JPH08201064A - 角速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で、且つ組立・接続工程が非常に簡単
で、周囲の温度の変化によって特性が変動しにくい角速
度センサを提供する。 【構成】 駆動側振動部１Ａ、検出側振動部１Ｂの振動
枝３、４、６、７との延出方向に、その駆動入力電極５
１、５２、検出出力電極８１、８２を被着した中間保持
枝５、８を設け、この中間保持枝５、８に弾性ピン５
４、５５、８４、８５を介して基板１１の上部に吊設す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２つの振動枝、該振動
枝間に中間保持枝を有する駆動側振動部及び検出側振動
部とから成る圧電振動体を有する角速度センサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カメラのブレ補正、自動車のナビゲーシ
ョン、移動体の姿勢制御に用いられる角速度センサが種
々提案されている。このような角速度センサに用いられ
る圧電振動体の構造として、例えば、米国特許明細書第
４５２４６１９号や特開平３−２９１５１７号などは、
駆動側振動部と検出側振動部とを結合基部で結合した圧
電振動体が提案されている。

【０００３】この圧電振動体９１は、図１０に示すよう
に、基本的には、Ｈ状の圧電基板、即ち結合基部９２を
挟んで両端面方向に駆動側振動部９１Ａ及び検出側振動
部９１Ｂが配置されており、駆動側振動部９１Ａの２本
の振動枝９３、９４の四つの側面には、それぞれ振動駆
動電極９３ａ〜９３ｄ、９４ａ〜９４ｄ（尚、９３ｂ、
９３ｃ、９４ｂ、９４ｃは図に現れない）が夫々形成さ
れている。また、検出側振動部９１Ｂの２本の振動枝９
５、９６の夫々の側面に第１及び第２の振動検出電極９
５ａ〜９５ｄ、９６ａ〜９６ｄ（尚、９５ａ、９５ｂ、
９６ａ、９６ｂは図に現れない）が形成されている。

【０００４】この駆動側振動部９１Ａの振動枝９３、９
４の四側面に形成した振動駆動電極９３ａ〜９３ｄ、９
４ａ〜９４ｄに駆動用交番電圧信号を与えると、駆動側
振動部９１Ａで一平面内で音叉振動が発生する。尚、両
振動部９１Ａ、９１Ｂの音叉振動モードの固有共振周波
数が異なるため検出側振動部９１Ｂは共振しない。

【０００５】ところが、この圧電振動体９１に回転運動
（角速度）が加わると、駆動側振動部９１Ａの２つの振
動枝９３、９４はコリオリの力が作用して、回転運動の
角速度に比例した振動が、圧電基板の平面に対して垂直
な方向に発生する。この振動をバタ足振動という。この
バタ足振動は圧電基板全体に伝わり、検出側振動部９１
Ｂの第１及び第２振動検出電極９５ａ〜９５ｄ、９６ａ
〜９６ｄ間に、バタ足振動方向、圧電基板の分極方向
（水晶基板においては分極電気軸方向）によって決定さ
れた電界が発生することになり、所定角速度に対応した
検出信号を得ることができる。

【０００６】尚、上述の圧電基板は、例えば、結晶軸方
向を考慮して所定結晶面でカットされた水晶基板が用い
られ、全体がＨ状となるようにエッチング処理された
後、圧電基板の両主面、該両主面と直交する両側面に夫
々蒸着法によって各振動駆動電極９３ａ〜９３ｄ、９４
ａ〜９４ｄ、振動検出電極９５ａ〜９５ｄ、９６ａ〜９
６ｄが被着形成されて構成される。

【０００７】このような圧電振動体９１を角速度センサ
として用いる場合は、この振動体を容器の一部であるス
テム基板など（図示せず）に、駆動側及び検出側の各振
動部を構成する振動枝９３、９４、９５、９６が自由に
振動できるように固定することが重要である。このた
め、上述の従来の圧電振動体９１においては、２つの振
動部９１Ａ、９１Ｂを結合する結合基部９２に、各振動
枝９３、９４、９５、９６が延出する方向と直交する方
向に保持部９７、９８を設けていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の圧電振
動体９１において、安定した特性を得るためには、検出
側振動部９１Ｂに形成する第１及び第２の振動検出電極
９５ａ〜９５ｄ、９６ａ〜９６ｄを高い精度でもって形
成することが非常に重要であり、しかも、容器などに収
容して角速度センサとして用いた場合、角速度センサが
大型化しないように配慮する必要がある。

【０００９】また、保持部９７、９８が圧電振動体９１
の幅方向に突出していることから、容器などに収容して
角速度センサとして用いる場合、非常に大型化してま
う。

【００１０】また、圧電振動体９１を容器体などに固定
するにあたり、接着材を介して接着固定する場合には、
周囲の温度変化に伴って、特に圧電振動体９１を固定す
る部材に熱膨張、熱収縮などが発生すると、保持部９
７、９８を介して、この収縮による応力が振動枝９３、
９４、９５、９６に影響して、特性が安定しないという
問題点が考えられる。

