JP2010203859A - 力学量検出センサ - Google Patents

Abstract

【課題】広い検出レンジを得ることができると共に、小さな力学量を検出するときの検出精度（分解能）の低下を抑制することができる力学量検出センサを提供すること。
【解決手段】力学量検出センサ１０は、基板２０、錘部３０、検出回路９０、可撓部６０、及び固定部７０を備える。錘部３０は、印加される力学量に応じて基板２０に対して変位可能に支持される。検出回路９０は、錘部３０の変位を検出して力学量を検出する。可撓部６０は、錘部３０に一体に設けられ、基板２０から離間して形成される。固定部７０は、基板２０の所定位置に設けられる。力学量検出センサ１０は、錘部３０が所定量変位したとき、可撓部６０の所定部位Ｐ１が固定部７０に当接する。
【選択図】図３

Description

本発明は、加速度等の力学量を検出する力学量検出センサに関する。

従来から、固定電極と可動電極との間の静電容量変化に基づいて加速度を検出する加速度検出センサが知られている。一の加速度検出センサにおいて、可動電極の変位可能な範囲には限りがあるので、加速度の検出可能範囲（検出レンジ）は限られている。従って、検出レンジを広く取ると、検出精度（分解能）が低下する。

そこで、加速度に応じて可動電極を固定電極に対して変位可能に支持する梁と、梁の所定部位の変位を規制するストッパとを備え、可動電極が所定量変位したとき、梁の所定部位がストッパに当接する加速度検出センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この加速度検出センサは、可動電極が所定量以上変位したとき、梁が所定部位を固定端として撓むので、梁の実質的なバネ定数が大きくなり、可動電極の変位を抑制することができる。従って、検出レンジを広くすることができると共に、低加速度を検出するときの検出精度（分解能）の低下を抑制することができる。

特開２００４−２８６６１５号公報

特許文献１記載の加速度検出センサのように、検出レンジを広くすることができると共に、小さな力学量を検出するときの検出精度（分解能）の低下を抑制することができる発明がこれまでにもなされているが、現在もなお、より優れた力学量検出センサが望まれていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検出レンジを広くすることができると共に、小さな力学量を検出するときの検出精度（分解能）の低下を抑制することができる力学量検出センサを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、基板と、印加される力学量に応じて前記基板に対して変位可能に支持される錘部と、前記錘部の変位を検出して力学量を検出する検出回路とを有する力学量検出センサにおいて、
前記錘部に一体に設けられ、前記基板から離間して形成された可撓部と、
前記基板の所定位置に設けられる固定部とを更に有し、
前記錘部が所定量変位したとき、前記可撓部の所定部位が前記固定部に当接する。

本発明によれば、広い検出レンジを得ることができると共に、小さな力学量を検出するときの検出精度（分解能）の低下を抑制することができる力学量検出センサが得られる。

本発明の力学量検出センサ１０の一実施形態を示す機能ブロック図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１の領域Ｂの拡大図であって、可撓部６０及び固定部７０の構成及び動作を説明するための平面図である。 可撓部６０及び固定部７０の変形例の構成及び動作を説明するための平面図である。 可撓部６０及び固定部７０Ａの構成及び動作を説明するための平面図である。 図１の領域Ｃの拡大図であって、ストッパ部８０の構成及び動作を説明するための平面図である。 ストッパ部８０Ａの構成及び動作を説明するための平面図である。

以下、図面を参照し、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明の力学量検出センサ１０の一実施形態を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。本実施形態において、力学量検出センサ１０は、静電容量型のセンサであって、例えば加速度センサ、角速度センサに適用され、この加速度センサ等はエアバッグ、ＡＢＳ、ＶＳＣ等の制御を行うための車両用センサに適用される。

