JPH07306224A - Acceleration sensor - Google Patents

Acceleration sensor

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Publication number
JPH07306224A
JPH07306224A JP6124301A JP12430194A JPH07306224A JP H07306224 A JPH07306224 A JP H07306224A JP 6124301 A JP6124301 A JP 6124301A JP 12430194 A JP12430194 A JP 12430194A JP H07306224 A JPH07306224 A JP H07306224A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration sensor
mass
mass portion
sensor according
center
Prior art date
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Pending
Application number
JP6124301A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Hosoya
克己 細谷
Keisuke Okamoto
圭介 岡本
Tatsuhisa Kawabata
達央 川畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP6124301A priority Critical patent/JPH07306224A/en
Publication of JPH07306224A publication Critical patent/JPH07306224A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring 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
    • G01P2015/0805Measuring 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
    • G01P2015/0822Measuring 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
    • G01P2015/0825Measuring 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 for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0828Measuring 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 for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends

Abstract

PURPOSE:To provide an acceleration sensor strong against temperature variation and excellent in linearity. CONSTITUTION:A mass part 3 is cantilevered swingably by a frame 4 through an elastic beam 2. The center of gravity G of the mass part 3 is set between the fixed part 8 of the beam 2 and a mass supporting part 9 (preferably, in the center thereof) in the axial direction of the beam 2. Since the mass part 3 translates with respect to a substrate 6 without inclining upon application of an acceleration, the capacitance between a movable electrode and a fixed electrode 7 varies in proportion to the acceleration thus enhancing the linearity of an acceleration sensor. Furthermore, since the mass part 3 is cantilevered through the beam 2, influence of temperature variation, e.g. thermal expansion of the beam 2, can be suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は加速度センサに関する。
具体的には、加速度又は振動によって生じるマス部の変
位を加速度の変化として検知する加速度センサに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acceleration sensor.
Specifically, the present invention relates to an acceleration sensor that detects displacement of a mass portion caused by acceleration or vibration as a change in acceleration.

【0002】[0002]

【従来の技術とその問題点】図34に従来例である加速
度センサ101を示す。図34(a)は加速度センサ1
01の平面図、図34(b)はその断面図であって、加
速度センサ101は、弾性を有するビーム102によっ
て、マス部103が片持ち状にフレーム104に支持さ
れており、フレーム104やマス部103及びビーム1
02は例えばシリコン基板より一体として形成すること
ができる。マス部103の下面は導電性を有しており、
可動電極105となっている。また、フレーム104の
下面には例えばガラスからなる基板106が張り合わさ
れており、基板106上面には可動電極105と微小な
ギャップを隔てて可動電極105と対向して固定電極1
07が形成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 34 shows a conventional acceleration sensor 101. FIG. 34A shows the acceleration sensor 1.
01 is a plan view and FIG. 34 (b) is a cross-sectional view thereof. In the acceleration sensor 101, the mass portion 103 is supported by the frame 104 in a cantilevered manner by the elastic beam 102. Part 103 and beam 1
02 can be formed integrally with, for example, a silicon substrate. The lower surface of the mass portion 103 has conductivity,
It is the movable electrode 105. A substrate 106 made of, for example, glass is bonded to the lower surface of the frame 104, and the fixed electrode 1 faces the movable electrode 105 with a minute gap from the movable electrode 105 on the upper surface of the substrate 106.
07 are formed.

【0003】しかして、加速度センサ101に加速度が
加わると、マス部103がビーム102の弾性変形によ
り変位し、マス部103の変位量に応じて可動電極10
5と固定電極107との間のギャップ量が変わる。ギャ
ップ量が変わると可動電極105と固定電極107の間
の静電容量が変わり、したがって、この静電容量の変化
を電気信号として出力することにより加速度を検知する
ことができる。
However, when acceleration is applied to the acceleration sensor 101, the mass portion 103 is displaced by the elastic deformation of the beam 102, and the movable electrode 10 is displaced according to the displacement amount of the mass portion 103.
The amount of the gap between 5 and the fixed electrode 107 changes. When the gap amount changes, the electrostatic capacitance between the movable electrode 105 and the fixed electrode 107 changes, and therefore the acceleration can be detected by outputting the change in the electrostatic capacitance as an electric signal.

【0004】しかしながら、このような加速度センサ1
01にあっては、マス部103の重心がビーム102の
マス支持部108よりマス部103側にあるため、加速
度が加わった場合には図35に示すように、マス部10
3が平行移動できず傾きωを生じてしまう。したがっ
て、可動電極105と固定電極107の間の静電容量は
加速度に正比例して変化せず、加速度センサ101の直
線性が悪いものとなっていた。
However, such an acceleration sensor 1
In No. 01, since the center of gravity of the mass portion 103 is closer to the mass portion 103 side than the mass supporting portion 108 of the beam 102, when acceleration is applied, as shown in FIG.
3 cannot move in parallel, resulting in an inclination ω. Therefore, the capacitance between the movable electrode 105 and the fixed electrode 107 does not change in direct proportion to acceleration, and the linearity of the acceleration sensor 101 is poor.

【0005】このような問題点を解決するため、マス部
103の変位を平行移動させるようにしたものがある。
図36にその加速度センサ110の断面図を示すが、加
速度センサ110にあってはマス部103は弾性を有す
るビーム102により両持ち状に支持されている。
In order to solve such a problem, there is one in which the displacement of the mass portion 103 is moved in parallel.
FIG. 36 shows a sectional view of the acceleration sensor 110. In the acceleration sensor 110, the mass portion 103 is supported by the beam 102 having elasticity in a cantilevered manner.

【0006】しかしながら、この加速度センサ110に
あっては両持ち状としているので、加速度センサ110
が大きくなってしまうという問題点を生じていた。ま
た、温度特性が悪く、ビーム102の熱膨張によってビ
ーム102の張力に変化を生じ、加速度センサ110の
感度やオフセットに変化を生じていた。さらに、フレー
ム104と基板106との接合時など温度変化が著しい
ような場合にはあってはビーム102の破損を生じ、加
速度センサ110の歩留りや信頼性の低下を引き起こし
ていた。
However, since the acceleration sensor 110 has a two-sided support, the acceleration sensor 110
Had a problem in that Further, the temperature characteristics are poor, and the thermal expansion of the beam 102 causes a change in the tension of the beam 102, causing a change in the sensitivity and offset of the acceleration sensor 110. Further, in the case where the temperature change is remarkable, such as when the frame 104 and the substrate 106 are joined, the beam 102 is damaged, and the yield and reliability of the acceleration sensor 110 are reduced.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、温度変化に強く直線性の高い加速度センサを提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the drawbacks of the above conventional examples, and an object thereof is to provide an acceleration sensor which is resistant to temperature changes and has high linearity. is there.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の加速度セ
ンサは、弾性を有するビームによってマス部を支持基板
に片持ち状に支持させた加速度センサにおいて、前記マ
ス部の重心が、前記ビームの軸方向に関して、当該ビー
ムの基板固定部より最遠の自由端より前記基板固定部側
に位置することを特徴としている。
A first acceleration sensor of the present invention is an acceleration sensor in which a mass portion is supported by a support substrate in a cantilever manner by an elastic beam, and the center of gravity of the mass portion is the beam. It is characterized in that it is located closer to the substrate fixing portion side than the free end of the beam farthest from the substrate fixing portion in the axial direction.

【0009】また、本発明の第2の加速度センサは、弾
性を有するビームによってマス部を支持基板に片持ち状
に支持させた加速度センサにおいて、前記マス部の重心
が、前記ビームの軸方向に関して、当該ビームの基板固
定部と当該ビームのマス支持部との間に位置することを
特徴と特徴としている。
The second acceleration sensor of the present invention is an acceleration sensor in which a mass portion is supported by a supporting substrate in a cantilevered manner by an elastic beam, and the center of gravity of the mass portion is in the axial direction of the beam. It is characterized in that it is located between the substrate fixing portion of the beam and the mass supporting portion of the beam.

【0010】これらの加速度センサにあっては、前記マ
ス部を可動電極としたり、前記マス部の上面若しくは下
面の少なくとも一部に可動電極を形成することができ
る。
In these acceleration sensors, the mass portion can be a movable electrode, or the movable electrode can be formed on at least a part of the upper surface or the lower surface of the mass portion.

【0011】また、前記ビーム上面又は下面に前記マス
部を配設することが好ましい。
Further, it is preferable to dispose the mass portion on the upper surface or the lower surface of the beam.

【0012】また、前記マス部を当該マス部側面で2本
の前記ビームにより支持させることとしてもよく、前記
マス部側面にビームを支持させるビーム支持部を突設さ
せることとしてもよい。
The mass portion may be supported by the two beams on the side surface of the mass portion, or a beam supporting portion for supporting the beam may be provided on the side surface of the mass portion so as to project therefrom.

【0013】さらに、前記ビームに少なくとも一つの折
返し部を設けることとしてもよく、当該ビームの前記マ
ス支持部若しく前記折返し部にビームの厚さよりも厚い
剛性部を設け、あるいは当該ビームの中央部側から当該
マス支持部若しくは当該折返し部に向って厚みが増すよ
うに前記ビームを形成するのが好ましい。
Further, the beam may be provided with at least one folding portion, and the mass supporting portion of the beam or the folding portion may be provided with a rigid portion thicker than the thickness of the beam, or the central portion of the beam. It is preferable that the beam is formed so that the thickness increases from the side toward the mass support portion or the folded portion.

