JPH04324311A - 振動式ジャイロ - Google Patents
振動式ジャイロInfo
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- JPH04324311A JPH04324311A JP3094058A JP9405891A JPH04324311A JP H04324311 A JPH04324311 A JP H04324311A JP 3094058 A JP3094058 A JP 3094058A JP 9405891 A JP9405891 A JP 9405891A JP H04324311 A JPH04324311 A JP H04324311A
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
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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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,移動体の角速度の検出
に使用される振動式ジャイロの構造に関する。
に使用される振動式ジャイロの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】振動ジャイロとは“振動している物体に
角速度が加わると,振動方向と垂直にコリオリの力が生
ずる”という力学現象を利用した回転体を持たないジャ
イロであり,質量mの質点が慣性座標系に対して一定角
速度Ωで回転する場合,回転座標系に設置されたセンサ
が検出する質点に作用する力Fは,F=mα−mΩ・(
Ω・r)−2mΩ・v と表わすことができる。上式
において,右辺第1項は加速度αによる力,第2項は遠
心力(rは室点の動系ベクトル),第3項はコリオリの
力(vは質点の速度ベクトル)を表わしている。そして
右辺第3項のみに着目すると,質点に作用する力は,速
度ベクトルvと角速度ベクトルΩに直交し,かつ,一軸
方向の速度のみを与えたとき,コリオリの力は角速度に
比例する。従って上式の右辺第1項および第2項を無視
できる様にジャイロを製作し,質点にvなる速度を持た
すことができれば,その質点に作用する力から入力した
角速度を知ることができる。
角速度が加わると,振動方向と垂直にコリオリの力が生
ずる”という力学現象を利用した回転体を持たないジャ
イロであり,質量mの質点が慣性座標系に対して一定角
速度Ωで回転する場合,回転座標系に設置されたセンサ
が検出する質点に作用する力Fは,F=mα−mΩ・(
Ω・r)−2mΩ・v と表わすことができる。上式
において,右辺第1項は加速度αによる力,第2項は遠
心力(rは室点の動系ベクトル),第3項はコリオリの
力(vは質点の速度ベクトル)を表わしている。そして
右辺第3項のみに着目すると,質点に作用する力は,速
度ベクトルvと角速度ベクトルΩに直交し,かつ,一軸
方向の速度のみを与えたとき,コリオリの力は角速度に
比例する。従って上式の右辺第1項および第2項を無視
できる様にジャイロを製作し,質点にvなる速度を持た
すことができれば,その質点に作用する力から入力した
角速度を知ることができる。
【0003】図11は角柱振動方式と呼ばれる従来例を
示す斜視図である。図において1は角柱からなる振動体
であり,その4面の中央部に圧電素子2が接着されてい
る。対向する2面が振動体の駆動用,残りの2面がジャ
イロ信号の検出用として用いられる。3は振動体1の支
持部材であり,振動モ―ドの節になる位置で振動体の振
動に悪影響を与えないように振動体1を支持している。
示す斜視図である。図において1は角柱からなる振動体
であり,その4面の中央部に圧電素子2が接着されてい
る。対向する2面が振動体の駆動用,残りの2面がジャ
イロ信号の検出用として用いられる。3は振動体1の支
持部材であり,振動モ―ドの節になる位置で振動体の振
動に悪影響を与えないように振動体1を支持している。
【0004】上記の構成において,角柱1上に配置され
た駆動用圧電素子に両端自由支持の1次の曲げ振動共振
周波数の電圧を加え,角柱の長手方向を軸とする角速度
