JP2009008512A - 加速度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 構造が単純で製造が容易であり、かつ小型で加速度の検出感度が高い加速度センサを提供する。
【解決手段】 枠部１ａおよびこの枠部１ａの厚み方向の中央付近の一部から枠部１ａの内側へ延びた板状の振動部１ｂからなる支持材１と、この支持材１の振動部１ｂの上下面にそれぞれ取り付けられた、圧電基板の上下面に電荷検出電極を有する第１および第２の圧電素子３，４と、下面が支持材１の枠部１ａの上面に接合された第１の蓋材７と、上面が支持材１の枠部１ａの下面に接合された第２の蓋材８とを具備する加速度センサ10である。第１の圧電素子３と第１の蓋材７との間隔、および第２の圧電素子４と第２の蓋材８との間隔を容易に設定できるので、その間隔を小さく設定することが容易となり、小型の加速度センサ10とすることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は加速度センサに関し、特に構造が単純で容易に製造でき、かつ小型で加速度の検出感度が高い加速度センサに関するものである。

従来から、ハードディスクドライブ等の電子機器に外部から加わる衝撃の検出などの用途に加速度センサが用いられている。この加速度センサとしては、短冊状の圧電基板を貼り合わせて両主面に電荷検出電極を配置した圧電振動素子の長手方向における一方の端部を支持部材によって支持した片端支持構造のものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

圧電振動素子を用いる加速度センサにおいては、作用した加速度によって圧電振動素子が撓むことにより圧電基板に歪みが生じ、圧電効果によって発生した電荷を両主面の電荷検出電極によって取り出すことにより加速度を検出する。このため、前述した圧電振動素子の長手方向における一方の端部を支持する片端支持構造の加速度センサによれば、圧電振動素子の長手方向における両端を支持した両端支持構造の加速度センサと比較して作用した加速度による圧電振動素子の撓みが大きくなるため、より高い加速度の検出感度を得ることが可能となる。
特開2005−315847号公報

しかしながら、特許文献１にて提案された加速度センサにおいては、１つの面が開口した箱状のケースの開口部に、貫通孔を有した固定枠を設置し、その貫通孔に圧電振動素子を挿入して位置を合わせて固定した構造であることから、いくつかの問題点を有していた。

１つ目は小型化が困難であるという問題点である。箱状のケースの一面の開口部に設けられた固定枠の貫通孔に圧電振動素子を挿入した構造であることにより、圧電振動素子を正確に真直ぐ挿入することが困難であるため、組立て時に貫通孔に挿入した圧電振動素子とケースの内壁面との間隔を正確に把握できず、圧電振動素子とケースの内壁面との間隔を狭く設定することができないために小型化が困難であった。

２つ目は構造が複雑で製造が難しいという問題点である。一面が開口した箱状のケースや、それに設置する貫通孔を有した固定枠など、複雑な形状の部品を多数用いて組み立てる複雑な構造であったことから、製造が難しいという問題点があった。

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、構造が単純で製造が容易であり、かつ小型で加速度の検出感度が高い加速度センサを提供することにある。

本発明の加速度センサは、枠部および該枠部の厚み方向の中央付近の一部から前記枠部の内側へ延びた板状の振動部からなる支持材と、該支持材の前記振動部の上下面にそれぞれ取り付けられた、圧電基板の上下面に電荷検出電極を有する第１および第２の圧電素子と、前記第１の圧電素子の上面の前記枠部側に上面を前記枠部の上面と面一にして取り付けられた第１の保持材と、前記第２の圧電素子の下面の前記枠部側に下面を前記枠部の下面と面一にして取り付けられた第２の保持材と、下面が前記支持材の前記枠部の上面および前記第１の保持材の上面に接合された第１の蓋材と、上面が前記支持材の前記枠部の下面および前記第２の保持材の下面に接合された第２の蓋材とを具備することを特徴とするものである。

また、本発明の加速度センサは、上記構成において、前記支持材の前記枠部は、前記支持材の前記振動部に接合された、前記振動部と同じ厚みの支持枠部と、該支持枠部の上下面に位置する第１および第２の補助枠部とからなることを特徴とするものである。

また、本発明の加速度センサは、支持枠部および該支持枠部の一部から前記支持枠部の内側へ延びた前記支持枠部と同じ厚みの板状の振動部からなる支持材と、該支持材の前記振動部の上下面にそれぞれ取り付けられた、圧電基板の上下面に電荷検出電極を有する第１および第２の圧電素子と、前記第１の圧電素子の上面の前記支持枠部側に取り付けられた第１の保持材と、前記第２の圧電素子の下面の前記支持枠部側に取り付けられた第２の保持材と、下面が前記支持枠部の上面に接合されており、前記第１の圧電素子と対向する部分に凹部が設けられ、該凹部内の下面が前記第１の保持材の上面に接合された第１のケース材と、上面が前記支持枠部の下面に接合されており、前記第２の圧電素子と対向する部分に凹部が設けられ、該凹部内の上面が前記第２の保持材の下面に接合された第２のケース材とを具備することを特徴とするものである。

