專利名稱：旋轉(zhuǎn)率傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來(lái)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)率的旋轉(zhuǎn)率傳感器。
背景技術(shù)：
作為以往的旋轉(zhuǎn)率傳感器，有一種如特開平第11-287658號(hào)所記述的振動(dòng)回轉(zhuǎn)儀(vibration gyro)。在此振動(dòng)回轉(zhuǎn)儀中，振子的節(jié)點(diǎn)(node point)附近受到由コ字狀的細(xì)線構(gòu)成的支撐部件的支撐，而支撐部件的兩端，被固定在由玻璃環(huán)氧樹脂等構(gòu)成的矩形安裝基片上。安裝基片被固定在因振子的振動(dòng)所產(chǎn)生的安裝基片的振動(dòng)模式的節(jié)點(diǎn)部分，而保持在底座上。
然而，上述的振動(dòng)回轉(zhuǎn)儀，由于是使用通過減小系統(tǒng)全體的共振頻率所產(chǎn)生的機(jī)械性的濾波效果，來(lái)實(shí)現(xiàn)振動(dòng)分離的，所以，必須通過コ字狀的細(xì)線，來(lái)支撐振子的節(jié)點(diǎn)附近。由于這種采用細(xì)線的支撐結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，所以，存在的問題是，不僅缺乏信賴性，而且也非常經(jīng)不起外加的撞擊。
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠經(jīng)得住外加的撞擊，且信賴性較高的旋轉(zhuǎn)率傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所提供的旋轉(zhuǎn)率傳感器，包括檢測(cè)元件、以檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)控制該檢測(cè)元件，并通過低通濾波器，輸出與從檢測(cè)元件得到的旋轉(zhuǎn)率相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的電路單元、收納檢測(cè)元件和電路單元，并形成有向電路單元傳輸輸出輸入信號(hào)的線路的陶瓷或樹脂制的氣密封容器、被配置在氣密封容器和用來(lái)安裝該旋轉(zhuǎn)率傳感器的安裝體之間的彈性體，其中，至少由檢測(cè)元件、電路單元、氣密封容器以及彈性體構(gòu)成的機(jī)械系統(tǒng)的合成共振頻率、以及相當(dāng)于檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率和檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率之差的施加旋轉(zhuǎn)率頻率，小于檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率及檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率，電路單元內(nèi)的低通濾波器的截止頻率，也小于合成共振頻率及施加旋轉(zhuǎn)率頻率。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，則可以提供一種能夠經(jīng)得住外加的撞擊，且信賴性較高的旋轉(zhuǎn)率傳感器。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。
圖2是圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器沿I-I線的剖面圖。
圖3是構(gòu)成圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器的水晶音叉型振子的斜視圖。
圖4是圖3所示的水晶音叉型振子的共振特性的示意圖。
圖5A是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器的水晶音叉型振子的頻譜的示意圖，圖5B是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器的電路單元內(nèi)的低通濾波器特性的示意圖，圖5C是表示通過圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器的電路單元內(nèi)的低通濾波器之后的頻率-增益特性的示意圖。
圖6A是表示圖4所示的水晶音叉型振子的共振特性的示意圖，圖6B是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器支撐系統(tǒng)的機(jī)械式的頻率-增益特性的示意圖。
圖7是用來(lái)說明在圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器被封裝在基片上的狀態(tài)下當(dāng)施加了外部撞擊的情況下的模式圖。
圖8是用來(lái)說明圖7所示的氣密封容器和硅橡膠的尺寸大小關(guān)系的模式圖。
圖9是圖8所示的氣密封容器和硅橡膠的大小之比和旋轉(zhuǎn)率的相關(guān)圖。
圖10是圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器支撐系統(tǒng)的其它的機(jī)械式的頻率-增益特性的示意圖。
圖11是表示在圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器上所施加的旋轉(zhuǎn)率的變化特性的示意圖。
圖12是表示對(duì)應(yīng)于圖11所示的旋轉(zhuǎn)率的變化而從旋轉(zhuǎn)率傳感器的電路單元輸出的PWM輸出的輸出示意圖。
圖13是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器的水晶音叉型振子的質(zhì)量和電路單元及氣密封容器的合計(jì)質(zhì)量的質(zhì)量比、和輸出溫度漂移量之間的關(guān)系特性的示意圖。
圖14是本發(fā)明第2實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。
圖15是本發(fā)明第3實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。
圖16是本發(fā)明第4實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。
圖17是圖16所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器沿II-II線的一部分剖面圖。
圖18A是表示圖16所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器的水晶音叉型振子的共振特性的示意圖，圖18B是表示圖16所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器支撐系統(tǒng)的機(jī)械式的頻率-增益特性的示意圖。
圖19是表示硅橡膠的厚度和振動(dòng)傳輸量的關(guān)系特性的示意圖。
圖20是本發(fā)明第5實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。
圖21是基片和抽出頭成為一體的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。
圖22是本發(fā)明第6實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。
圖23是采用了線狀導(dǎo)體切片的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。
圖24是本發(fā)明第7實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。
圖25是本發(fā)明第8實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。
圖26是本發(fā)明第9實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1首先，就本發(fā)明實(shí)施例1的旋轉(zhuǎn)率傳感器進(jìn)行說明。圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖，圖2是圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器沿I-I線的剖面圖。另外，圖1所示的X軸、Y軸、Z軸，分別是表示氣密封容器2的寬度方向、長(zhǎng)度方向、厚度方向的軸。
圖1和圖2所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器1，包括氣密封容器2、墊電極(padelectrodes)3、硅橡膠4以及導(dǎo)體部5。
氣密封容器2為長(zhǎng)方體形狀，由陶瓷或環(huán)氧樹脂系等樹脂構(gòu)成。墊電極3由金等構(gòu)成，被設(shè)置在氣密封容器2的下方，用來(lái)向旋轉(zhuǎn)率傳感器1提供電源以及取出輸出。硅橡膠4與氣密封容器2的底部形成為一體，作為彈性體而發(fā)揮其作用。另外，硅橡膠4也可以粘貼在氣密封容器2的底部。
導(dǎo)體部5由第1墊電極5a、導(dǎo)體模板(conductor pattern)5b及第2墊電極5c組成，第1墊電極5a，設(shè)在硅橡膠4上面的與氣密封容器2的墊電極3相對(duì)應(yīng)的位置上，第2墊電極5c，設(shè)在其下面，用來(lái)與設(shè)置在基片等上的外部電極(圖略)通電，而在側(cè)面，則設(shè)有用來(lái)連接第1和第2墊電極5a、5c的導(dǎo)體模板5b。這樣，盡管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但可以使承擔(dān)機(jī)械支撐作用的硅橡膠4保持通電的功能。
第2墊電極5c被設(shè)置在硅橡膠4下面的四個(gè)角上。這樣，在基片上封裝本傳感器時(shí)，因焊料的表面張力在四個(gè)角上發(fā)生作用，從而可以實(shí)現(xiàn)自行調(diào)整。
