JPH0783668A - 圧電振動ジャイロ - Google Patents
圧電振動ジャイロInfo
- Publication number
- JPH0783668A JPH0783668A JP5249815A JP24981593A JPH0783668A JP H0783668 A JPH0783668 A JP H0783668A JP 5249815 A JP5249815 A JP 5249815A JP 24981593 A JP24981593 A JP 24981593A JP H0783668 A JPH0783668 A JP H0783668A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- piezoelectric ceramic
- detection
- ceramic body
- piezoelectric
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 量産性の高い圧電振動ジャイロを提供する。
【構成】 四角柱の圧電セラミックの対向する二側面に
対向する二組の駆動電極と二組の検出電極を配置し、駆
動電極によって屈曲振動を生じさせる。角速度によるコ
リオリ力を検出電極で検出して出力する。 【効果】 二面にしか電極を形成しないので側面の加工
が可能となり、共振周波数の合わせ込み等が容易とな
る。
対向する二組の駆動電極と二組の検出電極を配置し、駆
動電極によって屈曲振動を生じさせる。角速度によるコ
リオリ力を検出電極で検出して出力する。 【効果】 二面にしか電極を形成しないので側面の加工
が可能となり、共振周波数の合わせ込み等が容易とな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、角速度を検出する圧電
振動ジャイロに係るもので、製造が容易で特性の良好な
圧電振動ジャイロに関するものである。
振動ジャイロに係るもので、製造が容易で特性の良好な
圧電振動ジャイロに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ナビゲーションや手振れ防止用として用
いられ、回転角（角速度）を検出する圧電振動ジャイロ
が注目され、各種の構造が提案され、実用化されてい
る。これは、回転による圧電セラミックの変位を電圧と
して検出し、角速度に応じた信号を出力するものであ
る。圧電セラミックに電極を形成するものと、エリンバ
等の恒弾性体に圧電セラミック板を貼り付けた構造のも
のとがある。
いられ、回転角（角速度）を検出する圧電振動ジャイロ
が注目され、各種の構造が提案され、実用化されてい
る。これは、回転による圧電セラミックの変位を電圧と
して検出し、角速度に応じた信号を出力するものであ
る。圧電セラミックに電極を形成するものと、エリンバ
等の恒弾性体に圧電セラミック板を貼り付けた構造のも
のとがある。
【０００３】恒弾性材に圧電セラミック板を貼る構造の
ものとしては、三角柱と四角柱のものが提案されている
が、金属表面に圧電セラミック板を貼り付けるものであ
り、接着剤を介して貼り付けられるので検出効率が必ず
しも十分でない。また、圧電セラミック体を振動子自体
として用いるものには、円柱のものが提案されている
が、分極を十分に行うことが難しくなり、表面の電極形
成が困難となる等の問題がある。
ものとしては、三角柱と四角柱のものが提案されている
が、金属表面に圧電セラミック板を貼り付けるものであ
り、接着剤を介して貼り付けられるので検出効率が必ず
しも十分でない。また、圧電セラミック体を振動子自体
として用いるものには、円柱のものが提案されている
が、分極を十分に行うことが難しくなり、表面の電極形
成が困難となる等の問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の圧電振動ジャイロの欠点を改良し、検出効率が
高く、しかも量産性が高く製造が容易な圧電振動ジャイ
ロを提供するものである。
な従来の圧電振動ジャイロの欠点を改良し、検出効率が
高く、しかも量産性が高く製造が容易な圧電振動ジャイ
ロを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、四角柱の圧電
セラミック体を用い、その対向する二側面のみに形成す
る電極のみで駆動、検出が可能な圧電振動ジャイロを得
ることによって、上記の課題を解決するものである。
セラミック体を用い、その対向する二側面のみに形成す
る電極のみで駆動、検出が可能な圧電振動ジャイロを得
