(57)【要約】【課題】本発明は、出力信号が不安定になってしまうということのない、信頼性の向上した角速度センサを提供することを目的とするものである。【解決手段】ケース７０における外底面の４隅の近傍に、振動子６１における第１の駆動電極６５、第２の駆動電極６６、検出電極６７およびＩＣ９０のいずれにも電気的に導通しないダミー電極７９を設けることで、ケースにおける電源電極における半田付部にクラックが発生することを防止する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電極および検出電極を設けた音叉型の振動子と、この振動子における検出電極から出力される出力信号を処理するＩＣと、前記振動子およびＩＣを内側に収納するとともに、段差部に前記振動子における駆動電極および検出電極と電気的に接続された端子電極を設け、かつ外底面に電源電極、ＧＮＤ電極および出力電極を設け、さらに前記端子電極と電源電極、ＧＮＤ電極および出力電極とを電気的に接続する配線パターンとを設けたケースとを備え、前記ケースにおける外底面の４隅の近傍に、振動子における駆動電極、検出電極およびＩＣのいずれにも電気的に導通しないダミー電極を設けた角速度センサ。
【請求項２】
ダミー電極の面積を、電源電極、ＧＮＤ電極および出力電極の各々の面積よりも大きくした請求項１記載の角速度センサ。
【請求項３】
ケースの外底面の４つの頂点近傍に位置して、ダミー電極にフィレット部を設けた請求項１記載の角速度センサ。
【請求項４】
ダミー電極にケースの外底面の略中央から見た外周側に円弧形状部を設けた請求項１記載の角速度センサ。
【請求項５】
ダミー電極にケースの外底面の略中央から見た内周側に円弧形状部を設けた請求項１記載の角速度センサ。
【請求項６】
前記ケースにおける外底面の各々の４隅の近傍に第２のダミー電極を設け、４隅の両辺と第２のダミー電極との間に間隙を設けた請求項１記載の角速度センサ。
【請求項７】
ケースにおける外底面に長手方向に沿う段差部を設け、この段差部に角速度センサを相手側基板に取り付ける際の半田が回り込むようにすることにより、電源電極、ＧＮＤ電極および出力電極と相手側基板とが電気的に接続するように構成した請求項１記載の角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に航空機・車両などの移動体の姿勢制御やナビゲーションシステム等に用いられる角速度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の角速度センサは、図１８〜図２２に示されるような構成を有していた。
【０００３】
図１８は従来の角速度センサの分解斜視図、図１９は同角速度センサの上面断面図、図２０は同角速度センサにおける収納部を下側から見た斜視図、図２１は同角速度センサにおけるケースを上側から見た斜視図、図２２は同角速度センサにおけるケースを下側から見た斜視図である。
【０００４】
図１８〜図２２において、２１は音叉形状の振動子である。３０はセラミックからなるケースで、このケース３０は内底面から外底面にわたってセラミックと配線用導体の層構造からなる多層回路基板３１を設けており、そしてこの多層回路基板３１の上面には、図２１に示すように、第１の配線用電極３２と第２の配線用電極３３を設けている。また、多層回路基板３１の上面には、前記第１の配線用電極３２と金あるいはアルミニウムからなるワイヤー線３４により電気的に接続されたＩＣ３５を設けるとともに、第２の配線用電極３３と電気的に接続されたコンデンサ３６を設けている。そして前記ＩＣ３５はケース３０の内側に収納されるとともに、振動子２１から出力される出力信号を処理するものである。また、前記ケース３０における多層回路基板３１の外底面には図２２に示すように、６つの銀からなるケース電極３７を設けるとともに、図２１に示すように、多層回路基板３１の上面の外周にわたってセラミックからなる側壁３８を設けており、そしてこの側壁３８の上面にコバールからなる金属枠３９を設けている。さらに、前記ケース３０における内底面には図２１に示すように、段差部４０を設けており、かつこの段差部４０には、振動子２１を固着するとともに、第３の配線用電極４１を設けており、そしてこの第３の配線用電極４１は、ワイヤー線３４を介して振動子２１と電気的に接続している。