各導(dǎo)體部5，至少具有電源、輸出、接地用的3個(gè)系統(tǒng)的電極功能，并且，還被配置成使輸出用的墊電極位于電源用的墊電極和接地用的墊電極之間。這樣，可以減少在基片上焊接該傳感器時(shí)，因焊料的進(jìn)入而引起的電極-地面之間的短路發(fā)生概率。
作為檢測(cè)元件的水晶音叉型振子(crystal tuning-fork vibrator)6，被配置在氣密封容器(airtight container)2內(nèi)部的上方，臺(tái)座9使用粘合劑等來(lái)支撐固定水晶音叉型振子6。在水晶音叉型振子6的下方設(shè)有層狀的配線7，通過配線7，可將水晶音叉型振子6和電路單元8連接起來(lái)。電路單元8，例如由半導(dǎo)體裸片(semiconductor bare chip)組成，可通過引線接合或沖擊(wire bonding or a bump)法，，而與設(shè)置在氣密封容器2內(nèi)的墊電極(圖略)連接。電路單元8以驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率，來(lái)驅(qū)動(dòng)控制水晶音叉型振子6，將對(duì)應(yīng)于從水晶音叉型振子6獲得的旋轉(zhuǎn)率的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整并輸出。蓋子10a、10b由金屬等構(gòu)成，在氣密封容器2的內(nèi)部充填了氣體之后，通過對(duì)蓋子10a、10b進(jìn)行焊接或粘結(jié)，而將氣密封容器2進(jìn)行封閉，從而保持氣密封容器2內(nèi)的氣體被密封。
圖3是圖2所示的水晶音叉型振子的斜視圖。圖3所示的水晶音叉型振子6，是由單結(jié)晶水晶或接合水晶構(gòu)成的共振型振子，其溫度特性良好。例如，可以通過以原子間結(jié)合的水準(zhǔn)，直接將有音叉形狀的2片水晶板接合起來(lái)，制作成由接合水晶構(gòu)成的共振型振子。
水晶音叉型振子6，包括2根臂11、12和連接臂11、12的底部13。由于底部13不存在用來(lái)分離振動(dòng)的橫梁結(jié)構(gòu)或狹窄結(jié)構(gòu)，所以，即使對(duì)于從混凝土面的上方1m處落下時(shí)的撞擊(瞬間超過1萬(wàn)G的撞擊)，水晶音叉型振子6也不會(huì)發(fā)生損壞。
墊電極14，通過蒸鍍鉻和金而被形成在底部13上，分別與通過蒸鍍鉻和金而形成在臂11、12上的，用于驅(qū)動(dòng)音叉的電極(圖略)以及用來(lái)檢測(cè)與旋轉(zhuǎn)率相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的檢測(cè)電極(圖略)相連接。墊電極14還通過引線接合或沖擊法而與設(shè)置在氣密封容器2上的墊電極(圖略)連接。
參照?qǐng)D1～圖3，通過從電路單元8向水晶音叉型振子6上的墊電極14提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，臂11、12則在X軸方向來(lái)回振蕩。而且，一旦施加了圍繞Y軸的旋轉(zhuǎn)率ω，則在臂11、12的振幅速度矢量和旋轉(zhuǎn)率矢量的矢量積方向(Z軸方向)上則產(chǎn)生與臂11、12的質(zhì)量成比例的作用力(即，柯氏力(Coriolis’force))，而臂11、12則因此柯氏力的作用向檢測(cè)旋轉(zhuǎn)率的方向(Z軸方向)彎曲。與此彎曲量成比例的信號(hào)，通過水晶音叉型振子6上的檢測(cè)電極被檢測(cè)出來(lái)，在電路單元8內(nèi)，根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)此檢測(cè)出的信號(hào)進(jìn)行同步檢波，通過放大同步檢波后的信號(hào)，并在低通濾波器進(jìn)行處理，則可以獲得與旋轉(zhuǎn)率相對(duì)應(yīng)的傳感器信號(hào)。
圖4是圖3所示的水晶音叉型振子的共振特性示意圖，橫軸表示頻率，縱軸表示導(dǎo)納(admittance)(即，振蕩的容易程度)。
圖4中的20、21分別表示圖3所示的水晶音叉型振子6的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率(以下，簡(jiǎn)略為“fd”)，以及旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率(以下，簡(jiǎn)略為“fs”)，A表示相當(dāng)于fd和fs之差的頻率(以下稱為“失諧頻率”)。
在本實(shí)施例中，用10kHz作為水晶音叉型振子6的fd。通常，為了提高旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的靈敏度，而將水晶音叉型振子6的大小形狀設(shè)計(jì)成fd和fs靠近，使檢測(cè)方向的振動(dòng)易于激發(fā)。水晶音叉型振子6，其失諧頻率A越小，則越接近共鳴狀態(tài)，從而可以使檢測(cè)靈敏度提高。例如，在領(lǐng)航系統(tǒng)(navigation system)、滾式系統(tǒng)(rollover system)、新式AB S(advancedABS)(非鎖定制動(dòng)系統(tǒng)(antilock brake system))的場(chǎng)合下，最好將失諧頻率A分別設(shè)定在200Hz～400Hz、300Hz～500Hz、300Hz～400Hz。
圖5A是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器的水晶音叉型振子的頻譜的示意圖，圖5B是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器的電路單元內(nèi)的低通濾波器特性的示意圖，圖5C是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器的電路單元內(nèi)的低通濾波器通過之后的頻率-增益特性的示意圖。在圖5A～圖5C中，20、21分別表示fd和fs，22a、22b分別表示調(diào)制邊波(fd+fω)和調(diào)制邊波(fd-fω)，23表示相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)率ω的頻率fω，24是表示低通濾波器的截止頻率的點(diǎn)，25是表示對(duì)于低通濾波器的頻率的增益下降特性的直線，26表示跳動(dòng)成分，各圖的橫軸是頻率，縱軸是增益。
圖5A表示的是頻譜(frequency spectrum)，該頻譜用來(lái)說明在圍繞水晶音叉型振子6的Y軸施加了頻率為fω的旋轉(zhuǎn)時(shí)的fd附近的調(diào)制邊波。如圖5A所示，一旦圍繞水晶音叉型振子6的Y軸施加了相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)率為ω的頻率(fω)23，fd則因頻率(fω)23而受到振幅調(diào)制，在fd的上下將產(chǎn)生調(diào)制邊波(fd+fω)22a和調(diào)制邊波(fd-fω)22b。此調(diào)制邊波(fd+fω)22a和調(diào)制邊波(fd-fω)22b的峰值量，由驅(qū)動(dòng)方向(X軸方向)的振幅量、檢測(cè)方向(Z軸方向)的機(jī)械式共振銳度(Q值)以及失諧頻率A來(lái)決定。通過解調(diào)(檢波及平滑)此調(diào)制邊波(fd+fω)22a和調(diào)制邊波(fd-fω)22b，可以得到與所施加的旋轉(zhuǎn)率相對(duì)應(yīng)的傳感器輸出。
圖5B表示電路單元8內(nèi)的低通濾波器的特性。如圖5B所示，在進(jìn)行解調(diào)時(shí)，為了抑制不必要的雜波成分，通常通過低通濾波器來(lái)對(duì)輸出進(jìn)行平滑。設(shè)定增益下降特性，以便可以按照表示低通濾波器的頻率的增益下降特性的直線25，隨著頻率的增大，通過低通濾波器之后的輸出則單調(diào)地減少。
例如，表示低通濾波器的截止頻率的點(diǎn)24，在領(lǐng)航系統(tǒng)、滾式系統(tǒng)、新式ABS(非鎖定制動(dòng)系統(tǒng))的場(chǎng)合下，最好各自設(shè)定在10Hz、50Hz、100Hz。而且，表示低通濾波器的頻率的增益下降特性的直線25的次數(shù)，在領(lǐng)航系統(tǒng)、滾式系統(tǒng)、新式ABS的場(chǎng)合下，最好設(shè)定在2次～4次、3次～4次、3次～5次。
圖5C表示在圍繞水晶音叉型振子6的Y軸施加了相當(dāng)于失諧頻率A的旋轉(zhuǎn)率時(shí)，通過低通濾波器之后的輸出的頻率-增益特性。如圖5C所示，所施加的旋轉(zhuǎn)率的頻率(fω)23，一旦接近失諧頻率A(＝fd-fs)，調(diào)制邊波(fd-fω)22b則與fs重疊。此調(diào)制邊波(fd-fω)22b成為起振力，在檢測(cè)方向(Z軸方向)上產(chǎn)生與實(shí)際旋轉(zhuǎn)率不相關(guān)的振蕩信號(hào)。一旦將此信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，則在相當(dāng)于失諧頻率A(＝fd-fs)附近的旋轉(zhuǎn)率的頻率(fω)的位置上，出現(xiàn)傳感器輸出的尖銳的峰值26。這就是所稱的所謂跳動(dòng)成分(beat component)，是共振型旋轉(zhuǎn)率傳感器的共同現(xiàn)象。此跳動(dòng)成分，通常是由上述的低通濾波器來(lái)抑制。
圖6A是表示圖4所示的水晶音叉型振子的共振特性的示意圖，圖6B是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器支撐系統(tǒng)的機(jī)械式的頻率-增益特性的示意圖。在圖6A和圖6B中，30表示傳感器支撐系統(tǒng)(主要是由水晶音叉型振子6、電路單元8、氣密封容器2以及硅橡膠4構(gòu)成的機(jī)械系統(tǒng))的傳輸特性曲線，31表示在支撐系統(tǒng)傳輸特性曲線30上取得峰值的共振頻率，32表示失諧頻率A(＝fd-fs)＝fω，33表示支撐系統(tǒng)傳輸特性曲線30上的fd附近的衰減量。