【0014】また、前記マス部は、2種以上の材質で形
成することができ、前記マス部の厚みが均一でないよう
にしてもよい。さらに、前記マス部はビーム軸方向に非
対称な形状とすることができ、前記マス部に窪み、溝、
穴若しくは空洞状などの重心調整部を設けることとして
もよい。
Further, the mass portion may be formed of two or more kinds of materials, and the thickness of the mass portion may not be uniform. Further, the mass portion may have an asymmetrical shape in the beam axis direction, and a depression, a groove, or
A center of gravity adjusting portion having a hole or a hollow shape may be provided.

【0015】[0015]

【作用】本発明の第1の加速度センサにあっては、ビー
ムによって片持ち状に支持された加速度センサにおい
て、前記マス部の重心が、前記ビームの軸方向に関して
当該ビームの基板固定部から最遠の自由端より前記基板
固定部側に位置させているので、加速度センサに加速度
が加わった場合には、マス部は傾かずにマス部の厚さ方
向に平行移動することができる。このため、マス部の上
面又は下面に形成された可動電極とそれと対向する固定
電極との間の静電容量は、加速度に正比例して変化す
る。したがって、温度特性のよい片持ち状の加速度セン
サの利点を活かしながら、加速度センサの直線性を向上
させることができる。
In the acceleration sensor according to the first aspect of the present invention, in the acceleration sensor cantilevered by the beam, the center of gravity of the mass portion is the maximum from the substrate fixing portion of the beam in the axial direction of the beam. Since it is located closer to the substrate fixing portion side than the far free end, when acceleration is applied to the acceleration sensor, the mass portion can move in parallel in the thickness direction of the mass portion without tilting. Therefore, the electrostatic capacitance between the movable electrode formed on the upper surface or the lower surface of the mass portion and the fixed electrode facing the movable electrode changes in direct proportion to the acceleration. Therefore, the linearity of the acceleration sensor can be improved while taking advantage of the advantage of the cantilever type acceleration sensor having good temperature characteristics.

【0016】本発明の第2の加速度センサにあっては、
上記第1の加速度センサの特別な場合を示すものであっ
て、ビームの固定端から最も遠い自由端にマス部を支持
させた場合を示しており、この場合にもマス部は傾かず
にマス部の厚さ方向に平行移動することができる。
According to the second acceleration sensor of the present invention,
It shows a special case of the first acceleration sensor, in which the mass portion is supported at the free end farthest from the fixed end of the beam, and in this case as well, the mass portion does not tilt and the mass portion does not tilt. It can be translated in the thickness direction of the part.

【0017】このとき、マス部全体を可動電極とした加
速度センサにあっては、例えば半導体や金属からマス部
を簡単に作成することができる。また、マス部の上面若
しくは下面の少なくとも一部に可動電極を形成すること
にすれば、例えばマス部を樹脂などの比重の軽い材料で
作成することができ、マス部の軽量化を図ることで加速
度センサ全体の軽量化を図ることができる。
At this time, in the acceleration sensor using the entire mass portion as the movable electrode, the mass portion can be easily made of, for example, semiconductor or metal. If the movable electrode is formed on at least a part of the upper surface or the lower surface of the mass portion, for example, the mass portion can be made of a material having a low specific gravity such as resin, and the mass portion can be made lightweight. It is possible to reduce the weight of the acceleration sensor as a whole.

【0018】さらに、ビーム上面又は下面にもマス部を
配設するようにすれば、マス部に形成する可動電極の電
極面積を大きくすることができるので、センサ感度の向
上を図ることができる。
Further, by disposing the mass portion also on the upper surface or the lower surface of the beam, the electrode area of the movable electrode formed on the mass portion can be increased, so that the sensor sensitivity can be improved.

【0019】また、マス部をマス部側面で2本のビーム
によって支持させると、横方向の加速度が加わった場合
にもマス部は幅方向には変位しにくく、加速度センサの
他軸感度の影響を少なくすることができる。
Further, when the mass portion is supported by the two beams on the side surface of the mass portion, the mass portion is unlikely to be displaced in the width direction even when a lateral acceleration is applied, and the influence of the sensitivity of the other axis of the acceleration sensor. Can be reduced.

【0020】このとき、マス部にマス部側面にビームを
支持させるビーム支持部を突設させると、容易にマス部
を支持させることができるとともに、ビーム形状を例え
ば平板状に形成することによって、ねじれ方向の変位を
さらに少なくすることができ、さらに直線性の向上や他
軸感度の影響を少なくすることができる。
At this time, if the beam supporting portion for supporting the beam on the side surface of the mass portion is provided so as to project from the mass portion, the mass portion can be easily supported, and the beam shape is formed into, for example, a flat plate shape. It is possible to further reduce the displacement in the twisting direction, further improve the linearity, and reduce the influence of the sensitivity of another axis.

【0021】また、ビームに少なくとも一つの折返し部
を設けておけば、加速度センサを大きくすることなく、
ビームの実質的な長さを長くすることができるので、マ
ス部の変位量が大きくなって、加速度センサの感度を上
げることができる。
If at least one turn-back portion is provided on the beam, the acceleration sensor does not need to be large, and
Since the substantial length of the beam can be increased, the displacement amount of the mass portion is increased, and the sensitivity of the acceleration sensor can be increased.

【0022】また、ビームのマス支持部若しくは折返し
部にビームの厚さよりも厚い剛性部を設けておくと、マ
ス支持部若しくは折返し部におけるビームのねじれを少
なくすることができるので、さらに直線性の向上を図る
ことができ、厚さ方向以外の加速度の影響を少なくする
ことができる。また、ビーム中央部からビームのマス支
持部若しくは折返し部に向ってビーム厚さが増すように
形成することによっても同様な効果が得られる。
If a rigid portion thicker than the thickness of the beam is provided in the mass supporting portion or the folding portion of the beam, the twisting of the beam in the mass supporting portion or the folding portion can be reduced, so that the linearity can be further improved. The improvement can be achieved, and the influence of acceleration other than the thickness direction can be reduced. Further, the same effect can be obtained by forming the beam so that the beam thickness increases from the central portion of the beam toward the mass supporting portion or the folded portion of the beam.

【0023】これらの加速度センサにあっては、マス部
を2種以上の材質で形成することにより、マス部の重心
位置を容易に調整することができる。また、マス部の厚
みを均一でなく偏らせることによってもマス部の重心位
置を容易に調整することができる。さらには、ビーム軸
方向に非対称な形状とすることとしてもよい。
In these acceleration sensors, the center of gravity of the mass portion can be easily adjusted by forming the mass portion with two or more kinds of materials. Further, the center of gravity of the mass portion can be easily adjusted by making the thickness of the mass portion not uniform. Further, the shape may be asymmetric in the beam axis direction.

【0024】また、マス部に窪み、溝、穴若しくは空洞
状などの重心調整部を設けることによっても、マス部の
重心をビームの基板固定部から最遠の自由端より基板固
定部側に位置させたり、基板固定部とマス支持部との間
に位置させることができる。
Further, the center of gravity of the mass portion is located closer to the substrate fixing portion side than the free end farthest from the substrate fixing portion of the beam by providing the mass portion with a center of gravity adjusting portion such as a depression, a groove, a hole, or a cavity. Alternatively, it may be located between the substrate fixing portion and the mass supporting portion.

【0025】[0025]

【実施例】図1及び図2に本発明の一実施例である加速
度センサ1を示す。図1は、加速度センサ1を示す斜視
図、図2(a)に示すものはその平面図、図2(b)に
示すものはその断面図である。加速度センサ1は、マス
部3が弾性を有するビーム2によって揺動自在にフレー
ム4に支持されている。例えば、マス部3やビーム2及
びフレーム4はそれぞれ金属や半導体等により作成され
ていて、ビーム2端部にマス部3及びフレーム4を接合
することによりビーム2によってマス部3はフレーム4
に揺動自在に支持されている。マス部3全体は導電性で
あるのでマス部3下面は可動電極5としての機能を有し
ており、フレーム4の下面にはガラス製などの基板6が
張り合わされ、基板6の上面には可動電極5と微小なギ
ャップを隔てて可動電極5と対向して固定電極7が形成
されている。マス部3は平面略コの字状にビーム2の中
心軸に対して左右対称に形成されており、マス部3の重
心Gがビーム2の軸方向において、ビーム2のフレーム
4側の端部、つまりビーム2の固定部8とマス部3を支
持しているマス部3側の端部、つまりマス支持部9との
間に位置し、マス部3がビーム2に支持されている。ま
た、マス部3はビーム2上面とマス部3上面とが同一平
面をなすようにマス部3の上端面に支持されている。
1 and 2 show an acceleration sensor 1 according to an embodiment of the present invention. 1 is a perspective view showing the acceleration sensor 1, FIG. 2 (a) is a plan view thereof, and FIG. 2 (b) is a sectional view thereof. The acceleration sensor 1 is swingably supported by a frame 4 by a beam 2 whose mass portion 3 has elasticity. For example, the mass portion 3, the beam 2 and the frame 4 are made of metal, semiconductor or the like, and the mass portion 3 and the frame 4 are joined to the frame portion 4 by the beam 2 by joining the end portion of the beam 2 to the mass portion 3 and the frame 4.
It is swingably supported by. Since the entire mass portion 3 is electrically conductive, the lower surface of the mass portion 3 has a function as the movable electrode 5, a substrate 6 made of glass or the like is attached to the lower surface of the frame 4, and the upper surface of the substrate 6 is movable. A fixed electrode 7 is formed so as to face the movable electrode 5 with a small gap from the electrode 5. The mass portion 3 is formed in a substantially U-shape in a plane symmetrically with respect to the central axis of the beam 2, and the center of gravity G of the mass portion 3 is an end portion of the beam 2 on the frame 4 side in the axial direction of the beam 2. That is, it is located between the fixed portion 8 of the beam 2 and the end of the mass 2 on the side of the mass 3 supporting the mass 3, that is, the mass support 9, and the mass 3 is supported by the beam 2. The mass portion 3 is supported by the upper end surface of the mass portion 3 so that the upper surface of the beam 2 and the upper surface of the mass portion 3 are flush with each other.

