JP2007033371A - 慣性センサ素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 精度の良い角速度の検出を行う。
【解決手段】 基部１１０から延出する一対の脚部１２０，１３０を有する略Ｙ字型となる慣性センサ素子１００であって、一対の脚部１２０，１３０が互いに遠ざかる方向に傾斜する傾斜部１２１，１３１と、この傾斜部１２１，１３１から互いに平行に伸びる平行部１２２，１３２とを備え、脚部１２０における傾斜部１２１が光軸に対して三回対称となる電気軸のうちいずれか１つの軸と平行となり、脚部１３０における傾斜部１３１が光軸に対して三回対称となる残りの電気軸のうちのいずれか１つの軸と平行となり、脚部１２０が、検出用電極が備えられる検出用脚部であり、脚部１３０が、励振用電極が備えられる励振用脚部からなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動体の位置検出や振動補正などに用いられる慣性センサ素子に関する。

従来から慣性センサ素子には様々な種類があるが、各種装置に組み込むために薄く小型にし、かつ軽量にするという市場の要求を満たすものとして、例えば、振動型の角速度センサがある。
この振動型の角速度センサは、四角柱を振動させて回転に伴って働くコリオリの力を検出するものである。
また、従来から、慣性センサ素子には、Ｈ型構造、音叉型構造、音片構造、三脚音叉構造などが採用されている。

ここで、Ｈ型構造の慣性センサ素子を例に説明すると、Ｈ型構造の慣性センサ素子は、基部と、断面が短形形状であって、基部から平行に延出する４本の脚部とから構成されている。また、基部を境に一方の脚部、つまり、基部より上部の脚部には当該脚部を屈曲振動させるために電圧を印加する励振電極が備えられ、基部を境に他方の脚部、つまり、基部よりも下部の脚部には基部より上側の脚部が振動するとともにＹ軸廻りの角速度が加わることにより生じるコリオリの力によって発生した電荷を検出する検出電極が備えられている。
この電荷を検出電極によって検出することにより、角速度の大きさと向きを知ることができる。

また、慣性センサ素子が水晶で構成されている場合を例に説明すると、従来の慣性センサ素子は基部の長さ方向をＸ軸（電気軸）、脚部の長さ方向をＹ軸（機械軸）、厚み方向をＺ軸（光軸）となるように構成している（例えば、特許文献１参照）。水晶はＺ軸に対して三回対称の結晶であるので、図８に示すように、電気軸は、Ｘ１軸、Ｘ２軸、Ｘ３軸の３本の軸を有し、各々がＺ軸を中心に１２０度の角度で交わっている。また、機械軸は、Ｙ１軸、Ｙ２軸、Ｙ３軸の３本の軸を有し、各々がＺ軸を中心に１２０度の角度で交わっている。また、Ｘ１軸、Ｘ２軸、Ｘ３軸の軸に対応してＹ１軸、Ｙ２軸、Ｙ３軸が垂直に交わっている。
また、従来の慣性センサ素子は、基部から延出している脚部がそれぞれＹ１軸、Ｙ２軸、Ｙ３軸のいずれか１つに平行に形成されている（例えば、特許文献２参照）。例えば、Ｙ１軸に平行な脚部を有する慣性センサ素子を形成する場合、ウェットエッチングで外形を形成すると、水晶の異方性によってエッチング残さ（以下、単に「残さ」という場合がある。）が生じる。このエッチング残さは＋Ｘ方向からエッチングされる面に大きく生じ、エッチングされる方向によってエッチング残さの大きさが異なる。このため、慣性センサ素子の外形がアンバランスに形成されることとなる。
特開平１０−１９７２５３号公報 特開２００４−３０１７３４号公報

