JP2002257551A - Vibration gyro - Google Patents

Vibration gyro

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JP2002257551A
JP2002257551A JP2001060038A JP2001060038A JP2002257551A JP 2002257551 A JP2002257551 A JP 2002257551A JP 2001060038 A JP2001060038 A JP 2001060038A JP 2001060038 A JP2001060038 A JP 2001060038A JP 2002257551 A JP2002257551 A JP 2002257551A
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JP
Japan
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vibrator
vibrating gyroscope
fixing member
circuit board
housing
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Pending
Application number
JP2001060038A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Kumada
明 久万田
Akira Mori
章 森
Takayuki Shimamoto
隆之 島本
Nobuyuki Ishidoko
信行 石床
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration gyro capable of preventing decline of function against a drop impact, and operating normally even if a collision roll-over accident of a vehicle is generated during the loaded time on the vehicle. SOLUTION: This vibration gyro includes an oscillator 12. The oscillator 12 is supported by a support member 20. The support member 20 is fixed by a fixing member 30. The interval between the oscillator 12 and a projection part 32 of the fixing member 30 is set as the interval having the length with which the oscillator 12 and the fixing member 30 do not mechanically interfere with each other when an impact generated during the loaded time on the vehicle is applied thereto, though the oscillator 12 and the fixing member 30 interfere mechanically with each other when the drop impact is applied thereto.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は振動ジャイロに関
し、特にたとえば車両横転検出システムなどに用いられ
る車載用の振動ジャイロに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibrating gyroscope, and more particularly to a vehicular vibrating gyroscope used for a vehicle rollover detection system, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】車載用の振動ジャイロには、民生用のた
とえば手ぶれ検出用の振動ジャイロに比べて、より高い
信頼性が要求される。具体的には、ナビゲーションシス
テム用のジャイロや車両制御用のヨーレートセンサとい
った車載用のジャイロには、落下衝撃が印加された後に
も特性仕様を満足することが要求される。このような要
求に対応するために、振動ジャイロには、振動子の周辺
にストッパなどの制動部材を設けて落下衝撃印加時に生
じる振動子の過大な機械的変位を防止し、それによって
振動子自体や振動子を支持し懸架する支持部材の変形お
よび破壊を防止するという構造が、広く採用されてい
る。たとえば、特開平8−159779号公報には、3
角柱状の音片型の振動子の周辺にストッパを設けた振動
ジャイロが開示されている。また、特開平9−1594
55号公報には、4角柱状の音片型の振動子の周辺にス
トッパを設けた振動ジャイロが開示されている。このよ
うな従来技術では、振動ジャイロに印加される衝撃によ
り振動子に発生する変位が振動子を支持する支持部材の
弾性限界を超えることをストッパで防いでいる。それに
よって、支持部材に恒久的な変形を生じさせた結果とし
て感度やオフセット出力値といったジャイロ特性が過大
かつ恒久的な変化をきたすことを防いでいる。この場
合、衝撃印加時にストッパと振動子とが干渉すると、振
動子の機械的な振動が拘束され、その結果としてこの間
はジャイロ機能が停止することになる。
2. Description of the Related Art Vibratory gyros for use in vehicles are required to have higher reliability than vibration gyros for consumer use, for example, for detecting camera shake. Specifically, in-vehicle gyros such as a gyro for a navigation system and a yaw rate sensor for vehicle control are required to satisfy the characteristic specifications even after a drop impact is applied. In order to respond to such demands, the vibrating gyroscope is provided with a braking member such as a stopper around the vibrator to prevent excessive mechanical displacement of the vibrator when a drop impact is applied. A structure that prevents deformation and destruction of a supporting member that supports and suspends a vibrator has been widely adopted. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-159779 discloses 3
A vibrating gyroscope in which a stopper is provided around a vibrator of a prismatic sound piece type is disclosed. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 55 discloses a vibrating gyroscope in which a stopper is provided around a vibrator of a quadrangular prism-shaped sound element type. In such a conventional technique, the stopper prevents the displacement generated in the vibrator due to the impact applied to the vibrating gyroscope from exceeding the elastic limit of the support member supporting the vibrator. This prevents the gyro characteristics such as the sensitivity and the offset output value from being excessively and permanently changed as a result of the permanent deformation of the support member. In this case, if the stopper and the vibrator interfere with each other when an impact is applied, the mechanical vibration of the vibrator is restricted, and as a result, the gyro function is stopped during this time.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一方、車載用の振動ジ
ャイロの新しい用途として、車両横転検出システムへの
適用が検討されている。このシステムは、車両事故の際
に発生する車両の横転を検出するものであり、たとえば
車両衝突に続いて発生する横転を検出する必要がある。
つまり、振動ジャイロには、車両衝突時に発生する衝撃
加速度に対してジャイロ機能が停止することなく次に発
生する横転を検出することが求められる。このような用
途では衝突時にも振動ジャイロが正常に動作することが
肝要であり、たとえば300gで5ミリ秒間といった衝
撃加速度に対しても振動子と振動子の周辺のストッパと
が機械的に干渉しないことが求められる。ところが、従
来の振動ジャイロでは、落下衝撃のような明らかに過大
といえる衝撃に対してはストッパによって振動子の機械
的な変位を防止するという構造を有するものの、振動子
とストッパとの間の距離を規定することによって特定範
囲の衝撃加速度に対して動作機能を確保するという設計
はなされてはいなかった。したがって、従来の振動ジャ
イロでは、車両の衝突横転時に振動子とストッパとの干
渉により生じるジャイロ機能の停止を防ぎ得るような構
造を実現するためには、いくたびもの試作と実験を繰り
返して振動子とストッパとの間の間隙の最適値を求める
必要があった。
On the other hand, as a new use of a vibration gyro for use in a vehicle, application to a vehicle rollover detection system is being studied. This system detects a rollover of a vehicle that occurs in the event of a vehicle accident. For example, it is necessary to detect a rollover that occurs following a vehicle collision.
That is, the vibration gyro is required to detect the next rollover without stopping the gyro function in response to the impact acceleration generated at the time of the vehicle collision. In such applications, it is important that the vibrating gyroscope operates normally even in the event of a collision, and the vibrator and the stopper around the vibrator do not mechanically interfere with an impact acceleration of, for example, 300 g for 5 ms. Is required. However, the conventional vibrating gyroscope has a structure in which a stopper prevents mechanical displacement of the vibrator with respect to an apparently excessive shock such as a drop shock, but the distance between the vibrator and the stopper is reduced. However, no design has been made to ensure the operation function for a specific range of impact acceleration by defining the following. Therefore, in order to realize a structure that can prevent the gyro function from stopping due to interference between the vibrator and the stopper when the vehicle rolls over, the conventional vibratory gyroscope requires many trial productions and experiments to repeat. It was necessary to find the optimum value of the gap between the stopper and the stopper.

