JPH09113279A - 振動ジャイロ - Google Patents
振動ジャイロInfo
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- JPH09113279A JPH09113279A JP7293397A JP29339795A JPH09113279A JP H09113279 A JPH09113279 A JP H09113279A JP 7293397 A JP7293397 A JP 7293397A JP 29339795 A JP29339795 A JP 29339795A JP H09113279 A JPH09113279 A JP H09113279A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5642—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating bars or beams
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- Remote Sensing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低電圧電源でも振動体を十分に励振すること
ができ、かつ良好な感度を有する振動ジャイロを得る。 【解決手段】 振動ジャイロ１０は、正３角柱状の振動
体１４と圧電素子１６ａ，１６ｂ，１６ｃからなる振動
子１２を含む。圧電素子１６ａ，１６ｂを外側から振動
体１４側に向かって分極し、圧電素子１６ｃを振動体１
４側から外側に向かって分極する。発振回路２８の信号
を圧電素子１６ａ〜１６ｃに与え、振動体１４から信号
を帰還する。圧電素子１６ａ，１６ｂを差動回路３０に
接続する。差動回路３０を同期検波回路３２に接続し、
さらに平滑回路３４およびＤＣアンプ３６に順次接続す
る。
ができ、かつ良好な感度を有する振動ジャイロを得る。 【解決手段】 振動ジャイロ１０は、正３角柱状の振動
体１４と圧電素子１６ａ，１６ｂ，１６ｃからなる振動
子１２を含む。圧電素子１６ａ，１６ｂを外側から振動
体１４側に向かって分極し、圧電素子１６ｃを振動体１
４側から外側に向かって分極する。発振回路２８の信号
を圧電素子１６ａ〜１６ｃに与え、振動体１４から信号
を帰還する。圧電素子１６ａ，１６ｂを差動回路３０に
接続する。差動回路３０を同期検波回路３２に接続し、
さらに平滑回路３４およびＤＣアンプ３６に順次接続す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は振動ジャイロに関
し、特にたとえば、振動体の屈曲振動を利用して回転角
速度を検出するための振動ジャイロに関する。
し、特にたとえば、振動体の屈曲振動を利用して回転角
速度を検出するための振動ジャイロに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は従来の振動ジャイロの一例を示
す図解図である。振動ジャイロ１は振動子２を含む。振
動子２は、たとえば正３角柱状の振動体３を含む。振動
体３の３つの側面には、それぞれ圧電素子４ａ，４ｂ，
４ｃが形成される。圧電素子４ａ，４ｂ，４ｃは、図１
０に点線の矢印で示すように、たとえば外側から振動体
３側に向かって分極処理される。圧電素子４ａ，４ｂ
は、振動子２を屈曲振動させるための駆動用として用い
られるとともに、回転角速度に対応した信号を得るため
の検出用としても用いられる。また、圧電素子４ｃは、
振動子２を駆動するときの帰還用として用いられる。
す図解図である。振動ジャイロ１は振動子２を含む。振
動子２は、たとえば正３角柱状の振動体３を含む。振動
体３の３つの側面には、それぞれ圧電素子４ａ，４ｂ，
４ｃが形成される。圧電素子４ａ，４ｂ，４ｃは、図１
０に点線の矢印で示すように、たとえば外側から振動体
３側に向かって分極処理される。圧電素子４ａ，４ｂ
は、振動子２を屈曲振動させるための駆動用として用い
られるとともに、回転角速度に対応した信号を得るため
の検出用としても用いられる。また、圧電素子４ｃは、
振動子２を駆動するときの帰還用として用いられる。
【０００３】圧電素子４ａ，４ｂと圧電素子４ｃとの間
には、抵抗を介して発振回路５が接続される。さらに、
圧電素子４ａ，４ｂの出力信号は、差動回路６に入力さ
れる。差動回路６の出力信号は、発振回路５の信号に同
期して、同期検波回路７で検波される。また、同期検波
回路７の出力信号は平滑回路８で平滑され、さらにＤＣ
アンプ９で増幅される。
には、抵抗を介して発振回路５が接続される。さらに、
圧電素子４ａ，４ｂの出力信号は、差動回路６に入力さ
れる。差動回路６の出力信号は、発振回路５の信号に同
期して、同期検波回路７で検波される。また、同期検波
回路７の出力信号は平滑回路８で平滑され、さらにＤＣ
アンプ９で増幅される。
【０００４】この振動ジャイロ１では、発振回路５から
圧電素子４ａ，４ｂに駆動信号が与えられ、圧電素子４
