JP2000249562A - 角速度センサ - Google Patents
角速度センサInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出精度が高く、安価な、静電容量型の角速
度センサを提供する。 【解決手段】 角速度センサ１は、センサ素子１０と支
持基板２を備える。支持基板２は、センサ素子１０を固
定するための固定部３が形成されている。固定部３は支
持基板２を切削して空間部４を形成することにより、支
持基板２の内部より突出するような構造となっている。
固定部３には、センサ素子１０と接着するための接着剤
５が塗布され、センサ素子１０の底面の略中央部と固定
部３が位置決めされて固着されて、角速度センサ１が構
成される。このとき、センサ素子１０の周囲部は接着剤
を介在せずに、支持基板２上に載置されるように支持さ
れる構造となる。これにより、支持基板２とセンサ素子
１０とは、固着部の固着面積が小さくなるため、支持基
板２とセンサ素子１０との熱膨張係数の差により発生す
る応力が小さくなり、センサ素子１０に加わる応力の影
響も小さくなる。
度センサを提供する。 【解決手段】 角速度センサ１は、センサ素子１０と支
持基板２を備える。支持基板２は、センサ素子１０を固
定するための固定部３が形成されている。固定部３は支
持基板２を切削して空間部４を形成することにより、支
持基板２の内部より突出するような構造となっている。
固定部３には、センサ素子１０と接着するための接着剤
５が塗布され、センサ素子１０の底面の略中央部と固定
部３が位置決めされて固着されて、角速度センサ１が構
成される。このとき、センサ素子１０の周囲部は接着剤
を介在せずに、支持基板２上に載置されるように支持さ
れる構造となる。これにより、支持基板２とセンサ素子
１０とは、固着部の固着面積が小さくなるため、支持基
板２とセンサ素子１０との熱膨張係数の差により発生す
る応力が小さくなり、センサ素子１０に加わる応力の影
響も小さくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、角速度センサに関
し、詳しくは、支持基板によってセンサ素子が支持固定
されてなる静電容量型の角速度センサに関するものであ
る。
し、詳しくは、支持基板によってセンサ素子が支持固定
されてなる静電容量型の角速度センサに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の静電容量型の角速度センサを、図
６，図７を用いて説明する。図６および図７に示す角速
度センサ１００は、センサ素子１０を含む。センサ素子
１０は、単結晶シリコン材料からなる固定基板１１を備
える。この固定基板１１の表面には、略矩形状の平面振
動子１２が形成され、平面振動子１２の四隅には４本の
支持梁１４が配置され、支持梁１４は、折り曲げ加工さ
れて固定基板１１に固定されている。
６，図７を用いて説明する。図６および図７に示す角速
度センサ１００は、センサ素子１０を含む。センサ素子
１０は、単結晶シリコン材料からなる固定基板１１を備
える。この固定基板１１の表面には、略矩形状の平面振
動子１２が形成され、平面振動子１２の四隅には４本の
支持梁１４が配置され、支持梁１４は、折り曲げ加工さ
れて固定基板１１に固定されている。
【０００３】平面振動子１２の二辺には櫛歯状の駆動用
可動電極１５が形成されている。そして、平面振動子１
２の前記二辺に対向する位置には、固定板１６が配置さ
れ、固定板１６からは、櫛歯状の駆動用可動電極１５と
噛み合うように櫛歯状の駆動用固定電極１７が形成され
ている。この駆動用可動電極１５と駆動用固定電極１７
とをあわせて、駆動電極１８とする。
可動電極１５が形成されている。そして、平面振動子１
２の前記二辺に対向する位置には、固定板１６が配置さ
れ、固定板１６からは、櫛歯状の駆動用可動電極１５と
噛み合うように櫛歯状の駆動用固定電極１７が形成され
ている。この駆動用可動電極１５と駆動用固定電極１７
とをあわせて、駆動電極１８とする。
【０００４】また、平面振動子１２の他の二辺には、検
出用可動電極１９が形成されている。そして、平面振動
子１２の前記他の二辺に対向する位置には固定板２０が
配置され、固定板２０には、検出用可動電極１９と噛み
合うように検出用固定電極２１が形成されている。この
検出用可動電極１９と検出用固定電極２１とをあわせ
て、検出電極２２とする。
出用可動電極１９が形成されている。そして、平面振動
子１２の前記他の二辺に対向する位置には固定板２０が
配置され、固定板２０には、検出用可動電極１９と噛み
合うように検出用固定電極２１が形成されている。この
検出用可動電極１９と検出用固定電極２１とをあわせ
て、検出電極２２とする。
【０００５】そして、固定基板１１の表面および裏面側