【0026】しかして、加速度センサ1に加速度が加わ
るとマス部3がその加速度に応じて変位し、可動電極5
と固定電極7との間の静電容量が変わる。この静電容量
を電極パッド10に接続された検知回路等によって検出
することにより、加速度センサ1に加えられた加速度の
大きさを知ることができる。
However, when acceleration is applied to the acceleration sensor 1, the mass portion 3 is displaced according to the acceleration, and the movable electrode 5
The capacitance between the fixed electrode 7 and the fixed electrode 7 changes. By detecting this electrostatic capacitance with a detection circuit or the like connected to the electrode pad 10, the magnitude of the acceleration applied to the acceleration sensor 1 can be known.

【0027】この加速度センサ1にあっては、マス部3
の重心Gがビーム2の固定部8とマス支持部9との間に
位置しているので、従来の加速度センサ101に比べて
マス部3の傾きが少なく平行移動することができる。し
たがって、加速度センサ1の直線性を向上させることが
でき、しかもマス部3は片持ち状に支持されているので
温度変化による影響も少ない。以下、本発明の原理につ
いて図3に示すモデルに従って説明する。
In the acceleration sensor 1, the mass portion 3
Since the center of gravity G is located between the fixed portion 8 of the beam 2 and the mass support portion 9, the mass portion 3 has a smaller inclination as compared with the conventional acceleration sensor 101, and the mass portion 3 can move in parallel. Therefore, the linearity of the acceleration sensor 1 can be improved, and since the mass portion 3 is supported in a cantilever manner, the influence of temperature change is small. Hereinafter, the principle of the present invention will be described according to the model shown in FIG.

【0028】図3(a)に示すようにビームの長さが
L、ビームのマス支持部よりマス部の重心Gまでの距離
がaである従来の加速度センサにおいて、荷重Pが加わ
った場合を考える。ビーム上の固定部からの距離xの位
置において次の式が成立する。 d2y/dx2 = −M/(EI) = P(L−x)/(EI) + P×a/(EI) …… 但し、Mは曲げモーメント、EIはビームの剛性であ
る。式をxについて積分すると、 dy/dx = (P/EI) ×{L×x+a×x−(1/2)x2+c} …… となる(cは積分定数)。ここで境界条件は、x=0に
おいて、dy/dx=0であるので、c=0となり、 dy/dx = (P/EI)×{L×x+a×x−(1/2)x2} …… と表わせる。マス部の傾きωは、マス支持部におけるビ
ームの撓みdy/dxに等しいので、x=Lを式に代
入して、 ω = dy/dx = (P/EI) ×{(1/2)L2+a×L} …… となる。したがって、式より従来の加速度センサにあ
っては、加速度が増加すると荷重Pが増加して、マス部
の傾きが増加していくことになる。
As shown in FIG. 3A, in the conventional acceleration sensor in which the beam length is L and the distance from the beam mass supporting portion to the center of gravity G of the mass portion is a, the case where a load P is applied is shown. Think The following equation holds at the position of the distance x from the fixed portion on the beam. d 2 y / dx 2 = -M / (EI) = P (L-x) / (EI) + P × a / (EI) ...... However, M is the bending moment, EI is the stiffness of the beam. When the formula is integrated with respect to x, dy / dx = (P / EI) × {L × x + a × x− (1/2) x 2 + c} (c is an integration constant). Here, the boundary condition is dy / dx = 0 at x = 0, so that c = 0, and dy / dx = (P / EI) × {L × x + a × x− (1/2) x 2 } It can be expressed as ... Since the inclination ω of the mass portion is equal to the deflection dy / dx of the beam in the mass support portion, x = L is substituted into the equation, and ω = dy / dx = (P / EI) × {(1/2) L 2 + a × L} ... Therefore, according to the equation, in the conventional acceleration sensor, the load P increases as the acceleration increases, and the inclination of the mass portion increases.

【0029】これに対して、図3(b)に示すようにマ
ス部の重心Gがビームのマス支持部より距離aだけ固定
部側にある本発明の加速度センサの場合には、図3
(a)と同様にして、マス部の傾きω´は ω´ = dy/dx = (P/EI) ×{(1/2)L2−a×L} …… となる。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, in the case of the acceleration sensor according to the present invention in which the center of gravity G of the mass portion is on the fixed portion side by the distance a from the mass supporting portion of the beam, FIG.
Similarly to (a), the inclination ω ′ of the mass portion is ω ′ = dy / dx = (P / EI) × {(1/2) L 2 −a × L}.

【0030】したがって、式からもわかるように、マ
ス部の重心Gがビームのマス支持部より固定部側に位置
させることによりマス部の傾きω´は小さくなる。ま
た、本発明の加速度センサにおけるマス部の傾きω´と
従来例の加速度センサのマス部の傾きωとの差は、 ω´−ω = −2P×a×L/(EI) < 0 …… で表わされ、従来の加速度センサに比べてマス部の傾き
を小さくすることができる。
Therefore, as can be seen from the equation, the inclination ω'of the mass portion becomes smaller by positioning the center of gravity G of the mass portion closer to the fixed portion side than the mass supporting portion of the beam. Further, the difference between the inclination ω ′ of the mass portion of the acceleration sensor of the present invention and the inclination ω of the mass portion of the acceleration sensor of the conventional example is ω′−ω = −2P × a × L / (EI) <0. The inclination of the mass portion can be made smaller than that of the conventional acceleration sensor.

【0031】図4(a)(b)に示すものはそれぞれ、
本発明の別な実施例である加速度センサ51のフレーム
4の平面図及び加速度センサ51の断面図である。加速
度センサ51は角枠状をしたフレーム4の開口部4a中
央にマス部3が配設されており、ビーム2によって揺動
自在に支持されている。マス部3は、加速度センサ1と
同様に重心Gがビーム2のマス支持部9よりビーム2の
固定部8側に位置するように平面略コの字状に形成され
ており、ビーム2によってマス部3上端面が支持されて
いる。
Those shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) are, respectively,
FIG. 6 is a plan view of a frame 4 of an acceleration sensor 51 according to another embodiment of the present invention and a cross-sectional view of the acceleration sensor 51. In the acceleration sensor 51, a mass portion 3 is arranged at the center of an opening 4a of a frame 4 having a rectangular frame shape, and is supported by a beam 2 so as to be swingable. Similar to the acceleration sensor 1, the mass portion 3 is formed in a generally U-shaped plane so that the center of gravity G is located closer to the fixed portion 8 side of the beam 2 than the mass support portion 9 of the beam 2. The upper end surface of the portion 3 is supported.

【0032】マス部3は例えばシリコンから作成されて
おり、イオン注入などによってマス部3全体が導電性を
有しており、マス部3の上下面は可動電極5となってい
る。もちろんマス部3を金属から作成することとしても
よい。フレーム4の上下面にはそれぞれガラス製等の基
板6が張り合わされており、基板6の内面にはそれぞれ
可動電極5と微小なギャップを隔てて固定電極7が形成
されている。また、基板6とフレーム4に囲まれたマス
部3周囲の空間11は減圧若しくは一定圧力の液体が充
填されている。
The mass portion 3 is made of, for example, silicon, and the entire mass portion 3 has conductivity by ion implantation or the like, and the upper and lower surfaces of the mass portion 3 are movable electrodes 5. Of course, the mass portion 3 may be made of metal. Substrates 6 made of glass or the like are adhered to the upper and lower surfaces of the frame 4, respectively, and fixed electrodes 7 are formed on the inner surface of the substrate 6 with a movable electrode 5 and a minute gap therebetween. A space 11 around the mass portion 3 surrounded by the substrate 6 and the frame 4 is filled with a liquid having a reduced pressure or a constant pressure.

【0033】この加速度センサ51にあっても、マス部
3の重心Gがビーム2のマス支持部9より固定部8側に
位置しているので、直線性の向上を図ることができるの
はいうまでもないが、マス部3の上下に構成される2つ
のコンデンサの静電容量の変化の差を取ることによって
加速度センサ51の直線性をさらに向上させることがで
き、しかも、温度変化によるビーム2の撓みの影響もな
くすことができるので、加速度センサ51の温度特性の
向上を図ることもできる。
Even in the acceleration sensor 51, since the center of gravity G of the mass portion 3 is located closer to the fixed portion 8 than the mass supporting portion 9 of the beam 2, the linearity can be improved. Although it is needless to say, the linearity of the acceleration sensor 51 can be further improved by taking the difference between the changes in the electrostatic capacities of the two capacitors formed above and below the mass portion 3, and the beam 2 due to the temperature change can be further improved. Since it is possible to eliminate the influence of the flexure, the temperature characteristic of the acceleration sensor 51 can be improved.

