加速度传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种在采用磁性检出元件检测磁体位移的加速度传感器，并且，该加速度传感器是有效地抑制周边外界磁场的影响而提高检测精度的加速度传感器。本发明专利技术所提出的加速度传感器（１），具有悬臂梁结构，包括了以其固定端（２２１）为中心作往复动作的弹性变形运动的悬臂（２２）和、在悬臂（２２）的自由端（２２２）上设置的磁体（２１ａ（ｂ））、以及在悬臂（２２）的往复动作领域的外周面上配置了磁性检出头部（２３ｂ）的加速度检测单元。并且，本发明专利技术所提出的加速度传感器（１），为了补正磁性检出头部（２３ａ）、（２３ｂ）输出的检出信号，配备了分别检测作用于磁性检出头部（２３ａ）、（２３ｂ）和磁体（２１ａ）、（２１ｂ）的周边外界磁场的周边外界磁场检出部（４３ａ）、（４３ｂ）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于采用了磁性检出元件的加速度传感器。
技术介绍
在此之前，具有使用与作用加速度相对应进行位移的磁体和，检出该磁体所产生的磁场变化的磁性检出元件相组合而构成的加速度传感器。在这样的加速度传感器中，根据上述磁性检出元件检出的磁场强度的变化，来检测磁体的位移量，最终达到检测作用加速度的大小的目的(请参照专利文献1)。上述《专利文献1》是。但是，上述以前的加速度传感器，有以下的问题。即是，对于上述加速度传感器，当有地磁等周边外界磁场作用于上述磁体的时候，该磁体将产生象方位磁铁针那样的振荡运动，从而产生了与被测的作用加速度无关的位移。特别是，对于微小磁性体和低弹性的悬臂梁结构组成的小型加速度传感器，上述的倾向非常明显。
技术实现思路
本专利技术，鉴于上述以前加速度传感器的问题点，提出了采用磁性检出元件来检测磁性体位移的加速度传感器。本专利技术的加速度传感器，有效地抑制了周边外界磁场的影响从而提高了检测精度。本专利的第1专利技术是采用了磁性检出元件的加速度传感器。它具有悬臂梁结构，包含了以固定于设置在基板上的支持部件的固定端为中心作往复动作的弹性变形运动的悬臂和、在该悬臂的自由端上设置的磁体、以及在上述悬臂的往复动作领域的外周面一侧配置了的磁性检出头部的加速度检测单元。上述本专利技术的加速度传感器具有下述的特点。即是，为了补正上述磁性检出头部输出的检出信号，配备了检测作用于上述磁性检出头部和上述磁体的周边外界磁场的周边外界磁场检出部(本专利的权利要求1)。本专利技术的上述加速度传感器中的上述周边外界磁场检出部，检测作用于上述磁性检出头部和配置在悬臂上的上述磁体的周边外界磁场。根据该周边外界磁场检出部，可以检出直接作用于上述磁性检出头部的周边外界磁场。因此，使用上述周边外界磁场检出部，可以对上述磁性检出头部检出信号中的周边外界磁场作用所产生的误差成分进行补正。并且，使用上述周边外界磁场检出部，可以检出使上述磁体产生的转矩和使悬臂产生弹性变形的周边外界磁场。如果能检出该周边外界磁场，就可以推定出与被测加速度无关、仅由周边外界磁场的影响所产生的上述磁体的位移量。同时，也可以推定出上述磁性检出头部检出信号中由于转矩所产生的磁体位移的误差成分。因此，可以补正上述磁性检出头部检出信号中，由于周边外界磁场通过上述磁体的位移而产生的间接作用所带来的误差成分。综上所述，使用本专利技术的加速度传感器，可以补正上述磁性检出头部检出信号中，由于周边外界磁场直接作用产生误差成分和间接作用产生误差成分，可以高精度地检测所作用的加速度。在此，所谓上述磁体上产生的转矩是指，由于周边外界磁场的作用，使在所定方向上具有磁力矩的上述磁体所产生的回转力。该磁力矩是磁体的磁极强度大小和磁极间距离的积，并且具有方向性。因此，上述转矩与使方位磁铁针回转力一样，具有依存于上述磁力矩的方向性。本专利的第2专利技术是加速度感知单元。它是由以固定端为中心进行往复弹性变形的悬臂、设置在该悬臂自由端上的磁体和、支持固定上述悬臂的固定端的支持部件所组成，将作用加速度转换为根据上述磁体的位移所产生的磁场变化的加速度感知单元。本专利技术的加速度感知单元具有下述的特点。上述支持部件具有连接上述悬臂的固定端的基体部和、与上述悬臂之间保持了一定的间隙，从上述基体部延伸到上述悬臂自由端的延伸部(本专利的权利要求11)。如上所述，上述加速度感知单元，将作用加速度转换为根据上述磁体的位移所产生的磁场变化。即，作用于加速度感知单元的加速度，可以认为是作用在固定在悬臂的自由端上的上述磁体之上。为此，上述悬臂将产生弹性变形，伴随着自由端的位移，上述磁体也产生位移，其结果，磁体上产生了磁场的变化。