JP2001221638A - 振動子及び角速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で、感度良く電気信号を検出できる振動
子及び角速度検出装置を提供すること。 【解決手段】 電圧の印加により振動する一対の振動側
振動片１１２、１１２’と、この振動側振動片の振動に
応じて振動する一対の検出側振動片と、を有する振動子
において、前記一対の検出側振動片１１３、１１３’の
それぞれに設けられた複数の電極部１１４ｃ，１１４
ｃ’，１１４ｃ’’，１１４ｃ’’’の間に干渉防止部
１１３ａが配置されていることを特徴とする振動子１１
０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば圧電材料か
らなる振動子と、この振動子を有する振動ジャイロ等の
角速度検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の角速度検出装置である振動ジャイ
ロに用いられる振動子は、図５に示すように構成されて
いた。この他にも、例えばアメリカ合衆国特許第５３９
６１４４号等にも略同様の振動ジャイロが記載されてい
る。

【０００３】すなわち、図５の振動子１０は、水晶によ
り成っており、その外観は、全体が平面から見てＨ型を
成しており、基部１１から一方向に振動側振動片１２、
１２’が２つ設けられている。また、この振動側振動片
１２、１２’の反対側には、基部１１から検出側振動片
１３、１３’が２つ設けられている。

【０００４】このような振動片１０の２つの前記振動側
振動片１２、１２’には、電極１２ａ及び電極１２ｂ
が、それぞれ形成されており、これら電極１２ａ、１２
ｂに、図示しない他の装置から電圧が印加されると図に
おいて電気軸であるＸ軸方向に電界が発生し、この電界
方向に振動片１２，１２’が振動するようになってい
る。

【０００５】この状態で図においてＹ軸方向の回りに回
転角速度ωが作用するとコリオリの力Ｆにより、前記２
つの検出側振動片１３、１３’は、図においてＺ軸方向
及び−Ｚ軸方向に沿ってウオーク振動することになる。

【０００６】ところで、この検出側振動片１３、１３’
には、図に示すように電極１３ａ、１３ｂが、その側面
に配置されている。すなわち、図６に示すように、電極
１３ａ、１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、検出側振動片１
３、１３’の図において左右の両側面にそれぞれ２つず
つ電極が形成されている。

【０００７】この電極１３ａ、１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ
は、図示しない電気信号検出部に接続されている。そし
て、上述のように検出側振動片１３、１３’がコリオリ
力Ｆにより、図５におけるＺ軸方向及び−Ｚ軸方向にウ
オーク振動すると、この振動片が水晶により形成されて
いるため、検出側振動片１３、１３’には、圧縮又は引
張変形に応じた交流電圧の電気信号が発生する。そし
て、この電気信号を前記電極１３ａ等を介して、前記電
気信号検出部に入力するようになっている。

【０００８】このようにして、電気信号検出部に入力さ
れる電気信号は、前記検出側振動片１３、１３’のＺ軸
方向及び−Ｚ軸方向のウオーク振動の大きさに比例して
大きくなる特性を有するが、このような特性を有する電
気信号を図示しない検出バランス調整回路等で位相を揃
える等することで、Ｙ軸回りの回転角速度ωの方向と大
きさを表すリニアな電気信号として、図示しない電子制
御装置に入力される。したがって、このような振動ジャ
イロを用いれば、この振動ジャイロを搭載している車両
等の旋回方向や、その単位時間当たりの大きさを検出す
ることができることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
に振動ジャイロは、振動子１０の検出側振動片１３、１
３’の振動により発生する電気信号を電極１３ａ等によ
り感知し、検出することによりジャイロとしての機能を
果たすものであるから、正確にこの電気信号を電極１３
ａ等から検知することが必要となる。

【００１０】このとき、検出側振動片１３、１３’に生
じる電界は、図６に示す矢印方向（電気軸方向Ｘ軸方
向）である。そして、検出側振動片１３、１３’の電極
１３ａと電極１３ｂとは、近接して配置されているた
め、電気的結合が大きくなり、漏れ電圧が発生しやすく
なってしまう。

