(57)【要約】【課題】本発明は車両や携帯端末等に用いられる加速度センサにおいて、小型であり、かつ、高感度の加速度センサを提供することを目的とする。【解決手段】内部に中空領域２１を有する枠部２２と、枠部２２の内面から延出する第１の梁部２３、２４と、枠部２２の内面から延出し、中空領域２１を挟んで前記第１の梁部２３、２４の反対に位置する第２の梁部２５、２６と、第１の梁部２３、２４に支持される第１の錘部２７と、第２の梁部２５、２６に支持される第２の錘部２８と、第１の錘部２７と第２の錘部２８とを連結する連結部２９と、第１の梁部２３、２４および第２の梁部２５、２６に設けられ、第１の錘部２７と第２の錘部２８との変位に起因した第１の梁部２３、２４および第２の梁部２５、２６の撓み変形に基づいて加速度を検出するための検出部３１、３２、３３、３４と、を少なくとも備える構成とした。【選択図】図１
2013246033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に中空領域を有する枠部と、
前記枠部の内面から延出する第１の梁部と、
前記枠部の内面から延出し、中空領域を挟んで前記第１の梁部の反対に位置する第２の梁部と、
前記第１の梁部に支持される第１の錘部と、
前記第２の梁部に支持される第２の錘部と、
前記第１の錘部と前記第２の錘部とを連結する連結部と、
前記第１の梁部および前記第２の梁部に設けられ、前記第１の錘部と前記第２の錘部との変位に起因した前記第１の梁部および前記第２の梁部の撓み変形に基づいて加速度を検出するための検出部と、
を少なくとも備えた加速度センサ。
【請求項２】
前記第１の錘部には第１の凹部を設け、
前記第２の錘部には第２の凹部を設け、
前記連結部は前記第１の凹部と前記第２の凹部とに接続される
請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項３】
前記連結部と前記第１の錘部との境界における断面積が前記連結部の中心における断面積より大きく、前記連結部と前記第２の錘部との境界における断面積が前記連結部の中心における断面積より大きい、
請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項４】
前記第１、第２の錘部の厚みをＤ１とし、前記第１、第２の梁部の厚みをＤ２とすると、
Ｄ１／Ｄ２  ≧  ５０
とした請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項５】
前記検出部は、前記第１の梁部および前記第２の梁部に設けた歪抵抗であり、前記歪抵抗は電気抵抗値の変化に基づいて前記第１の錘部および前記第２の錘部の変位に起因した加速度を検出する請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項６】
前記第１の錘部は、前記第１の梁部の延出方向に対する前記錘部の長さを、前記延出方向に垂直な方向に対する前記第１の錘部の長さの２倍以上とした請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項７】
前記第２の錘部は、前記第２の梁部の延出方向に対する前記錘部の長さを、前記延出方向に垂直な方向に対する前記第２の錘部の長さの２倍以上とした請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項８】
内部に中空領域を有する枠部と、
前記枠部の内面から延出する梁部と、
前記梁部に片持ち支持される錘部と、
前記梁部に設けられ、前記錘部の変位に起因した前記梁部の撓み変形に基づいて加速度を検出するための検出部と、
を少なくとも備えた加速度センサにおいて、
前記梁部の延出方向に対する前記錘部の長さは、前記延出方向に垂直な方向に対する前記錘部の長さの２倍以上とした加速度センサ。
【請求項９】
前記錘部の厚みをＤ１とし、前記梁部の厚みをＤ２とすると、
Ｄ１／Ｄ２  ≧  ５０
とした請求項８に記載の加速度センサ。
【請求項１０】
前記検出部は、前記梁部に設けた歪抵抗であり、前記歪抵抗は電気抵抗値の変化に基づいて前記錘部の変位に起因した加速度を検出する請求項８に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、車両や携帯端末等に用いられる加速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０（ａ）、（ｂ）は従来の加速度センサの構成を模式的に表した上面図と、図１０（ａ）のＰ−Ｐ’線における断面図である。