【0004】それゆえに、この発明の主たる目的は、落
下衝撃に対して機能の低下が防がれるとともに、実車搭
載時に車両に衝突横転事故が発生しても正常に動作し得
る振動ジャイロを提供することである。
[0004] Therefore, a main object of the present invention is to provide a vibration gyro capable of preventing a decrease in the function against a drop impact and capable of operating normally even when a collision and rollover accident occurs in a vehicle when mounted on an actual vehicle. That is.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明にかかる振動ジ
ャイロは、振動子と、振動子を支持する支持部材と、支
持部材を固定する固定部材とを含む振動ジャイロにおい
て、落下衝撃が印加された場合には振動子と固定部材と
が機械的に干渉するが実車搭載時に発生する衝撃が印加
された場合には振動子と固定部材とが機械的に干渉しな
い長さの間隙を、振動子と固定部材との間に有すること
を特徴とする、振動ジャイロである。この振動ジャイロ
では、固定部材は、落下衝撃が印加された場合に振動子
と機械的に干渉する弾性部材を含んでもよい。さらに、
この発明にかかる振動ジャイロでは、振動子に接続され
る回路を有する回路基板と、振動子、支持部材、固定部
材および回路基板が収納される筐体とを含み、落下衝撃
が印加された場合には振動子と回路基板とが機械的に干
渉するが実車搭載時に発生する衝撃が印加された場合に
は振動子と回路基板とが機械的に干渉しない長さの間隙
を、振動子と回路基板との間に有してもよい。この振動
ジャイロでは、回路基板は、落下衝撃が印加された場合
に振動子と機械的に干渉する弾性部材を含んでもよい。
また、この発明にかかる振動ジャイロは、振動子と、振
動子を支持する支持部材と、支持部材を固定する固定部
材と、筐体とを含み、振動子、支持部材および固定部材
が筐体に収納される振動ジャイロにおいて、落下衝撃が
印加された場合には振動子と筐体とが機械的に干渉する
が実車搭載時に発生する衝撃が印加された場合には振動
子と筐体とが機械的に干渉しない長さの間隙を、振動子
と筐体との間に有することを特徴とする、振動ジャイロ
である。この振動ジャイロでは、筐体は、落下衝撃が印
加された場合に振動子と機械的に干渉する弾性部材を含
んでもよい。この発明にかかる振動ジャイロでは、回路
基板は筐体の少なくとも一部分を兼ねてもよい。また、
この発明にかかる振動ジャイロでは、固定部材は筐体の
少なくとも一部分を兼ねてもよい。さらに、この発明に
かかる振動ジャイロでは、上述の間隙をd(m)とし、
振動子の質量をm(kg)とし、その間隙d(m)と同
じ方向における支持部材のばね定数をk(kg/秒2
としたときに、その間隙d(m)は、 (m×9.8×103 )/k<d<(m×4.9×10
4 )/k の範囲にあることが好ましい。
According to a vibration gyro according to the present invention, a drop impact is applied to a vibration gyro including a vibrator, a supporting member for supporting the vibrator, and a fixing member for fixing the supporting member. In this case, the vibrator and the fixed member mechanically interfere with each other, but when an impact generated when mounted on an actual vehicle is applied, a gap having a length that does not cause mechanical interference between the vibrator and the fixed member is formed between the vibrator and the fixed member. A vibrating gyroscope, which is provided between the vibrating gyroscope and a fixing member. In this vibrating gyroscope, the fixing member may include an elastic member that mechanically interferes with the vibrator when a drop impact is applied. further,
In the vibrating gyroscope according to the present invention, the vibrating gyroscope includes a circuit board having a circuit connected to the vibrator, a vibrator, a support member, a fixing member, and a housing in which the circuit board is housed. The gap between the vibrator and the circuit board is long enough that the vibrator and the circuit board do not mechanically interfere with each other when an impact generated when the vibrator and the circuit board are mounted on an actual vehicle is applied. And may be provided between them. In this vibrating gyroscope, the circuit board may include an elastic member that mechanically interferes with the vibrator when a drop impact is applied.
Further, a vibrating gyroscope according to the present invention includes a vibrator, a supporting member for supporting the vibrator, a fixing member for fixing the supporting member, and a housing, wherein the vibrator, the supporting member, and the fixing member are provided in the housing. In a vibrating gyroscope to be stored, the vibrator and the housing mechanically interfere when a drop impact is applied, but the vibrator and the housing are mechanically A vibratory gyroscope characterized by having a gap between the vibrator and the housing having a length that does not cause any interference. In this vibrating gyroscope, the housing may include an elastic member that mechanically interferes with the vibrator when a drop impact is applied. In the vibrating gyroscope according to the present invention, the circuit board may also serve as at least a part of the housing. Also,
In the vibrating gyroscope according to the present invention, the fixing member may also serve as at least a part of the housing. Further, in the vibrating gyroscope according to the present invention, the above-mentioned gap is d (m),
The mass of the vibrator is m (kg), and the spring constant of the support member in the same direction as the gap d (m) is k (kg / sec 2 ).
Then, the gap d (m) is given by (m × 9.8 × 10 3 ) / k <d <(m × 4.9 × 10
4 ) / k is preferably in the range.

