JP7434233B2 - センサ及び電気装置 - Google Patents
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Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1(a)及び図1(b)は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図2は、第1実施形態に係るセンサを例示する平面図である。
図1(a)は、図1(b)の矢印ARからみた透過平面図である。図1(b)は、図1(a)のA1-A2線断面図である。
図3(a)は、第1支持部11、第2支持部12及び第1導電部材31を例示している。図3(b)は、第1可動電極21を例示している。図3(c)は、第1支持部11、第2支持部12及び第1固定電極41を例示している。
図4は、第1支持部11、第2支持部12及び第1導電部材31を例示している。
図5(a)に示すように、実施形態に係るセンサ111において、第1導電部材31の形状は、センサ110におけるそれとは異なる。センサ111におけるこれを除く構成は、センサ110における構成と同様で良い。
図6(a)は、実施形態に係るセンサ112を例示している。図6(b)は、実施形態に係るセンサ113を例示している。センサ112及びセンサ113における第1支持部11及び第2支持部12の構成は、センサ110及びセンサ111におけるそれらとは異なる。これを除くセンサ112及びセンサ113における構成は、センサ110及びセンサ111における構成と同様で良い。
図8は、第1実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図8は、図7のB1-B2線断面図である。
図9(a)及び図9(b)は、第2実施形態に係る電気装置を例示する模式図である。 図9(a)は、図9(b)の矢印ARからみた透過平面図である。図9(b)は、図9(a)のC1-C2線断面図である。
図10に示すように、実施形態に係る電気装置121において、電気回路50Cは、第1導電層51と、第1導電層51と電気的に接続された検出対象配線85と、を含む。第1導電層51と第1可動部10Aとの間に第1固定電極41がある。検出対象配線85は、第1空間SP1を通過する。検出対象配線85の少なくも一部は、第1方向D1の成分を有する方向に沿っている。検出対象配線85は、例えば、ボンディングワイヤである。
図11に示すように、実施形態に係る電気装置122は、第1実施形態に係るセンサ(例えばセンサ110)、電気回路50C、及び、第1部材61~第4部材64を含む。第1部材61と第2部材62との間に基体50s及び第1構造体SB1が設けられる。第1部材61及び第2部材62の少なくともいずれかは、磁気シールドとして機能する。第1部材61及び第2部材62の少なくともいずれかは、外部の磁界を減衰させる。磁気シールドが設けられることで、より安定して高い精度の検出が可能になる。
(構成1)
第1面を含む基体と、
前記第1面に固定された第1構造体と、
を備え、
前記第1構造体は、
前記第1面に固定された第1支持部であって、前記第1支持部は、1つまたは複数の第1支持領域を含み、前記1つの第1支持領域は環状であり、前記複数の第1支持領域は、環状に並ぶ、前記第1支持部と、
前記第1面に固定され、前記第1支持部の周りに設けられた第2支持部であって、前記第2支持部は、1つまたは複数の第2支持領域を含み、前記1つの第2支持領域は環状であり、前記複数の第2支持領域は、環状に並ぶ、前記第2支持部と、
前記第1支持部及び前記第2支持部に支持され、前記第1面と交差する第1方向において前記基体から離れた第1可動部と、
前記第1面に固定され環状の第1固定電極と、
を含み、
前記第1可動部は、
環状の第1可動電極と、
第1電流が流れることが可能な第1導電部材であって、前記第1電流は、前記第1支持部から前記第2支持部への第1放射方向に沿い、前記第1支持部から前記第2支持部への第1向き、および、前記第2支持部から前記第1支持部への第2向きの少なくともいずれかの向きを有する、前記第1導電部材と、
を含み、
前記第1固定電極は、前記第1可動電極と対向し、
前記第1固定電極と前記第1構造体との間に第1間隙が設けられた、センサ。
前記第1方向において、前記第1可動電極は、前記第1固定電極と前記第1導電部材との間にある、構成1に記載のセンサ。
前記第1構造体は、
複数の内側可撓部と、
複数の外側可撓部と、
を含み、
前記複数の内側可撓部のそれぞれの一端は、前記第1支持部と接続され、前記複数の内側可撓部のそれぞれの他端は、前記第1可動部と接続され、
