JP2007163244A - 加速度センサ素子、加速度センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】検出感度が高く、正確な加速度の測定を実現する加速度センサ素子と、この加速度センサ素子を備え、小型化及び薄型化を実現する加速度センサを提供する。
【解決手段】加速度センサ素子10は、水晶からなり、Z軸方向に厚みを有し、直交するXY平面内に展開される水晶基板20に形成される加速度センサ素子10であって、水晶基板20の凹部28の底部の薄肉部に、Y軸方向に一対の振動腕31,35が延在される双音叉型振動片30が形成され、この双音叉型振動片30が屈曲振動しているときにZ軸方向の加速度が加えられた際に、双音叉型振動片30がZ方向に撓むことによって生ずる共振周波数の変化から加速度を検出する。
【選択図】図2
【解決手段】加速度センサ素子10は、水晶からなり、Z軸方向に厚みを有し、直交するXY平面内に展開される水晶基板20に形成される加速度センサ素子10であって、水晶基板20の凹部28の底部の薄肉部に、Y軸方向に一対の振動腕31,35が延在される双音叉型振動片30が形成され、この双音叉型振動片30が屈曲振動しているときにZ軸方向の加速度が加えられた際に、双音叉型振動片30がZ方向に撓むことによって生ずる共振周波数の変化から加速度を検出する。
【選択図】図2
Description
本発明は、加速度センサ素子、及びこの加速度センサ素子を備える加速度センサに関し、詳しくは、加速度センサ素子を構成する双音叉型振動片の共振周波数の変化から加速度を検出する加速度センサ素子、加速度センサの構造に関する。
従来、シリコン基板をエッチング加工により両端支持梁構造(両持梁構造)を形成し、梁部表面にゲージ抵抗を設け、加速度を加えることによって梁部が撓み、この撓み量をゲージ抵抗の変化で検出する加速度センサというものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような特許文献1では、シリコン基板からなる梁部にゲージ抵抗を設けている構造であるため、加速度が加えられることにより梁部が少なくとも数μm撓み、ゲージ抵抗の変化として検出するまでに、時間的な遅延が発生することが考えられることから検出感度が悪いという課題を有している。
また、ゲージ抵抗は、一般に温度特性が悪いということが知られている。従って、温度変化に伴いゲージ抵抗の抵抗値の変化が大きくなり、正確な加速度の測定ができないというような課題がある。この課題を解決する方法として、温度特性の補正が考えられるが、制御回路が複雑になることが予測される。
本発明の目的は、前述した課題を解決することを要旨とし、検出感度が高く、正確な加速度の測定を実現する加速度センサ素子と、この加速度センサ素子を備え、簡単な構造で、小型化及び薄型化を実現できる加速度センサと、を提供することである。
本発明の加速度センサ素子は、圧電材料からなり、Z軸方向に厚みを有し、直交するXY平面内に展開される基板に形成される加速度センサ素子であって、前記基板内において、前記基板のY軸方向に一対の振動腕が延在される双音叉型振動片が屈曲振動しているときにZ軸方向の加速度が加えられた際に、前記双音叉型振動片がZ方向に撓むことによって生ずる共振周波数の変化から加速度を検出することを特徴とする。
ここで、一対の振動腕を有し、この振動腕の両端をそれぞれ固定端とした形態の振動子を双音叉型振動片と呼称する。また、圧電材料としては、例えば、水晶を採用することが好適である。
ここで、一対の振動腕を有し、この振動腕の両端をそれぞれ固定端とした形態の振動子を双音叉型振動片と呼称する。また、圧電材料としては、例えば、水晶を採用することが好適である。
この発明によれば、水晶からなる双音叉型振動片が屈曲振動しているときに加速度が加えられた際に、双音叉型振動片がZ方向に撓むことで、双音叉型振動片の共振周波数が変化することを検出しているため、撓みの発生に瞬時に反応して加速度を検出する高感度な加速度センサ素子を実現することができる。
また、双音叉型振動片は、高い「応力−周波数変化」感度と、高い周波数安定性を有していることが知られており、このような双音叉型振動片を用いることにより、加速度を加えたときの共振周波数の変化を加速度として正確に検出することができる。さらに、圧電材料として水晶を用いれば、前述した従来技術のゲージ抵抗を用いる構造に比べ、温度特性がよい加速度センサ素子を提供できる。
また、前記双音叉型振動片が、前記基板に穿設される凹部の底部の薄肉部に形成され、前記一対の振動腕の−Y方向端部が接続される固定部と、前記一対の振動腕の+Y方向端部が接続されるZ方向に振動可能な重り部と、から片持梁構造を形成し、加速度が加えられたときに、前記双音叉型振動片が前記固定部を基部としてZ方向に撓むことが好ましい。
