CN104797942A - 角加速度传感器及加速度传感器 - Google Patents

Abstract

本发明的角加速度传感器包括固定部(12)、锤部(13)、梁(14)、以及对梁(14)的应力进行检测的检测元件，该梁(14)包括：呈平板状、且延伸方向上的一个端部与固定部(12)相连、另一个端部与锤部(13)相连的平板部(21)；以向平板部(21)的厚度方向突出的方式设置在平板部(21)的宽度方向中央的中央侧凸部(22)；以及以向平板部(21)的厚度方向突出的方式分别设置在平板部(21)的宽度方向两端的端侧凸部(23A、23B、23C、23D)，该检测元件设置在平板部(21)上与平板部(21)的延伸方向的中央不同的位置。

Description

角加速度传感器及加速度传感器

技术领域

本发明涉及根据梁上产生的弯曲应力来检测角加速度的角加速度传感器、以及根据梁上产生的弯曲应力来检测加速度的加速度传感器。

背景技术

有一种角加速度传感器和加速度传感器具备锤部、梁、以及检测部，根据支承锤部的梁所产生的弯曲应力来检测所用于锤部的角加速度或加速度(例如参照专利文献1)。

这里，对角加速度传感器的一般结构例进行说明。

图5(A)是角加速度传感器的第一现有结构例的俯视图。另外，以下说明中，将沿着梁的弯曲方向的轴设为直角坐标系的X轴，将沿着梁的延伸方向的轴设为直角坐标系的Y轴，将与X轴和Y轴正交的轴设为直角坐标系的Z轴。

第一现有结构例的角加速度传感器101包括固定部102、锤部103、梁104、以及两个压电电阻105A、105B。固定部102固定在配置于沿Z轴的方向上的未图示的壳体等上。梁104以从壳体等悬浮的状态沿着Y轴延伸设置，Y轴正方向侧的端部与锤部103相连，Y轴负方向侧的端部与固定部102相连。锤部103以从壳体等悬浮的状态保持在X-Y平面上离开固定部102的位置。压电电阻105A、105B分别是X-Y平面上以沿Y轴的方向为长边方向的长方形，且在X轴方向上排列设置在梁104上。

图5(B)是表示第一现有结构例的角加速度传感器101中、梁104向X轴负方向侧弯曲时在梁104上产生的弯曲应力的分布的轮廓图。

在角加速度传感器101中，若对锤部103施加从Z轴正方向观察为顺时针的角加速度，则梁104向X轴负方向侧弯曲。于是，对梁104的X轴负方向侧的侧面附近的区域施加压缩应力，对X轴正方向侧的侧面附近的区域施加拉伸应力。并且，通过梁104的宽度方向(X轴方向)中央的线(用单点划线表示)成为拉伸应力与压缩应力的边界。

图5(C)是对第一现有结构例的角加速度传感器101所具备的检测电路进行说明的图。

压电电阻105A、105B与恒压源串联连接，构成电阻分压电路。压电电阻105A、105B平行配置在通过梁104的宽度方向中央的线的两侧。因此，若梁104向沿X轴的方向弯曲，则以梁104的中立面为边界，对配置在一侧区域的压电电阻施加压缩应力，并对配置在另一侧区域的压电电阻施加拉伸应力。因此，压电电阻105A、105B的伸缩相反，伸长的压电电阻的电阻值增大，收缩的压电电阻的电阻值减小。因此，电阻分压电路中的压电电阻105A、105B的分压比产生变动，任一个压电电阻的两端电压与作用在锤部103上的角加速度相对应。

图6(A)是角加速度传感器的第二现有结构例的俯视图。

第二现有结构例的角加速度传感器201包括固定部202、锤部203、梁204、以及四个压电电阻205A、205B、205C、205D。固定部202、锤部203、梁204采用与上述第一现有结构例相同的结构。压电电阻205A、205B、205C、205D相对于通过梁204的宽度方向(X轴方向)中央的线(用单点划线表示)对称配置，且相对于通过梁204的延伸方向(Y轴方向)中央的线(未图示)对称配置。

