(57)【要約】【課題】パッケージの内面との衝突や強度の限界を超える変位による、可動部や加速度検出素子の破損を回避できる加速度検出デバイス、この加速度検出デバイスを備えた加速度検出器及び電子機器の提供。【解決手段】ベース部１０と、可動部１２と、物理量検出素子１３と、平面視において、ベース部から可動部に沿って延びる部位を備えた支持部１４と、可動部に配置した質量部１５と、を備え、支持部は、平面視においてベース部側とは反対側の端部が自由端部となっており、質量部は、平面視と正面視において、夫々一部が支持部と重なり、可動部は、主面と交差する方向に加わる加速度、又は重力加速度に応じて、継ぎ手部を支点にして主面と交差する方向に変位可能であり、質量部と支持部とが重なる各領域では、質量支持部との間に夫々隙間が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部と、該ベース部に継ぎ手部を介して一端縁を接続された板状の可動部と、前記ベース部と前記可動部とに掛け渡された物理量検出素子と、平面視において、前記ベース部から前記可動部に沿って延びている部位を備えた支持部と、前記可動部の他端縁と両主面に跨って配置した質量部と、を備え、
前記支持部は、平面視において、前記ベース部側とは反対側の端部が自由端部となっており、
前記質量部は、平面視と正面視において、前記支持部と重なり、
前記可動部は、前記主面と交差する方向に加わる物理量に応じて、前記継ぎ手部を支点にして前記主面と交差する方向に変位可能なように前記質量部と前記支持部とが重なる各領域では、前記質量部と前記支持部との間に夫々隙間が設けられていることを特徴とする物理量検出デバイス。
【請求項２】
前記可動部、前記物理量検出素子、及び前記質量部の重心位置が前記可動部の厚みの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の物理量検出デバイス。
【請求項３】
前記質量部は、一つの側面に前記可動部を固定する固定部を有し、該一つの側面と対向しない他の２つの側面の内の少なくとも一方の側面に、前記支持部と非接触であり、該可動部がその厚み方向、及び面方向へ変形する際に、前記支持部により規制を受ける被規制部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の物理量検出デバイス。
【請求項４】
前記被規制部は、前記少なくとも一方の側面に形成した遊嵌溝であることを特徴とする請求項３に記載の物理量検出デバイス。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスにおいて、前記物理量検出素子は、前記ベース部と前記可動部とを結ぶ方向に沿って延びる少なくとも一以上の振動梁を有する物理量検出部と、該物理量検出部の両端に接続された一対の基部と、を備え、前記基部の一方が前記ベース部に固定され、前記基部の他方が前記可動部に固定されたことを特徴とする物理量検出デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスと、前記物理量検出デバイスを収容するパッケージと、を備えたことを特徴とする物理量検出器。
【請求項７】
請求項６に記載の物理量検出器を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出デバイス、この物理量検出デバイスを備えた物理量検出器、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ベースと、ベースにヒンジ継ぎ手によって接続され、このヒンジ継ぎ手を回転軸として回動できる振り子型回動質量と、この回動質量をベースに橋渡しするセンサー手段と、を備えた振り子型加速度計（以下、加速度検出デバイスという）が開示されている。
上記加速度検出デバイスは、加わる加速度に応じて回動質量（以下、可動部という）が回動（以下、変位という）することで、センサー手段（以下、加速度検出素子という）に引っ張り応力や圧縮応力が加わることによる、加速度検出素子の共振周波数の変化によって加速度を検出する構成となっている。
また、この加速度検出デバイスのベースは、加速度検出素子の一端を支持する基部と、基部の長手方向両端部から可動部の両側方に沿って非接触、且つ並行に延びる二本のアームと、該二本のアームの先端を連結する連結片と、からなる矩形枠体となっている。
この加速度検出デバイスは、可動部の変位の規制が、加速度検出デバイスを収容する容器（以下、パッケージという）によって行われている。つまり、加速度検出デバイスは、自身には可動部の変位を規制する構成要素が一切ないことから、可動部や加速度検出素子がパッケージの内面に衝突するまで変位可能な構成となっている。
特許文献１における二本のアームと連結片とからなるコ字状の枠体部分は、加速度検出デバイスをパッケージ内に収納するに際して、その取付け精度や水平度を維持する上で効果的に利用される。即ち、箱形のパッケージの内壁にコ字状に張り出した支持段差を設け、この支持段差上にコ字状の枠体を載置して任意の箇所を接着することにより、その取付け精度、水平度を高度に維持することが可能となる。
【０００３】
次に、特許文献２には、一端をベースに固定し他端に金属製の重りを配置した水晶板よりなる梁の両面もしくは片面に設けた一対の突出部上に、梁と同一のカットアングルを有する双音叉振動子の両端部を橋架固定した加速度センサーが開示されている。
特許文献２のように水晶板に重りを取り付けることにより、加速度センサーの感度を高めることが可能となるが、コ字状の枠体部分が存在しない水晶板をパッケージ内に収納する場合、その一端部をパッケージに固定すると、他端に固定した重りにより水晶板が湾曲変形した状態で接着が行われて接着剤の固化後に得られる製品の不良率が増大する。このため、接着剤が固化するまで重りを固定した他端を持ち上げておく必要がある。この結果、製造手数が増大し、生産性が低下した。
【０００４】
特許文献１の加速度検出デバイスにおいては、可動部の端部に金属製の重りを固定したとしても、コ字状の枠体部分をパッケージ内に設けた支持段差上に載置した上で接着を行うことになるため、接着剤が固化するまで重りを固定した可動部端部を持ち上げておかなくても取付け精度、水平度を確保することができる。
ところで、特許文献１の加速度検出デバイスの可動部に重りを取り付ける場合には、特許文献２のように一つの重りの端面に設けた溝内に可動部の端縁を差し込むことはできない。即ち、可動部の端縁の先方にはコ字状の枠体部分の一部である連結片が対向配置されているため、これが障害となって重りの溝を差し込むことができない。
このため、コ字状の枠体部分を備えた加速度検出デバイスの可動部に銅等の重りを取り付ける場合には、予め二分割した重り片を夫々可動部の両面に対して個別に接着する必要がある。即ち、可動部の一面に一方の重り片を接着してから、加速度検出デバイスを裏返しし、可動部の他面に他方の重り片を接着する必要があり、手数が増大する原因となっている。
【０００５】
