JP4850572B2 - 角速度センサ - Google Patents

Description

本発明は角速度センサに関し、特に複数の音叉型振動子を有する角速度センサに関する。

角速度センサは回転時の角速度を検知するセンサであり、カメラの手ぶれ防止やカーナビゲーションなどのシステム、自動車、ロボットの姿勢制御システムなどに利用されている。特許文献１には、円柱状振動子が複数設けられた角速度センサが開示されている。特許文献２には、円柱状振動子をホルダには二点支持した複数軸検知の角速度センサが開示されている。このように円柱状あるいは棒状の振動子を音片型振動子と称している。また、特許文献３には、ベース部とベース部から延びる複数のアーム部を有する音叉型振動子が開示されている。
特開平９−２９２２２９号公報 特許第３４１８２４５号明細書 国際公開第ＷＯ０３／１００３５０号パンフレット

音片型振動子は外部からの振動に対し、振動のバランスを取り、振動をキャンセルすることができない。このため、特許文献１および特許文献２のように、１つのパッケージに２つの音片型振動子を配置した場合、外部振動に起因した各音片型振動子の不要振動（漏れ振動）が互いに干渉し（干渉ノイズ）、角速度の検出精度を劣化させる。また、音片型振動子は固有振動周波数における不動エリアが狭い。このため、各音片型振動子を支持する際、不動エリア以外を支持してしまうと、一方の音片型振動子の駆動振動が他方の音片型振動子に伝搬し干渉ノイズが発生し、角速度検出精度が劣化する。さらに、音片型振動子は全体が振動するため２箇所で支持することが必要である。このため、２箇所の支持部の位置精度やバランスを保持するのが難しい。

一方、音叉型振動子は、外部からの振動を左右のアーム部でキャンセルする構造を有している。このため、音叉型振動子を複数用いた角速度センサにおいては、角速度の検出精度の劣化や干渉ノイズを抑制することができる。しかしながら、音叉型振動子を複数用いた角速度センサにおいても、干渉ノイズの抑制は十分とはいえない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数の音叉型振動子間の干渉ノイズを低減することが可能な角速度センサを提供することを目的とする。

本発明は、それぞれがベース部とベース部から延びる複数のアーム部を有する複数の音叉型振動子と、前記複数の音叉型振動子をそれぞれ支持する複数の支持部と、該複数の支持部を実装する実装部と、を具備し、前記複数の音叉型振動子の各音叉型振動子間のアーム部の長さの差が前記複数の音叉型振動子のアーム部の長さの平均の４％以上であり、前記複数の音叉型振動子の検知軸はそれぞれ直交し、前記複数の音叉型振動子のそれぞれの前記ベース部は、それぞれ別の支持部を介し前記実装部の同じ面に実装され、前記実装部の同じ面に配置された複数の支持部の間の実装面に錘部材より柔らかい樹脂部材と前記錘部材とを含む吸音部を備えることを特徴とする角速度センサである。本発明によれば、複数の音叉型振動子間の干渉ノイズを低減することができる。

上記構成において、前記複数の音叉型振動子の少なくとも１つの音叉型振動子において、前記音叉型振動子の重心は、前記音叉型振動子の重心と重力方向および前記音叉型振動子の長手方向を含む投影面において、対応する支持部の前記音叉型振動子を支持する支持面を前記投影面に投影した領域の直上または前記対応する支持部の前記実装部に実装される実装面を前記投影面に投影した領域の直上に位置する構成とすることができる。この構成によれば、外部振動に起因した不要信号の出力や温度変化に起因した感度低下等を抑制することができる。

上記構成において、前記複数の支持部の少なくとも１つは、対応する音叉型振動子を支持する支持面に前記複数の支持部の少なくとも１つと前記対応する音叉型振動子との接合を強化するための第１接合強化部を有する構成とすることができる。この構成によれば、第１接合強化部により耐熱衝撃性を向上させることができる。

上記構成において、前記複数の支持部の少なくとも１つは、前記実装部に実装される実装面に前記複数の支持部の少なくとも１つと前記実装部との接合を強化するための第２接合強化部を有する構成とすることができる。この構成によれば、第２接合強化部により耐熱衝撃性を向上させることができる。

