JP2009085808A - 加速度センサ及び加速度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加速度センサが搭載される各種機器類の薄型化が継続的に進展し、薄型化された各種機器類に対応する加速度センサが希求されている状況において、加速度センサの低背化が図れていないという課題がある。
【解決手段】ケース部１０とカバー部４０とで形成された空間９０内で、ダイヤフラム部２０及び双音叉振動片３０が、ケース部１０に対し対向するように形成されている。このことから、低背化された加速度センサ１を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイヤフラム部に接合された双音叉振動片を備えた加速度センサ及び加速度測定装置に関する。

従来、所定面内に延びる一対の音叉型振動片（以下、振動腕部と呼ぶ。）と、一対の振動腕部の一方の端部を固定する固定部（以下、基部と呼ぶ。）と、振動腕部の他方の端部に連結された振動系とを備えた加速度計（以下、加速度センサと呼ぶ。）が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この加速度センサは、基部が固定手段によって部材（以下、ケース部と呼ぶ。）に固定されているので、ケース部の略垂直方向が振動腕部の延びる方向（長手方向）になるように、ケース部上に基部と一対の振動腕部と振動系とが順次形成されている。よって、振動腕部の長手方向は加速度センサの長手方向になっている。この加速度センサの検出すべき加速度の方向が長手方向と一致した方向であることから、検出したい加速度の方向と加速度センサの長手方向とを略一致させるように加速度センサを設置し、加速度を測定する。

特開２０００−１８０４６６号公報（３頁、図１）

しかしながら、従来の加速度センサは、ケース部の略垂直方向が振動腕部の長手方向になるように、ケース部上に基部と一対の振動腕部と振動系とが順次形成されていることから、高背の加速度センサとなっている。加速度センサが搭載される各種機器類の薄型化が継続的に進展し、薄型化された各種機器類に対応する加速度センサが希求されている状況において、加速度センサの低背化が図れていないという課題がある。

本発明は、上記の問題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる加速度センサは、底部と、前記底部に形成された凸部と、前記凸部を周状に囲むように前記底部に形成された枠部とを有したケース部と、中央板部と、前記中央板部の外側に形成され、前記中央板部の肉厚より厚い肉厚の保持部と、前記保持部の外側に形成された薄肉部と、前記薄肉部の外側に形成された接合部とを有し、前記接合部が前記凸部に接合されたダイヤフラム部と、２つの基部と、前記２つの基部間に形成された一対の振動腕部とを備え、前記中央板部を跨ぐように、前記２つの基部が前記保持部に接合された双音叉振動片と、前記枠部に接合されたカバー部とを備え、前記ケース部と前記カバー部とで形成された空間内に収容された前記ダイヤフラム部が前記底部に対向するように形成され、前記空間内に収容された前記双音叉振動片が前記ダイヤフラム部に対向するように形成されていることを特徴とする。

［適用例２］上記適用例にかかる加速度センサは、前記一対の振動腕部が前記中央板部の前記底部側及び前記カバー部側の少なくとも一方に位置するように、前記２つの基部が前記保持部の前記底部側及び前記カバー部側の少なくとも一方に接合されていることが好ましい。

このような構成によれば、ケース部とカバー部とで形成された空間内で、ダイヤフラム部及び双音叉振動片が、底部に対し対向するように形成されている。このことから、低背化された加速度センサを実現することが可能である。

ここで、適用例における加速度センサの加速度の検出機構について説明する。加速度により生じる慣性力は、以下に述べるように加速度センサの内部に作用し加速度センサで検出される。加速度センサが加速度を例えばダイヤフラム部に対する上方向に受けるとき、加速度センサは、加速度により生じる慣性力が加速度の方向とは反対方向のダイヤフラム部に対する下方向に働く。ダイヤフラム部では、ダイヤフラム部の薄肉部がケース部の凸部に接合された接合部に直接繋がり、薄い肉厚であることから、慣性力が働くことにより、薄肉部は薄肉部と接合部との接点を支点にして傾く。薄肉部が傾くことで薄肉部に形成された保持部も、薄肉部と接合部との接点を支点にして傾く。保持部が傾くことにより、保持部は変位するとともに保持部の中心点を起点にして回転する。双音叉振動片の２つの基部が接合された保持部の両箇所は、ダイヤフラム部の第１中央板部を挟んだ位置にあることから、一方の箇所が例えば時計回りに回転すれば、他方の箇所は反時計回りに回転する。このように、一方の箇所と他方の箇所とでは、互いに反対方向に回転する。上述の回転により双音叉振動片の２つの基部が接合された保持部の両箇所同士が近づくとき、双音叉振動片には双音叉振動片の振動腕部の振動方向に交差する方向に圧縮力が作用する。また、双音叉振動片の２つの基部が接合された保持部の両箇所同士が遠ざかるとき、双音叉振動片には双音叉振動片の振動腕部の振動方向に交差する方向に引張力が作用する。ここで、双音叉振動片の共振周波数は、双音叉振動片の振動腕部の振動方向に交差する方向に圧縮力が作用したときに減少し、引張力が作用したときに増加することが広く知られている。よって、上述の加速度により生じる慣性力は、ダイヤフラム部を経由して双音叉振動片に作用し、双音叉振動片の共振周波数の変化分（増加または減少）として検出される。

