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特表2024-541252角速度センサ用マイクロメカニカル部品

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-08

(54)【発明の名称】角速度センサ用マイクロメカニカル部品

(51)【国際特許分類】

G01C 19/574 20120101AFI20241031BHJP

B81C 1/00 20060101ALI20241031BHJP

B81B 3/00 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

G01C19/574

B81C1/00

B81B3/00

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024525394

(86)(22)【出願日】2022-10-05

(85)【翻訳文提出日】2024-04-26

(86)【国際出願番号】 EP2022077670

(87)【国際公開番号】W WO2023072541

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】102021212100.4

(32)【優先日】2021-10-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴＢＯＳＣＨＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本修

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾淳一

(72)【発明者】

【氏名】ラインムート，ヨッヘン

【テーマコード（参考）】

2F105

3C081

【Ｆターム（参考）】

2F105BB02

2F105BB03

2F105BB15

2F105CC04

2F105CD01

2F105CD05

3C081AA07

3C081AA11

3C081AA13

3C081BA44

3C081BA46

3C081BA47

3C081BA48

3C081BA75

3C081EA02

(57)【要約】

本発明は、第１の側で第１の振動質量体（１６ａ）と、第２の側で第２の振動質量体（１６ｂ）と、を有して構成されている第１のロータ（１２ａ）を備え、マイクロメカニカル部品は、前記第１の側の第１の端部が、第１のレバー連結ばね（２２ａ）を介して前記第１の振動質量体（１６ａ）に連結され、前記第１のロータ（１２ａ）の前記第１の側と前記第２の側との間に位置する第３の側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第１のレバー部材（２０）と、前記第２の側の第１の端部が、第２のレバー連結ばね（２２ｂ）を介して前記第２の振動質量体（１６ｂ）に連結され、前記第１のロータ（１２ａ）の前記第３の側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第２のレバー部材（２０ｂ）と、前記第１のレバー部材（２０ａ）および前記第２のレバー部材（２０ｂ）を相互に接続する第１のレバー部材ばね（２４ａ）と、をさらに有する、角速度センサ用マイクロメカニカル部品に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

－基板表面（１０）を有する基板と、
－第１のロータ（１２ａ）であって、第１の側で、少なくとも１つの第１の質量体連結ばね（１４ａ）を介して前記第１のロータ（１２ａ）に連結された第１の振動質量体（１６ａ）と、前記第１の側から離れた第２の側で、少なくとも１つの第２の質量体連結ばね（１４ｂ）を介して前記第１のロータ（１２ａ）に連結された第２の振動質量体（１６ｂ）と、を有して構成され、かつ、前記第１のロータ（１２ａ）が、前記第１の振動質量体（１６ａ）および前記第２の振動質量体（１６ｂ）とともに前記基板表面（１０）に対して垂直に向いた第１の回転軸（５２ａ）を中心とする第１の調和振動運動を行うことができるように、少なくとも１つの第１のロータ連結ばね（１８ａ）を介して前記基板表面（１０）に連結されているものと、
を備え、
－前記第１の側の第１の端部が、第１のレバー連結ばね（２２ａ）を介して前記第１の振動質量体（１６ａ）に連結され、前記第１のロータ（１２ａ）の前記第１の側と前記第２の側との間に位置する第３の側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第１のレバー部材（２０ａ）と、
－前記第２の側の第１の端部が、第２のレバー連結ばね（２２ｂ）を介して前記第２の振動質量体（１６ｂ）に連結され、前記第１のロータ（１２ａ）の前記第３の側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第２のレバー部材（２０ｂ）と、
－前記第１のレバー部材（２０ａ）および前記第２のレバー部材（２０ｂ）を相互に接続する第１のレバー部材ばね（２４ａ）と、
を備えることを特徴とする、角速度センサ用マイクロメカニカル部品。

【請求項2】

前記第１のレバー部材（２０ａ）は、前記第１のレバー部材（２０ａ）に係止された第１のレバー支持ばね（３２ａ）を介して前記第１のロータ（１２ａ）に連結され、前記第２のレバー部材（２０ｂ）は、前記第２のレバー部材（２０ｂ）に係止された第２のレバー支持ばね（３２ｂ）を介して前記第１のロータ（１２ａ）に連結されている、請求項１に記載のマイクロメカニカル部品。

【請求項3】

前記マイクロメカニカル部品は、
－前記第１の側の第１の端部が、第３のレバー連結ばね（２２ｃ）を介して前記第１の振動質量体（１６ａ）に連結され、前記第１のロータ（１２ａ）の前記第１の側と前記第２の側との間に位置する第４の側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第３のレバー部材（２０ｃ）と、
－前記第２の側の第１の端部が、第４のレバー連結ばね（２２ｄ）を介して前記第２の振動質量体（１６ｂ）に連結され、前記第１のロータ（１２ａ）の前記第４の側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第４のレバー部材（２０ｄ）と、
－前記第３のレバー部材（２０ｃ）および前記第４のレバー部材（２０ｄ）を相互に接続する第２のレバー部材ばね（２４ｂ）と、
をさらに備えて構成されている、請求項１または２に記載のマイクロメカニカル部品。

【請求項4】

前記マイクロメカニカル部品は、
－前記第１のロータ（１２ａ）の前記第３の側に配置された第２のロータ（１２ｂ）であって、前記第１の側で、少なくとも１つの第３の質量体連結ばね（１４ｃ）を介して前記第２のロータ（１２ｂ）に連結された第３の振動質量体（１６ｃ）を備え、前記第２の側で、少なくとも１つの第４の質量体連結ばね（１４ｄ）を介して前記第２のロータ（１２ｂ）に連結された第４の振動質量体（１４ｄ）を備えて構成され、かつ、前記第２のロータ（１２ｂ）が、前記第３の振動質量体（１６ｃ）および前記第４の振動質量体（１６ｄ）とともに、前記基板表面（１０）に対して垂直に向き、前記第１の回転軸（５２ａ）に対して平行に向いた第２の回転軸（５２ｂ）を中心とする、第２の調和振動運動を行うことができるように、少なくとも１つの第２のロータ連結ばね（１８ｂ）を介して前記基板表面（１０）に連結されているものと、
－前記第１の側の第１の端部が、第５のレバー連結ばね（２２ｅ）を介して前記第３の振動質量体（１６ｃ）に連結され、前記第２のロータ（１２ｂ）の前記第１のロータ（１２ａ）に向いた側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第５のレバー部材（２０ｅ）と、
－前記第２の側の第１の端部が、第６のレバー連結ばね（２２ｆ）を介して前記第４の振動質量体（１６ｄ）に連結され、前記第２のロータ（１２ｂ）の前記第１のロータ（１２ａ）に向いた側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第６のレバー部材（２０ｆ）と、
－前記第５のレバー部材（２０ｅ）および前記第６のレバー部材（２０ｆ）を相互に接続する第３のレバー部材ばね（２４ｃ）と、
をさらに備えて構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のマイクロメカニカル部品。

