JP2012185129A - Sensor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor which facilitates reduction of power consumption and has high sensitivity.SOLUTION: A sensor 1 comprises: a piezoelectric plate 2 which is formed into a plate shape extending in one direction from a base side to a tip side, with the base side being a fixed end and the tip side being a free end; an IDT 3 which is formed on a principal surface 2a of the piezoelectric plate and excites a SAW and propagate it on the principal surface; and a columnar part 4 which is disposed on the principal surface of the piezoelectric plate at the tip side in a protruding manner and tilts by an influence exerted from outside. The piezoelectric plate flexibly deforms in a direction perpendicular to the principal surface as the columnar part tilts.

Description

本発明は、ＳＡＷ（表面弾性波：Surface Acoustic Waves）を利用したセンサに関するものである。   The present invention relates to a sensor using SAW (Surface Acoustic Waves).

現在、センサは用途に応じて様々なものが提供されており、多種多様な使われ方をされている。その１つとして、例えば流速を計測する流速センサが知られており、その中でも熱線式の流速センサ（特許文献１参照）が広く知られている。
このタイプの流速センサは、直径数μｍの金属線を加熱しておき、流速による冷却効果によって金属線の温度が変化した際に、その温度変化に起因する金属線の電気抵抗変化に基づいて流速を計測するものである。例えば、流速が大きい場合には、冷却効果が高くなるので上記電気抵抗値が大きくなる。従って、電気抵抗値の変化をモニタすることで流速を計測することが可能とされている。 Currently, various sensors are provided depending on the application, and are used in various ways. For example, a flow rate sensor that measures a flow rate is known, and among them, a hot-wire flow rate sensor (see Patent Document 1) is widely known.
This type of flow rate sensor heats a metal wire with a diameter of several μm, and when the temperature of the metal wire changes due to the cooling effect due to the flow rate, the flow rate is based on the change in electrical resistance of the metal wire resulting from the temperature change. Is to measure. For example, when the flow rate is large, the cooling effect is increased, and thus the electric resistance value is increased. Therefore, it is possible to measure the flow velocity by monitoring the change in the electric resistance value.

また、より感度の高い熱線式の流速センサとして、金属線によって生じた熱体の温度分布が流速によって変化した際に、その温度分布変化を金属線の両側に配設した温度センサ線で検出し、両温度センサ線の電気抵抗値の差分に基づいて流速を計測するものも知られている。   As a more sensitive hot wire type flow velocity sensor, when the temperature distribution of the heat generated by the metal wire changes due to the flow velocity, the temperature distribution change is detected by the temperature sensor wires arranged on both sides of the metal wire. Also known is a method for measuring a flow velocity based on a difference between electric resistance values of both temperature sensor wires.

更に、熱線式ではなく、流速に応じて変形する毛状構造と、この毛状構造体の変形量を検出するピエゾ等の圧電効果を利用した歪ゲージと、を具備し、歪ゲージによる検出結果に基づいて流速を計測する圧電式の流速センサも知られている。   Furthermore, it is not a heat ray type, but has a hairy structure that deforms according to the flow velocity, and a strain gauge that uses a piezoelectric effect such as piezo that detects the amount of deformation of this hairy structure, and the detection result by the strain gauge Also known is a piezoelectric flow rate sensor that measures the flow rate based on the above.

特開２０００−２０６１３４号公報JP 2000-206134 A 特許第３４３３２２７号公報Japanese Patent No. 3433227

しかしながら、上述した従来のセンサでは、いずれのタイプのものも流速を計測するために金属線や温度センサ線、或いは歪ゲージ等に電力を供給する必要があるので、消費電力の低減化を図ることが難しいものであった。また、低速域の流速をより精度良く計測したい等のニーズに応えるためにも、より一層の高感度化が望まれている。
なお、上記した点は、流速を計測する場合だけに限られるものではなく、加速度等の力学量を計測する場合も同様であり消費電力の低減化及び高感度化が望まれている。 However, in the conventional sensors described above, it is necessary to supply power to a metal wire, a temperature sensor wire, a strain gauge or the like in order to measure the flow velocity of any type, so that power consumption can be reduced. Was difficult. Further, in order to meet the needs such as measuring the flow velocity in the low speed region with higher accuracy, higher sensitivity is desired.
Note that the above points are not limited to the case of measuring the flow velocity, and the same applies to the case of measuring a mechanical quantity such as acceleration, and reduction of power consumption and increase in sensitivity are desired.

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、消費電力の低減化を図り易いうえ、高感度なセンサを提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a highly sensitive sensor that facilitates reduction of power consumption.

本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
（１）本発明に係るセンサは、基端側から先端側に向けて一方向に延びる板状に形成され、基端側が固定端、先端側が自由端とされた圧電板と、前記圧電板の主面上に形成され、ＳＡＷを励振させて主面上を伝播させるＩＤＴと、前記圧電板の主面上における前記先端側に突設され、外部から作用する影響を受けて傾倒する柱状部と、を備え、前記圧電板が、前記柱状部の傾倒に応じて前記主面に直交する方向に向けて撓み変形することを特徴とする。 The present invention provides the following means in order to solve the above problems.
(1) A sensor according to the present invention is formed in a plate shape extending in one direction from the base end side to the tip end side, the base end side being a fixed end, and the tip end side being a free end, and the piezoelectric plate An IDT formed on the main surface and exciting SAW and propagating on the main surface; a columnar portion projecting from the tip side on the main surface of the piezoelectric plate and tilted under the influence of the outside; The piezoelectric plate is bent and deformed in a direction perpendicular to the main surface in accordance with the inclination of the columnar portion.

本発明に係るセンサによれば、柱状部に加速度等の力学量が作用したり、流動気体が接触したりすると、これらの影響を受けて柱状部が押し倒されて傾倒する。するとこの押し倒された力は、自由端とされた圧電板の先端側に伝わり、圧電板の先端側を押し下げ又は押し上げさせる。
具体的には、柱状部が圧電板の基端側に向けて傾倒した場合には、先端側を押し上げさせるような力が柱状部から圧電板に伝わるので、該圧電板は柱状部の突設方向（主面に直交する方向）に向けて捲り上がるように反って撓み変形する。これに対して、柱状部が圧電板の先端側に向けて傾倒した場合には、先端側を押し下げるような力が柱状部から圧電板に伝わるので、該圧電板は上記方向とは逆方向に向けて垂れ下がるように反って撓み変形する。 According to the sensor of the present invention, when a mechanical quantity such as acceleration acts on the columnar portion or the flowing gas comes into contact, the columnar portion is pushed down and tilted under these influences. Then, this pushed-down force is transmitted to the front end side of the piezoelectric plate, which is a free end, and pushes down or pushes up the front end side of the piezoelectric plate.
Specifically, when the columnar part is tilted toward the base end side of the piezoelectric plate, a force that pushes up the distal end side is transmitted from the columnar part to the piezoelectric plate, so that the piezoelectric plate protrudes from the columnar part. It is warped and deformed so as to rise in the direction (direction perpendicular to the main surface). On the other hand, when the columnar part tilts toward the tip side of the piezoelectric plate, a force that pushes down the tip side is transmitted from the columnar part to the piezoelectric plate, so the piezoelectric plate is in a direction opposite to the above direction. It bends and deforms as it hangs down.

