JPH1114370A

JPH1114370A - Ｐｚｔ薄膜を備えた振動ジャイロ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1114370A
Application number: JP9167313A
Authority: JP
Inventors: Toshio Fukuda; 敏男福田; Fumito Arai; 史人新井; Koichi Itoigawa; 貢一糸魚川; Hitoshi Iwata; 仁岩田
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】容易に振動ジャイロを得ることができるととも
に、小型にすることができ、かつ、捩じれに強く、検出
感度を上げることができるＰＺＴ薄膜を備えた振動ジャ
イロを提供する。【解決手段】振動ジャイロ１の基材４は、四角柱をなす
弾性金属体としてのステンレスから構成されている。基
材４の上下両部には、互いに直交する貫通孔１０，７が
穿設され、平行平板部３，２が構成されている。平行平
板部２，３の外側面には、スパッタリング等によって、
チタン膜１３が形成され、チタン膜１３の外面全体には
ＰＺＴ薄膜１４が水熱法によって形成され、そのＰＺＴ
薄膜１４上にはアルミニウムからなる厚さ数μｍを有す
る互いに同面積の電極膜１５が上下一対形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＰＺＴ薄膜を備えた振動
ジャイロ及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の振動ジャイロとしては、図７に示
す音叉型、図８に示す音片型が知られている。

【０００３】音叉型の振動ジャイロ２１は、図７に示す
ように連結部２２の両端に一対の駆動用圧電セラミック
ス板２３が、互いに平行に立設され、その平面が図にお
いてＸ方向に向くように配置されている。又、駆動用圧
電セラミック板２３の上端の中心上において、検出用圧
電セラミックス板２４が一体に立設され、その平面が図
において、Ｙ方向に向くように配置されている。なお、
Ｘ方向とＹ方向とは互いに直交している。そして、下方
の駆動用圧電セラミックス板２３に交番電圧を印加する
ことにより、同圧電セラミックス板２３をＸ，反Ｘ方向
へ振動させる。この振動状態で、振動ジャイロ２１にＺ
軸回りの回転が加わったときに、検出用圧電セラミック
ス２４が歪み、そのときに生ずる電圧を検出することに
より、検出用圧電セラミックス２４に働いた力を検知す
ることが可能となる。この力は、コリオリの力Ｆｃとい
い、一般に、次式で表される。

【０００４】Ｆｃ＝２ｍＶ×Ω …（１）なお、ｍは振動ジャイロ２１の質量、Ｖは振動ジャイロ
２１の振動速度、Ωは振動ジャイロ２５のＺ軸回りの角
速度である。そして、前記質量ｍ、振動速度Ｖが既知で
あれば、角速度Ωを導出することが可能となる。

【０００５】又、音片型の振動ジャイロ２５は、図８に
示すように恒弾性金属からなる四角柱状の音片型振動子
２６を備え、同音片型振動子２６の互いに１８０度反対
側の側面に対して、一対の駆動用圧電セラミックス板２
７が貼着されている（図面上は、片方のみ図示）。又、
残りの両側面には、一対の検出用圧電セラミックス板２
８が貼着されている（図面上は、片方のみ図示）。そし
て、この振動ジャイロ２５は、駆動用圧電セラミックス
板２７に交番電圧を印加することにより、同圧電セラミ
ックス板２７にて音片型振動子２６をＸ，反Ｘ方向へ振
動させる。この状態で、振動ジャイロ２６にＺ軸回りの
回転が加わったときに、検出用圧電セラミックス２８が
歪み、そのときに生ずる電圧を検出することにより、検
出用圧電セラミックス２８に働いたコリオリの力を検出
することが可能となる。

【０００６】ところで、上記の駆動用圧電セラミックス
板２３，２７、検出用圧電セラミックス板２４，２８に
は、バルクのＰＺＴ（ジルコン・チタン酸鉛：チタン酸
鉛，ジルコン酸鉛の固溶体からなるセラミックス）が使
用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なバルクのＰＺＴは、バルクそのものの薄形化が難し
く、振動ジャイロ全体の小型化が難しい問題があった。

