JP2002257552A - 物理量センサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 物理量センサを確実に水平保持すると共に物
理量センサに伝わる有害振動を著しく減衰させる。 【解決手段】 物理量センサを実装した回路基板４０を
キャップ３０とベース２５からなるケース内に垂直に立
てる。回路基板４０には、弾性部材４１を装着し、しか
も弾性部材４１に設けた弾接部４３，４４，４５により
回路基板４０を対向方向から局部的に支持する。この結
果、回路基板４０は柔軟に支持され、回路基板４０に外
部から伝わる振動が著しく減衰される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物理量センサ装
置、特に、内部に振動体を備える角速度センサ及び加速
度センサ等の物理量センサを用いた物理量センサ装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開平８−２７１２５７号公報
には、車両等への搭載を目的とした物理量センサ装置が
記載されている。この物理量センサ装置は、物理量セン
サを実装した回路基板をベースに設けた支柱を用いて垂
直に立て、回路基板とベースの間に弾性部材を挟み、キ
ャップを被せて気密封止した構成である。この従来例で
は、物理量センサとして、水晶振動型角速度センサ及び
圧電振動型角速度センサが用いられているが、これらの
センサの支持構造及び電極配置から、その検知軸の方位
が限定される。

【０００３】上述の物理量センサの他に、例えば、図２
１及び図２２に示すように、直交する３軸の何れかの軸
方向に振動可能に設定できる機械振動型物理量センサ１
が知られている。この物理量センサ１の概略構成を述べ
る。重りとして機能する振動体２は、４本の梁３で支持
部４に結合されており、機械振動可能である。

【０００４】振動体２には、図面の左右方向（Ｘ軸）の
位置には可動櫛歯電極５，６が、図面の上下方向（Ｙ
軸）の位置には可動櫛歯電極７，８が設けられている。
また、これら可動櫛歯電極５，６，７，８には、微少空
間を介して、固定電極１３，１４，１５．１６により支
持された固定櫛歯電極９，１０，１１，１２が対向配設
されている。

【０００５】上述の支持部４及び固定電極１３，１４，
１５．１６は、図２２に示すように、ガラス等からなる
基板１７の表面に固定されている。基板１７に設けた凹
部１８の底面には、振動体２の真下に微少空間を介して
平面電極１９が設けられている。振動体等の上には、凹
部２０を備えた蓋２１が被せられ、基板１７と蓋２１は
気密に接合されている。なお、２２は、ビアホールで、
物理量センサ１の入出力端子部となり、外部との電気的
接続に利用される。

【０００６】上述の構成に於いて、例えば、可動櫛歯電
極５，６と固定櫛歯電極９，１０の間に駆動信号を印加
して振動体２をＸ軸方向に振動させた状態で図面に垂直
な方向（Ｚ軸）の周りに角速度が加わると、コリオリ力
により振動体２はＹ軸方向に変位する。この結果、可動
櫛歯電極７と固定櫛歯電極１１の間、及び可動櫛歯電極
８と固定櫛歯電極１２の間の静電容量値が変化する。こ
の静電容量値の変化は、固定電極１５，１６から、物理
量変化を示す信号として取出される。

【０００７】また、同様に、振動体２をＸ軸方向に振動
させた状態で、Ｙ軸の周りに角速度が加わると、振動体
２にはＺ軸方向のコリオリ力が作用し、振動体２と平面
電極１９の間の静電容量値が変化し、平面電極１９から
出力信号として取出される。更に、Ｘ軸の周りに角速度
が加わると、振動体２はＹ軸方向のコリオリ力が作用
し、振動体２と平面電極１９の間の静電容量値が変化
し、平面電極１９から出力信号が取出される。このよう
な構造の機械振動型物理量センサ１では、用途に応じて
３軸の何れでも検知軸とすることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】所で、上述の従来例で
は、外部から物理量センサ装置に加わる振動や衝撃から
保護するため、物理量センサを固定した回路基板は、弾
性部材を介してベースとキャップからなるケース内部に
保持される。しかしながら、弾性部材を単に挟み込んだ
だけでは、外部から伝わる振動エネルギーを十分に減衰
することができない。

【０００９】また、ベースに支柱を設けて回路基板を支
持する構成では、キャップ自身も大きくなり、物理量セ
ンサ装置を小型化することができない。しかし、支柱を
用いることなく回路基板をベースに垂直に立てようとす
ると、物理量センサの検知軸が傾き物理量センサの検出
特性が悪化する。また、キャップは不透明な素材で構成
されるので、組立作業のとき、キャップ内部に於ける回
路基板の姿勢を確認することが困難であった。特に、上
述した３方向の検知軸を有する物理量センサを実装した
物理量センサ装置の場合には、３方向の検知軸を所定の
方向に一致させることが難しいという課題があった。

【００１０】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その目的は、物理量センサの検知軸を確
実に保持すると共に物理量センサに伝わる有害振動を著
しく減衰させた物理量センサ装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次に示す構成をもって課題を解決する手段
としている。即ち、第１の発明の物理量センサ装置は、
キャップと接続端子を有するベースとからなるケースを
備え、このケースの内部に弾性部材を介して物理量セン
サが実装された回路基板を保持すると共に、回路基板に
設けた端子パターンと接続端子を電気的に接続した構成
である。その特徴として、弾性部材には、先端を細く形
成した複数の弾接部を設け、この弾接部の先端で回路基
板を支持する構成をもって課題を解決する手段としてい
る。

