(57)【要約】  たとえばレートジャイロとして使用されると共に振動する質量体(１１,１２)を具備してなる装置における振動する質量体(１１,１２)の懸架および連結ビーム(１４,１５,１６,１７)は、単一であってかつ一続きの系を形成するが、この系によって装置の構造をコンパクトなものとすることができる。好ましくは、接続ビーム(１６)が、上記二つの振動する質量体を取り囲んでいる。
2008516217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体(９,１９)と、
少なくとも二つの振動する質量体と、
電気力を用いて前記質量体(１,２,１１,１２,４１,４２)を振動させる手段(２８,２９)と、
前記基体から前記質量体を懸架するためのビーム(４,５,７,１４,１５,１７,２７)と、
前記質量体を一つに連結する連結ビーム(６,１６,２６)と、を具備してなり、前記懸架ビームは全て前記連結ビームを介して前記質量体に対して連結されている共振器であって、
前記懸架ビームおよび前記連結ビームは単一の一続きのビームアセンブリを形成し、このアセンブリは、
前記基体に対する取り付けビームと、
前記質量体に対する取り付けビーム(６,１６,２６)と、
前記基体に対する取り付けビーム(４,５,１４,１５)および前記質量体に対する取り付けビーム(７,１７,２７)が連結される、閉じたラインに沿って延在する接続ビームと、を具備してなることを特徴とする共振器。
【請求項２】
前記接続ビームは曲線に関して延在していることを特徴とする請求項１に記載の共振器。
【請求項３】
前記接続ビームは前記質量体を取り囲んでおり、前記質量体は半月(１１,１２,４１,４２)の形態であり、この半月(１１,１２,４１,４２)は、互いに向き合う直線状の面と、前記接続ビームと向き合う湾曲した面とを有することを特徴とする請求項１に記載の共振器。
【請求項４】
前記基体に対する取り付けビームは、前記基体に対する二つの取り付け領域間で全体として前記質量体の整列方向に延在するアンカービーム(４,１４)と、前記アンカービームと直交すると共に前記取り付け領域から中間的距離において前記アンカービームに対して連結されたリンクビーム(５,１５)と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の共振器。
【請求項５】
前記接続ビームは前記質量体を取り囲んでおり、かつ、振動を発生させるための前記手段は、前記接続ビームと前記質量体との間に配置された、振動を発生させるための要素を含むことを特徴とする請求項３に記載の共振器。
【請求項６】
前記基体は、前記質量体と振動を発生させるための前記手段と前記ビームとを取り囲み、前記質量体の主要な振動方向に整列させられた二つのフレームアンカー領域(２０)によって前記基体の下方に存在する部分に対して固定された分離フレーム(１８)を具備してなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の共振器。
【請求項７】
前記質量体に対する取り付けビーム(１７)は、前記フレームアンカー領域と整列していることを特徴とする請求項６に記載の共振器。
【請求項８】
前記フレームおよび前記接続ビーム(１６)は、前記フレームアンカー領域の前方に端部ストッパーを形成するよう構成されており、かつ前記振動する質量体は、相互端部ストッパーを形成するよう構成された、向き合う側部を有することを特徴とする請求項７に記載の共振器。
【請求項９】
前記質量体は、振動を発生させるための要素間で延在すると共に、その間に互いに噛み合う電気櫛状部(３２)を備えた、向き合う側部を有することを特徴とする請求項５に記載の共振器。
【請求項１０】
前記質量体(４１,４２)はそれぞれ当該質量体の主要な振動方向に沿って対称配置された二つの小質量体(４３)からなり、かつ前記連結ビームは、各質量体に関して、前記小質量体間で延在すると共にそれぞれ前記小質量体および相互接続ビーム(４７)に対して連結された二つのビーム(４５)を含むビームのサブアセンブリを含み、前記ビームは前記質量体の主要な振動方向に沿って延在する前記小質量体に対して連結された状態となっていることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の共振器。