また、本発明の加速度センサは、上記構成において、前記第１のケース材は、下面が前記支持枠部の上面に接合された第１の補助枠部と、該第１の補助枠部の上面に接合された第１の蓋材とからなることを特徴とするものである。

また、本発明の加速度センサは、上記構成において、前記第２のケース材は、上面が前記支持枠部の下面に接合された第２の補助枠部と、該第２の補助枠部の下面に接合された第２の蓋材とからなることを特徴とするものである。

また、本発明の加速度センサは、枠部および該枠部の厚み方向の下側の一部から前記枠部の内側へ延びた板状の振動部からなる支持材と、該支持材の前記振動部の上下面にそれぞれ取り付けられた、圧電基板の上下面に電荷検出電極を有する第１および第２の圧電素子と、前記第１の圧電素子の上面の前記枠部側に上面を前記枠部の上面と面一にして取り付けられた第１の保持材と、前記第２の圧電素子の下面の前記枠部側に取り付けられた第２の保持材と、下面が前記支持材の前記枠部の上面および前記第１の保持材の上面に接合された蓋材と、上面が前記支持材の前記枠部の下面に接合されており、前記第２の圧電素子と対向する部分に凹部が設けられ、該凹部内の上面が前記第２の保持材の下面に接合されたケース材とを具備することを特徴とするものである。

また、本発明の加速度センサは、上記構成において、前記支持材の前記枠部は、前記振動部に接合された該振動部と同じ厚みの支持枠部と、該支持枠部の上面に接合された第１の補助枠部とからなることを特徴とするものである。

また、本発明の加速度センサは、上記構成において、前記ケース材は、下面が前記支持材の前記枠部の下面に接合された第２の補助枠部と、該第２の補助枠部の下面に接合された第２の蓋材とからなることを特徴とするものである。

本発明の加速度センサによれば、枠部およびこの枠部の厚み方向の中央付近の一部から枠部の内側へ延びた板状の振動部からなる支持材と、支持材の前記振動部の上下面にそれぞれ取り付けられた、圧電基板の上下面に電荷検出電極を有する第１および第２の圧電素子と、第１の圧電素子の上面の枠部側に上面を枠部の上面と面一にして取り付けられた第１の保持材と、第２の圧電基板の下面の枠部側に下面を枠部の下面と面一にして取り付けられた第２の保持材と、下面が支持材の枠部の上面および第１の保持材の上面に接合された第１の蓋材と、上面が支持材の枠部の下面および第２の保持材の下面に接合された第２の蓋材とを具備することから、第１の圧電素子と第１の蓋材との間隔が第１の圧電素子の厚みと支持材の振動部の上面から枠部の上面までの高さとの差で決定されるので、その間隔を小さく設定することが容易となる。また、第２の圧電素子と第２の蓋材との間隔についても、第２の圧電素子の厚みと支持材の振動部の下面から枠部の下面までの高さとの差で決定されるので、その間隔を小さく設定することが容易となる。

また、本発明の加速度センサによれば、支持材の枠部は、支持材の振動部に接合された、振動部と同じ厚みの支持枠部と、この支持枠部の上下面に位置する第１および第２の補助枠部とからなるときには、支持材の振動部の上面から枠部の上面までの高さは第１の補助枠部の厚み設定で決定されるので、第１の圧電素子と第１の蓋材との間隔を小さく設定することが容易となる。また、支持材の振動部の下面から枠部の下面までの高さについても、第２の補助枠部の厚み設定で決定されるので、第２の圧電素子と第２の蓋材との間隔を小さく設定することが容易となる。

また、本発明の加速度センサによれば、支持枠部およびこの支持枠部の一部から支持枠部の内側へ延びた支持枠部と同じ厚みの板状の振動部からなる支持材と、支持材の振動部の上下面にそれぞれ取り付けられた、圧電基板の上下面に電荷検出電極を有する第１および第２の圧電素子と、第１の圧電素子の上面の支持枠部側に取り付けられた第１の保持材と、第２の圧電素子の下面の支持枠部側に取り付けられた第２の保持材と、下面が支持枠部の上面に接合されており、第１の圧電素子と対向する部分に凹部が設けられ、この凹部内の下面が第１の保持材の上面に接合された第１のケース材と、上面が支持枠部の下面に接合されており、第２の圧電素子と対向する部分に凹部が設けられ、この凹部内の上面が第２の保持材の下面に接合された第２のケース材とを具備することから、第１の圧電素子と第１のケース材の凹部内の下面との間隔が第１の圧電素子の厚みと第１のケース材の凹部の深さとの差で決定されるので、その間隔を小さく設定することが容易となる。また、第２の圧電素子と第２のケース材の凹部内の上面との間隔についても、第２の圧電素子の厚みと第２のケース材の凹部の深さとの差で決定されるので、その間隔を小さく設定することが容易となる。

