JPH08278145A - 圧電振動角速度計 - Google Patents
圧電振動角速度計Info
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- JPH08278145A JPH08278145A JP7083830A JP8383095A JPH08278145A JP H08278145 A JPH08278145 A JP H08278145A JP 7083830 A JP7083830 A JP 7083830A JP 8383095 A JP8383095 A JP 8383095A JP H08278145 A JPH08278145 A JP H08278145A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電振動角速度計のさらなる小型化を実現す
る。 【構成】 振動子10は、圧電部材10Aの下面と圧電
部材10Bの上面とが接着されることによって構成さ
れ、その接着面には、基準電極としての電極13が形成
されている。圧電部材10Bの下面に形成される電極1
4に、駆動用交流電圧が印加されると、振動子10は、
矢印Y1 方向に振動する。このとき、振動子10が、軸
X1 を中心に回転すると、矢印Z1 方向にコリオリの力
が発生し、振動子10は、矢印Z1 方向に振動する。シ
リコン系樹脂によって構成される支柱21,22は、振
動子10の共振振動の節点部位において、シリコン系接
着剤によって、接着されている。
る。 【構成】 振動子10は、圧電部材10Aの下面と圧電
部材10Bの上面とが接着されることによって構成さ
れ、その接着面には、基準電極としての電極13が形成
されている。圧電部材10Bの下面に形成される電極1
4に、駆動用交流電圧が印加されると、振動子10は、
矢印Y1 方向に振動する。このとき、振動子10が、軸
X1 を中心に回転すると、矢印Z1 方向にコリオリの力
が発生し、振動子10は、矢印Z1 方向に振動する。シ
リコン系樹脂によって構成される支柱21,22は、振
動子10の共振振動の節点部位において、シリコン系接
着剤によって、接着されている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電振動角速度計に関
する。特に、振動子を支持する支柱を、振動子の共振振
動の節点部位において、振動子に接着固定することによ
り、さらなる小型化が可能な圧電振動角速度計に関す
る。
する。特に、振動子を支持する支柱を、振動子の共振振
動の節点部位において、振動子に接着固定することによ
り、さらなる小型化が可能な圧電振動角速度計に関す
る。
【0002】
【従来の技術】振動している物体に、その振動軸を中心
とした回転角速度が与えられると、その振動方向と直角
な方向にコリオリの力が発生する。圧電振動角速度計
は、この力学現象を利用したジャイロスコープの一種で
あり、自動車、船舶、航空機等の移動体の姿勢制御装
置、ナビゲーションシステム等に利用されている。
とした回転角速度が与えられると、その振動方向と直角
な方向にコリオリの力が発生する。圧電振動角速度計
は、この力学現象を利用したジャイロスコープの一種で
あり、自動車、船舶、航空機等の移動体の姿勢制御装
置、ナビゲーションシステム等に利用されている。
【0003】図20は、従来の圧電振動角速度計の一構
成例を示す斜視図である。図21は、図20に示す圧電
振動角速度計500を、矢印X方向から見た場合の平面
図である。金属振動子505は、正方形断面形状を有す
る四角柱であり、互いに直角な2つの方向(図20及び
図21においては、矢印Y方向と矢印Z方向)に、ほぼ
同じ共振周波数で屈曲振動することが可能である。
成例を示す斜視図である。図21は、図20に示す圧電
振動角速度計500を、矢印X方向から見た場合の平面
図である。金属振動子505は、正方形断面形状を有す
る四角柱であり、互いに直角な2つの方向(図20及び
図21においては、矢印Y方向と矢印Z方向)に、ほぼ
同じ共振周波数で屈曲振動することが可能である。
【0004】圧電セラミック薄板511は、金属振動子
505の所定の側面501上に接合されている。圧電セ
ラミック薄板513は、側面501に対向する側面50
3上に接合されている。さらに、圧電セラミック薄板5
12が、側面501の、図中、左隣の側面502上に接
合されており、圧電セラミック薄板514が、側面50
2に対向する側面504上に接合されている。これらの
圧電セラミック薄板511乃至514は、その板厚方向
に分極されている。また、金属振動子505は、グラン
ドの役目を果たす。
505の所定の側面501上に接合されている。圧電セ
ラミック薄板513は、側面501に対向する側面50
3上に接合されている。さらに、圧電セラミック薄板5
12が、側面501の、図中、左隣の側面502上に接
合されており、圧電セラミック薄板514が、側面50
2に対向する側面504上に接合されている。これらの
圧電セラミック薄板511乃至514は、その板厚方向
に分極されている。また、金属振動子505は、グラン
ドの役目を果たす。
【0005】リードのための細導線521乃至524
は、それぞれ、圧電セラミック薄板511乃至514上
に半田付けされている。また、細い金属線によって構成
される支持用金属線531乃至534は、金属振動子5
05を支持するために、各側面501乃至504上の所
定の位置(後述する)に、それぞれ、各面に垂直に溶接
されており、さらに、金属振動子505のリードとして
用いられる。
は、それぞれ、圧電セラミック薄板511乃至514上
に半田付けされている。また、細い金属線によって構成
される支持用金属線531乃至534は、金属振動子5
05を支持するために、各側面501乃至504上の所
定の位置(後述する)に、それぞれ、各面に垂直に溶接
されており、さらに、金属振動子505のリードとして
用いられる。
【0006】上述した金属振動子505を支持する支持
用金属線531乃至534は、金属振動子505の無拘
束基本振動モードの共振振動の節点に溶接されている。
用金属線531乃至534は、金属振動子505の無拘
束基本振動モードの共振振動の節点に溶接されている。
【0007】次に、図20及び図21に示す圧電振動角
速度計500の動作について説明する。図示せぬ発振回
路によって、金属振動子505の無拘束基本振動の共振
周波数とほぼ等しい周波数の駆動用交流電圧が、細導線
521を介して、圧電セラミック薄板511に印加され
ると、圧電セラミック薄板511は、図中、上下方向に
延び縮みする。すると、金属振動子505は、矢印Y方
向に屈曲振動する。上述した周波数の駆動用交流電圧を
発振回路に出力させるために、圧電セラミック薄板51
3は、金属振動子505の振動時の帰還信号を取り、細
導線523を介して、外部に出力する。また、圧電セラ
ミック薄板512及び514には、金属振動子505の
Y方向の振動に伴う、振幅及び位相が等しい圧電電圧V
C が、それぞれ、発生する。
速度計500の動作について説明する。図示せぬ発振回
路によって、金属振動子505の無拘束基本振動の共振
周波数とほぼ等しい周波数の駆動用交流電圧が、細導線
521を介して、圧電セラミック薄板511に印加され
ると、圧電セラミック薄板511は、図中、上下方向に
延び縮みする。すると、金属振動子505は、矢印Y方
向に屈曲振動する。上述した周波数の駆動用交流電圧を
発振回路に出力させるために、圧電セラミック薄板51
3は、金属振動子505の振動時の帰還信号を取り、細
導線523を介して、外部に出力する。また、圧電セラ
ミック薄板512及び514には、金属振動子505の
Y方向の振動に伴う、振幅及び位相が等しい圧電電圧V
C が、それぞれ、発生する。
【0008】駆動用交流電圧が圧電セラミック薄板51
1に印加され、金属振動子505が矢印Y方向に屈曲振
動している場合において、矢印Xを軸として、圧電振動
角速度計500を、矢印R方向に回転角速度Ωで回転さ
せると、金属振動子505には、コリオリの力(=F
c)が、矢印Z方向に発生し、金属振動子505は、矢
印Z方向に屈曲振動する。
1に印加され、金属振動子505が矢印Y方向に屈曲振
動している場合において、矢印Xを軸として、圧電振動
角速度計500を、矢印R方向に回転角速度Ωで回転さ
