(57)【要約】  慣性角センサのような、可動マス（１２）を懸架するためのシステム（１０）であって、連結ブロック（３８Ａ）を介して互いに連結され、連結ブロック（３８Ａ）に対して変位可能なように可動平面（Ｐ）において曲げ変形可能な第１及び第２の連結要素（３４Ａ、３６Ａ）を含む連結装置（３２Ａ）を備え、これにより、支持体（２０）または別の可動マスが２つの異なる方向（Ｙ、Ｘ）に沿って、第１の連結要素に連結された可動マス（１２）と連結されたシステムの他方の要素との間の変位を可能にしている。連結要素の少なくとも１つは、連結ブロックを可動マスまたはシステムの他方の要素にそれぞれ連結する２つのばね（４０；  ４２）から形成される。したがって、連結要素は改善された線形特性を有する。
2019500611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの可動マス（１２）と、
前記可動マス（１２）を支持体２０または別の可動マス１４などのシステムの別の要素に連結する連結手段（１６）であって、これにより、システムの前記別の要素（２０、１４）に対して、「可動平面」と称される平面（Ｐ）内で前記可動マス（１２）が移動できる、連結手段（１６）と、
を備える可動マスサスペンションシステム（１０）であって、
前記連結手段（１６）は、前記可動マス（１２）に連結された第１の連結要素（３４Ａ）、前記システムの前記別の要素に連結された第２の連結要素（３６Ａ）、及び、前記第１の連結要素（３４Ａ）を前記第２の連結要素（３６Ａ）に連結する連結ブロック（３８Ａ）を備える第１の連結装置（３２Ａ）を備え、
可動マス（１２）が静止位置にある際、前記第１及び第２の連結要素（３４Ａ、３６Ａ）は、それぞれ、前記可動平面（Ｐ）と直交し、交差する、第１の平面（Ｐ１）及び第２の平面（Ｐ２）に対して中心合わせされており、
前記第１の連結要素（３４Ａ）は、前記静止位置から開始して、前記第１の平面（Ｐ１）に直行する第１の方向（Ｙ）に沿って前記連結ブロック（３８Ａ）に対して可動マス（１２）を変位させることができるように、前記可動平面（Ｐ）において曲げ変形可能であり、かつ、前記第２の連結要素（３６Ａ）は、前記静止位置から開始して、前記第２の平面（Ｐ２）に直交する第２の方向（Ｘ）に沿って前記連結ブロック（３８Ａ）に対して前記システムの別の要素（２０、１４）の相対的な変位を可能にするように前記可動平面（Ｐ）において曲げ変形可能であり、
前記第１及び第２の連結要素（３４Ａ；３６Ａ）の少なくとも１つが、少なくとも２つのばね（４０、７０、８０；  ４２、７２、８４）から形成され、それぞれが前記可動マス（１２）に連結された第１の端部（４４；  ４８）と、前記連結ブロック（３８Ａ）に連結された第２の端部（４６、５０）と、を有することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記第１及び第２の連結要素（３６Ａ；３４Ａ）のうちの他方は、少なくとも２つのばね（４２、７２、８４；  ４０、７０、８０）から形成され、それぞれが、前記システムの前記別の要素に、それぞれ前記可動マスに連結された第１の端部（４８；４４）と、前記連結ブロック（３８Ａ）に連結された第２の端部（５０、４６）と、を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１及び第２の連結要素（３４Ａ、３６Ａ）の少なくとも１つにおける前記ばね（４０、４２）の各々が直線状の板ばねまたはビームの形態であることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１及び第２の連結要素（３４Ａ、３６Ａ）のうちの少なくとも１つのばね（４０、４２）の数が３つ以上であることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１及び第２の連結要素（３４Ａ、３６Ａ）の少なくとも１つが、前記連結ブロック（３８Ａ）の２つの対応する延長部（６０、６２）の間に延在し、この連結要素のばね（４４、４８）は、数が２つあり、それぞれが折り曲げられた板ばねまたはビームの形態であり、その第１の端部（４４、４８）が、前記システムの前記可動マス（１２）または前記別の要素（２０、１４）に連結されており、かつ、その第２の端部（４６、５０）が、前記連結ブロック（３８Ａ）の前記延長部（６０、６２）の１つに連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１及び第２の連結要素（３４Ａ、３６Ａ）の少なくとも１つのばね（８０、８４）は、数が２つであり、前記可動マス（１２）の対応する延長部（８２、８４）の各側に延在し、これらのばねの各々は、折り曲げられた板ばねまたはビームの形態であり、その第１の端部（４４、４８）は、前記システムの前記可動マス（１２）または前記別の要素（２０、１４）の前記延長部（８２、８６）に連結され、その第２の端部（４６、５０）が前記連結ブロック（３８Ａ）に連結されることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の方向（Ｙ）と前記第２の方向（Ｘ）との間の角度が９０度であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１の連結装置（３２Ａ）の前記第１の連結要素（３４Ａ）及び前記第２の連結要素（３６Ａ）は、前記可動平面に直行する第３の平面（Ｐ３）に対して互いに対称的であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のシステムであって、前記連結手段（１６）は、
前記第１の連結装置（３２Ａ）と同様の第２の連結装置（３２Ｂ）であって、前記第２の連結装置（３２Ｂ）の第１の連結要素（３４Ｂ）が前記第１の連結装置（３２Ａ）の前記第２の連結要素（３６Ａ）と平行に延在するように、かつ、前記第１及び第２の連結装置（３２Ａ、３２Ｂ）が前記可動平面（Ｐ）及び前記第３の平面（Ｐ３）に直交する第４の平面（Ｐ４）に対して互いに対称であるように配置された第２の連結装置（３２Ｂ）、及び、
前記第１の連結装置（３２Ａ）と同様の第３の連結装置（３２Ｃ）であって、前記第１、第２、及び第３の連結装置（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）が、前記可動マス（１２）の慣性中心（１０２）の周りに９０度回転しても不変である第１のパターン１００を形成する、第３の連結装置（３２Ｃ）、
をさらに備えることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