作為圖6B所示的支撐系統(tǒng)傳輸特性，共振頻率31最好在2kHz或2kHz以上、4kHz或4kHz以下，而在2kHz更為理想。而且，較為理想的是，圖5A～圖5C進(jìn)行過說明的失諧頻率A在200Hz或200Hz以上、500Hz或500Hz以下，表示低通濾波器的截止頻率的點(diǎn)24在100Hz或100Hz以下，低通濾波的次數(shù)實(shí)際上設(shè)定在3次或3次以上。這樣，由于在經(jīng)得住外加撞擊的同時(shí)，又可以較有效地抑制因施加旋轉(zhuǎn)率的頻率而容易產(chǎn)生的跳動(dòng)成分，所以，傳感器的檢測(cè)頻率區(qū)的輸出信賴性得到了極大的提高。
圖7是用來(lái)說明在圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器被封裝在基片上的狀態(tài)下而施加了外部撞擊的情況的模式圖。在圖7中，40表示驅(qū)動(dòng)方向(X軸方向)的撞擊加速度，41表示旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向(Z軸方向)的撞擊加速度，42表示的是不取決于原來(lái)的旋轉(zhuǎn)率，而是因外部的撞擊加速度而圍繞Y軸產(chǎn)生的撞擊旋轉(zhuǎn)力矩(impact angular-moment)。
如圖7所示，在圖1所示的氣密封容器2的底部形成為一體的硅橡膠4，被粘結(jié)固定在作為安裝體的封裝基片43上。在本發(fā)明的傳感器中，由于圖3所示的水晶音叉型振子6、圖6B所示的機(jī)械式的頻率-增益特性以及圖5C所示的電路的低通濾波特性是被組合在一起的，所以，不僅水晶音叉型振子6能夠經(jīng)得住落下撞擊，而且，即使在被施加了相當(dāng)于失諧頻率A(＝fd-fs)的旋轉(zhuǎn)率的頻率(fω)的情況下，也可以使跳動(dòng)成分得以抑制。而且，如圖6B所示，由于共振頻率的峰值31被設(shè)定成大于相當(dāng)于失諧頻率A(＝fd-fs)的旋轉(zhuǎn)率頻率(fω)32，所以，也不會(huì)在無(wú)意中使機(jī)械系統(tǒng)的共振所引起的跳動(dòng)成分增加。還由于在fd附近的機(jī)械系統(tǒng)的衰減量33較大，所以，可以經(jīng)得住來(lái)自外部的撞擊加速度40、41、或撞擊旋轉(zhuǎn)力矩42等。例如，已經(jīng)證實(shí)，在旋轉(zhuǎn)率傳感器1的質(zhì)量為5g、硅橡膠4的硬度為30度、其厚度為0.5mm的情況下，向混凝土面落下時(shí)的撞擊被衰減到大約不到1000G。
圖8是用來(lái)說明圖7所示的氣密封容器和硅橡膠的尺寸大小關(guān)系的模式圖。在圖8中，La表示圖7所示的氣密封容器2的寬度(X軸方向、即與檢測(cè)旋轉(zhuǎn)率的檢測(cè)軸垂直的方向的長(zhǎng)度)，Lb表示圖7所示的氣密封容器2的厚度(Z軸方向的長(zhǎng)度)和硅橡膠4的厚度(Z軸方向的長(zhǎng)度)合在一起的厚度。箭頭B表示從外部施加于封裝基片43上、與氣密封容器2的寬度方向(X軸方向)平行的撞擊加速度40(參照?qǐng)D7)的方向，通過此撞擊加速度40，圍繞Y軸而產(chǎn)生撞擊旋轉(zhuǎn)力矩42。
圖9是圖8所示的氣密封容器和硅橡膠的大小之比和旋轉(zhuǎn)率的相關(guān)圖。如圖9所示，在將圖8所示的氣密封容器2和硅橡膠4的尺寸比La/Lb為1.0時(shí)的外加撞擊時(shí)的圍繞檢測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)力矩(偏力矩)ω’定為1.0時(shí)，一旦尺寸比La/Lb成為1.0以上，則氣密封容器2就會(huì)慢慢地變成扁平形狀，從而可以減輕外加撞擊時(shí)的圍繞檢測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)力矩ω’的發(fā)生。
在此，就按照其他的設(shè)計(jì)方法而改變了圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器的支撐系統(tǒng)，改變了支撐系統(tǒng)的機(jī)械式的頻率-增益特性的情況來(lái)進(jìn)行說明。
圖10是圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器支撐系統(tǒng)的其他的機(jī)械式的頻率-增益特性的示意圖。在圖10中，34表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器的其他支撐系統(tǒng)(主要是由水晶音叉型振子、電路單元、氣密封容器以及硅橡膠構(gòu)成的機(jī)械系統(tǒng))的傳輸特性曲線，35表示在支撐系統(tǒng)傳輸特性曲線34上的共振頻率的峰值，36表示失諧頻率A(＝fd-fs)＝fω。
作為圖10所示的支撐系統(tǒng)傳輸特性，共振頻率的峰值35，最好在300Hz或300Hz以上、600Hz或600Hz以下，而在500Hz更為理想。而且，較為理想的是，圖5A～圖5C進(jìn)行過說明的失諧頻率A在1kHz或1kHz以上、2kHz或2kHz以下，表示低通濾波器的截止頻率的點(diǎn)24在100Hz或100Hz以下，低通濾波的次數(shù)實(shí)際上設(shè)定在3次或3次以上。這樣，由于在經(jīng)得住外加撞擊的同時(shí)，又可以較為有效地抑制因施加旋轉(zhuǎn)率的頻率而容易產(chǎn)生的跳動(dòng)成分，所以，傳感器的檢測(cè)頻率區(qū)的輸出信賴性得到了極大的提高。
圖11是表示在圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器上施加的旋轉(zhuǎn)率變化特性的示意圖。圖12是表示對(duì)應(yīng)于圖11所示的旋轉(zhuǎn)率的變化而從旋轉(zhuǎn)率傳感器的電路單元輸出的PWM輸出的輸出示意圖。
當(dāng)圖11所示的旋轉(zhuǎn)率被施加在圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器1上時(shí)，從旋轉(zhuǎn)率傳感器1產(chǎn)生模擬輸出。由于旋轉(zhuǎn)率傳感器1的電路單元8具有脈沖寬度處理轉(zhuǎn)換器(圖略)，所以，對(duì)應(yīng)于此輸出，將產(chǎn)生以如圖12所示的脈沖寬度，其占空系數(shù)(duty ratio)發(fā)生變化的PWM形式的輸出。在此情況下，由于數(shù)碼輸出可以由用來(lái)調(diào)整輸出與旋轉(zhuǎn)率對(duì)應(yīng)的信號(hào)的電路單元8送出，所以，利用微型計(jì)算機(jī)很容易處理這種輸出。而且，又由于數(shù)碼輸出為PWM形式，所以不需要用A/D轉(zhuǎn)換器，用1個(gè)數(shù)碼通道(digital port)就可以處理這種PWM輸出。
圖13是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器的水晶音叉型振子的質(zhì)量和電路單元及氣密封容器的合計(jì)質(zhì)量的質(zhì)量比、和輸出溫度漂移量的關(guān)系特性的示意圖。圖13的橫軸表示的是，用水晶音叉型振子6的質(zhì)量m除電路單元8和氣密封容器2的合計(jì)質(zhì)量M的質(zhì)量比M/m，縱軸表示的是旋轉(zhuǎn)率傳感器1的輸出溫度漂移量(deg/sec)。
如圖13所示，由于質(zhì)量比M/m達(dá)到5.0以上后，水晶音叉型振子6的振動(dòng)則趨于穩(wěn)定，遺漏振動(dòng)量也減小，所以，旋轉(zhuǎn)率傳感器1的輸出溫度漂移量也被減小到10deg/sec以下。
如上所述，在本實(shí)施例中，雖然隨著旋轉(zhuǎn)率傳感器1的小型化，水晶音叉型振子也小型化，但即使水晶音叉型振子小型化也不會(huì)招致因制造上的偏差而引起的旋轉(zhuǎn)率傳感器特性的惡化，而且，還可以廉價(jià)提供抗外部雜亂加速度或外加撞擊，其信賴性也是較高的超小型旋轉(zhuǎn)率傳感器。尤其是可以廉價(jià)提供表面封裝型的旋轉(zhuǎn)率傳感器。
另外，在本實(shí)施例中，是就采用了硅橡膠作為彈性體的例子進(jìn)行了說明，但并不一定只局限于此，也可以使用各種各樣的材料。
例如，也可以使用一種嵌入了金屬細(xì)線而使沿厚度方向具有電傳導(dǎo)性的板狀橡膠。這樣，只將本傳感器壓接封裝在基片上，而不需要用焊接等連接手段，就可以確保傳感器和基片之間的電連接，從而實(shí)現(xiàn)施工方法的合理化。
而且，也可以采用氨基甲酸酯或具有空孔的硅，這樣，可以提高撞擊的吸收效果。還可以采用含有磁性體或磁石的彈性材料，這樣，可以在汽車車體或發(fā)動(dòng)機(jī)表面等具有磁性的金屬體上穩(wěn)定地進(jìn)行安裝。還可以采用由纖維狀的玻璃或樹脂形成的薄片，這樣，彈性體內(nèi)的內(nèi)部損耗可以明顯加大，從而可以提高撞擊的吸收效果。
而且，彈性體也可以為層疊結(jié)構(gòu)，這樣，由于彈性體是由層疊結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，所以，通過使層之間的傳輸阻抗為不連續(xù)，則會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)反射，從而可以進(jìn)一步提高振動(dòng)衰減效果。另外，還可以在氣密封容器的表面薄薄地粘貼上彈性體(例如，比氣密封容器的厚度要薄地粘貼在氣密封容器的底面以外的面上)。這種情況下，可以緩和在有其他的部件接觸干涉氣密封容器時(shí)所發(fā)生的撞擊和振動(dòng)。
而且，在本實(shí)施例中，作為檢測(cè)元件，以采用了水晶音叉型振子為例進(jìn)行了說明，但并不一定只局限于此，也可以使用其他的各種各樣的材料。例如，可以采用一種在其表面設(shè)有PZT的壓電模的硅片所形成的一端封閉型音叉振子，這樣，可以簡(jiǎn)易地形成一端封閉型音叉振子的支撐部。而且，還可以采用一種H型振子，這樣，可以抑制來(lái)自驅(qū)動(dòng)部向檢測(cè)部的不要信號(hào)的遺漏。另外，還可以采用一種通過蝕刻法而由硅片形成的射束型的振子，這樣，易于實(shí)現(xiàn)傳感器的小型化。還可以采用一種通過蝕刻法而由硅片形成的環(huán)形狀的振子，這樣可以提高機(jī)械式的Q值。
而且，也可以采用這樣一種振子，用蝕刻法，從硅基片開始，將共振型振子臂、底部、支撐該底部的橫梁、支撐該橫梁的矩形的框架構(gòu)成為一體，通過在臂的主要一面上蒸鍍厚度為1μm以上5μm以下的PZT壓電模而形成。在這種情況下，即可以達(dá)到薄型化，也可以實(shí)現(xiàn)高精度化。并且，最好還是電路在硅基片的同一面上形成為一體。在這種情況下，更容易實(shí)現(xiàn)小型化。
