設置成在X軸上的位置遠離，在Y軸上的位置一致。寬度方向凹部29B的X軸負方向側的 一端和貫通孔27B的X軸正方向側的一端也被設置成在X軸上的位置遠離，在Y軸上的位 置一致。
[0064] 另外，寬度方向凹部29C的X軸正方向側的一端和貫通孔27C的X軸負方向側的 一端被設置成在X軸上的位置遠離，在Y軸上的位置一致。寬度方向凹部29D的X軸正方 向側的一端和貫通孔27D的X軸負方向側的一端也被設置成在X軸上的位置遠離，在Y軸 上的位置一致。
[0065] 由于像這樣的平板部24包括貫通孔27A~27D以及寬度方向凹部29A~29D而 構成，因此貫通孔27A~27D以及寬度方向凹部29A~29D位于X軸方向上的區域的剛性 降低，彎曲和應力容易集中在該區域。特別地，貫通孔27A~27D以及寬度方向凹部29A~ 29D從X軸方向包夾的區域的剛性顯著降低，彎曲和應力容易集中在該區域。
[0066] 另外，平板部24包括寬度方向凸部28A、28B而構成，因此寬度方向凸部28A、28B 位于X軸方向上的區域的剛性提高，彎曲和應力變得容易集中在Y軸上的位置偏離寬度方 向凸部28A、28B的區域。
[0067] 圖3是例示了作用在梁部的彎曲應力的輪廓圖。圖3(A)表示作為比較例的、單純 的矩形的梁部94中的彎曲應力。圖3(B)表示除了本實施方式的梁部和尺寸等之外幾乎相 同結構的梁部14'中的彎曲應力。
[0068] 比較例涉及的梁部94中，應力集中在X軸正方向側的側面附近的區域，以及X軸 負方向側的側面附近的區域中。并且，在各側面附近的區域中，應力分散在梁部94的整個 長度上，在Y軸方向的中央應力變得最強。
[0069] 另一方面，本申請技術方案涉及的梁部14'中，應力集中在梁中央部21中X軸正 方向側的端部附近的區域，以及X軸負方向側的端部附近的區域中。特別地，較大的應力集 中在下述區域中：該區域的Y軸上的位置偏離寬度方向凸部28A、28B，并且是貫通孔27A~ 27D、和寬度方向凹部29A~29D從X軸方向包夾的極狹窄的區域。
[0070] 由此，如圖2 (B)所示設置壓電電阻元件15A~15D，通過在Y軸上的位置偏離寬度 方向凸部28A、28B、貫通孔27A~27D、寬度方向凹部29A~29D從X軸方向包夾的區域中， 設置壓電電阻元件15A~1?等檢測元件，能檢測較大的應力，角加速度的檢測靈敏度變得 良好，能同時實現寬檢測頻帶和高S/N比。
[0071] 接著，用數學式說明在角加速度傳感器10中，通過設置貫通孔27A~27D，能實現 高S/N比和高諧振頻率的理由。
[0072] -般地，基板部11的固有振動頻率以下式表示。
[0073] [數學式1]
【主權項】
1. 一種角加速度傳感器，其特征在于， 具有平板面，包括： 固定部； 錘部，該錘部相對于所述固定部被支承； 梁部，該梁部在所述平板面內延伸，連接所述固定部以及所述錘部；以及 檢測元件，該檢測元件設置在所述梁部，檢測由所述梁部的平板面內的彎曲產生的應 力， 所述梁部中在平板面內與延伸方向垂直的寬度方向的尺寸，大于所述梁部和所述固定 部的連接部中所述寬度方向的尺寸。
2. 如權利要求1所述的角加速度傳感器，其特征在于， 所述梁部包括寬度方向凸部，該寬度方向凸部在所述寬度方向突出， 所述檢測元件在所述延伸方向上的位置同所述寬度方向凸部錯開。
3. 如權利要求1或2所述的角加速度傳感器，其特征在于， 所述梁部包括貫通孔，該貫通孔在垂直于平板面的板厚方向上貫通， 所述檢測元件在所述延伸方向上的位置與所述貫通孔重疊。
