JP2002243451A - 角速度センサおよびその特性調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１の振動体と第２の振動体との重量バラン
スを厳密に釣り合わせることが可能な出力特性の向上し
た角速度センサおよびその特性調整方法を提供すること
を目的とするものである。 【解決手段】 第１の振動体２１と第２の振動体２６の
いずれか一方、もしくは両方の稜線に表面粗さが２μｍ
以下の研削部３１ｂを設け、第１の振動体２１と第２の
振動体２６との重量バランスを厳密に調整できることが
可能な構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、航空機、車両等の
移動体の姿勢制御やナビゲーションシステム等に用いら
れる角速度センサおよびその特性調整方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の角速度センサとしては特
開平１１−３５１８７４号公報に開示されたものが知ら
れている。

【０００３】以下に従来の角速度センサについて、図面
を参照しながら説明する。

【０００４】図１３は従来の角速度センサの斜視図であ
る。

【０００５】図１３において、１は例えば水晶からなる
第１の振動体で、この第１の振動体１における外側面に
は、第１の検出電極２を設けるとともに、表面に第１の
駆動電極３を設けている。４は第２の振動体で、外側面
には第２の検出電極（図示せず）を設けるとともに、表
面に第１の振動体１における第１の駆動電極３と連続し
て第２の駆動電極５を設けている。６は接続部で、第１
の振動体１および第２の振動体４の一端を一体に接続し
ている。７は駆動用ワイヤーで、一端を第１の駆動電極
３および第２の駆動電極５と電気的に接続されるととも
に他端を駆動用ターミナル８と電気的に接続させてい
る。９は検出用ワイヤーで、一端を第１の検出電極２お
よび第２の検出電極（図示せず）と電気的に接続される
とともに他端を検出用ターミナル１０と電気的に接続さ
せている。

【０００６】以上のように構成、組立られた従来の角速
度センサについて、次に、その動作を説明する。

【０００７】駆動用ターミナル８から駆動用ワイヤー７
を介して第１の駆動電極３および第２の駆動電極５に交
流電圧を印加させると、第１の駆動電極３および第２の
駆動電極５により、第１の振動体１および第２の振動体
４がＹ軸の方向に振動する。そして、この振動状態にお
いて、Ｚ軸を中心として角速度センサに角速度が付与さ
れると、第１の振動体１および第２の振動体４にコリオ
リ力が生じ、第１の振動体１および第２の振動体４がＸ
軸方向に変形する。そして、この変形により生じた電荷
を第１の検出電極２および第２の検出電極（図示せず）
から出力し、検出用ワイヤー９および検出用ターミナル
１０を介して、相手側コンピュータ（図示せず）等に入
力し、角速度を検出するものである。

【０００８】ここで、角速度センサにおける第１の振動
体１と第２の振動体４の重量のバランスが釣り合ってい
ない場合を考えると、角速度が角速度センサに加わって
いない状態においても、重量バランスの不釣り合いによ
り、第１の振動体１および第２の振動体４がＸ軸方向に
変位することとなり、その結果、第１の検出電極２およ
び第２の検出電極（図示せず）に電荷が生じるものであ
った。

【０００９】そこで、従来の角速度センサにおいては、
図１４に示すように、第２の振動体４および接続部６に
おける稜線をリュータ１１により削り、第２の振動体４
および接続部６における稜線に研削部１２を設け、この
研削部１２の増減により、第１の振動体１および第２の
振動体４の重量バランスを釣り合わせるものであった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の角速度センサにおいては、第２の振動体４および接
続部６における稜線をリュータ１１の回転により研削し
て研削部１２を設けたため、リュータ１１の微小な偏芯
により第２の振動体４および接続部６における稜線に設
けた研削部１２の表面粗さが実力値で約５μｍと粗くな
り、（表１）に示すように、角速度を付与しない状態で
の出力電圧が±１０ｍＶとなるから、角速度センサの出
力特性が劣化してしまうという課題を有していた。