【請求項5】

前記マイクロメカニカル部品は、
－前記第１の側の第１の端部が、第７のレバー連結ばね（２２ｇ）を介して前記第３の振動質量体（１６ｃ）に連結され、前記第２のロータ（１２ｂ）の、前記第１のロータ（１２ａ）から離れた側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第７のレバー部材（２０ｇ）と、
－前記第２の側の第１の端部が、第８のレバー連結ばね（２２ｈ）を介して前記第４の振動質量体（１６ｄ）に連結され、前記第２のロータ（１２ｂ）の前記第１のロータ（１２ａ）から離れた側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第８のレバー部材（２０ｈ）と、
－前記第７のレバー部材（２０ｇ）および前記第８のレバー部材（２０ｈ）を相互に接続する第４のレバー部材ばね（２４ｄ）と、
をさらに備えて構成されている、請求項４に記載のマイクロメカニカル部品。

【請求項6】

前記第１のレバー部材ばね（２４ａ）および前記第３のレバー部材ばね（２４ｃ）は、ばね部材（３４）を介して相互に接続されている、請求項４または５に記載のマイクロメカニカル部品。

【請求項7】

前記第１の振動質量体（１６ａ）および前記第３の振動質量体（１６ｃ）は、第１の揺動部材（３６ａ）を介して相互に接続され、前記第２の振動質量体（１６ｂ）および前記第４の振動質量体（１６ｄ）は、第２の揺動部材（３６ｂ）を介して相互に接続されている、請求項４～６のいずれか一項に記載のマイクロメカニカル部品。

【請求項8】

厳密に４つの取付構造（４２ａ～４２ｄ）が前記基板表面（１０）に取り付けられ、前記取付構造（４２ａ～４２ｄ）は、前記基板表面（１０）を少なくとも部分的に覆う少なくとも１つの材料層から形成され、前記４つの取付構造（４２ａ～４２ｄ）のうち第１の取付構造（４２ａ）は、前記第１のロータ（１２ａ）に構成された第１の切欠き部に突出し、前記第１のロータ（１２ａ）は、前記少なくとも１つの第１のロータ連結ばね（１８ａ）を介して前記第１の取付構造（４２ａ）に連結され、前記４つの取付構造（４２ａ～４２ｄ）のうち第２の取付構造（４２ｂ）は、前記第２のロータ（１２ｂ）に構成された第２の切欠き部に突出し、前記第２のロータ（１２ｂ）は、前記少なくとも１つの第２のロータ連結ばね（１８ｂ）を介して前記第２の取付構造（４２ｂ）に連結され、前記第１の揺動部材（３６ａ）は、前記第１の揺動部材（３６ａ）に係止された第１の揺動支持ばね（４０ａ）を介して前記４つの取付構造（４２ａ～４２ｄ）のうち第３の取付構造（４２ｃ）に連結され、前記第２の揺動部材（３６ｂ）は、前記第２の揺動部材（３６ｂ）に係止された第２の揺動支持ばね（４０ｂ）を介して前記４つの取付構造（４２ａ～４２ｄ）のうち第４の取付構造（４２ｄ）に連結されている、請求項７に記載のマイクロメカニカル部品。

【請求項9】

前記第１の調和振動運動を行う前記第１の振動質量体（１６ａ）は、前記基板表面（１０）に対して垂直に向いた第１の回転軸を中心とする前記マイクロメカニカル部品の回転運動によって、前記第１のロータ（１２ａ）について前記基板表面（１０）に対して平行に向いた第１の変位方向に移行可能であり、前記第１の調和振動運動を行う前記第２の振動質量体（１６ｂ）は、前記第１の回転軸を中心とする前記マイクロメカニカル部品の回転運動によって、前記第１のロータ（１２ａ）について前記基板表面（１０）に対して平行に向き、かつ前記第１の変位方向とは反対向きの第２の変位方向に移行可能である、請求項１～８のいずれか一項に記載のマイクロメカニカル部品。

【請求項10】

前記基板表面（１０）に対して平行に向いた第２の回転軸（Ｄ２）を中心とする前記マイクロメカニカル部品の回転運動中に、前記第１の調和振動運動を行う前記第１のロータ（１２ａ）は、前記基板表面（１０）に対して平行に向き、かつ前記第２の回転軸（Ｄ２）に対して垂直に向いた第１の傾斜軸（５６ａ）を中心として、前記基板に対して傾斜可能であり、一方で、前記基板表面（１０）に平行に向き、かつ前記第２の回転軸（Ｄ２）に垂直に向いた第３の回転軸（Ｄ３）を中心とする前記マイクロメカニカル部品の回転運動中に、前記第１の調和振動運動を行う前記第１のロータ（１２ａ）は、前記基板表面（１０）に平行に向き、かつ前記第１の傾斜軸（５６ａ）に垂直に向いた第２の傾斜軸（５８）を中心として、前記基板に対して傾斜可能である、請求項１～９のいずれか一項に記載のマイクロメカニカル部品。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか一項に記載のマイクロメカニカル部品を備える角速度センサ。

【請求項12】

ロータ（１２ａ）を形成するステップであって、前記ロータ（１２ａ）は、第１の側で、少なくとも１つの第１の質量体連結ばね（１４ａ）を介して前記ロータ（１２ａ）に連結された第１の振動質量体（１６ａ）を備え、また、前記第１の側から離れた第２の側で、少なくとも１つの第２の質量体連結ばね（１４ｂ）を介して前記ロータ（１２ａ）に連結された第２の振動質量体（１６ｂ）を備えて構成され、かつ、前記ロータ（１２ａ）は、前記ロータ（１２ａ）が前記第１の振動質量体（１６ａ）および前記第２の振動質量体（１６ｂ）とともに、基板表面に対して垂直に向いた回転軸（５２ａ）を中心とする調和振動運動を行うことができるように、少なくとも１つのロータ連結ばね（１８ａ）を介して基板の前記基板表面（１０）に連結されているステップ（Ｓ１）、を備え、
－第１のレバー部材（２０ａ）を形成するステップであって、前記第１のレバー部材（２０ａ）の前記第１の側の第１の端部は、第１のレバー連結ばね（２２ａ）を介して前記第１の振動質量体（１６ａ）に連結され、前記第１のレバー部材（２０ａ）は、前記ロータ（１２ａ）の前記第１の側と前記第２の側との間に位置する第３の側で、第１の端部から第２の端部まで延伸するステップ（Ｓ２）と、
－第２のレバー部材（２０ｂ）を形成するステップであって、前記第２のレバー部材（２０ｂ）の前記第２の側の第１の端部は、第２のレバー連結ばね（２２ｂ）を介して前記第２の振動質量体（１６ｂ）に連結され、前記第２のレバー部材（２０ｂ）は、前記ロータ（１２ａ）の前記第３の側で、第１の端部から第２の端部まで延伸するステップ（Ｓ３）と、
－前記第１のレバー部材（２０ａ）および前記第２のレバー部材（２０ｂ）を相互に接続する、第１のレバー部材ばね（２４ａ）を形成するステップ（Ｓ４）と、
を備えることを特徴とする、角速度センサ用マイクロメカニカル部品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、角速度センサ用マイクロメカニカル部品および角速度センサに関する。さらに、本発明は、角速度センサ用マイクロメカニカル部品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