そのため、ＩＤＴによって励振され、圧電板の主面上を伝播するＳＡＷ（表面弾性波）の伝播長が変化し、ＳＡＷの伝播特性が変化する。従って、このＳＡＷの伝播特性変化に基づいて加速度等の力学量や流動気体の流速を計測することができる。
特に、片持ち状とされた圧電板の先端側に柱状部が突設されているので、柱状部が僅かに傾倒した場合であっても、圧電板を確実に撓み変形させ易い。従って、微小な加速度や流速等であっても精度良く計測することができ、高感度なセンサとすることができる。
また、ＩＤＴに対して高周波信号を印加するだけでＳＡＷを励振させることが可能であるので、ＳＡＷを発生させるために電力を費やす必要がない。そのため、従来の熱線式や圧電式に比べて消費電力の低減化を図ることができる。 Therefore, the propagation length of the SAW (surface acoustic wave) that is excited by the IDT and propagates on the main surface of the piezoelectric plate changes, and the propagation characteristics of the SAW change. Therefore, based on this SAW propagation characteristic change, it is possible to measure the mechanical quantity such as acceleration and the flow velocity of the flowing gas.
In particular, since the columnar portion protrudes from the tip side of the cantilevered piezoelectric plate, even if the columnar portion is slightly tilted, the piezoelectric plate can be reliably bent and deformed easily. Therefore, even a minute acceleration or flow velocity can be measured with high accuracy, and a highly sensitive sensor can be obtained.
Further, since it is possible to excite the SAW simply by applying a high frequency signal to the IDT, it is not necessary to spend power to generate the SAW. Therefore, power consumption can be reduced as compared with the conventional hot wire type and piezoelectric type.

（２）上記本発明に係るセンサにおいて、前記柱状部が可撓性を有し、根元部を中心として撓み変形可能とされていても良い。 (2) In the sensor according to the present invention, the columnar part may be flexible and bendable and deformable about a root part.

この場合には、柱状部が根元部を中心としてしなやかに撓み変形するので、流動気体が接触した場合等に柱状部を大きく押し倒し易い。従って、圧電板を大きく反らせることができ、ＳＡＷの伝播特性変化を把握し易い。そのため、加速度や流速等をより感度良く計測することができる。   In this case, since the columnar portion flexes and deforms flexibly with the root portion as the center, it is easy to push down the columnar portion greatly when the flowing gas comes into contact. Therefore, the piezoelectric plate can be greatly warped, and it is easy to grasp the SAW propagation characteristic change. Therefore, acceleration, flow velocity, etc. can be measured with higher sensitivity.

（３）上記本発明に係るセンサにおいて、前記柱状部が、円柱状に形成されていると共に根元部よりも先端部の方が拡径していても良い。 (3) In the sensor according to the present invention, the columnar part may be formed in a columnar shape, and the tip part may have a larger diameter than the root part.

この場合には、柱状部が円柱状に形成されているので、例えば流速の計測時、流動気体がどの方向から流れてきても柱状部に対して同様に接触する。そのため、流速をより精度良く計測することができる。また、柱状部の先端部の方が根元部よりも拡径しているので、例えば流速の計測時、柱状部の先端部側に集中的に流動気体を接触させ易い。そのため、柱状部を大きく押し倒すことができる。また、例えば加速度が作用した場合には、拡径した先端部が錘部として機能するので、やはり柱状部を大きく押し倒すことができる。
従って、いずれの場合であっても、圧電板を大きく反らせるように撓み変形させることができ、これによりＳＡＷの伝播特性変化を明確に把握して加速度や流速等をより感度良く計測することができる。 In this case, since the columnar part is formed in a columnar shape, for example, when the flow velocity is measured, the flowing gas comes into contact with the columnar part in any direction from any direction. Therefore, the flow velocity can be measured with higher accuracy. Moreover, since the diameter of the tip part of the columnar part is larger than that of the root part, for example, when measuring the flow velocity, it is easy to make the flowing gas contact intensively on the tip part side of the columnar part. Therefore, the columnar part can be largely pushed down. Further, for example, when acceleration is applied, the enlarged tip portion functions as a weight portion, so that the columnar portion can be largely pushed down.
Therefore, in any case, the piezoelectric plate can be bent and deformed so as to greatly warp, and thereby, the change in SAW propagation characteristics can be clearly grasped and acceleration, flow velocity, etc. can be measured with higher sensitivity. .

（４）上記本発明に係るセンサにおいて、前記圧電板を内部に収納するパッケージを備えていても良い。 (4) The sensor according to the present invention may include a package that houses the piezoelectric plate therein.

この場合には、圧電板がパッケージの内部に収納されているので、圧電板の主面上に形成されたＩＤＴがパッケージ外からの影響（例えば塵埃や水分等）を受け難い。よって、長期的な作動信頼性を確保することができるうえ、励振されたＳＡＷのＱ値の低下を抑制して計測結果の信頼性を高め易い。特にこの場合には、加速度等の力学量の計測に適している。   In this case, since the piezoelectric plate is housed inside the package, the IDT formed on the main surface of the piezoelectric plate is not easily affected by the outside of the package (for example, dust or moisture). Therefore, it is possible to ensure long-term operational reliability, and it is easy to increase the reliability of measurement results by suppressing a decrease in the Q value of the excited SAW. Especially in this case, it is suitable for measurement of mechanical quantities such as acceleration.

（５）上記本発明に係るセンサにおいて、前記パッケージには、パッケージ外からパッケージ内に流動気体を導入させると共に、該流動気体を前記圧電板の長手方向に沿って流動させた後、パッケージ外に排出させる開口部が形成されていても良い。 (5) In the sensor according to the present invention, a flowing gas is introduced into the package from the outside of the package, and the flowing gas is caused to flow along the longitudinal direction of the piezoelectric plate, and then the outside of the package. An opening to be discharged may be formed.

この場合には、圧電板の長手方向に沿う方向に流動気体を流すことができるので、柱状部を圧電板の基端側又は先端側に向けて確実に傾倒させて圧電板を撓み変形させることができる。特に、柱状部がパッケージで保護されているので、上記方向とは異なる方向から流動気体が流動して柱状部に接触してしまうことを抑制し易い。そのため、流速を正確に計測し易い。   In this case, since the flowing gas can flow in a direction along the longitudinal direction of the piezoelectric plate, the columnar portion is reliably tilted toward the proximal end side or the distal end side of the piezoelectric plate to bend and deform the piezoelectric plate. Can do. In particular, since the columnar part is protected by the package, it is easy to suppress the flowing gas from flowing in a direction different from the above direction and coming into contact with the columnar part. Therefore, it is easy to accurately measure the flow velocity.

本発明に係るセンサによれば、消費電力の低減化を図り易いうえ、感度良く加速度等の力学量や流速を計測することができる。   According to the sensor of the present invention, power consumption can be easily reduced, and a mechanical quantity such as acceleration and a flow velocity can be measured with high sensitivity.

