【手続補正書】
【提出日】平成18年7月14日(2006.7.14)
【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】
２軸振動リングジャイロスコープであって、共通軸の周りに延びている、内周部および外周部を有する実質的にリングまたはフープ形構造を有する実質的に平面の振動共振器、共振器をcosnθの振動モードで振動させるための搬送波モード駆動手段、前記搬送波モード駆動手段に応答した共振器の運動を感知するための搬送波モードピックオフ手段、Ｘ軸の周りを回転することに応答した共振器の運動を検出するためのＸ軸応答モードピックオフ手段、Ｘ軸の周りを回転することに応答した共振器の前記運動をゼロにするためのＸ軸応答モード駆動手段、ｙ軸の周りを回転することに応答した共振器の運動を検出するためのｙ軸応答ピックオフ手段、ｙ軸の周りを回転することに応答した共振器の前記運動をゼロにするためのｙ軸応答モード駆動手段、および共振器を柔軟に支持する支持手段であって、支持手段に関係して共振器を振動させる支持手段を含み、支持手段は、Ｌ本のみのレッグを含み、Ｌが偶数であるときは、
Ｌ＝２Ｎ／Ｋ、
Ｌが奇数であるであるときは、
Ｌ＝Ｎ／Ｋ
であり、なお、Ｋは整数、Ｎは、リングまたはフープ形構造上での搬送波モードの方向を固定する搬送波モードの次数であるときは、Ｌ＞２であり、Ｎが、応答モードの次数であるときは、Ｌ＜４Ｎである、２軸振動リングジャイロスコープ。
【請求項２】
各レッグが、円弧状部分の対向する末端部から延びている第１および第２の直線状部分を含む請求項１記載のレートセンサ。
【請求項３】
レッグが、実質的に等しい角度間隔を空けている請求項１または２記載のレートセンサ。
【請求項４】
支持手段が、突起ボスを有するベースを含み、実質的にリングまたはフープ形構造の内周部が、レッグによってボスへ接続され、レッグが、リングまたはフープ形構造の内周部から突起ボスへ延びていて、したがってリングまたはフープ形構造が、ベースから離れている請求項１ないし３の何れか１項記載のレートセンサ。
【請求項５】
レッグの全剛性が、リングまたはフープ形構造の剛性よりも弱い請求項１ないし４の何れか１項記載のレートセンサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
２軸コリオリレートセンサにおいてリング形共振器を使用することは、よく知られている。第GB 2335273号および第GB 2318184号には、このような装置およびそれらの運動モードの例が記載されている。
第GB 2335273（WO-A-9947890）号に記載されている装置は、単一の平面外のCosNθの振動モード（Ｎは、モードの次数）を、縮退の対の平面内のsin(N±1)θ/cos(N±1)θの振動モードと組合せて使用する。平面外のcosNθのモードは、通常は一定の振動振幅で維持される第１の搬送波モードとして働く。適切な軸の周りを回転することにより、コリオリ力が引き起こされ、エネルギーを平面内のsin(N±1)θ/cos(N±1)θのモードへ結合する。引き起こされた平面内の応答モードの運動の振幅は、加えられた回転レートに正比例する。
別の２軸レートセンサの設計は、第WO-A-0155675号に示されており、縮退搬送波および応答パラメータを与えるSin3θ/Cos3θの振動モードの対で動作されることを意図されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
レッグ数についてのこの要件は、sin2θ/cosθのモードの対には８本、sin3θ/cos3θのモードの対には１２本、sin4θ/cos4θのモードの対には１６本、等の支持レッグが必要とされることになることを示す。これらのレッグ構造は、リングをつるすのに必要とされるが、構造が回転する結果として引き起こされる、加えられた駆動力およびコリオリ力に応答して、本質的に減衰されない発振で、それが振動するのを可能にしなければならない。２軸レートセンサをつるすのに適したレッグ設計は、図１に示されている平面のリング構造を使用する。この設計は１２本のレッグをもち、従来技術にしたがってsin3θ/cos3θのモードの対を使用するセンサで使用するのに適切な構成であるだろう（Ｎ＝３として、レッグ数＝４×Ｎ）。これらの支持レッグは、リング５の内周部に取り付けられていて、かつ共通軸８へ向かって半径方向に延びている直線状部分９’、および中心軸８から離れて絶縁基板10上の中心ボス20から延びていて、かつ第１の部分から半径方向にずれている第２の直線状部分９''とをもつ。第１の部分と第２の部分とは、リング５と同軸の円弧状部分９'''によって接続されている。３つの部分は、一体に形成されるであろう。当業者には、リング構造を支持することにおいて同じ機能を備えた他のレッグ設計（例えば、Ｓ字形またはＣ字形構造）を採用できることが分かるであろう。さらに加えて、これらのレッグは、リング構造の外側リム７の内側６または外側に取り付けられ得る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
