特開 2023-141124 多軸慣性力センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023141124

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】多軸慣性力センサ

(51)【国際特許分類】

   G01C 19/00 20130101AFI20230928BHJP

   G01P 15/18 20130101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

G01C19/00 Z

G01P15/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022047271

(22)【出願日】2022-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】船橋 博文

(72)【発明者】

【氏名】高橋 一平

(72)【発明者】

【氏名】明石 照久

(72)【発明者】

【氏名】原田 翔太

【テーマコード（参考）】

2F105

【Ｆターム（参考）】

2F105BB17

(57)【要約】

【課題】検出精度が改善された多軸慣性力センサを提供する。
【解決手段】多軸慣性力センサは、第１ブロックと第２ブロックと第３ブロックと第４ブロックを備えており、各ブロックは、各ブロックが載置される載置面に接触する接触面と、接触面に対して傾斜しており、対応するジャイロセンサが配置される傾斜面と、接触面に対して直交しており、対応する加速度センサが配置される直交面を有している。第１ブロック及び第２ブロックは、載置面に平行な第１方向に並んで配置されており、第３ブロック及び第４ブロックは、載置面に平行であるとともに第１方向に直交する第２方向に並んで配置されている。各加速度センサは、載置面に対して水平及び垂直方向の２軸の加速度を検出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ジャイロセンサ及び第１加速度センサが配置されている第１ブロックと、
第２ジャイロセンサ及び第２加速度センサが配置されている第２ブロックと、
第３ジャイロセンサ及び第３加速度センサが配置されている第３ブロックと、
第４ジャイロセンサ及び第４加速度センサが配置されている第４ブロックと、
を備えており、
各ブロックは、
各ブロックが載置される載置面に接触する接触面と、
前記接触面に対して傾斜しており、対応するジャイロセンサが配置される傾斜面と、
前記接触面に対して直交しており、対応する加速度センサが配置される直交面と、を有しており、
第１ブロック及び第２ブロックは、載置面に平行な第１方向に並んで配置されており、
第３ブロック及び第４ブロックは、載置面に平行であるとともに第１方向に直交する第２方向に並んで配置されており、
各加速度センサは、載置面に対して水平及び垂直方向の２軸の加速度を検出する、多軸慣性力センサ。

【請求項2】

第１ブロック及び第２ブロックの第２方向と、
第３ブロック及び第４ブロックの第１方向に、加速度センサが配置される直交面が設けられている請求項１に記載の多軸慣性力センサ。

【請求項3】

第１ブロック及び第２ブロックの第１方向と、
第３ブロック及び第４ブロックの第２方向に、加速度センサが配置される直交面が設けられている請求項１に記載の多軸慣性力センサ。

