JP2534964Y2 - 表面実装型振動ジャイロ - Google Patents
表面実装型振動ジャイロInfo
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- JP2534964Y2 JP2534964Y2 JP1991086737U JP8673791U JP2534964Y2 JP 2534964 Y2 JP2534964 Y2 JP 2534964Y2 JP 1991086737 U JP1991086737 U JP 1991086737U JP 8673791 U JP8673791 U JP 8673791U JP 2534964 Y2 JP2534964 Y2 JP 2534964Y2
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- vibration
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- piezoelectric
- vibrating gyroscope
- piezoelectric vibrating
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は船舶や自動車等の移動体
自身及びこれに搭載される機器の姿勢制御や自動車のナ
ビゲーションシステムなどに用いられるジャイロスコー
プの内，特に圧電振動子の超音波振動を用いた，いわゆ
る圧電振動ジャイロに関する。
自身及びこれに搭載される機器の姿勢制御や自動車のナ
ビゲーションシステムなどに用いられるジャイロスコー
プの内，特に圧電振動子の超音波振動を用いた，いわゆ
る圧電振動ジャイロに関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電振動ジャイロは振動している物体に
回転角速度が与えられると，その振動方向と直角な方向
にコリオリ力を生ずるという力学現象を利用したジャイ
ロスコープである。互いに直交する二つの方向の励振と
検出が可能であるように構成した振動系において，一方
の振動を励振した状態で，振動子自身を二つの振動面が
交わる線を中心軸として回転させると，前述のコリオリ
力の作用によりこの振動と直角な方向に力が働き，他方
の振動が励振される。この振動の大きさは入力側の振動
の大きさおよび回転角速度に比例するため，入力電圧を
一定にした状態では，この振動の大きさに比例した出力
電圧の大きさから回転角速度の大きさを求めることが出
来る。
回転角速度が与えられると，その振動方向と直角な方向
にコリオリ力を生ずるという力学現象を利用したジャイ
ロスコープである。互いに直交する二つの方向の励振と
検出が可能であるように構成した振動系において，一方
の振動を励振した状態で，振動子自身を二つの振動面が
交わる線を中心軸として回転させると，前述のコリオリ
力の作用によりこの振動と直角な方向に力が働き，他方
の振動が励振される。この振動の大きさは入力側の振動
の大きさおよび回転角速度に比例するため，入力電圧を
一定にした状態では，この振動の大きさに比例した出力
電圧の大きさから回転角速度の大きさを求めることが出
来る。
【０００３】図３は従来の圧電振動ジャイロの一例の構
造概略図であり，正方形断面の金属角柱１０７の隣合う
面に，両面に電極が形成され，厚さ方向に分極された圧
電セラミックス薄板１０８，１０９が接合されている。
金属角柱１０７は互いに直角な二つの方向に，ほぼ同じ
共振周波数で屈曲振動が可能であり，圧電セラミックス
薄板１０８にこの共振周波数に等しい周波数の電圧を印
加すると，圧電セラミックス薄板１０８を接合した面が
凹凸となる方向に屈曲振動する。この状態では金属角柱
１０７の圧電セラミックス薄板１０９には電圧が発生し
ないが，金属角柱１０７を長さ方向を軸として回転させ
るとコリオリ力の作用により金属角柱１０７は圧電セラ
ミックス薄板１０９を接合した面が凹凸となる方向に屈
曲振動し，圧電セラミックス１０９に回転角速度に比例
した電圧が発生する。一方，金属角柱１０７の長さ方向
の一方向の端面からおよそ全長の２２．４％の位置の対
向する金属面の中央部に，面に垂直にそれぞれ細い金属
線からなる支持線１１０，１１０′が溶接されている。
さらに，他方の端面からおよそ全長の２２．４％の位置
の前記金属線が溶接された面と直交し，対向する金属面
の中央部に面に垂直にそれぞれ細い金属線からなる支持
線１１１，１１１′が溶接されている。これら金属線が
