JPH04256864A - 半導体振動・加速度センサ - Google Patents
半導体振動・加速度センサInfo
- Publication number
- JPH04256864A JPH04256864A JP3018143A JP1814391A JPH04256864A JP H04256864 A JPH04256864 A JP H04256864A JP 3018143 A JP3018143 A JP 3018143A JP 1814391 A JP1814391 A JP 1814391A JP H04256864 A JPH04256864 A JP H04256864A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- walled
- thick
- parts
- thin
- parallel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims description 29
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 24
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 13
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/084—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass the mass being suspended at more than one of its sides, e.g. membrane-type suspension, so as to permit multi-axis movement of the mass
Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車の加速度
状態， 揺れの状態などを検出し、その検出信号を処理
して各種制御などに使用される、特に３次元の振動ある
いは加速度を検出することができる半導体振動・加速度
センサに関する。
状態， 揺れの状態などを検出し、その検出信号を処理
して各種制御などに使用される、特に３次元の振動ある
いは加速度を検出することができる半導体振動・加速度
センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】３次元の振動あるいは加速度を検出する
ことができる半導体振動・加速度センサとして特開昭６
３−１６９０７８に開示されたものが知られている。図
４はこの半導体振動・加速度センサの平面図、図５はｘ
方向成分検出について説明するための図４のＡ−Ａにお
ける断面図、図６はｚ方向成分検出について説明するた
めの図４のＡ−Ａにおける断面図である。図４において
、５はその平面形状が正方形で、厚肉状の中央厚肉部、
６は中央厚肉部５と所定の間隔を有し、その中央厚肉部
５を囲うように口の字形に形成された厚肉状の周辺厚肉
部である。中央厚肉部５と周辺厚肉部６との間には、中
央厚肉部５の平面形状における正方形の各外辺の略中央
より、各辺の長さより短い所定の幅をもって周辺厚肉部
６側にのび、周辺厚肉部６と中央厚肉部５とを連結する
薄肉状の薄肉支持部８〜１１が形成されている。なお、
この薄肉支持部８〜１１の図中正のｚ方向側表面は、中
央厚肉部５および周辺厚肉部６の同表面と同一平面上に
形成されている。そして各々の薄肉支持部８〜１１の上
側にはピエゾ抵抗素子である４個の歪ゲージからなる歪
ゲージ群１〜４が拡散などにより形成されており、また
、各々の歪ゲージ群１〜４は、例えば中央厚肉部５より
周辺厚肉部６側に向かう方向にその長手方向を有する２
個の歪ゲージと、その方向に直交する方向にその長手方
向を有する２個の歪ゲージとからなり、互いに電気的に
接続しフルブリッジを構成している。
ことができる半導体振動・加速度センサとして特開昭６
３−１６９０７８に開示されたものが知られている。図
４はこの半導体振動・加速度センサの平面図、図５はｘ
方向成分検出について説明するための図４のＡ−Ａにお
ける断面図、図６はｚ方向成分検出について説明するた
めの図４のＡ−Ａにおける断面図である。図４において
、５はその平面形状が正方形で、厚肉状の中央厚肉部、
