JP2002267454A - Angular velocity sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[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
れる角速度センサに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an angular velocity sensor used for attitude control of a moving body such as an aircraft or a vehicle, a navigation system, and the like.
【０００２】[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８−１７０９１７号公報に開示されたものが知られ
ている。2. Description of the Related Art A conventional angular velocity sensor of this type is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-170917.
【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。Hereinafter, a conventional angular velocity sensor will be described with reference to the drawings.
【０００４】図１５は従来の角速度センサにおける基台
に音叉を固着した状態を示す斜視図、図１６は同角速度
センサの側面図である。FIG. 15 is a perspective view showing a state in which a tuning fork is fixed to a base in a conventional angular velocity sensor, and FIG. 16 is a side view of the angular velocity sensor.
【０００５】図１５、図１６において、１は柱状の音叉
で、一対の柱部２と、この柱部２の端部を接続する接続
部３とにより構成されている。そして、音叉１の一対の
柱部２のそれぞれの外側面には駆動圧電素子４が設けら
れるとともに、この駆動圧電素子４を設けた側面と同一
面上に参照圧電素子５が設けられている。そしてまた、
音叉１における駆動圧電素子４および参照圧電素子５を
設けた側面と異なる側面には一対の検知圧電素子６を設
けている。７は金属製の支持部材で、音叉１の接続部３
の根元を支持している。８は金属製の基台で、支持部材
７の下面を上面に固着するとともに、この基台８には複
数の端子挿入孔９を設けており、この端子挿入孔９に端
子１０を絶縁物１１を介して挿通させ、さらに、この端
子１０は音叉１の駆動圧電素子４、参照圧電素子５およ
び検知圧電素子６と電気的に接続している。１２は回路
基板で、基台８の下方に設けられるとともに基台８の端
子１０とリード線１３を介して半田付けによって電気的
に接続され、かつ音叉１の検知圧電素子６から角速度に
より発生する出力信号を処理するＩＣ（図示せず）を上
面に設けている。１５は支持台で、スタッドボルト１６
により基台８および回路基板１２を支持している。１７
は金属製のカバーで、音叉１、基台８および回路基板１
２を内側に収納するとともに、支持台１５を覆ってい
る。[0005] In FIGS. 15 and 16, reference numeral 1 denotes a column-shaped tuning fork, which is composed of a pair of column portions 2 and a connecting portion 3 for connecting the ends of the column portions 2. A driving piezoelectric element 4 is provided on each outer surface of the pair of pillars 2 of the tuning fork 1, and a reference piezoelectric element 5 is provided on the same surface as the side on which the driving piezoelectric element 4 is provided. and again,
A pair of detecting piezoelectric elements 6 is provided on a side of the tuning fork 1 different from the side on which the driving piezoelectric element 4 and the reference piezoelectric element 5 are provided. Reference numeral 7 denotes a metal supporting member, which is a connecting portion 3 of the tuning fork 1.
We support the root of. Reference numeral 8 denotes a metal base, which fixes the lower surface of the support member 7 to the upper surface, and has a plurality of terminal insertion holes 9 in the base 8. Further, the terminal 10 is electrically connected to the driving piezoelectric element 4, the reference piezoelectric element 5 and the detecting piezoelectric element 6 of the tuning fork 1. Reference numeral 12 denotes a circuit board, which is provided below the base 8 and is electrically connected to the terminal 10 of the base 8 by soldering via a lead wire 13 and is generated from the detecting piezoelectric element 6 of the tuning fork 1 at an angular velocity. An IC (not shown) for processing an output signal is provided on the upper surface. Reference numeral 15 denotes a support, and a stud bolt 16
Supports the base 8 and the circuit board 12. 17
Denotes a metal cover, and includes a tuning fork 1, a base 8, and a circuit board 1.
2 is housed inside and covers the support 15.
【０００６】以上のように構成されている従来の角速度
センサについて、次に、その動作を説明する。[0006] Next, the operation of the conventional angular velocity sensor configured as described above will be described.