前記複数の外側可撓部のそれぞれの一端は、前記第2支持部と接続され、前記複数の外側可撓部のそれぞれの他端は、前記第1可動部と接続された、構成1または2に記載のセンサ。
前記複数の内側可撓部は、前記第1支持部を中心とする第1周方向に沿って並び、
前記複数の外側可撓部は、前記第1周方向に沿って並ぶ、構成3に記載のセンサ。
前記第1導電部材は、第1導電部及び第2導電部を含み、
前記第1導電部は、第1導電部端及び第1導電部他端を含み、前記第1導電部端は、前記第1支持部と接続され、前記第1導電部他端は、前記第2支持部と接続され、
前記第2導電部は、第2導電部端及び第2導電部他端を含み、前記第2導電部端は、前記第1支持部と接続され、前記第2導電部他端は、前記第2支持部と接続された、構成1または2に記載のセンサ。
前記第1導電部端から前記第1導電部他端への方向は、前記第2導電部他端から前記第2導電部端への方向に沿っている、構成5に記載のセンサ。
前記第1導電部端から前記第1導電部他端への方向は、前記第2導電部端から前記第2導電部他端への方向と交差する、構成5に記載のセンサ。
前記第1導電部材は、第3導電部及び第4導電部を含み、
前記第3導電部は、第3導電部端及び第3導電部他端を含み、前記第3導電部端は、前記第1支持部と接続され、前記第3導電部他端は、前記第2支持部と接続され、
前記第4導電部は、第4導電部端及び第4導電部他端を含み、前記第4導電部端は、前記第1支持部と接続され、前記第4導電部他端は、前記第2支持部と接続され、
前記第1導電部端から前記第1導電部他端への方向は、前記第2導電部他端から前記第2導電部端への方向に沿い、
前記第3導電部端から前記第3導電部他端への方向は、前記第4導電部他端から前記第4導電部端への方向に沿い、
前記第1導電部端から前記第1導電部他端への前記方向は、前記第3導電部他端から前記第3導電部他端への前記方向と交差した、構成5に記載のセンサ。
前記第3導電部は、第3導電線と、第3端可撓部と、第3他端可撓部と、を含み、
前記第3端可撓部は、前記第3導電線の端部を前記第1支持部と接続し、
前記第3他端可撓部は、前記第3導電線の他端部を前記第2支持部と接続し、
前記第4導電部は、第4導電線と、第4端可撓部と、第4他端可撓部と、を含み、
前記第4端可撓部は、前記第4導電線の端部を前記第1支持部と接続し、
前記第4他端可撓部は、前記第4導電線の他端部を前記第2支持部と接続する、構成8に記載のセンサ。
前記第1導電部は、第1導電線と、第1端可撓部と、第1他端可撓部と、を含み、
前記第1端可撓部は、前記第1導電線の端部を前記第1支持部と接続し、
前記第1他端可撓部は、前記第1導電線の他端部を前記第2支持部と接続し、
前記第2導電部は、第2導電線と、第2端可撓部と、第2他端可撓部と、を含み、
前記第2端可撓部は、前記第2導電線の端部を前記第1支持部と接続し、
前記第2他端可撓部は、前記第2導電線の他端部を前記第2支持部と接続する、構成5~9のいずれか1つに記載のセンサ。
検出対象電流に応じて前記第1固定電極と前記第1可動部との間の第1距離が変化し、
前記検出対象電流は、前記第1支持部で囲まれた第1空間を通過し、前記検出対象電流は、前記第1方向の成分を含む、構成1~10のいずれか1つに記載のセンサ。
検出対象電流に応じて前記第1固定電極と前記第1可動電極との間の第1静電容量が変化し、
前記検出対象電流は、前記第1支持部で囲まれた第1空間を通過し、前記検出対象電流は、前記第1方向の成分を含む、構成1~11のいずれか1つに記載のセンサ。
前記第1導電部材に前記第1電流を供給可能な制御部をさらに備えた、構成1~11のいずれか1つに記載のセンサ。
前記制御部は、前記第1固定電極と前記第1可動電極との間の第1静電容量の変化を検出可能である、構成13に記載のセンサ。
前記第1静電容量は、検出対象電流に応じて変化し、
前記検出対象電流は、前記第1支持部で囲まれた第1空間を通過し、前記検出対象電流は、前記第1方向の成分を含む、構成14に記載のセンサ。
前記第1面に固定された第2構造体をさらに備え、
前記第2構造体は、
前記第1面に固定された第3支持部であって、前記第3支持部は、1つまたは複数の第3支持領域を含み、前記1つの第3支持領域は環状であり、前記複数の第3支持領域は、環状に並ぶ、前記第3支持部と、
前記第1面に固定され、前記第3支持部の周りに設けられた第4支持部であって、前記第4支持部は、1つまたは複数の第4支持領域を含み、前記1つの第4支持領域は環状であり、前記複数の第4支持領域は、環状に並ぶ、前記第2支持部と、
前記第3支持部及び前記第4支持部に支持され、前記第1方向において前記基体から離れた第2可動部と、
前記第1面に固定され環状の第2固定電極と、
を含み、
前記第2可動部は、
環状の第2可動電極と、
第2導電部材と、
