(57)【要約】【課題】本発明は、ピエゾ抵抗素子の形状、抵抗値、および温度変化による抵抗値変化の特性のばらつきを低減させ、検出精度を高めることができる加速度センサを提供することを目的とするものである。【解決手段】固定部１と、この固定部１に接続された第１、第２の片持ち梁部２，３と、この第１、第２の片持ち梁部２，３の先端にそれぞれ形成された第１、第２のおもり部４，５と、前記第１、第２の片持ち梁部２，３のそれぞれに形成された第１〜第４のピエゾ抵抗素子６〜９とを備え、前記第１、第２の片持ち梁部２，３および第１、第２のおもり部４，５をそれぞれ同一形状にするとともに、同一平面上に同じ向きに並べて構成したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、この固定部に接続された２本の片持ち梁部と、この２本の片持ち梁部の先端にそれぞれ形成された２個のおもり部と、前記２本の片持ち梁部のそれぞれに形成されたピエゾ抵抗素子とを備え、前記２本の片持ち梁部および２個のおもり部をそれぞれ同一形状にするとともに、同一平面上に同じ向きに並べて構成した加速度センサ。
【請求項２】
固定部の片持ち梁部が形成された部分の両方の外側に、おもり部と空間を挟んで対向するように２個のストッパ部を形成した請求項１記載の加速度センサ。
【請求項３】
２個のストッパ部を連結部により連結するとともに、この連結部と固定部および２個のストッパ部とで２個のおもり部を囲むように構成した請求項１または２記載の加速度センサ。
【請求項４】
片持ち梁部と空間を挟んで対向するように延設部を形成し、かつこの延設部はおもり部より固定部側へ延設して形成した請求項１〜３のいずれかに記載の加速度センサ。
【請求項５】
延設部と片持ち梁部との間隔、延設部と固定部との間隔、延設部とストッパ部との間隔、おもり部とストッパ部との間隔、おもり部と連結部との間隔、および２個のおもり部の間隔がすべて等しくなるように構成した請求項４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、主として自動車等のカーナビゲーションシステムや車両制御システム、あるいはカメラ等の手ブレ検知システム等に用いられる加速度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
片持ち梁の先端におもり部を設け、かつこの片持ち梁の上面にピエゾ抵抗素子を形成し、このピエゾ抵抗素子の抵抗値変化を検知することにより加速度を検出するようにした加速度センサは公知である。
【０００３】
このような加速度センサにおいては、加速度を検出する方向と垂直な方向への感度を有してしまうことが考えられるが、この垂直な方向への感度を有することによる影響を除去するために、同一形状の片持ち梁と重量部を同一平面上に互いに逆向きにして形成した加速度センサは公知である（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−１３０２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
おもり部を先端に設けた片持ち梁を２本設けて、それぞれの片持ち梁にピエゾ抵抗素子を用いる場合において、ハーフブリッジ回路で中点電位を検出する場合や、フルブリッジ回路で差動電位を検出する場合には、それぞれの片持ち梁に形成したピエゾ抵抗素子の形状、抵抗値、さらには温度変化による抵抗値変化の特性はばらつきのない完全に同一であることが好ましい。
【０００５】
しかしながら、製造時のばらつきなどにより、２以上のピエゾ抵抗素子を完全に同一にすることは不可能であり、各ピエゾ抵抗素子の特性がばらついてしまうことは不可避である。このばらつきを低減させることは加速度センサの精度向上につながるのであるが、ピエゾ抵抗素子が形成されている場所が離れると、各ピエゾ抵抗素子の特性のばらつきは大きくなってしまうものである。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、ピエゾ抵抗素子の形状、抵抗値、および温度変化による抵抗値変化の特性のばらつきを低減させ、検出精度を高めることができる加速度センサを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明は、固定部と、この固定部に接続された２本の片持ち梁部と、この２本の片持ち梁部の先端にそれぞれ形成された２個のおもり部と、前記２本の片持ち梁部のそれぞれに形成されたピエゾ抵抗素子とを備え、前記２本の片持ち梁部および２個のおもり部をそれぞれ同一形状にするとともに、同一平面上に同じ向きに並べて構成したもので、この構成によれば、２本の片持ち梁部を同一平面上に同じ向きに並べて構成しているため、この２本の片持ち梁部に形成されたピエゾ抵抗素子間の距離は短くなり、これにより、各ピエゾ抵抗素子の特性のばらつきを低減させることができるため、検出精度の高い加速度センサを提供することができるという作用効果を有するとともに、２本の片持ち梁部と２個のおもり部はそれぞれ同じ向きに並べて構成しているため、加速度が印加されたとき、２本の片持ち梁部は同じ方向に同じ形状に変形することになり、これにより、これら２本の片持ち梁部と２個のおもり部が接触して互いに干渉するおそれは低くなるため、２個のおもり部間の間隔を狭くすることができ、これにより、加速度センサの小型化が図れるという作用効果を有するものである。