上記構成において、前記複数の支持部の少なくとも１つは、対応する音叉型振動子のアーム部の面内振動面と交差し対応する音叉型振動子を支持する支持面を有する構成とすることができる。この構成によれば、使用する振動モードにおいて振動が極めて小さい面で音叉型振動子を支持するため、駆動および検出に必要な振動が抑制されることを低減し感度が向上する効果を得ることができる。

上記構成において、前記複数の支持部の少なくとも１つは、前記支持面に前記複数の支持部の少なくとも１つと前記対応する音叉型振動子との接合を強化するための第１接合強化部を有する構成とすることができる。この構成によれば、第１接合強化部により耐熱衝撃性を向上させることができる。

上記構成において、前記複数の支持部の少なくとも１つは、前記実装部に実装される実装面に前記複数の支持部の少なくとも１つと前記実装部との接合を強化するための第２接合強化部を有する構成とすることができる。この構成によれば、第２接合強化部により耐熱衝撃性を向上させることができる。

上記構成において、前記複数の支持部の少なくとも１つは、対応する音叉型振動子のノードを対応する前記ベース部の少なくとも１つの面に投影した領域を含み前記少なくとも１つの面の一部を支持する支持面において、前記対応する音叉型振動子を支持する構成とすることができる。この構成によれば、支持面に加わる応力が低減し、支持面と音叉型振動子との剥離を抑制することができる。

本発明によれば、複数の音叉型振動子間の干渉ノイズを低減することが可能な角速度センサを提供することができる。

以下、図面を参照に本発明の実施例について説明する。

実施例１は、２つの音叉型振動子を実装部であるパッケージ上に実装した角速度センサの例である。図１は実施例１に係る角速度センサの斜視図であり、図２（ａ）は上視図（キャップは不図示）、図２（ｂ）は音叉型振動子１０と支持部２０の斜視図である。図１および図２（ａ）を参照に、２本のアーム部を有する音叉型振動子１０ａおよび１０ｂが支持部２０ａおよび２０ｂを介しキャビティタイプのパッケージ３０に固着され実装されている。音叉型振動子１０ａおよび１０ｂは互いに直交しており、それぞれ各長手方向（アーム部の方向）を検知軸１および検知軸２とし、検知軸１および検知軸２を中心とした角速度を検知する。パッケージ３０には例えば基板に電子部品が実装された制御回路４２が実装されている。制御回路４２は、音叉型振動子１０ａおよび１０ｂを制御する回路であり、音叉型振動子１０ａおよび１０ｂに駆動信号を供給し、音叉型振動子１０ａおよび１０ｂより検出信号が入力する。パッケージ３０にはキャップ４０により蓋がされる。

図２（ｂ）を参照に、音叉型振動子１０は、ベース部１３とベース部１３から延びる２本（複数）のアーム部１１および１２を有する。音叉型振動子１０を支持するための支持部２０は音叉型振動子１０を支持するための支持面２２と、パッケージ３０に実装されるための実装面２４を有する。音叉型振動子１０の長さをＬｂ、アーム部１１および１２の長さをＬａとする。音叉型振動子１０は例えば接着剤等の接合部材により支持面２２に固着される。支持部２０の実装面２４は例えば接着剤等の接合部材によりパッケージ３０に固着される。接着剤としては例えばエポキシ樹脂等の接着剤を用いることができる。また、接合部材としては接着剤以外にも、例えば低融点ガラス、鉛フリ半田やＡｕ−Ｓｎ半田等の半田を用いることができる。

図３（ａ）および図３（ｂ）は音叉型振動子１０の電極パターンを示す図である。音叉型振動子１０は例えばＬｉＮｂＯ_３（ニオブ酸リチウム）またはＬｉＴａＯ_３（タンタル酸リチウム）等の圧電性材料より形成されている。例えばＬｉＮｂＯ_３（ニオブ酸リチウム）またはＬｉＴａＯ_３（タンタル酸リチウム）を用いる場合は、１３０°から１４０°Ｙ板を用いることにより、高ｋ２３電気機械結合係数を得ることができる。音叉型振動子１０の表面にはＡｕ(金）、Ａｌ（アルミニウム）またはＣｕ（銅）等の金属膜を用いた電極が形成されている。

