WO2016067543A1 - 振動型角速度センサ - Google Patents

Abstract

　基板（１０）に対して固定された固定部（２０）と、前記固定部を中心として前記基板の平面上における一方向の両側に配置され、駆動錘部および検出錘部の役割を果たす駆動錘（３１、３２）を有する可動部（３０）と、前記固定部に対して支持され、前記固定部を中心として前記基板の平面上における前記一方向と垂直な方向の両側に延設された検出梁（４１）と、前記検出梁のうち前記固定部と反対側の先端に配置されると共に前記検出梁に対して垂直に交差させられた連結梁（４３）と、前記連結梁に支持されると共に前記検出梁を挟んだ前記一方向の両側に配置され、前記駆動錘を両持ちする駆動梁（４２）と、前記駆動梁と前記連結梁および前記駆動錘にて枠体構造を形成する梁部（４０）と、を有する振動型角速度センサ。

Description

振動型角速度センサ 関連出願の相互参照

　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１４年１０月２７日に出願された日本特許出願２０１４－２１８４３４を基にしている。

　本開示は、振動型角速度センサに関するものである。

　従来、特許文献１において、振動型角速度センサが提案されている。この振動型角速度センサでは、互いに垂直な２つの軸をｘ軸、ｙ軸としたとき、固定部を中心としてｙ軸方向両側に検出梁が延設されている。また、検出梁の固定部とは反対側の端部からｘ軸方向両側に伸びる連結梁を介して検出梁と平行に駆動梁が延設されている。駆動梁は、一方の連結梁の端部を他方の連結梁の端部に連結している。連結梁の中央部の外側には切れ込みが形成され、各駆動梁のうち中央部の外側には駆動錘が配置されている。

　このような構成とされた振動型角速度センサは、２つの駆動錘を、検出梁を中心としてｘ軸方向に対称的に駆動振動させる。この際に角速度が印加されると、駆動錘にコリオリ力が働いて、検出梁に歪みが生じる。このときの検出梁の歪みを検出素子によって検出することで、角速度検出を行っている。

特開２００２－２７７２４８号公報

　本開示の発明者らの検討によると、このような振動型角速度センサにおいて検出感度を向上させるためには、角速度が印加されて駆動錘にコリオリ力が働いたときに、そのときに生じるモーメントが極力減衰することなく検出梁に伝達されることが重要である。

　しかしながら、上記の振動型角速度センサでは、連結梁に切れ込みがあるため連結梁の剛性が下がり、検出梁へ伝達されるモーメントが、連結梁の変形により減衰し、小さくなるというおそれがあった。

　本開示は上記点に鑑みて、駆動錘から検出梁へ伝達されるモーメントの減衰を抑止し、検出感度を向上させることが可能な振動型角速度センサを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本開示の一態様による振動型角速度センサは、基板に対して固定された固定部と、固定部を中心として基板の平面上における一方向の両側に配置され、駆動錘部および検出錘部の役割を果たす駆動錘を有する可動部と、固定部に対して支持され、固定部を中心として基板の平面上における一方向と垂直な方向の両側に延設された検出梁と、検出梁のうち固定部と反対側の先端に配置されると共に検出梁に対して交差させられた連結梁と、連結梁に支持されると共に検出梁を挟んだ一方向の両側に配置され、駆動錘を両持ちする駆動梁と、駆動梁と連結梁および駆動錘にて枠体構造を形成する梁部と、を有する。連結梁は基板の平面上における一方向に垂直な方向における幅が一定の、直線状であり、連結梁の基板の平面上における一方向に垂直な方向における幅は検出梁、駆動梁の一方向における幅よりも大きく、検出梁の一方向における幅は、固定部における一方向の幅、基板の平面上において固定部における一方向に垂直な方向の幅のいずれよりも小さく、駆動梁の一方向における幅は、駆動錘における一方向の幅、基板の平面上において駆動錘における一方向に垂直な方向の幅のいずれよりも小さく、固定部の両側に配置された駆動錘は、固定部を中心として、一方向において互いに逆方向に駆動振動されるように構成され、角速度の印加に伴って駆動錘が基板の平面上において一方向に対する垂直方向にも振動することに基づき角速度検出を行う検出部を備える。

