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JP2014089049A - Angular velocity sensor - Google Patents

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JP2014089049A
JP2014089049A JP2012237459A JP2012237459A JP2014089049A JP 2014089049 A JP2014089049 A JP 2014089049A JP 2012237459 A JP2012237459 A JP 2012237459A JP 2012237459 A JP2012237459 A JP 2012237459A JP 2014089049 A JP2014089049 A JP 2014089049A
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JP
Japan
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angular velocity
fixed frame
vibration
detection element
velocity sensor
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Pending
Application number
JP2012237459A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Wada
健 和田
秀樹 ▲桑▼島
Hideki Kuwashima
Takao Noguchi
隆男 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an angular velocity sensor capable of preventing vibration of an angular velocity detection element from being leaked to the outside.SOLUTION: Vibration occurring in an angular velocity detection element 3 can be suppressed by a balancer 14 having inertia, a twisted spring portion 13 holds the angular velocity detection element 3 and the balancer 14 while damping vibration, and thereby vibration of an angular velocity detection element 3 can be prevented from being leaked to the outside. Furthermore, optimization of materials and dimensions of the balancer 14 and the twisted spring portion 13 can prevent vibration occurring in the angular velocity detection element 3 from being leaked to the outside.

Description

本発明は、圧電振動型ヨーレートセンサに代表される角速度センサに関するものである。   The present invention relates to an angular velocity sensor represented by a piezoelectric vibration type yaw rate sensor.

近年、圧電素子を用いた微小振動を検出するデバイスが多く活用されている。その一つとして、例えば、振動する質量体に回転が加えられた際に生じるコリオリ力に起因して発生する非常に微弱な振動や変位を、圧電素子を介して検出することにより、各方向における回転動作、すなわち、回転角速度を検知、測定することが可能な圧電振動型ヨーレートセンサや、ジャイロセンサなどの角速度センサが挙げられる。このうち、長寿命、低価格且つ、小型、軽量の角速度センサとして、基部を挟んで対向する複数の振動腕を有する角速度検出素子を備え、一方の振動腕、すなわち、駆動腕を平面内で駆動させ、コリオリ力によってその駆動方向と直交する方向へ生じた振動・変位を、他方の振動腕、すなわち、検出腕にて検知するH型角速度センサが提案され又は実用化されている。   In recent years, many devices that detect minute vibrations using piezoelectric elements have been utilized. As one of them, for example, by detecting very weak vibration and displacement caused by Coriolis force generated when rotation is applied to the vibrating mass body through the piezoelectric element, Examples thereof include an angular velocity sensor such as a piezoelectric vibration type yaw rate sensor and a gyro sensor that can detect and measure a rotational operation, that is, a rotational angular velocity. Among these, as a long-life, low-cost, compact and lightweight angular velocity sensor, it is equipped with an angular velocity detecting element having a plurality of vibrating arms facing each other across the base, and one vibrating arm, that is, the driving arm is driven in a plane. An H-type angular velocity sensor that detects vibration / displacement generated in the direction orthogonal to the driving direction by the Coriolis force by the other vibrating arm, that is, the detection arm has been proposed or put into practical use.

しかし、極めて小型で高感度な角速度センサを実現するには、各振動腕の共振周波数を利用し大きな変位を得ることが必要となる。また、例えば、自動車の姿勢挙動の検知に使われる角速度センサでは、耐振動特性、耐衝撃特性にも高い性能が要求される。   However, in order to realize an extremely small and highly sensitive angular velocity sensor, it is necessary to obtain a large displacement using the resonance frequency of each vibrating arm. In addition, for example, an angular velocity sensor used for detecting the attitude behavior of an automobile requires high performance in terms of vibration resistance and impact resistance.

角速度検出素子は、コリオリ力を得るための励振振動と、コリオリ力を検知する検知振動の、少なくとも2つの直交する振動モードが働き、複雑に振動する。これらの角速度検出素子の振動は、本来、素子の中で閉じた系で振動することが望ましいが、実際の角速度検出素子では加工の非対称性などによって生じる不要振動や、励振・検知に使用する振動モードのモード形状によっては、角速度検出素子の振動が素子の外部へと漏れることが避けられない。外部への振動を低減するために、シリコーンゴムなどの低剛性材料で支持をすれば、外部から印加される不要振動に対する耐振動特性の悪化や耐衝撃性能の悪化を生じることとなる。   The angular velocity detecting element vibrates in a complicated manner by acting at least two orthogonal vibration modes of an excitation vibration for obtaining a Coriolis force and a detection vibration for detecting the Coriolis force. It is desirable that vibrations of these angular velocity detection elements are originally vibrated in a closed system in the elements. However, in the actual angular velocity detection element, unnecessary vibrations caused by processing asymmetry, vibrations used for excitation and detection, etc. Depending on the mode shape of the mode, it is inevitable that the vibration of the angular velocity detection element leaks to the outside of the element. If the material is supported by a low-rigidity material such as silicone rubber in order to reduce external vibrations, the vibration-resistant characteristics against the unnecessary vibration applied from the outside and the shock-resistant performance are deteriorated.

特許文献1には、従来の、H型角速度センサの一例が示されている。H型の振動腕があり、振動腕には、励振するための駆動腕と、振動したときの振動状態を検出するための検出腕がある。振動腕を支持する支持梁があり、駆動腕2本と検出腕2本とからなる4本の振動腕がこの支持梁より突出してH字状に備えられている。支持梁を固定、支持するのが連結片であり、振動腕が振動する際の支持梁の歪み度合いを検出している歪み検出手段を有している。   Patent Document 1 shows an example of a conventional H-type angular velocity sensor. There is an H-shaped vibrating arm, and there are a driving arm for exciting and a detecting arm for detecting a vibration state when vibrating. There is a support beam that supports the vibrating arm, and four vibrating arms including two drive arms and two detection arms are provided in an H shape so as to protrude from the support beam. The connecting piece fixes and supports the support beam, and has strain detection means for detecting the degree of strain of the support beam when the vibrating arm vibrates.