【００１１】

【表１】

【００１２】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、第１の振動体と第２の振動体との重量バランスを厳
密に釣り合わせることが可能な出力特性の向上した角速
度センサおよびその特性調整方法を提供することを目的
とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の角速度センサおよびその特性調整方法は、駆
動電極と検出電極のいずれか一方、もしくは両方を設け
た第１の振動体と、検出電極と駆動電極のいずれか一
方、もしくは両方を設けた第２の振動体と、前記第１の
振動体の一端部と前記第２の振動体の一端部とを接続す
る接続部とを備え、第１の振動体と第２の振動体のいず
れか一方、もしくは両方の稜線に表面粗さが２μｍ以下
の研削部を設けたもので、この構成によれば、第１の振
動体と第２の振動体との重量バランスを厳密に釣り合わ
せることが可能な出力特性の向上した角速度センサおよ
びその特性調整方法を提供することができるものであ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、駆動電極と検出電極のいずれか一方もしくは両方を
設けた第１の振動体と、検出電極と駆動電極のいずれか
一方もしくは両方を設けた第２の振動体と、前記第１の
振動体の一端部と前記第２の振動体の一端部とを接続す
る接続部とを備え、第１の振動体と第２の振動体のいず
れか一方もしくは両方の稜線に表面粗さが２μｍ以下の
研削部を設けたもので、この構成によれば、第１の振動
体と第２の振動体との重量バランスを厳密に調整するこ
とが可能となったため、角速度センサに角速度が加わら
ない状態においては、第１の振動体および第２の振動体
に駆動方向以外の外力が加わらないこととなり、正確な
角速度を検出することができるという作用を有するもの
である。

【００１５】請求項２に記載の発明は、駆動電極と検出
電極のいずれか一方もしくは両方を設けた第１の振動体
と、検出電極と駆動電極のいずれか一方もしくは両方を
設けた第２の振動体と、前記第１の振動体の一端部と前
記第２の振動体の一端部とを接続する接続部とを備えた
角速度センサの特性調整方法であって、角速度センサに
角速度を付与しない状態で、第１の振動体あるいは第２
の振動体における駆動電極に交流電圧を印加したときの
検出電極からの出力信号が略零となるように、第１の振
動体あるいは第２の振動体における稜線に研磨材を埋め
込んだテープを摺動させて研削部を設けた調整方法で、
この方法によれば、テープに過大な外力が加わった場合
には、テープの持つ柔軟性により第１の振動体あるいは
第２の振動体に加わる外力を吸収することが出来るた
め、第１の振動体あるいは第２の振動体に均一で安定し
た負荷をかけることができることとなり、負荷をかけて
いる際に第１の振動体および第２の振動体が破損すると
いうことがなくなるという作用を有するものである。

【００１６】請求項３に記載の発明は、第１の振動体と
第２の振動体のいずれか一方、もしくは両方の稜線にテ
ープを一定の力で押圧させながら摺動するように、テー
プにテンションローラを負荷させた特性調整方法で、こ
の方法によれば、瞬間的に第１の振動体あるいは第２の
振動体に過大な外力が負荷されるということが無くな
り、特性の調整中に第１の振動体および第２の振動体が
破損することを防止することができるという作用を有す
るものである。

【００１７】請求項４に記載の発明は、テープを第１の
振動体および第２の振動体の長手方向に対して斜めの角
度に当接させることにより、第１の振動体あるいは第２
の振動体における接続部側に大きな外力が加わるように
した特性調整方法で、この方法によれば、特性の調整中
に第１の振動体あるいは第２の振動体における接続部側
はほとんど撓まないため、第１の振動体あるいは第２の
振動体が研削する外力から逃げてしまうということがな
くなり、第１の振動体あるいは第２の振動体における稜
線に確実に研削部を設けることができるという作用を有
するものである。

【００１８】請求項５に記載の発明は、駆動電極と検出
電極のいずれか一方もしくは両方を設けるとともに稜線
に研削部を設けた第１の振動体と、検出電極と駆動電極
のいずれか一方もしくは両方を設けるとともに稜線に研
削部を設けた第２の振動体と、前記第１の振動体の一端
部と前記第２の振動体の一端部とを接続する接続部と、
この接続部を固着するとともに前記第１の振動体および
第２の振動体における駆動電極あるいは検出電極と電気
的に接続された端子を設けた基台と、この基台を覆うと
ともに前記第１の振動体、第２の振動体および接続部を
収納するカバーとを備え、前記基台における第１の振動
体および第２の振動体における研削部の下側に位置して
特性調整用のテープが通過する逃がし部を設けたもの
で、この構成によれば、逃がし部にテープを配設するこ
とができるため、第１の振動体あるいは第２の振動体に
おける稜線に当接するテープに対して基台が障害になる
ということがなくなり、これにより、適正な角度で、第
１の振動体あるいは第２の振動体における稜線にテープ
を当接させることができるという作用を有するものであ
る。

