JP2018179717A

JP2018179717A - 加速度センサ

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Publication number: JP2018179717A
Application number: JP2017078618A
Authority: JP
Inventors: 義典高嶋; Yoshinori Takashima
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2018-11-15

Abstract

【課題】本発明は、加速度センサを上下逆さまに取り付けても、出力信号の精度が劣化するということのない加速度センサを提供することを目的とするものである。【解決手段】第１の梁部２４ａにおける検出部２４ｃからの出力信号の差値を増幅して出力する差動増幅器３１と、差動増幅器３１からの出力信号を入力されるとともに故障信号を出力するウインドウコンパレータ４０と、差動増幅器３１からの出力信号を判定する比較器４３とを設け、差動増幅器３１と比較器４３からの出力信号を供給電圧切替手段４６に入力することにより、加速度センサの上下の取り付け方向を検出する構成とした。【選択図】図８

Description

本発明は、車両やナビゲーション装置、携帯端末等に用いられる加速度センサに関するものである。

図１１は従来の加速度センサの側断面図、図１２は同加速度センサにおける基板の上面図である。

図１０，図１１において、従来の加速度センサは、外枠部３と、錘部２と、外枠部３に一端が接続され、錘部２に他端が接続された起歪部４と、錘部２と対向するように外枠部３に接続された上部基板８とを設けている。また、錘部２の上面に形成された故障診断電極７と、上部基板８において、故障診断電極７と対向する位置に形成された対向電極６とを設けている。そして、外枠部３に形成された電極パッド９と、電極パッド９と故障診断電極７とを電気的に接続する故障診断用配線１０と、を備えていた。

この構成において、故障診断電極７と対向電極６との間に電圧を印加して錘部２に静電力を与えることにより、あたかも加速度がかかったかのように錘部２を動作させて、加速度センサが正常に機能しているか否かを確認する故障診断機能を実現していた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開平５−３２２９２５号公報

しかしながら、上記従来の構成においては、鉛直方向の加速度を検出しようとする際に、加速度センサを上下逆さまに取り付けると、錘部２の自重により、故障診断電極７と対向電極６との間のクリアランスが減少することとなり、静電力により梁部４が大きく変形するから、梁部４が塑性変形するため、出力信号の精度が劣化するという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、加速度センサを上下逆さまに取り付けても、出力信号の精度が劣化するということのない加速度センサを提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、支持基板と、前記支持基板に一端を接続されるとともに検出部を設けた梁部と、前記梁部の他端に接続されるとともに故障診断電極を設けた錘部と、前記錘部と対向するように設けられるとともに錘部における故障診断電極と対向する位置に対向電極を設けた対向基板と、前記故障診断電極と対向電極との間に電圧を印加する故障診断電源とを備え、前記故障診断電源から故障診断電極に供給する供給電圧を変更する供給電圧切替手段を設けたものである。この構成によれば、故障診断電源から故障診断電極に供給する供給電圧を変更する供給電圧切替手段を設けたため、加速度センサを上下逆さまに取り付けることにより、故障診断電極と対向電極との間のクリアランスが
減少しても、故障診断電極に供給する供給電圧を低下させることとなる。これにより、静電力により、梁部が大きく変形することが無くなるから、梁部の塑性変形を防止することができることとなり、その結果、出力信号が精度が向上するという作用効果を有するものである。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、梁部における検出部からの出力信号の差値を増幅して出力する差動増幅器と、前記差動増幅器からの出力信号を入力されるとともに故障信号を出力するウインドウコンパレータと、前記差動増幅器からの出力信号を判定する比較器とを設け、前記比較器からの出力信号を前記供給電圧切替手段に入力するようにしたものである。この構成によれば、差動増幅器と比較器とにより、加速度センサの上下の取り付け方向を検出することができるため、加速度センサ内部の回路構成で、故障診断電極に供給する供給電圧を低下させることができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項３に記載の発明は、特に、重力以外の加速度を負荷しない状態において、鉛直方向の加速度を検出する検出部からの出力信号を差動増幅器に入力するようにしたもので、この構成によれば、鉛直方向の加速度を検出することにより、確実に、加速度センサの上下の取り付け方向を検出することができるという作用効果を有するものである。