【００１１】これでは、検出側振動片１３、１３’の電
極１３ａ等から検出される電気信号の出力が落ち、正確
な電気信号を検出側振動片１３から取り出すことが困難
となり、ひいては、振動ジャイロの感度が低下するとい
う問題があった。

【００１２】この問題を解決するには、振動子自体を大
型化する必要があり、これでは、現在要求されている振
動ジャイロの小型化の要請に応えることができなくなっ
てしまう。

【００１３】そこで、本発明は、小型で、感度良く電気
信号を検出できる振動子及び角速度検出装置を提供する
ことを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的は、請求項１の
発明によれば、電圧の印加により振動する一対の振動側
振動片と、この振動側振動片の振動に応じて振動する一
対の検出側振動片と、を有する振動子において、前記一
対の検出側振動片のそれぞれに設けられた複数の電極部
の間に干渉防止部が配置されている振動子により達成さ
れる。

【００１５】前記構成によれば、前記一対の検出側振動
片のそれぞれに設けられた複数の電極部の間に干渉防止
部が配置されているため、これらの電極部間の電気的結
合が小さくなり、漏れ電圧の発生を抑えることができ
る。

【００１６】また、好ましくは、請求項２の発明によれ
ば、請求項１の構成において、前記干渉防止部が溝部で
ある振動子である。

【００１７】前記構成によれば、前記干渉防止部が溝部
であるので、この溝部を挟んで前記複数の電極部が配置
されるため、この溝部によって、これらの電極部間の電
気的結合が小さくなり、漏れ電圧の発生を抑えることが
できる。また、前記干渉防止部が溝部であるので、エッ
チングを用いることで加工が簡単となる。

【００１８】また、好ましくは、請求項３の発明によれ
ば、請求項１又は請求項２のいずれかの構成において、
前記一対の振動側振動片に溝部を配置し、この溝部に電
極部を設けた振動子である。

【００１９】前記構成によれば、前記一対の振動側振動
片に溝部を配置し、この溝部に電極部を設けたため、こ
の振動側振動片の内部に広く電界が分布し、振動損失が
小さくＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列
抵抗Ｒｒ）が低い、効率のよい振動をする振動側振動片
となる。また、このＣＩ値が低くでき、結合係数が大き
く同電圧で変位量を大きくすることができる。

【００２０】前記目的は、請求項４の発明によれば、水
晶から成り、電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸及び光軸をＹ
軸とした直交座標系を有し、前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸によ
り形成される面に関して、基部が形成されると共にこの
基部から前記Ｙ軸に沿って、一方の方向に向かって形成
された電圧の印加により振動する振動側振動片と、前記
基部から前記Ｙ軸に沿って、他方の方向に向かって形成
された前記振動側振動片の振動に応じて振動する一対の
検出側振動片と、を有する振動子において、前記振動側
振動片の前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸により形成される面であ
る表面及び背面に関して電極部を備えた溝部が形成さ
れ、前記検出側振動片の前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸により形
成される面である両側面に関して電極部を挟んで溝部が
形成されている振動子により、達成される。

【００２１】前記構成によれば、前記振動側振動片の前
記Ｘ軸及び前記Ｙ軸により形成される面である表面及び
背面に関して電極部を備えた溝部が形成されているた
め、前記振動側振動片内に生じる電界が、この振動側振
動片内に広く分布し、振動損失が小さく、ＣＩ値が小さ
い、効率の良い振動をする振動側振動片となる。

【００２２】また、前記検出側振動片の前記Ｙ軸及び前
記Ｚ軸により形成される面である両側面に関して電極部
を挟んで溝部が形成されているので、これらの電極部間
の電気的結合が小さくなり、漏れ電圧の発生を抑えるこ
とができる。

【００２３】さらに、電界の漏れが少なくなり、駆動振
動子（振動側振動片）では変位量を大きくすることが可
能で、検出振動子（検出側振動片）では、感度が良くな
る。また、好ましくは、請求項５の発明によれば、請求
項４の構成において、前記振動側振動片と前記検出側振
動片を、前記Ｘ軸と前記Ｚ軸により形成される面で断面
を形成した場合に、各振動側振動片の縦と横の長さが略
同一で、この縦と横の長さと各検出側振動片の縦と横の
長さがが略同一に成る振動子である。