ｃの出力信号が発振回路５に帰還される。それによっ
て、駆動用の圧電素子４ａ，４ｂが変位し、振動体３に
駆動力が与えられる。このようにして、振動体３は自励
振駆動され、圧電素子４ｃ形成面に直交する方向に屈曲
振動する。この状態で、振動体３の軸を中心として回転
すると、コリオリ力によって振動体３の振動方向が変わ
る。それにより、圧電素子４ａ，４ｂ間に出力信号の差
が生じる。したがって、差動回路６で圧電素子４ａ，４
ｂの出力信号の差をとれば、回転角速度に対応した信号
を得ることができる。差動回路６の出力信号は同期検波
回路７で検波され、平滑回路８で平滑されたのち、ＤＣ
アンプ９で増幅される。そして、この信号を測定するこ
とにより、振動ジャイロ１に加わった回転角速度を検出
することができる。
圧電素子４ａ，４ｂに駆動信号が与えられ、圧電素子４
ｃの出力信号が発振回路５に帰還される。それによっ
て、駆動用の圧電素子４ａ，４ｂが変位し、振動体３に
駆動力が与えられる。このようにして、振動体３は自励
振駆動され、圧電素子４ｃ形成面に直交する方向に屈曲
振動する。この状態で、振動体３の軸を中心として回転
すると、コリオリ力によって振動体３の振動方向が変わ
る。それにより、圧電素子４ａ，４ｂ間に出力信号の差
が生じる。したがって、差動回路６で圧電素子４ａ，４
ｂの出力信号の差をとれば、回転角速度に対応した信号
を得ることができる。差動回路６の出力信号は同期検波
回路７で検波され、平滑回路８で平滑されたのち、ＤＣ
アンプ９で増幅される。そして、この信号を測定するこ
とにより、振動ジャイロ１に加わった回転角速度を検出
することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな振動ジャイロにおいて、小型化および低電圧化が要
求されており、乾電池などの低電圧電源を用いた場合、
振動子の励振を十分に行うことができない。振動子が十
分に励振されないと、振動ジャイロの感度が低下する。
そこで、周辺回路で感度の低下分を補うなどの方法が用
いられてきたが、このような手段を用いると、振動子ノ
イズや回路のノイズなども増幅されてしまうため、Ｓ／
Ｎ比が悪くなる。
うな振動ジャイロにおいて、小型化および低電圧化が要
求されており、乾電池などの低電圧電源を用いた場合、
振動子の励振を十分に行うことができない。振動子が十
分に励振されないと、振動ジャイロの感度が低下する。
そこで、周辺回路で感度の低下分を補うなどの方法が用
いられてきたが、このような手段を用いると、振動子ノ
イズや回路のノイズなども増幅されてしまうため、Ｓ／
Ｎ比が悪くなる。
【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、低
電圧電源でも振動体を十分に励振することができ、かつ
良好な感度を有する振動ジャイロを提供することであ
る。
電圧電源でも振動体を十分に励振することができ、かつ
良好な感度を有する振動ジャイロ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、柱状の振動
体と、振動体を振動させるために振動体の側面に形成さ
れる複数の圧電素子とを含み、複数の圧電素子の分極方
向を振動体に対して異なる向きにした、振動ジャイロで
ある。この振動ジャイロにおいて、振動体が正３角柱状
に形成された場合、振動体の３つの側面にそれぞれ圧電
素子が形成され、圧電素子の中の２つと他の１つの圧電
素子の分極方向は振動体に対して異なる向きとなるよう
に設定される。また、この発明は、圧電体で形成される
柱状の振動体と、振動体を振動させるために振動体の側
面に形成される複数の駆動用電極と、振動体の側面に形
成される複数の共通電極とを含み、駆動用電極と共通電
極との間の振動体の分極方向を複数の駆動用電極に対し
て異なる向きにした、振動ジャイロである。この振動ジ
ャイロにおいて、振動体が円柱状に形成された場合、駆
動用電極および共通電極は振動体の外周方向に沿って交
互に形成され、駆動用電極と隣接する共通電極との間の
振動体の分極方向は複数の駆動用電極に対して異なる向
きとなるように設定される。また、振動体が筒状に形成
された場合、振動体の外側面に複数の駆動用電極が形成
され、振動体の内側面に共通電極が形成され、駆動用電
極と共通電極との間の振動体の分極方向は複数の駆動用
電極に対して異なる向きとなるように設定される。
体と、振動体を振動させるために振動体の側面に形成さ
れる複数の圧電素子とを含み、複数の圧電素子の分極方
向を振動体に対して異なる向きにした、振動ジャイロで
ある。この振動ジャイロにおいて、振動体が正３角柱状
に形成された場合、振動体の３つの側面にそれぞれ圧電
素子が形成され、圧電素子の中の２つと他の１つの圧電
素子の分極方向は振動体に対して異なる向きとなるよう
に設定される。また、この発明は、圧電体で形成される
柱状の振動体と、振動体を振動させるために振動体の側
面に形成される複数の駆動用電極と、振動体の側面に形
成される複数の共通電極とを含み、駆動用電極と共通電