【００１１】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、特性の温度による変動が小さ
く、且つ組立・接続工程が非常に簡単な角速度センサを
提供することになる。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】本発明は、結合基部の
対向しあう一方端面に、振動駆動電極が形成された２本
の振動枝と両主面に駆動入力電極が形成された１本の中
間保持枝とから成る駆動側振動部を、他方端面に、振動
検出電極が形成された２本の振動枝と両主面に検出出力
電極が形成された１本の中間保持枝とから成る検出側振
動部を一体的に形成した圧電振動体と、所定配線導体を
有する基板とから成り、 前記圧電振動体
の２本の中間保持枝に接合する弾性ピンによって、前記
圧電振動体を基板の上部に吊設したことを特徴とする角
速度センサ。

【００１３】請求項２の発明は、前記圧電振動体の中間
保持枝の上面側主面に形成された駆動入力電極及び検出
出力電極に接合する概略Ｃ字状の弾性ピンによって、前
記圧電振動体を基板の上部に吊設した角速度センサであ
る。

【００１４】請求項３の発明は、前記圧電振動体の中間
保持枝の両主面を弾性ピンの一端に挟持させるととも
に、該弾性ピンの他端を基板上に配置されたホルダー部
材に固定させた角速度センサである。

【００１５】

【作用】本発明によれば、圧電振動体の構造は、結合基
部の両端部に配置される駆動側振動部及び検出側振動部
には、夫々各振動枝の延出方向と同一方向に延びる中間
保持枝が形成され、この中間保持枝の主面には各振動枝
に形成された振動駆動電極や振動検出電極に接続された
駆動入力電極や検出出力電極が形成されている。

【００１６】そして、このような構造の圧電振動体は、
中間保持枝に接合する弾性ピンによって、外部回路と接
続するための所定配線導体が形成された基板の上部に吊
設されている。

【００１７】従って、圧電振動体の形状である圧電振動
体、即ち、保持手段である中間保持枝が他の振動枝と同
一方向に延びて配置されているため、従来のように圧電
振動体の幅方向が極端に大きくならないことから小型な
角速度センサとなる。

【００１８】また、圧電振動体が、弾性ピンによって吊
設されているため、周囲の温度の変化によって、仮に容
器を構成する基板などに熱膨張などが発生しても、熱膨
張に起因する応力は圧電振動体を吊設する弾性ピンで吸
収されることになり、圧電振動体に温度変化による影響
を与えることがなく、特性の変動を抑えることができ
る。

【００１９】さらに、この弾性ピンを各駆動入力電極、
各検出出力電極などに接合することによって、圧電振動
体の機械的な接合手段及び電気的な接続手段を兼ねさせ
ることができ、組立・接続工程が非常に簡単となる。

【００２０】また、請求項２の発明では、弾性ピンの形
状が概略Ｃ字状となっているので、弾性ピンの成型が非
常に簡単となり、確実且つ安定的に圧電振動体を基板の
上部に吊設することができる。

【００２１】また、請求項３の発明では、中間保持枝の
延出方向と同一に延びる２本の直線状の弾性ピンによっ
て、その一方側端部で中間保持枝の両主面を挟持し、他
端側端部をホルダー部材に固定している。即ち、弾性ピ
ンの加工が非常に簡単になり、圧電振動体の長手方向か
ら圧電振動体を吊設しているので、角速度センサー全体
が幅方向に大きくなることがなく、小型な角速度センサ
ーが達成できる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の角速度センサを図面を用いて
説明する。

【００２３】図１は本発明の角速度センサの外観斜視図
であり、図２（ａ）は蓋体を省略した状態の平面図、図
２（ｂ）は同じく平面図、図２（ｃ）は図１のＡ−Ａ線
断面図であり、図３はこの角速度センサに用いる圧電振
動体の外観斜視図であり、図４（ａ）〜（ｄ）は圧電振
動体の両主面、両側面の平面図であり、図５は駆動側振
動部及び検出側振動部の電極の接続状況と振動状態を説
明するための概略図であり、図６は角速度センサを含む
外部検出回路の等価回路図である。

【００２４】本発明の角速度センサは、圧電振動体１と
この圧電振動体１を気密的に収容するための容器体１０
とから構成されている。例えば、容器体１０は、所定配
線導体１２〜１５、入出力端子１６〜１９が形成された
基板１１と蓋体２０とから構成されている。

【００２５】図１に示すように、容器体１０は、内部に
中空部を形成するように、基板１１と蓋体２０とを気密
的封止材２９を介して気密封止されている。基板１１及
び蓋体２０はアルミナなどセラミック材料から構成さ
れ、気密的封止材２９はエポキシ樹脂や低融点ガラス部
材などから構成される。