　それによれば、連結梁を一様な棒状とし、連結梁の基板の平面上における一方向に垂直な方向における幅を、検出梁、駆動梁の一方向における幅よりも大きくして、連結梁の剛性を高めているため、連結梁の変形によるモーメントの減衰を抑止し、検出感度を向上させることができる。

　また、固定部、駆動錘、検出梁、駆動梁、連結梁の幅を上記のようにしているため、駆動錘に加わるコリオリ力を検出部に集中して伝達し、角速度の検出精度を向上させることができる。

本開示の第１実施形態にかかる振動型角速度センサの上面図である。 図１に示す振動型角速度センサの斜視図である。 図１におけるIII－III断面図である。 図１におけるIV－IV断面図である。 図１に示す振動型角速度センサの駆動振動時の様子を示した上面図である。 図１に示す振動型角速度センサの角速度印加時の様子を示した上面図である。 本開示の第２実施形態にかかる振動型角速度センサの上面図である。

　以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

　本開示の第１実施形態について説明する。本実施形態で説明する振動型角速度センサ（ジャイロセンサ）は、物理量として角速度を検出するためのセンサであ。振動型角速度センサは、例えば車両の上下方向に平行な中心線周りの回転角速度の検出に用いられるが、車両用以外に適用することもできる。

　以下、図１ないし図６を参照して、本実施形態にかかる振動型角速度センサについて説明する。

　振動型角速度センサは、板状の基板１０を用いて形成されている。本実施形態では、基板１０は、支持基板１１と半導体層１２とで犠牲層となる埋込酸化膜１３を挟み込んだ構造とされたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　ｏｎ　ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板にて構成されている。

　基板１０の平面の一方向をｘ軸方向、この平面上におけるｘ軸に対する垂直方向をｙ軸方向、この平面の法線方向をｚ軸方向とする。基板１０の平面はｘｙ平面と平行である。振動型角速度センサは、図１中のｘｙ平面が車両水平方向に向けられ、ｚ軸方向が車両の上下方向と一致するようにして車両に搭載される。

　振動型角速度センサは、図２に示すように、例えば半導体層１２側をセンサ構造体のパターンにエッチングしたのち埋込酸化膜１３を部分的に除去し、センサ構造体の一部をリリースすることで構成されている。

　なお、図中では支持基板１１を簡略化して記載してあるが、実際には平面板状で構成されている。また、図２は断面図ではないが、図を見やすくするために、支持基板１１および埋込酸化膜１３にハッチングを施してある。

　半導体層１２は、固定部２０と可動部３０および梁部４０にパターニングされている。固定部２０は、図２に示すように、少なくともその裏面の一部に埋込酸化膜１３が残されており、支持基板１１からリリースされることなく、埋込酸化膜１３を介して支持基板１１に固定されている。

　可動部３０および梁部４０は、振動型角速度センサにおける振動子を構成するものである。可動部３０は、その裏面側において埋込酸化膜１３が除去されており、支持基板１１からリリースされている。梁部４０は、可動部３０を支持すると共に角速度検出を行うために可動部３０をｘ軸方向およびｙ軸方向において変位させるものである。

　これら固定部２０、可動部３０、梁部４０の具体的な構造を説明する。

　固定部２０は、可動部３０を支持すると共に、図示しないが駆動用電圧の印加用のパッドや角速度検出に用いられる検出信号の取り出し用のパッドが形成される部分であり、例えば上面形状が四角形で構成されている。本実施形態では、これら各機能を１つの固定部２０によって実現しているが、例えば可動部３０を支持するための支持用固定部、駆動用電圧が印加される駆動用固定部、角速度検出に用いられる検出用固定部に分割した構成とされても良い。その場合、例えば図１に示した固定部２０を支持固定部とし、支持固定部に連結されるように駆動用固定部と検出用固定部を備えてもよい。駆動用固定部は駆動用電圧の印加用のパッドを備え、検出用固定部は検出信号の取り出し用のパッドを備えればよい。

　可動部３０は、角速度印加に応じて変位する部分であり、駆動用電圧の印加によって駆動振動させられる駆動錘３１、３２を有する。駆動錘３１、３２は、ｘ軸方向において、固定部２０を挟んだ両側に配置されており、固定部２０から等間隔の場所に配置されている。また、駆動錘３１、３２は、駆動振動時に角速度が印加されたときに、その角速度に応じて振動させられる検出錘部の役割も担う。駆動錘３１、３２は、駆動錘部の役割を担ってもよい。