溶接されている位置は金属角柱７の１波長屈曲共振振動
モードに対する振動の節点となっており，互いに直交す
る屈曲振動それぞれに対する影響を極力少なくするよう
に細い金属線で支持される。
造概略図であり，正方形断面の金属角柱１０７の隣合う
面に，両面に電極が形成され，厚さ方向に分極された圧
電セラミックス薄板１０８，１０９が接合されている。
金属角柱１０７は互いに直角な二つの方向に，ほぼ同じ
共振周波数で屈曲振動が可能であり，圧電セラミックス
薄板１０８にこの共振周波数に等しい周波数の電圧を印
加すると，圧電セラミックス薄板１０８を接合した面が
凹凸となる方向に屈曲振動する。この状態では金属角柱
１０７の圧電セラミックス薄板１０９には電圧が発生し
ないが，金属角柱１０７を長さ方向を軸として回転させ
るとコリオリ力の作用により金属角柱１０７は圧電セラ
ミックス薄板１０９を接合した面が凹凸となる方向に屈
曲振動し，圧電セラミックス１０９に回転角速度に比例
した電圧が発生する。一方，金属角柱１０７の長さ方向
の一方向の端面からおよそ全長の２２．４％の位置の対
向する金属面の中央部に，面に垂直にそれぞれ細い金属
線からなる支持線１１０，１１０′が溶接されている。
さらに，他方の端面からおよそ全長の２２．４％の位置
の前記金属線が溶接された面と直交し，対向する金属面
の中央部に面に垂直にそれぞれ細い金属線からなる支持
線１１１，１１１′が溶接されている。これら金属線が
溶接されている位置は金属角柱７の１波長屈曲共振振動
モードに対する振動の節点となっており，互いに直交す
る屈曲振動それぞれに対する影響を極力少なくするよう
に細い金属線で支持される。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】しかし，図３に示した
従来の支持方法によると，図４に示すように，支持線１
１０，１１０′は矢印の方向の屈曲振動に対しては，ほ
ぼ理想的に振動の節点を支持しているが，このとき支持
線１１１，１１１′には屈曲の歪が発生し，矢印の方向
の屈曲振動に影響を与える。一方，矢印と直角な方向の
屈曲振動に対しては支持線１１０，１１０′が同様に影
響を与える。このような屈曲振動に与える影響を少なく
するためには支持線の直径を出来るだけ細くする必要が
あるが，支持線を細くすることは振動子自身の耐振動特
性や耐衝撃特性を劣化させる危険がある。さらに，図３
に示した従来の圧電振動ジャイロにおいては，支持線１
１０，１１０′を固定するための支持枠１１１を図５に
示すようにプリント基板１１２に固定した後に，入出力
端子の接続を行い，このプリント基板をさらに駆動・検
出回路が形成された回路基板１１３と組み合わせている
ため，構造が複雑で寸法が大きくなると言う欠点を有し
ていた。そこで，本考案の技術的課題は，以上に示した
従来の圧電振動ジャイロにおける欠点を除去し，屈曲振
動に与える影響が少なく，圧電振動ジャイロの特性に与
える影響の少ない圧電振動ジャイロを提供することにあ
る。また，本考案の他の技術的課題は，支持枠に外部接
続用端子が一体に形成された小型の圧電振動ジャイロを
提供することにある。
従来の支持方法によると，図４に示すように，支持線１
１０，１１０′は矢印の方向の屈曲振動に対しては，ほ
ぼ理想的に振動の節点を支持しているが，このとき支持
線１１１，１１１′には屈曲の歪が発生し，矢印の方向
の屈曲振動に影響を与える。一方，矢印と直角な方向の
屈曲振動に対しては支持線１１０，１１０′が同様に影
響を与える。このような屈曲振動に与える影響を少なく
するためには支持線の直径を出来るだけ細くする必要が
あるが，支持線を細くすることは振動子自身の耐振動特
性や耐衝撃特性を劣化させる危険がある。さらに，図３
に示した従来の圧電振動ジャイロにおいては，支持線１
１０，１１０′を固定するための支持枠１１１を図５に
示すようにプリント基板１１２に固定した後に，入出力
端子の接続を行い，このプリント基板をさらに駆動・検
出回路が形成された回路基板１１３と組み合わせている
ため，構造が複雑で寸法が大きくなると言う欠点を有し
ていた。そこで，本考案の技術的課題は，以上に示した
従来の圧電振動ジャイロにおける欠点を除去し，屈曲振
動に与える影響が少なく，圧電振動ジャイロの特性に与
える影響の少ない圧電振動ジャイロを提供することにあ
る。また，本考案の他の技術的課題は，支持枠に外部接
続用端子が一体に形成された小型の圧電振動ジャイロを
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本考案によれば、外部接