【００１２】上述の発明に於いて、弾性部材は、ケース
内部に於いて、先端を細く形成した弾接部を用いて回路
基板を柔軟に支持する。これにより、回路基板は弾性部
材により必要最小限の面積で支持される。ここに、回路
基板に対し、外部からケースを介して振動や衝撃等の振
動エネルギーが加わっても、これらの振動エネルギーは
弾接部により著しく減衰される。

【００１３】この結果、回路基板に伝わる振動周波数、
換言すれば、回路基板自身が振動する振動周波数は、物
理量センサに於ける振動体の動作に悪影響を及ぼすこと
のない周波数レベルに低下し、物理量センサが疑似信号
を発生したり、実際の物理量の変化と相違する出力信号
を発生することがなくなる。

【００１４】上述の構成に於いて、回路基板は、ベース
に対し垂直に立てても平行に配置しても良く、何れの場
合にも物理量センサの検知軸をベースに対して平行に設
定することができる。また、回路基板を支持する弾接部
は、回路基板を平面方向及び厚み方向の何れの方向から
支持しても良い。更に、弾接部を設けた弾性部材は、一
体構成でも、分割された形態に構成しても良い。

【００１５】第２の発明の物理量センサ装置では、上述
の発明に於いて、キャップは、ベースが嵌合される第一
胴部と、この第一胴部と連続して形成されと共に、第一
胴部よりも細く絞られた第二胴部とを備え、この第二胴
部の内部に弾性部材の上側部分を挿入して係止し、ベー
スと所定の角度を保って回路基板をキャップ内に保持す
ることを特徴として構成されている。

【００１６】この構成により、回路基板を垂直又は一定
の傾斜角度で立てるとき、回路基板を支持している弾性
部材の一部分、換言すれば、回路基板を支えている弾性
部材が上下に連続する場合には、その上側部分、又は回
路基板を支えている弾性部材が上下に分れている場合に
は、その上側の弾性部材を第二胴部に挿入する。これに
より、回路基板はベースに対し垂直又は一定の角度に保
持され、外部から衝撃が加わっても、回路基板に固定し
た物理量センサの検知軸の方位を安定に保つことができ
る。

【００１７】第３の発明の物理量センサ装置は、上述の
何れかの発明に於いて、弾性部材には、キャップに挿入
する部位の外形を丸めて曲面部を設けたことを特徴とし
て構成されている。

【００１８】この構成の採用により、弾性部材を装着し
た回路基板を載せたベースにキャップを被せるとき、回
路基板が所定の角度よりも少し傾いていても、曲面部が
ガイド面として働き、弾性部材はキャップの第二胴部内
に円滑に案内され、回路基板の傾きが修正される。ま
た、弾性部材は第二胴部の中に容易に進入するので、ペ
ースとキャップによる封止作業が容易となる。

【００１９】第４の発明の物理量センサ装置は、上述の
何れかの発明に於いて、端子パターンと接続端子の間を
可撓性のリード部材で接続したことを特徴として構成さ
れている。

【００２０】この発明では、ケース内に於いて、リード
部材には、弾力が殆どないリード線又はフレキシブル配
線板が用いられる。このため、回路基板に対しケースか
らリード部材を介して振動が伝わることはない。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る実施形態例
を図面に基いて説明する。図１、図３及び図４は本発明
に係る物理量センサ装置の第１実施形態例を示し、図２
は物理量センサ装置に用いる弾性部材を示す。

【００２２】２５はベースで、金属材料、例えば、コバ
ールを用いて上面２６及び下面２７が平坦な長方形の板
状に構成されている。ベース２５には、長手方向に延び
る夫々の端縁に沿って複数の貫通孔が設けられ、ベース
２５に対しガラス等で電気的に絶縁された端子ピン２８
が植設されている。端子ピン２８の先端は、ベース２５
の上面２６から突出して上面２６に２列の端子ピン列を
形成している。また、ベース２５には、下面２７と面一
に端縁の周りに鍔２９が形成されている。

【００２３】３０はキャップで、ベース２５と同じ金属
材料の薄板で箱状に構成され、開口部３１の外側の周り
には鍔３２が形成されている。また、キャップ３０の天
井３９側は、対向する一方の側壁３５，３６方向から同
じ割合に縮小されて第二胴部３３に構成されている。換
言すれば、キャップ３０は、開口部３１を有する第一胴
部３４の上に第二胴部３３を載せて内壁が連続するよう
に一体に形成した構成である。第二胴部３３のもう一方
の対向する側壁３７，３８方向は、第一胴部３４と同じ
寸法である。

【００２４】ベース２５とキャップ３０は、物理量セン
サ装置製作の最終工程に於いて、キャップ３０の開口部
３１にベース３０を嵌めて両方の鍔２９，３２が熔接さ
れ、ベース２５とキャップ３０は気密封止される。この
結果、電磁シールドの機能を有する。なお、キャップ３
０の内部が窒素ガスで置換された場合には、キャップ３
０内部の水分量が少なくなるので、ケース内部の結露を
防ぐことができる。