【０００８】又、音片型の振動ジャイロのように、圧電
セラミックス板を貼着して振動ジャイロを構成する場
合、貼着工程が多くなるとともに、接着精度、すなわ
ち、位置精度が悪い問題があり、従って、検出感度等に
影響を及ぼし、均質なものを精度よく製造することは難
しい問題があった。

【０００９】さらに、振動子が三次元構造体の場合は、
任意の場所にバルクのＰＺＴを取付けることが困難な場
合があり、取付け場所が限られる問題がある。又、コリ
オリの力Ｆｃは、上記（１）式に示すように、振動ジャ
イロの質量ｍを大きくすれば、コリオリの力が大きくな
り、この結果、検出用圧電セラミックスの歪み量が増大
して、検出電圧も大きくなる。すなわち検出感度が上が
ることになる。このため、振動ジャイロの質量は大きい
方が検出感度を得るためには好ましい。ところが、バル
クのＰＺＴを用いた振動ジャイロの場合、バルクのＰＺ
Ｔを構成する基材を大きくしないと、質量が大きくでき
ない問題があり、検出感度を上げるには限界がある。

【００１０】又、コリオリの力Ｆｃは、上記（１）式に
示すように、振動速度Ｖを大きくすれば、コリオリの力
が大きくなり、この結果、検出用圧電セラミックの歪み
量が増大して、検出電圧も大きくなって検出感度も上が
る。しかし、振動速度を大きくするために、例えば、音
叉型の振動ジャイロの場合、バルクのＰＺＴの基材を薄
くすると、剛性が低くなるため、捩じれ易くなり、正確
に振動しなかったり、検出用圧電素子の検出のための歪
みもねじれが加わった状態となって正確な検出ができな
い問題が生ずる。

【００１１】本発明は上記の課題を解消するためになさ
れたものであり、第１の目的は、容易に振動ジャイロを
得ることができるとともに、小型にすることができ、か
つ、捩じれに強く、検出感度を上げることができるＰＺ
Ｔ薄膜を備えた振動ジャイロを提供することにある。

【００１２】第２の目的は、小型にすることができ、捩
じれに強く、検出感度を上げることができるＰＺＴ薄膜
を備えた振動ジャイロを容易に得ることができる製造方
法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、周方向に亘って第１乃
至第４側面を有し、第１側面と第３側面、第２側面と第
４側面とは、互いに１８０度反対位置に位置する四角柱
状の弾性金属を備え、その弾性金属の下部には、第１側
面から第３側面まで貫通する貫通孔が形成されて、第２
側面と第４側面を含むそれぞれの平板部にて第１の平行
平板部が形成され、前記弾性金属の上部には、第２側面
から第４側面まで貫通する貫通孔が形成されて、第１側
面と第３側面を含むそれぞれの平板部にて第２の平行平
板部が形成され、第１の平行平板部の第２側面と第４側
面、及び第２の平行平板部の第１側面と第３側面とには
チタン膜が形成され、同チタン膜上には、ＰＺＴ薄膜が
形成され、同ＰＺＴ薄膜上には、電極が設けられている
ことを特徴とするＰＺＴ薄膜を備えた振動ジャイロをそ
の要旨としている。

【００１４】請求項２の発明は、周方向に亘って第１乃
至第４側面を有し、第１側面と第３側面、第２側面と第
４側面とは、互いに１８０度反対位置に位置する４角柱
状の弾性金属の下部に対しては、第１側面から第３側面
まで貫通する貫通孔を形成して、第１の平行平板部を形
成するとともに、前記弾性金属の上部には、第２側面か
ら第４側面まで貫通する貫通孔を形成して、第２の平行
平板部を形成する工程と、第１の平行平板部の第２側面
と第４側面、及び第２平行平板部の第１側面と第３側面
とに対してチタン膜を形成する工程と、水熱法により、
前記チタン膜上にＰＺＴ薄膜を形成する工程と、前記Ｐ
ＺＴ薄膜上に対して、それぞれ電極を形成する工程と、
を含むＰＺＴ薄膜を備えた振動ジャイロの製造方法をそ
の要旨としている。