本発明の加速度センサは、支持基板と、前記支持基板に一端を接続されるとともに検出部を設けた梁部と、前記梁部の他端に接続されるとともに故障診断電極を設けた錘部と、前記錘部と対向するように設けられるとともに錘部における故障診断電極と対向する位置に対向電極を設けた対向基板と、前記故障診断電極と対向電極との間に電圧を印加する故障診断電源とを備え、前記故障診断電源から故障診断電極に供給する供給電圧を変更する供給電圧切替手段を設けたものである。この構成によれば、故障診断電源から故障診断電極に供給する供給電圧を変更する供給電圧切替手段を設けたため、加速度センサを上下逆さまに取り付けることにより、故障診断電極と対向電極との間のクリアランスが減少しても、故障診断電極に供給する供給電圧を低下させることとなる。これにより、静電力により、梁部が大きく変形することが無くなるから、梁部の塑性変形を防止することができることとなり、その結果、出力信号の精度が向上した加速度センサを提供することができるという効果を有するものである。

本発明の実施の形態１における加速度センサの上面図同加速度センサの側断面図同加速度センサの梁部が折れた場合の模式図同加速度センサの回路図本発明の実施の形態２における加速度センサの上面図同加速度センサの側断面図同加速度センサの回路路図同加速度センサの故障診断用回路図同加速度センサにおける故障診断の説明図本発明の実施の形態２におけるなお書き記載の加速度センサの上面図従来の加速度センサの側断面図従来の加速度センサにおける基板の上面図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における加速度センサ１１の上面図、図２は図１のＡ−Ａ線における断面図である。

図１、図２に示すように、加速度センサ１１は、支持基板１２と、錘部１３と、支持基板１２に一端が接続され、錘部１３に他端が接続された第一の梁部１４ａおよび第二の梁部１４ｂと、錘部１３と対向するように支持基板１２に接続された対向基板１５と、錘部１３の上面に形成された故障診断電極１６と、対向基板１５において故障診断電極１６と対向する位置に形成された対向電極１７と、支持基板１２に形成された電極パッド１８と、電極パッド１８と故障診断電極１６とを電気的に接続する故障診断用配線１９と、を備えている。また、第一の梁部１４ａの上に検出部１４ｃが形成され、第二の梁部１４ｂの上に検出部１４ｄが形成されている。故障診断用配線１９は電極パッド１８に接続されるとともに、第一の梁部１４ａおよび第二の梁部１４ｂを経由して故障診断電極１６に接続されている。

この構成において、故障診断電極１６と対向電極１７との間に電圧Ｖを印加して錘部１３に静電力を与えることにより、あたかも加速度がかかったかのように錘部１３を動作させ、加速度センサ１１が正常に機能しているか否かを確認する故障診断機能を実現できる。

図３（ａ）は第一の梁部１４ａが折れた場合の模式図であり、図３（ｂ）は第二の梁部１４ｂが折れた場合の模式図である。図３（ａ）に示すように、第一の梁部１４ａが折れた場合には、故障診断用配線１９は第一の梁部１４ａで断線する。また、図３（ｂ）に示すように、第二の梁部１４ｂが折れた場合には、故障診断用配線１９は第二の梁部１４ｂで断線する。このように、第一の梁部１４ａまたは第二の梁部１４ｂのいずれか一方が折れた場合に、故障診断用配線１９が断線し、電極パッド１８と故障診断電極１６は電気的に接続されなくなる。したがって、電極パッド１８に電圧Ｖを印加しても、故障診断電極１６と対向電極１７との間に電圧Ｖが印加されず、錘部１３が変位しない。したがって、加速度センサ１１が故障状態にあると判定できる。