せると、金属振動子505には、コリオリの力(=F
c)が、矢印Z方向に発生し、金属振動子505は、矢
印Z方向に屈曲振動する。
【0009】すると、側面502上に接合される圧電セ
ラミック薄板512において、上述の圧電電圧VC に加
え、コリオリの力に伴う圧電電圧VB が発生する。ま
た、側面502に対向する側面504上に接合される圧
電セラミック薄板514において、圧電電圧VC に加
え、上述した圧電電圧VB と振幅が等しく、位相が反対
の圧電電圧−VB が発生する。
ラミック薄板512において、上述の圧電電圧VC に加
え、コリオリの力に伴う圧電電圧VB が発生する。ま
た、側面502に対向する側面504上に接合される圧
電セラミック薄板514において、圧電電圧VC に加
え、上述した圧電電圧VB と振幅が等しく、位相が反対
の圧電電圧−VB が発生する。
【0010】そして、圧電セラミック薄板512,51
4において発生した圧電電圧は、それぞれ、細導線52
2,524を介して、図示せぬ検出回路に入力され、次
に示す処理が行われる。
4において発生した圧電電圧は、それぞれ、細導線52
2,524を介して、図示せぬ検出回路に入力され、次
に示す処理が行われる。
【0011】(圧電セラミック薄板512において発生
した圧電電圧)−(圧電セラミック薄板514において
発生した圧電電圧) =(VB+VC)−(−VB+VC) =2・VB
した圧電電圧)−(圧電セラミック薄板514において
発生した圧電電圧) =(VB+VC)−(−VB+VC) =2・VB
【0012】このように、圧電セラミック薄板512,
514において、それぞれ発生した圧電電圧の差動信号
を取ることによって、コリオリの力に伴う(回転に伴
う)圧電電圧VB を、倍増して取り出すことができ、そ
の圧電電圧VB に対応して、回転角速度Ωを検出するこ
とが可能となる。
514において、それぞれ発生した圧電電圧の差動信号
を取ることによって、コリオリの力に伴う(回転に伴
う)圧電電圧VB を、倍増して取り出すことができ、そ
の圧電電圧VB に対応して、回転角速度Ωを検出するこ
とが可能となる。
【0013】図23は、従来の圧電振動角速度計の他の
構成例を示す斜視図であり、図24は、図23に示す圧
電振動角速度計600の正面図である。金属振動子60
1の形状は、断面が正三角形の三角柱であり、圧電セラ
ミック薄板602乃至604が、金属振動子601の各
側面上に接合されている。各圧電セラミック薄板602
乃至604上には、細導線622乃至624が、それぞ
れ半田付けされている(細導線623及び624は図示
せず)。また、圧電セラミック薄板602乃至604
は、その板厚方向に分極されている。
構成例を示す斜視図であり、図24は、図23に示す圧
電振動角速度計600の正面図である。金属振動子60
1の形状は、断面が正三角形の三角柱であり、圧電セラ
ミック薄板602乃至604が、金属振動子601の各
側面上に接合されている。各圧電セラミック薄板602
乃至604上には、細導線622乃至624が、それぞ
れ半田付けされている(細導線623及び624は図示
せず)。また、圧電セラミック薄板602乃至604
は、その板厚方向に分極されている。
【0014】金属振動子601は、振動時の節点位置に
おける各頂点において、コの字型の支持用金属線611
及び612に溶接されることによって、支持されてい
る。また、支持用金属線611及び612は、その両端
が、基板610に溶接されている。
おける各頂点において、コの字型の支持用金属線611
及び612に溶接されることによって、支持されてい
る。また、支持用金属線611及び612は、その両端
が、基板610に溶接されている。
【0015】次に、図22及び図23に示す圧電振動角
速度計600の動作を説明する。基板610上に配置さ
れる図示せぬ発振回路によって、駆動用交流電圧が、細
導線622を介して、圧電セラミック薄板602に印加
されると、圧電セラミック薄板602は、金属振動子6
01の長さ方向に延び縮みする。すると、金属振動子6
02は、圧電セラミック薄板602が接合される面が凹
凸する方向(図23の矢印y方向)に屈曲振動する。
速度計600の動作を説明する。基板610上に配置さ
れる図示せぬ発振回路によって、駆動用交流電圧が、細
導線622を介して、圧電セラミック薄板602に印加
されると、圧電セラミック薄板602は、金属振動子6
01の長さ方向に延び縮みする。すると、金属振動子6
02は、圧電セラミック薄板602が接合される面が凹
凸する方向(図23の矢印y方向)に屈曲振動する。
【0016】この場合において、圧電振動角速度計60
0が、軸xを中心として回転すると、上述したコリオリ
の力が、矢印y方向に垂直な方向(図23の矢印z方
向)に生じ、金属振動子601が、矢印z方向に振動す
る。このとき、圧電セラミック薄板603,604に
は、それぞれ、位相が逆で、振幅が等しいコリオリの力
に伴う圧電電圧が発生する。そして、圧電セラミック薄
板603,604に発生した圧電電圧の差動を取ること
によって、圧電振動角速度計600の回転角速度を検出
することができる。
0が、軸xを中心として回転すると、上述したコリオリ
の力が、矢印y方向に垂直な方向(図23の矢印z方
向)に生じ、金属振動子601が、矢印z方向に振動す
る。このとき、圧電セラミック薄板603,604に
は、それぞれ、位相が逆で、振幅が等しいコリオリの力
に伴う圧電電圧が発生する。そして、圧電セラミック薄
板603,604に発生した圧電電圧の差動を取ること
によって、圧電振動角速度計600の回転角速度を検出
することができる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
圧電振動角速度計は、その小型化に伴い、圧電振動角速
度計を製造する場合における作業空間が限定されるた
め、支持用金属線を、金属振動子に溶接する作業が極め
て困難となり、コスト高になるという課題を有してい
る。
圧電振動角速度計は、その小型化に伴い、圧電振動角速
度計を製造する場合における作業空間が限定されるた
め、支持用金属線を、金属振動子に溶接する作業が極め
て困難となり、コスト高になるという課題を有してい
る。
【0018】また、従来の圧電振動角速度計は、装置の
小型化に伴い、金属振動子も小型化され、その熱容量が
小さくなり、支持用金属線が金属振動子に溶接される
と、金属振動子の側面に接合される圧電セラミック薄板
が、溶接時の熱の影響を受け、熱的に変性してしまうと
いう課題を有する。
小型化に伴い、金属振動子も小型化され、その熱容量が
小さくなり、支持用金属線が金属振動子に溶接される
と、金属振動子の側面に接合される圧電セラミック薄板
が、溶接時の熱の影響を受け、熱的に変性してしまうと
いう課題を有する。
【0019】また、振動子を圧電セラミック材によって
構成する場合、上記の理由から、支持用金属線を溶接す
ることができない。
構成する場合、上記の理由から、支持用金属線を溶接す
ることができない。
【0020】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、圧電振動角速度計を小型化することを目的
とする。
ものであり、圧電振動角速度計を小型化することを目的
とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電振動角速度
計は、コリオリの力に伴う圧電電圧を検出することによ
って、物体の回転角速度を検出する圧電振動角速度計に
おいて、互いに垂直な2方向に振動可能な柱状振動子
と、前記柱状振動子の共振振動の節点部位において、前
記柱状振動子に接着固定され、前記柱状振動子を支持す
る支持部材と、を備えることをことを特徴とする。
計は、コリオリの力に伴う圧電電圧を検出することによ
って、物体の回転角速度を検出する圧電振動角速度計に
おいて、互いに垂直な2方向に振動可能な柱状振動子
と、前記柱状振動子の共振振動の節点部位において、前
記柱状振動子に接着固定され、前記柱状振動子を支持す
る支持部材と、を備えることをことを特徴とする。
【0022】
【作用】上記構成の圧電振動角速度計においては、互い
に垂直な2方向に振動可能な柱状振動子を支持する支持
部材が、柱状振動子の共振振動の節点部位において、接
着固定される。
に垂直な2方向に振動可能な柱状振動子を支持する支持