【００１５】請求項３の発明は、請求項２において、前
記水熱法は、硝酸鉛溶液、オキシ塩化ジルコニウムを鉱
化剤とともに攪拌し、加圧及び加熱して、チタン膜上に
種子結晶を得る工程と、前記種子結晶を得た基材に対し
て、硝酸鉛溶液、オキシ塩化ジルコニウム、四塩化チタ
ンの溶液を鉱化剤とともに攪拌し、加熱及び加圧して、
チタン膜上に対してＰＺＴの結晶成長を行い、チタン膜
上にＰＺＴ薄膜を形成する工程とを含むＰＺＴ薄膜を備
えた振動ジャイロの製造方法をその要旨としている。（作用）請求項１に記載の発明によると、振動ジャイロ
は、第１及び第２の平行平板部を備えているため、剛性
が高まり、捩じれに強くなる。又、第１及び第２の平行
平板部は、貫通孔の形成の仕方によって、振動ジャイロ
の質量を調整することができ、検出感度の向上が可能と
なる。

【００１６】請求項２に記載の発明によると、弾性金属
の下部に対して、第１側面から第３側面まで貫通する貫
通孔が形成されると、第１の平行平板部が形成される。
弾性金属の上部に、第２側面から第４側面まで貫通する
貫通孔が形成されて、第２の平行平板部が形成される。
続いて、第１の平行平板部の第２側面と第４側面、及び
第２平行平板部の第１側面と第３側面とに対してチタン
膜が形成される。

【００１７】水熱法により、チタン膜上にＰＺＴ薄膜が
形成され、その後、前記ＰＺＴ薄膜に対して、それぞれ
電極が形成されることにより、振動ジャイロが形成され
る。ここで、水熱法とは、加熱・加圧下の水溶液から結
晶を析出、成長させる方法をいう。又、加圧とは、積極
的に圧力を加える場合の他、圧力容器内において、加熱
により蒸気圧の圧力上昇を含む趣旨である。なお、水熱
法は、一般的には水熱合成法ともいうが、この明細書で
は、水熱法という。

【００１８】請求項３に記載の発明によると、硝酸鉛溶
液、オキシ塩化ジルコニウムを鉱化剤とともに攪拌し、
加圧及び加熱して、チタン膜上に種子結晶を得る。その
後、前記種子結晶を得た弾性金属に対して、硝酸鉛溶
液、オキシ塩化ジルコニウム、四塩化チタンの溶液を鉱
化剤とともに攪拌し、加熱及び加圧して、チタン膜上の
それぞれに対してＰＺＴの結晶成長を行うと、チタン膜
にＰＺＴ薄膜を得る。

【００１９】

【実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃至図６
を参照して説明する。図１は振動ジャイロの斜視図を示
している。なお、上記図面を含む各図面に図示されてい
る、チタン膜、電極膜、側板の厚みは、説明の便宜上、
実際のものより適宜拡大して図示されている。

【００２０】図１に示すように振動ジャイロ１は、四角
柱状をなし、平行平板部２，３を上下に備えている。前
記平行平板部２，３は、本発明の第１及び第２の平行平
板部に相当する。

【００２１】同図１に示すように、振動ジャイロ１の基
材４は、四角柱をなす弾性金属体としてのステンレスか
ら構成されている。なお、本実施形態では、基材４の断
面は、正方形をなしている。基材４の断面は、正方形で
有るのが好ましいが、必ずしも正方形に限定されるもの
ではない。基材４は、Ｘ方向側に向く面を第１側面５と
し、時計回り方向（周方向）にわたって第２側面６、第
３側面及び第４側面の順に配置されている。そして、第
１側面５と、第３側面とは、Ｚ軸を中心として、１８０
度反対側に位置し、又、第２側面６と、第４側面とは同
じくＺ軸を中心として、１８０度反対側に位置している
（なお、図は第１側面と、第２側面のみ図示されてい
る。）。