双音叉型振動片が、基板の凹部の底部、つまり薄肉部に形成されていることから小型化でき、また、本発明の加速度センサ素子が片持梁構造であって、先端可動部に重り部を備えているために、Z軸方向の加速度に対して感度が高くなるとともに、Z軸方向の変位量を大きくすることができるので、小さい加速度から大きい加速度まで広範囲の検出を実現できる。
また、前記双音叉型振動片が、厚さ方向において、+Z方向または−Z方向に偏って形成されていることが好ましい。
双音叉型振動片の偏りとしては、例えば、基板の厚さの1/2以上の偏り範囲にすることが望ましい。
双音叉型振動片の偏りとしては、例えば、基板の厚さの1/2以上の偏り範囲にすることが望ましい。
このようにすれば、仮に、双音叉型振動片が+Z軸方向にあるとき、−Z軸方向に撓むときには振動腕が伸張されるため共振周波数が高くなり、+Z軸方向に撓むときには振動腕が収縮されるために共振周波数が低くなる。従って、加えられる加速度の方向とその大きさを検出することができるという効果がある。
また、前記双音叉型振動片が、前記基板のY軸方向において、前記固定部の方向に偏って形成されることが好ましい。
このようにすれば、加速度センサ素子が、Y軸方向の中心に対して+Y方向(重り部がある方向)には凹部が存在しないので質量が大きくなり、質量アンバランスが生じることから、別に重り部材を付加することなく重り部を形成することができる。
また、前記双音叉型振動片の振動腕の表裏両主面の長手方向に溝を穿設して断面形状を略H字型状とし、前記溝が、前記振動腕の長手方向の中央に設けられる付加質量部で分割されていることが好ましい。
ここで、付加質量部とは、上述の溝がない部分を示している。従って、この部分は、溝が形成されている部分に対して単位当たりの質量が大きくなっている。つまり、振動腕の中央に重り部が形成されていることになる。
ここで、付加質量部とは、上述の溝がない部分を示している。従って、この部分は、溝が形成されている部分に対して単位当たりの質量が大きくなっている。つまり、振動腕の中央に重り部が形成されていることになる。
振動腕に溝を形成することは、同じ周波数帯域において小型化が可能になることが周知である。さらに、付加質量部(重り部)を設けることにより、振動腕の励振効率を高めることができる。
さらに、前記双音叉型振動片に設けられる励振電極が、振動腕の長手方向において3分割され、隣り合う励振電極の電位を逆にしていることが望ましい。
双音叉型振動片において、一対の振動腕の長手方向中央部が振動の節となる。この節となる点を境に電極を分割形成し、隣り合う励振電極に逆電位を印加することにより、振動腕の各部位の変位の方向と駆動力とが一致するので、励振効率を高め、Q値を高めることができる。
また、本発明の加速度センサは、前述した加速度センサ素子が、ケースと蓋体からなる筐体内に格納され、前記加速度センサ素子の−Y方向端部の固定部が、前記ケース内面に固着されていることを特徴とする。
この発明によれば、前述した加速度センサ素子を用いているため、検出感度が高く、正確な加速度の測定を実現でき、簡単な構造で小型化を実現できる加速度センサを提供することができる。
また、前記筐体内に、前記双音叉型振動片を励振制御する制御回路をさらに備え、前記制御回路が、前記双音叉型振動片が形成される凹部の空間内に配設されていることが好ましい。
制御回路としては、例えば、励振、検出制御機能を有するICである。
制御回路としては、例えば、励振、検出制御機能を有するICである。
双音叉型振動片は、基板に穿設する凹部の薄肉部に形成される。従って、この凹部が形成する空間内にICを配設することで、加速度センサを薄型化することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図5は本発明の実施形態1に係る加速度センサ素子を示し、図6はこの加速度センサ素子を用いた加速度センサ、図7は実施形態2に係る加速度センサを示している。
(実施形態1)
図1〜図5は本発明の実施形態1に係る加速度センサ素子を示し、図6はこの加速度センサ素子を用いた加速度センサ、図7は実施形態2に係る加速度センサを示している。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る加速度センサ素子を示す平面図、図2は、図1のA−A切断面を示す断面図である。図1、図2において、加速度センサ素子10は、Z軸方向に厚みを有し、直交するXY平面内に展開される圧電材料としての水晶基板20に形成されるZ基板である。この加速度センサ素子10は、基本構成として水晶基板20の−Z方向主面20b(以降、単に裏面と表すことがある)に四角形の凹部28が穿設されており、この凹部28内の底部の薄肉部にY軸に平行に延在される一対の振動腕31,35を形成して構成されている。