【００１９】以下、本発明の一実施の形態における角速
度センサについて、図面を参照しながら説明する。

【００２０】図１は本発明の一実施の形態における角速
度センサの分解斜視図、図２は同側断面図、図３は同要
部である音叉を表側から見た斜視図、図４は同要部であ
る音叉を裏側からみた斜視図である。図５は同要部であ
る回路基板のブロック図である。

【００２１】図１〜図５において、２１は互いに結晶軸
の異なる単結晶の水晶製の薄板を貼り合わせた第１の振
動体で、表面には図３に示すように第１の駆動電極２２
を設け、かつ裏面には図４に示すように第２の駆動電極
２３を設け、そして外側面には金からなる第１の検出電
極２４を設け、さらに内側面には金からなる第２の検出
電極２５を設けている。２６は互いに結晶軸の異なる単
結晶の水晶製の薄板を貼り合わせた第２の振動体で、こ
の第２の振動体２６の表面には金からなるモニター電極
２７を設け、かつ裏面には第３の駆動電極２８を設け、
そして外側面には第３の検出電極２９を設け、さらに内
側面には第４の検出電極３０を設けている。３１は水晶
からなる接続部で、この接続部３１は第１の振動体２１
および第２の振動体２６の一端を接続するものである。
そして、第１の振動体２１、第２の振動体２６および接
続部３１により音叉３１ａを構成している。また、音叉
３１ａにおける第１の振動体２１の表側の稜線に表面粗
さが２μｍ以下である研削部３１ｂを設け、この研削部
３１ｂにより、第１の振動体２１および第２の振動体２
６の重量のバランスを調整している。３２は金属製の第
１の基台で、接続部３１を固着するとともに、６つの端
子挿入孔３３を設けており、そしてこの端子挿入孔３３
には、第１の駆動電極２２、第２の駆動電極２３、第３
の駆動電極２８、モニター電極２７、第１の検出電極２
４、第２の検出電極２５、第３の検出電極２９および第
４の検出電極３０と電気的に接続される６つの端子３４
を挿通させている。また、第１の振動体２１および第２
の振動体２６の研削部３１ｂに対向する側に位置して、
図１０に示すように、基台３２に逃がし部３２ａを設け
ている。

【００２２】３５は金属製のカバーで、第１の基台３２
の外周部に固着されるとともに、第１の基台３２とこの
カバー３５の内側には第１の振動体２１、第２の振動体
２６および接続部３１からなる音叉３１ａを収納してい
る。３６は金属製の支持板で、第１の基台３２を支持す
る支持部３７を側面に設けており、この支持部３７を第
１の基台３２にかしめることにより、支持板３６に第１
の基台３２を固着しているものである。また、支持板３
６の長手方向の両端部には合計三つの支持突起３８を設
けている。３９は回路基板で、この回路基板３９は支持
板３６とほぼ平行に設けられるとともに、支持板３６に
おける支持突起３８と回路基板３９とをはんだ付けする
ことにより、回路基板３９は支持板３６に固着されるも
のである。また、回路基板３９の表面には電子部品４０
を実装しており、この電子部品４０により、第１の駆動
電極２２、第２の駆動電極２３、第３の駆動電極２８お
よびモニター電極２７に加わる電圧を制御するととも
に、第１の検出電極２４、第２の検出電極２５、第３の
検出電極２９および第４の検出電極３０から発生する出
力信号を処理するものである。そして、電子部品４０は
図５に示すような回路を構成している。

