JPH0666831A - 半導体歪ゲージユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、部品の兼用化を図り、構成部品
点数を削減して、低コスト化が図られる半導体歪ゲージ
ユニットを得ることを目的とする。 【構成】 架台１上には台座２が取り付けられるととも
に、リードピン６および取付ピン８が配設されている。
ピエゾ抵抗効果を利用した半導体センサ３は、一端が台
座２に固着され、他端に重り４が取り付けられ、片持ち
ばり構造に構成されている。取付ピン８は、重り４の下
方に位置し、その上端部で重り４の上下動の振幅範囲を
規制し、重り４の大きな振幅による半導体センサ３の破
損を防止している。半導体センサ３は、その入出力段と
リードピン６とを金線７により接続され、出力を外部に
取り出せるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ピエゾ抵抗効果を利
用した半導体センサを用い加速度を検出する半導体歪ゲ
ージユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５および図６はそれぞれ従来の半導体
歪ゲージユニットの一例を示す分解斜視図および分解側
面図であり、図において１は半導体歪ゲージユニットの
架台、２は架台１に取り付けられた台座、３はピエゾ抵
抗効果を利用した半導体センサであり、この半導体セン
サ３はその一端が台座２に固定されて片持ちばり構造と
なっている。

【０００３】４は半導体センサ３の感度を大きくするた
めに半導体センサ３の他端に取り付けられた重り、５は
重り４と所定間隔をもって重り４の真下に位置するよう
に架台１に取り付けられ、重り４の上下動の範囲を規制
するストッパ、６は架台１に設けられた半導体センサ３
の入出力用のリードピン、７は半導体センサ３とリード
ピン６とを電気的に接続する金線、８は架台１に設けら
れた半導体歪ゲージユニットの取付用の取付ピン、９は
カバーである。

【０００４】ここで、上記半導体センサ３の一例を図７
および図８に基づいて説明する。半導体センサ３は、例
えばｎ形のシリコン基板１０の表面にゲージ抵抗部１１
が拡散形成され、このゲージ抵抗部１１の両端部を除く
シリコン基板１０上に絶縁膜としてのＳｉＯ₂膜１２が
形成され、さらにＡｌ電極１３が形成され、このゲージ
抵抗部１１が４個でブリッジを組むように結線されてい
る。さらに、ゲージ抵抗部１１が形成されたシリコン基
板１０の裏面は、凹形にくりぬかれ、ダイヤフラムとな
っている。

【０００５】このように構成された半導体歪ゲージユニ
ットを組み立てるには、まずリードピン６、取付ピン８
が所定ピッチで配設された架台１の一端側に台座２を取
り付ける。ついで、端部に重り４が固着された半導体セ
ンサ３の一端を台座２に固着する。さらに、重り４と所
定間隔をもって重り４の直下の架台１上にストッパ５を
固着する。つぎに、金線７により半導体センサ３の入出
力段とリードピン６とを接続し、その後カバー９を架台
１に取り付けて、半導体センサ３を密閉している。

【０００６】つぎに、上記従来の半導体歪ゲージユニッ
トの動作について説明する。まず、半導体歪ゲージユニ
ットを取付ピン８により被検出体に装着する。そこで、
被検出体の振動等が重り４に加わると、重り４が上下に
動き、ダイヤフラムに応力が加わり、ダイヤフラムが変
形する。このダイヤフラムの変形にともないゲージ抵抗
部１１に歪みが発生する。このため、ゲージ抵抗部１１
のゲージ抵抗は、ピエゾ抵抗効果により大きな変化が起
こり、応力に比例したブリッジ出力が得られる。このブ
リッジ出力は、リードピン６から外部に取り出され、加
速度を検出している。

【０００７】ここで、半導体センサ３は、ゲージ抵抗部
１１が形成されたシリコン基板１０の裏面をくりぬいて
ダイヤフラムを形成しているとともに、検出感度を向上
させるために端部に重り４を取り付けているので、重り
４の上下動の振幅が大きくなるとダイヤフラムの領域で
割れてしまう危険性がある。そこで、従来の半導体歪ゲ
ージユニットでは、ストッパ５により重り４の上下動の
振幅範囲を規制して、半導体センサ３の破損を防止して
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体歪ゲージ
ユニットは以上のように構成されているので、重り４の
大きな上下動による半導体センサ３の破損を防止するた
めに、重り４の上下動の振幅範囲を規制するストッパ５
を架台１上にあらたに配設する必要があり、コストが増
加するとともに、部品管理が煩雑となるという課題があ
った。

【０００９】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、部品の兼用化を図り、構成部品
点数を削減し、組み立て工数を削減し、低コスト化を図
ることができる半導体歪ゲージユニットを得ることを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体歪
ゲージユニットは、架台と、架台上に取り付けられた台
座と、台座に一端が固着された半導体センサと、半導体
センサの他端に取り付けられた重りと、架台に配設され
た半導体センサの入出力用の複数のリードピンと、架台
に配設されたユニット取付用の複数の取付ピンとを備え
た半導体歪ゲージユニットにおいて、複数の取付ピンの
少なくとも１本の取付ピンの一端側で重りの上下動の振
幅範囲を規制するものである。