続端子を有する支持枠内に、柱状振動ジャイロ素子を、
その屈曲振動の節点で支持体にて支持し、該柱状振動ジ
ャイロ素子のリードを前記外部接続端子に接続した振動
ジャイロにおいて、前記支持体として軟弾性体からなる
帯状リングを前記柱状振動ジャイロ素子の振動の節点の
位置に周回して装着し接着してあり、前記支持枠は該帯
状リングの外周を固定して支持すると共に、前記外部接
続端子を一面上に表面電極として有していることを特徴
とする表面実装型振動ジャイロが得られる。
続端子を有する支持枠内に、柱状振動ジャイロ素子を、
その屈曲振動の節点で支持体にて支持し、該柱状振動ジ
ャイロ素子のリードを前記外部接続端子に接続した振動
ジャイロにおいて、前記支持体として軟弾性体からなる
帯状リングを前記柱状振動ジャイロ素子の振動の節点の
位置に周回して装着し接着してあり、前記支持枠は該帯
状リングの外周を固定して支持すると共に、前記外部接
続端子を一面上に表面電極として有していることを特徴
とする表面実装型振動ジャイロが得られる。
【０００６】
【実施例】以下，本考案の実施例について図面を用いて
説明する。図１は本考案の実施例に係る圧電振動ジャイ
ロを用いられる圧電振動子を示す示す斜視図である。図
１において，圧電セラミックス円柱２０の外周面上に
は，円周を等分する位置に長さ方向と平行な帯状電極２
１，２１，・・が形成されている。帯状電極２１，２
１，・・は曲面スクリーン印刷で直接形成するか，ある
いはメッキ等で全面に形成された電極の不要部分をフォ
トエッチングにより除去することにより容易に得られ
る。図１に示した圧電セラミックス円柱２０は前記帯状
電極２１，２１，・・を用いて分極処理を行った後，こ
れらの帯状電極の一部にこの圧電セラミックス円柱２０
の屈曲振動の共振周波数にほぼ等しい交流電圧を印加し
て屈曲振動を励振した状態で，圧電セラミックス円柱２
０を円柱の軸を回転軸として回転させると，振動方向と
直角な方向にコリオリ力が発生し，前記帯状電極の一部
に加えられた回転角速度に比例した電圧が発生する。
説明する。図１は本考案の実施例に係る圧電振動ジャイ
ロを用いられる圧電振動子を示す示す斜視図である。図
１において，圧電セラミックス円柱２０の外周面上に
は，円周を等分する位置に長さ方向と平行な帯状電極２
１，２１，・・が形成されている。帯状電極２１，２
１，・・は曲面スクリーン印刷で直接形成するか，ある
いはメッキ等で全面に形成された電極の不要部分をフォ
トエッチングにより除去することにより容易に得られ
る。図１に示した圧電セラミックス円柱２０は前記帯状
電極２１，２１，・・を用いて分極処理を行った後，こ
れらの帯状電極の一部にこの圧電セラミックス円柱２０
の屈曲振動の共振周波数にほぼ等しい交流電圧を印加し
て屈曲振動を励振した状態で，圧電セラミックス円柱２
０を円柱の軸を回転軸として回転させると，振動方向と
直角な方向にコリオリ力が発生し，前記帯状電極の一部
に加えられた回転角速度に比例した電圧が発生する。
【０００７】図２は本考案の実施例に係る圧電振動ジャ
イロの構造を示す斜視図である。図２二おいて、支持具
３０はシリコンゴムやスポンジ等の軟弾性体からなる帯
状リングであり、前記圧電セラミックス円柱２０にその
節点（節線）の部分２箇所を周回するように装着されて
接着されており、支持具３０の外周は硬い支持枠３１で
固定されている。一般に、共振している振動子をなるべ
く振動に影響を与えないで支持するためには、振動の節
の点（あるいは線）を柔らかい材料で支持する必要があ
る。しかし、外部からの振動や衝撃に対して安定に支持
するためには、支持部で振動子がずれたりしないように
固定する必要がある。図２で示した本考案の実施例に係
る圧電振動ジャイロの支持具３０は、前述したように帯
状の軟弾性体から形成されているため振動子特性に与え
る影響は小さい。さらに、その外周を硬い支持枠３１で
補強しているため、外部から振動や衝撃が加えられても
振動子がずれないように安定に支持することができる。
また、本考案の実施例に係る圧電振動ジャイロにおいて
は、支持枠３１に、前記圧電振動子の入・出力端子から
のリード線を接続するための外部接続端子３２、３３、
３４、３５が支持枠３１と一体に形成されている。しか
もこれらの外部接続端子３２、３３、３４、３５は、支
持枠３１の一つの面上に表面電極として形成されてい
る。このように、支持枠３１に外部接続端子３２、３
３、３４、３５が表面電極として形成されているので、
圧電振動ジャイロを搭載する駆動・検出回路を備えたプ
リント基板上に直接設置して表面電極をプリント基板上