また、各重り片を可動部の各面に位置決めしてから接着する際に、位置精度、取付け方向にズレが発生する等、各重り片の取付け状態が一定とならず、これが不要なスプリアス振動モードを発生させる原因となる。
また、熱応力を抑制することにより接着剤が検出感度に与える影響を回避するために、接着剤の使用量には限界があり、必要最小限の量の接着剤を使用して所謂点付けを行う必要がある。仮に、多量の接着剤を用いて固定する所謂ベタ付けを行うとすると、この加速度検出デバイスを用いた加速度センサーの周辺温度が変化した時に金属製の重りと水晶板との線膨張係数差により、重りから水晶板に対して大きな応力がかかり、温度変化により水晶板が歪んで加速度検出素子の感度に悪影響を与える温度特性の変動が発生する。仮に、各重り片を可動部に対して高精度に取り付けたとしても、温度変化の影響によりベタ付けされた接着剤を支点として重りが揺動するため、不要なスプリアス振動モードを発生させて理想的な温度特性から外れた特性をもたらす。特に、重りと加速度検出素子との距離が近いため、重りによる影響は無視できない程度に大きい。
また、加速度検出デバイスは、可動部の変位量の規制が外部部材であるパッケージに依存することから、可動部（加速度検出素子）とパッケージの内面との隙間に関わる数々の寸法公差要因（例えば、パッケージを構成する各部品の寸法ばらつきや、パッケージへの加速度検出デバイスの固定位置のばらつきなど）によって、可動部とパッケージの内面との隙間が設定値に対して大きくばらつく虞がある。
【０００６】
このことから、加速度検出デバイスは、可動部とパッケージの内面との隙間が設定値より大きい場合、加わる加速度の大きさによっては、可動部や加速度検出素子がパッケージの内面に激しく衝突して破損する虞がある。
また、可動部とパッケージの内面との隙間が設定値より更に大きい場合、加わる加速度の大きさによっては、可動部や加速度検出素子がパッケージの内面に衝突しなくても、強度の限界を超える変位により破損する虞がある。
一方、可動部とパッケージの内面との隙間が設定値より小さい場合には、可動部の変位範囲が設定より小さくなることから、設定された加速度検出範囲を満足できない虞がある。
このような不具合は、可動部の両面に重り片を固定した場合には更に深刻な状態となることが明かである。
また、特許文献１の加速度検出デバイスの可動部に重りを固定した場合、可動部の厚さ方向と直交する面方向への振動が加わった場合の横方向変位に対してこれを規制する手段が一切存在しないため、横方向への過大な変形によって可動部が破損する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−３０２１６６号公報
【特許文献２】特開平０２−２４８８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ベース部と、該ベース部に継ぎ手部を介して接続された板状の可動部と、ベース部と可動部とに掛け渡された加速度検出素子と、平面視においてベース部から可動部に沿って延びる部位を備えた支持部と、を備えた物理量検出器において、支持部によりじゃまされることなく、しかも少ない量の接着剤を用いて、単一の重りを位置決め精度良く可動部端縁に固定することが可能であり、しかも重りを有した可動部の厚さ方向変位のみならず、横方向変位までも規制することができる加速度検出素子と、これを備えた物理量検出デバイス、及び電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【００１０】
［適用例１］本適用例にかかる物理量検出デバイスは、ベース部と、該ベース部に継ぎ手部を介して一端縁を接続された板状の可動部と、前記ベース部と前記可動部とに掛け渡された物理量検出素子と、平面視において、前記ベース部から前記可動部に沿って延びている部位を備えた支持部と、前記可動部の他端縁と両主面に跨って配置した質量部と、を備え、前記支持部は、平面視において、前記ベース部側とは反対側の端部が自由端部となっており、前記質量部は、平面視と正面視において、前記支持部と重なり、前記可動部は、前記主面と交差する方向に加わる物理量に応じて、前記継ぎ手部を支点にして前記主面と交差する方向に変位可能なように前記質量部と前記支持部とが重なる各領域では、前記質量部と前記支持部との間に夫々隙間が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、加速度、重力加速度等の物理量に応じて変位する可動部の厚さ方向変位、及び面方向変位を、可動部の両主面に跨って配置された単一の質量部が隙間分変位したところで支持部と接触することによって所定の範囲内に規制することができる。自身に可動部の変位を規制する構成要素である支持部を設けたことから、外部部材であるパッケージに依存することなく、可動部の変位を自身で規制することが可能となる。したがって、例えば、パッケージの内面と物理量検出デバイスとの隙間（厚さ方向、及び面方向の隙間）を、質量部と支持部との隙間よりも十分に大きく設定することが可能となり、従来のような、パッケージの内面との衝突や強度の限界を超える変位による、可動部や物理量検出素子の破損を回避することができる。
質量部と支持部との間の隙間のばらつきに、例えば、パッケージなどの外部部材の寸法ばらつき（寸法公差）が、ばらつき要因として加わることがない。このとから、質量部と支持部との隙間のばらつきを、従来のパッケージの内面と物理量検出デバイスとの隙間のばらつきよりも小さくすることが可能となる。これにより、従来のような、可動部の厚さ方向、及び面方向変位が設定より狭い範囲に規制され、設定された物理量検出範囲を満足できないという不具合を回避することができる。
また、自身に可動部の変位を規制するストッパーとして機能する支持部を設けたことから、従来構成では不可能であった、可動部の変位の規制具合を、例えば、パッケージなどの外部部材に収容する前に確認することができる。これにより、従来と比較して、良品率が格段に向上し、実使用時における破損などの不具合を低減することができる。
【００１２】
［適用例２］前記可動部、前記物理量検出素子、及び前記質量部の重心位置が前記可動部の厚みの範囲内にあることを特徴とする。
【００１３】
質量部の形状は、物理量が加わる方向（パターン）や、支持部の本数等によって種々変形可能であり、必ずしも縦断面形状が対称である必要はない。質量部の重心位置が可動部の厚みの範囲内にあればよく、検出感度を高めるための機能を十分に発揮し得る。
【００１４】
［適用例３］前記質量部は、一つの側面に前記可動部を固定する固定部を有し、該一つの側面と対向しない他の２つの側面の内の少なくとも一方の側面に、前記支持部と非接触であり、該可動部がその厚み方向、及び面方向へ変形する際に、前記支持部により規制を受ける被規制部を備えていることを特徴とする。
【００１５】
質量部の少なくとも一方の側面が支持部の先端部と対応する位置関係にあるため、当該側面に被規制部を設けることにより、支持部先端部をストッパーとして機能させることができる。
【００１６】
［適用例４］前記被規制部は、前記少なくとも一方の側面に形成した遊嵌溝であることを特徴とする。
【００１７】