【０００７】音叉１の駆動圧電素子４に交流電圧を印加
することにより音叉１が駆動方向の固有振動数で駆動方
向に速度Ｖで屈曲振動する。この状態において、音叉１
が音叉１の中心軸回りに角速度ωで回転すると音叉１の
一対の柱部２にＦ＝２ｍＶ・ωのコリオリ力が発生す
る。このコリオリ力により検知圧電素子６に発生する電
荷を端子１０およびリード線１３を介して回路基板１２
のＩＣ（図示せず）に入力した後、増幅し、出力電圧と
して外部コンピューター等（図示せず）で測定すること
により角速度を検出していた。When an AC voltage is applied to the driving piezoelectric element 4 of the tuning fork 1, the tuning fork 1 bends and vibrates at a natural frequency in the driving direction at a speed V in the driving direction. In this state, tuning fork 1
Rotates at an angular velocity ω about the central axis of the tuning fork 1, a Coriolis force of F = 2 mV · ω is generated in the pair of pillars 2 of the tuning fork 1. The electric charge generated in the detecting piezoelectric element 6 by the Coriolis force is transferred to the circuit board 12 through the terminal 10 and the lead wire 13.
After being input to an IC (not shown), the signal was amplified and measured as an output voltage by an external computer or the like (not shown) to detect the angular velocity.
【０００８】ここで、従来の角速度センサにおける音叉
１に外部から電磁波が侵入して角速度センサの出力特性
に影響を及ぼそうとする場合を考えると、従来の角速度
センサにおいては、回路基板１２に設けたＩＣ（図示せ
ず）におけるシグナルＧＮＤ（図示せず）をリード線１
３を介して、支持台１５およびカバー１７に電気的に接
続することにより、支持台１５およびカバー１７を一定
の電位に保ち、音叉１への外部からの電磁波の侵入を防
止するものであった。Here, considering a case where an electromagnetic wave from the outside enters the tuning fork 1 of the conventional angular velocity sensor to affect the output characteristics of the angular velocity sensor, the conventional angular velocity sensor is provided on the circuit board 12. Signal GND (not shown) in the IC (not shown)
3, the support 15 and the cover 17 are electrically connected to the support 15 and the cover 17 to maintain the potential of the support 15 and the cover 17 at a constant potential, thereby preventing electromagnetic waves from entering the tuning fork 1 from the outside. .
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成においては、リード線１３を介して、回路基板
１２に設けたＩＣ（図示せず）におけるシグナルＧＮＤ
（図示せず）を支持台１５およびカバー１７に電気的に
接続したため、角速度センサに強い振動が加わると、リ
ード線１３の電気的な接続が不安定となり、その結果、
支持台１５およびカバー１７の電位を一定に保つことが
出来なくなるから、音叉１に外部から電磁波が侵入し、
角速度センサの出力信号が不安定になってしまうという
課題を有していた。However, in the above-mentioned conventional configuration, the signal GND in the IC (not shown) provided on the circuit board 12 via the lead wire 13 is used.
(Not shown) is electrically connected to the support base 15 and the cover 17, so that when strong vibration is applied to the angular velocity sensor, the electrical connection of the lead wire 13 becomes unstable, and as a result,
Since it becomes impossible to keep the potential of the support base 15 and the cover 17 constant, electromagnetic waves enter the tuning fork 1 from the outside,
There is a problem that the output signal of the angular velocity sensor becomes unstable.
【００１０】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、角速度センサに強い振動が加わっても、音叉に外部
から電磁波が侵入するということのない特性の安定した
角速度センサを提供することを目的とするものである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an angular velocity sensor having stable characteristics such that an electromagnetic wave does not enter the tuning fork from the outside even when strong vibration is applied to the angular velocity sensor. It is assumed that.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために、本発明は以下の構成を有する。In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention has the following arrangement.
【００１２】本発明の請求項１に記載の発明は、特に、
第１のゴム体および第２のゴム体のいずれか一方あるい
は両方を導電性ゴムとし、第１の基台および第１のカバ
ーを第１のゴム体および第２のゴム体のいずれか一方あ
るいは両方を介して外ケースに電気的に接続する構成を
有しており、これにより、第１のゴム体および第２のゴ
ム体は弾性体であるため、第１のゴム体および第２のゴ
ム体が圧縮された状態で第１の基台、第１のカバーおよ
び外ケースに電気的に接続することとなり、その結果、
角速度センサに強い振動が加わっても、第１のゴム体あ
るいは第２のゴム体が常に外ケース、第１の基台および
第１のカバーに電気的に接続するから、第１の基台およ
び第１のカバーが常に安定した電位となり、これによ
り、音叉に外部から電磁波が侵入することがないという
作用を有するものである。[0012] The invention described in claim 1 of the present invention is, in particular,
Either or both of the first rubber body and the second rubber body are made of conductive rubber, and the first base and the first cover are formed of one of the first rubber body and the second rubber body or The first rubber member and the second rubber member are electrically connected to the outer case via both of the first rubber member and the second rubber member because the first rubber member and the second rubber member are elastic members. The body is electrically connected to the first base, the first cover, and the outer case in a compressed state, and as a result,
Even if a strong vibration is applied to the angular velocity sensor, the first rubber body or the second rubber body is always electrically connected to the outer case, the first base and the first cover. The first cover always has a stable potential, and thus has the effect of preventing electromagnetic waves from entering the tuning fork from the outside.