上記のように構成された従来のH型角速度センサについて、その動作について説明する。まず、振動腕の長手方向と直交する方向の軸であるX軸に沿って一方の側の励振するための駆動腕を振動させると、振動状態を検出するための検出腕はX軸と直交するZ軸方向に沿って振動したときの振動状態を検出する。このとき、支持梁に設けられた歪み検出手段が支持梁の歪み度合いを検出する。この歪み検出手段は支持梁における連結片の突出部分の両側に配設されるという技術が、特許文献1には、開示されている。   The operation of the conventional H-type angular velocity sensor configured as described above will be described. First, when the driving arm for exciting one side is vibrated along the X axis which is an axis perpendicular to the longitudinal direction of the vibrating arm, the detection arm for detecting the vibration state is orthogonal to the X axis. A vibration state when vibrating along the Z-axis direction is detected. At this time, strain detection means provided on the support beam detects the degree of strain of the support beam. Patent Document 1 discloses a technique in which the strain detection means is disposed on both sides of the protruding portion of the connecting piece in the support beam.

特許文献2には、音叉型振動子を搭載したパッケージの角速度センサの一例が示されている。パッケージには、電子部品と何らかの部材を介して、もしくは、直接取り付けられた音叉型振動子が搭載されている。音叉型振動子が振動すると,パッケージへと伝達し、外部への振動漏れが生じるおそれがある。特にパッケージの材料にセラミックス等の軽量なものを使用したときには、振動漏れによって、音叉型振動子の特性が安定しないという問題が生じることが指摘されている。特許文献2においては、この解決手段として、音叉型振動子の幅方向がパッケージの長辺方向となるように音叉型振動子をパッケージに配置し、音叉型振動子をパッケージに保持したときの慣性を大きくする技術が開示されている。   Patent Document 2 shows an example of an angular velocity sensor of a package on which a tuning fork vibrator is mounted. The package is mounted with a tuning fork vibrator that is attached directly or via an electronic component and some member. When the tuning fork vibrator vibrates, it is transmitted to the package, and vibration leakage to the outside may occur. In particular, it has been pointed out that when a lightweight material such as ceramics is used as a package material, there is a problem that the characteristics of the tuning fork vibrator are not stable due to vibration leakage. In Patent Document 2, as a means for solving this problem, inertia when a tuning fork vibrator is arranged in a package so that the width direction of the tuning fork vibrator is in the long side direction of the package and the tuning fork vibrator is held in the package is disclosed. A technique for increasing the size is disclosed.

特許文献3には、音叉型振動子を搭載する支持部と、支持部と実装部とを接続する防振部から構成された角速度センサの一例が示されている。振動子を有する角速度センサにおいては、振動子の振動がその他の部品を通じ外部に漏れてしまう。このため、角速度センサをシステム等に実装した場合、振動状態が変化し、振動子の特性が変化してしまうことがある。特許文献3においては、音叉型振動子が振動すると支持部のおもりの慣性モーメントにより振動子の振動が低減される。さらに、この支持部を防振部と呼ぶシリコーンゴム等の低剛性部材にて保持することで外部振動漏れの防止と外部の振動の振動子への影響を低減させる方法が開示されている。   Patent Document 3 shows an example of an angular velocity sensor that includes a support portion on which a tuning fork vibrator is mounted, and a vibration isolation portion that connects the support portion and the mounting portion. In an angular velocity sensor having a vibrator, the vibration of the vibrator leaks to the outside through other components. For this reason, when the angular velocity sensor is mounted on a system or the like, the vibration state may change, and the characteristics of the vibrator may change. In Patent Document 3, when the tuning fork vibrator vibrates, the vibration of the vibrator is reduced by the moment of inertia of the weight of the support portion. Furthermore, a method for preventing external vibration leakage and reducing the influence of external vibration on the vibrator is disclosed by holding the support portion with a low-rigidity member such as silicone rubber called a vibration isolation portion.

特開平8−334332号公報JP-A-8-334332 特開2007−71672号公報JP 2007-71672 A 特開2008−8634号公報JP 2008-8634 A

しかしながら、特許文献1の従来の構成では、振動腕の動きに直接影響を及ぼす支持梁を連結片を用いて直接的に高い剛性でつなぐため、振動子の振動特性に悪影響を及ぼす問題点を有している。具体的には、連結片と角速度検出素子を搭載するパッケージとの線膨張係数は完全に一致させることができないため、外気温度の変化などセンサにかかる温度が変化した際に連結片とパッケージの長さの伸び量が異なり、これが固有振動数の変化となり特性が変化してしまう。また外部振動漏れの対策は全く考慮されていない。   However, in the conventional configuration of Patent Document 1, the support beam that directly affects the movement of the vibrating arm is directly connected with high rigidity using a connecting piece. doing. Specifically, since the linear expansion coefficient between the connecting piece and the package on which the angular velocity detecting element is mounted cannot be made to match completely, the length of the connecting piece and the package when the temperature applied to the sensor changes, such as a change in outside air temperature. The amount of elongation differs, and this changes the natural frequency and changes the characteristics. Also, no countermeasures against external vibration leakage are taken into consideration.

特許文献2の従来の構成では、振動子の幅方向をパッケージの長辺方向と合わせることで慣性を大きくし、振動子の振動を外部に漏れにくくしているが、振動子の振動は直接パッケージへ伝わることから効果が限定的になる問題点を有している。また、素子の方向で検知する方向が決まるため、角速度検出素子の配置による制約が生じる問題点も有している。   In the conventional configuration of Patent Document 2, the inertia is increased by aligning the width direction of the vibrator with the long side direction of the package, and the vibration of the vibrator is hardly leaked to the outside. It has a problem that the effect is limited because it is transmitted to. In addition, since the direction of detection is determined by the direction of the element, there is a problem that restrictions are imposed due to the arrangement of the angular velocity detection elements.

特許文献3の従来の構成では、シリコーンゴム部材のみで振動子を載せた重い支持部を保持する構造のため、低次のモード周波数が低くなる問題点を有している。低いモード周波数を利用して外部への振動漏れを低減するものであるが、シリコーンゴムによる固定は高さなどの組立て寸法の安定性確保が難しく、製造の管理に負荷が生じる。また、周囲の温度変化に対して体積変化を起こしやすく、角速度センサの特性変化を生じやすい。さらに、シリコーンゴムは低剛性のために外部から加わる振動が振動子に対して悪影響を及ぼすことも懸念される。また、特許文献1と同様にセンサにかかる温度が変化した際、シリコーンゴムの剛性が変化するため、この構造でも固有振動数の変化により特性が変化することは回避できない。さらに、そもそもシリコーンゴムなどの樹脂は自動車向けの高い品質要求を満足することが難しい。   The conventional configuration of Patent Document 3 has a problem that a low-order mode frequency is lowered because the heavy support portion on which the vibrator is placed is held only by the silicone rubber member. Although a low mode frequency is used to reduce vibration leakage to the outside, fixing with silicone rubber makes it difficult to ensure the stability of the assembly dimensions such as height, and this imposes a burden on manufacturing management. In addition, a volume change is likely to occur with respect to a change in ambient temperature, and a characteristic change of the angular velocity sensor is likely to occur. Further, since silicone rubber has low rigidity, there is a concern that externally applied vibration may adversely affect the vibrator. Similarly to Patent Document 1, when the temperature applied to the sensor changes, the rigidity of the silicone rubber changes. Therefore, even in this structure, it cannot be avoided that the characteristics change due to the change of the natural frequency. Furthermore, in the first place, it is difficult for resins such as silicone rubber to satisfy high quality requirements for automobiles.

