JP2008542788A - 運動量平衡及びモード分離を有するねじれ速度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】質量体が、駆動及び感知モードの両方で逆位相で振動するように構造的に拘束され、運動量が平衡化され、かつ駆動及び感知モードが分離された二重質量速度センサを提供する。
【解決手段】２つのほぼ平面の試験質量体と、質量体を質量体平面内の平行な駆動軸線の周りに反対位相で振動するように駆動するための手段と、駆動軸線に垂直な入力軸線と、駆動軸線及び入力軸線に垂直な感知軸線と、入力軸線周りの質量体の回転によって生じたコリオリ力に応答して感知軸線周りにねじれ移動するように質量体を取り付ける手段と、駆動軸線及び感知軸線の両方の周りに逆位相移動するように２つの質量体を高速する手段と、感知軸線周りの質量体のねじれ移動に応答して移動するように質量体に結合された感知フレームと、感知フレームの移動に応答して入力軸線周りの回転の速度をモニタするための手段とを含む速度センサ。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般的に角速度センサ又はジャイロスコープに関し、より詳細には、質量体が、駆動及び感知モードの両方で逆位相で振動するように構造的に拘束され、運動量が平衡化され、かつ駆動及び感知モードが分離された二重質量速度センサに関する。

速度センサ又はジャイロスコープでは、駆動モードかつ異相方式で振動する２つの連結された試験質量の使用は、基板へのエネルギの移動を最小にする目的で駆動運動量を平衡化する一般的な方法である。加えて、質量体が逆位相方式で駆動されていると、コリオリ力に対する質量体の応答もまた異相であることになり、それは、外部振動の影響を相殺させる。

駆動モードでの異相振動は、一般的に、２つの試験質量体をバネで互いに連結することによって達成され、これは、ある顕著な欠点を有する。得られる動的システムは、寄生的な同相モードと望ましい異相モードである２つの共振を有し、同相モードは、異相モードよりも常に周波数が低い。加えて、製造が不完全であると、多くの場合に、僅かに異なる大きさの質量体をもたらし、それは、それらの質量体が同じ振幅で振動することを妨げる。この不均等な振動は、運動量の不均衡をもたらし、基板へのエネルギの望ましくない移動を招く。

本発明の目的は、一般的に、新規で改良された角速度センサ又はジャイロスコープを提供することである。

本発明の別の目的は、従来技術の速度センサの限界及び欠点を克服する上述の特徴の速度センサ又はジャイロスコープを提供することである。

上記及び他の目的は、本発明により、２つのほぼ平面の試験質量体と、質量体を質量体平面内の平行な駆動軸線の周りに反対位相で振動するように駆動するための手段と、駆動軸線に垂直な入力軸線と、駆動軸線及び入力軸線に垂直な感知軸線と、入力軸線周りの質量体の回転によって生じたコリオリ力に応答して感知軸線周りにねじれ移動するように質量体を取り付ける手段と、駆動軸線及び感知軸線の両方の周りに逆位相移動するように２つの質量体を高速する手段と、感知軸線周りの質量体のねじれ移動に応答して移動するように質量体に結合された感知フレームと、感知フレームの移動に応答して入力軸線周りの回転の速度をモニタするための手段とを含む速度センサを提供することによって達成される。

図１に示すように、速度センサは、デバイスが静止状態の時にｘ、ｙ基準平面にある１対のほぼ平面の試験質量体１１、１２を有する。入力軸線、すなわち、その周りの回転の角速度が測定される軸線は、ｙ軸線であり、試験質量体は、ｘ軸線に平行な方向に延びる１対の駆動軸線１３、１４の周りにねじれ移動するようにその軸線に沿って並列に配置される。試験質量体は、それらが駆動軸線の周りにピボット回転する時に基準平面を通って異相移動するように逆位相方式で駆動され、２つの質量体の内縁１６、１７は、１つの方向に一緒に移動し、外縁１８、１９は、その反対方向に一緒に移動する。

試験質量体はまた、ｘｙ平面及び他の軸線に垂直なｚ方向に延びる１対の感知軸線２１、２２の周りにねじれ移動するように取り付けられている。感知軸線周りのセンサの回転によって生じたコリオリ力は、質量体を感知軸線の周りに回転させ、質量体が異相方式で駆動されているので、それらは、感知軸線の周りに反対方向に回転し、この場合も同じく内縁１６、１７は、１つの方向に一緒に移動し、外縁１８、１９は、他の方向に一緒に移動する。

２つの試験質量体の内側又は隣接縁部の中点は、大きい面外剛性を有する結合リンク２４で互いに接続されている。従って、試験質量体は、駆動軸線周りに正確に異相でかつ厳密に同じ振幅で振動するように拘束され、それによって角運動量が完全に平衡化されることが保証される。加えて、全体のシステムの最低モードは、自動的に逆位相駆動モードになる。これは、いかなる既知の結合質量体システムにおいても達成することができないものである。

結合リンクは、作動周波数に関係なく試験質量体の感知モード応答が正確に異相でかつ振幅が等しくなることも保証する。

図１の実施形態では、試験質量体の各々は、駆動軸線及び感知軸線周りにねじれ移動するように１対のジンバル２６に取り付けられる。ジンバルは、駆動軸線１３、１４に整列して駆動軸線の周りのジンバルのねじれ移動を可能にする狭い撓み部２７によって、アンカー２８にピボット回転可能に取り付けられる。試験質量体は、感知軸線の周りのねじれ移動を可能にする撓み部２９によってジンバルから懸架される。図示の実施形態では、撓み部２９は、質量体のコーナに位置し、対角線方向、すなわち、ｘ及びｙ軸線に対して４５度の角度に延びている。

感知フレーム３１は、ｘｙ平面内で試験質量体を取り囲み、ｘ方向に直線移動するように、折返し撓み部３２によってアンカー２８から懸架される。フレームをｘ方向のみで移動するように拘束するために、撓み部３２は、ｘ方向には柔軟であるが、ｙ及びｚ方向では比較的剛性である。

リンク３３は、感知軸線の周りの試験質量体のねじれ移動をｘ軸線に沿った感知フレームの直線移動に変換するために、試験質量体の外縁の中点と感知フレームの間に接続されている。それらのリンクは、ｙ方向には柔軟であるが、ｘ方向では比較的剛性である折返し撓み部３４によってフレームに接続されている。それらは、駆動モードでの試験質量体の面外撓みを可能にし、一方で感知フレームに感知モード応答を伝達する。