６は中央厚肉部５と所定の間隔を有し、その中央厚肉部
５を囲うように口の字形に形成された厚肉状の周辺厚肉
部である。中央厚肉部５と周辺厚肉部６との間には、中
央厚肉部５の平面形状における正方形の各外辺の略中央
より、各辺の長さより短い所定の幅をもって周辺厚肉部
６側にのび、周辺厚肉部６と中央厚肉部５とを連結する
薄肉状の薄肉支持部８〜１１が形成されている。なお、
この薄肉支持部８〜１１の図中正のｚ方向側表面は、中
央厚肉部５および周辺厚肉部６の同表面と同一平面上に
形成されている。そして各々の薄肉支持部８〜１１の上
側にはピエゾ抵抗素子である４個の歪ゲージからなる歪
ゲージ群１〜４が拡散などにより形成されており、また
、各々の歪ゲージ群１〜４は、例えば中央厚肉部５より
周辺厚肉部６側に向かう方向にその長手方向を有する２
個の歪ゲージと、その方向に直交する方向にその長手方
向を有する２個の歪ゲージとからなり、互いに電気的に
接続しフルブリッジを構成している。
【０００３】振動， 加速度などによる力を受けて中央
厚肉部５および薄肉支持部８〜１１が変位し、その変位
状態に応じた信号を歪ゲージ群１〜４によって電気信号
の状態で検出される。ここで振動， 加速度などによる
力のｘ， ｙ方向成分は次のようにして検出される。す
なわち、例えばｘ方向成分について考えると、図５の断
面図に示すように中央厚肉部５の重心点Ｇと支持点Ｐ１
（ 支持点Ｐ２ ） との間にはｚ方向において距離
ｌのずれが生じており、このずれのためにｘ方向に力が
作用した場合、支持点Ｐ１ は図中正のｚ方向へ変位し
、支持点Ｐ２ は負のｚ方向へ変位する。従って、薄肉
支持部９側と薄肉支持部１１では表面応力の加わり方が
逆になる。すなわち、薄肉支持部９側においては台座１
２に近接するほど圧縮応力が作用し、中央厚肉部５に近
接するほど引っ張り応力が作用するのに対し、薄肉支持
部１１側においては、台座１２に近接するほど引っ張り
応力が作用し、中央厚肉部５に近接するほど圧縮応力が
作用することになる。そこで、各々の薄肉支持部９，
１１に形成される歪ゲージ群２， ４が形成するブリッ
ジ回路の出力信号の差を検出することによりｘ方向に受
ける力に応じた電気信号を得ることができる。なお、ｙ
方向成分についてはその説明を省略するが、前述したｘ
方向成分における説明と同様に考えることができる。
厚肉部５および薄肉支持部８〜１１が変位し、その変位
状態に応じた信号を歪ゲージ群１〜４によって電気信号
の状態で検出される。ここで振動， 加速度などによる
力のｘ， ｙ方向成分は次のようにして検出される。す
なわち、例えばｘ方向成分について考えると、図５の断
面図に示すように中央厚肉部５の重心点Ｇと支持点Ｐ１
（ 支持点Ｐ２ ） との間にはｚ方向において距離
ｌのずれが生じており、このずれのためにｘ方向に力が
作用した場合、支持点Ｐ１ は図中正のｚ方向へ変位し
、支持点Ｐ２ は負のｚ方向へ変位する。従って、薄肉
支持部９側と薄肉支持部１１では表面応力の加わり方が
逆になる。すなわち、薄肉支持部９側においては台座１
２に近接するほど圧縮応力が作用し、中央厚肉部５に近
接するほど引っ張り応力が作用するのに対し、薄肉支持
部１１側においては、台座１２に近接するほど引っ張り
応力が作用し、中央厚肉部５に近接するほど圧縮応力が
作用することになる。そこで、各々の薄肉支持部９，
１１に形成される歪ゲージ群２， ４が形成するブリッ
ジ回路の出力信号の差を検出することによりｘ方向に受
ける力に応じた電気信号を得ることができる。なお、ｙ
方向成分についてはその説明を省略するが、前述したｘ
方向成分における説明と同様に考えることができる。
【０００４】また、ｚ方向成分については、図６の断面
図に示すように、例えば負のｚ方向に力が作用した場合
、薄肉支持部９側と薄肉支持部１１側には共に、台座１
２に近接するほど引っ張り応力が作用し、中央厚肉部５
に近接するほど圧縮応力が作用する。また、図示はしな
いが薄肉支持部８， １０側においても同様に応力が作
用しており、従って、各々の薄肉支持部８〜１１に形成
される歪ゲージ群１〜４が形成するブリッジ回路の出力
信号の和、あるいはその平均を検出することによりｚ方
向に受ける力に応じた電気信号を得ることができる。
図に示すように、例えば負のｚ方向に力が作用した場合
、薄肉支持部９側と薄肉支持部１１側には共に、台座１
２に近接するほど引っ張り応力が作用し、中央厚肉部５