には、平面振動子１２などを保護し封止するため、ガラ
ス板からなる包囲部材２３が配置されて、平板状のセン
サ素子１０が構成される。
には、平面振動子１２などを保護し封止するため、ガラ
ス板からなる包囲部材２３が配置されて、平板状のセン
サ素子１０が構成される。
【０００６】このセンサ素子１０は、例えばアルミナ基
板やガラスエポキシ基板などの平坦な支持基板２４に、
センサ素子１０の底面全面が水平を保つように接触し、
接着剤２５で底面全面が固着されて、角速度センサ１０
０が構成される。
板やガラスエポキシ基板などの平坦な支持基板２４に、
センサ素子１０の底面全面が水平を保つように接触し、
接着剤２５で底面全面が固着されて、角速度センサ１０
０が構成される。
【０００７】この角速度センサ１００において、平面振
動子１２は、駆動電極１８に交流電圧が印加されると、
駆動電極１８における駆動用可動電極１５と駆動用固定
電極１７の間に発生する静電力によって、平面振動子１
２と同一平面内でｙ軸方向に励振する。このとき、ｚ軸
を中心とした回転角速度が加わると、ｙ軸とｚ軸に直交
する方向、すなわちｘ軸方向にコリオリ力が発生し、平
面振動子１２がｘ軸方向に振動する。この振動による振
幅の大きさの変化を検出電極２２における静電容量変化
に対応させて検出し、ｚ軸回りの回転角速度の大きさを
検出するものである。
動子１２は、駆動電極１８に交流電圧が印加されると、
駆動電極１８における駆動用可動電極１５と駆動用固定
電極１７の間に発生する静電力によって、平面振動子１
２と同一平面内でｙ軸方向に励振する。このとき、ｚ軸
を中心とした回転角速度が加わると、ｙ軸とｚ軸に直交
する方向、すなわちｘ軸方向にコリオリ力が発生し、平
面振動子１２がｘ軸方向に振動する。この振動による振
幅の大きさの変化を検出電極２２における静電容量変化
に対応させて検出し、ｚ軸回りの回転角速度の大きさを
検出するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の角速度センサでは、使用環境の温度変化などの影響
により、センサ素子の包囲部材と支持基板との熱膨張係
数の差によって、センサ素子に応力が作用する。そし
て、センサ素子の底面全体が支持基板に強固に固着され
ている上記従来例では、その応力はすべてセンサ素子に
作用することになる。
来の角速度センサでは、使用環境の温度変化などの影響
により、センサ素子の包囲部材と支持基板との熱膨張係
数の差によって、センサ素子に応力が作用する。そし
て、センサ素子の底面全体が支持基板に強固に固着され
ている上記従来例では、その応力はすべてセンサ素子に
作用することになる。
【０００９】その結果、センサ素子全体に歪みが生じ、
検出電極において歪みによる静電容量の変化が検出され
る。これにより、コリオリ力とは無関係の検出信号を得
ることになり、センサの検出精度の低下の要因となって
いた。
検出電極において歪みによる静電容量の変化が検出され
る。これにより、コリオリ力とは無関係の検出信号を得
ることになり、センサの検出精度の低下の要因となって
いた。
【００１０】また、応力は平面振動子を支持する支持梁
にも作用し、支持梁のバネ定数の変化により平面振動子
の固有振動数が変化し、感度が変化してしまう要因とも
なっていた。
にも作用し、支持梁のバネ定数の変化により平面振動子
の固有振動数が変化し、感度が変化してしまう要因とも
なっていた。
【００１１】これらの応力の発生を抑えるためには、セ
ンサ素子の包囲部材であるガラス材と熱応力の近い材質
からなるもので支持基板を構成すればよく、たとえば、
上記従来例でも示したようにアルミナ等のセラミックス
基板を利用することが考えられる。しかし、セラミック
ス基板はガラスエポキシ基板などに比べて高価であり、
角速度センサのコストダウンという市場の要望に沿うこ
とが困難となる。
ンサ素子の包囲部材であるガラス材と熱応力の近い材質
からなるもので支持基板を構成すればよく、たとえば、
上記従来例でも示したようにアルミナ等のセラミックス
基板を利用することが考えられる。しかし、セラミック
ス基板はガラスエポキシ基板などに比べて高価であり、
角速度センサのコストダウンという市場の要望に沿うこ
とが困難となる。
【００１２】さらに、センサ素子の底面全面を接着剤を
用いて固着するため、接着剤の塗布バラツキすなわち接
着剤の厚みにバラツキがあると、センサ素子は傾斜した
状態で固定されることになる。したがって、ｚ軸方向以
外の軸における回転角速度に応じてもセンサ出力の変化
が発生し、角速度センサの検出精度の低下の要因となっ
ていた。
用いて固着するため、接着剤の塗布バラツキすなわち接
着剤の厚みにバラツキがあると、センサ素子は傾斜した
状態で固定されることになる。したがって、ｚ軸方向以
外の軸における回転角速度に応じてもセンサ出力の変化
