(57)【要約】      （修正有）【課題】角速度検出素子の振動が外部へ漏れることを防ぐことができる角速度センサを提供する。【解決手段】角速度検出素子３に生じる振動は、慣性を持つバランサ１４によって抑制することができ、さらにはねじりバネ部１３が角速度検出素子３とバランサ１４を制振しつつ保持することによって、角速度検出素子３の振動が外部へ漏れることを防ぐことができる。また、バランサ１４、及び、ねじりバネ部１３の材料や、各寸法を最適化することで、角速度検出素子３に生じる振動が外部へ漏れることを防ぐことができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、１対である２本の駆動腕と１対である２本の検出腕を有する角速度検出素子と、固定フレームを介して、前記角速度検出素子を保持するためのパッケージ、を有する角速度センサであって、
前記角速度検出素子の、１対の前記駆動腕と１対の前記検出腕は、前記基部を基点として、互いに、反対向きに長手方向に延伸しており、
前記角速度検出素子は、前記基部と、前記固定フレームの台座において固定され、１対の前記駆動腕と１対の前記検出腕が延伸する長手方向に平行であって、前記角速度検出素子を線対称とする長手方向に伸びる軸である回転の中心軸を有し、
前記固定フレームは、前記回転の中心軸に対して線対称に、前記角速度検出素子の基部付近にバランサを備え、さらに、前記回転の中心軸に沿うように、ねじりバネ部を備えていることを特徴とする角速度センサ。
【請求項２】
前記バランサ、及び、前記ねじりバネ部は、ステンレス合金や鉄ニッケルコバルト合金などの密度４０００［ｋｇ／ｍ３］以上の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】
前記バランサは、前記ねじりバネ部より幅広な構造であることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の角速度センサ。
【請求項４】
前記角速度検出素子の、前記駆動腕側と、前記検出腕側に、それぞれ少なくとも１本の前記ねじりバネ部を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の角速度センサ。
【請求項５】
前記駆動腕側の前記ねじりバネ部と、前記検出腕側の前記ねじりバネ部の、それぞれの長手方向の長さは、前記駆動腕側よりも、前記検出腕側の方が長いことを特徴とする請求項４に記載の角速度センサ。
【請求項６】
前記角速度センサは、前記角速度検出素子を、前記固定フレームを介して保持するためのパッケージを備えており、
前記角速度検出素子の重心、または、前記角速度検出素子と前記固定フレームの両部材における重心位置近傍で、
前記パッケージから突出する突起によって、前記固定フレームが支持されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の角速度センサ。
【請求項７】
前記バランサは、前記ねじりバネを備えた前記固定フレームと一体であって、
前記角速度センサは、前記角速度検出素子を、前記固定フレームを介して保持するためのパッケージを備えており、
前記角速度検出素子の重心、または、前記角速度検出素子と前記固定フレームの両部材における重心位置近傍で、
前記固定フレームから突出する突起によって、前記パッケージと前記固定フレームが支持されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか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、圧電振動型ヨーレートセンサに代表される角速度センサに関するものである。
【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、測定することが可能な圧電振動型ヨーレートセンサや、ジャイロセンサなどの角速度センサが挙げられる。このうち、長寿命、低価格且つ、小型、軽量の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角速度検出素子を備え、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・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され又は実用化されている。
【０００３】
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。また、例えば、自動車の姿勢挙動の検知に使われる角速度センサでは、耐振動特性、耐衝撃特性にも高い性能が要求される。