次に、適用例における加速度センサの周囲の圧力の影響について説明する。加速度センサは、ダイヤフラム部の周囲の圧力をダイヤフラム部全体で均等に受けとめている。よって、ダイヤフラム部の周囲の圧力によって、ダイヤフラム部が変形することがないことから、加速度センサは周囲の圧力の影響を受けずに加速度を検出することが可能である。

［適用例３］上記適用例にかかる加速度センサは、対向する前記ダイヤフラム部と前記底部とが平行になるように形成され、対向する前記双音叉振動片と前記ダイヤフラム部とが平行になるように形成されていることが好ましい。

このような構成によれば、ダイヤフラム部と底部とが略平行になるように形成され、双音叉振動片とダイヤフラム部とが平行になるように形成されている。このことから、より低背化された加速度センサを実現することが可能である。

［適用例４］上記適用例にかかる加速度センサは、前記保持部が前記ダイヤフラム部の重心に対し対称位置に形成され、前記双音叉振動片の前記一対の振動腕部が前記ダイヤフラム部の前記重心を貫通する垂線を挟み、且つ、前記中央板部を跨いでいることが好ましい。

このような構成によれば、保持部がダイヤフラム部の重心に対し対称位置に形成され、双音叉振動片の一対の振動腕部がダイヤフラム部の重心を貫通する垂線を通過するように中央板部を跨いでいる。このことにより、加速度により生じる慣性力がダイヤフラム部に働き、ダイヤフラム部の保持部（少なくともこの保持部の両箇所に双音叉振動片の２つの基部が接合されている。）は、互いが反対方向に向かい略同程度に回転する。このことから双音叉振動片には、双音叉振動片の２つの基部から双音叉振動片の振動腕部の振動方向に交差する方向に略均等な圧縮力または引張力が作用する。略均等な圧縮力または引張力が双音叉振動片に作用することから、変化した後の双音叉振動片の共振周波数は安定している。よって、加速度センサは高精度に加速度の検出を行うことが可能である。

［適用例５］上記適用例にかかる加速度センサは、前記空間内が減圧状態となるように形成されていることが好ましい。

このような構成によれば、双音叉振動片は減圧状態の空間内に設置されている。このことにより、双音叉振動片の振動を阻害する空気抵抗を抑えることができ、双音叉振動片の安定した振動特性を得ることが可能になる。よって、加速度センサはより高精度に加速度の検出を行うことが可能である。

［適用例６］上記適用例にかかる加速度センサは、前記ケース部、前記ダイヤフラム部、前記双音叉振動片、及び前記カバー部が同一のカット角でカットされた水晶で形成されていることが好ましい。

このような構成によれば、ケース部、ダイヤフラム部、双音叉振動片及びカバー部は、同一のカット角でカットされた水晶で形成されている。このことにより、ケース部、ダイヤフラム部、双音叉振動片及びカバー部の線膨張係数は等しい。このことから、加速度センサが設置される環境の温度が変化しても、ケース部、ダイヤフラム部、双音叉振動片及びカバー部は、同一の比率で膨張または縮小する。よって、加速度センサの構成部間に生じる歪みを最小にすることが可能である。したがって、加速度センサは環境の温度変化の影響を最小限に抑えて加速度の検出を行うことが可能である。

［適用例７］本適用例にかかる加速度測定装置は、上記記載の加速度センサと、前記空間内に形成された前記加速度センサの少なくとも駆動及び制御を行う機能を有する回路部とを備えていることを特徴とする。

