JP4848873B2 - ジャイロ振動片 - Google Patents

Description

本発明は、回転角速度を検出するジャイロセンサなどに用いられるジャイロ振動片に関する。

近年、例えば、ダブルＴ型ジャイロ振動片などのジャイロ振動片を用いたジャイロセンサは、携帯機器、或いは車載機器など、その用途が拡大している。これにより、使用される温度環境も多岐に渡り、例えば、−４０℃〜＋８５℃の広い温度範囲において安定に動作することも要求されるようになっている。また、併せて小型化も要求されるようになっている。
このようなジャイロ振動片は、室温において、駆動部としての屈曲振動片の共振周波数ｆｄ（Ｈｚ）（以下、「駆動振動周波数ｆｄ」という。）を一定値に調節しても、周囲温度が高温や低温に変化したとき、共振周波数の変動や特性の変動などの所謂温度ドリフトが発生する。この温度ドリフトの発生には、面外屈曲振動モードの振動が影響することが知られている。この温度ドリフトの抑制のため、例えば、特許文献１には、屈曲振動片の駆動振動周波数ｆｄ（Ｈｚ）と面外屈曲振動モードの共振周波数ｆｓ（Ｈｚ）（以下、「面外屈曲モード振動周波数ｆｓ」という。）との関係を、ｆｓ＋４５００≧ｆｄ≧ｆｓ＋１５００とすることが提案されている。

特開２００４−１０１２７８号公報

しかしながら、前述の従来技術のジャイロ振動片における屈曲振動片の駆動振動周波数ｆｄと面外屈曲モード振動周波数ｆｓとの関係は、大型のジャイロ振動片の温度ドリフトには有効であったが、小型のジャイロ振動片には十分な効果を見出せなかった。例えば、概４ｍｍ四方程度のジャイロ振動片には十分な効果を有しているが、概２ｍｍ四方程度のジャイロ振動片では、温度ドリフトの改善効果を有していなかった。このように、従来技術に示されている関係（ｆｓ＋４５００≧ｆｄ≧ｆｓ＋１５００）を概２ｍｍ四方程度の小型のジャイロ振動片に適用しても、面外屈曲モードの振動が駆動振動に影響を与え、温度ドリフトが発生するという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、面外屈曲モードの振動の駆動振動への影響を防止して、温度ドリフトの発生を抑制することが可能な小型のジャイロ振動片を提供することにある。

かかる問題を解決するために、本発明者らは、ジャイロ振動片１０の小型化に伴って、駆動振動周波数ｆｄの３倍程度の周波数領域に存在する高調波成分（以下、「高調波成分」という。）の振動と面外屈曲モード振動周波数ｆｓとが近づき易くなることに着目し、本発明を完成させた。
本発明のジャイロ振動片は、基部と、前記基部から延出された支持梁を介して設けられ、所定の駆動振動周波数ｆｄを有する駆動部と、前記基部から前記駆動部と同一平面内に延出され、前記駆動部の回転に伴うコリオリ力によって生じた検出振動を検出する検出部とを有するジャイロ振動片であって、前記ジャイロ振動片は、面外屈曲一次モード振動及び面外屈曲二次モード振動を有し、前記面外屈曲一次モード振動周波数ｆｓ１が、ｆｄ×２．２≦ｆｓ１≦ｆｄ×２．８、またはｆｄ×３．２≦ｆｓ１≦ｆｄ×３．８のいずれかとなるように形成されていることを特徴とする。

本発明のジャイロ振動片によれば、面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１を、この周波数領域内とすることにより、干渉が生じ易い駆動振動周波数ｆｄの３倍付近の高調波成分の振動周波数と面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓとを引き離したジャイロ振動片を形成することができる。これにより、駆動振動周波数ｆｄの高調波成分の振動と面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１の振動との干渉を防止することが可能となる。従って、面外屈曲１次モード振動を含む面外屈曲振動モード振動の駆動振動に対する影響を防止して、温度ドリフトの発生を抑制することが可能なジャイロ振動片を提供することが可能となる。