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、固定部の片持ち梁部が形成された部分の両方の外側に、おもり部と空間を挟んで対向するように２個のストッパ部を形成したもので、この構成によれば、過大な加速度が印加された場合、これらのストッパ部におもり部が接触して片持ち梁部が過剰に撓むのを防止することができるため、過大な加速度が印加された場合、加速度センサが破損するのを防止することができるという作用効果を有するものである。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、２個のストッパ部を連結部により連結するとともに、この連結部と固定部および２個のストッパ部とで２個のおもり部を囲むように構成したもので、この構成によれば、２個のストッパ部が連結部により連結されているため、おもり部がストッパ部に当接した際のストッパ部の撓みを低減させることができ、これにより、ストッパ部のストッパ機能を効率的に発揮させることができるという作用効果を有するものである。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、片持ち梁部と空間を挟んで対向するように延設部を形成し、かつこの延設部はおもり部より固定部側へ延設して形成したもので、この構成によれば、延設部の存在によりおもり部の質量を増加させることができるため、加速度センサの感度を向上させることができるという作用効果を有するものである。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、延設部と片持ち梁部との間隔、延設部と固定部との間隔、延設部とストッパ部との間隔、おもり部とストッパ部との間隔、おもり部と連結部との間隔、および２個のおもり部の間隔がすべて等しくなるように構成したもので、この構成によれば、上記の各構成要素をエッチングで形成する際に、精度良く形成することができるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明の加速度センサは、２本の片持ち梁部を同一平面上に同じ向きに並べて構成しているため、この２本の片持ち梁部に形成されたピエゾ抵抗素子間の距離は短くなり、これにより、各ピエゾ抵抗素子の特性のばらつきを低減させることができるため、検出精度の高い加速度センサを提供することができるとともに、２本の片持ち梁部と２個のおもり部はそれぞれ同じ向きに並べて構成しているため、加速度が印加されたとき、２本の片持ち梁部は同じ方向に同じ形状に変形することになり、これにより、これら２本の片持ち梁部と２個のおもり部が接触して互いに干渉するおそれは低くなるため、２個のおもり部間の間隔を狭くすることができ、これにより、加速度センサの小型化が図れるという優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１に記載の発明について説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態１における加速度センサの平面図である。
【００１６】
図１において、１は固定部で、この固定部１はＳｉで構成された基板から形成されているものである。２は固定部１に形成された第１の片持ち梁部、３は固定部１に第１の片持ち梁部２と並ぶように形成された第２の片持ち梁部である。４は第１の片持ち梁部２の先端に形成された第１のおもり部、５は第２の片持ち梁部３の先端に形成された第２のおもり部で、この第２のおもり部５は第１のおもり部４と並ぶように形成されているものである。
【００１７】
上記した固定部１、第１の片持ち梁部２、第２の片持ち梁部３、第１のおもり部４および第２のおもり部５は同一平面上に一体的に形成されているものである。また、前記第１の片持ち梁部２および第１のおもり部４と、第２の片持ち梁部３および第２のおもり部５は同じ向きに並べて構成されているものであり、さらに第１の片持ち梁部２と第２の片持ち梁部３、および第１のおもり部４と第２のおもり部５はそれぞれ形状が同一になるように構成されているものである。
【００１８】
６および７はそれぞれ第１の片持ち梁部２に形成された第１のピエゾ抵抗素子および第２のピエゾ抵抗素子、８および９は第２の片持ち梁部３に形成された第３のピエゾ抵抗素子および第４のピエゾ抵抗素子である。これらの第１のピエゾ抵抗素子６、第２のピエゾ抵抗素子７、第３のピエゾ抵抗素子８および第４のピエゾ抵抗素子９は、いずれも歪みが生じると抵抗値が変化する特性を有しているものである。
【００１９】