図３（ａ）は音叉型振動子１０の表側を示し、図３（ｂ）は裏側を示す。アーム部１１には検出電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃが設けられている。検出電極１１ａと１１ｂは電極１１ｄで接続されている。検出電極１１ａには引出し電極１１ｆが設けられている。電極１１ｃは、引出し電極１１ｅに接続されている。同様に、アーム部１２には、検出電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃが設けられている。検出電極１２ａと１２ｂは電極１２ｄで接続されている。電極１２ａには引出し電極１２ｆが設けられている。電極１２ｃは、引出し電極１２ｅに接続されている。音叉型振動子１０の表面には駆動電極１４ａが設けられ、引出し電極１４ｂに接続されている。同様に、裏面には駆動電極１５ａが設けられ、引出し電極１５ｂに接続されている。

図４（ａ）および図４（ｂ）は音叉型振動子１０の駆動モードと検出モードを説明するための図である。図４（ａ）を参照に、音叉型振動子１０の駆動電極１４ａおよび１５ａに駆動信号を印加することによりアーム部１１および１２が互いに開閉するような振動モードを発生させる。この振動はアーム部１１および１２方向の面に平行な振動であり、これを面内振動モードという。ここで検知軸に対し角速度が加わると、コリオリ力により図４（ｂ）のようなアーム部１１および１２が前後に振動する振動モードが現れる。この振動はアーム部１１および１２方向の面に垂直なツイスト振動であり、これを面垂直振動モードという。検出電極１１ａから１１ｃおよび１２ａから１２ｃによりこの振動モードを検出することにより検知軸を中心とした角速度を検知することができる。駆動に用いる振動モードを駆動モード、検知に用いる振動モードを検出モードという。駆動モード、検出モードは図４（ａ）および図４（ｂ）に示した振動モードには限られない。駆動モードに対しコリオリ力により検出モードが現れればよい。各振動モードにおいて、振動しない領域をノードという。図４（ａ）においては、音叉型振動子１０の対称面がノードＡとなる。図４（ｂ）においては、音叉型振動子１０の中心軸がノードＢとなる。

次に、図１の構造の音叉型振動子１０を用いた角速度センサと、音叉型振動子１０の代わりに四角柱からなる音片型振動子を用いた角速度センサの干渉ノイズ（漏れ振動）を計算した。ここで、干渉ノイズとは、２つの振動子を同一パッケージに実装した場合、一方の振動子に固有振動周波数の電圧を加えることで駆動振動を励振させ、他方の振動子が干渉によって発生する振動の変位成分を駆動振動の変位成分で規格化したものである。その結果、音叉型振動子１０を用いた角速度センサは音片型振動子を用いた角速度センサに比べ、干渉ノイズが約２０％であることがわかった。

図５は、アーム部１１および１２の長さＬａが異なる２つの音叉型振動子１０ａおよび１０ｂのアーム部の長さＬａの差｜Ｌ１−Ｌ２｜を音叉型振動子１０ａおよび１０ｂのアーム部の長さＬａの平均Ｌ_Ａｖｇで規格化した｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇと干渉ノイズの関係を示した図である。黒丸は実測値、実線は計算結果を示している。アーム部の長さＬａの差｜Ｌ１−Ｌ２｜が０のときに比べ干渉ノイズを１／１０（すなわち２０ｄＢ減）にすることを目標とすると、｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇを１％以上とすることにより干渉ノイズを、｜Ｌ１−Ｌ２｜が０のときの概２０ｄＢ以下とすることができる。さらに、｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇを２％以上とすると、｜Ｌ１−Ｌ２｜が０のときより干渉ノイズを２０ｄＢ以下とすることができる。より好ましくは｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇを４％以上とすることによりさらに干渉ノイズを低減することができる。

