JPH09304081A - 圧電振動角速度計用振動子 - Google Patents
圧電振動角速度計用振動子Info
- Publication number
- JPH09304081A JPH09304081A JP8123010A JP12301096A JPH09304081A JP H09304081 A JPH09304081 A JP H09304081A JP 8123010 A JP8123010 A JP 8123010A JP 12301096 A JP12301096 A JP 12301096A JP H09304081 A JPH09304081 A JP H09304081A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 振動子が小型であっても振動特性を損なうこ
とのない、圧電振動角速度計用振動子を提供する。 【解決手段】 振動子をその共振振動の節点部位にて基
板に固定するための支持部材を導電性ゴムで構成し、振
動子と支持部材とを導電性接着剤で接合することによ
り、振動子保持と電極上の接点機能との両方を節点位置
で行う。
とのない、圧電振動角速度計用振動子を提供する。 【解決手段】 振動子をその共振振動の節点部位にて基
板に固定するための支持部材を導電性ゴムで構成し、振
動子と支持部材とを導電性接着剤で接合することによ
り、振動子保持と電極上の接点機能との両方を節点位置
で行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コリオリ力に伴っ
て発生する圧電電圧を検出することによって、物体の回
転角速度を測定する圧電振動角速度計の振動子に関す
る。
て発生する圧電電圧を検出することによって、物体の回
転角速度を測定する圧電振動角速度計の振動子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】圧電振動角速度計は、柱状の振動子をそ
の共振周波数で励振駆動させ、該振動子が長軸廻りに回
転したときに生じるコリオリ力から回転角速度を測定す
るものである。その小型という特長を活かして、特にス
チールカメラ、ビデオカメラの手振れ補正装置への応用
が実施或いは検討されている。
の共振周波数で励振駆動させ、該振動子が長軸廻りに回
転したときに生じるコリオリ力から回転角速度を測定す
るものである。その小型という特長を活かして、特にス
チールカメラ、ビデオカメラの手振れ補正装置への応用
が実施或いは検討されている。
【０００３】振動子は、通常、支持部材を介して基板に
固定される。柱状の振動子は、その長軸を基板と平行に
して、振動子の共振振動における２箇所の節点位置で基
板に固定される。ここで節点とは、共振する振動子にお
いて、振幅が零或いは最小の部位を指す。振動子を支持
する方法としては、振動子と支持部材とを接合し、支持
部材と基板とを接合する。
固定される。柱状の振動子は、その長軸を基板と平行に
して、振動子の共振振動における２箇所の節点位置で基
板に固定される。ここで節点とは、共振する振動子にお
いて、振幅が零或いは最小の部位を指す。振動子を支持
する方法としては、振動子と支持部材とを接合し、支持
部材と基板とを接合する。
【０００４】一般に、振動子表面には、励振駆動用電
極、コリオリ力に対応する圧電電圧検出用電極等の各電
極が設けられているので、振動子と支持部材とを接合す
るには、いずれかの電極の一部分が接合面となる。又、
一般に、各電極は、これに接続されたリード線によって
処理回路又はアース端子との導通がとられる。
極、コリオリ力に対応する圧電電圧検出用電極等の各電
極が設けられているので、振動子と支持部材とを接合す
るには、いずれかの電極の一部分が接合面となる。又、
一般に、各電極は、これに接続されたリード線によって
処理回路又はアース端子との導通がとられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の支持部材には、
従来、金属、樹脂等の材料が使用されているが、金属は
弾性率が高く剛性が大きいので、振動子の振動特性が損
なわれる可能性がある。一方、樹脂は、比較的弾性率が
低いので振動特性の点では好適であるが、金属とは異な
り、電気伝導性が低い。又、接合には接着剤が使用され
るが、通常の接着剤も電気絶縁体である。そのため、樹
脂製の支持部材と接合された電極に対しては、接合部位
である節点ではリード線を接続することができなくな
る。そこでやむを得ず、節点の近傍にリード線を半田付
けせざるを得なかったので、半田付け部分の重量によっ
て、振動子の振動モードの安定性が阻害される欠点が生
じていた。
従来、金属、樹脂等の材料が使用されているが、金属は
弾性率が高く剛性が大きいので、振動子の振動特性が損
なわれる可能性がある。一方、樹脂は、比較的弾性率が
低いので振動特性の点では好適であるが、金属とは異な
り、電気伝導性が低い。又、接合には接着剤が使用され
るが、通常の接着剤も電気絶縁体である。そのため、樹
脂製の支持部材と接合された電極に対しては、接合部位
である節点ではリード線を接続することができなくな
る。そこでやむを得ず、節点の近傍にリード線を半田付
けせざるを得なかったので、半田付け部分の重量によっ
て、振動子の振動モードの安定性が阻害される欠点が生
じていた。
【０００６】以上の諸問題は振動子の小型化が進むにつ
れて顕在化してくる。本発明は、振動子が小型であって
も振動特性を損なうことのない、圧電振動角速度計の振