以下、加速度センサ１１の構成について詳細に説明する。

支持基板１２、錘部１３、第一の梁部１４ａ、第二の梁部１４ｂ、対向基板１５は、シリコン、溶融石英、アルミナ等を用いることができる。好ましくは、シリコンを用いて形成することにより、微細加工技術を用いて小型の加速度センサとすることができる。

支持基板１２と対向基板１５とを接着する方法として、接着材による接着や金属接合、常温接合、陽極接合等を用いることができる。このうち、接着材としてはエポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の接着剤が用いられる。接着剤として、シリコン系樹脂を用いることにより、接着剤自身の硬化による応力を小さくすることができる。

検出部１４ｃ、１４ｄとして、歪抵抗方式や静電容量方式などを用いることができる。歪抵抗方式としてピエゾ抵抗を用いることにより、加速度センサ１１の感度を向上させることができる。また、歪抵抗方式として酸化膜歪み抵抗体を用いた薄膜抵抗方式を用いることにより、加速度センサ１１の温度特性を向上させることができる。

図４は検出部１４ｃ、１４ｄとして、歪抵抗方式を用いた場合の回路図の例である。Ｒ１は検出部１４ｃに対応する抵抗、Ｒ４は検出部１４ｄに対応する抵抗、Ｒ２およびＲ３は支持基板１２に設けられた基準となる抵抗である。図４に示す如く、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４をブリッジ型に接続し、対向する一対の接続点ＶｄｄとＧＮＤとの間に電圧を印加し、他の一対の接続点Ｖ１とＶ２との間の電圧Ｖｏｕｔを検出することにより、加速度セ
ンサ１１に印加された加速度を検出することができる。

以下、図２および図４を用いて故障診断機能について説明する。故障診断を行う際には、図２に示すように、故障診断電極１６と対向電極１７との間に電圧Ｖ（約１２．４Ｖ）を印加する。これにより静電力が発生し、錘部１３が対向基板１５に引き寄せられる。この錘部１３の変位により、検出部１４ｃに対応する抵抗Ｒ１および検出部１４ｄに対応する抵抗Ｒ４が低下する。したがって、ブリッジ回路の出力電圧Ｖｏｕｔは大きくなり、正常に動作していることが確認できる。

ここで、第一の梁部１４ａ又は第二の梁部１４ｂのどちらか一方が折れた場合には、故障診断電極１６と対向電極１７との間に電圧Ｖが印加されないため、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ４が変化せず、加速度センサ１１が故障状態にあると判定できる。

（実施の形態２）
図５は、実施の形態２における加速度センサ２１の上面図、図６は図５のＢ−Ｂ線における断面図である。

図５、図６に示すように、加速度センサ２１は、支持基板２２と、錘部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと、錘部２３ａ〜２３ｄに他端が接続された第一の梁部２４ａおよび第二の梁部２４ｂと、錘部２３ａ〜２３ｄと対向するように支持基板２２に接続された対向基板２５と、錘部２３ａ〜２３ｄの上面に形成された故障診断電極２６と、対向基板２５において故障診断電極２６と対向する位置に形成された対向電極２７と、支持基板２２に形成された電極パッド２８と、電極パッド２８と故障診断電極２６とを電気的に接続する故障診断用配線２９と、を備えている。また、第一の梁部２４ａの上に検出部２４ｃが形成され、第二の梁部２４ｂの上に検出部２４ｄが形成されている。故障診断用配線２９は電極パッド２８に接続されるとともに、第一の梁部２４ａおよび第二の梁部２４ｂ
を経由して故障診断電極２６に接続されている。

この構成において、故障診断電極２６と対向電極２７との間に電圧Ｖを印加して錘部２３ａ〜２３ｄに静電力を与えることにより、あたかも加速度がかかったかのように錘部２３ａ〜２３ｄを動作させ、加速度センサ２１が正常に機能しているか否かを確認する故障診断機能を実現できる。

