(57)【要約】【課題】  ジャイロセンサ用の三脚音叉型振動体において、使用環境条件の影響を受け難くし、駆動モード（対称又は非対称）から検出モード（非対称又は対称）への移行時の固有周波数の変化を抑え、使用環境条件の影響を受け難く高精度の計測に適したジャイロセンサを提供すること。また十分な耐衝撃性や耐破壊性を与えること。【解決手段】  弾性材料より成る三脚音叉型のジャイロセンサにおいて、該ジャイロセンサは１枚の圧電性を有する材料の板材より形成されていて、３本の脚を連結する基部と、前記ジャイロセンサを基台に固定する支持部と、前記基部および前記支持部を連結する、前記基部の幅の１／３よりも狭い幅を有する複数の連結部とより成る平面的形状を有する振動体を用いること。【選択図】  図１
2007101516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転のない状態では２本の外脚が対称（又は非対称）モードで振動を持続され、板面に垂直な軸の回りの回転が加わったとき付加的に非対称（又は対称）モードの振動が生起し、それによる中脚の板面に平行な方向の屈曲振動を検出して回転角速度に比例した出力を得る構成の平板状をなす弾性材料より成る三脚音叉型のジャイロセンサ用振動体において、３本の脚を連結する基部と、前記ジャイロセンサを基台に固定する支持部と、前記基部および前記支持部を連結する、前記基部の幅の１／３よりも狭い幅を有する複数の連結部とより成る平面的形状を有する振動体を用いることを特徴とするジャイロセンサ。
【請求項２】
前記連結部の個数は２個であり、それぞれの中心部の位置は前記外脚のほぼ延長上に位置していることを特徴とする請求項１のジャイロセンサ。
【請求項３】
前記連結部の個数は２個であり、それぞれの位置は前記外脚と前記中脚とを分けるスリットのほぼ延長上から前記基部の幅までの範囲であることを特徴とする請求項１のジャイロセンサ。
【請求項４】
前記連結部の各々の長さすなわち前記基部と前記固定部との間隔は、前記振動体を形成する圧電性を有する板材の厚さの１／３以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかのジャイロセンサ。
【請求項５】
前記連結部の各々の幅は、前記各脚のいずれかの幅の１／２から２倍の間にあることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかのジャイロセンサ。
【請求項６】
前記振動体は１枚の圧電性を有する材料の板材より形成されていて、前記両外脚および中脚の周囲に設けられた、駆動あるいは検出電極からの引出線は前記基部側に設けた所定個数の電極パッドに終端させ、基台側の所定個数の電極パッドの各々と前記基部側の電極パッドの各々とをフレキシブルな導体で接続したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかのジャイロセンサ。
【請求項７】
前記振動体は１枚の圧電性を有する材料の板材より形成されていて、前記両外脚および中脚の周囲に設けられた、駆動あるいは検出電極からの引出線は前記固定部側に設けた所定個数の電極パッドに前記連結部の表面を経て終端させ、また前記固定部上に基台側の所定個数の電極パッドの各々と前記固定部側の電極パッドの各々とをフレキシブルな導体で接続したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかのジャイロセンサ。
【請求項８】
前記振動体は１枚の圧電性を有する材料の板材より形成されていて、前記両外脚および中脚の周囲に設けられた、駆動あるいは検出電極からの引出線は前記基部側に設けた所定個数の電極パッドに終端させ、また前記固定部上に対応する電極パッドを設けると共に基台側にも対応する電極パッドを設け、前記基部側の電極パッドと前記固定部上の電極パッドの各々、および前記固定部上の電極パッドと前記基部側の電極パッドの各々をそれぞれフレキシブルな導体で接続したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかのジャイロセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はジャイロセンサに関する。