JP3463563B2 - 振動形半導体トランスデューサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は振動形半導体トラン
スデューサに関し、詳しくは、シリコン単結晶材よりな
る振動子本体を磁気的に励振するとともに該振動子本体
の振動を磁気的に検出するように構成された振動形半導
体トランスデューサの磁気回路構造の改良に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】半導体圧力センサの一種に、シリコン単
結晶材よりなる振動子本体に磁界を与え、振動子本体を
磁気的に励振するとともに該振動子本体の振動を磁気的
に検出するように構成された振動形半導体トランスデュ
ーサがある。図３はこのような従来の振動形半導体トラ
ンスデューサの一例を示す構成図であり、図4は図3の構
成の磁気回路の略図と磁力線図のイメージ図である。チ
ップ１上の図示しない振動子に与える磁界として、図4
に示すように、マグネット２とヨーク３からなる磁気回
路のヨーク間の空隙４から漏れる磁束を使用する。ここ
で、これら空隙４の確保および寸法安定性は製品の性能
を決定する重要な部分であって温度や圧力による空隙の
寸法変化を抑える必要があり、ヨーク３面とチップ１面
との空隙４をμmのオーダーで構築する。 【０００３】そのために、以下の精度を確保しかつ積み
上げて空隙４を構成している。 １）チップ１を搭載したサポート５をボデイ６に接合す
る場合の取り付け精度 ２）スペーサ７の幅とボデイ６及びホルダー８に接する
面の平行度 ３）マグネット２及びヨーク３からなる磁気回路をホル
ダー８に搭載する取り付け精度 具体的には、１）については高精度の組立治具により精
度を確保し、２）についてはスペーサ７の研削および研
削時の寸法管理により精度を確保し、３）については磁
気回路をホルダー８に搭載後、スペーサ７に接する面を
研削して精度を確保している。以上、空隙４を構成する
上での制約を述べたが、同時にヨーク間のギャップ位置
と、振動子の位置を合わせるための組み付け精度も要求
される。また、材料の剛性、熱膨張係数等もマッチング
させる必要があり、おのずと使用できる材料が限られ現
状のような構造となっている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の構造では、チップ１、サポート５、ボデイ６、スペ
ーサ７、ホルダー８及び図示しないキャップなどの多数
の部品を用いて複雑かつ高精度の加工により空隙を確保
する必要があり、さらに、漏れ磁束の位置と振動子の位
置を合わせるための組み付け精度が要求されることから
組立工程のコストアップにつながっている。本発明はこ
のような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、
部品点数を削減して組立を簡素化しながらも高い位置決
め精度を確保できる振動形半導体トランスデューサを提
供することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の請求項１の発明では、ボディと、 ボ
ディの取り付け面に取り付けられたサポートと、 シリコ
ン単結晶の基板上に設けられたシリコン単結晶材よりな
り、サポート上に搭載された振動子本体と、 この振動子
本体を磁気的に励振するための漏れ磁束を発生する空隙
を有し、振動子本体が搭載されたサポートに取り付けら
れた第１のヨークと、マグネットと、 このマグネットを
内包し端面が第１のヨークと対向するように形成された
第２のヨークと、 サポートとサポートに搭載された振動
子本体および第１のヨークを内包するように断面形状が
矩形に形成された開口部を有し、開口部の底部にはマグ
ネットと第２のヨークが取り付けられ、開口部の端面を
サポート取り付け面に対向させてボディーに取り付けら
れるホルダー、とで構成されたことを特徴とする。 【０００６】このような構造によれば、設計自由度が大
きくなり、従来構造に比べて部品点数を大幅に削減出来
る。また、漏れ磁束を供給する磁気回路をサポート上に
搭載するのにあたって振動子の位置を目視確認でき、位
置合わせ精度を高めることが出来る。 【０００７】 【０００８】 【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図１は本発明の実施の形態の一例を示す構成
図であり、図３と共通する部分には同一の符号を付けて
いる。図において、磁気回路は、マグネット２とヨーク
１１からなる磁束の供給部と、ヨーク１２からなる漏れ
磁束発生部より構成される。このように磁気回路を２つ
に分けて間にギャップが存在する本磁気回路において
も、ヨーク１２の漏れ磁束を従来の値と同等に設計でき
ることが磁場解析により確かめられた。図2に図1の磁気
回路の略図と磁力線図のイメージ図を示す。 【０００９】空隙１５を構成するヨーク１２は、チップ
１を搭載するサポート１４に取り付けられる。この際、
必要な空隙１５の寸法を確保することができる。ここ
で、チップ１とサポート１４は熱による歪みの発生を抑
えるために熱膨張係数が近い材料を使用しているが、同
様にヨーク１２もその熱膨張係数に近い磁性材料を使用
する。具体的には、鉄にコバルト、ニッケル等を付加し
て磁性を保ったまま熱膨張係数を操作した材料を用い
る。この場合、空隙１５の寸法は熱が加わっても変化す
ることはなく、初期の寸法精度を保つ。その後の組立工
程であるサポート１４のボデイ６への接合や磁束供給部
を搭載したホルダ１３のボデイ６への装着の際には、従
来のような厳しい寸法精度が要求されることはない。す
なわち、空隙１５の初期寸法精度を決定する要因は、ヨ
ーク１２の製作精度のみであり、ヨーク１２をサポート
１４に接合する際に振動子の位置を目視確認することが
可能となり、振動子と漏れ磁束を発生するギャップとの
位置合わせ精度を上げることができる。 【００１０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来高精度の６部品により構成されていた空隙を１部品
にて構成することができ、大幅に部品点数を削減でき
る。また、振動子位置と漏れ磁束を発生するギャップと
の位置合わせを目視確認できることから、従来のような
精度の積み上げによらずに組立時に従来よりも高い位置
決め精度を確保することができ、ヨーク材の磁気性能の
緩和等の設計余裕をも生み出す。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る振動形半導体トランスデューサの
実施の一形態例図である。 【図２】図１の磁気回路の略図と磁力線図のイメージ図
である。 【図３】従来の振動形半導体トランスデューサの構成図
である。 【図４】図３の磁気回路の略図と磁力線図のイメージ図
である。 【符号の説明】 １ チップ ２ マグネット ６ ボデイ １１ ヨーク １２ ヨーク １３ ホルダー １４ サポート １５ 空隙

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】ボディと、 ボディの取り付け面に取り付けられたサポートと、 シリコン単結晶の基板上に設けられたシリコン単結晶材
   よりなり、サポート上に搭載された振動子本体と、 この振動子本体を磁気的に励振するための漏れ磁束を発
   生する空隙を有し、振動子本体が搭載されたサポートに
   取り付けられた第１のヨークと、 マグネットと、 このマグネットを内包し端面が第１のヨークと対向する
   ように形成された第２のヨークと、 サポートとサポートに搭載された振動子本体および第１
   のヨークを内包するように断面形状が矩形に形成された
   開口部を有し、開口部の底部にはマグネットと第２のヨ
   ークが取り付けられ、開口部の端面をサポート取り付け
   面に対向させてボディーに取り付けられるホルダー、と
   で構成され たことを特徴とする振動形半導体トランスデ
   ューサ。