力学量検出センサ１０は、基板２０、錘部３０、梁部４０、固定電極部５０、可撓部６０、固定部７０、ストッパ部８０、及び検出回路９０を有する。基板２０は、シリコン基板である。力学量検出センサ１０には、基板２０上にシリコン酸化膜（絶縁層）２２を介して活性層（導電層）２４を形成したＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板が用いられる。各部３０〜８０は、導電層２４から形成される。各部３０〜８０の形成方法は、一般的なものであってよく、フォトリソグラフィ技術やエッチング技術等が用いられる方法であってよい。

図１において、フッ酸等を用いたエッチング処理によって酸化膜２２を除去して形成された部分を点模様で示し、酸化膜２２を介して基板２０に固定された部分を網模様で示す。

錘部３０は、基板２０上に浮いた構造となっている。錘部３０は、酸化膜２２を除去して形成される。錘部３０は、基板２０に対して変位可能な可動電極として機能する。錘部３０は、枠部３２、電極基部３４−１、３４−２、及び電極部３６−１、３６−２を一体に形成した構成とされている。

枠部３２は、一部が開口された枠形状であって、枠部３２のＸ１側の内周面には電極基部３４−１がＸ２方向に突設されている。電極基部３４−１には、突設方向（Ｘ２方向）と直交する方向（Ｙ１方向、Ｙ２方向）に複数の電極部３６−１が櫛歯状に形成されている。また、枠部３２のＸ２側の内周面には、電極基部３４−２がＸ１方向に突設されている。電極基部３４−２には、突設方向（Ｘ１方向）と直交する方向（Ｙ１方向、Ｙ２方向）に複数の電極部３６−２が櫛歯状に形成されている。

梁部４０は、基板２０と錘部３０との間に介在し、印加される力学量に応じて錘部３０を基板２０に対して変位可能に支持する。梁部４０は、アンカ部４２、及びアーム部４４を一体的に形成した構成とされている。アンカ部４２は、酸化膜２２を介して基板２０に固定される。アーム部４４は、基板２０上に浮いた構造となっており、錘部３０と同様に、酸化膜２２を除去して形成される。

梁部４０は、その断面形状や長さ及び材料により定まるバネ定数にて弾性変形することが可能である。梁部４０は、アンカ部４２を固定端として、長手方向（Ｙ１−Ｙ２方向）と直交するＸ１−Ｘ２方向に弾性的に撓み可能となっている。これにより、アーム部４４の先端に連結される錘部３０がＸ１−Ｘ２方向に変位可能となっている。

尚、錘部３０は、梁部４０と同様に導電層２４から形成されるので弾性変形可能であるが、梁部４０と比較して肉厚であるので、錘部３０の変形量は無視できるとしてよい。

梁部４０は、図１に示すように、Ｕ字状の折り返し部４６を有してよい。Ｕ字状の折り返し部４６を有することで、梁部４０の長さが長くなり、梁部４０のバネ定数が低くなる。従って、梁部４０の設置スペースが小さくしか取れない場合でも、折り返し部４６を利用することにより、錘部３０の変位量を比較的大きくすることができ、力学量の検出精度を向上することができる。尚、本実施形態の折り返し部４６は、梁部４０毎に１つずつ設けられているが、複数設けられてもよく、設置個数に制限はない。

固定電極部５０は、酸化膜２２を介して基板２０に固定される。固定電極部５０は、配線部５２−１、５２−２、電極基部５４−１、５４−２、及び電極部５６−１、５６−２を有する。

配線部５２−１、５２−２は、Ｙ１−Ｙ２方向に延びて枠部３２に設けられた開口を通過している。Ｘ１側の配線部５２−１には、２つの電極基部５４−１がＸ１方向に突設されている。２つの電極基部５４−１には、それぞれ、内側に向けて（Ｙ１方向又はＹ２方向）に複数の電極部５６−１が櫛歯状に形成されている。また、Ｘ２側の配線部５２−２には、２つの電極基部５４−２がＸ２方向に突設されている。２つの電極基部５６−２には、それぞれ、内側に向けて（Ｙ１方向又はＹ２方向）に複数の電極部５６−２が櫛歯状に形成されている。