【００２６】このような容器体１０の内部には、図２に
示すように、圧電振動体１の振動を妨げられないよう
に、図３に示す圧電振動体１の中間保持枝５、８部分に
接合される所定形状の弾性ピン５４、５５、８４、８５
によって、圧電振動体１を基板１１の上部に吊設されて
いる。尚、図２において、圧電振動体１の振動駆動電
極、振動検出電極は省略した。

【００２７】基板１１は、その表面に形成された４つの
配線導体１２〜１５と、その端面に形成された入出力端
子１６〜１９を有している。配線導体１２〜１５はＡｇ
などを主成分とする厚膜導体膜上に必要に応じてＮｉメ
ッキや半田メッキなどが施されて構成されており、入出
力端子１６〜１９は、基板１１の端面に形成された半円
形状の凹部の内壁に形成した厚膜導体膜、さらに必要に
応じてその表面にＮｉメッキや半田メッキなどが施され
て構成されている。

【００２８】そして、配線導体１２は入力端子１６に、
配線導体１３は入力端子１７に、配線導体１４は出力端
子１８に、配線導体１５は出力端子１９に夫々接続され
ている。

【００２９】弾性ピン５４、５５、８４、８５は、例え
ばＡｕメッキやＮｉメッキが施されたピアノ線、リン青
銅などの材料から成り、０．１０〜０．２０ｍｍなどの
直径を有している。

【００３０】弾性ピン５４、５５、８４、８５は、夫々
脚部を有するＬ字状に形成され、例えば、弾性ピン５４
の脚部は基板１１上の配線導体１３に、弾性ピン５５の
脚部は基板１１上の配線導体１２に、弾性ピン８４の脚
部は基板１１上の配線導体１５に、弾性ピン８５の脚部
は基板１１上の配線導体１４に夫々半田などの導電性接
着材を介して接合されている。

【００３１】また、弾性ピン５４、５５、８４、８５の
他端は、夫々駆動入力電極５１、５２、検出出力電極８
１、８２の各接続パッド部５１ａ、５２ａ、８１ａ、８
２ａに接合されている。尚、弾性ピン５４、５５、８
４、８５は、夫々圧電振動体１の保持枝５、８の外側
で、樹脂などの絶縁部材で一体的にされ、そこから夫々
の接続パッド部５１ａ、５２ａ、８１ａ、８２ａ方向に
延びるようにしても構わない。

【００３２】このような弾性ピン５４、５５、８４、８
５によって吊設される圧電振動体１は、具体的には、図
３、図４に示す構造となっている。

【００３３】圧電振動体１は、駆動側振動部１Ａと検出
側振動部１Ｂと結合基部２とから構成され、例えば水晶
の結晶軸に応じて所定カット、Ｚカットされた水晶基板
などからなっている。その他に所定方向に分極処理され
た圧電性セラミック基板なども例示できる。

【００３４】圧電振動体１は、上述のように中央部に２
つの振動部１Ａ、１Ｂを結合する結合基部２を有してお
り、この結合基部２の対向する両端面には、各振動部１
Ａ、１Ｂを構成するための複数、例えば２つの振動枝が
延びている。また、結合基部２の一方側に配置された駆
動側振動部１Ａは、２つの振動枝３、４の他にその振動
枝３、４の又部分に中間保持枝５が延出されている。ま
た、結合基部２の他方側に配置された検出側振動部１Ｂ
は、２つの振動枝６、７の他にその振動枝６、７の又部
分に中間保持枝８が延出されている。これにより、圧電
振動体１は全体として、「王」字状となっている。従っ
て、圧電振動体１は、特に所定振動に関係しない駆動側
振動部１Ａの中間保持枝５及び検出側振動部１Ｂの中間
保持枝８を有することになる。

【００３５】圧電振動体１の電極構造を説明すると、各
振動部１Ａ、１Ｂ及び結合基部２には、所定電極及び接
続導体などが、クロム、Ａｕなどの金属導体を蒸着など
の薄膜技法によって形成されている。

【００３６】駆動側振動部１Ａを構成する２つの振動枝
３、４の各４面には、所定駆動信号を振動に変換させる
ための振動駆動電極３１〜３４、４１〜４４が形成され
ており、中間保持枝５の両主面には交番駆動信号が入力
される第１の駆動入力電極５１、第２の駆動入力電極５
２が形成されている。