前記可動マス（１２）は、どちらも前記可動平面（Ｐ）に直交しており、かつ、前記第１の方向（Ｙ）及び前記第２の方向（Ｘ）にそれぞれ直交する、第１の対称平面（ＰＳ１）及び第２の対称平面（ＰＳ２）を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項記載のシステム。
【請求項１１】
前記可動平面（Ｐ）における前記可動マス（１２）の断面が、前記第４の平面（Ｐ４）に対角線を有する正方形であり、前記第１及び第２の対称平面（ＰＳ１、ＰＳ２）それぞれに平行な２つの隣接する側面（１２Ａ、１２Ｂ）を有することを特徴とする請求項９及び請求項１０の組み合わせに記載のシステム。
【請求項１２】
前記可動平面（Ｐ）において前記可動マス（１２）に振動を与える作動手段（２４）をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムからなる慣性角センサであって、前記可動平面（Ｐ）における前記可動マス（１２）の変位を測定するための検出手段（２８）をさらに備えることを特徴とする慣性角センサ。
【請求項１４】
前記システムの前記別の要素を形成し、前記第１の作動手段（２４）が固定される支持体（２０）を備えることを特徴とする請求項１３に記載の慣性角センサ。
【請求項１５】
前記システムの前記別の要素を形成する別の可動マスを備え、前記システムが２つの前記可動マス（１２、１４）に前記可動平面（Ｐ）において反対の力を加えるように構成されること特徴とする請求項１３に記載の慣性角センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［産業上の利用分野］
本発明は、振動共振器を有する慣性角センサなどの、平面内に質量可動マスを備えるシステムの領域に関する。「ディスクリートマス（discrete mass）」センサとして知られるこのようなセンサは、「地震マス（seismic mass）」、「試験体（test body）」または「試験マス（test mass）」とも呼ばれる少なくとも１つの可動マスを含み、センサのフレームに対する可動平面に共振器を形成し、センサの動きを分析して、回転におけるフレームの変位に関する情報を提供することができる。
【０００２】
これらのセンサは、「ジャイロスコープ」モード及び／または「ジャイロメータ」モードで作動することができ、それらの寸法は様々であり得る。「ジャイロスコープ」モードは、センサのフレームの回転変位の影響下で可動マスに加えられるコリオリ力を測定することに基づいており、「ジャイロスコープ」モードは、このような回転変位の影響下にある可動マスの振動方向の角度ドリフトに基づいている。
【０００３】
特に、これらのセンサが好ましいのは、小型化が可能であり、したがって、特に微小電気機械センサ（ＭＥＭＳ）の形態で使用されるからである。
【０００４】
本発明は、例えば、アクチュエータ、スイッチまたは共振器を形成するために使用され得る他のタイプのシステムにも適用される。
【背景技術】
【０００５】
振動共振器を有する慣性角センサでは、（または各）共振器は、可動マスが、以下、「可動平面」と称される平面内で振動することができるように、支持体から弾性手段によって吊り下げられた可動マスの形態である。
【０００６】
この種のセンサは多種多様なものが開発されている。これらのセンサのうちのいくつか、特に「ジャイロスコープ」モードで作動することができるように設計されたセンサ、すなわち角度位置を直接測定するために使用できるセンサでは、可動マスは可動平面内における２つの平行の自由度と、この同じ平面における慣性中心を中心とした１つの回転の自由度と、を有する。次に、可動マスの振動は、互いに略直交する２方向に作用するアクチュエータによって維持される。さらに、センサフレームの回転変位は、可動マスの振動方向に角度シフトを引き起こす。したがって、このマスは、可動平面内の任意の方向に無関係に変位することができなければならない。
【０００７】
これを達成するために、可動マスのサスペンション手段は、可動マスの２つの自由度と整合しなければならない。
【０００８】
また、センサの作動を妨害する可能性のある故障の発生を回避するために、可動マスの振動を維持するのに必要な力が振幅に応じて直線的であることが望ましい。
【０００９】
２次非線形性は、非ゼロの平均力をもたらし、センサの構造にプレストレスを生じさせるが、三次非線形性は、アイソクロナス障害をもたらし、振幅に依存する平均剛性をもたらし、振動振幅に応じての振動周波数の変化を引き起こす。
【００１０】
いくつかのセンサに存在するいくつかの可動マスのそれぞれの変位の弾性的結合のために使用される弾性結合手段にも同様の考察が適用される。
【００１１】
本明細書の残りの部分において、「連結手段」、「連結装置」及び「連結要素」という表現は、サスペンション手段、サスペンション装置またはサスペンション要素及び弾性連結手段、弾性連結装置または弾性連結要素を区別して指定する。当業者にとって、サスペンション及び弾性的結合の概念は、２つの要素の間の直接連結を含むことは明らかである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、特に、２つの自由度を有し、少なくとも線形性が改善された連結手段を有し、好ましくは等方性が改善されたシステムである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
これを達成するために、本発明は、少なくとも１つの可動マスと、この可動マスをシステムの他方の要素に連結する連結手段と、を開示し、この連結手段は、可動マスを、システムの他方の要素に対して、「可動平面」と称される平面内で移動することを可能にする。
【００１４】
本発明によれば、連結手段は、可動マスに連結された第１の連結要素と、システムの他方の要素に連結された第２の連結要素と、第１の連結要素を第２の要素に連結する連結ブロックと、を備える第１の連結装置を含む。
【００１５】
さらに、可動マスが静止位置にある際、第１及び第２の連結要素は、それぞれ、可動平面に直交し交差する第１の平面及び第２の平面に対して中心合わせされる。
【００１６】
さらに、第１の連結要素は、静止位置から開始して第１の平面と直交する第１の方向に沿って連結ブロックに対する可動マスの相対的な変位を可能にするように、可動平面内での曲げ変形が可能であり、第２の連結要素は、静止位置から開始して第２の平面に直交する第２の方向に沿って連結ブロックに対するシステムの他方の要素の相対的な変位を可能にするように、可動平面内での曲げ変形が可能である。
【００１７】
さらに、第１及び第２の連結要素の少なくとも１つは、少なくとも２つのばねから形成され、それぞれのばねは、可動マスに、システムの他方の要素にそれぞれ連結された第１の端部と、連結ブロックに連結された第２の端部と、を有する。
【００１８】
