JPH03162615A - 振動ジャイロ - Google Patents
振動ジャイロInfo
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- JPH03162615A JPH03162615A JP1300823A JP30082389A JPH03162615A JP H03162615 A JPH03162615 A JP H03162615A JP 1300823 A JP1300823 A JP 1300823A JP 30082389 A JP30082389 A JP 30082389A JP H03162615 A JPH03162615 A JP H03162615A
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Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
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。
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、コリオリの力に起因して生じるねじりモー
メントまたは剪断応力を検知することによって、角速度
を検出する振動ジャイロに関するものである。
メントまたは剪断応力を検知することによって、角速度
を検出する振動ジャイロに関するものである。
従来から広く一般に用いられている振動ジャイロとして
は、例えば、第4図に示す、ような圧電タイプのものが
ある。
は、例えば、第4図に示す、ような圧電タイプのものが
ある。
これは、圧電材料よりなるバイモルフ振動子,ユニモル
フ振動子等からなる、矩形板形状の二枚の駆動用振動子
41. 41’を、三次元座標系のZ軸方向へ平行に延
在させるとともに、Y軸方向に間隔をおいて配置し、そ
して、それらのそれぞれの広幅面を互いに向き合わせた
姿勢で、各一端を支持基板49に固着し、また、かかる
駆動用振動子41.41’の遊端には、連結部材46.
46’を介して、これも圧電材料からなる矩形板形状
の検知用振動子47. 47’のそれぞれを、互いの広
幅面が前記駆動用振動子41. 41’の広幅面と直交
する方向に向く姿勢で連結することにより構威されてい
る。
フ振動子等からなる、矩形板形状の二枚の駆動用振動子
41. 41’を、三次元座標系のZ軸方向へ平行に延
在させるとともに、Y軸方向に間隔をおいて配置し、そ
して、それらのそれぞれの広幅面を互いに向き合わせた
姿勢で、各一端を支持基板49に固着し、また、かかる
駆動用振動子41.41’の遊端には、連結部材46.
46’を介して、これも圧電材料からなる矩形板形状
の検知用振動子47. 47’のそれぞれを、互いの広
幅面が前記駆動用振動子41. 41’の広幅面と直交
する方向に向く姿勢で連結することにより構威されてい
る。
このような振動ジャイロの使用に際しては、先ず、駆動
用振動子41. 41’に交流電圧を印加して、それら
の振動子41. 41’を図の矢印方向くY軸方向〉に
対称に振動させる。すなわち、それぞれの広幅面を互い
に直交する方向に向けて連結した各振動子41. 47
ならびに41’ , 47’からなる両振動片48.
48’の全体をY軸方向に振動させる.この状態下で、
振動ジャイロをZ軸のまわりで、図に矢印で示す方向へ
角速度ωで回転させると、X軸方向にコリオリの力Fc
が発生し、検知用振動子47. 47’はともにそれら
の厚み方向に撓むことになる. ところで、検知用振動子47. 47’の彎曲の程度は
、発生するコリオリの力Fc、ひいては、Z軸周りの角
速度ωに比例する。したがって、検知用振動子47.
47’のそれぞれに設けた電極間に生しる電圧の大きさ
を測定すれば、角速度ωを求めることができる。
用振動子41. 41’に交流電圧を印加して、それら
の振動子41. 41’を図の矢印方向くY軸方向〉に
対称に振動させる。すなわち、それぞれの広幅面を互い
に直交する方向に向けて連結した各振動子41. 47
ならびに41’ , 47’からなる両振動片48.
48’の全体をY軸方向に振動させる.この状態下で、
振動ジャイロをZ軸のまわりで、図に矢印で示す方向へ
角速度ωで回転させると、X軸方向にコリオリの力Fc
が発生し、検知用振動子47. 47’はともにそれら
の厚み方向に撓むことになる. ところで、検知用振動子47. 47’の彎曲の程度は
、発生するコリオリの力Fc、ひいては、Z軸周りの角
速度ωに比例する。したがって、検知用振動子47.
