JP2001296128A - 圧電振動ジャイロ - Google Patents

圧電振動ジャイロ

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JP2001296128A
JP2001296128A JP2000110891A JP2000110891A JP2001296128A JP 2001296128 A JP2001296128 A JP 2001296128A JP 2000110891 A JP2000110891 A JP 2000110891A JP 2000110891 A JP2000110891 A JP 2000110891A JP 2001296128 A JP2001296128 A JP 2001296128A
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piezoelectric
electrode
piezoelectric vibrator
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piezoelectric vibrating
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Osamu Yamazaki
修 山崎
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NEC Tokin Hyogo Ltd
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Tokin Ceramics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品製造並びに組み立て作製が簡易化され、
且つ一層の低背化及び低価格化を具現できる圧電振動ジ
ャイロを提供すること。 【解決手段】 圧電振動子1の電極パターンが改良され
て駆動用電極2、検出用電極3,4、及び共通アース用
電極5のそれぞれの外部接続部を円柱状圧電セラミック
の側面上の振動節点近傍であって、且つその端面に対し
て垂直な同一平面上に存在するように配置した上、この
圧電振動子1を枠体17に対して導電性の支持部材19
a〜19dを用いて電気的且つ機械的に接続固定して圧
電振動ジャイロを作製する際、支持部材19a〜19d
をそれぞれ各電極における外部接続部と枠体17側に設
けられた導体部18a〜18dとに対する接続部分を含
む全体がほぼ同一平面上に配置される構造とし、導体部
18a〜18dの配設を含む枠体17の構造並びに支持
部材19a〜19dの接続を簡易化している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として自動車の
ナビゲーションシステムやカメラ一体型VTRの手振れ
防止装置等に用いられるジャイロスコープに属されると
共に、棒状屈曲振動を利用した圧電振動ジャイロに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の圧電振動ジャイロは、振
動している物体に回転角速度が与えられると、その振動
方向と垂直な方向にコリオリ力が生じるという力学現象
を利用したジャイロスコープとして知られている。
【0003】一般に、圧電振動ジャイロでは、互いに直
交する2つの異なる方向の励振とその検出とが可能であ
るように構成した複合振動系において、一方の振動を励
振した状態で振動体(圧電振動子)自体を2つの振動面
が交わる線と平行な軸を中心軸として回転させると、上
述したコリオリ力の作用によりこの振動と直角な方向に
力が作用し、その方向に新たに他方の振動が振動され
る。この新たな振動の大きさは、入力側の振動の大きさ
及び振動体に加えられた回転角速度に比例するため、入
力電圧を一定にした場合、出力電圧の大きさから回転角
速度の大きさを求めることができる。因みに、振動体に
電極パターンが形成された状態では、入力側の振動の大
きさは振動体の駆動電極に印加される入力電圧としての
駆動電圧により発生する駆動振動の振幅を示し、出力電
圧は検出電極から得られる検出電圧となる。
【0004】図4は、従来の一例に係る圧電振動ジャイ
ロ用圧電振動子1′の基本構成を示したもので、同図
(a)は一方向からの斜視図に関するもの,同図(b)
は同図(a)と異なる他方向からの斜視図に関するも
の、同図(c)は端面に平行な一平面における断面図に
関するものである。
【0005】この圧電振動子1′は、一軸方向に延びた
円柱状圧電セラミックを材料とし、その側面に一軸方向
に沿って延びた略I字型の駆動用電極2′と、一軸方向
に沿って延びると共に、局部が僅かに円周方向に延びて