本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、角速度検出素子の振動が外部へ漏れることを防ぐことができる角速度センサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide an angular velocity sensor that can prevent the vibration of the angular velocity detection element from leaking to the outside.

本発明は、基部と、1対である2本の駆動腕と1対である2本の検出腕を有する角速度検出素子と、固定フレームを介して、前記角速度検出素子を保持するためのパッケージ、を有する角速度センサであって、前記角速度検出素子の、1対の前記駆動腕と1対の前記検出腕は、前記基部を基点として、互いに、反対向きに長手方向に延伸しており、前記角速度検出素子は、前記基部と、前記固定フレームの台座において固定され、1対の前記駆動腕と1対の前記検出腕が延伸する長手方向に平行であって、前記角速度検出素子を線対称とする長手方向に伸びる軸である回転の中心軸を有し、前記固定フレームは、前記回転の中心軸に対して線対称に、前記角速度検出素子の基部付近にバランサを備え、さらに、前記回転の中心軸に沿うように、ねじりバネ部を備えていることを特徴とする角速度センサである。   The present invention includes an angular velocity detecting element having a base, a pair of two driving arms and a pair of two detecting arms, and a package for holding the angular velocity detecting element via a fixed frame, The pair of drive arms and the pair of detection arms of the angular velocity detection element extend in the longitudinal direction opposite to each other with the base as a base point, and the angular velocity sensor The detection element is fixed at the base and a base of the fixed frame, is parallel to a longitudinal direction in which the pair of drive arms and the pair of detection arms extend, and the angular velocity detection element is axisymmetric. A center axis of rotation which is an axis extending in a longitudinal direction, and the fixed frame is provided with a balancer in the vicinity of a base portion of the angular velocity detecting element in line symmetry with respect to the center axis of rotation; Along the axis An angular velocity sensor characterized by comprising a torsion spring unit.

このような構成にすることによって、角速度検出素子に生じる振動は、慣性を持つバランサによって抑制することができ、さらにはねじりバネ部が角速度検出素子とバランサを制振しつつ保持することによって、角速度検出素子の振動が外部へ漏れることを防ぐことができる。   With such a configuration, vibration generated in the angular velocity detection element can be suppressed by the balancer having inertia, and furthermore, the torsion spring portion holds the angular velocity detection element and the balancer while damping the angular velocity. It is possible to prevent the vibration of the detection element from leaking to the outside.

また、バランサ、及び、ねじりバネ部の材料や、各寸法を最適化することで、角速度検出素子に生じる振動が外部へ漏れることを防ぐことができる。   Further, by optimizing the materials and the dimensions of the balancer and the torsion spring portion, it is possible to prevent the vibration generated in the angular velocity detecting element from leaking to the outside.

本発明により、角速度検出素子の振動が外部へ漏れることを防ぐことができる角速度センサを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an angular velocity sensor that can prevent the vibration of the angular velocity detection element from leaking to the outside.

実施形態の角速度センサを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the angular velocity sensor of embodiment. 実施形態の角速度検出素子構造体を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the angular velocity detection element structure of embodiment. 実施形態の角速度検出素子構造体を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the angular velocity detection element structure of embodiment. 比較構造の固定部反力のシミュレーション値を示す図である。It is a figure which shows the simulation value of the fixed part reaction force of a comparison structure. 実施形態の固定部反力のシミュレーション値を示す図である。It is a figure which shows the simulation value of the fixed part reaction force of embodiment. 実施形態の材料の密度と固定部最大反力の関係を示す図である。It is a figure which shows the density of the material of embodiment, and the relationship between fixed part maximum reaction force. 実施形態の変形例の角速度センサを示す部分的断面斜視図である。It is a partial section perspective view showing the angular velocity sensor of the modification of an embodiment.

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに以下に記載した構成要素は、適宜組み合わせることができる。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined.

(実施形態)
実施形態について、図を用いて説明する。これらの図においては形状を分かりやすくするために、電極、及び、配線部を省略している。当然ながら、実際のセンサではこれらが必要になる。
(Embodiment)
Embodiments will be described with reference to the drawings. In these drawings, electrodes and wiring portions are omitted for easy understanding of the shape. Of course, these are necessary for actual sensors.

図1は本実施形態の圧電振動型の角速度センサ1の分解斜視図であり、図1において、角速度センサ1は、角速度検出素子3と、角速度検出素子3を、固定フレーム4を介して、保持するためのパッケージ5を備えている。パッケージ5は、角速度検出素子3と固定フレーム4を搭載するケースに相当し、角速度検出素子3と外部の電気回路とを接続する手段を備えている。図示はしていないが、角速度センサ1は角速度を検知するシステムを構成する1つの部品であり、多くの場合において、周囲の回路部品と共に回路基板に実装されて使われる。実施形態においては、この回路基板のことを外部回路基板と呼ぶこととする。   FIG. 1 is an exploded perspective view of a piezoelectric vibration type angular velocity sensor 1 of the present embodiment. In FIG. 1, the angular velocity sensor 1 holds an angular velocity detection element 3 and an angular velocity detection element 3 via a fixed frame 4. A package 5 is provided. The package 5 corresponds to a case in which the angular velocity detection element 3 and the fixed frame 4 are mounted, and includes means for connecting the angular velocity detection element 3 and an external electric circuit. Although not shown, the angular velocity sensor 1 is one component that constitutes a system for detecting the angular velocity. In many cases, the angular velocity sensor 1 is used by being mounted on a circuit board together with surrounding circuit components. In the embodiment, this circuit board is referred to as an external circuit board.

コリオリ力によって角速度の検出を行う角速度検出素子3の形状としては、略U字形状、略H字形状をした音叉型などが挙げられる。特に、H字形状をしたH型角速度検出素子は高感度かつ低ノイズを実現するのに適した形状である。   Examples of the shape of the angular velocity detecting element 3 that detects the angular velocity by the Coriolis force include a tuning fork type having a substantially U shape and a substantially H shape. In particular, the H-shaped angular velocity detecting element having an H shape is a shape suitable for realizing high sensitivity and low noise.