【請求項１１】
前記質量体に関する静電容量を測定するための電極(４８)を含み、
前記電極は前記基体に固定されてなると共に前記質量体ハウジング(５１)内に配置されており、かつ前記質量体の振動方向に沿って非対称であることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の共振器。
【請求項１２】
前記質量体の振動を発生させるための前記手段は、相互に噛み合う歯付き櫛状部(２８,２９)を含み、この櫛状部(２８,２９)は、前記振動する質量体の振動振幅よりも大きなオーバーラップ長を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の共振器。
【請求項１３】
前記相互に噛み合う電気櫛状部は歯(３２)を有し、この歯(３２)は、各振動質量体の前記歯(３２)と向き合う面に存在する延在部(１７,２８)の総質量と等しい総質量を有することを特徴とする請求項９に記載の共振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の対象は振動質量共振器である。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置はマイクロメカニカル技術を用いて一般に製造されており、加速度計に、さらに詳しくはジャイロにおいて使用されている。それは基本的に、弾性構造体によって基体に対して連結された二つの振動する質量体と、質量体を振動させるための手段と、振動を測定するための手段とからなる。質量体がある方向に振動すると共に、共振器が設置される物体が第２の方向に向って回転すると、コリオリの力が先と直交する第３の主要方向に沿った質量体の運動を引き起こす。これが測定される運動である。その振幅は、共振器がさらされる回転の速度を推定するために使用される。
【０００３】
第３方向の運動は、たいてい、振動する質量体の下方および基体の上に配置された電極間の静電容量の変化を利用して測定される。その位相逆位相振動が反対方向である一対の質量体が制御される場合(実際にはこれが好ましい)、測定方向の運動および静電容量変化は逆になり、この結果、質量体の個々に関連付けられた静電容量の二つの変化を合算するために差のある測定値を使用でき、その一方で、たとえば基体に対する質量体のアセンブリの運動によって生じる、ある測定誤差が抑えられる。
【０００４】
質量体の振動動作はビームとして公知の微細な構造体によって可能となるが、これによって質量体は基体から懸架され、しかもこれは振動の方向に弾性様式で簡単に屈曲できる。ある最新の共振器は類似の特性を持つビームをさらに有するが、これは連結ビームであり、これは質量体を一つに連結するとともに、あるときは基体につながる。これら連結ビームは、所望の位相関係で質量体が振動するとき容易に変形するが、所望の位相関係での振動を促進し、したがって測定にあたって振動の同期不良が生じにくくするために、それ以外の位相関係での振動には高い剛性を示すように配置構成されている。
【０００５】
特許文献１にはそうした共振器が開示されている。振動発生手段は電気式振動器であり、振動質量体の背後に置かれる。懸架ビームもまた振動する質量体の背後に置かれ、それは主要な振動方向に対して直交するよう延在するが、これはこの方向の屈曲を促進するためである。連結ビームは円弧の形態のビームから形成され、これは質量体の前面につながると共に、その端部において基体につながった他のビームに対してその中央でつながっており、そして振動の方向に延在している。質量体の逆位相運動によって円弧形状のビームおよび基体に連結されたビームの単純曲げが生じる。これに対して、質量体の同位相での運動は、基体に連結されたビームの運動をほとんど伴わずに引っ張りおよび圧縮を生じ、しかも複雑なモードで撓む。連結ビームシステムはそれゆえ同位相振動に関して非常に剛性が高く、これらを簡単に生じさせない。
【０００６】