に近接するほど圧縮応力が作用する。また、図示はしな
いが薄肉支持部８， １０側においても同様に応力が作
用しており、従って、各々の薄肉支持部８〜１１に形成
される歪ゲージ群１〜４が形成するブリッジ回路の出力
信号の和、あるいはその平均を検出することによりｚ方
向に受ける力に応じた電気信号を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の半導体振動・加
速度センサにおいては、以下のような問題点がある。図
４〜図６において振動， 加速度などのｘ方向成分は薄
肉支持部９， １１の変形によって、これらに形成され
た歪ゲージ群の出力信号の差として検出されるが、薄肉
支持部９， １１と直角方向にある薄肉支持部８， １
０が反時計方向に捩じれ、この捩じれは薄肉支持部９，
１１の変形を妨げ、ｘ方向成分の検出感度を低下させ
るとともに、薄肉支持部８， １０がその捩じれで出力
信号を発生する。この出力信号は干渉出力であり検出精
度を低下させる。ｙ方向成分に対しても全く同様である
。また、ｚ方向成分は薄肉支持部８〜１１の変形によっ
て、これらに形成された歪ゲージ群の出力信号の和、あ
るいは平均で検出されるが、ｘ方向あるいはｙ方向の力
による薄肉支持部８， １０あるいは９， １１の捩じ
れによる出力信号が干渉出力となり検出精度が低下する
。
速度センサにおいては、以下のような問題点がある。図
４〜図６において振動， 加速度などのｘ方向成分は薄
肉支持部９， １１の変形によって、これらに形成され
た歪ゲージ群の出力信号の差として検出されるが、薄肉
支持部９， １１と直角方向にある薄肉支持部８， １
０が反時計方向に捩じれ、この捩じれは薄肉支持部９，
１１の変形を妨げ、ｘ方向成分の検出感度を低下させ
るとともに、薄肉支持部８， １０がその捩じれで出力
信号を発生する。この出力信号は干渉出力であり検出精
度を低下させる。ｙ方向成分に対しても全く同様である
。また、ｚ方向成分は薄肉支持部８〜１１の変形によっ
て、これらに形成された歪ゲージ群の出力信号の和、あ
るいは平均で検出されるが、ｘ方向あるいはｙ方向の力
による薄肉支持部８， １０あるいは９， １１の捩じ
れによる出力信号が干渉出力となり検出精度が低下する
。
【０００６】本発明の目的は、前述の問題点を解決し、
検出感度が高く、かつ、ｘ， ｙ， ｚ方向間の干渉出
力をなくし、検出精度を向上した半導体・加速度センサ
を提供することにある。
検出感度が高く、かつ、ｘ， ｙ， ｚ方向間の干渉出
力をなくし、検出精度を向上した半導体・加速度センサ
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明においては、半導体材料よりなり、四角形
の厚肉状の中央厚肉部と、この中央厚肉部と所定の間隔
を有し、かつ、この中央厚肉部を囲うように形成された
周辺厚肉部と、前記中央厚肉部の各外辺とそれぞれ対面
する周辺厚肉部の各内辺とを連結し、かつ、それぞれ前
記外辺と平衡な部分を有する４個の薄肉支持部と、中央
厚肉部の一外角およびこの外角と対角線上にある他外角
とそれぞれ対面する周辺厚肉部の各内隅とを連結する２
個の薄肉支持部とを備え、前記各薄肉支持部にそれぞれ
歪ゲージが形成されるようにする。
めに、本発明においては、半導体材料よりなり、四角形
の厚肉状の中央厚肉部と、この中央厚肉部と所定の間隔
を有し、かつ、この中央厚肉部を囲うように形成された
周辺厚肉部と、前記中央厚肉部の各外辺とそれぞれ対面
する周辺厚肉部の各内辺とを連結し、かつ、それぞれ前
記外辺と平衡な部分を有する４個の薄肉支持部と、中央
厚肉部の一外角およびこの外角と対角線上にある他外角
とそれぞれ対面する周辺厚肉部の各内隅とを連結する２
個の薄肉支持部とを備え、前記各薄肉支持部にそれぞれ
歪ゲージが形成されるようにする。
【０００８】
【作用】本発明によれば、半導体材料よりなる四角形の
中央厚肉部の各外辺とそれぞれ対面する周辺厚肉部の各
内辺とを連結する４個の各薄肉支持部の一部にそれぞれ
前記各外辺と平行な部分を設けるようにしたので振動，
加速度などによる力が加わった場合、そのｙ方向成分
によって図３に示すように中央厚肉部は矢印Ｐ方向に動
かされ、薄肉支持部２３１， ２３２は圧縮あるいは引
っ張りを受け、薄肉支持部２３３， ２３４は横方向に
曲げられる。この場合、これら薄肉支持部の一部に設け
られた外辺と平行な部分によって、薄肉支持部２３１，