【００２４】前記構成によれば、前記振動側振動片と前
記検出側振動片を、前記Ｘ軸と前記Ｚ軸により形成され
る面で断面を形成した場合に、各振動側振動片の縦と横
の長さが略同一で、この縦と横の長さと各検出側振動片
の縦と横の長さがが略同一に成るので、前記Ｘ軸方向振
動と前記Ｚ軸方向の振動の共振周波数は、略同一とな
る。また、この縦・横比が一定のため、駆動（振動）と
検出の周波数が略一致し、感度が良くなる。

【００２５】前記目的は、請求項６の発明によれば、電
圧の印加により振動する一対の振動側振動片と、この振
動側振動片の振動に応じて振動する一対の検出側振動片
と、を有する振動子を備えた角速度検出装置において、
前記一対の検出側振動片のそれぞれに設けられた複数の
電極部の間に干渉防止部が配置されたことを特徴とする
角速度検出装置により、達成される。

【００２６】前記構成によれば、前記一対の検出側振動
片のそれぞれに設けられた複数の電極部の間に干渉防止
部が配置されているため、これらの電極部間の電気的結
合が小さくなり、漏れ電圧の発生を抑えることができる
角速度検出装置となる。

【００２７】また、好ましくは、請求項７の発明によれ
ば、請求項６の構成において、前記干渉防止部が溝部で
ある角速度検出装置である。

【００２８】前記構成によれば、前記干渉防止部が溝部
であるので、この溝部を挟んで前記複数の電極部が配置
されるため、この溝部によって、これらの電極部間の電
気的結合が小さくなり、漏れ電圧の発生を抑えることが
できる角速度検出装置である。また、前記干渉防止部が
溝部であるので、エッチングを用いることで加工が簡単
となる。

【００２９】また、好ましくは、請求項８の発明によれ
ば、請求項６又は請求項７のいずれかの構成において、
前記一対の振動側振動片に溝部を配置し、この溝部に電
極部を設けた角速度検出装置である。

【００３０】前記構成によれば、前記構成によれば、前
記一対の振動側振動片に溝部を配置し、この溝部に電極
部を設けたため、この振動側振動片の内部に広く電界が
分布し、振動損失が小さくＣＩ値（クリスタルインピー
ダンス又は等価直列抵抗Ｒｒ）が小さい、効率のよい振
動をする振動側振動片となる振動子を備える角速度検出
装置である。また、このＣＩ値が低くでき、結合係数が
大きく同電圧で変位量を大きくすることができる。

【００３１】そして、前記目的は、請求項９の構成によ
れば、水晶から成り、電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸及び
光軸をＹ軸とした直交座標系を有し、前記Ｘ軸及び前記
Ｙ軸により形成される面に関して、基部が形成されると
共にこの基部から前記Ｙ軸に沿って、一方の方向に向か
って形成された電圧の印加により振動する振動側振動片
と、前記基部から前記Ｙ軸に沿って、他方の方向に向か
って形成された前記振動側振動片の振動に応じて振動す
る一対の検出側振動片と、を有する角速度検出装置にお
いて、前記振動側振動片の前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸により
形成される面である表面及び背面に関して電極部を備え
た溝部が形成され、前記検出側振動片の前記Ｙ軸及び前
記Ｚ軸により形成される面である両側面に関して電極部
を挟んで溝部が形成されている角速度検出装置により、
達成される。

【００３２】前記構成によれば、前記振動側振動片の前
記Ｘ軸及び前記Ｙ軸により形成される面である表面及び
背面に関して電極部を備えた溝部が形成されているた
め、前記振動側振動片内に生じる電界が、この振動側振
動片内に広く分布し、振動損失が小さく、ＣＩ値が小さ
い、効率の良い振動をする振動側振動片となる。

