(57)【要約】【課題】揺動部の揺動範囲を制限するストッパを簡易に構成する。【解決手段】角速度センサ１は、フレーム２と、フレーム２に対して揺動する振動子３と、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限するためのストッパ５，５とを備えている。フレーム２、振動子３及びストッパ５，５は、同一基板上に複数の層が積層された１つの積層体として構成されている。ストッパ５，５は、フレーム２から延びており、反ることによって振動子３の揺動軌跡Ｔ上に位置している。【選択図】図１
2011062780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、該フレームに対して揺動する揺動体と、該揺動体の揺動を所定の揺動範囲に制限するためのストッパとを備えたマイクロデバイスであって、
前記フレーム、揺動体及びストッパは、同一基板上に１又は２以上の層が積層された１つの積層体として構成され、
前記ストッパは、前記フレームから延びており、反ることによって前記揺動体の揺動軌跡上に位置するマイクロデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロデバイスにおいて、
前記ストッパは、前記フレームから延びる延設部と該延設部から屈曲して延びる本体部とを有して、鉤形状に形成され、
前記揺動体は、前記延設部と前記本体部とで形成される鉤形状の内方のスペースに位置する当接部を有し、
前記延設部は、反るように構成されており、
前記本体部は、前記延設部が反ることによって前記当接部の揺動軌跡上に位置するマイクロデバイス。
【請求項３】
請求項１に記載のマイクロデバイスにおいて、
前記ストッパは、先端側が基端側よりも拡幅されるように前記フレームから延びており、
前記揺動体は、前記ストッパの先端部よりも基端側の部分に近接する当接部を有し、
前記ストッパは、反ることによって、先端部が前記当接部の揺動軌跡上に位置するマイクロデバイス。
【請求項４】
請求項１に記載のマイクロデバイスにおいて、
前記ストッパは、前記フレームから延びる延設部と、該延設部に接続された連結部と、該連結部の一端部から屈曲して延びる第１本体部と、該連結部の他端部から屈曲して延びる第２本体部とを有し、該連結部と該第１本体部とで鉤形状を形成すると共に、該連結部と該第２本体部とで鉤形状を形成し、
前記揺動体は、前記連結部と前記第１本体部とで形成される鉤形状の内方の第１スペースと、前記連結部と前記第２本体部とで形成される鉤形状の内方の第２スペースとに位置する当接部を有し、
前記延設部は、反るように構成されており、
前記第１本体部は、前記延設部が反ることによって、該当接部よりも揺動方向の一方側において前記当接部の揺動軌跡上に位置し、
前記第２本体部は、前記延設部が反ることによって、該当接部よりも揺動方向の他方側において前記当接部の揺動軌跡上に位置するマイクロデバイス。
【請求項５】
フレームと、該フレームに対して揺動する揺動体と、該揺動体の揺動を所定の揺動範囲に制限するためのストッパとを備えたマイクロデバイスであって、
前記フレーム、揺動体及びストッパは、同一基板上に１又は２以上の層が積層された１つの積層体として構成され、
前記ストッパは、前記揺動体から延びており、
前記ストッパが反ることによって、前記揺動体と共に揺動したときの該ストッパの揺動軌跡上に前記フレームが位置するマイクロデバイス。
【請求項６】
請求項５に記載のマイクロデバイスにおいて、
前記ストッパは、前記揺動体から延びる延設部と該延設部から屈曲して延びる本体部とを有して、鉤形状に形成され、
前記フレームは、前記延設部と前記本体部とで形成される鉤形状の内方のスペースに位置する被当接部を有し、
前記延設部は、反るように構成されており、
前記延設部が反ることによって、前記揺動体と共に揺動したときの前記本体部の揺動軌跡上に前記被当接部が位置するマイクロデバイス。
【請求項７】
請求項５に記載のマイクロデバイスにおいて、
前記ストッパは、先端側が基端側よりも拡幅されるように前記揺動体から延びており、
前記フレームは、前記ストッパの先端部よりも基端側の部分に近接する被当接部を有し、
前記ストッパが反ることによって、前記揺動体と共に揺動したときの該ストッパの揺動軌跡上に前記被当接部が位置するマイクロデバイス。
【請求項８】
請求項５に記載のマイクロデバイスにおいて、
前記ストッパは、前記揺動体から延びる延設部と、該延設部に接続された連結部と、該連結部の一端部から屈曲して延びる第１本体部と、該連結部の他端部から屈曲して延びる第２本体部とを有し、該連結部と該第１本体部とで鉤形状を形成すると共に、該連結部と該第２本体部とで鉤形状を形成し、
前記フレームは、前記連結部と前記第１本体部とで形成される鉤形状の内方の第１スペースと、前記連結部と前記第２本体部とで形成される鉤形状の内方の第２スペースとに位置する当接部を有し、
前記延設部は、反るように構成されており、
前記ストッパが反ることによって、前記第１本体部が前記被当接部に対して前記揺動体の揺動方向の一方側の位置であって且つ該揺動体と共に揺動したときの該第１本体部の揺動軌跡上に該被当接部が位置すると共に、前記第２本体部が前記被当接部に対して前記揺動体の揺動方向の他方側の位置であって且つ該揺動体と共に揺動したときの該第２本体部の揺動軌跡上に該被当接部が位置するマイクロデバイス。
【請求項９】
請求項１又は５に記載のマイクロデバイスにおいて、
前記ストッパは、熱膨張係数が異なる複数の部材が積層されて構成されており、製造時に生じた内部応力によって反るマイクロデバイス。
【請求項１０】
請求項１又は５に記載のマイクロデバイスにおいて、
前記ストッパを加熱する加熱手段をさらに備え、
前記ストッパは、熱膨張係数が異なる複数の部材が積層されて構成されており、前記加熱手段で加熱されることによって反るマイクロデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレームとフレームに対して揺動する揺動体を備えたマイクロデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＭＥＭＳ等のマイクロデバイスとして、フレームとフレームに対して揺動する揺動体とを備えたものが知られている。その例としては、角速度センサやマイクロミラー等がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、マイクロミラーが開示されている。このマイクロミラーは、ミラー基板と電極基板とを重ね合わせて構成されている。ミラー基板は、フレームと、ミラー部と、ミラー部をフレームに対して揺動可能に連結するトーションバー部とを有している。そして、電極基板には、ミラー部を駆動するための電極板と、ミラー部の揺動範囲を制限するストッパとが設けられている。このように、特許文献１に係るマイクロミラーにおいては、電極基板にストッパを設けることによって、ミラー部の揺動範囲を制限して、ミラー部や電極板等の破損を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のマイクロデバイスにおいては、特許文献１に開示されたマイクロミラーのように、揺動部の揺動範囲を制限するためのストッパを、フレームや揺動部とは別部材として設ける必要がある。そのため、コストが上昇すると共に、組立工数が増加してしまう。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、揺動部の揺動範囲を制限するストッパを簡易に構成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、フレームと、該フレームに対して揺動する揺動体と、該揺動体の揺動を所定の揺動範囲に制限するためのストッパとを備えたマイクロデバイスを対象としている。そして、前記フレーム、揺動体及びストッパは、同一基板上に１又は２以上の層が積層された１つの積層体として構成され、前記ストッパは、前記フレームから延びており、反ることによって前記揺動体の揺動軌跡上に位置するものとする。
【０００８】
また、本発明に係る別のマイクロデバイスにおいては、フレームと、該フレームに対して揺動する揺動体と、該揺動体の揺動を所定の揺動範囲に制限するためのストッパとを備えている。そして、前記フレーム、揺動体及びストッパは、同一基板上に１又は２以上の層が積層された１つの積層体として構成され、前記ストッパは、前記揺動体から延びており、前記ストッパが反ることによって、前記揺動体と共に揺動したときの該ストッパの揺動軌跡上に前記フレームが位置するものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るマイクロデバイスによれば、ストッパをフレーム及び揺動体と共に１つの積層体として構成しているにも関わらず、ストッパを揺動体の揺動軌跡上の位置まで反らせることによって、該ストッパに揺動体の揺動範囲を制限する機能を発揮させることができる。その結果、ストッパを簡易に構成することができる。
【００１０】
また、本発明に係る別のマイクロデバイスによれば、ストッパをフレーム及び揺動体と共に１つの積層体として構成しているにも関わらず、揺動体と共に揺動したときのストッパの揺動軌跡上にフレームが位置するようになるまでストッパを反らせることによって、該ストッパに揺動体の揺動範囲を制限する機能を発揮させることができる。その結果、ストッパを簡易に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】使用時における、本発明の実施形態１に係る角速度センサを示す図であって、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は（Ａ）図のＩ−Ｉ線における断面図である。
【図２】製造時におけるストッパの平面図である。
【図３】使用時におけるストッパの平面図である。
【図４】図１（Ａ）のII−II線における、使用時の角速度センサの部分断面図である。
【図５】使用時において振動子が揺動方向の一方側へ揺動したときの、図１（Ａ）のII−II線における、角速度センサの部分断面図である。
【図６】使用時において振動子が揺動方向の他方側へ揺動したときの、図１（Ａ）のII−II線における、角速度センサの部分断面図である。
【図７】ストッパの寸法の設計方法を説明するための図であって、（Ａ）は、製造時における角速度センサの平面図で、（Ｂ）は使用時における角速度センサの、図１（Ａ）のII−II線における部分断面図で、（Ｃ）は使用時において振動子が揺動したときの、図１（Ａ）のII−II線における部分断面図である。
【図８】製造時における、変形例１に係るストッパの平面図である。
【図９】製造時における、変形例２に係るストッパの平面図である。
【図１０】製造時における、変形例３に係るストッパの平面図である。
【図１１】製造時における、変形例４に係るストッパの平面図である。
【図１２】製造時における、変形例５に係るストッパの平面図である。
【図１３】製造時における、変形例６に係るストッパの平面図である。
【図１４】製造時における、変形例７に係るストッパの平面図である。
【図１５】製造時における、変形例８に係るストッパの平面図である。
【図１６】製造時における、変形例９に係るストッパの平面図である。
【図１７】製造時における、変形例１０に係るストッパの平面図である。
【図１８】製造時における、変形例１１に係るストッパの平面図である。
【図１９】製造時における、変形例１２に係るストッパの平面図である。
【図２０】製造時における、変形例１３に係るストッパの平面図である。
【図２１】図２０のIII−III線における、使用時の、変形例１３に係るストッパの断面図である。
【図２２】製造時における、変形例１４に係るストッパの平面図である。
【図２３】製造時における、変形例１５に係るストッパの平面図である。
【図２４】製造時における、変形例１６に係るストッパの断面図である。
【図２５】製造時における、変形例１７に係るストッパの断面図である。
【図２６】製造時における、変形例１７をさらに変形したストッパの断面図である。
【図２７】製造時における、変形例１８に係るストッパの断面図である。
【図２８】製造時における、変形例１８をさらに変形したストッパの断面図である。
【図２９】製造時における、実施形態２に係るストッパの平面図である。
【図３０】製造時における、変形例１に係るストッパの平面図である。
【図３１】製造時における、変形例２に係るストッパの平面図である。
【図３２】製造時における、変形例３に係るストッパの平面図である。
【図３３】製造時における、変形例４に係るストッパの平面図である。
【図３４】製造時における、変形例５に係るストッパの平面図である。
【図３５】製造時における、変形例６に係るストッパの平面図である。
【図３６】製造時における、変形例７に係るストッパの平面図である。
【図３７】製造時における、変形例８に係るストッパの平面図である。
【図３８】製造時における、実施形態３に係るストッパの平面図である。
【図３９】製造時における、変形例１に係るストッパの平面図である。
【図４０】使用時における、実施形態４に係るマイクロミラーの平面図である。
【図４１】使用時における、マイクロミラーの図４０のIV−IV線における部分断面図である。
【図４２】製造時における、ストッパの平面図である。
【図４３】マイクロミラーの製造方法を示す説明図であって、（Ａ）はＳＯＩウエハの断面図で、（Ｂ）は低熱膨張係数膜及び高熱膨張係数膜が成膜されたＳＯＩウエハの断面図で、（Ｃ）はフレーム、ミラー及びストッパが形成されたＳＯＩウエハの断面図で、（Ｄ）は犠牲層およびサブストレートが除去されたＳＯＩウエハの断面図、（Ｅ）完成したストッパの断面図である。
【図４４】製造時における、変形例１に係るストッパの平面図である。
【図４５】図４４のＶ−Ｖ線における、製造時の、変形例１に係るストッパの断面図であって、（Ａ）は使用温度におけるストッパの断面図で、（Ｂ）はさらに加熱したストッパの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係る角速度センサを示す図であって、（Ａ）は平面図を、（Ｂ）は断面図を示す。
【００１４】
角速度センサ１は、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスであって、シリコン基板部１１と、ガラス基板部１２とを備えている。この角速度センサ１がマイクロデバイスを構成する。
【００１５】
シリコン基板部１１は、フレーム２と、該フレーム２に対して揺動する振動子３と、振動子３を駆動するための駆動電極４と、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限するためのストッパ５，５とを有している。ガラス基板部１２は、ベース１３と、前記振動子３の振動を検出する検出電極１４とを有している。シリコン基板部１１とガラス基板部１２とは互いに接合されている。
【００１６】
前記フレーム２は、平面視で略正方形の枠状の部材である。フレーム２は、ガラス基板部１２に接合されている。
【００１７】
前記振動子３は、Ｚ軸を軸心とする円盤状の部材である。振動子３は、Ｚ軸を挟んで対向する２つの扇形の扇状部３１，３１と、２つの扇状部３１，３１を互いに連結する２つの円弧状部３２，３２とを有している。振動子３には、その中心に円形の貫通孔が形成されると共に、周方向において２つの扇状部３１，３１に挟まれた位置には２つの扇形の貫通孔が形成されている。このように構成された振動子３は、フレーム２と同一平面上であって且つフレーム２の内方に位置している。そして、振動子３は、円弧状部３２，３２がヒンジ３３，３３を介してフレーム２に支持されている。２つのヒンジ３３，３３は、振動子３のＺ軸回りにおいて１８０°ずれた位置に設けられている。さらに詳しくは、２つのヒンジ３３，３３は、振動子３に平行であって且つ振動子３のＺ軸に直交するＸ軸上に一直線状に並んでいる。このように支持された振動子３は、Ｚ軸回りに回転可能であって且つ、Ｘ軸回りに回転可能に構成されている。この振動子３が揺動体を構成する。
【００１８】
前記駆動電極４は、２つの第１駆動電極４ａ，４ａと、２つの第２駆動電極４ｂ，４ｂとで構成されている。各駆動電極４ａ（４ｂ）は、扇形に形成されている。駆動電極４は、振動子３と同一平面上であって、振動子３の扇形の貫通孔内に位置している。詳しくは、振動子３の扇形の貫通孔ごとに第１駆動電極４ａと第２駆動電極４ｂとがセットで配置されている。そして、一方の扇形の貫通孔に配置された第１駆動電極４ａと他方の扇形の貫通孔に配置された第１駆動電極４ａとはＺ軸回りに１８０°ずれた位置に位置する。同様に、一方の扇形の貫通孔に配置された第２駆動電極４ｂと他方の扇形の貫通孔に配置された第２駆動電極４ｂとはＺ軸回りに１８０°ずれた位置に位置する。こうして、振動子３のＺ軸回りにおいては、第１駆動電極４ａと第２駆動電極４ｂとが交互に配置される。
【００１９】
前記ストッパ５は、フレーム２に設けられており、Ｘ軸回りに揺動する振動子３の揺動範囲を制限する。ストッパ５の詳しい構成については後述する。
【００２０】
前記ベース１３は、平面視で（即ち、Ｚ軸方向を向いて見たときに）略正方形の板状の部材である。ベース１３の主面（シリコン基板部１１と対向する面）は、周縁部と、中央部と、駆動電極４ａ，４ｂが配設される部分とを残して陥没していている。ベース１３の周縁部にはフレーム２が接合される。
【００２１】