感知フレームの位置、従って、試験質量体のねじれ応答は、電極プレート３８を有するコンデンサ３６、３７によってモニタされ、電極プレートは、フレームに固定され、かつ固定プレート３９と交互配置されており、固定プレートは、アンカー４１に固定されている。コンデンサは、フレームの両側に配置され、それによってフレームの移動に差動的に反応する。

この実施形態では、ジンバル２６は、面外ねじれ駆動方向にのみ撓み、ジンバルから試験質量体を懸架する直線バネ又は撓み部２９は、試験質量体をジンバルに対して面内ねじれ感知モードでのみ振動可能にする。従って、駆動モード及び感知モードに利用される懸架部材は互いに無関係であり、それは、２つのモード間の好ましくない動的カプリングを最小にし、このカプリングから生じる直交誤差及びバイアスを抑制する。

更に、感知フレーム３１を懸架する折返しバネ又は撓み部３２は、このフレームの感知方向との完全なアラインメントを維持する。

試験質量体の駆動及び感知モード応答は、ねじれであるので、あらゆる外部の直線加速度は、試験質量体のゼロ変位をもたらす。しかし、感知フレーム３１の直線感知モード撓みは、試験質量体のねじれ感知モード応答に結合するので、感知フレームは、ｘ方向の直線加速度によって撓む。

しかし、感知モードにおいては、結合リンク２４及びフレーム３１は、反対方向に撓み、一方は、回転する試験質量体の内縁に接続され、他のものは外縁に接続されている。従って、直線外部加速度の正味の影響は、以下のように表すことができる。
ｋ_Xｘ＝ａ_X（ｍ_F−ｍ_C）

フレームの質量（リンク３３及び撓み部３４を含む）を結合リンク２４の質量と等しくすることにより、あらゆる直線加速度又は角加速度の影響をなくすことができ、かつ振動に対するデバイスの感受性が最小にされる。

同様に、デバイスは、フレームの質量を結合リンクの質量よりも非常に大きくすることによって、角速度と直線加速度の同時検出に適応させることができる。その場合には、感知フレームの撓み軸線に沿ったあらゆる直線加速度は、コリオリ信号を抽出するために復調する前の出力信号のローパスフィルタリングによって検出することができる。

駆動及び感知モードはまた、面内ねじれ感知モードにおいてのみ撓む構造体から試験質量体を懸架することによって分離することができ、試験質量体は、支持構造体に対してねじり面外駆動モードにおいてのみ撓み、支持構造体の面内撓みは、感知フレームに結合される。こうした実施形態は、図２に示されている。

この実施形態では、試験質量体４２、４３は、駆動軸線１３、１４の周りに質量体の面外ねじれ移動を可能にする撓み部４６によってジンバル４４にピボット回転可能に取り付けられる。ジンバルは、感知軸線２１、２２の周りの面内ねじれ移動のための撓み部４９によってアンカー４７、４８から懸架される。図２Ａでよく分るように、試験質量体の内側又は隣接縁部の中点は、ｘ方向に延びる薄い撓み部５２から成る結合リンク５１によって互いに接続されている。従って、質量体の内側部分は、図１の実施形態におけるように面外駆動モードにおけるものと面内感知モードにおけるものとの両方を合わせた移動に対して互いに結合されている。２つの質量体を支持するジンバルは、質量体の隣接縁部間の領域内で撓み部５３によって互いに接続されている。

感知ビーム又はフレーム５６は、質量体の両側の入力軸線又はｙ軸線に平行な方向に延び、駆動軸線に沿った直線移動のための撓み部５７によってアンカー４８から懸架される。感知フレームの端部は、試験質量体の外縁にリンク５８によって接続されている。感知フレームの直線移動及び従って試験質量体の面内感知モードねじれ移動は、フレームに接続したプレート６１及びアンカー６３に接続した固定プレート６２から構成されたコンデンサ５９によってモニタされる。

図１の実施形態におけるように、試験質量体は、逆位相方式で駆動され、入力軸線の周りの回転によって生じたコリオリ力は、質量体を感知軸線の周りに反対方向に振動させる。このねじれ移動は、感知フレームの直線移動に変換され、コンデンサ５９によってモニタされる。

図３の実施形態は、図２の実施形態に類似し、ジンバルのコーナで対角線上に延びる撓み部６６が固定されている。付加的な撓み部は、ｘ方向及びｙ方向における高まった剛性を提供し、振動に対するセンサの感受性を顕著に低減する。この実施形態では、試験質量体の間のジンバルの一部分４４ａは、平衡錘として機能し、振動に対する感受性は、これらの平衡錘の質量を増大させることによってゼロにまで低減することができる。

図４及び図５の実施形態は、図３の実施形態に類似し、同じ参照番号は、これらの３つ全てにおける対応する要素を表している。しかし、図４の実施形態では、平衡錘として機能するジンバルのアーム４４ａは、感知フレーム５６と質量を等しくされ、そのために直線加速度に起因するフレームへの慣性力が平衡錘への慣性力によってゼロとされる。加えて、感知フレームの各々は、１対のみでなく２対の撓み部５７によってアンカー４８から懸架され、それは、デバイスを更に安定化させる。

図５の実施形態は、角速度及び直線加速度の同時検出のために設計されている。この実施形態では、感知フレーム５６の質量は、平衡錘アーム４４ａの質量よりも大幅に大きくされ、平衡錘質量は、従って削除される。感知フレームの撓み軸線に沿った直線加速度に起因する撓みは最大化され、コリオリ信号を抽出するために復調する前のコンデンサ５９からの出力信号のローパスフィルタリングによって検出される。

図６の実施形態では、ジンバル６８は、試験質量体７２、７３の内側に又は中心に向って配置されたアンカー７１から撓み部６９によって懸架される。撓み部は、試験質量体の各々の４つのコーナから対角線方向に延び、感知モードにおける試験質量体及びジンバルのねじれ面内振動を可能にする。質量体の中心に接近して位置するアンカーを有することは、センサの容器に対する応力の影響を最小にする。必要に応じて、４つの撓み部は、この実施形態に示す４つの分離アンカーではなく中心に配置された単一アンカーから懸架することができる。