極との間の振動体の分極方向を複数の駆動用電極に対し
て異なる向きにした、振動ジャイロである。この振動ジ
ャイロにおいて、振動体が円柱状に形成された場合、駆
動用電極および共通電極は振動体の外周方向に沿って交
互に形成され、駆動用電極と隣接する共通電極との間の
振動体の分極方向は複数の駆動用電極に対して異なる向
きとなるように設定される。また、振動体が筒状に形成
された場合、振動体の外側面に複数の駆動用電極が形成
され、振動体の内側面に共通電極が形成され、駆動用電
極と共通電極との間の振動体の分極方向は複数の駆動用
電極に対して異なる向きとなるように設定される。
【０００８】振動体の側面に圧電素子を形成した場合、
圧電体を振動体に対して異なる向きに分極処理しておけ
ば、全ての圧電素子に駆動信号を与えることによって、
全ての圧電素子が変位し、振動体に駆動力が与えられ
る。また、振動体が圧電体で形成されている場合、駆動
用電極と共通電極との間の分極を駆動用電極に対して異
なる向きにしておけば、全ての駆動用電極に駆動信号を
与えることにより、駆動用電極と共通電極との間の振動
体部分が変位し、振動体に駆動力が与えられる。
圧電体を振動体に対して異なる向きに分極処理しておけ
ば、全ての圧電素子に駆動信号を与えることによって、
全ての圧電素子が変位し、振動体に駆動力が与えられ
る。また、振動体が圧電体で形成されている場合、駆動
用電極と共通電極との間の分極を駆動用電極に対して異
なる向きにしておけば、全ての駆動用電極に駆動信号を
与えることにより、駆動用電極と共通電極との間の振動
体部分が変位し、振動体に駆動力が与えられる。
【０００９】
【発明の効果】この発明によれば、全ての圧電素子また
は駆動用電極と共通電極の間の振動体部分によって振動
体に駆動力が与えられるため、振動体を屈曲させる力
が、振動体の周囲から与えられる。そのため、従来の振
動ジャイロに比べて、振動体の屈曲振動の振幅が大きく
なり、感度よく回転角速度を検出することができる。
は駆動用電極と共通電極の間の振動体部分によって振動
体に駆動力が与えられるため、振動体を屈曲させる力
が、振動体の周囲から与えられる。そのため、従来の振
動ジャイロに比べて、振動体の屈曲振動の振幅が大きく
なり、感度よく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発明の実施
の形態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発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の振動ジャイロの
一例を示す図解図である。振動ジャイロ１０は、振動子
１２を含む。振動子１２は、図２に示すように、たとえ
ば正３角柱状の振動体１４を含む。振動体１４は、たと
えばエリンバ，鉄−ニッケル合金，石英，ガラス，水
晶，セラミックなど、一般的に機械的な振動を生じる材
料で形成される。
一例を示す図解図である。振動ジャイロ１０は、振動子
１２を含む。振動子１２は、図２に示すように、たとえ
ば正３角柱状の振動体１４を含む。振動体１４は、たと
えばエリンバ，鉄−ニッケル合金，石英，ガラス，水
晶，セラミックなど、一般的に機械的な振動を生じる材
料で形成される。
【００１２】振動体１４の側面には、圧電素子１６ａ，
１６ｂおよび１６ｃが形成される。圧電素子１６ａは、
図３に示すように、圧電セラミックなどで形成された圧
電板１８ａを含み、その両面に電極２０ａ，２２ａが形
成されている。そして、一方の電極２２ａが、振動体１
４に接着されている。同様に、圧電素子１６ｂ，１６ｃ
は圧電板１８ｂ，１８ｃを含み、その両面に電極２０
ｂ，２２ｂおよび電極２０ｃ，２２ｃが形成されてい
る。そして、これらの圧電素子１６ｂ，１６ｃの一方の
電極２２ｂ，２２ｃが、振動体１４に接着されている。
１６ｂおよび１６ｃが形成される。圧電素子１６ａは、
図３に示すように、圧電セラミックなどで形成された圧
電板１８ａを含み、その両面に電極２０ａ，２２ａが形
成されている。そして、一方の電極２２ａが、振動体１
４に接着されている。同様に、圧電素子１６ｂ，１６ｃ
は圧電板１８ｂ，１８ｃを含み、その両面に電極２０
ｂ，２２ｂおよび電極２０ｃ，２２ｃが形成されてい
る。そして、これらの圧電素子１６ｂ，１６ｃの一方の
電極２２ｂ，２２ｃが、振動体１４に接着されている。
【００１３】圧電素子１６ａ，１６ｂと圧電素子１６ｃ
とは、振動体１４に対して異なる方向に分極処理されて
いる。たとえば、図１に点線の矢印で示すように、圧電
素子１６ａ，１６ｂが外側から振動体１４側に向かって
分極処理されている場合、圧電素子１６ｃは振動体１４
側から外側に向かって分極処理される。これらの圧電素
子１６ａ〜１６ｃは、振動体１４を屈曲振動させるため
の駆動用として用いられる。また、圧電素子１６ａ，１
６ｂは、回転角速度に対応した信号を得るための検出用
としても用いられる。
とは、振動体１４に対して異なる方向に分極処理されて