47’のそれぞれに設けた電極間に生しる電圧の大きさ
を測定すれば、角速度ωを求めることができる。
なおここで、支持基板49は、コリオリの力以外の外力
の影響を排除して、振動片48. 48’を正しく対称
振動させるべく機能する。
の影響を排除して、振動片48. 48’を正しく対称
振動させるべく機能する。
また、第5図に示す従来の振動ジャイロは、駆動用振動
子51. 51’ 、連結部材56. 56’および検
知用振動子57. 57’の各組合わせからなる一対の
振動片58. 58’のそれぞれの一端を、固定部材5
2に固定してなる音叉状のものであり、この型式の振動
ジャイロは、一方の駆動用振動子51だけに交流電圧を
印加し、音叉の共振を利用して他方の駆動用振動子51
′をそれと対称に振動させると共に、その振幅を増大さ
せてコリオリの力Fcを強めるものである。なお、この
場合には、他方の駆動用振動子51’は、振動モニター
として振動片の振動状態を検知するのに利用することが
できる。
子51. 51’ 、連結部材56. 56’および検
知用振動子57. 57’の各組合わせからなる一対の
振動片58. 58’のそれぞれの一端を、固定部材5
2に固定してなる音叉状のものであり、この型式の振動
ジャイロは、一方の駆動用振動子51だけに交流電圧を
印加し、音叉の共振を利用して他方の駆動用振動子51
′をそれと対称に振動させると共に、その振幅を増大さ
せてコリオリの力Fcを強めるものである。なお、この
場合には、他方の駆動用振動子51’は、振動モニター
として振動片の振動状態を検知するのに利用することが
できる。
ところが、これらの従来技術はいずれも、駆動用振動子
41. 41’および51. 51’の先端に検知用振
動子47. 47’および57. 57’のそれぞれを
連結する構造であるため、装置が縦長で大型化して不安
定となる他、駆動用振動子41. 41’および51.
51′に交流電圧を供給するための配線、検知用振動子
47. 47’および57. 57’から信号電圧を取
り出すための配線などが複雑になる欠点があり、とりわ
け、検知用振動子47. 47’および57. 57’
に対する配線は、線材の引回しに苦労するところが大で
あった. すなわち、検知用振動子47. 47’および57.
57’は、常に、およそ数μ■〜l00μ醜程度の微小
な振動振幅下におかれており、信号電圧の取出しのため
の線材の質量や弾性率、さらには変形状態その他が、駆
動用振動子41. 41’および51. 51’の振動
に大きな影響を及ぼして検知感度を変動させる要因とな
ることから、その線材を、駆動用振動子41. 41’
および51. 51’の側面に接着させて、振動の小さ
い基台49. 59の付近まで延在させ、そこから所定
の接続端子まで引き出すこと、あるいは所定の接続端子
を検知用振動子47. 47”および57,57′の近
゛傍まで延在させて、線材の長さを短くすることによっ
て、その線材の影響を低減することなどの手段が講じら
れている.しかしながら、このような方法によれば、振
動ジャイロの製造作業効率の著しい低減が不可避であっ
た。
41. 41’および51. 51’の先端に検知用振
動子47. 47’および57. 57’のそれぞれを
連結する構造であるため、装置が縦長で大型化して不安
定となる他、駆動用振動子41. 41’および51.
51′に交流電圧を供給するための配線、検知用振動子
47. 47’および57. 57’から信号電圧を取
り出すための配線などが複雑になる欠点があり、とりわ
け、検知用振動子47. 47’および57. 57’
に対する配線は、線材の引回しに苦労するところが大で
あった. すなわち、検知用振動子47. 47’および57.
57’は、常に、およそ数μ■〜l00μ醜程度の微小
な振動振幅下におかれており、信号電圧の取出しのため
の線材の質量や弾性率、さらには変形状態その他が、駆
動用振動子41. 41’および51. 51’の振動
に大きな影響を及ぼして検知感度を変動させる要因とな
ることから、その線材を、駆動用振動子41. 41’
および51. 51’の側面に接着させて、振動の小さ
い基台49. 59の付近まで延在させ、そこから所定
の接続端子まで引き出すこと、あるいは所定の接続端子
を検知用振動子47. 47”および57,57′の近
゛傍まで延在させて、線材の長さを短くすることによっ
て、その線材の影響を低減することなどの手段が講じら
れている.しかしながら、このような方法によれば、振
動ジャイロの製造作業効率の著しい低減が不可避であっ
た。
また、この一方において、駆動用振動子41. 41’
および51. 51’の広幅面と、検知用振動子47.
47’および57. 57’の広幅面とが正確に直交
していない場合には、検知用振動子47. 47’,
57. 57”での検知信号中に、Y軸方向の振動或分
が漏れ込むことになる゛とともに、検知精度それ自体が
低下することになる。
および51. 51’の広幅面と、検知用振動子47.