更に詳しくはジャイロセンサを構成する圧電型材料を用いた振動体の支持に関わる形状、あるいは更に外部回路との接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】  振動体に回転が与えられるとき、振動質量に慣性力として現れるコリオリ力による振動姿態の変化を検出して回転角速度を検知する振動ジャイロセンサは、振動体の形式により種々のものが開発されている。その一例として水晶材を用いた三脚音叉型振動体を用いたジャイロセンサがあり、いわゆる水平横置き型のヨーレートセンサ、すなわち振動体の主面に平行な面内で行われる回転運動の角速度を精度よく測定できるセンサとして出願人により既に実用化されている。【０００３】  このジャイロセンサを従来例として構造や動作原理等を説明する。図７は従来例のセンサに用いる三脚音叉型振動体の基本的な形状を示す平面図、図８は音叉の３本の脚の周囲側面に配置した駆動・検出電極の構成（図７には図示せず）を示した脚部の断面図、図９は振動体の振動姿態を平面的に示した線画で、（ａ）は静止時（比較参考用）、（ｂ）は回転のない定常振動時、（ｃ）は更に面内回転（角速度Ωｚ）を与えた場合の振動姿態の変化を表している。【０００４】  図７において、振動体１は、例えば水晶の＋５°Ｚ板などの圧電性材料の板材からフォトリソグラフィの手法で打ち抜かれたいわゆる三脚音叉の形状をなす。図内に示した直交座標軸Ｘ、Ｙ、Ｚのうち、Ｘ軸は水晶材結晶の電気軸に一致させ、Ｙ軸は機械軸と、Ｚ軸は光軸とそれぞれ数度の傾斜をなす。１ａは基部、１ｂはその下端に設けた固定部で、固定部１ｂの裏面を図示しない基台（電機信号の入出力用の端子群を備え、振動体１を収容する気密容器の内部の台座として設けられる）の面に接着・固定することによって、基部１ａ及び更に先の部分が自由に動けるように機密容器内に支持される。【０００５】  基部１ａの固定部１ｂと反対側には、片持ち状で屈曲振動し得る３本の脚である中脚１ｃ、２つの外脚１ｄと１ｅがスリット１ｋによって分離されて設けられ、全体形状はほぼ対称形である。なお外脚１ｄ、１ｅの自由端部にカギ型をなして設けられた偏心質量部１ｄｄ、１ｅｅは、外脚に作用するコリオリ力の効果を増すが、必須の形状ではない。また基部１ａの幅は、両外脚の偏心質量部１ｄｄ、１ｅｅの外側の幅とほぼ一致させてあり、両外脚１ｄ、１ｅの根元部における外側の幅よりも大きくなっている。なおこれらの構造の基本的な部分は、後述する本発明の各実施例および参考例にも共通する。【０００６】  図８において、駆動電極１ｇは両外脚１ｄ、１ｅの、検出電極１ｈは中脚１ｃの表面に設けられる。振動体の駆動にあずかる電極は両外脚１ｄ、１ｅにのみ存在し、コリオリ力の検出にあずかる電極は中脚１ｃにのみ存在する。それらの存在範囲は、各脚の固定端から全長の例えば６〜７割にわたる。いずれも各脚の板面に平行な最低次の屈曲振動を励振または検出する。電極は図のように結線されて、図示しないが基部１ａの広い表面において駆動電極引出線１ｉ、検出電極引出線１ｊに纏められる。結線は駆動・検出電極と同様に、振動子１の表面（側面や、振動体板面内を貫通して設けたスル−ホールの内表面をも含む）に形成した導電膜パタ−ンによって行われる。なおこの構造は後述する本発明の各実施例および参考例にも共通する。【０００７】  図９は従来例及び本発明の振動姿態を平面的に示した線画��略図で、（ａ）は静止時、（ｂ）は回転のない定常振動時、（ｃ）はこれに面内回転を加えた場合の振動姿態の変化を示している。図８の駆動電極引出線１ｉの外部に図示しない発振回路を接続することにより、両外脚１ｄ、１ｅは図９（ｂ）にその一瞬を示したように、いわゆる通常の音叉モードで板面内内で対称的に屈曲開閉するような自励振動を行う。Ｖは振動脚の速度ベクトルである。両外脚の慣性力は逆方向で相殺されるため、中脚１ｃはほとんど静止している。この振動モードを対称モード（ＨＳモード）と称する。【０００８】  この状態で図９（ｃ）のようにこの振動体の固定部１ｂ（基部１ａ）が角速度Ωｚで板面に平行な回転（回転軸は振動体板面に垂直）を行うと、両外脚１ｄ、１ｅ（振動する質量の重心で代表される位置）にはコリオリ力Ｆｚが作用する。