が発生し、角速度センサの検出精度の低下の要因となっ
ていた。
【００１３】したがって、本発明の目的は、上述の問題
点を解消するためになされたもので、検出精度が高く、
安価な、静電容量型の角速度センサを提供することにあ
る。
点を解消するためになされたもので、検出精度が高く、
安価な、静電容量型の角速度センサを提供することにあ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の角速度センサにおいては、平板状のセンサ
素子と、センサ素子を支持する支持基板とを備え、セン
サ素子に加わった角速度に応じて、センサ素子内におけ
る静電容量の変化を検知することによって角速度を検出
する角速度センサであって、センサ素子はその略中央部
において支持基板に固着されてなることを特徴としてい
る。
に、本発明の角速度センサにおいては、平板状のセンサ
素子と、センサ素子を支持する支持基板とを備え、セン
サ素子に加わった角速度に応じて、センサ素子内におけ
る静電容量の変化を検知することによって角速度を検出
する角速度センサであって、センサ素子はその略中央部
において支持基板に固着されてなることを特徴としてい
る。
【００１５】また、支持基板には固定部が設けられ、固
定部でセンサ素子の略中央部が固着されてなることを特
徴としている。
定部でセンサ素子の略中央部が固着されてなることを特
徴としている。
【００１６】また、センサ素子の略中央部には突起部が
設けられ、突起部と支持基板とが固着されてなることを
特徴としている。
設けられ、突起部と支持基板とが固着されてなることを
特徴としている。
【００１７】また、センサ素子と支持基板は、センサ素
子の略中央部の固着部周辺において空間部を有するよう
に構成されると共に、センサ素子の周囲部において互い
に当接するように構成されることを特徴としている。
子の略中央部の固着部周辺において空間部を有するよう
に構成されると共に、センサ素子の周囲部において互い
に当接するように構成されることを特徴としている。
【００１８】また、空間部は、支持基板がくり抜かれて
構成されたことを特徴としている。
構成されたことを特徴としている。
【００１９】また、支持部材は接着剤が充填された凹部
を備え、凹部でセンサ素子の略中央部と支持部材が固着
されてなることを特徴としている。
を備え、凹部でセンサ素子の略中央部と支持部材が固着
されてなることを特徴としている。
【００２０】さらに、センサ素子と支持基板とは、セン
サ素子の略中央部において、複数個の固着部を備えるこ
とを特徴としている。
サ素子の略中央部において、複数個の固着部を備えるこ
とを特徴としている。
【００２１】これにより、センサ素子と支持基板との固
着面積が小さくなり、センサ素子と支持基板の熱膨張係
数の差により発生する応力が小さくなる。
着面積が小さくなり、センサ素子と支持基板の熱膨張係
数の差により発生する応力が小さくなる。
【００２２】また、固定部や突起部を設けて固着するこ
とにより、固着面積が安定し、個々の角速度センサ間の
応力特性も安定する。
とにより、固着面積が安定し、個々の角速度センサ間の
応力特性も安定する。
【００２３】また、センサ素子の中央部で固着し、固着
部周囲を空間部とし、さらに、空間部の周囲でセンサ素
子と支持基板が当接することにより、センサ素子の周囲
部は、接着剤などの固着手段を用いることなく支持基板
に載置支持されるため、センサ素子を水平に実装するこ
とが容易となる。
部周囲を空間部とし、さらに、空間部の周囲でセンサ素
子と支持基板が当接することにより、センサ素子の周囲
部は、接着剤などの固着手段を用いることなく支持基板
に載置支持されるため、センサ素子を水平に実装するこ
とが容易となる。
【００２４】さらに、センサ素子と支持基板との固着部
を複数に分割することにより、固着力を保ちつつ、固着
面積を更に小さくして応力の影響を緩和する。
を複数に分割することにより、固着力を保ちつつ、固着
面積を更に小さくして応力の影響を緩和する。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。なお、センサ素子について
は、従来例と同一のものを例示して説明するため、同一
番号を付し、センサ素子の内部の構造および角速度検出
の原理についての説明は省略する。
を参照して詳細に説明する。なお、センサ素子について
は、従来例と同一のものを例示して説明するため、同一
番号を付し、センサ素子の内部の構造および角速度検出
の原理についての説明は省略する。
【００２６】図１に示す本発明の第１の実施の形態に係
る角速度センサ１は、センサ素子１０と支持基板２を備
える。この支持基板２は、例えばガラスエポキシ基板な
どの、安価で加工が容易な材質からなる。この支持基板
２には、センサ素子１０を固定するための固定部３が、