２３２はこの外辺と平行な部分が主として曲げられ、
それ以外の部分は軸方向に力が加わるためほとんど変形
せず、薄肉支持部２３３， ２３４はこの外辺と平行な
部分は軸方向に力が加わるためほとんど変形せず、それ
以外の個所が主として曲がるようになる。これによって
、薄肉支持部２３１， ２３２の上側に形成された歪ゲ
ージによってｙ方向成分が検出できるとともに、薄肉支
持部２３３， ２３４の上側に形成された歪ゲージは出
力信号を発生しないので、干渉出力は生じない。また、
薄肉支持部２３３， ２３４は中央厚肉部と周辺厚肉部
の間隔を比較的大きくとることによって横方向の曲げ剛
性を弱めることができるので、中央厚肉部の変位を妨げ
ないようにできる。また、ｘ方向成分については前述の
ｙ方向成分における説明と同様に考えることができる。
中央厚肉部の各外辺とそれぞれ対面する周辺厚肉部の各
内辺とを連結する４個の各薄肉支持部の一部にそれぞれ
前記各外辺と平行な部分を設けるようにしたので振動，
加速度などによる力が加わった場合、そのｙ方向成分
によって図３に示すように中央厚肉部は矢印Ｐ方向に動
かされ、薄肉支持部２３１， ２３２は圧縮あるいは引
っ張りを受け、薄肉支持部２３３， ２３４は横方向に
曲げられる。この場合、これら薄肉支持部の一部に設け
られた外辺と平行な部分によって、薄肉支持部２３１，
２３２はこの外辺と平行な部分が主として曲げられ、
それ以外の部分は軸方向に力が加わるためほとんど変形
せず、薄肉支持部２３３， ２３４はこの外辺と平行な
部分は軸方向に力が加わるためほとんど変形せず、それ
以外の個所が主として曲がるようになる。これによって
、薄肉支持部２３１， ２３２の上側に形成された歪ゲ
ージによってｙ方向成分が検出できるとともに、薄肉支
持部２３３， ２３４の上側に形成された歪ゲージは出
力信号を発生しないので、干渉出力は生じない。また、
薄肉支持部２３３， ２３４は中央厚肉部と周辺厚肉部
の間隔を比較的大きくとることによって横方向の曲げ剛
性を弱めることができるので、中央厚肉部の変位を妨げ
ないようにできる。また、ｘ方向成分については前述の
ｙ方向成分における説明と同様に考えることができる。
【０００９】また、ｚ方向成分は中央厚肉部の一外角お
よびこの外角と対角線上にある他外角とそれぞれ対面す
る周辺厚肉部の各内隅とを連結する２個の薄肉支持部の
２４１，２４２の上側に形成された歪ゲージによって中
央厚肉部２１および薄肉支持部２４１， ２４２の変位
状態を検出するようにしたので、ｘ方向成分， ｙ方向
成分の検出と独立しており、これら成分検出用の歪ゲー
ジの出力信号からの干渉出力は生じない。更に、歪ゲー
ジを中央厚肉部の外角と周辺厚肉部の内隅とをむすぶ線
上に形成することにより、この線はｘ方向成分， ｙ方
向成分の力が加わった場合の薄肉支持部の横方向の曲が
りの中心線であり、この上側に形成された歪ゲージはｘ
方向成分， ｙ方向成分の力に対し出力信号を発生せず
、これらｘ方向成分， ｙ方向成分の力による干渉出力
も生じない。
よびこの外角と対角線上にある他外角とそれぞれ対面す
る周辺厚肉部の各内隅とを連結する２個の薄肉支持部の
２４１，２４２の上側に形成された歪ゲージによって中
央厚肉部２１および薄肉支持部２４１， ２４２の変位
状態を検出するようにしたので、ｘ方向成分， ｙ方向
成分の検出と独立しており、これら成分検出用の歪ゲー
ジの出力信号からの干渉出力は生じない。更に、歪ゲー
ジを中央厚肉部の外角と周辺厚肉部の内隅とをむすぶ線
上に形成することにより、この線はｘ方向成分， ｙ方
向成分の力が加わった場合の薄肉支持部の横方向の曲が
りの中心線であり、この上側に形成された歪ゲージはｘ
方向成分， ｙ方向成分の力に対し出力信号を発生せず
、これらｘ方向成分， ｙ方向成分の力による干渉出力
も生じない。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の半導体振動・加速度センサの
一実施例を示し、図１（ａ） は平面図、図１（ｂ）
は図１（ａ） のＡ−Ａにおける断面図、図１（ｃ）
は図１（ａ） のＢ−Ｂにおける断面図である。図１に
おいて２１は半導体材料よりなる四角形で厚肉状の中央
厚肉部、２２は中央厚肉部２１と所定の間隔を有し、そ
の中央厚肉部を囲うように口の字形に形成された厚肉状
の半導体材料よりなる周辺厚肉部である。中央厚肉部２
１と周辺厚肉部２２との間には、四角形の中央厚肉部の
