。なお、本実施形態では、凸部１ｂの先端部であるフラット面１ｂ′を、受け部となる可動部３ｄの下面で受けているが、可動部３ｄに第１実施形態のような穴３ｆを設け、凸部１ｂを重り４の底面で受けるように構成して、重り４を介して可動部３ｄを凸部（支持体）１ｂによって間接的に支持するようにしてもよい。
【０１０７】
〔第５実施形態〕
図１３に示すように、本センサは、上記第４実施形態のセンサの構成において、基板１から凸部１ｂを突出して設ける代わりに、重り４の底部４ａ側から突起部（支持体）４ｂを突出して設けた構成となっている。
上述の突起部４ｂは、可動部３ｄの中央部に形成された穴３ｆを通って受け部を構成する基板１中央部に当接し、重り４を基板１上に支持している。また、円柱状をなした突起部４ｂの先端部はフラット面４ｂ′となっており、重り４の重心位置は平面視でこのフラット面４ｂ′内に含まれるように配置されている。つまり、本実施形態の突起部４ｂは本発明の位置決め手段として機能し、中立状態において重り４の重心位置は上記フラット面４ｂ′によって支持されるようになっている。
【０１０８】
また、中立状態における重り４の姿勢はこのフラット面４ｂ′によって安定的に保持されるため、センサが中立状態から多少傾いても重り４は可動部３ｄを揺動させることはない。つまり、このようなフラット面４ｂ′によって中立状態を中心とする所定範囲（例えば、センサの傾斜角にして１０°以内）の可動部３ｄの揺動が規制されるようになっており、突起部４ｂは本発明の揺動規制手段としても機能し、中立状態近傍のセンサ出力を安定させるようになっている。
【０１０９】
また、支持板３の支持部３ａは直接電極１ｄ上に積層されており、可動部３ｄは、この突起部４ｂにより基板１に対して一定に離間されるとともに、可動部３ｄの中央部が突起部４ｂにより基板１と反対側に大きく付勢された状態で保持されている。このため、可動部３ｄに取り付けられた重り４は常に基板１側に押し付けられた状態となり、センサを逆さまにしても、重り４の重さに抗して突起部４ｂ先端部を基板１上に押し当てておくことができる。
【０１１０】
また、基板１はスペーサ２を兼ねた樹脂成型タイプになっており、支持板３の支持部３ａが基板１上に取り付けられるとともに、電極１ａが段差部Ｇの底面に設けられている。
そして、これら以外は上記第４実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【０１１１】
したがって、本構成の突起部４ｂでも上記第４実施形態の凸部１ｂと同様の効果が得られ、中立状態において基板１と可動部３ｄとの配置を略平行とでき、オフセットの発生を防止できる。また、基板１に対する可動部３ｄの組み付け位置が多少ずれても、重り４の重心位置が平面視でフラット面１ｂ′の内側に配されていれば、中立状態において重り４が傾くことはなく、これにより、組みずれの許容範囲が広がり、センサ製造時の歩留まりを向上させることができる。
【０１１２】
また、突起部４ｂは、上記第４実施形態の凸部１ｂと同様に、本発明の揺動規制手段としても機能するため、中立状態を中心とする一定の揺動範囲が不感帯となり、中立状態の出力を安定化させることができる。
なお、本実施形態では、突起部４ｂを重り４下面から突出して設けているが、プレス等により可動部３ｄ中央部にこのような先端部のフラットな突起部を形成してもよい。
【０１１３】
〔変形例〕
本変形例は、図１３に示した第５実施形態の突起部４ｂを変形したものであり、図１４に示すように、突起部４ｂの先端部をフラット面４ｂ′に、同一直線上にない三つ以上の（図１４では三つ）支持点４１を設けた構成となっている。そして、これ以外は上記第５実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
支持点４１は、フラット面４ｂ′の外周に沿って配置されており、重り４の重心位置は、平面視でこららの支持点４１により形成される多角形（ここでは三角形）の内側に配されている。つまり、本実施形態の突起部４ｂは本発明の位置決め手段として機能し、上記支持点４１によって形成される多角形状の支持領域Ｓによって重り４の重心位置を支持するようになっている。
【０１１４】
また、中立状態における重り４の姿勢はこの実質的にフラット面を構成する支持領域Ｓによって安定的に保持されるため、センサが中立状態から多少傾いても重り４は可動部３ｄを揺動させることはない。このため、突起部４ｂは本発明の揺動規制手段としても機能し、中立状態近傍のセンサ出力を安定させるようになっている。
【０１１５】
したがって、本変形例の支持領域Ｓでも上記第５実施形態のフラット面４ｂ′と同様の効果が得られ、中立状態においてオフセットの発生を防止できるとともに、中立状態近傍のセンサ出力を安定させることができる。また、基板１に対する可動部３ｄの組み付け位置が多少ずれても、重り４の重心位置が平面視で支持領域Ｓ内に配されていれば、中立状態において重り４が傾くことはなく、これにより、組ずれの許容範囲を広げて製造歩留まりを高めることができる。なお、本変形例では、突起部４ｂの先端に同一直線上にない三つ以上の支持点を設けたが、第４実施形態の凸部１ｂの先端部に同様の支持点を複数設け、この支持点を平坦な可動部３ｄ或いは重り４の底面で受けてもよい。
【０１１６】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記各実施形態では、一つの可動電極（可動部）３ｄに複数の固定電極１ａを対向配置しているが、逆に、一つの固定電極１ａに複数の可動電極３ｄを対向配置してもよい。つまり、電極１ａを基板１上に一つ設け、絶縁性の可動部３ｄの下面側に複数（例えば四つ）の可動電極を形成してもよい。また、固定電極１ａと可動電極３ｄとを共に複数設け、両者をそれぞれ対向配置してもよい。
【０１１７】
また、支持板３は金属板に限定されず、可撓性を有する部材であれば金属，半導体，絶縁体のいずれでもよい。また、板厚も特に限定されず、ポリイミド等の高分子フィルムや金属箔、或いは、エッチングにより薄膜化したシリコン基板等を好適に用いることができる。なお、支持板３に絶縁性の部材を用いた場合には、基板１に対向する面に銅箔等の導電膜（可動電極）を形成する必要がある。
【０１１８】