１０は固定部１に形成された第１の印加電極、１１は固定部１に形成された第１の中間電極、１２は固定部１に形成された第１のグランド電極である。そして前記第１のピエゾ抵抗素子６は第１の印加電極１０と第１の中間電極１１との間に電気的に接続され、また第２のピエゾ抵抗素子７は第１の中間電極１１と第１のグランド電極１２との間に電気的に接続されるものである。
【００２０】
１３は固定部１に形成された第２の印加電極、１４は固定部１に形成された第２の中間電極、１５は固定部１に形成された第２のグランド電極である。前記第３のピエゾ抵抗素子８は第２のグランド電極１５と第２の中間電極１４との間に電気的に接続され、また第４のピエゾ抵抗素子９は第２の中間電極１４と第２の印加電極１３との間に電気的に接続されるものである。
【００２１】
１６は第１のピエゾ抵抗素子６〜第４のピエゾ抵抗素子９の各ピエゾ抵抗素子と第１の印加電極１０〜第２のグランド電極１５の各電極間を電気的に接続する導電体からなる配線である。
【００２２】
上記した本発明の実施の形態１における加速度センサにおいては、第１の印加電極１０と第２の印加電極１３を同電位にし、かつ第１のグランド電極１２と第２のグランド電極１５を同電位にしてフルブリッジ回路を構成し、そして第１の中間電極１１と第２の中間電極１４との差動出力を検出するように回路構成を行うとともに、第１のピエゾ抵抗素子６〜第４のピエゾ抵抗素子９の各抵抗値を等しくしているものである。
【００２３】
以上のように構成された加速度センサについて、以下にその製造方法を簡単に説明する。
【００２４】
Ｓｉからなる基板の上面に第１のピエゾ抵抗素子６〜第４のピエゾ抵抗素子９の各ピエゾ抵抗素子を構成する抵抗層をスパッタ等の薄膜工法で形成し、その後、第１の印加電極１０〜第２のグランド電極１５の各電極および配線１６を構成する金属層をスパッタ等の薄膜工法で形成し、そしてこの金属層をエッチングにより所定形状にすることにより第１の印加電極１０〜第２のグランド電極１５の各電極および配線１６を形成することができる。最後に、基板をエッチングにより所定形状に加工することにより所定形状の固定部１、第１の片持ち梁部２、第２の片持ち梁部３、第１のおもり部４および第２のおもり部５を有した加速度センサが得られる。
【００２５】
以上のように構成され、かつ製造された加速度センサについて、以下にその動作を説明する。
【００２６】
図１において、例えば、紙面右向方向に正の加速度が加わった場合には、第１のおもり部４および第２のおもり部５が左方向に傾くように第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３が撓む。このとき、第１のピエゾ抵抗素子６と第３のピエゾ抵抗素子８には圧縮方向の歪みが生じ、第２のピエゾ抵抗素子７と第４のピエゾ抵抗素子９には引張り方向の歪みが生じる。ここで、第１の片持ち梁部２と第２の片持ち梁部３および第１のおもり部４と第２のおもり部５はそれぞれ同一形状に構成しているため、第１の片持ち梁部２と第２の片持ち梁部３の歪みは同じになる。これによりフルブリッジ回路を構成する対角位置の抵抗体が同じ抵抗値になるため、第１の中間電極１１と第２の中間電極１４の差動出力は、ハーフブリッジ回路の場合に比べ２倍の大きさになり、出力電圧を大きくすることができる。
【００２７】
以上のように本発明の実施の形態１における加速度センサにおいては、第１の片持ち梁部２、第２の片持ち梁部３、第１のおもり部４および第２のおもり部５を同一平面上に同じ向きに並べて構成しているため、第１のピエゾ抵抗素子６〜第４のピエゾ抵抗素子９の形成位置が近くなり、すなわち、ピエゾ抵抗素子間の距離が短くなり、これにより、各ピエゾ抵抗素子の特性のばらつきを低減させることができるものである。
【００２８】
また、第１の片持ち梁部２と第２の片持ち梁部３および第１のおもり部４と第２のおもり部５はそれぞれ同一形状に構成するとともに、同一平面上に同じ向きに並べて構成しているため、加速度が印加されたとき、第１の片持ち梁部２と第２の片持ち梁部３は同じ方向に同じ形状に変形することになり、これにより、これら第１の片持ち梁部２と第２の片持ち梁部３および第１のおもり部４と第２のおもり部５が接触して互いに干渉するおそれは低くなるものである。この場合、現実には、製造上の形状のばらつきや、内部の組成のばらつき等により、第１の片持ち梁部２と第２の片持ち梁部３とが全く同じ変形をするものではないため、加速度が印加されていない状態で第１のおもり部４と第２のおもり部５間の間隔が狭ければ第１のおもり部４と第２のおもり部５が接触することもあり得る。しかしながら、本発明の実施の形態１における加速度センサの場合は、前述したように第１のおもり部４と第２のおもり部５が接触して互いに干渉するおそれは低いため、第１のおもり部４と第２のおもり部５間の間隔を狭くすることができ、これにより、加速度センサ全体の小型化が図れるものである。
【００２９】
なお、上記本発明の実施の形態１における加速度センサにおいては、第１のピエゾ抵抗素子６〜第４のピエゾ抵抗素子９の各抵抗値を等しくしたものについて説明したが、第１の中間電極１１の電位と、第２の中間電極１４の電位がそれぞれの基準電位に対して互いに正負逆向きの変化をするように、第１のピエゾ抵抗素子６の抵抗値と第２のピエゾ抵抗素子７の抵抗値との比率と、第４のピエゾ抵抗素子９の抵抗値と第３のピエゾ抵抗素子８の抵抗値との比率とを等しくする構成にしてもよいものである。