しかしながら、上記のようにエッチング残さが生じると、脚部を励振振動（ＸＹ平面内の１次屈曲振動モード）させる際に、素子形状が非対称であるため、左右の脚部がＺ軸方向に逆向きに振動する漏れ振動を生じる。このため、回転が加わっていない状態であっても角速度を検出したり、回転方向の違いで検出する電荷量が異なったり、温度特性が悪くなったりと、精度の良い角速度の検出ができない原因となっていた。
そのため、機械的に脚部の一部を切削することで、振動バランスを調整する必要があった。

そこで、本発明は、前記した問題を解決し、精度の良い角速度の検出ができる慣性センサ素子を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、基部から延出する一対の脚部を有する略Ｙ字型となる圧電素子からなる慣性センサ素子であって、前記基部と、検出軸に対して互いに遠ざかる方向に傾斜する前記一対の脚部と、一方の脚部に設けられる検出用電極と、他方の脚部に設けられる励振用電極とを備え、当該一方の脚部が光軸に対して三回対称となる機械軸のうちいずれか１つの軸と平行となり、他方の脚部が光軸に対して三回対称となる残りの機械軸のうちのいずれか１つの軸と平行となるように構成されていることを特徴とする慣性センサ素子である。

このように、一対の脚部が互いに遠ざかる方向に傾斜し、一方の脚部が光軸に対して三回対称となる機械軸のうちいずれか１つの軸と平行であり、他方の脚部が光軸に対して三回対称となる残りの機械軸のうちのいずれか１つの軸と平行であることにより、エッチング残さが一方の脚部と他方の脚部とで対称に生じさせることができるようになっている。

また、本発明は、基部から延出する４つの脚部を有する略Ｘ字型となる圧電素子からなる慣性センサ素子であって、前記基部と、検出軸に対してそれぞれ遠ざかる方向に傾斜する４つの脚部と、前記基部を境に一方の２つの脚部に設けられる検出用電極と、前記基部を境に他方の２つの脚部に設けられる励振用電極とを備え、前記基部に対して対角方向に位置する２つ１組となる、一方の２つの前記脚部が光軸に対して三回対称となる機械軸のうちいずれか１つの軸と平行となり、他方の２つの前記脚部が光軸に対して三回対称となる残りの機械軸のうちのいずれか１つの軸と平行となるように構成されていることを特徴とする慣性センサ素子である。

このように、各脚部が互いに遠ざかる方向に傾斜し、基部に対して対角方向に位置する２つ１組となる、一方の２つの脚部が光軸に対して三回対称となる機械軸のうちいずれか１つの軸と平行となり、他方の２つの脚部が光軸に対して三回対称となる残りの機械軸のうちのいずれか１つの軸と平行となることにより、エッチング残さが一方の脚部と他方の脚部とで対称に生じさせることができるようになっている。

また、本発明は、前記基部に対して対角方向に位置する２つ１組となる、一方の２つの前記脚部の長さ方向の中心軸線が同一線上に位置しつつ光軸に対して三回対称となる機械軸のうちいずれか１つの軸と平行となり、他方の２つの前記脚部の長さ方向の中心軸線が同一線上に位置しつつ光軸に対して三回対称となる残りの機械軸のうちのいずれか１つの軸と平行となるように構成しても良い。

このように、対角方向に位置する２つ１組となる、一方の２つの前記脚部の長さ方向の中心軸線が同一線上に位置しつつ光軸に対して三回対称となる機械軸のうちいずれか１つの軸と平行となり、他方の２つの前記脚部の長さ方向の中心軸線が同一線上に位置しつつ光軸に対して三回対称となる残りの機械軸のうちのいずれか１つの軸と平行となることにより、前記一組のうちの１つの前記脚部が検出用電極を備えた検出用脚部である場合に、当該検出用脚部の歪みを大きくして角速度検出感度を大きくすることができる。

