JP2010531447A - 回転速度センサー - Google Patents
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Abstract
Description
・連結された構造は、設計平面における第1方向の移動個別構造の逆位相偏向を有する第1振動モードを有する(励起モード)。
・連結された構造は、第1振動モードが励起され、回転速度センサーにおける、設計平面に直角な受感軸の周りを回転する間、コリオリ加速によって励起され得る第2振動モードを有する(検知モード)。
・理想的な必須条件(すなわち、例えば、マス素子の剛性は無限に大きく、理想的なスプリング構造(例えば、左右方向における無限の剛性を有する屈曲梁)であり、かつ無視し得る小ささの製造公差)前提とし、連結された構造は、第2軸と平行な方向の直線加速によって励起され得る振動モードを有さない。
・“櫛形ドライブ”は、“浸漬”電極を有するプレート状のコンデンサの構成であり、すなわち、電極の重なりが変化する。一般的には、浸漬電極の両側部において同じだけ電極が離れている(同じ電極分離である)。
・“プレートコンデンサ構成”は、移動中において電極分離が変化される、プレート状のコンデンサの構成である。これを実施するための考えられる方法としては、一方では、移動電極の両側部における異なる電極分離があり(周波数のみを不調節にすることを意図している場合、同じ電極分離を選択することも可能である)、もう一方では、移動電極の両側部における固定された電極をそれぞれ、異なる電位とすることがある。
・特性をさらに向上させるために、固体素子512、612は連続している。
・連結スプリング構造3は外側に折り曲げられる。
・2つの第3個別構造500、600における、中央に配置された第3力伝達器514に対する、中央に配置される固定電極は、各場合において、組み合わされて力伝達器14を形成し、接続部の数を低減することを可能とする。
Claims (20)
- 基板と、設計平面(x-y)上で上記基板に相対して移動可能な2つの個別構造(100、200、300、400、500、600)とを備える回転速度センサーであって、上記2つの個別構造(100、200、300、400、500、600)は連結されて連結構造を形成し、
・上記連結構造は、上記設計平面(x-y)上の第1方向(x)における上記移動可能構造の逆位相偏向を伴う第1振動モードを励起モードとして有し、
・上記連結構造は、第1振動モードが励起されるとき、かつ、回転速度センサーにおける上記設計平面(x-y)に直角な受感軸(z)の周りを回転する間、コリオリ加速度によって励起される検知モードとして第2振動モードを有し、検知共鳴周波数を有する回転速度センサーであって、
上記連結構造は、理想的必須条件の対象となり、設計平面(x-y)上の第2方向(y)に対して平行な方向の回転速度センサーの線形加速によって励起され得る振動モードを有さず、第2方向(y)は、第1方向(x)および受感軸(z)に対して直角であることを特徴とする、回転速度センサー。 - 上記2つの個別構造(100、200、300、400、500、600)を互いに連結する回転スプリング素子(4)が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の回転速度センサー。
- 上記回転スプリング素子(4)は、屈曲梁(5)と、基板上の固定部(6)とを備え、上記回転スプリング素子(4)は、受感軸(z)に対して平行な対称軸(10)の周りに対称的に形成されることを特徴とする、請求項2に記載の回転速度センサー。
- 上記回転スプリング素子(4)は、対称軸(10)の周りのねじれについては柔軟であり、その他全ての荷重については剛性を有するように設計されていることを特徴とする、請求項2または3に記載の回転速度センサー。
- 上記検知モードは、上記2つの個別構造(100、200、300、400、500、600)の回転振動であり、または、上記受感軸(z)の周りにおいて、少なくとも上記回転振動の一部であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
- 上記個別構造(100,200)は、振動体(110、210)を備え、該振動体(110、210)は、回転スプリング素子(4)、連結スプリング構造(3)、およびxス回転プリング素子(7)を介して連結され、
上記連結スプリング構造(3)は、第1方向(x)において柔軟であり、受感軸(z)の方向において剛性を有し、第2方向(y)においてできるかぎりの剛性を有し、xスプリング素子またはx回転スプリング素子(7)は、回転スプリング素子(4)と振動体(110、210)との間に配置され、第1方向(x)において柔軟であり、または、x回転スプリング素子は、受感軸(z)に対して平行に配置されている対称(11)の軸の周りのねじれについて追加的に柔軟であり、他の全ての荷重については剛性を有するように設計されていることを特徴とする、請求項5に記載の回転速度センサー。 - 上記検知モードは、上記2つの個別構造(100、200、300、400、500、600)の逆位相直線振動、または、第2方向(y)に沿った、少なくともその一部であり、第2方向(y)は、第1方向(x)および軸(z)に対して直角であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
- 受感軸(z)に対して平行である対称(11)の軸を有するx回転スプリング素子(7)は、各場合において、個別構造(100、200、300、400、500、600)と回転スプリング素子(4)との間に設けられ、x回転スプリング素子(7)は、x方向において、また、対称(11)の軸の周りのねじれについて柔軟であり、その他の全ての荷重につて剛性を有するように設計されていることを特徴とする、請求項7に記載の回転速度センサー。