このような構成によれば、加速度測定装置が加速度センサと空間内に加速度センサの少なくとも駆動及び制御を行う機能を有する回路部とを備えていることから、加速度測定装置は加速度の検出から算出までの測定を行うことが可能である。

［適用例８］本適用例にかかる加速度測定装置は、上記記載の加速度センサと、前記空間外に形成された前記加速度センサの少なくとも駆動及び制御を行う機能を有する回路部とを備えていることを特徴とする。

このような構成によれば、加速度測定装置が加速度センサと空間外に加速度センサの少なくとも駆動及び制御を行う機能を有する回路部とを備えていることから、加速度測定装置は加速度の検出から算出までの測定を行うことが可能である。

以下、実施形態を図面に沿って説明する。以下の説明で参照する図は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺が実際とは異なる模式図である。

（第１の実施形態）
図１（ａ）は、第１の実施形態の加速度センサを示す平面図であり、図１（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１（ａ）は、後述のカバー部が取り去られた状態とし、陰になる線は破線で示す。

図１に示すように、加速度センサ１は、ケース部１０、ダイヤフラム部２０、双音叉振動片３０、及びカバー部４０を備えている。ケース部１０、ダイヤフラム部２０、双音叉振動片３０、及びカバー部４０は水晶板を用い、フォトリソグラフィー法及びエッチング法などによって形成されている。なお、水晶板は、水晶の結晶軸のＸ軸回りに所定の角度回転させたＺ’軸方向を厚さ方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を平面方向として切り出されたＺ板である。

ケース部１０とカバー部４０とで形成された空間９０内に収容されたダイヤフラム部２０は、ケース部１０の底部１１に略平行に対向するように形成されている。また、空間９０内に収容された双音叉振動片３０は、ダイヤフラム部２０に略平行に対向するように形成されている。また、ケース部１０は、底部１１と、底部１１に形成された凸部１２と、凸部１２を周状に囲むように形成された枠部１３と、底部１１に形成され、封止された封止孔部６０とを有している。また、ダイヤフラム部２０は、中央板部２４と、中央板部２４の外側に形成され、中央板部２４の肉厚より厚い肉厚の保持部２３と、保持部２３の外側に形成された薄肉部２２と、薄肉部２２の外側に形成された接合部２１とを有している。また、保持部２３は、ダイヤフラム部２０の重心２５に対し対称位置に形成されている。また、双音叉振動片３０は、基部３１と基部３２間に形成された振動腕部３３，３４とを有している。また、基部３１，３２は、保持部２３の底部１１側の箇所２６，２７に接合されている。振動腕部３３，３４は、重心２５を貫通する垂線Ｌを挟み、且つ、中央板部２４を跨いでいる。

ここで、凸部１２とダイヤフラム部２０、及び、ダイヤフラム部２０と双音叉振動片３０とは、エポキシ系の接着剤によって接合されている。また、枠部１３とカバー部４０とは、低融点ガラスなどによって接合されている。また、上述の接合の後に空間９０が減圧され、減圧後にＡｕ−Ｓｎ系の低融点金属を用いた溶融法によって、封止孔部６０は封止される。このことによって封止孔部６０が封止部となり、空間９０は減圧状態が維持される。

図２及び図３を用い、双音叉振動片の電極の構成と振動形態の概略について、双音叉振動片３０を一例として説明する。図２は双音叉振動片の電極の構成を示す概略図である。図３は双音叉振動片の振動形態を示す概略図である。

図２に示すように、双音叉振動片３０の振動腕部３３，３４の表面には、振動腕部３３，３４を励振させるための電極形状の一例としての励振電極７１，７２が形成されている。励振電極７１は、振動腕部３３の中央部分の上面および下面に設けられた電極７７と、振動腕部３３の中央部分の側面に設けられた電極８３，８４と、振動腕部３３の基部３１，３２との接続部に近い部分（励振電極７１の両側の部分。）の上面および下面に設けられた電極７３，７４と、振動腕部３３の基部３１，３２との接続部に近い部分（励振電極７１の両側の部分。）の側面に設けられた電極７９，８０，８１，８２とから構成されている。励振電極７２は、振動腕部３４の中央部分の上面および下面に設けられた電極７８と、振動腕部３４の中央部分の側面に設けられた電極８９，９２と、振動腕部３４の基部３１，３２との接続部に近い部分（励振電極７２の両側の部分。）の上面および下面に設けられた電極７５，７６と、振動腕部３４の基部３１，３２との接続部に近い部分（励振電極７２の両側の部分。）の側面に設けられた電極８５，８６，８７，８８とから構成されている。