【0034】また、マス部3周囲の空間11は減圧状態
等に保持されているので、センサ外部から例えば排気ガ
スなどが侵入せず、マス部3やビーム2の腐食等を防ぐ
ことができ、耐久性を向上させることができる。このと
き、減圧にすることで空気等によるマス部3の振動の減
衰が少なくなり、加速度センサ51の周波数特性を向上
させることができる。また、空間11内に液体を充填す
ることにより、液体の緩衝力によって加速度センサ51
に加わった衝撃等からビーム2等の破損を防ぐことがで
き、耐衝撃性を向上させることができる。
Further, since the space 11 around the mass portion 3 is maintained in a decompressed state or the like, for example, exhaust gas does not enter from the outside of the sensor, and the corrosion of the mass portion 3 and the beam 2 can be prevented, The durability can be improved. At this time, by reducing the pressure, the vibration of the mass portion 3 is less attenuated by air and the frequency characteristics of the acceleration sensor 51 can be improved. Further, by filling the space 11 with the liquid, the acceleration sensor 51 is activated by the buffering force of the liquid.
It is possible to prevent the beam 2 and the like from being damaged due to the impact applied to it, and it is possible to improve the impact resistance.

【0035】図5(a)(b)に示すものは、本発明の
さらに別な実施例である加速度センサ52を示す平面図
及び断面図であって、加速度センサ52のマス部3は樹
脂など比重の軽い材料により形成されており、マス部3
の下面にはアルミニウムなどの金属薄膜によって可動電
極5が形成されている。このようにマス部3を樹脂など
によって形成することにより、加速度センサ52全体の
軽量化を図ることができる。また、マス部3をシリコン
のような半導体から作成する場合に比べ、可動電極5の
電気抵抗を少なくすることができる。従って、温度変化
による静電容量の変化を少なくして、温度特性を向上さ
せることができる。
FIGS. 5A and 5B are a plan view and a sectional view showing an acceleration sensor 52 which is still another embodiment of the present invention. The mass portion 3 of the acceleration sensor 52 is made of resin or the like. The mass part 3 is made of a material with a low specific gravity.
The movable electrode 5 is formed on the lower surface of the metal thin film such as aluminum. By thus forming the mass portion 3 with resin or the like, it is possible to reduce the weight of the acceleration sensor 52 as a whole. Further, the electric resistance of the movable electrode 5 can be reduced as compared with the case where the mass portion 3 is made of a semiconductor such as silicon. Therefore, it is possible to improve the temperature characteristics by reducing the change in the capacitance due to the change in temperature.

【0036】図6(a)(b)に示すものは、本発明の
さらに別な実施例である加速度センサ53を示す平面図
及び断面図であって、マス部3の重心Gがビーム2の固
定部8とマス支持部9との真ん中に位置するように、フ
レーム4をマス支持部9側に突出させ、ビーム2を短く
形成したものである。この加速度センサ53にあっては
上述の式において、a=1/2Lの関係となるので、
マス部3の傾きω´は ω´ = P/(EI)×{(1/2)L2−a×L}=0 となって、マス部3の傾きを全くなくすことができる。
このため、加速度の大きさに係わりなくマス部3は平行
移動することができ、加速度センサ53に加わった加速
度に比例して静電容量の大きさが変化し、加速度センサ
53の直線性をより向上させることができる。なお、フ
レーム4をマス支持部9側に突出させることなく、マス
部3の重心Gがビーム2の固定部8とマス支持部9との
中央に位置するようにしてもよいのはもちろんである。
6A and 6B are a plan view and a sectional view showing an acceleration sensor 53 which is still another embodiment of the present invention, in which the center of gravity G of the mass portion 3 is the beam 2. The beam 4 is formed to be short by projecting the frame 4 toward the mass support portion 9 so as to be positioned in the middle of the fixed portion 8 and the mass support portion 9. In the acceleration sensor 53, a = 1 / 2L in the above equation,
The inclination ω ′ of the mass portion 3 is ω ′ = P / (EI) × {(1/2) L 2 −a × L} = 0, and the inclination of the mass portion 3 can be completely eliminated.
Therefore, the mass unit 3 can move in parallel regardless of the magnitude of the acceleration, the magnitude of the electrostatic capacitance changes in proportion to the acceleration applied to the acceleration sensor 53, and the linearity of the acceleration sensor 53 is further improved. Can be improved. The center of gravity G of the mass portion 3 may be located at the center between the fixed portion 8 of the beam 2 and the mass support portion 9 without projecting the frame 4 toward the mass support portion 9. .

【0037】また、それぞれ本発明のさらに別な実施例
である加速度センサ54の平面図及び断面図を図7
(a)(b)に示す。この加速度センサ54にあっては
ビーム2下面にもマス部3が形成されており、ビーム2
はマス部3上面に設けた窪み12に沿うようにして配設
され、ビーム2によりマス部3が支持されている。この
加速度センサ54にあっては、マス部3下面の可動電極
5の電極面積を大きくすることができので、固定電極7
との間の静電容量が大きくなり、センサの感度を向上さ
せることができる。
Further, FIG. 7 is a plan view and a sectional view of an acceleration sensor 54 which is still another embodiment of the present invention.
Shown in (a) and (b). In the acceleration sensor 54, the mass portion 3 is also formed on the lower surface of the beam 2,
Are arranged along the depressions 12 provided on the upper surface of the mass portion 3, and the mass portion 3 is supported by the beam 2. In this acceleration sensor 54, since the electrode area of the movable electrode 5 on the lower surface of the mass portion 3 can be increased, the fixed electrode 7
Capacitance between and becomes large, and the sensitivity of the sensor can be improved.

【0038】図8(a)(b)に示すものは、それぞれ
本発明のさらに別な実施例である加速度センサ55の平
面図及び断面図であって、加速度センサ55のビーム2
とフレーム4は一体として形成されている。このよう
に、ビーム2とフレーム4を一体形成することにより、
ビーム2の固定部8における破損が少なくなり加速度セ
ンサ55の耐衝撃性を向上させることができる。このと
き、図8に示すようにビーム2の固定部8にアール13
を形成しておくと、固定部8に生じる応力が分散され、
繰り返しの使用にあってもビーム2が破損されにくく、
加速度センサ55の寿命を延ばすことができる。
8 (a) and 8 (b) are a plan view and a sectional view of an acceleration sensor 55 which is still another embodiment of the present invention.
The frame 4 is integrally formed. In this way, by integrally forming the beam 2 and the frame 4,
Damage to the fixing portion 8 of the beam 2 is reduced, and the shock resistance of the acceleration sensor 55 can be improved. At this time, as shown in FIG.
Is formed, the stress generated in the fixed portion 8 is dispersed,
Beam 2 is less likely to be damaged even after repeated use,
The life of the acceleration sensor 55 can be extended.

【0039】また、図9に示す加速度センサ56のよう
に、ビーム2とマス部3の一部とを一体成形することに
より、ビーム2のマス支持部9での破損を少なくするこ
ともできる。また、ビーム2のマス支持部9においても
アール13を形成しておけば、マス支持部9に生じる応
力が分散され、ビーム2の破損が生じにくくなる。さら
に、図10に示す加速度センサ57のように、フレーム
4やビーム2及びマス部3の少なくとも一部とを一体成
形することとしてもよい。もちろん、固定部8のビーム
2上下面やマス支持部9にもアール13を形成しておく
こととしても、同様な効果を得ることができる。
Further, like the acceleration sensor 56 shown in FIG. 9, by integrally molding the beam 2 and a part of the mass portion 3, it is possible to reduce damage to the mass support portion 9 of the beam 2. Further, if the mass support portion 9 of the beam 2 is formed with the radius 13, the stress generated in the mass support portion 9 is dispersed, and the beam 2 is less likely to be damaged. Further, like the acceleration sensor 57 shown in FIG. 10, at least a part of the frame 4, the beam 2 and the mass portion 3 may be integrally molded. Of course, even if the upper and lower surfaces of the beam 2 of the fixed portion 8 and the mass support portion 9 are formed with the radius 13, the same effect can be obtained.

【0040】また、図11に示す加速度センサ58にあ
っては、ビーム2にフレーム取り付け部14が設けられ
ており、マス部3やビーム2及びフレーム取り付け部1
4は金属等より一体成形されている。フレーム取り付け
部14には穴15が設けられている。樹脂等により成形
されたフレーム4には、凹陥部及び穴15に納める突起
部16aからなるビーム取り付け部16が設けられ、突
起部16aを穴15に納めるようにして、フレーム取り
付け部14をビーム取り付け部16の凹陥部に嵌合させ
て接合させてある。このように、マス部3やビーム2及
びフレーム取り付け部14からなるセンサ検知部分を一
体成形することにより部品点数が少なくなり、またフレ
ーム4を安価な樹脂等で作成することにより加速度セン
サ58の製造コストを下げることができる。
In the acceleration sensor 58 shown in FIG. 11, the beam 2 is provided with the frame mounting portion 14, and the mass portion 3, the beam 2 and the frame mounting portion 1 are provided.
4 is integrally formed of metal or the like. The frame mounting portion 14 is provided with a hole 15. The frame 4 formed of resin or the like is provided with a beam attachment portion 16 including a recessed portion and a protrusion portion 16a to be accommodated in the hole 15. The frame attachment portion 14 is attached to the beam by attaching the protrusion portion 16a to the hole 15. It is fitted and joined to the concave portion of the portion 16. As described above, the sensor detection portion including the mass portion 3, the beam 2 and the frame mounting portion 14 is integrally molded to reduce the number of parts, and the frame 4 is made of an inexpensive resin or the like to manufacture the acceleration sensor 58. The cost can be reduced.