電極部５６−１と電極部３６−１とは、間隔Ｄ１にて対向するよう配置される。電極部５６−１と電極部３６−１との間の静電容量Ｃ１は、電極部３６−１のＸ１−Ｘ２方向の変位に応じて変化する。同様に、電極部５６−２と電極部３６−２とは、所定間隔Ｄ２にて対向するよう配置される。電極部５６−２と電極部３６−２との間の静電容量Ｃ２は、電極部３６−２のＸ１−Ｘ２方向の変位に応じて変化する。

次に、基板２０に対してＸ１−Ｘ２方向の加速度が印加された場合の各部３０〜５０の動作について説明する。

基板２０に対してＸ１−Ｘ２方向の加速度が印加されると、梁部４０が弾性的に撓み、錘部３０が加速度に応じてＸ１−Ｘ２方向に変位する。錘部３０のＸ１−Ｘ２方向の変位に応じて、電極部５６−１、５６−２と電極部３６−１、３６−２との間の静電容量Ｃ１、Ｃ２が変化する。

例えば、錘部３０が基板２０に対してＸ１方向に変位すると、電極部３６−１が電極部５６−１に接近する方向に変位するので、電極部３６−１と電極部５６−１との間の静電容量Ｃ１が増加する。また、この場合、電極部３６−２が電極部５６−２から離間する方向に変位するので、電極部３６−２と電極部５６−２との間の静電容量Ｃ２が減少する。

一方、錘部３０が基板２０に対してＸ２方向に変位すると、電極部３６−１が電極部５６−１から離間する方向に変位するので、電極部３６−１と電極部５６−１との間の静電容量Ｃ１が減少する。また、この場合、電極部３６−２が電極部５６−２に接近する方向に変位するので、電極部３６−２と電極部５６−２との間の静電容量Ｃ２が増加する。

検出回路９０は、錘部３０の変位を検出して加速度等の力学量を検出する回路である。検出回路９０は、周知の構成であってよい。検出回路９０は、電極部５６−１、５６−２及び電極部３６−１、３６−２に電気的に接続されており、静電容量Ｃ１、Ｃ２の変化に応じた電気信号に基づいて、錘部３０のＸ１−Ｘ２方向の変位を検出して、加速度等の力学量を検出する。

次に、可撓部６０及び固定部７０について説明する。

図３は、図１の領域Ｂの拡大図であって、可撓部６０及び固定部７０の構成及び動作を説明するための平面図である。図３（Ａ）において、錘部３０がＸ１方向に小さく変位した状態を実線で示し、錘部３０が中立位置にある状態を２点鎖線で示す。また、図３（Ｂ）において、錘部３０がＸ１方向に大きく変位した状態を実線で示し、錘部３０が中立位置にある状態を２点鎖線で示す。

可撓部６０は、錘部３０に一体に設けられ、基板２０から離間して形成される。可撓部６０は、基板２０上に浮いた構造となっており、錘部３０と同様に、酸化膜２２を除去して形成される。

可撓部６０は、錘部３０の変位方向（Ｘ１−Ｘ２方向）と垂直な方向（Ｙ１方向、Ｙ２方向）に延びている。可撓部６０は、その断面形状や長さ及び材料により定まるバネ定数にて弾性変形することが可能である。可撓部６０は、錘部３０との連結部分を固定端として、長手方向（Ｙ１−Ｙ２方向）と直交するＸ１−Ｘ２方向に弾性的に撓み可能となっている。

固定部７０は、基板２０の所定位置に設けられる。固定部７０は、酸化膜２２を介して基板２０の所定位置に固定される。

固定部７０は、錘部３０がＸ１−Ｘ２方向に所定量変位したとき可撓部６０の所定部位Ｐ１が固定部７０に当接するように、配置される。言い換えると、固定部７０は、可撓部６０の所定部位Ｐ１の変位範囲を規定するように配置される。固定部７０は、可撓部６０の所定部位Ｐ１のＸ１方向及びＸ２方向の両方向の変位範囲を規定するように、可撓部６０の両側（Ｘ１側、Ｘ２側）に配置されてよい。

