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公開番号2025019889
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2023123770
出願日2023-07-28
発明の名称静電容量型加速度センサ
出願人株式会社村田製作所
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01P 15/13 20060101AFI20250131BHJP(測定;試験)
要約【課題】検出精度を向上できる静電容量型加速度センサを提供する。
【解決手段】静電容量型加速度センサ1は、回転中心の周りに回転する回転構造部30と、交差軸方向に並進する並進構造部40と、静電容量を検出する検出構造部100とを備え、回転構造部30は、質量非対称性を生じさせる錘部35を有し、並進構造部40は、第1面40Aと、反対側の第2面40Bとを有し、検出構造部100は、第1電極群と、第2電極群とを有し、第1電極群は、感度軸方向に並ぶ第1電極E1L及び第2電極E2Lを含み、第2電極群は、感度軸方向に並ぶ第1電極E1R及び第2電極E2Rを含み、第1電極E1Lと、第1電極E1Rとが、交差軸方向に沿って並進構造部40を挟んで互いに対向して配置され、回転中心Dよりも感度軸方向の他方側において、第2電極E2Lと、第2電極E2Rとが、交差軸方向に沿って並進構造部40を挟んで互いに対向して配置されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
感度軸方向の加速度を検出するための静電容量型加速度センサであって、
前記感度軸方向の加速度によって回転中心の周りに回転する回転構造部と、
前記感度軸方向と交差する交差軸方向の加速度によって前記交差軸方向に並進する並進構造部と、
前記並進構造部との間に発生する静電容量を検出する検出構造部と
を備え、
前記回転構造部は、質量非対称性を生じさせる錘部を有し、
前記錘部は、前記交差軸方向において前記並進構造部と並んでおり、
前記並進構造部は、前記錘部が配置された側とは反対側の第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有し、
前記検出構造部は、前記並進構造部の前記第１面に対向して配置された第１電極群と、前記並進構造部の前記第２面に対向して配置された第２電極群とを有し、
前記第１電極群は、前記感度軸方向に並ぶ第１電極及び第２電極を含み、
前記第２電極群は、前記感度軸方向に並ぶ第１電極及び第２電極を含み、
前記回転中心よりも前記感度軸方向の一方側において、前記第１電極群の前記第１電極と、前記第２電極群の前記第１電極とが、前記交差軸方向に沿って前記並進構造部を挟んで互いに対向して配置され、
前記回転中心よりも前記感度軸方向の他方側において、前記第１電極群の前記第２電極と、前記第２電極群の前記第２電極とが、前記交差軸方向に沿って前記並進構造部を挟んで互いに対向して配置されている、
静電容量型加速度センサ。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第１電極群及び前記第２電極群において検出された静電容量に基づいて、前記並進構造部の回転及び並進を打ち消すような静電力を発生させてサーボ制御される、
請求項１に記載の静電容量型加速度センサ。
【請求項３】
前記検出構造部は、
前記交差軸方向において前記並進構造部の前記錘部とは反対側に設けられた第１検出構造部と、
前記交差軸方向において前記並進構造部の前記錘部側に設けられた第２検出構造部と
を有し、
前記第１検出構造部、前記並進構造部、前記第２検出構造部及び前記錘部は、前記交差軸方向においてこの順に並んでおり、
前記第１電極群は、前記第１検出構造部の前記並進構造部の前記第１面に対向する側の面に設けられ、
前記第２電極群は、前記第２検出構造部の前記並進構造部の前記第２面に対向する側の面に設けられている、
請求項１に記載の静電容量型加速度センサ。
【請求項４】
サーボ制御のための静電力を発生させる第１制御電極及び第２制御電極をさらに備え、
前記第１制御電極は、前記第１検出構造部の前記並進構造部の前記第１面に対向する側とは反対側の面に配置され、
前記第２制御電極は、前記第２検出構造部の前記並進構造部の前記第２面に対向する側とは反対側の面に配置され、
前記第１制御電極及び前記第２制御電極のそれぞれは、少なくとも１つの電極を含む、
請求項３に記載の静電容量型加速度センサ。
【請求項５】
サーボ制御のための静電力を発生させる第３制御電極及び第４制御電極をさらに備え、
前記回転構造部は、前記錘部を保持する保持板部をさらに有し、
前記保持板部は、前記並進構造部に接続されており、
前記第３制御電極は、前記第１検出構造部の前記保持板部に対向する側の面に配置され、
前記第４制御電極は、前記第２検出構造部の前記保持板部に対向する側の面に配置され、
前記第３制御電極及び前記第４制御電極のそれぞれは、少なくとも１つの電極を含む、
請求項３に記載の静電容量型加速度センサ。
【請求項６】
前記並進構造部を支持する支持部と、
前記支持部、前記第１検出構造部及び前記第２検出構造部が接続された基板と、
サーボ制御のための静電力を発生させる第５制御電極と
をさらに備え、
前記回転構造部は、前記錘部を保持する保持板部をさらに有し、
前記保持板部は、前記並進構造部に接続されており、