対向する略L字型の検出用電極3′,4′と、一軸方向
及び円周方向に沿って延びると共に、局部が円周方向で
繋がった略アーチ型の共通アース用電極5′とを含む複
数の電極パターンを配設した上、これらの各電極を図4
(c)に示される正(+)と負(−)との極性で分極処
理を施して成るもので、駆動用電極2′に印加される電
圧に応じて屈曲変動する。
【0006】因みに、これらの駆動用電極2′と、検出
用電極3′,4′と、共通アース用電極5′とは、それ
ぞれ円柱状圧電セラミックの駆動方向に一致すると共
に、一軸方向に対してほぼ垂直方向に延びた互いに対称
な2本線であって、且つ円柱状圧電セラミックの両端面
から振動節点との距離と等しい距離の箇所の振動節近傍
点を含む振動節近傍位置6A,6B上における振動節点
の極く近傍に配置された外部接続部2a′,3a′,4
a′,5a′を含んでいる。
【0007】図5は、この圧電振動子1′を枠体7に対
して支持部材9a〜9dを用いて支持固定して実装する
ことにより作製された圧電振動ジャイロの外観構成を示
した斜視図である。
【0008】ここでの圧電振動ジャイロは、圧電振動子
1′を枠体7に対して4本の支持部材9a,9b,9
c,9dを用いて電気的且つ機械的に接続固定して成
る。ここでの支持部材9a〜9dは、導電性の細い線状
部材から成ると共に、それぞれ各電極における外部接続
部2a′,3a′,4a′,5a′と枠体7の一面(上
面)側並びに他面(下面)側の総計8箇所に設けられた
導体部8a〜8d並びに導体部8a′〜8d′とに対す
る接続部分を含む全体が平板状に形成されている。
【0009】具体的に言えば、これらの4本の支持部材
9a〜9dのうち、一方の組の支持部材9a,9cは、
枠体7における一面(上面)側から駆動方向を狭持方向
に一致させるように円柱状圧電セラミックの圧電振動子
1′を機械的に狭持し、他方の組の支持部材9b,9d
は枠体における他面(下面)側から駆動方向を狭持方向
に一致させるように圧電振動子1′を機械的に狭持し、
この状態で各支持部材9a〜9dの屈曲部のほぼ中心部
にそれぞれ外部接続部2a′,3a′,4a′,5a′
が半田付け或いは溶接等の手段で電気的且つ機械的に接
続されている。又、支持部材9a〜9dの両端部は、枠
体7の一面(上面)側並びに他面(下面)側の所定箇所
にそれぞれ配備された総計8個の導体部8a〜8d,8
a′〜8d′(但し、導体部8b′,8d′は図5中で
は露呈されておらず、又導体部8b,8dは図示されて
いない)に半田付け或いは溶接等の手段で電気的且つ機
械的に接続固定されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した圧電振動ジャ
イロの場合、組み立て作製に際して4本の支持部材を用
いて圧電振動子を枠体に実装して構成されるが、枠体の
一面(上面)側並びに他面(下面)側による両面側から
支持部材を2本ずつ用いて枠体に配設された対向する導
体部間で各電極の外部接続部の該当するものを掛け渡し
て接続する構造であるため、一層の低背化を計り難く、
しかも掛け渡し型の支持部材であるために導体部の配設
を含む枠体の構造が複雑となって部品製造並びに組み立
て作製に手間がかかり、結果として製造コストが高くな
ってしまうという問題がある。
【0011】本発明は、このような問題を解決すべくな
されたもので、その技術的課題は、部品製造並びに組み
立て作製が簡易化され、且つ一層の低背化及び低価格化
を具現できる圧電振動ジャイロを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一軸方
向に延びた円柱状圧電セラミックの側面に駆動用電極,
検出用電極,及び共通アース用電極を含む複数の電極パ
ターンが配置された圧電振動ジャイロ用圧電振動子にお
いて、駆動用電極,検出用電極,及び共通アース用電極
のそれぞれの外部接続部は、円柱状圧電セラミックの側
面上の振動節点近傍であって、且つ該円柱状圧電セラミ
ックの端面に対して垂直な同一平面上に存在するように
配置された圧電振動ジャイロ用圧電振動子が得られる。
【0013】又、本発明によれば、上記圧電振動ジャイ
ロ用圧電振動子を枠体に対して複数の支持部材を用いて
電気的且つ機械的に接続固定して成る圧電振動ジャイロ
であって、複数の支持部材は、導電性の線状部材から成
ると共に、それぞれ外部接続部と枠体側に設けられた導
体部とに対する接続部分を含む全体がほぼ同一平面上に
配置された圧電振動ジャイロが得られる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の圧
電振動ジャイロについて、図面を参照して詳細に説明す
る。
【0015】図1は、本発明の一実施例に係る圧電振動