以下の説明から明らかになるように、第１の連結装置の構成は良好な線形性をもたらす。したがって、本発明は、上記の課題に対する解決策を提供し得る。
【００１９】
当業者にとって、可動平面内での曲げにおける第１の連結要素の変形が、第１次まで、上述した第１の方向にのみ生じる可動マスの変位を誘発することは明らかである。同様に、可動平面内での曲げにおける第２の連結要素の変形は、第１次まで、上述した第２の方向に沿ってのみ起こる可動マスの変位を誘発する。
【００２０】
「連結ブロックに対する可動マスの相対変位」とは、連結ブロックに対して固定座標系内で可動マスが移動する可能性を指すことを理解されたい。同様に、「連結ブロックに対するシステムの他方の要素の相対変位」とは、システムの他方の要素が連結ブロックに対して固定座標系内を移動する可能性を指すことを理解されたい。特に、この専門用語が、システムのこの他方の要素がシステムのフレームに固定されるのを妨げないので、システムのフレームに対して固定された座標システムを考慮すると、システムの他方の要素に対して相対的に移動するのは連結ブロックである。
【００２１】
「静止位置」とは、可動マスの安定した位置、すなわち、好ましくは、第１及び第２の連結要素が可動平面内でいかなる曲げ応力も受けない位置であることを意味する。
【００２２】
好ましくは、他方の連結要素は、また、少なくとも２つのばねから形成され、ばねの第１の端部はシステムの他方の要素に連結されており、ばねの第２の端部は連結ブロックに連結されている。
【００２３】
したがって、本発明の好ましい実施形態では、第１の連結要素は、可動平面内の曲げ変形可能な少なくとも２つのばねで構成され、それぞれが可動マスに連結された第１の端部と連結ブロックに連結された第２の端部とを有する。第２の連結要素は、可動平面内の曲げ変形が可能な少なくとも２つのばねで構成され、それぞれがシステムの他方の要素に連結された第１の端部と連結ブロックに連結された第２の端部とを有する。
【００２４】
したがって、連結要素は、最適な線形特性を有し得る。
【００２５】
好ましくは、第１の連結要素のばねは互いに類似している。好ましくは、第２の連結要素のばねも互いに類似している。
【００２６】
本発明の好ましい第１の実施形態では、第１及び第２の連結要素のうちの少なくとも１つのばねのそれぞれは、直線状の板ばねまたはビームの形態である。
【００２７】
第１及び第２の連結要素の各々におけるばねの数は、２つに等しくてもよい。
【００２８】
変形例として、第１及び第２の連結要素のうちの少なくとも１つのばねの数は、３つ以上であり得る。
【００２９】
ばねの数の増加は、連結装置の剛性を増加させ得る。
【００３０】
本発明の好ましい第２の実施形態では、第１及び第２の連結要素の少なくとも１つが連結ブロックの２つの対応する延長部の間に延在し、この連結要素のばねは２つであり、それぞれ折り曲げられた板ばねまたはビームの形態であり、その第１の端部は、可動マスまたはシステムの他方の要素に連結され、第２の端部は、連結ブロックの延長部の１つに連結される。
【００３１】
この場合、上記２つのばねは、可動平面と直交する平面を中心として互いに対称であることが好ましい。
【００３２】
本発明の好ましい第３の実施形態では、第１及び第２の連結要素の少なくとも１つのばねは２つであり、可動マスまたはシステムの他方の要素の延長部の各側に延在し、これらのばねは、折り曲げられた板ばねまたはビームの形態であり、その第１の端部は、可動マスの延長部またはシステムの他方の要素に連結され、第２の端部は、連結ブロックに連結される。
【００３３】
この場合にも、２つのばねは、可動平面に直交する平面に対して互いに対称であることが好ましい。
【００３４】
したがって、本発明の第２及び第３の実施形態は、いわゆる折り曲げられたばねの使用に基づいている。
【００３５】
通常、第１の方向と第２の方向との間の角度は９０度であることが好ましい。
【００３６】
したがって、第１の連結装置の第１の平面と第２の平面との間の角度は、可動マスが静止位置にあるときに９０度であることが好ましい。
【００３７】
さらに、第１の連結装置の第１の連結要素及び第２の連結要素は、好ましくは、可動平面に直交する第３の平面に対して互いに対称である。
【００３８】
さらに、可動マスは、有利には、第１の対称平面と、可動平面に直交し、第１の方向及び第２の方向にそれぞれ直交する第２の対称平面と、を有する。
【００３９】
より一般的には、可動マスの形状は、その慣性中心を中心に９０度回転しても通常不変である。
【００４０】
さらに、連結手段は、好ましくは、第１の連結装置と同様の第２の連結装置を含み、第２の連結装置の第１の連結要素が第１の連結装置の第２の連結要素と平行に延在するように配置され、第１及び第２の連結装置は、可動平面に直交する第４の平面に対して互いに対称である。
【００４１】
第４の平面は、第３の平面にも直交することが好ましい。
【００４２】
さらに、可動マスは、好ましくは、第４の平面に対して対称である。
【００４３】
さらに、連結手段は、好ましくは、第１の連結装置と同様の第３の連結装置を備え、第１、第２及び第３の連結装置のアセンブリは、可動マスの慣性中心の周りを９０度回転させることによって第１の不変パターンを形成する。
【００４４】
したがって、以下の説明から明らかになるように、連結手段は、それに最適な等方性性能をもたらす対称特性を有する。さらに、これにより、連結手段は、慣性中心以外の可動マス上の点に力を加えることによるトルク効果を打ち消すことができる。
【００４５】
さらに、可動平面における可動マスの断面は、有利には、第４の平面内に対角線を有し、第１及び第２の対称平面にそれぞれ平行な２つの隣接する辺を有する正方形である。
【００４６】
変形例として、可動マスの断面は、システムが使用される用途のタイプに応じて、異なるタイプ、例えば円形、または任意の形状とすることができる。
【００４７】
様々な有利な用途では、システムは、可動平面内の可動マスを振動させるための作動手段を備え得る。
【００４８】
１つの特に有利な応用例では、システムは慣性角センサであり、したがって、可動平面内の可動マスの変位を測定する検出手段も備える。
【００４９】
システムは、好ましくは、システムの他方の要素を形成し、第１の作動手段が固定される支持体を含む。
【００５０】
支持体は、システムのフレームであり得、変形例として、支持体は、システムのフレームに対して自由に取り付けられ得る。
【００５１】
変形または追加として、システムは、システムの他方の要素を形成する別の可動マスを備え得る。
【００５２】
この場合、作動手段は、２つの可動マスの間に、及び／または、支持体と各可動マスとの間に介在させることも可能である。
【００５３】
さらに、システムは、有利には、２つの可動マスに反対の力を加えるように構成されている。
