[发明专利]加速度传感器以及加速度检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及加速度传感器以及加速度检测装置,特别是涉及改善成了，对施加了加速度时所产生的力的方向进行转换，且使该力增大的加速度传感器、以及加速度检测装置。

背景技术

使用了压电振动元件的加速度传感器被构成为，当检测轴方向上的力作用于压电振动元件时，压电振动元件的共振频率将发生变化，从而根据该共振频率的变化而对被施加于加速度传感器的加速度进行检测。

在专利文献1中公开了如下结构的加速度计以及制造方法，即，在框架状的平行四边形框的一方对角处接合有双音叉型压电振动元件，在另一方对角处施加有压缩力或拉伸力的结构。

在此，使用附图对现有（专利文献1）的加速度计进行说明。另外，图6为表示现有的加速度计的简要结构的示意剖视图。图7为表示现有的加速度计的中央元件的构成的示意图，（a）为俯视图，（b）为剖视图。图8为表示现有的加速度计的转换器元件的结构的示意俯视图。

如图6所示，加速度计被构成为，沿着检测轴（检测轴）119可动的块116通过弯曲部118而与支承体117相结合。被连接于块116与支承体117之间的一对力检测晶体121、122的频率（共振频率）根据所施加的力而发生变动。这些力检测晶体121、122通过频率振荡器123、124而被激励，两个频率振荡器123、124的信号被输入加法电路，从而输出与两个频率的差相对应的输出信号。

加速度计被构成为，由水晶（石英晶体）等形成的五个圆盘状元件沿着检测轴119而相互层叠。即，加速度计具有图7所示的中央元件127、被配置在中央元件127的两侧的图8所示的一对转换器元件128、和这些转换器元件128两外侧的一对盖（未图示）。

如图7所示，中央元件127具有固定部134、和具有质量的可动部（振动块133）。可动部133通过一对弯曲部136而被安装于固定部134上，从而可动部133能够绕相对于检测轴119（参照图6）而垂直延伸的铰链轴137可动。可动部133和固定部134被配置在安装有固定部134的载置环139的内部。隔离环141以同心状的方式被配置在该载置环139的外侧，柔韧的臂142对载置环139和隔离环141进行连接。另外，中央元件127通过这些部件成为一体结构的方式而形成。

如图8所示，转换器元件128具有载置环146，在该载置环146的内侧配置有力检测元件（力检测晶体）147和结合板148。力检测元件147将双音叉型压电振动元件151连接于，由四个连杆152构成的四边形框架149的一方相对的对角，且在另一方相对的对角处具备衬垫154、156。一个衬垫154与结合板148一体地形成，并且另一个衬垫156与载置环146一体地形成。

两个转换器元件128的各个结合板148通过粘合剂，而与图7的中央元件127的可动部133的两个主表面138相结合，并且转换器元件128的载置环146通过粘合剂而与中央元件127的载置环139相接合。

未图示的两个盖被形成为在其一侧具有凹陷的圆形，虽然形成为密封结构，但在内部充入有气体从而作为制动板来发挥作用。凹陷与各个转换器元件128相对，并且盖的外周部通过粘合剂而与转换器元件128的载置环146相接合。

但是，专利文献1中所公开的加速度计使用一个中央元件127、两个转换器元件128、和两个盖而构成，从而存在部件个数极多的问题。而且，中央元件127以及转换器元件128具有极其复杂的构造，可假定这些元件的成品率也较低，从而存在组装后的加速度计的调节需要较多的工时的可能，由此存在加速度计的成本也变得极为昂贵的问题。

此外，上述加速度计由于在内部封入有制动用的气体，因此转换器元件128的双音叉型压电振动元件151的Q值发生劣化，从而存在不易进行激励而导致加速度检测灵敏度下降的问题。

此外，上述加速度计中，由于可动部133的形状，而导致在加速度检测时可动部133与外部的振动源发生共振，从而存在误检测、加速度检测精度等加速度检测特性降低的问题。

专利文献1：日本特许第2851566号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种结构简单，加速度检测灵敏度、加速度检测精度较高，且能够实现制造成本的降低的加速度传感器（加速度计）以及加速度检测装置。

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，其能够作为以下的方式或应用例而实现。

应用例1