部材が、柱状振動子の共振振動の節点部位において、接
着固定される。
【0023】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して説
明する。
明する。
【0024】図1は、本発明の圧電振動角速度計の一実
施例の構成を示す斜視図である。振動子10(柱状振動
子)は、圧電セラミック部材であるチタン酸ジルコン酸
鉛(以下、PZTという)(圧電部材)によって構成さ
れている(後述する)。振動子10は、その共振振動の
節点部位において、シリコン系接着剤によって、シリコ
ン系樹脂(ゴム状弾性の絶縁材料)で構成される支柱2
1及び支柱22(後述する)(支持部材)の一端と接着
されている。支柱21及び支柱22の他端は、シリコン
系接着剤によって、アルミナで構成される基板20に接
着固定されている。
施例の構成を示す斜視図である。振動子10(柱状振動
子)は、圧電セラミック部材であるチタン酸ジルコン酸
鉛(以下、PZTという)(圧電部材)によって構成さ
れている(後述する)。振動子10は、その共振振動の
節点部位において、シリコン系接着剤によって、シリコ
ン系樹脂(ゴム状弾性の絶縁材料)で構成される支柱2
1及び支柱22(後述する)(支持部材)の一端と接着
されている。支柱21及び支柱22の他端は、シリコン
系接着剤によって、アルミナで構成される基板20に接
着固定されている。
【0025】なお、振動子を構成する圧電部材は、PZ
Tに限定されるものではなくQ(共振の鋭さ)の大きな
圧電セラミック材料であればよい。
Tに限定されるものではなくQ(共振の鋭さ)の大きな
圧電セラミック材料であればよい。
【0026】図2は、図1に示す振動子10の構成を示
す斜視図である。図3は、振動子10を構成する圧電部
材10A及び10Bの構成を示す斜視図である。圧電部
材10A及び10Bは、PZTによって構成され、その
形状は、幅が1.0mm、厚さが0.5mm(すなわ
ち、断面形状が長方形)、長さが9.0mmの直方体で
ある。また、圧電部材10Aは、その上面から下面方向
に分極されており、圧電部材10Bは、その下面から上
面方向に分極されている。
す斜視図である。図3は、振動子10を構成する圧電部
材10A及び10Bの構成を示す斜視図である。圧電部
材10A及び10Bは、PZTによって構成され、その
形状は、幅が1.0mm、厚さが0.5mm(すなわ
ち、断面形状が長方形)、長さが9.0mmの直方体で
ある。また、圧電部材10Aは、その上面から下面方向
に分極されており、圧電部材10Bは、その下面から上
面方向に分極されている。
【0027】幅0.3mmの電極11(第3の電極),
12(第4の電極)が、圧電部材10Aの上面の両端に
おいて、長さ方向に平行に、銀ペーストされることによ
って形成されている。一方、圧電部材10Aの下面(上
面に対向する面)には、電極13Aが、その全面が銀ペ
ーストされることによって形成されている(図3
(a))。
12(第4の電極)が、圧電部材10Aの上面の両端に
おいて、長さ方向に平行に、銀ペーストされることによ
って形成されている。一方、圧電部材10Aの下面(上
面に対向する面)には、電極13Aが、その全面が銀ペ
ーストされることによって形成されている(図3
(a))。
【0028】圧電部材10Bの上面には、電極13B
が、全面が銀ペーストされることによって形成され、圧
電部材10Bの下面には、電極14(第2の電極)が、
上面と同様に、全面が銀ペーストされることによって形
成されている(図3(b))。
が、全面が銀ペーストされることによって形成され、圧
電部材10Bの下面には、電極14(第2の電極)が、
上面と同様に、全面が銀ペーストされることによって形
成されている(図3(b))。
【0029】振動子10は、圧電部材10Aの下面と圧
電部材10Bの上面とが、接着されることによって構成
されている。上述したように、銀ペーストされた電極1
3A及び13Bが、圧電部材10Aの下面及び圧電部材
10Bの上面に、それぞれ形成されている。この電極1
3A,13Bの表面は、微細に見れば、多くの凹凸を有
しており、圧電部材10Aと10Bとを接着する場合、
電極13A上の凸の部分と、電極13B上の凸の部分と
を接触させるために、接着剤の層厚を薄くする必要があ
るので、粘度の低いエポキシ系接着剤を用いて接着を行
う。圧電部材10Aと圧電部材10Bとの間において、
電極13A及び13Bによって構成される1つの電極1
3(第1の電極)が形成される。
電部材10Bの上面とが、接着されることによって構成
されている。上述したように、銀ペーストされた電極1
3A及び13Bが、圧電部材10Aの下面及び圧電部材
10Bの上面に、それぞれ形成されている。この電極1
3A,13Bの表面は、微細に見れば、多くの凹凸を有
しており、圧電部材10Aと10Bとを接着する場合、
電極13A上の凸の部分と、電極13B上の凸の部分と
を接触させるために、接着剤の層厚を薄くする必要があ
るので、粘度の低いエポキシ系接着剤を用いて接着を行
う。圧電部材10Aと圧電部材10Bとの間において、
電極13A及び13Bによって構成される1つの電極1
3(第1の電極)が形成される。
【0030】この振動子10は、同形状の圧電部材10
Aと10Bとが、その下面と上面が接着されることによ
って構成されているので、断面形状が正方形となり、振
動子10の幅方向の基準振動数と厚さ方向の基準振動数
とが等しい。
Aと10Bとが、その下面と上面が接着されることによ
って構成されているので、断面形状が正方形となり、振
動子10の幅方向の基準振動数と厚さ方向の基準振動数
とが等しい。
【0031】さらに、本発明においては、異なる大きさ
の長方形断面を有する圧電部材によって構成することも
可能である。この場合においては、振動子を構成した
後、振動子を振動させ、その振動を調節しながら、側面
をレーザ等によって削り、振動子の幅方向の基準振動数
と厚さ方向の基準振動数とを合わせる。その結果、振動
子10の断面は、略正方形となる。
の長方形断面を有する圧電部材によって構成することも
可能である。この場合においては、振動子を構成した
後、振動子を振動させ、その振動を調節しながら、側面
をレーザ等によって削り、振動子の幅方向の基準振動数
と厚さ方向の基準振動数とを合わせる。その結果、振動
子10の断面は、略正方形となる。
【0032】細導線41,42は、その一端が、それぞ
れ、振動子10の上面に形成される電極11,12上
の、振動子10の共振振動の節点部位近傍において半田
付けされる。細導線43は、圧電部材10Aと10Bと
の接着面に形成される電極13の露出部分の、振動子1
0の共振振動の節点部位において半田付けされている。
また、細導線44は、振動子10の下面に形成される電
極14上の、振動子10の振動の節点部位において半田
付けされる。なお、細導線41乃至44が半田付けされ
る位置は、振動子10の共振振動の節点部位のいずれか
であればよく、以下の実施例においても同様である。
れ、振動子10の上面に形成される電極11,12上
の、振動子10の共振振動の節点部位近傍において半田
付けされる。細導線43は、圧電部材10Aと10Bと
の接着面に形成される電極13の露出部分の、振動子1
0の共振振動の節点部位において半田付けされている。
また、細導線44は、振動子10の下面に形成される電
極14上の、振動子10の振動の節点部位において半田
付けされる。なお、細導線41乃至44が半田付けされ
る位置は、振動子10の共振振動の節点部位のいずれか
であればよく、以下の実施例においても同様である。
【0033】細導線41,42は、その他端が、図示せ
ぬ検出回路に接続されており、それぞれ、電極11,1
2に発生する電圧を検出回路に伝達する。細導線44
は、その他端が、図示せぬ発振回路に接続されており、
振動子10を屈曲振動させるための駆動用交流電圧を、
発振回路から電極14に伝達する。電極13は、基準電
極であり、細導線43は、基準電位線として使用され
る。
ぬ検出回路に接続されており、それぞれ、電極11,1
2に発生する電圧を検出回路に伝達する。細導線44
は、その他端が、図示せぬ発振回路に接続されており、
振動子10を屈曲振動させるための駆動用交流電圧を、
発振回路から電極14に伝達する。電極13は、基準電
極であり、細導線43は、基準電位線として使用され