また、図1において、角速度検出素子3は、固定フレーム4と、台座6を介して接続されている。台座6の大きさは、角速度検出素子3の振動腕の動きを阻害しないものであって、厚みもまた、振動腕が振動した際にパッケージ5や固定フレーム4と干渉しない距離となるように最適化されている。   In FIG. 1, the angular velocity detection element 3 is connected to the fixed frame 4 via a pedestal 6. The size of the pedestal 6 does not hinder the movement of the vibrating arm of the angular velocity detecting element 3, and the thickness is also optimal so that it does not interfere with the package 5 and the fixed frame 4 when the vibrating arm vibrates. It has become.

図2は、本実施形態の角速度検出素子構造体2の詳細を示す分解斜視図であり、図3は、本実施形態の角速度検出素子構造体2の詳細を示す斜視図である。角速度検出素子構造体2とは、角速度検出素子3が、固定フレーム4と、台座6を介して接続された構造体のことである。   FIG. 2 is an exploded perspective view showing details of the angular velocity detecting element structure 2 of the present embodiment, and FIG. 3 is a perspective view showing details of the angular velocity detecting element structure 2 of the present embodiment. The angular velocity detection element structure 2 is a structure in which the angular velocity detection element 3 is connected to the fixed frame 4 via the pedestal 6.

図2において、角速度検出素子3は、中央に位置する基部7と、基部7を挟んで所定の一方向に延びる1対の駆動腕8、及び、駆動腕8とは反対方向に延びる1対の検出腕9を備えている。基部7、駆動腕8、検出腕9から構成される角速度検出素子3は、共通の材料、例えばSiや水晶からなり、一般的なSi等からなるウェハのパターニング加工(MEMS加工)によって一体に又は一括で形成され得る。   In FIG. 2, the angular velocity detection element 3 includes a base portion 7 located at the center, a pair of driving arms 8 extending in a predetermined direction across the base portion 7, and a pair of driving arms 8 extending in the opposite direction to the driving arms 8. A detection arm 9 is provided. The angular velocity detecting element 3 composed of the base 7, the driving arm 8, and the detecting arm 9 is made of a common material, for example, Si or quartz, and integrally or by patterning processing (MEMS processing) of a wafer made of general Si or the like. It can be formed in a lump.

駆動腕8、及び、検出腕9は、振動腕であり、各腕には、振動可能にするための圧電素子が設けられている。なお、圧電素子は、省略しており、図示していないが、PZT等の圧電材料から構成されている。圧電素子に対して電気的な信号が入出力されて、振動可能な構成となっている。図1のように、角速度検出素子3の保持方向は、検出対象となる図3に示す回転の中心軸10の方向に角速度検出素子3の長手方向が合致するように選択されている。図3に示すように、基部7は、固定フレーム4と台座6を介して接続される固定部11と、駆動腕7、検出腕8を支持する支持部12とから構成されている。固定部11は、基部7の略中央に位置している。回転の中心軸10は、角速度検出素子3と固定フレーム4、すなわち角速度検出素子構造体2の回転の中心であって、1対の駆動腕8と1対の検出腕9が延伸する長手方向に平行であって、厚み方向にねじりバネ部13のほぼ中心にあり、角速度検出素子3を長手方向に線対称とする軸である。   The drive arm 8 and the detection arm 9 are vibration arms, and each arm is provided with a piezoelectric element for enabling vibration. Note that the piezoelectric element is omitted and is not shown, but is made of a piezoelectric material such as PZT. An electric signal is input to and output from the piezoelectric element, and the piezoelectric element can vibrate. As shown in FIG. 1, the holding direction of the angular velocity detection element 3 is selected so that the longitudinal direction of the angular velocity detection element 3 matches the direction of the rotation center axis 10 shown in FIG. As shown in FIG. 3, the base portion 7 includes a fixed portion 11 connected via the fixed frame 4 and the pedestal 6, and a support portion 12 that supports the drive arm 7 and the detection arm 8. The fixing portion 11 is located at the approximate center of the base portion 7. The center axis 10 of rotation is the center of rotation of the angular velocity detection element 3 and the fixed frame 4, that is, the angular velocity detection element structure 2, and is in the longitudinal direction in which the pair of driving arms 8 and the pair of detection arms 9 extend. It is an axis that is parallel and substantially at the center of the torsion spring portion 13 in the thickness direction, and that makes the angular velocity detection element 3 line-symmetric with respect to the longitudinal direction.

角速度センサ1は、駆動腕8を初期的に励振させる駆動振動モードと、その駆動振動の向きと直交し、検出腕9にて角速度を検知する検出振動モードとで動作する。コリオリ力の検出のために選択した検出振動モードの共振周波数に近い周波数にて駆動腕8を駆動させると、駆動振動に対して駆動腕8及び検出腕9の双方が揺れやすい構成となり、より大きな検出信号を得ることが可能であり、角速度センサ自体の感度が向上することが経験上確認されている。つまり、検出振動の共振周波数と、駆動振動の共振周波数を近接させ、更にそれらに近い周波数で駆動腕8を駆動させると、センサの感度が最大化すると考えて良い。   The angular velocity sensor 1 operates in a drive vibration mode in which the drive arm 8 is initially excited and a detection vibration mode in which the detection arm 9 detects the angular velocity orthogonal to the direction of the drive vibration. When the drive arm 8 is driven at a frequency close to the resonance frequency of the detection vibration mode selected for detecting the Coriolis force, both the drive arm 8 and the detection arm 9 are likely to swing with respect to the drive vibration. It has been confirmed from experience that a detection signal can be obtained and the sensitivity of the angular velocity sensor itself is improved. That is, it can be considered that the sensitivity of the sensor is maximized when the resonance frequency of the detected vibration and the resonance frequency of the drive vibration are brought close to each other and the drive arm 8 is driven at a frequency close thereto.

しかしながら、従来の圧電振動型角速度センサのように、パッケージ5に角速度検出素子3が直接固定されている場合において、角速度が印加されていないにも関わらず、角速度検出素子3の非対称性などにより検出腕9は駆動腕8と直交する方向に振動を始めてしまう場合がある。この現象は漏れ振動などと呼ばれている。漏れ振動も検出振動モードによって生じるものであり、駆動振動モードと直交する面外方向の振動である。   However, when the angular velocity detection element 3 is directly fixed to the package 5 as in the conventional piezoelectric vibration type angular velocity sensor, the detection is performed by the asymmetry of the angular velocity detection element 3 even though the angular velocity is not applied. The arm 9 may start to vibrate in a direction orthogonal to the drive arm 8. This phenomenon is called leakage vibration. Leakage vibration is also caused by the detection vibration mode, and is vibration in the out-of-plane direction orthogonal to the drive vibration mode.