動子を提供することを目的とする。
れて顕在化してくる。本発明は、振動子が小型であって
も振動特性を損なうことのない、圧電振動角速度計の振
動子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】振動子を支持部材を介し
て基板に固定するには、振動子の支持位置、リード線の
半田付け位置の両方とも振動の節点とすることが理想的
である。そこで、本発明の請求項１に係る発明は、「互
いに垂直な２方向に振動可能な四角柱形状の、圧電振動
角速度計用振動子において、振動子をその共振振動の節
点部位にて基板に固定するための支持部材を導電性ゴム
で製作し、振動子と支持部材とを接合するための接着剤
に導電性接着剤を用いた」ものである。本発明の請求項
２に係る発明は、「請求項１において、支持部材を導電
性シリコーンゴムで製作し、振動子と支持部材とを接合
するための接着剤に導電性シリコーン系接着剤を用い
た」ものである。
て基板に固定するには、振動子の支持位置、リード線の
半田付け位置の両方とも振動の節点とすることが理想的
である。そこで、本発明の請求項１に係る発明は、「互
いに垂直な２方向に振動可能な四角柱形状の、圧電振動
角速度計用振動子において、振動子をその共振振動の節
点部位にて基板に固定するための支持部材を導電性ゴム
で製作し、振動子と支持部材とを接合するための接着剤
に導電性接着剤を用いた」ものである。本発明の請求項
２に係る発明は、「請求項１において、支持部材を導電
性シリコーンゴムで製作し、振動子と支持部材とを接合
するための接着剤に導電性シリコーン系接着剤を用い
た」ものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】図２は、本発明に用いられた振動
子を説明するための斜視図である。振動子１は、ＰＺＴ
（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる第１圧電部材２と第
２圧電部材３とが、基準電極４を挟んで貼り合わされて
いる。第２圧電部材３の貼り合わせ面と相対する面に
は、全面にわたって、振動子１を励振するための駆動電
極５が形成されている。又、第１圧電部材２の貼り合わ
せ面と相対する面には、２筋の溝部６が振動子の長さ方
向に平行に形成され、振動子１の両端の堤の部分にはそ
の表面に検出電極７及び８が形成され、２筋の溝部６に
挟まれた堤の部分にはその表面にフィードバック電極９
が形成されている。
子を説明するための斜視図である。振動子１は、ＰＺＴ
（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる第１圧電部材２と第
２圧電部材３とが、基準電極４を挟んで貼り合わされて
いる。第２圧電部材３の貼り合わせ面と相対する面に
は、全面にわたって、振動子１を励振するための駆動電
極５が形成されている。又、第１圧電部材２の貼り合わ
せ面と相対する面には、２筋の溝部６が振動子の長さ方
向に平行に形成され、振動子１の両端の堤の部分にはそ
の表面に検出電極７及び８が形成され、２筋の溝部６に
挟まれた堤の部分にはその表面にフィードバック電極９
が形成されている。
【０００９】振動子１の大きさは、幅 1.0mm、厚さ 1.0
mm、長さ 9.0mmであり、各々の溝部６は、幅 0.2mm、深
さ30μm であり、検出電極７、８及びフィードバック電
極９の幅は、各々 0.2mmである。振動子１を励振駆動さ
せるには、駆動電極５に交流電圧を印加する。振動子１
には、貼り合わせ面に対して垂直な方向に凹凸が発生す
る屈曲運動が生ずる。通常は、自励振回路（不図示）を
使用することにより、振動子１は駆動側共振周波数で振
動する。
mm、長さ 9.0mmであり、各々の溝部６は、幅 0.2mm、深
さ30μm であり、検出電極７、８及びフィードバック電
極９の幅は、各々 0.2mmである。振動子１を励振駆動さ
せるには、駆動電極５に交流電圧を印加する。振動子１
には、貼り合わせ面に対して垂直な方向に凹凸が発生す
る屈曲運動が生ずる。通常は、自励振回路（不図示）を
使用することにより、振動子１は駆動側共振周波数で振
動する。
【００１０】今、振動子１の長さ方向に平行な軸の周り
に、ある角速度で振動子１が回転したとすると、振動子
１はその幅方向に検出側の共振周波数で振動し、この共
振周波数による信号にコリオリ力成分が重畳する。コリ
オリ力成分は、検出電極７、８には、検出側の共振周波
数による信号を逆位相で振幅変調するので、検出電極
７、８に出力された波形について差動をとることにより
コリオリ力成分のみを検出することができる。図１は、
図２に示す振動子１を基板１０に設置した状態を示す斜
視図である。振動子１の基板１０への設置は、節点位置
に設けられた２つの支持部材１１及び１２を介して行わ
れる。
に、ある角速度で振動子１が回転したとすると、振動子
１はその幅方向に検出側の共振周波数で振動し、この共
振周波数による信号にコリオリ力成分が重畳する。コリ
オリ力成分は、検出電極７、８には、検出側の共振周波
数による信号を逆位相で振幅変調するので、検出電極
７、８に出力された波形について差動をとることにより
コリオリ力成分のみを検出することができる。図１は、
図２に示す振動子１を基板１０に設置した状態を示す斜
視図である。振動子１の基板１０への設置は、節点位置
に設けられた２つの支持部材１１及び１２を介して行わ
れる。
【００１１】基板１０は、一般に用いられている、銅パ