各外辺から、これら外辺の長さより短い所定の幅をもっ
て周辺厚肉部２２側にのび、周辺厚肉部２２と中央厚肉
部２１とを連結する薄肉状の４個の半導体材料よりなる
薄肉支持部２３１ 〜２３４が形成されている。これら
薄肉支持部２３１ 〜２３４ の一部には、それぞれ前
記各外辺と平行な部分２３１Ａ〜２３４Ａが設けられて
いる。また、中央厚肉部の一外角およびこの外角と対角
線上にある他外角とそれぞれ対面する周辺厚肉部の各内
隅とを連結する薄肉状の２個の薄肉支持部２４１， ２
４２が形成されている。薄肉支持部２３１ 〜２３４
の外辺と平行な部分２３１Ａ〜２３４Ａの上側にはそれ
ぞれ歪ゲージ２５１， ２５２と２５３，２５４と２６
３， ２６４と２６１， ２６２が形成され、薄肉支持
部２４１， ２４２の上側にはそれぞれ歪ゲージ２７１
， ２７２と２７３， ２７４とが形成されている。こ
れら歪ゲージは同じ軸上にある、例えばｙ軸上にある薄
肉支持部２３１， ２３２に形成されている歪ゲージ２
５１， ２５２， ２５３， ２５４を一組として図２
に示すようなフルブリッジを構成している。また、ｘ軸
上にある薄肉支持部２３３， ２３４に形成されている
歪ゲージ２６１， ２６２， ２６３， ２６４も同様
である。更に、四角形の中央厚肉部の外角に設けられた
薄肉支持部２４１，２４２に形成されている歪ゲージ２
７１， ２７２， ２７３， ２７４を一組として同様
フルブリッジを構成している。
一実施例を示し、図１（ａ） は平面図、図１（ｂ）
は図１（ａ） のＡ−Ａにおける断面図、図１（ｃ）
は図１（ａ） のＢ−Ｂにおける断面図である。図１に
おいて２１は半導体材料よりなる四角形で厚肉状の中央
厚肉部、２２は中央厚肉部２１と所定の間隔を有し、そ
の中央厚肉部を囲うように口の字形に形成された厚肉状
の半導体材料よりなる周辺厚肉部である。中央厚肉部２
１と周辺厚肉部２２との間には、四角形の中央厚肉部の
各外辺から、これら外辺の長さより短い所定の幅をもっ
て周辺厚肉部２２側にのび、周辺厚肉部２２と中央厚肉
部２１とを連結する薄肉状の４個の半導体材料よりなる
薄肉支持部２３１ 〜２３４が形成されている。これら
薄肉支持部２３１ 〜２３４ の一部には、それぞれ前
記各外辺と平行な部分２３１Ａ〜２３４Ａが設けられて
いる。また、中央厚肉部の一外角およびこの外角と対角
線上にある他外角とそれぞれ対面する周辺厚肉部の各内
隅とを連結する薄肉状の２個の薄肉支持部２４１， ２
４２が形成されている。薄肉支持部２３１ 〜２３４
の外辺と平行な部分２３１Ａ〜２３４Ａの上側にはそれ
ぞれ歪ゲージ２５１， ２５２と２５３，２５４と２６
３， ２６４と２６１， ２６２が形成され、薄肉支持
部２４１， ２４２の上側にはそれぞれ歪ゲージ２７１
， ２７２と２７３， ２７４とが形成されている。こ
れら歪ゲージは同じ軸上にある、例えばｙ軸上にある薄
肉支持部２３１， ２３２に形成されている歪ゲージ２
５１， ２５２， ２５３， ２５４を一組として図２
に示すようなフルブリッジを構成している。また、ｘ軸
上にある薄肉支持部２３３， ２３４に形成されている
歪ゲージ２６１， ２６２， ２６３， ２６４も同様
である。更に、四角形の中央厚肉部の外角に設けられた
薄肉支持部２４１，２４２に形成されている歪ゲージ２
７１， ２７２， ２７３， ２７４を一組として同様
フルブリッジを構成している。
【００１１】振動， 加速度などによる力を受けて中央
厚肉部２１および薄肉支持部２３１ 〜２３４および２
４１ 〜２４２ が変位し、その変位状態に応じた信号
を歪ゲージ２５１ 〜２５４， ２６１〜２６４ およ
び２７１ 〜２７４ によって電気信号の状態で検出さ
れる。ここで、振動， 加速度などによる力のｘ， ｙ
方向成分は次のようにして検出される。すなわち、例え
ばｙ方向成分について考えると図３に示すように中央厚
肉部は矢印Ｐ方向に動かされ、薄肉支持部２３１， ２
３２は圧縮あるいは引っ張りを受け、薄肉支持部２３３
， ２３４は横方向に曲げられる。この場合、これら薄
肉支持部の一部に設けられた外辺と平行な部分２３１Ａ
〜２３４Ａによって、薄肉支持部２３１， ２３２はこ
の外辺と平行な部分が主として曲げられ、それ以外の部
分は軸方向に力が加わるためほとんど変形せず、薄肉支
持部２３３， ２３４はこの外辺と平行な部分は軸方向
に力が加わるためほとんど変形せずそれ以外の個所が主
として曲がるようになる。これによって、薄肉支持部２