独国特許出願公開第１０２０１００６２０９５号明細書には、基板表面を有する基板と、基板表面に取り付けられた第１のロータと、同様に基板表面に取り付けられた第２のロータと、を備えた角速度センサが記載されている。第１のロータは、基板表面に対して垂直に向いた第１の回転軸を中心とする、第１の調和振動運動が可能であり、第２のロータは、同様に基板表面に対して垂直に向いた第２の回転軸を中心とする、第１の調和振動運動とは反対方向に延伸する第２の調和振動運動が可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０２０１００６２０９５号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明は、請求項１の特徴を有する角速度センサ用マイクロメカニカル部品、請求項１１に記載の角速度センサ、および請求項１２の特徴を有する角速度センサ用マイクロメカニカル部品の製造方法を提供する。

【0005】

本発明は、基板表面に対して垂直に向いた第１の回転軸を中心とする回転運動を検出するためにも、基板表面に対して平行に向いた第１の第２の回転軸を中心とする回転運動を検出するためにも、および／または基板表面に対して平行に、かつ第２の回転軸に対して垂直に向いた第３の回転軸を中心とする回転運動を検出するためにも使用することができる、マイクロメカニカル部品、またはそれを備えて構成された角速度センサを提供する。その多角的な汎用性にもかかわらず、本発明に係るマイクロメカニカル部品、またはそれを備えて実現された角速度センサは、比較的振動に強い。また、本発明に係るマイクロメカニカル部品は、スペースを有効利用した設計を有するが、この設計は、それぞれのマイクロメカニカル部品の作動中にエネルギーが出力されることを防止する。特に、本発明に係る各マイクロメカニカル部品の設計は、直線振動または回転振動が印加された際に偽信号につながる非対称性を有していない。本発明に係るマイクロメカニカル部品の設計のさらなる利点は、機械的ブリッジを有さないことであり、そのため、本発明に係るマイクロメカニカル部品の製造は比較的容易に実施でき、比較的安価である。本発明に係るマイクロメカニカル部品のさらなる利点は、測定感度が比較的高いにもかかわらず、電気測定パルスに対して感度が低いことである。

【0006】

マイクロメカニカル部品の有利な実施形態では、第１のレバー部材は、第１のレバー部材に係止された第１のレバー支持ばねを介して第１のロータに連結され、第２のレバー部材は、第２のレバー部材に係止された第２のレバー支持ばねを介して第１のロータに連結されている。少なくとも第１のレバー部材が第１のレバー支持ばねを介して、少なくとも第２のレバー部材が第２のレバー支持ばねを介して第１のロータに連結されていることにより、第１のレバー部材と第２のレバー部材の所望のてこ作用が向上する。

【0007】

好ましくは、マイクロメカニカル部品は、第１の側の第１の端部が、第３のレバー連結ばねを介して第１の振動質量体に連結され、第１のロータの第１の側と第２の側との間に位置する第４の側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第３のレバー部材と、第２の側の第１の端部が、第４のレバー連結ばねを介して第２の振動質量体に連結され、第１のロータの第４の側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第４のレバー部材と、第３のレバー部材および第４のレバー部材を相互に接続する第２のレバー部材ばねと、をさらに備えて構成されている。ここに記載した、第１のレバー部材と、第２のレバー部材と、第３のレバー部材と、第４のレバー部材と、第１のレバー部材ばねおよび第２のレバー部材ばねと、を備えた第１のロータの構成は、第１のロータにおけるレバー構造を実現し、レバー構造は、第１の振動質量体および第２の振動質量体の中心と交差する第１の対称軸について鏡面対称であり、かつ第１の振動質量体と第２の振動質量体との間に延在する第２の対称軸について鏡面対称である。

【0008】

有利な改善構成として、マイクロメカニカル部品は、第１のロータの第３の側に配置された第２のロータであって、第１の側で、少なくとも１つの第３の質量体連結ばねを介して第２のロータに連結された第３の振動質量体を備え、第２の側で、少なくとも１つの第４の質量体連結ばねを介して第２のロータに連結された第４の振動質量体を備えて構成されており、かつ、第２のロータが、第３の振動質量体および第４の振動質量体を備えて、基板表面に対して垂直に向き、第１の回転軸に対して平行に向いた第２の回転軸を中心とする、第２の調和振動運動を行うことができるように、少なくとも１つの第２のロータ連結ばねを介して基板表面に連結されているものと、第１の側の第１の端部が、第５のレバー連結ばねを介して第３の振動質量体に連結され、第２のロータの第１のロータに向いた側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第５のレバー部材と、第２の側の第１の端部が、第６のレバー連結ばねを介して第４の振動質量体に連結され、第２のロータの第１のロータに向いた側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第６のレバー部材と、第５のレバー部材および第６のレバー部材を相互に接続する第３のレバー部材ばねと、をさらに備えて構成されてもよい。ここに記載したマイクロメカニカル部品の構成形態は、このように、逆位相で振動運動するように励振することができる、相互に鏡面対称に構成された２つのロータを有する。したがって、ここに記載したマイクロメカニカル部品の実施形態の回転運動を検出する場合、差動信号評価の利点を使用してもよい。

【0009】

好ましくは、マイクロメカニカル部品は、第１の側の第１の端部が、第７のレバー連結ばねを介して第３の振動質量体に連結され、第２のロータの第１のロータから離れた側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第７のレバー部材と、第２の側の第１の端部が、第８のレバー連結ばねを介して第４の振動質量体に連結され、第２のロータの第１のロータから離れた側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する第８のレバー部材と、第７のレバー部材および第８のレバー部材を相互に接続する第４のレバー部材ばねと、をさらに備えて構成されている。したがって、第２のロータは、第５のレバー部材と、第６のレバー部材と、第７のレバー部材と、第８のレバー部材と、第３のレバー部材ばねと、第４のレバー部材ばねと、からなるレバー構造で構成されてもよく、このレバー構造は、第３の振動質量体および第４の振動質量体の中心と交差する第１の対称軸についても、第３の振動質量体および第４の振動質量体の間に延在する第２の対称軸についても、鏡面対称である。