このように、干渉ノイズを低減するためには、｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇを１％以上とすることが求められる。さらに、２％以上が好ましく、４％以上がより好ましい。また、｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇを大きくすると複数の音叉型振動子１０間の角速度の感度の差が大きくなる。このため、｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇは音叉型振動子１０間の角速度の感度の差が許容される程度以下でなければならないが、許容される程度は角速度センサが使用されるシステムにより異なる。なお、音叉型振動子１０を３つ以上含む角速度センサにおいては、各音叉型振動子１０間のアーム部の長さＬａの差がそれぞれアーム部の長さの平均Ｌ_Ａｖｇの１％以上であることが求められる。｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇが１％以上となる例として、音叉型振動子１０ａの長さＬｂおよびアーム部の長さＬａがそれぞれ４．４ｍｍおよび３．１ｍｍ、音叉型振動子１０ｂの長さＬｂおよびアーム部の長さＬａがそれぞれ４．２ｍｍおよび２．９ｍｍとすることができる。

実施例２は｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇが１％以上の角速度センサにおいて、実装部であるプリント基板３１上に吸音部を設けた例である。図６（ａ）および図６（ｂ）を参照に、プリント基板３１に２つの直交する音叉型振動子１０ａおよび１０ｂが支持部２０ａおよび２０ｂを介し実装されている。図６（ａ）を参照に、プリント基板３１上に音叉型振動子１０ａまたは１０ｂの振動を吸収するための吸音部として吸音材３２が設けられている。吸音材３２はプリント基板３１の振動を吸収する柔らかい材料であり、例えばエポキシ樹脂やシリコン樹脂等の樹脂を用いることができる。図６（ｂ）を参照に、吸音部として吸音材３２上に錘３４が設けられている。その他の構成は図６（ａ）と同じである。吸音材３２は錘３４を接着する接着剤としての機能も有している。図６（ｂ）は錘３４によりプリント基板３１の振動をより吸収させることができる。実施例２によれば、一方の音叉型振動子１０ａまたは１０ｂから他方の音叉型振動子１０ｂまたは１０ａへのプリント基板３１を伝搬する振動を吸音部が吸収することにより、干渉ノイズを低減することができる。吸音部は一方の音叉型振動子１０ａまたは１０ｂから他方の音叉型振動子１０ｂまたは１０ａへの振動を吸収するため、音叉型振動子１０ａおよび１０ｂの間に配置することが好ましい。吸音部としては、プリント基板３１等の実装部の厚さを部分的に厚くし慣性モーメントを大きくし音叉型振動子１０ａまたは１０ｂの振動を伝搬し難くすることにより、振動を吸収してもよい。

実施例３は｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇが１％以上の角速度センサにおいて、音叉型振動子の重心を支持部上とした例である。図７（ａ）および図７（ｂ）は、音叉型振動子１０の重心と重力方向および音叉型振動子１０の長手方向を含む投影面を示す図である。なお、その他の構成は実施例１と同様であり説明を省略する。図７（ａ）を参照に、角速度センサの音叉型振動子１０の重心Ｇを支持部２０の音叉型振動子１０を支持するための支持面２２を図７（ａ）の投影面に垂直に投影した領域の直上とする。これにより、外部からの短期的な振動、衝撃が加わった場合も、音叉型振動子１０が首振り運動を抑制することができる。音叉型振動子１０が首振り運動する場合、検知軸を中心に回転していないにも関わらず回転していると誤認し不要な信号を出力することがある。図７（ａ）の角速度センサは、首振運動を抑制できるため不要信号の出力を抑制することができる。さらに、角速度センサを例えば車載用途のように温度変化の大きい環境で使用する場合、支持面２２において音叉型振動子１０を固着する例えば接着剤等の接合部材が、温度変化により硬さが変化し、軟らかくなった状態では音叉型振動子１０が傾くことがある。これにより、音叉型振動子１０の感度またはオフセット量の変動が生じてしまう。このような場合であっても、音叉型振動子１０の重心Ｇを支持面２２の直上とすることにより、温度変化に起因した音叉型振動子１０の感度またはオフセット量の変動を抑制することができる。

図７（ｂ）を参照に、角速度センサの音叉型振動子１０の重心Ｇを支持部２０の音叉型振動子１０が実装されるための実装面２４を図７（ｂ）の投影面に投影した領域の直上とする。これにより、図７（ａ）と同様に、首振運動を抑制し不要信号の出力を抑制することができる。さらに、温度変化に起因した実装面２４の接合部材の劣化により、音叉型振動子１０の感度またはオフセット量が変動することを抑制することができる。なお、音叉型振動子１０の重心Ｇを支持面２２を投影面に投影した領域の直上または実装面２４を投影面に投影した領域の直上とするのは複数の音叉型振動子１０の少なくとも１つであればよい。また、実施例２の構成に実施例３の構成を用いても良い。