を加えると,上式のコリオリの力により駆動振動面と直
角な面の振動が発生する。この振動を検出振動面内の一
方の圧電素子により検出し,ダンピング回路を介して他
方の圧電素子を制動することにより検出ル―プを構成し
ている。このジャイロは単純な形状の振動体であるが,
回転式のジャイロに比較して入力角度のダイナミックレ
ンジが広く,低消費電力,長寿命という特徴がある。
た駆動用圧電素子に両端自由支持の1次の曲げ振動共振
周波数の電圧を加え,角柱の長手方向を軸とする角速度
を加えると,上式のコリオリの力により駆動振動面と直
角な面の振動が発生する。この振動を検出振動面内の一
方の圧電素子により検出し,ダンピング回路を介して他
方の圧電素子を制動することにより検出ル―プを構成し
ている。このジャイロは単純な形状の振動体であるが,
回転式のジャイロに比較して入力角度のダイナミックレ
ンジが広く,低消費電力,長寿命という特徴がある。
【0005】図12は他の従来例を示す音叉形振動方式
の斜視図である。図において4a,4bは圧電体からな
るベ―スクリスタルであり,このベ―スクリスタル上に
接続部材5a,5bを介してベ―スクリスタルと直交し
て同じく圧電体からなるセンサクリスタル6a,6bが
形成されている。
の斜視図である。図において4a,4bは圧電体からな
るベ―スクリスタルであり,このベ―スクリスタル上に
接続部材5a,5bを介してベ―スクリスタルと直交し
て同じく圧電体からなるセンサクリスタル6a,6bが
形成されている。
【0006】上記の構成においてベ―スクリスタル4a
,4bを音叉と同様に振動させ,測定軸周りに角速度を
入力すると,ベ―スクリスタルの振動方向と垂直にコリ
オリの力が作用するので,そのコリオリの力をクリスタ
ルセンサ6a,6bにより検出することにより入力した
角速度を知ることができる。このジャイロは感度が高い
という特徴がある。
,4bを音叉と同様に振動させ,測定軸周りに角速度を
入力すると,ベ―スクリスタルの振動方向と垂直にコリ
オリの力が作用するので,そのコリオリの力をクリスタ
ルセンサ6a,6bにより検出することにより入力した
角速度を知ることができる。このジャイロは感度が高い
という特徴がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記従
来例における角柱振動方式は感度が低いという問題があ
り,音叉形振動方式は感度は高いが,温度係数が大きく
,ダイナミックレンジが狭いという問題がある。
来例における角柱振動方式は感度が低いという問題があ
り,音叉形振動方式は感度は高いが,温度係数が大きく
,ダイナミックレンジが狭いという問題がある。
【0008】本発明は,このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり,その目的は,ダイナミックレンジが広
く,安定で高感度なジャイロを提供することである。
れたものであり,その目的は,ダイナミックレンジが広
く,安定で高感度なジャイロを提供することである。
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
る本発明は,請求項1においては断面が正方形の弾性体
の対向する面に,それぞれの面に1本ずつ,互いに方向
が直角となる対角線に切り込み溝をいれ,さらに,それ
ぞれの面に,振動方向が互いに直角で,切り込み溝に対
して45度となるような,共振周波数が等しい1対の音
叉を形成し,該音叉に回転が与えられたとき,第1の音
叉に発生したコリオリの力による偶力が,前記弾性体に
設けられた2つの溝によって,第2の音叉の振動方向と
なるように変換され,第2の音叉の振動の大きさにより
回転速度を検出することを特徴とするものであり,
る本発明は,請求項1においては断面が正方形の弾性体
の対向する面に,それぞれの面に1本ずつ,互いに方向
が直角となる対角線に切り込み溝をいれ,さらに,それ
ぞれの面に,振動方向が互いに直角で,切り込み溝に対
して45度となるような,共振周波数が等しい1対の音
叉を形成し,該音叉に回転が与えられたとき,第1の音
叉に発生したコリオリの力による偶力が,前記弾性体に
設けられた2つの溝によって,第2の音叉の振動方向と
なるように変換され,第2の音叉の振動の大きさにより