【００１３】請求項２に記載の発明は、特に、第１のゴ
ム体および第２のゴム体のいずれか一方あるいは両方の
体積抵抗率を１×１０9Ω・ｃｍ以下としたもので、こ
の構成によれば、第１の基台および第１のカバーを一定
の電位に保持することができるため、外部から第１の基
台および第１のカバーに電磁波が到達するということが
なくなり、その結果、角速度センサの出力特性が安定す
るという作用を有するものである。The invention according to claim 2 is that the volume resistivity of one or both of the first rubber member and the second rubber member is set to 1 × 10 9 Ω · cm or less. According to the configuration, since the first base and the first cover can be maintained at a constant potential, the electromagnetic wave does not reach the first base and the first cover from the outside. As a result, the output characteristic of the angular velocity sensor is stabilized.
【００１４】請求項３に記載の発明は、特に、回路基板
に仮想ＧＮＤパターンを設け、この仮想ＧＮＤパターン
により、ＩＣにおける基準電源または外ケースにおける
ＧＮＤ端子のいずれか一方を第１の基台および第１のカ
バーに電気的に接続させる構成を有しており、これによ
り、第１のゴム体および第２のゴム体のいずれか一方あ
るいは両方以外の別個の経路にて、第１の基台および第
１のカバーをＩＣにおける基準電源または外ケースにお
けるＧＮＤ端子のいずれか一方に電気的に接続させたた
め、２つの経路にて、ＩＣにおける基準電源または外ケ
ースにおけるＧＮＤ端子に第１の基台および第１のカバ
ーを電気的に接続させることとなり、その結果、第１の
基台および第１のカバーをさらに確実に、安定した電位
に保てるため、外部からの電磁波が音叉に到達すること
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。According to a third aspect of the present invention, in particular, a virtual GND pattern is provided on a circuit board, and one of the reference power supply in the IC and the GND terminal in the outer case is connected to the first base and the other by the virtual GND pattern. The first base is electrically connected to the first cover, so that the first base is separated from the first base and the second base via a separate path other than one or both of the first base and the second base. And the first cover is electrically connected to either the reference power supply in the IC or the GND terminal in the outer case, so that the first base is connected to the reference power supply in the IC or the GND terminal in the outer case through two paths. And the first cover are electrically connected. As a result, the first base and the first cover can be more reliably maintained at a stable electric potential. Electromagnetic waves from is expected to have an effect that it is possible to prevent reaching the tuning fork.
【００１５】請求項４に記載の発明は、特に、第１の基
台における端子と回路基板における仮想ＧＮＤパターン
とをフレキシブル配線板により電気的に接続するととも
に、このフレキシブル配線板を駆動電極配線部と検出電
極配線部とに二股に分離し、前記駆動電極配線部に駆動
電極からの駆動電極信号線を配設し、かつ前記検出電極
配線部に検出電極からの検出電極信号線を配設する構成
を有しており、これにより、駆動電極配線部に流れる高
い周波数のノイズ信号が検出電極配線部に到達し、出力
電圧として認識したり、あるいは、検出電極配線部を流
れる高い周波数のノイズ信号が駆動電極配線部に到達
し、音叉の駆動方向への振幅および振動数を微妙に変化
させてしまうということがなくなるため、角速度センサ
の出力特性が安定するという作用を有するものである。According to a fourth aspect of the present invention, the terminal on the first base and the virtual GND pattern on the circuit board are electrically connected by a flexible wiring board, and the flexible wiring board is connected to the drive electrode wiring section. And a detection electrode wiring portion, and a drive electrode signal line from a drive electrode is provided in the drive electrode wiring portion, and a detection electrode signal line from a detection electrode is provided in the detection electrode wiring portion. With this configuration, a high-frequency noise signal flowing through the drive electrode wiring portion reaches the detection electrode wiring portion and is recognized as an output voltage, or a high-frequency noise signal flowing through the detection electrode wiring portion Does not reach the drive electrode wiring portion and delicately change the amplitude and frequency of the tuning fork in the drive direction, thereby stabilizing the output characteristics of the angular velocity sensor. It is those having the effect that.