本発明に係る実施形態を示す図であって、センサの全体斜視図である。It is a figure which shows embodiment which concerns on this invention, Comprising: It is the whole sensor perspective view. 図１に示すセンサの平面図である。It is a top view of the sensor shown in FIG. 図２に示すＡ−Ａ線に沿ったセンサの断面図である。It is sectional drawing of the sensor along the AA line shown in FIG. 図１に示す状態から圧電板が上方に向けて撓み変形した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the piezoelectric plate bent and deformed upwards from the state shown in FIG. 図１に示す状態から圧電板が下方に向けて撓み変形した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the piezoelectric plate bent and deform | transformed downward from the state shown in FIG. センサの作動原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the working principle of a sensor. センサの作動原理を説明するための図であって、励振されたＳＡＷの送信バースト波と受信された反射受信波との関係を示した図である。It is a figure for demonstrating the working principle of a sensor, Comprising: It is the figure which showed the relationship between the transmission burst wave of the excited SAW, and the received reflected received wave. 本発明に係る変形例を示す図であって、ガラス基板と圧電膜との積層により圧電板が構成されているセンサの全体斜視図である。It is a figure which shows the modification which concerns on this invention, Comprising: It is the whole sensor perspective view by which the piezoelectric plate was comprised by lamination | stacking of the glass substrate and the piezoelectric film. 図８に示すＢ−Ｂ線に沿ったセンサの断面図である。It is sectional drawing of the sensor along the BB line shown in FIG. 本発明に係る変形例を示す図であって、可撓性を有する柱状部を備えたセンサの全体斜視図である。It is a figure which shows the modification which concerns on this invention, Comprising: It is the whole sensor perspective view provided with the columnar part which has flexibility. 本発明に係る変形例を示す図であって、柱状部の先端部が根元部よりも拡径しているセンサの全体斜視図である。It is a figure which shows the modification which concerns on this invention, Comprising: It is the whole sensor perspective view by which the front-end | tip part of a columnar part is diameter-expanded rather than the root part. 本発明に係る変形例を示す図であって、圧電板がパッケージの内部に収納されているセンサの全体斜視図である。It is a figure which shows the modification which concerns on this invention, Comprising: It is the whole sensor perspective view by which the piezoelectric plate is accommodated in the inside of a package. 図１２に示すセンサの断面図である。It is sectional drawing of the sensor shown in FIG. 本発明に係る変形例を示す図であって、圧電板がパッケージの内部に収納され、該パッケージに開口部が形成されているセンサの全体斜視図である。It is a figure which shows the modification which concerns on this invention, Comprising: It is a whole perspective view of the sensor by which the piezoelectric plate was accommodated in the inside of a package and the opening part was formed in this package. 図１４に示すセンサの断面図である。It is sectional drawing of the sensor shown in FIG. 本発明に係る変形例を示す図であって、パッケージの内部に２つの圧電板が収納されているセンサの全体斜視図である。It is a figure which shows the modification which concerns on this invention, Comprising: It is the whole sensor perspective view by which the two piezoelectric plates are accommodated in the inside of a package.

以下、本発明に係るセンサの実施形態について説明する。
なお、本実施形態ではセンサの一例として、流速を検出するセンサを例に挙げて説明する。より具体的には、室内の空調を行う空調機器に組み込まれ、吸気量及び排気量の測定に繋げるための流動空気（流動気体）の流速を検出するセンサを例に挙げて説明する。 Hereinafter, embodiments of the sensor according to the present invention will be described.
In the present embodiment, a sensor that detects a flow velocity will be described as an example of the sensor. More specifically, a description will be given by taking as an example a sensor that is incorporated in an air conditioning device that performs indoor air conditioning and detects the flow rate of flowing air (fluid gas) for measuring the intake air amount and the exhaust air amount.

（センサの構成）
図１から図３に示すように、本実施形態のセンサ１は、基端側から先端側に向けて一方向に延びる板状に形成された圧電板２と、該圧電板２の主面２ａ上に形成されたＩＤＴ３と、圧電板２の主面２ａ上における先端側に突設された柱状部４と、外部から送信された高周波数の電気信号である作動信号Ｓ１を受信すると共に、ＩＤＴ３によって電気信号に変換された検出信号Ｓ２を送信する送受信アンテナ５と、を備えている。 (Sensor configuration)
As shown in FIGS. 1 to 3, the sensor 1 of the present embodiment includes a piezoelectric plate 2 formed in a plate shape extending in one direction from the base end side to the tip end side, and a main surface 2 a of the piezoelectric plate 2. The IDT 3 formed on the top, the columnar portion 4 projecting from the front end side on the main surface 2a of the piezoelectric plate 2, and the operation signal S1 which is an electric signal of high frequency transmitted from the outside are received, and the IDT 3 And a transmission / reception antenna 5 for transmitting the detection signal S2 converted into an electric signal by the transmission / reception antenna 5.

上記圧電板２は、基端側がホルダ部１０によって片持ち状に支持されている。そのため、圧電板２の基端側は固定端、先端側は自由端とされている。なお、圧電板２とホルダ部１０とは、一体的に形成されていても構わないし、別体に形成されていても構わない。
この圧電板２は、例えば水晶やニオブ酸リチウム（LiNbO3）やタンタル酸リチウム（LiTaO3）や酸化亜鉛（ZnO）等からなる圧電性基板とされている。なお、以下単に長手方向、短手方向という場合があるが、圧電板２の長手方向、短手方向を指す。 The piezoelectric plate 2 is supported in a cantilevered manner by the holder portion 10 on the base end side. Therefore, the base end side of the piezoelectric plate 2 is a fixed end, and the tip end side is a free end. In addition, the piezoelectric plate 2 and the holder part 10 may be integrally formed, and may be formed separately.
The piezoelectric plate 2 is a piezoelectric substrate made of, for example, quartz, lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), zinc oxide (ZnO), or the like. Hereinafter, the longitudinal direction and the short direction may be simply referred to as the longitudinal direction and the short direction of the piezoelectric plate 2.

圧電板２の主面２ａには、上述したＩＤＴ３と反射器１１とがそれぞれ導電性材料のパターニングによって形成されている。即ち、本実施形態のセンサ１は、反射器１１を利用した遅延線型のパッシブセンサとされている。
なお、導電性材料としては、例えばクロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）やチタン（Ｔｉ）等の金属膜であり、単層膜でも積層膜でも構わない。 On the main surface 2a of the piezoelectric plate 2, the IDT 3 and the reflector 11 described above are formed by patterning a conductive material. That is, the sensor 1 of this embodiment is a delay line type passive sensor using the reflector 11.
The conductive material is, for example, a metal film such as chromium (Cr), nickel (Ni), aluminum (Al), gold (Au), or titanium (Ti), and may be a single layer film or a laminated film.

