(57)【要約】      （修正有）【課題】角速度センサ素子からの不要振動の抑制や、外部からの不要振動の角速度センサ素子への伝達の抑制を、簡便な構造を付加することにより実現可能な、角速度センサを提供する。【解決手段】圧電振動型の角速度センサ素子３と、角速度センサ素子３を固定するパッケージ２と、パッケージ２を封止する蓋部４を備え、蓋部４は、リッド５および低剛性部７と高剛性部８の少なくとも一組の２層構造の耐振動構造部６とすることで、外部からの振動がより角速度センサ素子３に伝わりにくくなり、不要振動を抑制することができ、また、角速度センサ素子３から発生する不要振動が、その他の部品を通して外部へ漏れることを抑制することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動型の角速度センサ素子と、前記角速度センサ素子を固定するパッケージと、前記パッケージを封止する蓋部を備え、
前記蓋部は、前記パッケージを直接封止するリッドと、前記リッド上に積層された耐振動構造部からなり、
前記耐振動構造部は、前記リッド部より剛性の低い材料からなる低剛性部７と前記リッド部と同等またはそれ以上の高い剛性の材料からなる高剛性部の少なくとも一組の２層構造からなっており、前記低剛性部は、前記リッドと前記高剛性部の間に配置されていることを特徴とする角速度センサ。
【請求項２】
前記リッドは、コバールやステンレスなどの金属材料からなっており、前記低剛性部は、シリコンゴムやフッ素系樹脂などの樹脂材料からなり、前記高剛性部は、コバールやステンレスなどの金属材料からなることを特徴とする請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項３】
前記低剛性部と前記高剛性部のヤング率の比（低剛性部のヤング率／高剛性部のヤング率）が０．５０以下であることを特徴とする請求項１から２に記載の角速度センサ。
【請求項４】
前記低剛性部と前記高剛性部の層厚比（低剛性部の層厚／高剛性部の層厚）が０．２以上であることを特徴とする請求項１から３に記載の角速度センサ。
【請求項５】
前記耐振動構造部は、前記リッドよりも小さい面積であることを特徴とする請求項１から４に記載の角速度センサ。
【請求項６】
前記耐振動構造部は、前記リッドに対して、前記角速度センサ素子と反対側に積層されたことを特徴とする請求項１から５に記載の角速度センサ。
【請求項７】
前記耐振動構造部は、前記リッドに対して、前記角速度センサ素子側に積層されたことを特徴とする請求項１から５に記載の角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動型角速度センサに関するものであり、特にセンサの耐振動構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、圧電素子を用いた微小振動を検出するデバイスが多く活用されている。その一つとして例えば振動する質量体に回転が加えられた際に生じるコリオリ力に起因して発生する非常に微弱な振動や変位を、圧電素子を介して検出することにより、各方向における回転動作、すなわち、回転角速度を検知して測定することが可能な圧電振動型角速度センサ、いわゆる、ジャイロセンサが知られている。
【０００３】
このうち、長寿命で低価格且つ小型で軽量の圧電振動型角速度センサとして、基部を挟んで対向する複数の振動腕を有するセンサ素子を備え、一方の振動腕、すなわち、駆動腕を平面内で駆動させ、コリオリ力によってその駆動方向と直交する方向へ生じた振動や変位を他方の振動腕、すなわち、検出腕にて検知するＨ型角速度センサが提案又は実用に供されている。しかし極めて小型で高感度な角速度センサを実現するには、各振動腕の共振周波数を利用し大きな変位を得ることが必要となる。
【０００４】
また、例えば自動車にて使われる角速度センサでは、耐振動特性や耐衝撃特性にも高い性能が要求される。角速度センサ素子は、コリオリ力を得るための励振振動と、コリオリ力を検知する検知振動の少なくとも２つの直交する振動モードが働き複雑に振動する。これらの角速度センサ素子の振動は、本来、素子の中で閉じた系で振動することが望ましい。
【０００５】