图6(B)是对第二现有结构例的角加速度传感器201所具备的检测电路进行说明的图。

压电电阻205A、205B、205C、205D中，互为对称配置的压电电阻彼此串联连接，两组串联电路与恒压源或恒流源并联连接，构成桥式电路。在这种结构的桥式电路中，梁204的沿X轴方向的弯曲会使得两个输出端子的电位以互为相反极性的方式变化，能将该电位差作为电压变动来测量角加速度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平08－160066号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

无论是哪一个现有结构例，在图5(B)所示那样梁弯曲的状态下，都会在梁上产生弯曲应力的分布。这里，对沿着梁的延伸方向即Y轴的方向上的弯曲应力分布进行详细研究，越接近梁的沿Y轴方向的中央，弯曲应力越大，越远离梁的沿Y轴方向的中央，弯曲应力越小。因此，在如第一现有结构例那样将压电电阻配置在沿Y轴的方向中央的情况下，会对压电电阻施加最大弯曲应力，但在如第二现有结构例那样使压电电阻从沿Y轴的方向中央错开配置的情况下，只会对压电电阻施加比最大弯曲应力要小的弯曲应力。

即，在现有结构例中，梁的延伸方向上的梁中央上，弯曲应力达到最大，因此若使压电电阻从梁的延伸方向上的梁中央错开配置，则无法利用压电电阻检测梁的最大弯曲应力。因此，存在无法高效地利用压电电阻检测梁的应力，角加速度传感器的灵敏度较低的问题。该问题不仅包括角加速度传感器，还包括固定部、锤部、梁以及压电电阻。对于加速度传感器也会产生同样的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种能在梁延伸方向上与梁的中央不同的位置上设置的压电电阻中检测梁的最大弯曲应力且灵敏度较高的角加速度传感器及加速度传感器。

解决技术问题所采用的技术手段

本发明的角加速度传感器包括固定部、锤部、梁、以及检测元件。锤部以可移动的方式被支承。梁包括平板部、中央侧凸部、以及多个端侧凸部。平板部呈平板状，其延伸方向的一个端部与固定部相连，另一个端部与锤部相连。中央侧凸部以向与平板部的延伸方向正交的厚度方向突出的方式设置在与平板部的延伸方向以及厚度方向正交的宽度方向中央。多个端侧凸部以向平板部的厚度方向突出的方式分别设置在平板部的宽度方向的两端。多个检测元件在平板部上设置在与平板部的延伸方向的中央不同的位置上，对梁的应力进行检测。

本发明的角加速度传感器中，优选为，对由平板部的延伸方向和宽度方向构成的面进行观察时，中央侧凸部设置成通过支承梁的中央。

在本发明的角加速度传感器中，优选为中央侧凸部的平板部的延伸方向上的一个端部与固定部相连，另一个端部与锤部相连。

在本发明的角加速度传感器中，优选为多个端侧凸部包括第一端侧凸部、第二端侧凸部、第三端侧凸部、以及第四端侧凸部。第一端侧凸部设置在平板部的宽度方向的一个端部，平板部的延伸方向上的一个端部与固定部相连，另一个端部位于较平板部的延伸方向中央更靠固定部侧的位置。第二端侧凸部设置在平板部的宽度方向的一个端部，平板部的延伸方向上的一个端部与锤部相连，另一个端部位于较平板部的延伸方向中央更靠锤部侧的位置。第三端侧凸部设置在平板部的宽度方向的另一个端部，平板部的延伸方向上的一个端部与固定部相连，另一个端部位于较平板部的延伸方向中央更靠固定部侧的位置。第四端侧凸部设置在平板部的宽度方向的另一个端部，平板部的延伸方向上的一个端部与锤部相连，另一个端部位于较平板部的延伸方向中央更靠锤部侧的位置。

更优选为多个检测元件包括在平板部的厚度方向上与第一端侧凸部相对的检测元件、在平板部的厚度方向上与第二端侧凸部相对的检测元件、在平板部的厚度方向上与第三端侧凸部相对的检测元件、以及在平板部的厚度方向上与第四端侧凸部相对的检测元件。此外，更优选为多个检测元件构成桥式电路。