現れるコリオリ力は角速度Ωｚと速度Ｖとのベクトル積および振動質量に比例する。【０００９】  両外脚１ｄ、１ｅに現れる一対のコリオリ力Ｆｚは互いに逆向きでかつ両外脚の中心軸の間隔以上に離れている（偏心質量１ｄｄ、１ｅｅがあれば、その偏心部分に現れるコリオリ力も加算されるため実質的な腕長が外脚間隔よりも長くなる）ので、これらは振動体板面内でモーメントを生じ、それによる付加的な同方向の撓み振動Ｂｄ及びＢｅが外脚に発生する。このモーメントを打ち消そうとして、中脚１ｃには外脚と逆位相の撓み振動Ｂｃが自動的に発生する。このＢｃの振幅はコリオリ力Ｆｚに比例するので、その振幅を検出電極１ｈに誘起される電圧で知り、角速度Ωｚを検出・測定することができる。この付加的な振動モードを非対称モード（ＨＡモード）と称する。この検出原理は、後述する本発明の各実施例および参考例にも共通する。【００１０】  従来例においては、図７に示すように、振動体を基台２に固定する固定部１ｂは、基部１ａの下端部の全幅をそのまま使用していた。ところが子細に見ると、この構造では振動体１の支持（固定）の条件によって、対称モードと非対称モードとの差が僅かに安定しないことが判明した。この状況を固有値解析（モード解析）を用いたコンピュータ・シミュレーションによって示す。表１は、駆動振動モード（対称モード＝ＨＳモード）と、検出振動モード（非対称モード＝ＨＡモード）の固有振動数を、基部の下端を全幅にわたって完全に固定した場合「Ｓ」と、基部の下端を支持せずフリーにした場合「Ｆ」とで比較したものである。【００１１】
【表１】
2007101516.tif 000003
【００１２】  表１の最右欄  ｆＨＳ−ｆＨＡの数値によれば、このシミュレーション結果は、ＨＳ（駆動）モードからＨＡ（検出）モードに移るときの周波数差が、基部下端が完全固定の場合とフリーの場合とでは１３Ｈｚ（約６００ｐｐｍ）あることを示している。これは振動体からの振動もれによって起こると推測されている。このように振動モード移行時に周波数差があると、検出時に励振振幅に変化が起こり、測定精度に影響が出ることが考えられる。換言すれば、外脚と中脚には検出作用を安定化するため所定の固有周波数の差（離調度と呼ばれる）が与えられているが、上記の現象は支持条件によって離調度が変化し、そのため測定値がいくらかは不安定になっている可能性がある。この値は通常の性能に致命的なほどの弱点を与えるものではないし、実際の製品の支持においては多少とも弾力性のある樹脂による接着が行われ、支持条件は振動体の容器の外側で変化するから、シミュレーションの条件よりは緩和される。しかし支持条件の温度による変化（接着部の硬度や弾性係数等）などもあり得るのでこのような現象はできる限り少ない方が望ましい。【００１３】  本願発明と同様な形式の振動体を用いたジャイロセンサであって、三脚音叉の周波数調整方法に関する本出願人の特許出願を第１の特許文献として挙げておく。この文献に記載された振動体は本願発明の従来例にほぼ相当する。
【特許文献１】特開２００４−０７４５３号公報
【００１４】  また本願発明の実施例１と一見して似た支持構造を有する振動体を記載した第２の特許文献を挙げておく。この文献に記載された三脚型の振動体は、機械式電気時計における磁気脱進機を駆動するためのもので、金属材料で構成され電磁的に励振される。本発明の振動体との本質的な相違は、ジャイロセンサ用ではないことと、各脚の振動変位の方向が振動体の板面に垂直であって、本願発明のような対称モード、非対称モードのいずれをも用いていないことである。
【特許文献２】特公昭４３−１１９４号公報
【００１５】  また三脚音叉ではなく、２本のブリッジ状の支持部の形状を与えた電子時計用の音叉型水晶振動子の例を第３の特許文献として挙げておく。この文献に記載された振動体は２脚の音叉であって、出願当時の常識として両脚の対称モード（通常の音叉モード）のみを利用するものであると考えられる。２脚であるから非対称振動モードは存在しないので、本願発明とは構成も作用効果も異なるものである。また駆動用の端子数も少ない。