47’および57. 57’の広幅面とが正確に直交
していない場合には、検知用振動子47. 47’,
57. 57”での検知信号中に、Y軸方向の振動或分
が漏れ込むことになる゛とともに、検知精度それ自体が
低下することになる。
ところで、駆動用振動子41. 41’および51.
51’の端面と、検知用振動子47. 47’および5
7. 57’の各端面とを直接的に連結する構造の下に
おいては、それらを接着剤によって単に固着するだけで
は高い連結精度を望み得ぺくもない。
51’の端面と、検知用振動子47. 47’および5
7. 57’の各端面とを直接的に連結する構造の下に
おいては、それらを接着剤によって単に固着するだけで
は高い連結精度を望み得ぺくもない。
そこで、図示のような連結部材46. 46’および5
6. 56’を介して、駆動用振動子41. 41’お
よび51. 51’と検知用振動子47. 47’およ
び57. 57’とを連結することとしており、連結部
材46. 46’,56. 56’を用いるこの方法に
よれば、駆動用振動子41. 41’, 51. 51
’および検知用振動子47. 47’,57. 57’
のそれぞれの端部を、連結部材46. 46’および5
6. 56’に形威されて、相互に直交する方向に向く
それぞれの溝内に接合することによって、駆動用振動子
41. 41’, 51. 51’と検知用振動子47
.47’, 57. 57’とを、比較的容易に、高い
直角度をもって連結することが可能となる。
6. 56’を介して、駆動用振動子41. 41’お
よび51. 51’と検知用振動子47. 47’およ
び57. 57’とを連結することとしており、連結部
材46. 46’,56. 56’を用いるこの方法に
よれば、駆動用振動子41. 41’, 51. 51
’および検知用振動子47. 47’,57. 57’
のそれぞれの端部を、連結部材46. 46’および5
6. 56’に形威されて、相互に直交する方向に向く
それぞれの溝内に接合することによって、駆動用振動子
41. 41’, 51. 51’と検知用振動子47
.47’, 57. 57’とを、比較的容易に、高い
直角度をもって連結することが可能となる。
ところがこの場合には、連結部材46. 46’および
56. 56’の、駆動用振動子接合溝と検知用振動子
接合溝とが相互に直交する方向に向いていることから、
駆動用振動子41. 41’, 51. 51’と検知
用振動子47. 47’, 57. 57’との、各連
結部材46. 46’,56. 56’への接合を同時
に行うに際しては、接着剤が硬化するまでの間、駆動用
振動子41. 41’; 51.51’および検知用振
動子47. 47’, 57. 57’のそれぞれを、
各連結部材46, 467, 56. 56’に、所定
の相対関係の下で正確に位置決め保持するための特別の
治具が必要となり、しかも、その治具の構造が複雑にな
るとともに、治具が大型化することから作業性が悪くな
る. この一方において、かかる接合作業を二工程に分けて行
うときには、作業工数が著しく嵩むことになる。
56. 56’の、駆動用振動子接合溝と検知用振動子
接合溝とが相互に直交する方向に向いていることから、
駆動用振動子41. 41’, 51. 51’と検知
用振動子47. 47’, 57. 57’との、各連
結部材46. 46’,56. 56’への接合を同時
に行うに際しては、接着剤が硬化するまでの間、駆動用
振動子41. 41’; 51.51’および検知用振
動子47. 47’, 57. 57’のそれぞれを、
各連結部材46, 467, 56. 56’に、所定
の相対関係の下で正確に位置決め保持するための特別の
治具が必要となり、しかも、その治具の構造が複雑にな
るとともに、治具が大型化することから作業性が悪くな
る. この一方において、かかる接合作業を二工程に分けて行
うときには、作業工数が著しく嵩むことになる。
もちろん、このように多くの課題を抱えている従来技術
に対して、解決の方策が全くなかった訳ではなく、コリ
オリの力によって発生するねじりモーメントを利用して
角速度を検出するタイプの振動ジャイロも提案されてい