【００３３】また、前記検出側振動片の前記Ｙ軸及び前
記Ｚ軸により形成される面である両側面に関して電極部
を挟んで溝部が形成されているので、これらの電極部間
の電気的結合が小さくなり、漏れ電圧の発生を抑えるこ
とができる角速度検出装置となる。さらに、水晶を用い
ることで温度特性が良くなり、精度も良くなる。

【００３４】また、好ましくは、請求項１０の発明によ
れば、請求項９の構成において、前記振動側振動片と前
記検出側振動片を、前記Ｘ軸と前記Ｚ軸により形成され
る面で断面を形成した場合に、各振動側振動片の縦と横
の長さが略同一で、この縦と横の長さと各検出側振動片
の縦と横の長さがが略同一に成る振動子である。

【００３５】前記構成によれば、前記振動側振動片と前
記検出側振動片を、前記Ｘ軸と前記Ｚ軸により形成され
る面で断面を形成した場合に、各振動側振動片の縦と横
の長さが略同一で、この縦と横の長さと各検出側振動片
の縦と横の長さが略同一に成るので、前記Ｘ軸方向振動
と前記Ｚ軸方向の振動の共振周波数は、略同一となる。
また、この縦・横比が一定のため、駆動（振動）と検出
の周波数が略一致し、感度が良くなる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図面に基づき説明する。

【００３７】図１は、本発明の角速度検出装置の実施の
形態に係る振動ジャイロ１００を示す図である。図１に
示すように、振動ジャイロ１００は、振動子１１０と、
これを駆動させるための励振回路１２０、振動子１１０
の振動による電気信号を検出する検出バランス調整回
路、増幅回路１４０、同期検波回路１５０、積分回路１
６０、そして増幅出力回路１７０を有している。

【００３８】この振動子１１０は、例えば図２に示すよ
うに構成されている。図２は、振動子１１０を示す概略
斜視図である。図２に示す振動子１１０は、例えば水晶
の単結晶により形成されているが、この水晶の単結晶か
ら振動子１１０を切り出す際に、図２のＸ軸が電気軸、
Ｙ軸が機械軸そしてｚ軸が光軸と成るように切り出され
ることになる。さらに、この水晶の単結晶から切り出す
際、前記Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる直交座標系におい
てＸ軸回りに、Ｘ軸とＹ軸からなるＸＹ平面を反時計方
向に約１度乃至５度傾けた、所謂水晶Ｚ板として形成さ
れることになる。このように振動子１１０を水晶Ｚ板に
構成することにより、より高精度の振動子１１０とな
る。

【００３９】この振動子１１０は、図２に示すように、
基部１１１を中心に図において左側には２本の振動側振
動部である振動側振動片１１２、１１２’が設けられて
いる。また、前記基部１１１の右側には２本の検出側振
動部である検出側振動片１１３、１１３’が設けられて
いる。

【００４０】そして、この振動側振動片１１２、１１
２’には、図において、その表面及び背面に溝１１２ａ
がそれぞれ設けられており、この溝部１１２ａには、図
において斜線で示す駆動電極１１４ａが配置されてい
る。

【００４１】また、この振動側振動片１１２、１１２’
の両側面の斜線部分には、もう一方の駆動電極１１４ｂ
がそれぞれ配置されている。この状態を示したのが図３
である。図３は、振動側振動片１１２のＡ−Ａ’断面図
である。

【００４２】図３に示すように駆動電極１１４ａは、振
動側振動片１１２の図において上面及び下面に形成され
ている溝１１２ａに沿って、振動側振動片１１２の内部
まで深く配置されているため、駆動電極１１４ａに図１
の励振回路１２０から駆動電圧が印加されると、電界が
振動側振動片１１２の両側面に配置されているもう一方
の駆動電極１１４ｂに向かって発生することになる。こ
のとき、駆動電極１１４ａは、振動側振動片１１２の溝
１１２ａによって、その振動側振動片１１２の内部に深
く配置されているため、電界は振動側振動片１１２に広
く分布する。この電界の状態を示したのが、図３の矢印
である。