上述の実施形態の場合、試験質量体は、駆動モードでの駆動軸線の周りの面外振動のために撓み部７４によってジンバルに接続されている。試験質量体の隣接縁部の中点は、連結部７６によって互いに接続され、質量体間のジンバルのアームは、撓み部７７によって互いに接続されている。

感知ビーム又はフレーム７９は、ｘ方向における直線移動のためにこのフレームを拘束する折返し撓み部８２によってアンカー８１から懸架される。ジンバルの外側アームの中点は、リンク８３によってフレームに接続され、試験質量体及びジンバルの感知モード振動がフレームの直線運動に変換される。それらの振動は、感知フレームとアンカー８７とに接続した交互配置プレート８６を有するコンデンサ８４によってモニタされる。

図６に示す実施形態の有限要素解析は、構造体の第１共振モードが逆位相駆動モードであり、第２共振モードが感知モードであることを示している。最も低い不要共振モードは、感知モードよりも５ＫＨｚ以上高いこともまた観察され、作動モードからの不要モードの望ましい分離が提供された。このモード分離は、２つの自由度を有するあらゆる他の公知の機械的結合システムでは達成できない。

図７の実施形態は、図６の実施形態にほぼ類似し、ジンバル６８は、感知モードでのねじれ面内振動のために撓み部６９によって内側アンカー７１から懸架され、試験質量体７２、７３は、駆動モードでの駆動軸線の周りの面外振動のために撓み部７４によってジンバルに接続され、試験質量体の隣接縁部の中点は、協調した移動のために連結部７６によって互いに接続されている。

しかし、この実施形態では、検出フレームは、４つの区画９１−９４に分割され、これらは、感知（ｙ）方向での互いに独立した移動のために折返し撓み部又はバネ９８によってアンカー９６、９７から懸架される。

ジンバルのサイドアームの中点は、リンク９９によってフレームに接続され、ｚ軸線の周りの試験質量体及びジンバルのねじれ感知モード振動は、フレームの直線変位に変換される。それらの変位は、感知フレームとアンカー１０４とに接続した交互配置プレート１０２、１０３を有するコンデンサ１０１Ａ−１０１Ｄによってモニタされる。

他の実施形態の場合、質量体７２、７３は、ｘ軸線の周りにシーソー方式で振動するように駆動され、ｙ軸線の周りの回転は、質量体をｚ軸線の周りに振動させ、ｚ軸線の周りの回転は、感知フレーム９１−９４の直線移動に変換される。しかし、この実施形態では、コンデンサ電極又はプレートは、ｘ方向に延び、感知フレームは、ｙ方向に移動する。

撓み部は、感知方向以外の全ての方向において剛性が大きく、それは、駆動運動による、かつ構造体のあらゆる他の疑似運動による感知電極の運動を最小にする。これは、感知モードからの駆動モードのより良好な分離を提供し、かつ直交誤差を最小にする。

分割フレームの顕著な利点は、二重差動検出、例えば、Ｃ_A、Ｃ_B、Ｃ_C、及びＣ_Dがコンデンサ１０１Ａ−１０１Ｄのキャパシタンスである（Ｃ_A＋Ｃ_C）−（Ｃ_B＋Ｃ_D）を利用することによって、共通モードとしての外部加速度を排除する機能である。分割フレームは、検出フレームの全体の付加的な慣性もまた最小にする。

図８の実施形態では、内側感知フレーム１０６は、対角線方向に延びる撓み部１０８によってアンカー１０７から懸架され、それによってｘｙ平面内のねじれ移動だけに拘束される。これらのフレームは、試験質量体１０９、１１１内の窓１０９ａ、１１１ａ内部に配置され、試験質量体は、ねじれヒンジ１１２によってフレームから懸架され、これは、駆動モードにおけるｘ軸線の周りのシーソー方式でのピボット回転を可能にするが、ｚ軸線の周りの感知モード運動は、フレームに伝達される。

試験質量体の隣接縁部は、駆動モードにおけるｚ方向と感知モードにおけるｘ方向との両方に協調した移動のために結合部１１３によって互いに接続されている。

この実施形態は、４つの外側感知フレーム区画１１４もまた有し、これらは、ｚ軸線の周りの回転移動のために、撓み部１１７と折返し撓み部１１８との組合せによってアンカー１１６から懸架される。外側フレーム区画は、リンク１１９によって内側感知フレーム１０６に接続され、それによって外側区画は、内側フレームと協調して回転する。感知フレームの回転は、外側感知フレームとアンカー１２４とに接続した交互配置プレート１２２、１２３を有するコンデンサ１２１によってモニタされる。

駆動モードにおいて、質量体１０９、１１１は異相で駆動され、ｘ軸線の周りにシーソー方式にピボット回転する。ｙ軸線の周りの回転は、コリオリ力を生じさせ、それは、質量体をｘ軸線の周りの反対方向に回転させる。質量体の回転は、ヒンジ１１２によって内側感知フレーム１０６に、次に、リンク１１９によって外側フレーム１１４に伝達される。外側フレームの端部にある感知コンデンサは、差動的に駆動され、プレートは、各フレームの一端では互いに接近し、他の端部では遠く離れる。

試験質量体の内側に感知フレームのかなりの部分を有することは、感知モードの慣性を最小にし、内側感知モードフレームが、ねじり感知モードでのみ振動が自由であり、運動の全ての他のモードでは固く拘束されているので、各モードは、実質的に分離される。試験質量体を内側フレームに接続するねじりヒンジは、駆動モードでのフレームに対する質量体の移動を可能にし、一方で質量体の感知モード応答が感知フレームに伝達される。感知電極を有する外側フレームへの内側フレームの感知モード振動の伝達は、直線振動及び角振動の両方への不感性を強化した差動ねじれ検出を提供する。

図９の実施形態では、感知フレーム１２６は、完全に試験質量体１２７、１２８内の窓１２７ａ、１２８ａの内部に位置する。図８の実施形態の場合のように、感知フレームは、撓み部１３１によって中央アンカー１２９から懸架され、試験質量体は、ねじれバネ１３２によって感知フレームから懸架され、これは、ｘ軸線の周りのシーソー方式でのピボット回転を可能にするが、ｚ軸線の周りの感知モード回転は、フレームに伝達される。