本发明的加速度传感器包括固定部、锤部、梁、以及检测元件。锤部以可移动的方式被支承。梁包括平板部、中央侧凸部、以及多个端侧凸部。平板部呈平板状，其延伸方向的一个端部与固定部相连，另一个端部与锤部相连。中央侧凸部以向与平板部的延伸方向正交的厚度方向突出的方式设置在与平板部的延伸方向以及厚度方向正交的宽度方向中央。多个端侧凸部以向平板部的厚度方向突出的方式分别设置在平板部的宽度方向的两端。多个检测元件在平板部上设置在与平板部的延伸方向的中央不同的位置上，对梁的应力进行检测。

本发明的加速度传感器中，优选为，对由平板部的延伸方向和宽度方向构成的面进行观察时，中央侧凸部设置成通过支承梁的中央。

在本发明的加速度传感器中，优选为中央侧凸部的平板部的延伸方向上的一个端部与固定部相连，另一个端部与锤部相连。

在本发明的加速度传感器中，优选为多个端侧凸部包括第一端侧凸部、第二端侧凸部、第三端侧凸部、以及第四端侧凸部。第一端侧凸部设置在平板部的宽度方向的一个端部，平板部的延伸方向上的一个端部与固定部相连，另一个端部位于较平板部的延伸方向中央更靠固定部侧的位置。第二端侧凸部设置在平板部的宽度方向的一个端部，平板部的延伸方向上的一个端部与锤部相连，另一个端部位于较平板部的延伸方向中央更靠锤部侧的位置。第三端侧凸部设置在平板部的宽度方向的另一个端部，平板部的延伸方向上的一个端部与固定部相连，另一个端部位于较平板部的延伸方向中央更靠固定部侧的位置。第四端侧凸部设置在平板部的宽度方向的另一个端部，平板部的延伸方向上的一个端部与锤部相连，另一个端部位于较平板部的延伸方向中央更靠锤部侧的位置。

更优选为多个检测元件包括在平板部的厚度方向上与第一端侧凸部相对的检测元件、在平板部的厚度方向上与第二端侧凸部相对的检测元件、在平板部的厚度方向上与第三端侧凸部相对的检测元件、以及在平板部的厚度方向上与第四端侧凸部相对的检测元件。此外，更优选为多个检测元件构成桥式电路。

发明效果

根据本发明，由于梁具备平板部、中央侧凸部、以及端侧凸部，因此能使梁上产生最大弯曲应力的位置成为设置检测元件的部分。因此，能利用检测元件检测梁的最大弯曲应力，能提高灵敏度。

附图说明

图1是对本发明的实施方式1所涉及的角加速度传感器的结构进行说明的立体图。

图2是对本发明的实施方式1所涉及的角加速度传感器所具备的梁的周边结构进行说明的图。

图3是对本发明的实施方式1所涉及的角加速度传感器所具备的压电电阻进行说明的图。

图4是对本发明的实施方式1所涉及的角加速度传感器所具备的梁上的弯曲应力分布进行说明的图。

图5是对第一现有结构例的角加速度传感器进行说明的图。

图6是对第二现有结构例的角加速度传感器进行说明的图。

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式所涉及的角加速度传感器进行说明。在下面的说明中，将角加速度传感器的检测轴设为直角坐标系的Z轴，将沿着梁延伸方向的轴设为直角坐标系的Y轴，将沿着梁弯曲方向的轴设为直角坐标系的X轴。

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的角加速度传感器10的结构的立体图。

角加速度传感器10包括基板部11、压电电阻15A、15B、15C、15D、端子电极16A、16B、16C、16D、以及布线17A、17B、17C、17D。另外，图1中省略了压电电阻15A、15B、15C、15D的图示。

基板部11构成为以沿Y轴的方向为长边方向、以沿X轴的方向为短边方向、以沿Z轴的方向为厚度方向的矩形平板状。基板部11上，通过形成在Z轴方向上彼此相对的两个面之间贯通的开口部，从而构成固定部12、锤部13、以及梁14。