【0041】本発明のさらに別な実施例である加速度セ
ンサ59を図12に示す。図12(a)は加速度センサ
59の分解斜視図、図12(b)はその断面図であっ
て、加速度センサ59は、箱状をしたマス部3の内面に
マス部3が揺動自在に変位できるよう窪み17が設けら
れており、窪み17内には弾性を有するビーム2が配設
されている。マス部3はビーム2の一端に支持され、ビ
ーム2の他端には柱状の支持部18が設けられており、
支持部18が基板上に載置されてマス部3がビーム2に
よって揺動自在に支持されている。マス部3の重心Gは
ビーム2の軸方向において、ビーム2のマス支持部9と
固定部8との間に位置するようにマス部3が形成されて
いる。また、マス部3は例えば半導体より形成されてい
て、少なくともマス部3の下面の窪み17外周域には可
動電極5が形成されている。もちろん、マス部3全体に
導電性を持たせてもよい。この可動電極5はビーム2、
支持部18を通じて基板6上面に形成された可動電極取
出し配線19に電気的に接続されている。また、基板6
上にはマス部3の可動電極5と対向して固定電極7が形
成されている。この加速度センサ59にあっては、マス
部3の周囲にビーム2を支持するフレーム4を配設する
必要がないので、加速度センサ59の大きさを小さくす
ることができる。
FIG. 12 shows an acceleration sensor 59 which is another embodiment of the present invention. 12A is an exploded perspective view of the acceleration sensor 59, and FIG. 12B is a sectional view thereof. In the acceleration sensor 59, the mass portion 3 is swingable on the inner surface of the box-shaped mass portion 3. A recess 17 is provided so as to be displaceable, and an elastic beam 2 is disposed in the recess 17. The mass portion 3 is supported by one end of the beam 2, and a columnar support portion 18 is provided at the other end of the beam 2.
The support portion 18 is placed on the substrate, and the mass portion 3 is swingably supported by the beam 2. The mass portion 3 is formed so that the center of gravity G of the mass portion 3 is located between the mass support portion 9 and the fixed portion 8 of the beam 2 in the axial direction of the beam 2. The mass portion 3 is made of, for example, a semiconductor, and the movable electrode 5 is formed at least in the outer peripheral area of the depression 17 on the lower surface of the mass portion 3. Of course, the entire mass portion 3 may have conductivity. This movable electrode 5 is a beam 2,
It is electrically connected to the movable electrode lead-out wiring 19 formed on the upper surface of the substrate 6 through the supporting portion 18. Also, the substrate 6
A fixed electrode 7 is formed above the movable electrode 5 of the mass portion 3 so as to face the movable electrode 5. In this acceleration sensor 59, since it is not necessary to dispose the frame 4 supporting the beam 2 around the mass portion 3, the size of the acceleration sensor 59 can be reduced.

【0042】図13(a)(b)はそれぞれ、本発明の
さらに別な実施例である加速度センサ60を示す平面図
及び側面図であって、加速度センサ60にあってはビー
ム2先端のマス支持部9を平面L字状に折り曲げること
によってマス部3の側面に支持させてある。このよう
に、マス部3は2本のビーム2によってその側面を支持
されているので、マス部3は横方向の加速度によっては
幅方向に変位せず、ビーム2の検出軸方向(マス部3の
厚さ方向)以外の加速度によっては影響を受けにくくな
り、検出したい方向の加速度を正確に測定することがで
きる。さらに、マス部3の両側面で2本のビーム2によ
りマス部3を支持させることによってマス部3の表面を
大きくすることができ、可動電極5の電極面積を広くす
ることができる。したがって、可動電極5と固定電極7
との間の静電容量が大きくなり、加速度センサ60の感
度を上げることができる。
13A and 13B are a plan view and a side view, respectively, showing an acceleration sensor 60 according to still another embodiment of the present invention. In the acceleration sensor 60, the mass of the tip of the beam 2 is shown. The supporting portion 9 is supported on the side surface of the mass portion 3 by bending the supporting portion 9 into a plane L shape. As described above, since the side surface of the mass portion 3 is supported by the two beams 2, the mass portion 3 is not displaced in the width direction due to the lateral acceleration, and the detection axis direction of the beam 2 (mass portion 3 It is less likely to be affected by accelerations other than the thickness direction), and the acceleration in the desired direction can be accurately measured. Further, by supporting the mass portion 3 with the two beams 2 on both side surfaces of the mass portion 3, the surface of the mass portion 3 can be increased, and the electrode area of the movable electrode 5 can be increased. Therefore, the movable electrode 5 and the fixed electrode 7
The capacitance between and becomes large, and the sensitivity of the acceleration sensor 60 can be increased.

【0043】図14に示すものは本発明のさらに別な実
施例である加速度センサ61であって、マス部3にはビ
ーム支持部20をマス部3両側に突設させ、ビーム支持
部20においてマス部3を2本のビーム2に支持させて
ある。このようにしても、マス部3表面を大きくするこ
とができ、加速度センサ61の感度を上げることができ
る。また、ビーム2の形状を単純な形状例えば長板状に
することができるので、さらにマス部3は横方向には変
位しにくく、他軸感度による影響を少なくすることがで
きる。
FIG. 14 shows an acceleration sensor 61 according to still another embodiment of the present invention, in which the beam supporting portions 20 are provided on the mass portion 3 so as to project from both sides of the mass supporting portion 20. The mass portion 3 is supported by the two beams 2. Even in this case, the surface of the mass portion 3 can be enlarged, and the sensitivity of the acceleration sensor 61 can be increased. Further, since the beam 2 can have a simple shape, for example, a long plate shape, the mass portion 3 is less likely to be displaced in the lateral direction, and the influence of the sensitivity of the other axis can be reduced.

【0044】図15に示すものはさらに本発明の別な実
施例である加速度センサ62であって、ビーム2のマス
支持部9付近でビーム2は固定部8側から徐々に厚みを
増すように形成されており、マス支持部9の剛性が高く
なっている。したがって、検出軸方向以外の加速度が加
速度センサ62に加わった場合でも、ビーム2がねじれ
ることがなく、検出軸方向以外の加速度による影響を受
けにくくなる。もちろん、図16に示す加速度センサ6
3のように段階的に厚みを持たせるようにしても同様の
効果を得ることができる。
FIG. 15 shows an acceleration sensor 62 which is another embodiment of the present invention. The beam 2 gradually increases in thickness from the fixed portion 8 side in the vicinity of the mass support portion 9 of the beam 2. It is formed, and the rigidity of the mass support portion 9 is high. Therefore, even when acceleration in a direction other than the detection axis direction is applied to the acceleration sensor 62, the beam 2 is not twisted and is less likely to be affected by acceleration in a direction other than the detection axis direction. Of course, the acceleration sensor 6 shown in FIG.
The same effect can be obtained by gradually increasing the thickness as shown in FIG.

【0045】図17には本発明のさらに別な実施例を示
す。図17(a)は加速度センサ64の平面図、図17
(b)はその側面図であって、固定部8から引き出した
ビーム2をマス部3の先端付近で再び固定部8の方へ折
り返すようにして、ビーム軸方向へ一往復させてマス部
3を支持させてある。この加速度センサ64にあって
は、マス部3の重心Gは、ビーム2の固定部8から最も
離れた自由端、つまり、ビーム2の折返し部21と固定
部8との間に位置しており、加速度センサ64に加速度
が加わった場合には、マス部3は傾くことなく基板6と
平行移動することができる。また、ビーム2の長さは実
質的にほぼ2倍にしたのと同様になっているので、加速
度センサ64の大きさを大きくすることなくほぼ2倍の
マス部3の変位量を得ることができ、加速度センサ64
の感度をほぼ2倍にすることができる。また、図18に
示すようにビーム2を複数回、例えば2回あるいは3回
と折り返すようにすれば、折り返した回数に比例してマ
ス部3の変位量を得ることができるのでさらに加速度セ
ンサ65の感度の向上を向上させることができる。
FIG. 17 shows still another embodiment of the present invention. 17A is a plan view of the acceleration sensor 64, and FIG.
(B) is a side view thereof, in which the beam 2 pulled out from the fixed portion 8 is folded back toward the fixed portion 8 near the tip of the mass portion 3 and is reciprocated once in the beam axis direction. Is supported. In the acceleration sensor 64, the center of gravity G of the mass portion 3 is located at the free end farthest from the fixed portion 8 of the beam 2, that is, between the folded portion 21 of the beam 2 and the fixed portion 8. When acceleration is applied to the acceleration sensor 64, the mass portion 3 can move in parallel with the substrate 6 without tilting. Further, since the length of the beam 2 is substantially the same as that of the beam 2, the displacement amount of the mass portion 3 can be approximately doubled without increasing the size of the acceleration sensor 64. Yes, acceleration sensor 64
The sensitivity of can be almost doubled. Further, as shown in FIG. 18, if the beam 2 is folded a plurality of times, for example, twice or three times, the displacement amount of the mass portion 3 can be obtained in proportion to the number of times the beam is folded back. The sensitivity of can be improved.