前記検出電極１４，１４は、ベース１３の陥没した部分の底面に配設されている。検出電極１４，１４は、平面視で、振動子３の扇状部３１，３１と対向する位置に配置されている。
【００２２】
このように構成された角速度センサ１は、振動子３に定電圧を印加する一方、第１駆動電極４ａ，４ａに所定の第１交流電圧を、第２駆動電極４ｂ，４ｂに該第１交流電圧と位相が１８０°ずれた第２交流電圧をそれぞれ印加することによって、振動子３をＺ軸回りに（即ち、図１の矢印Ａの方向に）振動させる。この状態で、角速度センサ１にＹ軸（Ｘ軸及びＺ軸に直交する軸）回りの回転が作用すると、振動子３にＸ軸回りのコリオリ力が生じ、振動子３はＸ軸回りに揺動する。振動子３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３と検出電極１４，１４との間の間隔が変動し、それにより、振動子３と検出電極１４，１４との間の静電容量は変動する。コリオリ力は、角速度に比例するため、振動子３と検出電極１４，１４との間の静電容量の変動速度は、角速度センサ１に作用するＹ軸回りの回転の角速度に比例する。こうして、角速度センサ１は、振動子３と検出電極１４，１４との間の静電容量の変動速度に基づいて、角速度センサ１のＹ軸回りの角速度を検出する。
【００２３】
このように、振動子３が揺動する角速度センサ１においては、振動子３がヒンジ３３，３３の弾性限界を超えて揺動したり、振動子３がガラス基板部１２に衝突したりすることを防止するために、振動子３の揺動範囲を制限する必要がある。そこで、角速度センサ１には、ストッパ５，５が設けられている。
【００２４】
前記ストッパ５，５は、フレーム２における、Ｙ軸が交差する２箇所の部分に設けられている。
【００２５】
まず、製造時におけるストッパ５の形状について図２を参照しながら説明する。図２は、製造時におけるストッパの平面図を示す。ストッパ５は、フレーム２からＹ軸に沿って振動子３側へ延びる延設部５１と、該延設部５１から屈曲して延びる本体部５２とを有し、全体として平面視で鉤形状に形成されている。さらに詳しくは、本体部５２は、延設部５１の先端から、後述する当接部３４の延設部３５側へ延びている。延設部５１の表面には、延設部５１よりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜５３が積層されている。高熱膨張係数膜５３は、延設部５１と同様に、Ｙ軸方向に延設されている。さらに詳しくは、延設部５１及び本体部５２は、フレーム２と同様に、シリコンで形成されている。一方、高熱膨張係数膜５３は、金で形成されている。高熱膨張係数膜５３は、延設部５１よりも熱膨張係数が高い材料であればよく、アルミニウムやチタン等の金属、あるいは、窒化シリコン等であってもよい。
【００２６】
一方、振動子３には、ストッパ５に当接する当接部３４が設けられている。当接部３４は、振動子３からＹ軸に沿ってフレーム２側へ延びる延設部３５と、該延設部３５の先端から屈曲してＸ軸方向へ延びる本体部３６とを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。さらに詳しくは、延設部３５は、その先端がストッパ５の本体部５２を超える位置まで延びている。本体部３６は、延設部３５の先端から、ストッパ５の延設部５１側へ延びて、ストッパ５の鉤形状の内方のスペースＳに位置している。
【００２７】
こうして、高熱膨張係数膜５３の延設方向（即ち、Ｙ軸方向）において、ストッパ５の本体部５２よりも基端側には、当接部３４の本体部３６が位置している。つまり、高熱膨張係数膜５３の延設方向においてストッパ５の先端側から基端側へ向かって、ストッパ５の本体部５２、当接部３４の本体部３６がこの順で並んでいる。
【００２８】
このように構成された角速度センサ１の以下のようにして製造される。
【００２９】
まず、平板状のガラス基板にキャビティを形成してベース１３を作製する。そして、ベース１３のキャビティの底面に検出電極１４，１４を形成する。こうして作製したガラス基板部１２に平板状のシリコン基板を陽極接合により接合する。
【００３０】
この状態で、シリコン基板上に金を成膜し、形成された膜にフォトリソグラフィ及びエッチングを施すことによって高熱膨張係数膜５３を形成する。続いて、シリコン基板にフォトリソグラフィ及びエッチングを施すことによって、フレーム２、振動子３及びストッパ５等を形成する。同時に、振動子３の扇形の貫通孔内に第１及び第２駆動電極４ａ，４ｂを形成する。
【００３１】
このように製造された角速度センサ１においては、フレーム２、振動子３及びストッパ５，５は、シリコン基板部１１という同一の積層体で形成されている。そして、製造された時点（詳しくは、成膜又はエッチングされたとき）においては、ストッパ５は、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【００３２】
ここで、角速度センサ１は、製造される間、所定の製造温度に維持される。特に、成膜やエッチング等においては各処理工程に応じた製造温度がある。その一方で、角速度センサ１は、許容される使用温度範囲を有する。使用温度範囲が製造温度よりも低いときには、角速度センサ１は使用時には温度が低下することになる。また、使用温度範囲が製造温度よりも高いときには、角速度センサ１は使用時には温度が上昇することになる。このように、製造時と使用時とで温度差が生じると、熱膨張係数が異なる部材が積層されて構成されたストッパ５には、製造時と使用時とで内部応力、即ち、熱応力が生じることになる。そうすると、ストッパ５は、使用時には、内部応力により反り、振動子３と共に揺動する当接部３４の揺動軌跡上に移動する。
【００３３】
具体的に、本実施形態に係るストッパ５の使用時の状態について、図３〜６を参照して説明する。図３は、使用時におけるストッパの平面図を示し、図４は、使用時における角速度センサの断面図を示し、図５は、使用時において振動子が揺動方向の一方側へ揺動したときの角速度センサの断面図を示し、図６は、使用時において振動子が揺動方向の他方側へ揺動したときの角速度センサの断面図を示す。
例えば、使用温度が製造温度よりも低いときには、ストッパ５の温度は低下するため、高熱膨張係数膜５３の方が延設部５１よりも大きく収縮する。その結果、製造時においてはフレーム２や振動子３と同一平面上に位置していたストッパ５は、使用時には、延設部５１が積層方向における高熱膨張係数膜５３側に反る（即ち、湾曲する）ことになる。角速度センサ１は、この製造時と使用時における温度差に起因する熱応力を利用して、使用時には、ストッパ５の本体部５２を、振動子３と共に揺動する当接部３４の揺動軌跡上に位置させている。尚、使用温度が製造温度よりも高いときには、延設部５１の方が高熱膨張係数膜５３よりも大きく収縮して、ストッパ５の延設部５１は、延設部５１と高熱膨張係数膜５３の積層方向における延設部５１側に反る。
【００３４】
本実施形態に係る角速度センサ１の使用温度は、製造温度よりも低く設定されている。そのため、角速度センサ１を使用温度下に置くと、ストッパ５の温度は低下する。その結果、ストッパ５は積層方向における高熱膨張係数膜５３側に反って、ストッパ５の本体部５２が当接部３４の揺動軌跡Ｔ上に位置するようになる。尚、角速度センサ１の製造温度及び使用温度、ストッパ５の延設部５１の材料及び寸法、並びに高熱膨張係数膜５３の材料及び寸法を調整することによって、角速度センサ１の反り量、即ち、本体部５２の位置を調整することができる。
【００３５】
こうして、角速度センサ１の製造時には、ストッパ５がフレーム２及び振動子３と同一平面上に位置するのに対して、角速度センサ１の使用時には、ストッパ５は振動子３に設けられた当接部３４（詳しくは、その本体部３６）の揺動軌跡上に位置する。したがって、振動子３がＸ軸回りの一方側へ揺動すると、図５に示すように、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４の本体部３６がストッパ５の本体部５２に当接する。このとき、振動子３のうち、該当接部３４とＺ軸を挟んで反対側の部分はガラス基板部１２の底面に最も近接するが、ガラス基板部１２と当接することはない。こうして、ストッパ５は、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【００３６】
もう一方のストッパ５も、角速度センサ１の使用時においては、延設部５１及び高熱膨張係数膜５３が高熱膨張係数膜５３側に反り上がり、本体部５２が当接部３４の揺動軌跡上に位置している。したがって、振動子３がＸ軸回りの他方側へ揺動すると、図６に示すように、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４の本体部３６がストッパ５の本体部５２に当接する。このとき、振動子３のうち、該当接部３４とＺ軸を挟んで反対側の部分はガラス基板部１２の底面に最も近接するが、ガラス基板部１２と当接することはない。こうして、ストッパ５は、先程とは逆向きの揺動についても、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【００３７】
次に、このように構成された角速度センサ１における、振動子３及びストッパ５の設計方法について、図７を参照しながら説明する。
【００３８】
まず、振動子３の寸法（振動子３の軸心から当接部３４の本体部３６までの距離ｌ１）及び振動子３の揺動許容角度θ１を決定する。すると、以下の式（１）により、ストッパ５の高さｈを求めることができる。
【００３９】
ｈ＝ｌ１sinθ１               …（１）
次に、ストッパ５の延設部５１の厚みｔ１、並びに高熱膨張係数膜５３の厚みｔ２、延設方向長さｌ２及びヤング率Ｅ２を決定する。すると、以下の式（２）により、ストッパ５の曲率１／ρを算出することができる。
【００４０】
【数１】
2011062780.tif 000003
【００４１】
ここで、Ｅ１は延設部５１のヤング率、Ｓは延設部５１のひずみと高熱膨張係数膜５３のひずみとの差であって、それぞれの熱膨張係数と延設方向長さｌ２で決まる。
【００４２】
こうして、ストッパ５の曲率半径ρが求められると、以下の式（３）に基づいて、ストッパ５の曲率中心回りの、延設部５１の基端部と先端部との間の角度θ２を求めることができる。
【００４３】
ｈ＝ρ−ρcosθ２−（ｌ３−ｌ２）sinθ２  …（３）
ここで、ｌ３はストッパ５における基端部から本体部５２までの距離である。
【００４４】
そして、以下の式（４）、（５）に基づいて、振動子３が振動許容角度θ１だけ揺動したときの当接部３４の本体部３６のＹ軸方向への変位量ｄ１と、ストッパ５が反ることによるストッパ５の延設部５１の本体部５２のＹ軸方向への変位量ｄ２とを求めることができる。
【００４５】
ｄ１＝ｌ１−ｌ１cosθ１      …（４）
ｄ２＝ｌ３−ρsinθ２−（ｌ３−ｌ２）cosθ２  …（５）
そして、これら変位量ｄ１，ｄ２が、以下の式（６）を満たすか否かを判定する。
【００４６】
ｘ＜ｄ１＋ｄ２               …（６）
ここで、ｘは、製造時における（即ち、同一平面上にあるときの）振動子３の当接部３４とストッパ５の本体部５２との間のＹ軸方向への間隔である。
【００４７】
式（６）を満たさない場合には、上記の各値（例えば、高熱膨張係数膜５３の膜厚ｔ２や長さｌ２）を調整することによって、式（６）を満たすように最適設計を行う。
【００４８】
尚、以上の説明は、設計方法の一例であり、他の手法により振動子３及びストッパ５を設計してもよい。
【００４９】
したがって、本実施形態によれば、フレーム２及び振動子３と同一の積層体に形成されたストッパ５を反らせることで振動子３の揺動軌跡上に位置させることによって、ストッパ５を簡易に構成することができる。つまり、ストッパ５がフレーム２及び振動子３と同一の積層体で形成されるため、ストッパを別途設ける必要がない。さらに、フレーム２、振動子３及びストッパ５を同一の積層体で形成する場合、これらは同一平面上に位置するのが通常である。この場合、振動子３の揺動軌跡上にストッパ５が位置することはない。それに対して、本実施形態では、ストッパ５を反らせることによって、該ストッパ５を振動子３の揺動軌跡上に位置させることができる。つまり、本実施形態によれば、ストッパ５をフレーム２及び振動子３と同一の積層体で形成するにもかかわらず、ストッパ５を振動子３の揺動範囲を制限するストッパとして機能させることができる。その結果、角速度センサ１のコストを抑制することができると共に、組立工数を低減することができる。
【００５０】
また、ストッパ５を、製造時の内部応力を利用して反らせることによって、ストッパ５に反らせるための加工、処理を施す必要がないため、ストッパ５をさらに簡易に構成することができる。つまり、ストッパ５を熱膨張係数が異なる複数の部材を積層させて構成すると共に、製造時と使用時とで温度差を設けることによって、使用時にはストッパ５に熱応力を生じさせて、ストッパ５を反らせることができる。
【００５１】
さらに、角速度センサ１の未使用時（即ち、通電していない状態）においても、そのときの温度と製造時の温度との温度差が、ストッパ５を振動子３の揺動軌跡上まで反らせる温度差である限りは、ストッパ５を振動子３の揺動を制限する部材として機能させることができる。つまり、角速度センサ１の搬送時や保管時であっても、ストッパ５が反って振動子３の揺動軌跡上に位置するため、角速度センサ１に外部から衝撃が加わったとしても、振動子３がヒンジ３３，３３の弾性限界を超えて揺動したり、振動子３がガラス基板部１２に衝突したりすることを防止することができる。
【００５２】
以下に、ストッパ５の変形例について説明する。
【００５３】
−変形例１−
図８は、変形例１に係るストッパ５Ｂの製造時（即ち、フレーム２と同一平面上に位置するとき）における平面図を示す。変形例１に係る角速度センサ１Ｂは、高熱膨張係数膜５３ｂを加熱するヒータ５４ｂが設けられている点で実施形態１と異なる。すなわち、ストッパ５Ｂは、フレーム２からＹ軸に沿って延びる延設部５１ｂと、延設部５１ｂの先端から屈曲してＸ軸方向へ延びる本体部５２ｂとを有し、全体として鉤形状をしている。そして、延設部５１ｂの表面には、延設部５１ｂよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜５３ｂと、該高熱膨張係数膜５３ｂを囲むように配設されたヒータ５４ｂとが積層されている。ヒータ５４ｂは、白金／タンタル等の金属を用いて、延設部５１ｂの表面にパターンとして形成されている。例えば、タンタルを本体部５２ｂ上に密着層として成膜した後、その上に白金を成膜することでヒータ５４ｂが形成される。ヒータ５４ｂは、通電させることによって発熱し、延設部５１ｂ及び高熱膨張係数膜５３ｂを加熱する。延設部５１ｂ及び高熱膨張係数膜５３ｂが加熱されると、高熱膨張係数膜５３ｂの方が延設部５１ｂよりも大きく膨張する。このヒータ５４ｂが加熱手段を構成する。
【００５４】
つまり、角速度センサ１Ｂの使用時においては、ストッパ５Ｂは、製造時よりも温度が低下するため、高熱膨張係数膜５３ｂ側に反っている。この状態で、ヒータ５４ｂに通電すると、高熱膨張係数膜５３ｂの方が延設部５１ｂよりも大きく膨張するため、反り量が減少する。したがって、ヒータ５４ｂによる加熱量を調整することによって、ストッパ５Ｂの反り量を所望の値に調整することができる。尚、ヒータ５４ｂによる加熱によって、角速度センサ１Ｂの温度が製造温度を超えると、ストッパ５Ｂは、高熱膨張係数膜５３ｂ側ではなく、延設部５１ｂ側に反っていく。
【００５５】
また、角速度センサ１Ｂの使用温度においてストッパ５Ｂがあまり反っていない場合（例えば、角速度センサ１Ｂの製造温度と使用温度とがあまり変わらない場合等）には、ヒータ５４ｂで延設部５１ｂ及び高熱膨張係数膜５３ｂを加熱することによって、ストッパ５Ｂを、積層方向における延設部５１ｂ側に反らせることができる。この場合、ストッパ５Ｂは、振動子３が上記の説明とは反対側に揺動したときのストッパとして機能する。
【００５６】
さらに、角速度センサ１Ｂの使用温度の方が製造温度よりも高い場合には、使用時においてはストッパ５Ｂは延設部５１側に反っている。この場合は、延設部５１ｂ及び高熱膨張係数膜５３ｂをヒータ５４ｂで加熱することによって、反り量を増加する方向に調整することができる。
【００５７】
このように変形例１によれば、製造時に生じた内部応力によって反りが生じたストッパ５Ｂの反り量をヒータ５４ｂによって調整することができる。また、製造時と使用時とで内部応力がほとんど生じない構成であっても、ストッパ５Ｂをヒータ５４ｂで加熱することによって反りを生じさせることができ、その反り量もヒータ５４ｂの加熱量により調整することができる。
【００５８】
−変形例２−
図９は、変形例２に係るストッパ５Ｃの製造時における平面図を示す。変形例２に係るストッパ５Ｃは、フレーム２からＸ軸に沿って延びる延設部５１ｃと、延設部５１ｃの先端から振動子３側へ屈曲してＹ軸に沿って延びる本体部５２ｃとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。延設部５１ｃの表面には、延設部５１ｃよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜５３ｃが積層されている。高熱膨張係数膜５３ｃは、延設部５１ｃと同様に、Ｘ軸方向に延設されている。ストッパ５Ｃは、製造時においては、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【００５９】