【００２５】４０は回路基板で、例えば、ガラス繊維入
りエポキシ樹脂を用いて長方形に構成される。回路基板
４０の表面には、物理量センサ１が固定され、この物理
量センサ１の入出力端子部２２は、回路基板４０に設け
た図示しない導体パターンに電気的に接続されている。
また、この回路基板４０には、必要に応じて物理量セン
サ１から引出した物理量の変化を示す信号を処理する処
理回路を構成することができ、信号処理回路は、導体パ
ターンを利用して回路基板４０にＩＣ等の電子部品を搭
載することにより構成される。

【００２６】４１は弾性部材で、回路基板４０の長手方
向の両端縁側に装着される。この弾性部材４１は、自立
可能な厚みを有しており、直方体状に構成され、その面
中に長手方向に伸びる開口４２ａを有し、底部の中央に
窓４２ｂを有する凹室部４２が設けられている。この弾
性部材４１は、凹室部４２に回路基板４０の端縁側を矢
印５０の方向から挿入することにより回路基板４０に装
着される。弾性部材４１には、弾力に富んだゴム材、例
えば、シリコンゴムが用いられる。なお、窓４２ｂは塞
いでも良い。

【００２７】弾性部材４１は、長手方向の下側が平坦面
４６であり、上側は曲面部４７として構成されている。
この曲面部４７は、弾性部材４１の短手方向に円弧状に
形成されると共に、厚み方向にも回路基板４０の挿入側
（矢印５０方向）から円弧状に丸めた外面を持つ構成で
ある。弾性部材４１の短手方向の寸法は、キャップ３０
の第二胴部３３の内寸法よりも小さく、キャップ３０を
被せたとき、弾性部材４１の上側は第二胴部３３の内側
面３３ａ，３３ｂに緩やかに接触する。

【００２８】凹室部４２の開口４２ａの横幅ｗ１は、回
路基板４０の厚味よりも広く、開口４２ａの縦幅ｗ２
（ｗ２>ｗ１）は、回路基板４０の短手方向の幅よりも
長く形成されている。凹室部４２の内側には、その上下
方向の内壁面から突出した楔状の弾接部４３が設けら
れ、また、弾接部４３に近い凹室部４２の底壁面には、
先端を開口４２ａ側に向けて突出した楔状の弾接部４４
が設けられている。

【００２９】更に、凹室部４２の上下方向に延びる両側
の内壁面には、弾接部４３に近い位置に、相互に対向す
る方向に突出した先細の弾接部４５が設けられている。
弾接部４３の先端は、図４に示すように、回路基板４０
の長手端縁（上下端縁）４０ａ，４０ｂに当接し、弾接
部４４の先端は、回路基板４０の短手端縁（左右端縁）
４０ｃ，４０ｄに当接し、また、弾接部４５の先端は、
回路基板４０の表裏面を支持している。

【００３０】即ち、回路基板４０の上下端縁４０ａ，４
０ｂは弾接部４３,４４と線接触し、また、回路基板４
０の表裏面は弾接部４５と点接触した状態で弾性部材４
１に支持されているので、両者の接触面積はごく僅かと
なる。このため、物理量センサ１を固定した回路基板４
０は、先端先細の弾接部４３，４４，４５により柔軟に
支持される。

【００３１】２個の弾性部材４１が装着された回路基板
４０は、ベース２５の上に突出した２つの端子ピン列の
間に載せられている。この場合、回路基板４０は、その
表面がベース２５の上面２６に対し直角になる如く起立
した配置となる。ベース２５の上面２６に接触するのは
弾性部材４１であり、回路基板４０はベース２５から離
間している。

【００３２】回路基板４０に設けた端子パターン４９
は、可撓性のリード線４８により端子ピン２８に接続さ
れている。このリード線４８の弾力は弾性部材４１の弾
力に比べて極端に小さいので、リード線４８を介してベ
ース２５の側から回路基板４０に振動や衝撃が伝わるこ
とはない。

【００３３】また、回路基板４０は、図３及び図４に示
すように、キャップ３０の内部に収容され、上述した如
く気密封止される。このとき、弾性部材４１は、ベース
２５の上面２６とキャップ３０の第二胴部３３の内天面
３９ａとの間に挟まれ、且つ第二胴部３３の内側面３３
ａ，３３ｂにより倒れることなく保持される。これによ
り、回路基板４０は、外部から振動や衝撃を受けても、
その直立姿勢を維持することができる。

【００３４】上述のように、回路基板４０を弾接部４
３，４４，４５の柔軟な支持構造で支持することによ
り、物理量センサ１に於ける振動体２の機械共振周波数
ｆｏ付近よりも高い周波波数成分は、考慮する必要のな
いレベルに減衰される。この結果、物理量センサ装置の
内部及び外部から回路基板４０に伝わる振動周波数は、
振動体２の機械共振周波数ｆｏよりも低い周波数ｆ１と
なる。

【００３５】ここに、回路基板４０が低周波の振動周波
数ｆ１で振動し、この周波数ｆ１の振動が物理量センサ
１に加わっても、物理量センサ１の振動体２の振動には
殆ど影響を及ぼすことはない。上述した弾接部４３，４
４，４５の合計した弾力は、不等式ｆ１√２<ｆｏを満
足する構成とするのが好ましい。このように構成するこ
とにより、振動体２の機械共振周波数ｆｏと回路基板４
０の振動周波数ｆ１との間の周波数差（ｆｏ−ｆ１）が
大きくなり、物理量センサ１が外部からの振動等により
疑似信号を発生するような不都合は殆どなくなる。

