JPH06258080A - 振動子の支持構造 - Google Patents
振動子の支持構造Info
- Publication number
- JPH06258080A JPH06258080A JP5045203A JP4520393A JPH06258080A JP H06258080 A JPH06258080 A JP H06258080A JP 5045203 A JP5045203 A JP 5045203A JP 4520393 A JP4520393 A JP 4520393A JP H06258080 A JPH06258080 A JP H06258080A
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- JP
- Japan
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- vibration
- vibrator
- vibrating body
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- Pending
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、振動子の効率のよい自由振動を得
ることを目的とする。 【構成】 振動体２を支持する支持部材６，７は、略コ
字形の屈曲部６ａ，７ａを他の部分に比べて硬度を小さ
く形成したことを特徴とする。
ることを目的とする。 【構成】 振動体２を支持する支持部材６，７は、略コ
字形の屈曲部６ａ，７ａを他の部分に比べて硬度を小さ
く形成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、振動子の支持構造に関
し、例えば振動ジャイロ等に用いられる音片型振動子の
支持構造に関する。
し、例えば振動ジャイロ等に用いられる音片型振動子の
支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の振動子の支持構造としては、例え
ば図４及び図５に示すような特開平３−３４６１３号公
報に開示されたものがある。この従来例は、振動ジャイ
ロに用いられる音片型振動子の支持構造であり、振動子
１は、振動体２とこの振動体２を振動させるための駆動
用圧電素子３，４を含んでいる。振動体２はエリンバと
呼ばれる鉄−ニッケル合金の一種でヤング率の温度係数
が他の金属材料に比べて小さな値をもつ材料により正３
角柱状に形成されている。振動体２の２つの側面の中央
部に駆動用圧電素子３及び４がそれぞれ形成されてい
る。駆動用圧電素子３は、圧電体３ａの両面に電極３
ｂ，３ｃが形成され、一方の電極３ｃが振動体２の側面
に接着されている。同様に、駆動用圧電素子４は、圧電
体４ａの両面に電極４ｂ，４ｃが形成されている。これ
らの駆動用圧電素子３，４に駆動信号が与えられること
によって振動体２は駆動用圧電素子３，４の形成されて
いない面に直交する方向に屈曲振動する。また、振動体
２の他の側面の中央部には、検出用圧電素子５が形成さ
れている。５ａは圧電体、５ｂ，５ｃは電極である。こ
の検出用圧電素子５からの出力信号を検出することによ
って振動ジャイロに加わった回転角速度が検出される。
振動体２は、２個の棒状支持部材８，９によって支持さ
れている。これらの支持部材８，９は、振動体２の駆動
用圧電素子３，４形成面間の稜線部分に接続されてい
る。支持部材８，９は振動体２のノード点付近に接続さ
れ、この例では振動体２の長さをＬとすると、その両端
から０．２２４Ｌの位置に接続されている。この従来例
は、上記の構成により、振動体２の駆動用圧電素子３，
４形成面の振動状態が２つの支持点を結ぶ直線の両側で
対称となり、振動体２の振動が減衰されにくく、小型化
が可能な構造となっている。
ば図４及び図５に示すような特開平３−３４６１３号公
報に開示されたものがある。この従来例は、振動ジャイ
ロに用いられる音片型振動子の支持構造であり、振動子
１は、振動体２とこの振動体２を振動させるための駆動
用圧電素子３，４を含んでいる。振動体２はエリンバと
呼ばれる鉄−ニッケル合金の一種でヤング率の温度係数
が他の金属材料に比べて小さな値をもつ材料により正３
角柱状に形成されている。振動体２の２つの側面の中央
部に駆動用圧電素子３及び４がそれぞれ形成されてい
る。駆動用圧電素子３は、圧電体３ａの両面に電極３
ｂ，３ｃが形成され、一方の電極３ｃが振動体２の側面
に接着されている。同様に、駆動用圧電素子４は、圧電
体４ａの両面に電極４ｂ，４ｃが形成されている。これ
らの駆動用圧電素子３，４に駆動信号が与えられること
によって振動体２は駆動用圧電素子３，４の形成されて
いない面に直交する方向に屈曲振動する。また、振動体
２の他の側面の中央部には、検出用圧電素子５が形成さ
れている。５ａは圧電体、５ｂ，５ｃは電極である。こ
の検出用圧電素子５からの出力信号を検出することによ
って振動ジャイロに加わった回転角速度が検出される。
振動体２は、２個の棒状支持部材８，９によって支持さ
れている。これらの支持部材８，９は、振動体２の駆動
用圧電素子３，４形成面間の稜線部分に接続されてい
る。支持部材８，９は振動体２のノード点付近に接続さ