【請求項4】

第１ジャイロセンサ及び第１加速度センサが配置されている第１ブロックと、
第２ジャイロセンサ及び第２加速度センサが配置されている第２ブロックと、
第３ジャイロセンサ及び第３加速度センサが配置されている第３ブロックと、
を備えており、
各ブロックは、
各ブロックが載置される載置面に接触する接触面と、
前記接触面に対して傾斜しており、対応するジャイロセンサが配置される傾斜面と、
前記接触面に対して直交しており、対応する加速度センサが配置される直交面と、を有しており、
第１ブロック及び第２ブロックは、載置面の第１方向に並んで配置されており、
第３ブロックは、傾斜面が載置面内の第１方向に直交する第２方向に向くように配置されており、
各加速度センサは、載置面に対して水平及び垂直方向の２軸の加速度を検出する、多軸慣性力センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書が開示する技術は、多軸慣性力センサに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、３個のジャイロセンサを用いた多軸慣性力センサが開示されている。特許文献１では、１個の支持部材に対して３個のジャイロセンサを固定し、その支持部材を対象機器に実装している。そのため、特許文献１では、支持部材は、各ジャイロセンサを固定するための３個の支持面が設けられた形状を有している。具体的は、支持部材は、第１平面部と、第１平面部の端部に設けられているとともに第１平面部に直交する第２平面部と、第１平面部の端部に設けられているとともに第１平面部及び第２平面部に直交する第３平面部と、を備えた形状である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－２２０２３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の多軸慣性力センサでは、例えば、支持部材の第１平面部に対する第２平面部の角度、第１平面部に対する第３平面部等が設計値からずれると、各平面部に対してジャイロセンサを正確に固定されていても対象機器の角速度を正確に検出することができない。また、支持部材に対してジャイロセンサが正確に固定されていない（支持部材に対するジャイロセンサの角度が設計値からずれている）場合も、対象機器の角速度を正確に検出することができない。そのため、特許文献１の技術では、支持部材の形状、あるいは、支持部材に対するジャイロセンサの固定を高度に制御することが必要である。より簡易な構造で対象機器の角速度を正確に検出する技術が必要とされている。本明細書は、検出精度が改善された多軸慣性力センサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書で開示する多軸慣性力センサは、第１ジャイロセンサ及び第１加速度センサが配置されている第１ブロックと、第２ジャイロセンサ及び第２加速度センサが配置されている第２ブロックと、第３ジャイロセンサ及び第３加速度センサが配置されている第３ブロックと、第４ジャイロセンサ及び第４加速度センサが配置されている第４ブロックを備えている。各ブロックは、各ブロックが載置される載置面に接触する接触面と、接触面に対して傾斜しており、対応するジャイロセンサが配置される傾斜面と、接触面に対して直交しており、対応する加速度センサが配置される直交面を有している。この多軸慣性力センサでは、第１ブロック及び第２ブロックは、双方の傾斜面同士が内向き又は外向きになるように、載置面に平行な第１方向に並んで配置されており、第３ブロック及び第４ブロックは、双方の傾斜面同士が内向き又は外向きになるように、載置面に平行であるとともに第１方向に直交する第２方向に並んで配置されており、各加速度センサは、載置面に対して水平及び垂直方向の２軸の加速度を検出する。

【0006】

上記多軸慣性力センサは、３軸の角速度及び３軸の加速度を検知することができる６軸センサである。また、上記多軸慣性力センサは、各ブロックに２軸の加速度を検出する加速度センサが配置されているので、ブロックが載置面に対して傾いて固定（不正確に固定）された場合であっても、傾き誤差を検知し、角速度及び加速度を補正することができる。その結果、多軸慣性力センサの検出精度を向上させることができる。さらに、上記多軸慣性力センサは、４個のジャイロセンサを備えているので、１個のジャイロセンサに故障が生じても、正常な３個のジャイロセンサで３軸検知を行うことができる。

【0007】

上記多軸慣性力センサでは、第１ブロック及び第２ブロックの第２方向と、第３ブロック及び第４ブロックの第１方向に、加速度センサが配置される直交面が設けられていてよい。第１方向でブロックに配置された加速度センサは、載置面に直交する方向と、第２方向の加速度を検知する。一方、第２方向でブロックに配置された加速度センサは、載置面に直交する方向（垂直方向）と、第１方向の加速度を検知する。その結果、垂直方向、第１方向（載置面に平行な方向）、第２方向（載置面に平行であり、第１方向に直交する方向）の３方向の加速度を確実に検知することができる。

【0008】

上記多軸慣性力センサでは、第１ブロック及び第２ブロックの第１方向と、第３ブロック及び第４ブロックの第２方向に、加速度センサが配置される直交面が設けられていてもよい。この場合も、垂直方向、第１方向（載置面に平行な方向）、第２方向（載置面に平行であり、第１方向に直交する方向）の３方向の加速度を確実に検知することができる。

【0009】

本明細書で開示する多軸慣性力センサの他の一形態は、第１ジャイロセンサ及び第１加速度センサが配置されている第１ブロックと、第２ジャイロセンサ及び第２加速度センサが配置されている第２ブロックと、第３ジャイロセンサ及び第３加速度センサが配置されている第３ブロックを備えている。各ブロックは、各ブロックが載置される載置面に接触する接触面と、接触面に対して傾斜しており、対応するジャイロセンサが配置される傾斜面と、接触面に対して直交しており、対応する加速度センサが配置される直交面を有している。この多軸慣性力センサでは、第１ブロック及び第２ブロックは、双方の傾斜面同士が内向き又は外向きになるように、載置面の第１方向に並んで配置されており、第３ブロックは、傾斜面が載置面内の第１方向に直交する第２方向に向くように配置されており、各加速度センサは、載置面に対して水平及び垂直方向の２軸の加速度を検出する。