３１， ２３２の外辺と平行な部分２３１Ａ， ２３２
Ａの上側に形成された歪ゲージ２５１ 〜２５４ によ
りｙ方向成分が検出できるとともに、薄肉支持部２３３
， ２３４の外辺と平行な部分２３３Ａ， ２３４Ａの
上側に形成された歪ゲージ２６１ 〜２６４ は出力信
号を発生しないので干渉出力は生じない。また、薄肉支
持部２３３，２３４ は中央厚肉部２１と周辺厚肉部２
２の間隔を比較的大きくとることによって、その横方向
の曲げ剛性を弱めることができるので、中央厚肉部の変
位を妨げないようにできる。また、ｘ方向成分について
は前述のｙ方向成分における説明と同様に考えることが
できる。
厚肉部２１および薄肉支持部２３１ 〜２３４および２
４１ 〜２４２ が変位し、その変位状態に応じた信号
を歪ゲージ２５１ 〜２５４， ２６１〜２６４ およ
び２７１ 〜２７４ によって電気信号の状態で検出さ
れる。ここで、振動， 加速度などによる力のｘ， ｙ
方向成分は次のようにして検出される。すなわち、例え
ばｙ方向成分について考えると図３に示すように中央厚
肉部は矢印Ｐ方向に動かされ、薄肉支持部２３１， ２
３２は圧縮あるいは引っ張りを受け、薄肉支持部２３３
， ２３４は横方向に曲げられる。この場合、これら薄
肉支持部の一部に設けられた外辺と平行な部分２３１Ａ
〜２３４Ａによって、薄肉支持部２３１， ２３２はこ
の外辺と平行な部分が主として曲げられ、それ以外の部
分は軸方向に力が加わるためほとんど変形せず、薄肉支
持部２３３， ２３４はこの外辺と平行な部分は軸方向
に力が加わるためほとんど変形せずそれ以外の個所が主
として曲がるようになる。これによって、薄肉支持部２
３１， ２３２の外辺と平行な部分２３１Ａ， ２３２
Ａの上側に形成された歪ゲージ２５１ 〜２５４ によ
りｙ方向成分が検出できるとともに、薄肉支持部２３３
， ２３４の外辺と平行な部分２３３Ａ， ２３４Ａの
上側に形成された歪ゲージ２６１ 〜２６４ は出力信
号を発生しないので干渉出力は生じない。また、薄肉支
持部２３３，２３４ は中央厚肉部２１と周辺厚肉部２
２の間隔を比較的大きくとることによって、その横方向
の曲げ剛性を弱めることができるので、中央厚肉部の変
位を妨げないようにできる。また、ｘ方向成分について
は前述のｙ方向成分における説明と同様に考えることが
できる。
【００１２】また、ｚ方向成分は中央厚肉部２１の一外
角およびこの外角と対角線上にある他外角とそれぞれ対
面する周辺厚肉部の各内隅とを連結する２個の薄肉支持
部２４１，２４２の上側に形成された歪ゲージ２７１〜
２７４ によって、中央厚肉部のｚ方向の変位から検出
する。これはｘ方向成分， ｙ方向成分の検出と独立し
ており、これら成分の出力信号からの干渉出力は生じな
い。更に、歪ゲージを中央厚肉部の外角とこれと対面す
る周辺厚肉部の内隅とをむすぶ線上に形成することによ
り、この線はｘ方向成分，ｙ方向成分の力が加わった場
合の薄肉支持部の横方向の曲がりの中心線であり、この
上側に形成された歪ゲージはｘ方向成分， ｙ方向成分
の力に対し出力信号を発生せず、干渉出力は生じない。
角およびこの外角と対角線上にある他外角とそれぞれ対
面する周辺厚肉部の各内隅とを連結する２個の薄肉支持
部２４１，２４２の上側に形成された歪ゲージ２７１〜
２７４ によって、中央厚肉部のｚ方向の変位から検出
する。これはｘ方向成分， ｙ方向成分の検出と独立し
ており、これら成分の出力信号からの干渉出力は生じな
い。更に、歪ゲージを中央厚肉部の外角とこれと対面す
る周辺厚肉部の内隅とをむすぶ線上に形成することによ
り、この線はｘ方向成分，ｙ方向成分の力が加わった場
合の薄肉支持部の横方向の曲がりの中心線であり、この
上側に形成された歪ゲージはｘ方向成分， ｙ方向成分
の力に対し出力信号を発生せず、干渉出力は生じない。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、半導体振動・加速度セ
ンサにおいて、四角形の中央厚肉部の各外辺とそれぞれ
対面する周辺厚肉部の各内辺とを連結する４個の各薄肉
支持部の一部にそれぞれ前記各外辺と平行な部分を設け
、この外辺と平行な部分の上側にそれぞれ歪ゲージを形
成し、振動・加速度などによる力のｘ方向成分あるいは
ｙ方向成分を検出し、また、中央厚肉部の一外角および
この外角と対角線上にある他外角とそれぞれ対面する周
