JPH07306225A - 加速度センサ - Google Patents

加速度センサ

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Publication number
JPH07306225A
JPH07306225A JP6124302A JP12430294A JPH07306225A JP H07306225 A JPH07306225 A JP H07306225A JP 6124302 A JP6124302 A JP 6124302A JP 12430294 A JP12430294 A JP 12430294A JP H07306225 A JPH07306225 A JP H07306225A
Authority
JP
Japan
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acceleration sensor
mass portion
mass
center
acceleration
Prior art date
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Pending
Application number
JP6124302A
Other languages
English (en)
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP6124302A priority Critical patent/JPH07306225A/ja
Publication of JPH07306225A publication Critical patent/JPH07306225A/ja
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    • 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
    • G01P2015/0825—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 for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0828—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 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

(57)【要約】 【目的】 温度変化に強くて直線性に優れ、多軸方向の
加速度を同時に測定できる加速度センサを提供する。 【構成】 マス部３の厚さ方向に弾性変形を有する第１
のビーム２ａの一端とマス部３の幅方向に弾性変形を有
する第２のビーム２ｂの一端とが折返し部５で接続され
た２本のビーム２、２によって、マス部３の重心Ｇが第
１のビーム２ａのビーム軸方向において、マス支持部６
と折返し部５との間に位置し、また、第２のビーム２ｂ
のビーム軸方向において固定部７と折返し部５との間に
位置するように、マス部３をフレーム４に支持させる。 【効果】 マス部３はマス部３の厚さ方向に傾くことな
く平行移動すると同時にマス部３の幅方向によじれるこ
となく平行移動することができ、厚さ方向の加速度及び
幅方向の加速度を直線性よく同時に検出することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】図１７に従来例である加速
度センサ１０１を示す。図１７（ａ）は加速度センサ１
０１の平面図、図１７（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などからなる基板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１０７が形成されている。
【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。
【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１８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。
【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１９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を弾性を有す
るビーム１０２によりマス部１０３を両持ち状に支持さ
せてある。したがって、加わった加速度によってマス部
１０３は傾きを生じずに平行移動することができる。ま
た、マス部１０３は両持ち状に支持されているので、検
出軸方向（マス部の厚さ方向）以外の加速度によっては
マス部１０３は変位しにくい。
【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。
【０００７】さらに従来の加速度センサ１０１や加速度
センサ１１０にあっては、マス部１０３の厚さ方向の加
速度しか検出することはできず、他方向の加速度を同時
に測定しようとする場合には、検出したい加速度の方向
に合わせて複数の加速度センサを配置しなければならな
いという問題もあった。
【０００８】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
強くて直線性に優れ、しかも多方向の加速度を同時に測
定できる加速度センサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の加速度センサ
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、撓み方向の
異なる２種以上の前記ビームによって前記マス部を自由
度２以上に変位させることを特徴としている。
【００１０】このとき、前記自由度２以上のマス部の変