ＩＤＴ３は、圧電板２による圧電効果を利用してＳＡＷを励振及び受信するための電極であって、圧電板２の基端側に形成されて、励振したＳＡＷを先端側に向かって伝播させている。このＩＤＴ３は、ＳＡＷの伝播方向である長手方向に沿って配設された第１の櫛歯電極１５及び第２の櫛歯電極１６を備えている。   The IDT 3 is an electrode for exciting and receiving SAW using the piezoelectric effect of the piezoelectric plate 2, and is formed on the proximal end side of the piezoelectric plate 2 to propagate the excited SAW toward the distal end side. Yes. The IDT 3 includes a first comb electrode 15 and a second comb electrode 16 disposed along a longitudinal direction that is a SAW propagation direction.

第１の櫛歯電極１５及び第２の櫛歯電極１６は、短手方向に互いに向かい合い且つ長手方向に沿って延びたバスバー１５ａ、１６ａと、バスバー１５ａ、１６ａに接続され、短手方向に延びた複数の電極指１５ｂ、１６ｂと、をそれぞれ備えている。バスバー１５ａ、１６ａの一部はホルダ部１０側に延在しており、その端部には接続マウント部１５ｃ、１６ｃが形成されている。   The first comb-tooth electrode 15 and the second comb-tooth electrode 16 are connected to the bus bars 15a, 16a facing each other in the short direction and extending in the longitudinal direction, and connected to the bus bars 15a, 16a, and extend in the short direction. And a plurality of electrode fingers 15b and 16b. Part of the bus bars 15a and 16a extends to the holder portion 10 side, and connection mount portions 15c and 16c are formed at the ends thereof.

両櫛歯電極１５、１６のそれぞれの電極指１５ｂ、１６ｂは、互いに間挿し合うように配置されている。具体的には、両電極指１５ｂ、１６ｂは、圧電板２の長手方向に沿って一定の間隔を開けながら交互に並ぶように配置されている。その際、両電極指１５ｂ、１６ｂは中心間距離が間隔ｄ（図２参照）となるように配置されている。これにより、ＩＤＴ３によって励振されるＳＡＷの励振周波数Ｆは、Ｖ（圧電板２によって決定される伝播速度）／Ｐ（ＩＤＴ３の周期２ｄ）で規定される。
また、両電極指１５ｂ、１６ｂの上記接続マウント部１５ｃ、１６ｃに送受信アンテナ５が接続されており、送受信アンテナ５で作動信号Ｓ１を受信すると接続マウント部１５ｃ、１６ｃを介して両電極指１５ｂ、１６ｂの間に印加がなされる。 The electrode fingers 15b and 16b of the both comb electrodes 15 and 16 are disposed so as to be inserted into each other. Specifically, the electrode fingers 15 b and 16 b are arranged so as to be alternately arranged with a certain interval along the longitudinal direction of the piezoelectric plate 2. At that time, the electrode fingers 15b and 16b are arranged such that the distance between the centers is the distance d (see FIG. 2). Thereby, the excitation frequency F of SAW excited by the IDT 3 is defined by V (propagation speed determined by the piezoelectric plate 2) / P (period 2d of IDT 3).
Further, the transmission / reception antenna 5 is connected to the connection mounts 15c, 16c of the electrode fingers 15b, 16b, and when the actuation signal S1 is received by the transmission / reception antenna 5, the electrode fingers 15b, Application is made during 16b.

反射器１１は、圧電板２の先端側であって上記柱状部４よりも圧電板２の基端側に位置した部分に配置されている。   The reflector 11 is disposed on the distal end side of the piezoelectric plate 2 and at a portion located on the proximal end side of the piezoelectric plate 2 with respect to the columnar portion 4.

柱状部４は、外部から作用する影響、即ち流動空気の接触による影響を受けて長手方向に傾倒する部材であり、圧電板２の主面２ａの先端側において、該主面２ａに対して立設するように取り付けられている。具体的には、陽極接合、接着剤、プリント印刷等によって、柱状部４の根元部４ａが圧電板２に固定されている。
この柱状部４としては、例えばシリコン等の半導体材料やガラス等を毛状に形成したものであり、図示の例では円柱状に形成されている。また、本実施形態の柱状部４は、根元部４ａから先端部４ｂに亘って一定の剛性を有しており、非可撓性とされている。 The columnar portion 4 is a member that tilts in the longitudinal direction under the influence of the action from the outside, that is, the influence of the contact of flowing air. It is attached to install. Specifically, the base portion 4a of the columnar portion 4 is fixed to the piezoelectric plate 2 by anodic bonding, adhesive, print printing, or the like.
As this columnar part 4, semiconductor materials, such as silicon | silicone, glass etc. are formed in hair shape, for example, it is formed in the column shape in the example of illustration. Further, the columnar part 4 of the present embodiment has a certain rigidity from the base part 4a to the tip part 4b, and is inflexible.

ところで圧電板２は、先端側が自由端とされた片持ち状とされ、その先端側に柱状部４が突設されているので、該柱状部４が傾倒した際、それに応じて主面２ａに直交する方向に向けて撓み変形可能とされている。即ち、図４に示すように先端側が上方に向けて捲り上がるように反った撓み変形、或いは図５に示すように先端側が下方に向けて垂れ下がるように反った撓み変形が可能とされている。   By the way, the piezoelectric plate 2 has a cantilever shape with a free end on the front end side, and a columnar portion 4 protrudes from the front end side. Therefore, when the columnar portion 4 is tilted, the main surface 2a is correspondingly inclined. It can be bent and deformed in a direction orthogonal to each other. That is, the bending deformation that warps so that the front end side rises upward as shown in FIG. 4 or the bending deformation that warps so that the front end side hangs downward as shown in FIG. 5 is possible.

（センサの作動）
次に、上記のように構成されたセンサ１を利用して流動空気の流速を検出する場合について説明する。
まず、センサ１に向けて外部から作動信号Ｓ１を送信させる。すると、送受信アンテナ５がこの作動信号Ｓ１を受信すると共に、接続マウント部１５ｃ、１６ｃを介してＩＤＴ３を構成する第１の櫛歯電極１５の電極指１５ｂと第２の櫛歯電極１６の電極指１６ｂとの間に作動信号Ｓ１を印加する。これにより、両電極指１５ｂ、１６ｂ間に電界が発生し、圧電効果によりＳＡＷが励振される。 (Sensor operation)
Next, the case where the flow velocity of flowing air is detected using the sensor 1 configured as described above will be described.
First, an operation signal S <b> 1 is transmitted from the outside toward the sensor 1. Then, the transmission / reception antenna 5 receives the operation signal S1, and the electrode fingers 15b of the first comb electrode 15 and the electrode fingers of the second comb electrode 16 constituting the IDT 3 via the connection mounts 15c and 16c. The operation signal S1 is applied between the two terminals 16b. As a result, an electric field is generated between the electrode fingers 15b and 16b, and the SAW is excited by the piezoelectric effect.