センサ素子１０の略中央部に対応する位置に形成されて
いる。この固定部３は、支持基板２を切削して空間部４
を形成することにより、支持基板２の内部より突出する
ような構造となっている。
る角速度センサ１は、センサ素子１０と支持基板２を備
える。この支持基板２は、例えばガラスエポキシ基板な
どの、安価で加工が容易な材質からなる。この支持基板
２には、センサ素子１０を固定するための固定部３が、
センサ素子１０の略中央部に対応する位置に形成されて
いる。この固定部３は、支持基板２を切削して空間部４
を形成することにより、支持基板２の内部より突出する
ような構造となっている。
【００２７】そして、この固定部３には、センサ素子１
０と接着するための接着剤５が塗布され、センサ素子１
０の底面の略中央部と固定部３が位置決めされて固着さ
れて、角速度センサ１が構成される。
０と接着するための接着剤５が塗布され、センサ素子１
０の底面の略中央部と固定部３が位置決めされて固着さ
れて、角速度センサ１が構成される。
【００２８】このとき、センサ素子１０の周囲部は接着
剤を介在せずに、支持基板２上に載置されるように支持
される構造となる。
剤を介在せずに、支持基板２上に載置されるように支持
される構造となる。
【００２９】これにより、支持基板２とセンサ素子１０
とは、固着部の固着面積が小さくなるため、支持基板２
とセンサ素子１０との熱膨張係数の差により発生する応
力が小さくなり、センサ素子１０に加わる応力の影響も
小さくなる。
とは、固着部の固着面積が小さくなるため、支持基板２
とセンサ素子１０との熱膨張係数の差により発生する応
力が小さくなり、センサ素子１０に加わる応力の影響も
小さくなる。
【００３０】また、固定部３の断面積、つまり、接着剤
５が塗布される面積が一定となるため、接着剤５の塗布
量のバラツキがなくなり、個々の角速度センサのセンサ
間の特性バラツキが低下する。
５が塗布される面積が一定となるため、接着剤５の塗布
量のバラツキがなくなり、個々の角速度センサのセンサ
間の特性バラツキが低下する。
【００３１】この第１の実施に形態において、固定部３
は支持基板２と一体に構成されているが、たとえば、支
持基板２を予め大きくくり抜き、そのくり抜いた部分
に、センサ素子１０を充分に支持固定可能な硬度を備え
るたとえば金属や樹脂などからなる別体の固定部３を装
着してもよい。
は支持基板２と一体に構成されているが、たとえば、支
持基板２を予め大きくくり抜き、そのくり抜いた部分
に、センサ素子１０を充分に支持固定可能な硬度を備え
るたとえば金属や樹脂などからなる別体の固定部３を装
着してもよい。
【００３２】次に、本発明の第２の実施の形態を、図２
を用いて説明する。なお、第１の実施の形態と同一の構
成については同一番号を付し、その説明を省略する。図
２に示す角速度センサ１において、支持基板２における
センサ素子１０の略中央部に対応する位置には、凹部６
が形成されている。この凹部６は、空間部５としても機
能するものである。また、センサ素子１０の底面側の略
中央部には、突起部７が形成されている。この突起部６
は、センサ素子１０を構成しているガラス板からなる包
囲部材１９をサンドブラストやエッチングなどの加工方
法で削ることにより、センサ素子１０から突出するよう
な構造となっている。
を用いて説明する。なお、第１の実施の形態と同一の構
成については同一番号を付し、その説明を省略する。図
２に示す角速度センサ１において、支持基板２における
センサ素子１０の略中央部に対応する位置には、凹部６
が形成されている。この凹部６は、空間部５としても機
能するものである。また、センサ素子１０の底面側の略
中央部には、突起部７が形成されている。この突起部６
は、センサ素子１０を構成しているガラス板からなる包
囲部材１９をサンドブラストやエッチングなどの加工方
法で削ることにより、センサ素子１０から突出するよう
な構造となっている。
【００３３】そして、この突起部７には、支持基板２と
接着するための接着剤５が塗布され、支持基板２の凹部
６の底面の中心と突起部７とが一致するように位置決め
されて固着されて、センサ素子１０の中心部のみで支持
基板２と固着された角速度センサ１が構成される。
接着するための接着剤５が塗布され、支持基板２の凹部
６の底面の中心と突起部７とが一致するように位置決め
されて固着されて、センサ素子１０の中心部のみで支持
基板２と固着された角速度センサ１が構成される。
【００３４】このとき、センサ素子１０の周囲部は接着
剤を介在せずに、支持基板２上に載置されるように支持
される構造となる。
剤を介在せずに、支持基板２上に載置されるように支持
される構造となる。
【００３５】これにより、支持基板２とセンサ素子１０
とは、固着部の固着面積が小さくなるため、支持基板２