いる。たとえば、図１に点線の矢印で示すように、圧電
素子１６ａ，１６ｂが外側から振動体１４側に向かって
分極処理されている場合、圧電素子１６ｃは振動体１４
側から外側に向かって分極処理される。これらの圧電素
子１６ａ〜１６ｃは、振動体１４を屈曲振動させるため
の駆動用として用いられる。また、圧電素子１６ａ，１
６ｂは、回転角速度に対応した信号を得るための検出用
としても用いられる。
【００１４】圧電素子１６ａ，１６ｂには、それぞれ抵
抗２４，２６が接続される。これらの抵抗２４，２６お
よび圧電素子１６ｃと振動体１４との間には、発振回路
２８が接続される。発振回路２８から、圧電素子１６
ａ，１６ｂ，１６ｃの電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃに駆
動信号が与えられる。また、圧電素子１６ａ，１６ｂ，
１６ｃの電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃから出力される信
号が、振動体１４を介して発振回路２８に帰還される。
抗２４，２６が接続される。これらの抵抗２４，２６お
よび圧電素子１６ｃと振動体１４との間には、発振回路
２８が接続される。発振回路２８から、圧電素子１６
ａ，１６ｂ，１６ｃの電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃに駆
動信号が与えられる。また、圧電素子１６ａ，１６ｂ，
１６ｃの電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃから出力される信
号が、振動体１４を介して発振回路２８に帰還される。
【００１５】さらに、圧電素子１６ａ，１６ｂは、差動
回路３０の入力端に接続される。差動回路３０の出力端
は、同期検波回路３２に接続される。同期検波回路３２
では、差動回路３０の出力信号が、たとえば発振回路２
８の信号に同期して検波される。同期検波回路３２は平
滑回路３４に接続され、さらに平滑回路３４はＤＣアン
プ３６に接続される。
回路３０の入力端に接続される。差動回路３０の出力端
は、同期検波回路３２に接続される。同期検波回路３２
では、差動回路３０の出力信号が、たとえば発振回路２
８の信号に同期して検波される。同期検波回路３２は平
滑回路３４に接続され、さらに平滑回路３４はＤＣアン
プ３６に接続される。
【００１６】この振動ジャイロ１０を使用する場合、発
振回路２８から圧電素子１６ａ，１６ｂ，１６ｃに信号
が与えられ、振動体１４から発振回路に信号が帰還され
る。それによって、振動子１２は自励振駆動され、振動
体１４は圧電素子１６ｃ形成面に直交する方向に屈曲振
動する。このとき、圧電素子１６ａ，１６ｂと圧電素子
１６ｃとは、振動体１４に対して逆方向に分極している
ため、同じ駆動信号が与えられたとき、その変位の仕方
は逆の関係となる。つまり、圧電素子１６ａ，１６ｂが
伸びるように変位するとき、圧電素子１６ｃは縮むよう
に変位する。また、圧電素子１６ａ，１６ｂが縮むよう
に変位するとき、圧電素子１６ｃは伸びるように変位す
る。このような圧電素子１６ａ〜１６ｃの変位により、
振動体１４は、圧電素子１６ｃ形成面に直交する方向に
屈曲振動する。このとき、圧電素子１６ａ，１６ｂから
差動回路３０に入力される信号は同じである。したがっ
て、差動回路３０からは信号が出力されず、回転角速度
が加わっていないことがわかる。
振回路２８から圧電素子１６ａ，１６ｂ，１６ｃに信号
が与えられ、振動体１４から発振回路に信号が帰還され
る。それによって、振動子１２は自励振駆動され、振動
体１４は圧電素子１６ｃ形成面に直交する方向に屈曲振
動する。このとき、圧電素子１６ａ，１６ｂと圧電素子
１６ｃとは、振動体１４に対して逆方向に分極している
ため、同じ駆動信号が与えられたとき、その変位の仕方
は逆の関係となる。つまり、圧電素子１６ａ，１６ｂが
伸びるように変位するとき、圧電素子１６ｃは縮むよう
に変位する。また、圧電素子１６ａ，１６ｂが縮むよう
に変位するとき、圧電素子１６ｃは伸びるように変位す
る。このような圧電素子１６ａ〜１６ｃの変位により、
振動体１４は、圧電素子１６ｃ形成面に直交する方向に
屈曲振動する。このとき、圧電素子１６ａ，１６ｂから
差動回路３０に入力される信号は同じである。したがっ
て、差動回路３０からは信号が出力されず、回転角速度
が加わっていないことがわかる。
【００１７】この状態で、振動体１４の軸を中心として
回転すると、コリオリ力によって、振動体１４の屈曲振
動の方向が変わる。そのため、圧電素子１６ａ，１６ｂ
の出力信号に差が生じ、差動回路３０から信号が出力さ
れる。差動回路３０の出力信号は、同期検波回路３２
で、発振回路２８の信号に同期して検波される。同期検
波回路３２の出力信号は平滑回路３４で平滑され、さら
にＤＣアンプ３６で増幅される。このＤＣアンプ３６の
出力信号は、振動体１４の振動方向の変化に対応した信
号、すなわちコリオリ力に対応した信号である。したが
って、ＤＣアンプ３６の出力信号を測定することによ