【００３７】また、検出側振動部１Ｂを構成する２つの
振動枝６、７及び中間保持枝８には、角速度に対応する
バタ足振動を検出信号に変換するための振動検出電極６
１〜６４、７１〜７４が、中間保持枝８の両主面には変
換された検出信号を出力するための検出出力電極８１、
検出出力電極８２が形成されている。具体的には、振動
枝６の一方主面には、第１の振動検出電極６１と第２の
振動検出電極６２とが振動枝６の長さ方向に平行に並ん
で形成されており、振動枝７の一方主面には、第１の振
動検出電極７１と第２の振動転出電極７２とが振動枝７
の長さ方向に平行に並んで形成されており、同様に、振
動枝６、７の他方主面には第１の振動検出６３、７３と
第２の振動検出電極６４、７４とが平行に並んで形成さ
れている。

【００３８】さらに、駆動側振動部１Ａと検出側振動部
１Ｂとを結合する結合基部２には、夫々の電極と各入出
力電極とを接続するための接続導体２１、２２、２３、
２４２５、２６が形成され、また、振動枝３、４、６、
７の先端部には３側面に引き回された接続導体３５、４
５、６５、７５が夫々形成され、さらに、駆動側振動部
１Ａの振動枝３、４の基部部分に引き出し接続導体３
６、４６が形成されている。

【００３９】駆動側振動部１Ａの図４（ａ）に示す一方
主面側の第１の駆動入力電極５１は、中間保持枝５の先
端部に接続パッド部５１ａを有し、結合基部２の接続導
体２１を介して振動枝４の振動駆動電極４１に接続さ
れ、接続導体２１、引き出し導体３６を介して振動枝３
の振動駆動電極３４に接続されている。さらに、第１の
駆動入力電極５１と接続する接続導体２１は、図４
（ｄ）に示す側面に延出し、振動駆動電極３２に接続さ
れ、第１の駆動入力電極５１と接続する振動駆動電極４
１は振動駆動電極４３に引き回し接続導体４５を介して
接続されている。

【００４０】また、図４（ｃ）に示す他方主面側の第２
の駆動入力電極５２は、中間保持枝５の先端部に接続パ
ッド部５２ａを有し、結合基部２の接続導体２２を介し
て振動枝３の振動駆動電極３３に接続され、接続導体２
２、引き出し導体４６を介して振動枝４の振動駆動電極
４２に接続されている。また、第２の駆動入力電極５２
に接続する接続導体２２は、図４（ｂ）に示す側面に延
出し、振動駆動電極４４に接続され、第２の駆動入力電
極５２に接続する振動駆動電極３３は振動駆動電極３３
に引き回し接続導体３５を介して接続されている。

【００４１】検出側振動部１Ｂの図４（ａ）に示す一方
主面側の第１の検出出力電極８１は、中間保持枝８の先
端部に接続パッド部８１ａを有し、結合基部２の接続導
体２３を介して振動枝６の第１の振動検出電極６１と振
動枝７の第２の振動検出電極７１に接続されている。
尚、振動枝６の第２の振動検出電極６２と振動枝７の第
２の振動検出電極７２とは、接続導体２４を介して接続
されている。

【００４２】また、図４（ｃ）に示す他方主面側の第２
の検出出力電極８２は、中間保持枝８の先端部に接続パ
ッド部８２ａを有し、結合基部２の接続導体２５を介し
て振動枝６の第１の振動検出電極６３と振動枝７の第１
の振動検出電極７３に接続されている。尚、振動枝６の
第２の振動検出電極６４と振動枝７の振動検出電極７４
とは、接続導体２６を介して接続されている。

【００４３】さらに、振動枝６の一方主面側の第１の振
動検出電極６１の一端は、引き回し接続導体６５を介し
て、振動枝６の他方主面側の第２の振動検出電極６４に
接続されており、振動枝７の一方主面側の第２の振動検
出電極７２の一端は、引き回し接続導体７５を介して、
振動枝７の他方主面側の第１の振動検出電極７３に接続
されている。

【００４４】上述の駆動側振動部１Ａの各電極３１〜３
４、４１〜４４、中間保持枝５の駆動入力電極５１、５
２との関係、及び検出側振動部１Ｂの各電極６１〜６
４、７１〜７４、中間保持枝８の駆動入力電極８１、８
２との関係は、図５に示す概略図となる。

【００４５】上述の構造の圧電振動体１において、駆動
入力電極５１、５２の接続パッド部５１ａ、５２ａに駆
動交番電圧を与えることにより、駆動側振動部１Ａの振
動枝３、４は、例えば、図５に示す実線矢印方向、又は
点線矢印方向に音叉振動する。この音叉振動モードにお
ける各振動部１Ａ、１Ｂの固有共振周波数は異なるよう
に、振動枝３、４、６、７の長さ、幅などが設定されて
いるため、駆動側振動部１Ａの音叉振動によって検出側
振動部１Ｂは共振しない。

【００４６】この状態で、圧電振動体１全体に、回転運
動が加わると、コリオリ力が作用してバタ足振動が発生
する。その結果、検出側振動部１Ｂに、図５の矢印に示
すように、圧電基板の平面に対して実線矢印方向のよう
に、振動枝６が下面方向に、振動枝７が上面方向に振動
し、次の瞬間、点線矢印方向のように、振動枝６が上面
方向に、振動枝７が下面方向に振動する。このモードの
固有共振周波数は、前記駆動側振動部１Ａの共振周波数
の近くに設定されている。