る。
に対して、解決の方策が全くなかった訳ではなく、コリ
オリの力によって発生するねじりモーメントを利用して
角速度を検出するタイプの振動ジャイロも提案されてい
る。
第6図は、その一例を示すものであり、これは、圧電バ
イモルフその他からなる一対の駆動用振動子61a,
6lbのそれぞれの一端部を、少なくとも一部をすべり
振動子63a〜63dに構威した連結部材62によって
コ字形に連結してなる振動ジャイロである。
イモルフその他からなる一対の駆動用振動子61a,
6lbのそれぞれの一端部を、少なくとも一部をすべり
振動子63a〜63dに構威した連結部材62によって
コ字形に連結してなる振動ジャイロである。
この振動ジャイロは、第6図(1)》に、一方の駆動用
振動子6lbについての作動状態を示すように、駆動用
振動子6lbを三次元座標剪断のY軸方向に振動させた
状態の下で、連結部材62を2軸の周りに角速度ωで回
転させた場合に、X軸方向に発生するコリオリの力Fc
により、駆動用振動子6lbの固定面Slに生じる、ね
じりモーメントによる剪断応力τ′を、たとえば、X軸
方向に分極処理された二個の圧電材料の、Y軸と直交す
るそれぞれの面65a, 65a’.および65b,
65b’に検知用電極を設けてなるすべり振動子63c
, 63dにて検知するものであり、ここで、端面Sl
におけるねじり剪断応力τ′は、すべり振動子63cと
すべり振動子63dとでは逆符号となる。
振動子6lbについての作動状態を示すように、駆動用
振動子6lbを三次元座標剪断のY軸方向に振動させた
状態の下で、連結部材62を2軸の周りに角速度ωで回
転させた場合に、X軸方向に発生するコリオリの力Fc
により、駆動用振動子6lbの固定面Slに生じる、ね
じりモーメントによる剪断応力τ′を、たとえば、X軸
方向に分極処理された二個の圧電材料の、Y軸と直交す
るそれぞれの面65a, 65a’.および65b,
65b’に検知用電極を設けてなるすべり振動子63c
, 63dにて検知するものであり、ここで、端面Sl
におけるねじり剪断応力τ′は、すべり振動子63cと
すべり振動子63dとでは逆符号となる。
かかる振動ジャイロによれば、駆動用振動子61a,
6lbおよびすべり振動子63c. 63dへの配線が
連結部材62の付近にて行い得る他、それぞれの振動子
を面接着にて相互に接合できることにより、作業性が良
く、しかも、構造も小型となる。
6lbおよびすべり振動子63c. 63dへの配線が
連結部材62の付近にて行い得る他、それぞれの振動子
を面接着にて相互に接合できることにより、作業性が良
く、しかも、構造も小型となる。
ところが、この振動ジャイ、ロでは、基台62、とくに
はその一部を構戒するすべり振動子63c, 63dに
、X軸方向に向く単純剪断応力τも同時に作用すること
になるため、それぞれの検出用すべり振動子63c ,
63dの出力の絶対値に差が生ずることとなる. それ故に、駆動用振動子6lbが、Y軸に対してその固
定面S,が常に直交するような理想的な片持ちはりとし
てY軸方向に振動し、またコリオリの力FcによるX軸
方向の振動も同様に理想的なものである場合には、たし
かにすべり振動子63C,63dからの出力電圧を差動
的にとることによって、ねじり剪断応力τ′のみを取り
出すことは可能である。しかしながら、現実には、すべ
り振動子63c,63dと駆動用振動子6lbとの結合
状態、駆動用振動子6lbと振動ジャイロを支持する固
定枠との慣性モーメントとの比などにより、ねじり剪断
応力τ′の中心が固定面S,の中心からずれるため、精
度的な面においてなお問題を残している。
はその一部を構戒するすべり振動子63c, 63dに
、X軸方向に向く単純剪断応力τも同時に作用すること
になるため、それぞれの検出用すべり振動子63c ,
63dの出力の絶対値に差が生ずることとなる. それ故に、駆動用振動子6lbが、Y軸に対してその固
定面S,が常に直交するような理想的な片持ちはりとし
てY軸方向に振動し、またコリオリの力FcによるX軸
方向の振動も同様に理想的なものである場合には、たし