また、前記面外屈曲二次モード振動周波数ｆｓ２が、ｆｄ×２．２＜ｆｓ２≦ｆｄ×２．８、またはｆｄ×３．２≦ｆｓ２≦ｆｄ×３．８のいずれかとなるように形成されていることが望ましい。

また、前記面外屈曲一次モード振動周波数ｆｓ１が、ｆｄ×２．２≦ｆｓ１≦ｆｄ×２．８、且つ前記面外屈曲二次モード振動周波数ｆｓ２が、ｆｄ×３．２≦ｆｓ２≦ｆｄ×３．８であることとしてもよい。

また、前記面外屈曲一次モード振動周波数ｆｓ１が、ｆｄ×２．２≦ｆｓ１≦ｆｄ×２．８、且つ前記面外屈曲二次モード振動周波数ｆｓ２が、ｆｄ×２．２＜ｆｓ２≦ｆｄ×２．８であることとしてもよい。

また、前記面外屈曲一次モード振動周波数ｆｓ１が、ｆｄ×３．２≦ｆｓ１≦ｆｄ×３．８、且つ前記面外屈曲二次モード振動周波数ｆｓ２が、ｆｄ×３．２≦ｆｓ２≦ｆｄ×３．８であることとしてもよい。

これらのようにすれば、面外屈曲一次モード振動周波数ｆｓ１に加えて、前記面外屈曲二次モード振動周波数ｆｓ２の振動周波数も駆動振動周波数ｆｄの高調波成分の振動周波数と引き離すため、より確実にそれぞれの振動の干渉を防止することが可能となり、温度ドリフトをさらに抑制することが可能となる。

本発明に係るジャイロ振動片の最良の形態について、以下に図面を用いて説明する。

先ず、本発明に係るジャイロ振動片の構成を、図１に沿って説明する。図１は、ジャイロ振動片の概略構造を模式的に示す平面図である。

本説明では、ジャイロ振動片の一例として、いわゆるダブルＴ（ティー）型ジャイロ振動片を用いて説明する。図１に示すジャイロ振動片１０は、圧電基板の一例としての水晶基板から形成されている。この水晶基板を形成する水晶は、電気軸と呼ばれるＸ軸、機械軸と呼ばれるＹ軸、及び光学軸と呼ばれるＺ軸を有している。ジャイロ振動片１０は、この水晶のＸ軸とＹ軸の平面方向に切り出されたＺカットの水晶基板のＸＹ平面内に形成されている。ジャイロ振動片１０は、所定の厚みの水晶基板で形成されている。ジャイロ振動片１０の平面形状は、水晶の結晶軸に合わせてＸＹ平面に展開され、中心点Ｇに対して１８０°点対称の形状をしている。中心点Ｇはジャイロ振動片１０の重心位置である。ここで、前述の「点対称」、および「重心」とは、幾何学的に厳密な意味ではなく、製造上の誤差などは許容される。

ジャイロ振動片１０は、その略中央部に基部１２が形成されている。基部１２は、Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ平行な端面を持つ略矩形状で形成されている。基部１２には、基部１２のＹ軸に平行な２端面の中央からＸ軸に平行な方向に延出される連結アーム１３，１４が接続されている。

連結アーム１３，１４のそれぞれの先端には、駆動部として、連結アーム１３，１４に直交する方向に延出する１対の駆動アーム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄが接続されている。詳述すれば、連結アーム１３の先端には、Ｙ軸プラス方向に駆動アーム１５ＡとＹ軸マイナス方向に駆動アーム１５Ｂが接続されている。さらに、連結アーム１４の先端には、Ｙ軸プラス方向に駆動アーム１５ＣとＹ軸マイナス方向に駆動アーム１５Ｄが接続されている。駆動アーム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄのそれぞれの先端部分には、駆動調整部１７Ａ，１７Ｂが形成されている。即ち、駆動アーム１５Ａの先端部分には、駆動アーム１５Ａより幅寸法の広い駆動調整部１７Ａが設けられ、駆動アーム１５Ｂの先端部分には、駆動アーム１５Ｂより幅寸法の広い駆動調整部１７Ｂが設けられている。同様に、駆動アーム１５Ｃ、及び駆動アーム１５Ｄのそれぞれの先端部分にも駆動調整部１７Ａ，１７Ｂが設けられている。駆動部は、所定の共振周波数の駆動振動となるように、駆動アーム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ、或いは駆動調整部１７Ａ，１７Ｂの幅や長さなどの寸法、形状が設定される。