り、振動ジャイロ１０に加わった回転角速度を検出する
ことができる。
回転すると、コリオリ力によって、振動体１４の屈曲振
動の方向が変わる。そのため、圧電素子１６ａ，１６ｂ
の出力信号に差が生じ、差動回路３０から信号が出力さ
れる。差動回路３０の出力信号は、同期検波回路３２
で、発振回路２８の信号に同期して検波される。同期検
波回路３２の出力信号は平滑回路３４で平滑され、さら
にＤＣアンプ３６で増幅される。このＤＣアンプ３６の
出力信号は、振動体１４の振動方向の変化に対応した信
号、すなわちコリオリ力に対応した信号である。したが
って、ＤＣアンプ３６の出力信号を測定することによ
り、振動ジャイロ１０に加わった回転角速度を検出する
ことができる。
【００１８】この振動ジャイロ１０では、駆動信号によ
って、圧電素子１６ａ，１６ｂおよび圧電素子１６ｃの
全てが変位し、振動体１４を屈曲させるために働く。そ
れに対して、図１０に示す従来の振動ジャイロ１では、
駆動信号によって変位するのは２つの圧電素子４ａ，４
ｂであり、圧電素子４ｃは振動体の屈曲による信号を発
振回路に帰還するためのものである。したがって、この
発明の振動ジャイロ１０は、従来の振動ジャイロに比べ
て、振動体１４を駆動する力が大きく、振動体１４の屈
曲振動の振幅を大きくすることができる。そのため、圧
電素子１６ａ，１６ｂから出力される信号も大きくな
り、高感度で回転角速度を検出することができる。
って、圧電素子１６ａ，１６ｂおよび圧電素子１６ｃの
全てが変位し、振動体１４を屈曲させるために働く。そ
れに対して、図１０に示す従来の振動ジャイロ１では、
駆動信号によって変位するのは２つの圧電素子４ａ，４
ｂであり、圧電素子４ｃは振動体の屈曲による信号を発
振回路に帰還するためのものである。したがって、この
発明の振動ジャイロ１０は、従来の振動ジャイロに比べ
て、振動体１４を駆動する力が大きく、振動体１４の屈
曲振動の振幅を大きくすることができる。そのため、圧
電素子１６ａ，１６ｂから出力される信号も大きくな
り、高感度で回転角速度を検出することができる。
【００１９】なお、振動子１２としては、図４および図
５に示すように、円柱状の振動体１４を用いてもよい。
この振動体１４は、圧電体材料で形成されている。振動
体１４の側面には、６つの電極４０ａ，４０ｂ，４０
ｃ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆが形成される。これらの電
極４０ａ〜４０ｆは、振動体１４の長手方向に延びて形
成される。そして、１つおきの電極４０ｂ，４０ｄ，４
０ｆが両端で接続され、共通端子として用いられる。ま
た、電極４０ａ，４０ｃ，４０ｅは、振動体１４を屈曲
振動させるための駆動用として用いられる。さらに、電
極４０ａ，４０ｃは、回転角速度に対応した信号を得る
ための検出用としても用いられる。
５に示すように、円柱状の振動体１４を用いてもよい。
この振動体１４は、圧電体材料で形成されている。振動
体１４の側面には、６つの電極４０ａ，４０ｂ，４０
ｃ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆが形成される。これらの電
極４０ａ〜４０ｆは、振動体１４の長手方向に延びて形
成される。そして、１つおきの電極４０ｂ，４０ｄ，４
０ｆが両端で接続され、共通端子として用いられる。ま
た、電極４０ａ，４０ｃ，４０ｅは、振動体１４を屈曲
振動させるための駆動用として用いられる。さらに、電
極４０ａ，４０ｃは、回転角速度に対応した信号を得る
ための検出用としても用いられる。
【００２０】振動体１４は、駆動用電極４０ａ，４０
ｃ，４０ｅと隣接する共通電極４０ｂ，４０ｄ，４０ｆ
との間で分極処理される。このとき、図６に点線の矢印
で示すように、振動体１４は、電極４０ａから隣接する
共通電極４０ｂ，４０ｆに向かって分極処理される。ま
た、振動体１４は、電極４０ｃから隣接する共通電極４
０ｂ，４０ｄに向かって分極処理される。さらに、振動
体１４は、２つの共通電極４０ｄ，４０ｆから電極４０
ｅに向かって分極処理される。
ｃ，４０ｅと隣接する共通電極４０ｂ，４０ｄ，４０ｆ
との間で分極処理される。このとき、図６に点線の矢印
で示すように、振動体１４は、電極４０ａから隣接する
共通電極４０ｂ，４０ｆに向かって分極処理される。ま
た、振動体１４は、電極４０ｃから隣接する共通電極４
０ｂ，４０ｄに向かって分極処理される。さらに、振動
体１４は、２つの共通電極４０ｄ，４０ｆから電極４０
ｅに向かって分極処理される。
【００２１】この振動子１２を用いる場合、発振回路２
８からの駆動信号が駆動用電極４０ａ，４０ｃ，４０ｅ
に与えられ、共通電極４０ｂ，４０ｄ，４０ｆの出力信
号が発振回路２８に帰還される。また、２つの電極４０
ａ，４０ｃが、差動回路３０に接続される。この振動ジ
ャイロ１０では、振動体１４の分極方向が、駆動用電極
４０ａ，４０ｃと駆動用電極４０ｅに対して逆の関係に
なっているため、同じ駆動信号が与えられることによっ