【００２３】図５において、４４はモニター回路で、音
叉３１ａのモニター電極２７の電荷を入力する電流アン
プ４５と、この電流アンプ４５の出力信号を入力するモ
ニター回路４４におけるバンドパスフィルター４６と、
このモニター回路４４におけるバンドパスフィルター４
６の出力信号を入力する整流器４７と、この整流器４７
の出力信号を入力する平滑回路４８とにより構成されて
いる。４９はＡＧＣ回路で、モニター回路４４における
平滑回路４８の出力信号を入力し、モニター回路４４に
おけるバンドパスフィルター４６の出力信号を増幅ある
いは減衰させる。５０は駆動制御回路で、ＡＧＣ回路４
９の出力信号を入力するとともに、音叉３１ａにおける
第１の駆動電極２２、第２の駆動電極２３および第４の
駆動電極３０に駆動信号を入力する。５１は第１の電流
アンプで、第１の振動体２１における第２の検出電極２
５および第２の振動体２６における第４の検出電極３０
にコリオリ力により発生する電荷を電圧に変換する。５
２は第２の電流アンプで、第１の振動体２１における第
１の検出電極２４および第２の振動体２６における第３
の検出電極２９にコリオリ力により発生する電荷を電圧
に変換する。５３は差動アンプで、第１の電流アンプ５
１の出力信号に第２の電流アンプ５２の出力信号を反転
させた信号を出力する。５４はバンドパスフィルター
で、差動アンプ５３の出力信号を入力するとともに、所
定の周波数帯域の出力信号のみを出力する。５５は位相
シフタで、バンドパスフィルター５４の出力信号を入力
するとともに、約９０度、位相を遅らせた出力信号を出
力する。５６は同期検波器で、位相シフタ５５の出力信
号を入力するとともに、モニター回路４４におけるバン
ドパスフィルター４６と略同じ位相のみの信号を、さら
に、負電荷成分を正電圧に反転させて出力する。５６ａ
は平滑回路で、同期検波器５６の出力信号を入力すると
ともに、この出力信号を平滑化して出力する。５６ｂは
直流アンプで、平滑回路５６ａの出力信号を入力すると
ともに、この平滑回路５６ａの出力信号を増幅して出力
する。５７は略コ字状に構成されたゴム体で、支持板３
６の両側面を支持するとともに、このゴム体５７には、
断面積の小なる部分５９を設けており、この断面積の小
なる部分５９によりゴム体５７の圧縮力を低減させるよ
うに構成しているものである。６０は有底筒状の金属製
のケースで、このケース６０は、第１の基台３２、カバ
ー３５、支持板３６、回路基板３９およびゴム体５７を
収納するとともに、このケース６０の内側面と支持板３
６の側面とにより、ゴム体５７を圧縮するものである。
６１は第２の基台で、ケース６０の開口部を閉塞すると
ともに、七つの貫通孔６２を設けており、そしてこれら
の貫通孔６２には回路基板３９とフレキシブル配線板３
９ａを介して電気的に接続される電源端子６３、ＧＮＤ
端子６４および出力端子６５を挿通している。

【００２４】以上のように構成された本発明の一実施の
形態における角速度センサについて、次にその組立方法
を説明する。

【００２５】まず、互いに結晶軸の異なる単結晶からな
る水晶製の薄板を貼り合わせることにより第１の振動体
２１、第２の振動体２６および接続部３１からなる音叉
３１ａを形成する。

【００２６】次に、第１の振動体２１の正面に第１の駆
動電極２２、裏面に第２の駆動電極２３、外側面に第１
の検出電極２４、内側面に第２の検出電極２５をそれぞ
れ金の蒸着により形成するとともに、第２の振動体２６
の正面にモニター電極２７、裏面に第３の駆動電極２
８、内側面に第４の検出電極３０、外側面に第３の検出
電極２９をそれぞれ金の蒸着により形成する。

【００２７】次に、第１の基台３２における六つの端子
挿入孔３３に六つの端子３４を挿通させた後、それぞれ
の端子挿入孔３３にガラスからなる絶縁物（図示せず）
を充填し、第１の基台３２に六つの端子３４を固着す
る。

【００２８】次に、接続部３１を第１の基台３２の上面
に固着した後、第１の基台３２における端子３４を第１
の駆動電極２２、第２の駆動電極２３、第１の検出電極
２４、第２の検出電極２５、モニター電極２７、第３の
駆動電極２８、第３の検出電極２９および第４の検出電
極３０にそれぞれ金からなるリード線（図示せず）を介
してワイヤーボンディングにより接続する。