【特許文献３】特開昭５８−６２９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】  本発明の目的は、ジャイロセンサ用の三脚音叉型振動体において、支持の影響を小さくして、対称モード（駆動モード）から非対称モード（検出モード）への移行時の固有周波数の変化を抑え、支持条件や温度変化等使用環境条件の影響を受け難い、高精度の計測に適したジャイロセンサを提供することである。また他の目的は、支持条件を改善したジャイロセンサにおいて、十分な耐衝撃性や耐破壊性を与えることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】  上記目的を達成するため、本発明のジャイロセンサは次の（１）の特徴を備える。
（１）  回転のない状態では２本の外脚が対称モード（又は非対称モード）で振動を持続され、板面に垂直な軸の回りの回転が加わったとき付加的に非対称モード（又は対称モード）の振動が生起し、それによる中脚の板面に平行な方向の屈曲振動を検出して回転角速度に比例した出力を得る構成の平板状をなす弾性材料より成る三脚音叉型のジャイロセンサ用振動体において、３本の脚を連結する基部と、前記ジャイロセンサを基台に固定する支持部と、前記基部および前記支持部を連結する、前記基部の幅の１／３よりも狭い幅を有する複数の連結部とより成る平面的形状を有する振動体を用いること。【００１８】  上記目的を達成するため、本発明のジャイロセンサは更に次の（２）〜（８）の特徴の少なくとも１つを備えることがある。
（２）  前記連結部の個数は２個であり、それぞれの中心部の位置は前記外脚のほぼ延長上に位置していること。【００１９】  （３）  前記連結部の個数は２個であり、それぞれの位置は前記外脚と前記中脚とを分けるスリットのほぼ延長上から前記基部の幅までの範囲であること。【００２０】  （４）  前記連結部の各々の長さすなわち前記基部と前記固定部との間隔は、前記振動体を形成する圧電性を有する板材の厚さの１／３以上であること。【００２１】  （５）  前記連結部の各々の幅は、前記各脚のいずれかの幅の１／２から２倍の間にあること。【００２２】  （６）  前記振動体は１枚の圧電性を有する材料の板材より形成されていて、前記両外脚および中脚の周囲に設けられた、駆動あるいは検出電極からの引出線は前記基部側に設けた所定個数の電極パッドに終端させ、基台側の所定個数の電極パッドの各々と前記基部側の電極パッドの各々とをフレキシブルな導体で接続したこと。【００２３】  （７）  前記振動体は１枚の圧電性を有する材料の板材より形成されていて、前記両外脚および中脚の周囲に設けられた、駆動あるいは検出電極からの引出線は前記固定部側に設けた所定個数の電極パッドに前記連結部の表面を経て終端させ、また前記固定部上に基台側の所定個数の電極パッドの各々と前記固定部側の電極パッドの各々とをフレキシブルな導体で接続したこと。【００２４】  （８）  前記振動体は１枚の圧電性を有する材料の板材より形成されていて、前記両外脚および中脚の周囲に設けられた、駆動あるいは検出電極からの引出線は前記基部側に設けた所定個数の電極パッドに終端させ、また前記固定部上に対応する電極パッドを設けると共に基台側にも対応する電極パッドを設け、前記基部側の電極パッドと前記固定部上の電極パッドの各々、および前記固定部上の電極パッドと前記基部側の電極パッドの各々をそれぞれフレキシブルな導体で接続したこと。
【発明の効果】
【００２５】  簡単な構成を付与することによって、ジャイロセンサ用の三脚音叉型振動体の使用環境条件の変化があっても、モード移行時の固有周波数の変化が少なく、高精度の計測に適したジャイロセンサを提供することができた。またジャイロセンサに対して十分な耐衝撃性や耐破壊性（強度）を与えることもできた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】  最良の実験結果が得られたジャイロセンサの実施例は、三脚音叉の基部の下端の各外脚のほぼ延長部に２か所の短い連結部を設け、この連結部の更に下側に連なる固定部を一体的に設けたものである。また電気的接続は、基部上の下端に近い部分に設けた電極パッドと基台側の電極パッドとをフレキシブルなワイヤで接続した最も簡単な構造であるが、後述のように十分な機械的強度が得られている。
【実施例１】