さらに、基部１２には、基部１２のＸ軸に平行な２端面の中央からＹ軸に平行な方向に延出される検出部として、Ｙ軸プラス方向に検出アーム１６ＡとＹ軸マイナス方向に検出アーム１６Ｂとが接続されている。検出アーム１６Ａ，１６Ｂの先端部分には、それぞれ検出調整部１８Ａ．１８Ｂが形成されている。即ち、検出アーム１６Ａの先端部分には、検出アーム１６Ａより幅寸法の広い検出調整部１８Ａが設けられ、検出アーム１６Ｂの先端部分には、検出アーム１６Ｂより幅寸法の広い検出調整部１８Ｂが設けられている。検出部は、所定の共振周波数の検出振動となるように、検出アーム１６Ａ，１６Ｂ、或いは検出調整部１８Ａ，１８Ｂの幅や長さなどの寸法、形状が設定される。

続いて、ジャイロ振動片１０の振動動作について説明する。図２、及び図３は、本実施形態のジャイロ振動片１０の動作を模式的に説明するための平面図である。図２、及び図３においては、振動形態をわかりやすく表現するために、各振動腕は簡略化して線で表し、検出調整部及び駆動調整部は省略している。図１と同じ構成部分は、同じ符号で示し説明を省略する。なお、ここで説明するジャイロ振動片１０の振動動作を、面内屈曲振動モード振動ともいう。

図２は、駆動振動を説明する図である。図２において、駆動振動は、駆動アーム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄが矢印Ａ方向に振動する屈曲振動であって、実線で示す振動姿態と、二点鎖線で示す振動姿態を所定の周波数で繰り返している。この周波数を駆動振動周波数（ｆｄ）という。このとき、駆動アーム１５Ａ，１５Ｂと駆動アーム１５Ｃ，１５Ｄとが、重心位置Ｇを通るＹ軸で線対称の振動を行っているので、基部１２、連結アーム１３，１４及び検出アーム１６Ａ，１６Ｂは、殆んど振動しない。

図３は、検出振動を説明する図である。図３において、検出振動は、実線で示す振動姿態と、二点鎖線で示す振動姿態を、前述の駆動振動周波数ｆｄとほぼ等しい周波数で繰り返している。検出振動は、ジャイロ振動片１０が図２に示した駆動振動を行っている状態で、ジャイロ振動片１０にＺ軸周りの回転角速度ωが加わった時、駆動アーム１５Ａ，１５Ｂ及び１５Ｃ，１５Ｄに矢印Ｂで示す方向のコリオリ力が働くことによって発生する。

このことより、駆動アーム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄが、矢印Ｂで示す振動を行う。矢印Ｂで示した振動は、重心位置Ｇに対して周方向の振動である。また同時に、検出アーム１６Ａ，１６Ｂは、矢印Ｃに示すように、矢印Ｂの振動に呼応して矢印Ｂとは周方向反対向きの振動を行う。

このとき、基部１２の周縁部は、駆動アーム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄと検出アーム１６Ａ，１６Ｂとが図２で示したような振動をしたとき振動系としては釣り合いが取れた状態であるため振動しない。従って、この基部１２にジャイロ振動片１０を支持する支持部材を接続してもジャイロ振動片１０の振動に影響を与えることはない。

次に、本形態のジャイロ振動片１０の面外屈曲振動モード（以下、「面外屈曲モード」という。）の振動動作について説明する。この面外屈曲モードは、所定の振動周波数で振動する。面外屈曲モードの振動には、面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１で振動する面外屈曲１次モードと面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２で振動する面外屈曲２次モードとが含まれる。

図４は、面外屈曲１次モードの振動動作を模式的に説明するための概略図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＹ軸方向から見た正面図である。図５は、面外屈曲２次モードの振動動作を模式的に説明するための概略図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＹ軸方向から見た正面図である。なお、図４及び図５は、ジャイロ振動片のある時点における形態を示している。