【００１６】請求項５に記載の発明は、特に、音叉の出
力信号を前記第１の基台における端子を介して入力して
処理するとともに駆動制御回路を有するＩＣを設けた回
路基板を設け、かつ第１の基台における端子と回路基板
における仮想ＧＮＤパターンとをフレキシブル配線板に
より電気的に接続し、かつこのフレキシブル配線板を駆
動電極配線部と検出電極配線部とに二股に分離し、前記
駆動電極配線部に駆動電極からの駆動電極信号線を配設
し、さらに前記検出電極配線部に検出電極からの検出電
極信号線およびモニタ電極からのモニタ電極信号線を配
設する構成を有しており、これにより、検出電極配線部
にモニタ電極信号線を配設したため、モニタ電極信号線
と駆動電極信号線との距離が大となり、その結果、モニ
タ電極信号線に発生した出力信号が駆動制御回路を介さ
ずに空気中を伝わって直接に駆動電極信号線に伝わると
いうことがなくなるから、音叉の駆動方向の振幅および
振動数が安定するという作用を有するものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided, in particular, a circuit board provided with an IC having a drive control circuit while processing the input signal of the tuning fork via a terminal of the first base. And electrically connecting the terminal on the first base to the virtual GND pattern on the circuit board by a flexible wiring board, and separating the flexible wiring board into a drive electrode wiring portion and a detection electrode wiring portion in two. A drive electrode signal line from a drive electrode is provided in a drive electrode wiring portion, and a detection electrode signal line from a detection electrode and a monitor electrode signal line from a monitor electrode are provided in the detection electrode wiring portion. As a result, since the monitor electrode signal line is provided in the detection electrode wiring portion, the distance between the monitor electrode signal line and the drive electrode signal line is increased, and as a result, the monitor electrode signal line is generated. Since the output signal is eliminated is that directly transmitted to the drive electrode signal lines transmitted in the air without using the drive control circuit, the amplitude and frequency of the driving direction of the tuning fork is expected to have an effect that stable.
【００１７】請求項６に記載の発明は、特に、駆動電極
信号線とモニタ電極信号線および検出電極信号線との間
に仮想ＧＮＤパターンを配設した構成を有しており、こ
れにより、仮想ＧＮＤパターンがシールドバリヤとなる
ため、駆動電極配線部に流れる高い周波数のノイズ信号
が検出電極配線部に到達し、出力電圧として認識した
り、あるいは、検出電極配線部を流れる高い周波数のノ
イズ信号が駆動電極配線部に到達し、音叉の駆動方向へ
の振幅および振動数を微妙に変化させてしまうというこ
とが確実になくなり、その結果、角速度センサの出力特
性がさらに安定するという作用を有するものである。The invention according to claim 6 has a structure in which a virtual GND pattern is provided between the drive electrode signal line and the monitor electrode signal line and the detection electrode signal line. Since the GND pattern serves as a shield barrier, a high-frequency noise signal flowing through the drive electrode wiring portion reaches the detection electrode wiring portion and is recognized as an output voltage, or a high-frequency noise signal flowing through the detection electrode wiring portion is generated. It does not reliably reach the drive electrode wiring portion and delicately change the amplitude and frequency of the tuning fork in the drive direction, and as a result, has the effect of further stabilizing the output characteristics of the angular velocity sensor. is there.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、一実施の形態を用いて、本
発明の特に請求項１〜６に記載の発明について説明す
る。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention;
【００１９】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は同角速度センサの半断面
側面図、図３は同角速度センサにおける音叉の斜視図、
図４は同角速度センサにおける音叉を裏側から見た斜視
図、図５は同角速度センサにおける第１の基台の斜視
図、図６は同角速度センサにおける第１のゴム体の斜視
図、図７は同角速度センサにおける第２のゴム体の斜視
図、図８は同角速度センサにおける回路基板にフレキシ
ブル配線板を半田付けした状態を示す上面図、図９は同
角速度センサにおける回路基板の斜視図、図１０は同角
速度センサにおける支持板の斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of an angular velocity sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a half sectional side view of the angular velocity sensor, FIG. 3 is a perspective view of a tuning fork in the angular velocity sensor,
4 is a perspective view of the tuning fork of the angular velocity sensor as viewed from the back, FIG. 5 is a perspective view of a first base of the angular velocity sensor, FIG. 6 is a perspective view of a first rubber body of the angular velocity sensor, and FIG. Is a perspective view of a second rubber body in the angular velocity sensor, FIG. 8 is a top view showing a state in which a flexible wiring board is soldered to a circuit board in the angular velocity sensor, FIG. 9 is a perspective view of a circuit board in the angular velocity sensor, FIG. 10 is a perspective view of a support plate in the angular velocity sensor.