試験質量体の隣接縁部は、駆動モードでのｚ方向と感知モードでのｘ方向との両方に協調する移動のために結合部１３３によって互いに接続されている。

感知フレームの回転は、同じく完全に試験質量体の内部に位置するコンデンサ１３４によってモニタされる。これらのコンデンサは、電極又はプレート１３６を有し、これらは、感知フレームに直接取り付けられ、かつアンカー１３８に固定された固定電極又はプレート１３７と交互配置される。

作動中、試験質量体１２７、１２８は、ｘ軸線の周りに逆位相方式で振動するように駆動され、ｙ軸線の周りの回転によって生じたコリオリ力は、質量体をｚ軸線の周りに回転させる。この回転は、感知フレーム１２６に伝達されてプレート１３６を移動させ、感知コンデンサ１３４のキャパシタンスでの変化を生じさせる。

感知フレームに直接取り付けられたコンデンサプレートを有して、プレートとフレームの両方が完全に質量体内部に位置することは、デバイスが、基本的に完全な対称性を有するコンパクトな形状に構成されることを可能にし、それは、この実施形態を直線振動及び角振動に対して図８の実施形態よりも更に不感性とする。

図１０の実施形態では、試験質量体１３９、１４１は、駆動モードでのｙ軸線周り及び感知モードでのｚ軸線周りに回転するようにフレーム１４２に取り付けられる。フレームは、ｘ方向に延びてｙ軸線の周りのシーソー方式のピボット回転を可能にするねじれバネ１４３によって基板に取り付けられ、質量体は、ｘ方向に延びる撓み部又はバネ１４４によってフレームに接続されている。質量体の駆動モードと感知モードは、このようにして分離され、駆動モード周波数（ｙ軸線の周りの回転）は、ねじれバネ１４３に依存し、検出モード周波数（ｚ軸線の周りの回転）は、バネ１４４の屈曲によって主として判断される。

質量体１３９、１４１は、同一であり、フレーム１４２は、質量体の中央に配置され、回転のｙ軸線及びｚ軸線は、質量体の物理的中心を通過する。

質量体の各々は、逆位相方式でのｙ軸線周りに回転するように質量体の下方に配置された電極（図示せず）によって駆動される。２つの質量体は、それらの隣接縁部の中点で結合バネ１４６によって互いに結合され、それは、質量体が同相又は異相のいずれかで駆動されることを可能にする。このバネは、逆位相駆動モードを同相モードから分離し、逆位相モード周波数は、バネの剛性に伴って増大し、同相モード周波数は、同じままである。結合バネは、また２つの質量体をｚ軸線の周りの同時の回転のために拘束し、そのために１つの質量体がある方向に回転する場合、他の質量体は、反対方向に回転しなければならず、それによって検出モードにおける逆位相試験質量体運動が保証される。

検出又は感知フレーム１４８は、ｚ軸線周りに回転するように撓み部１４９、１５１によって基板に取り付けられる。これらのフレームは、連結バネ１５２によって試験質量体に結合され、ｚ軸線周りの回転移動が、質量体からフレームに伝達される。この回転は、フレームに取り付けられ、基板上のアンカー１５７に固定された固定プレート１５６と相互配置されたプレート１５４を有するコンデンサ１５３によってモニタされる。これらのコンデンサは、力の再均衡化のためのフィードバックもまた提供する。

連結バネ１５２は、ｙ方向に延び、質量体の駆動モード振動と検出フレームの間の結合を最小にするために、好ましくはねじれ的に弱くされる。そのような結合は、フレームが保持するコンデンサプレートの僅かな垂直方向の振動を生じさせる可能性があり、それは、センサの性能を低下させる場合がある。しかし、同時に、バネは、ｚ軸線回転の伝達が低下するほど弱くされるべきではない。

角振動ノイズへの不感性を強化するために、結合バネ１５９が、検出フレームの対面アームの間に接続されている。このバネは、結合を強化し、かつフレームが正確な逆位相方式で振動することを保証するために、ｙ方向には比較的柔軟であり、ｘ方向には剛性である。

作動中、試験質量体１３９、１４１は、ｙ軸線周りにシーソー方式で互いに異相で振動するように駆動され、ｘ軸線周りのセンサの回転は、ｚ軸線周りの質量体の異相コリオリ誘起回転を生じさせる。その回転は、連結バネ１５２によって検出フレーム１４８に伝達され、フレームの各々の回転は、隣接試験質量体のものと反対の向きである。従って、例えば、質量体１３９がｚ軸線周りに時計方向に回転する場合、上側連結バネ１５２は、上側検出アームをｚ軸線周りに反時計方向に回転させる。同時に、質量体１４１は反時計方向に回転し、下側検出フレームは時計方向に回転する。

反対方向に回転する２つの検出フレームを有することは、振動ノイズ及びｚ軸線周りの角加速度に対するデバイスの感受性を低下させる顕著な利点を提供する。

図１１の実施形態は、図１０のものと類似し、試験質量体１６１、１６２は、駆動モードでのｙ軸線及び感知モードでのｚ軸線周りに回転するようにフレーム１６３に取り付けられる。フレームは、ｘ方向に延びる撓み部又はねじれバネ１６６によって基板上のアンカー１６４に取り付けられ、質量体は、ｙ方向に延びる撓み部又はねじれバネ１６７によってフレームに接続されている。

上述の実施形態の場合のように、２つの質量体は、それらの隣接縁部の中点で結合バネ１６８によって互いに結合される。このバネは、ｘ方向に延びる比較的長く柔軟な撓み部とｙ方向の比較的短く剛性の部分とを有する小さい矩形フレームの形態である。この設計は、駆動のためのｙ軸線周りのバネのねじれ剛性を検出のためのｘ軸線に沿った直線剛性から分離し、２つの質量体が同相方式又は逆位相方式のいずれでも駆動されることを可能にする。

検出又は感知フレーム１６９は、連結バネ１７０によって試験質量体に結合される。これらのフレームは、図１０の実施形態におけるフレーム１４８に類似しているが、それらは、検出器の質量を低下させるために孔が開けられている。フレームは、ｚ軸線周りに回転するように撓み部１７１、１７２によって基板に取り付けられ、フレーム及び従って質量体の回転は、コンデンサ１５３に類似したコンデンサ１７３によってモニタされる。