【００２２】基材４の下部の第１側面５と、第３側面
は、Ｘ軸方向に向かう断面四角形状をなす貫通孔７が穿
設されている。この貫通孔７により、基材４の下部は、
第２側面６、及び第４側面をそれぞれ外側面とした一対
の側板８，９が形成されている。前記側板８，９は本発
明の平板部に相当する。前記側板８，９の板厚は、数十
〜数百μｍとされている。そして、前記両側板８，９、
及び貫通孔７とにより、基材４の下部は互いに平行に配
置された平行平板構造となっており、平行平板部２が構
成されている。

【００２３】又、基材４の上部の第２側面６と、第４側
面は、Ｙ軸方向に向かう断面四角形状をなす貫通孔１０
が穿設されている。この貫通孔１０により、基材４の上
部は、第１側面５、及び第３側面をそれぞれ外側面とし
た一対の側板１１，１２が形成されている。前記側板１
１，１２は本発明の平板部に相当する。前記側板１１，
１２の板厚は、前記平行平板部２の側板８，９と同一厚
みとされている。そして、前記両側板１１，１２、及び
貫通孔１０とにより、基材４の上部は互いに平行に配置
された平行平板構造となっており、平行平板部３が構成
されている。そして、前記平行平板部２，３は互いに直
交するように配置されている。

【００２４】前記平行平板部２，３の第２側面６と第４
側面、及び第１側面５と第６側面とには、スパッタリン
グ等によって、形成された長方形状のチタン膜１３が形
成されている（図４参照）。

【００２５】同チタン膜１３の表面全体には厚さ数十μ
ｍのＰＺＴ薄膜１４（図５参照）が形成され、そのＰＺ
Ｔ薄膜１４上にはアルミニウムからなる厚さ数μｍを有
する互いに同面積の電極膜１５が上下一対形成されてい
る。前記電極膜１５は本発明の電極に相当する。

【００２６】上記のように構成された振動ジャイロ１を
使用する場合、基材４の下端を固定した状態で、基材４
の下部の平行平板部２の側板８，９の電極膜１５に対し
て、それぞれ反対電位の交番電圧を同期して印加する。

【００２７】すると、ＰＺＴ薄膜の分極方向が電極膜１
５から基材４方向に向いている場合、プラス電位側に印
加された方のＰＺＴ薄膜１４は圧縮され、マイナス電位
に印加された側のＰＺＴ薄膜１４は引き伸ばされる。そ
して、交番電圧による極性の変化によって、ＰＺＴ薄膜
１４は、圧縮、引き伸ばしが交互に繰り返され、この結
果、平行平板部２は、Ｘ、反Ｘ方向に駆動され、上部に
位置する平行平板部３は同方向に振動する。

【００２８】そして、この振動状態で、振動ジャイロ１
にＺ軸回りの回転が加わったときに、平行平板部３にお
いて一方の側面側のＰＺＴ薄膜１４は、圧縮（歪み）さ
れ、他方の側面側（一方の側面とは１８０度反対側の側
面）が引き伸ばされる（歪み）。この結果、そのときに
生ずる電圧を検出することにより、振動ジャイロ１に働
いたコリオリの力を検知することが可能となる。又、上
記（１）に示すように、振動ジャイロ１の質量ｍ、及び
振動速度Ｖが既知であれば、角速度Ωが導出できる。