４２は金属製の蓋で、この蓋４２はケース３０の開口部をケース３０の内側が真空雰囲気となるように封止している。４３は樹脂で構成した収納部で、この収納部４３は角速度の被測定物である相手側基板（図示せず）と垂直の方向を角速度の検知軸とする向きとなるように構成されている。またこの収納部４３には、前記ケース３０が収納されるとともに、一端が前記振動子２１と電気的に接続される少なくとも３つの端子４４の他端を一体に埋設している。４５は前記収納部４３の略中央に位置して収納部４３における角速度の検知軸と略平行に設けられ、かつ前記ケース３０を載置する載置部で、この載置部４５には前記端子４４の一端側を埋設するとともに、この載置部４５から前記端子４４の一端側の先端部４４ａを露出させている。
【０００５】
またケース３０を収納部４３における載置部４５に載置することにより、ケース３０におけるケース電極３７が載置部４５における端子４４の一端側の先端部４４ａに電気的に接続される。そしてまた端子４４の一端側の先端部４４ａはケース３０とも機械的に接続されているため、ケース３０は収納部４３に他端が一体に埋設された端子４４により周囲から支持される構成となっているものである。
【０００６】
また、収納部４３の外底面には、図２０に示すように、６つの電極用凹部４６を設けており、そしてこの電極用凹部４６に、収納部４３に一体に埋設した端子４４の他端側の先端部を露出させることにより、電源電極４７、ＧＮＤ電極４８、出力電極４９および３つの固定用電極５０を設けている。そしてまた、前記６つの端子４４には、図１９に示すように、略中央にそれぞれＺ形状の屈曲部４４ｂを設け、さらに、この屈曲部４４ｂによりＹ軸方向延出部５１およびＺ軸方向延出部５２を設けることにより、ケース３０が収納部４３に対してＸ軸方向に変位するように構成している。さらに、収納部４３の外底面には、図２０に示すように、３つの凹部５３を設けている。５４は金属製のカバーで、このカバー５４は、図２０に示すように、開口部側に３つの係止爪５６を設け、かつこの係止爪５６を収納部４３における凹部５３でかしめ固定することにより、ＧＮＤ電位接続部５５を収納部４３の外底面に設けている。
【０００７】
以上のように構成された従来の角速度センサについて、次に、その動作を説明する。
【０００８】
従来の角速度センサをセラミック基板からなる相手側基板（図示せず）に半田付けした後、振動子２１が固有振動数で屈曲運動させる。振動子２１が長手方向の中心軸（検知軸）周りに角速度ωで回転すると、振動子２１のアームにＦ＝２ｍＶ×ωのコリオリ力が発生する。このコリオリ力により、電荷からなる出力信号をワイヤー線３４、第３の配線用電極４１、多層回路基板３１、第１の配線用電極３２およびワイヤー線３４を介してＩＣ３５に入力し、波形処理をした後、第２の配線用電極３３、コンデンサ３６、ケース電極３７、端子４４における一端側の先端部４４ａ、端子４４、出力電極４９を介して、相手側のコンピューター（図示せず）に入力することにより、角速度を検出するものである。
【０００９】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第０３／０４６４７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来の構成においては、角速度センサの周囲の温度が、常温２５℃から１２５℃に変化すると、収納部４３の外底面の４隅の近くに位置して電源電極４７を設けているため、収納部４３と相手側基板（図示せず）との熱膨張係数の差異により、特に、外側に位置する電源電極４７の半田付け部にクラックが生じ、電源電極４７に印加される電圧が不安定になることとなり、これにより、角速度センサからの出力信号が不安定になってしまうという課題を有していた。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、出力信号が不安定になってしまうということのない、信頼性の向上した角速度センサを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１４】