ることによって、上記の課題を解決するものである。
【０００６】すなわち、回転による圧電体の変位を電圧
出力として得る圧電振動ジャイロにおいて、回転を検出
する素子は圧電セラミック体であり、四角柱の圧電セラ
ミック体の対向する二つの側面の中央部にそれぞれ縁に
沿って伸びる各二つの駆動電極を具え、その二つの駆動
電極の当該側面の両端面側にそれぞれ対向する側面の電
極と対向して配置された検出電極を具えたことに特徴を
有するものである。
出力として得る圧電振動ジャイロにおいて、回転を検出
する素子は圧電セラミック体であり、四角柱の圧電セラ
ミック体の対向する二つの側面の中央部にそれぞれ縁に
沿って伸びる各二つの駆動電極を具え、その二つの駆動
電極の当該側面の両端面側にそれぞれ対向する側面の電
極と対向して配置された検出電極を具えたことに特徴を
有するものである。
【０００７】
【作用】電極の形成される二つの側面間で分極された圧
電セラミック体の駆動電極に駆動電圧を印加すると、分
極の方向に対して直角の方向に屈曲振動が生じる。この
状態で、回転運動（角速度）が加わると、圧電セラミッ
ク体の分極方向にコリオリ力を生じ、これを対向する側
面に配置された検出電極によって検出するものである。
電セラミック体の駆動電極に駆動電圧を印加すると、分
極の方向に対して直角の方向に屈曲振動が生じる。この
状態で、回転運動（角速度）が加わると、圧電セラミッ
ク体の分極方向にコリオリ力を生じ、これを対向する側
面に配置された検出電極によって検出するものである。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
【０００９】図１は、本発明の実施例を示す斜視図であ
り、電極を形成した圧電セラミック体を示したものであ
る。圧電セラミック体10は電極を形成した上下の面方向
（図１の破線で示した矢印の方向）に分極が施されてい
る。圧電セラミック体は四角柱に形成され、二つの対向
する側面すなわち図の上下の面に電極が形成されてい
る。
り、電極を形成した圧電セラミック体を示したものであ
る。圧電セラミック体10は電極を形成した上下の面方向
（図１の破線で示した矢印の方向）に分極が施されてい
る。圧電セラミック体は四角柱に形成され、二つの対向
する側面すなわち図の上下の面に電極が形成されてい
る。
【００１０】圧電セラミック体10の上面には、中央部の
縁の部分に沿って軸方向に伸びる二つの駆動電極11ａ、
11ｂが配置される。同様に下面にも、中央部の縁の部分
に沿って軸方向に伸びる二つの駆動電極12ａ、12ｂが形
成される。この駆動電極間に駆動電圧を印加して、分極
方向に対して直角な方向（図の実線の矢印方向）に屈曲
振動を生じさせるものである。
縁の部分に沿って軸方向に伸びる二つの駆動電極11ａ、
11ｂが配置される。同様に下面にも、中央部の縁の部分
に沿って軸方向に伸びる二つの駆動電極12ａ、12ｂが形
成される。この駆動電極間に駆動電圧を印加して、分極
方向に対して直角な方向（図の実線の矢印方向）に屈曲
振動を生じさせるものである。
【００１１】上下の面には駆動電極の両端面側に各側面
に二個ずつの検出電極を形成する。すなわち、上面で
は、駆動電極11ａと11ｂの外側（端面側）に検出電極13
ａ、13ｂを配置し、下面にも同様に検出電極14ａ、14ｂ
を配置する。検出電極13ａと14ａ、13ｂと14ｂが対向し
て位置するように配置される。なお、駆動電極11、12は
屈曲振動の節となる点の中央側に形成し、検出電極13、
14はその端面側に形成すると検出効率を高くすることが
できる。
に二個ずつの検出電極を形成する。すなわち、上面で
は、駆動電極11ａと11ｂの外側（端面側）に検出電極13
ａ、13ｂを配置し、下面にも同様に検出電極14ａ、14ｂ
を配置する。検出電極13ａと14ａ、13ｂと14ｂが対向し
て位置するように配置される。なお、駆動電極11、12は
屈曲振動の節となる点の中央側に形成し、検出電極13、
14はその端面側に形成すると検出効率を高くすることが
できる。
【００１２】図２は、本発明による圧電振動ジャイロの
駆動回路と検出回路の説明図である。発振回路15の出力
によって所定の周波数（圧電セラミック体の共振周波
数）の駆動電圧を駆動電極に印加する。この際、駆動電
極11ａと駆動電極12ｂが同相になり、駆動電極11ｂと駆
動電極12ａが同相となるように結線してある。これを圧
電セラミック体の屈曲一次の共振周波数で駆動すると、
駆動電極11ａ、12ａ側と駆動電極11ｂ、12ｂ側とでは逆
位相となるため、伸びと縮みが逆相で生じる。これによ
って、分極方向に対して直角な方向に屈曲振動が生じ