回転速度を検出することを特徴とするものであり,
【0
009】請求項2においては,断面が正方形の弾性体の
対向する面に,それぞれの面に1本ずつ,前記面の辺と
平行,または所定の角度を有する切り込み溝が面の中心
を通って(2つの溝のなす角度も任意でよい),かつ,
その切り込み溝深さが,互いに直角な面方向に形成され
,第2の音叉の共振周波数が,第1の音叉から生じるコ
リオリ力による振動の振動数に等しいか,または高次の
周波数に等しく,第2の音叉の振動モードが第1の音叉
と同一の振動モードまたは,異なった振動モードと関連
を有するように形成したことを特徴とするものであり,
009】請求項2においては,断面が正方形の弾性体の
対向する面に,それぞれの面に1本ずつ,前記面の辺と
平行,または所定の角度を有する切り込み溝が面の中心
を通って(2つの溝のなす角度も任意でよい),かつ,
その切り込み溝深さが,互いに直角な面方向に形成され
,第2の音叉の共振周波数が,第1の音叉から生じるコ
リオリ力による振動の振動数に等しいか,または高次の
周波数に等しく,第2の音叉の振動モードが第1の音叉
と同一の振動モードまたは,異なった振動モードと関連
を有するように形成したことを特徴とするものであり,
【0010】請求項3においては,2つの音叉にそれぞ
れ,駆動系と検出系をつけ,各々を同相または位相が9
0度異なった正弦波で駆動し,2つの検出信号の相関を
取ることによって,回転を検出することを特長とするも
のであり,
れ,駆動系と検出系をつけ,各々を同相または位相が9
0度異なった正弦波で駆動し,2つの検出信号の相関を
取ることによって,回転を検出することを特長とするも
のであり,
【0011】請求項4においては,断面が正方形の弾性
体の1つの面の角部のそれぞれに4本の角柱が形成され
,該4本の角柱の隣あった2本によって構成される2つ
の音叉を,位相が180度異なる正弦波により振動させ
,回転が加わったときのコリオリの力による振動を,前
記の音叉と方向が90度異なる向きの2本の角柱から構
成される2組の音叉の振動として検出することを特徴と
するものである。
体の1つの面の角部のそれぞれに4本の角柱が形成され
,該4本の角柱の隣あった2本によって構成される2つ
の音叉を,位相が180度異なる正弦波により振動させ
,回転が加わったときのコリオリの力による振動を,前
記の音叉と方向が90度異なる向きの2本の角柱から構
成される2組の音叉の振動として検出することを特徴と
するものである。
【0012】
【作用】請求項1,2において,回転が無い場合は,第
1の音叉が振動すると,その振動は第2の音叉に伝搬さ
れるが,ブロックに刻まれた溝の方向が異なっているた
めにその振動は大幅に減衰される,また,漏洩により振
動が伝搬されても,第2の本来の振動方向とは直角の方
向になるために第2の音叉は振動しない。回転が加えら
れた場合,第1の音叉には振動方向と直角の向きの偶力
が働くために,この力はブロックによって減衰されずに
第2の音叉に伝搬され,この振動方向は第2の音叉の振
動方向と一致しているために効率よく振動が起こる。
1の音叉が振動すると,その振動は第2の音叉に伝搬さ
れるが,ブロックに刻まれた溝の方向が異なっているた
めにその振動は大幅に減衰される,また,漏洩により振
動が伝搬されても,第2の本来の振動方向とは直角の方
向になるために第2の音叉は振動しない。回転が加えら
れた場合,第1の音叉には振動方向と直角の向きの偶力
が働くために,この力はブロックによって減衰されずに
第2の音叉に伝搬され,この振動方向は第2の音叉の振
動方向と一致しているために効率よく振動が起こる。
【0013】請求項4において,回転が無い場合は,第
1および第2の音叉が振動して,漏洩により振動が伝搬
されても,第3および第4音叉の本来の振動方向とは直
角の方向になるために第3および第4の音叉は振動しな
い。回転が加えられた場合,第1および第2の音叉には
振動方向と直角の向きの偶力が働き,この振動方向は第
3および第4の音叉の振動方向と一致しているために効
率よく振動が起こる。また,第3および第4の音叉に発
生する振動は位相が180度異なっているため,2つの
音叉の信号の差をとれば信号の振幅が2倍になる。
1および第2の音叉が振動して,漏洩により振動が伝搬
されても,第3および第4音叉の本来の振動方向とは直