ターン付きのガラス・エポキシ基板であり、大きさが15
×20mm、厚さが 0.8mmである。銅パターンには、処理回
路又はアース端子へ配線するための接点４ｂ，５ｂ，７
ｂ，８ｂ，９ｂが含まれる。これらの接点の位置は、振
動子と処理回路との位置関係によって様々な配置を選び
得る。
ターン付きのガラス・エポキシ基板であり、大きさが15
×20mm、厚さが 0.8mmである。銅パターンには、処理回
路又はアース端子へ配線するための接点４ｂ，５ｂ，７
ｂ，８ｂ，９ｂが含まれる。これらの接点の位置は、振
動子と処理回路との位置関係によって様々な配置を選び
得る。
【００１２】基板１０の銅パターンが付いている面に支
持部材１１、１２がシリコーン系接着剤によって接着さ
れる。支持部材１１、１２の寸法は、幅 0.5mm、高さ
0.1mm、長さ 3mmの直方体であるが、この寸法又は形状
のみに限られるものではない。支持部材１１、１２の材
質は、導電性シリコーンゴム（信越シリコーン製ＫＥ−
３４９２）であり、その抵抗値は２Ωである。支持部材
１１、１２の両者又はリード線が取り付けられている方
（本図では支持部材１１）の上面には、導電性シリコー
ン系接着剤が塗布され、振動子１の駆動電極５の一部分
が固着される。支持部材１１は接点５ｂと導通がなされ
ているので、駆動電極５は自励振回路（不図示）の出力
側と電気的に接続されたことになる。
持部材１１、１２がシリコーン系接着剤によって接着さ
れる。支持部材１１、１２の寸法は、幅 0.5mm、高さ
0.1mm、長さ 3mmの直方体であるが、この寸法又は形状
のみに限られるものではない。支持部材１１、１２の材
質は、導電性シリコーンゴム（信越シリコーン製ＫＥ−
３４９２）であり、その抵抗値は２Ωである。支持部材
１１、１２の両者又はリード線が取り付けられている方
（本図では支持部材１１）の上面には、導電性シリコー
ン系接着剤が塗布され、振動子１の駆動電極５の一部分
が固着される。支持部材１１は接点５ｂと導通がなされ
ているので、駆動電極５は自励振回路（不図示）の出力
側と電気的に接続されたことになる。
【００１３】検出電極７、８において、その節点位置に
各々リード線７ａ、８ａが半田付けされ、リード線７
ａ、８ａの他端は、各々接点７ｂ、８ｂに半田付けされ
ている。従って、検出電極７、８により検出された電圧
信号は検出回路（不図示）と電気的に接続されている。
フィードバック電極９も同様に、その節点位置にリード
線９ａが半田付けされ、リード線９ａの他端は、接点９
ｂに半田付けされている。従って、フィードバック電極
９は、上記の自励振回路（不図示）の入力側と電気的に
接続されている。
各々リード線７ａ、８ａが半田付けされ、リード線７
ａ、８ａの他端は、各々接点７ｂ、８ｂに半田付けされ
ている。従って、検出電極７、８により検出された電圧
信号は検出回路（不図示）と電気的に接続されている。
フィードバック電極９も同様に、その節点位置にリード
線９ａが半田付けされ、リード線９ａの他端は、接点９
ｂに半田付けされている。従って、フィードバック電極
９は、上記の自励振回路（不図示）の入力側と電気的に
接続されている。
【００１４】又、基準電極４も同様に、その節点位置に
リード線４ａが半田付けされ、リード線４ａの他端は、
接点４ｂに半田付けされている。従って、基準電極４は
アース電位となる。以上により、振動子の各電極は、自
励振回路や検出回路等の処理回路又はアース端子に接続
される。本実施例にて用いられる導電性シリコーンゴム
の抵抗値は２Ωであり、共振時の振動子の抵抗値２ｋΩ
に対して十分小さいので、電圧降下等の問題は生じな
い。又、本実施例にて用いられる導電性シリコーン系接
着剤は、支持部材１１の上面に10μm 程度に薄く塗布さ
れ、振動子１との接着後に硬化がなされるので、抵抗値
は無視し得る程に小さい。
リード線４ａが半田付けされ、リード線４ａの他端は、
接点４ｂに半田付けされている。従って、基準電極４は
アース電位となる。以上により、振動子の各電極は、自
励振回路や検出回路等の処理回路又はアース端子に接続
される。本実施例にて用いられる導電性シリコーンゴム
の抵抗値は２Ωであり、共振時の振動子の抵抗値２ｋΩ
に対して十分小さいので、電圧降下等の問題は生じな
い。又、本実施例にて用いられる導電性シリコーン系接
着剤は、支持部材１１の上面に10μm 程度に薄く塗布さ
れ、振動子１との接着後に硬化がなされるので、抵抗値
は無視し得る程に小さい。
【００１５】本発明により製作された振動子のＱ値は１
５０であり、十分な共振振幅が得られ、該振動子を用い
た圧電振動角速度計により高精度で角速度が測定でき
た。
５０であり、十分な共振振幅が得られ、該振動子を用い
た圧電振動角速度計により高精度で角速度が測定でき
た。
【００１６】
【発明の効果】本発明の、圧電振動角速度計用振動子に
よれば、支持部材を導電性の樹脂にて構成し、振動子と
支持部材とを導電性接着剤で接着したので、節点位置で
の振動子保持と接点機能が同時に実現できた。これによ
り、振動特性が損なわれることがなくなった。この効果
は、特に振動子が小型であればある程顕著である。
よれば、支持部材を導電性の樹脂にて構成し、振動子と
支持部材とを導電性接着剤で接着したので、節点位置で
の振動子保持と接点機能が同時に実現できた。これによ
り、振動特性が損なわれることがなくなった。この効果
は、特に振動子が小型であればある程顕著である。
【図１】本発明の実施例に係る振動子を示す斜視図。
【図２】本発明の実施例に係る振動子の基板への設置状
態を示す斜視図。