此外，基板部11通过对SOI(Silicon On Insulator：绝缘体上硅)基板进行加工而形成，包括位于Z轴正方向侧的SOI层11A、以及位于Z轴负方向侧的基层11B。SOI层11A和基层11B通过绝缘膜来绝缘。SOI层11A及基层11B均由硅类材料构成，绝缘膜例如由二氧化硅(SiO₂)那样的绝缘材料构成。

固定部12在观察X-Y平面时，呈环状地设置在基板部11的外周部，将锤部13和梁14包围。即，锤部13和梁14设置在固定部12的开口内。固定部12固定在未图示的壳体等上。

梁14在观察X-Y平面时，是以沿Y轴的方向为延伸方向、以沿X轴的方向为宽度方向的矩形，沿着Y轴方向从固定部12的开口内侧的壁面延伸设置。梁14在从未图示的壳体等悬浮的状态下由固定部12支承。

锤部13在俯视X-Y平面时，与梁14相连且设置在固定部12的开口内，在从未图示的壳体等悬浮的状态下，由梁14和固定部12可移动地支承。

此外，锤部13在观察X-Y平面时，以沿X轴的方向为短边方向，以沿Y轴的方向为长边方向，且以X轴正方向侧的边的中央呈多级(三级)向X轴负方向侧凹陷的方式设有凹部13A。固定部12在观察X-Y平面时，隔着开口部与锤部13相对，且以和凹部13A相对的方式设有呈多级(三级)向X轴负方向侧突出的凸部12A。并且，梁14沿着Y轴方向从凸部12A的前端附近的区域中的Y轴正方向侧的壁面延伸设置，从而与凹部13A的底附近的区域中的Y轴负方向侧的壁面相连。

通过使锤部13和固定部12采用上述形状，从而能将梁14配置在锤部13的X-Y平面上的重心位置。于是，在以Z轴为转轴的角加速度作用于锤部13的情况下，即使锤部13由一个梁14支承也能取得旋转平衡，所有旋转惯性力会集中于梁14，使得梁14产生较大弯曲。此外，由于锤部13的位于离开梁14的位置的Y轴方向的两端部在X轴方向上的宽度较宽，质量集中在Y轴方向的两端部，因此因以Z轴为转轴的角加速度而作用于梁14的转动惯量较大。由此，角加速度传感器10容易因以Z轴为转轴的角加速度而产生梁14的弯曲，提高了角加速度的检测灵敏度。

端子电极16A、16B、16C、16D设置在固定部12的Z轴正方向侧的面上。端子电极16A和端子电极16B沿着固定部12的X轴正方向侧的边配置，端子电极16C和端子电极16D沿着固定部12的X轴负方向侧的边配置。端子电极16A在固定部12的X轴正方向侧的边上配置在Y轴负方向侧，端子电极16B在固定部12的X轴正方向侧的边上配置在Y轴正方向侧。端子电极16C在固定部12的X轴负方向侧的边上配置在Y轴负方向侧，端子电极16D在固定部12的X轴负方向侧的边上配置在Y轴正方向侧。

布线17A、17B、17C、17D设置在固定部12和梁14的Z轴正方向侧的面上。布线17A的一端与端子电极16A相连，另一端与后述的压电电阻15A相连。布线17B的一端与端子电极16B相连，另一端与后述的压电电阻15B相连。布线17C的一端与端子电极16C相连，另一端与后述的压电电阻15C相连。布线17D的一端与端子电极16D相连，另一端与后述的压电电阻15D相连。因此，端子电极16A经由布线17A与压电电阻15A电连接，端子电极16B经由布线17B与压电电阻15B电连接，端子电极16C经由布线17C与压电电阻15C电连接，端子电极16D经由布线17D与压电电阻15D电连接。

图2是对梁14的周边结构进行说明的图。图2(A)是立体图。图2(B)是图2(A)中表示为Y-面的位置上的X-Z平面剖视图。图2(C)是图2(A)中表示为Y0面的位置上的X-Z平面剖视图。图2(D)是图2(A)中表示为Y+面的位置上的X-Z平面剖视图。Y0面通过梁14的中央。Y-面位于Y0面的Y负方向侧。Y+面位于Y0面的Y轴正方向侧。