【００５４】
したがって、システムは、特にバランスよく作動することができる。特にシステムが慣性角度セクタである際に、システムのバランスを取ることは、このようなセンサの長期的な精度と安定性を高めることができる。
【００５５】
本発明は、添付の図面を参照して非限定的な例として与えられた以下の説明を読めばよりよく理解され、他の詳細、利点及び特徴が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の好ましい第１の実施形態による慣性角センサの部分概略上面図である。
【図１Ａ】図１の詳細部１Ａの拡大図である。
【図２】図１のセンサに属する連結装置の拡大図概略図である。
【図３Ａ】本発明の一部を構成するものではなく、説明の目的のためだけに提供される他のタイプの連結装置を示、図２と同様の図である。
【図３Ｂ】本発明の一部を構成するものではなく、説明の目的のためだけに提供される他のタイプの連結装置を示、図２と同様の図である。
【図３Ｃ】本発明の一部を構成するものではなく、説明の目的のためだけに提供される他のタイプの連結装置を示、図２と同様の図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるシステムの連結装置を示す、図２と同様の図である。
【図５】本発明の他の実施形態によるシステムの連結装置を示す、図２と同様の図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるシステムの連結装置を示す、図２と同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
これらの図において、同一の参照符号は、同一または類似の要素を示し得る。
【００５８】
図１は、本発明の好ましい第１の実施形態による慣性角センサを形成するシステム１０のいくつかの構成要素を示す。特に、この図は、１つの可動マス１２と、別の可動マス１４と、可動マス１２、１４の各々を支持体２０に懸架するためのサスペンション手段１６、１８と、２つの可動マス１２、１４を互いに連結する弾性連結手段２２と、を示す。
【００５９】
図示する慣性角センサ１０は、ＭＥＭＳ型センサであるが、本発明は、すべての寸法のセンサに、より一般的には他のタイプのシステムにも適用可能であることに留意されたい。
【００６０】
支持体２０は、図１の平面の下に延在し、これにより、この支持体２０に対する異なる要素のアンカーパッドのみがクロスハッチングで示されている。
【００６１】
添付の特許請求の範囲で使用される用語において、サスペンション手段１６、１８及び弾性連結手段２２は、可動マス１２、１４のそれぞれをシステムの他方の要素に連結する「連結手段」の例を形成する。サスペンション手段１６、１８は、可動マス１２、１４を支持体２０にそれぞれ連結し、弾性結合手段２２は、可動マス１２、１４のそれぞれを他方の可動マス１４、１２に連結する。
【００６２】
通常、連結手段１６、１８、２２は、参照符号「Ｐ」で示された、図１の平面内の２つの平行な自由度と１つの回転の自由度とを有する。この平面Ｐは、連結手段１６、１８、２２が可動マス１２、１４をこの平面内で移動させることを可能にし、可動マスがこの平面の外に移動することを防止するので、以後「可動平面」と称される。可動平面における可動マスのこのような変位は、以下の説明から明らかになるように、上述の連結手段の構成により振幅が明らかに制限されている。
【００６３】
本説明では、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の直交座標系が定義され、Ｘ、Ｙ方向は可動平面Ｐに属する。
【００６４】
システム１０は、また、可動平面Ｐ内の２つの可動マス１２、１４にそれぞれ振動を与える作動手段２４、２６と、この同じ平面Ｐ内の各可動マス１２、１４の変位を測定する検出手段２８、３０と、を備え、この測定値を使用して、自体が公知の方法で、慣性座標系に対する支持体２０の回転角または回転速度を推定する。作動手段２４、２６及び検出手段２８、３０は、例えば複数対の微小静電くし（interdigitised electrostatic combs）から構成され得る。図示された例では、微小静電くしの各対は、作動手段２４、２６及び検出手段２８、３０に属する。微小静電くしの各対は、アクチュエータモードと検出器モードで交互に作用し、変形例として、作動手段２４、２６及び検出手段２８、３０は別個のものであってもよい。
【００６５】
図示の例では、作動手段２４、２６はＸ方向及びＹ方向に沿って作用し、検出手段２８、３０はＸ方向及びＹ方向に沿った可動マスの変位に敏感である。
【００６６】
サスペンション手段１６は、第１の連結要素３４Ａ、第２の連結要素３６Ａ、及び、第１の連結要素３４Ａを第２の連結要素３６Ａに連結する連結ブロック３８Ａを備える第１の連結装置３２Ａを含む。
【００６７】
図２に示すように、第１の連結要素３４Ａは、可動平面Ｐにおける曲げ変形が可能な２つのばね４０から構成され、第２の連結要素３６Ａも、可動平面Ｐにおける曲げ変形が可能な２つのばね４２から形成される。
【００６８】
変形例として、連結要素３４Ａ及び３６Ａの１つのみが、本発明の範囲内で２つより多いばねから形成され得る。
【００６９】
本発明の第１の実施形態では、ばね４０及び４２は、板ばねまたはビームの形態である。したがって、ばね４０、４２の長さは、それぞれＸ軸及びＹ軸に沿った寸法であり、それらの厚さは、それぞれＹ軸及びＸ軸に沿った寸法であり、それらの幅は、システム１０の厚みまたは深さの方向に相当するＺ軸に沿った寸法である。
【００７０】
図２に示す第１の連結装置３２Ａは、可動マス１２（図１）のサスペンション手段１６の一部を形成する。その結果、第１の連結要素３４Ａの各ばね４０は、可動マス１２に連結された第１の端部４４と、連結ブロック３８Ａに連結された第２の端部４６と、を有し、一方、第２の連結要素３６Ａのばね４２のそれぞれは、支持体２０に連結された第１の端部４８と、連結ブロック３８Ａに連結された第２の端部５０と、を有する。
【００７１】
連結要素３４Ａ及び３６Ａのそれぞれは、第１の連結要素３４Ａの曲げ変形が、第１の連結要素３４Ａが静止状態（換言すれば曲げ変形なし）にある際に可動マス１２が配置される位置から、連結ブロック３８Ａに対して第１の方向、すなわちＹ方向に沿って可動マス１２を移動させることを可能にし、一方で、第２の連結要素３６Ａの曲げ変形が、第２の連結要素３６Ａが静止状態にある位置から、支持体２０に対して第２の方向、すなわちＸ方向に沿って連結ブロック３８Ａを移動させることを可能にするように配向される。当業者であれば、第１次まで、可動マス１２は、第１の連結要素３４Ａの曲げ変形の影響下で上述の第１の方向に沿ってのみ移動し、第２の連結要素３６Ａの曲げ変形の影響下で上述の第２の方向に沿ってのみ移動することを理解するだろう。