【0010】

上記多軸慣性力センサも、３軸の角速度及び３軸の加速度を検知することができる６軸センサである。また、上記多軸慣性力センサも、各ブロックに２軸の加速度を検出する加速度センサが配置されているので、ブロックが載置面に対して傾いて固定（不正確に固定）された場合であっても、傾き誤差を検知し、角速度及び加速度を補正することができる。その結果、多軸慣性力センサの検出精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施例の多軸慣性力センサの斜視図を示す。

【図2】第１実施例の多軸慣性力センサの平面図を示す。

【図3】ブロックセンサの斜視図を示す。

【図4】多軸慣性力センサの角速度測定原理を説明するための図を示す。

【図5】加速度センサの特徴を説明するための図を示す。

【図6】多軸慣性力センサの内部構成のブロック図を示す。

【図7】第２実施例の多軸慣性力センサの平面図を示す。

【図8】第２実施例の多軸慣性力センサの側面図を示す。

【図9】第３実施例の多軸慣性力センサの平面図を示す。

【図10】第３実施例の多軸慣性力センサの側面図を示す。

【図11】第４実施例の多軸慣性力センサの斜視図を示す。

【図12】第４実施例の多軸慣性力センサの平面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第１実施例）
図１及び図２を参照し、多軸慣性力センサ１００について説明する。多軸慣性力センサ１００は、第１ブロックセンサ１０ａと、第２ブロックセンサ１０ｂと、第３ブロックセンサ１０ｃと、第４ブロックセンサ１０ｄを備えている。第１ブロックセンサ１０ａは、第１ブロック４ａと、第１ジャイロセンサ６ａと、第１加速度センサ８ａを備えている。第２ブロックセンサ１０ｂは、第２ブロック４ｂと、第２ジャイロセンサ６ｂと、第２加速度センサ８ｂを備えている。第３ブロックセンサ１０ｃは、第３ブロック４ｃと、第３ジャイロセンサ６ｃと、第３加速度センサ８ｃを備えている。第４ブロックセンサ１０ｄは、第４ブロック４ｄと、第４ジャイロセンサ６ｄと、第４加速度センサ８ｄを備えている。なお、図１には、第１加速度センサ８ａ及び第３加速度センサ８ｃは現れていない。ブロックセンサ１０ａ～１０ｄは、固定部２の表面（載置面）に固定されている。ブロックセンサ１０ａ～１０ｄは、何れも、実質的に同じ構造を有している。

【0013】

多軸慣性力センサ１００のさらなる特徴を説明するに先立って、図３を参照し、ブロックセンサ１０（１０ａ～１０ｄ）の構造を説明する。なお、以下の説明において、ブロックセンサ１０ａ～１０ｄに共通の特徴を説明する場合、ブロックセンサ１０ａ～１０ｄ及びブロックセンサ１０ａ～１０ｄを構成する部品に付した参照番号のうち、アルファベットの添字を省略することがある。

【0014】

ブロック４は、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）樹脂製であり、固定部２の表面に接触する接触面２０と、接触面２０に対して傾斜している傾斜面２２と、接触面２０に対して直交している直交面２４，２６，２８を有している。傾斜面２２には、ジャイロセンサ６が配置されている。接触面２０及び傾斜面２２は四角形であり、接触面２０と傾斜面２２が成す角度θ１は、およそ４５度である。直交面２４，２６は、接触面２０の一辺と、傾斜面２２の四辺のうちの接触面２０からの距離が変化している一辺を含んでおり、略三角形（直角二等辺三角形）である。直交面２８は、接触面２０の一辺と、傾斜面２２の四辺のうちの接触面２０からの距離が最も遠い一辺を含んでおり、略四角形である。ジャイロセンサ６が配置されている面（傾斜面２２）をブロック４の正面と捉えると、直交面２４，２６はブロック４の側面、直交面２８はブロック４の背面と捉えることができる。図３に示すブロックセンサ１０では、直交面２６に加速度センサ８が配置されている。