【００２７】  図１は本発明の実施例１の平面図である。本実施例はジャイロセンサとしての駆動部分および検出部分の基本的な原理と構造については、記述の従来例（７図〜９図）と共通する。そこで従来例と対応する部分には同じ符号を与え、共通点については極力説明を省略し、相違点について必要な説明を加えることとする。振動体１、基部１ａ、中脚１ｃ、外脚１ｄ、１ｅ、スリット１ｋ、また図示しないが駆動電極１ｇ、検出電極１ｈおよびそれらの結線については従来例と同様である。しかし固定部１ｂ（その裏面の打点を付して示した領域で振動体１を容器側の台座に接着・支持する）は基部１ａの一部分ではなく、両者は狭い幅の連結部１ｆで連結された形状をなしている。【００２８】  連結部１ｆの役割は、各脚の振動に伴って基部１ａ内に発生する微小な変形（歪み）が極力固定部１ｂに伝達されないようにし、振動体１の振動が固定部１ｂの支持条件によって影響されることを防ぐことである。本実施例の場合、連結部１ｆの個数は２個で、振動体１の縦軸に関して対称的に配置され、各々の位置は外脚の下方への延長部分にあり、それらの幅は三脚型振動体の脚の幅にほぼ等しい。実施例の各部の寸法（全て単位ｍｍ）は水晶板の厚さ０．３、外脚長さ（張出部含む）４．２、中脚長さ４．４、外脚幅（張出部含まず）０．７、中脚幅０．６、スリット幅０．３、張出部幅０．６長さ０．８、基部１ａの左右の全幅３．６、基部高さ３．７、連結部１ｆの幅は各々０．５、連結部１ｆの長さ（基部１ａと固定部１ｂの間隔に等しい）は０．３とした。【００２９】  駆動電極引出線１ｉと検出電極引出線１ｊは基部１ａ上に末端部分だけが図示されている。それらの最末端部はボンディング用の電極パッドになっている。基台２は振動体１を収容する容器の内部に容器と一体に設けた電極端子用の基台であり、その上面に基台側電極パッド２ａが電極引出線の個数に対応して設けられている。基台側電極パッド２ａと前記駆動電極引出線１ｉと検出電極引出線１ｊの各末端部分とは、アルミニウムや金等の直径数μｍから数１０μｍのフレキシブルな接続ワイヤ３（シミュレーションとは別の確認実験ではＡｌ、Ａｕの２０、２５、３０μｍ径のワイヤを使用した）でボンディングされ、連結部１ｆや固定部１ｂを越えて接続されている。基台側電極パッド２ａは更に図示しない発振回路や検出回路（振動体容器の内部あるいは外部にある）に接続されている。【００３０】  図２はその振動体の動作シミュレーションを行った形状の平面図である。シミュレーションにおいては水晶材の振動体１の各部に上述の寸法を与え、固定部１ｂが完全に固定される条件、すなわち固定部１ｂは剛体であるとした。シュミレーションの結果を、表１と同じ形式にして表２に示す。【００３１】
【表２】
2007101516.tif 000004
【００３２】  表２の最右欄、ｆＨＳ−ｆＨＡの数値によれば、このシミュレーション結果はＨＳ（駆動）モードからＨＡ（検出）モードに移るときの周波数差が、固定部１ｂが完全固定の場合とフリーの場合との間で絶対値が１Ｈｚ（約４７ｐｐｍ）になったことを示す。これを表１の数値（絶対値１３Ｈｚ、あるいは約６００ｐｐｍ）と比較すると、周波数変化が支持条件の変動に対して約１３分の１と大幅に減少したことになる。即ち、本実施例の支持構造がジャイロセンサとしての特性を著しく改善したことを窺わせるものである。【００３３】  また実施例１の振動体（水晶製）の強度を以下の計算によって確認した。水晶材料の引張強度（応力）は１１３ＭＰａ（日本化学会編・化学便覧による）である。一方、実施例１の振動体の各方向に９．８（ｍ／ｓｅｃ２）の加速度が作用したとき、現れる最大主応力は計算上、Ｘ方向１０．０８、Ｙ方向１．３１、Ｚ方向９２．４４（ｋＰａ）である。上記引張強度を参照して再計算すると、破壊に到達する加速度値は、Ｘ方向１０９９２８、Ｙ方向８４４０５５、Ｚ方向１１９８０（ｍ／ｓｅｃ２）、あるいはＸ方向１１２１０、Ｙ方向８６１２８、Ｚ方向１２２２（Ｇ）となり、最も弱いＺ方向においても１０００Ｇを越える加速度に耐えるので、実用的な強度上の不安はないことがわかった。
【実施例２】
