JP5864679B2 - センサ用検出モジュールおよびこれを備える角速度センサ - Google Patents
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Description
11 質量体部
11a 第1質量体
11a´ 第1一側質量体
11a´´ 第1他側質量体
11b 第2質量体
12 フレーム
12a、12b、12c 空間部
13 第1可撓部
14 第2可撓部
15 検知手段
20 センサ用検出モジュール(他の実施例)
21a 第1質量体
21b 第2質量体
23 第1可撓部
24 第2可撓部
100 角速度センサ
110 質量体部
110a 第1質量体
110a´ 第1一側質量体
110a´´ 第1他側質量体
110b 第2質量体
120 内部フレーム
120a、120b、120c 空間部
130 外部フレーム
140 第1可撓部
150 第2可撓部
160 第3可撓部
170 第4可撓部
180 検知手段
190 駆動手段
200 角速度センサ
210 質量体部
210a 第1質量体
210a´ 第1一側質量体
210a´´ 第1他側質量体
210b 第2質量体
210b´ 第2一側質量体
210b´´ 第2他側質量体
220 内部フレーム
230 外部フレーム
240 第1可撓部
250 第2可撓部
260 第3可撓部
270 第4可撓部
280 検知手段
280a 第1検知手段
280b 第2検知手段
280c 第3検知手段
280d 第4検知手段
290 駆動手段
300 角速度センサ
310 質量体部
310a 第1質量体
310a´ 第1一側質量体
310a´´ 第1他側質量体
310b 第2質量体
320 内部フレーム
330 外部フレーム
340 第1可撓部
350 第2可撓部
360 第3可撓部
370 第4可撓部
380 検知手段
390 駆動手段
400 角速度センサ
410 質量体部
410a 第1質量体
410a´ 第1一側質量体
410a´´ 第1他側質量体
410b 第2質量体
411b 中空部
420 内部フレーム
430 外部フレーム
440 第1可撓部
450 第2可撓部
460 第3可撓部
470 第4可撓部
480 検知手段
490 駆動手段
Claims (55)
- 第1質量体と、
第2質量体と、
前記第1質量体および前記第2質量体と離隔され、前記第1質量体および前記第2質量体をそれぞれ囲む内部フレームと、
前記第1質量体および前記第2質量体を前記内部フレームにそれぞれ連結し、前記第1質量体および前記第2質量体がX軸を基準として回転することができるように撓む第1可撓部と、
前記第1質量体および前記第2質量体を前記内部フレームにそれぞれ連結し、前記第1質量体および前記第2質量体がX軸を基準として回転することができるように撓む第2可撓部と、
前記内部フレームと離隔され、前記内部フレームを囲む外部フレームと、
前記内部フレームと前記外部フレームを連結し、前記内部フレームがY軸を基準として回転することができるように撓む第3可撓部と、
前記内部フレームと前記外部フレームを連結し、前記内部フレームがY軸を基準として回転することができるように撓む第4可撓部と、
前記第1質量体および前記第2質量体の異変を感知し、前記第1可撓部または前記第2可撓部の一面に選択的に備える感知手段と、および
前記内部フレームを駆動させ、前記第3可撓部または第4可撓部の一面に選択的に備える駆動手段と、を備え
前記第2可撓部は、前記第1質量体の重心を通るX軸方向の延長線上に形成されて前記第1質量体を前記内部フレームに連結され、前記第2質量体の中心を通るX軸方向の延長線と平行に離隔される延長線上に形成されて前記第2質量体を前記内部フレームに連結する角速度センサ。 - 前記第4可撓部は、前記第2質量体の重心を通るY軸方向の延長線上に形成されることを特徴とする、請求項1に記載の角速度センサ。
- 前記第1可撓部および第2可撓部は、直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部および第4可撓部は、直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部は、前記第1可撓部と直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の角速度センサ。
- 前記第4可撓部は、前記第2可撓部と直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の角速度センサ。
- 前記第1可撓部は、一軸方向および他軸方向によって形成された面と、前記面の直交方向に延長された厚さを有するビームであることを特徴とする、請求項1に記載の角速度センサ。
- 前記第1可撓部は、Z軸方向に所定の厚さを有し、X軸およびY軸によって形成された面からなるビームであり、X軸方向の幅W1がZ軸方向の厚さt1より大きく形成されていることを特徴とする、請求項7に記載の角速度センサ。
- 前記第1可撓部は、Y軸方向に、第1質量体の両端と内部フレームに連結されていることを特徴とする、請求項8に記載の角速度センサ。