水晶基板20に穿設される凹部28は、水晶基板20のY軸の−Y方向よりに偏って配設されている。本実施形態では、水晶基板20のY軸方向長さの概ね1/2より−Y側(図では右側)に配設される。この凹部28よりもさらに−Y側の総厚み部分は、後述する接続端子部46,56(図3(a)、参照)が形成される固定部21である。また、凹部28よりも+Y側の総厚み部分は、重り部22である。
双音叉型振動片30の製造方法は、まず、水晶基板20の裏面20bにハーフエッチング法により凹部28を形成した後、エッチング法によりY軸に平行な略長方形の貫通孔23,24,25を開設することにより、周縁部よりも厚さが薄い一対の振動腕31,35が形成される。このように形成される一対の振動腕31,35は、両端で固定部21と重り部22とに接続される両持梁構造を有しており、このような形態の振動子を双音叉型振動片と呼称する。
なお、双音叉型振動片30は、水晶基板20の厚さの1/2よりも裏面20b側、または+Z方向主面20a(以降、単に表面と表すことがある)側に偏って配設される。本実施形態では、表面20a側より1/3の厚さの範囲に形成された例を表している。
振動腕31,35のそれぞれには、表裏両面からY軸方向に溝31a〜31d,35a〜35dが穿設されている(図3(b)も参照する)。これらの溝31a,31c,35a,35cは、+Y方向から−Y方向に向かって延在され、溝31b,31d,35b,35dは−Y方向から+Y方向に向かって延在されている。従って、これらの溝を設けることにより、振動腕31,35のZ方向の断面形状は略H字型となる(図3(b)、参照)。そして、振動腕31,35の長手方向中央部には、上述した溝が形成されない付加質量部32,36とが設けられている。
このように形成される振動腕31,35の表面には第1励振電極40及び第2励振電極50が形成される(図3(a)、参照)。
このように形成される振動腕31,35の表面には第1励振電極40及び第2励振電極50が形成される(図3(a)、参照)。
図3は、本実施形態に係る励振電極の構成を示す電極構成図であり、(a)は水晶基板20の表面20a側を例示している。また、(b)は、図3(a)のB−B切断面の電極構成と電極の接続を示す説明図である。図3(a)、(b)において、振動腕31の表面には、励振電極41a,42a、55とに3分割された電極が形成されている。励振電極41a,42aは、溝31a,31bの内面にも形成され、連結部27の表面をわたって形成され固定部21の表面20aに設けられる接続端子部46に接続されている。励振電極55は、振動腕31の両側面まで延在されており、一端が振動腕35に形成される接続端子部56に接続される。
振動腕35表面には、励振電極51a,52a、45とに3分割された電極が形成されている。励振電極51a,52aとは、溝35a,35bの内面にも形成され、連結部26の表面をわたって形成され固定部21の表面20aに設けられる接続端子部56に接続されている。励振電極は45は、振動腕35の両側面まで延在されており、一端が裏面側を通り、接続パターン43を介して振動腕31に形成される励振電極41aに接続される。
なお、振動腕31の裏面には、励振電極41a,42aに対向する励振電極41b,42bが振動腕31の表面に対して面対称となるように形成され(図3(b)、参照)、励振電極55は、側面を通って裏面側にも面対称となるように形成されている。
振動腕35においても、裏面には、励振電極51a,52aに対向する励振電極51b,52bが振動腕35の表面に対して面対称となるように形成され、励振電極45は、側面を通って裏面側にも面対称となるように形成されている。
励振電極41a,42aと励振電極55との関係を説明すると、振動腕31の長さをLとしたとき、励振電極41a,42aの長さをそれぞれ振動腕端部から0.225Lの長さで分離している。それぞれの隙間は、ショートしない程度の距離があればよい。そして、励振電極41aと55、励振電極42aと55とは逆電位となるように設定される。
振動腕35側の励振電極51a,52a、45との関係も同様に設定される。
振動腕35側の励振電極51a,52a、45との関係も同様に設定される。
次に、図3(b)を参照して、各励振電極間の接続構成を説明する。振動腕31の表裏に形成される励振電極42a,41a,42b,41bと、振動腕35に形成される励振電極55とが接続されて第1励振電極40を構成し、図示しない制御回路に接続される接続端子部46に接続されている。
また、振動腕35の表裏に形成される励振電極52a,51a,52b,51bと、振動腕31に形成される励振電極45とが接続されて第2励振電極50を構成し、図示しない制御回路に接続される接続端子部56に接続されている。
第1励振電極40と第2励振電極50には、逆電位の交番電圧が印加される。
第1励振電極40と第2励振電極50には、逆電位の交番電圧が印加される。
続いて、本実施形態の双音叉型振動片30の屈曲振動の形態について図面を参照して説明する。
