角加速度傳感器以及加速度傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及從梁產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力檢測(cè)角加速度的角加速度傳感器，以及從梁產(chǎn)生 的彎曲應(yīng)力檢測(cè)加速度的加速度傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 角加速度傳感器以及加速度傳感器包括固定部、錘部、梁部以及檢測(cè)部。錘部利用 梁部相對(duì)于固定部被彈性支承。檢測(cè)部從梁部產(chǎn)生的應(yīng)力檢測(cè)作用在錘部的角加速度或加 速度。
[0003] 另外，某種角加速度傳感器以及加速度傳感器中為了抑制梁部的剛性在梁部設(shè)置 貫通孔（例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0004] 圖8是表示參考專利文獻(xiàn)1的角加速度傳感器的以往的結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0005] 角加速度傳感器101包括：框狀的固定部102 ;板狀的錘部103 ;與錘部103呈十 字狀，兩端與固定部102連接的梁部104 ;以及設(shè)置在梁部104兩端各自的兩個(gè)側(cè)面的檢測(cè) 電極105A、105B、105C、105D。除去與錘部103連結(jié)的位置，在梁部104的幾乎整個(gè)長(zhǎng)度上形 成通過(guò)寬度方向中心的貫通孔106。
[0006] 像這樣在梁部104形成貫通孔106,梁部104的剛性降低，因此錘部103受到的單 位角加速度在梁部104產(chǎn)生的彎曲增大。由此，角加速度的檢測(cè)靈敏度提高，檢測(cè)信號(hào)中的 S/N比提尚。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開(kāi)2007-322200號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0008] 在梁部設(shè)置貫通孔的情況下，由于梁部的剛性降低，引起諧振頻率的下降。加速度 傳感器或角加速度傳感器中，難以檢測(cè)高于諧振頻率的頻帶的信號(hào)，若諧振頻率下降則無(wú) 法實(shí)現(xiàn)寬檢測(cè)頻帶。為了提高諧振頻率，需要進(jìn)行加寬梁部寬度的設(shè)計(jì)變更，或減小貫通孔 寬度的設(shè)計(jì)變更，但在進(jìn)行了像這樣的設(shè)計(jì)變更的情況下，由于梁部的剛性提高梁部的彎 曲減小，檢測(cè)靈敏度下降。由此，難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬檢測(cè)頻帶和高S/N比。
[0009] 若在對(duì)固定部進(jìn)行固定的殼體等處產(chǎn)生彎曲或溫度分布，則固定部受到應(yīng)力，該 應(yīng)力會(huì)從固定部傳遞到梁部。由此，該應(yīng)力被檢測(cè)部檢測(cè)到，檢測(cè)信號(hào)中S/N比有時(shí)會(huì)降 低。為了得到寬檢測(cè)頻帶而加寬梁部的寬度的情況下，固定部受到的應(yīng)力變得容易傳遞到 梁部，因此檢測(cè)信號(hào)中S/N比容易下降，因此，難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬檢測(cè)頻帶和高S/N比。
[0010] 于是，本發(fā)明的目的在于提供一種能同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬檢測(cè)頻帶和高S/N比的角加速度 傳感器以及加速度傳感器。 解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0011] 本發(fā)明涉及的角加速度傳感器以及加速度傳感器具有平板面，包括固定部、錘部、 梁部、以及檢測(cè)元件。錘部相對(duì)于固定部可移位地被支承。梁部在平板面內(nèi)延伸，連接固定 部以及錘部。檢測(cè)元件設(shè)置在梁部，檢測(cè)由梁部的平板面內(nèi)彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0012] 所述的結(jié)構(gòu)中，梁部包括寬度方向凸部，該寬度方向凸部在寬度方向突出，檢測(cè)元 件在延伸方向上的位置同寬度方向凸部錯(cuò)開(kāi)。
[0013] 另外，所述的結(jié)構(gòu)中，梁部包括貫通孔，該貫通孔在垂直于平板面的板厚方向上貫 通，檢測(cè)元件在梁部的延伸方向上的位置與貫通孔重疊。
[0014] 所述結(jié)構(gòu)中，梁部中在平板面內(nèi)與延伸方向垂直的寬度方向的尺寸，大于梁部和 固定部的連接部中寬度方向的尺寸較為合適。
[0015] 所述的結(jié)構(gòu)中，梁部包括固定部側(cè)梁端部、錘部側(cè)梁端部、以及平板部，檢測(cè)元件 設(shè)置在平板部上較為合適。固定部側(cè)梁端部連接固定部。錘部側(cè)梁端部連接錘部。平板部 連接在固定部側(cè)梁端部和錘部側(cè)梁端部之間，垂直于平板面的板厚方向的尺寸小于固定部 側(cè)梁端部以及錘部側(cè)梁端部的板厚方向的尺寸。