かにすべり振動子63C,63dからの出力電圧を差動
的にとることによって、ねじり剪断応力τ′のみを取り
出すことは可能である。しかしながら、現実には、すべ
り振動子63c,63dと駆動用振動子6lbとの結合
状態、駆動用振動子6lbと振動ジャイロを支持する固
定枠との慣性モーメントとの比などにより、ねじり剪断
応力τ′の中心が固定面S,の中心からずれるため、精
度的な面においてなお問題を残している。
この発明の目的は、従来技術のかかる問題を有利に解決
するところにあり、基本的には、装置の十分なる小型化
を実現することに加え、各種配線の引き回し、および検
出手段と駆動手段との高精度の組付けを極めて容易なら
しめることによって、生産性を大きく向上させ、さらに
は、より一層優れた検出感度を有する振動ジャイロの提
供を目指すところにある. 〔課題を解決するための手段〕 この発明は、三次元座標剪断で、X軸方向に間隔をおい
て、Z軸方向へ相互に平行に延在する矩形板形状の一対
の駆動用振動子の各端部を、X軸方向へ平行に延在する
一対の連結部材によって、両駆動用振動子の広幅面を互
いに対向させた姿勢で相互連結し、それぞれの連結部材
のX軸方向の外側各端面を、たとえば接着剤をもって、
それぞれの基台に接合してなる振動ジャイロであって、
各連結部材と各基台との間に、Y軸方向へ分極処理した
圧電材料と、この圧電材料に対してX軸と直交するそれ
ぞれの面に電極を形成してなる検知手段を、少なくとも
一個設けたものである。
するところにあり、基本的には、装置の十分なる小型化
を実現することに加え、各種配線の引き回し、および検
出手段と駆動手段との高精度の組付けを極めて容易なら
しめることによって、生産性を大きく向上させ、さらに
は、より一層優れた検出感度を有する振動ジャイロの提
供を目指すところにある. 〔課題を解決するための手段〕 この発明は、三次元座標剪断で、X軸方向に間隔をおい
て、Z軸方向へ相互に平行に延在する矩形板形状の一対
の駆動用振動子の各端部を、X軸方向へ平行に延在する
一対の連結部材によって、両駆動用振動子の広幅面を互
いに対向させた姿勢で相互連結し、それぞれの連結部材
のX軸方向の外側各端面を、たとえば接着剤をもって、
それぞれの基台に接合してなる振動ジャイロであって、
各連結部材と各基台との間に、Y軸方向へ分極処理した
圧電材料と、この圧電材料に対してX軸と直交するそれ
ぞれの面に電極を形成してなる検知手段を、少なくとも
一個設けたものである。
この振動ジャイロでは、それぞれの駆動用振動子をX軸
方向へ対称振動させながら、それ全体をZ軸の周りに角
速度ωで回動運動させると、それぞれの駆動用振動子に
、方向が逆で大きさが等しいコリオリの力FcがY軸方
向に作用し、このコリオリの力Fcが、両連結部材を、
好ましくはそれらの長さ方向の中央部を通る、Z軸と平
行な線分の周りに、角速度ωの作用方向とは逆方向へ回
動させる偶力をもたらす。
方向へ対称振動させながら、それ全体をZ軸の周りに角
速度ωで回動運動させると、それぞれの駆動用振動子に
、方向が逆で大きさが等しいコリオリの力FcがY軸方
向に作用し、このコリオリの力Fcが、両連結部材を、
好ましくはそれらの長さ方向の中央部を通る、Z軸と平
行な線分の周りに、角速度ωの作用方向とは逆方向へ回
動させる偶力をもたらす。
これがため、各連結部材に設けた検知手段には、その偶
力の大きさ、ひいては、角速度ωに応じた剪断応力が作
用し、X軸と直交する面に形威したそれぞれの電極間に
はその剪断応力の大きさと対応する電圧が発生する。
力の大きさ、ひいては、角速度ωに応じた剪断応力が作
用し、X軸と直交する面に形威したそれぞれの電極間に
はその剪断応力の大きさと対応する電圧が発生する。
従って、その電圧を測定することによって、角速度ωを
検知することができる。
検知することができる。
かかる振動ジャイロでは、コリオリの力Fcの全てが連
結部材の偶力に変換され、そのコリオリの力Fcが、検
知手段に、前述した剪断応力を相殺する方向の応力を生
じさせることがないので、常に優れた検知精度を発揮す
ることができる。
結部材の偶力に変換され、そのコリオリの力Fcが、検