図4は、双音叉型振動片30の振動形態を模式的に示す説明図である。図4において、上述した第1励振電極40と第2励振電極50に交番電圧を印加すると、振動腕31,35とが、矢印(図中、一点鎖線及び2点鎖線で表す形態)で図示するように屈曲振動が励振される。これによって、所定の共振周波数の信号が、接続端子部46,56から安定的に出力される。
図4は、双音叉型振動片30の振動形態を模式的に示す説明図である。図4において、上述した第1励振電極40と第2励振電極50に交番電圧を印加すると、振動腕31,35とが、矢印(図中、一点鎖線及び2点鎖線で表す形態)で図示するように屈曲振動が励振される。これによって、所定の共振周波数の信号が、接続端子部46,56から安定的に出力される。
振動腕31,35には上述したように、それぞれ3分割された励振電極が形成されているため、各励振電極によって発生する振動腕の駆動力は、振動腕の各部が共振する場合の変位の発生方向に一致するので、励振効率を高めるほか、Q値を高めることを可能にする。
この屈曲振動をしている状態で、加速度センサ素子10にZ方向に衝撃力のような加速度が加えられると、振動腕31,35を含めて加速度センサ素子10がZ方向に撓む。
この屈曲振動をしている状態で、加速度センサ素子10にZ方向に衝撃力のような加速度が加えられると、振動腕31,35を含めて加速度センサ素子10がZ方向に撓む。
図5は、加速度センサ素子10に加速度が加えられたときの状態を模式的に示す説明図であり、(a)は−Z方向からの加速度、(b)は+Z方向からの加速度が加えられたときの状態を示している。図5(a)、(b)において、加速度センサ素子10は、基台70に表面20a側を下面にして固着されている。表面20aには、接続端子部46,56が形成されており、基台70の設けられる接続電極(図示せず)に導電性接着剤60で接着接続することで固着される。従って、加速度センサ素子10は、固定部21を基部とする片持梁構造が形成される。
図5(a)において、−Z方向から加速度が加えられた加速度センサ素子10は、固定部21を基部として+Z方向に片持梁状に撓む。すると、前述したように振動腕31,35は、加速度センサ素子10の表面20aから厚さの1/3の範囲に形成されているので、振動腕31,35が矢印方向に圧縮される。振動腕31,35は、圧縮されると屈曲振動の共振周波数が低くなる。加速度を加えられたときに生ずる共振周波数と基準周波数との差とから加速度の大きさを測定することができる。なお、加速度を加えられたときに生ずる共振周波数と基準周波数との差と加速度の大きさとの相関を予め算出してテーブル化しておくことで、このテーブルから+Z方向への加速度の大きさを測定することができる。
また、+Z方向からの加速度が加えられたときには、図5(b)に示すように、加速度センサ素子10は、−Z方向に撓み、振動腕31,35は矢印で示すように伸張される。振動腕31,35は、伸張されると屈曲振動の共振周波数が高くなる。加速度を加えられたときに生ずる共振周波数と基準周波数との差から加速度の大きさを測定することができる。図5(a)の場合と同様に、加速度を加えられたときに生ずる共振周波数と基準周波数との差と加速度の大きさとの相関を予め算出してテーブル化しておくことで、このテーブルから−Z方向への加速度の大きさを測定することができる。
従って、前述した実施形態1による加速度センサ素子10によれば、水晶基板からなる双音叉型振動片30に加速度が加えられた際に、双音叉型振動片30(振動腕31,35)がZ方向に撓むことで、双音叉型振動片30の共振周波数が変化することを検出しているため、撓みの発生に瞬時に反応して加速度を検出する高感度な加速度センサ素子10を実現することができる。
また、双音叉型振動片30は、高い「応力−周波数変化」感度と、高い周波数安定性を有していることが知られており、このような双音叉型振動片を用いることにより、加速度を加えたときの共振周波数の変化を加速度として正確に検出することができる。
また、双音叉型振動片30が、水晶基板20の凹部28の底部、つまり薄肉部に形成されていることから小型化でき、また、加速度センサ素子10が片持梁であって、可動部に重り部22を備えているために、Z軸方向の加速度に対して感度が高くなるとともに、Z軸方向の変位量を大きくすることができるので、小さい加速度から大きい加速度まで広範囲の検出を実現できる。
また、本実施形態では、双音叉型振動片30が、厚さ方向において+Z方向に偏って形成されているために、−Z軸方向に撓むときには振動腕31,35が伸張されるため共振周波数が高くなり、+Z軸方向に撓むときには振動腕31,35が収縮されるために共振周波数が低くなる。従って、加えられる加速度の方向とその大きさを検出することができるという効果がある。
なお、双音叉型振動片30の厚さ方向の偏りは、−Z方向にしても同様に、加速度が加えられる方向と大きさを検出することができる。