- 前記第1可撓部は、Y軸方向に、第2質量体の一端と内部フレームに連結されていることを特徴とする、請求項8に記載の角速度センサ。
- 前記第2可撓部は、一軸方向に厚さを有し、他軸方向に面が形成されたヒンジであることを特徴とする、請求項1に記載の角速度センサ。
- 前記第2可撓部は、Y軸方向に所定の厚さを有し、X軸およびZ軸によって面が形成されたヒンジであり、Z軸方向の幅W2がY軸方向の厚さt2より大きく形成されていることを特徴とする、請求項11に記載の角速度センサ。
- 前記第2可撓部は、Y軸方向に対して、第2質量体の重心に対して所定間隔離隔するように前記第2質量体に連結されていることを特徴とする、請求項12に記載の角速度センサ。
- 前記第2可撓部は、断面が四角形であるヒンジ(Hinge)形状または断面が円形であるトーションバー(Torsion Bar)形状を有することを特徴とする、請求項11に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部は、一軸方向および他軸方向によって形成された面と、前記面の直交方向に延長された厚さを有するビームであることを特徴とする、請求項1に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部は、Z軸方向に所定の厚さを有し、X軸およびY軸によって形成された面からなるビームであり、Y軸方向の幅W3がZ軸方向の厚さt3より大きく形成されていることを特徴とする、請求項15に記載の角速度センサ。
- 前記第4可撓部は、一軸方向に厚さを有し、他軸方向に面が形成されたヒンジであることを特徴とする、請求項1に記載の角速度センサ。
- 前記第4可撓部は、X軸方向に所定の厚さを有し、Y軸およびZ軸によって面が形成されたヒンジであり、Z軸方向の幅W4がX軸方向の厚さt4より大きく形成されていることを特徴とする、請求項17に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部は、一軸方向および他軸方向によって形成された面と、前記面の直交方向に延長された厚さを有するビームであり、前記第4可撓部は、一軸方向に厚さを有し、他軸方向に面が形成されたヒンジであることを特徴とする、請求項1に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部の駆動手段によって前記内部フレームが駆動される場合、前記内部フレームは、前記外部フレームに対して前記第4可撓部が結合した軸を基準に回転することを特徴とする、請求項1に記載の角速度センサ。
- 前記内部フレームが、前記第4可撓部が結合した軸を基準に回転する場合、前記第3可撓部には曲げ応力が発生し、前記第4可撓部には捩り応力が発生することを特徴とする、請求項20に記載の角速度センサ。
- 前記内部フレームが、第4可撓部が結合した軸を基準に回転する場合、第1質量体および第2質量体は、前記内部フレームに対して第2可撓部が結合した軸を基準に回転することを特徴とする、請求項21に記載の角速度センサ。
- 前記第1質量体および第2質量体が回転する場合、第1可撓部には曲げ応力が発生し、前記第2可撓部には捩り応力が発生することを特徴とする、請求項22に記載の角速度センサ。
- 前記第1質量体は、
前記第2質量体を中心に第2質量体の一側に位置した第1一側質量体と、
前記第2質量体を中心に第2質量体の他側に位置した第1他側質量体と、からなることを特徴とする、請求項1に記載の角速度センサ。 - 前記第1質量体は、Y軸方向に対して両端部に第1可撓部が連結され、
前記第2質量体は、Y軸方向に対して一端部に第1可撓部が連結されていることを特徴とする、請求項24に記載の角速度センサ。 - 前記第1質量体および前記第2質量体は、X軸方向に対して両端部に第2可撓部が連結されていることを特徴とする、請求項25に記載の角速度センサ。
- 前記第1一側質量体と前記第1他側質量体が対称となるように内部フレームの中心部に第4可撓部が連結されていることを特徴とする、請求項24に記載の角速度センサ。
- 第1質量体と、
第2質量体と、
前記第1質量体および前記第2質量体と離隔され、前記第1質量体および前記第2質量体をそれぞれ囲む内部フレームと、
前記第1質量体および前記第2質量体を前記内部フレームにそれぞれ連結し、前記第1質量体および前記第2質量体がX軸を基準として回転することができるように撓む第1可撓部と、
前記第1質量体および前記第2質量体を前記内部フレームにそれぞれ連結し、前記第1質量体および前記第2質量体がX軸を基準として回転することができるように撓む第2可撓部と、
前記内部フレームと離隔され、前記内部フレームを囲む外部フレームと、
前記内部フレームと前記外部フレームを連結し、前記内部フレームがY軸を基準として回転することができるように撓む第3可撓部と、
前記内部フレームと前記外部フレームを連結し、前記内部フレームがY軸を基準として回転することができるように撓む第4可撓部と、
前記第1質量体および前記第2質量体の変異を感知し、前記第1可撓部または前記第2可撓部の一面に選択的に備える感知手段と、および
前記フレームを駆動させ、前記第3可撓部または前記第4可撓部の一面に選択的に備える駆動手段と、を備え、