【００２９】次に、上記振動ジャイロ１の製造方法を図
２乃至図６を参照して説明する。図２は、基材４を示し
ている。ステンレスからなる基材４は、断面正方形をな
した四角柱状に形成されている。この基材４の上下両部
に対して、それぞれ互いに直交するように貫通孔７，１
０を形成する。この貫通孔７，１０の形成は、切削でも
よく、エッチングで行ってもよい。この貫通孔７を形成
することにより、図３に示すように基材４の下部は、第
２側面６、及び第４側面がそれぞれ外側面とされ、数十
〜数百μｍの板厚を有する一対の側板８，９が形成され
る。又、前記両側板８，９、及び貫通孔７とにより、基
材４の下部は側板８，９が互いに平行に配置された平行
平板構造を有する平行平板部２が形成される。

【００３０】又、貫通孔１０を形成することにより、図
３に示すように基材４の上部は、第１側面５、及び第３
側面がそれぞれ外側面とされ、数十〜数百μｍの板厚を
有する一対の側板１１，１２が形成される。又、前記両
側板１１，１２、及び貫通孔１０とにより、基材４の上
部は互いに側板１１，１２とが互いに平行に配置された
平行平板構造を有する平行平板部３が形成される。

【００３１】次に、この基材４を酸等で、クリーニング
し、予め、ＰＺＴ薄膜１４を形成したい側面を除いた面
を合成樹脂、又は、スパッタリングや真空蒸着等の物理
的成膜法にてチタン以外の金属等にて、被覆してマスク
（図示しない）を形成する。

【００３２】そして、基材４の上部の第１側面５、第３
側面、基材４の下部の第２側面６及び第４側面にスパッ
タリングや真空蒸着等の物理的成膜法にてチタン膜１３
を成膜する（図４参照）。

【００３３】次に水熱法で、チタン膜１３上にＰＺＴ薄
膜１４を形成する。この水熱法は２つの段階からなって
いる。（第１段階）基材４、原材料としてのオキシ塩化ジルコ
ニウム（ＺｒＯＣ₂・８Ｈ₂Ｏ）と硝酸塩（Ｐｂ（ＮＯ
₃）₂）の水溶液、及びＫＯＨ（８Ｎ）溶液をテフロン
瓶（図示しない）に投入し、攪拌する。なお、ＰＺＴ薄
膜１４の圧電性は、ＰＺＴ薄膜１４におけるチタン酸
鉛，ジルコン酸鉛の構成組成比によって決まるため、後
にできあがるＰＺＴ薄膜１４の圧電性に応じてオキシ塩
化ジルコニウムと硝酸塩とのモル比を決めればよい。

【００３４】次に、図示しない圧力容器内において、基
材４を上方に配置し、オキシ塩化ジルコニウム（ＺｒＯ
Ｃ₂・８Ｈ₂Ｏ）、硝酸塩（Ｐｂ（ＮＯ₃）₂）の水溶
液、及びＫＯＨ（８Ｎ）溶液を攪拌しながら、加熱・加
圧する。なお、ここでいう加圧とは、加熱された溶液の
蒸気圧よる加圧のことである。温度条件は１５０℃で、
４８時間この状態を継続する。なお、攪拌は、３００ｒ
ｐｍで行う。

【００３５】この結果、過飽和状態で、基材４の両平行
平板部２，３のチタン膜１３表面にＰＺＴの種子結晶
（核）が形成される。上記時間の経過後、基材４を圧力
容器から取り出し、水洗・乾燥する。

【００３６】（第２段階）次に、種子結晶が核付けされ
た基材４、原材料としてのオキシ塩化ジルコニウム（Ｚ
ｒＯＣ₂・８Ｈ₂Ｏ）と硝酸塩（Ｐｂ（ＮＯ₃）₂）の
水溶液、四塩化チタン（ＴｉＣｌ₄）及びＫＯＨ（４
Ｎ）溶液をテフロン瓶（図示しない）に投入し、攪拌す
る。なお、ＰＺＴ薄膜１４の圧電性は、ＰＺＴにおける
チタン酸鉛，ジルコン酸鉛の構成組成比によって決まる
ため、後にできあがるＰＺＴの圧電性に応じてオキシ塩
化ジルコニウムと硝酸塩とのモル比を決めればよい。