4. 如權利要求1~3所述的角加速度傳感器，其特征在于， 所述梁部包括： 固定部側梁端部，該固定部側梁端部連接所述固定部； 錘部側梁端部，該錘部側梁端部連接所述錘部；以及 平板部，該平板部連接在所述固定部側梁端部和所述錘部側梁端部之間，垂直于平板 面的板厚方向的尺寸小于所述固定部側梁端部以及所述錘部側梁端部的所述板厚方向的 尺寸， 所述檢測元件設置在所述平板部。
5. 如權利要求4所述的角加速度傳感器，其特征在于， 所述平板部中所述寬度方向的尺寸大于所述固定部側梁端部中所述寬度方向的尺寸。
6. 如權利要求1~5所述的角加速度傳感器，其特征在于， 所述錘部具有在所述寬度方向凹陷的凹部， 所述固定部具有在所述寬度方向突出、與所述凹部相對的凸部， 所述梁部在所述錘部的重心位置的附近連接所述凸部和所述凹部。
7. -種加速度傳感器，其特征在于， 具有平板面，包括： 固定部； 錘部，該錘部相對于所述固定部被支承； 梁部，該梁部在所述平板面內延伸，連接所述固定部以及所述錘部；以及 檢測元件，該檢測元件設置在所述梁部，檢測由所述梁部的平板面內的彎曲產生的應 力， 所述梁部中在平板面內與延伸方向垂直的寬度方向的尺寸，大于所述梁部和所述固定 部的連接部中所述寬度方向的尺寸。
8. 如權利要求7所述的加速度傳感器，其特征在于， 所述梁部包括寬度方向凸部，該寬度方向凸部在所述寬度方向突出， 所述檢測元件在所述延伸方向上的位置同所述寬度方向凸部錯開。
9. 如權利要求7或8所述的加速度傳感器，其特征在于， 所述梁部包括貫通孔，該貫通孔在垂直于平板面的板厚方向上貫通， 所述檢測元件在所述延伸方向上的位置與所述貫通孔重疊。
10. 如權利要求7~9所述的加速度傳感器，其特征在于， 所述梁部包括： 固定部側梁端部，該固定部側梁端部連接所述固定部； 錘部側梁端部，該錘部側梁端部連接所述錘部；以及 平板部，該平板部連接在所述固定部側梁端部和所述錘部側梁端部之間，垂直于平板 面的板厚方向的尺寸小于所述固定部側梁端部以及所述錘部側梁端部的所述板厚方向的 尺寸， 所述檢測元件設置在所述平板部。
11. 如權利要求10所述的加速度傳感器，其特征在于， 所述平板部中所述寬度方向的尺寸大于所述固定部側梁端部中所述寬度方向的尺寸。
12. 如權利要求7~11所述的加速度傳感器，其特征在于， 所述錘部具有在所述寬度方向凹陷的凹部， 所述固定部具有在所述寬度方向突出、與所述凹部相對的凸部， 所述梁部在所述錘部的重心位置的附近連接所述凸部和所述凹部。
【專利摘要】本發明提供一種能同時實現寬檢測頻帶和高S/N比的角加速度傳感器以及加速度傳感器。角加速度傳感器(10)具有沿著X-Y面的平板面，包括：固定部(12)、錘部(13)、梁部(14)、以及壓電電阻元件(15A～15D)。錘部(13)相對于固定部(12)被支承。梁部(14)沿著Y軸延伸，連接固定部(12)和錘部(13)。梁部(14)在X軸方向的寬度尺寸大于梁部(14)和固定部(12)的連接部中寬度方向的尺寸。
【IPC分類】H01L29-84, G01P15-12
【公開號】CN104838275
【申請號】CN201380064812
【發明人】北居正弘, 市丸正幸
【申請人】株式會社村田制作所
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2013年12月9日
【公告號】US20150274504, WO2014092039A1