【0006】この発明にかかる振動ジャイロでは、落下
衝撃が印加された場合に、振動子が固定部材、回路基板
または筐体と機械的に干渉するので、固定部材、回路基
板または筐体が落下衝撃に対して機能の低下を防ぐ制御
部材として働く。さらに、この発明にかかる振動ジャイ
ロでは、実車搭載時に発生する衝撃が印加された場合
に、振動子が固定部材、回路基板および筐体と機械的に
干渉しないので、実車搭載時に車両に衝突横転事故が発
生しても正常に動作し得る。また、この発明にかかる振
動ジャイロでは、振動子と固定部材、回路基板または筐
体との間隙をd(m)とし、振動子の質量をm(kg)
とし、その間隙d(m)と同じ方向における支持部材の
ばね定数をk(kg/秒2 )としたときに、その間隙d
(m)が、 (m×9.8×103 )/k<d<(m×4.9×10
4 )/k の範囲にあるようにすると、5000g以上の落下衝撃
が印加された場合に、振動子が固定部材、回路基板また
は筐体と機械的に干渉して、落下衝撃に対して機能の低
下が防がれるとともに、実車搭載時に発生する1000
g以下の衝撃が印加された場合に、振動子が固定部材、
回路基板および筐体と機械的に干渉しないで、実車搭載
時に車両に衝突横転事故が発生しても正常に動作し得
る。さらに、この場合、振動子と固定部材、回路基板ま
たは筐体との間隙を上述の範囲から簡単に決めることが
できるので、振動ジャイロを簡便に得ることができる。
In the vibrating gyroscope according to the present invention, when a drop impact is applied, the vibrator mechanically interferes with the fixed member, the circuit board, or the housing. It functions as a control member for preventing a decrease in function. Furthermore, in the vibrating gyroscope according to the present invention, when an impact generated when the vehicle is mounted on an actual vehicle is applied, the vibrator does not mechanically interfere with the fixed member, the circuit board, and the housing. Can operate normally even if the error occurs. In the vibrating gyroscope according to the present invention, the gap between the vibrator and the fixing member, the circuit board or the housing is d (m), and the mass of the vibrator is m (kg).
When the spring constant of the support member in the same direction as the gap d (m) is k (kg / sec 2 ), the gap d
(M) is (m × 9.8 × 10 3 ) / k <d <(m × 4.9 × 10
4 ) When it is in the range of / k, when a drop impact of 5000 g or more is applied, the vibrator mechanically interferes with the fixed member, the circuit board or the housing, and the function of the drop impact The reduction is prevented, and the 1000
g or less, when the vibrator is a fixed member,
Even if a collision and rollover accident occurs in the vehicle when mounted on an actual vehicle, the vehicle can operate normally without mechanical interference with the circuit board and the housing. Further, in this case, the gap between the vibrator and the fixing member, the circuit board or the housing can be easily determined from the above range, so that the vibrating gyroscope can be easily obtained.

