JPH02228518A - 振動子の支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は振動子の支持構造に関し、特にたとえば振動
ジャイロなどに用いられる屈曲振動モードを有する振動
子の支持構造に関する。

（従来技術） 第４図はこの発明の背景となる従来の振動子の支持構造
の一例を示す斜視図である。この振動子の支持構造では
、３角柱状の振動子１の一方のノード点付近に支持部材
２ａおよび２ｂが接続される。これらの支持部材２ａ、
２ｂはたとえば金属線などで形成され、振動子１の稜線
部分に接続される。同様に、振動子１の他方のノード点
付近にも、支持部材３ａおよび３ｂが接続される。これ
らの支持部材３ａ、３ｂも、それぞれ支持部材２ａ、２
ｂと共通の稜線部分に接続される。したがって、このよ
うな振動子１は、支持部材２ａ、２ｂおよび支持部材３
ａ、３ｂの接続点を支点として屈曲振動をする。

また、第５図に示すように、振動子１にそのノード点を
通る貫通孔４を形成し、これらの貫通孔４に支持部材５
を通すことによって、振動子１を支持する支持構造があ
った。このような支持構造を採用すれば、振動子１の屈
曲振動が抑圧されず、効率のよい振動を得ることができ
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第４図に示すような支持構造では、振動
子が屈曲振動をする時に、たとえば第６図に示すように
、２つのノード点付近の支持部材が互いに反対方向に屈
曲してしまう。これらの支持部材が屈曲することによっ
て、振動子にその屈曲振動を抑圧する向きの力が加わる
。そのため、このような支持構造では、効率のよい振動
を得ることができない。

また、第５図に示すような支持構造では、振動子に貫通
孔を形成しかつ支持部材を通すため、その構造が複雑と
なり、組立も面倒になる。

それゆえに、この発明の主たる目的は、振動子の振動が
抑圧されず、構造が簡単で、かつ組立の容易な、振動子
の支持構造を提供することである。

（課題を解決するための手段） この発明は、３角柱状の振動子の支持構造であって、振
動子はその一方のノード点付近において振動子側部の２
つの稜線部分で支持され、かつその他方のノード点付近
において振動子側部の他の稜線部分で支持される、振動
子の支持構造である。

（作用） 振動子側部の３つの稜線部分には、それぞれ１つの支持
点しかないため、振動子が屈曲振動をした時に、振動を
抑圧する方向に力が加わらない。

さらに、振動子を支持するための支持台から振動子の２
つの稜線部分までの長さを振動子の厚みと同じ長さにし
、支持台から他の稜線部分までの長さをその２倍にする
ことによって、屈曲振動時におけるそれぞれの支持点の
変位量の比と支持台からそれぞれの支持点までの長さの
比が等しくなる。

（発明の効果） この発明によれば、振動子の屈曲振動が抑圧されない。

しかも、振動子の屈曲振動時におけるそれぞれの支持点
の変位量の比と支持台から支持点までの長さの比を等し
くすることによって、振動子に自由振動を与えることが
でき、振動子は効率のよい振動を行うことができる。

さらに、このような振動子の支持構造では、振動子に貫
通孔などを形成する必要がなく、構造が簡単でかつ組立
が容易となる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

（実施例） 第１図はこの発明の振動子の支持構造を利用した振動ジ
ャイロを示す斜視図であり、第２図は第１図に示す振動
ジャイロを正面から見た図解図である。この振動ジャイ
ロ１０は振動子１２を含む。

振動子１２は、たとえば正３角柱状に形成される。

この振動子１２は、たとえばエリンバ、鉄−ニソケル合
金１石英、ガラス、水晶、セラミックなど、−船釣に機
械的な振動を生じる材料で形成される。

振動子１２の３つの側面の中央部には、それぞれ圧電素
子１４．１６および１８が形成される。この圧電素子１
４は、第２図に示すように、圧電体１４ａの両面に電極
１４ｂおよび１４ｃが形成されたものである。そして、
一方の電極１４Ｃが、振動子１２の側面に接着される。

同様に、圧電素子１６も、圧電体１６ａの両面に電極１
６ｂおよび１６ｃが形成され、一方の電極１６ｃが振動
子１２の側面に接着される。さらに、圧電素子１日も、
圧電体１８ａの両面に電極１８ｂおよび１８Ｃが形成さ
れ、一方の電極１８ｃが振動子１２の側面に接着される
。

この実施例では、圧電素子１４および１６が信号検出用
として用いられ、圧電素子１８が駆動用として用いられ
る。したがって、圧電素子１８に駆動信号を印加するこ
とによって、振動子１２は、圧電素子１８の形成された
面に直交する方向に屈曲振動をする。この場合、振動子
１２のノード点は、振動子１２の長手方向の長さをＬと
してその厚みをＴとすると、振動子１２の長手方向の両
端からそれぞれ０．２２４Ｌの長さだけ内側でかつ下面
から１／３Ｔの高さにある。そのため、この振動子１２
において、一方のノード点を含む断面の正３角形の底辺
部分と他方のノード点を含む断面の正３角形の頂点部分
とは、１：２の変位量の比で変位する。