の導体パターンにハンダ付けすることができる。すなわ
ち、本考案の実施例に係る圧電振動ジャイロは表面実装
型として提供される。この結果、圧電振動ジャイロの実
装容積を減少することができると共に、圧電振動ジャイ
ロの振動のプリント基板への伝達を、圧電振動ジャイロ
を基板から浮いた状態で支持することになるピン端子電
極を用いる場合に比して、少なく抑えることができる。
以上の実施例では、柱状圧電振動子の例として、圧電振
動セラミックス円柱を用いたが、図３に示したような金
属角柱に圧電セラミックス薄板を接合した構造の柱状振
動子を用いても同様の効果が得られることはいうまでも
ない。
イロの構造を示す斜視図である。図２二おいて、支持具
３０はシリコンゴムやスポンジ等の軟弾性体からなる帯
状リングであり、前記圧電セラミックス円柱２０にその
節点（節線）の部分２箇所を周回するように装着されて
接着されており、支持具３０の外周は硬い支持枠３１で
固定されている。一般に、共振している振動子をなるべ
く振動に影響を与えないで支持するためには、振動の節
の点（あるいは線）を柔らかい材料で支持する必要があ
る。しかし、外部からの振動や衝撃に対して安定に支持
するためには、支持部で振動子がずれたりしないように
固定する必要がある。図２で示した本考案の実施例に係
る圧電振動ジャイロの支持具３０は、前述したように帯
状の軟弾性体から形成されているため振動子特性に与え
る影響は小さい。さらに、その外周を硬い支持枠３１で
補強しているため、外部から振動や衝撃が加えられても
振動子がずれないように安定に支持することができる。
また、本考案の実施例に係る圧電振動ジャイロにおいて
は、支持枠３１に、前記圧電振動子の入・出力端子から
のリード線を接続するための外部接続端子３２、３３、
３４、３５が支持枠３１と一体に形成されている。しか
もこれらの外部接続端子３２、３３、３４、３５は、支
持枠３１の一つの面上に表面電極として形成されてい
る。このように、支持枠３１に外部接続端子３２、３
３、３４、３５が表面電極として形成されているので、
圧電振動ジャイロを搭載する駆動・検出回路を備えたプ
リント基板上に直接設置して表面電極をプリント基板上
の導体パターンにハンダ付けすることができる。すなわ
ち、本考案の実施例に係る圧電振動ジャイロは表面実装
型として提供される。この結果、圧電振動ジャイロの実
装容積を減少することができると共に、圧電振動ジャイ
ロの振動のプリント基板への伝達を、圧電振動ジャイロ
を基板から浮いた状態で支持することになるピン端子電
極を用いる場合に比して、少なく抑えることができる。
以上の実施例では、柱状圧電振動子の例として、圧電振
動セラミックス円柱を用いたが、図３に示したような金
属角柱に圧電セラミックス薄板を接合した構造の柱状振
動子を用いても同様の効果が得られることはいうまでも
ない。
【０００８】
【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
振動ジャイロ素子をその振動の節点の位置に軟弾性体か
らなる帯状リングを周回して装着し接着して支持し、こ
の帯状リングの外周を硬い支持枠で固定支持したので、
支持による振動特性の劣化が少なく、互いに直角な二つ
の方向の屈曲振動に与える影響が少なく、振動ジャイロ
の特性に与える影響の少ない振動ジャイロを提供するこ
とができる。さらに、本考案によれば、支持枠の一つの
面に外部接続端子を表面電極として形成したので駆動・
検出回路が形成されているプリント基板上に直接設置す
ることがてきる表面実装型にできるので、実装容積を減
少しかつ基板への振動の伝達を小さく抑えることができ
るとの効果を有するものである。
振動ジャイロ素子をその振動の節点の位置に軟弾性体か
らなる帯状リングを周回して装着し接着して支持し、こ
の帯状リングの外周を硬い支持枠で固定支持したので、
支持による振動特性の劣化が少なく、互いに直角な二つ
の方向の屈曲振動に与える影響が少なく、振動ジャイロ
の特性に与える影響の少ない振動ジャイロを提供するこ
とができる。さらに、本考案によれば、支持枠の一つの
面に外部接続端子を表面電極として形成したので駆動・
検出回路が形成されているプリント基板上に直接設置す
ることがてきる表面実装型にできるので、実装容積を減
少しかつ基板への振動の伝達を小さく抑えることができ
るとの効果を有するものである。
【図１】本考案の実施例に係る圧電振動ジャイロに用い
られる圧電振動子を示す斜視図である。
られる圧電振動子を示す斜視図である。
