JP2000292171A - 振動ジャイロ - Google Patents
振動ジャイロInfo
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Abstract
強度で支持することができる振動ジャイロを提供する。 【解決手段】 振動ジャイロ10は、音片型の2つの振
動子12aおよび12bを含む。2つの振動子12aお
よび12bは、基台24の一端からのびて基台24と一
体的に形成される。基台24には、支持板40が接着さ
れる。支持板40は、振動子12aおよび12bの2つ
のノードラインを含む面上に配置される。支持板40に
は、振動子12aおよび12bの2つのノードラインに
相当する部分に、4つの支持棒42がそれぞれ支持板4
0と一体的に形成される。
Description
し、特にたとえば、カメラの手振れ防止、カーナビゲー
ションシステムなどに用いられる音叉型の振動ジャイロ
に関する。
斜視図である。図7に示す振動ジャイロ1は、音片型の
2つの振動子2aおよび2bを含む。振動子2aおよび
2bは、それぞれ、正4角柱状の振動体3を含み、振動
体3は、短冊状の第1の圧電体基板3aおよび第2の圧
電体基板3bを含む。第1の圧電体基板3aおよび第2
の圧電体基板3bは、積層され接着される。また、第1
の圧電体基板3aおよび第2の圧電体基板3bは、互い
に逆の厚み方向に分極される。第1の圧電体基板3aの
主面には、その幅方向に間隔を隔てて、2つの駆動用電
極4aおよび4bが形成される。また、第2の圧電体基
板3bの主面には、検出用電極5が形成される。なお、
第1の圧電体基板3aおよび第2の圧電体基板3b間に
は、中間電極6が形成される。これらの振動子2aおよ
び2bは、基台7からのびて基台7と一体的に形成され
る。なお、振動子2aおよび2bの駆動用電極4aおよ
び4bは、基台7の上面にのびて形成され、振動子2a
の駆動用電極4bと振動子2bの駆動用電極4aとは接
続される。また、振動子2aおよび2bの2つの検出用
電極5は、基台7の下面にのびて形成される。
すように、振動子2aおよび2bの駆動用電極4aおよ
び4b間に発振回路8が接続される。この発振回路8
は、たとえば増幅回路と位相補正回路とを含む。また、
振動子2aおよび2bの2つの検出用電極5は、差動回
路9aの2つの入力端にそれぞれ接続される。差動回路
9aの出力端は、同期検波回路9bの入力端に接続され
る。同期検波回路9bの別に入力端には、発振回路8の
別の出力端が接続される。同期検波回路9bの出力端
は、積分回路9cの入力端に接続される。積分回路9c
の出力端は、直流増幅回路9dの入力端に接続される。
って、2つの振動子2aおよび2bには分極方向と直交
する方向に電界が印加され、2つの振動子2aおよび2
bは、図9の矢印で示すように、それらの先端部が開い
たり閉じたりするようにして振動する。このとき、2つ
の振動子2aおよび2bの先端部は分極方向に対して同
じ状態で振動するため、2つの振動子2aおよび2bの
検出用電極5からは同じ出力信号が得られる。そのた
め、差動回路9aからは、0の信号が出力される。この
状態で、振動ジャイロ1の中心軸O(図10)を中心と
して回転角速度ωが加わると、2つの振動子2aおよび
2bには、図10の矢印で示すように、無回転時の振動
と直交する向きにコリオリ力が働く。このコリオリ力に
よって、振動子2aおよび2bの振動方向が変わり、2
つの振動子2aおよび2bの検出用電極5からは、コリ
オリ力に対応した信号が出力される。このとき、コリオ
リ力は2つの振動子2aおよび2bに対して互いに逆向
きに働くため、2つの振動子2aおよび2bは互いに逆
向きに変位する。そのため、2つの振動子2aおよび2
bの検出用電極5から出力される信号は、互いに逆位相
の信号となる。したがって、差動回路9aで2つの検出
用電極5の出力信号の差をとれば、コリオリ力に対応し
た大きい信号を得ることができる。なお、差動回路9a
の出力信号は、同期検波回路9bで、発振回路8の信号
に同期して検波される。また、同期検波回路9bの出力
信号は積分回路9cで直流信号に変換され、さらに直流
増幅回路9dで増幅される。
度が加わっていない場合、振動子2aおよび2bは、図
9の矢印で示すように、それらの先端部が基台7の厚み
内で開いたり閉じたりするよう振動するため、図9の斜
線で示す部分すなわち基台7がノード部分となる。した
がって、この場合、基台7を支持すれば、振動子2aお
よび2bの振動をダンピングすることなく、振動ジャイ
ロ1を支持することができる。
振動ジャイロ1では、中心軸O(図10)を中心にして
回転角速度が加わっている場合、コリオリ力によって2
つの振動子2aおよび2bの振動方向が基台7の厚み外
にでるように変わるため、中心軸Oを中心として基台7
にねじれが発生し、中心軸Oがノード部分となる。その
ため、この振動ジャイロ1では、振動子2aおよび2b
の振動をダンピングしないようにするためには、中心軸
Oを支持する必要がある。この場合、振動ジャイロ1
は、たとえば極力細い線状の金属棒からなる支持部材を