なお、双音叉型振動片30の厚さ方向の偏りは、−Z方向にしても同様に、加速度が加えられる方向と大きさを検出することができる。
また、双音叉型振動片30が、加速度センサ素子10の−Y軸方向に偏って形成され、加速度センサ素子10が、Y軸方向の中心に対して、+Y方向に重り部22を設けることにより質量アンバランスが生じることから、別に重り部材を付加することなく重り部22を形成することができ、形状を簡素化している。
また、本実施形態では、振動腕31の表裏両主面の長手方向に溝31a,31b,31c,31dを、振動腕35の表裏両主面の長手方向に溝35a,33b,35c,35dを穿設して断面形状を略H字型状とし、これらの溝が、振動腕31,35の長手方向の中央に設けられる付加質量部32で分割されている。つまり、振動腕の中央に重り部が形成されていることになるために、同じ周波数帯域において小型化が可能になるほか、付加質量部32を設けることにより、振動腕の励振効率を高めることができる。
さらに、振動腕31,35に設けられる励振電極41a,42a,41b,42b、55及び51a,51b,52a,52b,45が、振動腕31,35の長手方向において3分割され、隣り合う励振電極の電位を逆にしている。双音叉型振動片30において、一対の振動腕31,35の長辺に対する変位の二次微係数が零となる点、つまり振動の節となる点を境に電極を分割形成し、隣り合う励振電極に逆電位を印加することにより、振動腕の各部位の変位の方向と駆動力とが一致するため励振効率を高め、Q値を高めることができる。
続いて、前述した実施形態1による加速度センサ素子10を搭載した加速度センサについて図面を参照して説明する。
図6は、加速度センサの構造を示す断面図である。図6において、加速度センサ100は、加速度センサ素子10が、基台70と縁部71とからなるケースと蓋体80によって形成される筐体内に格納され構成されている。
図6は、加速度センサの構造を示す断面図である。図6において、加速度センサ100は、加速度センサ素子10が、基台70と縁部71とからなるケースと蓋体80によって形成される筐体内に格納され構成されている。
基台70と縁部71とは、セラミックからなり、それぞれを積層して構成される。基台70の内側表面(図では上面)には図示しない接続電極が形成されており、この接続電極は、ケース外部へ延在されて外部接続端子部90に接続されている。また、この接続電極には、加速度センサ素子10に設けられている接続端子部46,56それぞれがエポキシ樹脂またはエポキシ樹脂系の導電性接着剤60によって電気的に接続されるとともに固着されている。
この接続電極及び接続端子部46,56は、前述した加速度センサ素子10の固定部21の±Y方向全体にわたって設けられ、加速度が加えられた際に、片持梁構造の基部を傾かないようにしっかり固定している。このように加速度センサ素子10がケース内に実装された後、ガラスからなる蓋体80によって封止する。この際、筐体内は真空状態に封止される。
従って、上述した加速度センサ100は、前述した実施形態1による加速度センサ素子10を用いているため、検出感度が高く、正確な加速度の測定を可能にし、しかも簡単な構造により小型化を実現する加速度センサを提供することができる。
(実施形態2)
(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2に係る加速度センサについて図面を参照して説明する。実施形態2は、上述した加速度センサ(図6、参照)に対して制御回路としてのICを筐体内に格納し、且つ薄型構造にしたところに特徴を有している。共通部には同じ符号を附し説明する。
図7は、実施形態2による加速度センサ101の構造を示す断面図である。図7において、加速度センサ素子10は、実施形態1と基本構成を同じにしているが、接続端子部46,56が、加速度センサ素子10の裏面20bに設けられている。
図7は、実施形態2による加速度センサ101の構造を示す断面図である。図7において、加速度センサ素子10は、実施形態1と基本構成を同じにしているが、接続端子部46,56が、加速度センサ素子10の裏面20bに設けられている。
従って、振動腕31,35に設けられる第1励振電極40と第2励振電極50は、それぞれ裏面側の接続端子部部46,56に接続される。また、加速度センサ10は、凹部28を基台70側(図面では下方側)に向けて基台70に接続固着される。基台70と縁部71及び蓋体80の構造、加速度センサ素子10と基台70との接合構造とは実施形態1と同構造である。
ここで、実施形態2による加速度センサ101には、振動腕31,35を励振制御、検出制御するための制御回路としてのIC110が備えられている。前述した実施形態1による加速度センサにも同様にIC110を搭載することができるが、この場合、加速度センサ素子10と基台70との間にIC110を配設することになり、IC110の厚さ及びワイヤボンディングの分だけ、厚さを増やさなければならない。