周波数の隣接と角速度検出素子3の非対称性などにより漏れ振動が生じると、角速度検出素子3には長手軸10を中心として回転しようとする力が発生する。角速度検出素子3のモーメントはパッケージ5の角速度検出素子搭載面に反力として伝えられ、この力が外部回路基板を振動させてしまう。この漏れ振動が角速度検出素子3からパッケージ5を通して外部に漏れることがあると、その漏れ振動により角速度センサ1を搭載した図示しない外部回路基板が共振を起こしオフセット出力としてセンサが誤って不要な振動を検出する不具合を生じ、センサとして特性の悪化につながってしまう。   When leakage vibration occurs due to the asymmetry of the frequency adjacent to the angular velocity detection element 3 or the like, the angular velocity detection element 3 generates a force to rotate about the longitudinal axis 10. The moment of the angular velocity detection element 3 is transmitted as a reaction force to the surface of the package 5 where the angular velocity detection element is mounted, and this force vibrates the external circuit board. If this leakage vibration leaks from the angular velocity detecting element 3 to the outside through the package 5, the external circuit board (not shown) on which the angular velocity sensor 1 is mounted resonates due to the leakage vibration, and the sensor erroneously generates unnecessary vibration as an offset output. This causes a defect to be detected, leading to deterioration of characteristics as a sensor.

図2において、角速度検出素子3の、振動腕は、駆動腕8と検出腕9から成り、固定フレーム4の長手方向と平行に延伸しており、基部7を基点として、1対の駆動腕8と1対の検出腕9が、互いに、反対方向に延伸しており、駆動腕8側と、検出腕9側に、それぞれ少なくとも1本のねじりバネ部13を備えることが好ましい。このようにすることによって、厚み方向に並進運動する振動、衝撃に対して非常に高い剛性を維持でき、振動が外部へ漏れることを防ぐ角速度センサ1を得ることができる。   In FIG. 2, the vibrating arm of the angular velocity detecting element 3 includes a driving arm 8 and a detecting arm 9, which extends in parallel with the longitudinal direction of the fixed frame 4, and has a pair of driving arms 8 with a base 7 as a base point. It is preferable that the pair of detection arms 9 extend in opposite directions to each other, and at least one torsion spring portion 13 is provided on each of the drive arm 8 side and the detection arm 9 side. By doing in this way, the angular velocity sensor 1 which can maintain very high rigidity with respect to the vibration and impact which translate in the thickness direction and prevents the vibration from leaking to the outside can be obtained.

図2において、固定フレーム4は、角速度検出素子3をパッケージ5に固定させるためのフレームであって、角速度検出素子3の振動が外部へ漏れることを防ぐための、ねじりバネ部13とバランサ14とからなる耐振動構造を有している。固定フレーム4の内側には、バランサ14と呼ばれる幅方向すなわち、X軸方向に1対のおもりがあり、それを駆動腕8と検出腕9のそれぞれの方向に一直線上に伸びるねじりバネ部13が支える構成となっている。   In FIG. 2, a fixed frame 4 is a frame for fixing the angular velocity detecting element 3 to the package 5, and a torsion spring portion 13 and a balancer 14 for preventing the vibration of the angular velocity detecting element 3 from leaking to the outside. It has a vibration resistant structure. Inside the fixed frame 4, there is a pair of weights called a balancer 14 in the width direction, that is, the X-axis direction, and a torsion spring portion 13 that extends in a straight line in the directions of the drive arm 8 and the detection arm 9. It has a structure to support.

図2において、ねじりバネ部13は、好ましくはステンレスなどの金属材料により構成される。ねじりバネ部13は、例えば、断面が長方形の角柱形状などが使用でき、特に角柱形状は厚み方向、すなわち、Z軸方向の振動の剛性と幅方向、すなわち、X軸方向の振動の剛性とを明確に分けることができる点から好ましい。一例として耐衝撃性の点から、厚み方向への剛性を維持したまま幅方向にはある程度の自由度を持たせたい場合、厚み方向の寸法を大きく、幅方向の寸法を狭めに構成すればよい。   In FIG. 2, the torsion spring 13 is preferably made of a metal material such as stainless steel. For example, the torsion spring portion 13 can have a rectangular column shape with a rectangular cross section. In particular, the prism shape has a thickness direction, i.e., Z-axis direction vibration rigidity and width direction, i.e., X-axis direction vibration rigidity. This is preferable because it can be clearly divided. As an example, from the point of impact resistance, if you want to have a certain degree of freedom in the width direction while maintaining rigidity in the thickness direction, you can configure a larger size in the thickness direction and a smaller size in the width direction. .

図2において、バランサ14は、ねじりバネ部13と同じ材料が好ましく、密度の大きい材料により構成される。バランサ14は、例えば、角速度検出素子3の基部7近傍で幅方向、すなわち、X軸方向に突出する形状などが使用でき、特に幅方向と同時に長手方向、すなわち、Y軸方向にも突出した形状にすれば、厚み方向、すなわち、Z軸方向に対してより大きなおもりとして機能する点から望ましい。   In FIG. 2, the balancer 14 is preferably made of the same material as that of the torsion spring portion 13 and is made of a material having a high density. The balancer 14 can use, for example, a shape that protrudes in the width direction, that is, the X-axis direction in the vicinity of the base portion 7 of the angular velocity detection element 3, and in particular, a shape that protrudes in the longitudinal direction, that is, the Y-axis direction simultaneously with the width direction. If so, it is desirable because it functions as a larger weight in the thickness direction, that is, in the Z-axis direction.

また、バランサ14、及び、ねじりバネ部13は、ステンレス合金や鉄ニッケルコバルト合金などの金属材料にて構成されていることが好ましい。金属材料を用いることで、厚み方向に並進運動する振動に対しては高い剛性を維持できるため、振動が外部へ漏れることを防ぐ角速度センサが得られる。   Moreover, it is preferable that the balancer 14 and the torsion spring part 13 are comprised with metal materials, such as a stainless alloy and an iron nickel cobalt alloy. By using a metal material, high rigidity can be maintained against vibration that translates in the thickness direction, and thus an angular velocity sensor that prevents leakage of vibration to the outside can be obtained.