既存のシステムの欠点はビームが複雑なパターンをなしていることに起因するが、これは製造の不確実さおよびその他の変形に影響を受けやすく、しかもそれを抑えようとする努力にも関わらず、望ましくない位相関係に関連する著しく大きな変形を受ける。かなり大きな振動運動は長いビームを必要とするが、これはそれゆえ質量体から離れるよう特に主要な振動方向に延在し、そして共振器のサイズを大きなものとする点も指摘できる。
【特許文献１】米国特許第5,635,638号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、より簡単なビーム構造を備えた、寸法の小さな共振器を提供することであり、このものでは振動質量体間の連結は唯一のそして既定された位相関係のために適切に実現されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
懸架ビームは全て連結ビームを介して質量体に連結されている。これは、ビームのネットワークをたどる、基体上のビームの各アンカーポイントから質量体個々まで延びる経路が存在することを意味するが、初期の設計では懸架ビームは完全に常に連結ビームから分離しており、そして概ね単一の質量体に対して直につながっていた。こうして得られるビームネットワークは、概して、主要な振動方向に、そしてこの方向に垂直な方向に沿って(ただし基体に対して平行に)二つの対称軸を有する。
【０００９】
これは、米国特許第5,349,855号明細書に開示されている。だが本発明では、懸架ビームおよび連結ビームのネットワークは独特の、そして連続したものであり、しかも基体に対する取り付けビームと、質量体に対する取り付けビームと、そして注目すべき様式では接続ビーム(これは全ての取り付けビームがつながる閉じたラインに沿って延在する)とを含む。振動時に生じる弾性変形は本質的に接続ビームに集中する。それは応力の集中が発生しないよう好ましくは湾曲させられる。有利な製造上に選択肢に関して、それは二つの質量体の周囲に配置される。それらが向き合う直線状の面(平坦面)および接続ビームと向き合う湾曲面を備えた半月形状を有する場合には、非常にコンパクトな共振器が得られる。質量体あるいは構造体の他の剛体部分あるいは固定ポイントを通ることなく閉じた曲線に沿って延在するこの一続きの接続ビーム構造によって、所望の位相関係で質量体を良好に確実に連結できるだけでなく、大きな変位および測定感度をもたらすサスペンション(懸架部材)の良好な柔軟性を確実に実現できる。
【００１０】
基体に対する取り付けビームは、基体に対する二つの取り付け領域間で全体として質量体の整列方向に延在するアンカービームと、当該アンカービームと直交すると共に取り付け領域から中間的距離においてアンカービームに対して連結されたリンクビームとを含んでいてもよい。この構造は、上記主要方向と直交する方向に生じる振動を低減するのに役立つ。
【００１１】
振動を発生させるための要素を、質量体を取り囲む接続ビームと質量体自体との間に配置できるが、これは求められているコンパクトさの度合いに貢献する。
【００１２】
基体は、質量体と、振動を発生させるための手段と、ビームとを取り囲み、質量体の主要な振動方向に整列させられた二つのフレームアンカー領域によって基体の下方に存在する部分に対して固定された分離フレームを備えていてもよい。質量体に対する取り付けビームがフレームアンカー(定着)領域と整列状態となる場合、フレームおよび接続ビームはフレームアンカー領域の前方に端部ストッパーを形成するよう構成され、かつ振動する質量体が相互端部ストッパーを形成するよう構成された向き合う面を有する場合、質量体の振動動作は、このようにして制限できる。
【００１３】
製造に関するその他の有利な選択肢によれば、質量体は、振動を発生させるための要素間で延在すると共に、その間に互いに噛み合う電気櫛状部を備える、相対するよう向き合う側部を有する。この構造によって振動動作の安定性が高められることが分かるであろう。
【００１４】