しかし実際の角速度センサ素子では、加工の非対称性などによって生じる不要振動や、励振・検知に使用する振動モードのモード形状によっては、センサ素子の振動がその他の部品を通して素子の外部へと漏れることが避けられない。このため角速度センサを実装した場合には振動状態が変化してしまうため振動子の特性が変化してしまう。また反対に、外部の振動により角速度センサ素子が励振されるといった影響も発生する。この場合は、例えば自動車走行中の振動により角速度センサ素子が励振されてしまい、角速度センサの信号出力が変動しシステムが誤動作してしまう可能性がある。
【０００６】
このような角速度センサ素子からの不要振動、すなわち、振動漏れや、外部振動の角速度センサ素子への影響を低減させるため、角速度センサ素子とパッケージ、もしくは実装部との間に以下のような構造を設ける技術が開示されている。特許文献１には、センサ素子ベース部と実装部、すなわち、外部樹脂ケースとの間に、センサ素子を内包する大きな内部パッケージと、内部パッケージと外部樹脂ケースとを接続する複数のリード端子と、リード端子を所定の間隔で整列させる枠体が設けられた技術が開示されている。
【０００７】
特許文献２には、角速度センサ素子ベース部と実装部との間に、角速度センサ素子のベース部を表面で支持しパッケージ面積と同等の面積を有する支持部と、シリコンゴムなどで構成された防振部が設けられた技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１８５８１１号公報
【特許文献２】特開２００８−８６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記先行技術文献で開示されているように、外部からの不要な振動によって角速度センサ素子が誤った検知をしてしまう、もしくは、角速度センサ素子自身から生じた不要な振動によって自ら誤った検知をしてしまい正しい検知ができなくなってしまうという問題がある。また、前記先行技術文献で開示されているように、加工で改善したり新たな枠体やシリコンゴムによる防振部を設けたりする方法では、複数の部材を組み合わせて作製するため保持構造が複雑となり組立工程数が増加するため組立精度やコストアップが課題となってしまう。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、角速度センサ素子からの不要振動の抑制や、外部からの不要振動の角速度センサ素子への伝達の抑制を、簡便な構造を付加することにより実現可能な、角速度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、圧電振動型の角速度センサ素子と、前記角速度センサ素子を固定するパッケージと、前記パッケージを封止する蓋部を備え、前記蓋部は、前記パッケージを直接封止するリッドと、前記リッド上に積層された耐振動構造部からなり、前記耐振動構造部は、前記リッド部より剛性の低い材料からなる低剛性部と、前記リッド部と同等またはそれ以上の高い剛性の材料からなる高剛性部の少なくとも一組の２層構造からなっており、前記低剛性部は、前記リッドと前記高剛性部の間に配置されていることを特徴とする角速度センサである。
【００１２】
このような構成にすることで、リッド上に、低剛性部と高剛性部の順で、積層させて２層構造とすると、外部からの振動がより素子に伝わりにくくなり、不要振動を抑制することができるといった優れた効果を有する。また、角速度センサ素子から発生する不要振動が、その他の部品を通して外部へ漏れることを抑制することができるといった優れた効果を有する。
【００１３】
また、リッドと、低剛性部と高剛性部の各材料を特定し、更に、ヤング率や各層厚を最適化することで、不要振動を抑制する効果を上げることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、角速度センサ素子からの不要振動の抑制や、外部からの不要振動の角速度センサ素子への伝達の抑制を、簡便な構造を付加することにより実現可能な、角速度センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１における角速度センサの分解斜視図である。
【図２】実施形態１における角速度センサの斜視図である。
【図３】実施形態１における角速度センサの断面図である。
【図４ａ】比較例の振動の様子を示す平面図である。