また、本発明は、前記各脚部の先端部に前記検出軸と平行に設けられる平行部を備えても良い。

このように、各脚部の先端部に検出軸と平行となる平行部を備えることで、角速度検出感度を大きくし、振動バランスを良くすることができるようになっている。

このような慣性センサ素子によれば、漏れ振動を防止して誤検出を防止し、精度の良い角速度の検出ができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、本発明の慣性センサ素子が水晶からなる場合について説明する。また、本発明の慣性センサ素子の外形形状を形成する方法として、異方性エッチングを用いた場合について説明する。
また、各説明において、上下左右という場合は、紙面に対して奥側を「上」、手前側を「下」とし、これに対し、右手側を「右」、左手側を「左」として説明する。
また、各実施形態において、同様の構成については重複する記載を省略するものとする。

（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態に係る慣性センサ素子の概略図である。図２は図１のＡ−Ａ端面図である。
本発明の第一の実施形態に係る慣性センサ素子１００は、図１に示すように、略Ｙ字型となる二脚音叉型の構造となっており、基部１１０と、この基部１１０から延出する一対の脚部１２０，１３０と、これら脚部１２０，１３０の端部から延出する平行部１８１，１８２とから主に構成されている。ここで、脚部１２０を励振用脚部とし、脚部１３０を検出用脚部とする。

基部１１０は、幅方向が図１の紙面に対して横方向をＹ１軸方向に平行となり、また、長さ方向が図１の紙面に対して縦方向をＸ１軸（検出軸）に平行となるように形成されている。

脚部１２０，１３０は、断面が矩形形状となっており、互いに遠ざかる方向に前記基部１１０から傾斜して延出している。
より詳細には、脚部１２０は、Ｙ２軸と平行に形成されることで基部１１０から傾斜して延出し、脚部１３０は、Ｙ３軸と平行に形成されることで基部１１０から傾斜して延出しており、脚部１２０と脚部１３０とは、互いに遠ざかる方向に傾斜している。

また、脚部１２０（１３０）の基部１１０側端部と反対側の端部には、断面が矩形形状となる平行部１８１（１８２）が設けられている。この平行部１８１と平行部１８２とは、Ｘ１軸（検出軸）と平行になっており、互いに所定の間隔をあけて設けられている。つまり、平行部１８１と平行部１８２とは、平行に設けられている。
この平行部１８１，１８２を設けることにより、角速度検出感度を大きくし、振動バランスを良くすることができる。

前記のように本発明の第一の実施形態に係る慣性センサ素子１００を構成すると、異方性エッチングを行った場合、後述するように左右対称の残さを生じることとなる。

脚部１２０における隣の脚部１３０側を向く面１２０Ｂとは反対側の面１２０Ａと、脚部１３０における隣の脚部１２０側を向く面１３０Ｂとは反対側の面１３０Ａとは、同一の結晶面（−Ｘ方向）となり、同一の形状となる。

また、脚部１２０における隣の脚部１３０側と向かい合う面１２０Ｂと、脚部１３０における隣の脚部１２０側と向かい合う面１３０Ｂと、基部１１０における、二つの脚部１２０，１３０が設けられる側とは反対側の面１１０Ｄとは、同一の結晶面（＋Ｘ方向）となり、同一の形状となる。

また、基部１１０における脚部１２０の面１２０Ａと接続する面１１０Ｂと、基部１１０における脚部１３０の面１３０Ａと接続する面１１０Ｃとは、同一の結晶面（Ｙ方向）となり、同一の形状となる。
同様に、平行部１８１，１８２における脚部１２０，１３０の面１２０Ａ，１３０Ａと接続する面１８１Ａ，１８２Ａ及び、平行部１８１，１８２における脚部１２０，１３０の面１２０Ｂ，１３０Ｂと接続する面１８１Ｂ，１８２Ｂとは、同一の結晶面（Ｙ方向）となり、同一の形状となる。

また、基部１１０における、二つの脚部１２０と脚部１３０との間の面１１０Ａと、２つの平行部１８１と平行部１８２との端部側の面１８１Ｃ，１８２Ｃとは、同一の結晶面（−Ｘ方向）となり、同一の形状となる。