位を独立して検出することが望ましい。
【００１１】また、前記ビームは、マス部の厚さ方向に
撓む第１のビームとマス部の幅方向に撓む第２のビーム
を折返し部で結合されていることとしてもよい。
【００１２】このとき、前記マス部の重心を、前記ビー
ムの軸方向に関して当該ビームの固定部と前記折返し部
との間に位置させることが好ましく、あるいは、前記ビ
ームの軸方向に関して当該ビームのマス支持部と前記折
返し部との間に位置させるのが好ましい。
【００１３】また、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。
【００１４】さらに、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。
【００１５】
【作用】本発明の加速度センサにあっては、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、撓み方向の異なる２種以上
のビームによってマス部を自由度２以上に変位させるこ
ととしているので、加えられた加速度によってマス部は
２方向に揺動自在に変位することができる。例えば、マ
ス部の厚さ方向に撓む第１のビームとマス部の幅方向に
撓む第２のビームを折返し部で結合させることにより、
マス部を片持ち状に支持させ２方向に揺動自在に変位さ
せることができる。したがって、マス部の各方向への変
位を独立して検出することにすれば、多方向の加速度を
同時に検出することができる。
【００１６】このとき、マス部の重心をビームの軸方向
に関してビームの固定部と折返し部との間に位置させる
こととすれば、固定部と折返し部との間を構成する第１
のビームの撓み方向若しくは第２のビームの撓み方向
に、マス部は傾くことなく平行移動することができる。
このため、例えばマス部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
て変化し、加速度センサの直線性を向上させることがで
きる。
【００１７】また、マス部の重心をビームの軸方向に関
してビームのマス支持部と折返し部の間に位置させるこ
ととすれば、マス支持部と折返し部との間を構成する第
１のビームの撓み方向若しくは第２のビームの撓み方向
に、マス部は傾くことなく平行移動することができる。
このため、例えばマス部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
て変化し、加速度センサの直線性を向上させることがで
きる。
【００１８】また、マス部全体を可動電極とした加速度
センサは、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。
【００１９】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重心位置を調整すること
ができる。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。
【００２０】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
重心をビームの固定部と折返し部の間に位置させること
ができる。
【００２１】
【実施例】図１に本発明の一実施例である加速度センサ
１を示す。図１（ａ）は加速度センサ１の斜視図、図１
（ｂ）はその断面図であって、加速度センサ１は角枠状
をしたフレーム４のほぼ中央に２本のビーム２によって
揺動自在に支持されている。それぞれのビーム２は、マ
ス部３の厚さ方向に弾性変形を生じる薄板状をした第１
のビーム２ａの一端とマス部３の幅方向に弾性変形を生
じる薄板状をした第２のビーム２ｂの一端とがビーム２
の軸方向に折返すようにして折返し部５で接続されてお
り、第１のビーム２ａの他端はマス部３の上端部に接合
され、第２のビーム２ｂの他端はフレーム４に接合され
ている。マス部３の重心Ｇはビーム２の軸方向におい
て、第１のビーム２ａのマス支持部６と折返し部５との
間に位置し、また、ビーム２の軸方向において、第２の
ビーム２ｂの固定部７と折返し部５との間に位置するよ
うにマス部３は支持されている。したがって、マス部３
は第１のビーム２ａによってマス部３の厚さ方向に揺動
自在に変位することができ、第２のビーム２ｂによって
マス部３の幅方向に揺動自在に変位することができ、マ
ス部３はマス部３の厚さ方向と幅方向の２方向に同時に
変位することができる。
【００２２】マス部３やフレーム４、第１のビーム２
ａ、第２のビーム２ｂ並びに折返し部５はそれぞれ、例
えば金属やシリコン等の半導体などから作成されてお
り、マス部３全体が導電性を有しており、マス部３下面
は可動電極８としての機能を有している。また、フレー
ム４の下面にはガラス等の基板１０が張り合わされてお
り、可動電極８と対向して微小なギャップを隔てて固定
電極９が形成され、可動電極８と固定電極９との間には
コンデンサが構成されている。
【００２３】しかして、マス部３の厚さ方向に加速度が
加わると、第１のビーム２ａがマス部３の厚さ方向に弾
性変形し、加速度の大きさに比例してマス部３が厚さ方
向に変位する。マス部３が厚さ方向に変位すると可動電
極８と固定電極９の間の距離が変化してコンデンサの静
電容量の大きさが変化する。このとき、この加速度セン
サ１にあっては、マス部３の重心Ｇは第１のビーム２ａ
のビーム軸方向のマス支持部６と折返し部５との間にあ
るので、第１のビーム２ａが上下方向に撓むとマス部３
は第１のビーム２ａと相対的に第１のビーム２ａの傾き
と反対に傾き、そのため厚さ方向の加速度によってはマ
ス部３は傾くことなく厚さ方向に平行に移動することが
できる。また、横方向に加速度が加わると、第２のビー
ム２ｂがマス部３の幅方向に弾性変形し、加速度の大き
さに比例してマス部３が幅方向に変位する。マス部３が
幅方向に変位すると可動電極８と固定電極９の対向面積
が変化してコンデンサの静電容量の大きさが変化する。
このとき、マス部３は２本のビーム２，２によって支持