【0007】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図1はこの発明にかかる振動ジャ
イロの一例を示す分解斜視図であり、図2はその振動ジ
ャイロの要部を示す平面図解図である。図1に示す振動
ジャイロ10は、たとえば4角柱状の振動子12を含
む。振動子12は、圧電セラミックからなる2枚の圧電
体基板を上下に張り合わせた振動体を含み、振動体の上
下面に電極を形成したものである。この振動子12は、
それにたとえば正弦波信号などの駆動信号を印加すれ
ば、その長手方向における両端部から少しだけ内側の2
つの部分を2つのノード部分として屈曲振動するととも
に、コリオリ力により角速度に応じた検知信号を発生す
る。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a vibrating gyroscope according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic plan view showing a main part of the vibrating gyroscope. The vibrating gyroscope 10 shown in FIG. 1 includes a vibrator 12 having, for example, a quadrangular prism shape. The vibrator 12 includes a vibrator in which two piezoelectric substrates made of piezoelectric ceramics are vertically adhered, and electrodes are formed on upper and lower surfaces of the vibrator. This vibrator 12
When a driving signal such as a sine wave signal is applied to the driving signal, two signals slightly inside from both ends in the longitudinal direction are applied.
The two parts are bent and vibrated as two node parts, and a detection signal corresponding to the angular velocity is generated by the Coriolis force.

【0009】振動子12の上面および下面には、2つの
ノード部分に対応する4か所の位置に、4つの支持部材
20の直線状の中央部22が取り付けられる。それによ
って、振動子12は、4つの支持部材20で上下方向か
ら挟持され支持される。また、これらの支持部材20の
中央部22は、振動子12の電極に接続される。それに
よって、これらの支持部材20は、振動子12に駆動信
号を与えるとともに振動子12から検知信号を得るため
の導電線ともなる。支持部材20の中央部22の両側に
は、それぞれ、振動子12の振動の閉じ込め効果を得る
ための略Z字状の中間部24を介して直線状の端部26
が形成される。これらの支持部材20は、たとえばリン
青銅などの恒弾性金属で形成される。
On the upper surface and the lower surface of the vibrator 12, linear central portions 22 of four support members 20 are attached at four positions corresponding to two node portions. Thus, the vibrator 12 is sandwiched and supported by the four support members 20 from above and below. Further, the central portion 22 of these support members 20 is connected to the electrodes of the vibrator 12. Accordingly, these support members 20 serve as a conductive line for supplying a drive signal to the vibrator 12 and obtaining a detection signal from the vibrator 12. On both sides of the central portion 22 of the support member 20, a linear end portion 26 is provided via a substantially Z-shaped intermediate portion 24 for obtaining a vibration confinement effect of the vibrator 12.
Is formed. These support members 20 are formed of a constant elastic metal such as phosphor bronze, for example.

【0010】4つの支持部材20の両方の端部26は、
たとえば合成樹脂からなる4角枠状の固定部材30に固
定される。固定部材30は、振動子12を囲むように配
置される。固定部材30には、6つのブロック状の突出
部32が、振動子12の長手方向における一端部、中央
部および他端部の両側に配置されるようにして形成され
ている。また、図示していないが、支持部材20の端部
26は、固定部材30を貫通して、後述する回路基板4
0の回路に接続される。
[0010] Both ends 26 of the four support members 20 are
For example, it is fixed to a rectangular frame-shaped fixing member 30 made of a synthetic resin. The fixing member 30 is arranged so as to surround the vibrator 12. The fixed member 30 is formed such that six block-shaped protrusions 32 are arranged on both sides of one end, the center and the other end in the longitudinal direction of the vibrator 12. Although not shown, the end 26 of the support member 20 penetrates through the fixing member 30 and is connected to a circuit board 4 to be described later.
0 circuit.

【0011】固定部材30の上には、回路基板40が取
り付けられる。回路基板40には、振動子12を駆動す
る駆動信号を発生するための駆動回路や振動子12の検
知信号から角速度を検出するための検出回路などの回路
が搭載されている。この回路基板40の回路には、支持
部材20の端部26が接続される。
A circuit board 40 is mounted on the fixing member 30. On the circuit board 40, circuits such as a drive circuit for generating a drive signal for driving the vibrator 12 and a detection circuit for detecting an angular velocity from a detection signal of the vibrator 12 are mounted. The end 26 of the support member 20 is connected to the circuit of the circuit board 40.

【0012】固定部材30は、筐体としてのハーメチッ
クケース50の金属製のベース52上に、クッション材
54を介して固定される。ベース52には、4つの端子
56が貫通して取り付けられる。これらの端子56は、
回路基板40を貫通して回路基板40の回路に接続され
る。さらに、ベース52の上には、ハーメチックケース
50の金属製のキャップ58が、回路基板40、固定部
材30、振動子12などを覆うようにして取り付けられ
る。
The fixing member 30 is fixed via a cushion member 54 on a metal base 52 of a hermetic case 50 as a housing. Four terminals 56 penetrate and are attached to the base 52. These terminals 56
It penetrates the circuit board 40 and is connected to the circuit on the circuit board 40. Further, a metal cap 58 of the hermetic case 50 is mounted on the base 52 so as to cover the circuit board 40, the fixing member 30, the vibrator 12, and the like.

【0013】この振動ジャイロ10では、振動子12と
固定部材30との間に間隙が設けられている。この間隙
は、以下のような設計基準で決定される。なお、実際の
設計では、振動子12に対してX軸方向、Y軸方向およ
びZ軸方向の3軸方向に存在する間隙の寸法を決定する
が、ここでは一例としてY軸方向(左右方向)の間隙の
設定について詳しく説明する。
In the vibrating gyroscope 10, a gap is provided between the vibrator 12 and the fixed member 30. This gap is determined based on the following design criteria. In the actual design, the dimensions of the gap existing in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction with respect to the vibrator 12 are determined. The setting of the gap will be described in detail.