図３を参照しながら振動について説明する。先ず、図３（ｂ）に示すように、励振電極７１を構成する電極７３，７４，８３，８４にマイナス（−）電位、電極７７，７９，８０，８１，８２にプラス（＋）電位を印加する。同時に励振電極７２を構成する電極７５，７６，８９，９２にプラス（＋）電位、電極７８，８５，８６，８７，８８にマイナス（−）電位を印加する。このような電位を印加することにより、図３（ａ）で示すように略平行状態であった振動腕部３３，３４が、図３（ｂ）で示すように外側に湾曲するように撓む。

続いて、図３（ｃ）に示すように、それぞれの電極に図３（ｂ）で示す電位とは逆の電位を印加する。即ち、励振電極７１を構成する電極７３，７４，８３，８４にプラス（＋）電位、電極７７，７９，８０，８１，８２にマイナス（−）電位を印加する。同時に励振電極７２を構成する電極７５，７６，８９，９２にマイナス（−）電位、電極７８，８５，８６，８７，８８にプラス（＋）電位を印加する。このような電位を印加することにより、振動腕部３３，３４が、図３（ｃ）で示すように内側に湾曲するように撓む。

上述の図３（ｂ）と図３（ｃ）とに示す状態の電位を繰り返し印加することにより、所定の共振周波数で振動腕部３３，３４がＸ方向に振動することになる。本実施形態では、共振周波数が約４０ＫＨｚとなるように形成された双音叉振動片３０を用いている。

上述のように、所定の共振周波数（約４０ＫＨｚ）で振動する双音叉振動片３０は、振動腕部３３，３４の振動方向に交差する方向（図２に示すＹ軸方向。）に圧縮力が加えられたり、逆に引張力が加えられたりするとその共振周波数は変化する。詳述すれば、双音叉振動片３０は、振動腕部３３，３４の振動方向に交差する方向に圧縮力が作用すると共振周波数が減少し、逆に引張力が作用すると共振周波数が増加する。なお、この共振周波数の変化は、作用する力の大きさと比例関係を有している。

次に、加速度センサ１が受ける加速度により生じる慣性力の加速度センサ１内部への作用について図４に沿って説明する。図４は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面を示し、慣性力の圧力センサ内部への作用の説明図である。

図４に示すように、加速度センサ１が加速度を矢印ａで示す図面上の上方向に受けるとき、加速度センサ１には、加速度により生じる慣性力が矢印ａとは反対方向の矢印Ｆで示す下方向に働く。ダイヤフラム部２０では、ダイヤフラム部２０の薄肉部２２が凸部１２に接合された接合部２１に直接繋がり、薄い肉厚であることから、慣性力が働くことにより、薄肉部２２は薄肉部２２と接合部２１との接点を支点にして傾く。薄肉部２２が傾くことで薄肉部２２に形成された保持部２３も、薄肉部２２と接合部２１との接点を支点にして傾く。保持部２３が傾くことにより、保持部２３は変位するとともに保持部２３の中心点２３ａ，２３ｂを起点として回転する。双音叉振動片３０の基部３１，３２が接合された保持部２３の箇所２６，２７は、ダイヤフラム部２０の中央板部２４を挟んだ位置にあることから、箇所２６は矢印Ｒ１で示す時計回りに、箇所２７は矢印Ｒ２で示す反時計回りに回転するように移動する。

このように、箇所２６と箇所２７とは、互いに反対方向に回転するように移動する。上述の回転により双音叉振動片３０の基部３１，３２が接合された保持部２３の箇所２６，２７同士が遠ざかることから、双音叉振動片３０には双音叉振動片３０の振動腕部３３，３４の振動方向に交差する方向に引張力が作用する。なお、加速度センサ１が図４で示す矢印ａの反対方向に加速度を受けるときは、重力により生じる慣性力、慣性力が作用し生じる回転、及び双音叉振動片３０に作用する力の方向が全て反対方向となる。このことから、双音叉振動片３０には双音叉振動片３０の振動腕部３３，３４の振動方向に交差する方向に圧縮力が作用する。