る。
駆動回路と検出回路の説明図である。発振回路15の出力
によって所定の周波数（圧電セラミック体の共振周波
数）の駆動電圧を駆動電極に印加する。この際、駆動電
極11ａと駆動電極12ｂが同相になり、駆動電極11ｂと駆
動電極12ａが同相となるように結線してある。これを圧
電セラミック体の屈曲一次の共振周波数で駆動すると、
駆動電極11ａ、12ａ側と駆動電極11ｂ、12ｂ側とでは逆
位相となるため、伸びと縮みが逆相で生じる。これによ
って、分極方向に対して直角な方向に屈曲振動が生じ
る。
【００１３】上記の状態で、角速度が加わる（回転が生
じる）と、圧電セラミック体の上下面方向にコリオリ力
が生じる。このコリオリ力は検出電極13、14の方向に生
じるので、検出電極13、14にそれに応じた出力電圧が生
じる。これを、検出回路16で検出し、増幅して角速度を
検出する。なお、検出電極の出力を発振回路15にフィー
ドバックをかけておく。
じる）と、圧電セラミック体の上下面方向にコリオリ力
が生じる。このコリオリ力は検出電極13、14の方向に生
じるので、検出電極13、14にそれに応じた出力電圧が生
じる。これを、検出回路16で検出し、増幅して角速度を
検出する。なお、検出電極の出力を発振回路15にフィー
ドバックをかけておく。
【００１４】なお、駆動電極と検出電極の配置や形状は
上記の例に限られるものではなく、屈曲振動を生じさせ
るような駆動電極の配置、コリオリ力を検出できるよう
な検出電極の配置を任意に選択することができる。
上記の例に限られるものではなく、屈曲振動を生じさせ
るような駆動電極の配置、コリオリ力を検出できるよう
な検出電極の配置を任意に選択することができる。
【００１５】本発明による圧電振動ジャイロにおいて
は、圧電セラミック体の側面の研磨が可能であるので、
高い精度の加工が可能となり、それによって直交する方
向の共振周波数をほぼ完全に一致させることができる。
これによって、従来の圧電セラミック板を貼り付けたも
のと異なり、コリオリ力を検出する面でのノイズを非常
に小さくすることができ、Ｓ／Ｎ比が向上する。
は、圧電セラミック体の側面の研磨が可能であるので、
高い精度の加工が可能となり、それによって直交する方
向の共振周波数をほぼ完全に一致させることができる。
これによって、従来の圧電セラミック板を貼り付けたも
のと異なり、コリオリ力を検出する面でのノイズを非常
に小さくすることができ、Ｓ／Ｎ比が向上する。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、分極方向の二表面にそ
れぞれ二つの駆動電極と一つの検出電極を形成するの
で、側面への電極形成が不要となり、量産性が大幅に向
上する。また、圧電セラミック板のウェハの状態で分
極、電極形成処理工程を行うことができる。
れぞれ二つの駆動電極と一つの検出電極を形成するの
で、側面への電極形成が不要となり、量産性が大幅に向
上する。また、圧電セラミック板のウェハの状態で分
極、電極形成処理工程を行うことができる。
【００１７】また、共振周波数の合わせ込みも容易とな
り、検出精度の良好な圧電振動ジャイロが得られる。そ
の上、接着を必要としないので、検出効率、信頼性等の
面でも有利となる。
り、検出精度の良好な圧電振動ジャイロが得られる。そ
の上、接着を必要としないので、検出効率、信頼性等の
面でも有利となる。
【００１８】更に、屈曲振動の変位量の大きい両端部に
検出電極を設けているので、コリオリ力の検出効率を高
めることができる。
検出電極を設けているので、コリオリ力の検出効率を高
めることができる。
【図１】 本発明の実施例の斜視図
【図２】 本発明による圧電振動ジャイロの駆動回路の
一例の説明図
一例の説明図
11、12：駆動電極 13、14：検出電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１０月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、四角柱の圧電
セラミック体を用い、その対向する二側面に形成する電
極のみで駆動、検出が可能な圧電振動ジャイロを得るこ
とによって、上記の課題を解決するものである。
セラミック体を用い、その対向する二側面に形成する電
極のみで駆動、検出が可能な圧電振動ジャイロを得るこ
とによって、上記の課題を解決するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】
【作用】電極の形成される二つの側面間で分極された圧
電セラミック体の駆動電極に駆動電圧を印加すると、分