【図４ｂ】比較例の振動の様子を断面でみたイメージ図である。
【図５】実施形態１の振動の様子を断面でみたイメージ図である。
【図６】せん断応力を説明するために断面でみたイメージ図である。
【図７】実施形態２における角速度センサの断面図である。
【図８】実施例１における評価結果を示す図である。
【図９】実施例１における評価結果を示す図である。
【図１０】実施例１における評価結果を示す図である。
【図１１】実施例２における評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ詳細に説明するが、以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１７】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の角速度センサ１の全体構成を示す分解斜視図である。図１において、実施形態１の角速度センサ１は、車両などの被検出物に固定されるパッケージ２、角速度センサ素子３、パッケージ２を封止する蓋部４から構成されている。図２は、図１に示した角速度センサ１の斜視図であるが、蓋部４は省略してある。
【００１８】
図３は、図２のＡ−Ａ線での断面図である。図３において、角速度センサ素子３は、固定部１４によりパッケージ２に固定され、パッケージ２を封止する蓋部４は、パッケージ２を直接封止するリッド５と、リッド５上に積層された耐振動構造部６にて構成される。さらに、耐振動構造部６は少なくとも一組の低剛性部７と高剛性部８の２層構造となっている。耐振動構造部６は、パッケージ２にリッド５を直接封止する際に巻き込まないようにリッド５よりも小さい面積で構成される。
【００１９】
次に、実施形態１における外部からの不要振動について、耐振動構造部６により不要振動が角速度センサ素子３へ伝達しない構造について説明する。実施形態１の耐振動構造部６が設けられていないと、自動車走行による振動などの、外部からの不要な振動が直に角速度センサ素子３に伝わってしまい、角速度センサ１の信号出力が変動しシステムが誤動作してしまう。実施形態１の、少なくとも一組の低剛性部７と高剛性部８の２層構造を有する耐振動構造部６を設けることで、外部からの不要振動を抑制する。
【００２０】
また、実施形態１における角速度センサ素子３からの不要振動について、耐振動構造部６により不要振動が外部へ伝達しない構造について、耐振動構造部６が設けられていないと、角速度センサ素子３から加工の非対称性などによって生じる不要振動が、その他の部品を通して素子の外部へと漏れてしまい、その結果角速度センサ１の信号出力が変動しシステムが誤動作してしまう。少なくとも一組の低剛性部７と高剛性部８の２層構造を有する耐振動構造部６を設けることで、角速度センサ素子３からの不要振動を抑制する。
【００２１】
耐振動構造部６が、リッド５上に低剛性部７と高剛性部８の順で積層された少なくとも一組の２層構造が優れていることについて、技術的な原理を説明する。リッド５は、コバール（ＦｅＮｉＣｏ合金）やステンレス（ＦｅＣｒＮｉ合金）といった材料からなり振動を受けやすい材料である。しかしながら、パッケージの封止性を考えるとこの材料を使わざるを得ないといった事情がある。低剛性部７は、リッド５より剛性の低い材料であって、シリコンゴムやフッ素系樹脂といった樹脂材料からなる。高剛性部８は、リッド５と同等またはそれ以上の高い剛性の材料であって、コバールやステンレスといった材料からなっている。単に、低剛性材料と高剛性材料を積層させれば課題が解決するわけではなく、低剛性材料と高剛性材料の剛性の関係が重要であり、両者の剛性の尺度であるヤング率の比や低剛性部７と高剛性部８の各層厚比にも大きく影響する。
【００２２】
低剛性部７と高剛性部８の剛性の関係であるが、剛性の尺度であるヤング率について、その比の数値が、外部からの振動が素子に伝わりにくくなる効果を得るためには、剛性の尺度であるヤング率の比の数値、すなわち、低剛性のヤング率／高剛性のヤング率の比が０．５０以下であることが好ましい。
【００２３】
また、さらに、外部からの振動が素子に伝わりにくくなる効果を得るためには、低剛性部７と高剛性部８の剛性の、低剛性のヤング率／高剛性のヤング率の比が０．５０以下であるときに、各層厚比が、外部からの振動が素子に伝わりにくくなる効果を得るためには、低剛性部の層厚／高剛性部の層厚比が、０．２以上、好ましくは０．２〜５．０であることが好ましい。