上述のように引張力または圧縮力が作用することで生じた双音叉振動片３０の共振周波数の変化分から、加速度センサ１は加速度を検出することができる。なお、加速度センサ１の空間９０外の圧力は、ケース部１０及びカバー部４０のみに働き、ダイヤフラム部２０に及ばない。このことから、加速度センサ１は、加速度センサ１の空間９０外の圧力の影響を受けずに加速度を検出することができる。

上述の第１の実施形態では、以下の効果が得られる。
（１）ケース部１０とカバー部４０とで形成された空間９０内で、ダイヤフラム部２０及び双音叉振動片３０が、ケース部１０に対し対向するように形成されている。このことから、低背化された加速度センサ１を実現することができる。

（２）ダイヤフラム部２０と底部１１とが略平行になるように形成され、双音叉振動片３０とダイヤフラム部２０とが略平行になるように形成されている。このことから、より低背化された加速度センサ１を実現することができる。

（３）保持部２３がダイヤフラム部２０の重心２５に対し対称位置に形成され、双音叉振動片３０の振動腕部３３，３４がダイヤフラム部２０の重心２５を貫通する垂線Ｌを通過するように中央板部２４を横切っている。このことにより、加速度により生じる慣性力がダイヤフラム部２０に働き、ダイヤフラム部２０の保持部２３の箇所２６，２７は、互いが反対方向に向かい略同程度に回転する。このことから双音叉振動片３０には、双音叉振動片３０の基部３１，３２から双音叉振動片３０の振動腕部３３，３４の振動方向に交差する方向に略均等な圧縮力または引張力が作用する。略均等な圧縮力または引張力が双音叉振動片３０に作用することから、変化した後の双音叉振動片３０の共振周波数は安定している。よって、加速度センサ１は高精度に加速度の検出を行うことができる。

（４）双音叉振動片３０は減圧状態の空間９０内に設置されている。このことにより、双音叉振動片３０の振動を阻害する空気抵抗を抑えることができ、双音叉振動片３０の安定した振動特性を得ることができる。よって、加速度センサ１はより高精度に加速度の検出を行うことができる。

（５）ケース部１０、ダイヤフラム部２０、双音叉振動片３０及びカバー部４０は、略同一のカット角でカットされた水晶で形成されている。このことにより、ケース部１０、ダイヤフラム部２０、双音叉振動片３０及びカバー部４０の線膨張係数は略等しい。このことから、加速度センサ１が設置される環境の温度が変化しても、ケース部１０、ダイヤフラム部２０、双音叉振動片３０及びカバー部４０は、略同一の比率で膨張または縮小する。よって、加速度センサ１の構成部間に生じる歪みを最小にすることができる。したがって、加速度センサ１は環境の温度変化の影響を最小限に抑えて加速度の検出を行うことができる。

（第２の実施形態）
本実施形態では、上述の実施形態と同じ内容については説明を省き、異なる内容を説明する。図５（ａ）は、第２の実施形態の加速度測定装置を示す平面図であり、図５（ｂ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、図５（ａ）は、カバー部が取り去られた状態とし、陰になる線は破線で示す。図５に示すように、加速度測定装置２は、加速度センサ１と回路部３とを備えている。また、回路部３は、空間９０内のケース部１０に形成され、加速度センサ１の少なくとも駆動及び制御を行う機能を有している。なお、ケース部１０及びダイヤフラム部２０には、図示しない金属配線などの回路パターンが形成されている。

上述の第２の実施形態では、以下の効果が得られる。
（６）加速度測定装置２が加速度センサ１と空間９０内に加速度センサ１の少なくとも駆動及び制御を行う機能を有する回路部３とを備えていることから、加速度測定装置２は加速度の検出から算出までの測定を行うことができる。

（第３の実施形態）
本実施形態では、上述の実施形態と同じ内容については説明を省き、異なる内容を説明する。図６は、第３の実施形態の加速度測定装置を示す断面図である。図６に示すように、加速度測定装置５は、加速度センサ１と回路部３と実装基板４とを備えている。また、回路部３は、加速度センサ１の少なくとも駆動及び制御を行う機能を有している。なお、実装基板４には、図示しない金属配線などの回路パターンが形成されている。

上述の第３の実施形態では、以下の効果が得られる。
（７）加速度測定装置５が加速度センサ１と加速度センサ１の空間９０外に加速度センサ１の少なくとも駆動及び制御を行う機能を有する回路部３とを備えていることから、加速度測定装置５は加速度の検出から算出までの測定を行うことができる。