【０００４】
角速度検出素子は、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。これらの角速度検出素子の振動は、本来、素子の中で閉じた系で振動することが望ましいが、実際の角速度検出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、角速度検出素子の振動が素子の外部へと漏れることが避けられない。外部への振動を低減するために、シリコーンゴムなどの低剛性材料で支持をすれば、外部から印加される不要振動に対する耐振動特性の悪化や耐衝撃性能の悪化を生じることとなる。
【０００５】
特許文献１には、従来の、Ｈ型角速度センサの一例が示されている。Ｈ型の振動腕があり、振動腕には、励振するための駆動腕と、振動したときの振動状態を検出するための検出腕がある。振動腕を支持する支持梁があり、駆動腕２本と検出腕２本とからなる４本の振動腕がこの支持梁より突出してＨ字状に備えられている。支持梁を固定、支持するのが連結片であり、振動腕が振動する際の支持梁の歪み度合いを検出している歪み検出手段を有している。
【０００６】
上記のように構成された従来のＨ型角速度センサについて、その動作について説明する。まず、振動腕の長手方向と直交する方向の軸であるＸ軸に沿って一方の側の励振するための駆動腕を振動させると、振動状態を検出するための検出腕はＸ軸と直交するＺ軸方向に沿って振動したときの振動状態を検出する。このとき、支持梁に設けられた歪み検出手段が支持梁の歪み度合いを検出する。この歪み検出手段は支持梁における連結片の突出部分の両側に配設されるという技術が、特許文献１には、開示されている。
【０００７】
特許文献２には、音叉型振動子を搭載したパッケージの角速度センサの一例が示されている。パッケージには、電子部品と何らかの部材を介して、もしくは、直接取り付けられた音叉型振動子が搭載されている。音叉型振動子が振動すると,パッケージへと伝達し、外部への振動漏れが生じるおそれがある。特にパッケージの材料にセラミックス等の軽量なものを使用したときには、振動漏れによって、音叉型振動子の特性が安定しないという問題が生じることが指摘されている。特許文献２においては、この解決手段として、音叉型振動子の幅方向がパッケージの長辺方向となるように音叉型振動子をパッケージに配置し、音叉型振動子をパッケージに保持したときの慣性を大きくする技術が開示されている。
【０００８】
特許文献３には、音叉型振動子を搭載する支持部と、支持部と実装部とを接続する防振部から構成された角速度センサの一例が示されている。振動子を有する角速度センサにおいては、振動子の振動がその他の部品を通じ外部に漏れてしまう。このため、角速度センサをシステム等に実装した場合、振動状態が変化し、振動子の特性が変化してしまうことがある。特許文献３においては、音叉型振動子が振動すると支持部のおもりの慣性モーメントにより振動子の振動が低減される。さらに、この支持部を防振部と呼ぶシリコーンゴム等の低剛性部材にて保持することで外部振動漏れの防止と外部の振動の振動子への影響を低減させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−３３４３３２号公報
【特許文献２】特開２００７−７１６７２号公報
【特許文献３】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】
【００１０】
しかしながら、特許文献１の従来の構成では、振動腕の動きに直接影響を及ぼす支持梁を連結片を用いて直接的に高い剛性でつなぐため、振動子の振動特性に悪影響を及ぼす問題点を有している。具体的には、連結片と角速度検出素子を搭載するパッケージとの線膨張係数は完全に一致させることができないため、外気温度の変化などセンサにかかる温度が変化した際に連結片とパッケージの長さの伸び量が異なり、これが固有振動数の変化となり特性が変化してしまう。また外部振動漏れの対策は全く考慮されていない。
【００１１】
特許文献２の従来の構成では、振動子の幅方向をパッケージの長辺方向と合わせることで慣性を大きくし、振動子の振動を外部に漏れにくくしているが、振動子の振動は直接パッケージへ伝わることから効果が限定的になる問題点を有している。また、素子の方向で検知する方向が決まるため、角速度検出素子の配置による制約が生じる問題点も有している。
【００１２】