【００２４】
また、積層順は、リッド５上に低剛性部７と高剛性部８の順で積層されることが好ましい。その理由は、変形しやすい低剛性部７を、低剛性部よりヤング率が高く剛性の高いリッド５および高剛性部８で挟み込むことで、リッド５と低剛性部７との接合面、および低剛性部７と高剛性部８との接合面、の両方の接合面で発生するせん断応力により、外部から印加された不要な振動は、耐振動構造部６で減衰され、よりいっそう外部からの振動が素子に伝わりにくくなる高い効果が得られるためである。
【００２５】
（実施形態２）
図７は、実施形態１として示した図２において、実施形態２として示したＡ−Ａ線での断面図である。実施形態２は、実施形態１とは異なり、図７に示すように、耐振動構造部６を、リッド５の下部、すなわち、パッケージ２とリッド５で封止された空間の内側に配置している。耐振動構造部６をリッド５の下部に設けることにより、層厚方向に、角速度センサ全体の寸法を大きくすることなく、角速度センサ素子３からの不要振動、および、外部からの不要振動に対して、実施例１と同様に、効果的に抑制することが可能となる。ただし、実施形態２においても、実施形態１で説明した、基本的な条件、すなわち、低剛性材料と高剛性材料の剛性の関係、各層厚比、積層順は満たす必要がある。
【実施例１】
【００２６】
実施例１として、実施形態１の構成を有するサンプルを準備した。外部から、Ｚ軸方向、すなわち、上下方向に不要振動が印加された場合の、実施例１と以下に説明する比較例との比較において、蓋部４の振動の様子を説明する。
【００２７】
比較例として、蓋部４の、実施形態１のように対策がとられていない状態、すなわち、リッド５のみで構成された蓋部４を有するサンプルを準備した。図４ａは、外部からＺ軸方向に不要振動が印加された場合に、Ｚ軸方向、すなわち、積層平面を上部から見た蓋部４の振動の様子を示した図である。また、図４ｂは、図４ａの様子を、Ｙ軸方向、すなわち、Ｂ−Ｂ断面の、ＸＺ平面で切ったときの断面で見た振動の様子を示したイメージ図である。
【００２８】
比較例によれば、外部からＺ軸方向に不要振動が印加されると、パッケージ２を介してＺ軸方向の不要振動が蓋部４、すなわち、リッド５に伝達される。その結果、図４ａと図４ｂに示すように、パッケージ２とリッド５を直接固定した蓋部４の中心部分から、蓋部４の平面全体に、Ｚ軸方向に不要振動から生じた振動９が発生する。この振動９は、実装している回路基板１３を余計に振動させてしまい、角速度センサ素子３が振動し出力信号に悪影響を及ぼす。
【００２９】
それに対し、図５は、実施例１の構成を有する蓋部４を用いて、比較例と同様に、外部からＺ軸方向、すなわち、上下方向に不要振動が印加された場合の蓋部４の振動９の様子を示したイメージ図であり、図４ｂのように、Ｙ軸方向、すなわち、ＸＺ平面で切ったときの断面で見た振動の様子を示した図である。
【００３０】
実施例１によれば、比較例と同様に、外部からＺ軸方向に不要振動が印加されると、パッケージ２を介してＺ軸方向の不要振動が蓋部４、すなわち、リッド５と耐振動構造部６に伝達されるのであるが、実施例１が比較例と異なる点は、図５に示すように、比較例で生じた振動波形９を打ち消すような振動波形１０が生じることにより相殺され、結果的に不要振動が抑制される。
【００３１】
比較例で生じた振動波形９を打ち消すように生じた実施例１の振動波形１０は、実施例１の蓋部４を構成するリッド５と低剛性部７との接合面、または、低剛性部７と高剛性部８との接合面との間で発生するせん断応力により、外部から印加された不要な振動は、耐振動構造部６で減衰され、この結果、外部からのＺ軸方向の不要振動に対して角速度センサ素子３は影響を受けないこととなる。なお、振動波形は、振動の節や腹を２つ以上有する場合もあるが、同様の原理で不要振動は抑制される。
【００３２】
せん断応力とは、物体を斜めに変形させるときに発生する応力であり、これは具体的にどうするかと言うと、引張・圧縮では必ず面に対して垂直に力をかけるのであるが、面に平行に力を加えると、平行四辺形のような変形をするような方向に働く。この時発生する応力をせん断応力と呼び、その値は引張応力と同じで、断面積に平行に加えた力を断面積で割った値となる。