その他の要因によれば、質量体はそれぞれ、その振動の主要な方向に沿って対称配置された二つの小質量体からなっていてもよく、しかも連結ビームは個々の質量体に関して、小質量体間に延在するビームのサブアセンブリを含み、かつそれは小質量体および中間接続ビームに対してそれぞれ連結された二つのビームを含み、当該ビームは質量体の主要な振動方向に沿って延在する小質量体に対して接続される。小質量体はその場合一方向に相互に振動し、主要な振動方向に対して直交するよう運動し、そして二つの測定軸線を備えた加速度計を提供することが可能である。連結ビームは有利なことには、(少なくとも考えられる周波数の範囲では)剛体ビームに沿って延在でき、これはそれぞれ質量体の周りで延在すると共に質量体の振動を生み出す要素を支持する。有利なことを言えば、他のコンパクトでない構造のごとく櫛状部を質量自体の周りに配置することに代えて、剛体ビームが閉じたラインに沿って延在していてもよく、そしてそれは二つの質量体に共通の相互噛み合い型の静電櫛状部を備えた対向する部分を有していてもよい。
【００１５】
第２の方向の振動の測定は、質量を持つ静電容量測定電極によって実現できるが、電極は基体に固定されてなると共に質量体用ハウジング内に配置されており、かつ質量体の振動方向に非対称な形状を有する。この非対称な形状により、振動によって生じる静電容量の変化が増大させられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明について、ある特定の好ましい製造上の選択肢を示す図面を参照して説明する。
【００１７】
図１には特に簡素な製造態様を示すが、このものでは、互いに隣接して配置された二つの質量体１および２は、アンカーポイント３によって、詳しくは図示していない下方に存在する基体９(これは装置全体の下方で延在している)に対して連結されている。アンカーポイント３は、単一のビームネットワークによって、質量体１および２の外側コーナーに四辺形をなすよう配置されているが、この単一のビームネットワークは、二つのアンカービーム４(そのそれぞれは二つのアンカーポイント３に対して連結され、同時に質量体１および２の整列方向と平行に延在している)と、二つの短い取り付けビーム５(これは上記ビーム４に対して直交すると共にそのそれぞれの中央に連結されている)と、質量体１および２ならびにアンカーポイント３および４の周りで延在する長方形状の接続ビーム６と、質量体に対する二つの取り付けビーム７(これは接続ビーム６と質量体１および２との間で延在するが、その方向は質量体１および２の整列方向と同じである)とを具備してなる。このビームのネットワークによって、アンカーポイント３によって基体から質量体１および２が確実に懸架され、かつこれら質量体１および２が互いに確実に連結されるようになる。質量体１および２が主要な振動方向(これは質量体の整列方向と等しい)にかつ逆位相で振動する場合、接近するか互いに離間するよう動くときに、ビームのネットワークは図２に示すように変形する。すなわち、接続ビームからなる長方形は変形して、二つの側部は凸状に、そして他の二つは凹状となり、そしてアンカービーム４は、それと平行であってかつそれに隣接する接続ビーム６の側部のように効果的に変形する。取り付けビーム５および７は、事実上、変形しない。このシステムは逆位相にて呈する変形に関してフレキシブルであるが、同じ方向への質量体の同相運動に関しては極めて変形しにくい。なぜなら、接続ビームアセンブリ６の運動は振動の方向となるよう設計されかつ取り付けビーム５に対する連結点においては、それがほとんど起こり得ないようになされるからである。
【００１８】
それゆえ、ビームのネットワークによって質量体１および２の結合状態が確実なものとなるが、これは所望の振動位相関係を促進する。
【００１９】
矩形状の接続ビーム６は角を有するが、これは複雑な変形あるいは応力の集中を引き起こし得る。これに関して図３に示すように湾曲接続ビームを選ぶことが可能であるが、この湾曲接続ビームは半月形状の二つの質量体１１および１２の周りに配置されており、かつ必要に応じて、長円形あるいは楕円形あるいは円形である形状を有する。アンカーポイント１３、アンカービーム１４、基体に対する取り付けビーム１５、質量体に対する取り付けビーム１７は、上記製造上の選択肢に対して変更されていない。だが、ここではアンカービーム１４は接続ビーム１６の外側で延在しており、それゆえ接続ビーム１６は、半月形状となった質量体１１および１２に近接しており、この結果、アセンブリはよりコンパクトなものとなっている。互いに対向する、半月形状の前方側は平坦であり、かつ、接続ビーム１６と向き合うと共に個々の取り付けビーム１７に対して連結されたその後方側は湾曲しており、しかも接続ビーム１６からわずかな距離だけ離れて、その輪郭に沿って延在している。