れ、この例では振動体２の長さをＬとすると、その両端
から０．２２４Ｌの位置に接続されている。この従来例
は、上記の構成により、振動体２の駆動用圧電素子３，
４形成面の振動状態が２つの支持点を結ぶ直線の両側で
対称となり、振動体２の振動が減衰されにくく、小型化
が可能な構造となっている。
【０００３】また、特開平３−１３００６号公報には、
図６、図７に示すような振動子の支持構造が開示されて
いる。支持部材８，９は、線材によりコ字形に形成さ
れ、そのコ字形の支持部材８，９の中央部分が振動体２
の稜線部分の２個所に、スポット溶接で固着されてい
る。１０はセラミックス材料からなる矩形板状の支持
台、１１は弾性材料からなる緩衝材であり、緩衝材１１
の上には、その長手方向に分割された２つの基板１２，
１３が接着されている。一方の基板１２上には５つの電
極１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅが形成さ
れ、他方の基板１３上にも２つの電極１５ａ，１５ｂが
形成されている。一方の基板１２上の電極１４ａ及び１
４ｅには、コ字形の支持部材８の両端部が溶接によって
固着され、同様に、他方のコ字形の支持部材９の両端部
が、他方の基板１３上の電極１５ａ及び１５ｂに固着さ
れている。一方の基板１２上の電極１４ｂ，１４ｄ，１
４ｃには、リード線によって圧電素子３，４，５がそれ
ぞれ電気的に接続されている。この従来例は、分割され
た２つの基板１２，１３にそれぞれ固定された２つの支
持部材８，９が個別に変位するので、支持部材８，９に
よって振動子１の振動が抑制されにくい構造となってい
る。
図６、図７に示すような振動子の支持構造が開示されて
いる。支持部材８，９は、線材によりコ字形に形成さ
れ、そのコ字形の支持部材８，９の中央部分が振動体２
の稜線部分の２個所に、スポット溶接で固着されてい
る。１０はセラミックス材料からなる矩形板状の支持
台、１１は弾性材料からなる緩衝材であり、緩衝材１１
の上には、その長手方向に分割された２つの基板１２，
１３が接着されている。一方の基板１２上には５つの電
極１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅが形成さ
れ、他方の基板１３上にも２つの電極１５ａ，１５ｂが
形成されている。一方の基板１２上の電極１４ａ及び１
４ｅには、コ字形の支持部材８の両端部が溶接によって
固着され、同様に、他方のコ字形の支持部材９の両端部
が、他方の基板１３上の電極１５ａ及び１５ｂに固着さ
れている。一方の基板１２上の電極１４ｂ，１４ｄ，１
４ｃには、リード線によって圧電素子３，４，５がそれ
ぞれ電気的に接続されている。この従来例は、分割され
た２つの基板１２，１３にそれぞれ固定された２つの支
持部材８，９が個別に変位するので、支持部材８，９に
よって振動子１の振動が抑制されにくい構造となってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の振動子の支持構
造にあっては、支持部材として次のような要求を満たす
ものが用いられていた。即ち、（イ）振動子の振動を妨
げないように、振動体のノード点付近の２ヵ所におい
て、支持部材はできるだけ点固定にする必要がある。
（ロ）振動子に共振周波数からのずれをもたらさないよ
うに振動体の質量に対し支持部材の質量は小さくする必
要がある。（ハ）振動子の振動に対し、支持部材に同期
した振動を起させて振動子の振動を不安定にさせないこ
とが必要である。このため、支持部材は、ピアノ線に代
表されるような硬度の高い細い線材で形成されていた。
しかしながら、支持部材に硬度の高い線材を用いると、
支持部材の振動が振動子の自由振動を抑制することにな
って効率のよい振動が妨げられ、この振動子によって構
成される振動ジャイロ等の感度が低下するという問題が
あった。
造にあっては、支持部材として次のような要求を満たす
ものが用いられていた。即ち、（イ）振動子の振動を妨
げないように、振動体のノード点付近の２ヵ所におい
て、支持部材はできるだけ点固定にする必要がある。
（ロ）振動子に共振周波数からのずれをもたらさないよ
うに振動体の質量に対し支持部材の質量は小さくする必
要がある。（ハ）振動子の振動に対し、支持部材に同期
した振動を起させて振動子の振動を不安定にさせないこ
とが必要である。このため、支持部材は、ピアノ線に代
表されるような硬度の高い細い線材で形成されていた。
しかしながら、支持部材に硬度の高い線材を用いると、
支持部材の振動が振動子の自由振動を抑制することにな
って効率のよい振動が妨げられ、この振動子によって構
成される振動ジャイロ等の感度が低下するという問題が
あった。
【０００５】本発明は、このような従来の問題に着目し
てなされたもので、振動子の効率のよい自由振動を得る
ことができて、この振動子によって構成される振動ジャ
イロ等の感度を向上させることのできる振動子の支持構
造を提供することを目的とする。
てなされたもので、振動子の効率のよい自由振動を得る
ことができて、この振動子によって構成される振動ジャ
イロ等の感度を向上させることのできる振動子の支持構
造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、多角柱状の振動体及び該振動体における