辺厚肉部の各内隅とを連結する２個の各薄肉支持部の上
側にそれぞれ歪ゲージを形成し、ｚ方向成分を検出する
ようにしたので、振動・加速度を極めて高感度で、かつ
、ｘ方向成分， ｙ方向成分， ｚ方向成分間の干渉が
なく高精度で検出可能となる。
ンサにおいて、四角形の中央厚肉部の各外辺とそれぞれ
対面する周辺厚肉部の各内辺とを連結する４個の各薄肉
支持部の一部にそれぞれ前記各外辺と平行な部分を設け
、この外辺と平行な部分の上側にそれぞれ歪ゲージを形
成し、振動・加速度などによる力のｘ方向成分あるいは
ｙ方向成分を検出し、また、中央厚肉部の一外角および
この外角と対角線上にある他外角とそれぞれ対面する周
辺厚肉部の各内隅とを連結する２個の各薄肉支持部の上
側にそれぞれ歪ゲージを形成し、ｚ方向成分を検出する
ようにしたので、振動・加速度を極めて高感度で、かつ
、ｘ方向成分， ｙ方向成分， ｚ方向成分間の干渉が
なく高精度で検出可能となる。
【図１】本発明の半導体振動・加速度センサの一実施例
を示し、図１（ａ） は平面図、図１（ｂ） は図１（
ａ） のＡ−Ａにおける断面図、図１（ｃ） は図１（
ａ） のＢ−Ｂにおける断面図
を示し、図１（ａ） は平面図、図１（ｂ） は図１（
ａ） のＡ−Ａにおける断面図、図１（ｃ） は図１（
ａ） のＢ−Ｂにおける断面図
【図２】図１の歪ゲージの接続を示す回路図
【図３】図
１に示す本発明の半導体振動・加速度センサの動作を説
明するための平面図
１に示す本発明の半導体振動・加速度センサの動作を説
明するための平面図
【図４】従来の半導体振動・加速度センサの一例を示す
平面図
平面図
【図５】図４に示す従来の半導体振動・加速度センサの
ｘ方向成分検出動作を説明するための図４のＡ−Ａにお
ける断面図
ｘ方向成分検出動作を説明するための図４のＡ−Ａにお
ける断面図
【図６】図４に示す従来の半導体振動・加速度センサの
ｚ方向成分検出動作を説明するための図４のＡ−Ａにお
ける断面図
ｚ方向成分検出動作を説明するための図４のＡ−Ａにお
ける断面図
２１ 中央厚肉部
２２ 周辺厚肉部
２３１ 薄肉支持部
２３１Ａ 外辺と平行部分
２３１ 薄肉支持部
２３１Ａ 外辺と平行部分
２３３ 薄肉支持部
２３３Ａ 外辺と平行部分
２３４ 薄肉支持部
２３４Ａ 外辺と平行部分
２４１ 薄肉支持部
２４２ 薄肉支持部
２５１ 歪ゲージ
２５２ 歪ゲージ
２５３ 歪ゲージ
２５４ 歪ゲージ
２６１ 歪ゲージ
２６２ 歪ゲージ
２６３ 歪ゲージ
２６４ 歪ゲージ
２７１ 歪ゲージ
２７２ 歪ゲージ
２７３ 歪ゲージ
２７４ 歪ゲージ
Claims (3)
- 【請求項１】半導体材料よりなり、四角形の厚肉状の中
央厚肉部と、この中央厚肉部と所定の間隔を有し、かつ
、この中央厚肉部を囲うように形成された周辺厚肉部と
、前記中央厚肉部の各外辺とそれぞれ対面する周辺厚肉
部の各内辺とを連結し、かつ、それぞれ前記外辺と平行
な部分を有する４個の薄肉支持部と、中央厚肉部の一外
角およびこの外角と対角線上にある他外角とそれぞれ対
面する周辺厚肉部の各内隅とを連結する２個の薄肉支持
部とを備え、前記各薄肉支持部にそれぞれ歪ゲージが形
成されることを特徴とする半導体振動・加速度センサ。 - 【請求項２】請求項１記載の半導体振動・加速度センサ
において、中央厚肉部の各外辺とそれぞれ対面する周辺
厚肉部の各内辺とを連結し、かつ、それぞれ前記外辺と
平行な部分を有する４個の各薄肉支持部に形成される歪
ゲージは各薄肉支持部の外辺と平行な部分の上側にそれ
ぞれ形成されることを特徴とする半導体振動・加速度セ
ンサ。 - 【請求項３】請求項１記載の半導体振動・加速度センサ
において、中央厚肉部の一外角およびこの外角と対角線
上にある他外角とそれぞれ対面する周辺厚肉部の各内隅
とを連結する２個の各薄肉支持部に形成される歪ゲージ
は各薄肉支持部の中央厚肉部の外角とこれと対面する周
辺厚肉部の内隅とをむすぶ線上の上側に形成されること
を特徴とする半導体振動・加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3018143A JP2786747B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 半導体振動・加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3018143A JP2786747B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 半導体振動・加速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04256864A true JPH04256864A (ja) | 1992-09-11 |