例えば、固定部７０は、Ｘ１側の固定片部７０−１と、Ｘ２側の固定片部７０−２とからなる。Ｘ１側の固定片部７０−１と、Ｘ２側の固定片部７０−２との間には、可撓部６０の先端部分が配置される。固定片部７０−１、７０−２は、可撓部６０の長手方向（Ｙ１−Ｙ２方向）と平行に延びている。尚、本実施形態の固定片部７０−１、７０−２は、可撓部６０の長手方向（Ｙ１−Ｙ２方向）と平行に延びているとしたが、ブロック状（点状）であってもよい。

図３（Ａ）、（Ｂ）に２点鎖線で示すように、錘部３０が中立位置にある状態では、可撓部６０は、固定部７０に触れておらず、固定部７０と離間している。

次に、図３（Ａ）に実線で示すように、錘部３０がＸ１方向に小さく変位すると、可撓部６０がＸ１方向に小さく変位するので、可撓部６０の所定部位Ｐ１がＸ１側の固定片部７０−１に接近する。

次に、図３（Ｂ）に実線で示すように、錘部３０がＸ１方向に大きく変移すると、可撓部６０の所定部位Ｐ１がＸ１側の固定片部７０−１に当接し、Ｘ２方向に押圧される。従って、可撓部６０が錘部３０との連結部分を固定端としてＸ２方向に弾性的に撓むようになる。この状態では、可撓部６０の弾性変形を元に戻そうとする復元力によって、錘部３０が変位方向（Ｘ１方向）と反対向き（Ｘ２方向）に付勢される。

従って、錘部３０の変位が大きいとき、錘部３０の変位を抑制することができる。これにより、広い検出レンジを得ることができると共に、小さな力学量を検出するときの（錘部３０の変位が小さいときの）検出精度（分解能）の低下を抑制することができる。

次に、図３に示す可撓部６０及び固定部７０の変形例について説明する。

図４は、可撓部６０及び固定部７０の変形例の構成及び動作を説明するための平面図である。図４（Ａ）において、錘部３０がＸ１方向に小さく変位した状態を実線で示し、錘部３０が中立位置にある状態を２点鎖線で示す。また、図４（Ｂ）において、錘部３０がＸ１方向に大きく変位した状態を実線で示し、錘部３０が中立位置にある状態を２点鎖線で示す。

図４に示す例では、可撓部６０には、錘部３０の変位方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に延びる突起部６２、６４が形成されている。第１及び第２の突起部６２、６４は、可撓部６０の互いに対向する側面（Ｘ１側面、Ｘ２側面）にそれぞれ突設される。第１及び第２の突起部６２、６４は、基板２０上に浮いた構造となっており、酸化膜２２を除去して形成されている。

一方、固定部７０には、突起部６２、６４を錘部３０の変位方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に移動可能に支持するガイド部７２、７４が形成されている。第１及び第２のガイド部７２、７４は、錘部３０の変位方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に延びる溝部で構成されている。第１のガイド部７２はＸ１側の固定片部７０−１に形成され、第２のガイド部７４はＸ２側の固定片部７０−２に形成されている。

図４（Ａ）、（Ｂ）に２点鎖線で示すように、錘部３０が中立位置にある状態では、可撓部６０は、固定部７０に触れておらず、固定部７０と離間している。また、第１の突起部６２は第１のガイド部７２内に挿入されており、第２の突起部６４は、第２のガイド部７４内に挿入されている。