遊嵌溝内に支持部の一部を遊嵌（非接触）状態で位置させることにより、支持部による規制により可動部が厚さ方向のみならず面方向にも過剰に変形することを阻止することができる。
【００１８】
［適用例５］適用例１乃至４のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスにおいて、前記物理量検出素子は、前記ベース部と前記可動部とを結ぶ方向に沿って延びる少なくとも一以上の振動梁を有する物理量検出部と、該物理量検出部の両端に接続された一対の基部と、を備え、前記基部の一方が前記ベース部に固定され、前記基部の他方が前記可動部に固定されたことを特徴とする。
【００１９】
例えば、加わる加速度等による可動部の変位に応じて振動梁が伸縮し、この際に生じる引っ張り応力、圧縮応力による振動梁の振動周波数の変化を加速度（物理量）に変換するという構成が可能となる。物理量検出器の可動部の変位を自身で規制する本構成は、この振動梁を備えた物理量検出素子に対する衝撃を緩和し、物理量検出素子の破損を回避するという観点において、より効果的であるといえる。
【００２０】
［適用例６］物理量検出器は、適用例１乃至５のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスと、前記物理量検出デバイスを収容するパッケージと、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
これによれば、上記適用例のいずれか一項に記載の物理量検出デバイスと、物理量検出デバイスを収容するパッケージと、を備えたことから、上記適用例のいずれか一項に記載の効果を奏する物理量検出器を提供することができる。
【００２２】
［適用例７］本適用例にかかる電子機器は、適用例６に記載の物理量検出器を備えたことを特徴とする。
【００２３】
これによれば、電子機器は、適用例６に記載の物理量検出器を備えたことから、上記適用例のいずれか一項に記載の効果を奏する電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、第１実施形態の加速度検出デバイス（物理量検出デバイス）の外観斜視図、及び分解斜視図である。
【図２】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）はこの加速度検出デバイスの平面図、Ａ−Ａ断面図（正面縦断面図）、及び左側面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は質量部の一例の構成を示す右側面斜視図、左側面斜視図、及び正面図である。
【図４】加速度検出デバイスの動作について説明する模式断面図であり、（ａ）は可動部が図示下方（−Ｚ方向）に変位した状態を示した図であり、（ｂ）は、可動部が図示上方（＋Ｚ方向）に変位した状態を示す図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は質量部の変形例を示す左側面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は質量部の他の変形例を示す左側面図である。
【図７】（ａ）はＸ軸方向への加速度が加わっていない状態を示す要部横断面図であり、（ｂ）はＸ軸方向に加速−ａが加わった場合、（ｃ）はＸ軸方向に加速＋ａが加わった場合を示す要部横断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は本発明の変形例に係るデバイス基板の構成を示す要部平面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は本発明の加速度検出デバイス（物理量検出デバイス）の他の構成例を示す平面図、及び正面縦断面図（Ｃ−Ｃ断面図）である。
【図１０】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は加速度検出デバイスに使用する質量部の他の構成例を示す斜視図、正面図、及び右側面図である。
【図１１】（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の他の実施形態に係る加速度検出デバイス（物理量検出デバイス）の構成を示す分解斜視図、組立てた状態を示す斜視図、組み立てた状態の平面図、及び質量部の構成を示す斜視図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の加速度検出デバイスをパッケージ内に収納した加速度検出器（物理量検出器）の構成を示す要部平面図、及びＤ−Ｄ縦断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る傾斜計を示す模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。
最初に、本発明の物理量検出デバイスの一例としての加速度検出デバイスについて説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る加速度検出デバイス（物理量検出デバイス）の外観斜視図、及び分解斜視図であり、図２（ａ）（ｂ）及び（ｃ）はこの加速度検出デバイスの平面図、Ａ−Ａ断面図（正面縦断面図）、及び左側面図であり、図３（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は質量部の一例の構成を示す右側面斜視図、左側面斜視図、及び正面図である。
なお、各配線は省略してあり、各構成要素の寸法比率は実際と異なる。また、本発明の物理量検出素子は、加速度、重力加速度、速度、力、距離等の各種物理量を検出する用途に供し得るが、以下の実施形態では主として物理量の一例としての加速度を検出する加速度検出デバイスについて説明する。
図１、図２に示すように、加速度検出デバイス（物理量検出デバイス）１は、平板状のベース部１０と、ベース部１０の内側端縁に継ぎ手部１１を介して基端部（図面、右端部）を接続された矩形平板状の可動部１２と、ベース部１０と可動部１２とに掛け渡された加速度検出素子（物理量検出素子）１３と、平面視において、ベース部１０の幅方向両端縁から可動部１２の幅方向両側端縁に沿って非接触、且つ並行に延びた二本の支持部１４と、可動部の先端部に固定された単一の質量部（錘部）１５と、を備えている。ベース部１０、継ぎ手部１１、可動部１２、支持部１４は、同一材料（本例では水晶）から成るデバイス基板を構成している。
【００２６】
本発明の加速度検出デバイス１の特徴は、ベース部１０と、ベース部に継ぎ手部１１を介して一端縁（基端縁）を接続された板状の可動部１２と、ベース部１０と可動部１２とに跨って掛け渡された加速度検出素子、又は重力加速度検出素子（物理量検出素子）１３と、平面視においてベース部から可動部１２に沿って延びる部位を備えた支持部１４と、可動部の先端縁と可動部の両主面に跨って配置した質量部１５と、を備え、支持部１４は、平面視においてベース部１０側とは反対側の端部（先端部）が自由端部となっており、質量部１５は、平面視（Ｚ軸に沿った視たときの方向）と正面視（Ｘ軸に沿って視たときの方向）において、夫々一部が支持部１４（支持部先端部１４Ｂ）と重なり、可動部１２は、主面１２ａ、１２ｂと交差する方向に加わる加速度、又は重力加速度（物理量）に応じて、継ぎ手部を支点にして主面と交差する方向に変位可能であり、質量部と支持部とが重なる各領域では、質量部と支持部との間に夫々隙間が設けられている構成にある。