を含み、
前記第2固定電極は、前記第2可動電極と対向し、
前記第2固定電極と前記第2可動部との間に第2間隙が設けられた、構成1~11のいずれか1つに記載のセンサ。
前記第2導電部材に、第2電流が流れることが可能であり、
前記第2電流は、前記第3支持部から前記第4支持部への第2放射方向に沿い、前記第3支持部から前記第4支持部への第3向き、および、前記第4支持部から前記第3支持部への第4向きの少なくともいずれかの向きを有する、構成16に記載のセンサ。
制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第1固定電極と前記第1可動電極との間の第1静電容量と、前記第2固定電極と前記第2可動電極との間の第2静電容量と、の差に応じた信号を出力可能であり、
前記第1静電容量は、検出対象電流に応じて変化し、
前記検出対象電流は、前記第1支持部で囲まれた第1空間を通過し、前記検出対象電流は、前記第1方向の成分を含む、構成16または17に記載のセンサ。
構成1~10のいずれか1つに記載のセンサと、
電気回路と、
を備え、
前記電気回路に検出対象電流が流れることが可能であり、
前記検出対象電流は、前記第1支持部で囲まれた第1空間を通過し、前記検出対象電流は、前記第1方向の成分を含む、電気装置。
前記電気回路は、
第1導電層と、
前記第1導電層と電気的に接続された検出対象配線と、
を含み、
前記第1導電層と前記第1可動部との間に前記第1固定電極があり、
前記検出対象配線は、前記第1空間を通過し、
前記検出対象配線の少なくも一部は、前記第1方向の成分を有する方向に沿っている、構成19に記載の電気装置。
第1面を含む基体と、
前記第1面に固定された第1構造体と、
を備え、
前記第1構造体は、
前記第1面に固定された第1支持部であって、前記第1支持部は、1つまたは複数の第1支持領域を含む、前記第1支持部と、
前記第1面に固定され、前記第1支持部の周りに設けられた第2支持部であって、前記第2支持部は、1つまたは複数の第2支持領域を含む、前記第2支持部と、
前記第1支持部及び前記第2支持部に支持され、前記第1面と交差する第1方向において前記基体から離れた第1可動部と、
前記第1面に固定された第1固定電極と、
を含み、
前記第1可動部は、
第1可動電極と、
第1電流が流れることが可能な第1導電部材であって、前記第1電流は、前記第1支持部から前記第2支持部への第1放射方向に沿い、前記第1支持部から前記第2支持部への第1向き、および、前記第2支持部から前記第1支持部への第2向きの少なくともいずれかの向きを有する、前記第1導電部材と、
を含み、
前記第1固定電極は、前記第1可動電極と対向し、
前記第1固定電極と前記第1構造体との間に第1間隙が設けられた、センサ。
Claims (8)
- 第1面を含む基体と、
前記第1面に固定された第1構造体と、
を備え、
前記第1構造体は、
前記第1面に固定された第1支持部であって、前記第1支持部は、1つまたは複数の第1支持領域を含み、前記1つの第1支持領域は環状であり、前記複数の第1支持領域は、環状に並ぶ、前記第1支持部と、
前記第1面に固定され、前記第1支持部の周りに設けられた第2支持部であって、前記第2支持部は、1つまたは複数の第2支持領域を含み、前記1つの第2支持領域は環状であり、前記複数の第2支持領域は、環状に並ぶ、前記第2支持部と、
前記第1支持部及び前記第2支持部に支持され、前記第1面と交差する第1方向において前記基体から離れた第1可動部と、
前記第1面に固定され環状の第1固定電極と、
を含み、
前記第1可動部は、
環状の第1可動電極と、
第1電流が流れることが可能な第1導電部材であって、前記第1電流は、前記第1支持部から前記第2支持部への第1放射方向に沿い、前記第1支持部から前記第2支持部への第1向き、および、前記第2支持部から前記第1支持部への第2向きの少なくともいずれかの向きを有する、前記第1導電部材と、
を含み、
前記第1固定電極は、前記第1可動電極と対向し、
前記第1固定電極と前記第1構造体との間に第1間隙が設けられ、
検出対象電流は、前記第1支持部で囲まれた第1空間を通過し、前記検出対象電流は、前記第1方向の成分を含み、
前記検出対象電流に応じたローレンツ力により前記第1固定電極と前記第1可動部との間の第1距離が変化し、前記検出対象電流に応じて変化する、前記第1固定電極と前記第1可動電極との間の第1静電容量を検出することで前記検出対象電流を検出する、センサ。 - 前記第1導電部材は、第1導電部及び第2導電部を含み、
前記第1導電部は、第1導電部端及び第1導電部他端を含み、前記第1導電部端は、前記第1支持部と接続され、前記第1導電部他端は、前記第2支持部と接続され、