結合バネ１７４は、検出フレームの対面アームの間に接続されている。これらのバネは、実施形態１０の実施形態での結合バネ１５９に類似し、それらは、結合を強化し、かつフレームが正確な逆位相方式で振動することを保証するために、ｙ方向には比較的柔軟であり、ｘ方向には剛性である。しかし、それらは４つでなく、２つのバネ板のみを有する点でバネ１５９よりも単純である。

図１１の実施形態の作動及び使用は、図１０のものと類似し、結合バネ１６８及び連結バネ１７０は、感知モードでの試験質量体と検出フレームの間のｚ軸線回転の良好な結合と、駆動モードでのｙ軸線回転に関する質量体とフレームの間の良好な隔離の両方を提供する。

図１２の実施形態では、検出フレーム１７６及び感知コンデンサ１７７は、完全に試験質量体１７８、１７９の内部に位置し、感知フレームと質量体は、ｘ及びｙ軸線周りに対称であり、感知モードにおいて同じ回転中心を有する。これは、ｚ軸線周りの回転応答が、ｘ軸線に沿った直線加速度によって誘起されることを実質的に防止し、それは、検出器がそれらの回転中心に関してｘ軸線に沿って慣性的に平衡化されているからである。また、質量体と検出器が同じ回転中心を有するので、回転中心が分離され、ｘ軸線に沿った直線加速度によって生成する直線変位が異なる時に発生する可能なｚ軸線周りの回転を生じる傾向がない。

フレーム１７６は、ｘ軸線及びｙ軸線に沿って延び、質量体及びフレームの中心で交差する撓み部又はバネ１８２、１８３によってアンカー１８１に取り付けられる。質量体の各々は、ｙ軸線に沿って延びる１対のねじれバネ１８４によってフレームのうちの１つに接続され、２つの質量体は、それらの隣接縁部の中点で、図１０の実施形態におけるバネ１６８に類似した結合バネ１８６によって互いに結合される。ねじれバネ１８４は、同相駆動モード周波数を決めるので、それらは、図１０の実施形態での連結バネ１５２よりも通常非常に剛性とされる。

コンデンサ１７７は、アンカー１８９、１９１に取り付けられ固定プレート１８８と交互配置される、フレーム１７６から延びるプレート１８８を有する。

この実施形態では、試験質量体１７８、１７９は、ｙ軸線周りの逆位相シーソー方式で振動するように再度駆動され、ｘ軸線周りの回転が感知される。その回転によって生じたコリオリ力は、質量体の中心を通過するｚ軸線周りの反対方向に質量体を回転させる。ｚ軸線回転は、ねじれバネ１８４によって検出フレーム１７６に伝達され、フレームは、質量体と同じ方向に、かつ質量体と同じ回転中心周りに回転する。上述のように、試験質量体と検出器が、ｘ軸線及びｙ軸線周りに対称であり、かつ同じ回転中心を有するので、この実施形態は、ｘ軸線に沿った直線加速度に実質的に不感性である。

図１３の実施形態では、速度センサは、ｘ−ｙ平面内で２つの試験質量体１９３、１９４を有し、質量体１９３は、質量体１９４内部に配置される。質量体の各々は、ｙ軸線周りに回転するように、アンカー１９７に取り付けられた１対のねじれバネ１９６を通じて基板に取り付けられる。このようにして、他の実施形態の一部におけるように離間させた駆動軸線の代わりに、これらの質量体は、一致した駆動軸線を有する。

質量体の端部は、１対の結合フレーム１９８にねじれバネ１９９によって接続され、結合フレームの各々は、結合フレームをｙ軸線周りに回転可能にする固定ねじれバネ２０２によって検出フレーム２０１に取り付けられる。このようにして、２つの質量体は互いに結合され、反対方向に等しい振幅で回転するように拘束される。質量体の適正な設計によって、駆動運動の直線及び角運動量を平衡化することができる。

検出フレーム２０１は、ｚ軸線周りに回転するようにフレームの中心でアンカー２０４に取り付けられた撓み部又はバネ２０３によって基板に取り付けられる。

ｘ軸線周りの入力回転の存在下では、逆位相駆動運動は、コリオリ力を発生させ、これは、質量体１９３、１９４を逆位相方式でｚ軸線周りに回転させる。この運動は、結合フレーム１９８を通じて検出フレーム２０１に伝達され、ｚ軸線周りの検出フレームの同相回転移動が生じ、結合フレームは、周波数に関係なく検出フレームをｚ軸線周りに同じ振幅、かつ同方向に回転させるように拘束する。ｘ軸線周りの回転に対する応答は、検出フレームに取り付けられたプレート２０７と基板上の固定プレート２０８とを有するコンデンサ２０６によってモニタされる。

この実施形態では、駆動要素と検出要素の両方の対称性は、運動量平衡、直線振動励起に対する不感性、及び製造工程の変動に対するこれらの特性の低い感受性を提供する。結合バネではない機械的拘束の使用は、駆動及び検出モードがシステムの最低周波数であることを可能にする。また、試験質量体が、それら自体のアンカーを通じて基板に取り付けられ、ねじれバネを通じて検出フレームに接続されているので、これらのバネは、質量体を取り付けているバネよりも非常に弱くすることができ、それによって駆動運動の検出フレームへの漏れ、直交誤差、及び他の疑似誤差信号が最小にされる。また、より弱い結合バネは、外部的に印加された加速度に起因して質量体によって検出フレームに誘起される慣性力を最小にする。

図１４の実施形態は、試験質量体２１１及び試験質量体としても機能する１対の結合フレーム２１２を有する。質量体２１１は、質量体の中心でのｚ軸線周りに回転するようにバネ又は撓み部２１６、２１７によってアンカー２１４に取り付けられたフレーム２１３に取り付けられ、かつそれは、ｙ軸線周りに回転するようにねじれバネ２１８によってフレームに接続されている。質量体２１１は、図３の実施形態でのねじれバネ１９９に類似したねじれバネ２１９によって結合フレーム２１２に接続されている。