【０００３】
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、従来の１軸検出用の加速度センサ１は、内部に中空領域２が形成された枠部３と、枠部３にそれぞれ一端が接続され、中空領域２に延伸した梁部４、５と、この梁部４、５の他端に接続された錘部６と、梁部４、５の上にそれぞれ設けられた抵抗素子７、８と、抵抗素子７、８に電気的に接続される電極部９、を備える。また、図１０（ｂ）に示すように、枠部３は基部１０上に設けられ、錘部６と基部１０との間には一定の可動域１１が設けられている。
【０００４】
この加速度センサ１は、中央の錘部６が加速度に比例した力を受けて変位したときの梁部４、５の撓みを抵抗素子７、８の抵抗値変化として検出することでＺ軸方向の加速度を検出できる。この点について図面を用いて詳細に説明する。
【０００５】
図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は加速度センサ１に対して、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向のそれぞれから＋１Ｇ（９．８ｍ／ｓ2）の加速度を与えた時の錘部６の変位を模式的に示したものである。Ｚ軸方向の加速度に対して、錘部６が沈み込むように梁４、５が撓み、この撓みを抵抗素子７、８の抵抗値変化として検出することでＺ軸方向の加速度を検出できる。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２３７４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１１に示したように従来の加速度センサ１では、Ｚ軸方向（検出軸方向）でない方向からの加速度、すなわち、Ｘ軸方向やＹ軸方向からの加速度が加速度センサ１に加えられることによっても錘部６が変位し、梁部４、５に撓みが生じてしまう。この点について、図面を用いて詳細に説明する。
【０００９】
図１２（ａ）、（ｂ）は、従来の加速度センサ１について、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向のそれぞれから＋１Ｇ（９．８ｍ／ｓ2）の加速度を与えた時の錘部６の変位を測定した結果と、錘部６の変位を測定した測定箇所を示す図である。ここで、錘部の変位はＺ軸方向から加速度を受けたときの錘部６の変位を１として表記する。また、Ｙ軸、Ｚ軸から加速度を受けた時の錘部６の変位は、図１２（ｂ）中のＰ点において測定された加速度を印加する前後における錘部６の移動量であり、Ｘ軸から加速度をうけた時の錘部６の変位は、図中のＱ点において測定された加速度を印加する前後における錘部６の移動量である。図１２から分かるように、検出軸ではないＹ軸方向あるいはＸ軸方向からの加速度に対しても錘部６が変位していることが分かる。一般に加速度センサは、様々な方向からの加速度を同時に受ける環境下で使用される。従って、例えばＺ軸方向からの加速度に加えて、Ｙ軸方向からの加速度が同時に与えられる環境下であっても正確に検出軸方向の加速度を検出する事が求められる。これは、Ｚ軸方向の加速度を１Ｇまで検出できる加速度センサを得ようとする場合を考えると、可動域１１の幅は、Ｚ軸方向からの１Ｇの加速度に起因する錘部６の変位と、Ｙ軸方向からの加速度に起因する錘部６の変位とを合計した値以上に設定する必要があるということを意味する。このような理由により、従来の加速度センサ１では、可動域１１の幅を狭めることによる小型化が困難であるという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の加速度センサは、内部に中空領域を有する枠部と、枠部の内面から延出する第１の梁部と、枠部の内面から延出し、中空領域を挟んで前記第１の梁部の反対に位置する第２の梁部と、第１の梁部に支持される第１の錘部と、第２の梁部に支持される第２の錘部と、第１の錘部と第２の錘部とを連結する連結部と、第１の梁部および第２の梁部に設けられ、第１の錘部と第２の錘部との変位に起因した第１の梁部および第２の梁部の撓み変形に基づいて加速度を検出するための検出部と、を少なくとも備える構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１の梁部と第２の梁部とは互いに対向するように配置され、かつ、第１の錘部と第２の錘部とが連結部により連結されているため、特にＹ軸方向からの加速度を受けたときの錘部の変位を小さくすることができる。これにより、可動域のほぼ全域をＺ軸方向からの加速度の検出に使用することができるので、可動域の利用効率を向上させることができ、結果、高感度で小型な加速度センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における加速度センサの上面図