非平行の２つの側面に取付けられ当該振動体を振動させ
る駆動用圧電素子を含む振動子を、前記振動体のノード
点付近において前記２つの側面から等距離で且つ当該振
動体の長手方向の一直線上の２点で略コ字形の支持部材
によりそれぞれ支持し、該支持部材の各端部を基板上に
固定して前記振動子を空間中に支持してなる振動子の支
持構造において、前記支持部材は、略コ字形の屈曲部を
他の部分に比べて硬度を小さく形成してなることを要旨
とする。
決するために、多角柱状の振動体及び該振動体における
非平行の２つの側面に取付けられ当該振動体を振動させ
る駆動用圧電素子を含む振動子を、前記振動体のノード
点付近において前記２つの側面から等距離で且つ当該振
動体の長手方向の一直線上の２点で略コ字形の支持部材
によりそれぞれ支持し、該支持部材の各端部を基板上に
固定して前記振動子を空間中に支持してなる振動子の支
持構造において、前記支持部材は、略コ字形の屈曲部を
他の部分に比べて硬度を小さく形成してなることを要旨
とする。
【０００７】
【作用】支持部材は、略コ字形の屈曲部が他の部分に比
べて硬度が小さいため、振動子の屈曲振動に伴ないその
屈曲部の部分がねじれて支持部材に生じる反力が緩和さ
れる。従って振動子の屈曲振動を抑圧する方向に働く支
持部材の反力が小さくなり、振動子の効率よい自由振動
が得られる。
べて硬度が小さいため、振動子の屈曲振動に伴ないその
屈曲部の部分がねじれて支持部材に生じる反力が緩和さ
れる。従って振動子の屈曲振動を抑圧する方向に働く支
持部材の反力が小さくなり、振動子の効率よい自由振動
が得られる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図３に基づ
いて説明する。なお、図１乃至図３において前記図４乃
至図７における部材等と同一ないし均等のものは、前記
と同一符号を以って示し、重複した説明を省略する。
いて説明する。なお、図１乃至図３において前記図４乃
至図７における部材等と同一ないし均等のものは、前記
と同一符号を以って示し、重複した説明を省略する。
【０００９】まず、振動子の支持構造の構成を説明す
る。本実施例では、２つの支持部材６，７が直径０．２
５〜０．３０mm程度の硬度の高い線材によりコ字形に形
成され、その屈曲部６ａ，７ａの部分のみが硬度が小さ
くなるように処理されている。硬度を小さくする処理と
しては、局部的なレーザ照射或いは電子ビーム照射によ
る焼きなまし処理等が用いられる。そして、振動体２の
持つ固有の振動を妨げないように、コ字形の中央部分６
ｄ，７ｄが振動体２の稜線部分の２個所に、点接触に近
い状態でスポット溶接により固着されている。支持部材
６，７は、振動体２と結合されることにより、振動体２
の固有の振動に影響を及ぼさないように、その質量は振
動体２に比べて１桁以上小さな値を持つことが必要であ
り、上記のように、点接触と合わせ考慮して直径が０．
２５〜０．３０mm程度の細い線材が用いられている。ま
た支持部材６，７は、振動体２の固有の振動に対し、同
期した振動をして振動体２の安定した振動を妨げないよ
うにするため、上述のような細い線材であっても全体的
には必要な硬さを持たなければならず、ピアノ線のよう
な材質で形成されている。
る。本実施例では、２つの支持部材６，７が直径０．２
５〜０．３０mm程度の硬度の高い線材によりコ字形に形
成され、その屈曲部６ａ，７ａの部分のみが硬度が小さ
くなるように処理されている。硬度を小さくする処理と
しては、局部的なレーザ照射或いは電子ビーム照射によ
る焼きなまし処理等が用いられる。そして、振動体２の
持つ固有の振動を妨げないように、コ字形の中央部分６
ｄ，７ｄが振動体２の稜線部分の２個所に、点接触に近
い状態でスポット溶接により固着されている。支持部材
６，７は、振動体２と結合されることにより、振動体２
の固有の振動に影響を及ぼさないように、その質量は振
動体２に比べて１桁以上小さな値を持つことが必要であ
り、上記のように、点接触と合わせ考慮して直径が０．
２５〜０．３０mm程度の細い線材が用いられている。ま
た支持部材６，７は、振動体２の固有の振動に対し、同
期した振動をして振動体２の安定した振動を妨げないよ
うにするため、上述のような細い線材であっても全体的
には必要な硬さを持たなければならず、ピアノ線のよう
な材質で形成されている。
【００１０】次に、上述のように構成された振動子の支
持構造の作用を説明する。駆動用圧電素子３，４に駆動
信号が印加されることによって振動体２は、図３に示す
ように駆動用圧電素子３，４の形成されていない面に直
交する方向に屈曲振動し、これに応じて検出用圧電素子
５に電圧が生じる。このとき、支持部材６，７はその水
平部６ｂ，７ｂ及び垂直部６ｃ，７ｃ等の部分が振動体
２の屈曲振動によって図３に示すように曲げられ、支持
部材６，７には元の形状状態に戻るような反力が生じ
る。しかし、本実施例では、屈曲部６ａ，７ａの部分
が、他の部分６ｂ，６ｃ，７ｂ，７ｃに比べて硬度が小
さいので、その屈曲部６ａ，７ａの部分がねじれて支持
部材６，７に生じる反力が緩和される。このため、振動
体２の屈曲振動を抑圧する方向に働く支持部材６，７の