- 上記個別構造(300,400)は、励起ユニット(310,410)とサンプルマス(330,430)とを有し、上記励起ユニット(310、410)は、第1方向にしか移動できず、連結スプリング構造(3)を介して連結され、サンプルマス(330,430)は、yスプリング素子(331,431)を介して励起ユニット(310,410)に連結され、
yスプリング素子(331,431)は、第1方向において剛性を有し、受感軸(z)に対して平行であり、第2方向において柔軟であり、
サンプルマス(330,430)は、x回転スプリング素子(7)を介して回転スプリング素子(4)に接続されることを特徴とする、請求項8に記載の回転速度センサー。 - 上記個別構造(500,600)は、励起ユニット(510,610)、コリオリ素子(520、620)、および検知ユニット(530,630)を備え、励起ユニット(510、610)は、連結スプリング構造(3)を介して連結され、検知ユニット(530、630)は、回転スプリング素子(4)およびx回転スプリング素子(7)を介して連結され、コリオリ素子(520,620)は、yスプリング素子(521、621)を介して励起ユニット(510、610)に接続され、検知ユニット(530,630)は、xスプリング素子(531b、631b)を介してコリオリ素子(520、620)に接続され、また、
上記個別構造(500、600)は、さらなるyスプリング素子(532、632)を有し、これにより、検知ユニット(530、630)は基板に固定され、上記さらなるyスプリング素子(532,632)は、第2軸(y)の方向において柔軟であり、その他の全ての荷重について剛性を有するように設計されていることを特徴とする、請求項8に記載の回転速度センサー。 - 上記検知モードは、上記個別構造(100、200、300、400、500、600)の逆位相直線振動、または、第1方向(x)および軸(z)に対して直角な第2方向(y)に沿う少なくともその一部を有し、
上記2つの個別構造(100、200、300、400、500、600)の回転振動、または、受感軸(z)の周りにおける少なくともその一部を有することを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の回転速度センサー。 - 上記個別構造(500、600)は、励起ユニット(510,610)、コリオリ素子(520,620)、および検知ユニット(530、630)を備え、コリオリ素子(520,620)は、yスプリング素子(521、621)を介して励起ユニット(510、610)に接続され、励起ユニット(510,610)は、連結スプリング構造(3)によって連結され、検知ユニット(530、630)は、回転スプリング素子(4)を介して連結され、また、
軸(z)に対して平行な対称(11)の軸を有するx回転スプリング素子(531,631)は、各場合において、コリオリ素子(520、620)と検知ユニット(530、630)との間に設けられ、x回転スプリング素子(531、631)は、x方向において、また、対称(11)の軸の周りのねじれについて柔軟であり、その他の全ての荷重について剛性を有するように設計されていることを特徴とする、請求項11に記載の回転速度センサー。 - 上記個別構造(100、200、300、400、500、600)は、励起モードの励起用の力伝達器(114,214,314,414,514,614)を有することを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
- 上記個別構造(100、200、300、400、500、600)は、励起モード用のタップを有することを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
- 上記個別構造(100、200、300、400、500、600)は、検知モードの検知用のタップ(134,234,334,434,534,634)を有することを特徴とする、請求項1から14のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
- 検知モードの検知用のタップ(134,234,334,434,534,634)は、プレートコンデンサ構成であることを特徴とする、請求項15に記載の回転速度センサー。
- 検知モードの検知用のタップ(534,634)は、櫛形ドライブであることを特徴とする、請求項15に記載の回転速度センサー。
- 上記個別構造(100、200、300、400、500、600)は、検知モードのリセット用の力伝達器を有することを特徴とする、請求項1から17のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
- 上記個別構造(100、200、300、400、500、600)の共鳴周波数を調節するために、調節電極(524、624)が設けられることを特徴とする、請求項1から18のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
- 力をコリオリ素子に適用し、それらの偏向を測定するために、さらなる力伝達器およびタップ(524,624)が設けられることを特徴とする、請求項1から19のいずれか一項に記載の回転速度センサー。
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