【００３７】次に、図示しない圧力容器内において、基
材４を上方に配置し、オキシ塩化ジルコニウム（ＺｒＯ
Ｃ₂・８Ｈ₂Ｏ）、硝酸塩（Ｐｂ（ＮＯ₃）₂）の水溶
液、四塩化チタン（ＴｉＣｌ₄）及びＫＯＨ（４Ｎ）溶
液を攪拌しながら、加熱・加圧する。なお、ここでいう
加圧とは、加熱された溶液の蒸気圧よる加圧のことであ
る。温度条件は１２０℃で、４８時間この状態を継続す
る。なお、攪拌は、３００ｒｐｍで行う。

【００３８】この結果、過飽和状態で、基材４の両平行
平板部２，３の両外側面にＰＺＴ薄膜１４が所定厚み
（この実施形態では数十μｍ）で形成される（図５参
照）。上記時間の経過後、基材４を圧力容器から取り出
し、水洗・乾燥する。この後、マスクを除去する。

【００３９】そして、図６に示すように、ＰＺＴ薄膜１
４面に電極膜１５をスパッタリングや真空蒸着等の物理
的成膜法により形成した後、パターニングし、不必要な
電極膜１５の部分を除去して、上下一対の電極膜１５を
形成し、振動ジャイロ１を形成する。

【００４０】さて、本実施形態によると、次のような作
用効果を奏する。（１）本実施形態では、基材４の両平行平板部２，３
のチタン膜１３表面に形成されたＰＺＴ薄膜１４は、数
十μｍとして薄く形成しているため、振動ジャイロ１
を、小型化することができる。

【００４１】（２）本実施形態では、基材４の上下両
部を、平行平板構造としているため、捩じれに対して強
くすることができる。従って、振動駆動用の平行平板部
２は、正確に振動することができ、検出用の平行平板部
３は、正確に変位できるため、ノイズに強いものとな
る。

【００４２】（３）本実施形態では、水熱法により、
基材４の両平行平板部２，３の両外側面にチタン膜１３
を形成した後、水熱法により、及びＰＺＴ薄膜１４を形
成し、その後、前記ＰＺＴ薄膜１４を形成した基材４の
両側面に対して、それぞれ電極膜１５を形成した。その
結果、同一工程（水熱法による工程）で得られた振動駆
動用の平行平板部２、検出用の平行平板部３との組合せ
で構成される振動ジャイロ１は、検出感度等の品質を一
定に、すなわち、均質なものとすることができる。又、
水熱法により、駆動用のＰＺＴ薄膜１４と、検出用のＰ
ＺＴ薄膜１４とが一度に形成できるため、別々に駆動
用、検出用のＰＺＴ薄膜を形成する場合と異なり、作成
工数を低減できる。

【００４３】（４）検出用の平行平板部３の側板１１
と側板１２の上部間を連結している連結部、或いは、平
行平板部２と平行平板部３との間の部分の連結部は、上
記（１）式のコリオリの力Ｆｃの質量ｍとして使用でき
る。従って、同部分の質量を適宜変更することにより振
動ジャイロ１のｍを調整することが可能である。そのこ
とによって、振動ジャイロ１の検出感度を上げることも
可能である。

【００４４】本発明の実施形態は、上記実施形態以外に
次のように変更することも可能である。（１）前記実施形態では、電極膜１５をアルミニウム
で形成したが、Ａｕ（金）にて形成してもよく、又、他
の導電性金属にて形成してもよい。

【００４５】（２）前記実施形態では、電極膜１５、
ＰＺＴ薄膜１４、基材４の厚みをそれぞれ所定数値とし
たが、上記数値に限定されるものではなく、必要に応じ
て、上記以外の数値としてもよい。

