(57)【要約】【課題】双音叉（ＤＥＴＦ）の枝部を励振して、ＤＥＴＦ自体ではなくＤＥＴＦの基部の張出し部に、金属化トレースを介して励振電圧を印加することによって振動させること。【解決手段】加速度計が、基部（２６）と、基部に可撓式に接続されたプルーフマス（２４）と、プルーフマスおよび基部に結合された双音叉（ＤＥＴＦ）（２０）とを備える。ＤＥＴＦが、加速度計基部に取り付けられた基部、基部の第１の側面から延在する張出し部（３８）、および基部の第１の側面の反対側にある、張出し部の側面から延在する２つの枝部（３０，３２）を備える。加速度計はまた、張出し部の異なる半分の中に対向する力を発生させ、それにより枝部を振動させる駆動機構をも備える。ＤＥＴＦの基部の張出し部上の金属化トレースに励振電圧を印加することによって、枝部を共振させる。枝部の根元で生成された交番ひずみが共振周波数で枝部自体を励振し、複雑な金属化処理が枝部に施される必要がない。【選択図】図１
2013130567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部（２６）と、
前記基部に可撓可能に接続されたプルーフマス（２４）と、
前記プルーフマスおよび前記基部に結合された双音叉（ＤＥＴＦ）（２０）であって、
前記加速度計基部に取り付けられた基部（３４）、
前記基部の第１の側面から延在する張出し部（３８）、および
前記基部の前記第１の側面の反対側にある、前記張出し部の側面から延在する２つの枝部（３０，３２）を備える双音叉（ＤＥＴＦ）（２０）と、
前記張出し部の異なる半分の中に対向する力を発生させ、それにより前記枝部を振動させるように構成された駆動機構（１００，１０２）と
を備え、
前記張出し部が圧電材料を有する、加速度計。
【請求項２】
前記駆動機構が、
前記張出し部の第１の半分の上部上に配置された第１のトレース（７６）と、
前記張出し部の第２の半分の前記上部上に配置された第２のトレース（７４）と、
前記張出し部の前記第１の半分の底部上に配置された第３のトレース（８２）と、
前記張出し部の前記第２の半分の前記底部上に配置された第４のトレース（８０）と、
前記張出し部の第１の半分の縁面上に配置された第５のトレース（７２）と、
前記張出し部の第２の半分の縁面上に配置された第６のトレース（７０）と、
第１の極性で前記第１のトレース、前記第３のトレースおよび前記第６のトレースに結合された第１の構成要素（１００）と、
第２の極性で前記第２のトレース、前記第４のトレースおよび前記第５のトレースに結合された第２の構成要素（１０２）と、
前記第１のトレースと前記第２のトレースとの間の前記張出し部の前記上部上に配置された第１の電気絶縁体（７８）と、
前記第３のトレースと前記第４のトレースとの間の前記張出し部の前記底部上に配置された第２の電気絶縁体（７８）と
を備え、
または前記駆動機構が、
前記張出し部の第１の縁部に隣接して配置された第１の構造体（１２２）であって、金属化パッドを有する第１の構造体（１２２）と、
前記張出し部の第２の縁部に隣接して配置された第２の構造体（１２４）であって、金属化パッドを有する第２の構造体（１２４）と
を備える、請求項１に記載の加速度計。
【請求項３】
双音叉（ＤＥＴＦ）（２０）の圧電張出し部（３８）の第１の半分の部分に亘って第１の電界を印加するステップであって、前記ＤＥＴＦが基部（２６）と前記基部からフレキシャ（２８）によって吊設されたプルーフマス（２４）との間に取り付けられるステップと、
前記張出し部の第２の半分の部分に亘って第２の電界を印加するステップと、
前記印加された電界を所定の交番周波数で制御し、それによって前記ＤＥＴＦの枝部（３０，３２）を共振周波数で振動させるステップであって、
前記印加された電界が前記枝部のパラメトリック駆動を生じさせ、または前記枝部の非パラメトリック駆動を生じさせるステップと、
前記第１の電界を前記第２の電界から絶縁するステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]双音叉（ＤＥＴＦ：ｄｏｕｂｌｅ−ｅｎｄｅｄ  ｔｕｎｉｎｇ  ｆｏｒｋ）の励振はＤＥＴＦの枝部上にパターンを金属化処理すること、および表面に交互の帯電を加えることによって従来なされている。
【０００２】