　各駆動錘３１、３２は、同寸法（同質量）で構成され、各駆動錘３１、３２の重心はそれぞれ後述する駆動梁４２の軸上かつ中央部にある。本実施形態の場合、各駆動錘３１、３２は、上面形状を駆動梁４２の軸に対して線対称な長方形とし、ｚ軸方向の寸法を駆動梁４２と同一とした、直方体形状で構成されている。

　そして、各駆動錘３１、３２は、それぞれ相対する二辺において梁部４０に備えられる駆動梁４２に連結させられることで、両持ち支持されている。各駆動錘３１、３２の下方においては、埋込酸化膜１３が除去されており、支持基板１１から各駆動錘３１、３２がリリースされている。このため、各駆動錘３１、３２は、駆動梁４２の変形によってｘ軸方向に駆動振動可能とされ、角速度印加の際には駆動梁４２などの変形によってｙ軸方向を含む固定部２０を中心としたｚ軸まわりの回転方向へも振動可能とされている。

　梁部４０は、検出梁４１と、駆動梁４２および連結梁４３を有した構成とされている。

　検出梁４１は、固定部２０と連結梁４３とを連結するｙ軸方向に延設された直線状の梁とされている。検出梁４１のｘ軸方向の寸法は、ｚ軸方向の寸法よりも薄くされており、ｘｙ平面上で変形可能とされている。

　駆動梁４２は、駆動錘３１、３２と連結梁４３とを連結するｙ軸方向、つまり検出梁４１と平行な方向に延設された直線状の梁とされている。各駆動錘３１、３２に備えられた駆動梁４２から検出梁４１までは等距離とされている。駆動梁４２のｘ軸方向の寸法は、ｚ軸方向の寸法よりも薄くされている。駆動梁４２をｘｙ平面上で変形可能とすることにより、駆動錘３１、３２をｘｙ平面上で変位可能とするためである。また、駆動梁４２の寸法をこのようにすることで、振動型角速度センサが動作する際に、駆動梁４２が軸まわりにねじれることを防止している。

　連結梁４３は、ｘ軸方向に延設された直線状の梁とされ、連結梁４３の中心位置において検出梁４１が連結されており、両端部において各駆動梁４２が連結されている。また、連結梁４３は、駆動梁４２との結合部よりもｘ軸方向外側に延出されている。連結梁４３は、切れ込みを持たず連続的に延びてもよい。

　本実施形態では、連結梁４３のｙ軸方向の幅を検出梁４１や駆動梁４２のｘ軸方向の幅よりも大きい一定の幅として、連結梁４３の剛性を高めている。このため、駆動振動時には駆動梁４２が主に変形し、角速度印加時には検出梁４１および駆動梁４２が主に変形するようになっている。

　さらに、本実施形態では、駆動梁４２のｘ軸方向の幅が、駆動錘３１、３２のｘ軸、ｙ軸方向の幅よりも小さい。また、検出梁４１のｘ軸方向の幅が、固定部２０のｘ軸、ｙ軸方向の幅よりも小さい。

　つまり、連結梁４３のｙ軸方向の幅をｃ１、駆動梁４２のｘ軸方向の幅をＴ１、検出梁４１のｘ軸方向の幅をＴ２、駆動錘３１、３２のｘ軸、ｙ軸方向の幅をｍ１、ｍ１１、固定部２０のｘ軸、ｙ軸方向の幅をｍ２、ｍ２２とおくと、これらは以下の条件を満たす。

　（数式１）
　Ｔ１＜ｃ１
　Ｔ１＜ｍ１
　Ｔ１＜ｍ１１
　Ｔ２＜ｃ１
　Ｔ２＜ｍ２
　Ｔ２＜ｍ２２
　このような構造により、駆動梁４２と連結梁４３および駆動錘３１、３２によって上面形状が四角形の枠体が構成され、その内側に検出梁４１および固定部２０が配置された振動型角速度センサが構成されている。