一方、振動子３には、ストッパ５Ｃに当接する当接部３４Ｃが設けられている。当接部３４Ｃは、振動子３からＹ軸に沿ってストッパ５Ｃ側へ延びる短冊状に形成されている。製造時においては、当接部３４Ｃの先端は、ストッパ５Ｃの鉤形状の内方のスペースＳに位置している。こうして、高熱膨張係数膜５３ｃの延設方向（即ち、Ｘ軸方向）において、ストッパ５Ｃの本体部５２ｃよりも基端側には、当接部３４Ｃの先端部が位置している。つまり、高熱膨張係数膜５３ｃの延設方向においてストッパ５Ｃの先端側から基端側へ向かって、ストッパ５Ｃの本体部５２ｃ、当接部３４Ｃがこの順で並んでいる。
【００６０】
角速度センサ１Ｃの使用時においては、ストッパ５Ｃの温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜５３ｃの方が延設部５１ｃよりも大きく収縮し、延設部５１ｃが高熱膨張係数膜５３ｃ側に反り上がる。その結果、ストッパ５Ｃの本体部５２ｃは、当接部３４Ｃに対して積層方向の上方の位置であって、振動子３と共に揺動する当接部３４Ｃの揺動軌跡上に位置するようになる。したがって、振動子３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４Ｃがストッパ５Ｃの本体部５２ｃに当接する。こうして、ストッパ５Ｃは、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【００６１】
−変形例３−
図１０は、変形例３に係るストッパ５Ｄの製造時における平面図を示す。変形例３に係るストッパ５Ｄは、フレーム２から振動子３側へ向かって延び、平面視で基端側から先端側に向かって拡幅している本体部５２ｄを有している。詳しくは、本体部５２ｄは、概略三角形状をしている。本体部５２ｄの表面には、本体部５２ｄよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜５３ｄが積層されている。高熱膨張係数膜５３ｄも、本体部５２ｄと同様に、フレーム２から振動子３側へ延設していて、平面視で基端側から先端側に向かって拡幅した概略三角形状をしている。ストッパ５Ｄは、製造時においては、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【００６２】
一方、振動子３には、ストッパ５Ｄに当接する当接部３４Ｄが設けられている。当接部３４Ｄは、振動子３からストッパ５Ｄ側へ向かって延び、平面視で基端側から先端側に向かって拡幅した概略三角形状をしている。こうして、高熱膨張係数膜５３ｄの延設方向（ここで、高熱膨張係数膜５３ｄの基端部と高熱膨張係数膜５３ｄの重心を結ぶ直線の方向を高熱膨張係数膜５３ｄの延設方向とする。）において、ストッパ５Ｄの先端部よりも基端側には、当接部３４Ｄの先端部が位置している。つまり、高熱膨張係数膜５３ｄの延設方向においてストッパ５Ｄの先端側から基端側へ向かって、ストッパ５Ｄの先端部、当接部３４Ｄの先端部がこの順で並んでいる。
【００６３】
角速度センサ１Ｄの使用時においては、ストッパ５Ｄの温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜５３ｄの方が本体部５２ｄよりも大きく収縮し、本体部５２ｄが高熱膨張係数膜５３ｄ側に反り上がる。その結果、ストッパ５Ｄの先端部は、当接部３４Ｃに対して積層方向の上方の位置であって、振動子３と共に揺動する当接部３４Ｄの揺動軌跡上に位置するようになる。したがって、振動子３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４Ｄがストッパ５Ｄの先端部に当接する。こうして、ストッパ５Ｄは、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【００６４】
−変形例４−
図１１は、変形例４に係るストッパ５Ｅの製造時における平面図を示す。変形例４に係るストッパ５Ｅは、フレーム２からＹ軸に沿って延びる延設部５１ｅと、延設部５１ｅの先端から屈曲してＸ軸方向へ延びた後、さらに延設部５１ｅの基端側に向かって屈曲してＹ軸に沿って延びる本体部５２ｅとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。延設部５１ｅの表面には、延設部５１ｅよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜５３ｅが積層されている。高熱膨張係数膜５３ｅは、延設部５１ｅと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。ストッパ５Ｅは、製造時においては、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【００６５】
一方、振動子３には、ストッパ５Ｅに当接する当接部３４Ｅが設けられている。当接部３４Ｅは、実施形態１に係る当接部３４と同様の構成をしている。つまり、当接部３４の本体部３６ｅは、ストッパ５Ｅの鉤形状の内方のスペースＳに位置している。こうして、高熱膨張係数膜５３ｅの延設方向（即ち、Ｙ軸方向）において、ストッパ５Ｅの本体部５２ｅよりも基端側には、当接部３４Ｅの本体部３６ｅが位置している。つまり、高熱膨張係数膜５３ｅの延設方向においてストッパ５Ｅの先端側から基端側へ向かって、ストッパ５Ｅの本体部５２ｅ、当接部３４Ｅの本体部３６ｅがこの順で並んでいる。
【００６６】
角速度センサ１Ｅの使用時においては、ストッパ５Ｅの温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜５３ｅの方が延設部５１ｅよりも大きく収縮し、延設部５１ｅが高熱膨張係数膜５３ｅ側に反り上がる。その結果、ストッパ５Ｅの本体部５２ｅは、当接部３４Ｅに対して積層方向の上方の位置であって、振動子３と共に揺動する当接部３４Ｅの揺動軌跡上に位置するようになる。したがって、振動子３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４Ｅがストッパ５Ｅの本体部５２ｅに当接する。こうして、ストッパ５Ｅは、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【００６７】
−変形例５−
図１２は、変形例５に係るストッパ５Ｆの製造時における平面図を示す。変形例５に係るストッパ５Ｆでは、ストッパの本体部にも高熱膨張係数膜を設けている点で実施形態１と異なる。具体的には、ストッパ５Ｆの基本的な構成は、実施形態１に係るストッパ５と同様である。すなわち、ストッパ５Ｆは、フレーム２からＹ軸に沿って延びる延設部５１ｆと、延設部５１ｆの先端から屈曲してＸ軸に沿って延びる本体部５２ｆとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。延設部５１ｆの表面には、延設部５１ｆよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第１高熱膨張係数膜５３ｆが積層されている。第１高熱膨張係数膜５３ｆは、延設部５１ｆと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。そして、変形例５においては、本体部５２ｆの表面にも、本体部５２ｆよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第２高熱膨張係数膜５５ｆが積層されている。この第１高熱膨張係数膜５３ｆと第２高熱膨張係数膜５５ｆとは、同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。ストッパ５Ｆは、製造時においては、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【００６８】
一方、振動子３には、ストッパ５Ｆに当接する当接部３４Ｆが設けられている。当接部３４Ｆは、実施形態１に係る当接部３４Ｆと同様の構成をしている。つまり、当接部３４Ｆの本体部３６ｆは、ストッパ５Ｆの鉤形状の内方のスペースＳに位置している。こうして、第１高熱膨張係数膜５３ｆの延設方向において、ストッパ５Ｆの本体部５２ｆよりも基端側には、当接部３４Ｆの本体部３６ｆが位置している。つまり、第１高熱膨張係数膜５３ｆの延設方向においてストッパ５Ｆの先端側から基端側へ向かって、ストッパ５Ｆの本体部５２ｆ、当接部３４Ｆの本体部３６ｆがこの順で並んでいる。
【００６９】
角速度センサ１Ｆの使用時においては、ストッパ５Ｆの温度が製造時よりも低下するため、第１高熱膨張係数膜５３ｆの方が延設部５１ｆよりも大きく収縮し、延設部５１ｆが第１高熱膨張係数膜５３ｆ側に反り上がる。同時に、第２高熱膨張係数膜５５ｆの方が本体部５２ｆよりも大きく収縮し、本体部５２ｆが第２高熱膨張係数膜５５ｆ側に反り上がる。その結果、ストッパ５Ｆの本体部５２ｆは、当接部３４Ｆに対して積層方向の上方の位置であって、振動子３と共に揺動する当接部３４Ｆの揺動軌跡上に位置するようになる。したがって、振動子３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４Ｆがストッパ５Ｆの本体部５２ｆに当接する。こうして、ストッパ５Ｆは、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【００７０】
つまり、実施形態１のストッパ５によれば、延設部５１のみを反らせるため、延設部５１に大きな反りを発生させる必要がある。それに対して、変形例５に係るストッパ５Ｆにおいては、延設部５１ｆと本体部５２ｆのそれぞれを反らせることによって、本体部５２ｆを当接部３４Ｆの揺動軌跡上に位置させるための、延設部５１ｆと本体部５２ｆとのそれぞれの反り量を小さくすることができる。
【００７１】
−変形例６−
図１３は、変形例６に係るストッパ５Ｇの製造時における平面図を示す。変形例６に係るストッパ５Ｇでは、ストッパの本体部にも高熱膨張係数膜を設けている点で変形例２と異なる。具体的には、ストッパ５Ｇの基本的な構成は、変形例２に係るストッパ５Ｃと同様である。すなわち、ストッパ５Ｇは、フレーム２からＸ軸に沿って延びる延設部５１ｇと、延設部５１ｇの先端から振動子３側へ屈曲してＹ軸に沿って延びる本体部５２ｇとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。延設部５１ｇの表面には、延設部５１ｇよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第１高熱膨張係数膜５３ｇが積層されている。第１高熱膨張係数膜５３ｇは、延設部５１ｇと同様に、Ｘ軸方向に延設されている。そして、変形例６においては、本体部５２ｇの表面にも、本体部５２ｇよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第２高熱膨張係数膜５５ｇが積層されている。これら第１高熱膨張係数膜５３ｇと第２高熱膨張係数膜５５ｇとは、同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。ストッパ５Ｇは、製造時においては、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【００７２】
一方、振動子３には、ストッパ５Ｇに当接する当接部３４Ｇが設けられている。当接部３４Ｇは、変形例２に係る当接部３４Ｃと同様の構成をしている。つまり、当接部３４Ｇの先端部は、ストッパ５Ｇの鉤形状の内方のスペースＳに位置している。こうして、第１高熱膨張係数膜５３ｇの延設方向（即ち、Ｘ軸方向）において、ストッパ５Ｇの本体部５２ｇよりも基端側には、当接部３４Ｇの先端部が位置している。つまり、第１高熱膨張係数膜５３ｇ延設方向においてストッパ５Ｇの先端側から基端側へ向かって、ストッパ５Ｇの本体部５２ｇ、当接部３４Ｇの先端部がこの順で並んでいる。
【００７３】
角速度センサ１Ｇの使用時においては、ストッパ５Ｇの温度が製造時よりも低下するため、第１高熱膨張係数膜５３ｇの方が延設部５１ｇよりも大きく収縮し、延設部５１ｇが第１高熱膨張係数膜５３ｇ側に反り上がる。同時に、第２高熱膨張係数膜５５ｇの方が本体部５２ｇよりも大きく収縮し、本体部５２ｇが第２高熱膨張係数膜５５ｇ側に反り上がる。その結果、ストッパ５Ｇの本体部５２ｇは、当接部３４Ｇに対して積層方向の上方の位置であって、振動子３と共に揺動する当接部３４Ｇの揺動軌跡上に位置するようになる。したがって、振動子３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４Ｇがストッパ５Ｇの本体部５２ｅに当接する。こうして、ストッパ５Ｇは、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【００７４】
つまり、変形例２のストッパ５Ｃによれば、延設部５１ｃのみを反らせるため、延設部５１ｃに大きな反りを発生させる必要がある。それに対して、変形例６に係るストッパ５Ｇにおいては、延設部５１ｇと本体部５２ｇのそれぞれを反らせることによって、本体部５２ｇを当接部３４Ｇの揺動軌跡上に位置させるための、延設部５１ｇと本体部５２ｇとのそれぞれの反り量を小さくすることができる。
【００７５】
−変形例７−
図１４は、変形例７に係るストッパ５Ｈの製造時における平面図を示す。変形例７に係る角速度センサ１Ｈは、２つのストッパ５Ｈ，５Ｈを１つのセットとして、それらが１箇所に設けられている。各ストッパ５Ｈの構成は、実施形態１に係るストッパ５と同様である。すなわち、各ストッパ５Ｈは、フレーム２からＹ軸に沿って延びる延設部５１ｈと、延設部５１ｈの先端から屈曲してＸ軸に沿って延びる本体部５２ｈとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。延設部５１ｈの表面には、延設部５１ｈよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜５３ｈが積層されている。高熱膨張係数膜５３ｈは、延設部５１ｈと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。２つのストッパ５Ｈ，５Ｈの延設部５１ｈ，５１ｈは、互いに平行に延びている。そして、各ストッパ５Ｈの本体部５２ｈは、延設部５１ｈの先端からもう一方のストッパ５Ｈ側へ屈曲して延びている。ストッパ５Ｈ，５Ｈは、製造時においては、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【００７６】
一方、振動子３には、２つのストッパ５Ｈ，５Ｈにつき１つの当接部３４Ｈが設けられている。当接部３４Ｈは、振動子３からＹ軸に沿ってフレーム２側へ延びる延設部３５ｈと、延設部３５ｈの先端からＸ軸方向両側へ延びる本体部３６ｈとを有し、全体として平面視でＴ字形状をしている。この延設部３５ｈは、相対向するストッパ５Ｈ，５Ｈの本体部５２ｈ，５２ｈの間を通過して、ストッパ５Ｈ，５Ｈの基端部近傍まで延びている。そして、本体部３６ｈの両端部はそれぞれ、ストッパ５Ｈ，５Ｈの鉤形状の内方のスペースＳ，Ｓに位置している。こうして、高熱膨張係数膜５３ｈの延設方向において、ストッパ５Ｈ，５Ｈの本体部５２ｈ，５２ｈよりも基端側には、当接部３４Ｈの本体部３６ｈが位置している。つまり、高熱膨張係数膜５３ｈの延設方向においてストッパ５Ｈの先端側から基端側へ向かって、ストッパ５Ｈ，５Ｈの本体部５２ｈ，５２ｈ、当接部３４Ｈの本体部３６ｈがこの順で並んでいる。
【００７７】
角速度センサ１Ｈの使用時においては、ストッパ５Ｈの温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜５３ｈの方が延設部５１ｈよりも大きく収縮し、延設部５１ｈが高熱膨張係数膜５３ｈ側に反り上がる。その結果、ストッパ５Ｈ，５Ｈの本体部５２ｈ，５２ｈは、当接部３４Ｈに対して積層方向の上方の位置であって、振動子３と共に揺動する当接部３４Ｈの揺動軌跡上に位置するようになる。したがって、振動子３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４Ｈの本体部３６ｈがストッパ５Ｈ，５Ｈの本体部５２ｈ，５２ｈに当接する。こうして、ストッパ５Ｈは、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【００７８】
このように、２つのストッパ５Ｈ，５Ｈによって振動子３の揺動を制限するため、ストッパの強度を向上させることができる。
【００７９】
また、一方のストッパ５Ｈの反り量と他方のストッパ５Ｈの反り量とを異ならせることによって、広い使用温度範囲において、振動子３の揺動を制限することができる。詳しくは、一方のストッパ５Ｈの反り量の方が、他方のストッパ５Ｈの反り量よりも小さくなるように構成すると共に、或る比較的低い使用温度において、反り量の小さなストッパ５Ｈが当接部３４Ｈの揺動軌跡上に位置するように構成する。このとき、反り量の小さなストッパ５Ｈの本体部５２ｈの方が当接部３４Ｈに近いため、反り量の小さなストッパ５Ｈがストッパとして機能する。尚、反り量が大きい方のストッパ５Ｈは、当接部３４Ｈの揺動軌跡上に位置していても、位置していなくてもよい。この状態から使用温度が高くなると、ストッパ５Ｈの反り量は減少していき、やがて、反り量の小さなストッパ５Ｈは、当接部３４Ｈの揺動軌跡上から外れてしまう。しかしながら、このとき、もう一方のストッパ５Ｈは、反り量が減少しているものの、未だ十分な反り量を有するため、当接部３４Ｈの揺動軌跡上に存在し得る。つまり、反り量の大きなストッパ５Ｈが当接部３４Ｈの揺動軌跡上に存在する温度までは使用温度が上昇しても、振動子３の揺動を制限することができる。したがって、一方のストッパ５Ｈの反り量と他方のストッパ５Ｈの反り量とを異ならせることによって、ストッパ５Ｈ，５Ｈをストッパとして機能させることができる温度範囲を拡大することができる。ひいては、角速度センサ１Ｈの使用温度範囲を拡大することができる。