[0002]金属化処理の材料特性が枝部の特性に理想的には一致せず、ヒステリシス効果、および金属化処理を施す工程中に材料に加えられるひずみからの時間依存性ドリフトを表すことがあるので、これには問題がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0003]本発明は、双音叉（ＤＥＴＦ）の枝部を励振して、ＤＥＴＦ自体ではなくＤＥＴＦの基部の張出し部に、金属化トレースを介して励振電圧を印加することによって振動させる。枝部の根元で生成された交番ひずみが、枝部自体をそれらの共振周波数で励振し、複雑な金属化処理が枝部に施される必要がない。
【０００４】
[0004]本発明の一態様では、加速度計が、基部と、基部に可撓式に接続されたプルーフマスと、プルーフマスおよび基部に結合された双音叉（ＤＥＴＦ）とを備える。ＤＥＴＦが、加速度計基部に取り付けられた基部、基部の第１の側面から延在する張出し部、および基部の第１の側面の反対側にある、張出し部の側面から延在する２つの枝部を備える。加速度計はまた、張出し部の異なる半分の中に対向する力を発生させ、それにより枝部を振動させる駆動機構をも備える。
【０００５】
[0005]本発明の好ましい実施形態および代替実施形態が添付の図面に関連して以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】[0006]本発明のある実施形態に従って形成された例示的加速度計の上面図である。
【図２】[0007]図１に示す装置の側面図である。
【図３】[0008]図１の加速度計に使用されるＤＥＴＦの横断面図である。
【図４】[0009]図３に示す双音叉（ＤＥＴＦ）の端部の斜視図である。
【図５】[0010]基部の張出し部の側面上のみに金属製トレースを有するＤＥＴＦの上面図である。
【図６】[0011]基部の張出し部の側面に隣接する構造体上に配置された金属製トレース有するＤＥＴＦの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
[0012]図１および２は、基部区域２６にフレキシャ２８によって可撓式に取り付けられたプルーフマス２４を含む加速度計１８の上面図および側面図である。双音叉（ＤＥＴＦ）２０がプルーフマス２４と基部区域２６との間に取り付けられる。ＤＥＴＦ２０は、基部区域２６に接合されている第１の基部３４およびプルーフマス２４に接合されている第２の基部３６を備える。第１の張出し部３８は第１の基部３４から延在し、第２の張出し部４０は第２の基部３６から延在する。張出し部３８と４０との間に、平行な枝部３０および３２が取り付けられる。駆動機構（図示せず）の部分は張出し部３８および４０に加えられるが、枝部３０および３２に加えられるのではない。駆動機構は、図３および４に関連して以下に詳細に説明されることになる。
【０００８】
[0013]図３は、ＤＥＴＦ２０の張出し部３８の横断面図である。張出し部３８は上面に２つの金属化トレース７４および７６、底面に２つの金属化トレース８０および８２、ならびに張出し部３８の側面に配置された金属化トレース７０および７２を備える。各金属化トレースは、電気タブ（例えば、９０，９２）または類似の装置に遡る。トレース７０、７２、７４、７６、８０、８２に結合された電気タブは、各金属化トレースに特定の極性を加えるために、電気駆動構成要素１００−１０４（例えば、電圧制御装置）に接続される。
【０００９】
[0014]（選択的）遮蔽トレース７８が各トレースの間に上面および底面上に配置される。遮蔽トレース７８は、トレース７２、７６および８２によって生じる電界が、トレース７０、７４および８０によって生じる電界に干渉することを防止する。遮蔽トレース７８は接地源（図示せず）に接続されている。
【００１０】
[0015]一実施形態では、第１の駆動機構１００が金属化トレース８２、７６および７０を同じ第１の極性に駆動し、一方、第２の駆動機構１０２が金属化トレース７２、８０および７４を第１の極性の反対側の第２の極性に駆動する。張出し部３８内部で誘導される電界の方向に応じて、金属化トレースの極性により、結晶性石英または類似の材料などの圧電材料で作成された張出し部３８は、一方の側面で膨張または収縮し、他方の側面では反対の膨張または収縮が誘導される（すなわち、非パラメトリック駆動）。枝部３０および３２に平行な中央線８６は、張出し部３８の略中央にある。側面は中央線８６の両側にある。次いで、金属化トレースの極性は一定の周波数にてトグルスイッチで操作され、それにより張出し部３８が、枝部３０および３２を周期振動させるような方法で動かす。誘導された電界は、張出し部３８内部に交番ひずみを生成し、それにより、枝部３０および３２の根元で共振周波数が生成され、枝部３０および３２に金属化処理が施される必要がまったくない。極性が交代する周波数は、枝部３０および３２の共振周波数と同じである。