特許文献３の従来の構成では、シリコーンゴム部材のみで振動子を載せた重い支持部を保持する構造のため、低次のモード周波数が低くなる問題点を有している。低いモード周波数を利用して外部への振動漏れを低減するものであるが、シリコーンゴムによる固定は高さなどの組立て寸法の安定性確保が難しく、製造の管理に負荷が生じる。また、周囲の温度変化に対して体積変化を起こしやすく、角速度センサの特性変化を生じやすい。さらに、シリコーンゴムは低剛性のために外部から加わる振動が振動子に対して悪影響を及ぼすことも懸念される。また、特許文献１と同様にセンサにかかる温度が変化した際、シリコーンゴムの剛性が変化するため、この構造でも固有振動数の変化により特性が変化することは回避できない。さらに、そもそもシリコーンゴムなどの樹脂は自動車向けの高い品質要求を満足することが難しい。
【００１３】
本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、角速度検出素子の振動が外部へ漏れることを防ぐことができる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】
【００１４】
本発明は、基部と、１対である２本の駆動腕と１対である２本の検出腕を有する角速度検出素子と、固定フレームを介して、前記角速度検出素子を保持するためのパッケージ、を有する角速度センサであって、前記角速度検出素子の、１対の前記駆動腕と１対の前記検出腕は、前記基部を基点として、互いに、反対向きに長手方向に延伸しており、前記角速度検出素子は、前記基部と、前記固定フレームの台座において固定され、１対の前記駆動腕と１対の前記検出腕が延伸する長手方向に平行であって、前記角速度検出素子を線対称とする長手方向に伸びる軸である回転の中心軸を有し、前記固定フレームは、前記回転の中心軸に対して線対称に、前記角速度検出素子の基部付近にバランサを備え、さらに、前記回転の中心軸に沿うように、ねじりバネ部を備えていることを特徴とする角速度センサである。
【００１５】
このような構成にすることによって、角速度検出素子に生じる振動は、慣性を持つバランサによって抑制することができ、さらにはねじりバネ部が角速度検出素子とバランサを制振しつつ保持することによって、角速度検出素子の振動が外部へ漏れることを防ぐことができる。
【００１６】
また、バランサ、及び、ねじりバネ部の材料や、各寸法を最適化することで、角速度検出素子に生じる振動が外部へ漏れることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、角速度検出素子の振動が外部へ漏れることを防ぐことができる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】
【００１８】
【図１】実施形態の角速度センサを示す分解斜視図である。
【図２】実施形態の角速度検出素子構造体を示す分解斜視図である。
【図３】実施形態の角速度検出素子構造体を示す分解斜視図である。
【図４】比較構造の固定部反力のシミュレーション値を示す図である。
【図５】実施形態の固定部反力のシミュレーション値を示す図である。
【図６】実施形態の材料の密度と固定部最大反力の関係を示す図である。
【図７】実施形態の変形例の角速度センサを示す部分的断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に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できる。
【００２０】
（実施形態）
実施形態について、図を用いて説明する。これらの図においては形状を分かりやすくするために、電極、及び、配線部を省略している。当然ながら、実際のセンサではこれらが必要になる。
【００２１】
図１は本実施形態の圧電振動型の角速度センサ１の分解斜視図であり、図１において、角速度センサ１は、角速度検出素子３と、角速度検出素子３を、固定フレーム４を介して、保持するためのパッケージ５を備えている。パッケージ５は、角速度検出素子３と固定フレーム４を搭載するケースに相当し、角速度検出素子３と外部の電気回路とを接続する手段を備えている。図示はしていないが、角速度センサ１は角速度を検知するシステムを構成する１つの部品であり、多くの場合において、周囲の回路部品と共に回路基板に実装されて使われる。実施形態においては、この回路基板のことを外部回路基板と呼ぶこととする。
【００２２】
コリオリ力によって角速度の検出を行う角速度検出素子３の形状としては、略Ｕ字形状、略Ｈ字形状をした音叉型などが挙げられる。特に、Ｈ字形状をしたＨ型角速度検出素子は高感度かつ低ノイズを実現するのに適した形状である。
【００２３】