【0046】また、図19に示す加速度センサ66のよ
うにビーム2の折返し部21にビーム2の厚さより厚い
剛性部22を形成することにより、折返し部21におけ
るねじれ方向の変形が少なくなり、加速度センサ66の
直線性を向上させることができる。さらに、ビーム2の
マス支持部9にあってもビーム2の厚さより厚い剛性部
22を形成することにより、マス支持部9におけるねじ
れ方向の変形が少なくなりより効果的である。もちろ
ん、図20に示す加速度センサ67のように複数回折り
返したビーム2の各折返し部21にビーム2より厚い剛
性部22を形成してもよい。
Further, by forming the rigid portion 22 thicker than the thickness of the beam 2 in the folded portion 21 of the beam 2 as in the acceleration sensor 66 shown in FIG. 19, deformation in the twisted direction of the folded portion 21 is reduced, and the acceleration is increased. The linearity of the sensor 66 can be improved. Further, even in the mass supporting portion 9 of the beam 2, by forming the rigid portion 22 thicker than the thickness of the beam 2, the deformation in the twisting direction of the mass supporting portion 9 is reduced, which is more effective. Of course, as in the acceleration sensor 67 shown in FIG. 20, a rigid portion 22 thicker than the beam 2 may be formed in each folded portion 21 of the beam 2 that is folded back a plurality of times.

【0047】さらに図21に示す加速度センサ68のよ
うに、剛性部22を設ける変わりに折返し部21に向っ
て徐々にビーム2の厚みを増すように形成することによ
りビーム2の折返し部21の剛性を高くすることとして
もよく、また図22に示す加速度センサ69のように段
階的にビーム2の厚みを増すように形成してもよい。
Further, as in the acceleration sensor 68 shown in FIG. 21, instead of providing the rigid portion 22, the rigidity of the folded portion 21 of the beam 2 is increased by gradually increasing the thickness of the beam 2 toward the folded portion 21. May be made higher, or the beam 2 may be formed so that the thickness of the beam 2 is increased stepwise like an acceleration sensor 69 shown in FIG.

【0048】上記各実施例の加速度センサにあっては、
マス部3の重心Gをビーム2のマス支持部9より固定部
8側に位置させるかまたはビーム2の固定部8と固定部
8より最遠の自由端すなわちビーム2の折返し部21と
の間に位置させる必要がある。このためにはさまざまな
方法が考えられる。以下図23から図33にしたがって
説明する。
In the acceleration sensor of each of the above embodiments,
The center of gravity G of the mass portion 3 is located closer to the fixed portion 8 side than the mass support portion 9 of the beam 2, or between the fixed portion 8 of the beam 2 and the free end farthest from the fixed portion 8, that is, the folded portion 21 of the beam 2. Need to be located. There are various possible methods for this. Description will be made below with reference to FIGS. 23 to 33.

【0049】まず図23に示す加速度センサ70にあっ
ては、マス部3全体を比重の異なる2種類の部材3a及
び部材3bから構成してある。したがって、部材3a及
び部材3bを適当に組み合わせることにより、マス部3
の重心Gをビーム2の固定部8とマス支持部9との間
(特にその中央が望ましい)に位置させることができ
る。また図24の加速度センサ71のように、マス部3
の一部を比重の異なる部材3cに置き換えることとして
もよく、さらにこの部分にドリルなどで穴状の重心調整
部23を設けることによって、重心位置の微調整を行な
うこととしてもよい。
First, in the acceleration sensor 70 shown in FIG. 23, the entire mass portion 3 is composed of two types of members 3a and 3b having different specific gravities. Therefore, by appropriately combining the members 3a and 3b, the mass portion 3
The center of gravity G of the beam 2 can be located between the fixed portion 8 and the mass support portion 9 of the beam 2 (the center thereof is particularly desirable). Also, like the acceleration sensor 71 of FIG.
It is also possible to replace a part of the above with a member 3c having a different specific gravity, and by further providing a hole-like center of gravity adjusting portion 23 with a drill or the like in this part, fine adjustment of the center of gravity position may be performed.

【0050】図25に示す加速度センサ72にあって
は、マス部3を研磨することなどによりマス部3の上面
にテーパ24を設けることによってマス部3の厚みに変
化を持たせ、マス部3の重心位置を調整することができ
る。なお、マス部3下面にテーパ24を設けることも考
えられるが、この場合マス部3の可動電極5と基板6上
面の固定電極7とを平行にすることができないので、こ
の加速度センサ72のようにマス部3上面にテーパ24
を設け、マス部3の下端部をビーム2によって支持させ
ることによって、固定電極7と可動電極5とを平行に維
持することができるという利点がある。もちろん、マス
部3の下端部を支持させた場合にも、加速度を検出する
上では何ら不都合を生じるものでもない。
In the acceleration sensor 72 shown in FIG. 25, the thickness of the mass portion 3 is changed by providing the taper 24 on the upper surface of the mass portion 3 by polishing the mass portion 3 or the like. The position of the center of gravity of can be adjusted. It is also possible to provide a taper 24 on the lower surface of the mass portion 3, but in this case the movable electrode 5 of the mass portion 3 and the fixed electrode 7 on the upper surface of the substrate 6 cannot be made parallel to each other. Taper 24 on the upper surface of the mass part 3
Is provided and the lower end of the mass portion 3 is supported by the beam 2, there is an advantage that the fixed electrode 7 and the movable electrode 5 can be maintained in parallel. Of course, even when the lower end of the mass portion 3 is supported, there is no inconvenience in detecting the acceleration.

【0051】また、マス部3を一部切り欠くことにより
ビーム軸方向において非対称に形成することによっても
簡単に重心位置を調整することができる。図26に示す
加速度センサ73は、マス部3の両隅に切り欠き25を
設けビーム軸方向において非対称に形成してある。ある
いは、図27の加速度センサ74のように、ビーム2の
中心軸上に切り欠き25を設けることとしてもよい。
Further, the position of the center of gravity can be easily adjusted also by forming the mass portion 3 so as to be asymmetrical in the beam axis direction by partially cutting it off. In the acceleration sensor 73 shown in FIG. 26, the notches 25 are provided at both corners of the mass portion 3 and are formed asymmetrically in the beam axis direction. Alternatively, like the acceleration sensor 74 of FIG. 27, the notch 25 may be provided on the central axis of the beam 2.

【0052】さらに図28に示す加速度センサ75にあ
っては、マス部3の上面に複数の溝からなる重心調整部
23を設けてある。この加速度センサ75にあっては、
溝の本数を変えたり、溝の位置、あるいは図29の加速
度センサ76のように、幅広い溝状の重心調整部23を
設け、溝の幅や深さなどを変えることにより重心位置を
自由に変えることができる。
Further, in the acceleration sensor 75 shown in FIG. 28, the center of gravity adjusting portion 23 composed of a plurality of grooves is provided on the upper surface of the mass portion 3. In this acceleration sensor 75,
The position of the center of gravity can be freely changed by changing the number of grooves, the position of the groove, or by providing a wide groove-shaped center-of-gravity adjusting portion 23 like the acceleration sensor 76 of FIG. 29 and changing the width and depth of the groove. be able to.

【0053】また、図30に示す加速度センサ77のよ
うに、多数の穴状の重心調整部23をマス部3に設けマ
ス部3の重心Gを調整することもできる。この方法によ
っても、穴の大きさや深さ、数などを変えることにより
重心位置を自由に調整することができる。この場合には
マス部3の変位により受ける空気等の抵抗が少なくな
り、特に図4に示す第2の実施例の加速度センサ51の
ように、マス部3周囲の空間11に液体等を封入した場
合には液体による振動の減衰を低減することができるの
で、加速度センサ77の周波数特性の点から特に好まし
い。もちろん、図31に示す加速度センサ78のよう
に、大きな1つの穴状の重心調整部23としても差し支
えない。
Further, as in the acceleration sensor 77 shown in FIG. 30, a large number of hole-shaped center-of-gravity adjusting portions 23 may be provided in the mass portion 3 to adjust the center of gravity G of the mass portion 3. Also by this method, the position of the center of gravity can be freely adjusted by changing the size, depth and number of the holes. In this case, the resistance of air or the like received due to the displacement of the mass portion 3 is reduced, and in particular, as in the acceleration sensor 51 of the second embodiment shown in FIG. 4, a liquid or the like is enclosed in the space 11 around the mass portion 3. In this case, vibration damping due to the liquid can be reduced, which is particularly preferable from the viewpoint of frequency characteristics of the acceleration sensor 77. Of course, one large hole-shaped center-of-gravity adjusting portion 23 may be used as in the acceleration sensor 78 shown in FIG.