知手段に、前述した剪断応力を相殺する方向の応力を生
じさせることがないので、常に優れた検知精度を発揮す
ることができる。
しかも、この振動ジャイロは、それをほぼ平面的に構成
することにより、駆動用振動子と検知用振動子とを直列
に接合する従来技術に比し、装置の十分なる小型化を実
現することができるとともに、各種配線の引き回しを極
めて容易に、かつ適切に行うことができ、また、検知手
段を、連結部材の一部として、その本体部分に面接合す
ることにより、特別の治具、熟練などを全く必要とする
ことなく、検知手段の高精度の組付けを簡易かつ迅速に
行うことができる. 〔実施例〕 以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。
することにより、駆動用振動子と検知用振動子とを直列
に接合する従来技術に比し、装置の十分なる小型化を実
現することができるとともに、各種配線の引き回しを極
めて容易に、かつ適切に行うことができ、また、検知手
段を、連結部材の一部として、その本体部分に面接合す
ることにより、特別の治具、熟練などを全く必要とする
ことなく、検知手段の高精度の組付けを簡易かつ迅速に
行うことができる. 〔実施例〕 以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、この発明の実施例を示す斜視図であリ、図中
、18.1bは、圧電バイモルフ、ユニモルフ等からな
る矩形板形状のそれぞれの駆動用振動子を示す. ここでは、′これらの駆動用振動子1a, lbを、三
次元座標剪断で、X軸方向に間隔をおいてZ軸方向へ相
互に平行に延在させ、そして、それらの駆動用振動子1
a, lbの各端部分を、X軸方向へ相互に平行に延在
するそれぞれの連結部材2a, 2bで、駆動用振動子
1a, lbの広幅面を互いに対向させた状態で相互連
結し、好ましくは、それぞれの駆動用振動子1a. I
bを、両連結部材2a, 2bの長さ方向の中央部を通
る線分に対して線対称に位置させ、さらに、各連結部材
2a, 2bの、X軸と直交する方向に向くそれぞれの
端面を、各基台48〜4dの、これもX軸と直交する方
向に向く側面に固定する。
、18.1bは、圧電バイモルフ、ユニモルフ等からな
る矩形板形状のそれぞれの駆動用振動子を示す. ここでは、′これらの駆動用振動子1a, lbを、三
次元座標剪断で、X軸方向に間隔をおいてZ軸方向へ相
互に平行に延在させ、そして、それらの駆動用振動子1
a, lbの各端部分を、X軸方向へ相互に平行に延在
するそれぞれの連結部材2a, 2bで、駆動用振動子
1a, lbの広幅面を互いに対向させた状態で相互連
結し、好ましくは、それぞれの駆動用振動子1a. I
bを、両連結部材2a, 2bの長さ方向の中央部を通
る線分に対して線対称に位置させ、さらに、各連結部材
2a, 2bの、X軸と直交する方向に向くそれぞれの
端面を、各基台48〜4dの、これもX軸と直交する方
向に向く側面に固定する。
なお、この例では、各基台48〜4dは、矩形プレート
4の各偶部からY軸方向へ突出させた方形柱状部材から
なる。
4の各偶部からY軸方向へ突出させた方形柱状部材から
なる。
ここで、各連結部材2a, 2bは、それぞれの端部分
に検知手段38〜3dを有し、これらの各検知手段38
〜3dは、全体としてほぼ直六面体形状をなし、図に白
抜矢印で示すように、Y軸方向へ分極処理された、たと
えばチタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電材料3aI〜3
dlと、各圧電材料3a+〜3dlの、X軸と直交する
それぞれの面に形成したそれぞれの電極3az〜3d!
とからなる。
に検知手段38〜3dを有し、これらの各検知手段38
〜3dは、全体としてほぼ直六面体形状をなし、図に白
抜矢印で示すように、Y軸方向へ分極処理された、たと
えばチタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電材料3aI〜3
dlと、各圧電材料3a+〜3dlの、X軸と直交する
それぞれの面に形成したそれぞれの電極3az〜3d!