このように、基部１１０から脚部１２０，１３０の中央を通る軸の左右で＋Ｘ方向、−Ｘ方向、Ｙ方向の各々が左右対称となるように構成される。つまり、異方性エッチングによる残さが左右で対称に生じるため、素子形状が残さを生じても左右対称の形状となる。

なお、前記一対の脚部１２０と脚部１３０とには各種電極が形成される。
ここで、脚部１２０を励振用脚部、脚部１３０を検出用脚部として説明する。

図２に示すように、脚部１２０には、Ｚ軸方向に同極の励振電極１２３Ａ，１２３Ｂが設けられ、Ｙ１方向に同極の励振電極１２３Ｃ，１２３Ｄが設けられる。また、励振電極１２３Ａ，１２３Ｂは、励振電極１２３Ｃ，１２３Ｄと異極となっている。

また、脚部１３０には、Ｚ軸方向であって隣の脚部１２０と向かい合う側に角速度検出電極１３３Ａ，１３３Ｂが並んで設けられ、これに対向するＹ軸方向に角速度検出電極１３３Ｃ，１３３Ｄが並んで設けられている。
角速度検出電極１３３Ａ，１３３Ｄは同極であり、角速度検出電極１３３Ｂ，１３３Ｃは同極であって、角速度検出電極１３３Ａ，１３３Ｄは角速度検出電極１３３Ｂ，１３３Ｃとは異極となる。そして、異極同士が向かい合うように傾斜部１３１に角速度検出電極１３３Ａ，１３３Ｂ，１３３Ｃ，１３３Ｄが設けられる。

このような電極形成において、励振電極１２３Ａ，１２３Ｂ，１２３Ｃ，１２３Ｄにより脚部１２０に対して励振信号を印加すると、逆圧電効果により、脚部１２０はＸＹ平面内で屈曲振動をする（励振する）。脚部１２０の屈曲振動により、脚部１３０もＸＹ平面内で屈曲振動をする。このように励振している状態で、Ｘ１軸（基部から脚部１２０，１３０の中央を通る軸）を回転軸とする回転運動の角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。

上記のように構成された慣性センサ素子１００では励振振動する際、Ｘ１軸（基部１１０から脚部１２０，１３０の中央を通る軸）に回転が加わっていない状態であっても、検出信号として入力される漏れ信号は検出されず、またＸ１軸（基部１１０から脚部１２０，１３０の中央を通る軸）廻りに回転が加わっている状態でも回転方向の違いによる検出信号の大きさに違いが生じない。このため、精度良く角速度の検出することが可能となる。

（第二の実施形態）
図３は、本発明の第二の実施形態に係る慣性センサ素子の概略図である。図４（ａ）は図３のＢ−Ｂ端面図であり、図４（ｂ）は図３のＣ−Ｃ端面図である。図５（ａ）は励振電極の接続状態を示す概念図であり、図５（ｂ）は角速度検出電極の接続状態を示す概念図である。
次に、本発明の第二の実施形態に係る慣性センサ素子は、その構造が、略Ｘ字型となる四
脚音叉型の構造となっている点で第一の実施形態と異なる。
なお、図３に示す４つの脚部１２０，１３０，１４０，１５０において、基部１１０を境に、上側の脚部１２０，１３０を励振用脚、下側の脚部１４０，１５０を検出用脚部として説明する。

本発明の第二の実施形態に係る慣性センサ素子１０１は、図３に示すように、略Ｘ字型となる四脚音叉型の構造となっており、基部１１０と、この基部１１０から延出する一対の脚部１２０，１３０と、これとは逆の方向にこの基部１１０から延出する一対の脚部１４０，１５０と、これら脚部１２０，１３０，１４０，１５０の端部から延出する平行部１８１，１８２，１８３，１８４とから主に構成されている。

基部１１０のＹ１軸に平行となる一方の面１１０Ａから一対の脚部１２０，１３０が延出しており、この基部１１０のＹ１軸に平行となる他方の面１１０Ｄから一対の脚部１４０，１５０が延出している。