また、本発明の加速度センサによれば、第１のケース材は、下面が支持枠部の上面に接合された第１の補助枠部と、この第１の補助枠部の上面に接合された第１の蓋材とからなるときには、第１のケース材の凹部の深さは第１の補助枠部の厚みの設定で決定されるので、第１の補助枠部の厚みを適切に設定することによって第１の圧電素子と第１のケース材の凹部内の下面との間隔を小さく設定することが容易となる。

また、本発明の加速度センサによれば、第２のケース材は、上面が支持枠部の下面に接合された第２の補助枠部と、この第２の補助枠部の下面に接合された第２の蓋材とからなるときには、第２のケース材の凹部の深さは第２の補助枠部の厚みの設定で決定されるので、第２の補助枠部の厚みを適切に設定することによって第２の圧電素子と第２のケース材の凹部内の上面との間隔を小さく設定することが容易となる。

また、本発明の加速度センサによれば、枠部およびこの枠部の厚み方向の下側の一部から枠部の内側へ延びた板状の振動部からなる支持材と、支持材の振動部の上下面にそれぞれ取り付けられた、圧電基板の上下面に電荷検出電極を有する第１および第２の圧電素子と、第１の圧電素子の上面の枠部側に上面を枠部の上面と面一にして取り付けられた第１の保持材と、第２の圧電素子の下面の枠部側に取り付けられた第２の保持材と、下面が支持材の枠部の上面および第１の保持材の上面に接合された蓋材と、上面が支持材の枠部の下面に接合されており、第２の圧電素子と対向する部分に凹部が設けられ、この凹部内の上面が第２の保持材の下面に接合されたケース材とを具備することから、第１の圧電素子と蓋材との間隔が第１の圧電素子の厚みと支持材の振動部の上面から枠部の上面までの高さとの差で決定されるので、その間隔を小さく設定することが容易となる。また、第２の圧電素子と第２のケース材の凹部内の上面との間隔については、第２の圧電素子の厚みとケース材の凹部の深さとの差で決定されるので、その間隔を小さく設定することが容易となる。

また、本発明の加速度センサによれば、支持材の枠部は、振動部に接合された振動部と同じ厚みの支持枠部と、この支持枠部の上面に接合された第１の補助枠部とからなるときには、支持材の振動部の上面から枠部の上面までの高さは第１の補助枠部の厚みの設定で決定されるので、第１の補助枠部の厚みを適切に設定することによって第１の圧電素子と蓋材との間隔を小さく設定することが容易となる。

また、本発明の加速度センサによれば、ケース材は、下面が支持材の枠部の下面に接合された第２の補助枠部と、この第２の補助枠部の下面に接合された第２の蓋材とからなるときには、ケース材の凹部の深さは第２の補助枠部の厚みの設定で決定されるので、第２の補助枠部の厚みを適切に設定することによって第２の圧電素子とケース材の凹部内の上面との間隔を小さく設定することが容易となる。

以下に、本発明の加速度センサについて添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

（実施の形態の第１の例）
図１は本発明の加速度センサの実施の形態の第１の例を示す外観斜視図であり、図２は図１に示す加速度センサ10のＡ−Ａ’線断面図である。これらの図に示す加速度センサ10は、基本的な構成として、支持材１と、第１および第２の圧電素子３，４と、第１および第２の保持材５，６と、第１および第２の蓋材７，８とを具備した構成となっている。

支持材１は、枠部１ａおよびこの枠部１ａの厚み方向の中央付近の一部から枠部１ａの内側へ延びた板状の振動部１ｂから構成される。支持材１の振動部１ｂの上面から枠部１ａの上面まで、および支持材１の振動部１ｂの下面から枠部１ａの下面までそれぞれ所定の高さが設定されている。材料としては、例えばガラス布基材にエポキシ樹脂等の樹脂を含浸させたものが用いられる。