[0016] 所述的結(jié)構(gòu)中，平板部中寬度方向的尺寸大于固定部側(cè)梁端部中寬度方向的尺寸 較為合適。
[0017] 所述的結(jié)構(gòu)中，錘部具有在在平板面中寬度方向凹陷的凹部，固定部具有在平板 面中寬度方向突出、與錘部的凹部相對(duì)的凸部，梁部在錘部的重心位置附近連接凸部和凹 部較為合適。 發(fā)明效果
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，由于在梁部設(shè)置寬度方向凸部，將檢測(cè)元件在梁部的延伸方向上的 位置設(shè)置成與寬度方向凸部錯(cuò)開(kāi)，因此由于作用在錘上的角加速度和加速度產(chǎn)生的梁部的 應(yīng)力能高效率地集中在檢測(cè)元件上。因此，即便在加寬梁部的寬度提高諧振頻率的情況下， 也能使梁部的應(yīng)力高效率地集中在檢測(cè)元件，能提高角加速度和加速度的檢測(cè)靈敏度。由 此，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬檢測(cè)頻帶和高S/N比。
[0019] 另外，根據(jù)本發(fā)明，由于在梁部設(shè)置貫通孔，將檢測(cè)元件設(shè)置成在梁部的延伸方向 上的位置與貫通孔重疊，因此利用作用在錘上的角加速度和加速度產(chǎn)生的梁部的應(yīng)力能高 效率地集中在檢測(cè)元件上。因此，即便在加寬梁部的寬度提高諧振頻率的情況下，也能提高 角加速度和加速度的檢測(cè)靈敏度，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬檢測(cè)頻帶和高S/N比。
[0020] 若支承錘部的梁部的寬度大于梁部和固定部之間的連接部的寬度，則由于殼體等 的彎曲或溫度分布使固定部受到的不需要的應(yīng)力難以傳遞到梁部。因此，即便在加寬梁部 的寬度提高諧振頻率的情況下，也能將從固定部傳遞到檢測(cè)元件的不需要的應(yīng)力限制在最 小限度，提高加速度和角加速度的檢測(cè)精度。由此，能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高S/N比。
[0021] 如果在梁部設(shè)置平板部，將檢測(cè)元件設(shè)置在平板部，那么由于殼體等的彎曲或溫 度分布使固定部受到的不必要的應(yīng)力難以傳遞至檢測(cè)元件。另外，由于角加速度或加速度 作用在錘上而產(chǎn)生的梁部的應(yīng)力能高效率地集中在檢測(cè)元件。因此，即便在加寬梁部的寬 度提高諧振頻率的情況下，也能提高角加速度和加速度的檢測(cè)靈敏度和檢測(cè)精度，能進(jìn)一 步實(shí)現(xiàn)高S/N比。
[0022] 若使平板部的寬度方向的尺寸大于固定部側(cè)梁端部的寬度方向的尺寸，則由于殼 體等的彎曲或溫度分布使固定部受到的不必要的應(yīng)力難以傳遞到檢測(cè)元件。因此，即便在 加寬梁部的寬度提高諧振頻率的情況下，也能提高角加速度和加速度的檢測(cè)精度，進(jìn)一步 實(shí)現(xiàn)高S/N比。
[0023] 若使固定部的凸部和梁部陷入錘部的凹部，能將梁部設(shè)置在錘部的重心位置附 近，能將錘部的重心位置作為中心取得旋轉(zhuǎn)平衡。另外，由于僅在錘部的重心位置設(shè)置在梁 部，所以能使應(yīng)力集中在梁部。因此，即便在加寬梁部的寬度提高諧振頻率的情況下，也能 提高加速度和角加速度的檢測(cè)靈敏度和檢測(cè)精度，能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高S/N比。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1是表示第一實(shí)施方式涉及的角加速度傳感器的立體圖。 圖2是說(shuō)明第一實(shí)施方式涉及的角加速度傳感器所具備的梁部的周邊結(jié)構(gòu)的平面圖。 圖3是例示了作用在梁部的彎曲應(yīng)力的輪廓圖。 圖4是對(duì)梁部的尺寸設(shè)定進(jìn)行說(shuō)明的剖面圖。 圖5是表示梁部的變形例的平面圖。 圖6是表示梁部的變形例的平面圖。 圖7是表示第二實(shí)施方式涉及的角加速度傳感器的立體圖。 圖8是表示以往的角加速度傳感器的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 以下的說(shuō)明中，相對(duì)于角加速度傳感器以及加速度傳感器所具有的平板面，將沿 著垂直的板厚方向的軸作為正交坐標(biāo)系的Z軸，沿著平板面中梁部的延伸方向的軸作為正 交坐標(biāo)系的Y軸，沿著平板面中梁部的寬度方向、垂直于Z軸以及Y軸的軸作為正交坐標(biāo)系 的X軸。
[0026] 《第1實(shí)施方式》 以下，對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的角加速度傳感器10進(jìn)行說(shuō)明。
[0027] 圖1⑷是角加速度傳感器10的立體圖。
[0028] 角加速度傳感器10包括：基板部11、壓電電阻元件15八、158、15(：、150、端子電極 16A、16B、16C、16