【0014】この振動ジャイロ10では、振動子12の
重さは、0.15×10-3(kg)である。さらに、こ
の振動ジャイロ10では、振動子12を支持する支持部
材20のY軸方向におけるばね定数は、2×104 (k
g/秒2 )である。なお、ここでいうばね定数とは、振
動子12と固定部材30との間に渡された合計4つの支
持部材20のばね定数の和である。また、この振動ジャ
イロ10では、コンクリート上1mからの落下時に、大
略5000gの衝撃加速度が振動子12に印加される。
この振動ジャイロ10が搭載された車両が他の車両に衝
突した場合には、大略1000gの衝撃加速度が振動子
12に印加される。なお、衝突時に車両に発生する衝撃
加速度は、衝突速度や車両構造によって異なってくる。
ここでは代表的な値として1000gを採用したが、実
際の設計では振動ジャイロ10が搭載される車両の特質
に合わせた衝突加速度や振動ジャイロ10が使用される
システムの特質に合わせた衝撃加速度を採用することに
なる。この振動ジャイロ10では、車両衝突時にも振動
子12と固定部材30とが干渉せずかつ落下時に振動子
12と固定部材30とが干渉する条件を満たすために
は、Y軸方向における振動子12と固定部材30との間
の間隙をd(m)とし、振動子12の質量をm(kg)
とし、Y軸方向における4つの支持部材30のばね定数
をk(kg/秒2 )とし、車両衝突時の衝撃加速度をa
1(m/秒2 )とし、落下時の衝撃加速度をa2(m/
2 )とすると、その間隙dは次式で与えられる。 (m×a1)/k<d<(m×a2)/k この式に上述のように設定した落下時の衝撃加速度50
00g(4.9×10 4 (m/秒2 ))および衝突時の
衝撃加速度1000g(9.8×103 (m/秒2 ))
の値を適用すると、間隙dは、 (m×9.8×103 )/k<d<(m×4.9×10
4 )/k の範囲になる。そして、この式に上述の振動子12の質
量mおよび支持部材30のばね定数kの実際の値を適用
すると、間隙dは、0.123(mm)<d<0.61
3(mm)となる。この結果をもとに、支持部材30の
弾性限界および組立加工時の作業性や部品間の寸法公差
を考慮して、振動子12、支持部材20および固定部材
30の組立て後のY軸方向における振動子12と固定部
材30の突出部32との間の間隙dは、たとえば0.4
mmに設定される。
In the vibrating gyroscope 10, the vibrator 12
Weight is 0.15 × 10-3(Kg). In addition,
In the vibrating gyroscope 10, the supporting portion for supporting the vibrator 12 is provided.
The spring constant of the material 20 in the Y-axis direction is 2 × 10Four (K
g / secTwo ). The spring constant referred to here is
A total of four supports passed between the moving element 12 and the fixing member 30
This is the sum of the spring constants of the holding member 20. In addition, this vibration
In Iro10, when falling from 1m on concrete,
An impact acceleration of approximately 5000 g is applied to the vibrator 12.
A vehicle on which the vibrating gyroscope 10 is mounted can collide with another vehicle.
When it collides, the impact acceleration of about 1000 g
12 is applied. The impact that occurs on the vehicle during a collision
The acceleration depends on the collision speed and the vehicle structure.
Here, 1000 g was adopted as a representative value.
The characteristic of the vehicle on which the vibration gyro 10 is mounted
Acceleration and vibration gyro 10 are used according to
To adopt the impact acceleration according to the characteristics of the system
Become. The vibrating gyroscope 10 vibrates even at the time of a vehicle collision.
The vibrator does not interfere with the vibrator 12 and the fixing member 30 when dropped.
12 and the fixing member 30 in order to satisfy the condition of interference
Is between the vibrator 12 and the fixed member 30 in the Y-axis direction.
Is defined as d (m), and the mass of the vibrator 12 is m (kg).
And the spring constants of the four support members 30 in the Y-axis direction
To k (kg / secTwo ) And the impact acceleration at the time of vehicle collision is a
1 (m / secTwo ), And the impact acceleration at the time of drop is a2 (m /
SecondTwo ), The gap d is given by the following equation. (M × a1) / k <d <(m × a2) / k Impact acceleration 50 at the time of drop set as described above in this equation
00g (4.9 × 10 Four(M / secTwo )) And in the event of a collision
Impact acceleration 1000 g (9.8 × 10Three(M / secTwo ))
When the value of is applied, the gap d becomes (m × 9.8 × 10Three ) / K <d <(m × 4.9 × 10
Four ) / K. And the quality of the vibrator 12 described above is
Apply the actual values of the quantity m and the spring constant k of the support member 30
Then, the gap d is 0.123 (mm) <d <0.61.
3 (mm). Based on this result, the support member 30
Elastic limit, workability during assembly processing and dimensional tolerance between parts
In consideration of the above, the vibrator 12, the support member 20, and the fixing member
Vibrator 12 and fixed part in Y-axis direction after assembly of 30
The gap d between the protruding portion 32 of the material 30 is, for example, 0.4
mm.