【００３６】例えば、外部から加わる振動や衝撃に物理
量センサ１が持っている振動体の共振周波数である１５
ｋＨｚ付近の周波数が含まれていても、弾接部４３，４
４，４５の合計した弾力により低周波の周波数、例え
ば、２ｋＨｚ程度の周波数に減衰される。

【００３７】また、弾性部材４１を装着した回路基板４
０を載置したベース２５の上面２６に、キャップ３０を
被せる組立工程に於いて、回路基板４０が多少傾いて弾
性部材４１の上側部分が第二胴部３３の入口部分に突当
ったとしても、弾性部材４１の上側部分が円弧状に丸め
て形成されているため、弾性部材４１は曲面部４７をガ
イド面として第二胴部３３の内部にスムースに導かれ
る。

【００３８】更にまた、キャップ３０をベース２５に被
せた場合、第二胴部１２の内側面３３ａ，３３ｂは、ベ
ース２５の上面２６に対して垂直に形成されているた
め、内側面３３ａ，３３ｂを保持面として位置決めされ
た弾性部材４１、換言すれば、回路基板４０はベース２
５の上面２６と垂直に設置される。なお、弾性部材４１
による回路基板４０の支持形態によって、回路基板４０
はベース２５の上面２６に対して所定の傾きで設置する
ことができる。

【００３９】上述した第１実施形態例に於いて、物理量
センサ１は、Ｚ軸の周りに角速度が加わる検知軸として
おり、この検知軸は回路基板４０の表面と直角になって
いる。換言すれば、物理量センサ１の検知軸は、ベース
２５の表面と平行になる。従って、物理量センサ１を搭
載した利用機器の回路基板を地面と水平に設置すれば、
物理量センサ１の検知軸は地面と水平になる。

【００４０】図５乃至図７を用いて物理量センサ装置の
第２実施形態例を説明する。なお、図１に示す第１実施
形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部
分の重複説明は省略する。この実施形態例は、回路基板
４０を支持する弾性部材を一体に構成にした点に特徴が
ある。

【００４１】ベース２５の上には、２つの端子ピン列の
間に、回路基板４０を挟持するシリコンゴムからなる弾
性部材５１が起立して配置されている。弾性部材５１の
起立により回路基板４０はベース２５の上面２６に対し
垂直に設置される。ベース２５の上面２６に弾性部材５
１を載せた形態でキャップ３０を被せると、弾性部材５
１は、キャップ３０の内天面３９ａとベース２５の上面
２６に挟まれ、回路基板４０の垂直姿勢を保持する。

【００４２】回路基板４０には、物理量センサ１が固定
されており、その入出力端子部２２は、回路基板４０に
設けた所定の導体パターンに接続されている。回路基板
４０の端子パターン４９とキャップ３０の内側に突出し
た端子ピン２８の間は、可撓性のフレキシブル配線板５
６を用いて電気的に接続されている。

【００４３】上述の構成に於いて、弾性部材５１は、上
弾性部５２と、下弾性部５３と、上弾性部５２と下弾性
部５３とを連結する連結弾性部５４から構成されてい
る。上弾性部５２の外形は、図１の弾性部材４１と同様
に、上弾性部５２の短手方向が断面円弧状に丸められ且
つ長手方向の両端部分が立体的に丸められた外面の曲面
部５５に構成されている。

【００４４】また、下弾性部５３の下面は、図１の弾性
部材４１と同様に平坦面に構成されている。上弾性部５
２と下弾性部５３の向い合った内側部分には、基板挿入
溝５６が設けられ、この溝５６の中には、回路基板４０
の４つの角部分を支持する円錐状や円錐台状の弾接部５
７，５８，５９が設けられている。

【００４５】即ち、回路基板４０は、４つの角部分を、
平面方向からは、上下端縁４０ａ，４０ｂを上下弾接部
５７により、また、左右端縁４０ｃ，４０ｄを左右弾接
部５８により、更に、表裏面方向からは表裏弾接部５９
により、夫々最小限の接触面積で支持されている。従っ
て、弾性部材５１は、回路基板４０を包み込むように支
持するが、回路基板４０とは４つの角部部分で弾接部５
７，５８，５９の先端部分と当接するのみであり、基板
収容溝５６の壁面等、その他の部分には接触しない構成
である。

【００４６】上述したフレキシブル配線板６１には、図
示しない多数の配線が埋設されており、１つの端子パタ
ーン４９は、１本の配線を介して１本の端子ピン２８に
接続されている。このフレキシブル配線板６１の構成に
ついて、図８を用いて詳述すると、フレキシブル配線板
６１は、絶縁性の樹脂材、例えば、ポリエステル等で作
られた可撓性のあるフイルム状の配線板である。フレキ
シブル配線板６１のパターン接続部６２には、露出した
端子電極６３が設けられ、回路基板４０の端子パターン
４９に半田付けされる。

【００４７】また、フレキシブル配線板６１のピン接続
部６４には、端子ピン２８の夫々の位置に合致して切欠
部６５が設けられ、その周りには、端子電極６６が設け
られている。この端子電極６６は露出しており、切欠部
６５に端子ピン２８を挿入した状態で半田付けされる。
パターン接続部６２とピン接続部６４を繋ぐ連結部６７
は、パターン接続部６２の両端部分とピン接続部６４を
連結し、また、２つに分けたことにより、極端に幅狭く
なっている。この連結部６７には、端子電極６３と端子
電極６６を連結する配線が分けて埋設されている。連結
部６７の配線は極めて細く、それらの合計の弾力は、極
めて小さい。