【００８０】
尚、一方のストッパ５Ｈの延設部５１ｈと他方のストッパ５Ｈの延設部５１ｈとの材料、量、形状等、並びに一方のストッパ５Ｈの高熱膨張係数膜５３ｈと他方のストッパ５Ｈの高熱膨張係数膜５３ｈとの材料、量、形状等を変更することによって、一方のストッパ５Ｈの反り量と他方のストッパ５Ｈの反り量とを異ならせることができる。
【００８１】
さらに、一方のストッパ５Ｈの反り方向と他方のストッパ５Ｈの反り方向とを反対向きにすることによって、角速度センサ１Ｈの１箇所にストッパ５Ｈ，５Ｈを設けるだけで、振動子３のＸ軸回りの一方側への揺動と他方側への揺動とを制限することができる。つまり、一方のストッパ５Ｈをフレーム２の上方（表面側）に反らせ、他方のストッパ５Ｈをフレーム２の下方（裏面側）に反らせることによって、一方のストッパ５Ｈによって振動子３のＸ軸回りの一方側への揺動を制限し、他方のストッパ５Ｈによって振動子３のＸ軸回りの他方側への揺動を制限することができる。その結果、実施形態１及びその変形例においては、フレーム２におけるＹ軸と交差する２箇所にストッパを設けているが、１箇所だけにストッパを設ければよくなり、角速度センサ１Ｈの構成を簡易にすることができる。
【００８２】
尚、ストッパ５Ｈの延設部５１ｈの表面に延設部５１ｈよりも熱膨張係数の低い低熱膨張係数膜を積層すること、又はストッパ５Ｈの延設部５１ｈの裏面に延設部５１ｈよりも熱膨張係数の高い高熱膨張係数膜を積層することによって、ストッパ５Ｈを裏面側（積層方向における延設部５１ｈ側）に反らせることができる。
【００８３】
−変形例８−
図１５は、変形例８に係るストッパ５Ｉの製造時における平面図を示す。変形例８に係る角速度センサ１Ｉは、変形例７に係る角速度センサ１Ｈのように、２つのストッパ５Ｉ，５Ｉが１つのセットとして設けられている。各ストッパ５Ｉの構成は、変形例２に係るストッパ５Ｃと同様である。すなわち、各ストッパ５Ｉは、フレーム２からＸ軸に沿って延びる延設部５１ｉと、延設部５１ｉの先端から振動子３側へ屈曲してＹ軸に沿って延びる本体部５２ｉとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。延設部５１ｉの表面には、延設部５１ｉよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜５３ｉが積層されている。高熱膨張係数膜５３ｉは、延設部５１ｉと同様に、Ｘ軸方向に延設されている。２つのストッパ５Ｉ，５Ｉの延設部５１ｉ，５１ｉは、Ｘ軸に沿って一直線上に並んでおり、互いの先端部が接近している。２つのストッパ５Ｉ，５Ｉの本体部５２ｉ，５２ｉは、近接した状態で平行に延びている。ストッパ５Ｉ，５Ｉは、製造時においては、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【００８４】
一方、振動子３には、２つのストッパ５Ｉ，５Ｉにそれぞれ当接する２つの当接部３４Ｉ，３４Ｉが設けられている。各当接部３４Ｉは、振動子３からＹ軸に沿ってストッパ５Ｉ側へ延び、全体として短冊状をしている。製造時においては、当接部３４Ｉの先端は、ストッパ５Ｉの鉤形状の内方のスペースＳに位置している。こうして、高熱膨張係数膜５３ｉの延設方向（即ち、Ｘ軸方向）において、各ストッパ５Ｉの本体部５２ｉよりも基端側には、各当接部３４Ｉの先端部が位置している。つまり、高熱膨張係数膜５３ｉの延設方向において各ストッパ５Ｉの先端側から基端側へ向かって、各ストッパ５Ｉの本体部５２ｉ、各当接部３４Ｉがこの順で並んでいる。
【００８５】
角速度センサ１Ｉの使用時においては、ストッパ５Ｉの温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜５３ｉの方が延設部５１ｉよりも大きく収縮し、延設部５１ｉが高熱膨張係数膜５３ｉ側に反り上がる。その結果、ストッパ５Ｉの本体部５２ｉは、当接部３４Ｉに対して積層方向の上方の位置であって、振動子３と共に揺動する当接部３４Ｉの揺動軌跡上に位置するようになる。したがって、振動子３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４Ｉ，３４Ｉがストッパ５Ｉ，５Ｉの本体部５２ｉ，５２ｉに当接する。こうして、ストッパ５Ｉ，５Ｉは、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【００８６】
尚、変形例７で述べたように、２つのストッパで、反り量を異ならせたり、反りの方向を異ならせたりしてもよい。以下の、同じ箇所に２つのストッパが設けられた変形例、１つのストッパに２つの本体部が設けられた変形例においても同様に適用できる。
【００８７】
−変形例９−
図１６は、変形例９に係るストッパ５Ｊの製造時における平面図を示す。変形例９に係る角速度センサ１Ｊは、２つのストッパ５Ｊ，５Ｊが１つのセットとして設けられている。各ストッパ５Ｊの構成は、変形例４に係るストッパ５Ｅと同様である。すなわち、各ストッパ５Ｊは、フレーム２からＹ軸に沿って延びる延設部５１ｊと、延設部５１ｊの先端から屈曲してＸ軸方向へ延びた後、さらに延設部５１ｊの基端側に向かって屈曲してＹ軸に沿って延びる本体部５２ｊとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。延設部５１ｊの表面には、延設部５１ｊよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜５３ｊが積層されている。高熱膨張係数膜５３ｊは、延設部５１ｊと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。２つのストッパ５Ｊ，５Ｊの延設部５１ｊ，５１ｊは、互いに平行に延びている。そして、各ストッパ５Ｊの本体部５２ｊは、延設部５１ｊの先端からもう一方のストッパ５Ｊ側へ屈曲して設けられている。ストッパ５Ｊ，５Ｊは、製造時においては、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【００８８】
一方、振動子３には、２つのストッパ５Ｊ，５Ｊにつき１つの当接部３４Ｊが設けられている。当接部３４Ｊは、振動子３からＹ軸に沿ってフレーム２側へ延びる延設部３５ｊと、延設部３５ｊの先端からＸ軸方向両側へ延びる本体部３６ｊとを有し、全体としてＴ字形状をしている。この延設部３５ｊは、相対向するストッパ５Ｊ，５Ｊの本体部５２ｊ，５２ｊの間を通過して、ストッパ５Ｊ，５Ｊの基端部近傍まで延びている。そして、本体部３６ｊの両端部はそれぞれ、ストッパ５Ｊ，５Ｊの鉤形状の内方のスペースＳ，Ｓに位置している。こうして、高熱膨張係数膜５３ｊの延設方向において、ストッパ５Ｊ，５Ｊの本体部５２ｊ，５２ｊよりも基端側には、当接部３４Ｊの本体部３６ｊが位置している。つまり、高熱膨張係数膜５３ｊの延設方向においてストッパ５Ｊの先端側から基端側へ向かって、ストッパ５Ｊ，５Ｊの本体部５２ｊ，５２ｊ、当接部３４Ｊの本体部３６ｊがこの順で並んでいる。
【００８９】
角速度センサ１Ｊの使用時においては、ストッパ５Ｊの温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜５３ｊの方が延設部５１ｊよりも大きく収縮し、延設部５１ｊが高熱膨張係数膜５３ｊ側に反り上がる。その結果、ストッパ５Ｊ，５Ｊの本体部５２ｊ，５２ｊは、当接部３４Ｊに対して積層方向の上方の位置であって、振動子３と共に揺動する当接部３４Ｊの揺動軌跡上に位置するようになる。したがって、振動子３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４Ｊがストッパ５Ｊ，５Ｊの本体部５２ｊ，５２ｊに当接する。こうして、ストッパ５Ｊは、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【００９０】
−変形例１０−
図１７は、変形例１０に係るストッパ５Ｋの製造時における平面図を示す。変形例１０に係るストッパ５Ｋは、ストッパの本体部にも高熱膨張係数膜を設けている点で変形例７と異なる。つまり、変形例１０に係る角速度センサ１Ｋは、変形例７に係る角速度センサ１Ｈに変形例５に係るストッパ５Ｆを組み合わせた構成をしている。すなわち、各ストッパ５Ｋは、フレーム２からＹ軸に沿って延びる延設部５１ｋと、延設部５１ｋの先端から屈曲してＸ軸方向へ延びる本体部５２ｋとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。延設部５１ｋの表面には、延設部５１ｋよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第１高熱膨張係数膜５３ｋが積層されている。また、本体部５２ｋには、本体部５２ｋよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第２高熱膨張係数膜５５ｋが積層されている。第１高熱膨張係数膜５３ｋは、延設部５１ｋと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。２つのストッパ５Ｋ，５Ｋの延設部５１ｋ，５１ｋは、互いに平行に延びている。そして、各ストッパ５Ｋの本体部５２ｋは、延設部５１ｋの先端からもう一方のストッパ５Ｋ側へ屈曲して延びている。ストッパ５Ｋ，５Ｋは、製造時においては、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【００９１】
一方、振動子３には、２つのストッパ５Ｋ，５Ｋにつき１つの当接部３４Ｋが設けられている。当接部３４Ｋは、振動子３からＹ軸に沿ってフレーム２側へ延びる延設部３５ｋと、延設部３５ｋの先端からＸ軸方向へ延びる本体部３６ｋとを有し、全体としてＴ字形状をしている。この延設部３５ｋは、相対向するストッパ５Ｋ，５Ｋの本体部５２ｋ，５２ｋの間を通過して、ストッパ５Ｋ，５Ｋの基端部近傍まで延びている。そして、本体部３６ｋの両端部はそれぞれ、ストッパ５Ｋ，５Ｋの鉤形状の内方のスペースＳ，Ｓに位置している。こうして、第１高熱膨張係数膜５３ｋの延設方向において、ストッパ５Ｋ，５Ｋの本体部５２ｋ，５２ｋよりも基端側には、当接部３４Ｋの本体部３６ｋが位置している。つまり、第１高熱膨張係数膜５３ｋの延設方向においてストッパ５Ｋの先端側から基端側へ向かって、ストッパ５Ｋ，５Ｋの本体部５２ｋ，５２ｋ、当接部３４Ｋの本体部３６ｋがこの順で並んでいる。
【００９２】
角速度センサ１Ｋの使用時においては、ストッパ５Ｋの温度が製造時よりも低下するため、第１高熱膨張係数膜５３ｋの方が延設部５１ｋよりも大きく収縮し、延設部５１ｋが第１高熱膨張係数膜５３ｋ側に反り上がる。同時に、第２高熱膨張係数膜５５ｋの方が本体部５２ｋよりも大きく収縮し、本体部５２ｋが第２高熱膨張係数膜５５ｋ側に反り上がる。その結果、ストッパ５Ｋ，５Ｋの本体部５２ｋ，５２ｋは、当接部３４Ｋに対して積層方向の上方の位置であって、振動子３と共に揺動する当接部３４Ｋの揺動軌跡上に位置するようになる。したがって、振動子３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４Ｋの本体部３６ｋがストッパ５Ｋ，５Ｋの本体部５２ｋ，５２ｋに当接する。こうして、ストッパ５Ｋは、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【００９３】
−変形例１１−
図１８は、変形例１１に係るストッパ５Ｌの製造時における平面図を示す。変形例１１に係るストッパ５Ｌは、ストッパの本体部にも高熱膨張係数膜を設けている点で変形例８と異なる。つまり、変形例１１に係る角速度センサ１Ｌは、変形例８に係る角速度センサ１Ｉに変形例６に係るストッパ５Ｇを組み合わせた構成をしている。すなわち、各ストッパ５Ｌは、フレーム２からＸ軸に沿って延びる延設部５１ｌと、延設部５１ｌの先端からＹ軸方向へ屈曲して振動子３側へ延びる本体部５２ｌとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。延設部５１ｌの表面には、延設部５１ｌよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第１高熱膨張係数膜５３ｌが積層されている。第１高熱膨張係数膜５３ｌは、延設部５１ｌと同様に、Ｘ軸方向に延設されている。また、本体部５２ｌには、本体部５２ｌよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第２高熱膨張係数膜５５ｌが積層されている。２つのストッパ５Ｌ，５Ｌの延設部５１ｌ，５１ｌは、Ｘ軸に沿って一直線上に並んでおり、互いの先端部は接近している。２つのストッパ５Ｌ，５Ｌの本体部５２ｌ，５２ｌは、近接した状態で平行に並んでいる。ストッパ５Ｌ，５Ｌは、製造時においては、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【００９４】
一方、振動子３には、２つのストッパ５Ｌ，５Ｌにそれぞれ当接する２つの当接部３４Ｌ，３４Ｌが設けられている。各当接部３４Ｌは、振動子３からＹ軸に沿ってストッパ５Ｌ側へ延び、全体として短冊状をしている。製造時においては、当接部３４Ｌの先端は、ストッパ５Ｌの鉤形状の内方のスペースＳに位置している。こうして、第１高熱膨張係数膜５３ｌの延設方向（即ち、Ｘ軸方向）において、各ストッパ５Ｌの本体部５２ｌよりも基端側には、各当接部３４Ｌの先端部が位置している。つまり、第１高熱膨張係数膜５３ｌの延設方向において各ストッパ５Ｌの先端側から基端側へ向かって、各ストッパ５Ｌの本体部５２ｌ、各当接部３４Ｌがこの順で並んでいる。
【００９５】
角速度センサ１Ｌの使用時においては、ストッパ５Ｌの温度が製造時よりも低下するため、第１高熱膨張係数膜５３ｌの方が延設部５１ｌよりも大きく収縮し、延設部５１ｌが第１高熱膨張係数膜５３ｌ側に反り上がる。同時に、第２高熱膨張係数膜５５ｌの方が本体部５２ｌよりも大きく収縮し、本体部５２ｌが第２高熱膨張係数膜５５ｌ側に反り上がる。その結果、ストッパ５Ｌの本体部５２ｌは、当接部３４Ｌに対して積層方向の上方の位置であって、振動子３と共に揺動する当接部３４Ｌの揺動軌跡上に位置するようになる。したがって、振動子３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４Ｌ，３４Ｌがストッパ５Ｌ，５Ｌの本体部５２ｌ，５２ｌに当接する。こうして、ストッパ５Ｌ，５Ｌは、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【００９６】
−変形例１２−
図１９に変形例１２に係るストッパ５Ｍの製造時における平面図を示す。変形例１２に係るストッパ５Ｍは、本体部が２つ設けられている点で実施形態１やその他の変形例と異なる。すなわち、ストッパ５Ｍは、フレーム２からＸ軸に沿って延びる延設部５１ｍと、該延設部５１ｍに接続され且つ該延設部５１に沿って略平行に延びる連結部５６ｍと、該連結部５６ｍの一端から振動子３側へ屈曲してＹ軸に沿って延びる第１本体部５２ｍと、該連結部５６ｍの他端から振動子３側へ屈曲してＹ軸に沿って延びる第２本体部５７ｍとを有している。第１本体部５２ｍと連結部５６ｍとで鉤形状を形成すると共に、第２本体部５７ｍと連結部５６ｍとでも鉤形状を形成する。延設部５１ｍの表面には、延設部５１ｍよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜５３ｍが積層されている。高熱膨張係数膜５３ｍは、延設部５１ｍと同様に、Ｘ軸方向に延設されている。つまり、ストッパ５Ｍは、変形例２に係るストッパ５Ｃの本体部５２ｃから延設部５１ｃに沿って連結部５６ｍを延設し、連結部５６ｍの先端に振動子３側へ延びる別の本体部５７ｍを設けた構造をしている。ストッパ５Ｍは、製造時においては、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【００９７】
一方、振動子３には、Ｙ軸に沿ってストッパ５Ｍ側へ延びる短冊状の当接部３４Ｍが設けられている。製造時においては、当接部３４Ｍの先端は、ストッパ５Ｍにおける、第１本体部５２ｍと連結部５６ｍとで形成される鉤形状の内方の第１スペースＳ１と、第２本体部５７ｍと連結部５６ｍとで形成される鉤形状の内方の第２スペース２Ｓとに位置している。こうして、高熱膨張係数膜５３ｍの延設方向（即ち、Ｘ軸方向）において、ストッパ５Ｍの第１本体部５２ｍと第２本体部５７ｍとの間に、当接部３４Ｍの先端部が位置している。
【００９８】
