JP3082663B2 - 振動ジャイロ - Google Patents
振動ジャイロInfo
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Description
し、例えば回転角速度を検知することにより移動体の位
置を検出し、適切な誘導を行うナビゲーションシステ
ム、または手ぶれ等の外的振動による回転角速度を検知
し適切な制振を行う手ぶれ防止装置等の除振システム等
に応用できる振動ジャイロに関する。
用いて説明する。
子80を備える。振動子80は、例えば、ともに短冊状
の第一の圧電体基板81および第二の圧電体基板82を
ダミー電極83を挟み込んで積層し、接着してなるもの
である。ここで、第一の圧電体基板81および第二の圧
電体基板82は、厚み方向において互いに逆向きに分極
される。なお、第一の圧電体基板81および第二の圧電
体基板82は、互いに対向する向きに分極されてもよ
い。また、第一の圧電体基板81の主面には、その幅方
向に間隔をおいて二つの分割電極84、84が形成さ
れ、第二の圧電体基板82の主面には、共通電極85が
形成される。
の圧電体基板81および第二の圧電体基板82が互いに
逆向きに分極されているので、分割電極84、84およ
び共通電極85間に、例えば正弦波信号等の駆動信号を
印加すると、第一の圧電体基板81および第二の圧電体
基板82は、それぞれ長手方向における両端部より内側
の部分をノード部分として、主面に直交する方向に屈曲
振動する。このとき、第一の圧電体基板81および第二
の圧電体基板82は、互いに逆向きに振動する。そし
て、振動ジャイロが振動子80の中心軸Oを中心に回転
すると、その回転角速度に応じたコリオリ力が働く。こ
のコリオリ力により、振動子80の屈曲振動の方向が変
わり、分割電極84、84間に、回転角速度に応じた信
号が発生するため、この信号をもとに、回転角速度を検
出することができる。
は、支持部材としての二つの支持ピン86、86が取り
付けられる。支持ピン86、86は、それぞれ金属をコ
字状に成形してなるものであり、各中央部が振動子80
の共通電極85上に半田付けされるとともに、各両端が
基板(図示せず)上の孔に挿入され、固定される。こう
して、振動子80が中空において支持固定される。ここ
で、支持ピン86、86は、共通電極85を発振回路も
しくは駆動回路(図示せず)に接続するものでもある。
また、分割電極84、84を発振回路もしくは駆動回路
に接続するために、リード線87、87の各一端が、例
えば半田88、88により分割電極84、84に接着さ
れる。
ジャイロにおいては、振動子80の分割電極84、84
にリード線87、87を半田付けしなければならず、組
立作業が煩雑であった。そこで、本発明においては、振
動子の分割電極を回路に接続するためのリード線が不要
な振動ジャイロを提供することを目的とする。
め、本発明においては、厚み方向に分極される第一の圧
電体基板、前記第一の圧電体基板に積層され、前記第一
の圧電体基板の分極方向の逆方向に分極される第二の圧
電体基板、前記第一の圧電体基板の主面に形成される二
つの分割電極、および、前記第二の圧電体基板の主面に
形成される共通電極からなる振動子と、前記振動子を支
持するための支持部材とを備える振動ジャイロにおい
て、前記支持部材が第一乃至第三の支持ピンからなり、
前記第一の支持ピンが、前記二つの分割電極の一方に固
着され、前記第二の支持ピンが、前記二つの分割電極の
他方に固着されるとともに、前記第三の支持ピンが、前
記共通電極に固着されたことを特徴とする。
部が設けられたことを特徴とする。このように、本発明
にかかる振動ジャイロにおいては、振動子の分割電極の
導通が支持ピンを介してなされるため、分割電極にリー
ド線を装着する必要がなく、部品点数が減り、組立作業
が簡素となる。
め、振動子がその長手方向に直交する方向に振動する際
には、支持ピンが振動に追従して変形する。このため、
振動子の振動は抑制されることなく、安定する。
び図2を用いて説明する。
振動子2を備える。振動子2は、例えば、ともに短冊状
の第一の圧電体基板3および第二の圧電体基板4をダミ
ー電極5を挟み込んで積層し、例えば接着剤により接着
してなるものである。ここで、第一の圧電体基板3およ
び第二の圧電体基板4は、矢印Pで示すように、厚み方
向において互いに逆向きに分極される。なお、第一の圧
電体基板3および第二の圧電体基板4は、互いに対向す
る向きに分極されてもよい。また、第一の圧電体基板3
の主面には、その幅方向に間隔をおいて二つの分割電極
6a、6bが形成され、第二の圧電体基板4の主面に
は、共通電極7が形成される。さらに、分割電極6a、
6bには、駆動手段としての発振回路10の一方の出力
端が、抵抗11、12を介してそれぞれ接続される。さ