とからなる。
ところで、このような振動ジャイロの組立ては、駆動用
振動子1a, lbの各端部を、それぞれの連結部材2
a, 2bに設けた条溝内に嵌め込むとともに、たとえ
ば接着剤によってそこに固着し、また、各検知手段38
〜3dのそれぞれを、連結部材2a, 2bの各本体部
分のそれぞれの端面に、それらの各一方の電極3a.〜
3d.を面接触させて接合し、さらに、各連結部材2a
. 2bのそれぞれの端面、いいかえれば、各検知手段
38〜3dの他方の電極3a,〜3dtを、各基台48
〜4dの側面に面接触させて接合することにより、簡易
、迅速に、しかも高い組立精度にて行うことができる。
振動子1a, lbの各端部を、それぞれの連結部材2
a, 2bに設けた条溝内に嵌め込むとともに、たとえ
ば接着剤によってそこに固着し、また、各検知手段38
〜3dのそれぞれを、連結部材2a, 2bの各本体部
分のそれぞれの端面に、それらの各一方の電極3a.〜
3d.を面接触させて接合し、さらに、各連結部材2a
. 2bのそれぞれの端面、いいかえれば、各検知手段
38〜3dの他方の電極3a,〜3dtを、各基台48
〜4dの側面に面接触させて接合することにより、簡易
、迅速に、しかも高い組立精度にて行うことができる。
かかる振動ジャイロにおいて、それぞれの駆動用振動子
1a, lbを、X軸方向へ、図に矢印■で示すように
対称振動させつつ、その全体を、Z軸の周りに角速度ω
で回動させると、それぞれの駆動用振動子1a, tb
には、図に矢印Fcで示すように、互いに逆向きで大き
さが等しい、Y軸方向のコリオリの力Fcが発生し、こ
のコリオリの力Fcが、各連結部材2a, 2bに、好
ましくはそれらの長さ方向の中央部を通り、Z軸と平行
をなす線分の周りで、第2図+a)に示すところから明
らかなような、角速度ωとは逆方向の偶力Mをもたらす
。
1a, lbを、X軸方向へ、図に矢印■で示すように
対称振動させつつ、その全体を、Z軸の周りに角速度ω
で回動させると、それぞれの駆動用振動子1a, tb
には、図に矢印Fcで示すように、互いに逆向きで大き
さが等しい、Y軸方向のコリオリの力Fcが発生し、こ
のコリオリの力Fcが、各連結部材2a, 2bに、好
ましくはそれらの長さ方向の中央部を通り、Z軸と平行
をなす線分の周りで、第2図+a)に示すところから明
らかなような、角速度ωとは逆方向の偶力Mをもたらす
。
このため、各連結部材2a, 2bの両端部に設けたそ
れぞれの検知手段38〜3dは、第2図(′b)にーの
検知手段について部分正面図で例示するように、連結部
材本体部分との接合面S0に剪断力Fを受ける。この場
合において、連結部材2a. 2bの回動量が小さく、
基台48〜4dの変形が無視できるときには、各検知手
段38〜3dは、剪断力Fの大きさに対応する剪断応力
τを受けたように変形する。
れぞれの検知手段38〜3dは、第2図(′b)にーの
検知手段について部分正面図で例示するように、連結部
材本体部分との接合面S0に剪断力Fを受ける。この場
合において、連結部材2a. 2bの回動量が小さく、
基台48〜4dの変形が無視できるときには、各検知手
段38〜3dは、剪断力Fの大きさに対応する剪断応力
τを受けたように変形する。
従って、それらの各検知手段38〜3dで、Y軸方向へ
分極させた圧電材料3a+〜3d,の、X軸と直交する
それぞれの面に設けた電極3a,〜3dz間に発生する
電圧を検知することにより、コリオリの力Fc、ひいて
は、角速度ωを検出することができる。
分極させた圧電材料3a+〜3d,の、X軸と直交する
それぞれの面に設けた電極3a,〜3dz間に発生する
電圧を検知することにより、コリオリの力Fc、ひいて
は、角速度ωを検出することができる。
なお、上述したような構造の振動ジャイロにあっては、
駆動用振動子1a, lbがX軸方向へ対称振動するこ
とにより、それぞれの連結部材2a, 2bが、第3図
(a)に略線平面図で示すように、Z軸方向の剪断力F
0を受け、これにより、それぞれの検知手段38〜3d
が、検知手段3c, 3dについて第3図(b)に例示
するように、Z軸方向の剪断応力τ。を生じることにな
るも、検知手段3a〜3dの圧電材料3a.〜3d.は
いずれもY軸方向へ分極されていることから、各検知手
段38〜3dは、そのような剪断応力τ。に対しては原
理的に感度を有しておらず、従って、検知手段38〜3
dが剪断応力τ。に応じた電荷を生ずることに起因する
オフセソトの発生を十分に防止することができる。
駆動用振動子1a, lbがX軸方向へ対称振動するこ
とにより、それぞれの連結部材2a, 2bが、第3図
(a)に略線平面図で示すように、Z軸方向の剪断力F
0を受け、これにより、それぞれの検知手段38〜3d
が、検知手段3c, 3dについて第3図(b)に例示
するように、Z軸方向の剪断応力τ。を生じることにな
るも、検知手段3a〜3dの圧電材料3a.〜3d.は
いずれもY軸方向へ分極されていることから、各検知手
段38〜3dは、そのような剪断応力τ。に対しては原
理的に感度を有しておらず、従って、検知手段38〜3
dが剪断応力τ。に応じた電荷を生ずることに起因する
オフセソトの発生を十分に防止することができる。
しかも、この振動ジャイロでは、各種の配線を、基台4
8〜4dの近傍部分にて行い得ることから、配線作業が
極めて容易になる。またここでは、稼働部分に対し、基
台48〜4dを含む固定部分の体積が大きくなることか
ら、装置が小型であるにもかかわらず、振動もれや外部
振動の侵入を十分に防止して検知精度を向上させること