【0015】したがって、この振動ジャイロ10では、
落下衝撃印加時には過大な変位の発生を抑止して支持部
材20に塑性変形が発生することを防止するとともに、
実車搭載時には衝突による衝撃加速度が印加されても振
動子12と固定部材30とが干渉せず結果として振動ジ
ャイロの正常動作を確保することが可能となる。
Therefore, in this vibration gyro 10,
When a drop impact is applied, excessive deformation is suppressed to prevent plastic deformation from occurring in the support member 20, and
When mounted on an actual vehicle, even if an impact acceleration due to a collision is applied, the vibrator 12 and the fixed member 30 do not interfere with each other, and as a result, it is possible to ensure the normal operation of the vibrating gyroscope.

【0016】さらに、この振動ジャイロ10は、振動子
12と固定部材30との間の間隙を上述の範囲から簡単
に決めることができるので、簡便に得ることができる。
Further, in the vibrating gyroscope 10, the gap between the vibrator 12 and the fixing member 30 can be easily determined from the above-mentioned range, so that it can be obtained easily.

【0017】以上より、たとえば車両横転検出システム
に搭載される振動ジャイロに求められる信頼性と機能と
を、より少ない手間と期間で実現することが可能とな
る。また、振動ジャイロを搭載する車両の特性に応じて
振動子に関連する間隙を設定することによって、より高
い信頼性を有する振動ジャイロを実現することができ
る。
As described above, for example, the reliability and function required of a vibration gyro mounted on a vehicle rollover detection system can be realized with less labor and time. Further, by setting the gap related to the vibrator according to the characteristics of the vehicle on which the vibrating gyroscope is mounted, a vibrating gyroscope with higher reliability can be realized.

【0018】また、上述の振動ジャイロ10において、
X軸方向における振動子12と回路基板30やハーメチ
ックケース50のベース52との間の間隙についても、
Y軸方向における振動子12と固定部材30との間の間
隙と同様に設定されてもよい。このようにX軸方向にお
ける間隙を設定すると、X軸方向に変位に対して、回路
基板30やハーメチックケース50を落下衝撃に対して
機能の低下を防ぐ制動部材として用いることができる。
In the above-mentioned vibrating gyroscope 10,
Regarding the gap between the oscillator 12 and the circuit board 30 or the base 52 of the hermetic case 50 in the X-axis direction,
The gap may be set similarly to the gap between the transducer 12 and the fixed member 30 in the Y-axis direction. When the gap in the X-axis direction is set in this way, the circuit board 30 and the hermetic case 50 can be used as a braking member for preventing the function from being deteriorated by a drop impact against displacement in the X-axis direction.

【0019】図3はこの発明にかかる振動ジャイロの他
の例の要部を示す平面図解図である。図3に示す振動ジ
ャイロ10では、図1および図2に示す振動ジャイロ1
0と比べて、固定部材30の突出部32が、たとえばゴ
ムやシリコーンなどの弾性材からなる弾性部材で形成さ
れる。なお、本願発明では、弾性部材としては、そのよ
うにゴムやシリコーンなどの弾性材からなるもののほか
に、たとえばコイルばねや板ばねなどのばね構造体から
なるものなど、衝撃吸収機能を有するものであれば何で
あってもよい。このように固定部材30の突出部32を
弾性部材で形成すれば、振動子12と固定部材30とが
干渉する際に振動子12に与えられる衝撃を緩和するこ
とが可能となる。たとえば振動子12が主にセラミック
のような靱性に乏しい材料からなる場合、そのように弾
性部材を配置することによって落下衝撃耐性が大きく向
上する。また、そのように弾性部材を配置することによ
って、振動子12に発生する運動エネルギーの吸収が徐
々に行われることになり、振動子12と支持部材20と
の接合部に加わる応力が低減される。
FIG. 3 is a schematic plan view showing a main part of another example of the vibrating gyroscope according to the present invention. In the vibrating gyroscope 10 shown in FIG. 3, the vibrating gyroscope 1 shown in FIGS.
Compared with 0, the protrusion 32 of the fixing member 30 is formed of an elastic member made of an elastic material such as rubber or silicone. In the present invention, in addition to the elastic member such as rubber or silicone, the elastic member has a shock absorbing function, such as a member formed of a spring structure such as a coil spring or a plate spring. Anything is acceptable. If the protrusion 32 of the fixing member 30 is formed of an elastic member as described above, it is possible to reduce the impact given to the vibrator 12 when the vibrator 12 and the fixing member 30 interfere with each other. For example, when the vibrator 12 is mainly made of a material having poor toughness such as ceramic, drop impact resistance is greatly improved by disposing such an elastic member. Further, by disposing the elastic member in such a manner, the kinetic energy generated in the vibrator 12 is gradually absorbed, and the stress applied to the joint between the vibrator 12 and the support member 20 is reduced. .