【００４８】従って、ベース２５側から振動が加わって
も、その振動周波数は、例えば、数１００Ｈｚ程度とな
り、特に、連結部６７を２つに分けた幅狭な構成によ
り、ピン接続部６４の側からパターン接続部６２の側に
伝達される振動周波数は、殆ど無視することができる。

【００４９】図９乃至図１３を用いて物理量センサ装置
の第３実施形態例を説明する。なお、図１に示す第１実
施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通
部分の重複説明は省略する。この実施形態例は、弾性部
材を回路基板４０の上下に分けて配置した点に特徴があ
る。

【００５０】ベース２５の上には、上弾性部材７０と下
弾性部材７１に挟まれた回路基板４０が起立して配置さ
れている。回路基板４０の端子パターン４９は、回路基
板４０の片面に集中して設けられており、この端子パタ
ーン４９は、１枚のフレキシブル配線板７８で端子ピン
２８に電気的に接続されている。ピン接続部７９は、ベ
ース２５の面積よりも若干小さい程度の広さを持ってお
り、ベース２５と下弾性部材７１の間に挟み込んで配設
される。

【００５１】フレキシブル配線板７８をベース２５に載
せたとき、ピン接続部７９に設けた接続孔８０に端子ピ
ン２８を貫通して端子電極８１が半田付される。また、
パターン接続部８２に設けた端子電極８３は、ピン接続
部７９とパターン接続部８２の中央部を連結する連結部
８４に設けた配線を介してピン接続部７９の端子電極８
１に接続されている。

【００５２】上述した上弾性部材７０及び下弾性部材７
１は、回路基板４０に当接する部分が同じ支持構造を持
っており、回路基板４０の角部分を小さな面積で支持す
る。下弾性部材７１の下面は平坦面であり、また、上弾
性部材７０は、図５の上弾性部５２と同様に、丸められ
た外形の曲面部７２に構成されており、第１実施形態例
同様に、キャップ３０の第二胴部３３への挿入を容易に
する。

【００５３】上弾性部材７０及び下弾性部材７１の支持
構造を図１０及び図１１を用いて詳述する。下弾性部材
７１には、回路基板４０の下端縁４０ｂ側を挿入する基
板挿入溝７３が設けられている。回路基板４０の厚み方
向の溝幅は、回路基板４０の厚みよりも少し広く構成さ
れ、基板挿入溝７３の溝側面７７が回路基板４０の表裏
面と緩やかに接触し、表裏面方向からの衝撃に対し面で
支持する。

【００５４】下弾性部材７１の溝底面７６には、回路基
板４０の角部分を支持する弾接部７４，７５が設けられ
ている。この弾接部７４，７５は、回路基板４０の表裏
面方向に延びて基板挿入溝７３を横断す楔形をしてお
り、断面鋭角の先端部分で回路基板４０の下端縁４０ｂ
及び左右端縁４０ｃ，４０ｄに当接して回路基板４０を
直角２方向から支持している。

【００５５】上弾性部材７０も基板挿入溝の構造は、下
弾性部材７１と同じ構成である。即ち、回路基板４０
は、その上下端縁４０ａ，４０ｂが、上弾性部材７０及
び下弾性部材７１により、上下方向からは弾接部７４の
先端部分で支持され、左右方向からは弾接部７５の先端
部分で支持される。回路基板４０を支持する弾接部７
４，７５の面積が小さいので、回路基板４０を支持する
弾力を小さく構成することができ、回路基板４０が振動
する場合にも、その振動周波数を低い周波数に抑制する
ことができる。

【００５６】上述の実施形態例に於ける上弾性部材７０
は、図１４に示すように、左右の上弾性部材８５，８６
に２分割して構成しても良く、また、フレキシブル配線
板８７は、図８に示すフレキシブル配線板６１に於い
て、片方の連結部６７を取除いた形態としても良い。２
分割にした上弾性部材８５，８６を回路基板４０の角部
分に装着したとき、その上端縁４０ａは、例えば、２／
３程度の長さに亘って露出した状態になる。

【００５７】また、下弾性部材８８は、図１５に示すよ
うに、回路基板４０の左右の幅よりも狭い間隔で相対向
した２つの支持台８９と、この支持台８９を起立保持す
る台座９０とから構成することができる。支持台８９に
は、直角に切込んだ嵌合溝９１が設けられ、２つの支持
台８９は、嵌合溝９１を向い合せて垂直に起立した構成
である。この嵌合溝９１は、図１０及び図１１と同様に
構成されており、溝底面には弾接部９２，９３が設けら
れている。回路基板４０を支持する形態は、図１１と同
じである。

【００５８】また、台座９０は、支持台８９の下部に、
２つの支持台８９を挟む如く一体に形成されている。台
座９０の面中には、ベース２５に植設した端子ピン２８
の位置に相当する部位に、端子ピン２８が挿通自在の貫
通孔９４が設けられている。端子ピン２８の先端は台座
９１，９２の上に露出している。

【００５９】更に、物理量センサ装置のキャップ９６
は、図１６に示すように、第二胴部９８を山形状に構成
することができる。この第二胴部９８は、端子ピン２８
の配列と直交する方向が上方に向かって両側から傾斜し
且つベース２５を２分する平面で交わる内天面９８ａを
備えている。第二胴部９８に於ける端子ピン２８の配列
方向の幅は、第一胴部９７と同じ幅である。