されているので、幅方向の加速度によってはマス部３は
よじれることなく幅方向に平行に移動することができ
る。したがって、厚さ方向の加速度及び横方向の加速度
ともに直線性よく加速度を測定することができる。もち
ろん、この加速度センサ１にあっては、マス部３はビー
ム２により片持ち状に支持されているので、温度変化に
対する影響は少ない。
【００２４】また、加速度センサ１にあっては図示はし
ないが、マス部３のビーム軸方向に弾性変形する垂直方
向のビームをさらにビーム２の一端に設ける、例えば第
１のビーム２ａとマス支持部６との間に設けることによ
り、マス部３のビーム軸方向にも弾性変形させることが
でき、マス部３の厚さ方向や幅方向及びビーム軸方向の
３方向の加速度を測定できる３次元の加速度センサとす
ることができる。
【００２５】図２に示すものは、本発明の別な実施例で
ある加速度センサ５１を示す平面図であって、基板１０
上には２枚の固定電極９ａ、９ｂが形成されており、マ
ス部３の可動電極８とそれぞれ第１のコンデンサ及び第
２のコンデンサを構成している。したがって、マス部３
の厚さ方向の加速度が加われば、固定電極９ａ及び固定
電極９ｂと可動電極８との間の距離が変化して第１及び
第２のコンデンサの静電容量が変化する。また、幅方向
の加速度が加われば、固定電極９ａ及び固定電極９ｂと
可動電極８との対向面積が変化して第１及び第２のコン
デンサの静電容量が変化する。このようにして、第１の
コンデンサの静電容量の変化及び第２のコンデンサの静
電容量の変化をそれぞれ独立して検知することにより、
マス部３の厚さ方向の加速度及びマス部３の幅方向の加
速度をそれぞれ検出することができ、多軸感度を有する
直線性のよい加速度センサ５１を提供することができ
る。
【００２６】また、図３（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５２
を示す平面図及び断面図である。加速度センサ５２のマ
ス部３は、例えば樹脂等の比重の軽い材料から作成され
ており、マス部３の下面にはアルミニウムなどの金属薄
膜から可動電極８が形成されており、マス部３やビーム
２上面に配設された可動電極引き出し配線１１によって
フレーム４上面の電極パッド１２に接続されている。こ
のように、マス部３を樹脂などにより作成することによ
り、マス部３を軽くして加速度センサ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８の電気抵
抗を少なくすることができるので、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も
できる。
【００２７】図４（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５３を示す
平面図及び側面図である。加速度センサ５３の第１のビ
ーム２ａや第２のビーム２ｂ及び折返し部５並びにフレ
ーム４は一体として作成されている。このように、ビー
ム２とフレーム４を一体成形することにより、ビーム２
の固定部７における破損が少なくなり加速度センサ５３
の耐衝撃性を向上させることができる。また、第１のビ
ーム２ａと第２のビーム２ｂ及び折返し部５を一体とし
て作成しておくと、折返し部５における耐衝撃性も向上
する。
【００２８】また、図５（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５４
を示す平面図及び側面図であって、第１のビーム２ａや
第２のビーム２ｂ及び折返し部５及びマス部３は一体と
して作成されている。このようにビーム２とマス部３を
一体成形することにより、ビーム２のマス支持部６にお
ける耐衝撃性を向上させることができる。さらに、図６
の加速度センサ５５のようにマス部３やフレーム４及び
ビーム２を一度に一体成形するとさらに耐衝撃性を向上
させるのはいうまでもない（もちろん、第１のビーム２
ａや折返し部５及び第２のビーム２ｂは同時に一体とし
て成形される。）。
【００２９】また、図７に示す加速度センサ５６にあっ
ては、第２のビーム２ｂの固定部７側にフレーム取り付
け部１３が形成されていて、マス部３やビーム２及びフ
レーム取り付け部１３は金属等により一体として成形さ
れている。樹脂等により成形されたフレーム４には凹部
からなるビーム取り付け部１４が形成されており、ビー
ム取り付け部１４にフレーム取り付け部１３を嵌合させ
て接合させてある。このように、ビーム２やマス部３及
びフレーム取り付け部１３からなるセンサ検知部分を一
体成形することにより、部品点数の削減を図ることがで
きるとともに、フレーム４をコストの安い樹脂等で作成
することによって加速度センサ５６の製造コストの削減
を図ることもできる。
【００３０】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をビーム軸方向において第１のビーム
２ａのマス支持部６と折返し部５との間に位置させ、若
しくはビーム軸方向において第２のビーム２ｂの固定部
７と折返し部５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８から図１
６にしたがって説明する。
【００３１】まず図８に示す加速度センサ５７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をビーム軸方向において第１のビーム２ａのマス
支持部６と折返し部５との間に位置させ、若しくはビー
ム軸方向において第２のビーム２ｂの固定部７と折返し
部５との間に位置させ（それぞれその中央付近に位置さ
せるのが望ましい）に位置させることができる。または
図９の加速度センサ５８に示すように、マス部３を比重
の異なる２種の部材３ａ及び３ｂで構成し、さらに部材
３ａ若しくは部材３ｂにドリルなどで穴状の重心調整部
２０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。