これらのような装置において、レッグの半径方向および接線方向の剛性は、リング自体の剛性よりも相当に弱いはずであり、したがってモードの振動はリング構造によって決まる。半径方向の剛性は、主に、レッグの円弧状セグメント９'''の長さによって決定される。接線方向の剛性は、レッグの直線状セグメント９’および９''によって決まる。レッグ構造の全長は、主に、平面外の剛性を決定する。隣り合うレッグが近いことによって、レッグ構造の円弧の角度が制限されるので、このレッグ設計では、とくに半径方向の剛性において、リング対レッグのコンプライアンスの比を維持するのは、一層困難になる。この要件により、支持レッグの機械的設計に煩わしい制約が加わり、リングのリムと比較して（リングの平面において）細いレッグ構造を使用することが必要となる。このように寸法が小さくなると、これらの構造は、機械的構造の生成プロセスにおいて寸法公差の影響をより受け易くなる。したがって、これらの支持レッグ要素の質量および剛性が変わることになり、これはモードの動力の対称性を乱し、このために応答モードの振動数スプリッティングが引き起こされることになる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の第１の態様にしたがって、２軸振動リングジャイロスコープであって、共通軸の周りに延びている内周部および外周部を有する実質的にリングまたはフープ形構造を有する実質的に平面の振動共振器、共振器をcosNθの振動モードで振動させるための搬送波モード駆動手段、前記搬送波モード駆動手段に応答した共振器の運動を感知するための搬送波モードピックオフ手段、ｘ軸の周りを回転することに応答した共振器の運動を検出するためのｘ軸応答モードピックオフ手段、ｘ軸の周りを回転することに応答した共振器の前記運動をゼロにするｘ軸応答モード駆動手段、ｙ軸の周りを回転することに応答した共振器の運動を検出するためのｙ軸応答ピックオフ手段、ｙ軸の周りを回転することに応答した共振器の前記運動をゼロにするためのｙ軸応答モード駆動手段、および共振器を柔軟に支持する支持手段であって、支持手段に関係して共振器を振動させる支持手段を含み、支持手段は、Ｌ本のみのレッグを支持し、Ｌが偶数であるときは、
Ｌ＝２Ｎ／Ｋ、
Ｌが奇数であるときは、
Ｌ＝Ｎ／Ｋ
であり、なお、Ｋは整数、Ｎは、リングまたはフープ形構造上での搬送波モードの方向を固定する搬送波モードの次数であるときは、Ｌ＞２であり、Ｎが、応答モードの次数であるときは、Ｌ＜４Ｎである、２軸振動リングジャイロスコープを提供する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
Ｌ＜４×Ｎであることが、製造プロセスを簡単にするという理由で好ましい。
各レッグ桁は、円弧状部分の対向する末端部から延びている第１および第２の直線状部分を含み得る。
実施形態では、レッグは、実質的に等しい角度間隔を空けている。
支持手段は、突起ボスを有するベースを含み、実質的にリングまたはフープ形構造の内周部は、レッグによってボスに接続され、レッグはリングまたはフープ形構造の前記内周部において、突起ボスへ延びていて、したがってリングまたはフープ形構造がベースから離れていることが好都合である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
実施形態では、レッグの全剛性は、リングまたはフープ形構造の剛性よりも弱い。
上述の式は、リングまたはフープ形構造の動力を、レッグの動きの影響を含めて、詳細に解析した結果として得られた。本発明は、設計の融通性を向上して、（リングに対する）レッグのコンプライアンスをより大きくし、一方で（リングの平面において）より大きい寸法のレッグを使用し得る。このような設計は、寸法公差の影響に対する弱さの低減を示し、かつより経済的な組み立てを可能にし得る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
駆動要素は、電磁気、静電気、圧電気、熱、または光で運動し、振動構造５の運動は、静電気、電磁気、圧電気、または光の技術を使用して検出され得る。
ロッキングモードの振動を検出する手段は、ｘ軸静電駆動要素24およびｘ軸静電ピックオフ要素25を含み、これらは、外側リム７に隣り合って、そこから垂直方向に間隔を空けて、重なり合って位置し、ｙ軸駆動要素26、ｘ軸ピックオフ要素25、ｙ軸ピックオフ要素27、およびｘ軸駆動要素24は、外側リム７の周りに０°、９０°、１８０°、および２７０°にそれぞれ配置されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
全ての共振器設計において、支持レッグの結合剛性は、リングの剛性よりも弱くなければならない。これは、モードの振動がリング構造によって決まり、かつ構造のハブまたはボス20を介して熱により引き起こされる応力結合の影響（これは、性能に悪影響を与える）から、共振器を切り離すのを助けることが保証する。より少ない数の支持レッグを用いるとき、要求されるレッグ対リングのコンプライアンスの比は、より広い幅をもつ、より長い支持レッグ構造を使用することによって維持され得る。