　なお、図１、図２、図５、図６に示すように、固定部２０と検出梁４１、検出梁４１と連結梁４３、連結梁４３と駆動梁４２、駆動梁４２と駆動錘３１、３２の結合部においては、それぞれの側面がなす角に丸みをつけ、応力集中を軽減している。ここで、固定部２０、検出梁４１、連結梁４３、駆動梁４２、駆動錘３１、３２のうち、基板１０の平面に平行でない面、つまり、半導体層１２をｚ軸方向に除去することによって形成された面を、それぞれの側面とする。

　連結梁４３と駆動梁４２の結合部において、２つの側面がなす角が帯びた丸みの曲率半径をＲとすると、応力集中を軽減し、耐久性を上げるためには、Ｒが０．２５×Ｔ１以上であることが望ましく、さらにＲが０．７５×Ｔ１以上であることが望ましい。

　駆動梁４２には、図１および図３に示すように駆動部５１が形成されており、検出梁４１には、図１および図４に示すように、検出部５３が形成されている。これら駆動部５１および検出部５３が外部に備えられた図示しない制御装置に電気的に接続されることで、振動型角速度センサの駆動が行われるようになっている。

　駆動部５１は、図１に示すように、各駆動梁４２のうち連結梁４３との結合部近傍に備えられており、各場所に２本ずつ所定距離を空けて配置され、ｙ軸方向に延設されている。図３に示すように、駆動部５１は、駆動梁４２を構成する半導体層１２の表面に下層電極５１ａと駆動用薄膜５１ｂおよび上層電極５１ｃが順に積層された構造とされている。

　下層電極５１ａおよび上層電極５１ｃは、例えばＡｌ電極などによって構成されている。これら下層電極５１ａおよび上層電極５１ｃは、図１に示した連結梁４３および検出梁４１を経て固定部２０まで引き出された配線部５１ｄ、５１ｅを通じて、図示しない駆動用電圧の印加用のパッドやＧＮＤ接続用のパッドに接続されている。また、駆動用薄膜５１ｂは、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）膜によって構成されている。

　このような構成において、下層電極５１ａと上層電極５１ｃとの間に電位差を発生させることで、これらの間に挟まれた駆動用薄膜５１ｂを変形させ、駆動梁４２を強制振動させることで駆動錘３１、３２をｘ軸方向に沿って駆動振動させる。

　例えば、各駆動梁４２のｘ軸方向の両端側に１本ずつ駆動部５１を備えるようにし、一方の駆動部５１の駆動用薄膜５１ｂを圧縮応力で変形させると共に他方の駆動部５１の駆動用薄膜５１ｂを引張応力で変形させる。このような電圧印加を各駆動部５１に対して交互に繰り返し行うことで、駆動錘３１、３２をｘ軸方向に沿って駆動振動させている。

　検出部５３は、図１および図４に示すように、検出梁４１のうちの固定部２０との結合部近傍に備えられており、検出梁４１におけるｘ軸方向の両側それぞれに設けられ、ｙ軸方向に延設されている。図４に示すように、検出部５３は、検出梁４１を構成する半導体層１２の表面に下層電極５３ａと検出用薄膜５３ｂおよび上層電極５３ｃが順に積層された構造とされている。

　下層電極５３ａおよび上層電極５３ｃや検出用薄膜５３ｂは、それぞれ、駆動部５１を構成する下層電極５１ａおよび上層電極５１ｃや駆動用薄膜５１ｂと同様の構成とされている。下層電極５３ａおよび上層電極５３ｃは、図１に示した固定部２０まで引き出された配線部５３ｄ、５３ｅを通じて、図示しない検出信号の取り出し用のパッドに接続されている。

　このような構成では、角速度の印加に伴って検出梁４１が変形すると、それに伴って検出用薄膜５３ｂが変形する。これにより、例えば下層電極５３ａと上層電極５３ｃとの間の電気信号（定電圧駆動の場合の電流値、定電流駆動の場合の電圧値）が変化することから、それを角速度を示す検出信号として図示しない検出信号の取り出し用のパッドを通じて外部に出力している。

　以上のようにして、本実施形態にかかる振動型角速度センサが構成されている。次に、このように構成される振動型角速度センサの作動について説明する。

　まず、図３に示すように、駆動梁４２に備えられた駆動部５１に対して駆動用電圧の印加を行う。具体的には、下層電極５１ａと上層電極５１ｃとの間に電位差を発生させることで、これらの間に挟まれた駆動用薄膜５１ｂを変形させる。