【００２９】次に、第１の基台３２の外周部にカバー３
５を内側が真空になるように真空の雰囲気中で固着す
る。

【００３０】次に、支持板３６に第１の基台３２を支持
板３６における支持部３７をかしめることにより固着す
る。

【００３１】次に、回路基板３９に電子部品４０を実装
した後、支持板３６における支持突起３８をはんだ付け
して、支持板３６に回路基板３９を固着する。

【００３２】次に、第１の基台３２における端子３４を
回路基板３９における電極（図示せず）にはんだ付けし
て電気的に接続する。

【００３３】次に、断面積の小なる部分５９を略コ字状
のゴム体５７に形成した後、略コ字状のゴム体５７によ
り回路基板３９および支持板３６を挟持する。

【００３４】次に、第２の基台６１における貫通孔６２
に電源端子６３、ＧＮＤ端子６４および出力端子６５を
挿通させた後、貫通孔６２にガラスからなる絶縁物（図
示せず）を充填し、第２の基台６１に電源端子６３、Ｇ
ＮＤ端子６４および出力端子６５を固着する。

【００３５】次に、回路基板３９を第２の基台６１にお
ける電源端子６３、ＧＮＤ端子６４および出力端子６５
にそれぞれフレキシブル配線板３９ａにより電気的に接
続する。

【００３６】次に、ケース６０の内側に略コ字状のゴム
体５７における断面積の小なる部分５９を棒状の治具
（図示せず）で挟んで、ゴム体５７を圧縮した後、ケー
ス６０の内側に、回路基板３９、支持板３６およびゴム
体５７を収納する。

【００３７】最後に、ケース６０の開口部を第２の基台
６１により閉塞する。

【００３８】上記のようにして組み立てられた本発明の
一実施の形態における角速度センサについて、次に、そ
の動作を図面を参照しながら説明する。

【００３９】音叉における第１の駆動電極２２、第２の
駆動電極２３、第３の駆動電極２８に交流電圧を印加す
る。このとき、まず、図６に示すように、第１の振動体
２１における第２の駆動電極２３に正電圧を印加すると
ともに、第１の駆動電極２２に負電圧を印加すると、第
１の検出電極２４側では、水晶製の薄板における結晶軸
の方向と電荷の方向が同じになるため、伸びることにな
るとともに、第２の検出電極２５側では、結晶軸の方向
と電荷の方向が反対になるため、縮むことになり、その
結果、第１の振動体２１は第２の振動体２６側に傾く。
次に、図７に示すように、第１の振動体２１における第
２の駆動電極２３に負電圧を印加するとともに、第１の
駆動電極２２に正電圧を印加すると、第１の検出電極２
４側では、水晶製の薄板における結晶軸の方向と電荷の
方向が反対になるため、縮むことになるとともに、第２
の検出電極２５側では、結晶軸の方向と電荷の方向が同
じになるため、伸びることになり、その結果、第１の振
動体２１は外側に傾くことになる。そして、第２の振動
体２６における第３の駆動電極２８にも同様に交流電圧
を印加すると、第１の振動体２１と第２の振動体２６と
は接続部３１により機械的に接続されているため、第１
の振動体２１および第２の振動体２６は接続部３１の長
手方向に駆動方向の固有振動数で速度Ｖで屈曲振動す
る。このとき、音叉３１ａの駆動方向への振動状態を一
定に保つために、モニター電極２７に発生した電荷を、
電流アンプ４５に入力し、正弦波形の出力電圧に変換す
る。そして、このモニター電極２７の出力電圧をモニタ
ー回路４４におけるバンドパスフィルター４６に入力
し、音叉３１ａの共振周波数のみを抽出し、ノイズ成分
を除去した図８（ａ）に示すような正弦波形を出力す
る。そしてまた、モニター回路４４におけるバンドパス
フィルター４６の出力信号を整流器４７に入力すること
により、負電圧成分を正電圧に変換した後、平滑回路４
８に入力することにより、直流電圧信号に変換する。そ
して、ＡＧＣ回路４９は平滑回路４８の直流電圧信号が
大の場合にはモニター回路におけるバンドパスフィルタ
ー４６の出力信号を減衰させるとともに、平滑回路４８
の直流電圧信号が小の場合にはモニター回路におけるバ
ンドパスフィルター４６の出力信号を増幅させるような
信号を駆動制御回路５０に入力し、音叉３１ａの振動を
一定振動数になるように調整するものである。そして、
音叉３１ａの第１の振動体２１および第２の振動体２６
が駆動方向に速度Ｖで屈曲振動している状態において、
音叉３１ａの長手方向の中心軸周りに音叉３１ａが角速
度ωで回転すると、この音叉３１ａにおける第１の振動
体２１および第２の振動体２６にＦ＝２ｍＶωのコリオ
リ力が発生する。