とセンサ素子１０との熱膨張係数の差により発生する応
力が小さくなり、センサ素子１０に加わる応力の影響も
小さくなる。
とは、固着部の固着面積が小さくなるため、支持基板２
とセンサ素子１０との熱膨張係数の差により発生する応
力が小さくなり、センサ素子１０に加わる応力の影響も
小さくなる。
【００３６】また、突起部７の断面積、つまり、接着剤
５が塗布される面積が一定となるため、接着剤５の塗布
量のバラツキがなくなり、個々の角速度センサ１のセン
サ間の特性バラツキが低下する。
５が塗布される面積が一定となるため、接着剤５の塗布
量のバラツキがなくなり、個々の角速度センサ１のセン
サ間の特性バラツキが低下する。
【００３７】この第２の実施に形態において、突起部７
はセンサ素子１と一体に構成されているが、たとえば、
センサ素子１０の底面の略中央部に、センサ素子１０を
充分に支持固定可能な硬度を備える例えば金属や樹脂な
どからなる別体の固定部３を装着してもよい。
はセンサ素子１と一体に構成されているが、たとえば、
センサ素子１０の底面の略中央部に、センサ素子１０を
充分に支持固定可能な硬度を備える例えば金属や樹脂な
どからなる別体の固定部３を装着してもよい。
【００３８】次に、本発明の第３の実施の形態を図３を
用いて説明する。なお、第１の実施の形態や第２の実施
の形態と同一の構成については同一番号を付し、その説
明を省略する。図３に示す角速度センサ１において、支
持基板２におけるセンサ素子１０の略中央部に対応する
位置には、凹部６が形成されている。この凹部６には、
センサ素子１０を固着するための接着剤５が充填されて
いる。
用いて説明する。なお、第１の実施の形態や第２の実施
の形態と同一の構成については同一番号を付し、その説
明を省略する。図３に示す角速度センサ１において、支
持基板２におけるセンサ素子１０の略中央部に対応する
位置には、凹部６が形成されている。この凹部６には、
センサ素子１０を固着するための接着剤５が充填されて
いる。
【００３９】そして、センサ素子１０の底面の略中央部
が、支持基板２の凹部６と一致するように載置され、固
着されて、センサ素子１０の中心部のみで支持基板２と
固着された角速度センサ１が構成される。
が、支持基板２の凹部６と一致するように載置され、固
着されて、センサ素子１０の中心部のみで支持基板２と
固着された角速度センサ１が構成される。
【００４０】このとき、センサ素子１０の周囲部は接着
剤を介在せずに、支持基板２上に載置されるように支持
される構造となる。
剤を介在せずに、支持基板２上に載置されるように支持
される構造となる。
【００４１】これにより、支持基板２とセンサ素子１０
とは、固着部の固着面積が小さくなるとともに、支持基
板２やセンサ素子１０に、固定部３や突起部７を設ける
ような加工も必要がなく、凹部６を設けるだけの単純な
加工で済む。
とは、固着部の固着面積が小さくなるとともに、支持基
板２やセンサ素子１０に、固定部３や突起部７を設ける
ような加工も必要がなく、凹部６を設けるだけの単純な
加工で済む。
【００４２】この第３の実施の形態では、凹部６に接着
剤５を充填する方法としては、例えばディスペンサなど
で注入するのが一般的であるが、この際、凹部６を完全
に充填するのではなく、凹部６から少し突出するように
円錐状に注入することにより、余分な接着剤５が凹部６
内部に逃げ、かつ、センサ素子１０が接着剤５と固着で
きる構成となる。
剤５を充填する方法としては、例えばディスペンサなど
で注入するのが一般的であるが、この際、凹部６を完全
に充填するのではなく、凹部６から少し突出するように
円錐状に注入することにより、余分な接着剤５が凹部６
内部に逃げ、かつ、センサ素子１０が接着剤５と固着で
きる構成となる。
【００４３】次に、本発明の第４の実施の形態を図４を
用いて説明する。なお、第１の実施の形態〜第３の実施
の形態と同一の構成については同一番号を付し、その説
明を省略する。図４に示す角速度センサ１において、支
持基板２におけるセンサ素子１０の略中央部に対応する
位置には、センサ素子１０を固定するための複数の固定
部３が形成されている。この固定部３は、支持基板２を
切削して空間部４を形成することにより、支持基板２の
内部より突出するような構造となっている。
用いて説明する。なお、第１の実施の形態〜第３の実施
の形態と同一の構成については同一番号を付し、その説
明を省略する。図４に示す角速度センサ１において、支
持基板２におけるセンサ素子１０の略中央部に対応する
位置には、センサ素子１０を固定するための複数の固定
部３が形成されている。この固定部３は、支持基板２を
切削して空間部４を形成することにより、支持基板２の
内部より突出するような構造となっている。
【００４４】そして、この固定部３には、センサ素子１
０と接着するための接着剤５が塗布され、センサ素子１