【0020】また、回路基板40やハーメチックケース
50において、振動子12と対向する部分が、弾性部材
で形成されてもよい。このようにすれば、振動子12と
回路基板40やハーメチックケース50とが干渉する際
に振動子12に与える衝撃を緩和することが可能とな
る。
In the circuit board 40 and the hermetic case 50, a portion facing the vibrator 12 may be formed of an elastic member. By doing so, it is possible to reduce the impact given to the vibrator 12 when the vibrator 12 interferes with the circuit board 40 or the hermetic case 50.

【0021】図4はこの発明にかかる振動ジャイロのさ
らに他の例を示す分解斜視図である。図4に示す振動ジ
ャイロ10では、図1および図2に示す振動ジャイロ1
0と比べて、固定部材30の下に回路基板40が取り付
けられる。また、固定部材30の上には、金属製の板状
の蓋60が取り付けられる。さらに、帯状の端子56が
固定部材30を貫通して取り付けられる。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing still another example of the vibrating gyroscope according to the present invention. In the vibration gyro 10 shown in FIG. 4, the vibration gyro 1 shown in FIGS.
The circuit board 40 is attached below the fixing member 30 as compared with the case of FIG. A metal plate-shaped lid 60 is mounted on the fixing member 30. Further, a strip-shaped terminal 56 is attached to penetrate the fixing member 30.

【0022】また、図4に示す振動ジャイロ10でも、
図1および図2に示す振動ジャイロ10と同様に、振動
子12と固定部材30、回路基板40および蓋60との
間のそれぞれの間隙が設定される。
Further, the vibration gyro 10 shown in FIG.
Similar to the vibrating gyroscope 10 shown in FIGS. 1 and 2, respective gaps between the vibrator 12 and the fixing member 30, the circuit board 40, and the lid 60 are set.

【0023】図4に示す振動ジャイロ10では、図1に
示す振動ジャイロ10と比べて、固定部材30、回路基
板40および蓋60がそれぞれ筐体の一部分を兼ね、固
定部材30、回路基板40および蓋60で筐体が構成さ
れるので、安価かつ小型になるという別の効果も奏す
る。
In the vibrating gyroscope 10 shown in FIG. 4, the fixing member 30, the circuit board 40, and the lid 60 also serve as part of the housing, respectively, as compared with the vibrating gyroscope 10 shown in FIG. Since the housing is constituted by the lid 60, another effect of being inexpensive and small is also achieved.

【0024】なお、上述の各振動ジャイロ10では4角
柱状の振動子12、略Z字状の中間部22bを有する支
持部材20および4角枠状の固定部材30が用いられて
いるが、この発明ではそれらは他の形状に形成されても
よい。
In each of the vibrating gyroscopes 10 described above, the quadrangular prism-shaped vibrator 12, the support member 20 having the substantially Z-shaped intermediate portion 22b, and the quadrangular frame-shaped fixing member 30 are used. In the invention, they may be formed in other shapes.

【0025】[0025]

【発明の効果】この発明によれば、落下衝撃に対して機
能の低下が防がれるとともに、実車搭載時に車両に衝突
横転事故が発生しても正常に動作し得る振動ジャイロが
得られる。さらに、この発明によれば、落下衝撃に対し
て機能の低下が防がれるとともに、実車搭載時に車両に
衝突横転事故が発生しても正常に動作し得る振動ジャイ
ロが簡便に得られる。
According to the present invention, a vibrating gyroscope can be provided which can prevent the function from being deteriorated by a drop impact and can operate normally even when a collision and rollover accident occurs in the vehicle when mounted on an actual vehicle. Further, according to the present invention, it is possible to prevent a drop in function due to a drop impact and to easily obtain a vibration gyro that can normally operate even if a collision and rollover accident occurs in a vehicle when mounted on an actual vehicle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明にかかる振動ジャイロの一例を示す分
解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a vibrating gyroscope according to the present invention.

【図2】図1に示す振動ジャイロの要部を示す平面図解
図である。
FIG. 2 is an illustrative plan view showing a main part of the vibrating gyroscope shown in FIG. 1;

【図3】この発明にかかる振動ジャイロの他の例の要部
を示す平面図解図である。
FIG. 3 is an illustrative plan view showing a main part of another example of the vibrating gyroscope according to the present invention.

【図4】この発明にかかる振動ジャイロのさらに他の例
を示す分解斜視図である。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing still another example of the vibrating gyroscope according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 振動ジャイロ 12 振動子 20 支持部材 30 固定部材 40 回路基板 50 ハーメチックケース 52 ベース 54 クッション材 56 端子 58 キャップ 60 蓋 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vibration gyroscope 12 Vibrator 20 Support member 30 Fixing member 40 Circuit board 50 Hermetic case 52 Base 54 Cushion material 56 Terminal 58 Cap 60 Cover

フロントページの続き (72)発明者 島本 隆之 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 石床 信行 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Fターム(参考) 2F105 AA02 BB12 CC06 CD13 Continued on the front page (72) Inventor Takayuki Shimamoto 2-26-10 Tenjin, Nagaokakyo-shi, Kyoto, Japan Inside Murata Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Nobuyuki Ishidoko 2-26-10 Tenjin, Nagaokakyo-shi, Kyoto Murata Manufacturing, Ltd. F-term (reference) 2F105 AA02 BB12 CC06 CD13