前記第５制御電極は、前記基板の前記保持板部に対向する側の面に配置されており、
前記第５制御電極は、少なくとも１つの電極を含む、
請求項３に記載の静電容量型加速度センサ。
【請求項７】
前記回転構造部、前記並進構造部、前記第１検出構造部及び前記第２検出構造部を囲むカバーと、
サーボ制御のための静電力を発生させる第６制御電極と
をさらに備え、
前記第６制御電極は、前記カバーの前記回転構造部に対向する側の面に配置されており、
前記第６制御電極は、少なくとも１つの電極を含む、
請求項３に記載の静電容量型加速度センサ。
【請求項８】
前記第１電極群の少なくとも１つの電極、及び、前記第２電極群の少なくとも１つの電極は、サーボ制御のための静電力を発生させる、
請求項１に記載の静電容量型加速度センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量型加速度センサに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
静電容量型加速度センサは、加速度に応じて可動する可動構造部と、可動構造部との間に発生する静電容量を検出する検出構造部などを備えている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電極と、電極に対する対電極としてのシーソー構造とを備えた静電容量型加速度センサが開示されている。このシーソー構造は、回転可能な支持要素と、質量非対称性を生じさせる質量要素と、横加速度に基づく静電容量の変化を打ち消すための補助静電容量を提供するために支持要素に配置された電極要素とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
独国特許出願公開第１０２００６０５１３２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の静電容量型加速度センサのように、感度軸方向における加速度だけでなく交差軸方向における加速度にも基づいて静電容量が変化する場合、交差軸方向における加速度に対する交差感度に起因して、感度軸方向における加速度の検出精度が低下する場合がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、検出精度の向上を図ることができる静電容量型加速度センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る静電容量型加速度センサは、感度軸方向の加速度を検出するための静電容量型加速度センサであって、感度軸方向の加速度によって回転中心の周りに回転する回転構造部と、感度軸方向と交差する交差軸方向の加速度によって交差軸方向に並進する並進構造部と、並進構造部との間に発生する静電容量を検出する検出構造部とを備え、回転構造部は、質量非対称性を生じさせる錘部を有し、錘部は、交差軸方向において並進構造部と並んでおり、並進構造部は、錘部が配置された側とは反対側の第１面と、第１面とは反対側の第２面とを有し、検出構造部は、並進構造部の第１面に対向して配置された第１電極群と、並進構造部の第２面に対向して配置された第２電極群とを有し、第１電極群は、感度軸方向に並ぶ第１電極及び第２電極を含み、第２電極群は、感度軸方向に並ぶ第１電極及び第２電極を含み、回転中心よりも感度軸方向の一方側において、第１電極群の第１電極と、第２電極群の第１電極とが、交差軸方向に沿って並進構造部を挟んで互いに対向して配置され、回転中心よりも感度軸方向の他方側において、第１電極群の第２電極と、第２電極群の第２電極とが、交差軸方向に沿って並進構造部を挟んで互いに対向して配置されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、検出精度の向上を図ることができる静電容量型加速度センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る静電容量型加速度センサの平面図である。
第１実施形態に係る静電容量型加速度センサの断面図である。
Ｚ軸方向の加速度を受けたときの静電容量型加速度センサの変化を示す平面図である。
Ｚ軸方向の加速度を受けたときの静電容量型加速度センサの変化を示す断面図である。
Ｘ軸方向の加速度を受けたときの静電容量型加速度センサの変化を示す平面図である。
Ｘ軸方向の加速度を受けたときの静電容量型加速度センサの変化を示す断面図である。
Ｘ軸方向及びＺ軸方向の加速度を受けたときの並進構造部の変化を示す断面図である。
第１実施形態におけるサーボ制御の一部を示す図である。
第１実施形態におけるサーボ制御の一部を示す図である。
第２実施形態に係る静電容量型加速度センサの平面図である。
第２実施形態に係る静電容量型加速度センサの断面図である。
第３実施形態に係る静電容量型加速度センサの平面図である。
第３実施形態に係る静電容量型加速度センサの断面図である。
第４実施形態に係る静電容量型加速度センサの平面図である。
第４実施形態に係る静電容量型加速度センサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本発明の技術的範囲を当該実施形態に限定して解するべきではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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