而且，也可以采用一種角柱形或圓柱形陶瓷制的振子。這樣可以提高對(duì)旋轉(zhuǎn)率的檢測(cè)靈敏度。還可以采用一種使用了彈性表面波紋的振子。在這種情況下，明顯的薄型化將成為可能。
在本實(shí)施例中，還就檢測(cè)元件和電路單元分別被設(shè)置在分開的位置上的例子進(jìn)行了說明，但并不一定只局限于此，例如，電路單元也可以是在由硅片構(gòu)成的一端封閉型音叉振子的同一面上形成為一體。在這種情況下，就更加容易實(shí)現(xiàn)小型化。
實(shí)施例2圖14是本發(fā)明第2實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。在圖14中的與圖1有相同結(jié)構(gòu)的部分標(biāo)有相同的序號(hào)，但其詳細(xì)的說明則省略，只就不同的部分給以詳細(xì)的說明。
圖14所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器1a的硅橡膠4a，是由圖1所示的硅橡膠4在Y軸方向延長(zhǎng)了的硅橡膠而構(gòu)成的，同實(shí)施例1一樣，作為彈性體而發(fā)揮其作用。突起50設(shè)置在硅橡膠4a上，而在封裝基片60上形成孔62，用來(lái)給突起50定位并進(jìn)行裝收。導(dǎo)體部5a又形成在硅橡膠4a上，墊電極3則以突起50被插入在孔62中的狀態(tài)，通過導(dǎo)電體5a而與形成在封裝基片60上的導(dǎo)體模板61連接。
如上所述，本實(shí)施例由于設(shè)置了突起50和孔62，所以，通過將突起50插入孔62，可以準(zhǔn)確地將旋轉(zhuǎn)率傳感器1a在封裝基片60上的位置固定下來(lái)，從而可以防止旋轉(zhuǎn)率傳感器1a被錯(cuò)位地連接在基片上的錯(cuò)誤連接。
實(shí)施例3圖15是本發(fā)明第3實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。在圖15中的與圖1有相同結(jié)構(gòu)的部分標(biāo)有相同的序號(hào)，但其詳細(xì)的說明則省略，只就不同的部分給以詳細(xì)的說明。
圖15所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器1b的氣密封容器2的底面上，粘結(jié)有硅橡膠70，而硅橡膠70與封裝基片60a粘在一起。硅橡膠70由剖面為圓形的圓柱體的硅橡膠所構(gòu)成，同實(shí)施例1一樣，作為彈性體而發(fā)揮其作用。硅橡膠70的表面設(shè)有導(dǎo)體部5b，是為了連接由金等構(gòu)成的墊電極3和設(shè)置在封裝基片60a上的外部電極61a。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例在封裝基片60a上封裝旋轉(zhuǎn)率傳感器1b時(shí)，旋轉(zhuǎn)率傳感器1b和封裝基片60a之間會(huì)產(chǎn)生空隙，可以將各種零部件封裝在此空隙中，從而可以實(shí)現(xiàn)封裝效率的改善。
另外，作為硅橡膠70的剖面形狀來(lái)說，并不只局限于上述之例，也可以用橢圓形等其他形狀，硅橡膠的形狀也并不只局限于上述之例，也可以用球形體等各種形狀。而且，雖然是采用硅橡膠作為彈性體，但并不只局限于此例，也可以采用各種各樣的材料，只要是具有彈性的材料。
實(shí)施例4圖16是本發(fā)明第4實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖，圖17是圖16所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器沿II-II線的一部分剖面圖。圖16和圖17中，在與實(shí)施例1至實(shí)施例3有相同結(jié)構(gòu)的部分標(biāo)有相同的序號(hào)，但其詳細(xì)的說明則省略，只就不同的部分給以詳細(xì)的說明。
圖16和圖17所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器1c的軟性基片(flexible substrate)80，包括用來(lái)封裝旋轉(zhuǎn)率傳感器1c的封裝單元80a、從封裝單元80a引出配線的移行單元80b、在基片80上進(jìn)行連接的接線端子單元80c。
導(dǎo)體模板81裝置在軟性基片80上，而第1導(dǎo)體切片84則與接線端子單元80c上的導(dǎo)體模板81連接。第1導(dǎo)體切片84為板狀形的金屬接線端子，是通過電阻焊接或超聲波焊接而接合在接線端子單元80c上的。在這種情況下，即可以使接線端子單元80c的強(qiáng)度提高，也可以與連接器進(jìn)行嵌合。另外，導(dǎo)體切片并不只局限于上述之例，也可以采用線狀的金屬接線端子，這種情況也可以得到同樣的效果。而且，作為第1導(dǎo)體切片，還可以采用具有可彎曲性的線狀或板狀的金屬端子。這種情況下，由于在接線端子單元80c，連接著具有可彎曲性的線狀或板狀的金屬端子和導(dǎo)電模板，所以，可以控制機(jī)械振動(dòng)特性，從而實(shí)現(xiàn)更能經(jīng)得住撞擊的傳感器。
在軟性基片80上，與墊電極3相對(duì)應(yīng)地設(shè)置有連接片86，通過焊料87，而將墊電極3和連接片86進(jìn)行通電。另外，雖然是為了使墊電極3和連接片86通電而使用了焊料87，但也可以使用其他的導(dǎo)電粘合劑。
移行單元80b設(shè)有孔82和切口83，而切口83與檢測(cè)旋轉(zhuǎn)率的檢測(cè)軸平行。由于在移行單元80b上設(shè)有多個(gè)孔82，所以，可以利用孔82而縫在衣料或手套等上，以便檢測(cè)例如人體活動(dòng)、手的動(dòng)作等。又由于在移行單元80b形成切口83，所以，即可以防止旋轉(zhuǎn)率產(chǎn)感器1c的遺漏振動(dòng)在軟性基片80上傳播，又可以不使后面要說明的硅橡膠88的振動(dòng)絕緣功能因軟性基片80的移行單元80b的剛性而受到損害。因此，由于在以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)而獲得振動(dòng)絕緣效果的同時(shí)，也可以縮短軟性基片的長(zhǎng)度，所以，可以簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)傳感器。另外，即使以狹窄部來(lái)取代切口83，而在移行單元80b形成薄壁，也可以得到相同的效果。
在接線端子單元80c設(shè)有第2導(dǎo)體切片85，用來(lái)將封裝了旋轉(zhuǎn)率傳感器1c的軟性基片80定位在封裝基片60上而進(jìn)行固定。第2導(dǎo)體切片85起著一個(gè)加強(qiáng)作用，以便機(jī)械應(yīng)力不直接作用于焊接在封裝基片60上的第1導(dǎo)體切片84。由此，可以抑制第1導(dǎo)體切片84發(fā)生斷路，或者抑制固定在封裝基片60上的第1導(dǎo)體切片84的焊接部分發(fā)生裂縫。而且，又因?yàn)樵诮泳€端子單元80c的附近，設(shè)有定位固定用端子的第2導(dǎo)體切片85，所以，即可以給必須通電的接線端子單元80c減輕機(jī)械的負(fù)擔(dān)，又可以提高接線端子單元80c自身的定位準(zhǔn)確度。
識(shí)別用的標(biāo)記90設(shè)置在氣密封容器2上，使用識(shí)別用標(biāo)記90，是為了減小在以較高的精確度封裝旋轉(zhuǎn)率傳感器1時(shí)發(fā)生的角度偏離。氣密封容器2形成一種大致長(zhǎng)方體的形狀，由于在所述氣密封容器的上面，使用了封裝時(shí)的識(shí)別用標(biāo)記90，所以，可以抑制自動(dòng)封裝時(shí)的角度偏離。
硅橡膠88被粘貼在軟性基片80上，在封裝基片60上進(jìn)行封裝時(shí)，不僅作為支撐部件而支撐著軟性基片80及旋轉(zhuǎn)率傳感器1c，還可以作為振動(dòng)絕緣部件而發(fā)揮其作用。在硅橡膠88上形成有硅橡膠構(gòu)成的突起88a，同時(shí)，也形成有用來(lái)將硅橡膠88固定在封裝基片60上的粘結(jié)層89。硅橡膠88，與上述實(shí)施例同樣，可以作為彈性體而發(fā)揮其作用，而突起88a和粘結(jié)層89則作為固定部件發(fā)揮其作用。另外，作為固定部件并不只是局限于上述之例，也可以采用磁性薄片等的磁石，通過使用粘結(jié)層或磁石，可以簡(jiǎn)易而有效地將傳感器固定在封裝基片60上。
第1導(dǎo)體切片84，被分別分配有電源、GND以及對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)，使占空系數(shù)發(fā)生變化而進(jìn)行輸出的PWM輸出(或者模擬輸出)。對(duì)于被分配有電源供應(yīng)的第1導(dǎo)體切片84和被分配有GND的第1導(dǎo)體切片84，在考慮信賴性而進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，最好不讓它們彼此鄰接。
圖18A是表示圖16所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器的水晶音叉型振子的共振特性的示意圖，圖18B是表示圖16所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器支撐系統(tǒng)的機(jī)械式的頻率-增益特性的示意圖，圖19是表示硅橡膠的厚度和振動(dòng)傳輸量的關(guān)系特性的示意圖。
圖18A和18B中，91表示旋轉(zhuǎn)率傳感器支撐系統(tǒng)(主要是由水晶音叉型振子6、電路單元8、氣密封容器2、軟性基片80、硅橡膠88、突起88a以及粘結(jié)層89組成的機(jī)械系統(tǒng))的傳輸特性曲線，92表示支撐系統(tǒng)傳輸特性曲線91的0dB的水準(zhǔn)，93表示支撐系統(tǒng)傳輸特性曲線91在共振頻率上的第1峰值，94表示從0dB92開始衰減的衰減量，95表示從峰值93移動(dòng)了位置的第2峰值，24是表示低通率波器的截止頻率的點(diǎn)，32表示的是失諧頻率A(＝fd-fs)＝fω。