【0010】

さらに有利な改善構成として、第１のレバー部材ばねおよび第３のレバー部材ばねは、ばね部材を介して相互に接続されてもよい。ばね部材を用いて、第３の振動質量体および第４の振動質量体を備えた第２のロータの第２の調和振動運動と、第１の振動質量体および第２の振動質量体を備えた第１のロータの第１の調和振動運動と、の間の所望の逆位相を保証することができる。

【0011】

代替的または補完的に、第１の振動質量体および第３の振動質量体は、第１の揺動部材を介して相互に接続され、第２の振動質量体および第４の振動質量体は、第２の揺動部材を介して相互に接続されてもよい。また、第１の揺動部材および第２の揺動部材を用いて、第３の振動質量体および第４の振動質量体を備えた、第２のロータの第２の調和振動運動と、第１の振動質量体および第２の振動質量体を備えた、第１のロータの第１の調和振動運動との間の所望の逆位相を保証することができる。

【0012】

好ましくは、厳密に４つの取付構造が基板表面に取り付けられ、これらの取付構造は、基板表面を少なくとも部分的に覆う少なくとも１つの材料層から形成され、４つの取付構造のうち第１の取付構造は、第１のロータに構成された第１の切欠き部に突出し、第１のロータは、少なくとも１つの第１のロータ連結ばねを介して第１の取付構造に連結され、４つの取付構造のうち第２の取付構造は、第２のロータに構成された第２の切欠き部に突出し、第２のロータは、少なくとも１つの第２のロータ連結ばねを介して第２の取付構造に連結され、第１の揺動部材は、第１の揺動部材に係止された第１の揺動支持ばねを介して４つの取付構造のうち第３の取付構造に連結され、第２の揺動部材は、第２の揺動部材に係止された第２の揺動支持ばねを介して４つの取付構造のうち第４の取付構造に連結されている。結果として２つのロータが厳密に４つの取付構造に垂設されることにより、マイクロメカニカル部品の回転運動に応じた２つのロータおよびその振動質量体の所望の変位性が保証され、同時に機械的応力の結合が防止される。

【0013】

マイクロメカニカル部品の好ましい実施形態では、第１の調和振動運動を行う第１の振動質量体は、基板表面に対して垂直に向いた第１の回転軸を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動によって、第１のロータについて基板表面に対して平行に向いた第１の変位方向に移行可能であり、一方で、第１の調和振動運動を行う第２の振動質量体は、第１の回転軸を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動によって、第１のロータについて基板表面に対して平行に向き、かつ第１の変位方向とは反対向きの第２の変位方向に移行可能である。代替的または補完的に、基板表面に対して平行に向いた第２の回転軸を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動中に、第１の調和振動運動を行う第１のロータは、基板表面に対して平行に向き、かつ第２の回転軸に対して垂直に向いた第１の傾斜軸を中心として、基板に対して傾斜していてもよく、一方で、基板表面に平行に向き、かつ第２の回転軸に垂直に向いた第３の回転軸を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動中に、第１の調和振動運動を行う第１のロータは、基板表面に平行に向き、かつ第１の傾斜軸に垂直に向いた第２の傾斜軸を中心として、基板に対して傾斜していてもよい。したがって、少なくとも第１のロータ（場合によっては第２のロータも）は、有利にはマイクロメカニカル部品の回転運動を検出するために使用することができる。

【0014】

同様に、このようなマイクロメカニカル部品を備えた角速度センサは、先述した利点を実現する。
先述した利点は、角速度センサ用マイクロメカニカル部品の、対応する製造方法を実施する際にも保証される。製造方法は、上述のマイクロメカニカル部品の実施形態にしたがってさらに改善できることを明示する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

以下に、本発明のさらなる特徴および利点を、図を参照して説明する。

【図1】マイクロメカニカル部品の第１の実施形態の概略図である。

【図2a】マイクロメカニカル部品の第２の実施形態の概略図である。

【図2b】マイクロメカニカル部品の第２の実施形態の概略図である。

【図2c】マイクロメカニカル部品の第２の実施形態の概略図である。

【図2d】マイクロメカニカル部品の第２の実施形態の概略図である。

【図2e】マイクロメカニカル部品の第２の実施形態の概略図である。

【図3】角速度センサ用マイクロメカニカル部品の製造方法の一実施形態を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１は、マイクロメカニカル部品の第１の実施形態の概略図である。
図１に概略的に示すマイクロメカニカル部品は、基板表面１０を備えた少なくとも１つの基板と、第１のロータ１２ａと、を含む。好ましくは、マイクロメカニカル部品は、第２のロータ１２ｂも備えて構成されている。第１のロータ１２ａの第１の側と、場合によっては第２のロータ１２ｂの第１の側で、第１のロータ１２ａには、少なくとも１つの第１の質量体連結ばね１４ａを介して第１のロータ１２ａに連結された第１の振動質量体１６ａが構成されている。第１のロータ１２ａの第１の側から離れた第２の側で、場合によっては第２のロータ１２ｂの第１の側から離れた第２の側でも、第１のロータ１２ａは、少なくとも１つの第２の質量体連結ばね１４ｂを介して第１のロータ１２ａに連結された第２の振動質量体１６ｂをさらに有する。存在する場合、第２のロータ１２ｂは、第１のロータ１２ａの第１の側と第２の側との間に位置する第３の側に配置される。場合によって、第２のロータ１２ｂは、第１の側で、少なくとも１つの第３の質量体連結ばね１４ｃを介して第２のロータ１２ｂに連結された第３の振動質量体１６ｃと、第２の側で、少なくとも１つの第４の質量体連結ばね１４ｄを介して第２のロータ１２ａに接続された第４の振動質量体１６ｄと、を備えて構成されている。

【0017】

第１のロータ１２ａは、第１のロータ１２ａが、第１の振動質量体１６ａおよび第２の振動質量体１６ｂとともに基板表面１０に対して垂直に向いた第１の回転軸を中心とする第１の調和振動運動を行うことができるように、少なくとも１つの第１のロータ連結ばね１８ａを介して基板表面１０に連結されている。また、第２のロータ１２ｂは、第２のロータ１２ｂが、第３の振動質量体１６ｃおよび第４の振動質量体１６ｄとともに基板表面１０に対して垂直に、かつ第１の回転軸に対して平行に向いた第２の回転軸を中心とする第２の調和振動運動を行うことができるように、少なくとも第２のロータ連結ばね１８ｂを介して基板表面１０に連結されていてもよい。