第１の圧電素子３は、支持材１の振動部１ｂの上面に取り付けられており、圧電基板３ａの上下面に電荷検出電極３ｂ，３ｃを有している。また、第２の圧電素子４は、支持材１の振動部１ｂの下面に取り付けられており、圧電基板４ａの上下面に電荷検出電極４ｂ，４ｃを有している。このような圧電基板３ａ，４ａは、本例においては矩形状の板材であり、材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛，チタン酸鉛等の圧電セラミック材料が用いられ、厚み方向に分極された厚み振動素子となっている。

図３は図１に示した加速度センサの支持材１を上方から見た図である。図３に示すように、振動部１ｂと枠部１ａとの間には例えば0.05〜0.2ｍｍの間隔が設けられている。なお、第１および第２の圧電素子３，４と枠部１ａとの間にも同等の間隔が設けられる。

第１の保持材５は、第１の圧電素子３の上面の枠部１ａ側に上面を枠部１ａの上面と面一にして取り付けられている。また、第２の保持材６は、第２の圧電素子４の下面の枠部１ａ側に下面を枠部１ａの下面と面一にして取り付けられている。このような第１および第２の保持材５，６は、本例においては、厚みが60〜120μｍ程度に設定されており、材料としては、例えば樹脂中に金属粒子を分散させてなる導電性の樹脂材料が用いられる。

第１の蓋材７は、下面が支持材１の枠部１ａの上面および第１の保持材５の上面に接合されている。また、第２の蓋材８は、上面が支持材１の枠部１ａの下面および第２の保持材６の下面に接合されている。このような第１および第２の蓋材７，８は、厚みが0.2〜0.8ｍｍ程度に設定されており、材料としては、例えば各種セラミックスや合成樹脂等の絶縁性材料を用いることができるが、絶縁性・耐湿性・耐熱性等に優れたエポキシ系樹脂を使用することが望ましい。

このような本例の加速度センサ10は、振動部１ｂを挟んで積層された第１および第２の圧電素子３，４が加速度センサ素子となっている。そして、上下方向に衝撃を受けたときには、この第１および第２の圧電素子３，４は、第１の蓋材７の下面によって下方に押さえられている第１の保持材５と第２の蓋材８の上面によって上方に押さえられている第２の保持材６とによって挟持されている部分を支点として積層方向に撓むこととなる。例えば、第１および第２の圧電素子３，４の先端が上方に撓むときには、第１の圧電素子３が平面方向に圧縮されることにより厚み方向には伸びる応力が働き、圧電効果により電荷検出電極３ｂ，３ｃに電荷が発生することとなる。一方、第２の圧電素子４が平面方向に拡張されることにより厚み方向には縮まる応力が働き、圧電効果により電荷検出電極４ｂ，４ｃに電荷が発生することとなる。これら、電荷検出電極３ｂ，３ｃの電荷および電荷検出電極４ｂ，４ｃの電荷を取り出すことにより、受けた衝撃の加速度を検出することができる。

なお、第１および第２の圧電素子３，４が撓むとき、その撓みの大きさの最大値は、第１の圧電素子３と第１の蓋材７との間隔、または第２の圧電素子４と第２の蓋材８との間隔によって決定される。加速度センサ10の小型化を図る場合には、これらの間隔を小さくすればよい。

また、加速度センサ10の両端には外部端子電極11，12が形成されており、外部端子電極11は、第１の蓋材７の下面に形成されている接続導体13を介して第１の保持材５に接続し、第２の蓋材８の上面に形成された接続導体14を介して第２の保持材６に接続している。この構成により、第１の圧電素子３の電荷検出電極３ｂで発生する電荷、および第２の圧電素子４の電荷検出電極４ｃで発生する電荷は、外部端子電極11から取り出されることとなる。また、外部端子電極12は、支持体１の内部に形成されている接続導体（不図示）により、第１の圧電素子３の電荷検出電極３ｃおよび第２の圧電素子４の電荷検出電極４ｂに接続しており、この構成により、第１の圧電素子３の電荷検出電極３ｃおよび第２の圧電素子４の電荷検出電極４ｂで発生する電荷は、外部端子電極12から取り出されることとなる。

なお、第１の圧電素子３の圧電基板３ａおよび第２の圧電素子４の圧電基板４ａは分極の方向を同一にしており、これにより、それぞれの外部端子電極11，12に移動する電荷は打ち消しあうことなく量が倍増することとなるので、本例の加速度センサ10は加速度に対する電荷の検出が高感度なものとなっている。

そして、以上のような本発明の加速度センサ10によれば、第１の圧電素子３と第１の蓋材７との間隔が第１の圧電素子３の厚みと支持材１の振動部１ｂの上面から枠部１ａの上面までの高さとの差で決定されるので、その間隔を小さく設定することが容易となる。また、第２の圧電素子４と第２の蓋材８との間隔についても、第２の圧電素子４の厚みと支持材１の振動部１ｂの下面から枠部１ａの下面までの高さとの差で決定されるので、その間隔を小さく設定することが容易となる。従って、本発明の加速度センサ10を小型の加速度センサとすることができる。