【００４７】また、上述したように、振動枝６、７の各
主面には、第１の振動検出電極６１、６３、７１、７３
と第２の振動検出電極６２、６４、７２、７４とが平行
に並設されているため、このバタ足振動によって、振動
枝６、７の両主面に形成された第１の振動検出電極６
１、６３、７１、７３と第２の振動検出電極６２、６
４、７２、７４との間で夫々電位差が発生する。

【００４８】この一方の電位は、中間保持枝８の上面側
に形成され、且つ上面側の第１の振動検出電極７１、６
１に接続する検出出力電極８１の接続パッド部８１ａか
ら、もう一方の電位は、中間保持枝８の下面側に形成さ
れ、且つ下面側の第１の振動検出電極７３、６３に接続
する検出出力電極８２の接続パッド部８２ａから出力さ
れる。

【００４９】このような、接続パッド部８１ａ、８２ａ
間で得られた検出信号は、図６に示す外部の等価回路で
処理して実際の角速度を測定・検出する。即ち、図中、
点線は図１、図２に示す角速度センサであり、圧電振動
体１を構成する駆動側振動部１Ａの駆動入力電極５１、
５２は、駆動側振動部１Ａに所定振動を与える発振回路
６０Ａに接続されている。

【００５０】また、点線で示す圧電振動体１を構成する
検出側振動部１Ｂの両検出出力電極８１、８２は、増幅
器６０Ｂに接続されている。さらに、増幅器６０Ｂは、
位相検波回路６０Ｃに接続されている。この位相検波回
路６０Ｃは同時に駆動側振動部１Ａに所定振動を与える
発振回路６０Ａに接続されており、増幅器６０Ｂから供
給される検出信号と、発振回路６０Ａの駆動信号との位
相を比較して、これを直流増幅回路６０Ｄを介して出力
されることになる。

【００５１】ここで、図６の点線で示す部分は角速度セ
ンサであるが、これを構成する基板１１上に発振回路６
０Ａ、増幅器６０Ｂ、位相検波回路６０Ｃ、直流増幅回
路６０Ｄを形成しても構わない。

【００５２】次に、上述の圧電振動体１を基板１１との
機械的な接合構造及び電気的な接続構造を説明する。

【００５３】上述ように、圧電振動体１は、その中間保
持枝５、８に接合される弾性ピン５４、５５、８４、８
５によって、圧電振動体１と基板１１との間に所定振動
空間が維持されて基板１１の上部に吊設される。

【００５４】弾性ピン５４、８４の先端は、中間保持枝
５、８の上面側主面に形成された駆動入力電極５１の接
続パッド部５１ａ、検出出力電極８１の接続パッド部８
１ａに半田などの導電性接着材を介して、また、弾性ピ
ン５４、８４の脚部は基板１１上の配線導体１３、１５
に半田などの導電性接着材を介して、夫々機械的に接合
して、且つ電気的に接続されている。この２つの弾性ピ
ン５４、８４によって、圧電振動体１は基板１１の上部
に吊設されることになる。

【００５５】さらに、弾性ピン５５、８５の先端は、中
間保持枝５、８の下面側主面に形成された駆動入力電極
５２の接続パッド部５２ａ、検出出力電極８２の接続パ
ッド部８２ａに半田などの導電性接着材を介して、ま
た、弾性ピン５５、８５の脚部は基板１１上の配線導体
１２、１４に半田などの導電性接着材を介して、夫々機
械的に接合して、且つ電気的に接続されている。この２
つの弾性ピン５５、８５によって、基板１１の上部に吊
設された圧電振動体１を支持することになる。

【００５６】ここで重要なことは、中間保持枝５側を吊
設する弾性ピン５４と中間保持枝５を支持する弾性ピン
５５、中間保持枝８側を吊設する弾性ピン８４と中間保
持枝８を支持する弾性ピン８５とが互いに短絡すること
なく、且つ圧電振動体１を安定的に吊設することであ
る。

【００５７】このため、例えば中間保持枝８側におい
て、弾性ピン８４、８５の延出方向は、互いに接触して
短絡しないようにすれば、種々の方向が選択できる。ま
た、中間保持枝５側についても同様である。

【００５８】これにより、４つの弾性ピン５４、５５、
８４、８５が圧電振動体１を基板１１の上部で吊設し、
さらに支持するとともに、外部回路との接続のための配
線１２〜１５（入出力端子１６〜１９）に接続される。