らに、振動子2の共通電極7には、発振回路10の他方
の出力端が接続される。また、振動子2の分割電極6
a、6bは、抵抗13、14を介して、検出手段として
の差動増幅回路15の非反転入力端および反転入力端に
それぞれ接続され、差動増幅回路15の出力端および反
転入力端間には、抵抗16が接続される。
いては、発振回路10から出力される正弦波信号等の駆
動信号が、抵抗11、12を介して振動子2の分割電極
6a、6bに印加され、第一の圧電体基板3および第二
の圧電体基板4が、それぞれ主面に直交する方向に屈曲
振動する。そして、振動ジャイロ10が振動子12の中
心軸Oを中心に回転すると、その回転角速度に応じたコ
リオリ力が、第一の圧電体基板3および第二の圧電体基
板4の主面に平行し、かつ振動子2の中心軸Oに直交す
る方向に働く。このコリオリ力により、振動子2の屈曲
振動の方向が変わり、分割電極6a、6b間に、回転角
速度に応じた信号が発生する。そして、分割電極6a、
6b間に発生した信号は、抵抗13、14を介して、差
動増幅回路15によって検出されるため、差動増幅回路
15の出力信号をもとに、回転角速度を検出することが
できる。
属を成形してなる第一の支持ピン8、第二の支持ピン9
および第三の支持ピン10により支持される。このう
ち、第一の支持ピン8は、略L字状をなすものであり、
一端が例えば半田17aにより、振動子2の分割電極6
a上のノード部分近傍に接着される。また、第二の支持
ピン9も略L字状をなすものであり、一端が例えば半田
17bにより、分割電極6b上のノード部分近傍に接着
される。さらにまた、第三の支持ピン10は略コ字状を
なすものであり、中間部が、共通電極7上のノード部分
近傍に例えば半田17cにより接着される。そして、第
一、第二の支持ピン8、9の各他端、および第三の支持
ピン10の両端が、基板18に設けられた孔(図示せ
ず)に挿入され、例えば半田17により固着されること
により、振動子2が中空において支持される。
例えばシリコン樹脂等の弾性材で被覆すれば、弾性材が
振動を吸収するため、振動子2の振動が支持ピン8乃至
10を介して基板18に伝播する、いわゆる振動漏れが
抑制され、それにより、振動子2の振動が安定する。
支持ピン8、9は、それぞれ第三の支持ピン10ととも
に振動子2を支持すると同時に、分割電極6a、6bと
導通し、発振回路10および差動増幅回路15に接続さ
れるものでもある。一方、第三の支持ピン10は共通電
極7と導通し、発振回路10に接続されるものである。
このように、分割電極6a、6bの導通が第一、第二の
支持ピン8、9を介してなされるため、分割電極6a、
6bにリード線を装着する必要がなく、部品点数が減
り、組立作業が簡素となる。
て説明する。なお、第一の実施例と同一もしくは相当す
る部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
体20が配置される。枠体20は上面21に段部22が
設けられている。また、振動子2を支持する第一の支持
ピン23、第二の支持ピン24および第三の支持ピン2
5は、それぞれ直線状をなすものである。このうち、第
一、第二の支持ピン23、24の各一端は、振動子2の
分割電極6a、6b上のノード部分近傍に、例えば半田
17により固着され、一方、第三の支持ピン25は、振
動子2の共通電極7上のノード部分近傍に、例えば半田
17により固着される。また、第一、第二の支持ピン2
3、24の各他端は、枠体20の段部22上に例えば半
田付けされ、第三の支持ピン25の両端は、枠体20の
上面21上に例えば半田付けされる。こうして、振動子
2が枠体20内の中空において支持される。
ては、分割電極6a、6bの導通が第一、第二の支持ピ
ン23、24を介してなされるため、第一の実施例と同
様に、分割電極6a、6bにリード線を装着する必要が
なく、部品点数が減り、組立作業が簡素となる。
3乃至25と振動子2および枠体20とを接着する半田
17を、例えばシリコン樹脂等の弾性材で被覆すれば、
弾性材が振動を吸収するため、振動子2の振動が各支持
ピン23乃至25を介して枠体20に伝播する、いわゆ
る振動漏れが抑制され、それにより、振動子2の振動が
安定する。
て説明する。なお、第一の実施例と同一もしくは相当す
る部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
は、振動子2の支持部材として、それぞれ金属を成形し
てなる第一の支持ピン30、第二の支持ピン31および
第三の支持ピン32が用いられる。このうち、第一、第
二の支持ピン30、31は、それぞれ、クランク状の屈
曲部30a、31aを備えており、各一端が振動子2の
分割電極6a、6b上のノード部分近傍に、例えば半田
17により固着される。ここで、第一、第二の支持ピン