本発明の請求項１に記載の発明は、駆動電極および検出電極を設けた音叉型の振動子と、この振動子における検出電極から出力される出力信号を処理するＩＣと、前記振動子およびＩＣを内側に収納するとともに、段差部に前記振動子における駆動電極および検出電極と電気的に接続された端子電極を設け、かつ外底面に電源電極、ＧＮＤ電極および出力電極を設け、さらに前記端子電極と電源電極、ＧＮＤ電極および出力電極とを電気的に接続する配線パターンとを設けたケースとを備え、前記ケースにおける外底面の４隅の近傍に、振動子における駆動電極、検出電極およびＩＣのいずれにも電気的に導通しないダミー電極を設けたもので、この構成によれば、ケースにおける外底面の４隅の近傍に、振動子における駆動電極、検出電極およびＩＣのいずれにも電気的に導通しないダミー電極を設けたため、角速度センサの周囲の温度が、常温２５℃から１２５℃に変化しても、ケースと相手側基板との熱膨張係数の差異により発生するせん断応力をダミー電極で吸収することとなり、これにより、ケースにおける電源電極における半田付部に加わるせん断応力値が減少するから、電源電極における半田付部にクラックが発生することを防止することとなり、その結果、角速度センサからの出力信号が安定するという作用効果を有するものである。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、ダミー電極の面積を、電源電極、ＧＮＤ電極および出力電極の各々の面積よりも大きくしたもので、この構成によれば、ダミー電極の面積を、電源電極、ＧＮＤ電極および出力電極の各々の面積よりも大きくしたため、ダミー電極における半田付部に加わるせん断応力が減少することとなり、ダミー電極における半田付部にクラックが発生しにくくなるという作用効果を有するものである。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、ケースの外底面の４つの頂点近傍に位置して、ダミー電極にフィレット部を設けたもので、この構成によれば、ケースの外底面の４つの頂点近傍に位置して、ダミー電極にフィレット部を設けたため、角速度センサを相手側基板に半田付けした際に、フィレット部に発生する半田フィレットが、半田付部に加わるせん断応力に対して垂直方向に保持することとなり、これにより、さらに、ダミー電極における半田付部にクラックが発生しにくくなるという作用効果を有するものである。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、ダミー電極にケースの外底面の略中央から見た外周側に円弧形状部を設けたもので、この構成によれば、ダミー電極にケースの外底面の略中央から見た外周側に円弧形状部を設けたため、ダミー電極の外周側の半田付部に発生するせん断応力が均一となり、これにより、ダミー電極における半田付部にクラックが発生しにくくなるという作用効果を有するものである。
【００１８】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、ダミー電極にケースの外底面の略中央から見た内周側に円弧形状部を設けたもので、この構成によれば、ダミー電極にケースの外底面の略中央から見た内周側に円弧形状部を設けたため、ダミー電極の内周側の半田付部に発生するせん断応力が均一となり、これにより、ダミー電極における半田付部に、さらに、クラックが発生しにくくなるという作用効果を有するものである。
【００１９】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、ケースにおける外底面の各々の４隅の近傍に第２のダミー電極を設け、４隅の両辺と第２のダミー電極との間に間隙を設けたもので、この構成によれば、ケースにおける外底面の各々の４隅の近傍に第２のダミー電極を設け、４隅の両辺と第２のダミー電極との間に間隙を設けたため、間隙が障害となりダミー電極と相手側基板との半田付け時に、第２のダミー電極にフィレット部が形成されないから、フィレット部に半田が回り込むことがなくなり、その結果、半田の膜厚が確保されるため、さらに、半田付け部に加わるせん断応力を吸収することができるという作用効果を有するものである。