次に、図４（Ａ）に実線で示すように、錘部３０がＸ１方向に小さく変位すると、可撓部６０がＸ１方向に小さく変位するので、可撓部６０の所定部位Ｐ１がＸ１側の固定片部７０−１に接近する。これに伴い、可撓部３０に形成された突起部６２、６４が固定部７０に形成されたガイド部７２、７４内を移動する。このとき、可撓部６０は、突起部６２、６４及びガイド部７２、７４によって、錘部３０の変位方向（Ｘ１方向）と直交方向（Ｙ１−Ｙ２方向）の移動が規制される。従って、可撓部６０に一体に形成された錘部３０は、加速度の印加方向（Ｘ１−Ｘ２方向）と直交方向の移動が規制され、加速度の印加方向（Ｘ１−Ｘ２方向）の移動が許容される。これにより、力学量（加速度）の検出精度を向上することができる。

次に、図４（Ｂ）に実線で示すように、錘部３０がＸ１方向に大きく変移すると、可撓部６０の所定部位Ｐ１がＸ１側の固定片部７０−１に当接し、Ｘ２方向に押圧される。従って、可撓部６０が錘部３０との連結部分を固定端としてＸ２方向に弾性的に撓むようになる。この状態では、可撓部６０の弾性変形を元に戻そうとする復元力によって、錘部３０が変位方向（Ｘ１方向）と反対向き（Ｘ２方向）に付勢される。

従って、錘部３０の変位が大きいとき、錘部３０の変位を抑制することができる。これにより、広い検出レンジを得ることができると共に、小さな力学量を検出するときの（錘部３０の変位が小さいときの）検出精度（分解能）の低下を抑制することができる。

次に、図３に示す固定部７０の変形例である固定部７０Ａについて説明する。

図５は、可撓部６０及び固定部７０Ａの構成及び動作を説明するための平面図である。図５（Ａ）において、錘部３０がＸ１方向に小さく変位した状態を実線で示し、錘部３０が中立位置にある状態を２点鎖線で示す。また、図５（Ｂ）は、錘部３０がＸ１方向に大きく変位した状態を実線で示し、錘部３０が中立位置にある状態を２点鎖線で示す。

固定部７０Ａは、図３に示す固定部７０と異なり、錘部３０の変位量に応じて可撓部６０の複数の所定部位Ｐ２、Ｐ３が段階的に固定部７０Ａに当接するように、配置される。即ち、固定部７０Ａは、錘部３０の変位量が大きくなるほど可撓部６０の錘部３０に近い部位が固定部７０Ａに当接するように、配置される。

固定部７０Ａは、可撓部６０の所定部位Ｐ２、Ｐ３のＸ１方向及びＸ２方向の両方向の変位範囲を規定するように、可撓部６０の両側（Ｘ１側、Ｘ２側）に配置されてよい。固定部７０Ａは、Ｘ１側の固定片部７０Ａ−１と、Ｘ２側の固定片部７０Ａ−２とからなる。Ｘ１側の固定片部７０Ａ−１と、Ｘ２側の固定片部７０Ａ−２との間には、可撓部６０の先端部分が配置される。固定片部７０Ａ−１、７０Ａ−２は、図５に示すように、階段状に形成される。尚、本実施形態の固定片部７０Ａ−１、７０Ａ−２は、階段状に形成されるとしたが、点群として形成されてもよい。

図５（Ａ）、（Ｂ）に２点鎖線で示すように、錘部３０が中立位置にある状態では、可撓部６０は、固定部７０Ａに触れておらず、可撓部６０の錘部３０から遠い所定部位Ｐ２は、可撓部６０の錘部３０に近い所定部位Ｐ３より固定部７０Ａに接近している。

次に、図５（Ａ）に実線で示すように、錘部３０がＸ１方向に小さく変位すると、可撓部６０の錘部３０から遠い所定部位Ｐ２がＸ１側の固定片部７０Ａ−１に当接し、Ｘ２方向に押圧される。この状態では、可撓部６０の固定端から押圧位置Ｐ２までの長さが比較的長いので、可撓部６０の実質的なバネ定数が比較的小さく、錘部３０が変位方向（Ｘ１方向）と反対向き（Ｘ２方向）に比較的緩やかに付勢される。