30、31の屈曲部30a、31aは、振動子2の第一
の圧電体基板3の主面に平行な方向に屈曲している。一
方、第三の支持ピン32は、振動子2の第二の圧電体基
板4の主面に平行な方向に略コ字状に屈曲する屈曲部3
2aを備えており、この屈曲部32aの中間部が、振動
子2の共通電極7上のノード部分近傍に、例えば半田1
7により固着される。そして、とくに図示しないが、第
一、第二の実施例と同様に、各支持ピン30乃至32が
基板上もしくは枠体上に固定されることにより、振動子
2が中空において支持される。
ては、分割電極6a、6bの導通が第一、第二の支持ピ
ン30、31を介してなされるため、第一の実施例と同
様に、分割電極6a、6bにリード線を装着する必要が
なく、部品点数が減り、組立作業が簡素となる。
部30a乃至32aが設けられているため、振動子2を
弾力的に支持することができる。すなわち、図5(a)
に示すように、振動子2が振動していないときには、各
支持ピン30乃至32にも変化はないが、図5(b)、
(c)に示すように、振動子2がその長手方向に直交す
る方向の右向き、および左向きに振動する際には、各支
持ピン30乃至32が振動に追従して変形する。したが
って、振動子2の振動は抑制されることなく、安定す
る。また、とくに図示しないが、各支持ピン30乃至3
2および振動子2、各支持ピン30乃至32および基
板、ならびに、各支持ピン30乃至32および枠体を接
着する半田17を、例えばシリコン樹脂等の弾性材で被
覆すれば、弾性材が振動を吸収するため、振動子からの
いわゆる振動漏れが抑制され、それにより、振動子2の
振動がより一層安定する。
ピンに設ける屈曲部が、振動子を構成する圧電体基板の
主面に対して平行な方向に突出している場合について説
明したが、屈曲部はどの向きに突出していてもよい。
ンク状またはコ字状の屈曲部を備える支持ピンを用いる
場合について説明したが、図6に示すように、鋭角的に
折れ曲がった屈曲部40a、41a、42aを備える支
持ピン40、41、42を用いる場合、あるいは図7に
示すように、略円弧状をなす屈曲部50a、51a、5
2aを備える支持ピン50、51、52を用いる場合に
も、上記第二の実施例と同様の効果が得られる。
一、第二の支持ピンの屈曲部がそれぞれクランク状をな
し、第三の支持ピンの屈曲部がコ字状をなす場合、すな
わち、支持ピン間で屈曲部の形状が異なる場合について
説明したが、各支持ピンにそれぞれ同形状の屈曲部を設
けてもよい。したがって、例えば、図8に示すように、
振動子2の分割電極6a、6bに接着する支持ピン6
0、61にそれぞれコ字状の屈曲部60a、61aを設
け、共通電極7に接着する支持ピン62に同じくコ字状
の屈曲部62a、62bを設けてもよい。また、図9に
示すように、支持ピン70、71にそれぞれコイル状の
屈曲部70a、71aを設け、支持ピン72に同じくコ
イル状の屈曲部72a、72bを設けてもよい。
は、振動子の分割電極の導通が支持ピンを介してなされ
るため、分割電極にリード線を装着する必要がなく、部
品点数が減り、組立作業が簡素となる。
め、振動子がその長手方向に直交する方向に振動する際
には、支持ピンが振動に追従して変形する。このため、
振動子の振動は抑制されることなく、安定する。
示す図解図である。
視図であり、(a)は基板上に固定された状態を上面側
から見たもの、(b)は底面側から見たものである。
構成する振動子を示す斜視図である。
構成する振動子を示す斜視図であり、(a)は上面側か
ら見たもの、(b)は底面側から見たものである。
の状態を示し、(b)および(c)は長手方向に直交す
る方向に振動している状態を示す。
る。
である。
視図である。
斜視図であり、(a)は上面側から見たもの、(b)は
底面側から見たものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 厚み方向に分極される第一の圧電体基
板、 前記第一の圧電体基板に積層され、前記第一の圧電体基
板の分極方向と逆方向に分極される第二の圧電体基板、 前記第一の圧電体基板の主面に形成される二つの分割電
極、および、 前記第二の圧電体基板の主面に形成される共通電極から
なる振動子と、 前記振動子を支持するための支持部材とを備える振動ジ
ャイロにおいて、 前記支持部材が第一乃至第三の支持ピンからなり、 前記第一の支持ピンが、前記二つの分割電極の一方に固
着され、前記第二の支持ピンが、前記二つの分割電極の
他方に固着されるとともに、前記第三の支持ピンが、前
記共通電極に固着されたことを特徴とする振動ジャイ
ロ。 - 【請求項2】 前記第一乃至第三の支持ピンに屈曲部が
設けられたことを特徴とする請求項1に記載の振動ジャ
イロ。
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