【００５９】例えば、圧電振動体１の２つの駆動入力電
極５１、５２は、弾性ピン５４、５５、基板１１の配線
導体１２、１３、入力端子１６、１７を介して外部回路
からの駆動信号が供給され、また、２つの検出出力電極
８１、８２は、弾性ピン８４、８５、基板１１の配線導
体１４、１５、出力端子１８、１９を介して外部回路に
検出信号が導出されることになる。

【００６０】以上、角速度センサでは、圧電振動体１の
構造が、結合基部２の両端部に配置される駆動側振動部
１Ａ及び検出側振動部１Ｂに中間保持枝５、８が形成さ
れ、この中間保持枝５、８を介して機械的接合及び電気
的な接続が行われている。即ち、圧電振動体１の機械的
な接合手段及び電気的な接続手段が中間保持枝５、８の
みで行うことができ、しかも、実際には、基板１１に弾
性ピン５４、５５、８４、８５を介して圧電振動体１を
吊設するだけなので、機械的な保持と電気的な接続とを
兼ねることができ、組立・接続工程が簡単となる。

【００６１】また、圧電振動体１の中間保持枝５、８
が、他の振動枝３、４、６、７と同一方向に延びて配置
されているため、従来のように圧電振動体９１の幅方向
が極端に大きくならないことから小型な角速度センサと
なる。

【００６２】しかも、圧電振動体１を基板１１に吊設し
た後、さらに蓋体２０で被覆した後に周囲の温度が変動
して、基板１１などに熱膨張・熱収縮が発生しても、圧
電振動体１を吊設する弾性ピン５４、５５、８４、８５
で熱膨張・熱収縮に伴う応力を吸収することができるた
め、圧電振動体１に応力が影響することがなく、周囲の
温度変化による特性の変動を抑えることができる。

【００６３】上述の実施例においては、４つの弾性ピン
５４、５５、８４、８５を用いており、特に中間保持枝
５、８の上面側に接合される弾性ピン５４、８４と中間
保持枝５、８の下面側に接合される弾性ピン５５、８５
と異なる形状となっている。

【００６４】また、弾性ピン５４、５５、８４、８５の
基板１１への立設は、実質的に弾性ピン５４、５５、８
４、８５の一端側の先端のみで行われている。その結
果、弾性ピン５４、５５、８４、８５と基板１１との安
定的な接合に細心の注意のもとで組立作業を行う必要が
ある。

【００６５】図７には、２つの弾性ピン８４１で圧電振
動体１を吊設した角速度センサを示す。尚、図において
は、検出側振動部１Ｂ側、即ち中間保持枝８側のみを示
しており、駆動側振動部１Ａ側も同様の構造となってい
る。また、振動駆動電極及び振動検出電極は省略した。

【００６６】この実施例の圧電振動体１の構造は、図７
に示すように、検出側振動部１Ｂの中間保持枝８の両主
面に形成された検出出力電極８１、８２の各接続パッド
部のうち、特に、検出出力電極８２の接続パッド部を中
間保持枝８の上面側に形成する。即ち、中間保持枝８の
上面側の先端部には、検出出力電極８１、８２の各接続
パッド部８１ａ、８２ｂが並設されている。このような
接続パッド部８２ｂは中間保持枝８の先端端面に引き回
し接続導体８３を形成することによってに達成できる。

【００６７】また、基板１１は、出力端子１８に接続す
る配線導体１４１の先端が、中間保持枝８の先端部分に
相当する位置に近接して形成されている。また、圧電振
動体１の接続パッド部８１ａが形成された位置と同一直
線上の圧電振動体１の幅方向の近傍には、出力端子１９
と接続する配線導体１５１及びダミー導体（図には現れ
ない）が形成されている。尚、配線導体１５１とダミー
導体と１つの帯状導体として形成しても構わない。

【００６８】また、圧電振動体１を吊設する弾性ピン８
４１は、圧電振動体１の幅方向に全体を横切るように概
略Ｃ字状であり、その両端には配線導体１５１、ダミー
導体と接合される脚部８４１ａ、８４１ｂ（図には現れ
ない）が形成され、さらにその中央部付近には、中間保
持枝８と接合する接合部８４１ｃが突出するように形成
されている。

【００６９】そして、圧電振動体１を弾性ピン８４１を
介して基板１１の上部に吊設するには、まず、圧電振動
体１の中間保持枝８の上面側の検出出力電極８１の接続
パッド部８１ａと弾性ピン８４１の接合部８４１ｃとを
半田などの導電性接着材で接合し、この状態で、弾性ピ
ン８４１の一方の脚部８４１ａと配線導体１５とを、弾
性ピン８４１の他方の脚部８４１ｂと配線導体１５１と
を夫々半田などの導電性接着材で接合する。これによ
り、圧電振動体１を基板１１の上部に安定的に吊設する
ことができ、中間保持枝８の上面側主面に形成した検出
出力電極８１と配線導体１５１（出力端子１９）との電
気的な接続が完了することになる。