ジャイロ用圧電振動子1の外観構成を示した斜視図であ
る。又、図2は、この圧電振動子1の電極パターンの細
部構成を示した平面図であり、同図(a)は一面(上
面)側方向に関するもの,同図(b)は他面(下面)側
方向に関するものである。
【0016】この圧電振動子1の場合、一軸方向に延び
た円柱状圧電セラミックを材料とし、その側面に一軸方
向及び円周方向に沿って延びた略L字型の駆動用電極2
と、一軸方向及び円周方向に沿って延びると共に、互い
に対向する略L字型の検出用電極3,4と、一軸方向及
び円周方向に沿って延びると共に、局部が円周方向で繋
がった略アーチ型の共通アース用電極5とを含む複数の
電極パターンを配設した上、これらの各電極を正(+)
と負(−)との極性で分極処理を施して成る(但し、分
極処理では駆動用電極2及び検出用電極3,4を正、共
通アース用電極5を負とする)もので、駆動用電極2に
印加される電圧に応じて屈曲変動する。
【0017】因みに、ここでの駆動用電極2と、検出用
電極3,4と、共通アース用電極5においても、それぞ
れ円柱状圧電セラミックの駆動方向に一致すると共に、
一軸方向に対してほぼ垂直方向に延びた互いに対称な2
本線であって、且つ円柱状圧電セラミックの両端面から
振動節点との距離と等しい距離の箇所の振動節近傍点を
含む振動節近傍位置6A,6B上における振動節点の極
く近傍に配置された外部接続部2a,3a,4a,5a
を含んでいるが、これらの外部接続部2a,3a,4
a,5aは図4(a)〜(c)で説明した圧電振動子
1′の場合と比べ、更に円柱状圧電セラミックの端面に
対して垂直な同一平面上に存在するように配置されてい
る点が相違している。
【0018】図3は、このような構成の圧電振動子1を
枠体17に対して支持部材19a〜19dを用いて支持
固定して実装することにより作製された圧電振動ジャイ
ロの外観構成を示した斜視図である。
【0019】ここでの圧電振動ジャイロにおいても、圧
電振動子1を枠体17に対して4本の支持部材19a,
19b,19c,19dを用いて電気的且つ機械的に接
続固定して成る。但し、ここでの支持部材19a〜19
dは、導電性の細い線状部材から成ると共に、それぞれ
各電極における外部接続部2a,3a,4a,5aと枠
体17の一面(上面)側の4箇所に設けられた導体部1
8a,18b,18c,18dとに対する接続部分を含
む全体が平板状に形成されてほぼ同一平面上に配置され
ている。即ち、この圧電振動ジャイロの場合、枠体17
は一面(上面)側の4箇所にのみ導体部18a〜18d
が設けられた簡素な構造になっており、支持部材19a
〜19dが従来のような掛け渡し型でなくその両端で外
部接続部2a,3a,4a,5aと導体部18a〜18
dとを接続する簡素な構成となっている。このため、全
体として低背で簡素化されており、部品製造や組み立て
作製が簡易化されるものとなっている。
【0020】具体的に言えば、支持部材19dの一端は
圧電振動子1の側面にある駆動用電極2の外部接続部2
aとの間で接続部10dとして半田により溶接される
か、或いは導電性接着剤により接着されて電気的且つ機
械的に接続され、且つ支持部材19dの他端は枠体17
上の導体部18dとの間で半田により溶接されるか、或
いは導電性接着剤により接着されて電気的且つ機械的に
接続されている。
【0021】又、同様に支持部材19cの一端は圧電振
動子1の側面にある共通アース用電極5の外部接続部5
aとの間で接続部10cとして半田により溶接される
か、或いは導電性接着剤により接着されて電気的且つ機
械的に接続され、且つ支持部材19cの他端は枠体17
上の導体部18cとの間で半田により溶接されるか、或
いは導電性接着剤により接着されて電気的且つ機械的に
接続されている。
【0022】更に、同様に支持部材19bの一端は圧電
振動子1の側面にある検出用電極3の外部接続部3aと
の間で接続部10bとして半田により溶接されるか、或
いは導電性接着剤により接着されて電気的且つ機械的に
接続され、且つ支持部材19bの他端は枠体17上の導
体部18bとの間で半田により溶接されるか、或いは導
電性接着剤により接着されて電気的且つ機械的に接続さ
れている。
【0023】加えて、同様に支持部材19aの一端は圧
電振動子1の側面にある検出用電極4の外部接続部4a
との間で接続部10aとして半田により溶接されるか、
或いは導電性接着剤により接着されて電気的且つ機械的
に接続され、且つ支持部材19aの他端は枠体17上の
導体部18aとの間で半田により溶接されるか、或いは
導電性接着剤により接着されて電気的且つ機械的に接続
されている。
【0024】このような支持部材19a〜19dを用い
た圧電振動子1の枠体17に対する支持構造の場合、支
持部材19a〜19dのそれぞれ両端の接続部分となる