前記第2導電部は、第2導電部端及び第2導電部他端を含み、前記第2導電部端は、前記第1支持部と接続され、前記第2導電部他端は、前記第2支持部と接続された、請求項1に記載のセンサ。 - 前記第1導電部材は、第3導電部及び第4導電部を含み、
前記第3導電部は、第3導電部端及び第3導電部他端を含み、前記第3導電部端は、前記第1支持部と接続され、前記第3導電部他端は、前記第2支持部と接続され、
前記第4導電部は、第4導電部端及び第4導電部他端を含み、前記第4導電部端は、前記第1支持部と接続され、前記第4導電部他端は、前記第2支持部と接続され、
前記第1導電部端から前記第1導電部他端への方向は、前記第2導電部他端から前記第2導電部端への方向に沿い、
前記第3導電部端から前記第3導電部他端への方向は、前記第4導電部他端から前記第4導電部端への方向に沿い、
前記第1導電部端から前記第1導電部他端への前記方向は、前記第3導電部他端から前記第3導電部他端への前記方向と交差した、請求項2に記載のセンサ。 - 前記第1導電部は、第1導電線と、第1端可撓部と、第1他端可撓部と、を含み、
前記第1端可撓部は、前記第1導電線の端部を前記第1支持部と接続し、
前記第1他端可撓部は、前記第1導電線の他端部を前記第2支持部と接続し、
前記第2導電部は、第2導電線と、第2端可撓部と、第2他端可撓部と、を含み、
前記第2端可撓部は、前記第2導電線の端部を前記第1支持部と接続し、
前記第2他端可撓部は、前記第2導電線の他端部を前記第2支持部と接続する、請求項2または3に記載のセンサ。 - 前記第1面に固定された第2構造体をさらに備え、
前記第2構造体は、
前記第1面に固定された第3支持部であって、前記第3支持部は、1つまたは複数の第3支持領域を含み、前記1つの第3支持領域は環状であり、前記複数の第3支持領域は、環状に並ぶ、前記第3支持部と、
前記第1面に固定され、前記第3支持部の周りに設けられた第4支持部であって、前記第4支持部は、1つまたは複数の第4支持領域を含み、前記1つの第4支持領域は環状であり、前記複数の第4支持領域は、環状に並ぶ、前記第2支持部と、
前記第3支持部及び前記第4支持部に支持され、前記第1方向において前記基体から離れた第2可動部と、
前記第1面に固定され環状の第2固定電極と、
を含み、
前記第2可動部は、
環状の第2可動電極と、
第2導電部材と、
を含み、
前記第2固定電極は、前記第2可動電極と対向し、
前記第2固定電極と前記第2可動部との間に第2間隙が設けられた、請求項1~4のいずれか1つに記載のセンサ。 - 制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第1固定電極と前記第1可動電極との間の第1静電容量と、前記第2固定電極と前記第2可動電極との間の第2静電容量と、の差に応じた信号を出力可能である、請求項5に記載のセンサ。 - 請求項1~6のいずれか1つに記載のセンサと、
電気回路と、
を備え、
前記電気回路に前記検出対象電流が流れることが可能であり、
前記検出対象電流は、前記第1支持部で囲まれた第1空間を通過し、前記検出対象電流は、前記第1方向の成分を含む、電気装置。 - 第1面を含む基体と、
前記第1面に固定された第1構造体と、
を備え、
前記第1構造体は、
前記第1面に固定された第1支持部であって、前記第1支持部は、1つまたは複数の第1支持領域を含む、前記第1支持部と、
前記第1面に固定され、前記第1支持部の周りに設けられた第2支持部であって、前記第2支持部は、1つまたは複数の第2支持領域を含む、前記第2支持部と、
前記第1支持部及び前記第2支持部に支持され、前記第1面と交差する第1方向において前記基体から離れた第1可動部と、
前記第1面に固定された第1固定電極と、
を含み、
前記第1可動部は、
第1可動電極と、
第1電流が流れることが可能な第1導電部材であって、前記第1電流は、前記第1支持部から前記第2支持部への第1放射方向に沿い、前記第1支持部から前記第2支持部への第1向き、および、前記第2支持部から前記第1支持部への第2向きの少なくともいずれかの向きを有する、前記第1導電部材と、
を含み、
前記第1固定電極は、前記第1可動電極と対向し、
前記第1固定電極と前記第1構造体との間に第1間隙が設けられ、
検出対象電流は、前記第1支持部で囲まれた第1空間を通過し、前記検出対象電流は、前記第1方向の成分を含み、
前記検出対象電流に応じたローレンツ力により前記第1固定電極と前記第1可動部との間の第1距離が変化し、前記検出対象電流に応じて変化する、前記第1固定電極と前記第1可動電極との間の第1静電容量を検出することで前記検出対象電流を検出する、センサ。
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