【００３４】  図３は本発明の実施例２の平面図である。実施例１と相違する点は、電極の引出線と接続構造にある。駆動電極引出線１ｉと検出電極引出線１ｊとは基部１ａ上では終端せず、ブリッジ状になった連結部１ｆの表面を経て固定部１ｂ上の電極パッドに達し、ここから接続ワイヤ３によって、基台２上の基台側電極パッド２ａと接続されている。この構造による利点は、振動体１と基台側電極パッド２ａとの接続がなされる際、ボンディングが台座上にある固定部１ｂ上で行われるため、ボンディング機の圧力によって連結部１ｆ等が折損する危険がないことである。（振動体の各部寸法の選択によっては破損が起こり得る。また振動体に強度の弱い材料を使用する可能性もある。）本例では駆動２端子、検出２端子であるため、連結部１ｆ上に２本づつのパタ−ンを形成すればよく実施は容易である。また駆動電極引出線１ｉの組と検出電極引出線１ｊの組とは連結部１ｆで相互に離れているため、駆動側からの誘導により検出信号が受ける擾乱も少ないという利点もある。
【実施例３】
【００３５】  図４は本発明の実施例３の平面図である。実施例２では電気的入出力端子が４個であったが、更に参照電極を設けるとか、角速度と同時に１方向以上の加速度を検出するとか、複数の方向への脚の駆動を行って２軸あるいは３軸の角速度を検出したい場合には、４端子では不足する。尤もある程度までは、固定部１ｂの裏面に電極パターンを設け、導電接着剤を使用して固定することによって、裏面からの外部接続を行うことも可能である。しかし本実施例３では、振動体１の上面において多数の接続端子の処理が可能で、しかも接続作業による連結部１ｆや基部１ａ等の破損を防ぐことができる構造を提案する。【００３６】  図４において、駆動／検出引出線１ｉ、１ｊは基部１ａ上で終端させる。それらと対応する個数の固定部上電極パッド１ｂｉ、１ｂｊを固定部１ｂ上に設け、振動体１上で接続ワイヤ３ａによってそれら相互をあらかじめ接続しておく。この接続作業は、例えば平坦な作業台の上に密着するように振動体を載せて行えば振動体１を破損するおそれはない。次いで固定部１ｂを台座に接着し、更にその後、固定部上電極パッド１ｂｉ、１ｂｊと、それらに対応する個数だけ設けた基台上電極パッド２ａとを接続ワイヤ３で接続する。【００３７】  なお、図４に例示された、接続を二重に行う構成は、三脚音叉型振動体にのみ適用が制限されるいわれはない。細いブリッジ状の連結部を越えて、振動部またはその基部の外側に固定部を有し、振動部または基部上の電極パッドと、固定部上の電極パッドをあらかじめ接続しておき、固定部を台座に固定した後で固定部上の電極パッドと基台側の電極パッドを接続することが望ましい、あらゆる形式の振動体に対して適用可能であり、振動体の破損防止の効果があることは明らかである。
【実施例４】
【００３８】
【表３】
2007101516.tif 000005
【００３９】  図５は本発明の実施例４の平面図である。本例においては、２個の連結部１ｆの間隔を基部１ａの幅一杯に広げてある。本例についてシミュレーションを行ったところ、ｆＨＳ−ｆＨＡはあまり小さくならなかったが、表３に示すように従来例よりは改善された。その理由は、基部１ａの下端側の端部への振動の伝搬が大きく、この部分の運動が連結部１ｆにより抑制されたためと推測される。しかし実施例４の振動体は形状のシンプルさや強度上のメリット（Ｘ方向の衝撃やねじれに対する）がある。【００４０】  図６は本発明の参考例の平面図である。本例においては、１個の連結部１ｆを振動体の中央部（対称軸上）に設けた。本例について連結部（１個）の幅を１ｍｍ、長さを０．３ｍｍとしてシミュレーションを行ったところ、表４に示す結果が得られた。このように、ｆＨＳ−ｆＨＡはほぼ満足できるほど小さくなった（この結果より、実施例１のような２個の連結部はかなり近づけてもよいであろうことが推測できる）が、ねじれの振動モードがセンサの発振周波数である２０〜２４ｋＨｚに比較的近い３０ｋＨｚ付近に発生するため、実用性には疑問があると判断された。【００４１】
【表４】
2007101516.tif 000006