【００３３】
図６は、実施例１の構成を有する蓋部４を用いて、せん断応力１１の様子を示したイメージ図であり、図４ｂのように、Ｙ軸方向、すなわち、ＸＺ平面で切ったときの断面で見た図である。せん断応力１１は、図６のように、蓋部４の両端を支持点１２で支持したとき、図のＸ軸方向の幅方向の中点（幅をＬとしたときＬ／２）で最大の振幅となるように生じる。
【００３４】
実施例１で生じるせん断応力１１は、蓋部４において、耐振動構造部６が、リッド５上に低剛性部７と高剛性部８の順で積層された２層構造であることで、外部からの不要振動から生じた振動９を打ち消すように生じる。高剛性部８は変形しにくく、低剛性部７は変形しやすいという、相反する性質の剛性部を組合わせることで、更に、せん断応力１１が大きくなり、図３の構成であって、図４ｂや図５を参照すると、例えば、Ｚ軸方向、すなわち、上方向に凸になった場合は、高剛性部８は引き伸ばされ、低剛性部７は圧縮されるような応力が生じている。ただし、基本的な条件、すなわち、耐振動構造部６を構成する低剛性材料と高剛性材料の剛性の関係、各層厚比、積層順は満たす必要がある。
【００３５】
実施例１の構成にすることにより、角速度センサ素子３は耐振動構造部６を介する事無くパッケージ２に実装され、及び、角速度センサ１は直接実装部へ実装されることになり、耐振動構造部６の組立精度に影響されること無く角速度センサ素子３の支持の交差を小さくすることが出来る。またこれより角速度センサ１の特性の公差も小さくすることが可能となる。
【００３６】
実施例１の構成において、耐振動構造部６は、駆動振動の際に角速度センサ素子３から発生した不要振動について、パッケージ２を通じてリッド５に伝達された振動を効果的に防振させることができ、従来のように角速度センサ素子３とパッケージ２との間に何らかの耐振動対策をする必要を無くすことができる。
【００３７】
実施例１の構成において、耐振動構造部６は、センサ外部から入力される外部不要振動についても、パッケージ２を通じてリッド５に伝達された外部振動を効果的に防振させることができ、従来のように角速度センサ素子３とパッケージ２との間に何らかの耐振動対策をする必要を無くすことができる。
【００３８】
実施例１の構成において、耐振動構造部６はリッド５に貼り合わせるだけで、リッド５のパッケージ２への接合方法やリッド５の形状を変更する必要がない。このため、従来のパッケージ２の封止に用いられているリッド５をそのまま使用することができることから、組立が容易で安価な耐振動構造部を提供することができる。
【００３９】
実施例１の構成において、耐振動構造部６はリッド５のほぼ全面に対して配置する事ができる。この構成によれば、耐振動構造部６を広い面積で配置することが出来るため、角速度センサ素子３からの振動が外部に漏れることを抑制し、また外部からの不要振動が角速度センサ素子３に伝わることを抑制する事ができる。
【実施例２】
【００４０】
実施例２では、比較例と実施例１のサンプルを以下に示すパラメータにつき各５個用意して、外部からの不要振動を与え、そのときの、不要振動に基づく出力信号をプロットして評価した。出力信号は、外部からの不要振動により、実装している回路基板１３（図３）を振動させる時に、角速度センサ素子３が振動したときの出力信号である。従って、この出力信号は、不要信号に基づいた信号であり、この数値が大きいほど、角速度センサ素子３が、不要な振動の影響を受けていて、好ましくないということを示している。
【００４１】
実施例２で実際に使用したサンプルで、低剛性のヤング率／高剛性のヤング率の比が０．２５のサンプルについて、低剛性部７の材料はシリコンゴムでヤング率は４５ＭＰａで層厚が０．１ｍｍであり、一方、高剛性部８の材料はステンレス合金でヤング率１８０ＭＰａで層厚が０．１ｍｍである。
【００４２】
図８は、実施例２において、耐振動構造部６の、低剛性部７と高剛性部８の剛性の関係による効果を示すために、剛性の尺度であるヤング率の比に対して、外部からの不要振動に基づく出力信号をプロットした図である。図８は、横軸に低剛性／高剛性のヤング率の比を、比較例、０．５、０．２５とパラメータをふっているのに対し、縦軸に対応する各出力信号［Ｖ］をプロットしている。なお、比較例は、リッド５のみであり耐振動構造部６は設けられていない。