実施例４は、｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇが１％以上の角速度センサにおいて、支持面が音叉型振動子との接合を強化するための接合強化部（第１接合強化部）を有する例である。図８（ａ）および図８（ｂ）は実施例４に係る角速度センサの支持部２０を示す図である。図８（ａ）を参照に、支持面２２は支持部２０を貫通する孔またはスリット２３ａを有している。図８（ｂ）を参照に、支持面２２は切欠き２３ｂを有している。このように、音叉型振動子１０との接合を強化するための接合強化部を設ける。接合強化部としては、実施例４のスリット２３ａまたは切欠き２３ｂのように、支持面２２の表面積を大きくし、接着材等の接合部材との接合面積を大きくした構成とすることができる。これにより、アンカー効果により音叉型振動子１０と支持部２０との結合強化を図ることができる。

図９（ａ）から図９（ｄ）は音叉型振動子１０と支持部２０との接合強化の向上の効果を示す図である。支持面２２に接合強化部を有さない実施例１および支持部２２に接合強化部として図８（ａ）のスリット２３ａを有する実施例４を用い、−５５℃と１２５℃とで各３０分保持する熱衝撃試験を行った。図９（ａ）および図９（ｃ）はそれぞれ実施例１に係る複数の角速度センサおよび実施例４に係る複数の角速度センサについて、熱衝撃試験を行う前と行った後の駆動モードと検出モードとの共振周波数の差（離調Δｆ）を熱衝撃回数（サイクル）に対し示した図である。図９（ｂ）および図９（ｄ）はそれぞれ実施例１に係る複数の角速度センサおよび実施例４に係る複数の角速度センサについて、検出モードのインピーダンスの変化を熱衝撃回数に対し示した図である。

図９（ａ）のように、実施例１においては熱衝撃回数が１００回を越えると離調Δｆが急激に大きくなるのに対し、図９（ｃ）のように、実施例４では熱衝撃回数を１０００回行っても離調Δｆは２Ｈｚ程度である。また、図９（ｂ）のように、実施例１においては、熱衝撃回数が１００回を越えると検出モードのインピーダンスの変化が大きくなるのに対し、図９（ｄ）のように、実施例４においては、熱衝撃回数を１０００回行っても検出モードのインピーダンスはほとんど変化しない。例えば車載用途に角速度センサを用いる場合の基準は、熱衝撃回数を最低１０００回、あるいは３０００回行った後に、離調Δｆは５Ｈｚ以下で、検出モードのインピーダンス変化はほとんどないことが求められる。図９（ａ）のように、実施例１においては、この基準を満たすことができないが、実施例４においては、図９（ｃ）のように、熱衝撃回数１０００回後の離調Δｆを５Ｈｚ以下とすることができる。このように、支持面２２に接合強化部を設けることにより、耐熱衝撃性を向上させることができる。なお、音叉型振動子１０を支持する複数の支持部２０のうち少なくとも１つの支持面２２が接合強化部を有していれば良い。また、実施例２および実施例３の構成に実施例４の構成を用いても良い。

実施例５は、｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇが１％以上の角速度センサにおいて、実装面が実装部との接合を強化するための接合強化部（第２接合強化部）を有する例である。図１０（ａ）から図１０（ｃ）は実施例５に係る角速度センサの支持部２０を示す図である。その他の構成は実施例１と同様である。図１０（ａ）を参照に、実装面２４は支持部２０を貫通する孔またはスリット２５ａを有している。図１０（ｂ）を参照に、実装面２４は切欠き２５ｂを有している。図１０（ｃ）を参照に、実装面２４はピット２５ｃ（下から見て凸部）を有している。実施例５のように、実装面２４に実装部との接合を強化するための接合強化部を設ける。接合強化部としては、実施例５のスリット２５ａ、切欠き２５ｂまたはピット２５ｃのように、実装面２４の表面積を大きくし、接着材等の接合部材との接合面積を大きくした構成とすることができる。これにより、アンカー効果により実装部であるパッケージ３０と支持部２０との接合強化を図ることができる。なお、音叉型振動子１０を支持する複数の支持部２０のうち少なくとも１つの実装面２４が接合強化部を有していれば良い。また、実施例２から実施例４の構成に実施例５の構成を用いても良い。