反力が小さくなり、振動子１の効率よい自由振動が得ら
れる。従って、この振動子１によって構成される振動ジ
ャイロ等の感度が向上する。
持構造の作用を説明する。駆動用圧電素子３，４に駆動
信号が印加されることによって振動体２は、図３に示す
ように駆動用圧電素子３，４の形成されていない面に直
交する方向に屈曲振動し、これに応じて検出用圧電素子
５に電圧が生じる。このとき、支持部材６，７はその水
平部６ｂ，７ｂ及び垂直部６ｃ，７ｃ等の部分が振動体
２の屈曲振動によって図３に示すように曲げられ、支持
部材６，７には元の形状状態に戻るような反力が生じ
る。しかし、本実施例では、屈曲部６ａ，７ａの部分
が、他の部分６ｂ，６ｃ，７ｂ，７ｃに比べて硬度が小
さいので、その屈曲部６ａ，７ａの部分がねじれて支持
部材６，７に生じる反力が緩和される。このため、振動
体２の屈曲振動を抑圧する方向に働く支持部材６，７の
反力が小さくなり、振動子１の効率よい自由振動が得ら
れる。従って、この振動子１によって構成される振動ジ
ャイロ等の感度が向上する。
【００１１】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、振動体を支持する支持部材は、略コ字形の屈曲部を
他の部分に比べて硬度を小さく形成したため、その屈曲
部の部分で支持部材に生じる反力が緩和されて振動子の
効率のよい自由振動を得ることができ、その振動子によ
って構成される振動ジャイロ等の感度を向上させること
ができる。
ば、振動体を支持する支持部材は、略コ字形の屈曲部を
他の部分に比べて硬度を小さく形成したため、その屈曲
部の部分で支持部材に生じる反力が緩和されて振動子の
効率のよい自由振動を得ることができ、その振動子によ
って構成される振動ジャイロ等の感度を向上させること
ができる。
【図１】本発明に係る振動子の支持構造の実施例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】上記実施例の作用を説明するための図である。
【図４】従来の振動子の支持構造を示す斜視図である。
【図５】図４のＢ矢視図である。
【図６】他の従来例を示す斜視図である。
【図７】図６のＣ矢視図である。
１ 振動子 ２ 振動体 ３，４ 駆動用圧電素子 ５ 検出用圧電素子 ６，７ 支持部材 ６ａ，７ａ 屈曲部 １２，１３ 基板
Claims (1)
- 【請求項１】 多角柱状の振動体及び該振動体における
非平行の２つの側面に取付けられ当該振動体を振動させ
る駆動用圧電素子を含む振動子を、前記振動体のノード
点付近において前記２つの側面から等距離で且つ当該振
動体の長手方向の一直線上の２点で略コ字形の支持部材
によりそれぞれ支持し、該支持部材の各端部を基板上に
固定して前記振動子を空間中に支持してなる振動子の支
持構造において、 前記支持部材は、略コ字形の屈曲部を他の部分に比べて
硬度を小さく形成してなることを特徴とする振動子の支
持構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5045203A JPH06258080A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 振動子の支持構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5045203A JPH06258080A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 振動子の支持構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258080A true JPH06258080A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12712720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5045203A Pending JPH06258080A (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 振動子の支持構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06258080A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5889358A (en) * | 1995-10-11 | 1999-03-30 | Murata Manufacturingco., Ltd. | Vibration gyroscope |
-
1993
- 1993-03-05 JP JP5045203A patent/JPH06258080A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5889358A (en) * | 1995-10-11 | 1999-03-30 | Murata Manufacturingco., Ltd. | Vibration gyroscope |
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