如圖18A和18B所示，通過具有振動(dòng)絕緣效果的硅橡膠88，可以抑制在高頻率區(qū)的水晶音叉型振子6(圖略)的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率(fd)20附近的振動(dòng)傳輸量，以便從虛線所示的0dB92變成為衰減量94。由于因此衰減量94而使振動(dòng)遺漏減小，所以，遺漏振動(dòng)的影響得以緩和。
第1峰值93，是由硅橡膠88的損失、硬度、厚度、形狀或者水晶音叉型振子6的質(zhì)量m、外形等來(lái)決定，根據(jù)想避開共振頻率(fd)20的干涉等各種目的，可以設(shè)計(jì)成任意的頻率。例如，一旦硅橡膠88的硬度增加，第1峰值93則向頻率較高的第2峰值95側(cè)移動(dòng)。而且，又如圖19所示，通過改變硅橡膠88的厚度，振動(dòng)傳輸量發(fā)生變化，而圖18B所示的衰減量94則可以變動(dòng)。
而且，作為圖18B所示的支撐系統(tǒng)傳輸特性，第1峰值93的共振頻率在2kHz或2kHz以上、4kHz或4kHz以下，而在2kHz較為理想，失諧頻率A在200Hz或200Hz以上、500Hz或500Hz以下，表示低通濾波器的截止頻率的點(diǎn)24在100Hz或100Hz以下，而低通濾波的次數(shù)最好被實(shí)際設(shè)定在3次或3次以上。在這種情況下，由于即能經(jīng)得住外來(lái)撞擊，又可以更有效地抑制因施加旋轉(zhuǎn)率的頻率而容易產(chǎn)生的跳動(dòng)成分，所以，極大地提高了在傳感器檢測(cè)頻率區(qū)的輸出的信賴性。
另外，作為支撐系統(tǒng)傳輸特性，并不只局限于上述之例，作為旋轉(zhuǎn)率傳感器1c的支撐系統(tǒng)(主要是由水晶音叉型振子6、電路單元8、氣密封容器2、軟性基片80、硅橡膠88、突起88a以及粘結(jié)層89組成的機(jī)械系統(tǒng))的傳輸特性，也可以用圖10所示的支撐系統(tǒng)傳輸特性，這種情況下，也可以得到與上述同樣的效果。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例不僅可以提高振動(dòng)分離設(shè)計(jì)的自由度，也可以適應(yīng)小型化、高信賴度化以及高精確度化。
實(shí)施例5圖20是本發(fā)明第5實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。在圖20中與實(shí)施例1至實(shí)施例4有相同結(jié)構(gòu)的部分標(biāo)有相同的序號(hào)，但其詳細(xì)的說明則省略，只就不同的部分給以詳細(xì)的說明。
圖20所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器1d的基片100，由玻璃環(huán)氧樹脂構(gòu)成，作為支撐部件而發(fā)揮其作用。在基片100上設(shè)有孔100a和切口100b。切口100b可以局部性地降低基片100的剛性，使介于抽出頭(drawn-out lead)101而從外部傳來(lái)的振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)率傳感器1c的遺漏振動(dòng)難以傳輸?；?00上設(shè)有抽出電極100c，抽出電極100c，通過焊錫102而被焊接在已成形為曲柄型的抽出頭101上。
另外，在本實(shí)施例中，是就采用了焊接來(lái)連接抽出頭101和抽出電極100c的例子進(jìn)行了說明，但采用電阻熔接、超聲波熔接也是可能的。而且，還就將玻璃環(huán)氧樹脂用于基片100上的例子進(jìn)行了說明，但也可以采用成形樹脂、陶瓷系的材料等，還可以采用內(nèi)有空穴型(inner via hole type)的多層基片。
并且，基片和抽出頭的結(jié)構(gòu)也并不只局限于上述之例，還可以有如后面將要說明的各種改變了形式的結(jié)構(gòu)。圖21是基片和抽出頭構(gòu)成為一體的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。圖21所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器1d’，采用的是基片和抽出頭構(gòu)成為一體的結(jié)構(gòu)。這種情況下，可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)率傳感器的低成本化。
實(shí)施例6圖22是本發(fā)明第6實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。在圖22中與實(shí)施例1至實(shí)施例5有相同結(jié)構(gòu)的部分標(biāo)有相同的序號(hào)，但其詳細(xì)的說明則省略，只就不同的部分給以詳細(xì)的說明。
圖22所示旋轉(zhuǎn)率傳感器1e的基片109，由軟性基片構(gòu)成，在基片109上，即設(shè)有導(dǎo)體模板105，又設(shè)有多個(gè)孔110。并且，在延長(zhǎng)了的基片109的一部分設(shè)有一個(gè)狹窄部111，基片109上的導(dǎo)體模板105與導(dǎo)體切片112連接。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中，由于基片109的延長(zhǎng)，則可以提高在各種物體上的裝置自由度。例如，可以將旋轉(zhuǎn)率傳感器1e粘貼在箱子(圖略)的箱面上，與脫離了基片109的電路基片(圖略)連接。又由于在基片109上設(shè)有孔110，則可以縫在衣服或鞋子等上。還可以使設(shè)置在其它物體上的導(dǎo)銷(圖略)穿過孔110，并通過彎曲此導(dǎo)銷而進(jìn)行固定。在這種情況下，拆卸旋轉(zhuǎn)率傳感器1e就變得很簡(jiǎn)單了。進(jìn)一步，又由于在基片109的一部分設(shè)有一個(gè)狹窄部111，所以，可以維持振動(dòng)絕緣效果。
另外，導(dǎo)體切片也并不只局限于上述之例，還可以有如后面將要說明的各種改變了形式的結(jié)構(gòu)。圖23是采用了線狀導(dǎo)體切片的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。在圖23所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器1e′中，是用線狀導(dǎo)體切片113代替了圖22所示的導(dǎo)體切片112。這種情況下，由于導(dǎo)體切片113為線狀，所以，與連接器進(jìn)行嵌合就變得較為容易了。
并且，在本實(shí)施例中，雖然是就使用軟性基片的例子進(jìn)行了說明，但通過在支撐部件的移行單元，適當(dāng)?shù)貙⑶锌凇⒍鄠€(gè)孔、狹窄部和薄片進(jìn)行組合搭配，就可以使用由厚度為0.1mm以上1mm以下的硬質(zhì)玻璃環(huán)氧樹脂構(gòu)成的基片。在這種情況下，即可以更加提高氣密封容器的封裝性，又可以封裝各種的電器零件，又可以與其它基片進(jìn)行集成電路連接。
實(shí)施例7圖24是本發(fā)明第7實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。圖24所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器，包括圖20所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器1d、基片120以及座架121，由2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1d而構(gòu)成多軸檢測(cè)型的旋轉(zhuǎn)率傳感器。由于是在硬質(zhì)基片的基片120上，使用作為固定部件的粘結(jié)層89而使2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1d接近并進(jìn)行封裝，所以，傳感器彼此之間難以相互干涉的多軸檢測(cè)就成為可能。
并且，將2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1d封裝在基片120上，以便使2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1d的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)軸方向ω彼此相同，并將其裝收在座架121中。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例可以比較監(jiān)視朝著同一方向的傳感器彼此的輸出，從而可以構(gòu)成具有冗長(zhǎng)性的多軸檢測(cè)型旋轉(zhuǎn)率傳感器。
又因?yàn)榭梢允?個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1d的各檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率大致相同，所以，沒有必要特意設(shè)計(jì)各檢測(cè)元件而使彼此有不同的共振頻率，從而可以實(shí)現(xiàn)廉價(jià)的傳感器。
而且，還可以配置2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1d，以使其旋轉(zhuǎn)檢測(cè)軸方向ω彼此相反，只要能得到2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1d輸出的差動(dòng)，就可以辨別公共雜波等。
根據(jù)以上所述結(jié)構(gòu)，傳感器輸出的信賴性正在飛躍性地提高，例如，可以提供適用于汽車等對(duì)信賴性有較高要求的多軸檢測(cè)型旋轉(zhuǎn)率傳感器。而且，也可以沒有形狀及成本方面的條件限制。
另外，本實(shí)施例是就2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1d被封裝成其旋轉(zhuǎn)檢測(cè)軸方向的ω彼此相同的例子進(jìn)行了說明，但并不只局限于此，也可以根據(jù)用途，對(duì)3個(gè)以上的旋轉(zhuǎn)率傳感器進(jìn)行封裝，使其旋轉(zhuǎn)檢測(cè)軸方向ω彼此相同。而且，所使用的旋轉(zhuǎn)率傳感器也不只局限于上述之例，即使使用其它實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器，也可以得到相同的效果。關(guān)于這一點(diǎn)，下面所要說明的實(shí)施例也是同樣的。