【００６０】このキャップ９６に対して、回路基板４０
を支持する上弾性部材９９は、その上部を第二胴部９８
の内天面９８ａに適合する如く、山形状の曲面部１００
に構成されている。この上弾性部材９９は、図９の上弾
性部材７０と同様に、１個の弾性部材として構成しても
良く、また、図１４に示すように、２つに分離された弾
性部材として構成することもできる。

【００６１】この構成により、回路基板４０にキャップ
９６を被せるとき、回路基板４０が多少傾いて挿入され
ても、上弾性部材９９が第二胴部９８の内天面９８ａを
滑り、回路基板４０を垂直に保持する。なお、回路基板
４０を支持する弾接部の構成は、図９の上弾性部材７０
と同じ構成である。

【００６２】図１７は、上述の各実施形態例とは異な
り、物理量センサ装置を縦長に構成した点に特徴があ
る。この実施形態例は、物理量センサ装置を搭載するマ
ザー基板の設置空間が狭いとき等に有効である。なお、
図６に示す第２実施形態例と同一構成部分には同一符号
を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

【００６３】図１７に於いて、ベース２５は、その幅及
び奥行き共に、図６の場合よりも狭く構成されており、
このベース２５に嵌めるキャップ１０１は、開口部３１
から天井３９に向かって次第に狭まる構成である。弾性
部材５１は、図６の場合よりも連結弾性部５４が長く形
成され、長手方向が上下となる如く立てられ回路基板４
０が弾接部５７，５８，５９により支持されている。こ
の構成により、物理量センサ装置は、縦方向は高くなる
ものの、幅及び奥行き方向は、図６に示す第２実施形態
例よりも狭くなる。

【００６４】上述の各実施形態例では、ベース２５の上
に弾性部材で支持した回路基板４０を垂直又は所定の角
度で立て、リード部材を接続した後、キャップを被せる
構成を示したが、この組立手順には限定されない。図１
８は組立手順の他の実施形態例を示す。なお、図９に示
す第１実施形態例及び図１３のフレキシブル配線板７８
と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重
複説明は省略する。

【００６５】図１８に於いて、回路基板４０の端子パタ
ーン４９には、予め、フレキシブル配線板７８のパター
ン接続部８２が接続されている。キャップ３０の第二胴
部３３には、図９に示した上弾性部材７０が回路基板４
０に装着された状態で挿入されている。この状態では、
通常、回路基板４０は、第一胴部３４の中で垂直に起立
せず少し傾いている。また、フレキシブル配線板７８
は、キャップ３０の外にはみ出している。

【００６６】次に、回路基板４０には、例えば、図１５
に示すような下弾性部材８８を装着する。このとき、回
路基板４０の角部分は、上述した如く、支持部８９の嵌
合溝９１に挿入されて、弾接部９２，９３により支持さ
れている。また、フレキシブル配線板７８のピン接続部
７９は、図１２に示すように、下弾性部材８８とベース
２５の上面２６の間に挟み込まれ、端子電極８１が端子
ピン２８に半田付けされる。この状態で、フレキシブル
配線板７８の連結部８４が折り畳まれて第一胴部３４の
側壁と回路基板４０の間に押し込められ、同時に、回路
基板４０を垂直に保持しながら、キャップ３０の開口部
３１にベース２５が取付られる。

【００６７】なお、本発明の物理量センサ装置は、上述
の各実施形態例に限定されない。例えば、キャップに於
いて、第一胴部と第二胴部の連結部分を丸めて滑らかに
連結する構成としても良く、キャップの天井を外側に断
面円弧状に膨らませて構成しても良い。また、キャップ
は、その天井側で弾性部材の上側部分を保持する構成で
あれば良く、種々に変形が可能である。更に、弾性部材
に付いても、弾接部で回路基板を支持する構成であれば
良く、その形状を種々に変形することができる。このよ
うに、物理量センサ装置は、用途に応じて、キャップの
構成及び弾性部材の形態が選択され組合せ使用される。

【００６８】図１９及び図２０を用いて物理量センサ装
置の第４実施形態例を説明する。なお、図１に示す第１
実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共
通部分の重複説明は省略する。この実施形態例は、上述
した各実施形態例とは異なり、回路基板４０を水平にし
て配設した点に特徴がある。

【００６９】端子ピン２８の配列と直交する方向のベー
ス２５の幅は、図１の場合よりも少し広く構成されてお
り、これに伴って、２列に配設された端子ピン列の間隔
も広くなっている。ベース２５の上面２６には、四角形
の枠状をした枠弾性部材１０２が載置されている。この
枠弾性部材１０２は、ゴム材から構成されており、４枚
の長方形の側板１０３を備え、その面中には長手方向に
伸びる長孔１０４が形成されている。この長孔１０４の
短手方向の幅は、回路基板４０の厚みよりも少し広く構
成されている。

【００７０】枠弾性部材１０２の一辺の外形寸法は、端
子ピン列間の間隔よりも少し狭く、枠弾性部材１０２を
端子ピン列の間に載せたとき、端子ピン列と直交する方
向の動きが押さえられる。枠弾性部材１０２の内側寸法
は、回路基板４０の平面方向の外形寸法よりも少し大き
く、内部に回路基板４０を収容したとき、回路基板４０
の４つの角部分が枠弾性部材１０２の四隅部分と緩やか
に接触する。長孔１０４の部分では、側板１０３と回路
基板４０は接触することはない。