０の底面の略中央部と複数の固定部３が固着されて、角
速度センサ１が構成される。
０と接着するための接着剤５が塗布され、センサ素子１
０の底面の略中央部と複数の固定部３が固着されて、角
速度センサ１が構成される。
【００４５】このとき、センサ素子１０の周囲部は接着
剤を介在せずに、支持基板２上に載置されるように支持
される構造となる。
剤を介在せずに、支持基板２上に載置されるように支持
される構造となる。
【００４６】これにより、支持基板２とセンサ素子１０
とは、固着力を保ちつつ、固着部の固着面積をさらに小
さくすることができるため、支持基板２とセンサ素子１
０との間に発生する応力も小さくなる。
とは、固着力を保ちつつ、固着部の固着面積をさらに小
さくすることができるため、支持基板２とセンサ素子１
０との間に発生する応力も小さくなる。
【００４７】次に、本発明の第５の実施の形態を図５を
用いて説明する。なお、第１の実施の形態〜第４の実施
の形態と同一の構成については同一番号を付し、その説
明を省略する。図５に示す角速度センサ１において、支
持基板２におけるセンサ素子１０の略中央部に対応する
位置の近傍には、均等な配置となるように接着剤５が、
スクリーン印刷などの手法により複数ヶ所（図５におい
ては４ヶ所）それぞれの厚みが一定となるように塗布さ
れる。
用いて説明する。なお、第１の実施の形態〜第４の実施
の形態と同一の構成については同一番号を付し、その説
明を省略する。図５に示す角速度センサ１において、支
持基板２におけるセンサ素子１０の略中央部に対応する
位置の近傍には、均等な配置となるように接着剤５が、
スクリーン印刷などの手法により複数ヶ所（図５におい
ては４ヶ所）それぞれの厚みが一定となるように塗布さ
れる。
【００４８】そして、センサ素子１０の底面の略中央部
と接着剤５が固着されて、複数ヶ所の固着部（図５にお
いては４ヶ所）を備える角速度センサ１が構成される。
このとき、センサ素子１０の周囲部は中空に浮いた状態
となる。
と接着剤５が固着されて、複数ヶ所の固着部（図５にお
いては４ヶ所）を備える角速度センサ１が構成される。
このとき、センサ素子１０の周囲部は中空に浮いた状態
となる。
【００４９】これにより、センサ素子１０は、複数ヶ所
の固着部を備えるだけであるため、支持基板２とセンサ
素子１０との間に発生する応力が小さくなり、センサ素
子の応力の影響が小さくなると共に、製造が極めて容易
となる。
の固着部を備えるだけであるため、支持基板２とセンサ
素子１０との間に発生する応力が小さくなり、センサ素
子の応力の影響が小さくなると共に、製造が極めて容易
となる。
【００５０】この第５の実施の形態において、接着剤５
は複数ヶ所に分散されて塗布されているが、支持基板２
の略中央部に一ヶ所のみ、小さな面積で形成されるもの
でもよい。ただし、その場合は、一ヶ所の接着剤５にお
ける厚みのバラツキの影響でセンサ素子１０が傾いて実
装されるおそれがある。一方、第５の実施の形態のよう
に、固着部となる接着剤５を、分散させるつまり複数箇
所に設けることにより、一ヶ所の接着剤５における厚み
のバラツキは、複数箇所に点在する他の接着剤５によっ
て相殺され、したがって、水平にセンサ素子１０を配置
することが可能となる。これは、第４の実施の形態にお
いても同様である。
は複数ヶ所に分散されて塗布されているが、支持基板２
の略中央部に一ヶ所のみ、小さな面積で形成されるもの
でもよい。ただし、その場合は、一ヶ所の接着剤５にお
ける厚みのバラツキの影響でセンサ素子１０が傾いて実
装されるおそれがある。一方、第５の実施の形態のよう
に、固着部となる接着剤５を、分散させるつまり複数箇
所に設けることにより、一ヶ所の接着剤５における厚み
のバラツキは、複数箇所に点在する他の接着剤５によっ
て相殺され、したがって、水平にセンサ素子１０を配置
することが可能となる。これは、第４の実施の形態にお
いても同様である。
【００５１】
【発明の効果】以上のように、本発明による角速度セン
サでは、センサ素子と支持基板との固着面積が小さくな
り、センサ素子と支持基板の熱膨張係数の差により発生
する応力が小さくなるため、センサ素子が変形すること
がなく、コリオリ力とは無関係の誤った信号を発生する
ことがなくなり、角速度センサとして精度が向上する。
サでは、センサ素子と支持基板との固着面積が小さくな
り、センサ素子と支持基板の熱膨張係数の差により発生
する応力が小さくなるため、センサ素子が変形すること
がなく、コリオリ力とは無関係の誤った信号を発生する
ことがなくなり、角速度センサとして精度が向上する。
【００５２】また、固定部や突起部を設けて固着するこ
とにより、固着面積が安定し、個々の角速度センサ間の
応力特性も安定するため、個々のセンサ間の精度バラツ
キがなくなる。
とにより、固着面積が安定し、個々の角速度センサ間の
