JP6548067B2 - ジャイロセンサ - Google Patents
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Description
(全体構成)
図1に示すジャイロセンサ10は、内部に流路12が形成された環状の本体14と、前記流路12内に充填された媒体(図示しない)と、前記流路12を塞ぐように設けられ、前記媒体の慣性力を検出する圧力センサ16とを備える。
次に、圧力センサ16の製造方法について説明する。まずSOI構造を有するSOI基板29の上部Si層26に不純物を、熱拡散法等によりドーピングして上部Si層26の一部をN型もしくはP型半導体としたピエゾ抵抗層27を形成する(図4)。
上記のように構成された圧力センサ16は、検知部18が流路12を塞ぐように設けられており、かつ検知部18に形成された隙間23は、媒体が流通しにくい大きさ(幅)に形成されている。したがってジャイロセンサ10は、図1に示す矢印方向に本体14を回転させると、流路12に充填された媒体が、流路12に形成された検知部18によって押される。これによって媒体は、本体14と一体的に回転する。すなわち圧力センサ16には、媒体を本体14と一体的に回転させるために必要な力、すなわち媒体の慣性力が作用する。このとき圧力センサ16に生じる圧力をP、本体14の半径をr、媒体の密度をρとすると、ジャイロセンサ10に生じた角加速度αは、下記式(1)によって表される。
α=P/(2πr・ρ・r)・・・(1)
(全体構成)
図12に示すジャイロセンサ100は、内部に流路102が形成された本体103が板状である点が、上記第1実施形態と異なる。以下、本実施形態に係るジャイロセンサ100の構成について詳細に説明する。なお、上記第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
次に、本実施形態に係るジャイロセンサ100の製造方法について説明する。ジャイロセンサ100は、所定の基材を積層して複数のジャイロセンサを備えた積層体を作製し、個々に分割して得られる。製造に用いられる基材は、中間層用基材、上層用基材、および下層用基材であり、それぞれの基材には、複数の流路を作製して複数のジャイロセンサが一括して得られるように、構成要素が複数設けられている。以下に詳細に説明する。
上記のように本実施形態のジャイロセンサ100は、第1実施形態の場合と同様の構成の圧力センサ112を備え、同様の媒体を充填することができる。したがって、流路102が図15に示す矢印方向に回転するように、ジャイロセンサ100に動きが与えられた際には、第1実施形態の場合と同様の作用が生じて同様の効果が得られる。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。
12,102 流路
14,103 本体
16,112 圧力センサ
22 カンチレバー部
23 隙間
37 枠体
104 連通部
106 上層
108 下層
110 中間層
62 温度補償用素子
Claims (7)
- 平面視において円環であり、管状に形成され、内部に流路が形成された本体と、
前記流路内に充填された媒体と、
前記流路内に設けられ、前記媒体の慣性力を検出する圧力センサとを備え、
前記圧力センサは、前記流路を仕切るように形成された弾性変形可能なカンチレバー部を有し、
前記カンチレバー部は前記円環の円周方向に弾性変形可能である
ことを特徴とするジャイロセンサ。 - 前記カンチレバー部は、ピエゾ抵抗層を有することを特徴とする請求項1記載のジャイロセンサ。
- 前記カンチレバー部の周囲に設けられ前記カンチレバー部の基端を保持する枠体と、前記カンチレバー部の間に形成された隙間が、前記媒体の平均自由行程の100倍以下であることを特徴とする請求項1又は2記載のジャイロセンサ。
- 前記媒体が液体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のジャイロセンサ。
- 前記カンチレバー部の温度特性を補償するための温度補償用素子が設けられたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のジャイロセンサ。
- 前記温度補償用素子は、前記カンチレバー部が有する温度に対する抵抗変化特性と同様の特性を有する非変形型カンチレバー部であることを特徴とする請求項5記載のジャイロセンサ。
- 内部に流路が形成された本体と、
前記流路内に充填された媒体と、
前記流路内に設けられ、前記媒体の慣性力を検出する圧力センサとを備え、
前記圧力センサは、前記流路を仕切るように形成された弾性変形可能なカンチレバー部を有し、
前記カンチレバー部の周囲に設けられ前記カンチレバー部の基端を保持する枠体と、前記カンチレバー部の間に形成された隙間が、前記媒体の平均自由行程の100倍以下である
ことを特徴とするジャイロセンサ。
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