図４は、図３に示した支持材１の分解斜視図である。図４に示すように、支持材１の枠部１ａが、支持材１の振動部１ｂに接合された、振動部１ｂと同じ厚みの支持枠部１ｐと、この支持枠部１ｐの上下面に位置する第１および第２の補助枠部15，16とからなるときには、支持材１の振動部１ｂの上面から枠部１ａの上面までの高さは第１の補助枠部15の厚み設定で決定されるので、第１の圧電素子３と第１の蓋材７との間隔を小さく設定することが容易となる。また、支持材１の振動部１ｂの下面から枠部１ａの下面までの高さについても、第２の補助枠部16の厚み設定で決定されるので、第２の圧電素子４と第２の蓋材８との間隔を小さく設定することが容易となる。なお、振動部１ｂは、図４に示すように、支持枠部１ｐの一部から支持枠部１ｐの内側へ延びたものとなっている。

以上の加速度センサ10は、例えば、以下のような方法により作製することができる。

まず、縦横の並びに複数の支持枠部１ｐ−振動領域１ｂの領域を設定したガラス布基材エポキシ樹脂の第１のプリプレグを準備し、それぞれの領域に支持枠部１ｐと振動領域１ｂとの所定の間隔をレーザ光を照射することにより形成しておく。

次に、ガラス布基材エポキシ樹脂のプリプレグに、上記支持枠部１ｐと同じ配置で複数の第１の補助枠部15の領域を設定した第２のプリプレグＡと、同じく上記支持枠部１ｐと同じ配置で複数の第２の補助枠部16の領域を設定した第２のプリプレグＢとをそれぞれ準備し、それぞれの領域が一致して重なるように、第１のプリプレグを挟んで第２のプリプレグＡおよび第２のプリプレグＢを積層して支持体１の集合基板を作製しておく。

次に、チタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電基板３ａの上下面に電荷検出電極３ｂ，３ｃを有する第１の圧電素子３を、支持材１の集合基板のそれぞれの振動部１ｂの上面に貼り付けるとともに、同じくチタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電基板４ａの上下面に電荷検出電極４ｂ，４ｃを有する第２の圧電素子４を、支持材１の集合基板のそれぞれの振動部１ｂの下面に貼り付ける。そして、加熱して接合させることにより支持体１の集合基板に第１の圧電素子３および第２の圧電素子４を取り付ける。

次に、第１の圧電素子３の上面の枠部１ａ側、および第２の圧電素子４の下面の枠部１ａ側にそれぞれ導電性の樹脂ペーストを塗布する。

次に、支持材１の集合基板と同程度の大きさのガラス布基材エポキシ樹脂のプリプレグを準備し、接続導体13，14を形成してから支持材１の集合基板の上下に貼り合わせ、加熱することにより接合させて加速度センサ10の集合体を作製する。

そして、加速度センサ10の集合体を各加速度センサ10の領域の境界で切断し、外部端子電極11，12を形成することにより、本発明の加速度センサ10を作製することができる。

このように、本発明の加速度センサ10は、構造が複雑でないことにより、比較的容易な製造方法での作製が可能である。

（実施の形態の第２の例）
図５は本発明の加速度センサの実施の形態の第２の例を示す外観斜視図であり、図６は図５の加速度センサ30のＢ−Ｂ’線断面図である。これらの図に示す加速度センサ30は、基本的な構成として、支持枠部１ｐと、第１および第２の圧電素子３，４と、第１および第２の保持材５，６と、第１および第２のケース材37，38とを具備した構成となっている。また、本例においては前述した第１の例と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素については同一の符号を用いて重複する説明を省略する。

本例の加速度センサ30は、支持材31が、支持枠部１ｐおよびこの支持枠部１ｐの一部から支持枠部１ｐの内側へ延びた支持枠部１ｐと同じ厚みの板状の振動部１ｂからなっている。また、下面が支持枠部１ｐの上面に接合されており、第１の圧電素子３と対向する部分に凹部が設けられ、この凹部内の下面が第１の保持材５の上面に接合された第１のケース材37を具備し、さらに、上面が支持枠部１ｐの下面に接合されており、第２の圧電素子４と対向する部分に凹部が設けられ、この凹部内の上面が第２の保持材６の下面に接合された第２のケース材38を具備している。