応力特性も安定するため、個々のセンサ間の精度バラツ
キがなくなる。
【００５３】また、センサ素子の中央部で固着し、固着
部周囲を空間部とし、さらに、空間部の周囲でセンサ素
子と支持基板が当接することにより、センサ素子の周囲
部は、接着剤などの固着手段を用いることなく支持基板
に載置支持されるため、センサ素子を水平に実装するこ
とが容易となり、検出軸とは無関係の軸方向の角速度を
検知することがなくなり、検出精度か向上する。
部周囲を空間部とし、さらに、空間部の周囲でセンサ素
子と支持基板が当接することにより、センサ素子の周囲
部は、接着剤などの固着手段を用いることなく支持基板
に載置支持されるため、センサ素子を水平に実装するこ
とが容易となり、検出軸とは無関係の軸方向の角速度を
検知することがなくなり、検出精度か向上する。
【００５４】さらに、センサ素子と支持基板との固着部
を複数に分割することにより、固着力を保ちつつ、固着
面積を更に小さくして応力の影響を緩和し、さらに、セ
ンサ素子を水平に実装することが可能となる。
を複数に分割することにより、固着力を保ちつつ、固着
面積を更に小さくして応力の影響を緩和し、さらに、セ
ンサ素子を水平に実装することが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る角速度センサ
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る角速度センサ
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る角速度センサ
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る角速度センサ
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る角速度センサ
の構造を示す、（ａ）断面図であり、（ｂ）平面図であ
る。
の構造を示す、（ａ）断面図であり、（ｂ）平面図であ
る。
【図６】センサ素子における包囲部材を備えない状態で
の構造を示す平面図である。
の構造を示す平面図である。
【図７】従来の角速度センサの構造を示す側面図であ
る。
る。
１ 角速度センサ ２ 支持基板 ３ 固定部 ４ 空間部 ５ 接着剤 ６ 凹部 ７ 突起部 １０ センサ素子
Claims (7)
- 【請求項１】 平板状のセンサ素子と、前記センサ素子
を支持する支持基板と、を備え、前記センサ素子に加わ
った角速度に応じて、前記センサ素子内における静電容
量の変化を検知することによって前記角速度を検出する
角速度センサであって、前記センサ素子はその略中央部
において、前記支持基板に固着されてなることを特徴と
する、角速度センサ。 - 【請求項２】 前記支持基板には固定部が設けられ、該
固定部で前記センサ素子の略中央部が固着されてなるこ
とを特徴とする、請求項１に記載の角速度センサ。 - 【請求項３】 前記センサ素子の略中央部には突起部が
設けられ、該突起部と前記支持基板とが固着されてなる
ことを特徴とする、請求項１に記載の角速度センサ。 - 【請求項４】 前記センサ素子と前記支持基板は、前記
センサ素子の略中央部の固着部周辺において空間部を有
するように構成されると共に、前記センサ素子の周囲部
において互いに当接するように構成されることを特徴と
する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の角速度
センサ。 - 【請求項５】 前記空間部は、前記支持基板がくり抜か
れて構成されたことを特徴とする、請求項４に記載の角
速度センサ。 - 【請求項６】 前記支持部材は接着剤が充填された凹部
を備え、該凹部で前記センサ素子の略中央部と前記支持
部材が固着されてなることを特徴とする、請求項１に記
載の角速度センサ。 - 【請求項７】 前記センサ素子と前記支持基板とは、前
記センサ素子の略中央部において、複数個の固着部を備
えることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれ
かに記載の角速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11055583A JP2000249562A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 角速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11055583A JP2000249562A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 角速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000249562A true JP2000249562A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=13002773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11055583A Pending JP2000249562A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 角速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000249562A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7603903B2 (en) | 2004-05-18 | 2009-10-20 | Denso Corporation | Vibration-type angular rate sensor |
| JP2010190849A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 半導体物理量センサ |
| JP2015002314A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | セイコーエプソン株式会社 | 電子デバイス、電子機器、および移動体 |
| JP2015507746A (ja) * | 2012-01-05 | 2015-03-12 | アトランティック・イナーシャル・システムズ・リミテッドＡｔｌａｎｔｉｃ Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ | ひずみ非結合センサ |
| WO2020161937A1 (ja) * | 2019-02-05 | 2020-08-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | センサ装置 |
-
1999
- 1999-03-03 JP JP11055583A patent/JP2000249562A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7603903B2 (en) | 2004-05-18 | 2009-10-20 | Denso Corporation | Vibration-type angular rate sensor |
| JP2010190849A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 半導体物理量センサ |
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| US10422642B2 (en) | 2012-01-05 | 2019-09-24 | Atlantic Inertial Systems Limited | Strain decoupled sensor |
| JP2015002314A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | セイコーエプソン株式会社 | 電子デバイス、電子機器、および移動体 |
| WO2020161937A1 (ja) * | 2019-02-05 | 2020-08-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | センサ装置 |
| WO2020162436A1 (ja) * | 2019-02-05 | 2020-08-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | センサ装置 |
| US11885621B2 (en) | 2019-02-05 | 2024-01-30 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Sensor device |
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|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080403 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090407 |
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| A02 | Decision of refusal |
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