て、異なる向きの分極部分が逆の変位をする。それによ
って、振動体１４は屈曲振動する。この振動ジャイロ１
０においても、全ての駆動用の電極４０ａ，４０ｃ，４
０ｅと共通電極４０ｂ，４０ｄ，４０ｆの間で駆動力が
発生するため、大きい振幅を得ることができる。したが
って、このような振動子１２を用いても、高感度で回転
角速度を検出することができる。
８からの駆動信号が駆動用電極４０ａ，４０ｃ，４０ｅ
に与えられ、共通電極４０ｂ，４０ｄ，４０ｆの出力信
号が発振回路２８に帰還される。また、２つの電極４０
ａ，４０ｃが、差動回路３０に接続される。この振動ジ
ャイロ１０では、振動体１４の分極方向が、駆動用電極
４０ａ，４０ｃと駆動用電極４０ｅに対して逆の関係に
なっているため、同じ駆動信号が与えられることによっ
て、異なる向きの分極部分が逆の変位をする。それによ
って、振動体１４は屈曲振動する。この振動ジャイロ１
０においても、全ての駆動用の電極４０ａ，４０ｃ，４
０ｅと共通電極４０ｂ，４０ｄ，４０ｆの間で駆動力が
発生するため、大きい振幅を得ることができる。したが
って、このような振動子１２を用いても、高感度で回転
角速度を検出することができる。
【００２２】また、図７および図８に示すように、円筒
状の振動体１４を有する振動子１２を用いてもよい。こ
の振動子１２においても、振動体１４は圧電体材料で形
成される。振動体１４の外側面には、駆動用として用い
られる３つの電極４２ａ，４２ｂ，４２ｃが形成され
る。また、振動体１４の内側面には、共通電極４４が形
成される。そして、図９に示すように、振動体１４は、
駆動用電極４２ａ，４２ｂから共通電極４４に向かって
分極処理される。また、振動体１４は、共通電極４４か
ら駆動用電極４２ｃに向かって分極処理される。
状の振動体１４を有する振動子１２を用いてもよい。こ
の振動子１２においても、振動体１４は圧電体材料で形
成される。振動体１４の外側面には、駆動用として用い
られる３つの電極４２ａ，４２ｂ，４２ｃが形成され
る。また、振動体１４の内側面には、共通電極４４が形
成される。そして、図９に示すように、振動体１４は、
駆動用電極４２ａ，４２ｂから共通電極４４に向かって
分極処理される。また、振動体１４は、共通電極４４か
ら駆動用電極４２ｃに向かって分極処理される。
【００２３】このような振動子１２を用いる場合、発振
回路２８から、駆動用電極４２ａ，４２ｂ，４２ｃに駆
動信号が与えられる。また、共通電極４４からの出力信
号が、発振回路２８に帰還される。さらに、２つの電極
４２ａ，４２ｂが、差動回路３０に接続される。この振
動ジャイロ１０では、振動体１４の分極方向が、駆動用
電極４２ａ，４２ｂと駆動用電極４２ｃに対して逆の関
係になっているため、同じ駆動信号が与えられることに
よって、異なる向きの分極部分が逆の変位をする。それ
によって、振動体１４は屈曲振動する。この振動ジャイ
ロ１０においても、全ての駆動用電極４２ａ，４２ｂ，
４２ｃと共通電極４４の間で駆動力が発生するため、大
きい振幅を得ることができる。したがって、このような
振動子１２を用いても、高感度で回転角速度を検出する
ことができる。
回路２８から、駆動用電極４２ａ，４２ｂ，４２ｃに駆
動信号が与えられる。また、共通電極４４からの出力信
号が、発振回路２８に帰還される。さらに、２つの電極
４２ａ，４２ｂが、差動回路３０に接続される。この振
動ジャイロ１０では、振動体１４の分極方向が、駆動用
電極４２ａ，４２ｂと駆動用電極４２ｃに対して逆の関
係になっているため、同じ駆動信号が与えられることに
よって、異なる向きの分極部分が逆の変位をする。それ
によって、振動体１４は屈曲振動する。この振動ジャイ
ロ１０においても、全ての駆動用電極４２ａ，４２ｂ，
４２ｃと共通電極４４の間で駆動力が発生するため、大
きい振幅を得ることができる。したがって、このような
振動子１２を用いても、高感度で回転角速度を検出する
ことができる。
【００２４】このように、振動子１２の圧電体部分の分
極方向を変えることにより、振動体１４に大きい駆動力
を与えることができる。そのため、振動子１２の圧電素
子または駆動用電極に同じ駆動信号を与えることによ
り、大きい振幅を得ることができ、回転角速度の検出感
度を良好にすることができる。
極方向を変えることにより、振動体１４に大きい駆動力
を与えることができる。そのため、振動子１２の圧電素
子または駆動用電極に同じ駆動信号を与えることによ
り、大きい振幅を得ることができ、回転角速度の検出感
度を良好にすることができる。
【００２５】なお、振動体１４の形状は正３角柱状，円
柱状または円筒状などに限らず、４角柱状や角筒状な
ど、他の形状であってもよい。そして、振動子１２の圧
電素子や振動体などの圧電体部分の分極方向を変えるこ
とによって、大きい振幅の屈曲振動を得ることができ
る。このように、振動体１４の屈曲振動の振幅を大きく
することにより、検出用として用いられる圧電素子や電
極から出力される信号が大きくなり、回転角速度の検出
感度を良好にすることができる。