ＩＤＴ３によって励振されたこのＳＡＷは、図６（ａ）に示すように送信波Ｗ１として圧電板２の主面２ａ上を反射器１１に向かって伝播する。するとこの伝播したＳＡＷは、反射器１１によって反射された後、再度ＩＤＴ３に向かって伝播し、受信反射波Ｗ２としてＩＤＴ３にて受信される。ＩＤＴ３は、ＳＡＷを受信すると、該ＳＡＷを検出信号Ｓ２Ｓ２に電気信号変換した後、送受信アンテナ５を介して外部に送信する。
この際、外部では、図７に示すように励振によって発生したＳＡＷが送信波Ｗ１として送信されてから、受信反射波Ｗ２として受信されるまでの遅延時間Ｔをモニタしている。 The SAW excited by the IDT 3 propagates toward the reflector 11 on the main surface 2a of the piezoelectric plate 2 as a transmission wave W1 as shown in FIG. 6 (a). Then, the propagated SAW is reflected by the reflector 11 and then propagates again toward the IDT 3 to be received by the IDT 3 as a reception reflected wave W2. When receiving the SAW, the IDT 3 converts the SAW into an electrical signal into the detection signal S2S2, and then transmits the SAW to the outside via the transmission / reception antenna 5.
At this time, as shown in FIG. 7, the delay time T from when the SAW generated by the excitation is transmitted as the transmission wave W1 until it is received as the reception reflected wave W2 is monitored.

ここで、例えば圧電板２の先端側から基端側に向かって流動空気が流れてきた場合には、図４に示すように、この流動空気の接触によって柱状部４が圧電板２の基端側に向けて押し倒されて傾倒する。すると、この押し倒された力は、自由端とされた圧電板２の先端側に伝わり、該先端側を押し上げさせる。これにより、圧電板２は、柱状部４の突設方向である上方（主面２ａに直交する方向）に向けて捲り上がるように反って撓み変形する。
そのため、図６（ｂ）に示すように、ＩＤＴ３によって励振され、圧電板２の主面２ａ上を伝播するＳＡＷの伝播長Ｌが変化（図示の場合は伝播長Ｌが短くなる）ので、ＳＡＷの伝播特性の１つである上記した遅延時間Ｔが変化（図示の例では伝播時間Ｔが短くなる）する。 Here, for example, when flowing air flows from the distal end side to the proximal end side of the piezoelectric plate 2, the columnar section 4 is brought into contact with the proximal end of the piezoelectric plate 2 by the contact of the flowing air as shown in FIG. 4. It is pushed down to the side and tilts. Then, this pushed-down force is transmitted to the distal end side of the piezoelectric plate 2 which is a free end, and pushes up the distal end side. As a result, the piezoelectric plate 2 is warped and deformed so as to rise upward (in the direction perpendicular to the main surface 2a), which is the projecting direction of the columnar section 4.
Therefore, as shown in FIG. 6B, the SAW propagation length L that is excited by the IDT 3 and propagates on the main surface 2a of the piezoelectric plate 2 changes (in the illustrated case, the propagation length L becomes shorter). The above-described delay time T which is one of the propagation characteristics changes (in the example shown, the propagation time T is shortened).

これにより、遅延時間Ｔの変化に基づいて流動空気の流速の変化量を算出し、例えば予め設定されている設定流速と上記変化量とから現在の流速を算出することができる。その結果、例えば室内への流動空気の吸気量を測定することが可能となる。   Thereby, the variation | change_quantity of the flow velocity of flowing air is calculated based on the change of the delay time T, for example, the present flow velocity can be calculated from the preset set flow velocity and the said variation | change_quantity. As a result, for example, it is possible to measure the intake amount of flowing air into the room.

一方、圧電板２の基端側から先端側に向かって流動空気が流れてきた場合には、図５に示すように、この流動空気の接触によって柱状部４が圧電板２の先端側に向けて押し倒されて傾倒する。すると、この押し倒された力は、自由端とされた圧電板２の先端側に伝わり、該先端側を押し下げさせる。これにより、圧電板２は、上記方向とは逆方向である下方に向けて垂れ下がるように反って撓み変形する。
そのため、この場合であって上記場合と同様の原理により現在の流速を算出することができ、その結果例えば室内からの流動空気の排気量を測定することが可能となる。 On the other hand, when flowing air flows from the proximal end side to the distal end side of the piezoelectric plate 2, the columnar portion 4 is directed toward the distal end side of the piezoelectric plate 2 by the contact of the flowing air as shown in FIG. 5. It is pushed down and tilts. Then, this pushed-down force is transmitted to the distal end side of the piezoelectric plate 2 which is a free end, and pushes down the distal end side. As a result, the piezoelectric plate 2 is bent and deformed so as to hang down in the direction opposite to the above direction.
Therefore, in this case, the current flow velocity can be calculated based on the same principle as described above, and as a result, for example, the amount of exhaust of flowing air from the room can be measured.

特に、片持ち状とされた圧電板２の先端側に柱状部４が突設されているので、柱状部４が僅かに傾倒した場合であっても、圧電板２を確実に大きく撓み変形させ易い。従って、微小な流速であっても精度良く計測することができ、高感度なセンサ１とすることができる。
しかも、本実施形態の柱状部４は円柱状に形成されているので、流動空気が圧電板２の先端側或いは基端側から流動してきたとしても、柱状部４に対して同様に接触する。そのため、流速をより精度良く計測することができる。加えて、本実施形態の柱状部４は非可撓性であるので、流動空気の接触に対してリニアに反応して傾倒する。従って、応答性に優れたセンサにし易い。 In particular, since the columnar portion 4 protrudes from the front end side of the piezoelectric plate 2 that is cantilevered, the piezoelectric plate 2 is reliably greatly bent and deformed even when the columnar portion 4 is slightly tilted. easy. Accordingly, even a very small flow rate can be measured with high accuracy, and a highly sensitive sensor 1 can be obtained.
In addition, since the columnar portion 4 of the present embodiment is formed in a columnar shape, even if the flowing air flows from the distal end side or the proximal end side of the piezoelectric plate 2, it contacts the columnar portion 4 in the same manner. Therefore, the flow velocity can be measured with higher accuracy. In addition, since the columnar portion 4 of the present embodiment is inflexible, the columnar portion 4 tilts in response to linear contact with the flowing air. Therefore, it is easy to make the sensor excellent in responsiveness.

更に、ＩＤＴ３に高周波信号である作動信号Ｓ１を印加するだけでＳＡＷを励振させることが可能であるので、ＳＡＷを発生させるために電力を費やす必要がない。つまり、本実施形態のセンサ１は、作動信号Ｓ１を受けることで作動し、ＳＡＷを励振させるパッシブ型（受動型）のセンサであるのでセンサを作動させるための電源部が不要である。従って、従来の熱線式や圧電式に比べて消費電力の低減化を図り易い。   Furthermore, since it is possible to excite the SAW simply by applying the activation signal S1 that is a high-frequency signal to the IDT 3, it is not necessary to spend power to generate the SAW. That is, the sensor 1 of the present embodiment is a passive type sensor that operates by receiving the operation signal S1 and excites the SAW, and therefore does not require a power supply unit for operating the sensor. Therefore, it is easy to reduce power consumption as compared with the conventional hot wire type and piezoelectric type.