（比較例）
本比較例では上述の実施形態と比較するため、従来から使用されるひとつの加速度センサについて説明する。ここでは、上述の実施形態と同じ内容については説明を省き、異なる内容を説明する。図７（ａ）は、本比較例の加速度センサを示す平面図であり、図７（ｂ）は、同図（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。図７に示すように、加速度センサ１０１は、ケース部１１０、ダイヤフラム部１２０、及び双音叉振動片１３０を備え、カバー部を備えていない。

ケース部１１０及びダイヤフラム部１２０は空間１９０を形成している。ケース部１１０は、底部１１１と、底部１１１に形成された枠部１１３と、底部１１１に形成された封止孔部１６０とを有し、凸部を有していない。ここで、封止孔部１６０は、封止されている。また、ダイヤフラム部１２０の接合部１２１とケース部１１０の枠部１１３とが低融点ガラスなどによって接合されている。

次に、加速度により生じる慣性力の加速度センサ１０１内部への作用については、上述の実施形態の加速度センサ１における作用の仕方と同様である。しかしながら、加速度センサ１と異なり、加速度センサ１０１は空間１９０外の圧力の影響を受ける。加速度センサ１０１の空間１９０外の圧力の加速度センサ１０１内部への作用について、図８に沿って説明する。図８は、図７（ａ）のＣ−Ｃ線断面を示し、空間外の圧力の加速度センサ内部への作用の説明図である。ここで、空間１９０外の圧力は空間１９０内の圧力より大きい場合とする。

図８に示すように、加速度センサ１０１の空間１９０外の圧力を空間１９０の中心点１９１に向かう矢印Ｐで示す方向に受ける。ダイヤフラム部１２０では、ダイヤフラム部１２０の薄肉部１２２が枠部１１３に接合された接合部１２１に直接繋がり、薄い肉厚であることから、空間１９０外の圧力が働くことにより、薄肉部１２２は薄肉部１２２と接合部１２１との接点を支点にしてケース部１１０側に傾く。薄肉部１２２が傾くことで保持部１２３も傾き、保持部１２３は変位するとともに保持部１２３の中心点１２３ａ，１２３ｂを起点として回転する。保持部１２３の箇所１２６，１２７が、ダイヤフラム部１２０の中央板部１２４を挟んだ位置にあることから、箇所１２６は矢印Ｒ１で示す時計回りに、箇所１２７は矢印Ｒ２で示す反時計回りに回転するように移動する。

このように、箇所１２６，１２７は、互いに反対方向に回転するように移動する。上述の回転により保持部１２３の箇所１２６，１２７同士が遠ざかることから、双音叉振動片１３０には振動腕部１３３，１３４の振動方向に交差する方向に引張力が作用する。なお、空間１９０外の圧力が空間１９０内の圧力より小さい場合については、空間１９０外の圧力が働く方向は、図示しないが矢印Ｐの反対方向となる。よって、双音叉振動片１３０には、振動腕部１３３，１３４（図７参照）の振動方向に交差する方向に圧縮力が作用する。

上述のように、加速度により生じる慣性力だけでなく、加速度センサ１０１の空間１９０外の圧力が働いても、ダイヤフラム部１２０及び双音叉振動片１３０が変形することから、双音叉振動片１３０の共振周波数は変化する。したがって、加速度センサ１０１は、空間１９０外の圧力の影響を受けるため、正確に加速度の検出を行うことができない。

なお、上記実施形態は上述の内容に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲において上述の内容以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、ケース部１０、ダイヤフラム部２０、双音叉振動片３０及びカバー部４０の材料は、一例として酸化亜鉛、タンタル酸リチウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸リチウムなどであってもよい。

また、保持部２３は、中央板部２４の外側に形成された周状の１つの保持部であってもよい。さらに、中央板部２４の外側に形成された３つ以上の保持部であってもよい。

また、双音叉振動片３０は、保持部２３のカバー部４０側に接合されていてもよい。さらに、保持部２３の底部１１側及びカバー部４０側それぞれに双音叉振動片３０が接合されていてもよい。

また、ケース部１０は、図９に示すように、底部１１（狭義には、第１セラミック層）と、第２層１４（狭義には第２セラミック層）と、第３層１５（狭義には第３セラミック層）とを積層させて、図１に示す底部１１と凸部１２と枠部１３とを形成することもできる。さらに、図１及び図９で示すケース部１０とは異なり、底部１１と凸部１２と枠部１３とが一体であってもよい。