また、図１において、角速度検出素子３は、固定フレーム４と、台座６を介して接続されている。台座６の大きさは、角速度検出素子３の振動腕の動きを阻害しないものであって、厚みもまた、振動腕が振動した際にパッケージ５や固定フレーム４と干渉しない距離となるように最適化されている。
【００２４】
図２は、本実施形態の角速度検出素子構造体２の詳細を示す分解斜視図であり、図３は、本実施形態の角速度検出素子構造体２の詳細を示す斜視図である。角速度検出素子構造体２とは、角速度検出素子３が、固定フレーム４と、台座６を介して接続された構造体のことである。
【００２５】
図２において、角速度検出素子３は、中央に位置する基部７と、基部７を挟んで所定の一方向に延びる１対の駆動腕８、及び、駆動腕８とは反対方向に延びる１対の検出腕９を備えている。基部７、駆動腕８、検出腕９から構成される角速度検出素子３は、共通の材料、例えばＳｉや水晶からなり、一般的なＳｉ等からなるウェハのパターニング加工（ＭＥＭＳ加工）によって一体に又は一括で形成され得る。
【００２６】
駆動腕８、及び、検出腕９は、振動腕であり、各腕には、振動可能にするための圧電素子が設けられている。なお、圧電素子は、省略しており、図示していないが、ＰＺＴ等の圧電材料から構成されている。圧電素子に対して電気的な信号が入出力されて、振動可能な構成となっている。図１のように、角速度検出素子３の保持方向は、検出対象となる図３に示す回転の中心軸１０の方向に角速度検出素子３の長手方向が合致するように選択されている。図３に示すように、基部７は、固定フレーム４と台座６を介して接続される固定部１１と、駆動腕７、検出腕８を支持する支持部１２とから構成されている。固定部１１は、基部７の略中央に位置している。回転の中心軸１０は、角速度検出素子３と固定フレーム４、すなわち角速度検出素子構造体２の回転の中心であって、１対の駆動腕８と１対の検出腕９が延伸する長手方向に平行であって、厚み方向にねじりバネ部１３のほぼ中心にあり、角速度検出素子３を長手方向に線対称とする軸である。
【００２７】
角速度センサ１は、駆動腕８を初期的に励振させる駆動振動モードと、その駆動振動の向きと直交し、検出腕９にて角速度を検知する検出振動モードとで動作する。コリオリ力の検出のために選択した検出振動モードの共振周波数に近い周波数にて駆動腕８を駆動させると、駆動振動に対して駆動腕８及び検出腕９の双方が揺れやすい構成となり、より大きな検出信号を得ることが可能であり、角速度センサ自体の感度が向上することが経験上確認されている。つまり、検出振動の共振周波数と、駆動振動の共振周波数を近接させ、更にそれらに近い周波数で駆動腕８を駆動させると、センサの感度が最大化すると考えて良い。
【００２８】
しかしながら、従来の圧電振動型角速度センサのように、パッケージ５に角速度検出素子３が直接固定されている場合において、角速度が印加されていないにも関わらず、角速度検出素子３の非対称性などにより検出腕９は駆動腕８と直交する方向に振動を始めてしまう場合がある。この現象は漏れ振動などと呼ばれている。漏れ振動も検出振動モードによって生じるものであり、駆動振動モードと直交する面外方向の振動である。
【００２９】
周波数の隣接と角速度検出素子３の非対称性などにより漏れ振動が生じると、角速度検出素子３には長手軸１０を中心として回転しようとする力が発生する。角速度検出素子３のモーメントはパッケージ５の角速度検出素子搭載面に反力として伝えられ、この力が外部回路基板を振動させてしまう。この漏れ振動が角速度検出素子３からパッケージ５を通して外部に漏れることがあると、その漏れ振動により角速度センサ１を搭載した図示しない外部回路基板が共振を起こしオフセット出力としてセンサが誤って不要な振動を検出する不具合を生じ、センサとして特性の悪化につながってしまう。
【００３０】
図２において、角速度検出素子３の、振動腕は、駆動腕８と検出腕９から成り、固定フレーム４の長手方向と平行に延伸しており、基部７を基点として、１対の駆動腕８と１対の検出腕９が、互いに、反対方向に延伸しており、駆動腕８側と、検出腕９側に、それぞれ少なくとも１本のねじりバネ部１３を備えることが好ましい。このようにすることによって、厚み方向に並進運動する振動、衝撃に対して非常に高い剛性を維持でき、振動が外部へ漏れることを防ぐ角速度センサ１を得ることができる。
【００３１】
図２において、固定フレーム４は、角速度検出素子３をパッケージ５に固定させるためのフレームであって、角速度検出素子３の振動が外部へ漏れることを防ぐための、ねじりバネ部１３とバランサ１４とからなる耐振動構造を有している。固定フレーム４の内側には、バランサ１４と呼ばれる幅方向すなわち、Ｘ軸方向に１対のおもりがあり、それを駆動腕８と検出腕９のそれぞれの方向に一直線上に伸びるねじりバネ部１３が支える構成となっている。