中心軸O上に接着することによって支持されるが、その
支持強度が弱い。なお、その支持強度を強くするために
支持部材を太く形成すると、振動子2aおよび2bの振
動のダンピングにつながり、振動のダンピングが大きく
なると振動が不安定になり、温度ドリフトの原因にな
る。
動子の振動をダンピングすることなく強い強度で支持す
ることができる振動ジャイロを提供することである。
ャイロは、音片型の2つの振動子の一端が基台にそれぞ
れ接続された音叉型の振動ジャイロにおいて、振動子の
ノードラインを含む面上に配置され、基台に接着される
支持板を設けたことを特徴とする、振動ジャイロであ
る。この発明にかかる振動ジャイロでは、支持板におい
て振動子のノードラインに相当する部分に支持棒が設け
られてもよい。また、この発明にかかる振動ジャイロで
は、支持板において振動子のノードラインに相当する部
分が支持台で支持されてもよい。
角速度が加わっていない場合、振動子が基台の厚み内で
振動するため、基台および支持板がノード部分となる。
また、この発明にかかる振動ジャイロでは、回転角速度
が加わっている場合、振動子のノードラインが基台の外
側に発生するが、振動子のノードラインに相当する部分
に支持板が存在する。そのため、この発明にかかる振動
ジャイロでは、支持板において振動子のノードラインに
相当する部分を支持すれば、振動子の振動をダンピング
することなく、強い強度で支持することができる。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
イロの一例を示す斜視図であり、図2はその振動ジャイ
ロの分解斜視図である。図1および図2に示す振動ジャ
イロ10は、音片型の2つの振動子12aおよび12b
を含む。
状の振動体14を含み、振動体14は、たとえば短冊状
の第1の圧電体基板16aおよび第2の圧電体基板16
bを含む。第1の圧電体基板16aおよび第2の圧電体
基板16bは、積層され接着される。また、第1の圧電
体基板16aおよび第2の圧電体基板16bは、互いに
逆の厚み方向に分極される。なお、第1の圧電体基板1
6aおよび第2の圧電体基板16bの分極の方向は、同
じ方向であってもよい。
幅方向に間隔を隔てて、2つの駆動用電極18aおよび
18bが形成される。また、第2の圧電体基板16bの
主面には、検出用電極20が形成される。さらに、第1
の圧電体基板16aおよび第2の圧電体基板16b間に
は、中間電極22が形成される。
aと同じ構造であり、振動体14となる第1の圧電体基
板16aおよび第2の圧電体基板16bと、2つの駆動
用電極18aおよび18b、検出用電極20および中間
電極22の各電極とを有する。
は、基台24の一端にそれぞれ接続される。基台24
は、たとえば矩形状の第1の圧電体基板26aおよび第
2の圧電体基板26bを含む。第1の圧電体基板26a
の一端には、2つの振動子12aおよび12bの第1の
圧電体基板16aの一端がそれぞれ接続される。この場
合、2つの振動子12aおよび12bの第1の圧電体基
板16aと基台24の第1の圧電体基板26aとは、同
じ材料で一体的に形成される。同様に、第2の圧電体基
板26bの一端には、2つの振動子12aおよび12b
の第2の圧電体基板16bの一端がそれぞれ接続され
る。この場合、2つの振動子12aおよび12bの第2
の圧電体基板16bと基台24の第2の圧電体基板26
bとは、同じ材料で一体的に形成される。そして、第1
の圧電体基板26aおよび第2の圧電体基板26bは、
積層され接着される。
には、その幅方向に間隔を隔てて、3つの駆動用電極2
8a、28bおよび28cが形成される。この場合、1
つの駆動用電極28aは、一方の振動子12aの駆動用
電極18aからのびて形成され、他の1つの駆動用電極
28bは、一方の振動子12aの駆動用電極18bおよ
び他方の振動子12bの駆動用電極18aからのびて形
成され、残りの1つの駆動用電極28cは、他方の振動
子12bの駆動用電極18bからのびて形成される。ま
た、基台24の第2の圧電体基板26bの主面には、そ
の幅方向に間隔を隔てて、2つの検出用電極30aおよ
び30bが形成される。この場合、一方の検出用電極3
0aは、一方の振動子12aの検出用電極20からのび
て形成され、他方の検出用電極30bは、他方の振動子
12bの検出用電極20からのびて形成される。さら
に、基台24の第1の圧電体基板26aおよび第2の圧
電体基板26b間には、中間電極32が、2つの振動子
12aおよび12bの中間電極22からのびて形成され
る。
属板からなる支持板40が接着される。この場合、支持
板40は、基台24の検出用電極30aおよび30bの
表面に絶縁剤からなる接着剤で接着される。それによっ
て、支持板40は、2つの振動子12aおよび12bの
2つのノードライン(図4)を含む面上に配置される。
2aおよび12bの2つのノードラインに相当する部分
に、線状の4つの支持棒42がそれぞれ支持板40と一
体的に形成される。
うに、2つの振動子12aおよび12bの駆動用電極1
8aおよび18bからのびて形成される駆動用電極28