【００４３】電界が、このように振動側振動片１１２、
１１２’に広く分布するため、振動側振動片１１２、１
１２’は振動損失が少なく、ＣＩ値（クリスタルインピ
ーダンス又は等価直列抵抗Ｒｒ）が小さい状態で振動す
ることになる。

【００４４】なお、このときの振動側振動片１１２の振
動方向は分極方向である図３のＸ軸方向となる。また、
振動側振動片１１２’には、前記振動側振動片１１２と
逆方向に電界が印加されるため、この振動側振動片１１
２とは反対方向（図３の−Ｘ軸方向）に振動し、振動側
振動片１１２と振動側振動片１１２’は音叉振動をする
ことになる。

【００４５】一方、この振動側振動片１１２の基部１１
１に関して反対側には、検出側振動片１１３、１１３’
が２つ設けられている。この検出側振動片１１３、１１
３’の図３における両側面には、溝１１３ａがそれぞれ
設けられている。そして、この溝１１３ａを挟んで両側
（図において上下）には検出電極１１４ｃ、１１４
ｃ’，１１４ｃ’’，１１４ｃ’’’が配置されてい
る。

【００４６】この状態を示したのが、図４である。図４
は、図３のＢ−Ｂ’断面図であり、検出側振動片１１
３、１１３’の図において両側には溝１１３ａが設けら
れ、この溝１１３ａを挟むように検出電極１１４ｃ、１
１４ｃ’，１１４ｃ’’，１１４ｃ’’’が配置されて
いる。このため、図において上下に配置されている検出
電極１１４ｃ、１１４ｃ’，１１４ｃ’’，１１４
ｃ’’’相互間は、電気的結合が小さくなり、漏れ電圧
が小さくなる。

【００４７】また、この検出側振動片１１３、１１３’
には、図４の矢印で示すように電気軸であるＸ軸方向に
電界が生じ、この電界により生じた電圧を検出電極１１
４ｃ、１１４ｃ’，１１４ｃ’’，１１４ｃ’’’で検
知するようになっている。

【００４８】また、検出側振動片１１３が図４において
上方（＋Ｚ方向）に振動しているとき、検出側振動片１
１３’は下方（−Ｚ方向）へ振動する。検出側振動片１
１３が上方へ振動すると上面は縮み、下面は伸びる。す
ると検出電極１１４ｃ、１１４ｃ’間には図４の矢印の
ように電界が発生する。また、検出側振動片１１３’に
は、検出電極１１４ｃ’’，１１４ｃ’’’の間に図４
の矢印で示すように電界が発生する。

【００４９】したがって、検出電極１１４ｃ、１１４
ｃ’，１１４ｃ’’，１１４ｃ’’’相互間の電気的結
合が小さく、漏れ電圧が小さくなることで、より正確に
電気信号を検出することができる。

【００５０】以上のように構成されている振動子１１０
の前記振動側振動片１１２、１１２’の図３に示す断面
の縦と横の長さは、略同一に形成されていると共に、こ
の縦と横の長さと略同一に図４に示す検出側振動片１１
３、１１３’も形成されている。このため、これらの振
動側振動片１１２、１１２’と検出側振動片１１３、１
１３’の図２におけるＸ軸方向又はＺ軸方向の振動によ
る共振周波数も略同一にすることができ、効率的に検出
電極１１４ｃ、１１４ｃ’，１１４ｃ’’，１１４
ｃ’’’から電圧を検出できるようになっている。

【００５１】そして、このような検出電極１１４ｃ、１
１４ｃ’，１１４ｃ’’，１１４ｃ’’’は、図１に示
す検出バランス調整回路１３０に差動接続されノイズ成
分を除去するようになっている。この検出バランス調整
回路１３０は、増幅回路１４０等を経て増幅出力回路１
７０まで電気信号が伝わるようになっている。

【００５２】本実施の形態に係る振動ジャイロ１００
は、以上のように構成されるが、以下にその動作等につ
いて説明する。

【００５３】先ず、本実施の形態に係る振動ジャイロ１
００を例えば車両等に設置する。そして、この振動ジャ
イロ１００を動作させるには、図１に示す励振回路１２
０から信号が振動子１１０に送られ、電圧が振動子１１
０の振動側振動片１１２、１１２’の駆動電極１１４ａ
に印加される。すなわち、この振動側振動片１１２、１
１２’のＸ軸方向の共振周波数と一致する周波数の交流
電圧を常時、印可することになる。