【００２７】
更に、加速度が加わらない時における質量部１５、可動部１２、及び加速度検出素子１３の総重量の重心位置が、可動部１２の厚さの範囲内に位置していることを他の特徴としている。
【００２８】
以下、更に詳細に説明する。
ベース部１０、継ぎ手部１１、可動部１２、支持部１４（デバイス基板）は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された水晶基板を用いて一体で略平板状に形成されている。なお、可動部１２と各支持部１４との間には、両者を分割するスリット状の孔が設けられている。ベース部１０、継ぎ手部１１、可動部１２、支持部１４の外形形状は、フォトリソグラフィー、エッチングなどの技術を用いて精度よく形成されている。
【００２９】
継ぎ手部１１は、両主面１２ａ、１２ｂ側からのハーフエッチングによって、ベース部１０と可動部１２とを区切るように、ベース部１０と可動部１２とを結ぶ方向（Ｙ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向）に沿って形成した溝部１１ａから構成されている。溝部１１ａにより、継ぎ手部１１のＹ軸方向に沿った断面形状（図２（ｂ）の形状）は、略Ｈ字状に形成されている。この継ぎ手部１１により、可動部１２は、主面１２ａ（１２ｂ）と交差する方向（Ｚ軸方向）に加わる加速度（物理量）に応じて、継ぎ手部１１を支点（回転軸）にして主面１２ａと交差する方向（Ｚ軸方向）に変位（回動）可能となっている。
２本の支持部１４は、基端部１４Ａをベース部１０の両端部に一体化されると共に、自由端状の先端部１４Ｂは内側にＬ字状に屈曲した屈曲部となっている。つまり、２本の支持部１４の先端部は連結することなく、離間した状態で対向配置されている。各先端部１４Ｂの対向する先端縁間には空間Ｓが形成されており、後述するようにこの空間Ｓを利用して質量部１５を外側から差込み、可動部先端縁に対して固定することが可能となる。
【００３０】
支持部１４は、可動部１２の外周縁（幅方向両側端縁）に対してスリットを介して対向配置（離間配置）されており、先端部１４Ｂは、可動部１２の先端縁（図１、図２の左端縁）を越えて延出している。
各支持部１４は、パッケージ、基板などの外部部材に固定される部分である複数（ここでは４箇所）の固定部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを有し、平面視において、隣り合う固定部同士を結んで囲んだ範囲内（例えば、図２（ａ）の２点鎖線で囲んだ範囲内のように隣り合う固定部同士を結ぶ互いに交差し合わない線にて囲まれた範囲内）に、加速度検出デバイス１の重心Ｇが位置するように固定部１４ａ〜１４ｄが配置されている。なお、固定部が２箇所の場合には、固定部同士を結んだ直線上に重心Ｇが位置するように２箇所の固定部が配置されていればよい。
【００３１】
質量部１５は、非分割の単一体であり、可動部の先端縁に両主面１２ａ、１２ｂを挟むように、且つ平面視において、その一部が少なくとも一方の支持部１４の先端部１４Ｂと重なるように接着剤を介して固定されている。
質量部１５には、例えば、Ｃｕ、Ａｕなどの金属に代表される比較的比重の大きい材料が用いられている。質量部１５は、図３に示すように、側面形状が略Ｈ字型の概略直方体状であり、可動部１２の先端縁と対向する一端面には可動部１２の先端縁を差し込んで支持するための横方向へ延びるスリット状の固定溝（固定部）３０が端面の横幅全長に渡って形成されている。固定溝３０の上下幅は、可動部の先端縁を差し込んだ状態で接着剤１６によって接着固定できる程度に、可動部先端縁の厚みよりも若干大きく設定されている。本例では、質量部１５の幅方向寸法を可動部１２先端の幅方向寸法と同等に設定しているが、若干狭くても良いし、広くても良い。即ち、質量部１５の側面の幅方向寸法Ｗ３はデバイス基板（１０、１１、１２、１４）の幅方向寸法Ｗ４と同等であってもよいし、短くても良いし、或いは長くてもよい。
【００３２】
質量部１５の幅方向両側面には、２つの支持部の屈曲した先端部（自由端部）１４Ｂを非接触状態で受け容れるための遊嵌溝（被規制部）３２が該両側面の前後方向全長に渡って形成されている。遊嵌溝３２は、質量部１５の幅方向両側面の厚さ方向中間部に支持部先端部１４Ｂの厚さを越える上下幅となるように形成される。換言すれば、遊嵌溝３２は、質量部の幅方向両端面に突設された上下の張出し部（被規制部）３３、３４の間に形成される。２つの遊嵌溝３２の間に位置する中間部（被規制部）３５の幅方向寸法Ｗ１は、２つの支持部先端部１４Ｂの内側端縁間の空間Ｓの寸法Ｗ２よりも十分に小さく設定されている。また、質量部１５の幅方向寸法Ｗ３は空間Ｓよりも大きく設定されている。
従って、図１（ｂ）に示すように、両支持部１４の外側から空間Ｓ内に質量部１５の各遊嵌溝３２を差し込みながら可動部先端縁に固定溝３０を近づけてゆくことにより、図１（ａ）に示すように固定溝３０内に可動部先端縁を差し込むことができる。質量部１５の固定溝（固定部）３０内に、可動部先端縁の中心部ｃ１と質量部の中心部ｃ２とが一致するように可動部先端縁を差し込んで位置決め固定した状態において、各支持部の先端部１４Ｂの内側端縁が夫々対応する各遊嵌溝３２内に遊嵌状態で入り込み、かつ各遊嵌溝内面と非接触となるように、遊嵌溝３２（張出し部３３、３４、中間部３５）の形状、及び寸法が設定されている。
【００３３】
勿論、可動部先端縁と固定溝３０の内奥部とが接触したときに、可動部先端縁と質量部の左右側面が並行となるように、固定溝３０の形状が設定されている。
図１（ａ）、図２のように可動部に質量部を正しく位置決め固定した状態において、遊嵌溝３２の内面（張出し部３３の下面、張出し部３４の上面、中間部３５の両側面）は、可動部１２がＺ軸方向（厚さ方向）、及びＸ軸方向（面方向）へ変位しない場合には先端部１４Ｂとは非接触の状態を維持する一方で、可動部が厚さ方向、及び面方向（横方向）へ所定距離以上変位したときにのみ、遊嵌溝の上下面、又は内壁に、ストッパーとして機能する先端部１４Ｂが当接することによって夫々の方向への変位を規制されるように形状、寸法が設定されている。
【００３４】
図２（ｂ）（ｃ）に示すように先端部１４Ｂの上下面と遊嵌溝３２の上下面との間には隙間Ｓ１が形成され、先端部１４Ｂの内側端縁と遊嵌溝３２の内壁（中間部３５の前後壁）との間には隙間Ｓ２が形成される。上下方向の隙間Ｓ１は、質量部の固定溝３０を可動部先端縁に差し込んで固定することにより管理が容易であり、面方向の隙間Ｓ２は、可動部先端縁に対する質量部の横方向位置を精度よく確定することにより正確に管理することができる。
このため、従来のようにパッケージ内壁の形状、寸法との関係で可動部との衝突を回避したり、可動部が過剰に変形することを防止する必要がなくなる。