【００２０】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、ケースにおける外底面に長手方向に沿う段差部を設け、この段差部に角速度センサを相手側基板に取り付ける際の半田が回り込むようにすることにより、電源電極、ＧＮＤ電極および出力電極と相手側基板とが電気的に接続するようにしたもので、この構成によれば、ケースにおける長手方向の外底面に段差部を設け、この段差部に角速度センサを相手側基板に取り付ける際の半田が回り込むようにすることにより、電源電極、ＧＮＤ電極および出力電極と相手側基板とが電気的に接続するようにしたため、段差部に回り込む半田により、半田の膜厚が確保されるため、半田付け部に加わるせん断応力を吸収することができるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の角速度センサは、駆動電極および検出電極を設けた音叉型の振動子と、この振動子における検出電極から出力される出力信号を処理するＩＣと、前記振動子およびＩＣを内側に収納するとともに、段差部に前記振動子における駆動電極および検出電極と電気的に接続された端子電極を設け、かつ外底面に電源電極、ＧＮＤ電極および出力電極を設け、さらに前記端子電極と電源電極、ＧＮＤ電極および出力電極とを電気的に接続する配線パターンとを設けたケースとを備え、前記ケースにおける外底面の４隅の近傍に、振動子における駆動電極、検出電極およびＩＣのいずれにも電気的に導通しないダミー電極を設けたもので、この構成によれば、ケースにおける外底面の４隅の近傍に、振動子における駆動電極、検出電極およびＩＣのいずれにも電気的に導通しないダミー電極を設けたため、角速度センサの周囲の温度が、常温２５℃から１２５℃に変化しても、ケースと相手側基板との熱膨張係数の差異により発生するせん断応力をダミー電極で吸収することとなり、これにより、ケースにおける電源電極における半田付部に加わるせん断応力値が減少するから、電源電極における半田付部にクラックが発生することを防止することとなり、その結果、出力信号の安定した角速度センサを提供することができるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１における角速度センサの分解斜視図
【図２】同角速度センサの上蓋を外した状態を示す上面図
【図３】同角速度センサの下面図
【図４】同角速度センサにおける振動子の斜視図
【図５】同角速度センサにおける振動子の側断面図
【図６】同角速度センサにおける載置部材に振動子および端子を固定した状態を示す斜視図
【図７】（ａ）〜（ｆ）同角速度センサにおける振動子の組立工程図
【図８】本発明の実施の形態２の角速度センサにおけるケースの下面図
【図９】本発明の実施の形態２の角速度センサを相手側基板に半田付けした状態を示す斜視図
【図１０】本発明の実施の形態３における角速度センサの下面図
【図１１】同角速度センサの側面図
【図１２】同角速度センサの斜視図
【図１３】本発明の実施の形態３における他の角速度センサの例を示すケースの下面図
【図１４】同角速度センサの側面図
【図１５】本発明の実施の形態４の角速度センサにおけるケースの下面図
【図１６】同角速度センサの側面図
【図１７】同角速度センサの斜視図
【図１８】従来の角速度センサの分解斜視図
【図１９】同角速度センサの上面断面図
【図２０】同角速度センサにおける収納部を下側から見た斜視図
【図２１】同角速度センサにおけるケースを上側から見た斜視図
【図２２】同角速度センサにおけるケースを下側から見た斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における角速度センサについて、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施の形態１における角速度センサの分解斜視図、図２は同角速度センサの上蓋を外した状態を示す上面図、図３は同角速度センサの下面図、図４は同角速度センサにおける振動子の斜視図、図５は同角速度センサにおける振動子の側断面図、図６は同角速度センサにおける載置部材に振動子および端子を固定した状態を示す斜視図である。
【００２５】