前記第2質量体は、Y軸方向互いに向い合うように一つの空間部に内在された第2一側質量体および第2他側質量体と、を含み、
前記第2可撓部は、前記第1質量体の重心を通るX軸方向の延長線上に形成されて前記第1質量体を前記内部フレームに連結され、前記第2一側質量体と前記第2他側質量体の中心を通るX軸方向の延長線と平行に離隔される延長線上に形成されて前記第2一側質量体と前記第2他側質量体をそれぞれ前記内部フレームに連結する角速度センサ。 - 前記第1可撓部および第2可撓部は、直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項28に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部および第4可撓部は、直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項28に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部は、前記第1可撓部と直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項28に記載の角速度センサ。
- 前記第4可撓部は、前記第2可撓部と直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項28に記載の角速度センサ。
- 前記第1可撓部は、一軸方向および他軸方向によって形成された面と、前記面の直交方向に延長された厚さを有するビームであり、第2可撓部は、一軸方向に厚さを有し、他軸方向に面が形成されたヒンジであることを特徴とする、請求項28に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部は、一軸方向および他軸方向によって形成された面と、前記面の直交方向に延長された厚さを有するビームであり、前記第4可撓部は、一軸方向に厚さを有し、他軸方向に面が形成されたヒンジであることを特徴とする、請求項28に記載の角速度センサ。
- 前記第2一側質量体および第2他側質量体は、一軸方向に対してそれぞれの一端にのみ第1可撓部が連結され、他端部には、第2可撓部が、前記第2一側質量体および第2他側質量体それぞれの重心Cに対して偏心するように第2一側質量体および第2他側質量体それぞれに第1可撓部と直交方向に連結されていることを特徴とする、請求項28に記載の角速度センサ。
- 前記第2一側質量体および第2他側質量体は、Y軸方向に対してそれぞれの一端に第1可撓部が連結され、前記第1可撓部は、内部フレームに連結され、
前記第2一側質量体および第2他側質量体は、Y軸方向に対して他端部に第2可撓部がX軸方向にそれぞれ連結され、前記第2可撓部は、前記内部フレームに連結されていることを特徴とする、請求項28に記載の角速度センサ。 - 前記第2一側質量体と第2他側質量体は、X軸を基準に互いに対称となるように、前記
内部フレームに連結されていることを特徴とする、請求項36に記載の角速度センサ。 - 第1質量体と、
第2質量体と、
前記第1質量体および前記第2質量体と離隔され、前記第1質量体および前記第2質量体をそれぞれ囲む内部フレームと、
前記第1質量体および前記第2質量体を前記内部フレームにそれぞれ連結し、前記第1質量体および前記第2質量体がX軸を基準として回転することができるように撓む第1可撓部と、
前記第1質量体および前記第2質量体を前記内部フレームにそれぞれ連結し、前記第1質量体および前記第2質量体がX軸を基準として回転することができるように撓む第2可撓部と、
前記内部フレームと離隔され、前記内部フレームを囲む外部フレームと、
前記内部フレームと前記外部フレームを連結し、前記内部フレームがY軸を基準として回転することができるように撓む第3可撓部と、
前記内部フレームと前記外部フレームを連結し、前記内部フレームがY軸を基準として回転することができるように撓む第4可撓部と、
前記第1質量体および前記第2質量体の変異を感知し、前記第1可撓部または前記第2可撓部の一面に選択的に備える感知手段と、および
前記内部フレームを駆動させ、前記第3可撓部または前記第4可撓部の一面に選択的に備える駆動手段と、を含み、
前記第2可撓部は、前記第1質量体の重心を通るX軸方向の延長線上に形成されて前記第1質量体を前記内部フレームに連結され、前記第2質量体の中心を通るX軸方向の延長線と平行に離隔される延長線上に形成されて前記第2質量体を前記内部フレームに連結し、前記第1質量体および前記第2質量体を前記内部フレームに連結する第2可撓部は同一の延長線上に配置された角速度センサ。 - 前記第1可撓部および第2可撓部は、直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項38に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部および第4可撓部は、直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項38に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部は、前記第1可撓部と直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項38に記載の角速度センサ。