實(shí)施例8圖25是本發(fā)明第8實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。圖25所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器，包括圖20所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器1d、基片120以及座架121，由2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1d而構(gòu)成多軸檢測(cè)型的旋轉(zhuǎn)率傳感器。
將2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1d封裝在基片120上，而使2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1d的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)軸方向ω相互垂直，并將其裝收在座架121中。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中，由于2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1d的振動(dòng)彼此分離和獨(dú)立，所以，即使被配置在相互接近的位置上，也不會(huì)受到干涉等不良影響，從而可以實(shí)現(xiàn)高密度封裝的多軸檢測(cè)型旋轉(zhuǎn)率傳感器。
實(shí)施例9圖26是本發(fā)明第9實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)率傳感器的斜視圖。圖26所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器，包括2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1f、1f′、座架130以及粘貼薄片131，由2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1f、1f′而構(gòu)成多軸檢測(cè)型的旋轉(zhuǎn)率傳感器。
箱式座架130由氨基甲酸酯構(gòu)成，在座架130上形成2個(gè)空洞130a、130b，以便用來(lái)埋設(shè)其旋轉(zhuǎn)檢測(cè)軸方向ω相互垂直的2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1f、1f′，座架130的底面設(shè)有作為固定部件的粘貼薄片131。
這樣，由于使用由聚氨基甲酸酯構(gòu)成的箱式座架130，所以，可使經(jīng)得住撞擊等的環(huán)境性能得到提高。又因?yàn)槭褂昧藶檎迟N層的粘貼薄片131，則可以簡(jiǎn)單而有效地在安裝體上進(jìn)行固定。而且，還由于在座架130上設(shè)了2個(gè)空洞131a、131b，至少可以將旋轉(zhuǎn)率傳感器1f、1f′的氣密封容器和封裝單元多數(shù)裝收在座架130內(nèi)，所以，對(duì)于多個(gè)傳感器，可以使經(jīng)得住撞擊等的環(huán)境性能進(jìn)一步得到提高。并且，在座架130的上面，還形成了封裝時(shí)的識(shí)別用標(biāo)記90，可以抑制自動(dòng)封裝時(shí)的角度偏離。還由于在座架130內(nèi)，2個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器1f、1f′的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)軸方向ω相互垂直，所以，可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)座架130內(nèi)能夠進(jìn)行二軸檢測(cè)的傳感器。
另外，旋轉(zhuǎn)率傳感器1f是圖22所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器1e省略了硅橡膠88和粘結(jié)層89的傳感器，而旋轉(zhuǎn)率傳感器1f′是圖22所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器1e省略了硅橡膠88、粘結(jié)層89以及狹窄部111的傳感器，在其它點(diǎn)上，則與圖22所示的旋轉(zhuǎn)率傳感器1e相同。
而且，由旋轉(zhuǎn)率傳感器1f、1f′的水晶音叉型振子、電路單元、氣密封容器以及基片100、座架130及粘貼薄片131構(gòu)成的支撐系統(tǒng)的傳輸特性，也被設(shè)定成與上述圖6A及圖6B或圖10所示的支撐系統(tǒng)傳輸特性相同，并可以得到相同的效果。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中，雖然隨著傳感器的小型化，檢測(cè)元件也小型化，但不會(huì)招致因制造上的偏差而引起的傳感器特性的惡化，也可以廉價(jià)提供即使對(duì)于外部雜亂加速度或外加撞擊，其信賴性也是較高的超小型多軸檢測(cè)型旋轉(zhuǎn)率傳感器。尤其是可以廉價(jià)提供表面封裝型的多軸檢測(cè)型旋轉(zhuǎn)率傳感器。由于本實(shí)施例還設(shè)有粘貼薄片131，所以，多軸檢測(cè)型旋轉(zhuǎn)率傳感器，可以有效地安裝在除了所采用的產(chǎn)品支架等基片以外的部件上。
另外，在上述的說明中，是就采用了粘貼薄片131的例子進(jìn)行了說明，但除了粘貼薄片以外，也可以采用磁性薄片等磁石，在這種情況下，可以簡(jiǎn)單而有效地將傳感器固定在安裝體上。而且，還就采用了由氨基甲酸酯構(gòu)成的座架130的例子進(jìn)行了說明，但并不只局限于此例，采用橡膠也是可行的。而座架130雖然是箱型，但也可以是筒型等各種各樣地形狀。而且，還就在座架130上設(shè)有2個(gè)空洞的例子進(jìn)行了說明，但也可以根據(jù)用途而設(shè)置3個(gè)以上。而且，上述的各實(shí)施例，可以進(jìn)行任意的組合，這種情況下，也可以得到各實(shí)施例的效果。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于包括檢測(cè)元件；電路單元，用來(lái)以所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率，來(lái)驅(qū)動(dòng)控制該檢測(cè)元件，并通過低通濾波器，輸出與從所述檢測(cè)元件得到的旋轉(zhuǎn)率相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；陶瓷或樹脂制的氣密封容器，用來(lái)收納所述檢測(cè)元件和所述電路單元，并形成有用于向所述電路單元傳輸輸入輸出信號(hào)的線路；彈性體，被配置在所述氣密封容器和用來(lái)安裝該旋轉(zhuǎn)率傳感器的被安裝體之間；其中，至少由所述檢測(cè)元件、所述電路單元、所述氣密封容器以及所述彈性體構(gòu)成的機(jī)械系統(tǒng)的合成共振頻率、以及相當(dāng)于所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率和所述檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率之差的施加旋轉(zhuǎn)率頻率，小于所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率和所述檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率；所述電路單元的低通濾波器的截止頻率，小于所述合成共振頻率及所述施加旋轉(zhuǎn)率的頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述彈性體，具有用來(lái)與形成在所述氣密封容器中的線路進(jìn)行通電的導(dǎo)體部，并與所述氣密封容器的外側(cè)表面的至少一面相連接；由所述檢測(cè)元件、所述電路單元、所述氣密封容器以及所述彈性體構(gòu)成的機(jī)械系統(tǒng)的合成共振頻率，小于所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率和所述檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率，且大于相當(dāng)于所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率和所述檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率之差的施加旋轉(zhuǎn)率的頻率；所述電路單元的低通濾波器的截止頻率，小于所述施加旋轉(zhuǎn)率的頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述合成共振頻率，在2kHz或2kHz以上、4kHz或4kHz以下；所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率，在10kHz或10kHz以上；所述施加旋轉(zhuǎn)率的頻率，在200Hz或200Hz以上、500Hz或500Hz以下；所述低通濾波器的截止頻率，在100Hz或100Hz以下；所述低通濾波的次數(shù)，實(shí)際上在3次或3次以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述彈性體，具有用來(lái)與形成在所述氣密封容器中的線路進(jìn)行通電的導(dǎo)體部，并與所述氣密封容器的外側(cè)表面的至少一面相連接；相當(dāng)于所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率和所述檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率之差的施加旋轉(zhuǎn)率的頻率，小于所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率和所述檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