先ず、図４に沿って面外屈曲１次モードの振動動作について説明する。図４に示すように、面外屈曲１次モードは、一方の連結アーム１３と他方の連結アーム１４とがＸ−Ｙ平面に対して略垂直方向（Ｚ軸方向）に向かって屈曲振動する（Ａ７，Ａ６，Ｂ７，Ｂ６の矢印で示す）。図４では、連結アーム１３が、Ｘ−Ｙ平面に対し矢印Ａ７で示す方向に変位し、連結アーム１４が、Ｘ−Ｙ平面に対し矢印Ａ６で示す方向に変位している瞬間を一例として示している。

この面外屈曲１次モードの振動は、いずれの瞬間においてもＸ−Ｙ平面に対する連結アーム１３の変位（矢印Ａ７，Ｂ７）と連結アーム１４の変位（矢印Ａ６，Ｂ６）とが逆方向、即ち逆相になる振動である。図４に示す連結アーム１３と連結アーム１４との変位が矢印Ａ７，Ａ６で示される場合、駆動アーム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄは、Ｙ軸を中心として回転するような矢印Ａ９，Ａ１０の方向に変位する。この駆動アーム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの変位方向は、連結アーム１３，１４の変位方向に沿った方向となっている。
なお、駆動アーム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの変位方向は、連結アーム１３，１４の変位が逆方向（矢印Ｂ７，Ｂ６）になるにつれて逆転し、矢印Ｂ９，Ｂ１０の方向に変位することになる。

同様に、連結アーム１３と連結アーム１４との変位が矢印Ａ７，Ａ６で示される場合、検出アーム１６Ａ，１６Ｂは、Ｙ軸を中心として回転するような矢印Ａ８の方向に変位する。この検出アーム１６Ａ，１６Ｂの変位方向は、連結アーム１３，１４の変位が逆方向（矢印Ｂ７，Ｂ６）になるにつれて逆転し、矢印Ｂ８の方向に変位することになる。面外屈曲１次モードの振動動作は、上述した変位が繰り返され、面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１で行なわれる。

次に、図５に沿って面外屈曲２次モードについて説明する。図５に示すように、面外屈曲２次モードは、１次の面外屈曲振動モードと同様に、一方の連結アーム１３と他方の連結アーム１４とがＸ−Ｙ平面に対して略垂直方向（Ｚ軸方向）に向かって屈曲振動する（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の矢印で示す）。図５では、連結アーム１３が、Ｘ−Ｙ平面に対し矢印Ａ２で示す方向に変位し、連結アーム１４が、Ｘ−Ｙ平面に対し矢印Ａ１で示す方向に変位している瞬間を一例として示している。

この面外屈曲２次モードの振動は、いずれの瞬間においてもＸ−Ｙ平面に対する連結アーム１３の変位（矢印Ａ２，Ｂ２）と連結アーム１４の変位（矢印Ａ１，Ｂ１）とが逆方向、即ち逆相になる振動である。図５に示す連結アーム１３と連結アーム１４との変位が矢印Ａ２，Ａ１で示される場合、駆動アーム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄは、Ｙ軸を中心として回転するような矢印Ａ４，Ａ５の方向に変位する。
この駆動アーム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの変位方向は、連結アーム１３，１４の変位方向と逆の変位方向となっている。
なお、駆動アーム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの変位方向は、連結アーム１３，１４の変位が逆方向（矢印Ｂ２，Ｂ１）になるにつれて逆転し、矢印Ｂ４，Ｂ５の方向に変位することになる。

同様に、連結アーム１３と連結アーム１４との変位が矢印Ａ２，Ａ１で示される場合、検出アーム１６Ａ，１６Ｂは、Ｙ軸を中心として回転するような矢印Ａ３の方向に変位する。この検出アーム１６Ａ，１６Ｂの変位方向は、連結アーム１３，１４の変位が逆方向（矢印Ｂ２，Ｂ１）になるにつれて逆転し、矢印Ｂ３の方向に変位することになる。面外屈曲２次モードの振動動作は、上述した変位が繰り返され、面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２で行なわれる。