これら脚部１４０，１５０においても脚部１２０，１３０と同様であって、脚部１４０，１５０は、断面が矩形形状となっており、互いに遠ざかる方向に前記基部１１０から傾斜して延出している。
より詳細には、脚部１４０は、Ｙ３軸と平行に形成されることで基部１１０から傾斜して延出し、脚部１５０は、Ｙ２軸と平行に形成されることで基部１１０から傾斜して延出しており、脚部１４０と脚部１５０とは、互いに遠ざかる方向に傾斜している。したがって、各脚部１２０，１３０，１４０，１５０はそれぞれ遠ざかる方向に傾斜している。

また、脚部１２０と脚部１５０とは、長さ方向の中心軸線が同一軸上に位置しつつＹ２軸と平行（本実施形態ではＹ２軸が脚部１２０と脚部１５０との長さ方向の中心軸線となる。）となり、脚部１３０と脚部１４０とは、長さ方向の中心軸線が同一軸上に位置しつつＹ３軸と平行（本実施形態ではＹ３軸が脚部１３０と脚部１４０との長さ方向の中心軸線となる。）となっている。

つまり、基部１１０に対して対角方向に位置する２つ１組となる、一方の２つの脚部１２０，１５０の長さ方向の中心軸線が同一線上に位置しつつ光軸に対して三回対称となる機械軸のうちいずれか１つの軸（例えば、Ｙ２軸）と平行となり、他方の２つの脚部１３０，１４０の長さ方向の中心軸線が同一線上に位置しつつ光軸に対して三回対称となる残りの機械軸のうちのいずれか１つの軸（例えば、Ｙ３軸）と平行となる。

したがって、脚部１２０，１５０の長さ方向の中心軸線が同一線上に位置しつつ当該中心軸線がＹ２軸と同一軸線上に位置する場合は、脚部１３０，１４０長さ方向の中心軸線がＹ２軸以外の機械軸のうち残りのいずれか１つの機械軸と同一軸線上に位置することとなる（本実施形態ではＹ３軸）。

また、脚部１４０（１５０）の基部１１０側端部と反対側の端部には、断面が矩形形状となる平行部１８３（１８４）が設けられている。この平行部１８３と平行部１８４とは、Ｘ１軸と平行になっており、互いに所定の間隔をあけて設けられている。つまり、平行部１８３と平行部１８４とは、平行に設けられている。
この平行部１８１，１８２，１８３，１８４を設けることにより、角速度検出感度を大きくし、振動バランスを良くすることができる。

ここで、脚部１２０の端部に設けられる平行部１８１の長さ方向の中心軸線と脚部１４０の端部に設けられる平行部１８３の長さ方向の中心軸線とが同一線上に設けられるのが望ましい。同様に、脚部１３０の端部に設けられる平行部１８２の長さ方向の中心軸線と脚部１５０の端部に設けられる平行部１８４の長さ方向の中心軸線とが同一線上に設けられるのが望ましい。
このように平行部１８１，１８２，１８３，１８４を設けることにより、さらに角速度検出感度を大きくし、振動バランスを良くすることができる。

前記のように本発明の第二の実施形態に係る慣性センサ素子１０１を構成すると、異方性エッチングを行った場合、後述するように左右対称の残さを生じることとなる。

脚部１４０における隣の脚部１５０側を向く面１４０Ｂとは反対側の面１４０Ａと、脚部１５０における隣の脚部１４０側を向く面１５０Ｂとは反対側の面１５０Ａと、平行部１８３と平行部１８４との端部側の面１８３Ｃ，１８４Ｃとは、同一の結晶面（＋Ｘ方向）となり、同一の形状となる。

また、脚部１４０における隣の脚部１５０側と向かい合う面１４０Ｂと、脚部１５０における隣の脚部１４０側と向かい合う面１５０Ｂとは、一の結晶面（−Ｘ方向）となり、同一の形状となる。