ねじれバネ２２０は、結合フレーム２１２を検出フレーム２２１に接続し、これは、アンカー２２４、２２６に接続した撓み部２２２、２２３によってｚ軸線周りに回転するように拘束される。結合フレームは、ほぼＵ字形状であり、検出フレームの三方に沿って延びている。検出フレームの回転は、フレームに取り付けられた電極又はプレート２２８とアンカー２３１に固定された固定電極又はプレート２２９を有するコンデンサ２２７によってモニタされる。検出フレームの開放側部は、それらが基板を通過する背面バイアを必要とせずに、電極の側部からの外部への配線を可能にすることでデバイスの製造を単純化する。

作動中、試験質量体２１１及び結合フレーム２１２は、ｙ軸線周りにシーソー方式で振動するように駆動され、結合フレームは、試験質量体と異相であり、互いに同相の状態とされる。ｘ軸線周りの回転によって生じたコリオリ力は、試験質量体と結合フレームとをｚ軸線の周りに回転させ、この場合もまた、フレームは、互いに同相であり、試験質量体とは異相である。結合フレームのｚ軸線回転は、ねじれバネ２２０によって検出フレーム２２１に伝達される。

結合フレーム２１２の回転は、駆動モードにおいて試験質量体２１１の回転と反対であるので、角振動の排除のための検出モードでの慣性を均衡させことができるのと同様に、駆動運動量は、これらの質量体の適切な設計によって比較的容易に平衡化することができる。加えて、ピボット回転可能に取り付けられたフレーム２１３は、試験質量体の面外駆動運動をその質量体と検出フレーム２１２の回転感知運動から分離するのに役立つ。

図１５の実施形態は、ｙ軸線及びｚ軸線周りに回転するようにフレーム２３４に取り付けられた中心試験質量体２３３と、中心質量体の両側の１対の外側試験質量体２３６とを有する。フレームは、質量体２３３の中心でのｚ軸線周りの回転ために撓み部２３９、２４１によってアンカー２３７、２３８へ取り付けられ、質量体は、ｙ軸線周りに回転するようにねじれバネ２４２によってフレームに接続されている。

外側の試験質量体２３６の各々は、質量体の中心を通過するｙ軸線周りに回転するようにねじれバネ２４６によって検出フレーム２４４に回転可能に取り付けられ、質量体の中心でのｚ軸線周りに回転するように撓み部又はバネ２４９、２５１によってアンカー２４７、２４８へ取り付けられる。撓み部２５１は、ｙ方向に延び、共通軸線に沿ってねじれバネ２４６と整列させられる。

中心試験質量体２３３の外縁は、外側試験質量体２３６の隣接縁部と結合部２５２によって接続され、それによってｙ軸線周り及びｚ軸線周りの両方で外側試験質量体は、中心試験質量体に対する異相移動のために、かつ互いに対する同相移動のために拘束される。

検出フレーム２４４は、ほぼＵ字形状であり、外側試験質量体２３６の三方に沿って延びている。ｚ軸線周りの試験質量体の回転移動は、コンデンサ２５４、２５６によってモニタされる。コンデンサ２５４は、検出フレーム上にアンカー２５９に固定された固定電極又はプレート２５８と相互配置された電極又はプレート２５７を有し、このプレートは、ｙ方向に延び、ｘ方向に離間している。コンデンサ２５６は、検出フレーム上にアンカー２６１に固定された固定電極又はプレート２６３と相互配置された電極又はプレート２６２を有し、このプレートは、ｘ方向に延び、ｙ方向に離間している。

駆動モードにおいて、それぞれのｙ軸線周りの振動のために、中心試験質量体２３３は、外側試験質量体２３６と異相で駆動される。ｙ軸線周りの回転は、コリオリ力を生じさせ、それは、質量体をｘ軸線周りに回転させ、外側質量体は、中心質量体と異相にあり、かつ互いに同相にある。

外側質量体２３６は形状が対称であり、それは、運動量平衡の維持において工程変動に対するより大きな頑健性を提供し、検出効率は、それらの質量体の外側に検出フレーム２４４を有することによって高められる。感知モードにおいて、外側質量体の互いに同相かつ中心質量体と反対の位相での回転は、直線及び角運動量の正味の相殺を生じさせる。ねじれバネ及び撓み部は、駆動移動と感知移動の間の高レベルの分離を提供し、センサの対称性は、外部から印加された加速度に対してセンサを非感受性とする。

図１６の実施形態は、図１２の実施形態に類似し、同じ参照番号は、これら２つの対応要素を表している。しかし、図１６の実施形態では、試験質量体１７８、１７９は、ねじれバネ２６７、２６８及び剛性接続バー２６９から成る駆動バネによってアンカー２６６から懸架されている。駆動バネは、ほぼＵ字形状の構造を有し、２つのねじれバネは、離間してｙ軸線と平行に延び、バーは、それらの間に延びている。バーの反対端で、バネ２６７はアンカーに接続され、バネ２６８は、質量体に接続されている。質量体の各々は、ｙ軸線と質量体の中心とに対称に配置された４つの駆動バネに懸架される。これらのバネは、ｙ軸線周りのシーソー移動及び質量体の中心を通過するｚ軸線周りの回転移動のために質量体を拘束する。

質量体は、バネ２６７、２６８よりもねじれ剛性が十分に低い連結バネ２７１によって感知フレーム１７６に接続されている。

作動中、試験質量体１７８、１７９は、ｙ軸線周りの逆位相方式で振動するように駆動され、ｘ軸線周りの回転が感知される。その回転によって生じるコリオリ力は、質量体の中心を通過するｚ軸線周りの反対方向に質量体を回転させる。ｚ軸線回転は、連結バネ２７１によって検出フレーム１７６に伝達され、フレームは、質量体と同じ方向にかつ質量体と同じ回転中心周りに回転する。試験質量体と検出器が、ｘ軸線及びｙ軸線周りに対称であり、同じ回転中心を有するので、この実施形態は、ｘ軸線に沿った直線加速度に実質的に不感性である。

更に、駆動バネ２６７、２６８が、連結バネ２７１よりもねじれ方向に非常に剛性であるので、駆動バネは、同相駆動モード周波数を支配し、駆動モードから感知フレームへの角運動量の移動が大きく低減され、感知フレームの垂直運動が顕著に小さくなる。

図１７の実施形態は、ジンバル２７２が、感知モードでのねじれ面内振動のために内側アンカー２７４から対角線方向に延びる撓み部２７３によって懸架されている点で、図７の実施形態に類似している。試験質量体２７６、２７７は、駆動モードでの駆動軸線周りの面外振動のためにねじれバネ２７８によってジンバルに接続され、試験質量体の隣接縁部は、協調する移動のために結合部２７９によって互いに接続されている。