Claims (9)

【特許請求の範囲】[The claims] 【請求項1】 振動子、前記振動子を支持する支持部
材、および前記支持部材を固定する固定部材を含む振動
ジャイロにおいて、 落下衝撃が印加された場合には前記振動子と前記固定部
材とが機械的に干渉するが実車搭載時に発生する衝撃が
印加された場合には前記振動子と前記固定部材とが機械
的に干渉しない長さの間隙を、前記振動子と前記固定部
材との間に有することを特徴とする、振動ジャイロ。
In a vibrating gyroscope including a vibrator, a supporting member for supporting the vibrator, and a fixing member for fixing the supporting member, when a drop impact is applied, the vibrator and the fixing member are connected to each other. When a shock that mechanically interferes but is generated when mounted on a real vehicle is applied, a gap having a length that does not cause mechanical interference between the vibrator and the fixed member is provided between the vibrator and the fixed member. A vibrating gyroscope, comprising:
【請求項2】 前記固定部材は、落下衝撃が印加された
場合に前記振動子と機械的に干渉する弾性部材を含む、
請求項1に記載の振動ジャイロ。
2. The fixing member includes an elastic member that mechanically interferes with the vibrator when a drop impact is applied,
The vibrating gyroscope according to claim 1.
【請求項3】 前記振動子に接続される回路を有する回
路基板、および前記振動子、前記支持部材、前記固定部
材および前記回路基板が収納される筐体を含み、 落下衝撃が印加された場合には前記振動子と前記回路基
板とが機械的に干渉するが実車搭載時に発生する衝撃が
印加された場合には前記振動子と前記回路基板とが機械
的に干渉しない長さの間隙を、前記振動子と前記回路基
板との間に有する、請求項1または請求項2に記載の振
動ジャイロ。
3. A circuit board having a circuit connected to the vibrator, and a housing in which the vibrator, the support member, the fixing member, and the circuit board are housed, wherein a drop impact is applied. In the case where the vibrator and the circuit board mechanically interfere with each other, but a shock generated when mounted on an actual vehicle is applied, a gap having a length that does not cause mechanical interference between the vibrator and the circuit board is provided. The vibrating gyroscope according to claim 1, wherein the vibrating gyroscope is provided between the vibrator and the circuit board.
【請求項4】 前記回路基板は、落下衝撃が印加された
場合に前記振動子と機械的に干渉する弾性部材を含む、
請求項3に記載の振動ジャイロ。
4. The circuit board includes an elastic member that mechanically interferes with the vibrator when a drop impact is applied,
The vibration gyro according to claim 3.
【請求項5】 振動子、前記振動子を支持する支持部
材、前記支持部材を固定する固定部材、および筐体を含
み、前記振動子、前記支持部材および前記固定部材が前
記筐体に収納される振動ジャイロにおいて、 落下衝撃が印加された場合には前記振動子と前記筐体と
が機械的に干渉するが実車搭載時に発生する衝撃が印加
された場合には前記振動子と前記筐体とが機械的に干渉
しない長さの間隙を、前記振動子と前記筐体との間に有
することを特徴とする、振動ジャイロ。
5. A vibrator, a support member for supporting the vibrator, a fixing member for fixing the support member, and a housing, wherein the vibrator, the support member, and the fixing member are housed in the housing. In a vibrating gyroscope, when a drop impact is applied, the vibrator and the housing mechanically interfere with each other. A vibrating gyroscope having a gap between the vibrator and the housing having a length that does not cause mechanical interference.
【請求項6】 前記筐体は、落下衝撃が印加された場合
に前記振動子と機械的に干渉する弾性部材を含む、請求
項5に記載の振動ジャイロ。
6. The vibrating gyroscope according to claim 5, wherein the housing includes an elastic member that mechanically interferes with the vibrator when a drop impact is applied.
【請求項7】 前記回路基板は前記筐体の少なくとも一
部分を兼ねる、請求項3または請求項4に記載の振動ジ
ャイロ。
7. The vibrating gyroscope according to claim 3, wherein the circuit board also serves as at least a part of the housing.
【請求項8】 前記固定部材は前記筐体の少なくとも一
部分を兼ねる、請求項3ないし請求項7のいずれかに記
載の振動ジャイロ。
8. The vibrating gyroscope according to claim 3, wherein the fixing member also functions as at least a part of the housing.
【請求項9】 前記間隙をd(m)とし、前記振動子の
質量をm(kg)とし、前記間隙d(m)と同じ方向に
おける前記支持部材のばね定数をk(kg/秒2 )とし
たときに、前記間隙d(m)は、 (m×9.8×103 )/k<d<(m×4.9×10
4 )/k の範囲にあることを特徴とする、請求項1ないし請求項
8のいずれかに記載の振動ジャイロ。
9. The gap is d (m), the mass of the vibrator is m (kg), and the spring constant of the support member in the same direction as the gap d (m) is k (kg / sec 2 ). Where, the gap d (m) is (m × 9.8 × 10 3 ) / k <d <(m × 4.9 × 10
The vibrating gyroscope according to claim 1, wherein the vibrating gyroscope is in the range of 4 ) / k.
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