【００３０】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項２、３に記載の発明について説明する。
【００３１】
図２は本発明の実施の形態２における加速度センサの平面図である。
【００３２】
本発明の実施の形態２においては、上記した本発明の実施の形態１と同一の構成部品については、同一番号を付しており、その説明は省略し、異なる点のみを説明する。
【００３３】
本発明の実施の形態２における加速度センサが上記した本発明の実施の形態１における加速度センサと異なる点は、ストッパ部が付加されている点である。
【００３４】
図２において、１７は固定部１における第１の片持ち梁部２が形成された部分の外側に、第１のおもり部４と空間を挟んで対向するように形成された第１のストッパ部で、この第１のストッパ部１７は固定部１と一体的に形成されている。１８は固定部１における第２の片持ち梁部３が形成された部分の外側に、第２のおもり部５と空間を挟んで対向するように形成された第２のストッパ部で、この第２のストッパ部１８は固定部１と一体的に形成されている。１９は第１のストッパ部１７と第２のストッパ部１８を連結する連結部である。そして前記第１のストッパ部１７、第２のストッパ部１８および連結部１９は、Ｓｉからなる基板をエッチングする際に得られるものである。
【００３５】
上記した本発明の実施の形態２においては、第１のおもり部４および第２のおもり部５と空間を挟んで対向するように第１のストッパ部１７および第２のストッパ部１８を設けているため、過大な加速度が印加された場合、第１のおもり部４が第１のストッパ部１７に当接、または第２のおもり部５が第２のストッパ部１８に当接して第１の片持ち梁部２または第２の片持ち梁部３が過剰に撓むのを防止することができるため、過大な加速度が印加された場合、加速度センサが破損するのを防止することができるものである。
【００３６】
また、上記本発明の実施の形態２においては、連結部１９によって第１のストッパ部１７と第２のストッパ部１８を連結しているため、第１のストッパ部１７と第２のストッパ部１８の剛性を高めることができ、これにより、第１のおもり部４または第２のおもり部５が当接することによる第１のストッパ部１７と第２のストッパ部１８の変形を低減させることができるため、第１のストッパ部１７と第２のストッパ部１８は効率的にストッパ機能を発揮させることができるものである。
【００３７】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項４、５に記載の発明について説明する。
【００３８】
図３は本発明の実施の形態３における加速度センサの平面図である。
【００３９】
本発明の実施の形態３においては、上記した本発明の実施の形態２と同一の構成部品については、同一番号を付しており、その説明は省略し、異なる点のみを説明する。
【００４０】
本発明の実施の形態３における加速度センサが上記した本発明の実施の形態２における加速度センサと異なる点は、延設部が付加されている点である。
【００４１】
図３において、２０は第１の片持ち梁部２または第２の片持ち梁部３と空間を挟んで対向するように形成された延設部で、この延設部２０は第１のおもり部４または第２のおもり部５と一体的に、かつ固定部１側へ延設するように形成されているものである。また、この延設部２０は第１のおもり部４に２箇所形成されるとともに、第２のおもり部５にも２箇所形成されており、さらにこれら４個の延設部２０の形状は対称形状または同形状に構成されているものである。
【００４２】
そしてまた、上記延設部２０は、第１の片持ち梁部２との間隔、第２の片持ち梁部３との間隔、固定部１との間隔、第１のストッパ部１７との間隔、第２のストッパ部１８との間隔がすべて等しくなるように構成するとともに、第１のおもり部４と第１のストッパ部１７との間隔、第２のおもり部５と第２のストッパ部１８との間隔、第１のおもり部４と連結部１９との間隔、第１のおもり部４と連結部１９との間隔、および第１のおもり部４と第２のおもり部５との間隔もすべて等しくなるように構成しているものである。すなわち、固定部１、第１のストッパ部１７、第２のストッパ部１８および延設部２０で囲まれた部分の空間部の距離がすべて等しくなるように構成したものである。
【００４３】
上記のように本発明の実施の形態３においては、第１の片持ち梁部２または第２の片持ち梁部３と空間を挟んで対向するように延設部２０を形成し、かつこの延設部２０は第１のおもり部４または第２のおもり部５より一体的に固定部１側へ延設するように形成しているため、この延設部２０の存在により、第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３に接続される第１のおもり部４および第２のおもり部５の質量が増加するため、同じ加速度が印加された場合、第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の撓みは大きくなり、これにより、加速度センサの感度が向上するものである。