以下、加速度センサ２１の構成について詳細に説明する。

支持基板２２は上面からみて四角形状であり、中心部に中空領域２２ａが形成されている。この中空領域２２ａは四角形や円状でも良い。

ここで、図５に示す如く、中空領域２２ａの外縁が４つの長辺２２ｂと４つの短辺２２ｃからなる八角形とし、４つの長辺２２ｂをそれぞれ支持基板２２の角部２２ｄに対向するように形成することが好ましい。これにより、４つの長辺２２ｂと角部２２ｄとの間の領域に、対向基板２５を支持基板２２に接着するための接着領域２２ｅを設けることができる。この結果、対向基板２５の面積を支持基板２２の面積よりも小さくすることができる。このように対向基板２５の面積を小さくして、支持基板２２の端部を対向基板２５から露出させることにより、支持基板２２の端部に設けた電極パッド２８とパッケージ（図示せず）又はＩＣ（図示せず）との接続を容易に行うことができる。

さらに、中空領域２２ａの４つの短辺２２ｃに第一の梁部２４ａおよび第二の梁部２４ｂを接続することが好ましい。この構成により、支持基板２２の端部に設けた電極パッド２８と検出部２４ｃ、２４ｄとの配線距離を短くすることができ、不要なノイズの混入を
防ぐことができる。

支持基板２２と対向基板２５とを接着する方法として、接着材による接着や金属接合、常温接合、陽極接合等を用いることができる。このうち、接着材としてはエポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の接着剤が用いられる。

ここで、製造工程において、この接着剤を加熱して硬化させる際に、接着剤自身の硬化や支持基板２２と対向基板２５との線膨張係数の差に起因する応力が発生するため、この応力が第一の梁部２４ａや第二の梁部２４ｂに残留応力として蓄積される。本実施の形態２における加速度センサ２１は、錘部２３ａ〜２３ｄがそれぞれ、第一の梁部２４ａおよび第二の梁部２４ｂにより一方向からのみ支持されているため、異なる座屈のモードへの遷移を抑制することができる。なお、接着剤として、シリコン系樹脂を用いることにより、接着剤自身の硬化による応力を小さくすることができる。

また、図５において、第一の梁部２４ａおよび第二の梁部２４ｂは、支持基板２２にそれぞれ一端が接続され、中空領域２２ａに延伸している。この第一の梁部２４ａおよび第二の梁部２４ｂの厚みは、支持基板２２の厚みよりも薄く、かつ、錘部２３ａ〜２３ｄの厚みよりも薄くすることが好ましい。これにより、第一の梁部２４ａおよび第二の梁部２４ｂが撓み易くなり、加速度の検出感度を向上させることができる。

錘部２３ａ〜２３ｄはそれぞれ、第一の梁部２４ａおよび第二の梁部２４ｂの他端に接続されている。錘部２３ａ〜２３ｄはそれぞれ凸部を有し、錘部２３ａの凸部と錘部２３ｃの凸部とが対向し、錘部２３ｂの凸部と錘部２３ｄの凸部とが対向するように形成することが好ましい。すなわち、中空領域２２ａの中心において、錘部２３ａ〜２３ｄの凸部が互いに対向するように形成することが好ましい。この構成により、４つの錘部２３ａ〜２３ｄを互いに近接して形成することができる。これにより、４つの錘部２３ａ〜２３ｄの質量を大きくして感度を大きくするとともに、加速度センサ２１を小型化することができる。

支持基板２２、第一の梁部２４ａおよび第二の梁部２４ｂ、錘部２３ａ〜２３ｄ、対向基板２５は、シリコン、溶融石英、アルミナ等を用いることができる。好ましくは、シリコンを用いて形成することにより、微細加工技術を用いて小型の加速度センサとすることができる。