【００７２】
具体的には、図１に示すように、ばね４０、４２が曲げにおいて負荷がかからない静止位置にある際、第１の連結要素３４Ａは、第１の平面Ｐ１（図１Ａ及び図２）に対して中心合わせされ、第２の連結要素３６Ａは、第２の平面Ｐ２に対して中心合わせされ、平面Ｐ１及びＰ２は、可動平面Ｐに直交し交差する。図示の実施形態では、平面Ｐ１及びＰ２は、有利には互いに直交している。
【００７３】
さらに、連結ブロック３８Ａは、互いに直交する２つの面３９Ａ、３９Ｂを有し、第１及び第２の連結要素３４Ａ、３６Ａがそれぞれ連結されている。Ｚ方向に沿った連結ブロック３８Ａの厚さが特に小さい場合、上記の面は連結ブロックの縁のように見なすことができる。
【００７４】
したがって、第１の連結要素３４Ａのばね４０のそれぞれの第２の端部４６は、２つの面のうちの第１の面３９Ａに連結され、第２の連結要素３６Ａのばね４２のそれぞれの第２の端部５０は、２つの面のうち第２の面３９Ｂに連結される。
【００７５】
図２に示す例では、連結ブロック３８Ａは、の角ブラケッの形態の要素である。連結ブロック３８Ａの形状は、本発明の範囲を逸脱することなく明らかに異なることができ、例えば、正方形、長方形、または三角形であり得る。さらに、オリフィスが、この連結ブロックの質量を減少させるために、連結ブロック３８ＡをＺ方向に沿って貫通し得る。ＭＥＭＳタイプのシステムの場合、連結ブロック３８Ａは、特に、ばねの端部４６、５０の接合部の余分な厚さから構成されてもよく、または、端部を連結するように適切なヤング率を有する材料の堆積によって構成されてもよい。
【００７６】
したがって、通常、第１の連結装置３２Ａは、連結ブロック３８Ａを介して互いに連結された２つの連結要素３４Ａ、３６Ａを備えるという特別な特徴を有し得る。「連結ブロック」は、連結要素３４Ａ、３６Ａの曲げ剛性よりも可動平面Ｐの曲げ剛性が大きい任意の要素を意味する。実際には、連結要素３４Ａ、３６Ａの可撓性と比較して、可動平面Ｐにおける可動ブロックの可撓性が無視できる場合が好ましい。
【００７７】
連結ブロック３８Ａは、連結要素３４Ａ、３６Ａを介して可動マス１２及びシステムの他方の要素（すなわち、第１の連結装置３２Ａの場合は支持体２０）にのみ連結されることに留意されたい。したがって、この連結ブロック３８Ａは、連結要素３４Ａ、３６Ａの曲げ変形に追随して可動平面Ｐ内で移動可能である。
【００７８】
平行に配置された２つ（またはそれ以上）のばねを有する構成（換言すれば、連結ブロック３８Ａを同じ要素に連結する各ばねを有する）は、第１の端部４４及び４８の一方及び／または第２の端部４６の一方に力が加えられることによって誘起される、この同一平面における、第１の連結要素３４Ａの、または、第２の連結要素３６Ａの曲げ荷重の影響下で、連結ブロック３８Ａが可動平面内で回転運動する傾向を制限できる。
【００７９】
したがって、連結ブロック３８Ａは、連結装置３２Ａに加えられる力の方向にかかわらず、可動平面Ｐにほぼ一定の配向を維持するが、このような力は、特に、センサが「ジャイロスコープ」モードまたは「ジャイロスコープ」モードで作動している際に、作動手段２４、２６によって誘発される振動の場合である、適度な振幅変位のみを生成する。
【００８０】
以下でより明確になるように、サスペンション手段１６は、第２の連結装置３２Ｂ及び第３の連結装置３２Ｃを備え、サスペンション手段１８は、第４の連結装置３２Ｄを備え、弾性結合手段２２は、第５の連結装置３２Ｅを備える。これらの装置３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅは、第１の連結装置３２Ａと同様であり、したがって、それぞれの装置は、それぞれ符号３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄ、３４Ｅで示す第１の連結要素、それぞれ符号３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄ、３６Ｅで示す第２の連結要素、及び、それぞれ符号３８Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄ、３８Ｅで示す連結ブロックを備える。
【００８１】
明らかに、第２の連結装置３２Ｂ及び第３の連結装置３２Ｃは、第１の連結装置３２Ａと同様に、可動マス１２及び支持体２０に連結される。他方の可動マス１４のサスペンション手段１８を形成する第４の連結装置３２Ｄを考慮すると、第１の連結要素３４Ｄの各ばね４０の第１の端部４４がこの可動マス１４に連結されている。最後に、弾性結合手段２２を形成する第５の連結装置３２Ｅを考慮すると、第１の連結要素３４Ｅの各ばね４０の第１の端部４４は可動マス１２に連結され、一方で、第２の連結要素３６Ｅの各ばね４２の第１の端部４８は他方の可動マス１４に連結される。
【００８２】
本明細書に亘って、連結装置３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅに共通する特性について、第１連結装置３２Ａを参照して説明する。
【００８３】
本発明による連結装置の構成の利点は、（本発明の一部を構成しない）他のタイプの連結装置を示す図３Ａ〜図３Ｃを検討した後によりよく理解されるであろう。
【００８４】
図３Ａは、その端部の１つ、符号Ｂ、に埋め込まれたコンソールビーム５１と、Ｘ軸に沿って移動可能な他端部Ａとを示している。したがって、端部Ｂは固定されているので、Ｙ軸に沿ったゼロ変位が端部Ａ及びＢに課されると、Ｘ軸に沿った端部Ａの変位は、Ｙ軸に沿って力を生成するビームの長さを増加させる。これは、Ｘ軸に沿ったこの端部Ａの変位に応じて、端部ＡにおけるＸ軸に沿った強い非線形性を生成する。この解析は、剛性、ひいては固有振動数が軸方向張力に応じて変化する振動コードのモデルと比較することができる。
【００８５】
端部Ｂの変位がＹ軸に沿って許容される場合、この軸に沿った力はゼロになる。この場合、Ａの変位に応じてのＡにおけるＸ軸に沿った力の非線形性は、残る全てが純粋に幾何学的な非線形性であるように強く低減される。
【００８６】
このため、通常使用される一軸ばねは、折り曲げられたばねであり、その原理は図３Ｂに示されている。この図は、２つの板ばね５２、５４（平面内で２つのビームと考えることができる）を示し、１つの端部Ｃを介して互いに連結され、他の２つの端部それぞれが分離されている。これらの２つのばねは、通常単一のばねの２つの部分であり、その場合、端部Ｃはばねを折り曲げることによって得られ、したがってこのタイプのばねの名称である。図３Ｂの例では、折り曲げられたばねは一軸タイプである。
【００８７】