態を示す斜視図。
１・・・・・振動子 ２・・・・・振動子を構成する第１圧電部材 ３・・・・・振動子を構成する第２圧電部材 ４・・・・・基準電極 ５・・・・・駆動電極 ６・・・・・溝部 ７、８・・・検出電極 ９・・・・・フィードバック電極 １０・・・・基板 １１、１２・支持部材
Claims (2)
- 【請求項１】 互いに垂直な２方向に振動可能な四角柱
形状の、圧電振動角速度計用振動子において、 前記振動子をその共振振動の節点部位にて基板に固定す
るための支持部材が導電性ゴムで構成され、前記振動子
と前記支持部材とを接合するための接着剤が導電性接着
剤であることを特徴とする、圧電振動角速度計用振動
子。 - 【請求項２】 前記支持部材は導電性シリコーンゴムで
構成され、前記接着剤は導電性シリコーン系接着剤であ
ることを特徴とする、請求項１に記載の圧電振動角速度
計用振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8123010A JPH09304081A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 圧電振動角速度計用振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8123010A JPH09304081A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 圧電振動角速度計用振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304081A true JPH09304081A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14850018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8123010A Pending JPH09304081A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 圧電振動角速度計用振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09304081A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1098169A1 (en) * | 1999-11-05 | 2001-05-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrating gyroscope |
| EP1164354A2 (en) * | 2000-06-16 | 2001-12-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrator for a vibrating gyroscope, vibrating gyroscope using the vibrator, and electronic apparatus using the vibrating gyroscope |
| US7111511B2 (en) * | 2003-10-03 | 2006-09-26 | Sony Corporation | Angular rate sensor |
-
1996
- 1996-05-17 JP JP8123010A patent/JPH09304081A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1098169A1 (en) * | 1999-11-05 | 2001-05-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrating gyroscope |
| US6477897B1 (en) | 1999-11-05 | 2002-11-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrating gyroscope |
| EP1164354A2 (en) * | 2000-06-16 | 2001-12-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrator for a vibrating gyroscope, vibrating gyroscope using the vibrator, and electronic apparatus using the vibrating gyroscope |
| EP1164354A3 (en) * | 2000-06-16 | 2004-01-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrator for a vibrating gyroscope, vibrating gyroscope using the vibrator, and electronic apparatus using the vibrating gyroscope |
| US7111511B2 (en) * | 2003-10-03 | 2006-09-26 | Sony Corporation | Angular rate sensor |
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