【００７０】続いて、中間保持枝８の先端付近にまで延
出させた配線導体１４１と中間保持枝８の上面側に引き
回した接続パッド部８２ｂを、ワイヤボンディング細線
８６でもって電気的に接続を行う。

【００７１】図７に示す上述の実施例によれば、弾性ピ
ン８４１の形状が概略Ｃ字状となっており、その両端部
が脚部８４１ａ、８４１ｂとなっているため、基板１１
上に弾性ピン８４１を安定的に立設することができ、こ
れにより、圧電振動体１を安定して吊設することができ
る。

【００７２】また、弾性ピン８４１の形状は圧電振動体
１を中心に対称形状となり、その成型が非常に簡単且つ
確実とすることができる。

【００７３】上述の実施例では、弾性ピン５４、５５、
８４、８５、８４１は、所定形状に屈曲加工が必要とな
る。

【００７４】図８、図９では直線状弾性ピンを用いて、
圧電振動体１を吊設する構造を示すものである。尚、図
８、図９において、振動駆動電極及び振動検出電極は省
略した。

【００７５】図８（ａ）は、圧電振動体１の吊設構造を
示す蓋体を省略した状態の断面図であり、図８（ｂ）
は、中間保持枝８部分の接合構造を示す斜視図である。

【００７６】また、図８（ａ）において、図３に示す圧
電振動体１の駆動側振動部１Ａの中間保持枝５の両主面
は夫々実質的に直線状の弾性ピン５４２、５５２に接合
され、また、圧電振動体１の検出側振動部１Ｂの中間保
持枝８の両主面は夫々実質的に直線状の弾性ピン８４
２、８５２に接合されている。即ち、中間保持枝５、８
は、その上下面主面で直線状の弾性ピン５４２、５５
２、８４２、８５２の先端部分で挟持されている。尚、
この接合は半田などの導電性接着材を介して行われてい
る。

【００７７】また、上述の弾性ピン５４２、５５２、８
４２、８５２のもう一端の先端部は、ホルダー部材５
７、８７によって接合されている。

【００７８】このホルダー部材８７は、概略直方体形状
の絶縁体本体８７１と該本体の上面に形成された弾性ピ
ン８４２を保持するための溝部８７２と、該本体の下面
に形成された弾性ピン８５２を保持するための溝部８７
３が形成されている。

【００７９】また、絶縁本体８７１の溝部８７２を含ん
で導体膜８７４が、本体の上面の一部、側面及び下面の
一部に形成され、下面には、溝部８７３を含んで導体膜
８７５が導体膜８７４と短絡しないよう下面の一部に形
成されている。

【００８０】さらに、基板１１は、出力端子１８と接続
し且つホルダー部材８７の配置位置の一部に延びる配線
導体１４２が、出力端子１９と接続し且つホルダー部材
８７の配置位置の一部に延びる配線導体１５２が形成さ
れている。

【００８１】このような構造では、圧電振動体１の中間
保持枝８の検出出力電極８１、８２の接続パッド部８１
ａ、８２ａに夫々接合した直線状の弾性ピン８４２、８
５２をホルダー部材８７の溝部８７２、８７３に夫々半
田などのを導電性接着材を介して接合して、さらにホル
ダー部材８７を、基板１１の配線導体１４２、１５２に
跨がるように、導電性接着材を介して配置するだけで、
圧電振動体１を基板１１の上部に吊設することができ、
しかも、簡単に電気的な接続を行うこともできる。

【００８２】特に、弾性ピン８４２、８５２が実質的に
直線状であるため、その加工が非常に簡単となり、圧電
振動体１の吊設信頼性が非常に高くなる。

【００８３】尚、ホルダー部材８７の２つの導体膜を、
溝部８７３を含む上面側と、溝部８７２を含む下面側に
夫々分離して形成し、溝部８７３に接合される弾性ピン
８５２を上述のように導電性接着材を介して配線導体１
４２に接続し、溝部８７２に接合される弾性ピン８４２
を、ホルダー部材８７の上面に形成した導体膜と配線導
体１５２との間でワイヤボンディング細線を用いて接続
しても構わない。

【００８４】さらに、図９に示すように、ホルダー部材
５８、８８を小型化して、振動枝３、４間、６、７間の
間隔に配置し得る程度の形状とし、さらに中間保持枝８
９、５９が結合基部２から延出する長さを短くすること
によって、長さ方向に非常に小型化した角速度センサー
を達成することができる。

【００８５】上述の何れの実施例でも、基板１１が平板
形状であるが、その内部にキャビティーを有する基板を
用いてもかまなわい。

【００８６】また、基板１１と弾性ピン５４、５５、８
４、８５、８４１との接合が配線導体１２〜１５、１４
１、１５１上に導電性接着材を介して行われているが、
この配線導体部分に弾性ピンの脚部が嵌入される凹部を
形成しても構わない。