各電極における外部接続部2a,3a,4a,5a(接
続部10a,10b,10c,10d)及び導体部18
a,18b,18c,18dの総計8箇所がほぼ同一平
面上に存在するため、従来の掛け渡し型の支持部材9a
〜9dを用いた場合よりも導体部18a〜18dの配設
を含む枠体17の構造並びに支持部材19a〜19dの
接続が簡単になり、結果として従来の圧電振動ジャイロ
よりも全体が一層低背化され、しかも部品製造や組み立
て作製が簡易化される。
【0025】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の圧電振
動ジャイロによれば、圧電振動子の電極パターンを改良
し、駆動用電極,検出用電極,及び共通アース用電極の
それぞれの外部接続部を円柱状圧電セラミックの側面上
の振動節点近傍であって、且つ円柱状圧電セラミックの
端面に対して垂直な同一平面上に存在するように配置し
た上、この圧電振動子を枠体に対して導電性の支持部材
を用いて電気的且つ機械的に接続固定して圧電振動ジャ
イロを作製する際、支持部材をそれぞれ各電極における
外部接続部と枠体側に設けられた導体部とに対する接続
部分を含む全体がほぼ同一平面上に配置される構造とす
ることにより、従来の掛け渡し型の支持部材を用いた場
合よりも導体部の配設を含む枠体の構造並びに支持部材
の接続が簡単になるため、結果として従来の圧電振動ジ
ャイロよりも全体を一層低背化でき、且つ部品製造や組
み立て作製が簡易化されることにより、支持構造による
振動特性の劣化を抑制した上で低背化構造の圧電振動ジ
ャイロを低価格で量産化できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る圧電振動ジャイロ用圧
電振動子の外観構成を示した斜視図である。
【図2】図1に示す圧電振動子の電極パターンの細部構
成を示した平面図であり、(a)は一面(上面)側方向
に関するもの,(b)は他面(下面)側方向に関するも
のである。
【図3】図1及び図2(a),(b)に示した圧電振動
子を枠体に対して支持部材を用いて支持固定して実装す
ることにより作製された圧電振動ジャイロの外観構成を
示した斜視図である。
【図4】従来の一例に係る圧電振動ジャイロ用圧電振動
子の基本構成を示したもので、(a)は一方向からの斜
視図に関するもの,(b)は(a)と異なる他方向から
の斜視図に関するもの、(c)は端面に平行な一平面に
おける断面図に関するものである。
【図5】図4に示す圧電振動子を枠体に対して支持部材
を用いて支持固定して実装することにより作製された圧
電振動ジャイロの外観構成を示した斜視図である。
【符号の説明】
1,1′ 圧電振動子 2,2′ 駆動用電極 2a′,3a′,4a′,5a′ 外部接続部 3,3′,4,4′ 検出用電極 5,5′ 共通アース用電極 6A,6B 振動節近傍位置 7,17 枠体 8a〜8d,8a′〜8d′,18a〜18d 導体部 9a〜9d,19a〜19d 支持部材 10a〜10d 接続部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一軸方向に延びた円柱状圧電セラミック
    の側面に駆動用電極,検出用電極,及び共通アース用電
    極を含む複数の電極パターンが配置された圧電振動ジャ
    イロ用圧電振動子において、前記駆動用電極,前記検出
    用電極,及び前記共通アース用電極のそれぞれの外部接
    続部は、前記円柱状圧電セラミックの側面上の振動節点
    近傍であって、且つ該円柱状圧電セラミックの端面に対
    して垂直な同一平面上に存在するように配置されたこと
    を特徴とする圧電振動ジャイロ用圧電振動子。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の圧電振動ジャイロ用圧電
    振動子を枠体に対して複数の支持部材を用いて電気的且
    つ機械的に接続固定して成る圧電振動ジャイロであっ
    て、前記複数の支持部材は、導電性の線状部材から成る
    と共に、それぞれ前記外部接続部と前記枠体側に設けら
    れた導体部とに対する接続部分を含む全体がほぼ同一平
    面上に配置されたことを特徴とする圧電振動ジャイロ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1333289A1 (en) 2002-01-30 2003-08-06 Ngk Insulators, Ltd. System and structure for supporting vibrators
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