検出部２４ｃおよび検出部２４ｄとして、歪抵抗方式や静電容量方式などを用いることができる。歪抵抗方式としてピエゾ抵抗を用いることにより、加速度センサ２１の感度を向上させることができる。また、歪抵抗方式として酸化膜歪み抵抗体を用いた薄膜抵抗方式を用いることにより、加速度センサ２１の温度特性を向上させることができる。

図７は加速度の検出方法を説明するための回路図の例である。図７（ａ）に示す如く、第一の梁部２４ａおよび第二の梁部２４ｂの上部に検出部２４ｃおよび検出部２４ｄとして歪抵抗Ｒ１〜Ｒ８を配置している。また、支持基板２２の上に歪抵抗Ｒ９、Ｒ１０を配置している。

図７（ｂ）はＸ軸方向の加速度を検出する場合の回路例である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４をブリッジ接続し、対向する一対の接続点ＶｄｄとＧＮＤとの間に電圧を印加し、他の一対の接続点ＶｘＰとＶｘＭとの間の電位差（ＶｘＰ−ＶｘＭ）を検出することにより、Ｘ軸方向の加速度を検出することができる。

図７（ｃ）はＹ軸方向の加速度を検出する場合の回路例である。Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ
８をブリッジ接続し、対向する一対の接続点ＶｄｄとＧＮＤとの間に電圧を印加し、他の一対の接続点ＶｙＰとＶｙＭとの間の電位差（ＶｙＰ−ＶｙＭ）を検出することにより、Ｙ軸方向の加速度を検出することができる。

図７（ｄ）はＺ軸方向の加速度を検出する場合の回路例である。Ｒ５、Ｒ１０、Ｒ６、Ｒ９をブリッジ接続し、対向する一対の接続点ＶｄｄとＧＮＤとの間に電圧を印加し、他の一対の接続点ＶｚＰとＶｚＭとの間の電位差（ＶｚＰ−ＶｚＭ）を検出することにより、Ｚ軸方向の加速度を検出することができる。

図８は本発明の実施の形態２における故障診断回路図である。

図８において、３１は差動増幅器で、この差動増幅器３１における反転入力端子３２にＺ軸検出回路３３におけるＶｚＰを接続するとともに、非反転入力端子３５にＶｚＭを接続している。４０はウインドウコンパレータで、このウインドウコンパレータ４０は前記差動増幅器３１からの出力信号を入力されるとともに、０．４Ｇの加速度に相当する第１の基準電圧４１と、３Ｇの加速度に相当する第２の基準電圧４２を設けており、差動増幅器３１からの出力信号が０．４Ｇの加速度相当〜３Ｇの加速度相当の間である場合に、Ｈｉｇｈ信号を出力している。一方、差動増幅器３１からの出力信号が０．４Ｇの加速度相当以下か３Ｇの加速度相当以上である場合に、Ｌｏｗ信号を出力している。４３はコンパレータからなる比較器で、この比較器４３は前記差動増幅器３１からの出力信号を非反転入力端子４４に入力されている。そして、差動増幅器３１からの出力信号が＋１Ｇの加速度相当であり、比較器４３の反転入力端子４５の＋０．５Ｇの加速度相当以上である場合に、加速度センサが表向きに取り付けられているとして、Ｈｉｇｈ信号を出力する。一方、差動増幅器３１からの出力信号が−１Ｇの加速度相当であり、比較器４３の反転入力端子４５の−０．５Ｇの加速度相当以下である場合に、加速度センサが裏向きに取り付けられているとして、Ｌｏｗ信号を出力する。４６はスイッチからなる供給電圧切替手段で、この供給電圧切替手段４６は前記比較器４３からの出力信号がＨｉｇｈ信号である場合に、接続されるとともに、Ｌｏｗ信号である場合に、オープン状態になるように構成されている。４７は故障診断電源で、この故障診断電源４７は、１２．４Ｖの電圧を印加するように設定されている。そして、この故障診断電源４７は、互いに並列に接続された前記供給電圧切替手段４６および１００ＫΩからなる第１の抵抗４８を介して、Ｖｆｏｕｔとして、図５に示す支持基板２２における電極パッド２８に電気的に接続されている。そしてまた、前記第１の抵抗４８および供給電圧切替手段４６は１００ＫΩからなる第２の抵抗４９を介してＧＮＤ５０に接続させている。すなわち、前記供給電圧切替手段４６のＯＮ、ＯＦＦに応じて、ＶＦＯＵＴから支持基板２２における電極パッド２８に１２．４Ｖが印加されたり、６．２Ｖが印加されたりするものである。