角の方向になるために第3および第4の音叉は振動しな
い。回転が加えられた場合,第1および第2の音叉には
振動方向と直角の向きの偶力が働き,この振動方向は第
3および第4の音叉の振動方向と一致しているために効
率よく振動が起こる。また,第3および第4の音叉に発
生する振動は位相が180度異なっているため,2つの
音叉の信号の差をとれば信号の振幅が2倍になる。
【0014】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す斜視図,図2
は図1のA視図,図3は図1のB視図である。これらの
図において,10は板片10a,10bを一対とし,支
持部材11を振動の節とする第1の音叉,12は板片1
2a,12bを一対とし,同じく支持部材11を振動の
節とする第2の音叉12であり,これら第1,第2の音
叉は互いに直角の向きに形成されるとともに形状および
共振周波数が等しく形成されている。
は図1のA視図,図3は図1のB視図である。これらの
図において,10は板片10a,10bを一対とし,支
持部材11を振動の節とする第1の音叉,12は板片1
2a,12bを一対とし,同じく支持部材11を振動の
節とする第2の音叉12であり,これら第1,第2の音
叉は互いに直角の向きに形成されるとともに形状および
共振周波数が等しく形成されている。
【0015】13は支持部材11に形成された貫通孔,
14は音叉が設けられた面の両側から中央付近の僅かな
部分を残して形成された座ぐり穴である。15a,15
bは切り込み溝で,音叉が設けられたそれぞれの面の対
角線上に互いに直角に形成され,その深さは互いの溝が
相手の溝にわずかに入込む程度とする。
14は音叉が設けられた面の両側から中央付近の僅かな
部分を残して形成された座ぐり穴である。15a,15
bは切り込み溝で,音叉が設けられたそれぞれの面の対
角線上に互いに直角に形成され,その深さは互いの溝が
相手の溝にわずかに入込む程度とする。
【0016】16aは第1の音叉10の励振用圧電素子
,16bは振幅制御の為の圧電素子,17は第2の音叉
12の検出用圧電素子で各音叉の所定の面に張りつけら
れている。なお,この構造体は恒弾性合金を用いて放電
ワイヤ−ソ−等により一体に加工され,これらの音叉は
支持部材11の中央の穴に通したシャフト(図示せず)
によって,振動の節で支持される。また図では省略する
が,各圧電素子を励振する為の電気回路が設けられ,第
1の音叉10の振幅を常に一定に制御し,さらに周波数
を音叉の共振周波数にトラッキングするための電気回路
,および,第2の音叉12の振幅の信号を処理して表示
し,必要であれば,この信号を第1の音叉の駆動系にフ
ィードバックする電気回路が設けられている。
,16bは振幅制御の為の圧電素子,17は第2の音叉
12の検出用圧電素子で各音叉の所定の面に張りつけら
れている。なお,この構造体は恒弾性合金を用いて放電
ワイヤ−ソ−等により一体に加工され,これらの音叉は
支持部材11の中央の穴に通したシャフト(図示せず)
によって,振動の節で支持される。また図では省略する
が,各圧電素子を励振する為の電気回路が設けられ,第
1の音叉10の振幅を常に一定に制御し,さらに周波数
を音叉の共振周波数にトラッキングするための電気回路
,および,第2の音叉12の振幅の信号を処理して表示
し,必要であれば,この信号を第1の音叉の駆動系にフ
ィードバックする電気回路が設けられている。
【0017】上記の構成において,ジャイロに回転が加
わらない場合は,図4の斜視図に示す様に第1の音叉1
0が矢印v方向に振動すると,その振動は第2の音叉1
2に伝搬されるが,支持部材11に刻まれた切り込み溝
15a,15bの方向が異なっているために第2の音叉
12に伝搬する振動は大幅に減衰される。また,漏洩に
より振動が伝搬されても,第2の音叉12の本来の振動
方向とは直角の方向になるために第2の音叉12は振動
しない。
わらない場合は,図4の斜視図に示す様に第1の音叉1
0が矢印v方向に振動すると,その振動は第2の音叉1
2に伝搬されるが,支持部材11に刻まれた切り込み溝
15a,15bの方向が異なっているために第2の音叉
12に伝搬する振動は大幅に減衰される。また,漏洩に
より振動が伝搬されても,第2の音叉12の本来の振動
方向とは直角の方向になるために第2の音叉12は振動
しない。
【0018】図5はジャイロに回転が加えられた場合を
示す斜視図である。回転Ωによって発生したコリオリの
力による偶力Fcは,第1の音叉10には振動方向と直
角の向きに働くために,この力は支持部材11によって
減衰されずに第2の音叉12に伝搬され,この振動方向
は第2の音叉12の振動方向uと一致しているために効
率よく振動が起こる。そして,この実施例においては2
つの音叉の共振周波数が一致しているため,コリオリの
力により発生した信号を,第2の音叉12により高いS
/N比で検出することが可能である。第2の音叉12で
検出された信号は第1の音叉を駆動している信号によっ
て同期検波される。
示す斜視図である。回転Ωによって発生したコリオリの
力による偶力Fcは,第1の音叉10には振動方向と直
角の向きに働くために,この力は支持部材11によって
減衰されずに第2の音叉12に伝搬され,この振動方向
は第2の音叉12の振動方向uと一致しているために効
率よく振動が起こる。そして,この実施例においては2
つの音叉の共振周波数が一致しているため,コリオリの
力により発生した信号を,第2の音叉12により高いS
/N比で検出することが可能である。第2の音叉12で
検出された信号は第1の音叉を駆動している信号によっ
て同期検波される。
【0019】なお,コリオリの力の検出方法として,2
つの音叉にそれぞれ,駆動系と検出系をつけ,各々を同
相または位相が90度異なった正弦波で駆動し,2つの
検出信号の相関を取ることによって,回転を検出しても
よい。図6は請求項2に関する一実施例を示す斜視図,
図7は図6のA視図,図8は図6のB視図である。本実
施例においても第1,第2の音叉は互いに直角の向きに
形成されているが,形状および共振周波数は異なる様に
形成されており,15a,15bで示す切り込み溝は,
音叉が設けられた面の中央付に音叉の辺に平行に,かつ
,互いに直角に形成され,その深さは互いの溝が相手の
溝にわずかに入込む程度に形成されている。
つの音叉にそれぞれ,駆動系と検出系をつけ,各々を同
相または位相が90度異なった正弦波で駆動し,2つの
検出信号の相関を取ることによって,回転を検出しても
よい。図6は請求項2に関する一実施例を示す斜視図,
図7は図6のA視図,図8は図6のB視図である。本実
施例においても第1,第2の音叉は互いに直角の向きに
形成されているが,形状および共振周波数は異なる様に
形成されており,15a,15bで示す切り込み溝は,
音叉が設けられた面の中央付に音叉の辺に平行に,かつ
,互いに直角に形成され,その深さは互いの溝が相手の
溝にわずかに入込む程度に形成されている。
【0020】本実施例によれば,回転によって発生した
コリオリの力による偶力は,中央部の支持部材11によ
って第2の音叉12が高次のモードで振動するような方
向の力に変換される。第2の音叉12は,この周波数に
共振するように設計されている。なお切り込み溝15a
,15bは図示の例に限ることなく,交差角を直角に保
った状態で板辺10a,12aに対する角度を任意に選
択することにより高次のモードに感度よく振動させる様
にする。
コリオリの力による偶力は,中央部の支持部材11によ
って第2の音叉12が高次のモードで振動するような方
向の力に変換される。第2の音叉12は,この周波数に
共振するように設計されている。なお切り込み溝15a
,15bは図示の例に限ることなく,交差角を直角に保
った状態で板辺10a,12aに対する角度を任意に選
択することにより高次のモードに感度よく振動させる様
にする。
【0021】図12は請求項4に関する一実施例を示す
斜視図である。図において20は角柱からなる支持部材
,21a〜21dは支持部材20の4角に垂直に形成さ
れた同一形状の角柱であり,例えば角柱21aと21b
で第1の音叉が形成され,21cと21dで第2の音叉
が形成され,角柱21aと21cで第3の音叉が形成さ
れ,21bと21dで第4の音叉が形成されている。 この構造体は恒弾性合金を用いて放電ワイヤ−ソ−等に
より一体に加工され,これらの角柱には音叉を駆動する
為の圧電素子22a,振幅制御の為の圧電素子22b,
振動を検出する為の圧電素子22cが所定の面に張りつ
けられており,図では省略するが,各圧電素子を励振す
る為の電気回路が設けられ,第1,第2の音叉10,1
2の振幅を常に一定に制御し,さらに周波数を音叉の共
振周波数にトラッキングするための電気回路,および,
第3,第4の音叉23,24の振幅の信号を処理して表
示し,必要であれば,この信号を第1,第2の音叉の駆
動系にフィードバックする電気回路が設けられている。
斜視図である。図において20は角柱からなる支持部材
,21a〜21dは支持部材20の4角に垂直に形成さ
れた同一形状の角柱であり,例えば角柱21aと21b
で第1の音叉が形成され,21cと21dで第2の音叉
が形成され,角柱21aと21cで第3の音叉が形成さ
れ,21bと21dで第4の音叉が形成されている。 この構造体は恒弾性合金を用いて放電ワイヤ−ソ−等に
より一体に加工され,これらの角柱には音叉を駆動する
為の圧電素子22a,振幅制御の為の圧電素子22b,
振動を検出する為の圧電素子22cが所定の面に張りつ
けられており,図では省略するが,各圧電素子を励振す
る為の電気回路が設けられ,第1,第2の音叉10,1
2の振幅を常に一定に制御し,さらに周波数を音叉の共
振周波数にトラッキングするための電気回路,および,
第3,第4の音叉23,24の振幅の信号を処理して表
示し,必要であれば,この信号を第1,第2の音叉の駆
動系にフィードバックする電気回路が設けられている。
【0022】上記の構成において,角柱21a,21b
からなる第1の音叉10と角柱21c,21dからなる
第2の音叉12は位相が180度異なる正弦波により振
動が与えられ,振幅検出用の圧電素子と電気回路により
振幅が一定になるように制御されている。また,駆動周
波数は,音叉の共振周波数と一致するように制御されて
いる。そして,ジャイロに回転が加わらない場合は,図
9に示す様に第1,第2の音叉10,12が矢印v方向
に振動して,漏洩により振動が伝搬されても,その振動
は第3および第4の音叉の本来の振動方向とは直角の方
向になる為にこれらの音叉には伝搬しない。
からなる第1の音叉10と角柱21c,21dからなる
第2の音叉12は位相が180度異なる正弦波により振
動が与えられ,振幅検出用の圧電素子と電気回路により
振幅が一定になるように制御されている。また,駆動周
波数は,音叉の共振周波数と一致するように制御されて
いる。そして,ジャイロに回転が加わらない場合は,図
9に示す様に第1,第2の音叉10,12が矢印v方向
に振動して,漏洩により振動が伝搬されても,その振動
は第3および第4の音叉の本来の振動方向とは直角の方
向になる為にこれらの音叉には伝搬しない。
【0023】次に,ジャイロに回転が与えられた場合,
回転によって発生したコリオリの力による偶力は,角柱
21aと21dからなる第3の音叉23と角柱21b,
21dからなる第4の音叉24の振動方向と一致してい
るために,2つの音叉は位相が180度ことなり,振幅
が回転の角速度に比例した振動を起こす。この振動は,
信号検出用の圧電素子に検出される。
回転によって発生したコリオリの力による偶力は,角柱
21aと21dからなる第3の音叉23と角柱21b,
21dからなる第4の音叉24の振動方向と一致してい
るために,2つの音叉は位相が180度ことなり,振幅
が回転の角速度に比例した振動を起こす。この振動は,
信号検出用の圧電素子に検出される。
【0024】第3および第4の2つの音叉23,24の
共振周波数は,第1および第2の音叉10,12の共振
周波数と等しいために,コリオリの力により発生した信
号を,第3および第4の音叉により高いS/N比で検出
が可能である。第3および第4の音叉で検出された信号
は第1および第2の音叉を駆動している信号によって同
期検波される。2つの音叉によって検出される信号は,
位相が180度異なっているため,差を取ることにより
,目的の回転による信号を2倍にして,同相で加わる加
速度による外乱や,温度の変動による外乱を打ち消すこ
とができる。
共振周波数は,第1および第2の音叉10,12の共振
周波数と等しいために,コリオリの力により発生した信
号を,第3および第4の音叉により高いS/N比で検出
が可能である。第3および第4の音叉で検出された信号
は第1および第2の音叉を駆動している信号によって同
期検波される。2つの音叉によって検出される信号は,
位相が180度異なっているため,差を取ることにより
,目的の回転による信号を2倍にして,同相で加わる加
速度による外乱や,温度の変動による外乱を打ち消すこ
とができる。
【0025】なお,本実施例においてはジャイロの材質
を恒弾性金属としたが材料は,金属に限ることはなく,
シリコンや水晶をマイクロ加工で作成してもよく,振動
体全体を圧電材料で作成してもよい。
を恒弾性金属としたが材料は,金属に限ることはなく,
シリコンや水晶をマイクロ加工で作成してもよく,振動
体全体を圧電材料で作成してもよい。
【0026】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明した様
に,本発明の振動式ジャイロによれば, 請求項1,
2においては,振動方向が直交する2つの音叉を切り込
み溝を入れたブロックを介して結合することにより,以
下のような効果が得られる。 1.構造が対称であるために,温度変化等の外乱の影響
を自動的に補正できる。 2.切り込み溝を入れたブロックにより不要な振動の漏
洩を低減できる。 3.駆動,検出系を対称に構成することにより,漏洩に
よる信号を電気的にキャンセルできる。また,信号を差
動出力で取り出すことが可能になる。請求項4において
は,4本の角柱から構成された,振動方向が直交する2
組の音叉を逆相で駆動しているので, 1.構造が対称で,2つの信号が逆相で得られるため,
加速度や温度変化等の外乱の影響を自動的に補正できる
。 2.角柱で構成される音叉であるため,剛性が大きく,
加速度の影響を受けにくい。
に,本発明の振動式ジャイロによれば, 請求項1,
2においては,振動方向が直交する2つの音叉を切り込
み溝を入れたブロックを介して結合することにより,以
下のような効果が得られる。 1.構造が対称であるために,温度変化等の外乱の影響
を自動的に補正できる。 2.切り込み溝を入れたブロックにより不要な振動の漏
洩を低減できる。 3.駆動,検出系を対称に構成することにより,漏洩に
よる信号を電気的にキャンセルできる。また,信号を差
動出力で取り出すことが可能になる。請求項4において
は,4本の角柱から構成された,振動方向が直交する2
組の音叉を逆相で駆動しているので, 1.構造が対称で,2つの信号が逆相で得られるため,
加速度や温度変化等の外乱の影響を自動的に補正できる
。 2.角柱で構成される音叉であるため,剛性が大きく,
加速度の影響を受けにくい。
【図1】本発明の振動式ジャイロの請求項1に関する一
実施例を示す斜視図である。
実施例を示す斜視図である。
【図2】図1のA視図である。
【図3】図1のB視図である。
【図4】図1のジャイロを回転が加わらない状態で振動
させた場合の斜視図である。
させた場合の斜視図である。
【図5】図4のジャイロに回転が加えられた状態を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図6】本発明の振動式ジャイロの請求項2に関する一
実施例を示す斜視図である。
実施例を示す斜視図である。
【図7】図6のA視図である。
【図8】図6のB視図である。
【図9】本発明の振動式ジャイロの請求項2に関する一
実施例を示す斜視図である。
実施例を示す斜視図である。
【図10】図9のジャイロに回転が加えられた状態を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図11】従来例を示す斜視図である。
【図12】他の従来例を示す斜視図である。
10 第1音叉
11,20 支持部材
12 第2音叉
15a,15b 切り込み溝
16a,16b,22a,22b,22c 圧電素子
23 第3音叉 24 第4音叉
23 第3音叉 24 第4音叉
Claims (4)
- 【請求項1】断面が正方形の弾性体の対向する面に,そ
れぞれの面に1本ずつ,互いに方向が直角となる対角線
に切り込み溝をいれ,さらに,それぞれの面に,振動方
向が互いに直角で,切り込み溝に対して45度となるよ
うな,共振周波数が等しい1対の音叉を形成し,該音叉
に回転が与えられたとき,第1の音叉に発生したコリオ
リの力による偶力が,前記弾性体に設けられた2つの切
り込み溝によって,第2の音叉の振動方向となるように
変換され,第2の音叉の振動の大きさにより回転速度を
検出することを特徴とする振動式ジャイロ。 - 【請求項2】断面が正方形の弾性体の対向する面に,そ
れぞれの面に1本ずつ,前記面の辺と平行,または所定
の角度を有する切り込み溝が面の中心を通って(2つの
溝のなす角度も任意でよい),かつ,その切り込み溝の
深さが,互いに直角な面方向に形成され,第2の音叉の
共振周波数が,第1の音叉から生じるコリオリ力による
振動の振動数に等しいか,または高次の周波数に等しく
,第2の音叉の振動モードが第1の音叉と同一の振動モ
ードまたは,異なった振動モードと関連を有するように
形成したことを特徴とする振動式ジャイロ。 - 【請求項3】2つの音叉にそれぞれ,駆動系と検出系を
つけ,各々を同相または位相が90度異なった正弦波で
駆動し,2つの検出信号の相関を取ることによって,回
転を検出することを特長とする請求項1および請求項2
記載の振動式ジャイロ。 - 【請求項4】断面が正方形の弾性体の1つの面の角部の
それぞれに4本の角柱が形成され,該4本の角柱の隣あ
った2本によって構成される2つの音叉を,位相が18
0度異なる正弦波により振動させ,回転が加わったとき
のコリオリの力による振動を,前記の音叉と方向が90
度異なる向きの2本の角柱から構成される2組の音叉の
振動として検出することを特徴とした振動式ジャイロ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3094058A JPH04324311A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 振動式ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3094058A JPH04324311A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 振動式ジャイロ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04324311A true JPH04324311A (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=14099943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3094058A Pending JPH04324311A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 振動式ジャイロ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04324311A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998057124A1 (fr) * | 1997-06-13 | 1998-12-17 | Citizen Watch Co., Ltd. | Gyroscope a vibrations |
KR100869634B1 (ko) * | 2006-04-19 | 2008-11-21 | 후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤 | 각속도 센서 |
-
1991
- 1991-04-24 JP JP3094058A patent/JPH04324311A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998057124A1 (fr) * | 1997-06-13 | 1998-12-17 | Citizen Watch Co., Ltd. | Gyroscope a vibrations |
US6437490B1 (en) | 1997-06-13 | 2002-08-20 | Citizen Watch Co., Ltd. | Vibration gyroscope |
KR100869634B1 (ko) * | 2006-04-19 | 2008-11-21 | 후지쓰 메디아 데바이스 가부시키가이샤 | 각속도 센서 |
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