JP6632726B2 - マイクロメカニカルヨーレートセンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
マイクロメカニカルヨーレートセンサは、自動車分野においては、例えば、ESPシステムにおいて、ロールオーバの検出のために、あるいは、ナビゲーションの目的で使用されている。ヨーレートセンサの課題は、回転軸線周りの車両の運動を正確に測定することである。
本発明は、第1の態様によれば、回転振動子軸受を有する回転振動子を備えたマイクロメカニカルヨーレートセンサを提供する。この回転振動子軸受は、ロッカーバーと、ロッカーバーをヨーレートセンサの基板に弾性的に接続させるロッカーバネロッドと、ロッカーバネロッドの反対側でロッカーバーを回転振動子に弾性的に接続させる2つの軸受バネロッドと、を含む。
回転振動子軸受の構造は、コンパクトな構造形態のもとで高度な線形駆動モードを可能にする。この線形駆動モードにおいては、駆動周波数よりも著しく高い周波数の場合に、障害モード(連結により駆動部から回転振動子の検出可能な傾動に伝達される不所望な振動)が現れる。そのため、この障害モードに基づき、検出された傾動信号に場合によっては重畳される障害を、簡単な手段、例えば駆動周波数を上回る限界周波数を有するローパスフィルタリングによって、高い信頼性のもとで抑制することができる。
Claims (10)
- 回転振動子軸受(157)を有する回転振動子(140)と、
第1のコリオリ素子(110)及び第2のコリオリ素子(120)であって、2つの鏡面対称な連結部材(101)によって互いに可動に連結されている、第1のコリオリ素子(110)及び第2のコリオリ素子(120)と、
互いに対向する第1の駆動バー(113)及び第2の駆動バー(123)であって、前記第1の駆動バー(113)及び前記第2の駆動バー(123)は、それぞれ、駆動電極を備えており、かつ、懸架バネ(130)を介して基板(155)に連結されている、第1の駆動バー(113)及び第2の駆動バー(123)と、
を備えたマイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)であって、
前記第1の駆動バー(113)及び前記第2の駆動バー(123)の一方の端部側の前記第1の駆動バー(113)と前記第2の駆動バー(123)との間に、前記回転振動子(140)が配置されており、前記回転振動子(140)と前記第1の駆動バー(113)とは第1のバネ(144)を介して連結されており、前記回転振動子(140)と前記第2の駆動バー(123)とは第2のバネ(145)を介して連結されており、
前記第1の駆動バー(113)及び前記第2の駆動バー(123)の他方の端部側の前記第1の駆動バー(113)と前記第2の駆動バー(123)との間に、前記第1のコリオリ素子(110)及び前記第2のコリオリ素子(120)が配置されており、前記第1の駆動バー(113)と前記第1のコリオリ素子(110)とは2つの第3のバネ(114)を介して連結されており、前記第2の駆動バー(123)と前記第2のコリオリ素子(120)とは2つの第4のバネ(124)を介して連結されており、
前記回転振動子軸受(157)は、
ロッカーバー(152)と、
前記ロッカーバー(152)を前記マイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)の基板(155)に弾性的に接続させるロッカーバネロッド(154)と、
前記ロッカーバネロッド(154)の反対側で前記ロッカーバー(152)を前記回転振動子(140)に弾性的に接続させる2つの軸受バネロッド(153)と、
を含み、
前記連結部材(101)は、
ロッカーバー(102)であって、前記ロッカーバー(102)は、その両端部にそれぞれ1つの連結バネロッド(103)を有しており、当該連結バネロッド(103)は、前記ロッカーバー(102)の端部を、前記第1のコリオリ素子(110)及び前記第2のコリオリ素子(120)のうちの対応するコリオリ素子に弾性的に接続する、ロッカーバー(102)と、
前記ロッカーバー(102)を前記マイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)の基板(155)の基板固定点(105)に弾性的に接続させるロッカーバネロッド(104)と
を含む、マイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)。 - 前記ロッカーバネロッド(154)は、前記ロッカーバー(152)に対して垂直に延在している、請求項1に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)。
- 前記軸受バネロッド(153)は、前記ロッカーバネロッド(154)の反対側で対称的に形成されている、請求項1又は2に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)。
- 前記軸受バネロッド(153)は、前記ロッカーバネロッド(154)に対して平行に延在している、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)。
- 前記第1の駆動バー(113)は、複数の第1の駆動電極支持体(136,137)を備え、前記複数の第1の駆動電極支持体(136,137)の各々には、複数の第1の駆動電極(138,139)が支持されており、前記第1の駆動バー(113)と、前記複数の第1の駆動電極支持体(136,137)と、前記複数の第1の駆動電極(138,139)とは、第1の駆動質量体(112)を形成し、
前記第2の駆動バー(123)は、複数の第2の駆動電極支持体(146,147)を備え、前記複数の第2の駆動電極支持体(146,147)の各々には、複数の第2の駆動電極(148,149)が支持されており、前記第2の駆動バー(123)と、前記複数の第2の駆動電極支持体(146,147)と、前記複数の第2の駆動電極(148,149)とは、第2の駆動質量体(122)を形成し、
前記ロッカーバネロッド(154)は、前記第1のバネ(144)及び前記第2のバネ(145)の間の接続直線に沿って延在する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)。 - 前記回転振動子軸受(157)は、さらなるロッカーバー(162)と、前記さらなるロッカーバー(162)を前記マイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)の前記基板(155)に弾性的に接続させるさらなるロッカーバネロッド(164)と、前記さらなるロッカーバネロッド(164)の反対側で前記さらなるロッカーバー(162)を前記回転振動子(140)に弾性的に接続させる2つのさらなる軸受バネロッド(163)とをさらに含む、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)。
- 前記ロッカーバネロッド(154)及び前記さらなるロッカーバネロッド(164)は、同一線上に形成される、請求項6に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)。
- 前記回転振動子(140)は、当該回転振動子(140)の第1の突起(156)と第2の突起(166)とを有し、前記軸受バネロッド(153)は、前記ロッカーバー(152)を、前記第1の突起(156)又は前記第2の突起(166)に接続させ、前記さらなる軸受バネロッド(163)は、前記さらなるロッカーバー(162)を、前記第1の突起(156)又は前記第2の突起(166)に接続させる、請求項6又は7に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)。
- 前記第1の突起(156)又は前記第2の突起(166)は、前記回転振動子(140)の凹部(170)の相互に対向している側に形成され、前記第1の突起(156)又は前記第2の突起(166)の間で、前記ロッカーバネロッド(154)は、前記ロッカーバー(152)を、前記さらなるロッカーバネロッド(164)は、前記さらなるロッカーバー(162)を、前記マイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)の前記基板(155)に接続させる、請求項8に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)。
- 請求項1乃至9のいずれか一項に記載のマイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)を製造する方法であって、
前記方法は、前記回転振動子軸受(157)を形成するステップを含み、
前記回転振動子軸受(157)を形成するステップは、
前記ロッカーバー(152)を形成するステップ(200)と、
前記ロッカーバー(152)及び前記マイクロメカニカルヨーレートセンサ(100)の前記基板(155)を、前記ロッカーバネロッド(154)を用いて弾性的に接続させるステップ(202)と、
前記ロッカーバー(152)及び前記回転振動子(140)を、2つの軸受バネロッド(153)を用いて前記ロッカーバネロッド(154)の反対側で弾性的に接続させるステップ(204)と、
を含む、方法。
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