【００７１】また、枠弾性部材１０２には、その内側の
四隅部分に円錐形状の弾接部１０５が設けられている。
詳言すれば、弾接部１０５は、２枚の側板１０３が結合
した角部分に断面鋭角の先端を上に向けて設けられてお
り、枠弾性部材１０２の中に挿入された回路基板４０の
角部分を裏面側から支持する。この構成により、回路基
板４０はベース２５の上面２６から浮いた状態でベース
２５の表面に平行に配置される。

【００７２】回路基板４０を収容した枠弾性部材１０２
の上には、蓋弾性部材１０６が載せられる。蓋弾性部材
１０６は板状に構成され、枠弾性部材１０２の弾接部１
０５に相当する位置には、円錐形状の弾接部１０７が先
端を下に向けて設けられている。蓋弾性部材１０６を枠
弾性部材１０２の上に載せたとき、蓋弾性部材１０６に
設けた弾接部１０７の先端は、回路基板４０の表面に接
触して、回路基板４０を表面側から支持する。

【００７３】換言すれば、回路基板４０は、その角部分
が弾接部１０２，１０７により表裏面から支持される。
なお、弾接部１０２，１０７は、円錐台形状、角錐形状
等であっても良い。このように、弾接部１０２，１０７
の先端部分の面積を小さく構成することにより、回路基
板４０を柔軟に支持して回路基板４０に伝わる振動周波
数を格段に低くすることができる。

【００７４】また回路基板４０の端子パターン４９にパ
ターン接続部１０９を接続したフレキシブル配線板１０
８は、枠弾性部材１０２と蓋弾性部材１０６に挟まれて
引出され、ピン接続部１１０が端子ピン２８に接続され
る。これにより、外部から衝撃が加わってもフレキシブ
ル配線板１０８の振動は押さえられ、回路基板４０を叩
くことはなくなる。

【００７５】フレキシブル配線板１０８を端子ピン２８
に接続した後、ベース２５の上には、天井の低いキャッ
プ１１１が被せられ、鍔１１２がベース２５の鍔２９と
溶接されて気密封止される。このとき、枠弾性部材１０
２と蓋弾性部材１０６は、ベース２５の上面２６とキャ
ップ１１１の内天面１１１ａの間に挟まれた状態にな
る。これにより、回路基板４０はベース２５の上面２６
に対し水平に保持され、また、ベース２５の上面２６に
対し枠弾性部材１０２が固定される。

【００７６】この構成によれば、物理量センサ装置の高
さを低く構成することができる。また、回路基板４０を
ベース２５の表面に容易に平行な配置とすることがで
き、物理量センサ１の検知軸を正確に水平保持できると
共に、検知軸の方向は、図２１に示した如く、用途に合
わせて、９０度検知方向の異なるＸ軸又はＹ軸の何れで
も選択することができる。

【００７７】また、検知軸の変更ができないときには、
キャップ１１１を被せる前に回路基板４０を支持した枠
弾性部材１０２をベース２５に対して９０度回転して設
置することにより、物理量センサ１の電気的条件を変え
ることなく検知軸の向きを変更することができる。この
ときには、フレキシブル配線板として、端子パターン４
９と端子ピン２８間の接続が容易なように、直角に折れ
曲る形態が選ばれる。

【００７８】上述の実施形態例では、何れも、ベース及
びキャップを金属で構成したが、金属の代わりにプラス
チックで構成しても良い。この場合には、端子ピンの周
りを除き、ベース及びキャップの外表面に金属メッキを
施し、又は、金属箔を貼付して静電シールドをする。ま
た、ベース２５には、端子ピン２８を貫通し下面から突
出して設けているが、この突出部分を切取り下面と面一
に構成しても良い。これにより、利用機器の回路基板に
対し物理量センサ装置の面実装が可能になる。

【００７９】更に、上述の実施形態例に於いて、回路基
板４０とベース２５の端子ピン２８を接続するリード部
材は、可撓性の性質を備えていれば、リード線、フレキ
シブル配線基板の何れでも良く、フレキシブル配線基板
の形態も物理量センサ装置を構成するときの利便性によ
り選択される。

【００８０】

【発明の効果】請求項１の物理量センサ装置によれば、
ケース内部に於いて、弾性部材の弾接部により回路基板
を先細の先端部分で支持するので、外部からケースを介
して回路基板に加わる振動や衝撃を著しく減衰すること
ができ、また、外部からパッケージを介して回路基板に
加わる振動や衝撃の周波数を物理量センサに於ける振動
周波数よりも格段に低く押さえることができ、この結
果、物理量センサの出力特性が安定したものとなる。

【００８１】請求項２の物理量センサ装置によれば、キ
ャップに第二胴部を設けたので、回路基板を確実に垂直
保持することができ、また、ケース内に回路基板を封止
した後には、外部から衝撃が加わっても、回路基板の垂
直姿勢を維持することができる。これにより、物理量セ
ンサの検知軸の方位を正確に定め且つ検知軸を安定して
維持することができる。

【００８２】請求項３の物理量センサ装置によれば、弾
性部材に曲面部を設けたので、ケース内に回路基板を封
入するとき、曲面部がガイド面として働き、弾性部材は
第二胴部の中に容易に進入するので、ベースとキャップ
による封止作業が容易となる。