【００１１】
[0016]図４は、第１の基部３４、張出し部３８ならびに枝部３０および３２の部分でのＤＥＴＦ２０の部分斜視図を図示する。第１の基部３４は、加速度計１８の基部区域２６に接合されている。２つの枝部３０および３２は張出し部３８から外側に延在する。
【００１２】
[0017]一実施形態では、張出し部は金属化トレースをまったく含まない。電気パッド／トレース（電極）が、張出し部を取り囲む構造体に取り付けられる。これらの電気パッド／トレースは、図３および４に示すＤＥＴＦ２０のトレース７０、７２、７４、７６、８０および８２によって示されるように、張出し部上の所望の位置近傍に配置される。電気パッド／トレースはＤＥＴＦ２０のトレースと類似の方法で駆動されるが、その目的は、張出し部を通る類似の電界を生成して、枝部を共振させるために同じ圧電効果を生成することである。
【００１３】
[0018]静的帯電が任意の誘導体表面上に発生することがある。静的帯電は、電圧が印加されると、変位が生じる、およびその逆もまた同様であるという点で、圧電部品に短期の不安定さの原因となる可能性がある。このことに対処する１つの方法は、枝部の表面を接地することであり、その結果、任意の表面の帯電が接地によって均等に分散され、または除去されるであろう。したがって、一実施形態では枝部が完全に金属化処理されてもよいが、その金属化部分は接地されている。
【００１４】
[0019]図５および６は、例示的なパラメトリック駆動の実施形態を示す。第１の実施形態（図５）では、金属製トレース１１２および１１４のみが、ＤＥＴＦ１１０の張出し部３８の側面に施されている。他のトレースおよび／またはパッド（図示せず）は、金属製トレース１１２および１１４を駆動機構に電気的に接続する。次いで金属化トレース１１２および１１４の極性は一定の周波数にてトグルスイッチで操作され、それにより張出し部３８が、枝部３０および３２を周期振動させるような方法で動かす。誘導された電界は、張出し部３８内部に交番ひずみを生成し、それにより、枝部３０および３２の根元で共振周波数を生成し、枝部３０および３２に金属化処理が施される必要がまったくない。極性が交代する周波数は、枝部３０および３２の共振周波数の２倍である（すなわち、パラメトリック駆動）。
【００１５】
[0020]図６に示すように、ＤＥＴＦ１２０の張出し部３８上に金属化トレースは存在しない。張出し部３８から分離した構造体１２２および１２４が金属化パッドを有し、それらのパッドは、張出し部３８の縁部に直接蒸着されるならば存在することになる場所に隣接する縁部上にある。金属化パッドは張出し部３８内部に電界を生成し、それにより張出し部３８を共振するように励振する。構造体１２２および１２４上の金属化パッドの極性が交代する周波数は、枝部３０および３２の共振周波数の２倍である（すなわち、パラメトリック駆動）。張出し部の上方および下方の構造体もまた金属化パッドパッドを備えることができる。
【００１６】
[0021]独占的特性および特権が請求される、本発明の実施形態が以下に定義される。
【符号の説明】
【００１７】
１８  加速度計
２０  双音叉（ＤＥＴＦ：ｄｏｕｂｌｅ−ｅｎｄｅｄ  ｔｕｎｉｎｇ  ｆｏｒｋ）
２４  プルーフマス
２６  基部
２８  フレキシャ
３０  枝部
３２  枝部
３４  第１の基部
３６  第２の基部
３８  第１の張出し部
４０  第２の張出し部
７０  第６の金属化トレース
７２  第５の金属化トレース
７４  第２の金属化トレース
７６  第１の金属化トレース
７８  遮蔽トレース
８０  第４の金属化トレース
８２  第３の金属化トレース
８６  中央線
９０  電気タブ
９２  電気タブ
１００  第１の駆動機構
１０２  第２の駆動機構
１０４  制御装置
１１０  双音叉（ＤＥＴＦ）
１１２  金属化トレース
１１４  金属化トレース
１２０  双音叉（ＤＥＴＦ）
１２２  第１の構造体
１２４  第２の構造体
【図１】
2013130567.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013130567.tif 000005
【図４】
2013130567.tif 000006
【図５】
2013130567.tif 000007
【図６】
2013130567.tif 000008
【外国語明細書】
2013130567000001.pdf