実施例６は、｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇが１％以上の角速度センサにおいて、音叉型振動子１０のアーム部１１、１２の面内振動面と交差する支持面２６を有し、支持面２６が接合強化部（第１接合強化部）を有する例である。図１１（ａ）から図１１（ｄ）は実施例６に係る角速度センサの支持部２０を示す図である。その他の構成は実施例１と同様である。図１１（ａ）を参照に、支持面２６は音叉型振動子１０の面内振動モード（図４（ａ）の振動モード）の振動方向の面に対し直交している。また、支持面２６は支持部２０を貫通する孔またはスリット２７ａを有している。さらに、支持面２６と実装面２４とは部材２９ａにより接続される。図１１（ｂ）を参照に、支持面２６は切欠き２７ｂを有している。その他の構成は図１１（ａ）と同じである。図１１（ｃ）を参照に、支持面２６と実装面２４とは部材２９ａとは異なる形状の部材２９ｂにより接続される。その他の構成は図１１（ａ）と同じである。図１１（ｄ）を参照に、支持面２６は切欠き２７ｂを有している。その他の構成は図１１（ｃ）と同じである。

実施例６のように、支持面２６は音叉型振動子１０のアーム部１１、１２の面内振動モード（図４（ａ）の振動モード）の振動方向の面である面内振動面（つまり、複数のアーム部１１、１２の方向の面）に対し直交している。面内振動面は、図４（ａ）の面内振動モードおよび図４（ｂ）の面垂直振動モードにおいても振動が大きい面である。そのため、実施例１から実施例５のように、支持面２２がこの面を支持すると、駆動モードや検出モードとして使用する振動モードを抑制してしまう。一方、面内振動モードに直交する面は面内振動モードおよび面垂直振動モードにおいて振動の小さい面である。よって、面内振動モードに直交する面で音叉型振動子１０を支持することにより、実施例１から実施例５のように振動モードが抑制される効果を抑えることができる。なお、支持面２６は音叉型振動子１０の面内振動モードに対し直交している場合が最も上記効果が大きく好ましいが、支持面２６は面内振動モードと交差していればその効果を奏することができる。また、支持面２６に音叉型振動子１０との接合を強化するための接合強化部（第１接合強化部）を設ける。これにより、支持部２０と音叉型振動子１０との接合強化を図ることができる。さらに、支持部２０の支持面２６と実装面２４とを接続する部材２９ａまたは２９ｂは任意の形状とすることができる。音叉型振動子１０を支持する複数の支持部２０のうち少なくとも１つの支持面２６が接合強化部を有していれば良い。また、実施例２および実施例３の構成に実施例６の構成を用いても良い。

実施例７は、｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇが１％以上の角速度センサにおいて、音叉型振動子１０のアーム部１１、１２の面内振動面と交差する支持面２６を有し、実装面２４が接合強化部（第２接合強化部）を有する例である。図１２（ａ）から図１２（ｃ）は実施例７に係る角速度センサの支持部２０を示す図である。その他の構成は実施例１と同様である。図１２（ａ）を参照に、支持面２６は音叉型振動子１０の面内振動モードに直交している。また、実装面２４は支持部２０を貫通する孔またはスリット２５ａを有している。図１２（ｂ）を参照に、実装面２４は切欠き２５ｂを有している。図１２（ｃ）を参照に、実装面２４はピット２５ｃ（下から見て凸部）を有している。

実施例７のように、支持面２６が音叉型振動子１０のアーム部１１、１２の面内振動面と交差し、音叉型振動子１０との接合を強化するための接合強化部を設ける。これにより、支持部２０と音叉型振動子１０との接合強化を図ることができる。さらに、支持部２０の支持面２６と実装面２４とを接続する部材２９ａまたは２９ｂは任意の形状とすることができる。なお、音叉型振動子１０を支持する複数の支持部２０のうち少なくとも１つの支持面２６が接合強化部を有していれば良い。また、実施例２、実施例３および実施例６の構成に実施例７の構成を用いても良い。