さらに、上記各実施形態における凸部１ｂ或いは突起部４ｂは必ずしも基板１或いは重り４と一体に構成されている必要はなく、別体に設けてもかまわない。また、上記第１〜第５実施形態及び変形例では、基板１から可動部３ｄ側に向けて突設された凸部１ｂ或いは重り４から基板１に向けて突設された突起部４ｂによって可動部３ｄが基板１側に撓むことを防止しているが、いずれの方法によるかは任意に決めることができる。すなわち、本発明における位置決め手段は、重り４を含む可動部３ｄ側と固定基板１側との内のいずれか一方側に設けられた凸部と、いずれか他方側に設けられた前記凸部を受ける受け部とにより構成されていればよい。そして、上記第１〜第３実施形態のように中立位置付近に不感帯を設けない場合には、先端形状が曲面状をした凸部がよく、受け部はこの凸部のＲよりも大きな曲率半径を有する凹曲面状が好ましい。
【０１１９】
また、第４，第５実施形態及び変形例のように中立位置に不感帯を設ける場合には、可動部３ｄ側と固定基板１のいずれか一方側に設ける凸部の形状は異方性を持たないように円柱状とし、その先端形状はフラット面とするのがよく、いずれか他方側の受け部は平坦面とするのがよい。ここで、凸部の先端形状は、実際にフラット（平坦）となっておらず、実質的にフラット面を構成するようになっていればよい。すなわち、上記変形例のように同一直線上にない複数の支持点で仮想的なフラット面を形成する他、先端が平面視円環状をし、その断面が全周に亘って半円形状となって実質的に先端がフラット面を構成するようなものでもよい。
【０１２０】
なお、上記各実施形態及び変形例では、可動部３ｄが直交する二軸回りに揺動自在なセンサの構造について説明したが、これに限らず、例えば可動部３ｄが一軸回りにのみ揺動可能なセンサに対して本発明を適用することも可能である。
また、上記各実施形態では、傾斜センサを例示して本発明の静電容量式センサを説明したが、本発明は傾斜センサに限らず、例えば加速度センサや衝撃センサであってもよい。
【０１２１】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、位置決め手段によって、中立状態における固定基板に対する可動部の配置を略平行とすることができるため、中立状態の出力にオフセットが発生することを抑制できる。
また、揺動規制手段により、中立状態を中心とする所定の揺動範囲の揺動を規制しているため、中立状態における固定基板に対する可動部の組み付け位置が多少ずれても、このずれによって生じる可動部の揺動が上記所定の揺動の範囲内であれば可動部は固定基板に対して略平行となる中立状態に保持される。これにより、組みずれの許容範囲が広がり、歩留まりを向上させることができる。また、中立状態を中心とする所定の揺動の範囲が不感帯となるため、中立状態近傍のセンサ出力が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る静電容量式センサの全体構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る静電容量式センサの全体構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る静電容量式センサの支持板の構造を拡大して示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る静電容量式センサの基板の構造を説明するための平面断面図（板材１１の平面図）である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る静電容量式センサの基板の構造を説明するための平面断面図（板材１２の平面図）である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る静電容量式センサの基板の構造を説明するための平面断面図（板材１３の平面図）である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る静電容量式センサの基板の構造を説明するための平面断面図（板材１３の背面図）である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る静電容量式センサの基板の構造を説明するための平面断面図（板材１４の背面図）である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る静電容量式センサの全体構成を示す概略断面図であり、図２に対応する図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る静電容量式センサの全体構成を示す概略断面図であり、図２に対応する図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る静電容量式センサにの全体構成を示す分解斜視図であり、図１に対応する図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る静電容量式センサの全体構成を示す概略断面図であり、図２に対応する図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係る静電容量式センサの全体構成を示す概略断面図であり、図２に対応する図である。
【図１４】本発明の第５実施形態の変形例に係る静電容量式センサの要部構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　固定基板
１ａ　固定電極
１ｂ　凸部（支持体）
１ｂ′　フラット面
１ｅ　凹部（受け部）
３ｄ　可動部（可動電極）
３ｇ　凸部（支持体）
４　重り
４ｂ　突起部（凸部，支持体）
４ｂ′　フラット面
４ｃ　凹部（受け部）
４１　支持点
ｇ　ギャップ
Ｐ，Ｐ２，Ｐ３　位置決め手段
Ｓ　支持領域
【図１】
2004093295.tif 000003
【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】
2004093295.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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