【0018】

第１のロータ１２ａは、少なくとも第１のレバー部材２０ａと、第２のレバー部材２０ｂとを備える。第１のレバー部材２０ａは、第１の側の第１の端部から、第１のロータ１２ａの第３の側に位置する第２の端部まで延伸するように形成されている。同様に、第２のレバー部材２０ｂは、第２の側の第１の端部から、第１のロータ１２ａの第３の側に位置する第２の端部まで延伸する。第１のレバー部材２０ａの第１の端部は第１のレバー連結ばね２２ａを介して第１の振動質量体１６ａに連結され、第２のレバー部材２０ｂは第１の端部が第２のレバー連結ばね２２ｂを介して第２の振動質量体１６ｂに連結されており、一方で、第１のレバー部材２０ａおよび第２のレバー部材２０ｂは、第１のレバー部材ばね２４ａを介して相互に接続されている。特に、第１のレバー部材２０ａの第２の端部は、第１のレバー部材ばね２４ａを介して第２のレバー部材２０ｂの第２の端部に連結されていてもよい。少なくとも第１のレバー部材２０ａ、第２のレバー部材２０ｂ、および第１のレバー部材ばね２４ａは、第１のロータ１２ａのレバー構造を実現し、これにより、第１のロータ１２ａの第１の調和振動運動の所望の維持が、第１の振動質量体１６ａおよび第２の振動質量体１６ｂとともに確実に保証される。

【0019】

好ましくは、第１のロータ１２ａのレバー構造は、第３のレバー部材２０ｃと、第４のレバー部材２０ｄと、第２のレバー部材ばね２４ｂと、をさらに含む。場合によって、第３のレバー部材２０ｃは、第１の側の第１の端部から、第１のロータ１２ａの第１の側と第２の側との間に位置する第４の側の第２の端部まで延伸する。第４のレバー部材２０ｄもまた、第２の側の第１の端部から、第１のロータ１２ａの第４の側に位置する第２の端部まで延伸するように形成されてよい。

【0020】

さらに、第３のレバー部材２０ｃの第１の端部は、第３のレバー連結ばね２２ｃを介して、また、第４のレバー部材２０ｄの第１の端部は、第４のレバー連結ばね２２ｄを介して、それらにそれぞれ隣接する振動質量体１６ａまたは１６ｂに連結されていてもよい。第３のレバー部材２０ｃおよび第４のレバー部材２０ｄ、具体的にこの実施形態では第３のレバー部材２０ｃの第２の端部および第４のレバー部材２０ｄの第２の端部は、第２のレバー部材ばね２４ｂを介して相互に接続されている。したがって、第１のロータ１２ａのレバー構造は、第１の振動質量体１６ａおよび第２の振動質量体１６ｂと交差する第１のロータ１２ａの対称軸２６ａについて、および第１のロータ１２ａおよび第２のロータ１２ｂと交差する第１のロータ１２ａおよび第２のロータ１２ｂの第１の共通の対称軸２８について、鏡面対称である。

【0021】

第２のロータ１２ｂもまた、第５のレバー部材２０ｅ、第６のレバー部材２０ｆおよび第３のレバー部材ばね２４ｃを備えていてもよい。場合によって、この場合の第５のレバー部材２０ｅは、第１の側の第１の端部から第２のロータ１２ｂの第１のロータ１２ａに向いた側の第２の端部まで延伸する。同様に、第６のレバー部材２０ｆも、第２の側の第１の端部から第２のロータ１２ｂの第１のロータ１２ａに向いた側の第２の端部まで延伸するように構成されてもよい。好ましくは、第５のレバー部材２０ｅの第１の端部は、第５のレバー連結ばね２２ｅを介して第３の振動質量体１２ｃに連結され、一方で、第６のレバー部材２０ｆの第１の端部は、第６のレバー連結ばね２２ｆを介して第４の振動質量体１２ｄに連結されていてもよい。さらに、第５のレバー部材２０ｅおよび第６のレバー部材２０ｆ、特にそれらの第２の端部は、第３のレバー部材ばね２４ｃを介して相互に接続されてもよい。したがって、第２のロータ１２ｂは、少なくとも第５のレバー部材２０ｅ、第６のレバー部材２０ｆおよび第３のレバー部材ばね２４ｃからなるレバー構造を備えて構成されてよく、このレバー構造は、第３の振動質量体１６ｃおよび第４の振動質量体１６ｄとともに第２のロータ１２ｂの第２の調和振動運動を確実に維持することに寄与する。好ましくは、第５のレバー部材２０ｅ、第６のレバー部材２０ｆおよび第３のレバー部材ばね２４ｃは、第１のロータ１２ａと第２のロータ１２ｂとの間に延在する、第１のロータ１２ａおよび第２のロータ１２ｂの第２の共通の対称軸３０について、第１のレバー部材２０ａ、第２のレバー部材２０ｂおよび第１のレバー部材ばね２４ａに対して鏡面対称である。

【0022】

有利な改善構成では、第２のロータ１２ｂのレバー構造は、第１の側の第１の端部から第２のロータ１２ｂの第１のロータ１２ａから離れた側の第２の端部まで延伸する第７のレバー部材２０ｇと、第２の側の第１の端部から第２のロータ１２ｂの第１のロータ１２ａから離れた側の第２の端部まで延伸する第８のレバー部材２０ｈと、第４のレバー部材ばね２４ｄと、をさらに含んでもよい。第７のレバー部材２０ｇの第１の端部は、第７のレバー連結ばね２２ｇを介して第３の振動質量体１６ｃに連結されている一方で、第８のレバー部材２０ｈの第１の端部は、第８のレバー連結ばね２２ｈを介して第４の振動質量体１６ｄに連結されていてもよい。さらに、第７のレバー部材２０ｇおよび第８のレバー部材２０ｈ、特にそれらの第２の端部は、第４のレバー部材ばね２４ｄを介して相互に接続されてもよい。第７のレバー部材２０ｇ、第８のレバー部材２０ｈおよび第４のレバー部材ばね２４ｄは、第３の振動質量体１６ｃおよび第４の振動質量体１６ｄと交差する第２のロータ１２ｂの対称軸２６ｂについて、第５のレバー部材２０ｅ、第６のレバー部材２０ｆおよび第３のレバー部材ばね２４ｃに対して鏡面対称であってもよい。好ましくは、第２のロータ１２ｂのレバー構造も、第１のロータ１２ａおよび第２のロータ１２ｂに交差する、第１のロータ１２ａおよび第２のロータ１２ｂの第１の共通の対称軸２８について鏡面対称である。さらに、第２のロータ１２ｂのレバー構造は、第１のロータ１２ａと第２のロータ１２ｂとの間に延在する、第１のロータ１２ａおよび第２のロータ１２ｂの第２の共通の対称軸３０について、第１のロータ１２ａのレバー構造に対して鏡面対称であってもよい。