次に、図５（Ｂ）に実線で示すように、錘部３０がＸ１方向に大きく変移すると、可撓部６０の錘部３０に近い所定部位Ｐ３がＸ１側の固定片部７０Ａ−１に当接し、Ｘ２方向に押圧される。この状態では、可撓部６０の固定端から押圧位置Ｐ３までの長さが比較的短いので、可撓部６０の実質的なバネ定数が比較的大きく、錘部３０が変位方向（Ｘ１方向）と反対向き（Ｘ２方向）に比較的強く付勢される。

従って、錘部３０の変位量に応じて、錘部３０の変位を抑制する抑制力を段階的に変化させることができる。即ち、錘部３０の変位量が大きくなるほど、錘部３０の変位を抑制する抑制力を段階的に強くすることができる。これにより、検出精度（分解能）を段階的に変化させることができ、検出精度の最適化を図ることができる。

次に、ストッパ部８０について説明する。

図６は、図１の領域Ｃの拡大図であって、ストッパ部８０の構成及び動作を説明するための平面図である。図６（Ａ）において、錘部３０がＸ１方向に小さく変位した状態を実線で示し、錘部３０が中立位置にある状態を２点鎖線で示す。また、図６（Ｂ）において、錘部３０がＸ１方向に大きく変位した状態を実線で示し、錘部３０が中立位置にある状態を２点鎖線で示す。

ストッパ部８０は、基板２０の所定位置に設けられる。ストッパ部８０は、酸化膜２２を介して基板２０の所定位置に固定されている。

ストッパ部８０は、錘部３０が所定量変移したとき梁部４０（アーム部４４）の所定部位Ｑ１がストッパ部８０に当接するように、配置される。言い換えると、ストッパ部８０は、梁部４０（アーム部４４）の所定部位Ｑ１の変位範囲を規定するように配置される。ストッパ部８０は、梁部４０の所定部位Ｑ１のＸ１方向及びＸ２方向の両方向の変位範囲を規定するように、梁部４０の両側（Ｘ１側、Ｘ２側）に配置されてよい。

図６（Ａ）、（Ｂ）に２点鎖線で示すように、錘部３０が中立位置にある状態では、梁部４０の所定部位Ｑ１は、ストッパ部８０に触れておらず、ストッパ部８０と離間している。

図６（Ａ）に実線で示すように、錘部３０がＸ１方向に小さく変位すると、梁部４０がアンカ部４２を固定端としてＸ１方向に撓み、梁部４０の所定部位Ｑ１がＸ１側のストッパ部８０に接近する。

図６（Ｂ）に実線で示すように、錘部３０がＸ１方向に大きく変移すると、梁部４０の所定部位Ｑ１がＸ１側のストッパ部８０に当接し、梁部４０が所定部位Ｑ１を固定端としてＸ１方向に弾性的に撓むようになる。従って、梁部４０の固定端の位置が変わるので、梁部４０の実質的なバネ定数が変化する。即ち、梁部４０の固定端から錘部３０までの長さが短くなるので、梁部４０の実質的なバネ定数が大きくなり、錘部３０が変位方向（Ｘ１方向）と反対向き（Ｘ２方向）に比較的強く付勢される。

従って、錘部３０の変位が大きいとき、錘部３０の変位を抑制することができる。これにより、広い検出レンジを得ることができると共に、小さな力学量を検出するときの（錘部３０の変位が小さいときの）検出精度（分解能）の低下を抑制することができる。

次に、ストッパ部８０の変形例であるストッパ部８０Ａについて説明する。

図７は、ストッパ部８０Ａの構成及び動作を説明するための平面図である。図７（Ａ）において、錘部３０がＸ１方向に小さく変位した状態を実線で示し、錘部３０が中立位置にある状態を２点鎖線で示す。また、図７（Ｂ）において、錘部３０がＸ１方向に大きく変位した状態を実線で示し、錘部３０が中立位置にある状態を２点鎖線で示す。