この振動子１２には、屈曲振動の一方のノード点を含む
断面の正３角形の底辺部分の両端に支持部材２０および
２２が接続される。すなわち、これらの支持部材２０．
２２は、振動子１２の駆動用圧電素子１８形成面の両側
の２つの稜線部分においてそれらの一端からたとえば０
．２２４Ｌの長さだけ内側の部分に接続される。そして
、これらの支持部材２０．２２は支持台２４に溶接、接
着および螺子止め等の方法で固定される。

また、振動子１２には、屈曲振動の他方のノード点を含
む断面の正３角形の頂点部分に支持部材２６が接続され
る。すなわち、この支持部材２６は、振動子１２の検出
用圧電素子１４形成面と検出用圧電素子１６形成面との
間の稜線部分においてその他端からたとえば０゜２２４
Ｌの長さだけ内側の部分に接続される。そして、支持部
材２６は振動子１２の両側に延びて折れ曲がり、支持台
２４に固定される。したがって、振動子１２は、屈曲振
動の他方のノード点付近において、支持部材２６に吊り
下げられた状態になる。

振動子１２および支持部材２０．２２の接続点と支持台
２４との間の長さり、は振動子１２の厚みＴと同じ長さ
に設定される。さらに、振動子１２および支持部材２６
の接続点と支持台２４との間の長さＬ２は、振動子１２
および支持部材２０２２と支持台２４との間の長さし、
の２倍になるように設定される。これらの支持部材２０
，２２および２６は、たとえば導電ペーストを用いて振
動子１２に接着されたり、溶接などによって振動子１２
に接続される。これらの支持部材２０２２および２６を
アース線や接続線として使用することができる。

この振動ジャイロ１０では、駆動用圧電素子１８に駆動
信号を印加することによって、振動子１２が屈曲振動し
、それに応じて検出用圧電素子１４および１６に電圧が
発生する。これらの検出用圧電素子１４および１６から
の出力電圧の差を測定すれば、振動ジャイロ１０の無回
転時の出力を小さくすることができる。この時、３つの
支持部材２”０．２２および２６は、それぞれ振動子１
２の異なる稜線部分に接続されているため、これらの支
持部材２０．２２および２６によって屈曲振動を抑圧す
る方向に力が加わらない。しかも、支持台２４から支持
部材２６の接続された支持点までの長さが、支持台から
支持部材２０．２２の接続された接続点までの長さの２
倍に設定されているため、第３図に示すように、これら
の長さの比と屈曲振動時における２つのノード点付近の
支持点における変位量ｄ、、ｄ２の比とが等しくなる。

したがって、振動子１２は自由振動を得ることができ、
効率よく振動させることができる。

振動ジャイロ１０がその軸方向を中心として回転すると
、コリオリカによって振動体１２の振動方向が変わり、
検出用圧電素子１４および１６に発生する電圧に差が生
じる。したがって、これらの検出用圧電素子１４および
１６の出力電圧の差を検出すれば、大きな出力を得るこ
とができる。

したがって、このような振動ジャイロ１０では、無回転
時の出力と回転時の出力との差が大きく、Ｓ／Ｎ比を大
きくすることができる。

なお、上述の実施例では、この発明の振動子の支持構造
を利用した振動ジャイロについて説明したが、この振動
子の支持構造は加速度センサなど屈曲振動を利用した他
のセンサに適用可能である。

本実施例では支持部材の長さを２：１で示したが、これ
以外の長さでも振動漏れの抑制効果のあることを申しそ
えておく。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の振動子の支持構造を応用した振動ジ
ャイロを示す斜視図である。 第２図は第１図に示す振動ジャイロを正面から見た図解
図である。 第３図は第１図に示す振動ジャイロが屈曲した状態を示
す図解図である。 第４図はこの発明の背景となる従来の振動子の支持構造
を示す斜視図である。 第５図はこの発明の背景となる従来の振動子の支持構造
の他の例を示す斜視図である。 第６図は第４図に示す従来の支持構造を応用した振動子
の屈曲振動の状態を示す図解図である。 図において、１０はこの発明の振動子の支持構造を用い
た振動ジャイロ、１２は振動子、１４゜１６および１８
は圧電素子、２０．２２および２６は支持部材、２４は
支持台を示す。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　３角柱状の振動子の支持構造であって、前記振動子
   はその一方のノード点付近において前記振動子側部の２
   つの稜線部分で支持され、かつその他方のノード点付近
   において前記振動子側部の他の稜線部分で支持される、
   振動子の支持構造。 ２　前記振動子は支持台に支持され、前記支持台から前
   記２つの稜線部分までの長さを前記振動子の厚みと同じ
   長さにし、前記支持台から前記他の稜線部分までの長さ
   を前記支持台から前記２つの稜線部分までの長さの２倍
   にした、特許請求の範囲第１項記載の振動子の支持構造
   。