【００３２】
図２において、ねじりバネ部１３は、好ましくはステンレスなどの金属材料により構成される。ねじりバネ部１３は、例えば、断面が長方形の角柱形状などが使用でき、特に角柱形状は厚み方向、すなわち、Ｚ軸方向の振動の剛性と幅方向、すなわち、Ｘ軸方向の振動の剛性とを明確に分けることができる点から好ましい。一例として耐衝撃性の点から、厚み方向への剛性を維持したまま幅方向にはある程度の自由度を持たせたい場合、厚み方向の寸法を大きく、幅方向の寸法を狭めに構成すればよい。
【００３３】
図２において、バランサ１４は、ねじりバネ部１３と同じ材料が好ましく、密度の大きい材料により構成される。バランサ１４は、例えば、角速度検出素子３の基部７近傍で幅方向、すなわち、Ｘ軸方向に突出する形状などが使用でき、特に幅方向と同時に長手方向、すなわち、Ｙ軸方向にも突出した形状にすれば、厚み方向、すなわち、Ｚ軸方向に対してより大きなおもりとして機能する点から望ましい。
【００３４】
また、バランサ１４、及び、ねじりバネ部１３は、ステンレス合金や鉄ニッケルコバルト合金などの金属材料にて構成されていることが好ましい。金属材料を用いることで、厚み方向に並進運動する振動に対しては高い剛性を維持できるため、振動が外部へ漏れることを防ぐ角速度センサが得られる。
【００３５】
バランサ１４の大きさは、幅方向、すなわち、Ｘ軸方向に大きければ大きいほど、慣性が高まり、より大きな効果を得ることができる。逆に、幅方向の大きさが小さいと慣性も小さくなり、十分な効果を得ることができない。ただし、バランサ１４の機能にとって重量が重要であり、厚みと密度によっても得られる効果の度合いが変わる。より大きな効果を得るための理想的な形状は、幅方向に非常に大きい形状とすることであるが、極端な縦横比の不釣り合いは、角速度検出素子３を収めるパッケージ５のサイズ増大も引起し、コストアップになる。長手方向、すなわち、Ｙ軸方向にも形状を広げることで、パッケージ５のサイズをむやみに大きくせずにバランサ１４の重量を増やすことができる。また、バランサ１４の回転モーメントが大きくなることによって、ねじりバネ部１３の効果がより高まるので、角速度検出素子３の振動が外部へ漏れることをより防ぐことができる。
【００３６】
本実施形態において、角速度検出素子３の大きさは、長手方向が約５［ｍｍ］、幅方向が約１［ｍｍ］である。固定フレーム４の大きさは、長手方向が約６［ｍｍ］、幅方向が約４［ｍｍ］である。また、バランサ１４の大きさは、長手方向に約２［ｍｍ］、幅方向が約１［ｍｍ］であり、これが、幅方向に１対に配置されている。ねじりバネ部１３は、幅が約０．３［ｍｍ］、厚さも約０．３［ｍｍ］である。
【００３７】
図４、図５に、この実施形態による効果のグラフを示す。図４、図５は、駆動周波数にて駆動腕８を振動させたときの角速度検出素子３の基部７の略中央に位置する台座６と接続される固定部１１の反力をシミュレーションした結果である。縦軸は固定部１１の反力値を示している。固定部１１の反力とは、変位、または、変位０の拘束を強制的に定義した点に発生する反作用する力を示しており、この値が小さいほど角速度検出素子３がパッケージ５を揺らす力が減ることから外部に漏れる振動も小さくなる。横軸には位相を示しており、単位は時間［秒］である。
【００３８】
図４のグラフは、固定フレーム４を備えていない、すなわち、比較構造の反力値をプロットした結果であり、図５のグラフは実施形態の耐振動構造を有する固定フレーム４を備えた反力値をプロットした結果である。プロットした線は複数観察したポイントの中から正負の向きにそれぞれ最も振幅の大きい点について観察した結果である。位相０度の点から正の反力で始まる挙動を○マークで表し、逆に位相０度の点から負の反力で始まる挙動を□マークで表している。図４から、比較構造、すなわち、固定フレーム４を備えていない構造では、反力値が最大０．６［ｍＮ］の反力が検出された。一方、図５から、実施形態の耐振動構造を有する固定フレーム４を備えた構成では、比較構造に比べて、約１／３の最大０．２［ｍＮ］まで反力を低減できている。すなわち、角速度検出素子３の外部への振動漏れを大幅に低減、改善できたことを示している。なお、図４と図５の縦軸の数値は、１０−４をかける値となる。
【００３９】