柱状または円筒状などに限らず、４角柱状や角筒状な
ど、他の形状であってもよい。そして、振動子１２の圧
電素子や振動体などの圧電体部分の分極方向を変えるこ
とによって、大きい振幅の屈曲振動を得ることができ
る。このように、振動体１４の屈曲振動の振幅を大きく
することにより、検出用として用いられる圧電素子や電
極から出力される信号が大きくなり、回転角速度の検出
感度を良好にすることができる。
【図１】この発明の振動ジャイロの一例を示す図解図で
ある。
ある。
【図２】図１に示す振動ジャイロに用いられる振動子の
斜視図である。
斜視図である。
【図３】図２に示す振動子の断面図である。
【図４】この発明の振動ジャイロに用いられる振動子の
他の例を示す斜視図である。
他の例を示す斜視図である。
【図５】図４に示す振動子の断面図である。
【図６】図４に示す振動子を用いた振動ジャイロを示す
図解図である。
図解図である。
【図７】この発明の振動ジャイロに用いられる振動子の
さらに他の例を示す斜視図である。
さらに他の例を示す斜視図である。
【図８】図７に示す振動子の断面図である。
【図９】図７に示す振動子を用いた振動ジャイロを示す
図解図である。
図解図である。
【図１０】従来の振動ジャイロの一例を示す図解図であ
る。
る。
１０ 振動ジャイロ １２ 振動子 １４ 振動体 １６ａ，１６ｂ，１６ｃ 圧電素子 ２８ 発振回路 ３０ 差動回路 ３２ 同期検波回路 ３４ 平滑回路 ３６ ＤＣアンプ ４０ａ，４０ｃ，４０ｅ 駆動用電極 ４０ｂ，４０ｄ，４０ｆ 共通電極 ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ 駆動用電極 ４４ 共通電極
Claims (5)
- 【請求項１】 柱状の振動体、および前記振動体を振動
させるために前記振動体の側面に形成される複数の圧電
素子を含み、 複数の前記圧電素子の分極方向を前記振動体に対して異
なる向きにした、振動ジャイロ。 - 【請求項２】 前記振動体は正３角柱状に形成され、前
記振動体の３つの側面にそれぞれ前記圧電素子が形成さ
れ、前記圧電素子の中の２つと他の１つの前記圧電素子
の分極方向を前記振動体に対して異なる向きにした、請
求項１に記載の振動ジャイロ。 - 【請求項３】 圧電体で形成される柱状の振動体、 前記振動体を振動させるために前記振動体の側面に形成
される複数の駆動用電極、および前記振動体の側面に形
成される複数の共通電極を含み、 前記駆動用電極と前記共通電極との間の前記振動体の分
極方向を複数の前記駆動用電極に対して異なる向きにし
た、振動ジャイロ。 - 【請求項４】 前記振動体は円柱状に形成され、前記駆
動用電極および前記共通電極は前記振動体の外周方向に
沿って交互に形成され、前記駆動用電極と隣接する前記
共通電極との間の前記振動体の分極方向を複数の前記駆
動用電極に対して異なる向きにした、請求項３に記載の
振動ジャイロ。 - 【請求項５】 前記振動体は筒状に形成され、前記振動
体の外側面に複数の前記駆動用電極が形成され、前記振
動体の内側面に前記共通電極が形成され、前記駆動用電
極と前記共通電極との間の前記振動体の分極方向を複数
の前記駆動用電極に対して異なる向きにした、請求項３
に記載の振動ジャイロ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7293397A JPH09113279A (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | 振動ジャイロ |
| KR1019960045338A KR100310140B1 (ko) | 1995-10-11 | 1996-10-11 | 진동자이로스코프 |
| US08/730,091 US5850119A (en) | 1995-10-16 | 1996-10-15 | Vibration gyroscope |
| KR1019960046255A KR100210707B1 (ko) | 1995-10-16 | 1996-10-16 | 진동 자이로스코프 |
| KR1019960047481A KR970022312A (ko) | 1995-10-11 | 1996-10-22 | 유체의 비중 측정방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7293397A JPH09113279A (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | 振動ジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09113279A true JPH09113279A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17794244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7293397A Pending JPH09113279A (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-16 | 振動ジャイロ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5850119A (ja) |