実施例８は、｜Ｌ１−Ｌ２｜／Ｌ_Ａｖｇが１％以上の角速度センサにおいて、支持面を音叉型振動子１０のノード付近に設けた例である。図１３は音叉型振動子１０の支持部２０の支持面が接合部材を介し接する面を説明するための図である。例えば、図４（ａ）および図４（ｂ）の振動モードを用いた場合、図４（ａ）のノードＡと図４（ｂ）のノードＢとの共通のノードはノードＢとなる。図１３を参照に、ノードＢを音叉型振動子１０のベース部１３の下面Ｓ１に垂直に投影した領域が領域Ｒ１（直線）であり、後面Ｓ２に投影した領域はノードＢと後面Ｓ２とが交差した領域Ｒ２(点）である。実施例８では、領域Ｒ１を含む下面Ｓ１の一部の領域１７または領域Ｒ２を含む後面Ｓ２の一部の領域１８が支持面により支持されている。

図１４（ａ）から図１４（ｂ）は実施例８に係る角速度センサの支持部２０を示す図である。その他の構成は実施例1と同様である。図１４（ａ）を参照に、支持面２２ａはベース１３の下面Ｓ１の一部である領域１７を支持する。図１４（ｂ）を参照に、支持面２６ａはベース部１３の後面Ｓ２の一部である領域１８を支持する。図１４（ｃ）を参照に、支持面２２ｂおよび支持面２６ａはそれぞれ領域１７および領域１８を支持する。

実施例８によれば、音叉型振動子１０のノードをベース部１３の少なくとも１つの面Ｓ１またはＳ２に投影した領域Ｒ１またはＲ２を含み面Ｓ１またはＳ２の一部の領域１７または１８を支持する支持面２２ａ、２２ｂまたは２６ａにおいて音叉型振動子１０を支持する。ノードＢは音叉型振動子１０の振動しない領域である。したがって、ベース部１３の面Ｓ１またはＳ２のうちノードＢに最も近い領域、すなわち面Ｓ１またはＳ２にノードＢを垂直に投影した領域Ｒ１またはＲ２は、振動が小さい領域となる。よって、領域Ｒ１またはＲ２を含む一部の面で音叉型振動子１０を支持面で支持することが好ましい。これにより、支持面に加わる応力が低減し、支持面と音叉型振動子１０との剥離を抑制することができる。なお、実施例８では、駆動モードのノードＡおよび検出モードのノードＢの両方に共通のノードＢの近傍を支持面で支持したが、駆動モードまたは検出モードのノードの近傍を支持面で支持してもよい。さらに、複数の音叉型振動子１０の少なくとも１つに適用すればよい。さらに、実施例２から実施例７の構成に実施例８の構成を適用しても良い。

実装部として、実施例１はパッケージ３０、実施例２はプリント基板３１を用いた例であったが、音叉型振動子１０ａおよび１０ｂを実装する機能を有していれば、その他の部材であっても良い。音叉型振動子１０ａおよび１０ｂはアーム部１１、１２が２本の例であったがアーム部が３本以上の複数の音叉型振動子であってもよい。支持部２０は実施例１から実施例８において示した形状に限られず、音叉型振動子１０を支持する支持面２２と実装部に実装される実装面２４とを有していれば良い。なお、以上は振動子が２個の場合について記述したが、むろん振動子が３個以上の場合でも適用できることはいうまでもない。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