【0015】

ジャイロセンサ６は、はんだ３０によって、ブロックセンサ１０の正面（傾斜面２２）に固定されている。また、傾斜面２２には、複数の電子部品（チップ抵抗、チップコンデンサ等）３２、及びＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）３６が嵌め込まれたソケット３４もはんだ（図示省略）によって固定されている。加速度センサ８は、はんだ（図示省略）によって、直交面２６に固定されている。ジャイロセンサ６、電子部品３２及び加速度センサ８は、はんだを介して配線４０に接続されており、ＦＰＣ３６を介してブロックセンサ１０の外部に設けられている回路演算出力部（図示省略）に接続されている。配線４０は、傾斜面２２及び直交面２６の表面にＭＩＤ（Molded Interconnect Device）技術を用いた表面改質によって形成された金属製の薄膜であり、ブロック４の表面（傾斜面２２及び直交面２６の表面）に直接形成されている。

【0016】

ジャイロセンサ６は１軸の角速度を検知し、加速度センサ８は２軸の加速度を検知する。ジャイロセンサ６及び加速度センサ８は、ＱＦＮ（Quad Flat Non lead package）構造である。ジャイロセンサ６及び加速度センサ８の電源とＧＮＤは、上述した回路演算出力部より供給される。また、ジャイロセンサ６及び加速度センサ８の検知信号は、回路演算出力部に出力される。ジャイロセンサ６及び加速度センサ８の機能（検出信号の処理）の詳細については後述する。

【0017】

なお、ブロック４の材料として、ＬＣＰ樹脂に代え、例えば金属を用いることもできる。ブロック４の材料として金属を用いる場合は、配線パターンを形成したプリント基板上にジャイロセンサ６、加速度センサ８、電子部品３２及びソケット３４を実装し、そのプリント基板をブロック４に搭載する。

【0018】

図１及び図２に戻り、多軸慣性力センサ１００の特徴について説明を続ける。固定部２の表面（載置面）は、Ｘ－Ｙ平面に平行である。そして、第１ブロックセンサ１０ａと第２ブロックセンサ１０ｂは、Ｘ軸方向に並んで対向して配置されている。Ｘ軸方向は、第１方向の一例である。具体的には、第１ブロック４ａと第２ブロック４ｂの傾斜面２２（図３を参照）同士が、内向きになるようにＸ軸方向に並んで対向して配置されている。また、第３ブロックセンサ１０ｃと第４ブロックセンサ１０ｄは、Ｙ軸方向に並んで対向して配置されている。Ｙ軸方向は、第２方向の一例である。すなわち、第３ブロック４ｃと第４ブロック４ｄの傾斜面２２同士が、内向きになるようにＹ軸方向に並んで対向して配置されている。

【0019】

ブロックセンサ１０ａ～１０ｄでは、ジャイロセンサ６ａ～６ｄが、ブロック４ａ～４ｄの側面（直交面２６：図３も参照）に設けられている。具体的には、第１ブロックセンサ１０ａでは、第１ジャイロセンサ６ａは、第１ブロック４ａのＹ軸方向の側面（直交面２６）に設けられている。第２ブロックセンサ１０ｂにおいても、第２ジャイロセンサ６ｂは、第２ブロック４ｂのＹ軸方向の側面に設けられている。一方、第３ブロックセンサ１０ｃでは、第３ジャイロセンサ６ｃは、第３ブロック４ｃのＸ軸方向の側面に設けられている。第４ブロックセンサ１０ｄにおいても、第４ジャイロセンサ６ｄは、第４ブロック４ｄのＸ軸方向の側面に設けられている。多軸慣性力センサ１００は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸の角速度を検知することができる。以下、多軸慣性力センサ１００が３軸角速度を検知する測定原理について説明する。