図１〜図６において、６１は音叉形状の振動子で、この振動子６１は図４に示すように、第１の腕部６１ａ、第２の腕部６１ｂおよび第１の腕部６１ａと第２の腕部６１ｂの一端を接続する支持部６１ｃとにより構成されている。また、振動子６１は図５に示すように、Ｓｉからなる基材６２の上面の全面にわたってＰｔとＴｉの合金薄膜からなる共通ＧＮＤ電極６３を設け、さらにこの共通ＧＮＤ電極６３の上面にＰＺＴ薄膜からなる圧電層６４を設けている。そしてまた、音叉形状の振動子６１は、図４に示すように、上面の略中央の内側に位置して、圧電層６４の上面に一対の第１の駆動電極６５を設けるとともに、略中央の外側に位置して圧電層６４の上面に一対の第２の駆動電極６６を設けている。また、この振動子６１は、上面の先端側に位置して、圧電層６４の上面に一対の検出電極６７を設けるとともに、第１の駆動電極６５より根元側に位置して、圧電層６４の上面にモニター電極６８を設けている。そしてまた、振動子６１における支持部６１ｃの表面に位置して、圧電層６４の表面にＧＮＤ電極６９を設けている。
【００２６】
７０はセラミックからなるケースで、このケース７０は内底面および内側面から外底面にわたってセラミックと配線用導体の層構造からなり、配線パターン（図示せず）を有する多層回路基板７２を設けている。また、前記ケース７０の側壁７３の内側面に設けた段差部７４に端子電極７５を設けるとともに、外底面に電源電極７６、ＧＮＤ電極７７および出力電極７８を設けており、前記端子電極７５と、電源電極７６、ＧＮＤ電極７７および出力電極７８とを、配線パターン（図示せず）により電気的に接続している。そしてまた、前記ケース７０における外底面の４隅の近傍に、第１の駆動電極６５、第２の駆動電極６６および検出電極６７とのいずれにも電気的に導通しない４つのダミー電極７９を設けている。さらに、前記ダミー電極７９には、ケース７０の外底面の４つの頂点近傍に位置して、フィレット部８０を設けている。そして、また、ケース７０における側壁７３の上面にコバールからなる金属枠８１を設けている。８２は樹脂製の載置部材で、この載置部材８２は前記振動子６１における支持部６１ｃを支持するとともに、前記ケース７０における端子電極７５と一端を電気的に接続された８つの端子８３により周囲から支持されている。そして、前記端子８３は、各々Ｙ軸方向延出部８４、Ｚ軸方向延出部８５およびＸ軸方向延出部８６により構成されており、８つの端子８３のうち、外側に配置された４つの端子８３のＸ軸方向延出部８６は表方向に延出され、一方、内側に配置された４つの端子８３のＸ軸方向延出部８６は裏方向に延出されている。すなわち、載置部材８２の重心と８つの端子８３をあわせた重心とが、互いに略一致するように構成されている。
【００２７】
そしてまた、前記振動子６１における第１の駆動電極６５、第２の駆動電極６６、検出電極６７およびＧＮＤ電極６９は端子８３とワイヤー線８７により電気的に接続されている。８８は樹脂製の補強部材で、この補強部材８８は前記端子８３とケース７０における端子電極７５との接続箇所を覆うように設けることにより、端子８３をケース７０に埋設している。
【００２８】
８９は加速度センサ素子で、この加速度センサ素子８９は前記ケース７０の内底面に設けられるとともに、端子電極７５とワイヤー線８７により電気的に接続されている。９０はＩＣで、このＩＣ９０は前記ケース７０の内底面に加速度センサ素子８９と並設されるとともに、振動子６１からの出力信号および加速度センサ素子８９からの出力信号を処理している。９１はコバールからなる上蓋で、この上蓋９１は前記ケース７０の開口部を閉塞している。
【００２９】
以上のように構成された本発明の実施の形態１における角速度センサについて、次に、その組立方法を説明する。
【００３０】
まず、予め準備した図７（ａ）に示すＳｉからなる基材６２の上面に図７（ｂ）に示すように、ＰｔとＴｉの合金薄膜からなる共通ＧＮＤ電極６３を蒸着により形成し、その後、図７（ｃ）に示すように、共通ＧＮＤ電極６３の上面にＰＺＴ薄膜からなる圧電層６４を蒸着により形成する。
【００３１】
次に、図７（ｄ）に示すように、圧電層６４の上面にＴｉとＡｕの合金薄膜からなる形成途上電極６５ａを蒸着により形成し、その後、図７（ｅ）に示すように、所定の形状になるように、共通ＧＮＤ電極６３、圧電層６４および形成途上電極６５ａの不要な箇所を除去し、圧電層６４の上面に第１の駆動電極６５、第２の駆動電極６６、検出電極６７、モニター電極６８およびＧＮＤ電極６９を形成する。