極の方向に対して直角の方向に屈曲振動が生じる。この
状態で、回転運動（角速度）が加わると、圧電セラミッ
ク体の分極方向にコリオリ力を生じ、これを同じ対向す
る側面に配置された検出電極によって検出するものであ
る。
電セラミック体の駆動電極に駆動電圧を印加すると、分
極の方向に対して直角の方向に屈曲振動が生じる。この
状態で、回転運動（角速度）が加わると、圧電セラミッ
ク体の分極方向にコリオリ力を生じ、これを同じ対向す
る側面に配置された検出電極によって検出するものであ
る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】本発明による圧電振動ジャイロにおいて
は、駆動・検出電極を設けていない圧電セラミック体の
側面の研磨が可能であるので、高い精度の加工が可能と
なり、それによって直交する方向の共振周波数をほぼ完
全に一致させることができる。これによって、従来の圧
電セラミック板を貼り付けたものと異なり、コリオリ力
を検出する面のノイズを非常に小さくすることができ、
Ｓ／Ｎ比が向上する。
は、駆動・検出電極を設けていない圧電セラミック体の
側面の研磨が可能であるので、高い精度の加工が可能と
なり、それによって直交する方向の共振周波数をほぼ完
全に一致させることができる。これによって、従来の圧
電セラミック板を貼り付けたものと異なり、コリオリ力
を検出する面のノイズを非常に小さくすることができ、
Ｓ／Ｎ比が向上する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 高浩 埼玉県比企郡玉川村大字玉川字日野原828 番地 東光株式会社玉川工場内 (72)発明者 高野 勝好 埼玉県比企郡玉川村大字玉川字日野原828 番地 東光株式会社玉川工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 回転による圧電体の変位を電圧出力とし
て得る圧電振動ジャイロにおいて、回転を検出する素子
は圧電セラミック体であり、四角柱の圧電セラミック体
の対向する二つの側面の中央部にそれぞれ縁に沿って伸
びる各二つの駆動電極を具え、その二つの駆動電極の当
該側面の両端面側にそれぞれ対向する側面の電極と対向
して配置された検出電極を具えたことを特徴とする圧電
振動ジャイロ。 - 【請求項２】 駆動電極が屈曲振動の節点の中央側に形
成され、検出電極がその節点の端面側に形成された請求
項１記載の圧電振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5249815A JPH0783668A (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | 圧電振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5249815A JPH0783668A (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | 圧電振動ジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0783668A true JPH0783668A (ja) | 1995-03-28 |
Family
ID=17198614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5249815A Pending JPH0783668A (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | 圧電振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783668A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102297689A (zh) * | 2011-07-22 | 2011-12-28 | 上海交通大学 | 静电驱动压电检测闭环控制微固体模态陀螺 |
-
1993
- 1993-09-10 JP JP5249815A patent/JPH0783668A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102297689A (zh) * | 2011-07-22 | 2011-12-28 | 上海交通大学 | 静电驱动压电检测闭环控制微固体模态陀螺 |
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