【0020】

図４は、（ａ）Ｘ軸方向に並ぶ２個のブロックセンサ（ブロックセンサ１０ａ，１０ｂ）と、（ｂ）Ｙ軸方向に並ぶ２個のブロックセンサ（ブロックセンサ１０ｃ，１０ｄ）を模式的に示している。固定部２と第１ジャイロセンサ６ａが成す角度θ１、固定部２と第２ジャイロセンサ６ｂが成す角度θ２、固定部２と第３ジャイロセンサ６ｃが成す角度θ３、固定部２と第４ジャイロセンサ６ｄが成す角度θ４で示している。

【0021】

例えば、多軸慣性力センサ１００にＸ軸周りの角速度「ω_ｘ」が印加された場合、第１ジャイロセンサ６ａには「－ω_ｘ」が印加され、第２ジャイロセンサ６ｂには「ω_ｘ」が印加される（ａ）。また、この場合、第３ジャイロセンサ６ｃ及び第４ジャイロセンサ６ｄには、「ω_ｘ」が印加されない。第３ブロック４ｃ及び第４ブロック４ｄがＹ軸方向に並んで配置されているので、他軸であるＸ軸周りの角速度に対して不感だからである。

【0022】

また、多軸慣性力センサ１００にＹ軸周りの角速度「ω_ｙ」が印加された場合、第３ジャイロセンサ６ｃには「－ω_ｙ」が印加され、第４ジャイロセンサ６ｄには「ω_ｙ」が印加される（ｂ）。また、この場合、第１ジャイロセンサ６ａ及び第２ジャイロセンサ６ｂには、「ω_ｙ」が印加されない。第１ブロック４ａ及び第２ブロック４ｂがＸ軸方向に並んで配置されているので、他軸であるＹ軸周りの角速度に対して不感だからである。

【0023】

多軸慣性力センサ１００にＺ軸周りの角速度「ω_ｚ」が印加された場合、全てのジャイロセンサ６ａ～６ｄに「ω_ｚ」が印加される。すなわち、Ｚ軸周りの角速度「ω_ｚ」については、全てのジャイロセンサ６ａ～６ｄが検知可能である。なお、ジャイロセンサ６ａ～６ｄは、表面に直交する方向（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４方向）周りの角速度を検出するジャイロセンサ（Ｚ軸ジャイロセンサ）である。すなわち、第１ジャイロセンサ６ａの主軸（検知軸）はＳ１方向であり、第２ジャイロセンサ６ｂの主軸はＳ２方向であり、第３ジャイロセンサ６ｃの主軸はＳ３方向であり、第４ジャイロセンサ６ｄの主軸はＳ４方向である。

【0024】

多軸慣性力センサ１００に角速度「ω_ｘ」，「ω_ｙ」及び「ω_ｚ」が印加された場合、各ジャイロセンサ６ａ～６ｄの主軸に角速度が印加されることが必要である。そのため、例えば、各ジャイロセンサ６ａ～６ｄの出力信号を各々Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４とすると、各出力信号は、下記式（１）で表すことができる。また、下記式（１）を行列式で表すと、下記式（２）となる。多軸慣性力センサ１００は、下記式（１）または（２）に基づいて、３軸角速度を検出することができる。

【0025】

【数1】

【数2】

【0026】

多軸慣性力センサ１００の他の特徴について説明する。上述したように、ブロック４の側面には加速度センサ８が配置されている。加速度センサ８は、固定部面に対して水平方向及び垂直方向に感度軸を有する２軸加速度センサである。そのため、図１及び図２に示す多軸慣性力センサ１００では、第１加速度センサ８ａ及び第２加速度センサ８ｂによってＸ軸及びＺ軸の加速度を検知することができ、第３加速度センサ８ｃ及び第４加速度センサ８ｄによってＹ軸及びＺ軸の加速度を検知することができる。すなわち、多軸慣性力センサ１００は、３軸の角速度及び３軸の加速度を検知可能な６軸センサである。