【００３２】
次に、共通ＧＮＤ電極６３側に電圧を印加するとともに、第１の駆動電極６５、第２の駆動電極６６、検出電極６７、モニター電極６８およびＧＮＤ電極６９を接地することにより、圧電層６４を分極する。
【００３３】
次に、基材６２における不要な箇所を除去することにより、図７（ｆ）に示すように、個片の振動子６１を形成する。
【００３４】
次に、予め準備したセラミックからなる絶縁体（図示せず）と配線用導体（図示せず）からなる多層回路基板７２の上面の外周にわたって、セラミックからなる側壁７３および段差部７４を形成した後、この段差部７４の上面に、Ａｕからなる端子電極７５を形成し、さらに、側壁７３の上面にコバールからなる金属枠８１を固着する。
【００３５】
次に、多層回路基板７２の下面にＡｇからなる電源電極７６、ＧＮＤ電極７７および出力電極７８を形成する。
【００３６】
次に、ＩＣ９０をケース７０における多層回路基板７２の上面に実装し、その後、このＩＣ９０と多層回路基板７２とを電気的に接続する。
【００３７】
次に、前記ケース７０における多層回路基板７２の上面に、ＩＣ９０と並設するように、加速度センサ素子８９を実装した後、加速度センサ素子８９とケース７０における端子電極７５とをアルミニウムからなるワイヤー線８７を介してワイヤーボンディングにより電気的に接続する。
【００３８】
次に、予め、８つの端子８３を載置部材８２にインサート成形した後、載置部材８２に振動子６１における支持部６１ｃの下面を固着し、その後、振動子６１の上面に形成された第１の駆動電極６５、第２の駆動電極６６、検出電極６７、モニター電極６８およびＧＮＤ電極６９と端子８３とをアルミニウムからなるワイヤー線８７を介してワイヤーボンディングにより電気的に接続する。
【００３９】
次に、８つの端子８３をケース７０における端子電極７５に半田付けした後、樹脂製の補強部材８８で覆うことにより、端子８３をケース７０に埋設する。
【００４０】
次に、ケース７０の開口部に、金属製の上蓋９１をシーム溶接により窒素雰囲気中で固着する。
【００４１】
以上のように構成された本発明の実施の形態１における角速度センサについて、次に、その動作を説明する。
【００４２】
まず、角速度センサにおけるケース７０の外底面に設けた電源電極７６、ＧＮＤ電極７７、出力電極７８およびダミー電極７９にクリーム半田（図示せず）を塗布した後、相手側基板（図示せず）に角速度センサを半田付けする。そして、音叉型の振動子６１における第１の腕部６１ａおよび第１の腕部６１ａに設けた第１の駆動電極６５に正電圧を印加するとともに、第２の駆動電極６６に負電圧を印加すると、第１の駆動電極６５の下側に位置する圧電層６４が伸びるとともに、第２の駆動電極６６の下側に位置する圧電層６４が縮むため、振動子６１における第１の腕部６１ａおよび第２の腕部６１ｂが外側に向かって開かれる。
【００４３】
次に、音叉型の振動子６１における第１の腕部６１ａおよび第１の腕部６１ａに設けた第１の駆動電極６５に負電圧を印加するとともに、第２の駆動電極６６に正電圧を印加すると、第１の駆動電極６５の下側に位置する圧電層６４が縮むとともに、第２の駆動電極６６の下側に位置する圧電層６４が伸びるため、振動子６１における第１の腕部６１ａおよび第２の腕部６１ｂが内側に向かって閉じられる。すなわち、音叉型の振動子６１における第１の駆動電極６５および第２の駆動電極６６に交流電圧を印加すると、振動子６１における第１の腕部６１ａおよび第２の腕部６１ｂは面内方向の固有振動数で速度Ｖの屈曲運動をする。そして、振動子６１の屈曲運動はモニター電極６８から発生する出力信号が一定になるように、第１の駆動電極６５および第２の駆動電極６６に印加する電圧を調整することにより、屈曲振動の振幅を制御している。
【００４４】
そしてまた、振動子６１における第１の腕部６１ａおよび第２の腕部６１ｂが固有振動数で屈曲運動している状態において、振動子６１が長手方向の中心軸（検知軸）周りに角速度ωで回転すると、振動子６１における第１の腕部６１ａおよび第２の腕部６１ｂのアームにＦ＝２ｍＶ×ωのコリオリ力が発生する。このコリオリ力により、検出電極６７の下側に位置する圧電層６４に発生する電荷からなる出力信号を検出電極６７、ワイヤー線８７、端子電極７５、ケース７０における配線パターン（図示せず）を介してＩＣ９０に入力し、波形処理をした後、ケース７０における出力電極７８から外部に角速度の出力信号として出力するものである。