同様に、平行部１８３（１８４）における脚部１４０（１５０）の面１４０Ａ（１５０Ａ）と接続する面１８３Ａ（１８４Ａ）及び、平行部１８３（１８４）における脚部１８３（１８４）の面１４０Ｂ（１５０Ｂ）と接続する面１４０Ｂ（１５０Ｂ）とは、一の結晶面（Ｙ方向）となり、同一の形状となる。

このように、基部１１０から脚部１２０，１３０，１４０，１５０の中央を通る軸の左右で＋Ｘ方向、−Ｘ方向、Ｙ方向の各々が左右対称となるように構成される。つまり、異方性エッチングによる残さが左右で対称に生じるため、素子形状がエッチングによる残さを生じても左右対称の形状となる。

なお、脚部１２０，１３０，１４０，１５０には各種電極が形成される。

図４（ａ）に示すように、脚部１２０には、Ｚ軸方向に同極の励振電極１２４Ａ，１２４Ｂが設けられ、Ｙ１方向に同極の励振電極１２４Ｃ，１２４Ｄが設けられる。また、励振電極１２４Ａ，１２４Ｂは、励振電極１２４Ｃ，１２４Ｄと異極となっている。
また、脚部１３０には、Ｚ軸方向に同極の励振電極１３４Ａ，１３４Ｂが設けられ、Ｙ１方向に同極の励振電極１３４Ｃ，１３４Ｄが設けられる。また、励振電極１３４Ａ，１３４Ｂは、励振電極１３４Ｃ，１３４Ｄと異極となっている。

また、図４（ｂ）に示すように、脚部１４０には、Ｚ軸方向であって隣の脚部１５０と向かい合う側に角速度検出電極１４３Ａ，１４３Ｂが並んで設けられ、これに対向するＹ軸方向に角速度検出電極１４３Ｃ，１４３Ｄが設けられている。
角速度検出電極１４３Ａ，１４３Ｄは同極であり、角速度検出電極１４３Ｂ，１４３Ｃは同極であって、角速度検出電極１４３Ａ，１４３Ｄは角速度検出電極１４３Ｂ，１４３Ｃとは異極となる。そして、異極同士が向かい合うように脚部１４０に角速度検出電極１４３Ａ，１４３Ｂ，１４３Ｃ，１４３Ｄが設けられる。

同様に、脚部１５０には、Ｚ軸方向であって隣の脚部１４０と向かい合う側に角速度検出電極１５３Ａ，１５３Ｂが並んで設けられ、これに対向するＹ軸方向に角速度検出電極１５３Ｃ，１５３Ｄが設けられている。
角速度検出電極１５３Ａ，１５３Ｄは同極であり、角速度検出電極１５３Ｂ，１５３Ｃは同極であって、角速度検出電極１５３Ａ，１５３Ｄは角速度検出電極１５３Ｂ，１５３Ｃとは異極となる。そして、異極同士が向かい合うように脚部１５０に角速度検出電極１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃ，１５３Ｄが設けられる。

ここで、図５（ａ）に示すように、脚部１２０の励振電極１２４Ａ，１２４Ｂと脚部１３０の励振電極１３４Ａ，１３４Ｂとは端子Ｅ３１に接続され、脚部１２０の励振電極１２４Ｃ，１２４Ｄと脚部１３０の励振電極１３４Ｃ，１３４Ｄとは端子Ｅ３２に接続されている。

また、図５（ｂ）に示すように、脚部１４０の角速度検出電極１４３Ａ，１４３Ｄと脚部１５０の角速度検出電極１５３Ａ，１５３Ｄとは端子Ｅ３３に接続され、脚部１４０の角速度検出電極１４３Ｂ，１４３Ｃと脚部１５０の角速度検出電極１５３Ｂ，１５３Ｃとは端子Ｅ３４に接続されている。