【００８３】請求項４の物理量センサ装置によれば、ベ
ースの端子ピンと回路基板の端子パターン間の接続に可
撓性のリード部材を用いるので、リード部材を介して外
部から回路基板に振動が伝わることは殆どない。従っ
て、回路基板に伝わる振動の減衰は弾性部材に設けた弾
接部の弾力により支配的に決めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る物理量センサ装置の第１実施形態
例を示す分解斜視図である。

【図２】図１の物理量センサ装置に用いる弾性部材の実
施形態例を示す一部断面拡大斜視図である。

【図３】本発明に係る物理量センサ装置の正面断面図
で、図４の一点鎖線Ａ−Ａで示す位置に於いて矢印方向
を見た拡大断面図である。

【図４】本発明に係る物理量センサ装置の側面断面図
で、図３の一点鎖線Ｂ−Ｂで示す位置に於いて矢印方向
を見た拡大断面図である。

【図５】本発明に係る物理量センサ装置の第２実施形態
例を示す分解斜視図である。

【図６】本発明に係る物理量センサ装置の正面断面図
で、図７の一点鎖線Ｃ−Ｃで示す位置に於いて矢印方向
を見た拡大断面図である。

【図７】本発明に係る物理量センサ装置の側面断面図
で、図６の一点鎖線Ｄ−Ｄで示す位置に於いて矢印方向
を見た拡大断面図である。

【図８】図５及び図６に示すフレキシブル配線板の実施
形態例を示す平面図である。

【図９】本発明に係る物理量センサ装置のキャップを除
いた第３実施形態例を示す斜視図である。

【図１０】図９に示す第３実施形態例で用いる弾性部材
の一部断面拡大側面図である。

【図１１】図１０の一点鎖線Ｅ−Ｅの位置に於いて矢印
方向を見た拡大断面図である。

【図１２】本発明に係る物理量センサ装置の第３実施形
態例を示す正面断面図である。

【図１３】図９及び図１２に示すフレキシブル配線板の
実施形態例を示す平面図である。

【図１４】図９に示す第３実施形態例の変形を示す斜視
図である。

【図１５】本発明の物理量センサ装置に用いる弾性部材
の他の実施形態例を示す斜視図で、ベースに載置した形
態を示す。

【図１６】図１２に示す第３実施形態例の変形を示す正
面断面図である。

【図１７】図６に示す第２実施形態例の変形を示す正面
拡大断面図である。

【図１８】本発明に係る物理量センサ装置の他の組立手
順を示す説明図である。

【図１９】本発明に係る物理量センサ装置の第４実施形
態例を示す分解斜視図である。

【図２０】本発明に係る物理量センサ装置の第４実施形
態例を示す拡大正面断面図である。

【図２１】従来の物理量センサの内部構成を示す平面図
である。

【図２２】図２１の物理量センサの断面図で、図２１の
一点鎖線Ｆ−Ｆの位置に於いて矢印方向を見た断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 物理量センサ ２ 振動体 ２５ ベース ２６ 上面 ２８ 端子ピン ２９，３２，１１２ 鍔 ３０，９６，１０１，１１１ キャップ ３９ａ，９８ａ,１１１ａ 内天面 ３３，９８ 第二胴部 ３４，９７ 第一胴部 ３９ 天井 ４０ 回路基板 ４１，５１ 弾性部材 ４２ 凹室部 ４３，４４，４５,５７，５８，５９，７４，７５，９
２，９３，１０５，１０７ 弾接部 ４６ 平坦面 ４７，５５，７２，１００ 曲面部 ４８ リード部材 ４９ 端子パターン ５２ 上弾性部 ５３ 下弾性部 ５５ 連結部 ５６，７３ 基板挿入溝 ６１，７８，８７，１０８ フレキシブル配線板 ７０，９９ 上弾性部材 ７１，８８ 下弾性部材 ８５ 右弾性部材 ８６ 左弾性部材 ８９ 支持台 ９０ 台座 ９１ 嵌合溝 １０２ 枠弾性部材 １０４ 長孔 １０６ 蓋弾性部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャップと、接続端子を有するベースと
   からなるケースを備え、該ケースの内部に弾性部材を介
   して物理量センサが実装された回路基板を保持すると共
   に、前記回路基板に設けた端子パターンと前記接続端子
   を電気的に接続した物理量センサ装置に於いて、前記弾
   性部材には、先端を細く形成した複数の弾接部を設け、
   該弾接部の先端で前記回路基板を支持することを特徴と
   する物理量センサ装置。
2. 【請求項２】 前記キャップは、前記ベースが嵌合され
   る第一胴部と、該第一胴部と連続して形成されと共に、
   前記第一胴部よりも細く絞られた第二胴部とを備え、該
   第二胴部の内部に前記弾性部材の上側部分を挿入して係
   止し、前記ベースと所定の角度を保って前記回路基板を
   前記キャップ内に保持することを特徴とする請求項１に
   記載の物理量センサ装置。
3. 【請求項３】 前記弾性部材には、前記キャップに挿
   入する部位の外形を丸めて曲面部を設けたことを特徴と
   する請求項１又は請求項２に記載の物理量センサ装置。
4. 【請求項４】 前記端子パターンと前記接続端子の間を
   可撓性のリード部材で接続したことを特徴とする請求項
   １乃至請求項３の何れか１つに記載の物理量センサ装
   置。