バランサ14の大きさは、幅方向、すなわち、X軸方向に大きければ大きいほど、慣性が高まり、より大きな効果を得ることができる。逆に、幅方向の大きさが小さいと慣性も小さくなり、十分な効果を得ることができない。ただし、バランサ14の機能にとって重量が重要であり、厚みと密度によっても得られる効果の度合いが変わる。より大きな効果を得るための理想的な形状は、幅方向に非常に大きい形状とすることであるが、極端な縦横比の不釣り合いは、角速度検出素子3を収めるパッケージ5のサイズ増大も引起し、コストアップになる。長手方向、すなわち、Y軸方向にも形状を広げることで、パッケージ5のサイズをむやみに大きくせずにバランサ14の重量を増やすことができる。また、バランサ14の回転モーメントが大きくなることによって、ねじりバネ部13の効果がより高まるので、角速度検出素子3の振動が外部へ漏れることをより防ぐことができる。   The larger the balancer 14 is in the width direction, that is, in the X-axis direction, the higher the inertia and the greater the effect. On the other hand, if the size in the width direction is small, the inertia is also small and a sufficient effect cannot be obtained. However, weight is important for the function of the balancer 14, and the degree of the effect obtained varies depending on the thickness and density. The ideal shape for obtaining a greater effect is to have a very large shape in the width direction, but the extreme imbalance of the aspect ratio also causes an increase in the size of the package 5 that houses the angular velocity detection element 3. Cost up. By extending the shape in the longitudinal direction, that is, in the Y-axis direction, the weight of the balancer 14 can be increased without unnecessarily increasing the size of the package 5. Moreover, since the effect of the torsion spring portion 13 is further increased by increasing the rotational moment of the balancer 14, it is possible to further prevent the vibration of the angular velocity detecting element 3 from leaking to the outside.

本実施形態において、角速度検出素子3の大きさは、長手方向が約5[mm]、幅方向が約1[mm]である。固定フレーム4の大きさは、長手方向が約6[mm]、幅方向が約4[mm]である。また、バランサ14の大きさは、長手方向に約2[mm]、幅方向が約1[mm]であり、これが、幅方向に1対に配置されている。ねじりバネ部13は、幅が約0.3[mm]、厚さも約0.3[mm]である。   In the present embodiment, the angular velocity detection element 3 has a size of about 5 [mm] in the longitudinal direction and about 1 [mm] in the width direction. The size of the fixed frame 4 is about 6 [mm] in the longitudinal direction and about 4 [mm] in the width direction. The balancer 14 has a size of about 2 [mm] in the longitudinal direction and about 1 [mm] in the width direction, which are arranged in a pair in the width direction. The torsion spring portion 13 has a width of about 0.3 [mm] and a thickness of about 0.3 [mm].

図4、図5に、この実施形態による効果のグラフを示す。図4、図5は、駆動周波数にて駆動腕8を振動させたときの角速度検出素子3の基部7の略中央に位置する台座6と接続される固定部11の反力をシミュレーションした結果である。縦軸は固定部11の反力値を示している。固定部11の反力とは、変位、または、変位0の拘束を強制的に定義した点に発生する反作用する力を示しており、この値が小さいほど角速度検出素子3がパッケージ5を揺らす力が減ることから外部に漏れる振動も小さくなる。横軸には位相を示しており、単位は時間[秒]である。   4 and 5 show graphs of effects according to this embodiment. 4 and 5 are simulation results of the reaction force of the fixed portion 11 connected to the pedestal 6 located substantially at the center of the base portion 7 of the angular velocity detecting element 3 when the driving arm 8 is vibrated at the driving frequency. is there. The vertical axis represents the reaction force value of the fixed portion 11. The reaction force of the fixed portion 11 indicates a reaction force that occurs at a point where displacement or a constraint of displacement 0 is forcibly defined. The smaller this value, the more the angular velocity detection element 3 swings the package 5. Therefore, vibration leaking to the outside is also reduced. The horizontal axis indicates the phase, and the unit is time [second].

図4のグラフは、固定フレーム4を備えていない、すなわち、比較構造の反力値をプロットした結果であり、図5のグラフは実施形態の耐振動構造を有する固定フレーム4を備えた反力値をプロットした結果である。プロットした線は複数観察したポイントの中から正負の向きにそれぞれ最も振幅の大きい点について観察した結果である。位相0度の点から正の反力で始まる挙動を○マークで表し、逆に位相0度の点から負の反力で始まる挙動を□マークで表している。図4から、比較構造、すなわち、固定フレーム4を備えていない構造では、反力値が最大0.6[mN]の反力が検出された。一方、図5から、実施形態の耐振動構造を有する固定フレーム4を備えた構成では、比較構造に比べて、約1/3の最大0.2[mN]まで反力を低減できている。すなわち、角速度検出素子3の外部への振動漏れを大幅に低減、改善できたことを示している。なお、図4と図5の縦軸の数値は、10−4をかける値となる。 4 is a result of plotting the reaction force value of the comparative structure without the fixed frame 4, and the graph of FIG. 5 is a reaction force with the fixed frame 4 having the vibration-resistant structure of the embodiment. It is the result of plotting the values. The plotted line is the result of observing the point having the largest amplitude in the positive and negative directions from the plurality of observed points. A behavior that starts with a positive reaction force from a point of phase 0 is represented by a circle, and a behavior that starts with a negative reaction force from a point of phase 0 is represented by a square. From FIG. 4, a reaction force having a maximum reaction force value of 0.6 [mN] was detected in the comparative structure, that is, the structure without the fixed frame 4. On the other hand, from FIG. 5, in the configuration including the fixed frame 4 having the vibration-resistant structure of the embodiment, the reaction force can be reduced to a maximum of 0.2 [mN], which is about 1/3, as compared with the comparative structure. That is, it shows that the vibration leakage to the outside of the angular velocity detecting element 3 can be greatly reduced and improved. The numerical values on the vertical axis in FIGS. 4 and 5 are values multiplied by 10 −4 .