【００４２】  以上のシミュレーション結果を総合して、有効な連結部の個数は複数であることが望ましく、２個とした場合に結果がよかった。また連結部を設ける位置は、両外脚のほぼ延長上とした場合に結果が良かった。連結部の間隔は、２個として分離できる程度（各連結部が各脚を分けるスリットのほぼ延長上の位置にある）を最小とし、最大は基部の幅（これは基部が脚の根元部から固定部に至るまで一様な幅である場合であるが、一様幅としない場合は脚の根元部における基部の幅とみなしてよいであろう）に達するまでが許容できるようである。（なお、間隔は基部の幅よりはやや狭いことが好ましい。）また、連結部の幅は基部の幅の１／３以内、あるいは脚のいずれか１本の幅（固定端付近で）の２倍程度の範囲内で選ぶこと（好ましくはそれらのいずれか一つの幅の±１／２の範囲内）、また連結部の長さは振動体の板厚の約１／３から連結部の幅の３倍以内（好ましくは２倍以内）の範囲に設定することが良いと考えられる（あまり長いと振動体が容器の内壁に接触し易い等の恐れがある）。【００４３】  以上各種の実施例や参考例（参考例は、対称モードと非対称モードを利用する三脚音叉型のジャイロセンサについては公知ではない）を述べたが、これらには種々の変形が可能である。例えば振動体の駆動モードと検出モードを入れ替え、駆動モードを非対称モードとし検出モードを対称モードとすることもできる。駆動モードを非対称とすることは両外脚の駆動電極の結線を変更すればよい。検出は、角速度が印加されたことによる中脚の振動振幅の増加または減少を測定するか、あるいは両外脚の振幅の差の増加または減少を測定（非対称モードの場合、両外脚が同じ向きに運動しているので、角速度が加わらない場合には各外脚の振幅差はほぼゼロであるが、角速度が加わるとその値に比例して振幅差は増加または減少する）すればよい。また振動体の材質は弾性体であれば近似の作用効果が期待できる。それらは金属、セラミック、あるいは水晶以外の圧電性結晶であってもよい。また連結部の個数は２個に限らず、３個または４個等設ける場合があり得る。また複数の連結部は非対称な位置に配置される場合もあり得る。また接続ワイヤ（３）または振動体内部接続ワイヤ（３ａ）に代わり、他の柔軟な接続手段、例えば表面導体膜を有するフレキシブルプリント基板等を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】  本願発明はジャイロセンサの精度を簡単で製造容易な構造によって向上することができる発明であるから、産業上の利用可能性は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】  本発明の実施例１の平面図である。
【図２】  本発明の実施例１の振動体の、動作シミュレーションを行った形状の平面図である。
【図３】  本発明の実施例２の平面図である。
【図４】  本発明の実施例３の平面図である。
【図５】  本発明の実施例４の平面図である。
【図６】  本発明の参考例の平面図である。
【図７】  従来例の振動体の、動作シミュレーションを行った形状の平面図である。
【図８】  従来例および本発明の振動体の断面図で、電極配置および接続を示す図である。
【図９】  従来例および本発明の振動体の振動姿態を平面的に示した線画で、（ａ）は静止時、（ｂ）は回転のない定常振動の場合、（ｃ）は更に面内回転を加えた場合の振動姿態の変化を示している。
【符号の説明】
【００４６】  １  振動体
１ａ  基部
１ｂ  固定部
１ｂｉ、１ｂｊ  固定部上電極パッド
１ｃ  中脚
１ｄ、１ｅ  外脚
１ｄｄ、１ｅｅ  偏心質量
１ｆ  連結部
１ｇ  駆動電極
１ｈ  検出電極
１ｉ  駆動電極引出線
１ｊ  検出電極引出線
１ｋ  スリット
２  基台
２ａ  基台側電極パッド
３、３ａ  接続ワイヤ
Ｂｃ、Ｂｄ、Ｂｅ  付加的撓み振動
Ｆｚ  コリオリ力
Ｖ  振動速度
Ｘ、Ｙ、Ｚ  座標軸
Ωｚ  回転角速度
【図１】
2007101516.tif 000007
【図２】
2007101516.tif 000008
【図３】
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【図４】
2007101516.tif 000010
【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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