る。
【0034】また、振動子10の振動特性劣化を最小に
抑える必要があるため、上述した細導線41乃至44
は、弾性の強いものであってはならず、熱処理等により
なました、柔らかい材料によって構成されている。
抑える必要があるため、上述した細導線41乃至44
は、弾性の強いものであってはならず、熱処理等により
なました、柔らかい材料によって構成されている。
【0035】支柱21及び22は、従来例に示す支持用
金属線と異なり、端面が振動子10に接着されるので、
接着面積を支持用金属線の溶接面積より大きくする必要
がある。従って、剛性の高い素材によって支柱21及び
22を構成すると、振動子10の振動特性が阻害されて
しまうので、支柱21及び22は、ゴム状弾性を有する
電気絶縁材料であるシリコン系樹脂材料によって構成さ
れている。また、支柱21及び22と、振動子10とを
接着する場合に使用される接着剤が、硬質の接着剤であ
っても、振動子10の振動特性が阻害される。従って、
支柱21及び22と振動子10とを接着させる場合、比
較的弾性率の低いシリコン系接着剤を用いる。
金属線と異なり、端面が振動子10に接着されるので、
接着面積を支持用金属線の溶接面積より大きくする必要
がある。従って、剛性の高い素材によって支柱21及び
22を構成すると、振動子10の振動特性が阻害されて
しまうので、支柱21及び22は、ゴム状弾性を有する
電気絶縁材料であるシリコン系樹脂材料によって構成さ
れている。また、支柱21及び22と、振動子10とを
接着する場合に使用される接着剤が、硬質の接着剤であ
っても、振動子10の振動特性が阻害される。従って、
支柱21及び22と振動子10とを接着させる場合、比
較的弾性率の低いシリコン系接着剤を用いる。
【0036】図4は、支柱21の構成を示す斜視図であ
る。支柱21の形状は、断面形状が直径0.5mmの円
で、高さが0.5mmの円柱である。また、支柱21の
両端面は、振動子10、基板20と接着し易いように平
面となっている。なお、支柱22の形状は、支柱21の
形状と同様である。
る。支柱21の形状は、断面形状が直径0.5mmの円
で、高さが0.5mmの円柱である。また、支柱21の
両端面は、振動子10、基板20と接着し易いように平
面となっている。なお、支柱22の形状は、支柱21の
形状と同様である。
【0037】次に、支柱21及び22の取付工程につい
て説明する。まず、支柱21及び22の一端が、それぞ
れ、振動子10の共振振動の節点間隔だけ開けて、シリ
コン系接着剤によって、基板20に接着される。次に、
支柱21及び22の他端が、それぞれ、振動子10の底
面に、その共振振動の節点部位近傍において接着され
る。
て説明する。まず、支柱21及び22の一端が、それぞ
れ、振動子10の共振振動の節点間隔だけ開けて、シリ
コン系接着剤によって、基板20に接着される。次に、
支柱21及び22の他端が、それぞれ、振動子10の底
面に、その共振振動の節点部位近傍において接着され
る。
【0038】従って、従来例のように、振動子を支持す
るために溶接処理をする必要がなくなり、圧電振動角速
度計を、さらに小型化することができ、さらに、圧電部
材の熱的変性を抑制することができる。また、支柱21
及び22は、振動子10を、所定の一面のみにおいて支
持しているので、支柱21及び22の占める空間が小さ
くなるので、圧電振動角速度計のさらなる小型化が可能
となる。
るために溶接処理をする必要がなくなり、圧電振動角速
度計を、さらに小型化することができ、さらに、圧電部
材の熱的変性を抑制することができる。また、支柱21
及び22は、振動子10を、所定の一面のみにおいて支
持しているので、支柱21及び22の占める空間が小さ
くなるので、圧電振動角速度計のさらなる小型化が可能
となる。
【0039】なお、振動子10の振動特性の劣化を抑制
するために、振動子10と支柱21及び22とを接着す
る場合に使用されるシリコン系接着剤が、振動子10の
接着面上にはみ出ないようにする必要がある。
するために、振動子10と支柱21及び22とを接着す
る場合に使用されるシリコン系接着剤が、振動子10の
接着面上にはみ出ないようにする必要がある。
【0040】次に、図1に示す圧電振動角速度計1の動
作について説明する。まず、振動子10を屈曲振動させ
るための駆動用交流電圧が、図示せぬ発振回路から、細
導線44を介して、電極14に印加される。すると、振
動子10は、厚さ方向(矢印Y1 方向)に屈曲振動す
る。
作について説明する。まず、振動子10を屈曲振動させ
るための駆動用交流電圧が、図示せぬ発振回路から、細
導線44を介して、電極14に印加される。すると、振
動子10は、厚さ方向(矢印Y1 方向)に屈曲振動す
る。
【0041】この場合において、圧電振動角速度計1
が、振動子10の長さ方向軸X1 を中心に回転すると、
コリオリの力が振動子10の幅方向(矢印Z1 方向)に
生じ、振動子10が、同方向に屈曲振動する。すると、
振動子10の矢印Z1 方向の屈曲振動に伴う圧電電圧
(コリオリの力に伴う圧電電圧)が、電極11及び電極
12において発生する。従来例において述べたように、
振動子10の矢印Z1 方向の屈曲振動に伴い、電極1
1,12に発生する圧電電圧は、振幅が等しく、位相が
逆である。すなわち、矢印Z1 方向の屈曲振動に伴い電
極11に発生する圧電電圧が、+(−)Aのとき、矢印
Z1 方向の屈曲振動に伴い電極12に発生する圧電電圧
は、−(+)Aとなる。なお、このとき、電極11及び
12には、振動子10の矢印Y1 方向の屈曲振動に伴
う、振幅及び位相が等しい圧電電圧も発生している。
が、振動子10の長さ方向軸X1 を中心に回転すると、
コリオリの力が振動子10の幅方向(矢印Z1 方向)に
生じ、振動子10が、同方向に屈曲振動する。すると、
振動子10の矢印Z1 方向の屈曲振動に伴う圧電電圧
(コリオリの力に伴う圧電電圧)が、電極11及び電極
12において発生する。従来例において述べたように、
振動子10の矢印Z1 方向の屈曲振動に伴い、電極1
1,12に発生する圧電電圧は、振幅が等しく、位相が
逆である。すなわち、矢印Z1 方向の屈曲振動に伴い電
極11に発生する圧電電圧が、+(−)Aのとき、矢印
Z1 方向の屈曲振動に伴い電極12に発生する圧電電圧
は、−(+)Aとなる。なお、このとき、電極11及び
12には、振動子10の矢印Y1 方向の屈曲振動に伴
う、振幅及び位相が等しい圧電電圧も発生している。
【0042】電極11及び12に発生した圧電電圧は、
それぞれ、細導線41,42を介して、図示せぬ検出回
路に入力される。そして、これらの2つの圧電電圧の差
動を取ることによって、コリオリの力に伴う圧電電圧の
みを、倍増して取り出すことができ、回転角速度を検出
することが可能となる。
それぞれ、細導線41,42を介して、図示せぬ検出回
路に入力される。そして、これらの2つの圧電電圧の差
動を取ることによって、コリオリの力に伴う圧電電圧の
みを、倍増して取り出すことができ、回転角速度を検出
することが可能となる。
【0043】図5は、本発明の圧電振動角速度計の他の
実施例の構成を示す斜視図である。本実施例の圧電振動
角速度計50の基本的な構成は、図1に示す圧電振動角
速度計1と同様であり、振動子10を支持する支柱5
1,52が異なる。
実施例の構成を示す斜視図である。本実施例の圧電振動
角速度計50の基本的な構成は、図1に示す圧電振動角
速度計1と同様であり、振動子10を支持する支柱5
1,52が異なる。
【0044】図6(a)は、図5に示す支柱51の側面
図であり、図6(b)は、支柱51を真上から見た場合
の平面図である。支柱51は、図4に示す支柱21と同
様に、シリコン系樹脂によって構成され、円柱台状の下
部と、円錐台状の上部とが一体成形されている。上部の
円錐台は、その断面が凸型となっている。シリコン系接
着剤によって振動子10に接着される支柱51の上端面
は、直径0.5mmの円であり、シリコン系接着剤によ
って基板20に接着される下端面は、直径1.0mmの
円である。支柱51の下部の円柱台の高さは、0.2m
mであり、上部の円錐台の高さは、0.3mmである。
なお、支柱52の形状は、支柱51の形状と同様であ
る。
図であり、図6(b)は、支柱51を真上から見た場合
の平面図である。支柱51は、図4に示す支柱21と同
様に、シリコン系樹脂によって構成され、円柱台状の下
