JP3286902B2 - 振動子の支持構造 - Google Patents
振動子の支持構造Info
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Description
どに用いられる振動子の支持構造に関するものである。
ば、特開平8−278145号公報に示されたものがあ
る。これを図面を用いて説明する。図6に示す振動子の
支持構造は、圧電セラミック部材からなる直方体の振動
子2と、シリコン系樹脂からなる2つの円柱状の支持部
材3とからなる。
発生する2つの節点N,Nに対応する箇所において、支
持部材3の一方端面と接着固定されるもので、支持部材
3の他方端面を、基板4に接着固定することにより、振
動子2は基板4に支持固定される。
の他に直方体状などが用いられている。
来の振動子の支持構造には、次のような問題があった。
子を載置して固定する形状であるため、支持状態の安定
性を考慮すると、柱状の支持部材を太くする必要があ
る。しかし、支持部材を太くすると、振動子が振動した
際に、振動子の振動が支持部材から基板に漏れ、振動子
の振動の振幅が小さくなる。このような振動子の支持構
造を有する振動ジャイロは、その検出信号の大きさが振
動子の振幅に比例するため、振動子の振幅が小さくなる
と検出信号も小さくなり、その結果、感度の低い振動ジ
ャイロとなってしまう。
細くすると、支持状態が安定せず、外的衝撃が加わった
ときに、振動子が支持部材から外れるなどの不具合が生
じてしまう。
材が高さを有するため、装置の低背化を実現することが
困難であった。
を解消するためになされたもので、振動子の支持が安定
し、振動子の振動が吸収されにくく、かつ、低背化が可
能な振動子の支持構造を提供することにある。
に、本発明は、柱状の振動子の2つの節点をそれぞれ支
持部材で支持してなる振動子の支持構造であって、 前記
支持部材が、前記振動子の振動時に発生する2つの節点
を、それぞれ上下方向から挟持するように設けられ、し
かもそれぞれ途中に屈曲部を含むとともに前記振動子の
上下方向および長手方向に直交する方向に伸びて形成さ
れてなり、 さらに前記2つの節点をそれぞれ上下方向か
ら狭持するように設けられた前記支持部材の屈曲部が、
各節点の上側の支持部材と下側の支持部材で前記振動子
の長手方向に関して互いに逆方向に屈曲して形成されて
いることを特徴としている。
る第1の圧電体基板と、該第1の圧電体基板に積層さ
れ、前記第1の圧電体基板の分極方向と逆方向に分極さ
れる第2の圧電体基板と、前記第1の圧電体基板の主面
に形成される分割電極と、前記第2の圧電体基板の主面
に形成される共通電極と、を備えたことを特徴としてい
る。
上下方向からサンドイッチ状に挟持されて支持されるた
め、振動子が振動したときに、振動子と支持部材との固
着部分が外れて振動子が落下するなどの不具合が生じる
ことがなく、耐衝撃性が向上し安定した接合状態が得ら
れる支持構造となる。また、支持部材が振動子を挟持す
る構造であるため、支持部材の高さは特に必要なく、支
持構造の低背化が達成される。
を参照して詳細に説明する。図1に、本発明の第1の実
施の形態に係る振動子の支持構造を用いた振動ジャイロ
を示す。この振動ジャイロは、略直方体型の振動子11
と、振動子11の振動時に発生する2つの節点N1,N
2に対応する位置で、振動子11の上下方向から挟持す
るように支持する支持部材12a,12b,12c、1
2d,12e,12fとから構成される。振動子11
は、第1の圧電体基板13と第2の圧電体基板14を有
する。第1の圧電体基板13と第2の圧電体基板14
は、電極層15を介して積層される。第1の圧電体基板
13および第2の圧電体基板14は、それぞれ図1の矢
印に示すように、厚み方向において互いに逆向きに分極
されている。第1の圧電体基板13の主面、つまり、第
1の圧電体基板13における電極層15と対向する面に
は、幅方向に間隔を持って分割電極16a,16bが形
成される。また、分割電極16a,16bはそれぞれ、
振動子11の節点N1,N2より振動子11の長手方向
端部側で分割されている。また、第2の圧電体基板14
の主面、つまり、第2の圧電体基板14における電極層
15と対向する面の全面には、共通電極17が形成され
ている。
d,12e,12fは、それぞれ、略Z型の細い金属製
の板材からなり、それぞれ、振動子11と接合する先端
部には、拡大部18a,18b,18c,18d,18
e,18fが形成されている。そして、節点N1におけ
る振動体11の厚み方向上側に位置する分割電極16
a,16bの部分には、支持部材12a,12bが、拡
大部18a,18bを介してハンダ付けなどの方法によ
り固着されており、節点N1における振動体11の厚み
方向下側に位置する共通電極17の部分には、支持部材
12cが、拡大部18cを介してハンダ付けなどの方法
により固着される。同様に、節点N2の上側に位置する
分割電極16a,16bには、支持部材12d,12e
が拡大部18d,18eを介して固着され、節点N2の
下側に位置する共通電極17には、支持部材12fが拡
大部18fを介して固着される。以上のように、振動子
11が、2つの節点N1,N2において、支持部材12