【００５４】このように振動側振動片１１２、１１２’
の駆動電極１１４ａともう一方の駆動電極１１４ｂに交
流電圧が印加されると、図３に示すように電界がもう一
方の駆動電極１１４ｂ方向に向かい、且つ電気軸である
Ｘ軸方向に沿って発生し、２つの振動側振動片１１２、
１１２’は、Ｘ軸方向に音叉振動を始めることになる。
すなわち、振動側振動片１１２に交流電圧が印加される
と、この振動側振動片１１２とは逆の−Ｘ軸方向（図３
参照）に振動を始め、振動側振動片１１２、１１２’
は音叉振動となる。

【００５５】このとき、上述のように、振動側振動片１
１２、１１２’には、溝１１２ａが設けられており、こ
の溝１１２ａには、駆動電極１１４ａともう一方の駆動
電極１１４ｂが設けられているため、駆動電極１１４ａ
ともう一方の駆動電極１１４ｂに電圧が印加されると、
図３に示すように振動側振動片１１２、１１２’に広く
電界が分布し、振動損失やＣＩ値が小さく、効率的に振
動し、同駆動電圧での振動側振動片１１２、１１２’の
振動が増すことになる。

【００５６】このように、２つの振動側振動子１１２、
１１２’がＸ軸方向に振動すると、この振動は基部１１
１を経て、２つの検出側振動子１１３、１１３’に伝播
する。そして、この２つの検出側振動子１１３、１１
３’をＸ軸方向に、振動側振動子１１２、１１２’と同
符号の向きに振動させることになる。

【００５７】このとき、上述のように振動側振動片１１
２、１１２’と検出側振動片１１３、１１３’は、同じ
共振周波数を有するため、振動側振動片１１２、１１
２’がＸ軸方向に一定の振幅で振動を継続すると、検出
側振動片１１３、１１３’も同様にＸ軸方向に振動（共
振）を継続することになる。

【００５８】このように振動側振動片１１２、１１２’
の振動が検出側振動片１１３、１１３’に伝播して、こ
れら振動側振動片１１２、１１２’と検出側振動片１１
３、１１３’が共に、Ｘ軸に沿って継続して振動してい
る状態にあるときに、振動ジャイロ１００に図１のＸ−
Ｚ平面に直交するＹ軸の回りに回転角速度ωが作用する
と、２つの検出側振動片１１３、１１３’は、式Ｆ＝２
ｍＶ・ωで表されるコリオリの力Ｆを受けてＺ軸に沿っ
て振動する。

【００５９】ここで、ｍは、検出側振動片１１３、１１
３’の振動部分の質量、Ｖは、振動部分の速度である。
この振動部分の速度Ｖは、式Ｖ＝Ａω・ｃｏｓωｔで表
され、回転角速度が一定のときは、検出側振動片１１
３、１１３’のＸ軸方向の振動の振幅Ａに比例すること
になる。したがって、コリオリの力Ｆは、検出側振動片
１１３、１１３’のＸ軸方向の振幅Ａを大きくすること
により大きくすることができる。

【００６０】本実施の形態に係る振動ジャイロ１００の
振動子１１０の振動側振動片１１２、１１２’は、上述
のように溝１１２ａを設け駆動電極１１４ａともう一方
の駆動電極１１４ｂを配置しているため、振動損失やＣ
Ｉ値が少なく、電気機械結合係数を大きくすることがで
きるため、効率的な振動が可能になり、Ｘ軸方向により
大きな振幅を生じさせることが可能となっている。

【００６１】また、この振動側振動片１１２、１１２’
の共振周波数と検出側振動片１１３、１１３’の共振周
波数は、略同一であるため、この振動側振動片１１２、
１１２’のＸ軸方向の大きな振幅を無駄なく検出側振動
片１１３、１１３’に伝播させることができる。そし
て、コリオリの力Ｆをより大きくすることができる。