aおよび28cと駆動用電極28bとの間に発振回路5
0が接続され、駆動用電極28aおよび28cが電源電
圧の中間点に接続される。発振回路50は、たとえば増
幅回路と位相補正回路とを含む。
検出用電極20からのびて形成される2つの検出用電極
30aおよび30bは、差動回路52の2つの入力端に
それぞれ接続される。差動回路52は、2つの振動子1
2aおよび12bの検出用電極20から得られる出力信
号の差を検出するためのものである。差動回路52の出
力端は、同期検波回路54の入力端に接続される。同期
検波回路54の別に入力端には、発振回路50の別の出
力端が接続される。同期検波回路54は、差動回路52
の出力信号を発振回路50の出力信号に同期して検波す
るためのものである。同期検波回路54の出力端は、積
分回路56の入力端に接続される。積分回路56は、同
期検波回路54の出力信号を積分するためのものであ
る。積分回路56の出力端は、直流増幅回路58の入力
端に接続される。直流増幅回路58は、積分回路56の
出力信号を増幅するためのものである。
によって、一方の振動子12aの駆動用電極18aおよ
び他方の振動子12bの駆動用電極18bから出力され
る信号が増幅され、位相補正され、一方の振動子12a
の駆動用電極18bおよび他方の振動子12bの駆動用
電極18aに与えられる。それによって、2つの振動子
12aおよび12bには分極方向と直交する方向に電界
が印加され、2つの振動子12aおよび12bは、それ
らの先端部が開いたり閉じたりするようにして振動す
る。このとき、2つの振動子12aおよび12bの先端
部は分極方向に対して同じ状態で振動するため、2つの
振動子12aおよび12bの検出用電極20からは同じ
出力信号が得られる。そのため、差動回路52からは、
0の信号が出力される。
(図4)を中心として回転角速度が加わると、2つの振
動子12aおよび12bには、無回転時の振動と直交す
る向きにコリオリ力が働く。このコリオリ力によって、
振動子12aおよび12bの振動方向が変わる。そのた
め、2つの振動子12aおよび12bの検出用電極20
からは、コリオリ力に対応した信号が出力される。この
とき、コリオリ力は2つの振動子12aおよび12bに
対して互いに逆向きに働くため、2つの振動子12aお
よび12bは互いに逆向きに変位する。そのため、2つ
の振動子12aおよび12bの検出用電極20から出力
される信号は、互いに逆位相の信号となる。したがっ
て、差動回路52で2つの検出用電極20の出力信号の
差をとれば、コリオリ力に対応した大きい信号を得るこ
とができる。
54で、発振回路50の信号に同期して検波される。そ
れによって、差動回路52の出力信号の正部分のみまた
は負部分のみが検波される。同期検波回路54の出力信
号は積分回路56で直流信号に変換され、さらに直流増
幅回路58で増幅される。振動子12aおよび12bの
検出用電極20からの出力信号のレベルは、振動子12
aおよび12bの先端部の変位の大きさによって決まる
ため、大きいコリオリ力が働くと、出力信号のレベルは
大きくなる。したがって、直流増幅回路58の出力信号
のレベルから、回転角速度の大きさを検出することがで
きる。
振動子12aおよび12bに働くコリオリ力の方向が変
わる。そのため、2つの検出用電極20から出力される
信号の位相も変わり、差動回路52からは、回転角速度
の方向によって、逆位相の信号が出力される。したがっ
て、同期検波回路54では、一方向に回転角速度が加わ
ったときに信号の正部分が検波されるとすると、他方向
に回転角速度が加わったときに信号の負部分が検波され
る。そのため、回転角速度の加わる方向によって、直流
増幅回路58の出力信号の極性が変わる。つまり、直流
増幅回路58の出力信号の極性から、回転角速度の加わ
った方向を知ることができる。
加わっていない場合、振動子12aおよび12bは、そ
れらの先端部が開いたり閉じたりするよう振動する。そ
のため、この場合、振動ジャイロ10の基台24、支持
板40および支持棒42がノード部分となる。したがっ
て、この場合、支持棒42などを支持することによっ
て、振動子12aおよび12bの振動をダンピングする
ことなく、振動ジャイロ10を強い強度で支持すること
ができる。
O(図4)を中心にして回転角速度が加わっている場
合、2つの振動子12aおよび12bの2つのノードラ
インが基台24の外側に発生するが、2つの振動子12
aおよび12bの2つのノードラインに相当する部分に
支持板40および支持棒42が存在する。したがって、
この場合も、支持棒42を支持することによって、振動
子12aおよび12bの振動をダンピングすることな
く、振動ジャイロ10を強い強度で支持することができ
る。
の例を示す斜視図である。図5に示す振動ジャイロ10
では、図1および図2に示す振動ジャイロ10と比べ
て、支持棒42が形成されていない代わりに、たとえば
金属からなる支持台44が設けられる。支持台44は、
支持板40と同様の台板46を含み、台板46上には、
板状の2つの脚部48aおよび48bが間隔を隔てて形