梁14上，Y轴负方向侧的端部与固定部12相连，Y轴正方向侧的端部与锤部13相连。梁14的刚性比固定部12、锤部13的刚性低，构成为弯曲集中在梁14上。

梁14上，SOI层11A设置在Y轴正方向侧的端部与Y轴负方向侧的端部之间的所有部分，基层11B仅设置在Y轴正方向侧的端部与Y轴负方向侧的端部之间的特定部分。

具体而言，梁14包括平板部21、中央侧凸部22、第一端侧凸部23A、第二端侧凸部23B、第三端侧凸部23C、以及第四端侧凸部23D。平板部21由SOI层11A构成，是以沿Y轴的方向为延伸方向、以沿X轴的方向为宽度方向、以沿Z轴的方向为厚度方向的平板状。平板部21具有与X-Y平面平行的Z轴正方向侧的面和Z轴负方向侧的面。平板部21的Y轴负方向侧的端部与固定部12相连，Y轴正方向侧的端部与锤部13相连。

中央侧凸部22是以沿Y轴的方向为长度方向、以沿X轴的方向为宽度方向、以沿Z轴的方向为厚度方向的长方体形状，设置成从平板部21的Z轴负方向侧的面向Z轴负方向侧突出。中央侧凸部22由基层11B构成。中央侧凸部22沿着Y轴设置在平板部21的Z轴负方向侧的面上的X轴方向的中央部。因此，观察X-Y平面时，中央侧凸部22设置成通过梁14的中央。中央侧凸部22的Y轴负方向侧的端部与固定部12相连，Y轴正方向侧的端部与锤部13相连。

第一～第四端侧凸部23A～23D分别是以沿Y轴的方向为长边方向、以沿X轴的方向为宽度方向、以沿Z轴的方向为厚度方向的长方体形状，设置成从平板部21的Z轴负方向侧的面向Z轴负方向侧突出。第一～第四端侧凸部23A～23D由基层11B构成。第一端侧凸部23A与第二端侧凸部23B沿着Y轴设置在平板部21的Z轴负方向侧的面上的X轴正方向侧的端部。第三端侧凸部23C与第四端侧凸部23D沿着Y轴设置在平板部21的Z轴负方向侧的面上的X轴负方向侧的端部。

第一端侧凸部23A的Y轴负方向侧的端部与固定部12相连。第一端侧凸部23A的Y轴正方向侧的端部位于平板部21的X轴正方向侧的端部上较Y轴方向的中央更靠Y轴负方向侧的位置。第二端侧凸部23B的Y轴正方向侧的端部与锤部13相连。第二端侧凸部23B的Y轴正方向侧的端部位于平板部21的X轴正方向侧的端部上较Y轴方向的中央更靠Y轴正方向侧的位置。

第三端侧凸部23C的Y轴负方向侧的端部与固定部12相连。第二端侧凸部23C的Y轴正方向侧的端部位于平板部21的X轴负方向侧的端部上较Y轴方向的中央更靠Y轴负方向侧的位置。第四端侧凸部23D的Y轴正方向侧的端部与锤部13相连。第四端侧凸部23D的Y轴负方向侧的端部位于平板部21的X轴负方向侧的端部上较Y轴方向的中央更靠Y轴正方向侧的位置。

另外，通过在基板部11上利用SOI基板，从而能容易地形成上述形状的梁14。具体而言，通过实施将设置在SOI基板的SOI层11A与基层11B之间的绝缘体层用作蚀刻阻挡层并对SOI层11A进行蚀刻的工序、将SOI基板反转的工序、以及对基层11B进行蚀刻的工序，从而能以较少的工序形成梁14。