【図２】同加速度センサの図１のＡ−Ａ'線における断面図
【図３】（ａ）同加速度センサの錘部の変位量を示した特性図、（ｂ）錘部の変位を測定した測定箇所を表す模式図
【図４】（ａ）同加速度センサの連結部の上面図、（ｂ）同連結部の正面図
【図５】（ａ）同加速度センサの別の連結部の上面図、（ｂ）図５（ａ）のＢ−Ｂ'線における断面図
【図６】（ａ）図４（ａ）の連結部のＺ軸方向加速度に対する変形を模式的に表した図、（ｂ）図５（ａ）の連結部のＺ軸方向加速度に対する変形を模式的に表した図
【図７】同加速度センサの回路図
【図８】同加速度センサの他の実施の形態の上面図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態２における加速度センサの上面図、（ｂ）図９（ａ）のＣ−Ｃ'線における断面図
【図１０】（ａ）従来の加速度センサの上面図、（ｂ）図１０（ａ）のＰ−Ｐ’線における断面図
【図１１】（ａ）〜（ｃ）同加速度センサの錘部の変位を表す模式図
【図１２】（ａ）同加速度センサの錘部の変位量を示した特性図、（ｂ）同錘部の変位量を測定する測定箇所を表す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の加速度センサについて図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における加速度センサを表した上面図である。
【００１５】
図１において、加速度センサ２０は、内部に中空領域２１を有する枠部２２と、枠部２２の内面から延出する第１の梁部２３、２４と、枠部２２の内面から延出し、第１の梁部２３、２４と対向する第２の梁部２５、２６と、第１の梁部２３、２４に支持される第１の錘部２７と、第２の梁部２５、２６に支持される第２の錘部２８と、第１の錘部２７と第２の錘部２８とを連結する連結部２９と、第１の梁部２３、２４および第２の梁部２５、２６上に設けられ、第１の錘部２７と第２の錘部２８との変位に起因した第１の梁部２３、２４および第２の梁部２５、２６の撓み変形に基づいて加速度を検出するための検出部３１、３２、３３、３４と、検出部３１、３２、３３、３４に電気的に接続される電極３７と、を少なくとも備えている。
【００１６】
図２は、図１の加速度センサ２０のＡ−Ａ'線における断面を模式的に表したものである。
【００１７】
図２において、加速度センサ２０の枠部２２は基部３５上に設けられ、第１の錘部２７、第２の錘部２８と基部３５との間にはそれぞれ一定の可動域３６が設けられている。また、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなるＸＹＺ空間において、基部３５はＸＹ平面に略並行となるように配置されるものとする。
【００１８】
以下、本実施の形態に係る加速度センサ２０の各構成要素について説明する。
【００１９】
枠部２２は上面から見て四角形状であり、中心部に中空領域２１が形成されている。ここで、枠部２２や中空領域２１の形状は他の多角形や円形状等でも良い。すなわち、中空領域２１の形状は、中空領域２１の内部に、第１の梁部２３、２４と、第２の梁部２５、２６と第１の錘部２７と、第２の錘部２８とが配置できる形状であればよく、四角形に限定されない。
【００２０】
第１の梁部２３、２４と、第２の梁部２５、２６のそれぞれは、枠部２２に一端が接続され、中空領域２１に延伸している。この第１の梁部２３、２４と、第２の梁部２５、２６それぞれの厚みは、枠部２２の厚みよりも薄く、かつ、第１の錘部２７、第２の錘部２８の厚みよりも薄くすることが好ましい。この構成により、第１の梁部２３、２４および、第２の梁部２５、２６が撓み易くなり、加速度の検出感度を向上させることができる。第１の梁部２３、２４、第２の梁部２５、２６それぞれは枠部２２の内面から中空領域２１に向かって延出する。（より詳細には、枠部２２の内面であってＸ軸に平行な面からＹ軸方向に延出する。）ここで、第２の梁部は、中空領域２１を挟んで第１の梁部２３、２４と反対の位置に形成される。また、第１の梁部２３、２４の先端には第１の錘部２７が支持され、第２の梁部２５、２６の先端には第２の錘部２８が支持される。