発明者は、前述したジャイロ振動片１０の小型化に伴って、駆動振動周波数ｆｄ（以下、駆動振動周波数を省略し「ｆｄ」ということがある。）の３倍の高調波成分と面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１（以下、面外屈曲１次モード振動周波数を省略し「ｆｓ１」ということがある。）、或いは面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２（以下、面外屈曲２次モード振動周波数を省略し「ｆｓ２」ということがある。）とが近づき易くなることに着目した。そして、駆動振動周波数ｆｄの振動と面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１或いは面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２の振動とが互いに干渉、或いは結合することによって温度ドリフトをもたらしていることを見出した。この温度ドリフトは、駆動振動周波数ｆｄと面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１或いは面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２を引き離すことで温度ドリフトが抑制できることを確認した。

なお、面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１、面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２の振動周波数は、図１に示すように、駆動調整部１７Ａ，１７Ｂ、検出調整部１８Ａ，１８Ｂの質量、形状などを変化させることよって調整することができる。この周波数の調整は、例えば、駆動調整部１７Ａ，１７Ｂの幅寸法Ｗｄ、および検出調整部１８Ａ，１８Ｂの幅寸法Ｗｄｅとジャイロ振動片１０の幅寸法Ｗａの寸法比を変えることによって行うことができる。また、長さ、或いはその表面に形成された錘層（図示せず）を除去するなどによって行うことも可能である。

以下、温度ドリフトを抑制するために用いたジャイロ振動片１０の好適な実施例を示し説明する。
ここで示す実施例では、ジャイロ振動片１０の一例として外形寸法を概ね２ｍｍ四方内に納めた駆動振動周波数ｆｄが８０．６ＫＨｚのダブルＴ型ジャイロ振動片（以下、「振動片」という。）を用いた。
（実施例１）

面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１を、ｆｓ１／ｆｄが１．８から４．２までの間となるように変化させた振動片を種々作成し、それぞれの振動片の温度変化による周波数の温度ドリフトの量（以下、「ドリフト量」という。）を確認した。
ここでｆｓ１／ｆｄは、面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１を駆動振動周波数ｆｄで除したものであり、面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１が駆動振動周波数ｆｄの何倍の周波数となっているかを示している。その結果を図６のグラフに示す。

図６は、振動片のｆｓ１とドリフト量との相関を表したグラフであり、横軸は、ｆｓ１／ｆｄの値を表し、縦軸は、ドリフト量を指数的に表したものである。図６に示すように、ｆｓ１／ｆｄが２．２以上２．８以下のとき、または３．２以上３．８以下の範囲にあるときは、図中破線で示す規格線Ｌよりドリフト量が小さくなっていることが判る。換言すれば、面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１を駆動振動周波数ｆｄの２．２倍以上２．８倍以下、または３．２倍以上３．８倍以下とすることによりドリフト量を規格より小さく抑えることが可能である。このドリフト量を規格より小さく抑えることが可能な範囲は、ｆｄ×２．２≦ｆｓ１≦ｆｄ×２．８、またはｆｄ×３．２≦ｆｓ１≦ｆｄ×３．８となる。なお、規格線Ｌは、ドリフトが実用上問題とならない値を指数に置き換えたものである。
（実施例２）

さらに、面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１を、２．２≦ｆｓ１／ｆｄ≦２．８に設定し、面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２のｆｓ２／ｆｄを２．２から４までの間となるように変化させた振動片を種々作成し、それぞれの振動片の温度変化による周波数のドリフト量を確認した。ここでｆｓ２／ｆｄは、面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２を駆動振動周波数ｆｄで除したものであり、面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２が駆動振動周波数ｆｄの何倍の周波数となっているかを示している。その結果を図７のグラフに示す。

図７は、振動片の面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１を２．２≦ｆｓ１／ｆｄ≦２．８としたときの、ｆｓ２とドリフト量との相関を表したグラフであり、横軸は、ｆｓ２／ｆｄの値を表し、縦軸は、ドリフト量を指数的に表したものである。図７に示すように、振動片の面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１を、２．２≦ｆｓ１／ｆｄ≦２．８に設定した上で、面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２のｆｓ２／ｆｄを２．２から４までの間とすることにより、振動片のドリフト量は、規格線Ｌを大きく下回る値となる（この規格線Ｌは、図６、図８に示す規格線Ｌと同じ値を示している。）。つまり、振動片のドリフト量を実施例１より、さらに小さく抑えることが可能である。