图3(A)是对设置在梁14上的压电电阻15A、15B、15C、15D进行说明的图。

压电电阻15A、15B、15C、15D是本实施方式中的检测元件，设置在梁14的平板部21的Z轴正方向侧的面上。如上所述，压电电阻15A与布线17A相连，压电电阻15B与布线17B相连，压电电阻15C与布线17C相连，压电电阻15D与布线17D相连，但图3中省略了布线17A、17B、17C、17D的图示。另外，压电电阻15A、15B、15C、15D通过在梁14的平板部21上对SOI层11A扩散(掺杂)p型杂质来形成。

观察X-Y平面时，压电电阻15A设置在梁14的X轴正方向侧的端部且较Y轴方向的中央更靠Y轴负方向侧的位置。观察X-Y平面时，压电电阻15B设置在梁14的X轴正方向侧的端部且且较Y轴方向的中央更靠Y轴正方向侧的位置。观察X-Y平面时，压电电阻15C设置在梁14的X轴负方向侧的端部且较Y轴方向的中央更靠Y轴负方向侧的位置。观察X-Y平面时，压电电阻15D设置在梁14的X轴负方向侧的端部且较Y轴方向的中央更靠Y轴正方向侧的位置。

这里，观察X-Y平面时，梁14的通过宽度方向(X轴方向)中央并与Y轴平行的线(用单点划线表示)上重叠有锤部13的重心位置(用×表示)，且锤部13的重心位置与梁14的中央大致重叠。此外，梁14具有以通过梁14中央的与X轴平行的线为对称轴呈线对称、且以通过梁14中央的与Y轴平行的线为对称轴呈线对称的形状。

并且，压电电阻15A、15B、15C、15D也配置成以通过梁14中央的与X轴平行的线为对称轴呈线对称，且以通过梁14中央的与Y轴平行的线为对称轴呈线对称。因此，梁14沿着X轴弯曲时产生的弯曲应力分布成以通过梁14中央的与X轴平行的线为对称轴大致呈线对称，且以通过梁14中央的与Y轴平行的线为对称轴大致呈线对称。

图3(B)是对使用压电电阻15A、15B、15C、15D构成的检测电路的简要结构进行说明的电路图。

压电电阻15A与压电电阻15D串联连接。压电电阻15B与压电电阻15C串联连接。由压电电阻15A、15D构成的串联电路与由压电电阻15B、15C构成的串联电路彼此并联连接。压电电阻15B与压电电阻15D的连接点与恒压源的输出端子Vdd相连，压电电阻15A与压电电阻15C的连接点与接地GND相连。压电电阻15A与压电电阻15D的连接点与输出端子OUT-(输出-)相连，压电电阻15B与压电电阻15C的连接点与输出端子OUT+(输出+)相连。

由此，压电电阻15A、15B、15C、15D构成惠斯通电桥电路。惠斯通电桥电路中构成串联电路的压电电阻15A与压电电阻15D、以及构成串联电路的压电电阻15B与压电电阻15C分别以梁14的中央为边界设置在相反侧。因此，来自输出端子OUT+、OUT-的输出信号的电位会因梁14的沿X轴的弯曲以彼此相反的极性变化，因此能利用该电位差测量以Z轴为转轴的角加速度。由于构成惠斯通电桥电路，因此角加速度传感器10的检测灵敏度比利用由两个压电电阻构成的电阻分压电路构成检测电路的角加速度传感器的检测灵敏度要高。

此外，如图3(A)所示，压电电阻15A在Z轴方向上与设置在梁14的平板部21的Z轴负方向侧的面上的第一端侧凸部23A相对。压电电阻15B在Z轴方向上与设置在梁14的平板部21的Z轴负方向侧的面上的第二端侧凸部23B相对。压电电阻15C在Z轴方向上与设置在梁14的平板部21的Z轴负方向侧的面上的第三端侧凸部23C相对。压电电阻15D在Z轴方向上与设置在梁14的平板部21的Z轴负方向侧的面上的第四端侧凸部23D相对。

在梁仅由平板部构成的情况下，若梁在沿X轴的方向上弯曲，则在平板部上产生分布在X-Y平面上的弯曲应力，且越接近Y轴方向中央，产生的弯曲应力越大，越远离Y轴方向中央，产生的弯曲应力越小。