実施形態2では、IC110は、ワイヤボンディングの範囲を含めて加速度センサ素子10の凹部28内の空間に配設されている。IC110を搭載する構造であっても、このようにすることで、加速度センサを薄型化することができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明しているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲に逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、材質、組み合わせ、その他の詳細な構成、及び製造工程間の加工方法において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明しているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲に逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、材質、組み合わせ、その他の詳細な構成、及び製造工程間の加工方法において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質、製造工程などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものでないから、それらの形状、材質、組み合わせなどの限定の一部もしくは全部の限定をはずした部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
従って、前述の実施形態1及び実施形態2によれば、加速度の検出感度が高く、正確な加速度の測定を実現する加速度センサ素子と、この加速度センサ素子を備え、簡単な構造により、小型化及び薄型化を実現する加速度センサと、を提供することができる。
10…加速度センサ素子、20…水晶基板、28…凹部、30…双音叉型振動片、31,35…振動腕。
Claims (8)
- 圧電材料からなり、Z軸方向に厚みを有し、直交するXY平面内に展開される基板に形成される加速度センサ素子であって、
前記基板内において、前記基板のY軸方向に一対の振動腕が延在される双音叉型振動片が屈曲振動しているときにZ軸方向の加速度が加えられた際に、前記双音叉型振動片がZ方向に撓むことによって生ずる共振周波数の変化から加速度を検出することを特徴とする加速度センサ素子。 - 請求項1に記載の加速度センサ素子において、
前記双音叉型振動片が、前記基板に穿設される凹部の底部の薄肉部に形成され、
前記一対の振動腕の−Y方向端部が接続される固定部と、前記一対の振動腕の+Y方向端部が接続されるZ方向に振動可能な重り部と、から片持梁構造を形成し、
加速度が加えられたときに、前記双音叉型振動片が前記固定部を基部としてZ方向に撓むことを特徴とする加速度センサ素子。 - 請求項1または請求項2に記載の加速度センサ素子において、
前記双音叉型振動片が、厚さ方向において、+Z方向または−Z方向に偏って形成されていることを特徴とする加速度センサ素子。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の加速度センサ素子において、
前記双音叉型振動片が、前記基板のY軸方向において、前記固定部の方向に偏って形成されることを特徴とする加速度センサ素子。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の加速度センサ素子において、
前記双音叉型振動片の振動腕の表裏両主面の長手方向に溝を穿設して断面形状を略H字型状とし、
前記溝が、前記振動腕の長手方向の中央に設けられる付加質量部で分割されていることを特徴とする加速度センサ素子。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の加速度センサ素子において、
前記双音叉型振動片に設けられる励振電極が、振動腕の長手方向において3分割され、隣り合う励振電極の電位を逆にしていることを特徴とする加速度センサ素子。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の加速度センサ素子が、ケースと蓋体からなる筐体内に格納され、
前記加速度センサ素子の−Y方向端部の固定部が、前記ケース内面に固着されていることを特徴とする加速度センサ。 - 請求項7に記載の加速度センサにおいて、
前記筐体内に、前記双音叉型振動片を励振制御する制御回路をさらに備え、
前記制御回路が、前記双音叉型振動片が形成される凹部の空間内に配設されていることを特徴とする加速度センサ。
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