【００３２】図１０に示す加速度センサ５９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１５を設けマス部３の厚みに変化を持たせてあ
り、このようにテーパ１５を設けることによってもマス
部３の重心位置を調整することもできる。
【００３３】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。例えば図１１
に示す加速度センサ６０は、マス部３の両隅に切り欠き
１６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１２の加速度センサ６１に示すよう
に、マス部３の中心軸上に切り欠き１６を設けることと
してもよい。
【００３４】さらに図１３に示す加速度センサ６２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
２０を設けてある。この加速度センサ６２にあっては、
溝の本数を変えたり、溝の位置、あるいは溝の幅や深さ
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。
【００３５】また、図１４に示す加速度センサ６３のよ
うに、多数の穴状の重心調整部２０をマス部３に設けマ
ス部３の重心位置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、特に図示はしないが、図１に示す加速度センサ１の
フレーム４上面にも基板１０を張り合わせてマス部３の
周囲に空間を形成した加速度センサにおいて、マス部３
周囲の空間に液体等を封入する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、加速度センサの周
波数特性の点から特に好ましい。
【００３６】さらに、図１５には別な重心調整部２０を
設けた加速度センサ６４を示す。加速度センサ６４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
０が設けられている。空洞状の重心調整部２０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、センサ感度を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。
【００３７】また、図１６に示す加速度センサ６５にあ
っては、マス部３に設けられた空洞状の重心調整部２０
とつながる開口２１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２２を充填している。この場
合には、空洞状の重心調整部２０内にロウなどの低融点
物質２２を予め充填しておき、加熱することによって低
融点物質２２を溶融させて開口２１から出し入れして空
洞内の低融点物質２２の量を自由に調整することができ
る。したがって、空洞内の低融点物質２２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の低
融点物質２２を出し入れす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６５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、開口６２から液体漏れを
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２２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から低融点物質
２２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。
【００３８】
【発明の効果】本発明の加速度センサにあっては、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、撓み方向の異なる２
種以上のビームによってマス部を自由度２以上に変位さ
せることとしているので、加えられた加速度によってマ
ス部は２方向に揺動自在に変位することができる。例え
ば、マス部の厚さ方向に撓む第１のビームとマス部の幅
方向に撓む第２のビームを折返し部で結合させることに
より、マス部を片持ち状に支持させて２方向に揺動自在
に変位させることができる。したがって、マス部の厚さ
方向及び横方向への変位をそれぞれ検出することにすれ
ば、多方向の加速度を同時に検出することができる。
【００３９】このとき、マス部の重心をビームの軸方向
に関してビームの固定部と折返し部との間に位置させる
こととすれば、固定部と折返し部との間を構成する第１
のビームの撓み方向若しくは第２のビームの撓み方向
に、マス部は傾くことなく平行移動することができる。
このため、例えばマス部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
て変化し、加速度センサの直線性を向上させることがで
きる。
【００４０】また、マス部の重心をビームの軸方向に関
してビームのマス支持部と折返し部の間に位置させるこ
ととすれば、マス支持部と折返し部との間を構成する第
１のビームの撓み方向若しくは第２のビームの撓み方向
に、マス部は傾くことなく平行移動することができる。
このため、例えばマス部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
て変化し、加速度センサの直線性を向上させることがで
きる。
【００４１】また、マス部全体を可動電極とした加速度
センサは、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。
【００４２】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重心位置を調整するこ
とができる。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。
【００４３】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