【００４３】
図８によると、低剛性／高剛性のヤング率の比が小さくなるほど、不要振動に基づく出力信号が小さくなっており、外部からの不要振動が角速度センサ素子３に伝わりにくくなり、角速度センサ素子３への振動を抑制する効果が大きいことを示している。比較例に対しても効果があることから、耐振動構造部６による効果が大きいことを示している。図８より、低剛性／高剛性のヤング率の比が０．５０以下であることが好ましいことがわかる。このとき、低剛性部７について材料はシリコンゴムでヤング率は４５ＭＰａで層厚が０．１ｍｍである。一方、高剛性部８について、低剛性／高剛性のヤング率の比が０．５のときの材料はヤング率９０ＭＰａのコバールで層厚は０．１ｍｍであり、０．２５のときの材料はヤング率１８０ＭＰａのステンレスで層厚は０．１ｍｍである。
【００４４】
図９は、実施例２において、低剛性のヤング率／高剛性のヤング率の比が０．５０以下であるときに、各層厚比に対して、外部からの不要振動に基づく出力信号をプロットした図である。図９は、横軸に、低剛性部／高剛性部の層厚比を、比較例、０．１、０．２、１．０、５．０とパラメータをふっているのに対し、縦軸に対応する各出力信号をプロットしている。なお、比較例は、リッド５のみであり耐振動構造部６は設けられていない。
【００４５】
図９によると、低剛性部／高剛性部の層厚比が、０．１のときは、比較例とほぼ同等の出力であるが、０．１よりも大きくなるほど、不要振動に基づく出力信号が、比較例に対して、小さくなっており、外部からの不要振動が角速度センサ素子３に伝わりにくくなり、角速度センサ素子３への振動を抑制する効果が大きいことを示している。図９より、低剛性部／高剛性部の層厚比が、０．２以上、好ましくは０．２〜５．０であることが好ましいことがわかる。このとき、低剛性部７について材料はシリコンゴムでヤング率は４５ＭＰａで層厚が各パラメータについて０．０１ｍｍ、０．０２ｍｍ、０．１ｍｍ、０．５ｍｍとなっている。一方、高剛性部８について材料はステンレスでヤング率１８０ＭＰａで層厚が０．１ｍｍである。
【００４６】
図１０は、実施例２において、耐振動構造部６の、低剛性部７と高剛性部８の積層順について、５つの場合について、外部からの不要振動に基づく出力信号をプロットした図である。図１０は、横軸に、耐振動構造部６の構成について、例えば、図３のＺ軸方向に対し、パッケージ側から、すなわち、下から順に、構成Ａ：比較例、構成Ｂ：リッド／高剛性部８、構成Ｃ：リッド／低剛性部７、構成Ｄ：リッド／低剛性部７／高剛性部８、構成Ｅ：リッド／高剛性部８／低剛性部７とパラメータをふっているのに対し、縦軸に対応する各出力信号［Ｖ］をプロットしている。なお、比較例は、リッド５のみであり耐振動構造部６は設けられていない。
【００４７】
図１０によると、構成Ｂ：リッド／高剛性部８の場合は、構成Ａ：比較例とほぼ同等の出力であるが、構成Ｃ：リッド／低剛性部７の場合は、外部からの振動が素子に伝わりにくくなるという効果のために、構成Ｂ：リッド／高剛性部８の場合に比べて出力は小さくなり確かに振動を抑制する効果が見られた。また、構成Ｄ：リッド／低剛性部７／高剛性部８の構成の場合が最も出力は小さく効果が高いのであるが、構成Ｅ：リッド／高剛性部８／低剛性部７の構成の場合では、低剛性部７の振動を伝えにくいという機能のために、比較例に比べると出力は小さく振動を抑制する効果は確認できた。構成Ｄ：リッド／低剛性部７／高剛性部８の構成の方が、構成Ｃ：リッド／低剛性部７、構成Ｅ：リッド／高剛性部８／低剛性部７の構成よりも効果が大きいのは、リッド５と低剛性部７との接合面、および低剛性部７と高剛性部８との接合面、の両方の接合面で発生するせん断応力により、いっそう外部からの振動を素子に伝わりにくくなる効果があるためと考えられる。
【００４８】
また低剛性部７は、リッド５より剛性の低い材料であって、シリコンゴムやフッ素系樹脂といった樹脂材料からなり高温にさらすと揮発しやすい材料である。そのため構成Ｃ：リッド／低剛性部７、構成Ｅ：リッド／高剛性部８／低剛性部７の構成の場合、高温に晒した際に低剛性部が揮発するという不具合がある。これに対して構成Ｄ：リッド／低剛性部７／高剛性部８の構成にすると、低剛性部７の揮発について低剛性部７が高剛性部８に覆われているために揮発が抑制され、問題は解消される。