部と、円錐台状の上部とが一体成形されている。上部の
円錐台は、その断面が凸型となっている。シリコン系接
着剤によって振動子10に接着される支柱51の上端面
は、直径0.5mmの円であり、シリコン系接着剤によ
って基板20に接着される下端面は、直径1.0mmの
円である。支柱51の下部の円柱台の高さは、0.2m
mであり、上部の円錐台の高さは、0.3mmである。
なお、支柱52の形状は、支柱51の形状と同様であ
る。
【0045】本実施例に示す支柱51,52は、図1に
示す支柱21,22と比較して、より大きな面積で、基
板20に接着されるので、振動子10の振動特性の信頼
性が向上する。
示す支柱21,22と比較して、より大きな面積で、基
板20に接着されるので、振動子10の振動特性の信頼
性が向上する。
【0046】図7は、本発明の圧電振動角速度計の他の
実施例の構成を示す斜視図である。本実施例の圧電振動
角速度計60の基本的な構成は、図1に示す圧電振動角
速度計1と同様であり、振動子10を支持する支持部材
61が異なる。
実施例の構成を示す斜視図である。本実施例の圧電振動
角速度計60の基本的な構成は、図1に示す圧電振動角
速度計1と同様であり、振動子10を支持する支持部材
61が異なる。
【0047】支持部材61は、シリコン系樹脂によって
構成されており、基板となる直方体形状部材の上部に支
柱部61A及び61Bが一体成形されている。支柱部6
1A及び61Bの形状は、図4に示す支柱21の形状と
同様である。また、支柱部61Aと61Bとの配置間隔
は、振動子10の振動時の節点間隔と等しい。この支持
部材61の基板としての直方体形状部材の底面は、シリ
コン系接着剤によって、基板20に接着されており、支
柱部61A及び61Bの上端面は、シリコン系接着剤に
よって、支持部材10に、共振振動の節点部において接
着されている。
構成されており、基板となる直方体形状部材の上部に支
柱部61A及び61Bが一体成形されている。支柱部6
1A及び61Bの形状は、図4に示す支柱21の形状と
同様である。また、支柱部61Aと61Bとの配置間隔
は、振動子10の振動時の節点間隔と等しい。この支持
部材61の基板としての直方体形状部材の底面は、シリ
コン系接着剤によって、基板20に接着されており、支
柱部61A及び61Bの上端面は、シリコン系接着剤に
よって、支持部材10に、共振振動の節点部において接
着されている。
【0048】本実施例の圧電振動角速度計60において
は、振動子10を直接支持する支持部61A及び61B
が、直接基板20に接着されず、支持部61A及び61
Bの基板としての直方体形状部材と一体形成されてお
り、その直方体形状部材の底面が基板20に接着される
ので、接着面積が大きくなり、振動子10の振動特性の
信頼度がさらに向上する。また、支持部61A及び61
Bの配置間隔が、支持部材61形成時に決定されるの
で、振動子10を、その共振振動の節点部位において、
確実に支持することができる。
は、振動子10を直接支持する支持部61A及び61B
が、直接基板20に接着されず、支持部61A及び61
Bの基板としての直方体形状部材と一体形成されてお
り、その直方体形状部材の底面が基板20に接着される
ので、接着面積が大きくなり、振動子10の振動特性の
信頼度がさらに向上する。また、支持部61A及び61
Bの配置間隔が、支持部材61形成時に決定されるの
で、振動子10を、その共振振動の節点部位において、
確実に支持することができる。
【0049】図8は、本発明の圧電振動角速度計の他の
実施例の構成を示す斜視図である。本実施例の圧電振動
角速度計70の基本的な構成は、図1に示す圧電振動角
速度計1と同様であり、支持部材71及び72が異なっ
ている。
実施例の構成を示す斜視図である。本実施例の圧電振動
角速度計70の基本的な構成は、図1に示す圧電振動角
速度計1と同様であり、支持部材71及び72が異なっ
ている。
【0050】図9は、図8に示す支持部材71の構成を
示す斜視図である。支持部材71の形状は、一方の辺の
長さが1.0mm、他方の辺の長さが0.3mmの長方
形断面形状を有する高さ0.5mmの直方体である。な
お、支持部材72の形状は、支持部材71の形状と同様
である。
示す斜視図である。支持部材71の形状は、一方の辺の
長さが1.0mm、他方の辺の長さが0.3mmの長方
形断面形状を有する高さ0.5mmの直方体である。な
お、支持部材72の形状は、支持部材71の形状と同様
である。
【0051】支持部材71及び72は、それぞれ、その
上端面が、シリコン系接着剤によって、振動子10の共
振振動の節点部位の近傍に接着され、その下端面が、シ
リコン系接着剤によって、基板20に接着される。この
場合、振動子10に接着される支持部材71及び72の
長方形形状の上端面の一方の辺の長さが1.0mmであ
り、振動子10の幅(=1.0mm)と略一致してい
る。従って、振動子10は、共振振動の節点部位におい
て、幅全体にわたって、支持部材71及ぶ72に支持さ
れるので、高い支持能力で支持されることになり、振動
子10の振動特性が向上する。
上端面が、シリコン系接着剤によって、振動子10の共
振振動の節点部位の近傍に接着され、その下端面が、シ
リコン系接着剤によって、基板20に接着される。この
場合、振動子10に接着される支持部材71及び72の
長方形形状の上端面の一方の辺の長さが1.0mmであ
り、振動子10の幅(=1.0mm)と略一致してい
る。従って、振動子10は、共振振動の節点部位におい
て、幅全体にわたって、支持部材71及ぶ72に支持さ
れるので、高い支持能力で支持されることになり、振動
子10の振動特性が向上する。
【0052】なお、細導線41乃至44は、それぞれ、
振動子10の共振振動の節点部位の近傍において、電極
11乃至14上に半田付けされる。また、支持部材71
及び72は、振動子10を、幅全体にわたって支持して
いるので、電極14に駆動用交流電圧を伝達する細導線
44を半田付けする位置を確保するために、支持部材7
1,72に切り欠け部を設ける必要がある。
振動子10の共振振動の節点部位の近傍において、電極
11乃至14上に半田付けされる。また、支持部材71
及び72は、振動子10を、幅全体にわたって支持して
いるので、電極14に駆動用交流電圧を伝達する細導線
44を半田付けする位置を確保するために、支持部材7
1,72に切り欠け部を設ける必要がある。
【0053】図10は、図8に示す圧電振動角速度計7
0の正面図である。この場合、支持部材71は、その振
動子接着部の中央において、切り欠け部71Aを備えて
おり、細導線44は、切り欠け部71Aが形成されてい
る場所において、電極14に半田付けされている。ま
た、図11は、図8に示す圧電振動角速度計70の正面
図であり、この場合、支持部材71は、その振動子接着
部の両端において、切り欠け部71B及び切り欠け部7
1Cを備えている。細導線44は、その切り欠け部71
Bが形成されている場所において、電極14に半田付け
されている。
0の正面図である。この場合、支持部材71は、その振
動子接着部の中央において、切り欠け部71Aを備えて
おり、細導線44は、切り欠け部71Aが形成されてい
る場所において、電極14に半田付けされている。ま
た、図11は、図8に示す圧電振動角速度計70の正面
図であり、この場合、支持部材71は、その振動子接着
部の両端において、切り欠け部71B及び切り欠け部7
1Cを備えている。細導線44は、その切り欠け部71
Bが形成されている場所において、電極14に半田付け
されている。
【0054】図12は、本発明の圧電振動角速度計の他
の実施例の構成を示す斜視図である。本実施例の圧電振
動角速度計80の基本的な構成は、図1に示す圧電振動
角速度計1と同様であり、支持部材81及び82が異な
る。
の実施例の構成を示す斜視図である。本実施例の圧電振
動角速度計80の基本的な構成は、図1に示す圧電振動
角速度計1と同様であり、支持部材81及び82が異な
る。
【0055】図13は、支持部材81の構成を示す斜視
図である。支持部材81の上部の形状は、一方の辺の長
さが1.0mm、他方の辺の長さが0.3mmの長方形
断面形状を有する、高さ0.3mmの直方体であり、そ
の下部においては、支持部材81の基板として、一辺の
長さが1.0mmの正方形断面形状を有する、高さ0.