図９を用いて故障診断機能について説明する。本実施の形態においては、３つのパターン（印加パターン１〜３）で故障診断を行う。

図９（ａ）は印加パターン１であり、錘部２３ａと２３ｄの上面に形成された故障診断電極２６と対向電極２７との間に所定の電圧Ｖを印加する。これにより静電力が発生し、錘部２３ａ、２３ｄが対向基板２５に引き寄せられる。この錘部２３ａ、２３ｄの変位により、抵抗Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７の抵抗値が低下する。したがって、図９（ｂ）に示すように、Ｙ軸検出回路において、ＶｙＭの電圧が上がり、ＶｙＰの電圧が下がるため、ＶｙＰとＶｙＭとの間の電位差（ＶｙＰ−ＶｙＭ）は負となる。また、Ｚ軸検出回路において、ＶｚＭの電圧が上がり、ＶｚＰの電圧は変化しないため、ＶｚＰとＶｚＭとの間の電位差（ＶｚＰ−ＶｚＭ）は負となる。このように、Ｙ軸検出回路とＺ軸検出回路の出力がともに負となれば、正常に動作していると判定できる。

図９（ｃ）は印加パターン２であり、錘部２３ｂと２３ｃの上面に形成された故障診断電極２６と対向電極２７との間に所定の電圧Ｖを印加する。これにより静電力が発生し、錘部２３ｂ、２３ｃが対向基板２５に引き寄せられる。この錘部２３ｂ、２３ｃの変位により、抵抗Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ８の抵抗値が低下する。したがって、Ｙ軸検出回路において、ＶｙＭの電圧が下がり、ＶｙＰの電圧が上がるため、ＶｙＰとＶｙＭとの間の電位差（ＶｙＰ−ＶｙＭ）は正となる。また、Ｚ軸検出回路において、ＶｚＭの電圧は変化せず、ＶｚＰの電圧は下がるため、ＶｚＰとＶｚＭとの間の電位差（ＶｚＰ−ＶｚＭ）は負となる。このように、Ｙ軸検出回路の出力が正となり、Ｚ軸検出回路の出力が負となれば、正常に動作していると判定できる。

図９（ｄ）は印加パターン３であり、錘部２３ａ〜２３ｄの上面に形成された故障診断電極２６と対向電極２７との間に所定の電圧Ｖを印加する。これにより静電力が発生し、錘部２３ａ〜２３ｄが対向基板２５に引き寄せられる。この錘部２３ａ〜２３ｄの変位により、抵抗Ｒ１〜Ｒ８の抵抗値が低下する。したがって、Ｙ軸検出回路において、ｙＭもＶｙＰも変化せず、ＶｙＰとＶｙＭとの間の電位差（ＶｙＰ−ＶｙＭ）は０となる。また、Ｚ軸検出回路において、ＶｚＭの電圧は上がり、ＶｚＰの電圧は下がるため、ＶｚＰとＶｚＭとの間の電位差（ＶｚＰ−ＶｚＭ）は負となる。このように、Ｙ軸検出回路の出力が０となり、Ｚ軸検出回路の出力が負となれば、正常に動作していると判定できる。

錘部２３ａ〜２３ｄに接続された第一の梁部２４ａ又は第二の梁部２４ｂのいずれか一本が折れた場合には、この折れた梁部により接続された錘部は変位しないため、上記故障診断機能を用いて故障状態にあると判定できる。