また、ケース部１０とダイヤフラム部２０、ダイヤフラム部２０と双音叉振動片３０との接合は、アクリル系、イミド系、ウレタン系、ポリサルフォン系などの接着剤を用いてもよい。

また、ケース部１０とカバー部４０との接合は、低融点ガラスの他、機密性よく接合できる材料を用いて行ってもよい。

また、封止孔部６０の封止は、Ａｕ−Ｇｅ系などの低融点金属を用いてもよい。

また、封止孔部６０は、カバー部４０に形成されていてもよい。

（ａ）は、第１の実施形態の加速度センサを示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 双音叉振動片の電極の構成を示す概略図。 双音叉振動片の振動形態を示す概略図。 図１（ａ）のＡ−Ａ線断面を示し、慣性力の圧力センサ内部への作用の説明図。 （ａ）は、第２の実施形態の加速度測定装置を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 第３の実施形態の加速度測定装置を示す断面図。 （ａ）は、本比較例の加速度センサを示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。 図７（ａ）のＣ−Ｃ線断面を示し、空間外の圧力の加速度センサ内部への作用の説明図。 図１（ａ）のＡ−Ａ線断面を示し、第１の実施形態のケース部１０の異なる構成の説明図。

符号の説明

１…加速度センサ、２…加速度測定装置、３…回路部、１０…ケース部、１１…底部、１２…凸部、１３…枠部、２０…ダイヤフラム部、２１…接合部、２２…薄肉部、２３…保持部、２４…中央板部、２５…重心、３０…双音叉振動片、３１，３２…２つの基部としての基部、３３，３４…一対の振動腕部としての振動腕部、４０…カバー部、９０…空間、Ｌ…垂線。

Claims (8)

1. 底部と、前記底部に形成された凸部と、前記凸部を周状に囲むように前記底部に形成された枠部とを有したケース部と、
   中央板部と、前記中央板部の外側に形成され、前記中央板部の肉厚より厚い肉厚の保持部と、前記保持部の外側に形成された薄肉部と、前記薄肉部の外側に形成された接合部とを有し、前記接合部が前記凸部に接合されたダイヤフラム部と、
   ２つの基部と、前記２つの基部間に形成された一対の振動腕部とを備え、前記中央板部を跨ぐように、前記２つの基部が前記保持部に接合された双音叉振動片と、
   前記枠部に接合されたカバー部とを備え、
   前記ケース部と前記カバー部とで形成された空間内に収容された前記ダイヤフラム部が前記底部に対向するように形成され、
   前記空間内に収容された前記双音叉振動片が前記ダイヤフラム部に対向するように形成されていることを特徴とする加速度センサ。
2. 請求項１に記載の加速度センサにおいて、
   前記一対の振動腕部が前記中央板部の前記底部側及び前記カバー部側の少なくとも一方に位置するように、前記２つの基部が前記保持部の前記底部側及び前記カバー部側の少なくとも一方に接合されていることを特徴とする加速度センサ。
3. 請求項１または請求項２に記載の加速度センサにおいて、
   対向する前記ダイヤフラム部と前記底部とが平行になるように形成され、
   対向する前記双音叉振動片と前記ダイヤフラム部とが平行になるように形成されていることを特徴とする加速度センサ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の加速度センサにおいて、
   前記保持部が前記ダイヤフラム部の重心に対し対称位置に形成され、
   前記双音叉振動片の前記一対の振動腕部が前記ダイヤフラム部の前記重心を貫通する垂線を挟み、且つ、前記中央板部を跨いでいることを特徴とする加速度センサ。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の加速度センサにおいて、
   前記空間内が減圧状態となるように形成されていることを特徴とする加速度センサ。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の加速度センサにおいて、
   前記ケース部、前記ダイヤフラム部、前記双音叉振動片、及び前記カバー部が同一のカット角でカットされた水晶で形成されていることを特徴とする加速度センサ。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の加速度センサと、
   前記空間内に形成された前記加速度センサの少なくとも駆動及び制御を行う機能を有する回路部とを備えていることを特徴とする加速度測定装置。
8. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の加速度センサと、
   前記空間外に形成された前記加速度センサの少なくとも駆動及び制御を行う機能を有する回路部とを備えていることを特徴とする加速度測定装置。

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