なお、上記実施形態では、ＳＡＷの伝播特性変化の１つである遅延時間Ｔの変化に基づいて流速を計測したが、ＳＡＷの送信波Ｗ１及び受信反射波Ｗ２の位相差の変化に基づいて流速を計測しても構わない。特に、受信反射波Ｗ２に関しては、ピーク位置が明瞭に現れ難いため受信反射波Ｗ２の受信時間を正確に把握できない場合も考えられる。このような場合には、遅延時間Ｔの変化ではなく位相差の変化をモニタすることで、流速をより高精度に計測することができるものと考えられる。   In the above embodiment, the flow velocity is measured based on the change in the delay time T, which is one of the SAW propagation characteristic changes. However, the flow velocity is measured based on the change in the phase difference between the SAW transmission wave W1 and the reception reflected wave W2. May be measured. In particular, with respect to the received reflected wave W2, it may be difficult to accurately grasp the reception time of the received reflected wave W2 because the peak position hardly appears clearly. In such a case, it is considered that the flow velocity can be measured with higher accuracy by monitoring the change in the phase difference rather than the change in the delay time T.

また、上記実施形態では、１枚の圧電性基板を利用して圧電板２を構成した場合を例に挙げて説明したが、この場合に限られず、非圧電性の材質からなる下地板と、この下地板上に積層された圧電膜と、で圧電板を構成しても構わない。   In the above embodiment, the case where the piezoelectric plate 2 is configured using one piezoelectric substrate has been described as an example. However, the present invention is not limited to this case, and a base plate made of a non-piezoelectric material; A piezoelectric plate may be constituted by the piezoelectric film laminated on the base plate.

例えば図８及び図９に示すように、下地板としてガラス基板２１と、このガラス基板２１上に積層された圧電膜２２と、で圧電板２０を構成しても構わない。圧電膜２２は、圧電性材料を被膜させることで形成されたものであり、図示の例ではガラス基板２１の先端側を除いてガラス基板２１の残りの全面に亘って形成されていると共に、ホルダ部１０上にも形成されている。
そして、圧電板２０の主面２０ａ（圧電膜２２上）にＩＤＴ３及び反射器１１が形成され、圧電膜２２が形成されていない圧電板２０の先端側の部分、即ち露出しているガラス基板２１に柱状部４が突設されている。 For example, as shown in FIGS. 8 and 9, a piezoelectric plate 20 may be configured by a glass substrate 21 as a base plate and a piezoelectric film 22 laminated on the glass substrate 21. The piezoelectric film 22 is formed by coating a piezoelectric material. In the illustrated example, the piezoelectric film 22 is formed over the entire remaining surface of the glass substrate 21 except for the front end side of the glass substrate 21, and a holder. It is also formed on the portion 10.
The IDT 3 and the reflector 11 are formed on the main surface 20a (on the piezoelectric film 22) of the piezoelectric plate 20, and the portion on the tip side of the piezoelectric plate 20 where the piezoelectric film 22 is not formed, that is, the exposed glass substrate 21. A columnar portion 4 is provided in a protruding manner.

このように構成されたセンサ２５であっても、同様の作用効果を奏効することができる。特に、この場合にはガラス基板２１上に柱状部４を突設できるので、例えば単結晶シリコンのウイスカを成長させるといった結晶成長法等を利用することができ、より微細な柱状部４をガラス基板２１に一体的に形成することが可能である。   Even with the sensor 25 configured as described above, the same effects can be obtained. In particular, in this case, the columnar portion 4 can be projected on the glass substrate 21, and therefore, for example, a crystal growth method such as growing a whisker of single crystal silicon can be used. 21 can be formed integrally.

また、上記実施形態のセンサ１において、図１０に示すように、可撓性を有する柱状部４とし、根元部４ａを中心として撓み変形（しなり変形）可能としても構わない。
この場合には、柱状部４が根元部４ａを中心としてしなやかに撓み変形するので、流動空気が接触した場合に柱状部４を大きく押し倒し易い。従って、圧電板２を大きく反らせることができ、ＳＡＷの伝播特性変化をより明確に把握し易い。そのため、より感度良く流速を計測することが可能である。 Moreover, in the sensor 1 of the said embodiment, as shown in FIG. 10, it is good also as the columnar part 4 which has flexibility, and bendable deformation (bending deformation) centering | focusing on the base part 4a is possible.
In this case, since the columnar part 4 is flexibly deformed with the root part 4a as the center, the columnar part 4 is likely to be largely pushed down when the flowing air comes into contact therewith. Therefore, the piezoelectric plate 2 can be largely warped, and it is easy to grasp the change in the SAW propagation characteristic more clearly. Therefore, it is possible to measure the flow velocity with higher sensitivity.

また、上記実施形態のセンサ１において、図１１に示すように、根元部４ａよりも先端部４ｂの方が拡径した柱状部４としても構わない。
具体的には、柱状部４は先端部４ｂの直径が根元部４ａの直径の略３倍程度拡径した段付きの円柱状に形成されている。この場合には、流速の計測時、柱状部４の先端部４ｂ側に集中的に流動空気を接触させ易い。そのため、柱状部４を大きく押し倒して、圧電板２を大きく反らせることが可能である。これによりＳＡＷの伝播特性変化をより明確に把握し易くなるので、流速をより感度良く計測することができる。
なお、この場合、根元部４ａから先端部４ｂに向かうにしたがって漸次拡径するように、柱状部４を逆円錐状に形成しても構わない。この場合であっても、同様の作用効果を奏効することができる。 Moreover, in the sensor 1 of the said embodiment, as shown in FIG. 11, it is good also as the columnar part 4 in which the front-end | tip part 4b expanded diameter rather than the base part 4a.
Specifically, the columnar portion 4 is formed in a stepped columnar shape in which the diameter of the tip end portion 4b is increased by about three times the diameter of the root portion 4a. In this case, at the time of measuring the flow velocity, it is easy to bring the flowing air into contact with the tip 4b side of the columnar portion 4 in a concentrated manner. Therefore, it is possible to largely warp the piezoelectric plate 2 by largely pushing down the columnar portion 4. As a result, it becomes easier to grasp the change in propagation characteristics of the SAW more clearly, so that the flow velocity can be measured with higher sensitivity.
In this case, the columnar portion 4 may be formed in an inverted conical shape so that the diameter gradually increases from the root portion 4a toward the tip portion 4b. Even in this case, the same effect can be obtained.

ところで、上記実施形態では流速を計測する場合を例に挙げて説明したが、流速は一例であってこの場合に限定されるものではない。例えば、本実施形態のセンサ１を、加速度を検出するセンサとしても利用することが可能である。
即ち、圧電板２の先端側から基端側に向かう方向に加速度が作用した場合には、流速を計測する場合と同様、図４に示すようにその影響により柱状部４が圧電板２の基端側に向けて押し倒されて傾倒する。これにより、圧電板２は上方に向けて捲り上がるように反って撓み変形する。また、圧電板２の基端側から先端側に向かう方向に加速度が作用した場合には、やはり流速を計測する場合と同様、図５に示すように、その影響によって柱状部４が圧電板２の先端側に向けて押し倒されて傾倒する。これにより圧電板２は、上記方向とは逆方向である下方に向けて垂れ下がるように反って撓み変形する。 By the way, in the said embodiment, although the case where the flow velocity was measured was mentioned as an example and demonstrated, the flow velocity is an example and is not limited to this case. For example, the sensor 1 of the present embodiment can be used as a sensor that detects acceleration.
That is, when acceleration is applied in the direction from the distal end side to the proximal end side of the piezoelectric plate 2, the columnar portion 4 is caused to have a base of the piezoelectric plate 2 due to the influence as shown in FIG. It is pushed down toward the end and tilts. As a result, the piezoelectric plate 2 is warped and deformed so as to rise upward. Further, when acceleration is applied in the direction from the proximal end side to the distal end side of the piezoelectric plate 2, as in the case of measuring the flow velocity, as shown in FIG. It is pushed down and tilted toward the tip. Thereby, the piezoelectric plate 2 is warped and deformed so as to hang downward in the direction opposite to the above direction.