2mmの直方体が、上部の直方体と一体成形されてい
る。なお、支持部材82の形状は、支持部材81の形状
と同様である。支持部材81及び82は、その上端面
が、シリコン系接着剤によって、振動子10の共振振動
の節点部位近傍に接着され、その下端面は、シリコン系
接着剤によって、基板20に接着される。本実施例にお
いては、図8に示す支持部材71及び72と比較して、
支持部材81,82の基板20への接着面積がより大き
いので、振動子10の振動特性の信頼性が向上する。
図である。支持部材81の上部の形状は、一方の辺の長
さが1.0mm、他方の辺の長さが0.3mmの長方形
断面形状を有する、高さ0.3mmの直方体であり、そ
の下部においては、支持部材81の基板として、一辺の
長さが1.0mmの正方形断面形状を有する、高さ0.
2mmの直方体が、上部の直方体と一体成形されてい
る。なお、支持部材82の形状は、支持部材81の形状
と同様である。支持部材81及び82は、その上端面
が、シリコン系接着剤によって、振動子10の共振振動
の節点部位近傍に接着され、その下端面は、シリコン系
接着剤によって、基板20に接着される。本実施例にお
いては、図8に示す支持部材71及び72と比較して、
支持部材81,82の基板20への接着面積がより大き
いので、振動子10の振動特性の信頼性が向上する。
【0056】また、本実施例においても、細導線44を
振動子10の電極14に半田付けするために、図10ま
たは図11に示す切り欠け部の形成処理が、支持部材8
1または82の振動子接着部に施される。
振動子10の電極14に半田付けするために、図10ま
たは図11に示す切り欠け部の形成処理が、支持部材8
1または82の振動子接着部に施される。
【0057】図14は、本発明の圧電振動角速度計の他
の実施例の構成を示す斜視図である。本実施例の圧電振
動角速度計90の基本的な構成は、図1に示す圧電振動
角速度計1と同様であり、支持部材91が異なる。
の実施例の構成を示す斜視図である。本実施例の圧電振
動角速度計90の基本的な構成は、図1に示す圧電振動
角速度計1と同様であり、支持部材91が異なる。
【0058】支持部材91の基本的な形状は、図12に
示す支持部材81と82の形状と同様であり、支持部材
81及び82の下部を構成する直方体が一体となってい
る。このように支持部材91を構成することによって、
振動子10の振動時の節点位置を直接支持する上部の2
個の直方体の形成間隔が、支持部材成形時にあらかじめ
決定されるので、支持部材91は、振動子10を、その
共振振動の節点部位近傍において、確実に支持すること
ができる。
示す支持部材81と82の形状と同様であり、支持部材
81及び82の下部を構成する直方体が一体となってい
る。このように支持部材91を構成することによって、
振動子10の振動時の節点位置を直接支持する上部の2
個の直方体の形成間隔が、支持部材成形時にあらかじめ
決定されるので、支持部材91は、振動子10を、その
共振振動の節点部位近傍において、確実に支持すること
ができる。
【0059】また、本発明の圧電振動角速度計において
は、振動子を上述した実施例と異なる構成にすることも
可能である。
は、振動子を上述した実施例と異なる構成にすることも
可能である。
【0060】図15は、本発明の圧電振動角速度計の他
の実施例の構成を示す斜視図である。本実施例に示す圧
電振動角速度計100の基本的な構成は、図7に示す圧
電振動角速度計60と同様であり、振動子110の構成
が異なっている。
の実施例の構成を示す斜視図である。本実施例に示す圧
電振動角速度計100の基本的な構成は、図7に示す圧
電振動角速度計60と同様であり、振動子110の構成
が異なっている。
【0061】図16は、振動子110の正面図である。
振動子110の基本的な構成及び寸法は、図2及び図3
に示す振動子10と同様であり、電極の形成位置が異な
っている。圧電部材110Aは、その下面が、全体にわ
たって銀ペーストされており、また、圧電部材110B
は、その上面及び下面が、全面にわたって銀ペーストさ
れている。振動子110は、この圧電部材110Aの下
面と、圧電部材110Bの上面とが、エポキシ系接着剤
で接着されることによって構成されている。すなわち、
電極103が、圧電部材110Aと圧電部材110Bと
の接着面において形成され、電極104が、圧電部材1
10Bの下面に形成される。
振動子110の基本的な構成及び寸法は、図2及び図3
に示す振動子10と同様であり、電極の形成位置が異な
っている。圧電部材110Aは、その下面が、全体にわ
たって銀ペーストされており、また、圧電部材110B
は、その上面及び下面が、全面にわたって銀ペーストさ
れている。振動子110は、この圧電部材110Aの下
面と、圧電部材110Bの上面とが、エポキシ系接着剤
で接着されることによって構成されている。すなわち、
電極103が、圧電部材110Aと圧電部材110Bと
の接着面において形成され、電極104が、圧電部材1
10Bの下面に形成される。
【0062】また、電極101及び102は、それぞれ
振動子10の上部を構成する圧電部材110Aの側面上
部において、幅0.3mmで、振動子10の長さ方向に
平行に銀ペーストされることによって形成されている。
振動子10の上部を構成する圧電部材110Aの側面上
部において、幅0.3mmで、振動子10の長さ方向に
平行に銀ペーストされることによって形成されている。
【0063】なお、この圧電部材110A及び110B
は、予め分極されておらず、電極形成後に、電極間に電
圧をかけて分極処理を施す必要があり、電極103を基
準として、電極101,102,104に、それぞれ電
圧をかけることによって分極を行う。
は、予め分極されておらず、電極形成後に、電極間に電
圧をかけて分極処理を施す必要があり、電極103を基
準として、電極101,102,104に、それぞれ電
圧をかけることによって分極を行う。
【0064】駆動用交流電圧が電極104に印加される
と、この振動子110は、上下方向(図16の矢印Y1
方向)に屈曲振動する。このとき、圧電振動角速度計1
00が、軸X1 を中心として回転すると、コリオリの力
が、矢印Z1 方向に発生し、振動子110が、矢印Z1
方向に屈曲振動する。このとき、電極101,102に
は、それぞれ、位相が逆で振幅が等しい、コリオリの力
に伴う圧電電圧が発生し、細導線42,43を介して図
示せぬ検出回路に出力される。そして、両者の差動を取
ることによって、コリオリの力に伴う圧電電圧を倍増し
て検出でき、圧電振動角速度計の回転角速度を検出する
ことができる。
と、この振動子110は、上下方向(図16の矢印Y1
方向)に屈曲振動する。このとき、圧電振動角速度計1
00が、軸X1 を中心として回転すると、コリオリの力
が、矢印Z1 方向に発生し、振動子110が、矢印Z1
方向に屈曲振動する。このとき、電極101,102に
は、それぞれ、位相が逆で振幅が等しい、コリオリの力
に伴う圧電電圧が発生し、細導線42,43を介して図
示せぬ検出回路に出力される。そして、両者の差動を取
ることによって、コリオリの力に伴う圧電電圧を倍増し
て検出でき、圧電振動角速度計の回転角速度を検出する
ことができる。
【0065】なお、振動子110は、支持部材61によ
って支持されているが、支柱21及び22、支柱51及
び52、支持部材71及び72、支持部材81及び8
2、または支持部材91のいずれかが、振動子110を
支持するようにしてもよい。
って支持されているが、支柱21及び22、支柱51及
び52、支持部材71及び72、支持部材81及び8
2、または支持部材91のいずれかが、振動子110を
支持するようにしてもよい。
【0066】図17は、本発明の圧電振動角速度計の他
の実施例の構成を示す斜視図である。本実施例に示す圧
電振動角速度計200の基本的な構成は、図12に示す
圧電振動角速度計80と同様であり、振動子210の構
成が異なっている。
の実施例の構成を示す斜視図である。本実施例に示す圧
電振動角速度計200の基本的な構成は、図12に示す
圧電振動角速度計80と同様であり、振動子210の構
成が異なっている。
【0067】図18は、振動子210の正面図である。
振動子210の基本的な構成及び寸法は、図2及び図3
に示す振動子10と同様であり、電極の形成位置が異な
っている。圧電部材210Aは、その下面が、全体にわ
たって銀ペーストされており、圧電部材210Bは、そ
の上面が、全面にわたって銀ペーストされている。振動
子210は、この圧電部材210Aの下面と、圧電部材
210Bの上面とが、エポキシ系接着剤で接着されるこ
とによって構成されている。すなわち、電極203が、
圧電部材210Aと圧電部材210Bとの接着面におい
て形成される。
振動子210の基本的な構成及び寸法は、図2及び図3
に示す振動子10と同様であり、電極の形成位置が異な
っている。圧電部材210Aは、その下面が、全体にわ
たって銀ペーストされており、圧電部材210Bは、そ
の上面が、全面にわたって銀ペーストされている。振動
子210は、この圧電部材210Aの下面と、圧電部材