【００４０】そして、第１の振動体２１の稜線に（表
２）に示すように、表面粗さが２μｍ以下の研削部３１
ｂを設けたため、第１の振動体２１および第２の振動体
２６の重量バランスを厳密に調整することが可能とな
る。

【００４１】

【表２】

【００４２】そして、角速度センサに角速度が加わらな
い状態においては、第１の振動体２１および第２の振動
体２６に振動方向以外の外力がほとんど加わらないた
め、角速度を付与しない状態で出力電圧が±３ｍＶとな
り、これにより、正確な角速度を検出することができる
という効果を有するものである。

【００４３】そしてまた、このコリオリ力により第１の
検出電極２４および第３の検出電極２９に図８（ｂ）に
示すような電荷が発生するとともに、第２の検出電極２
５および第４の検出電極３０に第１の検出電極２４およ
び第３の検出電極２９と位相が１８０度ずれている図８
（ｃ）に示すような電荷が発生する。そして、図８
（ｂ）に示す出力信号を電流増幅器５１にて増幅すると
ともに、図８（ｃ）に示す電荷を電流増幅器５２にて増
幅した後、差動増幅器５３により電流増幅器５１に電流
増幅器５２の出力信号を反転させて加算し、図８（ｄ）
に示す信号を出力する。バンドパスフィルター５４によ
り音叉３１ａの共振周波数成分のみを抽出し、ノイズ成
分を除去する。さらに、位相シフタ５５により、図８
（ｅ）に示すように、バンドパスフィルター５４の出力
信号を約９０度、位相を遅らせて出力する。そして、こ
の位相シフタ５５の出力を同期検波器５６に入力し、バ
ンドパスフィルター４６の振動の周期で位相検波させる
とともに、位相シフタ５５の出力電圧の負電荷成分を正
電圧に変換し、図８（ｆ）に示すような出力信号を得
る。そして、同期検波器５６の出力電圧を平滑回路５６
ａおよび、直流アンプ５６ｂにより平滑化させるととも
に、増幅し、図８（ｇ）に示すような出力信号を得るも
のである。そして、直流アンプ５６ｂの出力信号を角速
度の信号として、相手側のコンピュータ（図示せず）等
に入力し、角速度を検出するものである。

【００４４】以下、本発明の一実施の形態における角速
度センサの特性調整方法について、図面を参照しながら
説明する。

【００４５】図９は本発明の一実施の形態における角速
度センサにおける特性調整方法を示す側面図、図１０は
同角速度センサにおける音叉をテープで研削する状態を
示す斜視図、図１１は同角速度センサにおける特性を調
整する状態を示す波形図、図１２は同角速度センサの電
子部品におけるモニター回路におけるバンドパスフィル
ターおよび検出手段における位相シフタの出力信号を重
ね合わせた図である。

【００４６】角速度センサに角速度を付与しない状態に
おいて、第１の振動体２１および第２の振動体２６の重
量のバランスが取れていない場合を考えると、モニター
電極２７からの出力信号が零のポイントにおいても、第
１の振動体２１および第２の振動体２６が駆動方向と垂
直に変位することとなり、第２の検出電極２５および第
４の検出電極３０から、あたかも角速度により、コリオ
リ力が働いているかのような図１１（ａ）に示すような
検出信号を出力するとともに、第１の検出電極２４およ
び第３の検出電極２９から、同様に、図１１（ｂ）に示
すような検出信号を出力してしまう。

【００４７】そこで、本発明の一実施の形態における角
速度センサにおいては、まず、モニター回路４４におけ
るバンドパスフィルター４６における位相シフタ５５の
信号をトリミング装置６６に設けた比較器（図示せず）
により比較する。