【図２】本考案の実施例に係る圧電振動ジャイロの構造
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図３】従来の圧電振動ジャイロの一例の構造概略図で
ある。
ある。
【図４】従来の圧電振動ジャイロ支持方法の一例を示す
説明図である。
説明図である。
【図５】従来の圧電振動ジャイロ駆動・検出回路を含め
た一構造例を示す図である。
た一構造例を示す図である。
２０ 圧電セラミックス円柱 ２１ 帯状電極 ３０ 体支持具 ３１ 支持枠 ３２，３３，３４，３５ 接続端子 ３２′，３３′，３４′，３５′ 外部接続端子 １０７ 金属角柱 １０８，１０９ 圧電セラミックス薄板 １１０，１１０′，１１１，１１１′ 支持部（金属
支持線、支持枠） １１２ プリント基板 １１３ 回路基板
支持線、支持枠） １１２ プリント基板 １１３ 回路基板
Claims (1)
- 【請求項１】 外部接続端子を有する支持枠内に、柱状
振動ジャイロ素子を、その屈曲振動の節点で支持体にて
支持し、該柱状振動ジャイロ素子のリードを前記外部接
続端子に接続した振動ジャイロにおいて、前記支持体と
して軟弾性体からなる帯状リングを前記柱状振動ジャイ
ロ素子の振動の節点の位置に周回して装着し接着してあ
り、前記支持枠は該帯状リングの外周を固定して支持す
ると共に、前記外部接続端子を一面上に表面電極として
有していることを特徴とする表面実装型振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991086737U JP2534964Y2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 表面実装型振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991086737U JP2534964Y2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 表面実装型振動ジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0530721U JPH0530721U (ja) | 1993-04-23 |
| JP2534964Y2 true JP2534964Y2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=13895134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991086737U Expired - Lifetime JP2534964Y2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 表面実装型振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2534964Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004450A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度および加速度検出用複合センサ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS599149A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-18 | Daido Steel Co Ltd | リ−ドフレ−ム材料 |
| JPS62112724A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-23 | Kobe Steel Ltd | 軸物切削工具の製造方法 |
| JPH01250014A (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-05 | Canon Inc | 振動ジャイロ |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP1991086737U patent/JP2534964Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0530721U (ja) | 1993-04-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961119 |