210Bの上面とが、エポキシ系接着剤で接着されるこ
とによって構成されている。すなわち、電極203が、
圧電部材210Aと圧電部材210Bとの接着面におい
て形成される。
【0068】また、電極204が、圧電部材210Aの
上面に、所定の幅で銀ペーストされており、電極20
1,202が、圧電部材201Aの側面中央部に銀ペー
ストされている。なお、圧電部材210Aの上面を、全
面にわたって銀ペーストすることによって、電極204
を形成してもよい。
上面に、所定の幅で銀ペーストされており、電極20
1,202が、圧電部材201Aの側面中央部に銀ペー
ストされている。なお、圧電部材210Aの上面を、全
面にわたって銀ペーストすることによって、電極204
を形成してもよい。
【0069】なお、この圧電部材210A及び210B
は、予め分極されておらず、電極形成後に、電極間に電
圧をかけて分極処理を施す必要があり、電極203を基
準として、電極201,202,204に、それぞれ電
圧をかけることによって分極を行う(図18(a))。
また、電極203及び204を基準として、電極201
及び202に電圧をかけて分極してもよい(図18
(b))。この場合、振動子210の下部を構成する圧
電部材210Bは、圧電的に不活性である。従って、圧
電部材210Bは、圧電材料ではないセラミック材料に
よって構成してもよい。
は、予め分極されておらず、電極形成後に、電極間に電
圧をかけて分極処理を施す必要があり、電極203を基
準として、電極201,202,204に、それぞれ電
圧をかけることによって分極を行う(図18(a))。
また、電極203及び204を基準として、電極201
及び202に電圧をかけて分極してもよい(図18
(b))。この場合、振動子210の下部を構成する圧
電部材210Bは、圧電的に不活性である。従って、圧
電部材210Bは、圧電材料ではないセラミック材料に
よって構成してもよい。
【0070】また、細導線41乃至44は、それぞれ、
振動子210の上部を構成する圧電部材210Aに形成
される電極201乃至204に半田付けされている。従
って、本実施例の場合、図10または図11に示すよう
な切り欠け部を支持部材81及び82に形成する必要は
ない。
振動子210の上部を構成する圧電部材210Aに形成
される電極201乃至204に半田付けされている。従
って、本実施例の場合、図10または図11に示すよう
な切り欠け部を支持部材81及び82に形成する必要は
ない。
【0071】なお、振動子210は、支持部材81及び
82によって支持されているが、支柱21及び22、支
柱51及び52、支持部材61、支持部材71及び7
2、または支持部材91のいずれかが、振動子110を
支持するようにしてもよい。
82によって支持されているが、支柱21及び22、支
柱51及び52、支持部材61、支持部材71及び7
2、または支持部材91のいずれかが、振動子110を
支持するようにしてもよい。
【0072】図19は、本発明の圧電振動角速度計の他
の実施例の構成を示す斜視図である。本実施例に示す圧
電振動角速度計300の基本的な構成は、図12に示す
圧電振動角速度計80と同様であり、振動子310の構
成が異なっている。
の実施例の構成を示す斜視図である。本実施例に示す圧
電振動角速度計300の基本的な構成は、図12に示す
圧電振動角速度計80と同様であり、振動子310の構
成が異なっている。
【0073】振動子310の上部を構成する圧電部材3
10Aの構成は、図17または図18に示す振動子21
0の上部を構成する圧電部材210Aと同様であるが、
振動子310の下部は、リン青銅等よりなる金属部材3
10Bによって構成され、圧電的に不活性である。
10Aの構成は、図17または図18に示す振動子21
0の上部を構成する圧電部材210Aと同様であるが、
振動子310の下部は、リン青銅等よりなる金属部材3
10Bによって構成され、圧電的に不活性である。
【0074】従って、この場合においても、支持部材9
1の振動子301への接着面に切り欠け部を形成する必
要はない。
1の振動子301への接着面に切り欠け部を形成する必
要はない。
【0075】また、圧電部材310Aと金属部材310
Bの密度が異なるため、振動子310の幅方向と厚さ方
向の基準振動数合わせを行う必要があり、上述したよう
に、断面形状をレーザ等によって所望の形状に加工す
る。
Bの密度が異なるため、振動子310の幅方向と厚さ方
向の基準振動数合わせを行う必要があり、上述したよう
に、断面形状をレーザ等によって所望の形状に加工す
る。
【0076】なお、振動子310は、支持部材91によ
って支持されているが、支柱21及び22、支柱51及
び52、支持部材61、支持部材71及び72、または
支持部材81及び82のいずれかが、振動子110を支
持するようにしてもよい。
って支持されているが、支柱21及び22、支柱51及
び52、支持部材61、支持部材71及び72、または
支持部材81及び82のいずれかが、振動子110を支
持するようにしてもよい。
【0077】また、以上の実施例において、細導線の一
端が、振動子の一方の節点部位において半田付けされて
いる場合、細導線の他端を接続するための配線用ターミ
ナルを、さらに設けることによって、圧電振動角速度計
をさらに小型化することが可能となる。
端が、振動子の一方の節点部位において半田付けされて
いる場合、細導線の他端を接続するための配線用ターミ
ナルを、さらに設けることによって、圧電振動角速度計
をさらに小型化することが可能となる。
【0078】以上の実施例において、各電極は、銀ペー
ストすることによって形成されているが、無電解メッキ
法によってニッケル電極とすることも可能であり、ま
た、真空蒸着法、スパッタリング法等によって、アルミ
ニウム電極とすることも可能である。
ストすることによって形成されているが、無電解メッキ
法によってニッケル電極とすることも可能であり、ま
た、真空蒸着法、スパッタリング法等によって、アルミ
ニウム電極とすることも可能である。
【0079】
【発明の効果】以上のように、本発明の圧電振動角速度
計によれば、柱状振動子を支持する支持部材を、柱状振
動子の共振振動の節点部位において接着固定するように
したので、圧電振動角速度計を小型化することができ
る。
計によれば、柱状振動子を支持する支持部材を、柱状振
動子の共振振動の節点部位において接着固定するように
したので、圧電振動角速度計を小型化することができ
る。
【図1】本発明の圧電振動角速度計の一実施例の構成を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図2】図1に示す振動子10の構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図3】図2に示す振動子10を構成する圧電部材10
A,10Bの構成を示す斜視図である。
A,10Bの構成を示す斜視図である。
【図4】図1に示す支柱21の構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図5】本発明の圧電振動角速度計の他の実施例の構成
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図6】図5に示す支柱51の構成を示す側面図及び平
面図である。
面図である。
【図7】本発明の圧電振動角速度計の他の実施例の構成
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図8】本発明の圧電振動角速度計の他の実施例の構成
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図9】図8に示す支持部材71の構成を示す斜視図で
ある。
ある。
【図10】図8に示す圧電振動角速度計70の正面図で
ある。
ある。
【図11】図8に示す圧電振動角速度計70の正面図で
ある。
ある。
【図12】本発明の圧電振動角速度計の他の実施例の構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図13】図13に示す支持部材81の構成を示す斜視
図である。
図である。
【図14】本発明の圧電振動角速度計の他の実施例の構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図15】本発明の圧電振動角速度計の他の実施例の構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図16】図15に示す振動子110の正面図である。
【図17】本発明の圧電振動角速度計の他の実施例の構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図18】図17に示す振動子210の正面図である。
【図19】本発明の圧電振動角速度計の他の実施例の構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図20】従来の圧電振動角速度計の一構成例を示す斜