【００１１】

【作用】この発明においては、ユニット取付用の複数の
取付ピンの少なくとも１本の取付ピンの一端側で重りの
上下動の振幅範囲を規制しているので、重りの上下動の
振幅範囲を規制するあらたな部品を設ける必要がなく、
構成部品点数の削減が図られる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例１．図１はこの発明の実施例１を示す半導体歪ゲ
ージユニットの分解斜視図、図２の（ａ）および（ｂ）
はそれぞれこの発明の実施例１を示す半導体歪ゲージユ
ニットにおけるカバーをとった状態の平面図および側面
図であり、図において図５および図６に示した従来の半
導体歪ゲージユニットと同一または相当部分には同一符
号を付し、その説明を省略する。

【００１３】上記実施例１による半導体歪ゲージユニッ
トでは、ユニットを組み立てた際に、取付ピン８が重り
４の下方に位置し、かつ、重り４と所定の間隔があくよ
うに、取付ピン８の配置幅を狭めて、所定の高さに、あ
らかじめ架台１に配設している。

【００１４】そこで、あらかじめ架台１上に配置幅を狭
めて、所定高さに取付ピン８が配設されているので、あ
らたにストッパ５を設けることなく、架台１上に取り付
けられた台座２上に半導体センサ３の一端を固着し、さ
らに半導体センサ３の他端に重り４を取り付けることに
より、取付ピン８の上端部で重り４の上下動の振幅範囲
を規制できるように構成することができ、重り４の大き
な上下動による半導体センサ３の破損を防止できる。

【００１５】なお、上記実施例１の他の構成、動作は、
先に説明した従来の半導体歪ゲージユニットと同様であ
る。

【００１６】このように、上記実施例１によれば、取付
ピン８の上端部で重り４の上下動の振幅範囲を規制して
いるので、重り４の上下動の振幅範囲を規制するストッ
パ等の部品をあらたに設ける必要がなく、部品点数を削
減でき、さらに組み立て工数を削減でき、低コスト化を
図ることができるとともに、部品管理の煩雑さを解消で
きるという効果が得られる。

【００１７】実施例２．図３はこの発明の実施例２を示
す半導体歪ゲージユニットの分解斜視図、図４の（ａ）
および（ｂ）はそれぞれこの発明の実施例２を示す半導
体歪ゲージユニットにおけるカバーをとった状態の平面
図および側面図である。この実施例２では、重り４の幅
が広い場合に対応するものであって、架台１にリードピ
ン６と同じ幅で配設された取付ピン８の高さを所定高さ
に変更しているものである。

【００１８】この実施例２によれば、架台１上に取り付
けられた台座２上に半導体センサ３の一端を固着し、さ
らに半導体センサ３の他端に重り４を取り付けることに
より、取付ピン８の上端部で重り４の上下動の振幅範囲
を規制できるように構成することができ、上記実施例１
と同様の効果を奏する。

【００１９】なお、上記各実施例では、４本の取付ピン
８の上端部で重り４の上下動の振幅範囲を規制するもの
としているが、本願発明は、少なくとも１本の取付ピン
８の上端部で重り４の上下動の振幅範囲を規制していれ
ばよい。

【００２０】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、架台
と、架台上に取り付けられた台座と、台座に一端が固着
された半導体センサと、半導体センサの他端に取り付け
られた重りと、架台に配設された半導体センサの入出力
用の複数のリードピンと、架台に配設されたユニット取
付用の複数の取付ピンとを備えた半導体歪ゲージユニッ
トにおいて、複数の取付ピンの少なくとも１本の取付ピ
ンの一端側で重りの上下動の振幅範囲を規制しているの
で、部品の兼用化が図られ、重りの上下動の振幅範囲を
規制するあらたな部品を設ける必要がなく、部品点数お
よび組み立て工数を削減でき、低コスト化が図られると
ともに、部品管理上の煩雑さを解消することができると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す半導体歪ゲージユニ
ットの分解斜視図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれこの発明の実施例１
を示す半導体歪ゲージユニットにおけるカバーを取り外
した状態の平面図および側面図である。

【図３】この発明の実施例２を示す半導体歪ゲージユニ
ットの分解斜視図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれこの発明の実施例２
を示す半導体歪ゲージユニットにおけるカバーを取り外
した状態の平面図および側面図である。

【図５】従来の半導体歪ゲージユニットの一例を示す分
解斜視図である。

【図６】従来の半導体歪ゲージユニットの一例を示す分
解側面図である。

【図７】半導体センサの一例を示す断面図である。

【図８】半導体センサの一例を示す要部拡大斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 架台 ２ 台座 ３ 半導体センサ ４ 重り ６ リードピン ８ 取付ピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 架台と、前記架台上に取り付けられた台
   座と、前記台座に一端が固着された半導体センサと、前
   記半導体センサの他端に取り付けられた重りと、前記架
   台に配設された前記半導体センサの入出力用の複数のリ
   ードピンと、前記架台に配設されたユニット取付用の複
   数の取付ピンとを備えた半導体歪ゲージユニットにおい
   て、複数の前記取付ピンの少なくとも１本の取付ピンの
   一端側で前記重りの上下動の振幅範囲を規制することを
   特徴とする半導体歪ゲージユニット。