重心をビームの固定部と折返し部の間に位置させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施例である加速度センサ
を示す斜視図、（ｂ）はその断面図である。
【図２】本発明の別な実施例である加速度センサを示す
平面図である。
【図３】（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。
【図４】（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。
【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側面図であ
る。
【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側面図であ
る。
【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側面図であ
る。
【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側面図であ
る。
【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側面図であ
る。
【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側面図であ
る。
【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側面図であ
る。
【図１２】（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。
【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。
【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。
【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。
【図１６】（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。
【図１７】（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。
【図１８】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。
【図１９】別な従来例である加速度センサを示す断面図
である。
【符号の説明】
１、５１、５２、……、６５ 加速度センサ ２ａ マス部の厚さ方向に撓む第１のビーム ２ｂ マス部の幅方向に撓む第２のビーム ３ マス部 ５ 折返し部 ６ 固定部 ７ マス支持部 ２０ 重心調整部 ２２ 低融点物質

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、 撓み方向の異なる２種以上の前記ビームによって前記マ
    ス部を自由度２以上に変位させることを特徴とする加速
    度センサ。
  2. 【請求項２】 前記自由度２以上のマス部の変位を独立
    して検出することを特徴とする請求項１に記載の加速度
    センサ。
  3. 【請求項３】 前記ビームは、マス部の厚さ方向に撓む
    第１のビームとマス部の幅方向に撓む第２のビームが折
    返し部で結合されている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. 【請求項４】 前記マス部の重心は、前記ビームの軸方
    向に関して当該ビームの固定部と前記折返し部との間に
    位置することを特徴とする請求項３に記載の加速度セン
    サ。
  5. 【請求項５】 前記マス部の重心は、前記ビームの軸方
    向に関して当該ビームのマス支持部と前記折返し部との
    間に位置することを特徴とする請求項３に記載の加速度
    センサ。
  6. 【請求項６】 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、２、３、４又は５に記載の加速度セン
    サ。
  7. 【請求項７】 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、２、３、４又は５に記載の加速度センサ。
  8. 【請求項８】 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又は
    ７に記載の加速度センサ。
  9. 【請求項９】 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又は８に記
    載の加速度センサ。
  10. 【請求項１０】 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又は９に記載の加速度センサ。
  11. 【請求項１１】 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又は１０に記載の
    加速度センサ。
JP6124302A 1994-05-13 1994-05-13 加速度センサ Pending JPH07306225A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012208078A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Seiko Instruments Inc 時計用回転錘およびその回転錘を備えた時計
WO2015186740A1 (ja) * 2014-06-04 2015-12-10 株式会社村田製作所 Ｍｅｍｓ構造体

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