【００２１】
第１の錘部２７は第１の梁部２３、２４の先端に接続され、第２の錘部２８は第２の梁部２５、２６の先端に接続されている。ここで、第１の錘部２７と第２の錘部２８とは互いに対向するように形成する。より詳細には、ＸＺ平面に平行な第１の錘部２７上の面であって、第１の梁部２３、２４を設けた面とは対向する面と、ＸＺ平面に平行な第２の錘部２８上の面であって第２の梁部２５、２６を設けた面とは対向する面とが互いに対向するように（向かい合うように）形成している。
【００２２】
連結部２９は、第１の錘部２７と第２の錘部２８とを接続する。この構成により、第１の錘部２７と第２の錘部２８とが、連結部２９により連結されているため、特にＹ軸方向からの加速度を受けたときの錘部の変位を小さくすることができる。これにより、可動域３６のほぼ全域をＺ軸方向からの加速度の検出に使用することができるので、可動域３６の利用効率を向上させることができ、結果、加速度センサ２０を小型化することができる。この点について図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図３（ａ）は、本実施の形態の加速度センサ２０について、Ｙ軸、Ｚ軸方向のそれぞれから１Ｇ（９．８ｍ／ｓ2）の加速度を受けた時の第１の錘部２７の変位を測定した測定結果であり、図３（ｂ）は、錘部２７の変位を測定した測定箇所を示したものである。ここで、第１の錘部２７の変位はＺ軸方向から加速度を受けたときの第１の錘部２７の変位を１として表記する。なお、錘部２８の変位量は錘部２７の変位量と等しいので、以下の説明では省略する。
【００２４】
本実施の形態に係る加速度センサ２０では、Ｙ軸方向からの加速度では第１の錘部２７の変位が小さくなる。より詳細には、Ｚ軸方向の変位の約１００分の１程度になる。
【００２５】
一般に加速度センサは、様々な方向からの加速度を同時に受ける環境下で使用される。従って、Ｚ軸方向からの加速度に加えて、Ｙ軸方向からの加速度が同時に与えられる環境下であっても正確に検出軸方向、本実施の形態の場合はＺ軸方向、の加速度を検出する事が求められる。しかしながら、従来の加速度センサ１は前述の図１２に示すように、Ｙ軸方向からの加速度によって錘部６が変位してしまう。これはすなわち、Ｚ軸方向の加速度を１Ｇまで検出できる加速度センサを得ようとする場合を考えると、可動域３６の幅は、Ｚ軸方向からの１Ｇの加速度に起因する第１の錘部２７の変位と、Ｙ軸方向からの加速度に起因する第１の錘部２７の変位とを合計した値以上に設定する必要があり、加速度センサ１の小型化が困難であった。
【００２６】
一方で、本実施の形態に係る加速度センサ２０では、Ｙ軸方向からの加速度では第１の錘部２７の変位を小さくすることができる。これはすなわち、可動域３６は、Ｚ軸方向の加速度に起因する第１の錘部２７の変位に応じて設定できるということであり、その結果、従来の加速度センサに比べて可動域３６を狭くすることができ、より小型な加速度センサを得ることができる。
【００２７】
あるいは、検出軸以外の方向からの加速度に起因する第１の錘部２７の変位を抑制することができるので、外乱に強いと同時に、可動域３６を広げることなく検出範囲を拡大することができ、加速度センサの性能を向上することができる。
【００２８】
また、連結部２９の厚みは、枠部２２の厚みよりも薄く、かつ、第１の錘部２７、および第２の錘部２８の厚みよりも薄くすることが好ましい。これにより、連結部２９が撓み易くなり、加速度の検出感度を向上させることができる。また、可動域３６を広げることなく検出範囲を拡大することができ、加速度センサの性能を向上することができる。
【００２９】
図４は、本実施の形態の加速度センサ２０における連結部２９の別の一例を示した図である。
【００３０】
連結部２９Ａは、第１の錘部２７および第２の錘部２８に近くなるほどＺ軸方向、またはＸ軸方向の厚みを大きくしてもよい。これにより、耐久性の高い加速度センサを得ることができる。より詳細には、第１の錘部２７および第２の錘部２８の変位に際して、連結部２９Ａと第１の錘部２７、第２の錘部２８との境界付近は応力集中部となる。このため、連結部２９Ａと第１の錘部２７、第２の錘部２８との境界付近の連結部２９Ａの厚みまたは幅を大きくする、すなわち、境界付近において連結部２９Ａの断面積を大きくすることによりその剛性を高めることで、加速度センサの耐久性を向上することができる。