| JP (1) | JPH09113279A (ja) |
| KR (1) | KR100210707B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015010637A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 太平洋セメント株式会社 | ローラおよびローラ湾曲補正装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6457358B1 (en) * | 1999-03-18 | 2002-10-01 | Board Of Regents Of The University Of Nebraska | Tubular coriolis force driven piezoelectric gyroscope system, and method of use |
| US7494602B2 (en) | 2005-04-11 | 2009-02-24 | Piezotech, Llc | Compositions for high power piezoelectric ceramics |
| US7548013B2 (en) * | 2006-03-14 | 2009-06-16 | Piezotech, Llc | High temperature piezo buzzer |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5493166A (en) * | 1988-08-12 | 1996-02-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrator and vibrating gyroscope using the same |
| US5117148A (en) * | 1989-11-07 | 1992-05-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrator |
| EP0488370B1 (en) * | 1990-11-29 | 1996-05-22 | Tokin Corporation | Gyroscope using circular rod type piezoelectric vibrator |
| EP0692698B1 (en) * | 1991-06-07 | 1998-05-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Vibration control apparatus |
| JPH0674774A (ja) * | 1992-08-27 | 1994-03-18 | Murata Mfg Co Ltd | ジャイロの駆動回路 |
| JP3016986B2 (ja) * | 1993-02-17 | 2000-03-06 | 三菱電機株式会社 | 振動ジャイロ用検出回路 |
| JP3201135B2 (ja) * | 1994-03-30 | 2001-08-20 | 株式会社村田製作所 | 振動ジャイロ検出方式 |
| JP2780643B2 (ja) * | 1994-06-03 | 1998-07-30 | 株式会社村田製作所 | 振動ジャイロ |
-
1995
- 1995-10-16 JP JP7293397A patent/JPH09113279A/ja active Pending
-
1996
- 1996-10-15 US US08/730,091 patent/US5850119A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-10-16 KR KR1019960046255A patent/KR100210707B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015010637A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 太平洋セメント株式会社 | ローラおよびローラ湾曲補正装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100210707B1 (ko) | 1999-07-15 |
| US5850119A (en) | 1998-12-15 |
| KR970022225A (ko) | 1997-05-28 |
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