【００４８】次に、図１２に示すように、バンドパスフ
ィルター４６からの出力信号が負電圧側から正電圧側に
切り替わる零点において、位相シフタ５５からの出力信
号が負の値の場合には、音叉３１ａの第１の振動体２１
における表面側に、図１０に示すように、ダイヤモンド
からなる研磨剤６７を埋め込んだテープ６８を基台３２
における逃がし部３２ａに配設するとともに、第１の振
動体２１における稜線に当接させる。

【００４９】このとき、逃がし部３２ａにテープ６８を
配設することができるため、第１の振動体２１における
稜線に当接するテープ６８に対して基台３２が障害にな
るということがなくなり、これにより、適正な角度で、
第１の振動体２１における稜線にテープ６８を当接させ
ることができるという効果を有するものである。

【００５０】次に、図９に示すように、テンションロー
ラ６９をテープ６８に負荷させて、テンションローラ６
９による重量により、一定の力にて、テープ６８を第１
の振動体２１における表面側に当接させる。その際、図
１０に示すように、テープ６８を第１の振動体２１の長
手方向に対して約７度の斜めの角度に当接させることに
より、第１の振動体２１における接続部３１側に大きな
外力が加わるようにしている。

【００５１】これにより、特性の調整中に第１の振動体
２１における接続部３１側はほとんど撓まないため、第
１の振動体２１が研削する外力から逃げてしまうという
ことがなくなり、その結果、第１の振動体２１における
稜線に確実に研削部１２を設けることができるという効
果を有するものである。

【００５２】また、テープ６８に過大な外力が加わった
場合には、テープ６８の持つ柔軟性により第１の振動体
２１あるいは第２の振動体２６に加わる外力を吸収する
ことが出来るため、第１の振動体２１あるいは第２の振
動体２６に均一で安定した負荷をかけることができるこ
ととなり、その結果、負荷をかけている際に第１の振動
体２１が破損するということがなくなるという効果を有
するものである。

【００５３】また、第１の振動体２１における稜線にテ
ープ６８を一定の力で押圧させながら摺動するように、
テープ６８にテンションローラ６９を負荷させたため、
瞬間的に第１の振動体２１に過大な外力が負荷されると
いうことが無くなり、その結果、特性の調整中に第１の
振動体２１が破損することを防止することができるとい
う効果を有するものである。

【００５４】次に、駆動ローラ７０を往復回転させて、
音叉３１ａに研削部３１ｂを形成することにより、音叉
３１ａにおける第１の振動体２１と第２の振動体２６の
重量のバランスを取る。

【００５５】次に、第１の駆動電極２２、第２の駆動電
極２３および第３の駆動電極２３に駆動電圧を負荷し
て、モニター電極２７からの出力信号が零のポイントに
おいても、第１の振動体２１および第２の振動体２６が
駆動方向と垂直に変位することとなり、その結果、第１
の検出電極２４、第２の検出電極２５、第３の検出電極
２９および第４の検出電極３０からの出力信号が略零で
ある±３ｍＶになることを確認する。

【００５６】最後に、テープ巻取りリール７１を所定の
量だけ回転させてテープ６８を巻き取るとともに、テー
プ送り出しリール７２を所定の量だけ回転させて、テー
プ６８を送り出すことにより、テープ６８における第１
の振動体２１あるいは第２の振動体２６と当接する部分
を新しい部分に変更する。

【００５７】なお、本発明の一実施の形態における角速
度センサにおける特性調整方法においては、バンドパス
フィルター４６からの出力信号が負電圧側から正電圧側
に切り替わる零点において、位相シフタ５５からの出力
信号が負の値の場合について、説明したが、正の値の場
合には、同様に、音叉３１ａの第２の振動体２６におけ
る表面側の稜線を研削して、第１の振動体２１および第
２の振動体２６の重量のバランスを調整するものであ
る。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、本発明の角速度センサ
は、駆動電極と検出電極のいずれか一方、もしくは両方
を設けた第１の振動体と、検出電極と駆動電極のいずれ
か一方、もしくは両方を設けた第２の振動体と、前記第
１の振動体の一端部と前記第２の振動体の一端部とを接
続する接続部とを備え、第１の振動体と第２の振動体の
いずれか一方、もしくは両方の稜線に表面粗さが２μｍ
以下の研削部を設けたもので、この構成によれば、第１
の振動体と第２の振動体との重量バランスを厳密に調整
することが可能となったため、角速度センサに角速度が
加わらない状態においては、第１の振動体および第２の
振動体に駆動方向以外の外力が加わらないこととなり、
その結果、正確な角速度を検出する角速度センサを提供
することができるという効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における角速度センサの
分解斜視図