図１は実施例１係る角速度センサの斜視図である。 図２（ａ）は実施例１に係る角速度センサの上視図であり、図２（ｂ）は実施例１に係る角速度センサの音叉型振動子および支持部の斜視図である。 図３（ａ）および図３（ｂ）は音叉型振動子の表面の電極パターンを示す図である 図４（ａ）および図４（ｂ）は音叉型振動子の振動モードを示す図である。 図５は２つの音叉型振動子のアーム部の長さの差に対する干渉ノイズを示す図である。 図６（ａ）および図６（ｂ）は実施例２に係る角速度センサの斜視図である。 図７（ａ）および図７（ｂ）は実施例３に係る角速度センサを説明するための図である。 図８（ａ）および図８（ｂ）は実施例４に係る角速度センサの支持部を示す図である。 図９（ａ）から図９（ｄ）は実施例１および実施例４に係る角速度センサに熱衝撃試験を行った結果を示す図である。 図１０（ａ）から図１０（ｃ）は実施例５に係る角速度センサの支持部を示す図である。 図１１（ａ）から図１１（ｄ）は実施例６に係る角速度センサの支持部を示す図である。 図１２（ａ）から図１２（ｃ）は実施例７に係る角速度センサの支持部を示す図である。 図１３は実施例８に係る角速度センサの音叉型振動子を示す図である。 図１４（ａ）から図１４（ｃ）は実施例８に係る角速度センサの支持部を示す図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１０ｂ 音叉型振動子
１１、１２ アーム部
１３ ベース部
１７、１８ 領域
２０ 支持部
２２、２６ 支持面
２３ 第１接合強化部
２４ 実装面
２５ 第２接合強化部
３０ パッケージ
３１ プリント基板
３２ 吸音材
３４ 錘
４０ キャップ
Ｒ１、Ｒ２ ノードを投影した領域
Ｓ１、Ｓ２ ベース部の面

Claims (8)

1. それぞれがベース部とベース部から延びる複数のアーム部を有する複数の音叉型振動子と、
   前記複数の音叉型振動子をそれぞれ支持する複数の支持部と、
   該複数の支持部を実装する実装部と、
   を具備し、
   前記複数の音叉型振動子の各音叉型振動子間のアーム部の長さの差が前記複数の音叉型振動子のアーム部の長さの平均の４％以上であり、
   前記複数の音叉型振動子の検知軸はそれぞれ直交し、前記複数の音叉型振動子のそれぞれの前記ベース部は、それぞれ別の支持部を介し前記実装部の同じ面に実装され、
   前記実装部の同じ面に配置された複数の支持部の間の実装面に錘部材より柔らかい樹脂部材と前記錘部材とを含む吸音部を備えることを特徴とする角速度センサ。
2. 前記複数の音叉型振動子の少なくとも１つの音叉型振動子において、前記音叉型振動子の重心は、前記音叉型振動子の重心と重力方向および前記音叉型振動子の長手方向を含む投影面において、対応する支持部の前記音叉型振動子を支持する支持面を前記投影面に投影した領域の直上または前記対応する支持部の前記実装部に実装される実装面を前記投影面に投影した領域の直上に位置することを特徴とする請求項１記載の角速度センサ。
3. 前記複数の支持部の少なくとも１つは、対応する音叉型振動子を支持する支持面に前記複数の支持部の少なくとも１つと前記対応する音叉型振動子との接合を強化するための第１接合強化部を有することを特徴とする請求項１または２記載の角速度センサ。
4. 前記複数の支持部の少なくとも１つは、前記実装部に実装される実装面に前記複数の支持部の少なくとも１つと前記実装部との接合を強化するための第２接合強化部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の角速度センサ。
5. 前記複数の支持部の少なくとも１つは、対応する音叉型振動子のアーム部の面内振動面と交差し対応する音叉型振動子を支持する支持面を有することを特徴とする請求項１または２記載の角速度センサ。
6. 前記複数の支持部の少なくとも１つは、前記支持面に前記複数の支持部の少なくとも１つと前記対応する音叉型振動子との接合を強化するための第１接合強化部を有することを特徴とする請求項５記載の角速度センサ。
7. 前記複数の支持部の少なくとも１つは、前記実装部に実装される実装面に前記複数の支持部の少なくとも１つと前記実装部との接合を強化するための第２接合強化部を有することを特徴とする請求項５または６記載の角速度センサ。
8. 前記複数の支持部の少なくとも１つは、対応する音叉型振動子のノードを対応する前記ベース部の少なくとも１つの面に投影した領域を含み前記少なくとも１つの面の一部を支持する支持面において、前記対応する音叉型振動子を支持することを特徴とする請求項１から７記載の角速度センサ。

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