率，且大于由所述檢測(cè)元件、所述電路單元、所述氣密封容器以及所述彈性體構(gòu)成的機(jī)械系統(tǒng)的合成共振頻率；所述電路單元的低通濾波器的截止頻率，小于所述合成共振頻率；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述合成共振頻率，在300Hz或300Hz以上、600Hz或600Hz以下；所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率，在10kHz或10kHz以上；所述施加旋轉(zhuǎn)率的頻率，在1kHz或1kHz以上、2kHz或2kHz以下；所述低通濾波器的截止頻率，在100Hz或100Hz以下；所述低通濾波的次數(shù)，實(shí)際上在3次或3次以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于在所述彈性體的一個(gè)面上，與所述氣密封容器的導(dǎo)體部相對(duì)應(yīng)的位置上，設(shè)置有第1墊電極，而在另一個(gè)面上，則設(shè)置有用來(lái)與外部進(jìn)行通電的第2墊電極，在側(cè)面，設(shè)置有連接所述第1墊電極和第2墊電極的導(dǎo)體模板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述第2墊電極，設(shè)置在所述彈性體另一面的至少四個(gè)角上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述第1墊電極和第2墊電極，至少包括電源、輸出、接地用的3個(gè)系統(tǒng)的墊電極，輸出用的墊電極，被配置在電源用的墊電極和接地用的墊電極之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述氣密封容器的垂直于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)率的檢測(cè)軸方向的寬度La，與所述氣密封容器和所述彈性體的合計(jì)厚度Lb之比La/Lb，在1.0以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于在所述彈性體上設(shè)置了一個(gè)突起，可插合在封裝該彈性體的基片上設(shè)置的孔中。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述彈性體，由一種片狀的橡膠構(gòu)成，在此片中嵌入金屬細(xì)線，以便在厚度方向具有導(dǎo)電性。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述彈性體，由氨基甲酸酯或具有空孔的硅所構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述彈性體，由含有磁性體或磁石的彈性材料所構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述彈性體，是一種由纖維狀的玻璃或樹脂構(gòu)成的片體。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述彈性體，由截面為橢圓形或圓形的多個(gè)柱形體或球形體所構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于在所述彈性體上，形成有與檢測(cè)旋轉(zhuǎn)率的檢測(cè)軸平行的切口或薄片部。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于在所述彈性體上，粘貼有具有粘性的部件，用來(lái)將該彈性體固定在基片上。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述檢測(cè)元件，是一種由單結(jié)晶水晶或接合水晶構(gòu)成的共振型振子。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述共振型振子，是一端封閉型的音叉振子。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述共振型振子，是H型振子。
21.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述檢測(cè)元件，是一種由硅片通過蝕刻法而形成的射束型振子。
22.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述檢測(cè)元件，是一種由硅片通過蝕刻法而形成的環(huán)狀振子。
23.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述檢測(cè)元件，是一種從硅基片開始，，通過蝕刻法將共振型振子臂、底座、支撐所述底座的橫梁、支撐所述橫梁的矩形框架形成為一體，在所述共振型振子臂的主要一面上，形成厚度為1μm以上5μm以下的PZT壓電膜的振動(dòng)元件。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于在所述硅基片的同一個(gè)面上，電路被一體形成。
25.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述檢測(cè)元件，是一種角柱形或圓柱形陶瓷制的振子。
26.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述檢測(cè)元件，是使用了彈性表面波的振子。
27.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述電路單元，發(fā)送數(shù)碼輸出。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述數(shù)碼輸出，是PWM形式的輸出。
29.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述彈性體，被貼在所述氣密封容器的表面。
30.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述檢測(cè)元件的質(zhì)量m，與所述電路單元和所述氣密封容器的合計(jì)質(zhì)量M之比M/m，在5.0或5.0以上。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于還包括，支撐部件和固定部件，其中，所述支撐部件具有與所述氣密封容器的外側(cè)表面的至少一面相接觸，將所述氣密封容器進(jìn)行電連接的封裝單元、與外部進(jìn)行通電的接線端子單元、使所述封裝單元和所述接線端子單元之間通電的導(dǎo)電模板、其硬度已被降低的軟性移行單元，而所述固定部件則被固定在所述彈性體上，用來(lái)將旋轉(zhuǎn)率傳感器固定在所述被安裝體上；其中，所述彈性體，被安裝在所述被安裝體和所述支撐部件的封裝單元之間；由所述檢測(cè)元件、所述電路單元、所述氣密封容器、所述支撐部件、所述彈性體以及所述固定部件構(gòu)成的機(jī)械系統(tǒng)的合成共振頻率，小于所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率及所述檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率，且大于相當(dāng)于所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率和所述檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率之差的施加旋轉(zhuǎn)率的頻率；所述電路單元的低通濾波器的截止頻率，小于所述施加旋轉(zhuǎn)率的頻率。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述合成共振頻率，在2kHz或2kHz以上、4kHz或4kHz以下；所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率，在10kHz或10kHz以上；所述施加旋轉(zhuǎn)率的頻率，在200Hz或200Hz以上、500Hz或500Hz以下；所述低通濾波器的截止頻率，在100Hz或100Hz以下；所述低通濾波的次數(shù)，實(shí)際上在3次或3次以上。
33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于還包括，支撐部件和固定部件，其中，所述支撐部件具有與所述氣密封容器的外側(cè)表面的至少一面相接觸，將所述氣密封容器進(jìn)行電連接的封裝單元、與外部進(jìn)行通電的接線端子單元、使所述封裝單元和所述接線端子單元之間通電的導(dǎo)電模板、其硬度已被降低的軟性移行單元，而所述固定部件則被固定在所述彈性體上，用來(lái)將旋轉(zhuǎn)率傳感器固定在所述安裝體上；其中，所述彈性體，被安裝在所述被安裝體和所述支撐部件的封裝單元之間；相當(dāng)于所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率和所述檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率之差的施加旋轉(zhuǎn)率的頻率，小于所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率及所述檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率，且大于由所述檢測(cè)元件、所述電路單元、所述氣密封容器、所述支撐部件、所述彈性體以及所述固定部件構(gòu)成的機(jī)械系統(tǒng)的合成共振頻率；所述電路單元的低通濾波器的截止頻率，小于所述合成共振頻率。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述合成共振頻率，在300Hz或300Hz以上、600Hz或600Hz以下；所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率，在10kHz或10kHz以上；所述施加旋轉(zhuǎn)率的頻率，在1kHz或1kHz以上、2kHz或2kHz以下；所述低通濾波器的截止頻率，在100Hz或100Hz以下；所述低通濾波的次數(shù)，實(shí)際上在3次或3次以上。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于在所述移行單元設(shè)有多個(gè)孔。