本実施例２によれば、面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２の内の特に好適な設定範囲は、ｆｓ２／ｆｄが２．２を超え２．８以下のとき、即ち振動片の面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２をｆｓ２×２．２＜ｆｄ≦ｆｓ２×２．８としたとき、またはｆｓ２／ｆｄが３．２以上３．８以下のとき、即ちｆｓ２×３．２≦ｆｄ≦ｆｓ２×３．８としたときの範囲にあるときである。

なお、面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２は、面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１より高周波数側に存在するものである。従って、図７では、ｆｓ２／ｆｄが２．４からのプロットとなっているが理論上はｆｓ２がｆｓ１×２．２を超えていればよく、ｆｓ２／ｆｄは、２．２を超え２．８以下の範囲が好適と考えられる。
（実施例３）

面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１を、３．２≦ｆｓ１／ｆｄ≦３．８に設定し、面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２のｆｓ２／ｆｄを３．２から３．８までの間となるように変化させた振動片を種々作成し、それぞれの振動片の温度変化による周波数のドリフト量を確認した。ｆｓ２／ｆｄの説明は、実施例２と同じであるので省略する。その結果を図８のグラフに示す。

図８は、振動片のｆｓ１を３．２≦ｆｓ１／ｆｄ≦３．８としたときの、ｆｓ２とドリフト量との相関を表したグラフであり、横軸は、ｆｓ２／ｆｄの値を表し、縦軸は、ドリフト量を指数的に表したものである。図８に示すように、振動片の面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１を、３．２≦ｆｓ１／ｆｄ≦３．８に設定した上で、面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２のｆｓ２／ｆｄを３．２から４までの間とすることにより、振動片のドリフト量は、実施例２と同様に規格線Ｌを大きく下回る値となる（この規格線Ｌは、図６、図７に示す規格線Ｌと同じ値を示している。）。つまり、振動片のドリフト量を実施例１より、さらに小さく抑えることが可能である。

本実施例３によれば、前述した面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２の内の特に好適な設定範囲は、ｆｓ２／ｆｄが３．２を超え３．８以下のとき、即ち振動片の面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２をｆｓ２×３．２＜ｆｄ≦ｆｓ２×３．８としたときの範囲にあるときである。
なお、面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２は、面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１より高周波数側に存在するものである。従って、図７では、ｆｓ２／ｆｄが３．４からのプロットとなっているが理論上はｆｓ２がｆｓ１×３．２を超えていればよく、ｆｓ２／ｆｄは、３．２を超え３．８以下の範囲が好適と考えられる。

前述のようにジャイロ振動片１０は、振動片の面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１及び面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２と、駆動振動周波数ｆｄとを前述の実施例１から実施例３で説明したような関係とすることにより、温度変化によるドリフト量（温度ドリフトの量）を実用上問題とならない程度まで抑制することが可能となる。

この振動片の面外屈曲１次モード振動周波数ｆｓ１及び面外屈曲２次モード振動周波数ｆｓ２と、駆動振動周波数ｆｄとの相関を図９のグラフに示す。図９に示すクロスハッチングの部分５０，５１，５２の範囲が温度ドリフトの少ない特に好適な範囲を示し、斜めハッチングの部分５３ａ，５３ｂ，５３ｃが温度ドリフトの少ない好適な範囲を示している。なお、図９の分割線Ｄの左上方側は、ｆｓ２＞ｆｓ１の関係から存在しない範囲である。

なお、前述したジャイロ振動片１０は、例えばセラミックなどで形成された収納パッケージにセンサ駆動回路等を有する回路素子とともに収納されたジャイロセンサとして用いることが可能である。このジャイロセンサは、収納パッケージに形成された凹部の底部に支持基板が接続され、その支持基板上にジャイロ振動片１０を支持するための支持アームとジャイロ振動片１０を少なくとも駆動する機能を有した回路素子が接続されている。さらに、支持アームの一端にジャイロ振動片の基部が接続されてジャイロ振動片１０が保持されている。これらの部材は、収納パッケージの開口部が蓋体によって接合されることにより、収納パッケージに収納され気密に封止される。このとき収納容器内は減圧されることが多い。