a〜12fにより、上下方向からサンドイッチ状に挟持
されて支持固定される。
動ジャイロは、図2に示すような回路構成となってい
る。すなわち、分割電極16a,16bには、駆動手段
としての発振回路21の一方の出力端が、抵抗22a,
22bを介してそれぞれ接続される。さらに、共通電極
17には、発振回路21の他方の出力端が接続される。
また、分割電極16a,16bは、抵抗23a,23b
を介して、検出手段としての差動増幅回路24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24の出力端と差動増幅回路24の反
転入力端(−)間には、抵抗25が接続される。
波信号などの駆動信号が、抵抗22a,22bを介し
て、振動子11の分割電極に印加されると、第1の圧電
体基板13および第2の圧電体基板14が、それぞれの
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11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発生する。こ
のとき発生するコリオリ力は、第1の圧電体基板13お
よび第2の圧電体基板14の主面に平行し、かつ、振動
子11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11の屈曲振動の方向が変わり、分割
電極16a,16b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16a,16bに発生した信
号は、抵抗23a,23bを介して、差動増幅回路24
によって検出されるため、差動増幅回路24からの出力
信号をもとに、回転角速度を検出することができる。
が、サンドイッチ状に支持されているため、振動子11
の振動時に振動子11が支持部材12a〜12fから外
れて振動子11が落下するといった不具合が生じる可能
性が低くなり、この支持構造を用いた振動ジャイロは耐
衝撃性が向上するため信頼性が向上する。
を用いた振動ジャイロの実装状態を示す。なお、図面の
見やすさを考慮し、振動子11は、直方体形状で図示さ
れている。振動子11は、支持部材12a〜12fによ
って吊られた状態で、金属などからなる枠体21に収納
され、枠体21の上面部と支持部材12a,12b,1
2d,12fとが、ハンダ付けなどの方法により接着固
定される。同様に、枠体21の下面部と支持部材12
c,12fとが固着される。これにより、振動体11が
中空において支持固定される。このとき、振動子11の
上面と枠体21の上面は、同一平面上に配置される構造
となる。同様に、振動子11の下面枠体21の下面は同
一平面上に配置される。
動ジャイロ全体の高さ寸法が小さくなるため、低背化が
達成されると共に、低背化による設計の自由度も向上す
る。また、振動子の上面と枠体の上面、および、振動子
の下面と枠体の下面を同一平面上に配置することから、
ハンダ付け作業において、同一平面上の複数箇所にまと
めてハンダを付着させることが可能となり、作業性が向
上し、組立工程に単純な構造の自動機を導入することが
できる。
と支持部材12a〜12fとの接合部分において、支持
部材12a〜12fには拡大部18a〜18fが形成さ
れているが、本発明は、特に、支持部材の接合部分の面
積を大きくする構造に限定されるものではない。ただ
し、支持部材に拡大部を設けて接合面積を大きくするこ
とにより、支持部材12a〜12fと振動子11との接
合力が大きくなり、十分な耐衝撃性が得ることができる
ものとなる。また、支持部材12が振動子11との接合
部分以外は細い線状構造を有しているが、これは、振動
子11の振動が支持部材12を伝わって振動子11の外
部に漏れるといった、振動のダンピング現象が起こりに
くくするためである。よって、耐衝撃性が向上すると共
に振動子11の振幅が十分大きくなるような振動子の支
持構造となるため、この支持構造を用いた振動ジャイロ
の検出感度も良好となる。また、上記の本発明の実施の
形態において、支持部材は、略Z型に形成されている
が、特にZ型のように鋭角的に屈曲した形状に限定され
るものではなく、曲線状に形成してもよい。そして、支
持部材に屈曲部を設けることにより、振動子を弾力的に
支持することができ、振動子が振動したときに、支持部
材も屈曲部で変形するため、振動のダンピングが起こり
にくくなる。
ば、支持部材が曲がりやすくなるため、振動のダンピン
グがより生じにくくなる。また、支持部材を金属から構
成することにより、支持部材がリード線を兼用できるた
め、別途リード線を設ける必要が無くなり、工程が簡略
化されると共に、リード線による空中配線構造も生じる
ことなく、構造が簡略化される。
板からなる振動体を示したが、特に、これらに限定され
るものではなく、一方主面と他方主面に電極を有する4
角柱の金属音片からなる振動子についても適用できる。
持構造によれば、振動子が支持部材に上下方向からサン
ドイッチ状に挟持されて支持されるため、振動子が振動
したときに、振動子と支持部材との固着部分が外れて振
動子が落下するなどの不具合が生じることがなく、耐衝
撃性の向上し安定した接合状態が得られる支持構造とな