端部ＣはＹ軸に沿って自由に移動し、端部Ａは依然としてＸ軸に沿って移動するように拘束され、端部Ｂは２つの軸Ｘ及びＹに沿って固定されて保持される。これにより、２つのばねまたはビーム５２及び５４におけるＹ軸に沿った力はゼロであり、したがって、ＡにおけるＸ軸に沿った力は、Ｘ軸に沿った端部Ａの変位に応じてのプレストレスなしで純粋に幾何学的な非線形性を有するだけである。単純なビームと異なり、折り曲げられたばねは、３次非線形性（cubic non-linearityとも称される）の非常に大きな低減を可能にする。
【００８８】
しかしながら、この原理は、２軸のサスペンションに直接拡張することはできない。
【００８９】
図３Ｃは、互いに直交する２つのばねまたはビーム５６及び５８からなる２つの軸を有するサスペンションを示す。他方のビーム５８によって誘起されたＹ軸に沿った端部Ｂにおけるビーム５６の埋め込みの剛性は、Ｙ軸に沿ったビーム５８の可撓性による図３Ａの片持ちビームの剛性よりも著しく小さい。その結果、プレストレスに関連する非線形性が大幅に低減される。プレストレスに関連し、図３Ｃに示された２つの軸と図３Ａに埋め込まれたカンチレバービームとのサスペンションに適用可能な非線形性の比は、ビームの曲げ剛性対その圧縮剛性の比と同位である。
【００９０】
しかしながら、このタイプのサスペンションでは、Ｘ軸に沿った端部Ａの変位は、端部Ｂの無視できない回転変位を誘発し、これは大きな純粋に幾何学的な非線形性を引き起こす。
【００９１】
ここで、図２の連結装置３２Ａを考慮する。この装置では、第１の連結要素３４Ａ及び第２の連結要素３６Ａを形成する多数のばねのために、連結ブロック３８Ａにおける回転剛性が低減される。この回転剛性は、特に、同じ連結要素内のばね間の離間距離ｈに依存する。
【００９２】
幾何学的な非線形性のために、第１の端部４４が可動マス１２にＹ軸に沿って固定されている領域の相対変位は、連結ブロック３８Ａの水平変位を引き起こし、ばね４２の湾曲によって誘発されたばね４０におけるＸ軸に沿った応力が結果としてかかる。しかし、図３Ｃのサスペンションの場合のように、この応力は、ビームの曲げ剛性が、張力／圧縮の剛性よりもはるかに少ないために、図３Ａの埋め込みカンチレバービームに加えられる応力よりもはるかに低い。
【００９３】
図２及び３Ａ〜３Ｃのそれぞれの装置を比較するために、「ＭＥＭＳ」型装置について非線形有限要素計算を行った。
【００９４】
これらの計算のそれぞれについて、Ｙ軸に沿った最大変位は１μｍに固定され、ばねの長さは２９０μｍであり、それらの厚さは６μｍである。従来、Ｚ軸に沿った「ＭＥＭＳ」装置の深さは６０μｍに等しく、使用される材料はシリコンである。
【００９５】
これらの計算の結果は、Ｙ軸に沿った変位ｘ（ミリメートル）に対する力ε（ニュートン）の３次多項式回帰の形で以下に与えられる。
カンチレバービーム（図３Ａ）：
ε＝２．６２０６ｙ＋２．３０６５ｘ１０−３８ｙ２＋４９６９７ｙ３；
折り曲げられたばね（図３Ｂ）：
ε＝２．６１４７ｙ−２．０４９８ｘ１０−３８ｙ２＋６４、２２３ｙ３；
２軸サスペンション（図３Ｃ）：
ε＝２．５６６９ｙ＋１４．０５５ｙ２＋１０１．７３ｙ３；
離間距離ｈが１０μｍの連結装置３２Ａ（図２）：
ε＝２．５０９１ｙ＋０．９４９３１ｙ２−２５．２５ｙ３；
ｈ＝２０μｍの連結装置３２Ａ：
ε＝２．６０３０ｙ＋０．２４３２４ｙ２＋０．０４５００１ｙ３；
ｈ＝３８μｍの連結装置３２Ａ：
ε＝２．６４８４ｙ＋０．０７３０７４ｙ２＋４０．１００ｙ３。
【００９６】
したがって、これらの結果により、離間距離ｈの値を賢明に選択する（すなわち、上記の例では、ｈ＝２０μｍ）場合に、連結装置３２Ａが３次非線形性を大幅に低減できることが確認された。
【００９７】
同様に、連結要素３４Ａまたは３６Ａの一方のみが２つ以上のばねで構成され、他方が少なくとも１つのばねで構成される際も、少なくとも、２つ以上のばねで構成された連結要素３４Ａまたは３６Ａの曲げ変形によって誘発される変位については、３次元非線形性の低下を得ることができる。
【００９８】
さらに、本発明の好ましい実施形態では、第１の連結要素３４Ａ及び第２の連結要素３６Ａは、可動平面Ｐに直交する第３の平面Ｐ３に対して互いに対称である。したがって、２つの連結要素は、著しく互いに類似している。
【００９９】
結果は、この装置の等方性により連結装置３２Ａの第２の利点である。等方性は、力の適用方向に依存しないかけられた力に応じた変位則を尊重する装置３２Ａの能力を指す。
【０１００】
２つの連結要素３４Ａ及び３６Ａの対称的構成と、連結ブロック３８Ａの回転変位が防止されるか、または少なくとも非常に制限されるという事実により、１次的に、連結ブロック３８Ａの２つの連結要素３４Ａ及び３６Ａは、それぞれＹ軸及びＸ軸に沿って互いに類似した２つの独立したばねのように振る舞う。これらの同等のばねそれぞれにかかる力に応じた変位の法則は、折り曲げられたばねの上記多項式回帰から導き出すことができる。この多項式回帰は無視できる２次係数と中程度の３次係数を与え、これにより、小さな変位の場合、この法則は次のようなタイプの関係式に近似できる。
Ｆｙ＝ｋｙ、第１の連結要素３４Ａの場合、及び
Ｆｙ＝ｋｙ、第２の連結要素３６Ａの場合
【０１０１】
この結果、連結装置３２Ａに負荷がかかる方向にかかわらず、このような負荷に応じて装置によって加えられる弾性力Ｆは、それぞれＸ軸及びＹ軸に沿って同等の線形によって加えられる力Ｆｘ及びＦｙの合計に１次的に一致する、すなわち：
Ｆ＝Ｆｘ＋Ｆｙ＝ｋｘ＋ｋｙ＝ｋ（ｘ＋ｙ）
【０１０２】
したがって、連結装置３２Ａは、可動平面Ｐの任意の負荷に対して同じ剛性係数ｋを有する線形ばねのように作用する。したがって、この装置は、１次までの力の関数として変位の法則を尊重し、可動平面Ｐにおける力の配向には依存しない。
【０１０３】
図４〜図６は、図２の装置について上述したのと同じ性質の利点を有する連結装置３２Ａの変形例を示す。
【０１０４】
したがって、図４に示す例では、各連結要素３４Ａ、３６Ａは、３つ以上のばね４０、４２を備える。これにより、連結ブロック３８Ａの回転剛性をさらに高めることができる。
【０１０５】
図５に示す本発明の第２の実施形態では、第１及び第２の連結要素３４Ａ、３６Ａのそれぞれは、連結ブロック３８Ａの２つの対応する延長部６０、６２、すなわち、連結ブロック３８Ａの第１の面３９Ａか始まる、互いに対向する２つの延長部６０と、連結ブロック３８Ａの第２の面３９Ｂか始まる、互いに対向する２つの延長部６２、の間に延在する。
【０１０６】