然而，在本实施方式的角加速度传感器10中，由于梁14具备平板部21、中央侧凸部22、以及第一～第四端侧凸部23A～23D，因此能使梁14上产生最大弯曲应力的位置不在Y轴方向中央，而在设置压电电阻15A、15B、15C、15D的部分。

图4是对通过压电电阻15A、15B的与Y轴平行的线上的、梁14在沿X轴的方向上弯曲的状态下的弯曲应力(主应力σyy)与Y轴方向的坐标的关系进行说明的图。另外，图中也记录了梁仅由平板部构成的比较例的角加速度传感器上的弯曲应力。

如图4所示，在比较例的角加速度传感器中，若梁在沿X轴的方向上弯曲，则产生在X-Y平面上根据Y轴方向的坐标呈二次曲线状分布的弯曲应力，且在Y轴方向的中央产生最大弯曲应力。另一方面，在本实施方式的角加速度传感器10中，若梁14在沿X轴的方向上弯曲，则产生分布在X-Y平面上的弯曲应力，且在较Y轴方向的中央更靠Y轴正方向侧的位置和更靠Y轴负方向侧的位置产生最大弯曲应力。并且，在本实施方式的角加速度传感器10中，在梁14上产生最大弯曲应力的较Y轴方向中央更靠Y轴正方向侧的位置设有压电电阻15B、15D，在较Y轴方向的中央更靠Y轴负方向侧的位置设有压电电阻15A、15C。因此，在本实施方式的角加速度传感器10中，能利用设置在梁14的与Y轴方向的中央不同位置的压电电阻15A、15B、15C、15D来检测梁14的最大弯曲应力，能提高灵敏度。

利用本实施方式中说明的结构，能实现本发明的角加速度传感器。另外，利用该实施方式的其它各种方式也能实施本发明

另外，通过变更实施方式1的角加速度传感器10中检测电路的电路结构，也能构成对沿X轴的加速度进行检测的加速度传感器，而并非对绕Z轴的角加速度进行检测的角加速度传感器。在这种加速度传感器中，也能利用设置在梁的与延伸方向中央不同位置上的压电电阻来检测梁的最大弯曲应力，能提高灵敏度。

标号说明

10  角加速度传感器

11  基板部

11A SOI层

11B 基层

12  固定部

12A 凸部

13  锤部

13A 凹部

14  梁

15A，15B，15C，15D 压电电阻

16A，16B，16C，16D 端子电极

17A，17B，17C，17D 布线

21  平板部

22  中央侧凸部

23A，23B，23C，23D 端侧凸部

Claims (12)

1.一种角加速度传感器，其特征在于，包括：

固定部；

以可移动的方式被支承的锤部；

梁，该梁包括：呈平板状、且延伸方向上的一个端部与所述固定部相连、另一个端部与所述锤部相连的平板部；以向与所述平板部的延伸方向正交的厚度方向突出的方式设置在与所述平板部的延伸方向以及厚度方向正交的宽度方向中央的中央侧凸部；以及以向所述平板部的厚度方向突出的方式分别设置在所述平板部的宽度方向两端的多个端侧凸部；以及

多个检测元件，该多个检测元件设置在所述平板部上与所述平板部的延伸方向中央不同的位置上，并对所述梁的应力进行检测。

2.如权利要求1所述的角加速度传感器，其特征在于，

在观察由所述平板部的延伸方向和宽度方向构成的平面时，所述中央侧凸部通过所述支承梁的中央。

3.如权利要求1或2所述的角加速度传感器，其特征在于，

所述中央侧凸部的所述平板部的延伸方向上的一个端部与所述固定部相连，另一个端部与所述锤部相连。

4.如权利要求1至3的任一项所述的角加速度传感器，其特征在于，所述多个端侧凸部包括：

第一端侧凸部，该第一端侧凸部设置在所述平板部的宽度方向的一个端部，所述平板部的延伸方向上的一个端部与所述固定部相连，另一个端部位于较所述平板部的延伸方向中央更靠所述固定部侧的位置；