【図２】同側断面図

【図３】同要部である音叉を表側から見た斜視図

【図４】同要部である音叉を裏側から見た斜視図

【図５】同要部である回路基板のブロック図

【図６】同動作状態を示す模式図

【図７】同動作状態を示す模式図

【図８】（ａ）〜（ｇ）同動作状態を示す波形図

【図９】同特性調整方法を示す側面図

【図１０】同要部である音叉をテープで研削する状態を
示す斜視図

【図１１】（ａ）〜（ｅ）同特性を調整する状態を示す
波形図

【図１２】同要部であるモニター回路におけるバンドパ
スフィルターおよび検出手段における位相シフタの出力
信号を重ね合わせた図

【図１３】従来の角速度センサにおける斜視図

【図１４】同要部である振動体をリュータにより研削す
る状態を示す斜視図

【符号の説明】

２１ 第１の振動体 ２２，２３，２８ 駆動電極 ２４，２５，２９，３０ 検出電極 ２６ 第２の振動体 ３１ 接続部 ３１ｂ 研削部 ３２ 基台 ３２ａ 逃がし部 ６７ 研磨材 ６８ テープ ６９ テンションローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動電極と検出電極のいずれか一方もし
   くは両方を設けた第１の振動体と、検出電極と駆動電極
   のいずれか一方もしくは両方を設けた第２の振動体と、
   前記第１の振動体の一端部と前記第２の振動体の一端部
   とを接続する接続部とを備え、前記第１の振動体と第２
   の振動体のいずれか一方もしくは両方の稜線に表面粗さ
   が２μｍ以下の研削部を設けた角速度センサ。
2. 【請求項２】 駆動電極と検出電極のいずれか一方もし
   くは両方を設けた第１の振動体と、検出電極と駆動電極
   のいずれか一方もしくは両方を設けた第２の振動体と、
   前記第１の振動体の一端部と前記第２の振動体の一端部
   とを接続する接続部とを少なくとも備えた角速度センサ
   における特性調整方法であって、前記角速度センサに角
   速度を付与しない状態で、前記第１の振動体あるいは第
   ２の振動体における駆動電極に交流電圧を印加したとき
   の検出電極からの出力信号が略零となるように、第１の
   振動体あるいは第２の振動体における稜線に研磨材を埋
   め込んだテープを摺動させて研削部を設けた角速度セン
   サの特性調整方法。
3. 【請求項３】 第１の振動体と第２の振動体のいずれか
   一方、もしくは両方の稜線にテープを一定の力で押圧さ
   せながら摺動するように、テープにテンションローラを
   負荷させた請求項２記載の角速度センサの特性調整方
   法。
4. 【請求項４】 テープを第１の振動体および第２の振動
   体の長手方向に対して斜めの角度に当接させることによ
   り、第１の振動体および第２の振動体における接続部側
   に大きな外力が加わるようにした請求項２記載の角速度
   センサの特性調整方法。
5. 【請求項５】 駆動電極と検出電極のいずれか一方もし
   くは両方を設けるとともに稜線に研削部を設けた第１の
   振動体と、検出電極と駆動電極のいずれか一方もしくは
   両方を設けるとともに稜線に研削部を設けた第２の振動
   体と、前記第１の振動体の一端部と前記第２の振動体の
   一端部とを接続する接続部と、この接続部を固着すると
   ともに前記第１の振動体および第２の振動体における駆
   動電極あるいは検出電極と電気的に接続された端子を設
   けた基台と、この基台を覆うとともに前記第１の振動
   体、第２の振動体および接続部を収納するカバーとを備
   え、前記基台における第１の振動体および第２の振動体
   における研削部の下側に位置して特性調整用のテープが
   通過する逃がし部を設けた角速度センサ。