しかし、この実施形態では、試験質量体及びジンバルは、ほぼ円形であり、フィードバックコンデンサ２８３及び感知コンデンサ２８４の可動電極又はプレート２８１、２８２は、分離した感知フレームではなく、ジンバルに直接に取り付けられる。コンデンサの固定電極又はプレート２８６、２８７は、アンカー２９１、２９２に取り付けられたフレーム２８８、２８９上の静止位置に取り付けられる。ジンバルの内側端部は、結合部２９３によって互いに接続されている。

図７の実施形態の場合のように、感知コンデンサは、４つの分離した区画に分割され、差動ねじれ検出手法を使用することができる。これは、直線及び角振動に対する不感性に関して顕著な改善を提供する。更に、コンデンサプレートがジンバルに直接付けられているので、この実施形態の構造は、感知フレームを分離している構造よりも非常に単純である。

作動中、質量体２７６、２７７は、それらの中心を通過するｘ軸線周りのシーソー方式で振動するように駆動され、ｙ軸線周りの回転は、質量体をそれらの中心を通過するｚ軸線周りに振動させる。ｚ軸線周りの回転は、ねじれバネ２７８によってジンバル２７２に伝達され、コンデンサ２８４によってモニタされる。それらの内縁部分が互いに結合されていると、２つの質量体は、２つのジンバルと同じく、反対方向の回転のために拘束される。

図７の実施形態の場合のように、感知コンデンサは、４つの分離した区画に分割され、差動ねじれ検出手法を使用することができる。これは、直線及び角振動に対する不感性に関して顕著な改善を提供する。更に、コンデンサプレートがジンバルに直接付けられているので、この実施形態の構造は、感知フレームを分離している構造よりも非常に単純である。

新規で改良された速度センサが提供されたことは、先の説明から明らかである。ある一定の現在好ましい実施形態のみを説明したが、当業者に明らかなように、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲を逸脱することなく、ある一定の変更及び修正を行うことができる。

本発明を組み込んだ速度センサの一実施形態の上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの別の実施形態の上面図である。 図２の実施形態での速度センサの一部分の拡大部分上面図である。 図２の実施形態での速度センサの一部分の拡大部分上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの別の実施形態の部分上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの固定的な実施形態の上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの固定的な実施形態の上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの別の実施形態の上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの固定的な実施形態の上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの固定的な実施形態の上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの固定的な実施形態の上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの固定的な実施形態の上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの固定的な実施形態の上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの固定的な実施形態の上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの固定的な実施形態の上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの固定的な実施形態の上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの固定的な実施形態の上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの固定的な実施形態の上面図である。 本発明を組み込んだ速度センサの固定的な実施形態の上面図である。

符号の説明

１１、１２ 試験質量体
１３、１４ 駆動軸線
１６、１７ 質量体の内縁
１８、１９ 質量体の外縁

Claims (30)