【００４９】
従って、図１０より、構成Ｄ：リッド／低剛性部７／高剛性部８の構成が最も好ましいということがわかった。ちなみに、図１０の評価における、構成Ｄ：リッド／低剛性部７／高剛性部８のサンプルについて、リッド部の材料はコバールで層厚は０．１ｍｍでヤング率は９０ＭＰａであり、一方、低剛性部７の材料はシリコンゴムで０．１ｍｍでヤング率は４５ＭＰａであり、高剛性部８の材料はステンレスで層厚は０．１ｍｍでヤング率は１８０ＭＰａである。このときの低剛性のヤング率／高剛性のヤング率の比は０．２５である。
【００５０】
また、実施形態２の構成についても、実施例１のサンプル（構成Ｄ）と同様な効果が得られる。図１０において、最も右側のパラメータは実施形態２の構成を有するサンプルであって、下から積層順に、構成Ｆ：高剛性部８／低剛性部７／リッド５、というものである。図１０によると、構成Ｄ：リッド／低剛性部７／高剛性部８の結果とほぼ同等となっている。
【００５１】
また、実施例１のサンプルの振動波形の具体例として図５を示したが、外部からの不要振動による蓋部４の振動９、１０は、蓋部４の平面がＸ軸方向に対して１つの振動の節、２つの振動の腹を持つ振動であって、実施例１のサンプルの蓋部４の構成により、この節を中心にＺ軸方向に互いに反対方向に振動する振動を、せん断応力を利用して発生させている。更に、リッド５の平面がＸ軸方向に対して１つの振動の節、２つの振動の腹を持つ振動や、リッド５の平面がＹ軸方向に対して１つの振動の節、２つの振動の腹を持つ振動についても、効果があることが確認できている。
【００５２】
（実施例３）
次に、角速度センサ素子３から発生する不要振動、すなわち、漏れ振動について、耐振動構造部６により、不要振動、すなわち、漏れ振動が、パッケージ部２から外部へ伝達を抑制するための構造について説明する。
【００５３】
図１１は、比較例と、実施例１のサンプルを各５個用意して、角速度センサ素子３からの不要振動を与えたときの、角速度センサ１への影響について確認しようとした図である。ちなみに、実施例１のサンプルは、構成Ｄ：リッド／低剛性部７／高剛性部８の構成で、リッド部の材料はコバールで層厚０．１ｍｍでヤング率９０ＭＰａであり、低剛性部７の材料はシリコンゴムで層厚０．１ｍｍでヤング率４５ＭＰａであり、高剛性部８の材料はステンレスで層厚０．１ｍｍヤング率は１８０ＭＰａである。このときの低剛性のヤング率／高剛性のヤング率の比は０．２５である。
【００５４】
実施例２の評価は、外部から回路基板１３（図３）を振動させることにより、角速度センサ素子３が振動するのでそのときの出力を検知したものであるが、それに対し、実施例３の評価は、角速度センサ素子３からの不要振動であるため不要振動の発生源が角速度センサ素子３であって、それにより回路基板１３が振動するというものである。
【００５５】
実施例３では回路基板１３の両端は固定し擬似的に角速度センサ素子３からの不要振動を与えたときの環境を想定した。また、実施例３の評価方法としては、回路基板１３の両端を固定した状態で角速度センサ素子３から不要振動を印加して回路基板１３の振動の振幅量を直接測定した。
【００５６】
図１１は、横軸は、比較例と実施例１のサンプルであり、縦軸は、角速度センサ素子３から不要振動を印加したときに回路基板１３の両端を固定して、回路基板１３の振動の振幅量をプロットした図である。図１１によると、比較例のサンプルは振幅量が大きいのに対し、実施例１のサンプルの振幅量が改善されて小さくなっており、角速度センサ素子３からの外部への不要振動の抑制の効果を確認できた。なお、振動抑制の原理は、せん断応力を利用している点では実施例２と同じである。
【符号の説明】
【００５７】
１  角速度センサ
２  パッケージ
３  角速度センサ素子
４  蓋部
５  リッド
６  耐振動構造部
７  低剛性部
８  高剛性部
９  不要振動から生じた振動
１０  振動波形９を打ち消すような振動波形
１１  せん断応力
１２  支持点
１３  回路基板
１４  固定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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