また、ねじりバネ部13は、駆動腕8側と検出腕9側とで異なる長さになっていることも好ましい。角速度検出素子3は、より高い検出感度を得るために駆動腕8と検出腕9の長さを異ならせる設計が行われることがある。多くの場合、強制的に振動させる手段を持つ駆動腕8の長さが短く、駆動腕8の振動によって連成的に振動が生じる検出腕9の長さが長く設計される。これによって角速度検出素子3の重心はやや検出腕9側に位置し、角速度検出素子3の厚み方向に振動する検出振動は、駆動腕8側と検出腕9側とで異なる振幅を持ったアンバランスな振動となる。ねじりバネ13の長さを駆動腕8側と検出腕9側とで異ならせることにより、このアンバランスを修正することができ、角速度検出素子3から外部に漏れる振動を低減することができる。   It is also preferable that the torsion spring portions 13 have different lengths on the drive arm 8 side and the detection arm 9 side. The angular velocity detection element 3 may be designed so that the lengths of the drive arm 8 and the detection arm 9 are different in order to obtain higher detection sensitivity. In many cases, the length of the drive arm 8 having the means for forcibly vibrating is short, and the length of the detection arm 9 in which the vibration is generated by the vibration of the drive arm 8 is long. As a result, the center of gravity of the angular velocity detection element 3 is located slightly on the detection arm 9 side, and the detection vibration that vibrates in the thickness direction of the angular velocity detection element 3 is unbalanced with different amplitudes on the drive arm 8 side and the detection arm 9 side. Vibration. By making the length of the torsion spring 13 different between the drive arm 8 side and the detection arm 9 side, this imbalance can be corrected, and vibration leaking from the angular velocity detection element 3 to the outside can be reduced.

図6に、実施形態の、バランサ14、及び、ねじりバネ部13に用いる材料の密度と固定部11に発生する最大反力の関係をシミュレーション解析した結果を示す。バランサ14、及び、ねじりバネ13の密度を4000[kg/m]以上にしたところから急激に固定部の最大反力は減少する。これは密度の増加によりバランサ14、及び、ねじりバネ部13の質量が増加し、角速度検出素子3がパッケージ5を揺らす力を上回るためである。バランサ14、及び、ねじりバネ部13の材料は密度4000[kg/m]以上が好ましい。なお、図6の縦軸の数値は、10−4をかける値となる FIG. 6 shows the result of simulation analysis of the relationship between the density of the material used for the balancer 14 and the torsion spring portion 13 and the maximum reaction force generated in the fixed portion 11 in the embodiment. When the density of the balancer 14 and the torsion spring 13 is increased to 4000 [kg / m 3 ] or more, the maximum reaction force of the fixed portion decreases rapidly. This is because the mass of the balancer 14 and the torsion spring portion 13 increases due to the increase in density, and the angular velocity detection element 3 exceeds the force that shakes the package 5. The material of the balancer 14 and the torsion spring portion 13 preferably has a density of 4000 [kg / m 3 ] or more. In addition, the numerical value of the vertical axis | shaft of FIG. 6 becomes a value which multiplies 10-4.

実施形態の、構成にすることによって、角速度検出素子に生じる振動は、慣性を持つバランサによって抑制することができ、さらにはねじりバネ部が角速度検出素子とバランサを制振しつつ保持することによって、角速度検出素子の振動が外部へ漏れることを防ぐことができる。   With the configuration of the embodiment, vibration generated in the angular velocity detection element can be suppressed by a balancer having inertia, and further, the torsion spring portion holds the angular velocity detection element and the balancer while suppressing vibrations. It is possible to prevent the vibration of the angular velocity detecting element from leaking to the outside.

また、前記駆動腕側のねじりバネ部と、前記検出腕側のねじりバネ部の、それぞれの延伸方向の長さは、駆動腕側よりも検出腕側の方が長いことも好ましい。こうすることにより、角速度検出素子に生じる振動の中で、主に駆動腕と検出腕とのアンバランスにより生じる振動を抑え、角速度検出素子の振動が外部へ漏れることを防ぐことができる。   It is also preferable that the length of the torsion spring portion on the drive arm side and the torsion spring portion on the detection arm side in the extending direction is longer on the detection arm side than on the drive arm side. By doing so, it is possible to suppress vibration generated mainly by imbalance between the drive arm and the detection arm among vibrations generated in the angular velocity detection element, and to prevent the vibration of the angular velocity detection element from leaking to the outside.

(変形例)
図7に、実施形態の変形例について、図3のA−A線で切ったときの、角速度検出素子3の基部7を中心とした断面部分斜視図を示す。実施形態は、パッケージ5と固定フレーム4は固定されているが、変形例では、パッケージ5より突出した突起15が角速度検出素子3の重心位置近傍を支持する構造となっている。角速度検出素子3の振動が外部に漏れる原因は、駆動腕8と検出腕9の振動のアンバランスにより生じた厚み方向、すなわち、Z軸方向の振動が伝達することである。図7に示す実施形態の変形例のように、耐振動構造を有する固定フレーム4を、突起15で支持することで、耐振動構造が厚み方向に振動することを防止できるだけでなく、突起15の頂点を中心に左右の稼動が容易になることから、ねじりバネ部13の効果をより高めることも可能になる。言い換えると、厚み方向に並進運動する振動に対しては高い剛性で角速度検出素子を押さえつつ、左右方向の振動は回転自由度を持たせることができ、高い耐振動性能を持たせることができる。
(Modification)
FIG. 7 shows a partial cross-sectional perspective view centering on the base portion 7 of the angular velocity detection element 3 when cut along the line AA in FIG. In the embodiment, the package 5 and the fixed frame 4 are fixed, but in a modified example, the protrusion 15 protruding from the package 5 has a structure that supports the vicinity of the center of gravity of the angular velocity detection element 3. The reason why the vibration of the angular velocity detection element 3 leaks to the outside is that the vibration in the thickness direction, that is, the Z-axis direction, which is generated due to the vibration imbalance between the drive arm 8 and the detection arm 9 is transmitted. As in the modification of the embodiment shown in FIG. 7, by supporting the fixed frame 4 having the vibration-resistant structure with the protrusions 15, not only can the vibration-resistant structure be prevented from vibrating in the thickness direction, Since the left and right operations are facilitated around the apex, the effect of the torsion spring portion 13 can be further enhanced. In other words, with respect to the vibration that translates in the thickness direction, the vibration in the left-right direction can have a degree of freedom of rotation while holding the angular velocity detecting element with high rigidity and high vibration resistance.

図7の変形例において、突起15は、固定フレームを頂部で支持されていれば、特に大きさの指定は必要ない。この例では、半球状の形状になっており、半径が約0.2[mm]で高さ30[μm]である。突起は印刷等の技術を用いて形成することができる。   In the modification of FIG. 7, the size of the protrusion 15 is not particularly required as long as the fixed frame is supported at the top. In this example, the shape is hemispherical, the radius is about 0.2 [mm], and the height is 30 [μm]. The protrusions can be formed using a technique such as printing.