【００３５】
また、２つの支持部の先端部１４Ｂ間には空間Ｓが形成されており、しかも質量部１５の両側面に形成された遊嵌溝（被規制部）３２は、その内面（張出し部３３、３４、及び中間部３５）が２つの先端部１４Ｂに対して非接触となるように形状及び寸法設定されているため、図１（ｂ）に示すように空間Ｓの外側から質量部１５を差し込んで、固定溝３０内に可動部１２の先端縁を差込み、接着剤１６により接着するだけで固定が完了する。接着剤は固定溝３０内、或いは可動部の先端縁の何れか（或いは両方）に予め固定しておき、固定溝３０内に可動部先端縁を差し込んだ状態で両部材に跨って接着剤が塗布されるように構成する。
【００３６】
本発明の質量部１５は単一の部材から構成されているため、従来のように、予め二分割した重り片を夫々可動部の両面に対して個別に接着するために生産性が低下したり、位置精度、取付け方向にズレが発生し易くなるために各重り片の取付状態が一定とならず、これが不要なスプリアス振動モードを発生させる、という不具合を一挙に解決できる。
質量部１５は、平面サイズを極力大きくするために、可動部１２における継ぎ手部１１側とは反対側の先端側（自由端側）から、加速度検出素子（物理量検出素子）１３の手前まで延びている。なお、後述するように、質量部１５を加速度検出素子１３を避けて二股状に継ぎ手部１１近傍まで延ばし、平面視において、略Ｕ字状に形成してもよい。
【００３７】
質量部１５は、例えば機械加工により製造されるソリッドな一体物であるため、その共振点が高くなり、質量部を二分割している場合に比してスプリアスによる影響を受けにくい構造となっている。
接着剤１６には、例えば、シリコーン樹脂系の熱硬化型接着剤が用いられている。接着剤１６は、質量部１５、或いは可動部先端縁の何れか一方に予め塗布される。熱応力の抑制の観点から接着剤は可動部１２及び質量部１５の一部の狭い範囲を接着するように塗布されるのが好ましい。質量部が２つの分割片から構成されている従来例に比して、質量部１５を一体物とすることにより、接着作業が一回で完了し、製造手数が低減される。
【００３８】
加速度検出素子（物理量検出素子）１３は、ベース部１０と可動部１２とを結ぶ方向（Ｙ軸方向）に沿って延びる少なくとも一本以上（ここでは２本）の角柱状であって、Ｘ軸方向に屈曲振動をする振動梁１３ａ、１３ｂを有する加速度検出部１３ｃと、加速度検出部（物理量検出部）１３ｃの両端に接続された一対の基部１３ｄ、１３ｅと、を備えている。加速度検出素子１３は、２本の振動梁１３ａ、１３ｂと一対の基部１３ｄ、１３ｅとで二組の音叉を構成することから、双音叉素子（双音叉型振動片）とも呼ばれている。加速度検出素子１３は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された水晶基板を用いて、加速度検出部１３ｃと基部１３ｄ、１３ｅとが一体で略平板状に形成されている。また、加速度検出素子１３の外形形状は、フォトリソグラフィー、エッチングなどの技術を用いて精度よく形成されている。
【００３９】
加速度検出素子１３は、一方の基部１３ｄが可動部１２の主面１２ａ側に、例えば、低融点ガラス、共晶接合可能なＡｕ／Ｓｎ合金被膜などの接合部材１７を介して固定され、他方の基部１３ｅがベース部１０の主面１０ａ側（可動部１２の主面１２ａと同じ側）に接合部材１７を介して固定されている。なお、加速度検出素子１３と、ベース部１０の主面１０ａ及び可動部１２の主面１２ａとの間には、可動部１２の変位時に加速度検出素子１３とベース部１０及び可動部１２とが互いに接触しないように、所定の隙間が設けられている。この隙間は、本実施形態では、接合部材１７の厚さで管理されている。
【００４０】
加速度検出素子１３は、振動梁１３ａ、１３ｂの図示しない励振電極（駆動電極）から基部１３ｅに引き出された引き出し電極１３ｆ、１３ｇが、例えば、Ａｕ、Ａｌなどの金属ワイヤー１８によって、ベース部１０の主面１０ａに設けられた接続端子１０ｂ、１０ｃと接続されている。詳述すると、引き出し電極１３ｆは、接続端子１０ｂと接続され、引き出し電極１３ｇは、接続端子１０ｃと接続されている。ベース部１０の接続端子１０ｂ、１０ｃは、図示しない配線によって支持部１４の外部接続端子１４ｅ、１４ｆと接続されている。詳述すると、接続端子１０ｂは、外部接続端子１４ｅと接続され、接続端子１０ｃは、外部接続端子１４ｆと接続されている。なお、励振電極、引き出し電極１３ｆ、１３ｇ、接続端子１０ｂ、１０ｃ、外部接続端子１４ｅ、１４ｆは、例えば、Ｃｒを下地層とし、その上にＡｕが積層された構成となっている。
【００４１】
次に、加速度検出デバイス１の動作について説明する。
図４は加速度検出デバイスの動作について説明する模式断面図である。図４（ａ）は、可動部が図示下方（−Ｚ方向）に変位した状態を示し、図４（ｂ）は、可動部が図示上方（＋Ｚ方向）に変位した状態を示す。
図４（ａ）に示すように、加速度検出デバイス１は、Ｚ軸方向に加わる加速度−ｇに応じて、可動部１２が、継ぎ手部１１を支点にして−Ｚ方向に変位した場合、加速度検出素子１３には、Ｙ軸方向に基部１３ｄと基部１３ｅとが互いに離れる方向への引っ張り力が加わり、加速度検出部１３ｃの振動梁１３ａ、１３ｂに引っ張り応力が生じる。これにより、加速度検出デバイス１は、例えば、巻き上げられた弦楽器の弦のように、加速度検出部１３ｃの振動梁１３ａ、１３ｂの振動周波数（以下、共振周波数ともいう）が高くなる方に変化する。
【００４２】
一方、図４（ｂ）に示すように、加速度検出デバイス１は、Ｚ軸方向に加わる加速度＋ｇに応じて、可動部１２が、継ぎ手部１１を支点にして＋Ｚ方向に変位した場合、加速度検出素子１３には、Ｙ軸方向に基部１３ｄと基部１３ｅとが互いに近づく方向の圧縮力が加わり、加速度検出部１３ｃの振動梁１３ａ、１３ｂに圧縮応力が生じる。これにより、加速度検出デバイス１は、例えば、巻き戻された弦楽器の弦のように、加速度検出部１３ｃの振動梁１３ａ、１３ｂの共振周波数が低くなる方に変化する。
加速度検出デバイス１は、この共振周波数の変化を検出している。Ｚ軸方向に加わる加速度（＋ｇ、−ｇ）は、この検出された共振周波数の変化の割合に応じて、ルックアップテーブルなどによって定められた数値に変換することで導出される。
【００４３】
ここで、図４（ａ）に示すように、加速度検出デバイス１は、Ｚ軸方向に加わる加速度−ｇが所定の大きさよりも大きい場合、可動部１２に固定された質量部１５の両側面に形成した遊嵌溝（被規制部）３２の天井面に先端部１４Ｂの上面が接触する。これにより、加速度検出デバイス１は、加速度−ｇに応じて−Ｚ方向に変位する可動部１２の変位を、所定の範囲（隙間Ｓ１に相当）内に規制する。
一方、図４（ｂ）に示すように、加速度検出デバイス１は、Ｚ軸方向に加わる加速度＋ｇが所定の大きさよりも大きい場合、可動部１２に固定された質量部１５の両側面に形成した遊嵌溝３２の底面に先端部１４Ｂの下面が接触する。これにより、加速度検出デバイス１は、加速度＋ｇに応じて＋Ｚ方向に変位する可動部１２の変位を、所定の範囲（隙間Ｓ１に相当）内に規制する。
【００４４】