さらに、各連結要素３４Ａ、３６Ａに対して２つのばね７０、７２があり、それぞれが折り曲げられた板ばねまたはビームの形態である。言い換えれば、これらのばねは「折り曲げられた」タイプであり、したがって図３Ｂのばねに相当する。第１の連結要素３４Ａの各ばね７０の第１の端部４４は可動マス１２に連結され、各ばね７０の第２の端部４６は連結ブロック３８Ａの対応する延長部６０に、例えば延長部６０の遠位端６０Ａに連結される。同様に、第２の連結要素３６Ａの各ばね７２の第１の端部４８は、支持体２０に連結され、各ばね７２の第２の端部５０は、連結ブロック３８Ａの対応する延長部６２に、例えば延長部６２の遠位端６２Ａに連結される。
【０１０７】
したがって、図５に示すように、各ばね７０は、第１の平面Ｐ１に平行な方向に沿って伸びている。同様に、各ばね７２は、第２の平面Ｐ２に平行な方向に沿って伸びている。
【０１０８】
好ましくは、各ばね７０は、第１の平面Ｐ１に平行に延在し、ばねの折り目７４で互いに連結された同じ長さの２つの直線部分７３Ａを備える。同様に、各ばね７２は、第２の平面Ｐ２と平行に延在し、ばねの折り目７６で互いに連結された同じ長さの２つの直線部分７３Ｂを備える。したがって、端部４４及び４６は互いに向き合うように配置される。端部４８及び５０も同様である。
【０１０９】
図示の例では、第１の連結要素３４Ａのばね７０の折り目７４は、互いに連結されている。同様のことが、第２の連結要素３６Ａのばね７２の対応する折り目７６にも当てはまる。この構成は、ばね７０（及び７２）が平行に働くことを制限し、連結装置３２Ａの自由度を制限する。
【０１１０】
図６に示す本発明の第３の実施形態では、第１及び第２の連結要素３４Ａ、３６Ａのそれぞれに２つのばね８０、８２がある。さらに、第１の連結要素３４Ａのばね８０は、可動マス１２の延長部８２の各側に延在し、第２の連結要素３６Ａのばね８４は、支持体２０の延長部８６の各側に延在する。これらのばね８０、８４は、折り曲げられた板ばねまたはビームの形態である。各ばね８０、８４の第２の端部４６、５０は、連結ブロック３８Ａに連結されている。さらに、各ばね８０の第１の端部４４は、可動マス１２の延長部８２に、例えばこの延長部の遠位端８２Ａに連結され、各ばね８４の第１の端部４８は、例えば、この延長部８６の遠位端８６Ａに連結されている。
【０１１１】
したがって、図６に示すように、各ばね８０は、第１の平面Ｐ１に平行な方向に沿って伸びている。同様に、各ばね８４は、第２平面Ｐ２に平行な方向に沿って伸びている。
【０１１２】
好ましくは、各ばね８０は、第１の平面Ｐ１に平行に延在し、ばねの折り目８８で互いに連結された同じ長さの２つの直線部分８７Ａを備える。同様に、各ばね８４は、第２の平面Ｐ２に平行に延在し、ばねの折り目９０で互いに連結された同じ長さの２つの直線部分８７Ｂを備える。端部４４、４６は、互いに対向するように配置されている。端部４８、５０についても同様である。最後に、ばね８０の折り目８８は、可動マス１２に対向して配置され、ばね８４の折り目９０は支持体２０に対向して配置される。
【０１１３】
全ての好ましい実施形態において、第１の連結要素３４Ａのばねは、連結ブロック３８Ａの第１の端部から延在し、第２の連結要素３６Ａのばねは、連結ブロック３８Ａの第２の端部から延在する。
【０１１４】
連結装置３８Ａが第１及び第２の連結要素３４Ａ、３６Ａにのみ連結されていない限り、連結装置３２Ａが上述のような機能を果たすことができないことは当業者には明らかであり、そうでなければ連結装置３２Ａは、可動マス１２と支持体２０との間の弾性サスペンションまたは結合を形成することはできないだろう。言い換えると、連結ブロック３８Ａは、第１及び第２の連結要素３４Ａ、３６Ａ以外の全ての要素とは独立している。
【０１１５】
特に、図１は、慣性角センサなどのシステム内の連結装置の直線性及び等方性から最適な利益を得るための連結手段１６、１８、２２のレイアウト例を示す。
【０１１６】
図示されたシステム１０では、可動マス１２は全体的に正方形の環状であり、第１の連結装置３２Ａの第１の平面Ｐ１に平行な第１の対称平面ＰＳ１と、第１の連結装置３２Ａの第２の平面Ｐ２に平行な第２の対称平面ＰＳ２と、を有する。これらの対称平面ＰＳ１及び対称平面ＰＳ２は、可動平面Ｐに直交している。
【０１１７】
さらに、可動マス１２のサスペンション手段１６は、第１の連結装置３２Ａと同様の第２の連結装置３２Ｂも備え、第２の連結装置３２Ｂの第１の連結要素３４Ｂが、第１の連結装置３２Ａの第２の連結要素３６Ａと平行に延在し、かつ、第１及び第２の連結装置３２Ａ、３２Ｂが、可動平面Ｐ及び第３の平面Ｐ３に直交する第４の平面Ｐ４に対して互いに対称になるように配置されている。さらに、第４の平面Ｐ４は、可動マス１２、実際には可動マス１２の対角線面に対する別の対称平面（平面ＰＳ１及びＰＳ２とは異なる）を形成する。
【０１１８】
連結装置３２Ａ及び３２Ｂのそれぞれの連結要素の１つのみが２つ以上のばねで構成されている他の有利な実施形態では、連結装置３２Ａ及び３２Ｂは、可動平面Ｐに直交し、かつ、第３の平面Ｐ３を通過する互いに軸（例えば、この軸は図１の第３の平面Ｐ３と第４の平面Ｐ４との間の交線に対応する）軸に対する軸対称により互いの類似する形であり得る。
【０１１９】
さらに、第１及び第２の連結装置３２Ａ、３２Ｂは、可動マス１２のコーナー９２に近接して配置されている。図示の例では、可動マス１２の内側にサスペンション手段１６が配置されている。この可動マスは、可動マス１２の各内側コーナーに正方形の突出部９５を形成するように、その４つのコーナーに配置されたその内縁部９４上に押し込み部を備える。この突出部９５は、可動マス１２の側面１２Ａ、１２Ｂにそれぞれ平行な側面９６Ａ、９６Ｂと、可動要素１２の対応する対角面と一致する対角面と、を有する。連結要素３２Ａ、３２Ｂは、第４平面Ｐ４と一致する、この突出部９５の対角面の各側面上に対称的に、対応する突出部９５の側面９６Ｂ、９６Ａにそれぞれ連結される。
【０１２０】
サスペンション手段１６は、また、第１の連結装置３２Ａと類似する第３の連結装置３２Ｃを備え、これにより、第１、第２及び第３の連結装置３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、可動マス１２の慣性中心の周りに９０度回転しても不変の第１のパターン１００を形成する。
【０１２１】
例えば、第３の連結装置３２Ｃは３対の装置に分配され、各対は、第１及び第２の連結装置３２Ａ、３２Ｂからなる対に類似し、対応する突出部９５に連結される。
【０１２２】
したがって、図示されたシステム１０は、サスペンション手段１６が良好な線形性に加えて全体的に等方性を有する例を提供する。
【０１２３】