【0023】

全てのレバー部材２０ａ～２０ｈは、それに連結された振動質量体１６ａ～１６ｄをそれぞれのロータ１２ａまたは１２ｂに、有利に機械的に結合する。好ましくは、少なくとも１つのレバー部材ばね２４ａ～２４ａは、それぞれ、例えば可撓性板ばねのような可撓性ばねである。

【0024】

好ましくは、各レバー部材２０ａ～２０ｈは、追加的にそれぞれのレバー部材２０ａ～２０ｈに係止されたレバー支持ばね３２ａ～３２ｈを介して、対応付けられたロータ１２ａまたは１２ｂに連結されている。それぞれのレバー支持ばね３２ａ～３２ｈは、それを備えたレバー部材２０ａ～２０ｈのレバー機能を向上させる。少なくとも１つのレバー支持ばね３２ａ～３２ｈとしては、例えば、可撓性ばね、特に可撓性板ばねをそれぞれ使用してもよい。

【0025】

少なくとも１つのレバー連結ばね２２ａ～２２ｈとしても、可撓性ばね、特に可撓性板ばねをそれぞれ使用してもよい。好ましくは、レバー部材２０ａ～２０ｈのそれぞれにおいて、それぞれのレバー部材２０ａ～２０ｈに係止されたレバー連結ばね２２ａ～２２ｈと、同じレバー部材２０ａ～２０ｈに係止されたレバー支持ばね３２ａ～３２ｈとは、３０°～９０°の間の傾斜角度で相互に傾斜し、特に相互に垂直に向いている。これにより、レバー部材２０ａ～２０ｈのてこ効果が向上する。

【0026】

また、第１のレバー部材ばね２４ａおよび第３のレバー部材ばね２４ｃが、ばね部材３４を介して相互に接続されている場合も有利である。ばね部材３４によって、第１のロータ１２ａの第１の調和振動運動と第２のロータ１２ｂの第２の調和振動運動との間で、１８０°の位相ずれの所望の維持を保証することができる。この場合、第１のロータ１２ａの第１の調和振動運動は、第２のロータ１２ｂの第２の調和振動運動と逆位相となる。ばね部材３４は、例えば、第２の共通の対称軸３０に平行に向いた２つのねじれ軟性ばね、特に第２の共通の対称軸３０に平行に向いた２つの板ばねから構成してもよく、ねじれ軟性ばね／板ばねの第１の端部およびねじれ軟性ばね／板ばねの第２の端部は、それぞれ接続部を介して相互に接続されている。

【0027】

代替的または補完的に、第１の振動質量体１２ａおよび第３の振動質量体１２ｃは、第１の揺動部材３６ａを介して相互に接続されてもよく、第２の振動質量体１２ｂおよび第４の振動質量体１２ｄは、第２の揺動部材３６ｂを介して相互に接続されてもよい。揺動部材３６ａおよび３６ｂを用いて、第１のロータ１２ａの第１の調和振動運動と、第２のロータ１２ｂの第２の調和振動運動との間で、所望の１８０°の位相ずれをもたらすことができる。例えば、第１の揺動部材３６ａは、第１の揺動連結ばね３８ａを介して第１の振動質量体１２ａに連結され、第３の揺動連結ばね３８ｃを介して第３の振動質量体１２ｃに連結されていてもよい。同様に、第２の揺動部材３６ｂは、第２の揺動連結ばね３８ｂを介して第２の振動質量体１２ｂに接続され、第４の揺動連結ばね３８ｄを介して第４の振動質量体１２ｄに接続されてもよい。各揺動連結ばね３８ａ～３８ｄは、好ましくは、可撓性ばねまたはねじれ軟性ばね、例えば可撓性板ばねまたはねじれ軟性板ばねである。それらの揺動機能を向上させるために、第１の揺動部材３６ａは、少なくとも第１の揺動部材３６ａに係止された第１の揺動支持ばね４０ａを介して基板表面１０に連結されていてもよく、第２の揺動部材３６ｂは、少なくとも第２の揺動部材３６ｂに係止された第２の揺動支持ばね４０ｂを介して基板表面１０に連結されていてもよい。揺動支持ばね４０ａおよび４０ｂとして、それぞれ１つのねじれ軟性ばね、特にそれぞれ１つのねじれ軟性板ばねを使用してもよい。

【0028】

好ましくは、第１のロータ１２ａは、少なくとも１つの第１のロータ連結ばね１８ａを介して、中心で（すなわち、その重心で）基板表面１０に垂設されている。具体的に、本明細書に記載する実施形態では、第１の取付構造４２ａが基板表面１０に取り付けられ、この取付構造４２ａは、第１のロータ１２ａに形成された第１の切欠き部内に突出する。そして、第１のロータ１２ａは、第１の切欠き部の縁部に係止された少なくとも１つの第１のロータ連結ばね１８ａを介して、第１の取付構造４２ａに取り付けることができる。例えば、第１の取り付け構造４２ａは、第１のロータ１２ａの２つの第１のロータ連結ばね１８ａの間にジンバル式（ｋａｒｄａｎｉｓｃｈ）に位置していてもよい。基板表面１０に取り付けられた第２の取り付け構造４２ｂは、第２のロータ１２ｂが、第２の切欠き部の縁部に係止された少なくとも１つの第２のロータ取り付けばね１８ｂを介して第２の取り付け構造４２ｂに連結されるように、第２のロータ１２ｂの第２の切欠き部に突出する場合もある。第２の取り付け構造４２ｂもまた、第２のロータ１２ｂの２つの第２のロータ連結ばね１８ｂの間にジンバル式に位置していてもよい。