ができる。
8〜4dの近傍部分にて行い得ることから、配線作業が
極めて容易になる。またここでは、稼働部分に対し、基
台48〜4dを含む固定部分の体積が大きくなることか
ら、装置が小型であるにもかかわらず、振動もれや外部
振動の侵入を十分に防止して検知精度を向上させること
ができる。
以上この発明の実施例を図面に基づいて説明したが、一
本の連結部材、たとえばその長さ方向の中央部に、一の
検知手段だけを設けることもできる。
本の連結部材、たとえばその長さ方向の中央部に、一の
検知手段だけを設けることもできる。
かくして、この発明によれば、装置を十分に小型化でき
、しかも、各種配線の引き回しおよび装置の高精度の組
付けを、極めて簡易、迅速に行い得ることはもちろん、
とくには、コリオリの力の全てを連結部材の偶力に変換
することにより、高精度の振動ジャイロをもたらすこと
ができる。
、しかも、各種配線の引き回しおよび装置の高精度の組
付けを、極めて簡易、迅速に行い得ることはもちろん、
とくには、コリオリの力の全てを連結部材の偶力に変換
することにより、高精度の振動ジャイロをもたらすこと
ができる。
第l図は、この発明の一実施例を示す斜視図、第2図(
a), (b)および第3図(a), (b)は、それ
ぞれ検知手段の分極方向および電極配置状態と、その検
知手段に作用する応力を説明するための図、第4、5図
はそれぞれ、従来例を示す斜視図、第6図(a), (
b)は、検知手段としてすべり振動子を用いた装置を示
す図である。 la〜1d・・・駆動用振動子、 2a,2b・・・連
結部材、38〜3d・・・検知手段、 3a+〜3d.
・・・圧電材料、3ag〜3dz・・・電極、 4・・
・矩形プレート、48〜4d・・・基台。
a), (b)および第3図(a), (b)は、それ
ぞれ検知手段の分極方向および電極配置状態と、その検
知手段に作用する応力を説明するための図、第4、5図
はそれぞれ、従来例を示す斜視図、第6図(a), (
b)は、検知手段としてすべり振動子を用いた装置を示
す図である。 la〜1d・・・駆動用振動子、 2a,2b・・・連
結部材、38〜3d・・・検知手段、 3a+〜3d.
・・・圧電材料、3ag〜3dz・・・電極、 4・・
・矩形プレート、48〜4d・・・基台。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、三次元座標剪断で、X軸方向に間隔をおき、Z軸方
向へ相互に平行に延在する矩形板状の一対の駆動用振動
子と、X軸方向へ平行に延在して、前記駆動用振動子の
各端部をそれらの広幅面が互いに対向する姿勢下に相互
連結する一対の連結部材と、かかる連結部材のX軸方向
の各外側端にそれぞれの基台を設けてなり、 かつ前記各連結部材と前記基台との間に、Y軸方向に分
極された圧電材料に対し、それのX軸と直交するそれぞ
れの面に電極を形成してなる検知手段を設けてなる振動
ジャイロ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1300823A JPH0769179B2 (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | 振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1300823A JPH0769179B2 (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | 振動ジャイロ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03162615A true JPH03162615A (ja) | 1991-07-12 |
JPH0769179B2 JPH0769179B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=17889535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1300823A Expired - Lifetime JPH0769179B2 (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | 振動ジャイロ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0769179B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008175578A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Nec Tokin Corp | 圧電振動ジャイロ用振動子 |
-
1989
- 1989-11-21 JP JP1300823A patent/JPH0769179B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008175578A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Nec Tokin Corp | 圧電振動ジャイロ用振動子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0769179B2 (ja) | 1995-07-26 |
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