【００４６】（３）前記実施形態では、音片型の振動
ジャイロ１に具体化したが、この振動ジャイロ１を連結
板の両端に固設した音叉型の振動ジャイロに具体化して
もよい。この場合、前記実施形態での振動ジャイロ１を
一対、連結部としての連結板の両端に立設固定するだけ
で、音叉型の振動ジャイロが形成できる。

【００４７】（４）前記実施形態では、電極膜１５を
各ＰＺＴ薄膜１４に対し分離して上下一対設けたが、分
離しないでＰＺＴ薄膜１４上の表面全体に設けてもよ
い。ここで、特許請求の範囲に記載された技術的思想の
ほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思
想をその効果とともに以下に挙げる。

【００４８】（１）請求項２において、貫通孔は断面
四角形状に形成されたものであるＰＺＴ薄膜を備えた振
動ジャイロ。断面四角形状の貫通孔により、第１及び第
２の平行平板部の側壁が板状に形成され、平行平板構造
を得ることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、容易に振動ジャイロを得ることができるととも
に、小型にすることができ、かつ、捩じれに強く、検出
感度を上げることができる。

【００５０】請求項２及び請求項３の発明によれば、小
型にすることができ、捩じれに強く、検出感度を上げる
ことができる振動ジャイロを容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】振動ジャイロの斜視図。

【図２】基材の斜視図。

【図３】貫通孔を形成した基材の斜視図。

【図４】チタン膜をパターンニングして形成した基材の
斜視図。

【図５】ＰＺＴ薄膜を形成した基材の斜視図。

【図６】電極膜を形成した振動ジャイロの斜視図。

【図７】従来の振動ジャイロの斜視図。

【図８】従来の振動ジャイロの斜視図。

【符号の説明】

１…振動ジャイロ、２，３…平行平板部（第１、第２の
平行平板部を構成する）、４…基材、５…第１側面、６
…第２側面、７，１０…貫通孔、８，９，１１，１２…
側板（平板部を構成する）、１３…チタン膜、１４…Ｐ
ＺＴ薄膜、１５…電極膜。