1. ２つのほぼ平面の試験質量体と、
   前記質量体の前記平面内の平行な駆動軸線の周りに反対位相で振動するように該質量体を駆動するための手段と、
   前記駆動軸線に垂直な入力軸線と、
   前記駆動軸線及び前記入力軸線に垂直な感知軸線と、
   前記入力軸線周りの前記質量体の回転によって生じたコリオリ力に応答して前記感知軸線周りにねじれ移動するように該質量体を取り付ける手段と、
   前記駆動軸線及び前記感知軸線の両方の周りに逆位相移動するように前記２つの質量体を拘束する手段と、
   前記感知軸線周りの前記質量体の前記ねじれ移動に応答して移動するように該質量体に結合された感知フレームと、
   前記感知フレームの移動に応答して前記入力軸線周りの回転の速度をモニタするための手段と、
   を含むことを特徴とする速度センサ。
2. 前記２つの質量体を拘束する前記手段は、該質量体の隣接縁部の間の機械的リンクを含むことを特徴とする請求項１に記載の速度センサ。
3. 前記回転の速度をモニタするための前記手段は、前記感知フレームの前記移動に応答して他のプレートに対して移動するプレートを有するコンデンサを含むことを特徴とする請求項１に記載の速度センサ。
4. 前記感知フレームは、前記質量体の前記ねじれ移動に応答して直線移動するように拘束されていることを特徴とする請求項１に記載の速度センサ。
5. 前記感知フレームは、前記質量体の前記ねじれ移動に応答して回転移動するように拘束されていることを特徴とする請求項１に記載の速度センサ。
6. １対の離間した駆動軸線周りに逆位相ねじれ移動するように並列に取り付けられた２つのほぼ平面の試験質量体と、
   前記駆動軸線に垂直な入力軸線と、
   前記駆動軸線及び前記入力軸線に垂直な感知軸線と、
   前記入力軸線周りの前記質量体の回転によって生じたコリオリ力に応答して前記感知軸線周りにねじれ移動するように該質量体を取り付ける手段と、
   前記駆動軸線及び前記感知軸線の両方の周りに協調して移動するように前記２つの質量体の隣接する内縁部分を互いに接続する手段と、
   直線移動するように拘束された感知フレームと、
   前記感知軸線周りの前記質量体のねじれ運動を前記感知フレームの直線運動に変換するように該質量体を該感知フレームに接続するリンクと、
   を含むことを特徴とする速度センサ。
7. 前記質量体は、前記駆動軸線周りに回転可能なジンバル上に取り付けられ、撓み部が、該質量体を前記感知軸線周りにねじれ移動するように該ジンバルに取り付けていることを特徴とする請求項６に記載の速度センサ。
8. 前記質量体は、前記駆動軸線周りにねじれ移動するようにジンバル上に取り付けられ、該ジンバルは、前記感知軸線周りに該ジンバル及び該質量体をねじれ移動させる撓み部上に取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の速度センサ。
9. 前記撓み部は、前記質量体の外側のアンカーに接続されていることを特徴とする請求項８に記載の速度センサ。
10. 前記撓み部は、前記質量体の中心近くのアンカーに接続されていることを特徴とする請求項８に記載の速度センサ。
11. 前記２つの質量体の前記内縁部分を互いに接続する前記手段は、結合リンクを含むことを特徴とする請求項６に記載の速度センサ。
12. 前記感知フレーム及び前記結合リンクは、等しい質量を有し、該感知フレーム及び該結合リンクの前記駆動軸線に平行な方向の直線加速度は、互いに相殺することを特徴とする請求項１１に記載の速度センサ。
13. 前記感知フレームは、前記結合リンクよりも大きい質量を有し、
    センサが、前記駆動軸線に平行な方向の前記感知フレームの直線加速度、並びに前記入力軸線周りの回転に応答する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の速度センサ。
14. ２つのほぼ平面の試験質量体と、
    前記質量体の各々の前記平面内の駆動軸線と、
    前記質量体を前記駆動軸線周りに反対位相で振動するように駆動するための手段と、
    前記駆動軸線に垂直な入力軸線と、
    前記駆動軸線及び前記入力軸線に垂直な感知軸線と、
    前記入力軸線周りの前記質量体の回転によって生じたコリオリ力に応答して前記感知軸線周りにねじれ移動するように該質量体を取り付ける手段と、
    前記駆動軸線及び前記感知軸線の両方の周りに逆位相移動するように前記２つの質量体を拘束する手段と、
    前記感知軸線周りの前記質量体の前記ねじれ移動に応答して反対方向に移動するように該質量体の各々の両側に結合された１対の感知フレームと、
    前記感知軸線周りの前記質量体の前記ねじれ移動に応答して反対方向で値が変化するコンデンサを形成するように該質量体の前記両側の固定プレートに対して反対方向に移動する前記感知フレーム上の電極プレートと、
    を含むことを特徴とする速度センサ。
15. 前記駆動軸線は、離間しており、かつ互いに平行であることを特徴とする請求項１４に記載の速度センサ。
16. 前記感知フレームは、前記駆動軸線と垂直な方向に移動するように拘束されていることを特徴とする請求項１４に記載の速度センサ。
17. 前記質量体を取り付ける前記手段は、該質量体が前記駆動軸線周りに移動するようにピボット式に取り付けられた１対のジンバルと、該ジンバルを前記感知軸線周りに回転移動するように取り付ける撓み部とを含むことを特徴とする請求項１４に記載の速度センサ。
18. 前記撓み部は、前記質量体の中心近くのアンカーに接続されていることを特徴とする請求項１７に記載の速度センサ。
19. １対の離間した平行な駆動軸線と、
    前記駆動軸線に垂直な入力軸線と、
    前記駆動軸線及び入力軸線に垂直な感知軸線と、
    前記駆動軸線周りにシーソー移動するように、全体的に前記質量体の横境界と共に位置して前記感知軸線周りに回転移動するように取り付けられた内側フレーム上にピボット式に取り付けられた１対のほぼ平面の試験質量体と、
    前記感知軸線と平行な軸線の周りに回転するように前記質量体の両側に取り付けられた感知フレームと、
    前記質量体の回転移動を前記感知フレームに伝達するための手段と、
    前記感知軸線周りの前記質量体の回転移動に応答して値が変化するコンデンサを形成するように固定プレートと相互配置された前記感知フレーム上の電極プレートと、
    を含むことを特徴とする速度センサ。
20. 前記内側フレームは、前記質量体の中心でアンカーから延びる撓み部によって取り付けられていることを特徴とする請求項１９に記載の速度センサ。
21. 前記質量体及び前記内側フレームは、前記駆動軸線及び前記入力軸線に関して対称であることを特徴とする請求項１９に記載の速度センサ。
22. 前記駆動軸線及び前記感知軸線の周りに協調して移動するように前記質量体の隣接する縁部部分を互いに接続する機械的リンクを含むことを特徴とする請求項１９に記載の速度センサ。
23. １対の離間した平行な駆動軸線と、
    前記駆動軸線に垂直な入力軸線と、
    前記駆動軸線及び前記入力軸線に垂直な感知軸線と、
    前記駆動軸線周りにシーソー移動するように感知フレーム上にピボット式に取り付けられた１対のほぼ平面の試験質量体と、
    前記感知フレームを前記感知軸線周りに回転移動するように取り付ける手段と、
    前記質量体の回転移動を前記感知フレームに伝達するための手段と、
    前記感知軸線周りの前記質量体の回転移動に応答して値が変化するコンデンサを形成するように固定プレートと相互配置された前記感知フレーム上の電極プレートと、
    を含み、
    前記感知フレーム及び前記コンデンサの両方は、全体的に前記質量体の横境界と共に位置している、
    ことを特徴とする速度センサ。
24. 前記感知フレームは、前記質量体の中心でアンカーから延びる撓み部によって取り付けられていることを特徴とする請求項２３に記載の速度センサ。
25. 前記質量体及び前記内側フレームは、前記駆動軸線及び前記入力軸線に関して対称であることを特徴とする請求項２３に記載の速度センサ。
26. 前記駆動軸線及び前記感知軸線の周りに協調して移動するように前記質量体の隣接する縁部部分を互いに接続する機械的リンクを含むことを特徴とする請求項２３に記載の速度センサ。
27. １対の離間した平行な駆動軸線の周りにシーソー移動するようにほぼ円形のジンバル内にピボット式に取り付けられた１対のほぼ平面の試験質量体と、
    前記駆動軸線に垂直な入力軸線と、
    前記駆動軸線及び入力軸線に垂直な感知軸線と、
    前記ジンバル及び前記質量体を前記感知軸線周りにねじれ移動するように取り付ける手段と、
    前記入力軸線周りの前記質量体の回転によって生じたコリオリ力に応答した前記感知軸線周りの該質量体のねじれ移動に従って値が変化するコンデンサを形成するように固定プレートに相互配置された、前記ジンバルから放射状に延びる電極プレートと、
    を含むことを特徴とする速度センサ。
28. 前記感知フレームは、前記質量体の中心近くのアンカーから外向きに延びる撓み部によって取り付けられていることを特徴とする請求項２７に記載の速度センサ。
29. 前記プレートは、前記質量体の両側に別々のコンデンサを形成し、該両側の該コンデンサの前記値は、反対方向に変化することを特徴とする請求項２７に記載の速度センサ。
30. 前記駆動軸線及び前記感知軸線の周りに協調して移動するように前記質量体の隣接する縁部部分を互いに接続する機械的リンクを含むことを特徴とする請求項２７に記載の速度センサ。