　そして、２本並んで設けられた２つの駆動部５１のうち、一方の駆動部５１の駆動用薄膜５１ｂを圧縮応力で変形させると共に他方の駆動部５１の駆動用薄膜５１ｂを引張応力で変形させる。このような電圧印加を各駆動部５１に対して交互に繰り返し行うことで、駆動錘３１、３２をｘ軸方向に沿って駆動振動させる。

　これにより、図５に示すように、駆動梁４２によって両持ち支持された駆動錘３１、３２が固定部２０を挟んでｘ軸方向において互いに逆方向に移動させられる駆動モードとなる。つまり、駆動錘３１、３２が共に固定部２０が近づく状態と遠ざかる状態とが繰り返されるモードとなる。

　この駆動振動が行われているときに、振動型角速度センサに対して角速度、つまり固定部２０を中心としたｚ軸まわりの振動が印加されると、図６に示すように駆動錘３１、３２にコリオリ力ｆ１が加わる。これにより、駆動錘３１、３２がｙ軸方向を含む固定部２０を中心としたｚ軸まわりの回転方向へも振動する検出モードとなる。

　これにより、検出梁４１も変形し、この検出梁４１の変形に伴って、検出部５３に備えられた検出用薄膜５３ｂが変形する。これにより、例えば下層電極５３ａと上層電極５３ｃとの間の電気信号が変化し、この電気信号が外部に備えられる図示しない制御装置などに入力されることで、発生した角速度を検出することが可能となる。

　このような動作により角速度を検出するためには、駆動錘３１、３２にコリオリ力ｆ１が働いたときに生じるモーメントを、駆動梁４２、連結梁４３を通して、極力減衰することなく検出梁４１に伝達することが重要である。

　本実施形態では、連結梁４３のｙ軸方向の幅を、検出梁４１、駆動梁４２のｘ軸方向の幅より大きくし、連結梁４３の剛性を高めている。そのため、検出梁４１に伝達されるモーメントの連結梁４３の変形による減衰を抑止でき、角速度の検出感度が向上する。

　また、本実施形態では、駆動梁４２のｘ軸方向における幅Ｔ１を、駆動錘３１、３２のｘ軸、ｙ軸方向における幅ｍ１、ｍ１１、連結梁４３のｙ軸方向における幅ｃ１のいずれよりも小さくしている。また、検出梁４１のｘ軸方向における幅Ｔ２を、固定部２０のｘ軸、ｙ軸方向における幅ｍ２、ｍ２２、連結梁４３のｙ軸方向における幅ｃ１のいずれよりも小さくしている。これにより、駆動錘３１、３２に加わるコリオリ力ｆ１が検出部５３に集中して伝達され、角速度の検出精度が向上する。

　また、駆動錘３１、３２の重心が駆動梁４２の軸上にない場合、コリオリ力ｆ１により駆動錘３１、３２と駆動梁４２の結合部付近に曲げの力が加わり、駆動梁４２に結合部を中心としたＳ字状のたわみが生じる。そのため、コリオリ力ｆ１が働いたときに生じるモーメントが検出梁４１へ伝達される際に、駆動梁４２で減衰し、角速度の検出感度が低下する。

　本実施形態によれば、駆動錘３１、３２の重心が駆動梁４２の軸上にあるので、コリオリ力ｆ１により駆動梁４２に加わる曲げの力が減少し、駆動梁４２に生じるたわみが減少する。そのため、駆動梁４２におけるモーメントの減衰が抑止されるため、角速度の検出感度が向上する。

　また、角速度印加時、駆動梁４２に結合部を中心としたＳ字状のたわみが生じると、駆動励振に悪影響を及ぼすが、本実施形態によれば、上記のように駆動梁４２に生じるたわみが減少するので、駆動励振への影響を減少させることができる。

　また、連結梁４３が、駆動梁４２との結合部よりもｘ方向外側に延出されていない場合、結合部が支持端の役割をし、伝達されるモーメントが小さくなり、検出感度が低下する。これに対し、本実施形態では、連結梁４３が、駆動梁４２との結合部よりもｘ方向外側に延出されている。そのため、結合部が固定端の役割をし、モーメントのほとんどを伝達することができ、検出感度が向上する。なお、この効果を十分に得るためには、延出部のｘ軸方向の長さが、駆動梁４２のｘ軸方向の幅より大きいことが望ましい。