【００２０】
図４には、図３と類似の製造上の選択肢を示すが、現実的にはアンカーポイント１３を特定することはできず、むしろ目につくのは、接続ビーム１６および質量体に対する取り付けビーム１７からわずかな距離だけ離間した、質量体１１および１２の整列方向に配置された向き合うアンカーポイント２０によって下方に存在する基体１９に対して連結された分離フレーム１８である。質量体１１および１２ならびに上記ビームは、分離フレーム１８の切欠き内に収容されている。この構造は、基体１９と振動システムとのより大きな分離状態が得られるという利点を有する。
【００２１】
異なる製造上の変形例を図５に示す。接続ビーム１６は質量体２１および２２間に配置された接続ビーム２６で置き換えられているが、それらは簡単に、先に説明した質量体１および２のような平行六面体形状とすることができる。同様のアンカービームおよび取り付けビームのネットワークが先のとおり見出されるが、ここでは、質量体に対する取り付けビーム(ここでは２７)のみが質量体２１および２２の前面に対して連結されている。このシステムは高周波数および小さな動作振幅に関して効果的に機能する。接続ビーム２６は、接続ビーム１６と同様、湾曲形、長円形、円形、楕円形などである。
【００２２】
本発明の簡単な具体例を図６により完全な形で示す。図４の製造上の選択肢に関する特徴は、特に、分離フレーム１８、湾曲接続ビーム１６および半月形状の質量体１１および１２によって認識できる。振動を発生させるための手段を図示するが、これは一般的な様式で、互いに噛み合う(すなわち実際に広く使用されている用語によれば「両手の指を組み合わせたような」)歯すなわち延在部２８および２９を備えた櫛状部から形成される。これが電気的吸引力の源である。いくつかの歯２８は半月形状を備えた質量体１１および１２の後面に配置され、そしてさらなる歯２９は二つの質量体１１および１２と接続アーム１６との間で質量体に対する取り付けビーム１７まで延在している円弧形態の取り付け要素３０上に配置されており、そしてこの取り付け要素３０はアンカーポイント３１によって基体１９上で保持されている。この独特の構造は、振動を発生させるのに使用される要素のために利用されるのはわずかな付加的空間だけであり、したがって装置のコンパクトさには不利な影響が及ばないことを意味する。質量体１１および１２は、櫛の互いに噛み合う歯の形態の別な延在部を備えるが、これはその前面において一方が他方の間に納まるよう相互に関連付けられている。それには参照数字３２を付した。これら櫛状部の相互噛み合いによって静電安定化力が生じるが、これは、振動の主要な方向Ｘに対して直交する、図の垂直軸Ｙに関する質量体１１および１２の望ましくない動作に抗する。質量体１１および１２は精密に釣り合っており、この結果、それらの慣性主軸は中心アライメントラインに沿ったものである。延在部２８および３２は、特に、このラインの両側に対称に配置されている。さらに、各質量体１１または１２に関して、前方面の延在部３２を後方面の延在部２８から伸長させることがまた好ましく、振動する質量体１１および１２の後方面を越えて延在する要素２８および１７の質量の合計は、前方側に配置された延在部３２についての総和と同じ質量をもたらす。
【００２３】
こうした条件が適用された場合、振動する質量体は、製造時の欠陥および外部または内部拘束の結果として、振動の方向に対して垂直には運動しそうにないことが分かる。
【００２４】
取り付けビーム１５および１７は、ここでは、捩じれに対する抵抗力を向上させるために二つの平行なビーム要素へと分割されている。取り付けビームはその長さが短いために過大な変形には耐えられず、そしてさらにはその変形、特に測定に有害な影響を与えるさらなる振動動作を発生させるだけの、第３の方向Ｚの、ダイアフラムの面の外側に見出されるものを回避することが望ましいことは既に述べた。
【００２５】