36.根據(jù)權(quán)利要求31所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于在所述移行單元設(shè)有切口或狹窄部。
37.根據(jù)權(quán)利要求31所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于在所述接線端子單元附近，設(shè)有定位的固定用端子。
38.根據(jù)權(quán)利要求31所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于通過電阻焊接或超聲波焊接，將線狀或板狀的金屬端子接合端子單元的導(dǎo)體切片上。
39.根據(jù)權(quán)利要求31所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述固定部件為粘貼層或磁石。
40.根據(jù)權(quán)利要求31所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述氣密封容器，呈大致長(zhǎng)方體的形狀，在所述氣密封容器的上面，形成有安裝時(shí)用來(lái)識(shí)別用的標(biāo)記。
41.根據(jù)權(quán)利要求31所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述支撐部件的移行單元，至少設(shè)置有切口、狹窄部及多個(gè)孔中的其中之一，由厚度為0.1mm或0.1mm以上1mm或1mm以下的硬質(zhì)基片所構(gòu)成。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述彈性體具有層疊結(jié)構(gòu)。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述接線端子單元的具有可彎曲性的線狀或板狀的金屬端子，被連接在所述導(dǎo)電模板上。
44.根據(jù)權(quán)利要求41所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述固定部件為粘貼層或磁石。
45.根據(jù)權(quán)利要求41所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述氣密封容器，呈大致長(zhǎng)方體的形狀，在所述氣密封容器的上面，形成有封裝時(shí)進(jìn)行識(shí)別用的標(biāo)記。
46.根據(jù)權(quán)利要求31所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)率傳感器，包括多個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器；所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器，是利用所述固定部件，被貼近封裝在硬質(zhì)基片上的。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器中的至少2個(gè)，被配置成其檢測(cè)軸實(shí)際上指向同一方向。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)率傳感器的各檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率，實(shí)質(zhì)上是相同的。
49.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于還包括，支撐部件和固定部件，其中，所述支撐部件具有與所述氣密封容器的外側(cè)表面的至少一面相接觸，將所述氣密封容器進(jìn)行電連接的封裝單元、與外部進(jìn)行通電的接線端子單元、使所述封裝單元和所述接線端子單元之間通電的導(dǎo)電模板、其硬度已被降低的軟性移行單元，而所述固定部件則被固定在所述彈性體上，用來(lái)將旋轉(zhuǎn)率傳感器固定在所述被安裝體上；其中，所述彈性體，包含由聚氨基甲酸酯或橡膠構(gòu)成的筒型或箱型的座架，該座架設(shè)置了至少可以收納保存所述氣密封容器和所述封裝單元的空洞；所述接線端子單元至少要伸出到所述座架的外面；由所述檢測(cè)元件、所述電路單元、所述氣密封容器、所述支撐部件、所述座架以及所述固定部件構(gòu)成的機(jī)械系統(tǒng)的合成共振頻率，小于所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率及所述檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率，且大于相當(dāng)于所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率和所述檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率之差的施加旋轉(zhuǎn)率的頻率；所述電路單元的低通濾波器的截止頻率，小于所述施加旋轉(zhuǎn)率的頻率。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述合成共振頻率，在2kHz或2kHz以上、4kHz或4kHz以下；所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率，在10kHz或10kHz以上；所述施加旋轉(zhuǎn)率的頻率，在200Hz或200Hz以上、500Hz或500Hz以下；所述低通濾波器的截止頻率，在100Hz或100Hz以下；所述低通濾波的次數(shù)，實(shí)際上在3次或3次以上。
51.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于還包括，支撐部件和固定部件，其中，所述支撐部件具有與所述氣密封容器的外側(cè)表面的至少一面相接觸，將所述氣密封容器進(jìn)行電連接的封裝單元、與外部進(jìn)行通電的接線端子單元、使所述封裝單元和所述接線端子單元之間通電的導(dǎo)電模板、其硬度已被降低的軟性移行單元，而所述固定部件則被固定在所述彈性體上，用來(lái)將旋轉(zhuǎn)率傳感器固定在所述被安裝體上；其中，所述彈性體，包含由聚氨基甲酸酯或橡膠構(gòu)成的筒型或箱型的座架，該座架設(shè)置了至少可以收納保存所述氣密封容器和所述封裝單元的空洞；所述接線端子單元至少要伸出到所述支架的外面；相當(dāng)于所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率和所述檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率之差的施加旋轉(zhuǎn)率的頻率，小于所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率及所述檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率，且大于由所述檢測(cè)元件、所述電路單元、所述氣密封容器、所述支撐部件、所述支架以及所述固定部件構(gòu)成的機(jī)械系統(tǒng)的合成共振頻率；所述電路單元的低通濾波器的截止頻率，小于所述合成共振頻率。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述合成共振頻率，在300Hz或300Hz以上、600Hz或600Hz以下；所述檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率，在10kHz或10kHz以上；所述施加旋轉(zhuǎn)率的頻率，在1kHz或1kHz以上、2kHz或2kHz以下；所述低通濾波器的截止頻率，在100Hz或100Hz以下；所述低通濾波的次數(shù)，實(shí)際上在3次或3次以上。
53.根據(jù)權(quán)利要求49所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述固定部件為粘貼層或磁石。
54.根據(jù)權(quán)利要求49所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于在所述座架的上面，形成有封裝時(shí)的識(shí)別用標(biāo)記。
55.根據(jù)權(quán)利要求49所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于在所述座架內(nèi)，設(shè)有至少可以收納多個(gè)所述氣密封容器和所述封裝單元的空洞。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的旋轉(zhuǎn)率傳感器，其特征在于所述座架內(nèi)的檢測(cè)元件，被配置成相互垂直。
全文摘要
本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)率傳感器，它包括檢測(cè)元件、電路單元、氣密封容器及彈性體，其中，由這些零部件構(gòu)成的機(jī)械系統(tǒng)的合成振動(dòng)頻率、以及相當(dāng)于檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率和檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率之差的施加旋轉(zhuǎn)率的頻率，小于檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)方向的共振頻率及檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)率檢測(cè)方向的共振頻率，而且，電路單元的低通濾波器的截止頻率，也小于合成共振頻率及施加旋轉(zhuǎn)率的頻率。
文檔編號(hào)H01L41/18GK1609556SQ20041008529
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月17日
發(fā)明者野添利幸, 吉內(nèi)茂裕, 川崎周作, 地頭所典行, 大內(nèi)智 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社