第二端侧凸部，该第二端侧凸部设置在所述平板部的宽度方向的一个端部，所述平板部的延伸方向上的一个端部与所述锤部相连，另一个端部位于较所述平板部的延伸方向中央更靠所述锤部侧的位置；

第三端侧凸部，该第三端侧凸部设置在所述平板部的宽度方向的另一个端部，所述平板部的延伸方向上的一个端部与所述固定部相连，另一个端部位于较所述平板部的延伸方向中央更靠所述固定部侧的位置；以及

第四端侧凸部，该第四端侧凸部设置在所述平板部的宽度方向的另一个端部，所述平板部的延伸方向上的一个端部与所述锤部相连，另一个端部位于较所述平板部的延伸方向中央更靠所述锤部侧的位置。

5.如权利要求4所述的角加速度传感器，其特征在于，所述多个检测元件包括：

在所述平板部的厚度方向上与所述第一端侧凸部相对的检测元件；

在所述平板部的厚度方向上与所述第二端侧凸部相对的检测元件；

在所述平板部的厚度方向上与所述第三端侧凸部相对的检测元件；以及

在所述平板部的厚度方向上与所述第四端侧凸部相对的检测元件。

6.如权利要求5所述的角加速度传感器，其特征在于，

所述多个检测元件构成桥式电路。

7.一种加速度传感器，其特征在于，包括：

固定部；

以可移动的方式被支承的锤部；

梁，该梁包括：呈平板状、且延伸方向上的一个端部与所述固定部相连、另一个端部与所述锤部相连的平板部；以向与所述平板部的延伸方向正交的厚度方向突出的方式设置在与所述平板部的延伸方向以及厚度方向正交的宽度方向中央的中央侧凸部；以及以向所述平板部的厚度方向突出的方式分别设置在所述平板部的宽度方向两端的多个端侧凸部；以及

多个检测元件，该多个检测元件设置在所述平板部上与所述平板部的延伸方向中央不同的位置上，并对所述梁的应力进行检测。

8.如权利要求7所述的加速度传感器，其特征在于，

在观察由所述平板部的延伸方向和宽度方向构成的平面时，所述中央侧凸部设置成通过所述支承梁的中央。

9.如权利要求7或8所述的角加速度传感器，其特征在于，

所述中央侧凸部的所述平板部的延伸方向上的一个端部与所述固定部相连，另一个端部与所述锤部相连。

10.如权利要求7至9的任一项所述的角加速度传感器，其特征在于，所述多个端侧凸部包括：

第一端侧凸部，该第一端侧凸部设置在所述平板部的宽度方向的一个端部，所述平板部的延伸方向上的一个端部与所述固定部相连，另一个端部位于较所述平板部的延伸方向中央更靠所述固定部侧的位置；

第二端侧凸部，该第二端侧凸部设置在所述平板部的宽度方向的一个端部，所述平板部的延伸方向上的一个端部与所述锤部相连，另一个端部位于较所述平板部的延伸方向中央更靠所述锤部侧的位置；

第三端侧凸部，该第三端侧凸部设置在所述平板部的宽度方向的另一个端部，所述平板部的延伸方向上的一个端部与所述固定部相连，另一个端部位于较所述平板部的延伸方向中央更靠所述固定部侧的位置；以及

第四端侧凸部，该第四端侧凸部设置在所述平板部的宽度方向的另一个端部，所述平板部的延伸方向上的一个端部与所述锤部相连，另一个端部位于较所述平板部的延伸方向中央更靠所述锤部侧的位置。

11.如权利要求10所述的角加速度传感器，其特征在于，所述多个检测元件包括：

在所述平板部的厚度方向上与所述第一端侧凸部相对的检测元件；

在所述平板部的厚度方向上与所述第二端侧凸部相对的检测元件；

在所述平板部的厚度方向上与所述第三端侧凸部相对的检测元件；以及

在所述平板部的厚度方向上与所述第四端侧凸部相对的检测元件。

12.如权利要求11所述的角加速度传感器，其特征在于，

所述多个检测元件构成桥式电路。