また、バランサ14は、ねじりバネ13を備えた固定フレーム4と一体であって、角速度センサ1は、角速度検出素子3を、固定フレーム4を介して保持するためのパッケージ5を備えており、角速度検出素子3の重心、または、角速度検出素子3と固定フレーム4の両部材における重心位置近傍で、固定フレーム4から突出する突起15によって、パッケージ5と固定フレーム4が支持されていることが好ましい。このようにすることによって、パッケージ5側の形状はなんら変更する必要がなく、従来のパッケージが使えるためにコストアップを抑えつつ、高い耐振動性能を持つ角速度センサ1を得ることができる。   The balancer 14 is integrated with the fixed frame 4 provided with the torsion spring 13, and the angular velocity sensor 1 includes a package 5 for holding the angular velocity detection element 3 via the fixed frame 4. It is preferable that the package 5 and the fixed frame 4 are supported by a protrusion 15 protruding from the fixed frame 4 in the vicinity of the center of gravity of the detection element 3 or the position of the center of gravity of both members of the angular velocity detection element 3 and the fixed frame 4. By doing so, it is not necessary to change the shape on the package 5 side, and since the conventional package can be used, it is possible to obtain the angular velocity sensor 1 having high vibration resistance while suppressing an increase in cost.

本発明に係わる角速度センサは、自動車、カーナビゲーション、手ぶれ防止カメラ、等の物質の回転による角速度を検出する用途に利用できる。   The angular velocity sensor according to the present invention can be used for applications such as automobiles, car navigation, camera shake prevention cameras, and the like that detect angular velocities due to rotation of a substance.

1 角速度センサ
2 角速度検出素子構造体
3 角速度検出素子
4 固定フレーム
5 パッケージ
6 台座
7 基部
8 駆動腕
9 検出腕
10 回転軸
11 固定部
12 支持部
13 ねじりバネ部
14 バランサ
15 突起部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Angular velocity sensor 2 Angular velocity detection element structure 3 Angular velocity detection element 4 Fixed frame 5 Package 6 Base 7 Base 8 Drive arm 9 Detection arm 10 Rotating shaft 11 Fixing part 12 Supporting part 13 Torsion spring part 14 Balancer 15 Protrusion part

Claims (7)

基部と、1対である2本の駆動腕と1対である2本の検出腕を有する角速度検出素子と、固定フレームを介して、前記角速度検出素子を保持するためのパッケージ、を有する角速度センサであって、
前記角速度検出素子の、1対の前記駆動腕と1対の前記検出腕は、前記基部を基点として、互いに、反対向きに長手方向に延伸しており、
前記角速度検出素子は、前記基部と、前記固定フレームの台座において固定され、1対の前記駆動腕と1対の前記検出腕が延伸する長手方向に平行であって、前記角速度検出素子を線対称とする長手方向に伸びる軸である回転の中心軸を有し、
前記固定フレームは、前記回転の中心軸に対して線対称に、前記角速度検出素子の基部付近にバランサを備え、さらに、前記回転の中心軸に沿うように、ねじりバネ部を備えていることを特徴とする角速度センサ。
Angular velocity sensor having a base, an angular velocity detecting element having two pairs of driving arms and a pair of two detecting arms, and a package for holding the angular velocity detecting element via a fixed frame Because
The pair of drive arms and the pair of detection arms of the angular velocity detection element extend in the longitudinal direction in opposite directions from each other with the base as a base point.
The angular velocity detection element is fixed to the base and a base of the fixed frame, is parallel to a longitudinal direction in which the pair of driving arms and the pair of detection arms extend, and the angular velocity detection element is axisymmetric. Having a central axis of rotation that is an axis extending in the longitudinal direction,
The fixed frame is provided with a balancer in the vicinity of the base of the angular velocity detecting element in line symmetry with respect to the central axis of rotation, and further includes a torsion spring portion along the central axis of rotation. A featured angular velocity sensor.
前記バランサ、及び、前記ねじりバネ部は、ステンレス合金や鉄ニッケルコバルト合金などの密度4000[kg/m]以上の材料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。 2. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the balancer and the torsion spring portion are made of a material having a density of 4000 [kg / m 3 ] or more such as a stainless alloy or an iron nickel cobalt alloy. 前記バランサは、前記ねじりバネ部より幅広な構造であることを特徴とする請求項1から2のいずれかに記載の角速度センサ。   The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the balancer has a structure wider than the torsion spring portion. 前記角速度検出素子の、前記駆動腕側と、前記検出腕側に、それぞれ少なくとも1本の前記ねじりバネ部を備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の角速度センサ。   4. The angular velocity sensor according to claim 1, further comprising at least one torsion spring portion on each of the drive arm side and the detection arm side of the angular velocity detection element. 5. 前記駆動腕側の前記ねじりバネ部と、前記検出腕側の前記ねじりバネ部の、それぞれの長手方向の長さは、前記駆動腕側よりも、前記検出腕側の方が長いことを特徴とする請求項4に記載の角速度センサ。   The longitudinal length of the torsion spring part on the drive arm side and the torsion spring part on the detection arm side is longer on the detection arm side than on the drive arm side, The angular velocity sensor according to claim 4. 前記角速度センサは、前記角速度検出素子を、前記固定フレームを介して保持するためのパッケージを備えており、
前記角速度検出素子の重心、または、前記角速度検出素子と前記固定フレームの両部材における重心位置近傍で、
前記パッケージから突出する突起によって、前記固定フレームが支持されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の角速度センサ。
The angular velocity sensor includes a package for holding the angular velocity detection element via the fixed frame;
In the vicinity of the center of gravity of the angular velocity detecting element, or the position of the center of gravity of both the angular velocity detecting element and the fixed frame,
The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the fixed frame is supported by a protrusion protruding from the package.
前記バランサは、前記ねじりバネを備えた前記固定フレームと一体であって、
前記角速度センサは、前記角速度検出素子を、前記固定フレームを介して保持するためのパッケージを備えており、
前記角速度検出素子の重心、または、前記角速度検出素子と前記固定フレームの両部材における重心位置近傍で、
前記固定フレームから突出する突起によって、前記パッケージと前記固定フレームが支持されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の角速度センサ。



The balancer is integral with the fixed frame having the torsion spring,
The angular velocity sensor includes a package for holding the angular velocity detection element via the fixed frame;
In the vicinity of the center of gravity of the angular velocity detecting element, or the position of the center of gravity of both the angular velocity detecting element and the fixed frame,
The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the package and the fixed frame are supported by a protrusion protruding from the fixed frame.



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