このような本発明の加速度センサ30は、第１の圧電素子３と第１のケース材37の凹部内の下面との間隔が第１の圧電素子３の厚みと第１のケース材37の凹部の深さとの差で決定されるので、その間隔を小さく設定することが容易となる。また、第２の圧電素子４と第２のケース材38の凹部内の上面との間隔についても、第２の圧電素子４の厚みと第２のケース材38の凹部の深さとの差で決定されるので、その間隔を小さく設定することが容易となる。

図７（ａ）は図５に示した加速度センサ30の第１のケース材37の分解斜視図であり、図７（ｂ）は図５に示した加速度センサ30の第２のケース材38の分解斜視図である。図７（ａ）に示すように、第１のケース材37が、下面が支持枠部１ｐの上面に接合された第１の補助枠部15と、この第１の補助枠部15の上面に接合された第１の蓋材７とからなるときには、第１のケース材37の凹部の深さが第１の補助枠部15の厚みの設定で決定されるので、第１の補助枠部15の厚みを適切に設定することによって第１の圧電素子３と第１のケース材37の凹部内の下面との間隔を小さく設定することが容易となる。また、図７（ｂ）に示すように、第２のケース材38が、上面が支持枠部１ｐの下面に接合された第２の補助枠部16と、この第２の補助枠部16の下面に接合された第２の蓋材８とからなるときにも、第２のケース材38の凹部の深さは第２の補助枠部16の厚みの設定で決定されるので、第２の補助枠部16の厚みを適切に設定することによって第２の圧電素子４と第２のケース材38の凹部内の上面との間隔を小さく設定することが容易となる。

（実施の形態の第３の例）
図８は本発明の加速度センサの実施の形態の第３の例を示す外観斜視図であり、図９は図８に示す加速度センサ50のＣ−Ｃ’線断面図である。これらの図に示す加速度センサ50は、基本的な構成として、支持部材51と、第１および第２の圧電素子３，４と、第１および第２の保持材５，６と、蓋材７と、ケース材38とを具備した構成となっている。また、本例においては前述した第１の例と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素については同一の符号を用いて重複する説明を省略する。

本例の加速度センサ50は、支持材51が、枠部51ａおよびこの枠部51ａの厚み方向の下側の一部から枠部51ａの内側へ延びた板状の振動部１ｂからなっている。また、下面が支持材51の枠部51ａの上面および第１の保持材５の上面に接合された蓋材７と、上面が支持材51の枠部51ａの下面に接合されており、第２の圧電素子４と対向する部分に凹部が設けられ、この凹部内の上面が第２の保持材６の下面に接合されたケース材38とを具備している。

なお、第１の保持材５は、第１の圧電素子３の上面の枠部51ａ側に上面を枠部51ａの上面と面一にして取り付けられ、第２の保持材６は、第２の圧電素子４の下面の枠部51ａ側に取り付けられることになる。

このような本発明の加速度センサ50は、第１の圧電素子３と蓋材７との間隔が、第１の圧電素子３の厚みと支持材51の振動部１ｂの上面から枠部51ａの上面までの高さとの差で決定されるので、その間隔を小さく設定することが容易となる。また、第２の圧電素子４と第２のケース材38の凹部内の上面との間隔については、第２の圧電素子４の厚みとケース材38の凹部の深さとの差で決定されるので、その間隔を小さく設定することが容易となる。

図10（ａ）は図８に示した加速度センサ50の蓋材７の分解斜視図であり、図10（ｂ）は図８に示した加速度センサ50のケース材38の分解斜視図である。図10（ａ）に示すように、支持材51の枠部51ａが、振動部１ｂに接合された振動部１ｂと同じ厚みの支持枠部１ｐと、この支持枠部１ｐの上面に接合された第１の補助枠部15とからなるときには、支持材51の振動部１ｂの上面から枠部51ａの上面までの高さは第１の補助枠部15の厚みの設定で決定されるので、第１の補助枠部15の厚みを適切に設定することによって第１の圧電素子３と蓋材７との間隔を小さく設定することが容易となる。また、図10（ｂ）に示すように、ケース材38は、下面が支持材51の枠部51ａの下面に接合された第２の補助枠部16と、この第２の補助枠部16の下面に接合された第２の蓋材８とからなるときには、ケース材38の凹部の深さは第２の補助枠部16の厚みの設定で決定されるので、第２の補助枠部16の厚みを適切に設定することによって第２の圧電素子４とケース材38の凹部内の上面との間隔を小さく設定することが容易となる。

（その他の例）
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良等が可能である。

例えば、上述の実施の形態の例では、支持枠部１ｐおよび振動部１ｂの材料として、ガラス布基材エポキシ樹脂のプリプレグを用い、第１および第２の圧電素子３，４を重ねて加熱することによりこれらを接合しているが、ガラス布基材に含浸させる樹脂としては、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂等の樹脂材料を用いることも可能である。