【００８７】尚、上述の実施例では、圧電振動体１とし
て、図３〜図５に示すように、検出出力電極８１、８２
間で極性が反転する検出信号を得るように振動検出電極
６１〜６４、７１〜７４をそれぞれ接続しているが、例
えば、振動検出電極６２、６４、７２、７４を基準電位
に接続して、振動検出電極６１と７１との接続する上面
側検出出力電極と、振動検出電極６３と７３との接続す
る下面側検出出力電極との間で極性を反転させた状態の
検出信号が得られるようにしても構わない。

【００８８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば結合基部
から各振動枝の延出方向と同一方向に延びる中間保持枝
が形成され、この中間保持枝には各振動枝に形成された
振動駆動電極や振動検出電極に接続された駆動入力電極
や検出出力電極が形成されているため、圧電振動体の形
状が従来に比較して小型化することができる。

【００８９】そして、中間保持枝部分に弾性ピンを用い
て、圧電振動体を容器体の基板に吊設しているので、組
立・及び電気的な接続構造が非常に簡単となる。

【００９０】また、圧電振動体が弾性ピンによって吊設
されているため、周囲の温度の変化によって、仮に基板
などに熱膨張などが発生しても、熱膨張に起因する応力
を弾性ピンで吸収することができ、周囲の温度変化によ
る特性の変動を安定して抑えることができる。

【００９１】また、特に、弾性ピンの形状を概略Ｃ字状
にすることによって、確実且つ安定的に圧電振動体を基
板の上部に吊設することができる。

【００９２】また、特に、中間保持枝の延出方向と同一
に延びる２本の直線状の弾性ピンを用いて、その一方側
端部で中間保持枝の両主面を挟持し、他端側端部をホル
ダー部材に固定して、圧電振動体を基板の上部に吊設す
ることによって、角速度センサー全体が幅方向に大きく
なることがなく、小型な角速度センサーが達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の角速度センサの外観斜視図である。

【図２】（ａ）は蓋体を省略した状態の平面図、（ｂ）
は同じく正面図、（ｃ）は図１中Ａ−Ａ線断面図であ
る。

【図３】本発明の角速度センサに用いる圧電振動体の外
観斜視図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は圧電振動体の両主面、両側面
の平面図である。

【図５】（ａ）は駆動側振動部の電極の接続状況と振動
状態を説明するための概略図であり、（ｂ）は検出側振
動部の電極の接続状況と振動状態を説明するための概略
図である。

【図６】本発明の角速度センサと接続される外部回路を
説明する概略図である。

【図７】本発明の角速度センサの他の吊設構造を示す一
部斜視図である。

【図８】本発明の角速度センサのさらに他の接合構造を
示すものであり、（ａ）は蓋体を省略した状態の断面
図、（ｂ）はその吊設構造の一部斜視図である。

【図９】さらに別の吊設構造を示す斜視図である。

【図１０】従来の圧電振動体の外観斜視図である。

【符号の説明】

１・・・・・圧電振動体 １Ａ・・・・駆動側振動部 １Ｂ・・・・検出側振動部 ５・・・・・駆動側振動部の中間保持枝 ８・・・・・検出側振動部の中間保持枝 ５１、５２ ・・・駆動入力電極 ８１、８２ ・・・検出出力電極 ５１ａ、５２ａ、８１ａ、８２ａ、８２ｂ・・接続パッ
ド部 ５４、５５、８４、８５、８４１、８５１・・・弾性ピ
ン １１・・・・・・・基板 ２０・・・・・・・蓋体 １２〜１５、１４１、１４２、１５１、１５２、・・配
線導体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結合基部の対向しあう一方端面に、振動
   駆動電極が形成された２本の振動枝と両主面に駆動入力
   電極が形成された１本の中間保持枝とから成る駆動側振
   動部を、他方端面に、振動検出電極が形成された２本の
   振動枝と両主面に検出出力電極が形成された１本の中間
   保持枝とから成る検出側振動部を一体的に形成した圧電
   振動体と、所定配線導体を有する基板とから成り、前記
   圧電振動体の２本の中間保持枝に接合する弾性ピンによ
   って、前記圧電振動体を基板の上部に吊設したことを特
   徴とする角速度センサ。
2. 【請求項２】 前記圧電振動体の中間保持枝の上面側主
   面に形成された駆動入力電極及び検出出力電極に接合す
   る概略Ｃ字状の弾性ピンによって、前記圧電振動体を基
   板の上部に吊設したことを特徴とする請求項１記載の角
   速度センサ。
3. 【請求項３】 前記圧電振動体の中間保持枝の両主面を
   弾性ピンの一端に挟持させるとともに、該弾性ピンの他
   端を基板上に配置されたホルダー部材に固定させたこと
   を特徴とする請求項１記載の角速度センサ。