【００４４】
また、外形寸法を小さくしながら、第１のおもり部４および第２のおもり部５の質量を大きくする場合において、延設部２０を設けない構成にするためには、第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の長さを短くする必要が生じてくるが、延設部２０を設けた場合には、その必要が生じない。そして、このような構成の加速度センサにおいては、第１のおもり部４および第２のおもり部５の質量が同じならば第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の長さが長い方が第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の根元部、すなわち、固定部１との接続部近傍の歪みが大きくなるため、加速度センサとしての感度が向上するものである。したがって、本発明の実施の形態３における加速度センサは、この点からも感度の向上を図ることができるものである。
【００４５】
そしてまた、本発明の実施の形態３においては、固定部１、第１のストッパ部１７、第２のストッパ部１８および延設部２０で囲まれた部分の空間部の距離をすべて等しくしているため、固定部１、第１の片持ち梁部２、第２の片持ち梁部３、第１のおもり部４、第２のおもり部５、第１のストッパ部１７、第２のストッパ部１８、連結部１９および延設部２０を所定形状に形成するためにＳｉからなる基板をエッチングで加工する際には、高精度で加工することができ、これにより、加速度センサの検出精度の向上を図ることができるものである。
【００４６】
なお、上記本発明の実施の形態３における加速度センサにおいては、延設部２０とともに、第１のストッパ部１７、第２のストッパ部１８および連結部１９を設けた構成としているが、延設部２０のみを設けて、第１のストッパ部１７、第２のストッパ部１８および連結部１９は設けない構成にした場合でも、加速度センサの感度を向上させることができるという効果を奏するものである。
【００４７】
（実施の形態４）
図４、図５は本発明の実施の形態４における加速度センサの片持ち梁部の断面図を示したもので、図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ断面図のバリエーションを示している。すなわち、本発明の実施の形態４における加速度センサは、上記した本発明の実施の形態１〜３における加速度センサのように第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の断面を直方体形状にするのではなく、他の所定の形状にしたものである。なお、図４、図５では第１の片持ち梁部２の断面のみを示しているが、第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３は、同一の断面形状を有するものである。
【００４８】
図４（ａ）において、Ｘ軸は、第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の断面図の上面部を０として鉛直下方を正にした座標軸である。したがって、第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の断面図の上面部は、Ｘ＝０となる。第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の断面図の下面部はＸ＝ｈとしている。
【００４９】
また、Ｗ（Ｘ）とはＸ座標上の点Ｘにおける第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の断面の幅である。したがって、第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の断面図の上面部の幅はＷ（０）、下面部の幅はＷ（ｈ）となる。ａは、Ｘ軸上で０＜ａ＜ｈなる点であり、Ｗ（ａ）は点ａにおける断面の幅を示している。
【００５０】
図４（ａ）に示す断面図は、図示したように三角形の底面を第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の断面の上面にし、三角形の頂点部に長方形を付けたような形状の構成である。言い換えると、第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の断面の上面と下面の幅を広くし、上面と下面の間に断面幅を狭くした部分を設けた構成になっている。
【００５１】
図４（ａ）に示す断面図を数式化すると、
０＜ａ＜ｈなるａにおいて、
Ｗ（ａ）＜Ｗ（０）かつＷ（ａ）＜Ｗ（ｈ）
となるａが存在すること、である。
【００５２】