また、上述の実施の形態の例では、第１の補助枠部15および第２の補助枠部16の材料としてもガラス布基材エポキシ樹脂のプリプレグを用いているが、例えば、ガラス布基材を含まない半硬化状態の樹脂材料を用いることも可能である。

また、上述の実施の形態の例では、第１の蓋材７の下面に接続導体13を形成し、第２の蓋材８の上面に接続導体14を形成し、これらを介して第１および第２の圧電素子３，４の電荷検出電極３ｂ，４ｃと外部端子電極11とを電気的に接続させているが、例えば、接続導体を支持枠部１ｐと第１の補助枠部15との間、および支持枠部１ｐと第２の補助枠部16との間に形成し、これらを介して第１および第２の圧電素子３，４の電荷検出電極と外部端子電極11とを電気的に接続させることも可能である。

本発明の加速度センサ10を以下に示す通りに作製した。

まず、厚みが0.1ｍｍのガラス布基材エポキシ樹脂の第１のプリプレグを準備し、長さが3.2ｍｍ、幅が1.0ｍｍの支持材１の領域を縦横の並びに複数設定した。そして、それぞれの支持材１の領域に、レーザ光を照射することにより、接合部を除く支持枠部１ｐと振動領域１ｂと間に幅が0.05ｍｍの溝を形成した。

次に、長さが2.7ｍｍ、幅が0.5ｍｍ、厚みが0.1ｍｍのチタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電基板３ａ，４ａを準備し、それぞれの上下面にクロム薄膜からなる電荷検出電極３ｂ，３ｃおよび電荷検出電極４ａ，４ｃ形成し、それぞれを厚み方向に分極した。そして、第１の圧電素子３を支持材１の集合基板のそれぞれの振動部１ｂの上面に取り付けるとともに、第２の圧電素子４を支持材１の集合基板のそれぞれの振動部１ｂの下面に取り付けた。

次に、第１の圧電素子３の上面の枠部１ａ側、および第２の圧電素子４の下面の枠部１ａ側にそれぞれ銀粉末を分散させたエポキシ樹脂からなる導電性の樹脂ペーストを塗布した。

次に、第１のプリプレグと同程度の大きさで厚みが0.2ｍｍのガラス布基材エポキシ樹脂を準備し、支持材１と同じ配置で複数の第１の補助枠部15の領域を設定した第２のプリプレグＡと、同じく上記支持枠部１ｐと同じ配置で複数の第２の補助枠部16の領域を設定した第２のプリプレグＢとをそれぞれ準備した。なお、第１の補助枠部15および第２の補助枠部16の内側の空間部は、それぞれの空間に相当する寸法の金型を用いて打ち抜くことにより形成した。そして、第１のプリプレグの上面に、支持材１の領域と第１の補助枠部15の領域とが対応するようにして第２のプリプレグＡを重ね合わせ、第１のプリプレグの下面に、支持材１の領域と第２の補助枠部16の領域とが対応するようにして第２のプリプレグＢを重ね合わせ、しかる後に加熱して集合基板を作製した。なお、このとき、第１の圧電素子３の上面の枠部１ａ側、および第２の圧電素子４の下面の枠部１ａ側に塗布した導電ペーストは圧縮され、第１の保持材５は上面が第１の補助枠部15の上面と面一になり、第２の保持材６は下面が第２の補助枠部16の下面と面一になる。

次に、この集合基板と同程度の大きさで厚みが0.2ｍｍのガラス布基材エポキシ樹脂を準備し、接続導体13，14を形成してから支持材１の集合基板の上下に貼り合わせ、加熱することにより加速度センサ10の集合体を作製した。

そして、加速度センサ10の集合体を各加速度センサ10の領域の境界で切断し、外部端子電極11，12を形成することにより、本発明の加速度センサ10を作製した。

このようにして得られた本発明の加速度センサ10は、長さが3.2ｍｍ、幅が1.0ｍｍ、厚みが0.9ｍｍとした小型で検出感度が良好な加速度センサとすることができた。また、構造が複雑でないことにより、比較的容易な製造方法で作製することができた。

本発明の加速度センサの実施の形態の第１の例を示す外観斜視図である。 図１の加速度センサのＡ−Ａ’線断面図である。 図１の加速度センサの支持材を上方から見た図である。 図３の支持材の分解斜視図である。 本発明の加速度センサの実施の形態の第２の例を示す外観斜視図である。 図５の加速度センサのＢ−Ｂ’線断面図である。 （ａ）は図５の加速度センサの第１のケース材の分解斜視図であり、（ｂ）は図５の加速度センサの第２のケース材の分解斜視図である。 本発明の加速度センサの実施の形態の第３の例を示す外観斜視図である。 図８の加速度センサ50のＣ−Ｃ’線断面図である。 （ａ）は図８の加速度センサの蓋材の分解斜視図であり、（ｂ）は図８の加速度センサのケース材の分解斜視図である。