視図である。
視図である。
【図21】図20に示す圧電振動角速度計500を、上
面から見た場合の平面図である。
面から見た場合の平面図である。
【図22】従来の圧電振動角速度計の他の構成例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図23】図22に示す圧電振動角速度計600の正面
図である。
図である。
1 圧電振動角速度計 10 振動子 10A,10B 圧電部材 11乃至14,13A,13B 電極 20 基板 21,22 支柱 41乃至44 細導線 50 圧電振動角速度計 51,52 支柱 60 圧電振動角速度計 60 圧電振動角速度計 61 支持部材 61A,61B 支柱部 70 圧電振動角速度計 71,72 支持部材 71A乃至71C 切り欠け部 80 圧電振動角速度計 81,82 支持部材 90 圧電振動角速度計 91 支持部材 100 圧電振動角速度計 101乃至104 電極 110 振動子 110A,110B 圧電部材 200 圧電振動角速度計 201乃至204 電極 210 振動子 210A,210B 圧電部材 300 圧電振動角速度計 301乃至304 電極 310 振動子 310A 圧電部材 310B 金属部材 500 圧電振動角速度計 501乃至504 側面 505 金属振動子 511乃至514 圧電セラミック薄板 521乃至524 細導線 531乃至534 支持用金属線 600 圧電振動角速度計 601 金属振動子 602乃至604 圧電セラミック薄板
Claims (7)
- 【請求項1】 コリオリの力に伴う圧電電圧を検出する
ことによって、物体の回転角速度を検出する圧電振動角
速度計において、 互いに垂直な2方向に振動可能な柱状振動子と、 前記柱状振動子の共振振動の節点部位において、前記柱
状振動子に接着固定され、前記柱状振動子を支持する支
持部材とを備えることをことを特徴とする圧電振動角速
度計。 - 【請求項2】 前記支持部材は、ゴム状弾性の絶縁材料
によって構成されることを特徴とする請求項1に記載の
圧電振動角速度計。 - 【請求項3】 前記柱状振動子は、シリコン系接着剤に
よって、前記柱状振動子に接着固定されることを特徴と
する請求項1または2に記載の圧電振動角速度計。 - 【請求項4】 前記柱状振動子は、 長方形断面を有する直方体形状の第1の圧電部材の下面
と、長方形断面を有する直方体形状の第2の圧電部材の
上面とが接合されることによって構成され、 前記第1の圧電部材と前記第2の圧電部材との接合面に
形成される、基準電位電極としての第1の電極と、 前記第2の圧電部材の下面に形成され、前記柱状振動子
を、前記第1の圧電部材と前記第2の圧電部材との接合
面に垂直な方向に振動させるための駆動用交流電圧が印
加される第2の電極と、 前記第1の圧電部材の上面の両端において、所定の幅
で、それぞれ形成され、前記柱状振動子に生じる前記コ
リオリの力に対応する圧電電圧の検出電極としての第3
及び第4の電極とを備えることを特徴とする請求項1,
2または3に記載の圧電振動角速度計。 - 【請求項5】 前記柱状振動子は、 長方形断面を有する直方体形状の第1の圧電部材の下面
と、長方形断面を有する直方体形状の第2の圧電部材の
上面とが接合されることによって構成され、 前記第1の圧電部材と前記第2の圧電部材との接合面に
形成される、基準電位電極としての第1の電極と、 前記第2の圧電部材の下面に形成され、前記柱状振動子
を、前記第1の圧電部材と前記第2の圧電部材との接合
面に垂直な方向に振動させるための駆動用交流電圧が印
加される第2の電極と、 所定の幅で、前記第1の圧電部材の左右の側面上に、そ
れぞれ形成され、前記柱状振動子に生じる前記コリオリ
の力に対応する圧電電圧の検出電極としての第3及び第
4の電極とを備えることを特徴とする請求項1,2また
は3に記載の圧電振動角速度計。 - 【請求項6】 前記柱状振動子は、 長方形断面を有する直方体形状の圧電部材の下面と、長
方形断面を有する直方体形状のセラミック部材の上面と
が接合されることによって構成され、 前記圧電部材と前記セラミック部材との接合面に形成さ
れる、基準電位電極としての第1の電極と、 前記圧電部材の上面に形成され、前記柱状振動子を、前
記圧電部材と前記セラミック部材との接合面に垂直な方
向に振動させるための駆動用交流電圧が印加される第2
の電極と、 所定の幅で、前記圧電部材の左右の側面上に、それぞれ
形成され、前記柱状振動子に生じる前記コリオリの力に
対応する圧電電圧の検出電極としての第3及び第4の電
極とを備えることを特徴とする請求項1,2または3に
記載の圧電振動角速度計。 - 【請求項7】 前記柱状振動子は、 長方形断面を有する直方体形状の圧電部材の下面と、長
方形断面を有する直方体形状の金属部材の上面とが接合
されることによって構成され、 前記圧電部材と前記金属部材との接合面に形成される、
基準電位電極としての第1の電極と、 前記圧電部材の上面に形成され、前記柱状振動子を、前
記圧電部材と前記金属部材との接合面に垂直な方向に振
動させるための駆動用交流電圧が印加される第2の電極
と、 所定の幅で、前記圧電部材の左右の側面上に、それぞれ
形成され、前記柱状振動子に生じる前記コリオリの力に
対応する圧電電圧の検出電極としての第3及び第4の電
極とを備えることを特徴とする請求項1,2または3に
記載の圧電振動角速度計。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7083830A JPH08278145A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 圧電振動角速度計 |
US08/630,824 US5765046A (en) | 1994-08-31 | 1996-04-10 | Piezoelectric vibration angular velocity meter and camera using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7083830A JPH08278145A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 圧電振動角速度計 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08278145A true JPH08278145A (ja) | 1996-10-22 |
Family
ID=13813621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7083830A Withdrawn JPH08278145A (ja) | 1994-08-31 | 1995-04-10 | 圧電振動角速度計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08278145A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6288478B1 (en) | 1997-05-28 | 2001-09-11 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Vibrating gyroscope |
JP2005140660A (ja) * | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Ngk Insulators Ltd | 振動子の支持構造および振動子の支持構造の製造方法 |
-
1995
- 1995-04-10 JP JP7083830A patent/JPH08278145A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6288478B1 (en) | 1997-05-28 | 2001-09-11 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Vibrating gyroscope |
US6720714B2 (en) | 1997-05-28 | 2004-04-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrating gyroscope |
JP2005140660A (ja) * | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Ngk Insulators Ltd | 振動子の支持構造および振動子の支持構造の製造方法 |
JP4497893B2 (ja) * | 2003-11-07 | 2010-07-07 | 日本碍子株式会社 | 振動子の支持構造の製造方法 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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