　本開示の第２実施形態にかかる振動型角速度センサについて、図７を参照して説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、防振バネ構造２５を追加したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

　本実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるが、図７に示すように、固定部２０と検出梁４１の間に防振バネ構造２５が追加されている。

　防振バネ構造２５は、固定部２０の周囲に配置され、固定部２０と可動部３０および梁部４０との間を連結するものであり、その裏面において埋込酸化膜１３が除去されており、支持基板１１からリリースされている。

　防振バネ構造２５は、バネ部２５ａと枠体部２５ｂとを有した構成とされている。バネ部２５ａは、固定部２０を中心とした四方向、具体的には固定部２０の四隅から放射状、換言すればｘ軸およびｙ軸に対して斜めの方向に向けて延設されている。各バネ部２５ａの幅（各バネ部２５ａの長手方向に対するｘｙ平面における垂直方向の寸法）はｚ軸方向の寸法よりも小さくされており、各バネ部２５ａがｘｙ平面上において変位し易くされている。

　枠体部２５ｂは、固定部２０を中心として固定部２０の周囲を囲む四角形の枠体形状とされ、四隅の内側において各バネ部２５ａと連結されている。四角形状とされた枠体部２５ｂの各辺の幅（各辺の長手方向に対するｘｙ平面における垂直方向の寸法）はｚ軸方向の寸法よりも小さくされており、各辺がｘｙ平面上において変位し易くされている。

　本実施形態では、検出梁４１は、防振バネ構造２５における枠体部２５ｂの相対する二辺に連結されることで、防振バネ構造２５を介して連結梁４３を固定部２０に連結させている。

　本実施形態の振動型角速度センサにおいても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

　また、防振バネ構造２５が追加されているため、例えば外部衝撃などに起因する駆動振動や検出振動の共振周波数（駆動周波数や検出周波数）よりも共振周波数が小さな不要振動モードの際に、梁部４０よりも防振バネ構造２５が主に変形し、梁部４０の変形を抑制することが可能となる。これにより、検出精度の向上を図ることが可能となり、検出精度を低下させるような不要振動モードを減らすことが可能となる。

　さらに、このように枠体構造とされた可動部３０および梁部４０の中心支持部に防振バネ構造２５を配置すると、検出梁４１を固定部２０に直接固定する場合と比べ、防振バネ構造２５が変位することで検出梁４１と防振バネ構造２５との連結場所の変位が大きくなる。このため、角速度印加による検出梁４１の変形が大きくなり、振動検出部５３による角速度の検出精度を向上させることが可能となる。

　本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。

　例えば、上記実施形態では、駆動錘３１、３２を、上面形状を駆動梁４２の軸に対して線対称な長方形とし、ｚ軸方向の寸法を駆動梁４２と同一とした直方体形状としているが、駆動梁４２の軸上に重心のある他の形状でもよい。例えば、上面形状を駆動梁４２の軸に対して線対称な円とし、ｚ軸方向の寸法を駆動梁４２と同一とした円柱形状でもよい。

　ところで、上記実施形態では、駆動梁４２のｘ軸方向の寸法をｚ軸方向の寸法よりも薄くし、駆動梁４２をｘｙ平面上で変形可能としているので、駆動梁４２は、ｙｚ平面内においては曲がりにくい。そのため、駆動錘３１、３２を、重心は駆動梁４２の軸上にないものの、ｘｙ平面において駆動梁４２の軸に対して線対称である形状としても、駆動梁４２におけるモーメントの減衰を抑止し、角速度の検出感度を向上させることができる。このような形状には、例えばｚｘ平面での断面が、駆動梁４２の軸に対して線対称で、駆動梁４２と高さが等しい等脚台形の四角柱形状がある。

　また、上記実施形態では、連結梁４３のｙ軸方向の幅を大きくして、連結梁４３の剛性を高めているが、例えば剛性の高い別の部材で連結梁４３を構成して、連結梁４３の剛性を高めてもよい。

　また、上記実施形態では、可動部３０および梁部４０によって構成される枠体構造の外形形状や防振バネ構造２５の外形形状を四角形状としたが、必ずしも四角形状でなくても良い。

 

Claims (12)