また、ねじりバネ部１３は、駆動腕８側と検出腕９側とで異なる長さになっていることも好ましい。角速度検出素子３は、より高い検出感度を得るために駆動腕８と検出腕９の長さを異ならせる設計が行われることがある。多くの場合、強制的に振動させる手段を持つ駆動腕８の長さが短く、駆動腕８の振動によって連成的に振動が生じる検出腕９の長さが長く設計される。これによって角速度検出素子３の重心はやや検出腕９側に位置し、角速度検出素子３の厚み方向に振動する検出振動は、駆動腕８側と検出腕９側とで異なる振幅を持ったアンバランスな振動となる。ねじりバネ１３の長さを駆動腕８側と検出腕９側とで異ならせることにより、このアンバランスを修正することができ、角速度検出素子３から外部に漏れる振動を低減することができる。
【００４０】
図６に、実施形態の、バランサ１４、及び、ねじりバネ部１３に用いる材料の密度と固定部１１に発生する最大反力の関係をシミュレーション解析した結果を示す。バランサ１４、及び、ねじりバネ１３の密度を４０００［ｋｇ／ｍ３］以上にしたところから急激に固定部の最大反力は減少する。これは密度の増加によりバランサ１４、及び、ねじりバネ部１３の質量が増加し、角速度検出素子３がパッケージ５を揺らす力を上回るためである。バランサ１４、及び、ねじりバネ部１３の材料は密度４０００［ｋｇ／ｍ３］以上が好ましい。なお、図６の縦軸の数値は、１０−４をかける値となる
【００４１】
実施形態の、構成にすることによって、角速度検出素子に生じる振動は、慣性を持つバランサによって抑制することができ、さらにはねじりバネ部が角速度検出素子とバランサを制振しつつ保持することによって、角速度検出素子の振動が外部へ漏れることを防ぐことができる。
【００４２】
また、前記駆動腕側のねじりバネ部と、前記検出腕側のねじりバネ部の、それぞれの延伸方向の長さは、駆動腕側よりも検出腕側の方が長いことも好ましい。こうすることにより、角速度検出素子に生じる振動の中で、主に駆動腕と検出腕とのアンバランスにより生じる振動を抑え、角速度検出素子の振動が外部へ漏れることを防ぐことができる。
【００４３】
（変形例）
図７に、実施形態の変形例について、図３のＡ−Ａ線で切ったときの、角速度検出素子３の基部７を中心とした断面部分斜視図を示す。実施形態は、パッケージ５と固定フレーム４は固定されているが、変形例では、パッケージ５より突出した突起１５が角速度検出素子３の重心位置近傍を支持する構造となっている。角速度検出素子３の振動が外部に漏れる原因は、駆動腕８と検出腕９の振動のアンバランスにより生じた厚み方向、すなわち、Ｚ軸方向の振動が伝達することである。図７に示す実施形態の変形例のように、耐振動構造を有する固定フレーム４を、突起１５で支持することで、耐振動構造が厚み方向に振動することを防止できるだけでなく、突起１５の頂点を中心に左右の稼動が容易になることから、ねじりバネ部１３の効果をより高めることも可能になる。言い換えると、厚み方向に並進運動する振動に対しては高い剛性で角速度検出素子を押さえつつ、左右方向の振動は回転自由度を持たせることができ、高い耐振動性能を持たせることができる。
【００４４】
図７の変形例において、突起１５は、固定フレームを頂部で支持されていれば、特に大きさの指定は必要ない。この例では、半球状の形状になっており、半径が約０．２［ｍｍ］で高さ３０［μｍ］である。突起は印刷等の技術を用いて形成することができる。
【００４５】
また、バランサ１４は、ねじりバネ１３を備えた固定フレーム４と一体であって、角速度センサ１は、角速度検出素子３を、固定フレーム４を介して保持するためのパッケージ５を備えており、角速度検出素子３の重心、または、角速度検出素子３と固定フレーム４の両部材における重心位置近傍で、固定フレーム４から突出する突起１５によって、パッケージ５と固定フレーム４が支持されていることが好ましい。このようにすることによって、パッケージ５側の形状はなんら変更する必要がなく、従来のパッケージが使えるためにコストアップを抑えつつ、高い耐振動性能を持つ角速度センサ１を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係わる角速度センサは、自動車、カーナビゲーション、手ぶれ防止カメラ、等の物質の回転による角速度を検出する用途に利用できる。
【符号の説明】
【００４７】
１  角速度センサ
２  角速度検出素子構造体
３  角速度検出素子
４  固定フレーム
５  パッケージ
６  台座
７  基部
８  駆動腕
９  検出腕
１０  回転軸
１１  固定部
１２  支持部
１３  ねじりバネ部
１４  バランサ
１５  突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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