【００３１】
図５（ａ）は、本実施の形態の加速度センサ２０における連結部２９のさらに別の一例を示した上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ'線における断面を模式的に表した図である。
【００３２】
連結部２９Ｂは、第１の錘部２７および第２の錘部２８に設けられた第１の凹部３０、第２の凹部３０Ａの内部に接続されている。この構成により、加速度センサの耐衝撃性を向上することができる。この点について図面を用いて詳細に説明する。
【００３３】
図６（ａ）は、図４（ａ）の連結部のＺ軸方向加速度に対する変形を模式的に表した図であり、図６（ｂ）は図５（ａ）の連結部のＺ軸方向加速度に対する変形を模式的に表した図である。ここで、各加速度センサに対して印加している加速度は、Ｚ軸方向に−１Ｇである。図６（ａ）から分かるように、連結部２９Ａの場合では、Ｚ軸方向の負の加速度に対して連結部２９Ａが変形すると、最も変位の大きくなる点は図６（ａ）中のＲ点に示した点になる。これはすなわち、加速度の印加に伴って連結部２９Ａが最初に上蓋（図示せず）と衝突することになる。ここで、連結部２９Ａは第１の錘部２７あるいは第２の錘部２８に比べると、厚みが薄くて耐久性が低い。このため、連結部２９Ａを保護するためのストッパー（図示せず）、あるいは、衝突による衝撃を吸収するための緩衝材が必要になるなど、加速度センサ２０の構成が複雑になってしまうという課題があった。
【００３４】
一方で、図６（ｂ）から分かるように、連結部２９Ｂの場合では、最も変位の大きくなる点は図６（ｂ）中のＸ点に示した点になる。これはすなわち、加速度の印加に伴って第１の錘部２７あるいは第２の錘部２８が最初に上蓋（図示せず）と衝突する事になる。ここで、第１の錘部２７あるいは第２の錘部２８の厚みは連結部２９Ｂに比べて１００倍程度大きいので衝撃に強い。従って、連結部２９Ｂを用いた場合では加速度センサの耐衝撃性が向上する。
【００３５】
なお、連結部２９、２９Ａ、２９Ｂを設ける場所は、第１の錘部２７および第２の錘部２８のＸ軸方向の長さに対して中心付近であることが望ましい。これにより、Ｚ軸方向からの加速度に対して第１の錘部２７、および第２の錘部２８を均一に変位させることができ、より小型な加速度センサを得ることができる。より詳細には、連結部２９を第１の錘部２７および第２の錘部２８のＸ軸方向の長さに対して中心付近に設けない場合、Ｚ軸方向からの加速度が与えられたときに第１の梁部２３と２４とに生じるＹ軸周りのねじりモーメントが互いに異なる値となるため、第１の錘部２７および第２の錘部２８がＹ軸周りにねじれるように変位してしまう。しかし、第１の錘部２７および第２の錘部２８のＸ軸方向の長さに対して中心付近に連結部２９を設けることで、このようなねじれに起因する第１の錘部２７および第２の錘部２８の変位（この変位は加速度の検出においては不要な変位である。）を抑制することができ、結果、可動域３６を更に狭く設定することができる。
【００３６】
また、連結部２９、２９Ａ、２９Ｂを複数設けてもよい。これによっても、加速度センサの耐久性を向上することができる。さらに、連結部２９、２９Ａ、２９Ｂを複数設ける場合、それらを設ける場所は、Ｙ軸と平行であって第１の錘部２７および第２の錘部２８のＸ軸方向の長さに対して中心付近を通る線に対して線対称の関係であることが望ましい。これにより、Ｚ軸方向からの加速度に対して第１の錘部２７、および第２の錘部２８を均一に変位させることができ、より小型な加速度センサを得ることができる。
【００３７】
枠部２２、第１の梁部２３、２４、第２の梁部２５、２６、第１の錘部２７、第２の錘部２８、連結部２９、または２９Ａ、２９Ｂ、基部３５は、シリコン、溶融石英、アルミナ等を用いることができる。好ましくは、シリコンを用いて形成することにより、微細加工技術を用いて小型の加速度センサとすることができる。
【００３８】
検出部３１、３２、３３、３４として、歪抵抗方式や静電容量方式などを用いることができる。歪抵抗方式としてピエゾ抵抗（半導体）を用いることにより、加速度センサ２０の感度を向上させることができる。また、歪抵抗方式として酸化膜歪み抵抗体を用いた薄膜抵抗方式を用いることにより、加速度センサ２０の温度特性を向上させることができる。また、静電容量方式を用いる場合は、検出部３１、３２、３３、３４として電極を形成し、さらに、上蓋（図示せず）の内面であって、検出部３１、３２、３３、３４と対抗する位置のそれぞれに固定電極（図示せず）を形成し、検出部３１、３２、３３、３４と固定電極との間の静電容量の変化を検出することにより、加速度を検出すればよい。また、検出部３１、３２、３３、３４は電極部３７を介して図示しないＩＣと電気的に接続される。