ここで、加速度センサをＺ軸方向（鉛直方向）の上下逆さまに取り付けた場合を考える。錘部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが重力加速度−１Ｇにより、対向基板２５側に引き寄せられる。そのため、故障診断電極２６と対向電極２７との間のクリアランスが減少しようとする。

本発明の実施の形態２における加速度センサにおいては、第１の梁部２４ａにおける検出部２４ｃからの出力信号の差値を増幅して出力する差動増幅器３１と、前記差動増幅器３１からの出力信号を入力されるとともに故障信号を出力するウインドウコンパレータ４０と、前記差動増幅器３１からの出力信号を判定する比較器４３とを設け、前記比較器４３からの出力信号を前記供給電圧切替手段４６に入力するようにしている。この構成によれば、差動増幅器３１と比較器４３とにより、加速度センサの上下の取り付け方向を検出することができるため、加速度センサ内部の回路構成で、故障診断電極２６に供給する供給電圧を低下させることができる。すなわち、支持基板２２における電極パッド２８に加わる故障診断電源に加わる電圧を通常の１２．４Ｖから６．２Ｖに低減することが可能となる。そのため、静電力により、第１の梁部２４ａが大きく変形することが無くなるから、第１の梁部２４ａの塑性変形を防止することができることとなり、その結果、出力信号の精度が向上するという作用効果を有するものである。

なお、本発明の実施に形態２における加速度センサにおいては、図５に示すように、錘部２３ａ〜２３ｄの上面の故障診断電極２６にそれぞれ接続された４つの故障診断用配線２９は、それぞれ別の電極パッド２８に接続されていたが、図１０に示すように、錘部２３ａの上面の故障診断電極２６に接続された故障診断用配線２９と、錘部２３ｄの上面の故障診断電極２６に接続された故障診断用配線２９とを接続して電極パッド２８ａに接続し、錘部２３ｂの上面の故障診断電極２６に接続された故障診断用配線２９と、錘部２３ｃの上面の故障診断電極２６に接続された故障診断用配線２９とを接続して電極パッド２８ｂに接続してもよいものである。

本発明の加速度センサは、加速度センサを上下逆さまに取り付けても、出力信号の精度が劣化するということのない加速度センサを提供することができるので、車両やナビゲーション装置、携帯端末等に用いられる加速度センサや角速度加速度センサ等の加速度センサとして有用である。

１２、２２支持基板
１３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ錘部
１４ａ、１４ｂ、２４ａ、２４ｂ梁部
１４ｃ、１４ｄ、２４ｃ、２４ｄ検出部
１５、２５対向基板
１６、２６故障診断電極
１７、２７対向電極
３１差動増幅器
４０ウインドウコンパレータ
４３比較器
４６供給電圧切替手段
４７故障診断電源

Claims

支持基板と、前記支持基板に一端を接続されるとともに検出部を設けた梁部と、前記梁部の他端に接続されるとともに故障診断電極を設けた錘部と、前記錘部と対向するように設けられるとともに錘部における故障診断電極と対向する位置に対向電極を設けた対向基板と、前記故障診断電極と対向電極との間に電圧を印加する故障診断電源とを備え、前記故障診断電源から故障診断電極に供給する供給電圧を変更する供給電圧切替手段を設けた加速度センサ。
梁部における検出部からの出力信号の差値を増幅して出力する差動増幅器と、前記差動増幅器からの出力信号を入力されるとともに故障信号を出力するウインドウコンパレータと、前記差動増幅器からの出力信号を判定する比較器とを設け、前記比較器からの出力信号を前記供給電圧切替手段に入力するようにした請求項１記載の加速度センサ。
重力以外の加速度を負荷しない状態において、鉛直方向の加速度を検出する検出部からの出力信号を差動増幅器に入力するようにした請求項２記載の加速度センサ。