角速度センサ１Ｍの使用時においては、ストッパ５Ｍの温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜５３ｍの方が延設部５１ｍよりも大きく収縮し、延設部５１ｍが高熱膨張係数膜５３ｍ側に反り上がる。その結果、ストッパ５Ｍの第１本体部５２ｍは、当接部３４Ｍに対して積層方向の上方の位置であって、振動子３と共に揺動する当接部３４Ｍの揺動軌跡上に位置するようになる。一方、ストッパ５Ｍの第２本体部５７ｍは、当接部３４Ｍに対して積層方向の下方の位置であって、当接部３４Ｍの揺動軌跡上に位置するようになる。したがって、振動子３がＸ軸回り一方側に揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４Ｍがストッパ５Ｍの第１本体部５２ｍに当接する。また、振動子３がＸ軸回りの他方側に揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４Ｍがストッパ５Ｍの第２本体部５７ｍに当接する。こうして、ストッパ５Ｍは、振動子３の一方側への揺動と他方側への揺動に関して、その揺動を所定の揺動範囲に制限する。その結果、実施形態１及びいくつかの変形例においては、フレーム２におけるＹ軸と交差する２箇所にストッパを設けているが、変形例１２では１箇所だけにストッパを設ければよくなり、角速度センサ１Ｍの構成を簡易にすることができる。
【００９９】
尚、変形例１２に係るストッパ５Ｍは、前述の如く、変形例２に係るストッパ５Ｃを変形した構造をしているが、実施形態１に係るストッパ５を変形して構成してもよい。つまり、延設部５１ｍ及び連結部５６ｍをＹ軸に沿って設け、第１及び第２本体部５２ｍ，５７ｍをＸ軸に沿って延びるように設けてもよい。かかる場合、振動子３に設けられる当接部は、実施形態１の当接部３４のように構成される。
【０１００】
−変形例１３−
図２０に変形例１３に係るストッパ５Ｎの製造時における平面図を、図２１にストッパ５Ｎの使用時における断面図を示す。変形例１３に係るストッパ５Ｎは、反り量が実施形態１に係るストッパ５と大きく異なる。すなわち、ストッパ５Ｎは、フレーム２からＹ軸に沿って振動子３から離れる方向に延びる本体部５２ｎを有している。本体部５２ｎの表面には、本体部５２ｎよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜５３ｎが積層されている。高熱膨張係数膜５３ｎは、本体部５２ｎと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。ストッパ５Ｎは、製造時においては、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【０１０１】
変形例１３においては、振動子３には、実施形態１及びその他の変形例のような当接部３４が設けられておらず、振動子３自体が当接部として機能する。
【０１０２】
角速度センサ１Ｎの使用時においては、ストッパ５Ｎの温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜５３ｎの方が本体部５２ｎよりも大きく収縮し、本体部５２ｎが高熱膨張係数膜５３ｎ側に反り上がる。実施形態１では、延設部５１は、その先端が上方を向く程度に反っている。それに対して、変形例１３においては、もともと振動子３とは反対側に延びている本体部５２ｎは、図２１に示すように、その先端が振動子３の方を向くように、さらには、それを超えて下方を向く程度に反る。こうして、ストッパ５Ｎの本体部５２ｎは、振動子３側へ大きく反ることによって、その先端部が振動子３の揺動軌跡Ｔ上に位置するようになる。したがって、振動子３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、振動子３がストッパ５Ｎの本体部５２ｎに当接する。こうして、ストッパ５Ｎは、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【０１０３】
尚、実施形態１やその他の変形例のように、振動子３からフレーム２側へ延びる当接部を設けてもよい。
【０１０４】
−変形例１４−
図２２に変形例１４に係るストッパ５Ｏの製造時における平面図を示す。変形例１４に係るストッパ５Ｏは、振動子３内に侵入している点で、実施形態１と異なる。すなわち、ストッパ５Ｏは、フレーム２からＹ軸に沿って振動子３側へ延びる延設部５１ｏと、延設部５１ｏの先端から屈曲してＸ軸方向へ延びる本体部５２ｏとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。そして、延設部５１ｏの表面には、延設部５１ｏよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜５３ｏが積層されている。高熱膨張係数膜５３ｏは、延設部５１ｏと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。ここで、延設部５１ｏは、振動子３内に侵入しており、その先端に設けられた本体部５２ｏも振動子３内に侵入している。ストッパ５Ｏは、製造時においては、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【０１０５】
一方、振動子３には、前述の如く、ストッパ５Ｏの延設部５１ｏ及び本体部５２ｏを配設するための配設スペース３８ｏが形成されると共に、延設部５１ｏと本体部５２ｏとで形成される鉤形状の内方のスペースＳに位置する当接部３４Ｏが設けられている。配設スペース３８ｏは、ストッパ５Ｏの先端部の形状と同様の形状であって且つそれよりも少し大きな形状をしている。この配設スペース３８ｏに延設部５１ｏ及び本体部５２ｏが位置している。このような配設スペース３８ｏが形成される結果、振動子３には、ストッパ５Ｏの鉤形状の内方のスペースＳに位置する部分が形成される。この部分が、当接部３４Ｏを構成する。こうして、高熱膨張係数膜５３ｏの延設方向（即ち、Ｙ軸方向）において、ストッパ５Ｏの本体部５２ｏよりも基端側には、当接部３４Ｏが位置している。つまり、高熱膨張係数膜５３ｏの延設方向においてストッパ５Ｏの先端側から基端側へ向かって、ストッパ５Ｏの本体部５２ｏ、当接部３４Ｏがこの順で並んでいる。
【０１０６】
角速度センサ１Ｏの使用時においては、ストッパ５Ｏの温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜５３ｏの方が延設部５１ｏよりも大きく収縮し、延設部５１ｏが高熱膨張係数膜５３ｏ側に反り上がる。その結果、ストッパ５Ｏの本体部５２ｏは、当接部３４Ｏに対して積層方向の上方の位置であって、振動子３と共に揺動する当接部３４Ｏの揺動軌跡上に位置するようになる。したがって、振動子３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４Ｏがストッパ５Ｏの本体部５２ｏに当接する。こうして、ストッパ５Ｏは、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【０１０７】
−変形例１５−
図２３に変形例１５に係るストッパ５Ｐの製造時における平面図を示す。変形例１５に係るストッパ５Ｐは、平面視Ｔ字形状に形成されている点で、変形例１４と異なる。すなわち、ストッパ５Ｐは、フレーム２からＹ軸に沿って振動子３側へ延びる延設部５１ｐと、延設部５１ｐの先端からＸ軸方向両側へ延びる本体部５２ｐとを有し、全体としてＴ字形状をしている。換言すれば、ストッパ５Ｐは、その先端部がＸ軸方向の一方側に曲がった鉤形状をしていると共に、その先端部がＸ軸方向の他方側に曲がった鉤形状をしている。そして、延設部５１ｐの表面には、延設部５１ｐよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜５３ｐが積層されている。高熱膨張係数膜５３ｐは、延設部５１ｐと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。ここで、延設部５１ｐは、振動子３内に侵入しており、その先端に設けられた本体部５２ｐも振動子３内に侵入している。ストッパ５Ｐは、製造時においては、フレーム２及び振動子３と同一平面上に位置している。
【０１０８】
一方、振動子３には、ストッパ５Ｐの延設部５１ｐ及び本体部５２ｐを配設するための配設スペース３８ｐが形成されると共に、延設部５１ｐと本体部５２ｐとで形成される一方の鉤形状の内方のスペースＳと、他方の鉤形状の内方のスペースＳとにそれぞれ位置する当接部３４Ｐ，３４Ｐが設けられている。配設スペース３８ｐは、ストッパ５Ｐの先端部の形状と同様の形状であって且つそれよりも少し大きな形状をしている。こうして、高熱膨張係数膜５３ｐの延設方向（即ち、Ｙ軸方向）において、ストッパ５Ｐの本体部５２ｐよりも基端側には、当接部３４Ｐ，３４Ｐの先端部が位置している。つまり、高熱膨張係数膜５３ｐの延設方向においてストッパ５Ｐの先端側から基端側へ向かって、ストッパ５Ｐの本体部５２ｐ、当接部３４Ｐ，３４Ｐがこの順で並んでいる。
【０１０９】
角速度センサ１Ｐの使用時においては、ストッパ５Ｐの温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜５３ｐの方が延設部５１ｐよりも大きく収縮し、延設部５１ｐが高熱膨張係数膜５３ｐ側に反り上がる。その結果、ストッパ５Ｐの本体部５２ｐは、当接部３４Ｐ，３４Ｐに対して積層方向の上方の位置であって、振動子３と共に揺動する当接部３４Ｐ，３４Ｐの揺動軌跡上に位置するようになる。したがって、振動子３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３４Ｐ，３４Ｐがストッパ５Ｐの本体部５２ｐに当接する。こうして、ストッパ５Ｐは、振動子３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【０１１０】
−変形例１６−
図２４に変形例１６に係る、製造時におけるストッパ５Ｑの断面図を示す。変形例１６に係るストッパ５Ｑは、その裏面に高熱膨張係数膜が積層されている点で、実施形態１と異なる。すなわち、ストッパ５Ｑでは、延設部５１ｑの裏面に、延設部５１ｑよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜５３ｑが積層されている。
【０１１１】
このような構成の場合、ストッパ５Ｑの温度が製造時よりも低下すると、高熱膨張係数膜５３ｑの方が延設部５１ｑよりも大きく収縮するため、延設部５１ｑが高熱膨張係数膜５３ｑ側、即ち、下方に反る。つまり、前記の構成により、ストッパ５Ｑをシリコン基板部１１の裏面側に反らせることができる。
【０１１２】
−変形例１７−
図２５に変形例１７に係る、製造時におけるストッパ５Ｒの断面図を示す。変形例１７に係るストッパ５Ｒは、延設部上に熱膨張係数が互いに異なる複数の層を積層している点で、実施形態１と異なる。すなわち、ストッパ５Ｒでは、延設部５１ｒの表面に、低熱膨張係数膜５８ｒと、該低熱膨張係数膜５８ｒよりも熱膨張係数が高い高熱膨張係数膜５３ｒとをこの順で積層している。
【０１１３】
このような構成の場合、ストッパ５Ｒの温度が製造時よりも低下すると、高熱膨張係数膜５３ｒの方が低熱膨張係数膜５８ｒよりも大きく収縮するため、延設部５１ｒが積層方向における高熱膨張係数膜５３ｒ側、即ち、上方に反る。この場合、低熱膨張係数膜５８ｒの熱膨張係数は、延設部５１ｒの熱膨張係数よりも高いことが好ましい。延設部５１ｒの方が低熱膨張係数膜５８ｒよりも熱膨張係数が高ければ、延設部５１ｒが下方に反ろうとしてしまうためである。
【０１１４】
尚、延設部５１ｒの表面に、高熱膨張係数膜５３ｒを、その上に低熱膨張係数膜５８ｒを積層してもよい。かかる構成では、ストッパ５Ｒの温度が製造時よりも低下すると、延設部５１ｒが下方に反る。この場合には、高熱膨張係数膜５３ｒの熱膨張係数は、延設部５１ｒの熱膨張係数よりも低いことが好ましい。延設部５１ｒの方が高熱膨張係数膜５３ｒよりも熱膨張係数が低ければ、延設部５１ｒが上方に反ろうとしてしまうためである。
【０１１５】
また、高熱膨張係数膜５３ｒ及び低熱膨張係数膜５８ｒは、図２６に示すように、変形例１６と同様に、延設部５１ｒの裏面に設けるようにしてもよい。
【０１１６】
−変形例１８−
図２７に変形例１８に係るストッパ５Ｓの断面図を示す。変形例１８に係るストッパ５Ｓは、シリコンではなく、シリコン基板に積層された膜で構成されている。すなわち、ストッパ５Ｓは、フレーム２上に積層された低熱膨張係数膜５８ｓと高熱膨張係数膜５３ｓとで構成されている。ストッパ５Ｓは、フレーム２から振動子側へ張り出した形状をしている。このストッパ５Ｓは、シリコン基板上に低熱膨張係数膜５８ｓ及び高熱膨張係数膜５３ｓを成膜した後、低熱膨張係数膜５８ｓの裏側に位置するシリコンをエッチングで除去することによって作製される。低熱膨張係数膜５８ｓ及び高熱膨張係数膜５３ｓで構成されるストッパ５Ｓは、フレーム２から振動子側へ延びる延設部と延設部の先端から屈曲して延びる本体部とを有している。すなわち、これら延設部及び本体部が低熱膨張係数膜５８ｓ及び高熱膨張係数膜５３ｓで構成されている。
【０１１７】
このような構成の場合、ストッパ５Ｓの温度が製造時よりも低下すると、高熱膨張係数膜５３ｓの方が低熱膨張係数膜５８ｓよりも大きく収縮するため、ストッパ５Ｓが積層方向における高熱膨張係数膜５３ｓ側、即ち、上方に反る。尚、変形例１８では、本体部も、低熱膨張係数膜５８ｓ及び高熱膨張係数膜５３ｓで構成されるため、本体部も高熱膨張係数膜５３ｓ側に反る。
【０１１８】
尚、フレーム２上に、高熱膨張係数膜５３ｓと、低熱膨張係数膜５８ｓとをこの順で積層してもよい。かかる構成では、ストッパ５Ｓの温度が製造時よりも低下すると、延設部５１ｓが積層方向における高熱膨張係数膜５３ｓ側、即ち、下方に反る。
【０１１９】
また、高熱膨張係数膜５３ｓ及び低熱膨張係数膜５８ｓは、図２８に示すように、変形例１６と同様に、延設部５１ｓの裏面に設けるようにしてもよい。
【０１２０】
《発明の実施形態２》
続いて、本発明の例示的な実施形態２について図２９を参照しながら説明する。図２９に、実施形態２に係るストッパ２０５の製造時における平面図を示す。実施形態２に係る角速度センサ２０１は、ストッパが振動子に設けられている点で、実施形態１と異なる。そこで、実施形態１と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
【０１２１】
ストッパ２０５は、振動子２０３の周縁部における、Ｙ軸が交差する２箇所の部分に設けられている。各ストッパ２０５は、振動子２０３からＹ軸に沿ってフレーム２０２側へ延びる延設部２５１と、該延設部２５１から屈曲してＸ軸方向へ延びる本体部２５２とを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。延設部２５１の表面には、延設部２５１よりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜２５３が積層されている。高熱膨張係数膜２５３は、延設部２５１と同様に、Ｙ軸方向に延設されている。ストッパ２０５は、製造時においては、フレーム２０２及び振動子２０３と同一平面上に位置している。
【０１２２】
一方、フレーム２０２には、ストッパ２０５の先端部（延設部２５１の先端部と本体部２５２）が配設される配設スペース２２１と、ストッパ２０５が当接する被当接部２２２とが形成されている。配設スペース２２１は、ストッパ２０５の先端部の形状と同様の形状であって且つそれよりも少し大きな形状をしている。こうして、ストッパ２０５の先端部は、フレーム２０２に侵入するように設けられている。また、前記のような配設スペース２２１が形成される結果、フレーム２０２には、ストッパ２０５の鉤形状の内方のスペースＳに位置する部分が形成される。この部分が、被当接部２２２を構成する。こうして、高熱膨張係数膜２５３の延設方向において、ストッパ２０５の本体部２５２よりも基端側には、被当接部２２２が位置している。つまり、高熱膨張係数膜２５３の延設方向においてストッパ２０５の先端側から基端側へ向かって、ストッパ２０５の本体部２５２、被当接部２２２がこの順で並んでいる。
【０１２３】
角速度センサ２０１の使用時においては、ストッパ２０５の温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜２５３の方が延設部２５１よりも大きく収縮し、延設部２５１が高熱膨張係数膜２５３側に反る。その結果、ストッパ２０５の本体部２５２は、被当接部２２２に対して積層方向の上方の位置であって、振動子２０３と共に揺動したときに被当接部２２２と当接するようになる位置に位置する。すなわち、前記振動子２０３と共に揺動したときの、反ったストッパ２０５の揺動軌跡上に被当接部２２２が位置するようになる。したがって、振動子２０３がＸ軸回りに揺動すると、振動子２０３が所定の揺動角だけ揺動したときに、ストッパ２０５の本体部２５２が被当接部２２２に当接する。こうして、ストッパ２０５は、振動子２０３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【０１２４】
尚、フレーム２０２に配設スペース２２１が形成され、ストッパ２０５がフレーム２０２内に配設されているが、これに限られるものではない。つまり、フレーム２０２に配設スペース２２１を形成せず、被当接部２２２がフレーム２０２から振動子２０３側に突出するように設けられてもよい。
【０１２５】
−変形例１−