【００３９】
以下、図面を用いて、本実施の形態に係る加速度センサを用いて加速度を検出する方法を説明する。
【００４０】
図７は、本実施の形態に係る加速度センサの回路例を示した図である。ここで、検出部３１、３２として、歪抵抗を用いた場合について説明する。
【００４１】
図７に示すように、検出部３１として歪抵抗Ｒ１を形成し、検出部３２として歪抵抗Ｒ２を形成し、さらに、加速度の印加前後で抵抗値の変化しない固定抵抗３９（以下、Ｒ０と表記する）を複数設ける。そして、Ｒ１、Ｒ２とＲ０をブリッジ接続し、対向する一対の接続点ＶｄｄとＧＮＤとの間に電圧を印加し、他の一対の接続点Ｖｚ１とＶｚ２との間の電圧を検出することにより、Ｚ軸方向の加速度を検出することができる。より具体的には、以下の数１を用いることでＺ軸方向の加速度を検出することができる。
【００４２】
【数１】
2013246033.tif 000003
【００４３】
図８は、本実施の形態の加速度センサ２０において、固定抵抗３９を中空領域２１内に張り出した突起部３８上に設けた場合を示したものである。このように、固定抵抗３９を中空領域２１内に張り出した突起部３８上に設けることで、温度変化による０点（基準電圧）の変動を抑制することができるため、温度変化に起因する感度の変化を抑制することができる。この点についてより詳細に説明する。
【００４４】
一般に加速度センサは、大きな温度変化のある中でも一定の検出精度を保つことが求められる。（例えば、車載用の加速度センサは、−５０℃〜１５０℃）程度の温度範囲で安定した特性を持つ加速度センサが求められる。）一方で、温度変化による応力分布の変動に起因して枠部２２等が変形する場合、抵抗体にもその変形が及ぶためにその抵抗値が変動する。結果、０点（基準電圧）が変動してしまい、検出精度が低下してしまうという課題があった。
【００４５】
従って、温度変化に伴う固定抵抗の抵抗値の変動を小さくする必要がある。そこで、図８のように、枠部２２から突出した突起部３８上に固定抵抗３９を設ける構成とした。ここで、突起部３８は枠部２２から張り出すように形成され、Ｚ軸方向の厚みは第１の梁部２３、２４および第２の梁部２５、２６のＺ軸方向の厚みと同程度である。これにより、温度変化に伴う固定抵抗３９の抵抗値の変動を抑制することができる。これは、温度変化に伴って突起部３８に生じる熱応力の方が、温度変化に伴って枠部２２に生じる熱応力よりも小さくなるためと考えられる。
【００４６】
なお、上述の説明においては、第１の錘部２７、第２の錘部２８それぞれが２つの梁に接続される構成としたが、本発明はこのような構成に限定されない。すなわち、第１の錘部２７、第２の錘部２８のそれぞれが一つ、あるいは三つ以上の梁部によって枠部２２に接続される構成でもよい。
【００４７】
なお、第１の梁部２３、２４および第２の梁部２５、２６のＺ軸方向の厚みをＤ２とし、第１の錘部２７および第２の錘部２８のＺ軸方向の厚みをＤ１としたとき、Ｄ１／Ｄ２の値が５０以上にすることが望ましい。これにより、第１の梁部２３、２４および第２の梁部２５、２６の歪みを大きくすることができるので、検出感度を向上することができる。
【００４８】
なお、上述の説明においては、Ｒ１とＲ２とを用いてＺ軸方向の加速度を検出する構成としたが、これに限定されない。すなわち、検出部３３として歪抵抗Ｒ３を形成し、検出部３４として歪抵抗Ｒ４を形成し、Ｒ１〜Ｒ４のいずれかの組み合わせによりブリッジ回路を形成し、第１の梁部２３、２４および第２の梁部２５、２６の歪みとそれに起因する電圧の変化を検出すればよく、Ｒ１とＲ２との組み合わせに限定されない。
【００４９】
（実施の形態２）
図９（ａ）は、本発明の実施の形態２における加速度センサの上面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣ−Ｃ'線における断面を模式的に表した図である。
【００５０】
図９（ａ）に示すように、加速度センサ４０は、内部に中空領域４１を有する枠部４２と、枠部４２にそれぞれ一端が接続され、中空領域４１に延伸した梁部４３、４４と、梁部４３、４４に片持ち支持された錘部４５と、梁部４３、４４の上にそれぞれ設けられた検出部４６、４７と、検出部４６、４７に電気的に接続される電極部４８と、を備えている。また、図９（ａ）に示すように、梁部４３、４４の延出方向に対する錘部４５の長さ５１（以下、Ｙ軸方向長さ５１）は、梁部４３、４４の延出方向と垂直な方向に対する錘部４５の長さ５２（以下、Ｘ軸方向長さ５２）の２倍以上である。