このように、上面の幅が広いことによって、第１のピエゾ抵抗素子６〜第４のピエゾ抵抗素子９を形成することができる領域を広くすることができるため、これらの抵抗素子の配置が容易になり、さらに、第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３における変位は上面の幅の中央部で小さく、かつ端部での変位がもっとも大きいため、これらの各抵抗素子に生じる歪みも大きくすることができ、これにより、各抵抗素子の抵抗値変化を大きくして大きな出力を得ることができるものである。
【００５３】
また、上下方向の中央部の幅を狭くしているため、断面２次モーメントが低下して撓み易くなり、これにより、感度が向上することになる。
【００５４】
そしてまた、下面の端部の幅を広くしているため、下面の端部が中央部と同様に狭い場合に比べ、断面の上下方向のバランスが向上することになり、これにより、紙面横方向に対する加速度による第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の上下方向への撓みを低減させることができるため、加速度センサの感度の低下の防止に役立つものとなる。
【００５５】
図４（ｂ）（ｃ）、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す断面図は、図４（ａ）に示す断面図に対して、断面形状を上下対称にしているものである。このようにすることにより、断面の上下方向のバランスがとれるため、紙面横方向に対する加速度による第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の上下方向への撓みを理論上なくすことができる。このため、加速度センサの感度の低下を防止することができる。
【００５６】
図４（ａ）〜（ｃ）および図５（ａ）〜（ｃ）に示す加速度センサの第１の片持ち梁部２および第２の片持ち梁部３の断面形状は、エッチングを表面側と裏面側からの両面から行うことにより可能であり、また、エッチングの条件を変えることにより、それぞれの形状にすることが可能となる。
【００５７】
上記した本発明の実施の形態１〜４における加速度センサは、いずれも、片持ち梁部とおもり部とをそれぞれ２個備えた構成になっている。このような構成の加速度センサは、おもり部および片持ち梁部を１個のみ有する構成のものに比べて、強度、出力の点で優れた作用効果を有するものである。すなわち、出力を上げるには片持ち梁部での歪みを大きくすることが有力な方法であるが、歪みが大きくなりすぎると片持ち梁部の破損を招くことも考えられる。これに対し、片持ち梁部およびおもり部をそれぞれ２個設けた構成のものは、フルブリッジ回路等によりそれぞれの出力の差動を取ることにより、それぞれの片持ち梁部からの出力を２倍にすることができるため、片持ち梁部での歪みが半分であっても、最終の出力をおもり部および片持ち梁部が１個のものと同等にすることができ、この点で、十分な強度を有したまま出力の向上を図ることができる。この場合、２つの片持ち梁部上に形成されるピエゾ抵抗素子の抵抗値などの特性のばらつきが大きくなると検出精度の低下を招いてしまうが、本発明の加速度センサにおいては、２つの片持ち梁部を同一平面上に同じ向きに並べているため、両者の間隔は短く、これによりピエゾ抵抗素子の特性ばらつきを低減させることが可能となるため、検出精度の向上を図ることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る加速度センサは、２本の片持ち梁部および２個のおもり部をそれぞれ同一形状にするとともに、同一平面上に同じ向きに並べて構成したことにより、検出精度を高めることができるという効果を有するものであり、自動車等のカーナビゲーションシステムや車両制御システム、あるいはカメラ等の手ブレ検知システム等に使用される加速度センサに適用して有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態１における加速度センサの平面図
【図２】本発明の実施の形態２における加速度センサの平面図
【図３】本発明の実施の形態３における加速度センサの平面図
【図４】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態４における加速度センサの片持ち梁部の断面図
【図５】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態４における加速度センサの片持ち梁部の断面図
【符号の説明】
【００６０】
１  固定部
２  第１の片持ち梁部
３  第２の片持ち梁部
４  第１のおもり部
５  第２のおもり部
６  第１のピエゾ抵抗素子
７  第２のピエゾ抵抗素子
８  第３のピエゾ抵抗素子
９  第４のピエゾ抵抗素子
１７  第１のストッパ部
１８  第２のストッパ部
１９  連結部
２０  延設部
【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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