【0054】さらに、図32には別な重心調整部23を
設けた加速度センサ79を示す。加速度センサ79のマ
ス部3には、マス部3の幅方向に空洞状の重心調整部2
3が設けられている。空洞状の重心調整部23を設ける
場合には、マス部3の電極面積が小さくなることはない
ので、センサ感度の低下させることなく重心位置の調整
を行なうことができる。
Further, FIG. 32 shows an acceleration sensor 79 provided with another gravity center adjusting portion 23. The mass portion 3 of the acceleration sensor 79 has a hollow center of gravity adjusting portion 2 in the width direction of the mass portion 3.
3 is provided. When the hollow center of gravity adjusting section 23 is provided, the electrode area of the mass section 3 does not decrease, so that the center of gravity position can be adjusted without lowering the sensor sensitivity.

【0055】また、図33に示す加速度センサ80にあ
っては、マス部3に設けられた空洞状の重心調整部23
とつながる開口26をマス部3上面に設け、空洞内に例
えばロウなどの低融点物質27を充填している。この場
合には、空洞状の重心調整部23内にロウなどの低融点
物質27を予め充填しておき、加熱することによって低
融点物質27を溶融させて開口26から取出し空洞内の
低融点物質27の量を自由に調整することができる。し
たがって、取り出す低融点物質27の量を変えることに
より自由にマス部3の重心位置を調整することができ
る。また、調整に失敗したとしても再び空洞内に低融点
物質27を入れることにより再度重心位置を調整しなお
すことができるので、加速度センサ80の歩留りを向上
させることもできる。なお、空洞内に液体を充填するこ
とも考えられるが、液体漏れを防ぐ必要から部品点数が
多くなったりマス部3の構造が複雑になる。この点低融
点物質27を充填しておけば、通常の使用時には固体状
であるので開口26から低融点物質27が漏れることが
なく、マス部3の構造を容易にするという点から好まし
い。
Further, in the acceleration sensor 80 shown in FIG. 33, the hollow center of gravity adjusting portion 23 provided in the mass portion 3 is used.
An opening 26 connected to is provided on the upper surface of the mass portion 3, and a low melting point substance 27 such as wax is filled in the cavity. In this case, the low-melting substance 27 such as wax is previously filled in the center-of-gravity adjusting portion 23 having a hollow shape, and the low-melting substance 27 is melted by heating and taken out from the opening 26, and the low-melting substance in the cavity is removed. The amount of 27 can be adjusted freely. Therefore, the center of gravity of the mass portion 3 can be freely adjusted by changing the amount of the low melting point substance 27 to be taken out. Further, even if the adjustment is unsuccessful, the center of gravity can be readjusted again by putting the low melting point substance 27 in the cavity, so that the yield of the acceleration sensor 80 can be improved. It should be noted that it is conceivable to fill the cavity with liquid, but the number of parts increases and the structure of the mass portion 3 becomes complicated because it is necessary to prevent liquid leakage. In this respect, it is preferable to fill the low-melting point substance 27 in the solid state during normal use since the low-melting point substance 27 does not leak from the opening 26 and the structure of the mass portion 3 is facilitated.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明の加速度センサにあっては、前記
マス部の重心が、前記ビームの軸方向に関して、当該ビ
ームの基板固定部から最遠の自由端より前記基板固定部
側に位置させ、若しくは当該ビームの基板固定部と当該
ビームのマス支持部との間に位置させているので、ビー
ムにより片持ち状に支持されたマス部を、マス部の厚さ
方向に平行移動させることができ、例えばマス部に設け
た可動電極と当該可動電極に対向させて設けた固定電極
との間の静電容量は加速度の大きさに応じて比例して変
化する。したがって、温度特性に優れたマス部を片持ち
状に支持させた加速度センサの直線性を向上させること
ができる。
According to the acceleration sensor of the present invention, the center of gravity of the mass portion is located closer to the substrate fixing portion than the free end of the beam farthest from the substrate fixing portion in the axial direction of the beam. Alternatively, since it is positioned between the substrate fixing portion of the beam and the mass supporting portion of the beam, the mass portion cantilevered by the beam can be translated in the thickness direction of the mass portion. For example, the electrostatic capacitance between the movable electrode provided on the mass portion and the fixed electrode provided so as to face the movable electrode changes in proportion to the magnitude of acceleration. Therefore, it is possible to improve the linearity of the acceleration sensor in which the mass portion having excellent temperature characteristics is supported in a cantilever manner.

【0057】また、マス部全体を可動電極としているの
で、マス部を半導体や金属から簡単に作成することがで
きる。また、マス部の上面若しくは下面に可動電極を形
成すれば、マス部を樹脂などで作成することによりマス
部を軽量化し、加速度センサ全体を軽量化することがで
きる。
Further, since the entire mass portion is the movable electrode, the mass portion can be easily made from a semiconductor or metal. Further, if the movable electrode is formed on the upper surface or the lower surface of the mass portion, the mass portion can be made lighter by making the mass portion with resin or the like, and the acceleration sensor as a whole can be made lighter.

【0058】さらに、ビーム上面又は下面にもマス部を
配設するようにすれば、マス部に形成する可動電極の電
極面積を大きくすることができるので、センサ感度の向
上を図ることができる。
Further, by disposing the mass portion also on the upper surface or the lower surface of the beam, the electrode area of the movable electrode formed on the mass portion can be increased, so that the sensor sensitivity can be improved.

【0059】また、マス部をマス部側面で2本のビーム
によって支持させると、マス部の横方向の変位が少なく
なり、加速度センサの他軸感度を低くすることもでき
る。
When the mass portion is supported by the two beams on the side surface of the mass portion, the displacement of the mass portion in the lateral direction is reduced, and the sensitivity of the other axis of the acceleration sensor can be lowered.

【0060】このとき、マス部にマス部側面にビームを
支持させるビーム支持部を突設させると、容易にマス部
を支持させることができるとともに、ビーム形状を例え
ば平板状に形成することによって、ねじれ方向の変位を
さらに少なくすることができ、さらに直線性の向上や他
軸感度の影響を少なくすることができる。
At this time, if the beam supporting portion for supporting the beam on the side surface of the mass portion is provided so as to project from the mass portion, the mass portion can be easily supported, and the beam shape is formed into, for example, a flat plate shape. It is possible to further reduce the displacement in the twisting direction, further improve the linearity, and reduce the influence of the sensitivity of another axis.

【0061】また、ビームに少なくとも一つの折返し部
を設けておけば、加速度センサを大きくすることなく、
ビームの実質的な長さを長くすることができるので、マ
ス部の変位量が大きくなって、加速度センサの感度を上
げることができる。
If at least one turn-back portion is provided on the beam, the acceleration sensor does not need to be large, and
Since the substantial length of the beam can be increased, the displacement amount of the mass portion is increased, and the sensitivity of the acceleration sensor can be increased.

【0062】また、ビームのマス支持部若しくは折返し
部にビームの厚さよりも厚い剛性部を設けておくと、マ
ス支持部若しくは折返し部におけるビームのねじれを少
なくすることができるので、さらに直線性の向上を図る
ことができ、厚さ方向以外の加速度の影響を少なくする
ことができる。また、ビームの中央部側からビームのマ
ス支持部若しくは折返し部に向ってビーム厚さが増すよ
うに形成することによっても同様な効果が得られる。
If a rigid portion thicker than the thickness of the beam is provided on the mass supporting portion or the folded portion of the beam, twisting of the beam at the mass supporting portion or the folded portion can be reduced, so that the linearity can be further improved. The improvement can be achieved, and the influence of acceleration other than the thickness direction can be reduced. Further, the same effect can be obtained by forming the beam so that the beam thickness increases from the central portion side of the beam toward the mass supporting portion or the folded portion of the beam.

【0063】これらの加速度センサにあっては、マス部
を2種以上の材質で形成することにより、マス部の重心
位置を容易に調整することができる。また、マス部の厚
みを均一でなくすことによってもよい。さらには、ビー
ム軸方向に非対称とすることとしてもよい。
In these acceleration sensors, the center of gravity of the mass can be easily adjusted by forming the mass with two or more kinds of materials. Further, the thickness of the mass portion may not be uniform. Furthermore, it may be asymmetric in the beam axis direction.

【0064】また、マス部に窪み、溝、穴若しくは空洞
状などの重心調整部を設けることによっても、マス部の
重心をビームの基板固定部より最遠の自由端より基板固
定部側に位置させたり、基板固定部とマス支持部との間
に位置させることができる。
Further, the center of gravity of the mass portion is positioned closer to the substrate fixing portion side than the free end farthest from the substrate fixing portion of the beam by providing the mass portion with a center of gravity adjusting portion such as a depression, a groove, a hole, or a cavity. Alternatively, it may be located between the substrate fixing portion and the mass supporting portion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例である加速度センサを示す斜
視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)は同上の加速度センサを示す平面図、
(b)はその断面図である。
FIG. 2A is a plan view showing an acceleration sensor of the above.
(B) is the sectional view.

【図3】(a)は従来例の加速度センサにおけるマス部
の変位を表わす説明図、(b)は本発明の加速度センサ
におけるマス部の変位を表わす説明図である。
FIG. 3A is an explanatory diagram showing displacement of a mass portion in a conventional acceleration sensor, and FIG. 3B is an explanatory diagram showing displacement of a mass portion in the acceleration sensor of the present invention.

【図4】(a)(b)はそれぞれ本発明の別な実施例で
ある加速度センサを示す平面図及び断面図である。
4A and 4B are a plan view and a sectional view, respectively, showing an acceleration sensor according to another embodiment of the present invention.