図３０に変形例１に係るストッパ２０５Ｂの製造時における平面図を示す。変形例１に係るストッパ２０５Ｂは、平面視Ｔ字形状に形成されている点で、実施形態２と異なる。すなわち、ストッパ２０５Ｂは、振動子２０３からＹ軸に沿ってフレーム２０２側へ延びる延設部２５１ｂと、該延設部２５１ｂの先端からＸ軸方向両側へ延びる本体部２５２ｂとを有し、全体として平面視でＴ字形状をしている。換言すれば、ストッパ２０５Ｂは、その先端部がＸ軸方向の一方側に曲がった鉤形状をしていると共に、その先端部がＸ軸方向の他方側に曲がった鉤形状をしている。延設部２５１ｂの表面には、延設部２５１ｂよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜２５３ｂが積層されている。高熱膨張係数膜２５３ｂは、延設部２５１ｂと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。ストッパ２０５Ｂは、製造時においては、フレーム２０２及び振動子２０３と同一平面上に位置している。
【０１２６】
一方、フレーム２０２には、ストッパ２０５Ｂの先端部が配設される配設スペース２２１ｂと、ストッパ２０５Ｂが当接する被当接部２２２Ｂ，２２２Ｂとが形成されている。２つの被当接部２２２Ｂ，２２２Ｂはそれぞれ、ストッパ２０５Ｂの延設部２５１ｂと本体部２５２ｂとで形成される一方の鉤形状の内方のスペースＳと、他方の鉤形状の内方のスペースＳとに位置している。こうして、高熱膨張係数膜２５３ｂの延設方向（即ち、Ｙ軸方向）において、ストッパ２０５Ｂの本体部２５２ｂよりも基端側には、被当接部２２２Ｂ，２２２Ｂが位置している。つまり、高熱膨張係数膜２５３ｂの延設方向においてストッパ２０５Ｂの先端側から基端側へ向かって、ストッパ２０５Ｂの本体部２５２ｂ、被当接部２２２Ｂ，２２２Ｂがこの順で並んでいる。
【０１２７】
角速度センサ２０１Ｂの使用時においては、ストッパ２０５Ｂの温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜２５３ｂの方が延設部２５１ｂよりも大きく収縮し、延設部２５１ｂが高熱膨張係数膜２５３ｂ側に反る。その結果、ストッパ２０５Ｂの本体部２５２ｂは、被当接部２２２Ｂ，２２２Ｂに対して積層方向の上方の位置であって、振動子２０３と共に揺動したときに被当接部２２２Ｂ，２２２Ｂと当接するようになる位置に位置する。すなわち、反ったストッパ２０５Ｂの揺動軌跡上に被当接部２２２Ｂ，２２２Ｂが存在するようになる。したがって、振動子２０３がＸ軸回りに揺動すると、振動子２０３が所定の揺動角だけ揺動したときに、ストッパ２０５Ｂの本体部２５２ｂが被当接部２２２Ｂ，２２２Ｂに当接する。こうして、ストッパ２０５Ｂは、振動子２０３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【０１２８】
−変形例２−
図３１に変形例２に係るストッパ２０１Ｃの製造時における平面図を示す。変形例２に係るストッパ２０５Ｃは、延設部がＸ軸方向に延びている点で実施形態２と異なる。すなわち、ストッパ２０５Ｃは、振動子２０３からＹ軸方向に突出する突出部２５０ｃと、該突出部２５０ｃの先端から屈曲してＸ軸に沿って延びる延設部２５１ｃと、該延設部２５１ｃからＹ軸方向へ屈曲してフレーム２０２側へ延びる本体部２５２ｃとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。延設部２５１ｃの表面には、延設部２５１ｃよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜２５３ｃが積層されている。高熱膨張係数膜２５３ｃは、延設部２５１ｃと同様に、Ｘ軸方向に延設されている。ストッパ２０５Ｃは、製造時においては、フレーム２０２及び振動子２０３と同一平面上に位置している。
【０１２９】
一方、フレーム２０２には、ストッパ２０５Ｃの本体部２５２ｃが配設される配設スペース２２１ｃと、ストッパ２０５Ｃが当接する被当接部２２２Ｃとが形成されている。被当接部２２２Ｃは、ストッパ２０５Ｃの延設部２５１ｃと本体部２５２ｃとで形成される鉤形状の内方のスペースＳに位置している。こうして、高熱膨張係数膜２５３ｃの延設方向（即ち、Ｘ軸方向）において、ストッパ２０５Ｃの本体部２５２ｃよりも基端側には、被当接部２２２Ｃが位置している。つまり、高熱膨張係数膜２５３ｃの延設方向においてストッパ２０５Ｃの先端側から基端側へ向かって、ストッパ２０５Ｃの本体部２５２ｃ、被当接部２２２Ｃがこの順で並んでいる。
【０１３０】
角速度センサ２０１Ｃの使用時においては、ストッパ２０５Ｃの温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜２５３ｃの方が延設部２５１ｃよりも大きく収縮し、延設部２５１ｃが高熱膨張係数膜２５３ｃ側に反る。その結果、ストッパ２０５Ｃの本体部２５２ｃは、被当接部２２２Ｃに対して積層方向の上方の位置であって、振動子２０３と共に揺動したときに被当接部２２２Ｃと当接するようになる位置に位置する。すなわち、反ったストッパ２０５Ｃの揺動軌跡上に被当接部２２２Ｃが存在するようになる。したがって、振動子２０３がＸ軸回りに揺動すると、振動子２０３が所定の揺動角だけ揺動したときに、ストッパ２０５Ｃの本体部２５２ｃが被当接部２２２Ｃに当接する。こうして、ストッパ２０５Ｃは、振動子２０３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【０１３１】
−変形例３−
図３２に変形例３に係るストッパ２０５Ｄの製造時における平面図を示す。変形例３に係るストッパ２０５Ｄは、本体部を２つ有する点で変形例２と異なる。すなわち、ストッパ２０５Ｄは、振動子２０３からＹ軸方向に突出する突出部２５０ｄと、該突出部２５０ｄの先端からＸ軸方向両側に延びる延設部２５１ｄと、該延設部２５１ｄの両端からＹ軸方向へ屈曲してフレーム２０２側へ延びる本体部２５２ｄ，２５２ｄとを有し、全体として平面視でＴ字形状をしている。延設部２５１ｄのうち、延設方向中央よりも一端側の部分と他端側の部分の表面に、延設部２５１ｄよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜２５３ｄ，２５３ｄがそれぞれ積層されている。高熱膨張係数膜２５３ｄ，２５３ｄは、延設部２５１ｄと同様に、Ｘ軸方向に延設されている。ストッパ２０５Ｄは、製造時においては、フレーム２０２及び振動子２０３と同一平面上に位置している。
【０１３２】
一方、フレーム２０２には、ストッパ２０５Ｄの本体部２５２ｄ，２５２ｄが配設される配設スペース２２１ｄ，２２１ｄと、ストッパ２０５Ｄが当接する被当接部２２２Ｄ，２２２Ｄとが形成されている。２つの被当接部２２２Ｄ，２２２Ｄはそれぞれ、ストッパ２０５Ｄの延設部２５１ｄと本体部２５２ｄ，２５２ｄとで形成される鉤形状の内方のスペースＳ，Ｓに位置している。こうして、高熱膨張係数膜２５３ｄの延設方向（即ち、Ｘ軸方向）において、ストッパ２０５Ｄの本体部２５２ｄ，２５２ｄよりも基端側には、被当接部２２２Ｄ，２２２Ｄが位置している。つまり、高熱膨張係数膜２５３ｄの延設方向において延設部２５１ｄの端部から中央へ向かって、ストッパ２０５Ｄの本体部２５２ｄ、被当接部２２２Ｄがこの順で並んでいる。
【０１３３】
角速度センサ２０１Ｄの使用時においては、ストッパ２０５Ｄの温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜２５３ｄ，２５３ｄの方が延設部２５１ｄよりも大きく収縮し、延設部２５１ｄが高熱膨張係数膜２５３ｄ，２５３ｄ側に反る。その結果、ストッパ２０５Ｄの本体部２５２ｄ，２５２ｄは、被当接部２２２Ｄ，２２２Ｄに対して積層方向の上方の位置であって、振動子２０３と共に揺動したときに被当接部２２２Ｄ，２２２Ｄと当接するようになる位置に位置する。すなわち、反ったストッパ２０５Ｄの揺動軌跡上に被当接部２２２Ｄ，２２２Ｄが存在するようになる。したがって、振動子２０３がＸ軸回りに揺動すると、振動子２０３が所定の揺動角だけ揺動したときに、ストッパ２０５Ｄの本体部２５２ｄ，２５２ｄが被当接部２２２Ｄ，２２２Ｄに当接する。こうして、ストッパ２０５Ｄは、振動子２０３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【０１３４】
尚、実施形態１の変形例７で説明したように、延設部２５１ｄの延設方向中央よりも一方側の部分の反り量と他方側の部分の反り量を異ならせることによって、ストッパ２０５Ｄをストッパとして機能させることができる温度範囲を拡大することができ、ひいては、角速度センサ２０１Ｄの使用温度範囲を拡大することができる。
【０１３５】
さらに、一方の高熱膨張係数膜２５３ｄを延設部２５１ｄの裏面に積層させる、又は、一方の高熱膨張係数膜２５３ｄを延設部２５１ｄよりも熱膨張係数が低い材料で形成された低熱膨張係数膜に置き換えることによって、延設部２５１ｄの延設方向中央よりも一方側の部分を振動子２０３の下方（裏面側）に反らせることができる。その結果、一方の本体部２５２ｄによって振動子２０３のＸ軸回りの一方側への揺動を制限し、他方の本体部２５２ｄによって振動子２０３のＸ軸回りの他方側への揺動を制限することができる。
【０１３６】
以下の、１つのストッパに２つの本体部が設けられた変形例においても同様に、２つの延設部で反り量や反りの方向を異ならせることができる。
【０１３７】
−変形例４−
図３３に変形例４に係るストッパ２０５Ｅの製造時における平面図を示す。変形例４に係るストッパ２０５Ｅは、ストッパの本体部にも高熱膨張係数膜を設けている点で実施形態２と異なる。具体的には、ストッパ２０５Ｅの基本的な構成は、実施形態２に係るストッパ２０５と同様である。すなわち、ストッパ２０５Ｅは、振動子２０３からＹ軸に沿ってフレーム２０２側へ延びる延設部２５１ｅと、該延設部２５１ｅから屈曲してＸ軸方向へ延びる本体部２５２ｅとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。延設部２５１ｅの表面には、延設部２５１ｅよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第１高熱膨張係数膜２５３ｅが積層されている。第１高熱膨張係数膜２５３ｅは、延設部２５１ｅと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。そして、本体部２５２ｅの表面にも、本体部２５２ｅよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第２高熱膨張係数膜２５５ｅが積層されている。これら第１高熱膨張係数膜２５３ｅと第２高熱膨張係数膜２５５ｅとは、同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。ストッパ２０５Ｅは、製造時においては、フレーム２０２及び振動子２０３と同一平面上に位置している。
【０１３８】
一方、フレーム２０２には、ストッパ２０５Ｅの先端部が配設される配設スペース２２１ｅと、ストッパ２０５Ｅが当接する被当接部２２２Ｅとが形成されている。被当接部２２２Ｅは、ストッパ２０５Ｅの延設部２５１ｅと本体部２５２ｅとで形成される鉤形状の内方のスペースＳに位置している。こうして、第１高熱膨張係数膜２５３ｅの延設方向（即ち、Ｙ軸方向）において、ストッパ２０５Ｅの本体部２５２ｅよりも基端側には、被当接部２２２Ｅが位置している。つまり、第１高熱膨張係数膜２５３ｅの延設方向においてストッパ２０５Ｅの先端側から基端側へ向かって、ストッパ２０５Ｅの本体部２５２ｅ、被当接部２２２Ｅがこの順で並んでいる。
【０１３９】
角速度センサ２０１Ｅの使用時においては、ストッパ２０５Ｅの温度が製造時よりも低下するため、第１高熱膨張係数膜２５３ｅの方が延設部２５１ｅよりも大きく収縮し、延設部２５１ｅが第１高熱膨張係数膜２５３ｅ側に反る。同時に、第２高熱膨張係数膜２５５ｅの方が本体部２５２ｅよりも大きく収縮し、本体部２５２ｅが第２高熱膨張係数膜２５５ｅ側に反り上がる。その結果、ストッパ２０５Ｅの本体部２５２ｅは、被当接部２２２Ｅに対して積層方向の上方の位置であって、振動子２０３と共に揺動したときに被当接部２２２Ｅと当接するようになる位置に位置する。すなわち、反ったストッパ２０５Ｅの揺動軌跡上に被当接部２２２Ｅが存在するようになる。したがって、振動子２０３がＸ軸回りに揺動すると、振動子２０３が所定の揺動角だけ揺動したときに、ストッパ２０５Ｅの本体部２５２ｅが被当接部２２２Ｅに当接する。こうして、ストッパ２０５Ｅは、振動子２０３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【０１４０】
−変形例５−
図３４に変形例５に係るストッパ２０５Ｆの製造時における平面図を示す。変形例５に係るストッパ２０５Ｆは、ストッパの本体部にも高熱膨張係数膜が設けられている点で変形例１と異なる。すなわち、ストッパ２０５Ｆは、振動子２０３からＹ軸に沿ってフレーム２０２側へ延びる延設部２５１ｆと、該延設部２５１ｆの先端からＸ軸方向両側へ延びる本体部２５２ｆとを有し、全体として平面視でＴ字形状をしている。換言すれば、ストッパ２０５Ｆは、その先端部がＸ軸方向の一方側に曲がった鉤形状をしていると共に、その先端部がＸ軸方向の他方側に曲がった鉤形状をしている。延設部２５１ｆの表面には、延設部２５１ｆよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第１高熱膨張係数膜２５３ｆが積層されている。第１高熱膨張係数膜２５３ｆは、延設部２５１ｆと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。そして、本体部２５２ｆのうち、延設方向中央よりも一端側の部分と他端側の部分の表面に、本体部２５２ｆよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第２高熱膨張係数膜２５５ｆ，２５５ｆが積層されている。これら第１高熱膨張係数膜２５３ｆと第２高熱膨張係数膜２５５ｆとは、同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。ストッパ２０５Ｆは、製造時においては、フレーム２０２及び振動子２０３と同一平面上に位置している。
【０１４１】
一方、フレーム２０２には、ストッパ２０５Ｆの先端部が配設される配設スペース２２１ｆと、ストッパ２０５Ｆが当接する被当接部２２２Ｆ，２２２Ｆとが形成されている。２つの被当接部２２２Ｆ，２２２Ｆはそれぞれ、ストッパ２０５Ｆの延設部２５１ｆと本体部２５２ｆとで形成される一方の鉤形状の内方のスペースＳと、他方の鉤形状の内方のスペースＳとに位置している。こうして、第１高熱膨張係数膜２５３ｆの延設方向（即ち、Ｙ軸方向）において、ストッパ２０５Ｆの本体部２５２ｆよりも基端側には、被当接部２２２Ｆ，２２２Ｆが位置している。つまり、第１高熱膨張係数膜２５３ｆの延設方向においてストッパ２０５Ｆの先端側から基端側へ向かって、ストッパ２０５Ｆの本体部２５２ｆ、被当接部２２２Ｆ，２２２Ｆがこの順で並んでいる。
【０１４２】
角速度センサ２０１Ｆの使用時においては、ストッパ２０５Ｆの温度が製造時よりも低下するため、第１高熱膨張係数膜２５３ｆの方が延設部２５１ｆよりも大きく収縮し、延設部２５１ｆが第１高熱膨張係数膜２５３ｆ側に反る。同時に、第２高熱膨張係数膜２５５ｆの方が本体部２５２ｆよりも大きく収縮し、本体部２５２ｆが第２高熱膨張係数膜２５５ｆ側に反り上がる。その結果、ストッパ２０５Ｆの本体部２５２ｆは、被当接部２２２Ｆに対して積層方向の上方の位置であって、振動子２０３と共に揺動したときに被当接部２２２Ｆ，２２２Ｆと当接するようになる位置に位置する。すなわち、反ったストッパ２０５Ｆの揺動軌跡上に被当接部２２２Ｆ，２２２Ｆが存在するようになる。したがって、振動子２０３がＸ軸回りに揺動すると、振動子２０３が所定の揺動角だけ揺動したときに、ストッパ２０５Ｆの本体部２５２ｆが被当接部２２２Ｆ，２２２Ｆに当接する。こうして、ストッパ２０５Ｆは、振動子２０３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【０１４３】
−変形例６−
図３５に変形例６に係るストッパ２０５Ｇの製造時における平面図を示す。変形例６に係るストッパ２０５Ｇは、ストッパの本体部にも高熱膨張係数膜が設けられている点で変形例２と異なる。すなわち、ストッパ２０５Ｇは、振動子２０３からＹ軸方向に突出する突出部２５０ｇと、該突出部２５０ｇの先端から屈曲してＸ軸に沿って延びる延設部２５１ｇと、該延設部２５１ｇからＹ軸方向へ屈曲してフレーム２０２側へ延びる本体部２５２ｇとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。延設部２５１ｇの表面には、延設部２５１ｇよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第１高熱膨張係数膜２５３ｇが積層されている。第１高熱膨張係数膜２５３ｇは、延設部２５１ｇと同様に、Ｘ軸方向に延設されている。そして、本体部２５２ｇの表面にも、本体部２５２ｇよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第２高熱膨張係数膜２５５ｇが積層されている。これら第１高熱膨張係数膜２５３ｇと第２高熱膨張係数膜２５５ｇとは、同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。ストッパ２０５Ｇは、製造時においては、フレーム２０２及び振動子２０３と同一平面上に位置している。
【０１４４】