これら励振電極端子Ｅ３１，Ｅ３２より脚部１２０，１３０に対して励振信号を印加すると、逆圧電効果により、脚部１２０はＸＹ平面内で屈曲振動をする（励振する）。このように励振している状態で、Ｘ１軸（基部１１０から脚部１２０，１３０，１４０，１５０の中央を通る軸）を回転軸とする回転運動を加えるとＺ軸方向にコリオリの力が加わり、脚部１２０，１３０，１４０，１５０はＺ軸方向に歪を生じる。角速度検出電極と接続している端子Ｅ３３，Ｅ３４に回転の大きさに応じた電荷が検出され、角速度の大きさを求めることができる。また、検出される電荷の極性と励振信号との位相を比較することで、角速度の発生している方向も検知することが可能となる。

このように構成された慣性センサ素子１０１では、励振振動する際、Ｘ１軸（基部１１０から脚部１２０，１３０，１４０，１５０の中央を通る軸）に回転が加わっていない状態であっても、検出信号として入力される漏れ信号は検出されず、またＸ１軸（基部１１０から脚部１２０，１３０，１４０，１５０の中央を通る軸）廻りに回転が加わっている状態でも回転方向の違いによる検出信号の大きさに違いが生じない。このため、第一の実施形態と同様に、精度良く角速度の検出することが可能となる。

（第三の実施形態）
図６は、本発明の第三の実施形態に係る慣性センサ素子の概略図である。
次に、本発明の第三の実施形態に係る慣性センサ素子について説明する。

発明の第三の実施形態に係る慣性センサ素子１０２は、図６に示すように、略Ｙ字型となる二脚音叉型の構造となっており、基部１１０と、この基部１１０から延出する一対の脚部１２０，１３０と、から主に構成されている点で第一の実施形態と異なる。つまり、第一の実施形態に係る慣性センサ素子１００から平行部１８１，１８２を除いた構造となっているのが本発明の第三の実施形態に係る慣性センサ素子１０２である。

従って、脚部１２０，１３０の基部１１０側の端部とは反対側の端部の面１２０Ｃ，１３０Ｃは、Ｙ軸方向と平行に形成されているので、一の結晶面（−Ｘ方向）となり、同一の形状となる。
このように第三の実施形態を構成しても第一の実施形態と同様の効果を奏する。

なお、脚部１２０，１３０の基部１１０側の端部とは反対側の端部の面１２０Ｃ，１３０Ｃは、Ｙ軸方向と平行に形成する以外、Ｘ１軸に対して左右対称となるように形成しても、第一の実施形態と同様の効果を奏する。

（第四の実施形態）
図７は、本発明の第四の実施形態に係る慣性センサ素子の概略図である。
次に、本発明の第四の実施形態に係る慣性センサ素子について説明する。

発明の第四の実施形態に係る慣性センサ素子１０３は、図７に示すように、略Ｘ字型となる四脚音叉型の構造となっており、基部１１０と、この基部１１０から延出する一対の脚部１２０，１３０と、これとは逆の方向にこの基部１１０から延出する一対の脚部１４０，１５０とから主に構成されている点で第一の実施形態と異なる。つまり、第二の実施形態に係る慣性センサ素子１０１から平行部１８１，１８２，１８３，１８４を除いた構造となっているのが本発明の第三の実施形態に係る慣性センサ素子１０３である。

従って、脚部１２０，１３０，１４０，１５０の基部１１０側の端部とは反対側の端部の面１２０Ｃ，１３０Ｃ，１４０Ｃ，１５０Ｃは、Ｙ軸方向と平行に形成されているので、脚部１２０，１３０の面１２０Ｃ，１３０Ｃが同一の結晶面（−Ｘ方向）の同一の形状となり、脚部１４０，１５０の面１４０Ｃ，１５０Ｃが同一の結晶面（＋Ｘ方向）の同一の形状となる。
このように第四の実施形態を構成しても第二の実施形態と同様の効果を奏する。