【0027】

図５は、ブロックセンサ１０の１つを模式的に示している。上述したように、加速度センサ８は、固定部面に対して水平方向及び垂直方向に感度軸を有する。そのため、図５の破線で示すように固定部２に対してブロックセンサ１０が傾いて固定された場合、加速度センサ８で重力方向（Ｚ軸方向）の測定を行うことにより、ブロックセンサ１０の傾き（実装誤差）を検出することができる。検出された傾き誤差を用いて角速度及び加速度の検出値を補正することにより、高精度な６軸検知（３軸の角速度及び３軸の加速度）を行うことができる。また、４個のブロックセンサ１０（１０ａ～１０ｄ）のうちの１個が故障しても、正常な３個のブロックセンサ１０を用いて６軸検知を行うことができる。

【0028】

次に、図６を参照し、多軸慣性力センサ１００の内部構成について説明する。多軸慣性力センサ１００は、センシング部５０と、回路演算出力部５２と、温度センサ部５４を備えている。センシング部５０は、ブロックセンサ１０等の実装構造である。回路演算出力部５２は、センシング部５０から入力されたセンサ出力を演算し、センサ信号を外部に出力する。温度センサ部５４は、多軸慣性力センサ１００の温度をモニタする。回路演算出力部５２は、（１）センサ出力の取り込み、（２）６軸化演算処理アルゴリズム、（３）軸間直交度補正アルゴリズム、（４）感度補正アルゴリズム、（５）温度特性補正アルゴリズム、（６）６軸出力処理アルゴリズム、といった６機能を有する。

【0029】

６軸化演算処理アルゴリズムは、上述した式（１）または（２）を用いて、３軸角速度を検出する。軸間直交度補正アルゴリズムは、固定部に対するブロックセンサの実装誤差を補正し、軸間直交性を所定値以下に補正する機能を有する。感度補正アルゴリズムは、軸間直交度補正アルゴリズムによって補正されたことによりセンサの感度が低下することを補正する機能を有する。温度特性補正アルゴリズムは、温度センサ部５４における測定結果に基づき、感度を温度に応じて補正する機能を有する。６軸出力処理アルゴリズムは、各アルゴリズムで処理されて得らえた３軸角速度と３軸加速度を、センサ信号として外部出力する機能を有する。また、回路演算出力部５２は、多軸慣性力センサ１００の外部のＤＣ電源５６の出力を、センシング部５０及び温度センサ部５４に供給する。さらに、回路演算出力部５２は、ＳＰＩ通信によって、センシング部５０から角速度，加速度測定結果を受け取り、温度センサ部５４から温度測定結果を受け取る。

【0030】

（第２実施例）
図７及び図８を参照し、多軸慣性力センサ２００について説明する。多軸慣性力センサ２００は、多軸慣性力センサ１００の変形例であり、固定部２に対するブロックセンサ１０ａ～１０ｄの配置形態が多軸慣性力センサ１００と異なる。以下の説明では、多軸慣性力センサ２００について、多軸慣性力センサ１００と実質的に同じ構造については、多軸慣性力センサ１００に付した参照番号を付すことによって説明を省略することがある。

【0031】

多軸慣性力センサ２００は、第１ブロックセンサ１０ａと、第２ブロックセンサ１０ｂと、第３ブロックセンサ１０ｃと、第４ブロックセンサ１０ｄを備えている。多軸慣性力センサ２００では、第１ブロック４ａと第２ブロック４ｂは、傾斜面２２同士が外向きになるようにＸ軸方向に並んで対向して配置されている。また、第３ブロック４ｃと第４ブロック４ｄは、傾斜面２２同士が外向きになるようにＹ軸方向に並んで対向して配置されている。多軸慣性力センサ２００は、３軸の角速度及び３軸の加速度を検知可能な６軸センサであり、加速度センサ８で重力方向の測定を行うことにより、ブロックセンサ１０の傾き（実装誤差）を検出することができる。また、４個のブロックセンサ１０（１０ａ～１０ｄ）のうちの１個が故障しても、正常な３個のブロックセンサ１０を用いて６軸検知を行うことができる。