る。
あるため、支持部材の高さは特に必要なく、よって、支
持構造の低背化が達成され、装置全体の低背化も実現で
きるものである。
構造を示す斜視図である。
構造を用いた振動ジャイロの回路構成を示す説明図であ
る。
実装状態を示す斜視図である。
持部材 13 第1の圧電体基板 14 第2の圧電体基板 16a,16b 分割電極 17 共通電極
Claims (2)
- 【請求項1】 柱状の振動子の2つの節点をそれぞれ支
持部材で支持してなる振動子の支持構造であって、 前記支持部材は、前記振動子の振動時に発生する2つの
節点を、それぞれ上下方向から挟持するように設けら
れ、しかもそれぞれ途中に屈曲部を含むとともに前記振
動子の上下方向および長手方向に直交する方向に伸びて
形成されてなり、 さらに前記2つの節点をそれぞれ上下方向から狭持する
ように設けられた前記支持部材の屈曲部は、各節点の上
側の支持部材と下側の支持部材で前記振動子の長手方向
に関して互いに逆方向に屈曲して形成されている ことを
特徴とする、振動子の支持構造。 - 【請求項2】 前記振動子は、厚み方向に分極される第
1の圧電体基板と、該第1の圧電体基板に積層され、前
記第1の圧電体基板の分極方向と逆方向に分極される第
2の圧電体基板と、前記第1の圧電体基板の主面に形成
される分割電極と、前記第2の圧電体基板の主面に形成
される共通電極と、を備えたことを特徴とする請求項1
に記載の振動子の支持構造。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13830497A JP3286902B2 (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | 振動子の支持構造 |
EP03027292A EP1406062B1 (en) | 1997-05-28 | 1998-05-28 | Vibrating gyroscope |
EP98109778A EP0881465B1 (en) | 1997-05-28 | 1998-05-28 | Vibrating gyroscope |
US09/086,025 US6288478B1 (en) | 1997-05-28 | 1998-05-28 | Vibrating gyroscope |
KR1019980019522A KR100287481B1 (ko) | 1997-05-28 | 1998-05-28 | 진동자이로스코프 |
DE69832843T DE69832843T2 (de) | 1997-05-28 | 1998-05-28 | Vibrationskreisel |
US09/950,524 US6720714B2 (en) | 1997-05-28 | 2001-09-10 | Vibrating gyroscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13830497A JP3286902B2 (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | 振動子の支持構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10332379A JPH10332379A (ja) | 1998-12-18 |
JP3286902B2 true JP3286902B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=15218755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13830497A Expired - Lifetime JP3286902B2 (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | 振動子の支持構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3286902B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3674440B2 (ja) | 2000-02-15 | 2005-07-20 | 株式会社村田製作所 | 振動ジャイロ |
-
1997
- 1997-05-28 JP JP13830497A patent/JP3286902B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
近野正,圧電形の振動ジャイロ・方向センサー,昭和61年度文部省科学研究費補助金(一般研究(B))研究成果報告書(課題番号No.60460142),日本,73 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10332379A (ja) | 1998-12-18 |
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Legal Events
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