ストッパ部８０Ａは、図６に示すストッパ部８０と異なり、錘部３０の変位量に応じて梁部４０（アーム部４４）の複数の所定部位Ｑ２、Ｑ３が段階的にストッパ部８０Ａに当接するように、配置される。即ち、ストッパ部８０Ａは、錘部３０の変位量が大きくなるほど梁部４０（アーム部４４）の錘部３０に近い部位がストッパ部８０Ａに当接するように、配置される。

例えば、ストッパ部８０Ａは、複数のストッパ爪部８０Ａ−１、８０Ａ−２から構成される。第１及び第２のストッパ爪部８０Ａ−１、８０Ａ−２は、梁部４０の所定部位Ｑ２、Ｑ３のＸ１方向及びＸ２方向の両方向の変位範囲を規定するように、梁部４０の両側（Ｘ１側、Ｘ２側）に配置されてよい。

図７（Ａ）、（Ｂ）に２点鎖線で示すように、錘部３０が中立位置にある状態では、梁部４０の複数の所定部位Ｑ２、Ｑ３は、ストッパ部８０Ａに触れておらず、梁部４０の錘部３０から遠い所定部位Ｑ２は、梁部４０の錘部３０に近い所定部位Ｑ３よりストッパ部８０Ａに接近している。

次に、図７（Ａ）に実線で示すように、錘部３０がＸ１方向に小さく変位すると、梁部４０の錘部３０から遠い所定部位Ｑ２が第１のストッパ爪部８０Ａ−１に当接する。そうすると、梁部４０が所定部位Ｑ２を固定端としてＸ１方向に弾性的に撓むようになる。この状態では、梁部４０の固定端から錘部３０までの長さが比較的長いので、梁部４０の実質的なバネ定数が比較的小さく、錘部３０が変位方向（Ｘ１方向）と反対向き（Ｘ２方向）に比較的緩やかに付勢される。

次に、図７（Ｂ）に実線で示すように、錘部３０がＸ１方向に大きく変移すると、梁部４０の錘部３０に近い所定部位Ｑ３が第２のストッパ爪部８０Ａ−２に当接する。そうすると、梁部４０が所定部位Ｑ３を固定端としてＸ１方向に弾性的に撓むようになる。この状態では、梁部４０の固定端から錘部３０までの長さが比較的短いので、梁部４０の実質的なバネ定数が比較的大きく、錘部３０が変位方向（Ｘ１方向）と反対向き（Ｘ２方向）に比較的強く付勢される。

従って、錘部３０の変位量に応じて、錘部３０の変位を抑制する抑制力を段階的に変化させることができる。即ち、錘部３０の変位量が大きくなるほど、錘部３０の変位を抑制する抑制力を段階的に強くすることができる。これにより、検出精度（分解能）を段階的に変化させることができ、検出精度の最適化を図ることができる。

以上、本発明の一実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施形態において、力学量検出センサ１０は、静電容量型のセンサであるとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、力学量検出センサは、ピエゾ抵抗型であってもよく、その方式ないし種類に限定はない。

１０ 力学量検出センサ
２０ 基板
３０ 錘部
４０ 梁部
５０ 固定電極部
６０ 可撓部
７０、７０Ａ 固定部
８０、８０Ａ ストッパ部
９０ 検出回路

Claims (1)

1. 基板と、印加される力学量に応じて前記基板に対して変位可能に支持される錘部と、前記錘部の変位を検出して力学量を検出する検出回路とを有する力学量検出センサにおいて、
   前記錘部に一体に設けられ、前記基板から離間して形成された可撓部と、
   前記基板の所定位置に設けられる固定部とを更に有し、
   前記錘部が所定量変位したとき、前記可撓部の所定部位が前記固定部に当接する力学量検出センサ。