【００６２】上述のように、Ｘ軸方向に振動している振
動子１１０が、コリオリの力Ｆを受けてＺ軸に沿って振
動すると、検出側振動片１１３、１１３’は、振動側振
動片１１２、１１２’から伝播したＸ軸方向の振動と、
Ｚ軸方向の振動とにより、全体として楕円運動を起こ
す。

【００６３】このとき、この楕円運動のＺ軸方向成分の
振動により発生する検出側振動片１１３、１１３’の圧
縮・引張変形に応じた交流電圧の電気信号が生じ、この
電気信号を２つの検出側振動片１１３、１１３’に設け
られた検出電極１１４ｃ、１１４ｃ’，１１４ｃ’’，
１１４ｃ’’’から検知することになる。

【００６４】本実施の形態に係る振動ジャイロ１００で
は、検出側振動片１１３、１１３’の検出電極１１４
ｃ、１１４ｃ’，１１４ｃ’’，１１４ｃ’’’の間
に、図４に示すように溝１１３ａが設けられているた
め、検出電極１１４ｃ、１１４ｃ’，１１４ｃ’’，１
１４ｃ’’’間の電気的結合が小さくなり、漏れ電圧が
出なくなる。したがって、より感度良く、前記検出側振
動片１１３、１１３’の電気信号を検出することができ
ることになる。

【００６５】このように検出された検出電極１１４ｃと
検出電極１１４ｃ’との間及び検出電極１１４ｃ’’と
検出電極１１４ｃ’’’との間の電気信号は、図１に示
す検出バランス回路１３０に入力される。そして、振動
側振動片１１３、１１３’は検出時には逆位相でＺ方向
に振動するため電気信号の位相が揃えられ、ノイズ成分
となる加速度成分をキャンセルする。そして、増幅回路
１４０に入力され、電気信号の出力レベルが増幅され
る。その後、同期検波回路１５０に入力され、励振回路
１２０の参照信号と同期して交流電圧である電気信号を
検波して正電圧とする。さらに、積分回路１６０に入力
され、正電圧化された電気信号を整流電圧の電気信号と
する。

【００６６】その後、整流電圧の電気信号は、増幅出力
回路１７０により増幅されて出力される。

【００６７】したがって、前記コリオリの力Ｆによる検
出側振動片１１３、１１３’のＺ軸に沿った振動の振動
状態を反映した電気信号が検出バランス調整回路１３０
等を経て、Ｙ軸回りの回転角速度ωの方向と大きさを表
すリニアな電気信号として、図示しない電子制御装置等
に入力されることになる。このため、振動ジャイロ１０
０を車両等に搭載すれば、車両の旋回方向とその単位時
間当たりにの大きさを検出することができる。

【００６８】このように本実施の形態に係る振動ジャイ
ロ１００によれば、コリオリの力Ｆをより大きくするこ
とができ、且つ検出側振動子１１３、１１３’の検出電
極１１４ｃ、１１４ｃ’，１１４ｃ’’，１１４
ｃ’’’から感度良く、電気信号を検出することができ
るため、小型で感度が良い振動ジャイロを提供すること
ができることになる。

【００６９】なお、本発明は、前記実施の形態に限定さ
れず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を
行うことができる。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、小
型で、感度良く電気信号を検出できる振動子及びこの振
動子を備える角速度検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る振動ジャイロの概要
をしめす概略図である。

【図２】図１の振動子を示す概略斜視図である。

【図３】図２のＡ−Ａ’断面を示した概略断面図であ
る。

【図４】図２のＢ−Ｂ’断面を示した概略断面図であ
る。

【図５】従来の振動子を示す概略斜視図である。

【図６】図５の検出側振動子の断面を示す概略断面図で
ある。

【符号の説明】

１００・・・振動ジャイロ １１０・・・振動子 １１１・・・基部 １１２、１１２’・・・振動側振動片 １１２ａ、１１３ａ・・・溝 １１３、１１３’・・・検出側振動片 １１４ａ・・・駆動電極 １１４ｂ・・・もう一方の駆動電極 １１４ｃ、１１４ｃ’、１１４ｃ’’、１１４ｃ’’’
・・・検出電極 １２０・・・励振回路 １３０・・・検出バランス回路 １４０・・・増幅回路 １５０・・・同期検波回路 １６０・・・積分回路 １７０・・・増幅出力回路