上述したように、本実施形態の加速度検出デバイス１は、可動部１２の両主面１２ａ、１２ｂに跨って、且つ遊嵌溝３２内に各支持部の先端部１４Ｂが遊嵌するように質量部１５が配置されており、可動部１２がＺ軸方向に加わる加速度（＋ｇ、−ｇ）に応じて継ぎ手部１１を支点にしてＺ軸方向に変位可能であり、質量部の遊嵌溝３２と支持部の先端部１４Ｂとの間に上下方向の隙間Ｓ１が設けられている。このことから、加速度検出デバイス１は、加速度に応じてＺ軸方向に変位する可動部１２の変位を、可動部１２の両主面１２ａ、１２ｂに跨って固定された質量部１５が隙間Ｓ１分変位して支持部１４と接触することによって、所定の範囲内に規制することができる。
【００４５】
この結果、加速度検出デバイス１は、自身に可動部１２の変位を規制するストッパーとなる支持部１４の先端部１４Ｂを設けたことから、例えば、外部部材であるパッケージに依存することなく可動部１２の変位を自身で規制することが可能となる。したがって、加速度検出デバイス１は、例えば、外部部材であるパッケージの内面と加速度検出デバイス１との隙間を、質量部１５の遊嵌溝３２と支持部１４との上下隙間Ｓ１よりも十分に大きく設定することが可能となり、従来のような、パッケージの内面との衝突や強度の限界を超える変位による、可動部１２や加速度検出素子１３の破損を回避することができる。
【００４６】
加えて、加速度検出デバイス１は、質量部１５の遊嵌溝３２内壁と支持部の先端部１４Ｂとの間の隙間Ｓ１のばらつきに、例えば、パッケージなどの外部部材の寸法ばらつき（寸法公差）が、ばらつき要因として加わることがない。このことから、加速度検出デバイス１は、遊嵌溝３２の上下内壁と支持部の先端部１４Ｂとの間の隙間Ｓ１のばらつきを、従来のパッケージ内面と加速度検出デバイスとの隙間のばらつきよりも小さくすることが可能となる。これにより、加速度検出デバイス１は、従来のような、可動部１２の変位が設定より狭い範囲に規制され、設定された加速度検出範囲を満足できないという不具合を回避することができる。
また、加速度検出デバイス１は、自身に可動部１２の変位を規制するとしての支持部先端部１４Ｂを設けたことから、従来構成では不可能であった、可動部１２の変位の規制具合を、例えば、パッケージなどの外部部材に収容する前に確認することができる。これにより、加速度検出デバイス１は、従来と比較して、良品率が格段に向上し、実使用時における破損などの不具合を低減することができる。
【００４７】
また、加速度検出デバイス１は、平面視において、支持部１４の先端部間が連続することによってコ字状になってはおらず、支持部とベース部１０とによって可動部１２を囲む略矩形の環状とはなっていない。このため、加速度検出デバイスに外部応力が加わった場合に支持部１４がベース部１０に対して柔軟に変形することができ、外部応力によるスプリアスを低減し、その悪影響が加速度検出素子１３に加わることを防止できる。
また、加速度検出デバイス１は、支持部１４が４箇所に固定部１４ａ〜１４ｄを有し、平面視において隣り合う固定部同士を結んで囲んだ範囲内に、加速度検出デバイスの重心Ｇが位置するように固定部１４ａ〜１４ｄが配置されている。このことから、加速度検出デバイス１は、いずれかの方向へ傾くことなく安定した姿勢で、例えば、パッケージなどの外部部材に固定することができる。なお、加速度検出デバイス１は、固定部が２箇所の場合には、固定部同士を結んだ直線上に重心Ｇが位置するように２箇所の固定部が配置されていれば、同様の効果を奏することができる。
【００４８】
また、加速度検出素子１３は、Ｙ軸方向に沿って延びる２本の振動梁１３ａ、１３ｂを有する加速度検出部１３ｃと、加速度検出部１３ｃの両端に接続された一対の基部１３ｄ、１３ｅと、を備え、一方の基部１３ｄが可動部１２に固定され、他方の基部１３ｅがベース部１０に固定されている。これによって、加速度検出デバイス１は、Ｚ軸方向に加わる加速度による可動部１２のＺ軸方向の変位に応じて振動梁１３ａ、１３ｂがＹ軸方向に伸縮し、この際に生じる引っ張り応力、圧縮応力による共振周波数の変化を加速度に変換するという検出感度の高い構成が可能となっている。加速度検出デバイス１の可動部１２のＺ軸方向の変位を自身で規制する本構成は、この振動梁１３ａ、１３ｂを備えた加速度検出素子１３に対する衝撃を緩和し、加速度検出素子１３の破損を回避するという観点において、より効果的であるといえる。
【００４９】
なお、加速度検出素子１３を可動部１２の主面１２ａ側に代えて、主面１２ｂ側に備えてもよく、主面１２ａ側及び主面１２ｂ側の両方に備えてもよい。また、また、加速度検出デバイス１は、加速度検出素子１３の引き出し電極１３ｆ、１３ｇが、ベース部１０の接続端子１０ｂ、１０ｃと、金属ワイヤー１８に代えて導電性接着剤で接続されていてもよい。なお、これらの付帯事項は、以下の変形例にも適用可能である。
なお、加速度検出デバイス１は、Ｚ軸方向に加わる加速度が一方向のみ（＋ｇのみ、または−ｇのみ）の場合には、支持部先端部１４Ｂに接触しない方の質量部の遊嵌溝３２の上下に位置する張出し部３３、３４の何れか一方を除去するようにしてもよい。
【００５０】
即ち、図５（ａ）及び（ｂ）は質量部の変形例を示す側面図（図２で言えば左側面図）であり、図５（ａ）に示した変形例では、下側の張出し部（被規制部）３４を除去した構成となっている。即ち、加速度検出デバイス１に対してＺ軸方向へ加わる加速度が−ｇ方向のみである場合には、下側の張出し部３４は不要であり、上側の張出し部３３だけを設ければ足りる。逆に、図示しないが加速度検出デバイス１に対してＺ軸方向へ加わる加速度が＋ｇ方向のみである場合には、上側の張出し部３３は不要であり、下側の張出し部３４だけを設ければ足りる。
或いは、図５（ｂ）のように一方の支持部１４（先端部１４Ｂ）と対応する側だけに張出し部３３（或いは、張出し部３４）を設けても良い。
つまり、質量部１５は対称形状である必要はなく、加速度が加わらない時における質量部１５、可動部１２、及び加速度検出素子１３の総重量の重心位置が、可動部１２の厚さの範囲内に位置していればよい。
【００５１】
次に、図６（ａ）及び（ｂ）は質量部の他の変形例を示す左側面図であり、図６（ａ）の質量部１５は一方の幅方向側面には上側の張出し部３３だけを設け、他方の幅方向側面には下側の張出し部３４だけを設けた構成例であり、（ｂ）の質量部１５は一方の幅方向側面のみに被規制部としての遊嵌溝３２（張出し部３３、３４）を設けた構成例である。
このようにＺ軸方向へ加わる加速度が−ｇ方向、又は＋ｇ方向のみである場合であっても、質量部１５の両側面に必ず上下の張出し部３３、３４を設ける必要がある訳ではない。
【００５２】
次に、本発明の質量部１５には支持部先端部１４Ｂの内側端縁と対向する中間部（被規制部）３５が設けられているため、可動部１２が＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向へ変位した時には何れか一方の支持部先端部１４Ｂが中間部３５と接触し、所定以上の変位を規制（阻止）される。