質量体１１および１２の動作を制限する端部ストッパーは、歯３２と、向き合う質量体との接触によって、そして他の方向に関しては、アンカーポイント２０における分離フレーム１８と、変形する接続ビーム１６との接触によって実現される。端部ストッパーのリーチングは常に、同じ電位にある構成要素を含み、したがって装置の動作を妨害しない。
【００２６】
図７に示す、より複雑な具体例に話を移すと、モノリス状(一塊状)の質量体１１および１２は、ここでは、半月形の全体形状を有する複雑な質量体４１および４２で置き換えられている。だが、これら振動要素は、ここでは、四半分月形状の小質量体４３からなっており、その二つから質量体４１および４２のそれぞれが形成されている。複合質量体４１および４２はサポート要素４４によって取り囲まれているが、これは、一つの直径および半円周からなる閉じたラインに沿って延在している。これらのビームは、先の実施形態のそれと同様の、相互に噛み合う歯２８および３２を含む。取り付けビーム１７がサポート要素４４まで延在すると共にそれに対して連結されており、かつ質量体４１および４２に対しては間接的に取り付けられている。サポート要素４４は閉じた輪郭ビームに似ており、連結ビームと見なすこともできるが、もはやほとんど変形しない程度まで、その他のビームよりも著しく厚みが大きい。
【００２７】
サポートビーム４４はそれゆえ、振動する質量体４１および４２を基体に対して連結するビームのネットワークの一部として存在する。このネットワークはまた、四半分月形状の小質量体４３間で延在するビームを含む。さらに詳しく言うと、二つの可撓性ビーム４５が、そのそれぞれの端部が個々の小質量体４３に対して連結されておりかつそれは質量体４１および４２の主要な振動方向に沿って延在しており、連結ビーム４６がサポート要素４４の二つの対向するポイントをつないでおりかつそれは一対の可撓性ビーム４５同士の間で主要な振動方向に取り付けビーム１７を延長するために延在しており、そして短い相互連結ビーム４７が主要な振動方向と直交する方向に整列しておりかつ可撓性ビーム４５の対を連結ビーム４６に対して連結している。
【００２８】
そうしたシステムは二重軸ジャイロとして利用できる。それは当初の具体例によって実現された選択肢を含み、その上、コリオリ力加速度(これはデバイスのＹ方向に作用しかつ可撓性ビーム４５の曲げを生じさせる)の測定を可能とする。
【００２９】
測定デバイスは小質量体４３のハウジング内に配置された固定電極４８から形成される。固定電極４８は、それ自身と小質量体４３との間の静電容量を測定するために使用される。小質量体４３が運動するとき、固定電極４８はそのハウジングのある部分に接近し、そして他の部分から離れるように移動する。全静電容量は小質量体４３の運動に依存して変化する。固定電極４８が非対称である場合、たとえば一方側が鋸歯状でありかつ他方側が平滑である場合には高精度の測定が行える。この場合には、直交方向に四半分月の運動を測定するために、鋸歯状の側は主要な振動方向と直交する方向に整列している。
【００３０】
固定電極４８は、二つの振動方向に関して対称的に、四半分月の慣性中心に配置されている。
【００３１】
鋸歯状部はさまざまな形状および切欠きを具備してなることができる。固定電極の他の製造態様は図９に示すような二つの対をなす平坦な電極を含むが、ハウジング５１に対するその静電容量は独立して測定される。小質量体４３の運動は一方の静電容量を低下させ、他方を相関的に増大させる。静電容量の減算による測定は動作の高精度な評価を実現する。
【００３２】
さらに詳しく言うと、図７および図８の複雑な具体例が利用される様式が存在する。これは、Ｙ方向の角加速度の通常の検出はさておき、Ｘ方向の質量体の振動による、第３の方向Ｚの各加速度検出に非常に役立つ。したがって、それは、Ｙ方向に生じるコリオリの力に応じた、測定されるＹ方向の質量体４１および４２の運動である。質量体４１および４２のそれぞれに関して、全ての小質量体４３のそれぞれの固定電極４８に記録された静電容量の全体的変化が測定されると共に互いに減じられ、これによってより大きな成果およびより正確な測定値が得られる。これは、各質量体４１および４２の小質量体４３間の固定電極４９の対称配置と組み合わされた小質量体４３の本質的に等しい動作(逆対称)に起因する。減法による測定はまた、Ｙ方向の相互の小質量体４３の好ましくない振動の影響を排除する。質量体４１および４２のそれぞれの測定はまた正反対の結果をもたらすはずである。Ｙ方向の好ましくない振動の影響を排除するために、他の減法測定法によってそれらを相関させることができる。