また、前述の実施形態では、ジャイロ振動片を、いわゆるダブルＴ（ダブル・ティー）型ジャイロ振動片を例示して説明したが、これに限らない。例えば、音叉型ジャイロ振動片、Ｈ（エッチ）型ジャイロ振動片などのジャイロ振動片の電極にも適用することが可能であり、同様な効果を有している。

ジャイロ振動片の概略構造を模式的に示す平面図。 ジャイロ振動片の駆動振動を説明する図。 ジャイロ振動片の検出振動を説明する図。 ジャイロ振動片の面外屈曲１次モードの振動動作を模式的に説明するための概略図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＹ軸方向から見た正面図。 ジャイロ振動片の面外屈曲２次モードの振動動作を模式的に説明するための概略図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＹ軸方向から見た正面図。 実施例１の振動片のｆｓ１とドリフト量との相関を表したグラフ。 実施例２の振動片のｆｓ１とドリフト量との相関を表したグラフ。 実施例３の振動片のｆｓ１とドリフト量との相関を表したグラフ。 温度ドリフトを抑制することが可能なｆｓ１及びｆｓ２と、ｆｄとの相関を示すグラフ。

符号の説明

１０…ジャイロ振動片、１２…基部、１３，１４…支持梁としての連結アーム、１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ…駆動部としての駆動アーム、１６Ａ，１６Ｂ…検出部としての検出アーム、１７Ａ，１７Ｂ…駆動調整部、１８Ａ，１８Ｂ…検出調整部。

Claims (5)

1. 基部と、前記基部から延出された支持梁を介して設けられ、所定の駆動振動周波数ｆｄを有する駆動部と、前記基部から前記駆動部と同一平面内に延出され、前記駆動部の回転に伴うコリオリ力によって生じた検出振動を検出する検出部とを有するジャイロ振動片であって、
   前記ジャイロ振動片は、面外屈曲一次モード振動及び面外屈曲二次モード振動を有し、前記面外屈曲一次モード振動周波数ｆｓ１が、ｆｄ×２．２≦ｆｓ１≦ｆｄ×２．８、またはｆｄ×３．２≦ｆｓ１≦ｆｄ×３．８のいずれかとなるように形成されていることを特徴とするジャイロ振動片。
2. 請求項１に記載のジャイロ振動片において、
   前記面外屈曲二次モード振動周波数ｆｓ２が、ｆｄ×２．２＜ｆｓ２≦ｆｄ×２．８、またはｆｄ×３．２≦ｆｓ２≦ｆｄ×３．８のいずれかとなるように形成されていることを特徴とするジャイロ振動片。
3. 請求項１に記載のジャイロ振動片において、
   前記面外屈曲一次モード振動周波数ｆｓ１が、ｆｄ×２．２≦ｆｓ１≦ｆｄ×２．８、且つ前記面外屈曲二次モード振動周波数ｆｓ２が、ｆｄ×３．２≦ｆｓ２≦ｆｄ×３．８であることを特徴とするジャイロ振動片。
4. 請求項１に記載のジャイロ振動片において、
   前記面外屈曲一次モード振動周波数ｆｓ１が、ｆｄ×２．２≦ｆｓ１≦ｆｄ×２．８、且つ前記面外屈曲二次モード振動周波数ｆｓ２が、ｆｄ×２．２＜ｆｓ２≦ｆｄ×２．８であることを特徴とするジャイロ振動片。
5. 請求項１に記載のジャイロ振動片において、
   前記面外屈曲一次モード振動周波数ｆｓ１が、ｆｄ×３．２≦ｆｓ１≦ｆｄ×３．８、且つ前記面外屈曲二次モード振動周波数ｆｓ２が、ｆｄ×３．２＜ｆｓ２≦ｆｄ×３・８であることを特徴とするジャイロ振動片。
   

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