即ち、図７（ａ）はＸ軸方向への加速度が加わっていない状態を示す要部横断面図であり、（ｂ）はＸ軸方向に加速−ａが加わった場合、（ｃ）はＸ軸方向に加速＋ａが加わった場合を示す要部横断面図である。図７は図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図に相当する。
加速度検出デバイス１は、図７（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に加わる加速度−ａが所定の値よりも大きい場合、可動部１２に固定された質量部１５の一方の側面に形成した遊嵌溝３２の内壁である中間部（被規制部）３５に一方の先端部１４Ｂの内側端縁が接触する。これにより、加速度検出デバイス１は、加速度−ａに応じて−Ｘ方向に変位する可動部１２の変位を、所定の範囲（隙間Ｓ２に相当）内に規制する。
【００５３】
一方、図７（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に加わる加速度＋ａが所定の値よりも大きい場合、可動部１２に固定された質量部１５の他方の側面に形成した遊嵌溝３２の内壁である中間部（被規制部）３５に他方の先端部１４Ｂの内側端縁が接触する。これにより、加速度検出デバイス１は、加速度＋ａに応じて＋Ｘ軸方向に変位する可動部１２の変位を、所定の範囲（隙間Ｓ２に相当）内に規制される。
このように可動部のＸ軸方向への過大な変位を、支持部が中間部３５と接することにより規制されるため、パッケージの内面との衝突や強度の限界を超える変位による、可動部や加速度検出素子の破損を回避することができる。
【００５４】
次に、可動部の先端縁に対して質量部１５を位置決め性よく固定するためには例えば図８に示した如き構成が効果的である。
即ち、図８（ａ）及び（ｂ）は本発明の変形例に係るデバイス基板（ベース部１０、継ぎ手部１１、可動部１２）の構成を示す要部平面図であり、このデバイス基板は可動部１２の先端縁の幅方向両端部に同一形状の小突片１２ｃを設けたことにより、２つの小突片１２ｃと、小突片間に位置する中間先端縁１２ｄとを利用して質量部１５を正確に取り付けることを可能としている。
【００５５】
即ち、この例では、可動部１２の先端縁に質量部の固定溝３０を差し込む位置を一義的に確定するために、固定溝３０が嵌合する中間先端縁１２ｂを除いた両端部に小突片１２ｃを設けている。質量部１５を可動部先端縁に組み付ける際に、固定溝３０が小突片１２ｃを回避するように、換言すれば、小突片１２ｃをガイドとして固定溝を中間先端縁１２ｂに差し込むことにより、可動部先端縁の中心部ｃ１と質量部の中心部ｃ２とが一致した状態で組付けを完了することができる。
このため、組み付け作業性を高め、不良品発生率を減少させることができる。
【００５６】
次に、図９（ａ）及び（ｂ）は本発明の加速度検出デバイス（物理量検出デバイス）の他の構成例を示す平面図、及び正面縦断面図（Ｃ−Ｃ断面図）であり、図１０（ａ）（ｂ）及び（ｃ）はこの加速度検出デバイスに使用する質量部の構成を示す斜視図、正面図、及び右側面図である。なお、前記実施形態に係る加速度検出デバイスと同一部分には同一符号を付して説明する。
【００５７】
本実施形態に係る加速度検出デバイス１は、質量部１５の一端面、即ち固定溝３０を形成した端面の幅方向両端部からベース部１０へ向けて張出し突部３６を突設した構成が前記実施形態と異なっている。各張出し突部３６の厚さ方向中間部には、固定溝３０内に可動部１２の端縁を差し込む際の経路となる中間空所３７が形成されているため、各張出し突部３６は、可動部の第１の主面１２ａと対向する上部突部３６ａと、第２の主面１２ｂと対向する下部突部３６ｂとから構成される。
【００５８】
本実施形態では、張出し突部３６を追加して質量部１５の質量を大きくすることにより加速度検出素子１３の周波数の変化量を大きくして、加速度検出デバイスの感度を高めることができる。
次に、図１１（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の他の実施形態に係る加速度検出デバイス（物理量検出デバイス）の構成を示す分解斜視図、組み立てた状態を示す斜視図、平面図、及び質量部の構成を示す斜視図である。
【００５９】
上記実施形態に係る加速度検出デバイス１は、ベース部１０の幅方向両端部から夫々一本ずつ、合計二本の支持部１４を突出させているが、本実施形態の支持部１４は一本である。支持部１４を一本とした場合には質量部１５の形状もそれに応じて変更される。質量部１５は対称形状をなしていないが、質量部の重心位置が可動部１２の厚みの範囲内にあるように構成することにより加速度検出デバイスとして機能することができる。
次に、図１乃至図３に示した実施形態に係る加速度検出デバイスをパッケージ内に収納することにより構成した加速度検出器について説明する。
【００６０】
図１２は、一つの実施形態に係る物理量検出器の一例としての加速度検出器の概略構成を示す模式平断面図である。図１２（ａ）は、リッド（蓋体）側から俯瞰した平面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＤ−Ｄ線での断面図である。なお、平面図ではリッドを省略してある。また、各配線は省略してある。なお、上記実施形態に係る加速度検出デバイスとの共通部分には、同一符号を付して詳細な説明を省略し、上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図１２に示すように、加速度検出器（物理量検出器）４０は、上記実施形態で述べた加速度検出デバイス１と、加速度検出デバイス１を収容するパッケージ５０と、を備えている。パッケージ５０は、平面形状が略矩形で凹部を有したパッケージベース５１と、パッケージベース５１の凹部を覆う平面形状が略矩形で平板状のリッド５２と、を有し、略直方体形状に形成されている。パッケージベース５１には、セラミックグリーンシートを成形して積層し焼成した酸化アルミニウム質焼結体、水晶、ガラス、シリコーンなどが用いられている。リッド５２には、パッケージベース５１と同材料、または、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼などの金属が用いられている。
【００６１】
パッケージベース５１には、内底面（凹部の内側の底面）５３の外周部分から凹部の内壁に沿って突出した２箇所の段差部５３ａに、内部端子５４、５５が設けられている。内部端子５４、５５は、加速度検出デバイス１の支持部１４に設けられた外部接続端子１４ｅ、１４ｆと対向する位置（平面視において重なる位置）に設けられている。なお、外部接続端子１４ｅは、ベース部１０の接続端子１０ｂと接続され、外部接続端子１４ｆは、ベース部１０の接続端子１０ｃと接続されている。なお、外部接続端子１４ｅ、１４ｆは、支持部１４の固定部１４ｂ、１４ｃと平面視において重なる位置に設けられているのが好ましい。
パッケージベース５１の外底面（内底面５３の反対側の面、外側の底面）５６には、電子機器などの外部部材に実装される際に用いられる一対の外部端子５７、５８が形成されている。外部端子５７、５８は、図示しない内部配線によって内部端子５４、５５と接続されている。例えば、内部端子５４、５５及び外部端子５７、５８は、Ｗなどのメタライズ層にＮｉ、Ａｕなどの各被膜をメッキなどの方法により積層した金属膜からなる。