【００３３】
本発明に見出される櫛状部は、一般に使用されているものよりも著しく大きな歯部オーバーラップ長を有する。櫛状部間の余分な静電気力は、振動システムがさらされるであろう外乱に抗して、それを中心ポジションで維持する。たとえば５μｍの振動振幅に関しては、長さ７μｍの歯部が標準的である。
【００３４】
約９７μｍ(すなわち９０μｍ超)の全長、したがって振動振幅よりも大きなオーバーラップ長(９２μｍ)が、本発明に基づくこの例では提案される。櫛状部のより大きなボリュームはビームの構造における非常に大きな自由度によって補償されるが、これはもはや、直交方向により高いアセンブリ剛性によって、振動方向のガイドをもたらす必要はない。このためのネットワークはそれゆえ非常に簡素化できる。
【００３５】
上記共振器は、マイクロメカニカルエンジニアリングにおいて普通に使用されている一般的な蒸着および彫刻技術を用いて製造でき、したがってそれについての説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る製品に関する一つの選択肢を示す図である。
【図２】質量体が振動した際の図１の製造上の選択肢に関する変形を示す図である。
【図３】本発明に関する他の製造上の選択肢を示す図である。
【図４】本発明に関する他の製造上の選択肢を示す図である。
【図５】本発明に関する他の製造上の選択肢を示す図である。
【図６】本発明に関する他の製造上の選択肢を示す図である。
【図７】本発明に関する他の製造上の選択肢を示す図である。
【図８】図７の一部分の拡大図である。
【図９】他のタイプの測定電極構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１,２  質量体
３  アンカーポイント
４  アンカービーム
５  取り付けビーム
６  接続ビーム
７  取り付けビーム
９  基体
１１,１２  質量体
１３  アンカーポイント
１４  アンカービーム
１５  取り付けビーム
１６  接続ビーム
１７  取り付けビーム
１８  分離フレーム
１９  基体
２０  アンカーポイント
２１,２２  質量体
２６  接続ビーム
２７  取り付けビーム
２８,２９  延在部
３０  取り付け要素
３１  アンカーポイント
３２  延在部
４１,４２  質量体
４３  小質量体
４４  サポート要素
４５  可撓性ビーム
４６  連結ビーム
４７  相互連結ビーム
４８,４９  固定電極
５１  ハウジング
【図１】
2008516217.tif 000003
【図２】
2008516217.tif 000004
【図３】
2008516217.tif 000005
【図４】
2008516217.tif 000006
【図５】
2008516217.tif 000007
【図６】
2008516217.tif 000008
【図７】
2008516217.tif 000009
【図８】
2008516217.tif 000010
【図９】
2008516217.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月19日(2006.7.19)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体(９,１９)と、
少なくとも二つの振動する質量体と、
電気力を用いて前記質量体(１,２,１１,１２,４１,４２)を振動させる手段(２８,２９)と、
前記基体から前記質量体を懸架するためのビーム(４,５,７,１４,１５,１７,２７)と、
前記質量体を一つに連結する連結ビーム(６,１６,２６)と、を具備してなり、前記懸架ビームは全て前記連結ビームを介して前記質量体に対して連結されている共振器であって、
前記懸架ビームおよび前記連結ビームは単一の一続きのビームアセンブリを形成し、このアセンブリは、前記基体に対する取り付けビームと、前記質量体に対する取り付けビーム(６,１６,２６)と、を具備し、