【0029】

さらに、第１の揺動部材３６ａは、第１の揺動支持ばね４０ａを介して第３の取り付け構造４２ｃに連結されていてもよく、第２の揺動部材３６ｂは、第２の揺動支持ばね４０ｂを介して第４の取り付け構造４２ｄに連結されていてもよい。好ましくは、４つの取付構造４２ａ～４２ｄのみが基板表面１０に取り付けられる。４つの取付構造４２ａ～４２ｄのみを介してロータ１２ａ、１２ｂを基板表面１０に垂設することにより、マイクロメカニカル部品の回転運動に応じた、ロータ１２ａ、１２ｂおよび／またはその振動質量体１６～１６ｄの有利な移行が保証される。４つの取付構造４２ａ～４２ｄの基板表面１０への有利な連結を実現するために、取付構造４２ａ～４２ｄは、基板表面１０を少なくとも部分的に覆う少なくとも１つの材料層から形成してもよい。４つの取付構造４２ａ～４２ｄは、相互に対して相対的に、中央かつ対称的に配置されてもよい。この場合、マイクロメカニカル部品は、マイクロメカニカル部品の基板の曲げの影響を著しく受けなくなる。

【0030】

ここに記載したマイクロメカニカル部品は、有利には角速度センサに使用することができる。マイクロメカニカル部品のロータ１２ａ、１２ｂの調和振動運動と、マイクロメカニカル部品の回転運動に応じたロータ１２ａ、１２ｂおよび／または振動質量体１６ａ～１６ｄの反応の説明については、以下の実施形態の説明を参照されたい。

【0031】

図２ａ～図２ｅは、マイクロメカニカル部品の第２の実施形態の概略図である。
図２ａに静止位置で示されているマイクロメカニカル部品は、上述の実施形態の構成要素を有する。

【0032】

これらの構成要素の特徴とその利点については、図１の説明を参照されたい。
図２ｂでは、第１の回転軸５２ａを中心とした、第１のロータ１２ａの第１の振動質量体１６ａおよび第２の振動質量体１６ｂを伴う第１のロータ１２ａの第１の調和振動運動が矢印５０ａによって示されており、第２の回転軸５２ｂを中心とした、第２のロータ１２ｂの第３の振動質量体１６ｃおよび第４の振動質量体１６ｄを伴う第２のロータ１２ｂの第２の調和振動運動が矢印５０ｂによって示されている。第３の振動質量体１６ｃおよび第４の振動質量体１６ｄを伴う第２のロータ１２ｂの第２の調和振動運動は、第１の振動質量体１６ａおよび第２の振動質量体１６を伴う第１のロータ１２ａの第１の調和振動運動に対して逆位相（すなわち１８０°位相がずれている）であることがわかる。したがって、第１のロータ１２ａおよび第２のロータ１２ｂは、逆位相で振動する二重ロータを形成する。第１のロータ１２ａおよび第２のロータ１２ｂは、それらの振動質量体１６ａ～１６ｄとともに、図示しないアクチュエータ装置によってそれぞれの調和振動運動を行うことができる。このようなアクチュエータ装置の実施例は従来技術から知られているため、本明細書では詳述しない。

【0033】

図２ｃは、基板表面１０に対して垂直に向いた第１の回転軸を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動中に、第１のロータ１２ａおよび第２のロータ１２ｂが、それらの振動質量体１６ａ～１６ｄとともに、それぞれの調和振動運動を行うマイクロメカニカル部品を示す。（第１の回転軸は、基板表面１０を表す図２ｃの画像面に対して垂直に向いているため、図示されていない。）。

【0034】

図２ｃに矢印５４ａによって図示されているように、基板表面１０に対して垂直に向いた第１の回転軸を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動によって、第１の調和振動運動を行う第１の振動質量体１６ａの、第１のロータ１２ａについて基板表面１０に対して平行に向いた第１の変位方向への移行運動が引き起こされる。一方で、矢印５４ｂによって示されているように、第１の調和振動運動を行う第２の振動質量体１６ｂは、第１の回転軸を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動によって、第１のロータ１２ａについて基板表面１０に対して平行に向き、第１の変位方向とは反対向きの第２の変位方向に移行する。振動質量体１６ａ、１６ｂの変位方向が反対向きであるため、第１の回転軸を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動によって引き起こされる振動質量体１６ａ、１６ｂの移行運動は、振動質量体１６ａ、１６ｂの共通の方向への加速度によって引き起こされる変位運動とは明確に区別することができる。

【0035】

また、ロータ１２ａ、１２ｂおよびそれらの振動質量体１６ａ～１６ｄの逆位相の調和振動運動は、第１の回転軸を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動によって、第２のロータ１２ｂについて、第２の調和振動運動を行う第３の振動質量体１６ｃが第２の変位方向（矢印５４ｃ参照）に移行し、同様に、第２の調和振動運動を行う第４の振動質量体１６ｄが第１の変位方向（矢印５４ｄ参照）に移行する。振動質量体１６ａ～１６ｄをそれぞれのロータ１２ａまたは１２ｂに連結する質量体連結ばね１４ａ～１４ｄは、第１の変位方向および第２の変位方向に対して比較的柔軟に構成することができる。ばね１４ａ～１４ｄには、例えば、板ばねを使用することができる。

【0036】

矢印５４ａ～５４ｄによって示される、それぞれの変位方向における振動質量体１６ａ～１６ｄの移行運動は、共通の対称軸２８、３０についてマイクロメカニカル部品が有利な対称性を有するため、対称的な検出電極を使用し、検出電極によって提供される少なくとも１つの差分信号を評価することによって、確実に検出することができる。したがって、マイクロメカニカル部品は、有利には、第１の回転軸を中心とする回転運動を検出するため、および／または第１の回転軸を中心とする回転運動の第１の角速度を測定するために使用することができる。

【0037】

図２ｄは、基板表面１０に平行に向いた第２の回転軸Ｄ２を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動中に、第１のロータ１２ａおよび第２のロータ１２ｂが、それらの振動質量体１６ａ～１６ｄとともに、それぞれの調和振動運動を行うマイクロメカニカル部品を示す。例示的に、第２の回転軸Ｄ２は、第１のロータ１２ａおよび第２のロータ１２ｂの第１の共通の対称軸２８に等しい。

【0038】

第２の回転軸Ｄ２を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動によって、第１の調和振動運動を行う第１のロータ１２ａが、基板に対して第１の傾斜軸５６ａを中心に傾斜することがわかる。第１の傾斜軸５６ａは、基板表面１０に対して平行であるが、第２の回転軸Ｄ２に対して垂直に向いている。同様に、第２の回転軸Ｄ２を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動はまた、第２の傾斜軸５６ｂを中心とする、第２の調和振動運動を行う第２のロータ１２ｂの傾斜運動を引き起こし、第２の傾斜軸５６ｂは、第１の傾斜軸５６ａに平行に向いている。特に、第１のロータ１２ａの第１の傾斜軸５６ａは、第１のロータ１２ａの対称軸２６ａ上に位置することができ、一方で、第２のロータの第２の傾斜軸５６ｂは、第２のロータ１２ｂの対称軸２６ｂと一致する。