従って、いずれの場合であっても、圧電板２の主面２ａ上を伝播するＳＡＷの伝播長Ｌが変化するので、ＳＡＷの伝播特性変化が変化する。よって、この伝播特性変化に基づいて加速度の計測を行うことが可能である。   Accordingly, in any case, the propagation length L of the SAW propagating on the main surface 2a of the piezoelectric plate 2 changes, so that the SAW propagation characteristic change changes. Therefore, acceleration can be measured based on this propagation characteristic change.

なお、加速度の計測を行う場合には、図１１に示すように、柱状部４の先端部４ｂを根元部４ａよりも拡径させることが好ましい。こうすることで、柱状部４の先端部４ｂを錘部として機能させることができるので、加速度が作用した際に柱状部４を傾倒させ易くすることができる。従って、微小な加速度であっても精度良く計測することができる。   In addition, when measuring an acceleration, as shown in FIG. 11, it is preferable to enlarge the front-end | tip part 4b of the columnar part 4 rather than the root part 4a. By doing so, the tip portion 4b of the columnar portion 4 can function as a weight portion, so that the columnar portion 4 can be easily tilted when acceleration is applied. Therefore, even a small acceleration can be measured with high accuracy.

更に、加速度を計測する場合には、図１２及び図１３に示すように、圧電板２及びホルダ部１０を内部に収納するパッケージ３１を具備したセンサ３０にするとより好ましい。
パッケージ３１は、例えば陽極接合、図示しない接合膜、接着剤等を利用して互いに接合された第１基板３２及び第２基板３３で構成されている。図示の例では、第１基板３２が平坦な基板とされ、第２基板３３にはキャビティ用の凹部３３ａが形成されている。そして、両基板３２、３３の間にキャビティＣが画成され、このキャビティＣ内に圧電板２及びホルダ部１０が収納されている。 Furthermore, when measuring acceleration, as shown in FIG.12 and FIG.13, it is more preferable to set it as the sensor 30 provided with the package 31 which accommodates the piezoelectric plate 2 and the holder part 10 inside.
The package 31 includes a first substrate 32 and a second substrate 33 that are bonded to each other using, for example, anodic bonding, a bonding film (not shown), an adhesive, or the like. In the illustrated example, the first substrate 32 is a flat substrate, and the cavity 33 is formed in the second substrate 33. A cavity C is defined between the substrates 32 and 33, and the piezoelectric plate 2 and the holder unit 10 are accommodated in the cavity C.

なお、第１基板３２にキャビティ用の凹部３３ａが形成され、第２基板３３が平坦な基板とされていても構わないし、両基板３２、３３にそれぞれキャビティ用の凹部３３ａが形成されていても構わない。   A cavity recess 33a may be formed in the first substrate 32, and the second substrate 33 may be a flat substrate, or both the substrates 32 and 33 may have a cavity recess 33a. I do not care.

このようにセンサ３０を構成した場合には、圧電板２がパッケージ３１の内部に収納されているので、圧電板２の主面２ａ上に形成されたＩＤＴ３がパッケージ３１外からの影響（例えば塵埃や水分等）を受け難い構造とされている。従って、長期的な作動信頼性を確保することができるうえ、励振されたＳＡＷのＱ値の低下を抑制して、加速度の計測結果の信頼性を高め易い。
特に、キャビティＣ内を真空にした状態で、圧電板２及びホルダ部１０をパッケージ３１の内部に気密封止することがさらに好ましい。こうすることで、励振されたＳＡＷのＱ値の低下をさらに抑制することができ、加速度をより精度良く計測することが可能となる。 When the sensor 30 is configured in this way, the piezoelectric plate 2 is housed inside the package 31, so that the IDT 3 formed on the main surface 2 a of the piezoelectric plate 2 is affected by the outside of the package 31 (for example, dust And moisture etc.). Therefore, it is possible to ensure long-term operational reliability, and it is easy to increase the reliability of the acceleration measurement result by suppressing the decrease in the Q value of the excited SAW.
In particular, it is more preferable to hermetically seal the piezoelectric plate 2 and the holder unit 10 inside the package 31 in a state where the cavity C is evacuated. By so doing, it is possible to further suppress a decrease in the Q value of the excited SAW, and it is possible to measure the acceleration more accurately.

また、上記したようにパッケージ３１を具備するセンサ３０とした場合において、流速の計測を行う場合には、図１４及び図１５に示すようにパッケージ３１外からパッケージ３１内に流動空気を導入させると共に、この導入された流動空気をパッケージ３１外に排出させる２つの開口部３５を第２基板３３に形成すれば良い。
開口部３５は、長手方向に向かい合うように第２基板３３に形成されており、流動空気をキャビティＣ内に導入させ、圧電板２の長手方向に沿わせながら流動させた後に、パッケージ３１外に排出させることが可能とされている。 Further, in the case where the sensor 30 having the package 31 is used as described above, when the flow velocity is measured, the flowing air is introduced into the package 31 from the outside of the package 31 as shown in FIGS. Two openings 35 for discharging the introduced flowing air to the outside of the package 31 may be formed in the second substrate 33.
The opening 35 is formed in the second substrate 33 so as to face in the longitudinal direction. After the flowing air is introduced into the cavity C and flows along the longitudinal direction of the piezoelectric plate 2, the opening 35 is outside the package 31. It is possible to discharge.

従って、このセンサ３０によれば、流動空気を柱状部４に接触させることで該柱状部４を圧電板２の基端側又は先端側に向けて確実に傾倒させることができ、圧電板２を撓み変形させることができる。特に、柱状部４がパッケージ３１で保護されているので、上記方向とは異なる方向から流動空気が流動して柱状部４に接触することを抑制し易い。そのため、流速を正確に計測し易い。   Therefore, according to this sensor 30, by bringing the flowing air into contact with the columnar portion 4, the columnar portion 4 can be reliably tilted toward the proximal end side or the distal end side of the piezoelectric plate 2, and the piezoelectric plate 2 is It can be bent and deformed. In particular, since the columnar part 4 is protected by the package 31, it is easy to suppress the flowing air from flowing in a direction different from the above direction and coming into contact with the columnar part 4. Therefore, it is easy to accurately measure the flow velocity.