前記単一の一続きのビームアセンブリはさらに、前記基体に対する取り付けビーム(４,５,１４,１５)および前記質量体に対する取り付けビーム(７,１７,２７)が連結される閉じたラインに沿って延在し、前記質量体の振動によって変形させられる接続ビームを具備してなることを特徴とする共振器。
【請求項２】
前記接続ビームは曲線に関して延在していることを特徴とする請求項１に記載の共振器。
【請求項３】
前記接続ビームは前記質量体を取り囲んでおり、前記質量体は半月(１１,１２,４１,４２)の形態であり、この半月(１１,１２,４１,４２)は、互いに向き合う直線状の面と、前記接続ビームと向き合う湾曲した面とを有することを特徴とする請求項１に記載の共振器。
【請求項４】
前記基体に対する取り付けビームは、アンカービームと直交すると共に前記取り付け領域から中間的距離において前記アンカービームに対して連結された、前記基体に対する二つの取り付け領域(５,１５)間で全体として前記質量体の整列方向に延在する前記アンカービーム(４,１４)を含むことを特徴とする請求項１に記載の共振器。
【請求項５】
前記接続ビームは前記質量体を取り囲んでおり、かつ、振動を発生させるための前記手段は、前記接続ビームと前記質量体との間に配置された、振動を発生させるための要素を含むことを特徴とする請求項３に記載の共振器。
【請求項６】
前記基体は、前記質量体と振動を発生させるための前記手段と前記ビームとを取り囲み、かつ前記質量体の主要な振動方向に整列させられた二つのフレームアンカー領域(２０)によって前記基体の下方に存在する部分に対して固定された分離フレーム(１８)を具備してなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の共振器。
【請求項７】
前記質量体に対する取り付けビーム(１７)は、前記フレームアンカー領域と整列していることを特徴とする請求項６に記載の共振器。
【請求項８】
前記フレームおよび前記接続ビーム(１６)は、前記フレームアンカー領域の前方に端部ストッパーを形成するよう構成されておりかつ前記振動する質量体は、相互端部ストッパーを形成するよう構成された、向き合う側部を備えることを特徴とする請求項７に記載の共振器。
【請求項９】
前記質量体は、振動を発生させるための要素間で延在すると共に、その間に互いに噛み合う電気櫛状部(３２)を備えた、向き合う側部を有することを特徴とする請求項５に記載の共振器。
【請求項１０】
前記質量体(４１,４２)はそれぞれ当該質量体の主要な振動方向に沿って対称配置された二つの小質量体(４３)からなり、かつ前記連結ビームは、各質量体に関して、前記小質量体間で延在すると共にそれぞれ前記小質量体および相互接続ビーム(４７)に対して連結された二つのビーム(４５)を含むビームのサブアセンブリを含み、前記ビームは前記質量体の主要な振動方向に沿って延在する前記小質量体に対して連結された状態となっていることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の共振器。
【請求項１１】
前記質量体に関する静電容量を測定するための電極(４８)を含み、
前記電極は前記基体に固定されてなると共に前記質量体ハウジング(５１)内に配置されており、かつ前記質量体の振動方向に沿って非対称であることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の共振器。
【請求項１２】
前記質量体の振動を発生させるための前記手段は、相互に噛み合う歯付き櫛状部(２８,２９)を含み、この櫛状部(２８,２９)は、前記振動する質量体の振動振幅よりも大きなオーバーラップ長を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の共振器。
【請求項１３】
前記相互に噛み合う電気櫛状部は歯(３２)を有し、この歯(３２)は、各振動質量体の前記歯(３２)と向き合う面に存在する延在部(１７,２８)の総質量と等しい総質量を有することを特徴とする請求項９に記載の共振器。
【国際調査報告】
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