【0032】

（第３実施例）
図９及び図１０を参照し、多軸慣性力センサ３００について説明する。多軸慣性力センサ３００は、多軸慣性力センサ１００の変形例であり、ブロック４に対する加速度センサ８の配置形態が多軸慣性力センサ１００と異なる。以下の説明では、多軸慣性力センサ３００について、多軸慣性力センサ１００と実質的に同じ構造については、多軸慣性力センサ１００に付した参照番号を付すことによって説明を省略することがある。

【0033】

多軸慣性力センサ３００は、第１ブロックセンサ３１０ａと、第２ブロックセンサ３１０ｂと、第３ブロックセンサ３１０ｃと、第４ブロックセンサ３１０ｄを備えている。多軸慣性力センサ３００では、ジャイロセンサ６ａ～６ｄが、ブロック４ａ～４ｄの背面（直交面２８：図３も参照）に設けられている。具体的には、第１ブロックセンサ３１０ａでは、第１ジャイロセンサ６ａは、第１ブロック４ａのＸ軸方向の背面（直交面２８）に設けられている。第２ブロックセンサ３１０ｂにおいても、第２ジャイロセンサ６ｂは、第２ブロック４ｂのＸ軸方向の背面に設けられている。第３ブロックセンサ３１０ｃでは、第３ジャイロセンサ６ｃは、第３ブロック４ｃのＹ軸方向の背面に設けられている。第４ブロックセンサ３１０ｄにおいても、第４ジャイロセンサ６ｄは、第４ブロック４ｄのＹ軸方向の背面に設けられている。多軸慣性力センサ３００は、３軸の角速度及び３軸の加速度を検知可能な６軸センサであり、加速度センサ８で重力方向の測定を行うことにより、ブロックセンサ３１０の傾き（実装誤差）を検出することができる。また、４個のブロックセンサ３１０（３１０ａ～３１０ｄ）のうちの１個が故障しても、正常な３個のブロックセンサ３１０を用いて６軸検知を行うことができる。

【0034】

（第４実施例）
図１１及び図１２を参照し、多軸慣性力センサ４００について説明する。多軸慣性力センサ３００は、多軸慣性力センサ１００の変形例であり、ブロックセンサ１０が３個である点が多軸慣性力センサ１００と異なる。以下の説明では、多軸慣性力センサ４００について、多軸慣性力センサ１００と実質的に同じ構造については、多軸慣性力センサ１００に付した参照番号を付すことによって説明を省略することがある。

【0035】

多軸慣性力センサ４００は、第１ブロックセンサ１０ａと、第２ブロックセンサ１０ｂと、第３ブロックセンサ１０ｃを備えている。第１ブロックセンサ１０ａと第２ブロックセンサ１０ｂは、Ｘ軸方向に並んで対向して配置されている。第３ブロックセンサ１０ｃは、Ｙ軸方向に沿って配置されている。より具体的には、第３ジャイロセンサ６ｃの主軸（検知軸）がＹ－Ｚ平面に含まれるように、第３ブロックセンサ１０ｃが配置されている。多軸慣性力センサ４００では、第１ジャイロセンサ６ａと第２ジャイロセンサ６ｂがＸ軸とＺ軸周りの角速度を検知し、第３ジャイロセンサ６ｃがＹ軸とＺ軸周りの角速度を検知することができる。すなわち、多軸慣性力センサ４００は、３軸の角速度を検知することができる。また、多軸慣性力センサ４００は、第１加速度センサ８ａと第２加速度センサ８ｂがＸ軸とＺ軸の加速度を検知し、第３加速度センサ８ｃがＹ軸とＺ軸の加速度を検知することができる。多軸慣性力センサ４００も、３軸の角速度及び３軸の加速度を検知可能な６軸センサであり、加速度センサ８で重力方向の測定を行うことにより、ブロックセンサ１０の傾き（実装誤差）を検出することができる。

【0036】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0037】

４：ブロック
６：ジャイロセンサ
８：加速度センサ
２０：接触面
２２：傾斜面
２４，２６，２８：直交面
１００：多軸慣性力センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】