一方、フレーム２０２には、ストッパ２０５Ｇの本体部２５２ｇが配設される配設スペース２２１ｇと、ストッパ２０５Ｇが当接する被当接部２２２Ｇとが形成されている。被当接部２２２Ｇは、ストッパ２０５Ｇの延設部２５１ｇと本体部２５２ｇとで形成される鉤形状の内方のスペースＳに位置している。こうして、第１高熱膨張係数膜２５３ｇの延設方向（即ち、Ｘ軸方向）において、ストッパ２０５Ｇの本体部２５２ｇよりも基端側には、被当接部２２２Ｇが位置している。つまり、第１高熱膨張係数膜２５３ｇの延設方向においてストッパ２０５Ｇの先端側から基端側へ向かって、ストッパ２０５Ｇの本体部２５２ｇ、被当接部２２２Ｇがこの順で並んでいる。
【０１４５】
角速度センサ２０１Ｇの使用時においては、ストッパ２０５Ｇの温度が製造時よりも低下するため、第１高熱膨張係数膜２５３ｇの方が延設部２５１ｇよりも大きく収縮し、延設部２５１ｇが第１高熱膨張係数膜２５３ｇ側に反る。同時に、第２高熱膨張係数膜２５５ｇの方が本体部２５２ｇよりも大きく収縮し、本体部２５２ｇが第２高熱膨張係数膜２５５ｇ側に反り上がる。その結果、ストッパ２０５Ｇの本体部２５２ｇは、被当接部２２２Ｇに対して積層方向の上方の位置であって、振動子２０３と共に揺動したときに被当接部２２２Ｇと当接するようになる位置に位置する。すなわち、反ったストッパ２０５Ｇの揺動軌跡上に被当接部２２２Ｇが存在するようになる。したがって、振動子２０３がＸ軸回りに揺動すると、振動子２０３が所定の揺動角だけ揺動したときに、ストッパ２０５Ｇの本体部２５２ｇが被当接部２２２Ｇに当接する。こうして、ストッパ２０５Ｇは、振動子２０３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【０１４６】
−変形例７−
図３６に変形例７に係るストッパ２０５Ｈの製造時における平面図を示す。変形例７に係るストッパ２０５Ｈは、ストッパの本体部にも高熱膨張係数膜が設けられている点で変形例３と異なる。すなわち、ストッパ２０５Ｈは、振動子２０３からＹ軸方向に突出する突出部２５０ｈと、該突出部２５０ｈの先端からＸ軸方向両側に延びる延設部２５１ｈと、該延設部２５１ｈの両端からＹ軸方向へ屈曲してフレーム２０２側へ延びる本体部２５２ｈ，２５２ｈとを有し、全体として平面視でＴ字形状をしている。延設部２５１ｈのうち、延設方向中央よりも一端側の部分と他端側の部分の表面に、延設部２５１ｈよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第１高熱膨張係数膜２５３ｈ，２５３ｈがそれぞれ積層されている。第１高熱膨張係数膜２５３ｈ，２５３ｈは、延設部２５１ｈと同様に、Ｘ軸方向に延設されている。そして、各本体部２５２ｈの表面にも、本体部２５２ｈよりも熱膨張係数が高い材料で形成された第２高熱膨張係数膜２５５ｈが積層されている。これら第１高熱膨張係数膜２５３ｈと第２高熱膨張係数膜２５５ｈとは、同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。ストッパ２０５Ｈは、製造時においては、フレーム２０２及び振動子２０３と同一平面上に位置している。
【０１４７】
一方、フレーム２０２には、ストッパ２０５Ｈの本体部２５２ｈ，２５２ｈが配設される配設スペース２２１ｈ，２２１ｈと、ストッパ２０５Ｈが当接する被当接部２２２Ｈ，２２２Ｈとが形成されている。本変形例では、２つの被当接部２２２Ｈ，２２２Ｈは、１つに繋がっている。２つの被当接部２２２Ｈ，２２２Ｈはそれぞれ、ストッパ２０５Ｈの延設部２５１ｈと本体部２５２ｈ，２５２ｈとで形成される鉤形状の内方のスペースＳ，Ｓに位置している。こうして、第１高熱膨張係数膜２５３ｈの延設方向（即ち、Ｘ軸方向）において、ストッパ２０５Ｈの本体部２５２ｈ，２５２ｈよりも中央側には、被当接部２２２Ｈ，２２２Ｈが位置している。つまり、第１高熱膨張係数膜２５３ｈの延設方向において延設部２５１ｈの端部から中央へ向かって、ストッパ２０５Ｈの本体部２５２ｈ、被当接部２２２Ｈがこの順で並んでいる。
【０１４８】
角速度センサ２０１Ｈの使用時においては、ストッパ２０５Ｈの温度が製造時よりも低下するため、第１高熱膨張係数膜２５３ｈ，２５３ｈの方が延設部２５１ｈよりも大きく収縮し、延設部２５１ｈが第１高熱膨張係数膜２５３ｈ，２５３ｈ側に反る。同時に、第２高熱膨張係数膜２５５ｈの方が本体部２５２ｈよりも大きく収縮し、本体部２５２ｈが第２高熱膨張係数膜２５５ｈ側に反り上がる。その結果、ストッパ２０５Ｈの本体部２５２ｈ，２５２ｈは、被当接部２２２Ｈ，２２２Ｈに対して積層方向の上方の位置であって、振動子２０３と共に揺動したときに被当接部２２２Ｈ，２２２Ｈと当接するようになる位置に位置する。すなわち、反ったストッパ２０５Ｈの揺動軌跡上に被当接部２２２Ｈ，２２２Ｈが存在するようになる。したがって、振動子２０３がＸ軸回りに揺動すると、振動子２０３が所定の揺動角だけ揺動したときに、ストッパ２０５Ｈの本体部２５２ｈ，２５２ｈが被当接部２２２Ｈ，２２２Ｈに当接する。こうして、ストッパ２０５Ｈは、振動子２０３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【０１４９】
−変形例８−
図３７に変形例８に係るストッパ２０５Ｉの製造時における平面図を示す。変形例８に係るストッパ２０５Ｉは、反り量が実施形態２に係るストッパ２０５と大きく異なる。すなわち、ストッパ２０５Ｉは、振動子２０３内において、Ｙ軸に沿って振動子３の内方へ延びる本体部２５２ｉを有している。本体部２５２ｉの表面には、本体部２５２ｉよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜２５３ｉが積層されている。高熱膨張係数膜２５３ｉは、本体部２５２ｉと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。ストッパ２０５Ｉは、製造時においては、フレーム２０２及び振動子２０３と同一平面上に位置している。
【０１５０】
変形例８においては、フレーム２０２には、実施形態２及びその他の変形例のような被当接部２２２が設けられておらず、フレーム２０２自体が被当接部として機能する。
【０１５１】
角速度センサ２０１Ｉの使用時においては、ストッパ２０５Ｉの温度が製造時よりも低下するため、高熱膨張係数膜２５３ｉの方が本体部２５２ｉよりも大きく収縮し、本体部２５２ｉが高熱膨張係数膜２５３ｉ側に反り上がる。変形例８においては、もともと振動子２０３の内方へ延びている本体部２５２ｉは、その先端が振動子２０３の外方、即ち、フレーム２０２側を向くように、さらには、それを超えて下方を向く程度に反る。こうして、ストッパ２０５Ｉの本体部２５２ｉは、フレーム２０２側へ大きく反ることによって、その先端部が、該先端部が描く揺動軌跡上にフレーム２０２が位置するようになる位置に位置するようになる。すなわち、反ったストッパ２０５Ｉの揺動軌跡上にフレーム２０２が存在するようになる。したがって、振動子２０３がＸ軸回りに揺動すると、振動子２０３が所定の揺動角だけ揺動したときに、ストッパ２０５Ｉの本体部２５２ｉがフレーム２０２に当接する。こうして、ストッパ２０５Ｉは、振動子２０３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
《実施形態３》
続いて、本発明の例示的な実施形態３に係る角速度センサ３０１について図３８を参照しながら説明する。図３８に実施形態３に係るストッパ３０５の製造時の平面図を示す。実施形態３に係る角速度センサ３０１は、実施形態１と実施形態２とを組み合わせた構成をしている。すなわち、角速度センサ３０１では、フレームに設けられたストッパだけでなく、振動子に設けられた当接部も反るように構成されている。そこで、実施形態１と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
【０１５２】
具体的には、角速度センサ３０１は、フレーム３０２に設けられたストッパ３０５と、振動子３０３に設けられた当接部３３４とを備えている。ストッパ３０５は、フレーム３０２からＹ軸に沿って延びる延設部３５１と、延設部３５１の先端から屈曲してＸ軸方向へ延びる本体部３５２とを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。そして、延設部３５１の表面には、延設部３５１よりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜３５３が積層されている。高熱膨張係数膜３５３は、延設部３５１と同様に、Ｙ軸方向に延設されている。
【０１５３】
一方、当接部３３４は、振動子３からＹ軸に沿ってフレーム２側へ延びる延設部３３５と、該延設部３３５の先端から屈曲してＸ軸方向へ延びる本体部３３６とを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。そして、延設部３３５の裏面には、延設部３３５よりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜３３７が積層されている。高熱膨張係数膜３３７は、延設部３３５と同様に、Ｙ軸方向に延設されている。これら高熱膨張係数膜３５３と高熱膨張係数膜３３７とは、同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。また、当接部３３４の本体部３３６は、ストッパ３０５の鉤形状の内方のスペースＳに位置している。換言すれば、ストッパ３０５の本体部３５２は、当接部３３４の鉤形状の内方のスペースに位置している。
【０１５４】
こうして、高熱膨張係数膜３５３の延設方向（即ち、Ｙ軸方向）において、ストッパ３０５の本体部３５２よりも基端側には、当接部３３４の本体部３３６が位置している。つまり、高熱膨張係数膜３５３の延設方向においてストッパ３０５の先端側から基端側へ向かって、ストッパ３０５の本体部３５２、当接部３３４の本体部３３６がこの順で並んでいる。ストッパ３０５及び当接部３３４は、製造時においては、フレーム３０２及び振動子３０３と同一平面上に位置している。
【０１５５】
角速度センサ３０１の使用時においては、ストッパ３０５及び当接部３３４の温度が製造時よりも低下する。そのため、ストッパ３０５では、高熱膨張係数膜３５３の方が延設部３５１よりも大きく収縮し、延設部３５１が高熱膨張係数膜３５３側、即ち、上方に反る。それと同時に、当接部３３４では、高熱膨張係数膜３３７の方が延設部３３５よりも大きく収縮し、延設部３３５が高熱膨張係数膜３３７側、即ち、下方に反る。その結果、ストッパ３０５の本体部３５２及び当接部３３４の本体部３３６は、振動子３０３と共に揺動する当接部３３４の本体部３３６の揺動軌跡上にストッパ３０５の本体部３５２が存在するようになる位置にそれぞれ位置する。したがって、振動子３０３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３０３が所定の揺動角だけ揺動したときに、当接部３３４の本体部３３６がストッパ３０５の本体部３５２に当接する。こうして、ストッパ３０５は、振動子３０３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【０１５６】
つまり、実施形態３では、ストッパ３０５だけでなく、当接部３３４も反るため、ストッパ３０５を当接部３３４の揺動軌跡上に位置させるためのストッパ３０５及び当接部３３４のそれぞれの反り量を低減することができる。すなわち、ストッパ３０５及び当接部３３４をあまり大きく反らせなくても、ストッパ３０５を容易に当接部３３４の揺動軌跡上に位置させることができる。
【０１５７】
尚、高熱膨張係数膜３３７の代わりに、延設部３３５よりも熱膨張係数の低い低熱膨張係数膜を延設部３３５の表面に設けてもよい。あるいは、当接部３３４の延設部３３５の表面に高熱膨張係数膜３３７を設ける一方、ストッパ３０５の延設部３５１の裏面に高熱膨張係数膜３３７を設ける構成であってもよい。さらには、当接部３３４の延設部３３５の表面に高熱膨張係数膜３３７を設ける一方、ストッパ３０５の延設部３５１の表面に延設部３５１よりも熱膨張係数の低い低熱膨張係数膜を設ける構成であってもよい。つまり、ストッパ３０５が必ずしも上方に反る必要はなく、ストッパ３０５と当接部３３４とがそれぞれ逆向きに反る構成であれば、任意の構成を採用することができる。
【０１５８】
また、以上の説明では、フレーム３０２にストッパ３０５が設けられる一方、振動子３０３に当接部３３４が設けられているという実施形態１と同様の構成を前提に説明したが、実施形態３の構成を以下のように捉えることもできる。すなわち、前記当接部３３４をストッパとみなす一方、前記ストッパ３０５を被当接部とみなして、実施形態２と同様の構成を前提に捉えることもできる。
【０１５９】
−変形例１−
図３９に変形例１に係るストッパ３０５Ｂの製造時の平面図を示す。変形例１に係る角速度センサ３０１Ｂは、２つのストッパがセットとして１箇所に設けられている点で実施形態３と異なる。各ストッパの構成は、実施形態１に係るストッパと同様である。すなわち、実施形態３と変形例１との関係は、実施形態１とその変形例７との関係と同様である。具体的には、各ストッパ３０５Ｂは、フレーム３０２からＹ軸に沿って延びる延設部３５１ｂと、延設部３５１ｂの先端から屈曲してＸ軸に沿って延びる本体部３５２ｂとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。延設部３５１ｂの表面には、延設部３５１ｂよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜３５３ｂが積層されている。高熱膨張係数膜３５３ｂは、延設部３５１ｂと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。２つのストッパ３０５Ｂ，３０５Ｂの延設部３５１ｂ，３５１ｂは、互いに平行に延びている。そして、各ストッパ３０５Ｂの本体部３５２ｂは、延設部３５１ｂの先端からもう一方のストッパ３０５Ｂ側へ屈曲して延びている。ストッパ３０５Ｂ，３０５Ｂは、製造時においては、フレーム３０２及び振動子３０３と同一平面上に位置している。
【０１６０】
一方、振動子３０３には、２つのストッパ３０５Ｂ，３０５Ｂにつき１つの当接部３３４Ｂが設けられている。当接部３３４Ｂは、振動子３からＹ軸に沿ってフレーム３０２側へ延びる延設部３３５ｂと、延設部３３５ｂの先端からＸ軸方向両側へ延びる本体部３３６ｂとを有し、全体として平面視でＴ字形状をしている。そして、延設部３３５ｂの裏面には、延設部３３５ｂよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜３３７ｂが積層されている。高熱膨張係数膜３３７ｂは、延設部３３５ｂと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。これら高熱膨張係数膜３５３ｂと高熱膨張係数膜３３７ｂとは、同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。また、本体部３３６ｂの両端部はそれぞれ、ストッパ３０５Ｂ，３０５Ｂの鉤形状の内方のスペースＳ，Ｓに位置している。こうして、高熱膨張係数膜３５３ｂの延設方向において、ストッパ３０５Ｂ，３０５Ｂの本体部３５２ｂ，３５２ｂよりも基端側には、当接部３３４Ｂの本体部３３６ｂが位置している。つまり、高熱膨張係数膜３５３ｂの延設方向においてストッパ３０５Ｂの先端側から基端側へ向かって、ストッパ３０５Ｂ，３０５Ｂの本体部３５２ｂ，３５２ｂ、当接部３３４Ｂの本体部３３６ｂがこの順で並んでいる。当接部３３４Ｂは、製造時においては、フレーム３０２及び振動子３０３と同一平面上に位置している。
【０１６１】
角速度センサ３０１Ｂの使用時においては、ストッパ３０５Ｂ，３０５Ｂ及び当接部３３４Ｂの温度が製造時よりも低下する。そのため、各ストッパ３０５Ｂでは、高熱膨張係数膜３５３ｂの方が延設部３５１ｂよりも大きく収縮し、延設部３５１ｂが高熱膨張係数膜３５３ｂ側、即ち、上方に反る。それと同時に、当接部３３４Ｂでは、高熱膨張係数膜３３７ｂの方が延設部３３５ｂよりも大きく収縮し、延設部３３５ｂが高熱膨張係数膜３３７ｂ側、即ち、下方に反る。その結果、ストッパ３０５Ｂ，３０５Ｂの本体部３５２ｂ，３５２ｂ及び当接部３３４Ｂの本体部３３６ｂは、振動子３０３と共に揺動する当接部３３４Ｂの本体部３３６ｂの揺動軌跡上にストッパ３０５Ｂ，３０５Ｂの本体部３５２ｂ，３５２ｂが存在するようになる位置にそれぞれ位置する。したがって、振動子３０３がＸ軸回りに揺動すると、振動子３０３が所定の揺動角だけ揺動したときに、ストッパ３０５Ｂ，３０５Ｂの本体部３５２ｂ，３５２ｂが当接部３３４Ｂの本体部３３６ｂに当接する。こうして、ストッパ３０５Ｂは、振動子３０３の揺動を所定の揺動範囲に制限する。
【０１６２】
《発明の実施形態４》
次に、本発明の例示的な実施形態４に係るマイクロミラー６について図４０を参照しながら説明する。図４０に、マイクロミラー６の平面図を、図４１は、マイクロミラー６の断面図を、図４２は、ストッパの製造時における平面図を示す。マイクロミラー６は、いわゆるＭＥＭＳデバイスであって、シリコン基板部６１と、ガラス基板部６２とを備えている。このマイクロミラー６がマイクロデバイスを構成する。
【０１６３】
シリコン基板部６１は、ＳＯＩウエハで構成されており、フレーム７と、該フレーム７に対して揺動するミラー８と、ミラー８の揺動を所定の揺動範囲に制限するためのストッパ９，９とを有している。ガラス基板部６２は、ベース６３と、前記ミラー８を駆動する駆動電極６４，６４とを有している。シリコン基板部６１とガラス基板部６２とは互いに接合されている。