【図5】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な実
施例である加速度センサを示す平面図及び断面図であ
る。
5A and 5B are a plan view and a sectional view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図6】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な実
施例である加速度センサを示す平面図及び断面図であ
る。
6A and 6B are a plan view and a sectional view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図7】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な実
施例である加速度センサを示す平面図及び断面図であ
る。
7A and 7B are a plan view and a sectional view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図8】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な実
施例である加速度センサを示す平面図及び断面図であ
る。
8A and 8B are a plan view and a sectional view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図9】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な実
施例である加速度センサを示す平面図及び断面図であ
る。
9A and 9B are a plan view and a sectional view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図10】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な
実施例である加速度センサを示す平面図及び断面図であ
る。
10A and 10B are a plan view and a sectional view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図11】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な
実施例である加速度センサを示す平面図及び断面図であ
る。
11A and 11B are a plan view and a sectional view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図12】(a)は本発明のさらに別な実施例である加
速度センサの分解斜視図、(b)はその断面図である。
12A is an exploded perspective view of an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 12B is a sectional view thereof.

【図13】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な
実施例である加速度センサを示す平面図及び側面図であ
る。
13A and 13B are a plan view and a side view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図14】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な
実施例である加速度センサを示す平面図及び側面図であ
る。
14A and 14B are a plan view and a side view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図15】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な
実施例である加速度センサを示す平面図及び側面図であ
る。
15A and 15B are a plan view and a side view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図16】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを示す側面図である。
FIG. 16 is a side view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図17】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な
実施例である加速度センサを示す平面図及び側面図であ
る。
17A and 17B are a plan view and a side view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図18】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを示す平面図である。
FIG. 18 is a plan view showing an acceleration sensor which is still another embodiment of the present invention.

【図19】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な
実施例である加速度センサを示す平面図及び側面図であ
る。
19 (a) and 19 (b) are respectively a plan view and a side view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図20】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを示す平面図である。
FIG. 20 is a plan view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図21】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な
実施例である加速度センサを示す平面図及び側面図であ
る。
21 (a) and 21 (b) are respectively a plan view and a side view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図22】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを示す側面図である。
FIG. 22 is a side view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図23】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な
実施例である加速度センサを示す平面図及び断面図であ
る。
23A and 23B are a plan view and a sectional view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図24】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを一部省略した斜視図である。
FIG. 24 is a perspective view in which an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention is partially omitted.

【図25】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な
実施例である加速度センサを示す平面図及び断面図であ
る。
25A and 25B are a plan view and a sectional view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図26】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを示す平面図である。
FIG. 26 is a plan view showing an acceleration sensor that is still another embodiment of the present invention.

【図27】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを一部省略した斜視図である。
FIG. 27 is a perspective view in which an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention is partially omitted.

【図28】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを示す断面図である。
FIG. 28 is a sectional view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図29】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを一部省略した斜視図である。
FIG. 29 is a perspective view in which an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention is partially omitted.

【図30】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な
実施例である加速度センサを示す平面図及び断面図であ
る。
30A and 30B are a plan view and a sectional view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図31】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを一部省略した斜視図である。
FIG. 31 is a perspective view in which an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention is partially omitted.

【図32】(a)(b)はそれぞれ本発明のさらに別な
実施例である加速度センサを示す平面図及び断面図であ
る。
32A and 32B are a plan view and a sectional view, respectively, showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図33】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを一部省略した斜視図である。
FIG. 33 is a perspective view in which an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention is partially omitted.

【図34】(a)(b)はそれぞれ従来例である加速度
センサを示す平面図及び断面図である。
34A and 34B are a plan view and a sectional view, respectively, showing an acceleration sensor of a conventional example.

【図35】同上の加速度センサにおけるマス部の変位を
表わす説明図である。
FIG. 35 is an explanatory diagram showing displacement of a mass portion in the above acceleration sensor.

【図36】別な従来例である加速度センサを示す断面図
である。
FIG. 36 is a cross-sectional view showing another conventional acceleration sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、51、52、……、80 加速度センサ 2 ビーム 3 マス部 8 固定部 9 マス支持部 21 折返し部 22 剛性部 23 重心調整部 27 低融点物質 1, 51, 52, ..., 80 Acceleration sensor 2 Beam 3 Mass part 8 Fixed part 9 Mass support part 21 Folded part 22 Rigid part 23 Center of gravity adjustment part 27 Low melting point substance

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弾性を有するビームによってマス部を支
持基板に片持ち状に支持させた加速度センサにおいて、 前記マス部の重心が、前記ビームの軸方向に関して、当
該ビームの基板固定部から最遠の自由端より前記基板固
定部側に位置することを特徴とする加速度センサ。
1. An acceleration sensor in which an elastic beam supports a mass portion on a supporting substrate in a cantilever manner, wherein a center of gravity of the mass portion is farthest from a substrate fixing portion of the beam in the axial direction of the beam. An acceleration sensor, characterized in that the acceleration sensor is located closer to the substrate fixing portion side than the free end thereof.
【請求項2】 弾性を有するビームによってマス部を支
持基板に片持ち状に支持させた加速度センサにおいて、 前記マス部の重心が、前記ビームの軸方向に関して、当
該ビームの基板固定部と当該ビームのマス支持部との間
に位置することを特徴とする加速度センサ。
2. An acceleration sensor in which an elastic beam supports a mass portion on a supporting substrate in a cantilevered manner, wherein a center of gravity of the mass portion has a substrate fixing portion of the beam and the beam with respect to an axial direction of the beam. An acceleration sensor, characterized in that it is located between the mass support part of the.
【請求項3】 前記マス部を可動電極としたことを特徴
とする請求項1又は2に記載の加速度センサ。
3. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the mass portion is a movable electrode.
【請求項4】 前記マス部の上面若しくは下面の少なく
とも一部に可動電極を形成したことを特徴とする請求項
1又は2に記載の加速度センサ。
4. The acceleration sensor according to claim 1, wherein a movable electrode is formed on at least a part of an upper surface or a lower surface of the mass portion.
【請求項5】 前記ビーム上面又は下面に前記マス部を
配設したことを特徴とする請求項1、2、3又は4に記
載の加速度センサ。
5. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the mass portion is provided on the upper surface or the lower surface of the beam.
【請求項6】 前記マス部を当該マス部側面で2本の前
記ビームにより支持させたことを特徴とする請求項1、
2、3、4又は5に記載の加速度センサ。
6. The mass member is supported by the two beams on the side surface of the mass member.
The acceleration sensor according to 2, 3, 4 or 5.
【請求項7】 前記マス部側面にビームを支持させるビ
ーム支持部を突設させたことを特徴とする請求項6に記
載の加速度センサ。
7. The acceleration sensor according to claim 6, wherein a beam supporting portion for supporting a beam is provided on the side surface of the mass portion so as to project therefrom.
【請求項8】 前記ビームに少なくとも一つの折返し部
を設けたことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、
6又は7に記載の加速度センサ。
8. The beam according to claim 1, 2, 3, 4, 5, wherein at least one folded portion is provided.
The acceleration sensor according to 6 or 7.
【請求項9】 前記ビームの前記マス支持部若しく前記
折返し部にビームの厚さよりも厚い剛性部を設けたこと
を特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7又は8
に記載の加速度センサ。
9. A rigid portion thicker than the thickness of the beam is provided at the mass supporting portion or the folded portion of the beam, or 8
The acceleration sensor according to.
【請求項10】 前記ビームは、当該ビームの中央部側
から当該マス支持部若しくは当該折返し部に向って厚み
が増すように形成されていることを特徴とする請求項
1、2、3、4、5、6、7、8又は9に記載の加速度
センサ。
10. The beam is formed so that the thickness thereof increases from the central portion side of the beam toward the mass support portion or the folded portion. The acceleration sensor according to 5, 6, 7, 8 or 9.
【請求項11】 前記マス部は、2種以上の材質で形成
したことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、
7、8、9、又は10に記載の加速度センサ。
11. The mass portion is formed of two or more kinds of materials, 1, 2, 3, 4, 5, 6,
The acceleration sensor according to 7, 8, 9, or 10.
【請求項12】 前記マス部の厚みが均一でないことを
特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、
9、10又は11に記載の加速度センサ。
12. The thickness of the mass portion is not uniform, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
The acceleration sensor according to 9, 10, or 11.
【請求項13】 前記マス部はビーム軸方向に非対称な
形状であることを特徴とする請求項1、2、3、4、
5、6、7、8、9、10、11又は12に記載の加速
度センサ。
13. The mass portion has an asymmetric shape in the beam axis direction, as claimed in claim 1.
The acceleration sensor according to 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12.
【請求項14】 前記マス部に窪み、溝、穴若しくは空
洞状などの重心調整部を設けたことを特徴とする請求項
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、1
2又は13に記載の加速度センサ。
14. The mass center is provided with a center-of-gravity adjusting part such as a depression, a groove, a hole, or a hollow shape, and the mass part is provided with a center of gravity adjusting part. 10, 11, 1
The acceleration sensor according to 2 or 13.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014055935A (en) * 2012-06-06 2014-03-27 Rosemount Aerospace Inc Vibration isolated micro-electromechanical system structures, and manufacturing methods of them
JP2016070739A (en) * 2014-09-29 2016-05-09 京セラ株式会社 Sensor

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