【００４５】
ここで、角速度センサの周囲の温度が常温２５℃から１２５℃に変化する場合を考えると、本発明の実施の形態１における角速度センサにおいては、図３に示すように、ケース７０における外底面の４隅の近傍に、振動子６１における第１の駆動電極６５、第２の駆動電極６６、検出電極６７およびＩＣ９０のいずれにも電気的に導通しないダミー電極７９を設けたため、角速度センサの周囲の温度が、常温２５℃から１２５℃に変化しても、ケース７０と相手側基板（図示せず）との熱膨張係数の差異により発生するせん断応力をダミー電極７９で吸収することとなり、これにより、ケース７０における電源電極７６における半田付部に加わるせん断応力値がダミー電極７９を設ける前の３５ＭＰａからダミー電極を設けた後の２２ＭＰａに減少するから、電源電極７６における半田付部にクラックが発生することを防止することとなり、その結果、角速度センサからの出力信号が安定するという作用効果を有するものである。
【００４６】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における角速度センサについて、図面を参照しながら説明する。
【００４７】
なお、本発明の実施の形態２における角速度センサの説明において、実施の形態１における角速度センサと同一の構成については、その詳細な説明を省略する。
【００４８】
図８は本発明の実施の形態２におけるケースの下面図、図９は本発明の実施の形態２における角速度センサを相手側基板に半田付けした状態を示す斜視図である。
【００４９】
図８においては、ダミー電極９６の面積を、電源電極７６、ＧＮＤ電極７７および出力電極７８の各々の面積よりも大きくしている。
【００５０】
ここで、角速度センサを相手側基板９４に半田付けする場合を考えると、本発明の実施の形態２における角速度センサにおいては、ケース７０の外底面の４つの頂点近傍に位置して、ダミー電極９６にフィレット部９５を設けたため、角速度センサを相手側基板９４に半田付けした際に、フィレット部９５に発生する半田フィレットが、半田付部に加わるせん断応力に対して垂直方向に保持することとなり、これにより、さらに、ダミー電極９６における半田付部にクラックが発生しにくくなるという作用効果を有するものである。
【００５１】
そして、ダミー電極９６の面積を、電源電極７６、ＧＮＤ電極７７および出力電極７８の各々の面積よりも大きくしたため、ダミー電極９６における半田付部に加わるせん断応力が減少することとなり、ダミー電極９６における半田付部にクラックが発生しにくくなるという作用効果を有するものである。
【００５２】
さらに、ダミー電極９６にケース７０の外底面の略中央から見た外周側に円弧形状部９２を設けるとともに、内周側にも円弧形状部９３を設けたため、ダミー電極９６の外周側および内周側の半田付部に発生するせん断応力が均一となり、これにより、ダミー電極９６における半田付部にクラックが発生しにくくなるという作用効果を有するものである。
【００５３】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における角速度センサについて、図面を参照しながら説明する。
【００５４】
なお、本発明の実施の形態３における角速度センサの説明において、実施の形態１における角速度センサと同一の構成については、その詳細な説明を省略する。
【００５５】
図１０は本発明の実施の形態３におけるケースの下面図、図１１は本発明の実施の形態３における角速度センサを相手側基板に半田付けした状態を示す側面図、図１２は同角速度センサを相手側基板に半田付けした状態を示す斜視図である。
【００５６】
図１０においては、ダミー電極７９と別個に、第２のダミー電極１０１を設けており、この第２のダミー電極１０１は、ケース７０における４隅の両辺との間に間隙１０２を設けるように構成されている。そして、この第２のダミー電極１０１のケース７０における短辺側の辺との間隙は０．２ｍｍに設定されるとともに、長辺側の辺との間隙は０．８ｍｍに設定されている。通常、リフロー炉による半田付けを実施すると、リフロー半田（図示せず）が、フィレット部に回り込んでしまい半田の膜厚が確保できなくなる。