【０１６４】
前記フレーム７は、平面視で略正方形の枠状の部材である。フレーム７は、ガラス基板部６２に接合されている。
【０１６５】
前記ミラー８は、平面視で略正方形状の平板状の部材である。ミラー８の重心においてミラー８に直交する軸をＺ軸とし、ミラー８の重心を通ってミラー８の各辺に平行な軸をそれぞれＸ軸、Ｙ軸とする。ミラー８は、ヒンジ８１，８１を介してフレーム７に支持されている。２つのヒンジ８１，８１は、Ｘ軸上に一直線状に並んでいる。さらに詳しくは、２つのヒンジ８１，８１は、ミラー８のＸ軸方向に対向する一対の辺の各中点に設けられている。このように支持されたミラー８は、Ｘ軸回りに揺動可能に構成されている。このミラー８が揺動体を構成する。
【０１６６】
前記ストッパ９は、フレーム７に設けられており、Ｘ軸回りに揺動するミラー８の揺動範囲を制限する。ストッパ９，９は、フレーム７における、Ｙ軸が交差する２箇所の部分に設けられている。ストッパ９の基本的な構成は、実施形態１におけるストッパ５と同様である。すなわち、フレーム７からＹ軸に沿って延びる延設部９１と、延設部９１の先端から屈曲してＸ軸方向へ延びる本体部９２とを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。そして、延設部９１の表面には、低熱膨張係数膜９５と高熱膨張係数膜９３とが積層されている。詳しくは、延設部９１の表面には、相対的に熱膨張係数が高い材料で形成された低熱膨張係数膜９５と、相対的に熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜９３とが延設部９１側からこの順で積層されている。これら低熱膨張係数膜９５及び高熱膨張係数膜９３は共に、延設部９１よりも熱膨張係数が高い材料で形成されている。また、低熱膨張係数膜９５及び高熱膨張係数膜９３は、延設部９１と同様に、Ｙ軸方向に延設されている。
【０１６７】
一方、ミラー８には、ストッパ９に当接する当接部８２が設けられている。ミラー８からＹ軸に沿ってフレーム７側へ延びる延設部８３と、該延設部８３の先端から屈曲してＸ軸方向へ延びる本体部８４とを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。そして、本体部８４は、ストッパ９の鉤形状の内方のスペースＳに位置している。また、ストッパ９の本体部９２は、当接部８２の鉤形状の内方のスペースに位置している。
【０１６８】
こうして、高熱膨張係数膜９３の延設方向（即ち、Ｙ軸方向）において、ストッパ９の本体部９２よりも基端側には、当接部８２の本体部８４が位置している。つまり、高熱膨張係数膜９３の延設方向においてストッパ９の先端側から基端側へ向かって、ストッパ９の本体部９２、当接部８２の本体部８４がこの順で並んでいる。ストッパ９及び当接部８２は、製造時においては、フレーム７及びミラー８と同一平面上に位置している。
【０１６９】
前記ガラス基板部６２は、平面視で略正方形の平板状の部材である。ガラス基板部６２の周縁部にはフレーム７が接合される。
【０１７０】
前記駆動電極６４，６４は、ガラス基板部６２の底面に配設されている。各駆動電極６４は、平面視で長方形状をしている。これら駆動電極６４，６４はそれぞれ、ミラー８をＸ軸で２分割したときの一方側の部分と他方側の部分と、Ｚ軸方向に対向する位置に配置されている。
【０１７１】
続いて、マイクロミラー６の製造方法について、図４３を参照しながら説明する。図４３に、マイクロミラー６の製造工程の模式図を示す。
【０１７２】
まず、図４３（Ａ）に示すように、ＳＯＩウエハ１００を用意する。このＳＯＩウエハ１００が後にマイクロミラー６におけるシリコン基板部６１となる。
【０１７３】
次に、図４３（Ｂ）に示すように、ＳＯＩウエハ１００のＳｉで構成されたデバイス層１０１の表面に、低熱膨張係数膜１０４と、該低熱膨張係数膜よりも熱膨張係数が高い高熱膨張係数膜１０５とを順に成膜する。これら低熱膨張係数膜１０４と高熱膨張係数膜１０５とは共に、シリコンよりも熱膨張係数が高い材料で形成されている。
【０１７４】
続いて、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、図４３（Ｃ）に示すように、低熱膨張係数膜１０４及び高熱膨張係数膜１０５から前記低熱膨張係数膜９５及び高熱膨張係数膜９３を形成すると共に、デバイス層１０１からフレーム７、ミラー８並びにストッパ９の延設部９１及び本体部９２を形成する。
【０１７５】
そして、図４３（Ｄ）に示すように、ＳＯＩウエハ１００の表面を固定用部材１０６に対して固定用接着剤１０７を介して固定し、ＳＯＩウエハ１００の裏面からＳｉで構成されたサブストレート１０３及びＳｉＯ２で構成された犠牲層１０２を順に除去する。その結果、シリコン基板部６１の周縁部を構成する部分にのみ、犠牲層１０２及びサブストレート１０３が残る。
【０１７６】
最後に、固定用部材１０６及び固定用接着剤１０７を除去することによって、フレーム７、ミラー８及びストッパ９を有するシリコン基板部６１が完成する。
【０１７７】
このように構成されたシリコン基板部６１をガラス基板部６２に陽極接合することで、マイクロミラー６が構成される。
【０１７８】
マイクロミラー６は、製造される間、所定の製造温度に維持される。特に、成膜やエッチング等においては各処理工程に応じた製造温度がある。その一方で、マイクロミラー６は、許容される使用温度範囲を有する。使用温度範囲が製造温度よりも低いときには、マイクロミラー６は使用時には温度が低下することになる。また、使用温度範囲が製造温度よりも高いときには、マイクロミラー６は使用時には温度が上昇することになる。そして、熱膨張係数が異なる部材が積層されて構成されたストッパ９には、製造時と使用時とで温度差が生じることによって内部応力、即ち、熱応力が生じることになる。例えば、製造温度が使用温度よりも高いときには、ストッパ９の温度は低下するため、高熱膨張係数膜９３の方が低熱膨張係数膜９５よりも大きく収縮し、延設部９１が積層方向における高熱膨張係数膜９３側、即ち、上方に反る。その結果、製造時にはフレーム７及びミラー８と同一平面上に位置していたストッパ９の本体部９２は、ミラー８と共に揺動する当接部８２の揺動軌跡Ｔ上に変位する。尚、製造温度が使用温度よりも低いときには、ストッパ９は、逆向きに反る。
【０１７９】
このように構成されたマイクロミラー６は、ミラー８に定電圧を印加する一方、駆動電極６４，６４の何れかに駆動電圧を印加することによって、ミラー８と何れかの駆動電極６４との間に静電力が働き、ミラー８がＸ軸回りに揺動する。こうして、マイクロミラー６は、ミラー８を揺動させることによって、入射してきた光の反射方向を変えることができる。ここで、ミラー８と共に揺動する当接部８２の揺動軌跡Ｔ上には、前述の如く、ストッパ９の本体部９２が位置している。そのため、ミラー８がＸ軸回りに所定の揺動角だけ揺動したときには、ストッパ９の本体部９２が当接部８２の本体部８４に当接する。こうして、ミラー８の揺動は、ストッパ９によって所定の揺動範囲に制限される。
【０１８０】
したがって、本実施形態によれば、フレーム７及びミラー８と同一の積層体に形成されたストッパ９を反らせることでミラー８の揺動軌跡上に位置させることによって、ストッパを別途設けることなく、ストッパ９を簡易に構成することができる。その結果、マイクロミラー６のコストを抑制することができると共に、組立工数を低減することができる。
【０１８１】
また、ストッパ９を、製造時の内部応力を利用して反らせることによって、ストッパ９に反らせるための加工、処理を施す必要がないため、ストッパ９をさらに簡易に構成することができる。さらに、マイクロミラー６の未使用時（即ち、通電していない状態）においても、ストッパ９の温度がストッパ９が反ってミラー８の揺動軌跡上に位置する温度である限りは、ストッパ９を、ミラー８の揺動を制限する部材として機能させることができる。つまり、マイクロミラー６の搬送時や保管時であっても、ストッパ９が反ってミラー８の揺動軌跡上に位置するため、マイクロミラー６に外部から衝撃が加わったとしても、ミラー８がヒンジ８１，８１の弾性限界を超えて揺動したり、ミラー８がガラス基板部６２に衝突したりすることを防止することができる。
【０１８２】
−変形例１−
図４４は、変形例１に係るストッパ９Ｂの製造時における平面図を、図４５には、マイクロミラー６Ｂの断面図を示す。変形例１に係るマイクロミラー６Ｂは、ストッパの本体部と当接部の本体部とがそれぞれ２つずつある点、及び延設部に高熱膨張係数膜だけが積層されている点で実施形態４と異なる。すなわち、ストッパ９Ｂは、フレーム７からＹ軸に沿って延びる延設部９１ｂと、延設部９１ｂの中央から屈曲してＸ軸方向へ延びる第１本体部９２ｂと、延設部９１ｂの先端から屈曲してＸ軸方向へ延びる第２本体部９６ｂとを有し、全体として平面視で鉤形状をしている。第１本体部９２ｂと第２本体部９６ｂとは、延設部９１ｂからＸ軸方向の同じ側に延びている。延設部９１ｂの裏面には、基端部と第１本体部９２ｂとの間の部分に、延設部９１ｂよりも熱膨張係数が高い材料で形成された高熱膨張係数膜９３ｂが積層されている。高熱膨張係数膜９３ｂは、延設部９１ｂと同様に、Ｙ軸方向に延設されている。また、延設部９１ｂの裏面には、高熱膨張係数膜９３ｂを囲むようにしてヒータ９４ｂが設けられている。ストッパ９Ｂは、製造時においては、フレーム７及びミラー８と同一平面上に位置している。
【０１８３】
一方、ミラー８には、ストッパ９Ｂに当接する当接部８２Ｂが設けられている。当接部８２Ｂは、ミラー８からＹ軸に沿ってフレーム７側へ延びる延設部８３ｂと、延設部８３ｂの先端から屈曲してＸ軸方向へ延びる第１本体部８４ｂと、延設部８３ｂの中央から屈曲してＸ軸方向へ延びる第２本体部８５ｂとを有している。第１本体部８４ｂと第２本体部８５ｂとは、延設部８３ｂからＸ軸方向であってストッパ９Ｂに接近する側に延びている。そして、第１本体部８４ｂは、ストッパ９Ｂの第１本体部９２ｂと延設部９１ｂとで形成される鉤形状の内方のスペースＳ１に位置し、第２本体部８５ｂは、ストッパ９Ｂの第２本体部９６ｂと延設部９１ｂとで形成される鉤形状の内方のスペースＳ２に位置している。こうして、高熱膨張係数膜９３ｂの延設方向（即ち、Ｙ軸方向）において、ストッパ９Ｂの第１本体部９２ｂよりも基端側には当接部８２Ｂの第１本体部８４ｂが位置し、ストッパ９Ｂの第２本体部９６ｂよりも基端側には当接部８２Ｂの第２本体部８５ｂが位置している。つまり、高熱膨張係数膜９３ｂの延設方向においてストッパ９Ｂの先端側から基端側へ向かって、ストッパ９Ｂの第２本体部９６ｂ、当接部８２Ｂの第２本体部８５ｂ、ストッパ９Ｂの第１本体部９２ｂ、当接部８２Ｂの第１本体部８４ｂがこの順で並んでいる。
【０１８４】
このマイクロミラー６Ｂの使用温度は、エッチング等の製造時の製造温度よりも高温になっている。すなわち、マイクロミラー６Ｂは、製造温度よりも高温の環境下で使用される。
【０１８５】
その結果、マイクロミラー６Ｂの使用時においては、ストッパ９Ｂの温度が製造時よりも上昇するため、高熱膨張係数膜９３ｂの方が延設部９１ｂよりも大きく膨張し、延設部９１ｂは、上方（即ち、延設部９１ｂと高熱膨張係数膜９３ｂの積層方向における延設部９１ｂ側）に反り上がる。その結果、ストッパ９Ｂの第２本体部９６ｂは、図４５（Ａ）に示すように、当接部８２Ｂの第２本体部８５ｂに対して積層方向の上方の位置であって、ミラー８と共に揺動する当接部８２Ｂの第２本体部８５ｂの揺動軌跡Ｔ２上の位置に位置するようになる。このとき、ストッパ９Ｂの第１本体部９２ｂも上方へ変位するが、当接部８２Ｂの第１本体部８４ｂの揺動軌跡Ｔ１上の位置までは移動していない。
【０１８６】
ここで、ミラー８を、当接部８２Ｂの第２本体部８５ｂがストッパ９Ｂの第２本体部９６ｂへ当接する位置まで人為的に、例えば、静電引力を与えて強制的に移動させる。そして、この状態で、ヒータ９４ｂに通電する。こうして、ヒータ９４ｂを発熱させることによって、延設部９１ｂ及び高熱膨張係数膜９３ｂを加熱する。延設部９１ｂ及び高熱膨張係数膜９３ｂを加熱すると、高熱膨張係数膜９３ｂの方が延設部９１ｂよりも大きく膨張するため、延設部９１ｂの反り量が増大する。その結果、ストッパ９Ｂの第１本体部９２ｂは、図４５（Ｂ）に示すように、当接部８２Ｂの第１本体部８４ｂに対して積層方向の上方の位置であって、当接部８２Ｂの第１本体部８４ｂの揺動軌跡Ｔ１上の位置に位置するようになる。このとき、ストッパ９Ｂの第２本体部９６ｂもさらに上方へ変位するが、当接部８２Ｂの第２本体部８５ｂの揺動軌跡Ｔ２上に位置している。ここで、ミラー８の人為的な移動を解除すると、当接部８２Ｂの第１本体部８４ｂの揺動軌跡Ｔ１上にストッパ９Ｂの第１本体部９２ｂが位置するため、ミラー８は、フレーム７と同一平面上には戻らず、裏面にストッパ９Ｂの第１本体部９２ｂが当接して、傾斜した状態となる。つまり、ミラー８は、常に傾斜した状態となっていると共に、裏面側への揺動をストッパ９Ｂの第１本体部９２ｂによって制限され、表面側への揺動をストッパ９Ｂの第２本体部９６ｂによって制限される。
【０１８７】
《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【０１８８】
例えば、前記実施形態は、角速度センサ及びマイクロミラーについてのものであるが、これに限られるものではない。本発明は、フレームと揺動体とを備えたマイクロデバイスに適用することができ、例えば、マイクロアクチュエータや光スイッチにも適用することができる。
【０１８９】
また、ストッパの個数、形状及び位置は、前記実施形態に限られるものではない。ストッパは、振動子の揺動範囲を制限できる構成であれば、任意の個数、形状及び位置を採用することができる。
【０１９０】
さらに、高熱膨張係数の材料、個数、形状及び位置は、前記実施形態に限られるものではない。高熱膨張係数膜は、ストッパを反らせることができれば、任意の材料、個数、形状及び位置を採用することができる。例えば、高熱膨張係数膜は、所定の延設方向に延びる細長い形状に限られず、複数の高熱膨張係数膜が延設方向に配列された構成であってもよい。
【０１９１】
前記実施形態では、延設部又は本体部に、該延設部又は本体部よりも熱膨張係数の高い高熱膨張係数膜を設けているが、これに限られるものではない。例えば、延設部に、該延設部よりも熱膨張係数の低い低熱膨張係数膜を設けてもよい。かかる構成の場合、使用温度が製造温度よりも低ければ、延設部は、低熱膨張係数膜とは反対側へ反る。すなわち、ストッパは、延設部又は本体部に、該延設部又は本体部とは熱膨張係数の異なる部材を設け、両者の熱膨張係数の差を利用して延設部又は本体部を反らせる構成であれば、任意の構成を採用することができる。例えば、本体部がシリコンの場合には、低熱膨張係数膜として酸化シリコンを用いることができる。
【０１９２】
さらに、ストッパにおいて高熱膨張係数膜が設けられている面は、前記実施形態に限られるものではない。つまり、高熱膨張係数膜が設けられる場所は、ストッパの表面（上面）でも、裏面（下面）でも、さらには両面でもよい。
【０１９３】
尚、ストッパが積層方向のどちらに反るかは、ストッパに積層される積層膜とストッパとの熱膨張係数の大小関係、積層膜がストッパの表面及び裏面の何れに設けられるか、及び、製造温度と使用温度との上下関係（即ち、上昇するか、低下するか）によって決まる。
【０１９４】
また、角速度センサの製造温度と使用温度との大小関係は、前記実施形態に限られるものではない。例えば、実施形態１において、角速度センサの使用温度を製造温度よりも高くしてもよい。
【０１９５】
さらに、実施形態１の変形例１で説明したヒータは、その他の変形例及び実施形態に適用することもできる。ヒータを用いることによってストッパの反り量を調節することができる。例えば、使用温度が変化する環境においては、ヒータを用いることによって、ストッパの反り量を安定させることができる。
【０１９６】
また、前記実施形態及び変形例は、自由に組み合わせることができる。例えば、実施形態１の変形例を実施形態２，３，４及びそれらの変形例に適用することができる。具体的には、例えば、実施形態１の変形例１２を、実施形態２に適用することができる。
【０１９７】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１９８】
以上説明したように、本発明は、フレームとフレームに対して揺動する揺動体を備えたマイクロデバイスについて有用である。
【符号の説明】
【０１９９】
１，２０１，３０１    角速度センサ（マイクロデバイス）
２      フレーム
２２２  被当接部
３      振動子（揺動体）
３４，３３４          当接部
５，２０５，３０５    ストッパ
５１，２５１，３５１  延設部
５２，２５２，３５２  本体部
５２ｍ  第１本体部
５３，２５３，３５３  高熱膨張係数膜
５４ｂ  ヒータ（加熱手段）
５６ｍ  連結部
５７ｍ  第２本体部
６      マイクロミラー（マイクロデバイス）
７      フレーム
８      ミラー（揺動体）
８２    当接部
９      ストッパ
９１    延設部
９２    本体部
９３    高熱膨張係数膜
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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