- 前記第4可撓部は、前記第2可撓部と直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項38に記載の角速度センサ。
- 前記第1可撓部は、一軸方向および他軸方向によって形成された面と、前記面の直交方向に延長された厚さを有するビームであり、第2可撓部は、一軸方向に厚さを有し、他軸方向に面が形成されたヒンジであることを特徴とする、請求項38に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部は、一軸方向および他軸方向によって形成された面と、前記面の直交方向に延長された厚さを有するビームであり、前記第4可撓部は、一軸方向に厚さを有し、他軸方向に面が形成されたヒンジであることを特徴とする、請求項38に記載の角速度センサ。
- 前記第2質量体は、一軸方向に対して一端にのみ第1可撓部が連結され、他端部には、第2可撓部が前記第2質量体の重心Cに対して偏心するように第1可撓部と直交方向に連結されていることを特徴とする、請求項38に記載の角速度センサ。
- 前記第2質量体は、Y軸方向に対して一端に第1可撓部が連結され、前記第1可撓部は、内部フレームに連結され、
前記第2質量体は、Y軸方向に対して他端部に第2可撓部がX軸方向に連結され、前記第2可撓部は、前記内部フレームに連結されていることを特徴とする、請求項38に記載の角速度センサ。 - 第1質量体と、
中空部が形成された第2質量体と、
前記第1質量体および前記第2質量体と隔離され、前記第1質量体および前記第2質量体をそれぞれ囲む内部フレームと、
前記第1質量体および前記第2質量体を前記内部フレームにそれぞれ連結し、前記第1質量体および第2質量体がX軸を基準として回転することができるように撓む第1可撓部と、
前記第1質量体および前記第2質量体を前記内部フレームにそれぞれ連結し、前記第1質量体および第2質量体がX軸を基準として回転することができるように撓む第2可撓部と、
前記内部フレームと離隔され、前記内部フレームを囲む外部フレームと、
前記内部フレームと前記外部フレームを連結し、前記内部フレームがY軸を基準として回転することができるように撓む第3可撓部と、
前記内部フレームと前記外部フレームを連結し、前記内部フレームがY軸を基準として回転することができるように撓む第4可撓部と、
前記第1質量体および前記第2質量体の変異を感知し、前記第1可撓部または前記第2可撓部の一面に選択的に備える感知手段と、および
前記内部フレームを駆動させ、前記第3可撓部または前記第4可撓部の一面に選択的に備える駆動手段と、を含み、
前記第2可撓部は、前記第1質量体の重心を通るX軸方向の延長線上に形成されて前記第1質量体を前記内部フレームに連結され、前記第2質量体の中心を通るX軸方向の延長線と平行に離隔される延長線上に形成されて前記第2質量体を前記内部フレームに連結する角速度センサ。 - 前記第1可撓部および第2可撓部は、直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項47に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部および第4可撓部は、直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項47に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部は、前記第1可撓部と直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項47に記載の角速度センサ。
- 前記第4可撓部は、前記第2可撓部と直交方向に配置されていることを特徴とする、請求項47に記載の角速度センサ。
- 前記第1可撓部は、一軸方向および他軸方向によって形成された面と、前記面の直交方向に延長された厚さを有するビームであり、第2可撓部は、一軸方向に厚さを有し、他軸方向に面が形成されたヒンジであることを特徴とする、請求項47に記載の角速度センサ。
- 前記第3可撓部は、一軸方向および他軸方向によって形成された面と、前記面の直交方向に延長された厚さを有するビームであり、前記第4可撓部は、一軸方向に厚さを有し、他軸方向に面が形成されたヒンジであることを特徴とする、請求項47に記載の角速度センサ。
- 前記第2質量体は、一軸方向に対して少なくとも一つの端部に第1可撓部が連結され、前記第2質量体の重心Cに対して偏心するように、第1可撓部と直交方向に第2可撓部が連結されていることを特徴とする、請求項47に記載の角速度センサ。
- 前記第2質量体は、Y軸方向に対して少なくとも一つの端部に第1可撓部が連結され、前記第1可撓部は、内部フレームに連結され、
前記第2質量体は、第2可撓部がX軸方向に連結され、前記第2可撓部は、前記内部フレームに連結されていることを特徴とする、請求項47に記載の角速度センサ。
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