【００５７】
（表１）に示すように、第２のダミー電極１０１を設けない場合には、半田の膜厚は平均値で０．０６５ｍｍであるのに対し、第２のダミー電極１０１を設けると、半田の膜厚は平均値で０．０９ｍｍに増加する。
【００５８】
【表１】
2012108090.tif 000003
【００５９】
本発明の実施の形態３における角速度センサにおいては、ケース７０における外底面の各々の４隅の近傍に第２のダミー電極１０１を設け、４隅の両辺と第２のダミー電極１０１との間に間隙１０２を設けたため、間隙１０２が障害となり、図１１，図１２に示すように、ダミー電極１０１と相手側基板１０３との半田付け時に、第２のダミー電極１０１にフィレット部が形成されないから、フィレット部に半田が回り込むことがなくなり、その結果、半田の膜厚が確保されるため、さらに、半田付部に加わるせん断応力を吸収することができるという作用効果を有するものである。
【００６０】
なお、本発明の実施の形態３における角速度センサにおいては、第２のダミー電極１０１を、ダミー電極７９よりも、ケース７０の外底面における４隅の短辺側に並列に設ける構成としたが、図１３，図１４に示すように、第２のダミー電極１０４を、ダミー電極７９と、ケース７０の４隅の短辺側に沿うように設けても、同様の効果を有するものである。
【００６１】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４における角速度センサについて、図面を参照しながら説明する。
【００６２】
なお、本発明の実施の形態４における角速度センサの説明において、実施の形態１における角速度センサと同一の構成については、その詳細な説明を省略する。
【００６３】
図１５は本発明の実施の形態４におけるケースの下面図、図１６は本発明の実施の形態４における角速度センサを相手側基板に半田付けした状態を示す側面図、図１７は本発明の実施の形態４における角速度センサを相手側基板に半田付けした状態を示す斜視図である。
【００６４】
ケース７０の外底面に段差部１０５を設けるとともに、この段差部１０５と相手側基板１０６との間に半田１０７を回り込ませることにより、電源電極７６、ＧＮＤ電極７７および出力電極７８と相手側基板１０６とを電気的に接続している。そして、半田１０７の膜厚は約０．０８ｍｍとなっている。
【００６５】
すなわち、本発明の実施の形態４における角速度センサにおいては、ケース７０における外底面に長手方向に沿う段差部１０５を設け、この段差部１０５に角速度センサを相手側基板１０６に取り付ける際の半田１０７が回り込むようにすることにより、電源電極７６、ＧＮＤ電極７７および出力電極７８と相手側基板１０６とが電気的に接続するようにしたため、段差部１０５に回り込む半田１０７により、半田１０７の膜厚を確保することができるため、半田付部に加わるせん断応力を吸収することができるという作用効果を有するものである。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明にかかる角速度センサは、出力信号が不安定になってしまうということのない、信頼性の向上した角速度センサを提供することができるという効果を有し、特に航空機・車両などの移動体の姿勢制御やナビゲーションシステム等に用いられる角速度センサとして有用である。
【符号の説明】
【００６７】
６１  振動子
６５，６６  駆動電極
６７  検出電極
７０  ケース
７４  段差部
７５  端子電極
７６  電源電極
７７  ＧＮＤ電極
７８  出力電極
７９，９６  ダミー電極
８０，９５  フィレット部
９０  ＩＣ
９２，９３  円弧形状部
１０１，１０４  第２のダミー電極
１０２  間隙
１０３，１０６  相手側基板
１０５  段差部
１０７  半田
【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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