| JP2786747B2 JP2786747B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=11963389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3018143A Expired - Fee Related JP2786747B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 半導体振動・加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2786747B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE42359E1 (en) | 1992-10-13 | 2011-05-17 | Denso Corporation | Dynamical quantity sensor |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP3018143A patent/JP2786747B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE42359E1 (en) | 1992-10-13 | 2011-05-17 | Denso Corporation | Dynamical quantity sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2786747B2 (ja) | 1998-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH05215627A (ja) | 多次元方向に関する力・加速度・磁気の検出装置 | |
| JPS63169078A (ja) | 半導体振動・加速度センサ | |
| CN117607489B (zh) | 压阻式加速度传感器的敏感结构及加速度传感器 | |
| JPH1026571A (ja) | 力・加速度・磁気の検出装置 | |
| JPH02163628A (ja) | 測定装置 | |
| WO2010092806A1 (ja) | 慣性力センサとそれに用いる検出素子 | |
| JP2000227373A (ja) | 多軸型力センサ | |
| JP3010725B2 (ja) | 半導体加速度センサ | |
| JPH04256864A (ja) | 半導体振動・加速度センサ | |
| JP3043477B2 (ja) | 静電容量の変化を利用したセンサ | |
| JP3852314B2 (ja) | 多分力検出器 | |
| JPH01262431A (ja) | 力覚センサ | |
| JP3060259B2 (ja) | ３分力計 | |
| JP3586696B2 (ja) | 薄型ロードセル | |
| JP2538068Y2 (ja) | 加速度検出装置 | |
| JPH04279867A (ja) | 三次元加速度センサ | |
| JP6065017B2 (ja) | 角加速度センサおよび加速度センサ | |
| JPS6119928B2 (ja) | ||
| JP2586399B2 (ja) | 加速度センサ | |
| JPH0450970B2 (ja) | ||
| JP2010216834A (ja) | 力学量検出センサ | |
| JPH04127537U (ja) | 力検出装置 | |
| JPH0431710A (ja) | 三次元測定プローブ | |
| JP3017442U (ja) | 圧電型加速度センサ | |
| JPH03269369A (ja) | 半導体加速度センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980519 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |