JPH0534160A - 振動子 - Google Patents
振動子Info
- Publication number
- JPH0534160A JPH0534160A JP3209851A JP20985191A JPH0534160A JP H0534160 A JPH0534160 A JP H0534160A JP 3209851 A JP3209851 A JP 3209851A JP 20985191 A JP20985191 A JP 20985191A JP H0534160 A JPH0534160 A JP H0534160A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- oscillator
- angular velocity
- powder
- powders
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 雰囲気温度が変化しても反りが発生しにくい
振動子を得る。 【構成】 振動子１０をたとえば正３角柱状などの多角
柱状に形成する。振動子１０は、恒弾性金属材料などの
粉末を金型に入れ、成形したのち焼成することによって
作製される。このとき、粉末の量を調整することによっ
て、振動子１０の機械的品質係数Ｑを調整する。
振動子を得る。 【構成】 振動子１０をたとえば正３角柱状などの多角
柱状に形成する。振動子１０は、恒弾性金属材料などの
粉末を金型に入れ、成形したのち焼成することによって
作製される。このとき、粉末の量を調整することによっ
て、振動子１０の機械的品質係数Ｑを調整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は振動子に関し、特にた
とえば、振動ジャイロの振動体として用いられる、振動
子に関する。
とえば、振動ジャイロの振動体として用いられる、振動
子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の振動子としては、たとえばエリン
バなどの恒弾性を有する金属材料を３角柱状に形成した
ものがあった。このような振動子は、たとえば円柱状の
恒弾性材料を用い、ロール引きやダイス引きなどの異形
成形によって形成されていた。この振動子はたとえば角
速度センサなどに用いられ、その場合振動子の側面に圧
電素子が取り付けられる。
バなどの恒弾性を有する金属材料を３角柱状に形成した
ものがあった。このような振動子は、たとえば円柱状の
恒弾性材料を用い、ロール引きやダイス引きなどの異形
成形によって形成されていた。この振動子はたとえば角
速度センサなどに用いられ、その場合振動子の側面に圧
電素子が取り付けられる。
【０００３】このような角速度センサでは、たとえば１
つの圧電素子または他の２つの圧電素子に駆動信号を与
えることによって、振動子が屈曲振動する。この状態
で、振動子の軸方向を中心として回転すると、コリオリ
力が働いて振動方向が変わる。それに応じて圧電素子に
電圧が発生し、その電圧を測定すれば、角速度センサに
加わった回転角速度を検出することができる。
つの圧電素子または他の２つの圧電素子に駆動信号を与
えることによって、振動子が屈曲振動する。この状態
で、振動子の軸方向を中心として回転すると、コリオリ
力が働いて振動方向が変わる。それに応じて圧電素子に
電圧が発生し、その電圧を測定すれば、角速度センサに
加わった回転角速度を検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】たとえば３角柱状の振
動子を作製する場合、図４のような円柱状の恒弾性材料
１が準備される。この恒弾性材料１が、図５に示すよう
に、ローラ２でロール引きされて、その断面が３角柱状
に近い形状になる。このとき、図５の矢印に示すよう
に、恒弾性材料の平面となる部分が内側に押され、３角
柱の稜線になる部分が外側に押し出されるように変形す
る。したがって、作製された振動子３には、図６の矢印
に示すような応力がかかる。
動子を作製する場合、図４のような円柱状の恒弾性材料
１が準備される。この恒弾性材料１が、図５に示すよう
に、ローラ２でロール引きされて、その断面が３角柱状
に近い形状になる。このとき、図５の矢印に示すよう
に、恒弾性材料の平面となる部分が内側に押され、３角
柱の稜線になる部分が外側に押し出されるように変形す
る。したがって、作製された振動子３には、図６の矢印
に示すような応力がかかる。
【０００５】ところが、このような応力の分布を、振動
子の中心に対して完全対称にすることは困難である。そ
のため、雰囲気温度によって、振動子に反りが生じる。
角速度センサに振動子を用い、この振動子に反りが生じ
ると、圧電素子に振動子の反りに応じた電圧が発生す
る。したがって、正確な回転角速度を測定することがで
きない。
子の中心に対して完全対称にすることは困難である。そ
のため、雰囲気温度によって、振動子に反りが生じる。
角速度センサに振動子を用い、この振動子に反りが生じ
ると、圧電素子に振動子の反りに応じた電圧が発生す
る。したがって、正確な回転角速度を測定することがで
きない。
【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、雰
囲気温度の変化によって反りの生じにくい振動子を提供
することである。
囲気温度の変化によって反りの生じにくい振動子を提供
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、金属材料あ
るいはセラミック材料の粉末を柱状に成形し焼成したこ
とを特徴とする、振動子である。
るいはセラミック材料の粉末を柱状に成形し焼成したこ
とを特徴とする、振動子である。
【０００８】
【作用】金属材料あるいはセラミック材料の粉末を成形
し焼成するため、作製された振動子には、応力がほとん
ど作用しない。
し焼成するため、作製された振動子には、応力がほとん
ど作用しない。
【０００９】
【発明の効果】この発明によれば、振動子にはほとんど
応力がかからないため、不均一な応力の分布がなく、雰
囲気温度が変わっても反りが生じにくい。そのため、こ
の振動子を角速度センサに応用すれば、振動子の反りに
よる誤差が少なくなり、正確に回転角速度を検出するこ
とができる。
応力がかからないため、不均一な応力の分布がなく、雰
囲気温度が変わっても反りが生じにくい。そのため、こ
の振動子を角速度センサに応用すれば、振動子の反りに
よる誤差が少なくなり、正確に回転角速度を検出するこ
とができる。
【００１０】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。
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。
【００１１】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す斜視図であ
る。振動子１０は、たとえばエリンバ，ステンレス鋼，
４２ニッケルなどの金属材料あるいはセラミック材料で
形成される。この振動子１０は、たとえば正３角柱状に
形成される。この振動子１０は、たとえば角速度センサ
の振動体として用いられる。この場合、図２に示すよう
に、振動子１０の外側面の中央部には、それぞれ圧電素
子１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成される。そして、圧電
素子１２ａ，１２ｂまたは圧電素子１２ｃに、駆動信号
が印加される。この駆動信号によって、振動子１０は、
圧電素子１２ｃの形成された面に直交する向きに屈曲振
動する。この状態で、振動子１０の軸方向を中心として
回転すると、コリオリ力が働いて振動子１０の振動方向
が変わる。このとき、２つの圧電素子１２ａ，１２ｂに
は、加わった回転角速度に応じた電圧が発生する。した
がって、圧電素子１２ａ，１２ｂに発生する電圧の差を
測定することにより、角速度センサに加わった回転角速
度を検出することができる。
る。振動子１０は、たとえばエリンバ，ステンレス鋼，
４２ニッケルなどの金属材料あるいはセラミック材料で
形成される。この振動子１０は、たとえば正３角柱状に
形成される。この振動子１０は、たとえば角速度センサ
の振動体として用いられる。この場合、図２に示すよう
に、振動子１０の外側面の中央部には、それぞれ圧電素
子１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成される。そして、圧電
素子１２ａ，１２ｂまたは圧電素子１２ｃに、駆動信号
が印加される。この駆動信号によって、振動子１０は、
圧電素子１２ｃの形成された面に直交する向きに屈曲振
動する。この状態で、振動子１０の軸方向を中心として
回転すると、コリオリ力が働いて振動子１０の振動方向
が変わる。このとき、２つの圧電素子１２ａ，１２ｂに
は、加わった回転角速度に応じた電圧が発生する。した
がって、圧電素子１２ａ，１２ｂに発生する電圧の差を
測定することにより、角速度センサに加わった回転角速
度を検出することができる。
【００１２】振動子１０を作製するには、たとえば恒弾
性を有する金属材料の粉末が準備される。さらに、図３
に示すように、たとえば正３角柱状の空洞部２０を有す
る金型２２が準備される。この金型２２の空洞部２０
に、恒弾性金属材料の粉末が充填される。そして、粉末
を加圧することによって成形し、さらに焼成することに
よって振動子１０が形成される。
性を有する金属材料の粉末が準備される。さらに、図３
に示すように、たとえば正３角柱状の空洞部２０を有す
る金型２２が準備される。この金型２２の空洞部２０
に、恒弾性金属材料の粉末が充填される。そして、粉末
を加圧することによって成形し、さらに焼成することに
よって振動子１０が形成される。
【００１３】この振動子１０では、恒弾性金属材料の粉
末を成形し焼成するため、円柱状の材料を異形成形する
場合のように、振動子１０に応力が働かない。そのた
め、雰囲気温度が変化しても、振動子１０に反りが発生
しにくい。したがって、この振動子１０を角速度センサ
に応用すれば、雰囲気温度の変化による反りによって圧
電素子１２ａ，１２ｂに電圧が発生せず、回転角速度に
よる電圧のみを測定することができる。そのため、正確
に回転角速度を検出することができる。
末を成形し焼成するため、円柱状の材料を異形成形する
場合のように、振動子１０に応力が働かない。そのた
め、雰囲気温度が変化しても、振動子１０に反りが発生
しにくい。したがって、この振動子１０を角速度センサ
に応用すれば、雰囲気温度の変化による反りによって圧
電素子１２ａ，１２ｂに電圧が発生せず、回転角速度に
よる電圧のみを測定することができる。そのため、正確
に回転角速度を検出することができる。
【００１４】振動子１０を角速度センサに使用する場
合、振動子１０の機械的品質係数Ｑによって、外乱があ
ってから特性が安定するまでの時間が異なる。つまり、
Ｑが大きいほど振動子としての性能は良くなるが、応答
時間が長くなる。一方、Ｑが小さいと振動子としての性
能は悪くなるが、応答時間は短くなる。そこで、Ｑを適
当に選ぶことによって、振動子としての性能と応答時間
とのバランスをとることができる。
合、振動子１０の機械的品質係数Ｑによって、外乱があ
ってから特性が安定するまでの時間が異なる。つまり、
Ｑが大きいほど振動子としての性能は良くなるが、応答
時間が長くなる。一方、Ｑが小さいと振動子としての性
能は悪くなるが、応答時間は短くなる。そこで、Ｑを適
当に選ぶことによって、振動子としての性能と応答時間
とのバランスをとることができる。
【００１５】Ｑを調整するには、金型２２に充填する恒
弾性金属材料の粉末の量を変えればよく、それによって
振動子１０の密度が変わり、作製された振動子１０のＱ
が調整される。この方法では、振動子１０の材質を変え
ずに、Ｑのみを変えることができる。たとえば、振動子
の材質を変えるとヤング率が変わり、それによって伝搬
速度が変わる。しかしながら、恒弾性金属材料の粉末の
量を変えれば、ヤング率などの特性を変えることなく、
Ｑのみを変えることができる。したがって、特性の好適
な材料を用いて、応答時間を調整することができる。
弾性金属材料の粉末の量を変えればよく、それによって
振動子１０の密度が変わり、作製された振動子１０のＱ
が調整される。この方法では、振動子１０の材質を変え
ずに、Ｑのみを変えることができる。たとえば、振動子
の材質を変えるとヤング率が変わり、それによって伝搬
速度が変わる。しかしながら、恒弾性金属材料の粉末の
量を変えれば、ヤング率などの特性を変えることなく、
Ｑのみを変えることができる。したがって、特性の好適
な材料を用いて、応答時間を調整することができる。
【００１６】なお、上述の実施例では振動子を３角柱状
に形成したが、振動子の形状は必要に応じて、４角柱状
や６角柱状など、他の形状に形成してもよい。また、振
動子の材料としては、恒弾性金属材料以外にも、要求さ
れる特性に応じて、恒弾性を有しない金属材料，セラミ
ック材料およびガラス材の粉末などを使用することがで
きる。
に形成したが、振動子の形状は必要に応じて、４角柱状
や６角柱状など、他の形状に形成してもよい。また、振
動子の材料としては、恒弾性金属材料以外にも、要求さ
れる特性に応じて、恒弾性を有しない金属材料，セラミ
ック材料およびガラス材の粉末などを使用することがで
きる。
【図１】この発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す振動子を用いた角速度センサを示す
図解図である。
図解図である。
【図３】図１に示す振動子を作製するために用いられる
金型の図解図である。
金型の図解図である。
【図４】この発明の背景となる従来の振動子を作製する
のに用いられる材料を示す斜視図である。
のに用いられる材料を示す斜視図である。
【図５】図４に示す材料をロール引きする状態を示す図
解図である。
解図である。
【図６】図５に示すロール引きによって作製された従来
の振動子の断面を示す図解図である。
の振動子の断面を示す図解図である。
１０ 振動子 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ 圧電素子 ２２ 金型
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 金属材料あるいはセラミック材料の粉末
を柱状に成形し焼成したことを特徴とする、振動子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3209851A JPH0534160A (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 振動子 |
| EP19920112595 EP0529309B1 (en) | 1991-07-26 | 1992-07-23 | Method of manufacturing a vibrator |
| DE1992607116 DE69207116T2 (de) | 1991-07-26 | 1992-07-23 | Verfahren zur Herstellung eines Schwingkörpers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3209851A JPH0534160A (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534160A true JPH0534160A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16579677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3209851A Pending JPH0534160A (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534160A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05133752A (ja) * | 1991-11-12 | 1993-05-28 | Akai Electric Co Ltd | 振動子 |
-
1991
- 1991-07-26 JP JP3209851A patent/JPH0534160A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05133752A (ja) * | 1991-11-12 | 1993-05-28 | Akai Electric Co Ltd | 振動子 |
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