【００５１】
この構成により、Ｘ軸方向からの加速度に対する錘部４５の変位が小さくなることが実験の結果分かった。これにより、基部４９と錘部４５との間の可動域５０の幅を従来の加速度センサに比べて狭くすることができ、小型な加速度センサを得ることができる。この点について詳細に説明する。
【００５２】
（表１）は本実施の形態の加速度センサ４０について、錘部４５のＹ軸方向長さ５１を錘部４５のＸ軸方向長さ５２で割った値と、Ｘ軸方向から１Ｇを与えた時の錘部４５の変位量との関係を測定したものである。なお、加速度を加える向き、および、錘部４５の変位量の測定の方法は図３の場合と同じである。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
（表１）から分かるように、錘部４５のＹ軸方向長さ５１を錘部４５のＸ軸方向長さ５２で割った値が大きくなるほど、Ｘ軸方向から１Ｇを与えた時の錘部４５の変位量は小さくなることが分かる。特に、Ｙ軸方向長さ５１をＸ軸方向長さ５２の２倍以上とすることにより、Ｘ軸方向からの加速度に起因する錘部４５の変位を３０％以上低下させることができる。これは、Ｙ軸方向長さ５１がＸ軸方向長さ５２に対して大きくなることで、錘部４５にかかるねじれモーメントが減少したためと考えられる。
【００５５】
これはすなわち、可動域５０の幅は、Ｚ軸方向の加速度に起因する錘部４５の変位に応じて設定できるということであり、その結果、従来の加速度センサに比べて可動域５０を狭くすることができ、より小型な加速度センサ４０を得ることができる。
【００５６】
あるいは、検出軸以外の方向からの加速度に起因する錘部４５の変位を抑制することができるので、外乱に強いと同時に、可動域５０を広げることなく検出範囲を拡大することができ、加速度センサ４０の性能を向上することができる。
【００５７】
なお、実施の形態２で説明した錘部４５の形状を、実施の形態１で説明した連結部を有する加速度センサ２０に適用しても良い。この構成により、加速度センサ２０において、Ｘ軸方向からの加速度に対する第１の錘部２７および第２の錘部２８の変位を小さくすることができるので、従来の加速度センサに比べて可動域３６を狭くすることができ、より小型な加速度センサを得ることができる。
【００５８】
あるいは、検出軸以外の方向からの加速度に起因する第１の錘部２７および第２の錘部２８の変位を抑制することができるので、外乱に強いと同時に、可動域３６を広げることなく検出範囲を拡大することができ、加速度センサの性能を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の加速度センサは、小型であり、かつ、高感度であるので、車両や携帯端末等に用いられる加速度センサとして有用である。
【符号の説明】
【００６０】
２０、４０  加速度センサ
２１、４１  中空領域
２２、４２  枠部
２３、２４  第１の梁部
２５、２６  第２の梁部
２７  第１の錘部
２８  第２の錘部
２９、２９Ａ、２９Ｂ  連結部
３０  第１の凹部
３０Ａ  第２の凹部
３１、３２、３３、３４、４６、４７  検出部
３５、４９  基部
３６、５０  可動域
３７、４８  電極部
３８  突起部
３９  固定抵抗
４３、４４  梁部
４５  錘部
５１  Ｙ軸方向長さ
５２  Ｘ軸方向長さ
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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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３】
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【図６】
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【図１１】
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【図１２】
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