【0039】

また、ロータ１２ａ、１２ｂおよびそれらの振動質量体１６ａ～１６ｄの調和振動運動が逆位相であるため、第２の回転軸Ｄ２を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動によって引き起こされるそれぞれの傾斜軸５６ａ、５６ｂを中心とするロータ１２ａ、１２ｂの傾斜運動は、傾斜軸５６ａ、５６ｂに平行に延伸する第１のロータ１２ａおよび第２のロータ１２ｂの第２の共通の対称軸３０について鏡面対称である。したがって、第２の回転軸Ｄ２を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動によって引き起こされる、それぞれの傾斜軸５６ａまたは５６ｂを中心とするロータ１２ａ、１２ｂの傾斜運動は、対称的な検出電極によって提供される少なくとも１つの差動信号の評価によって確実に検出することができる。したがって、マイクロメカニカル部品は、第２の回転軸Ｄ２を中心とする回転運動を検出するため、および／または第２の回転軸Ｄ２を中心とする回転運動の第２の角速度を測定するために有利に使用することができる。

【0040】

図２ｅは、基板表面１０に平行に、かつ第２の回転軸Ｄ２に垂直に向いた第３の回転軸Ｄ３を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動中に、第１のロータ１２ａおよび第２のロータ１２ｂが、それらの振動質量体１６ａ～１６ｄとともにそれぞれの調和振動運動を行うマイクロメカニカル部品を示す。第３の回転軸Ｄ３は、例えば、第１のロータ１２ａおよび第２のロータ１２ｂの第２の共通の対称軸３０に等しくてもよい。

【0041】

第３の回転軸Ｄ３を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動によって、第１の調和振動運動を行う第１のロータ１２ａおよび第２の調和振動運動を行う第２のロータ１２ｂは、それぞれ、基板表面１０に平行に、かつ第３の回転軸Ｄ３に垂直に向いた共通の傾斜軸５８を中心として、基板に対して傾斜する。しかしながら、調和振動運動間で位相が１８０°ずれているため、第１の調和振動運動を行う第１のロータ１２ａは、基板に対して傾斜軸５８を中心に第１の回転方向６０ａに傾斜し、一方で、第２の調和振動運動を行う第２のロータ１２ｂは、基板に対して傾斜軸を中心に第１の回転方向６０ａとは反対向きの第２の回転方向６０ｂに回転する。したがって、第３の回転軸Ｄ３を中心とするマイクロメカニカル部品の回転運動によって引き起こされる、傾斜軸５８を中心とするロータ１２ａ、１２ｂの傾斜運動は、対称的な検出電極によって提供される少なくとも１つの差動信号の評価によって確実に検出することができる。したがって、マイクロメカニカル部品は、第３の回転軸Ｄ３を中心とする回転運動を検出するため、および／または第３の回転軸Ｄ３を中心とする回転運動の第３の角速度を測定するために有利に使用することができる。

【0042】

上述したマイクロメカニカル部品は全て、耐振動性または高感度の角速度センサを実現するために使用することができる。このような角速度センサは、特に、例えば車両、ポンプ、バルブトレインなど、振動の強い領域に設置することができる。このような角速度センサを消費者向け用途に使用する場合でも、振動アラームやスピーカ動作があるにもかかわらず、角速度を確実に測定することができる。ロータ１２ａ、１２ｂによって実現される逆位相の振動ダブルロータは、省スペース設計であるにもかかわらず、３つの空間方向Ｄ２、Ｄ３を中心とした回転運動を検出するために使用することができる。

【0043】

上述のマイクロメカニカル部品の設計は、小型化も容易にしている。この設計のモード密度は、従来技術よりも著しく低いため、角速度センサを、著しく少なく、より良好に制御可能なモードジャンプで実現することができる。クローズドループコンセプトもそれぞれの角速度センサで実現できる。

【0044】

また、質量体部材の総数が比較的少ないため、上記で説明したマイクロメカニカル部品は、高周波での干渉モードも比較的少ない。そのため、干渉の影響を受けにくい。
上述のマイクロメカニカル部品の設計では、機械的ブリッジを必要としないことをここに明示する。したがって、マイクロメカニカル部品には、機械的ブリッジに起因する質量体の非対称性も生じない。共通の対称軸２８、３０について対称であるため、上述のマイクロメカニカル部品のいずれにおいても、エネルギーの望ましくない出力や、系統的なオフセットのずれは生じない。

【0045】

対称的な検出電極は、好ましくは、レバー部材２０ａ～２０ｈと基板との間に配置される。したがって、レバー部材２０ａ～２０ｈは検出面として使用することができる。
図３は、角速度センサ用マイクロメカニカル部品の製造方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。

【0046】

以下に記載する製造方法を用いて、例えば、上述したマイクロメカニカル部品を製造することができる。しかしながら、ここで製造方法の実施可能性は、これらの部品のうち１つの製造に限定されないことを指摘する。

【0047】

方法ステップＳ１においてロータが形成され、このロータは、第１の側で、少なくとも１つの第１の質量体連結ばねを介してロータに連結された第１の振動質量体を備えて、また、第１の側から離れた第２の側で、少なくとも１つの第２の質量体連結ばねを介してロータに連結された第２の振動質量体を備えて構成される。さらに、ロータは、ロータが第１の振動質量体および第２の振動質量体を備えて、基板表面に対して垂直に向いた回転軸を中心とする調和振動運動を行うことができるように、少なくとも１つのロータ連結ばねを介して基板の基板表面に連結されている。

【0048】

方法ステップＳ２において、第１のレバー部材が形成され、第１のレバー部材の第１の側の第１の端部は、第１のレバー連結ばねを介して第１の振動質量体に連結され、第１のレバー部材は、ロータの第１の側と第２の側との間に位置する第３の側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する。同様に、方法ステップＳ３において、第２のレバー部材が形成され、第２のレバー部材の第２の側の第１の端部は、第２のレバー連結ばねを介して第２の振動質量体に連結され、第２のレバー部材は、ロータの第３の側で、第１の端部から第２の端部まで延伸する。方法ステップＳ４として形成された第１のレバー部材ばねを用いて、第１のレバー部材および第２のレバー部材は相互に接続される。

【0049】

ここに記載した製造方法は、容易で安価に実施可能な製造方法である。方法ステップＳ１～Ｓ４は、任意の順序で、時間的に重複して、または同時に実施することができる。この製造方法を用いて製造されたマイクロメカニカル部品は、非常にコンパクトで、容易に小型化可能であり、それにもかかわらず高い測定感度を有することができる。また、ここに記載した製造方法は、上述したマイクロメカニカル部品に応じて改善することができる。

【図1】