【００６２】
パッケージベース５１には、凹部の底部にパッケージ５０の内部を封止する封止部５９が設けられている。封止部５９は、パッケージベース５１に形成された、外底面５６側の孔径が内底面５３側の孔径より大きい段付きの貫通孔５９ａに、Ａｕ／Ｇｅ合金、はんだなどからなる封止材５９ｂを投入し、加熱溶融後、固化させることでパッケージ５０の内部を気密に封止する構成となっている。
【００６３】
加速度検出器４０は、加速度検出デバイス１の支持部１４の固定部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが、接着剤６０を介して、パッケージベース５１の段差部５３ａに固定されている。ここで、固定部１４ｂ、１４ｃが外部接続端子１４ｅ、１４ｆと内部端子５４、５５とを接続する部分であることから、接着剤６０には、例えば、金属フィラーなどの導電性物質が混合されたシリコーン樹脂系の導電性接着剤が用いられている。なお、固定部１４ａ、１４ｄの固定には、金属フィラーなどの導電性物質を含まないシリコーン樹脂系の接着剤を用いてもよい。
加速度検出器４０は、加速度検出デバイス１がパッケージベース５１の内部端子５４、５５と接続された状態で、パッケージベース５１の凹部がリッド５２により覆われ、パッケージベース５１とリッド５２とがシームリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材５０ａで接合される。加速度検出器４０は、リッド５２の接合後、パッケージ５０の内部が減圧された状態（真空度の高い状態）で、封止部５９の貫通孔５９ａに封止材５９ｂが投入され、加熱溶融後、固化されることにより、パッケージ５０の内部が気密に封止される。なお、パッケージ５０の内部は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填されていてもよい。なお、パッケージは、パッケージベース及びリッドの両方に凹部を有していてもよい。
【００６４】
加速度検出器４０は、外部端子５７、５８、内部端子５４、５５、外部接続端子１４ｅ、１４ｆ、接続端子１０ｂ、１０ｃなどを経由して加速度検出デバイス１の励振電極に印加される駆動信号によって、加速度検出デバイス１の振動梁１３ａ、１３ｂが所定の周波数で発振（共振）する。そして、加速度検出器４０は、加わる加速度に応じて変化する加速度検出デバイス１の共振周波数を出力信号として出力する。
上述したように、本実施形態の加速度検出器４０によれば、上記実施形態に記載された効果を奏する加速度検出デバイスを用いることから、例えば、パッケージ５０の内面との衝突や、強度の限界を超える変位による加速度検出デバイス１の破損を回避することができる。
【００６５】
次に、上記実施形態及び変形例で述べた物理量検出デバイス、加速度検出器を備えた電子機器としての傾斜計について説明する。図１３は、本発明の一実施形態に係る傾斜計を示す模式斜視図である。図１３に示す傾斜計７０は、上記実施形態で述べた物理量検出デバイス（重力加速度検出デバイス）１を傾斜センサーとして用いている。傾斜計７０は、例えば、山の斜面、道路の法面、盛土の擁壁面などの被計測場所に設置される。傾斜計７０は、外部からケーブル７１を介して電源が供給され、または電源を内蔵し、図示しない駆動回路によって加速度検出デバイス１に駆動信号が送られている。そして、傾斜計７０は、図示しない検出回路によって、加速度検出デバイス１に加わる重力加速度に応じて変化する共振周波数から、傾斜計７０の姿勢の変化（傾斜計７０に対する重力加速度が加わる方向の変化）を検出し、それを角度に換算して、例えば、無線などで基地局にデータ転送する。これにより、傾斜計７０は、異常の早期発見に貢献することができる。
上述した物理量検出デバイス、加速度検出器は、上記傾斜計に限らず、地震計、ナビゲーション装置、姿勢制御装置、ゲームコントローラー、携帯電話などに用いられる加速度センサー、傾斜センサーなどとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記実施形態及び変形例で説明した効果を奏する電子機器を提供することができる。
なお、上記各実施形態に係る物理量検出デバイス１において、ベース部、継ぎ手部、可動部、支持部の材料は、水晶に限定するものではなく、ガラス、またはシリコーンなどの半導体材料であってもよい。また、加速度検出素子の基材は、水晶に限定するものではなく、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電材料、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体を被膜として備えたシリコーンなどの半導体材料であってもよい。
【００６６】
上記各実施形態に示した検出デバイス、検出器の構成は、加速度以外の物理量、例えば重力加速度、速度、力、距離等を検出する検出デバイス、検出器にも適用できる。即ち、加速度検出デバイス、或いは加速度検出器についての上記構成は全て、他の物理量検出手段、例えば重力加速度検出デバイス、重力加速度検出器に置き換えることができる。
【００６７】
本発明によれば、可動部の厚さ方向と直交する面方向へ可動部が振動する場合に、可動部に固定した重りが支持部の先端部と接することにより、可動部の横方向変位が過大となって可動部にダメージが発生することを防止することができる。
また、本発明によれば、加速度検出デバイスの可動部に対して一つの重りを少ない量の接着剤で精度よく取り付けることができるため、接着剤を介して線膨張係数が異なる部材が接合されることにより発生する熱応力を抑制して接着剤が検出感度に与える影響を少なくすることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１…加速度検出器、１０…ベース部、１０ａ…主面、１０ｂ、１０ｃ…接続端子、１１…継ぎ手部、１１ａ…溝部、１２…可動部、１２ａ、１２ｂ…主面、１３…加速度検出素子、１３ａ、１３ｂ…振動梁、１３ｃ…加速度検出部、１３ｄ、１３ｅ…基部、１３ｆ、１３ｇ…引き出し電極、１４…支持部、１４Ａ…基端部、１４Ｂ…先端部、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ…固定部、１４ｅ、１４ｆ…外部接続端子、１５…質量部、１６…接着剤、１７…接合部材、１８…金属ワイヤー、３０…固定溝（固定部）、３２…遊嵌溝（被規制部）、３３、３４…張出し部（被規制部）、３５…中間部（被規制部）、３６…張出し突部、３７…中間空所、４０…加速度検出デバイス、５０…パッケージ、５０ａ…接合部材、５１…パッケージ、５６…外底面、５７、５８…外部端子、５９…封止部、５９ａ…貫通孔、５９ｂ…封止材、６０…接着剤、７０…電子機器としての傾斜計、７１…ケーブル。
【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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