成される。そして、これらの脚部48aおよび48bの
先端部が、支持板40において2つの振動子12aおよ
び12bの2つのノードライン(図6)に相当する部分
に、それぞれたとえばシリコンなどで接着される。
よび図2に示す振動ジャイロ10と同様に動作し、同様
の効果が得られる。
の振動子12aおよび12bがそれぞれいわゆるバイモ
ルフ構造に形成されているが、この発明では振動子はユ
ニモルフ構造などの他の構造に形成されてもよい。ま
た、基台24についても、同様に、ユニモルフ構造など
の他の構造に形成されてもよい。
持板40、支持棒42、支持台44が金属で特定の形状
に形成されているが、支持板40、支持棒42、支持台
44などは他の形状に形成されてもよく、また、それら
の材料として金属以外のものが用いられてもよい。
ピングすることなく強い強度で支持することができるジ
ャイロが得られる。
視図である。
ための回路を示す図解図である。
転角速度が加わっている場合のノードラインを示す図解
図である。
斜視図である。
加わっている場合のノードラインを示す図解図である。
る。
を示す図解図である。
加わっていない場合のノード部分を示す図解図である。
が加わっている場合のノード部分を示す図解図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 音片型の2つの振動子の一端が基台にそ
れぞれ接続された音叉型の振動ジャイロにおいて、 前記振動子のノードラインを含む面上に配置され、前記
基台に接着される支持板を設けたことを特徴とする、振
動ジャイロ。 - 【請求項2】 前記支持板において前記振動子のノード
ラインに相当する部分に支持棒が設けられる、請求項1
に記載の振動ジャイロ。 - 【請求項3】 前記支持板において前記振動子のノード
ラインに相当する部分が支持台で支持される、請求項1
に記載の振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10094299A JP4345130B2 (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10094299A JP4345130B2 (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 振動ジャイロ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000292171A true JP2000292171A (ja) | 2000-10-20 |
JP4345130B2 JP4345130B2 (ja) | 2009-10-14 |
Family
ID=14287418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10094299A Expired - Lifetime JP4345130B2 (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 振動ジャイロ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4345130B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007125612A1 (ja) | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 振動ジャイロ |
JP2015001420A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-05 | セイコーエプソン株式会社 | ジャイロセンサー素子、ジャイロ装置、電子機器および移動体 |
-
1999
- 1999-04-08 JP JP10094299A patent/JP4345130B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007125612A1 (ja) | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 振動ジャイロ |
US7805995B2 (en) | 2006-04-26 | 2010-10-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrating gyroscope |
JP2015001420A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-05 | セイコーエプソン株式会社 | ジャイロセンサー素子、ジャイロ装置、電子機器および移動体 |
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---|---|
JP4345130B2 (ja) | 2009-10-14 |
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