符号の説明

１，51・・・支持材
１ａ，51ａ・・・枠部
１ｂ・・・振動部
３・・・第１の圧電素子
４・・・第２の圧電素子
５・・・第１の保持部材
６・・・第２の保持部材
７・・・第１の蓋材
８・・・第２の蓋材
10・・・加速度センサ
11，12・・・外部端子電極
13，14・・・接続導体
15・・・第１の補助枠部
16・・・第２の補助枠部
37・・・第１のケース材
38・・・第２のケース材

Claims (8)

1. 枠部および該枠部の厚み方向の中央付近の一部から前記枠部の内側へ延びた板状の振動部からなる支持材と、
   該支持材の前記振動部の上下面にそれぞれ取り付けられた、圧電基板の上下面に電荷検出電極を有する第１および第２の圧電素子と、
   前記第１の圧電素子の上面の前記枠部側に上面を前記枠部の上面と面一にして取り付けられた第１の保持材と、
   前記第２の圧電素子の下面の前記枠部側に下面を前記枠部の下面と面一にして取り付けられた第２の保持材と、
   下面が前記支持材の前記枠部の上面および前記第１の保持材の上面に接合された第１の蓋材と、
   上面が前記支持材の前記枠部の下面および前記第２の保持材の下面に接合された第２の蓋材と
   を具備することを特徴とする加速度センサ。
2. 前記支持材の前記枠部は、前記支持材の前記振動部に接合された、前記振動部と同じ厚みの支持枠部と、該支持枠部の上下面に位置する第１および第２の補助枠部とからなることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
3. 支持枠部および該支持枠部の一部から前記支持枠部の内側へ延びた前記支持枠部と同じ厚みの板状の振動部からなる支持材と、
   該支持材の前記振動部の上下面にそれぞれ取り付けられた、圧電基板の上下面に電荷検出電極を有する第１および第２の圧電素子と、
   前記第１の圧電素子の上面の前記支持枠部側に取り付けられた第１の保持材と、
   前記第２の圧電素子の下面の前記支持枠部側に取り付けられた第２の保持材と、
   下面が前記支持枠部の上面に接合されており、前記第１の圧電素子と対向する部分に凹部が設けられ、該凹部内の下面が前記第１の保持材の上面に接合された第１のケース材と、
   上面が前記支持枠部の下面に接合されており、前記第２の圧電素子と対向する部分に凹部が設けられ、該凹部内の上面が前記第２の保持材の下面に接合された第２のケース材と
   を具備することを特徴とする加速度センサ。
4. 前記第１のケース材は、下面が前記支持枠部の上面に接合された第１の補助枠部と、該第１の補助枠部の上面に接合された第１の蓋材とからなることを特徴とする請求項３に記載の加速度センサ。
5. 前記第２のケース材は、上面が前記支持枠部の下面に接合された第２の補助枠部と、該第２の補助枠部の下面に接合された第２の蓋材とからなることを特徴とする請求項３に記載の加速度センサ。
6. 枠部および該枠部の厚み方向の下側の一部から前記枠部の内側へ延びた板状の振動部からなる支持材と、
   該支持材の前記振動部の上下面にそれぞれ取り付けられた、圧電基板の上下面に電荷検出電極を有する第１および第２の圧電素子と、
   前記第１の圧電素子の上面の前記枠部側に上面を前記枠部の上面と面一にして取り付けられた第１の保持材と、
   前記第２の圧電素子の下面の前記枠部側に取り付けられた第２の保持材と、
   下面が前記支持材の前記枠部の上面および前記第１の保持材の上面に接合された蓋材と、
   上面が前記支持材の前記枠部の下面に接合されており、前記第２の圧電素子と対向する部分に凹部が設けられ、該凹部内の上面が前記第２の保持材の下面に接合されたケース材と
   を具備することを特徴とする加速度センサ。
7. 前記支持材の前記枠部は、前記振動部に接合された該振動部と同じ厚みの支持枠部と、該支持枠部の上面に接合された第１の補助枠部とからなることを特徴とする請求項６に記載の加速度センサ。
8. 前記ケース材は、下面が前記支持材の前記枠部の下面に接合された第２の補助枠部と、該第２の補助枠部の下面に接合された第２の蓋材とからなることを特徴とする請求項６に記載の加速度センサ。

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