さらに、上述したように、図示されたシステム１０は、可動マス１２と同じ質量を有する別の可動マス１４を備え、可動マス１２及び１４の各々の慣性中心が一致するように配置されている。例えば、他方の可動マス１４は、可動マス１２を取り囲む正方形のフレームを形成する。可動マス１２は、中実の部品であってもよいし、穿孔されていてもよい。他方の可動マス１４は、サスペンション手段１８によって支持体２０に連結され、弾性結合手段２２によって可動マス１２に結合される。図１に示すように、サスペンション手段１８及び弾性結合手段２２は、上述のサスペンション手段１６と同様の方法で、慣性中心１０２を中心として９０度回転しても不変の第２のパターン及び第３のパターンをそれぞれ形成する。したがって、他方の可動マス１４のサスペンション及び２つの可動マス１２、１４の弾性結合も良好な線形性を有し、全体的に等方性である。
【０１２４】
最後に、説明した実施例では、他方の可動マス１４の作動手段２６は、この可動マス１２の作動手段２４によって誘起された可動マス１２の振動に対して逆位相で振動を与えるように設計される。したがって、２つの全体的なマス１２、１４の全体的な慣性中心は、作動中は実質的に静止したままである。言い換えれば、作動手段２４、２６及び連結手段１６、１８、２２は、永久的に、２つの可動マス１２、１４に同じ大きさの力を反対方向に加えるので、システム１０の作動は完全にバランスが取れている。
【０１２５】
したがって、センサ１０は、「ジャイロスコープ」モード、すなわち２つの可動マス１２、１４に加えられるコリオリ力が測定される作動モードだけでなく、「ジャイロスコープ」モード、すなわち２つの可動マス１２、１４の振動方向の角度ドリフトが、Ｚ方向に平行な軸の周りのセンサ１０の回転に関する情報を直接提供することができる作動モードでも使用可能である。
【０１２６】
明らかに、図１及び図１Ａに示されるセンサ１０の構成は、例示的な例としてのみ与えられ、他のタイプのセンサ、またはより一般的には、本発明によって開示される連結装置が有利に使用され得る。例えば、それらは、２つの可動マスが並んで配置される平衡センサ、及び／または、２つの可動マスが機械的結合装置を介して結合されるセンサ、または単一の可動マスを有するセンサ、より多くの可動マス、及び／または支持体が取り付けられており、アクティブなバランス手段を使用できるようにフレームに対して自由に動くことができるセンサを含む。また、様々な共振システムやスイッチに使用することもできる。
【０１２７】
上記の特に有利な応用では、線形性及び等方性の連結装置を使用して、面内に縮退振動モードを有する振動ジャイロスコープ共振器を作ることができることは明らかである。さらに、上述した連結装置の特定の幾何学的形状は、好ましくは共振器の幾何学的軸に沿って固有モードを配向し、この配向をばねに非対称性を導入する可能性のある製造上の欠陥に対して比較的影響を受けづらくすることを可能にする。
【符号の説明】
【０１２８】
１０  可動マスサスペンションシステム、慣性角センサ、
１２  可動マス
１４  可動マス
１６  連結手段、サスペンション手段
１８  連結手段、サスペンション手段
２０  支持体
２２  連結手段
２４  作動手段
２６  作動手段
２８  検出手段
３０  検出手段
４４  第１の端部
４６  第２の端部
４８  第１の端部
５０  第２の端部
５１  コンソールビーム
５２  板ばね、ビーム
５４  板ばね、ビーム
５６  板ばね、ビーム
５８  板ばね、ビーム
６０  延長部
６２  延長部
７４  折り目
７６  折り目
８２  延長部
８４  延長部
８６  延長部
８８  折り目
９０  折り目
９２  コーナー
９４  内縁部
９５  突出部
１０２  慣性中心
【図１】
2019500611.tif 000003
【図１Ａ】
2019500611.tif 000004
【図２】
2019500611.tif 000005
【図３Ａ】
2019500611.tif 000006
【図３Ｂ】
2019500611.tif 000007
【図３Ｃ】
2019500611.tif 000008
【図４】
2019500611.tif 000009
【図５】
2019500611.tif 000010
【図６】
2019500611.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月23日(2018.8.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
前記システムの前記別の要素を形成し、前記作動手段（２４）が固定される支持体（２０）を備えることを特徴とする請求項１３に記載の慣性角センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
システムは、好ましくは、システムの他方の要素を形成し、作動手段が固定される支持体を含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
以下でより明確になるように、サスペンション手段１６は、第２の連結装置３２Ｂ及び第３の連結装置３２Ｃを備え、サスペンション手段１８は、第４の連結装置３２Ｄを備え、弾性結合手段２２は、第５の連結装置３２Ｅを備える。これらの装置３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅは、第１の連結装置３２Ａと同様であり、したがって、それぞれの装置は、それぞれ符号３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄ、３４Ｅで示す第１の各連結要素、それぞれ符号３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄ、３６Ｅで示す各第２の連結要素、及び、それぞれ符号３８Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄ、３８Ｅで示す各連結ブロックを備える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
これらの計算の結果は、Ｙ軸に沿った変位ｙ（ミリメートル）に対する力ε（ニュートン）の３次多項式回帰の形で以下に与えられる。
カンチレバービーム（図３Ａ）：
ε＝２．６２０６ｙ＋２．３０６５ｘ１０−３８ｙ２＋４９６９７ｙ３；
折り曲げられたばね（図３Ｂ）：
ε＝２．６１４７ｙ−２．０４９８ｘ１０−３８ｙ２＋６４，２２３ｙ３；
２軸サスペンション（図３Ｃ）：
ε＝２．５６６９ｙ＋１４．０５５ｙ２＋１０１．７３ｙ３；
離間距離ｈが１０μｍの連結装置３２Ａ（図２）：
ε＝２．５０９１ｙ＋０．９４９３１ｙ２−２５．２５ｙ３；
ｈ＝２０μｍの連結装置３２Ａ：
ε＝２．６０３０ｙ＋０．２４３２４ｙ２＋０．０４５００１ｙ３；
ｈ＝３８μｍの連結装置３２Ａ：
ε＝２．６４８４ｙ＋０．０７３０７４ｙ２＋４０．１００ｙ３。
【国際調査報告】
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