象这样，通过加速度到磁场的变化的转变而感知出加速度。最终，根据上述的原理，通过磁性检出方法检知上述磁场的变化，可以检出加速度。对于上述加速度感知单元来说，为了提高感知精度，应当尽可能降低悬臂的刚性，使之容易产生较大的弹性变形量。因此，在使用上述加速度感知单元的时候，要注意不要触摸到容易产生变形的悬臂和固定在其自由端上的磁体。如上所述，本专利技术的加速度感知单元中的上述支持部件，由上述基体部和延伸部所构成。这样，可以在不触摸到悬臂和磁体的情况下，容易抓握住支持部件，从而便于上述加速度感知单元的使用安装等。例如，可以很容易地实施将加速度感知单元安装于基板上等的作业。这样的结果，可以得到感知精度很高的加速度感知单元。此外，由于上述延伸部延伸到了悬臂自由端一侧，不会影响到加速度感知单元的结构小型紧凑化。附图说明图1所示为本专利技术实施例1的加速度传感器的斜视图。图2所示为本专利技术实施例1的磁性检出头部的正视概念图。图3所示为本专利技术实施例1的磁性检出头部断面构造的剖面概念图。图4所示为本专利技术实施例1的磁性传感部的斜视图。图5所示为本专利技术实施例1的电磁线圈的斜视图。图6所示为本专利技术实施例1中，表示加速度传感器内部IC芯片的电子回路的等效回路图。图7所示为本专利技术实施例1中，通向非结晶合金磁性线的脉冲电流和电磁线圈产生的感应电压的关系图。图8所示为本专利技术实施例1中，加速度传感器内部IC芯片的电子回路图。图9所示为本专利技术实施例1中，关于磁性检出头部和周边外界磁场检出部配置的说明图。图10所示为本专利技术实施例1中，关于磁性检出头部和周边外界磁场检出部配置的说明图。图11所示为本专利技术实施例2的加速度传感器的斜视图。图12所示为本专利技术实施例2中，表示加速度传感器内部IC芯片的电子回路的等效回路图。图13所示为本专利技术实施例2中的其他加速度传感器的斜视图。图14所示为本专利技术实施例2中的其他加速度传感器的斜视图。图15所示为本专利技术实施例3的加速度传感器的斜视图。图16所示为本专利技术实施例3中的加速度感知单元的斜视图。图17所示为本专利技术实施例3中的支持部件的斜视图。图18所示为本专利技术实施例3中，关于加速度感知单元的制造方法的剖面说明图。图19所示为本专利技术实施例3中，紧接着图18，关于加速度感知单元的制造方法的剖面说明图。图20所示为本专利技术实施例3中，紧接着图19，关于加速度感知单元的制造方法的剖面说明图。图21所示为本专利技术实施例3中，紧接着图20，关于加速度感知单元的制造方法的剖面说明图。图22所示为本专利技术实施例3中的加速度感知单元的剖面图。图23所示为本专利技术实施例4中的加速度感知单元的斜视图。图24所示为本专利技术实施例4中的加速度感知单元的断面图。图25所示为本专利技术实施例5中的加速度感知单元的斜视图。图26所示为本专利技术实施例5中的其他加速度感知单元的斜视图。图27所示为本专利技术实施例6中的加速度传感器的平面图。图28所示图27中A-A的剖面图。图29所示为本专利技术实施例6中，加速度感知单元和位移限制器的平面图和剖面图。图30所示为本专利技术实施例6中，说明位移限制器功能的加速度感知单元和位移限制器的平面图。具体实施例方式上述第1专利技术所述的加速度传感器，有各种各样的用途。例如，可以用于检测汽车、自立移动机器人的运动信息，也可以用于设置型机器人手臂等机械手的控制。此外，还可装载于PDA和手机等携带机器。特别是，对于PDA和手机等电子回路集成度高的机器，由于电磁波噪音的影响非常明显，在这种情况下使用本专利技术的加速度传感器越能有效地发挥其特点。本专利技术的上述磁性检出头部，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加速度传感器，其特征在于，具有悬臂梁结构，包含了以固定于设置在基板上的支持部件上的固定端为中心作往复动作的弹性变形运动的悬臂和、在该悬臂的自由端上设置了磁体、以及在上述悬臂的往复动作领域的外周一侧配置了的磁性检出头部的加速度检测 单元；并且，本专利技术的加速度传感器，为了补正上述磁性检出头部输出的检出信号中的误差成分，配备了检测作用于上述磁性检出头部和上述磁体的周边外界磁场的周边外界磁场检出部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：本藏义信，山本道治，幸谷吉晃，森正树，加古英儿，玄番弘荣，浅野巧，石川尚树，
申请(专利权)人：爱知制钢株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]