なお、脚部１２０，１３０，１４０，１５０の基部１１０側の端部とは反対側の端部の面１２０Ｃ，１３０Ｃ，１４０Ｃ，１５０Ｃは、Ｙ軸方向と平行に形成する以外、Ｘ１軸に対して左右対称となるように形成しても、第一の実施形態と同様の効果を奏する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、脚部１２０（１５０）をＹ２軸と平行に形成し脚部１３０（１４０）をＹ３軸と平行に形成したが、これに限定されず、脚部１２０（１５０）をＹ１軸と平行に形成し脚部１３０（１４０）をＹ２軸と平行に形成しても良い。この場合、検出軸は、Ｘ３軸となる。また、脚部１２０（１５０）をＹ３軸と平行に形成し脚部１３０（１４０）をＹ１軸と平行に形成しても良い。この場合、検出軸は、Ｘ２軸となる。このように構成しても同様の効果を奏する。
また、水晶の他に、三回対称の特性を有する他の圧電材料から慣性センサ素子を構成してもよい。

本発明の第一の実施形態に係る慣性センサ素子の概略図である。 図１のＡ−Ａ端面図である。 本発明の第二の実施形態に係る慣性センサ素子の概略図である。 （ａ）は図３のＢ−Ｂ端面図であり、（ｂ）は図３のＣ−Ｃ端面図である。 （ａ）は励振電極の接続状態を示す概念図であり、（ｂ）は角速度検出電極の接続状態を示す概念図である。 本発明の第三の実施形態に係る慣性センサ素子の概略図である。 本発明の第四の実施形態に係る慣性センサ素子の概略図である。 三回対称の特性を有する圧電材料の軸方向を示す概念図である。

符号の説明

１００，１０１，１０２，１０３ 慣性センサ素子
１１０ 基部
１２０，１３０，１４０，１５０ 脚部
１８１，１８２，１８３，１８４ 平行部

Claims (4)

1. 基部から延出する一対の脚部を有する略Ｙ字型となる圧電素子からなる慣性センサ素子であって、
   前記基部と、
   検出軸に対して互いに遠ざかる方向に傾斜する前記一対の脚部と、
   一方の脚部に設けられる検出用電極と、
   他方の脚部に設けられる励振用電極とを備え、
   当該一方の脚部が光軸に対して三回対称となる機械軸のうちいずれか１つの軸と平行となり、
   他方の脚部が光軸に対して三回対称となる残りの機械軸のうちのいずれか１つの軸と平行となるように構成されていることを特徴とする慣性センサ素子。
2. 基部から延出する４つの脚部を有する略Ｘ字型となる圧電素子からなる慣性センサ素子であって、
   前記基部と、
   検出軸に対してそれぞれ遠ざかる方向に傾斜する４つの脚部と、
   前記基部を境に一方の２つの脚部に設けられる検出用電極と、
   前記基部を境に他方の２つの脚部に設けられる励振用電極とを備え、
   前記基部に対して対角方向に位置する２つ１組となる、
   一方の２つの前記脚部が光軸に対して三回対称となる機械軸のうちいずれか１つの軸と平行となり、
   他方の２つの前記脚部が光軸に対して三回対称となる残りの機械軸のうちのいずれか１つの軸と平行となるように構成されていることを特徴とする慣性センサ素子。
3. 前記基部に対して対角方向に位置する２つ１組となる、
   一方の２つの前記脚部の長さ方向の中心軸線が同一線上に位置しつつ光軸に対して三回対称となる機械軸のうちいずれか１つの軸と平行となり、
   他方の２つの前記脚部の長さ方向の中心軸線が同一線上に位置しつつ光軸に対して三回対称となる残りの機械軸のうちのいずれか１つの軸と平行となるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の慣性センサ素子。
4. 前記各脚部の先端部に前記検出軸と平行に設けられる平行部を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の慣性センサ素子。

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