1. 　基板（１０）に対して固定された固定部（２０）と、
   　前記固定部を中心として前記基板の平面上における一方向の両側に配置され、駆動錘部および検出錘部の役割を果たす駆動錘（３１、３２）を有する可動部（３０）と、
   　前記固定部に対して支持され、前記固定部を中心として前記基板の平面上における前記一方向と垂直な方向の両側に延設された検出梁（４１）と、
   　前記検出梁のうち前記固定部と反対側の先端に配置されると共に前記検出梁に対して垂直に交差させられた連結梁（４３）と、
   　前記連結梁に支持されると共に前記検出梁を挟んだ前記一方向の両側に配置され、前記駆動錘を両持ちする駆動梁（４２）と、
   　前記駆動梁と前記連結梁および前記駆動錘にて枠体構造を形成する梁部（４０）と、を有し、
   　前記連結梁は、前記基板の平面上における前記一方向に垂直な方向における幅が一定の、直線状であり、
   　前記連結梁の前記基板の平面上における前記一方向に垂直な方向における幅は、前記検出梁および前記駆動梁それぞれの前記一方向における幅よりも大きく、
   　前記検出梁の前記一方向における幅は、前記固定部における前記一方向の幅、前記基板の平面上において前記固定部における前記一方向に垂直な方向の幅のいずれよりも小さく、
   　前記駆動梁の前記一方向における幅は、前記駆動錘における前記一方向の幅、前記基板の平面上において前記駆動錘における前記一方向に垂直な方向の幅のいずれよりも小さく、
   　前記固定部の両側に配置された前記駆動錘は、前記固定部を中心として、前記一方向において互いに逆方向に駆動振動されるように構成され、
   　角速度の印加に伴って前記駆動錘が前記基板の平面上において前記一方向に対する垂直方向にも振動することに基づき角速度を検出する検出部（５３）を備える振動型角速度センサ。
2. 　前記駆動錘の重心は、前記駆動梁の軸上かつ中央部にある請求項１に記載の振動型角速度センサ。
3. 　前記駆動錘は、前記基板の平面に平行な平面内において、前記駆動梁の軸に対して線対称な形状である請求項１または２に記載の振動型角速度センサ。
4. 　前記駆動錘は、前記基板の平面に対する法線方向から見た形状が、長方形である請求項１ないし３のいずれか１つに記載の振動型角速度センサ。
5. 　前記連結梁は、前記駆動梁との結合部において、前記一方向外側に延出されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の振動型角速度センサ。
6. 　前記連結梁のうち前記駆動梁との結合部から前記一方向外側に延出されている部分の前記一方向における長さが、前記駆動梁の前記一方向における幅よりも大きい請求項５に記載の振動型角速度センサ。
7. 　前記駆動梁は、前記基板の平面に対する法線方向の厚さが、前記一方向における幅よりも大きくされている請求項１ないし６のいずれか１つに記載の振動型角速度センサ。
8. 　前記固定部と前記検出梁、前記検出梁と前記連結梁、前記連結梁と前記駆動梁、前記駆動梁と前記駆動錘の結合部のうち少なくともいずれか１つにおいて、２つの側面のなす角が丸みを帯びている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の振動型角速度センサ。
9. 　前記連結梁と前記駆動梁の結合部において、２つの側面のなす角が帯びた丸みの曲率半径をＲ、前記連結梁の前記一方向における幅をＴ１としたとき、前記曲率半径Ｒと前記幅Ｔ１とが、
   　Ｒ≧０．２５×Ｔ１
   　を満たしている請求項８に記載の振動型角速度センサ。
10. 　前記曲率半径Ｒと前記幅Ｔ１とが、
    　Ｒ≧０．７５×Ｔ１
    　を満たしている請求項９に記載の振動型角速度センサ。
11. 　前記固定部と前記検出梁を連結する防振バネ構造（２５）をさらに備え、
    　前記防振バネ構造は、
    　前記固定部の四隅から放射状に延設されるバネ部（２５ａ）と、
    　前記固定部の周囲を囲む四角形の枠体形状を持ち、四隅の内側において前記バネ部と連結されている枠体部（２５ｂ）とから形成される請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の振動型角速度センサ。
12. 　前記連結梁は、切れ込みを持たず連続的に延びている請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の振動型角速度センサ。
    
     

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