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧の印加により振動する一対の振動側
   振動片と、 この振動側振動片の振動に応じて振動する一対の検出側
   振動片と、を有する振動子において、 前記一対の検出側振動片のそれぞれに設けられた複数の
   電極部の間に干渉防止部が形成されていることを特徴と
   する振動子。
2. 【請求項２】 前記干渉防止部が溝部であることを特徴
   とする請求項１に記載の振動子。
3. 【請求項３】 前記一対の振動側振動片に溝部を配置
   し、この溝部に電極部を設けたことを特徴とする請求項
   １又は請求項２のいずれかに記載の振動子。
4. 【請求項４】 水晶から成り、 電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸及び光軸をＹ軸とした直交
   座標系を有し、 前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸により形成される面に関して、基
   部が形成されると共にこの基部から前記Ｙ軸に沿って、
   一方の方向に向かって形成された電圧の印加により振動
   する振動側振動片と、 前記基部から前記Ｙ軸に沿って、他方の方向に向かって
   形成された前記振動側振動片の振動に応じて振動する一
   対の検出側振動片と、を有する振動子において、 前記振動側振動片の前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸により形成さ
   れる面である表面及び背面に関して電極部を備えた溝部
   が形成され、 前記検出側振動片の前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸により形成さ
   れる面である両側面に関して電極部を挟んで溝部が形成
   されていることを特徴とする振動子。
5. 【請求項５】 前記振動側振動片と前記検出側振動片
   を、前記Ｘ軸と前記Ｚ軸により形成される面で断面を形
   成した場合に、各振動側振動片の縦と横の長さが略同一
   で、この縦と横の長さと各検出側振動片の縦と横の長さ
   が略同一に成ることを特徴とする請求項４に記載の振動
   子。
6. 【請求項６】 電圧の印加により振動する一対の振動側
   振動片と、 この振動側振動片の振動に応じて振動する一対の検出側
   振動片と、を有する角速度検出装置において、 前記一対の検出側振動片のそれぞれに設けられた複数の
   電極部の間に干渉防止部が配置されていることを特徴と
   する角速度検出装置。
7. 【請求項７】 前記干渉防止部が溝部であることを特徴
   とする請求項６に記載の角速度検出装置。
8. 【請求項８】 前記一対の振動側振動片に溝部を配置
   し、この溝部に電極部を設けたことを特徴とする請求項
   ６又は請求項７のいずれかに記載の角速度検出装置。
9. 【請求項９】 水晶から成り、 電気軸をＸ軸、機械軸をＹ軸及び光軸をＹ軸とした直交
   座標系を有し、 前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸により形成される面に関して、基
   部が形成されると共にこの基部から前記Ｙ軸に沿って、
   一方の方向に向かって形成された電圧の印加により振動
   する振動側振動片と、 前記基部から前記Ｙ軸に沿って、他方の方向に向かって
   形成された前記振動側振動片の振動に応じて振動する一
   対の検出側振動片と、を有する角速度検出装置におい
   て、 前記振動側振動片の前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸により形成さ
   れる面である表面及び背面に関して電極部を備えた溝部
   が形成され、 前記検出側振動片の前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸により形成さ
   れる面である両側面に関して電極部を挟んで溝部が形成
   されていることを特徴とする角速度検出装置。
10. 【請求項１０】 前記振動側振動片と前記検出側振動片
    を、前記Ｘ軸と前記Ｚ軸により形成される面で断面を形
    成した場合に、各振動側振動片の縦と横の長さが略同一
    で、この縦と横の長さと各検出側振動片の縦と横の長さ
    が略同一に成ることを特徴とする請求項９に記載の角速
    度検出装置。