また、図１６に示すように、圧電板２を短手方向に間隔を開けて平行に２つ配設させると共に、両圧電板２の基端側を共通のホルダ部１０でそれぞれ片持ち状に支持させ、これらをパッケージ３１内に収納したセンサ４０としても構わない。
この場合、パッケージ３１の内部にキャビティＣを区画する仕切り板４１を設け、一方の圧電板２が収納される第１キャビティＣ１と、他方の圧電板２が収納される第２キャビティＣ２と、を各別に画成させる。また、他方の圧電板２が収納されている第２キャビティＣ２内にだけ流動空気が流動するように、パッケージ３１を構成する第２基板３３に開口部３５が形成されている。 In addition, as shown in FIG. 16, two piezoelectric plates 2 are arranged in parallel with a short interval therebetween, and the base end sides of both piezoelectric plates 2 are each cantilevered by a common holder portion 10. The sensor 40 may be supported and housed in the package 31.
In this case, a partition plate 41 that divides the cavity C is provided inside the package 31, and a first cavity C1 in which one piezoelectric plate 2 is accommodated and a second cavity C2 in which the other piezoelectric plate 2 is accommodated. Define each separately. An opening 35 is formed in the second substrate 33 constituting the package 31 so that the flowing air flows only in the second cavity C2 in which the other piezoelectric plate 2 is accommodated.

このように構成されたセンサ４０によれば、一方の圧電板２による計測結果に基づいて加速度を計測することができると共に、他方の圧電板２による計測結果と一方の圧電板２による計測結果との比較結果に基づいて流速を計測することができる。このように、圧電板２が複数配設されたマルチタイプにすることで、複数の異なる計測対象を同時に計測することが可能であり、利便性に優れたセンサとすることができる。
なお、２つの圧電板２を共通のホルダ部１０で片持ち状に支持したが、別々のホルダ部１０で圧電板２を支持しても構わない。こうすることで、仕切り板４１の構成を簡略化することが可能である。 According to the sensor 40 configured as described above, acceleration can be measured based on the measurement result by one piezoelectric plate 2, and the measurement result by the other piezoelectric plate 2 and the measurement result by one piezoelectric plate 2 can be measured. The flow velocity can be measured based on the comparison result. Thus, by using a multi-type in which a plurality of piezoelectric plates 2 are arranged, a plurality of different measurement objects can be measured simultaneously, and a sensor with excellent convenience can be obtained.
Although the two piezoelectric plates 2 are supported in a cantilever manner by the common holder portion 10, the piezoelectric plates 2 may be supported by separate holder portions 10. By doing so, the configuration of the partition plate 41 can be simplified.

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態では柱状部４を円柱状に形成したがこの場合に限定されるものではなく、先端部４ｂが先鋭化した針状に形成しても構わないし、多角柱状に形成しても構わない。特に、流速を計測する場合には、円柱状とすることが好ましく、針状に形成することがより好ましい。また、低速領域の流速を計測する場合には、柱状部４の長さをより長くすると良い。   For example, although the columnar portion 4 is formed in a columnar shape in the above embodiment, the present invention is not limited to this case, and the tip portion 4b may be formed in a sharpened needle shape, or may be formed in a polygonal columnar shape. I do not care. In particular, when measuring the flow rate, it is preferable to use a columnar shape, and more preferably to form a needle shape. Moreover, when measuring the flow velocity of a low speed area | region, it is good to make the length of the columnar part 4 longer.

また、上記実施形態では、反射器１１を利用した遅延線型のパッシブセンサとしたが、反射器１１に変えて、ＳＡＷを受信する出力用のＩＤＴを形成しても構わない。この場合には、上記ＩＤＴ３がＳＡＷを励振させる出力用ＩＤＴとして機能する。
この場合であっても、同様の原理により流速、加速度を計測することができ、同様の作用効果を奏効することができる。 In the above embodiment, the delay line type passive sensor using the reflector 11 is used. However, instead of the reflector 11, an output IDT for receiving SAW may be formed. In this case, the IDT 3 functions as an output IDT that excites the SAW.
Even in this case, the flow velocity and acceleration can be measured by the same principle, and the same effect can be obtained.

また、上記実施形態では、流動空気の流速を計測したが、空気に限定されるものではなく例えば特定のガス等の流動気体の流速を計測しても構わない。   Moreover, in the said embodiment, although the flow velocity of flowing air was measured, it is not limited to air, For example, you may measure the flow velocity of flowing gas, such as specific gas.

１、２５、３０、４０…センサ
２、２０…圧電板
３…ＩＤＴ
４…柱状部
４ａ…柱状部の根元部
４ｂ…柱状部の先端部
３１…パッケージ
３５…開口部 1, 25, 30, 40 ... sensor 2, 20 ... piezoelectric plate 3 ... IDT
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Columnar part 4a ... Base part of columnar part 4b ... Tip part of columnar part 31 ... Package 35 ... Opening part

Claims (5)

基端側から先端側に向けて一方向に延びる板状に形成され、基端側が固定端、先端側が自由端とされた圧電板と、
前記圧電板の主面上に形成され、ＳＡＷを励振させて主面上を伝播させるＩＤＴと、
前記圧電板の主面上における前記先端側に突設され、外部から作用する影響を受けて傾倒する柱状部と、を備え、
前記圧電板は、前記柱状部の傾倒に応じて前記主面に直交する方向に向けて撓み変形することを特徴とするセンサ。 A piezoelectric plate formed in a plate shape extending in one direction from the base end side toward the tip end side, the base end side being a fixed end, and the tip end side being a free end;
IDT formed on the main surface of the piezoelectric plate and exciting SAW to propagate on the main surface;
A columnar part that protrudes from the tip side on the main surface of the piezoelectric plate and tilts under the influence of the external action;
The piezoelectric plate is bent and deformed in a direction orthogonal to the main surface in accordance with the tilt of the columnar portion. 請求項１に記載のセンサにおいて、
前記柱状部は、可撓性を有し、根元部を中心として撓み変形可能とされていることを特徴とするセンサ。 The sensor according to claim 1, wherein
The columnar part has flexibility, and can be bent and deformed around a root part. 請求項１又は２に記載のセンサにおいて、
前記柱状部は、円柱状に形成されていると共に根元部よりも先端部の方が拡径していることを特徴とするセンサ。 The sensor according to claim 1 or 2,
The columnar part is formed in a columnar shape, and the tip part has a larger diameter than the root part. 請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサにおいて、
前記圧電板を内部に収納するパッケージを備えていることを特徴とするセンサ。 The sensor according to any one of claims 1 to 3,
A sensor comprising a package for housing the piezoelectric plate therein. 請求項４に記載のセンサにおいて、
前記パッケージには、パッケージ外からパッケージ内に流動気体を導入させると共に、該流動気体を前記圧電板の長手方向に沿って流動させた後、パッケージ外に排出させる開口部が形成されていることを特徴とするセンサ。 The sensor according to claim 4, wherein
The package is formed with an opening for introducing a flowing gas from the outside of the package into the package and discharging the flowing gas along the longitudinal direction of the piezoelectric plate and then discharging it to the outside of the package. A featured sensor.
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