【手続補正書】

【提出日】平成９年７月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】次に水熱法で、チタン膜１３上にＰＺＴ薄
膜１４を形成する。この水熱法は２つの段階からなって
いる。（第１段階）基材４、原材料としてのオキシ塩化ジルコ
ニウム（ＺｒＯＣｌ ₂・８Ｈ₂Ｏ）と硝酸塩（Ｐｂ（Ｎ
Ｏ₃）₂）の水溶液、及びＫＯＨ（８Ｎ）溶液をテフロ
ン瓶（図示しない）に投入し、攪拌する。なお、ＰＺＴ
薄膜１４の圧電性は、ＰＺＴ薄膜１４におけるチタン酸
鉛，ジルコン酸鉛の構成組成比によって決まるため、後
にできあがるＰＺＴ薄膜１４の圧電性に応じてオキシ塩
化ジルコニウムと硝酸塩とのモル比を決めればよい。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】次に、図示しない圧力容器内において、基
材４を上方に配置し、オキシ塩化ジルコニウム（ＺｒＯ
Ｃｌ ₂・８Ｈ₂Ｏ）、硝酸塩（Ｐｂ（ＮＯ₃）₂）の水
溶液、及びＫＯＨ（８Ｎ）溶液を攪拌しながら、加熱・
加圧する。なお、ここでいう加圧とは、加熱された溶液
の蒸気圧による加圧のことである。温度条件は１５０℃
で、４８時間この状態を継続する。なお、攪拌は、３０
０ｒｐｍで行う。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】（第２段階）次に、種子結晶が核付けされ
た基材４、原材料としてのオキシ塩化ジルコニウム（Ｚ
ｒＯＣｌ ₂・８Ｈ₂Ｏ）と硝酸塩（Ｐｂ（ＮＯ₃）₂）
の水溶液、四塩化チタン（ＴｉＣｌ₄）及びＫＯＨ（４
Ｎ）溶液をテフロン瓶（図示しない）に投入し、攪拌す
る。なお、ＰＺＴ薄膜１４の圧電性は、ＰＺＴにおける
チタン酸鉛，ジルコン酸鉛の構成組成比によって決まる
ため、後にできあがるＰＺＴの圧電性に応じてオキシ塩
化ジルコニウムと硝酸塩とのモル比を決めればよい。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】次に、図示しない圧力容器内において、基
材４を上方に配置し、オキシ塩化ジルコニウム（ＺｒＯ
Ｃｌ ₂・８Ｈ₂Ｏ）、硝酸塩（Ｐｂ（ＮＯ₃）₂）の水
溶液、四塩化チタン（ＴｉＣｌ₄）及びＫＯＨ（４Ｎ）
溶液を攪拌しながら、加熱・加圧する。なお、ここでい
う加圧とは、加熱された溶液の蒸気圧による加圧のこと
である。温度条件は１２０℃で、４８時間この状態を継
続する。なお、攪拌は、３００ｒｐｍで行う。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新井史人名古屋市千種区青柳町６丁目５番地の１メイツ千種青柳501 (72)発明者糸魚川貢一愛知県丹羽郡大口町大字豊田字野田１番地株式会社東海理化電機製作所内 (72)発明者岩田仁愛知県丹羽郡大口町大字豊田字野田１番地株式会社東海理化電機製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周方向に亘って第１乃至第４側面を有
し、第１側面と第３側面、第２側面と第４側面とは、互
いに１８０度反対位置に位置する四角柱状の弾性金属を
備え、その弾性金属の下部には、第１側面から第３側面まで貫
通する貫通孔が形成されて、第２側面と第４側面を含む
それぞれの平板部にて第１の平行平板部が形成され、前記弾性金属の上部には、第２側面から第４側面まで貫
通する貫通孔が形成されて、第１側面と第３側面を含む
それぞれの平板部にて第２の平行平板部が形成され、第１の平行平板部の第２側面と第４側面、及び第２の平
行平板部の第１側面と第３側面とにはチタン膜が形成さ
れ、同チタン膜上には、ＰＺＴ薄膜が形成され、同ＰＺＴ薄
膜上には、電極が設けられていることを特徴とするＰＺ
Ｔ薄膜を備えた振動ジャイロ。
【請求項２】周方向に亘って第１乃至第４側面を有
し、第１側面と第３側面、第２側面と第４側面とは、互
いに１８０度反対位置に位置する４角柱状の弾性金属の
下部に対しては、第１側面から第３側面まで貫通する貫
通孔を形成して、第１の平行平板部を形成するととも
に、前記弾性金属の上部には、第２側面から第４側面ま
で貫通する貫通孔を形成して、第２の平行平板部を形成
する工程と、第１の平行平板部の第２側面と第４側面、及び第２平行
平板部の第１側面と第３側面とに対してチタン膜を形成
する工程と、水熱法により、前記チタン膜上にＰＺＴ薄膜を形成する
工程と、前記ＰＺＴ薄膜上に対して、それぞれ電極を形成する工
程と、を含むことを特徴とするＰＺＴ薄膜を備えた振動
ジャイロの製造方法。
【請求項３】前記水熱法は、硝酸鉛溶液、オキシ塩化ジルコニウムを鉱化剤とともに
攪拌し、加圧及び加熱して、チタン膜上に種子結晶を得
る工程と、前記種子結晶を得た基材に対して、硝酸鉛溶液、オキシ
塩化ジルコニウム、四塩化チタンの溶液を鉱化剤ととも
に攪拌し、加熱及び加圧して、チタン膜上に対してＰＺ
Ｔの結晶成長を行い、チタン膜上にＰＺＴ薄膜を形成す
る工程とを含むことを特徴とする請求項３に記載のＰＺ
Ｔ薄膜を備えた振動ジャイロの製造方法。