【００２０】図１〜図１０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、表面に図３に示すように、第１の駆動電極２
２を設けるとともに、裏面に図４に示すように、第２の
駆動電極２３を設け、かつ外側面に金からなる第１の検
出電極２４を設け、さらに内側面に金からなる第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、
表面に、金からなるモニタ電極２７を設けるとともに、
裏面に第３の駆動電極２８を設け、かつ外側面に第３の
検出電極２９、さらに内側面に第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、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。３２は
金属製の第１の基台で、音叉３１ａにおける接続部３１
を固着するとともに、図５に示すように、５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、モニタ
電極２７、第３の駆動電極２８、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と電気的に接続される５つの端子３４をガ
ラスからなる絶縁物３４ａを介して挿通させている。３
４ｂはＧＮＤ端子で、第１の基台３２に設けたＧＮＤ端
子挿入孔３４ｃに銀からなる導電部３４ｄを介して固着
することにより、第１の基台３２と電気的に接続されて
いる。３５は金属製の第１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の内側には音叉３１ａを収納している。３６
は体積抵抗率が１×１０7Ω・ｃｍである導電性のＳｉ
およびＣの混合物からなる第１のゴム体で、第１のカバ
ー３５の上面と当接するように設けており、この第１の
ゴム体３６の下面に、図６に示すように、直方体の第２
の凹部３７を設けるとともに、この第２の凹部３７にお
ける内側天面部の外周部に段差部３８を設け、この段差
部３８を第１のカバー３５における上面と当接させてい
る。また、第１のゴム体３６の内側面にさらに外方へ突
出する逃げ凹部３９を設け、この逃げ凹部３９を除いた
部分の長辺の端部４０を第１のカバー３５における外側
面と当接させている。In FIG. 1 to FIG. 10, reference numeral 21 denotes a first vibrator in which thin plates made of single crystal quartz having different crystal axes are bonded to each other, and as shown in FIG.
As shown in FIG. 4, a second drive electrode 23 is provided on the back surface, a first detection electrode 24 made of gold is provided on the outer surface, and a second detection electrode made of gold is provided on the inner surface. An electrode 25 is provided. Reference numeral 26 denotes a second vibrating body in which single crystal quartz plates having different crystal axes are bonded to each other.
A monitor electrode 27 made of gold is provided on the surface,
A third drive electrode 28 is provided on the back surface, a third detection electrode 29 is provided on the outer surface, and a fourth detection electrode 30 is provided on the inner surface. Reference numeral 31 denotes a connecting portion made of quartz, which connects one end of the first vibrating body 21 and one end of the second vibrating body 26. The first vibrator 21, the second vibrator 26, and the connecting portion 31 constitute a tuning fork 31a. Reference numeral 32 denotes a first base made of metal, which is a connecting portion 31 of the tuning fork 31a.
5 and five terminal insertion holes 33 are provided as shown in FIG. 5, and the first drive electrode 22, the second drive electrode 23, the monitor electrode 27, A third drive electrode 28, a first detection electrode 24,
Five terminals 34 electrically connected to the second detection electrode 25, the third detection electrode 29, and the fourth detection electrode 30 are inserted through an insulator 34a made of glass. 3
Reference numeral 4b denotes a GND terminal, which is electrically connected to the first base 32 by being fixed to a GND terminal insertion hole 34c provided in the first base 32 via a conductive portion 34d made of silver. Reference numeral 35 denotes a first metal cover, and the first base 32
The tuning fork 31a is housed inside the first base 32 and the cover 35. 36
Is conductive Si having a volume resistivity of 1 × 10 7 Ω · cm.
And a first rubber body made of a mixture of C and C. The first rubber body is provided so as to be in contact with the upper surface of the first cover 35. As shown in FIG. 2
Of the second concave portion 37, and a step portion 38 is provided on the outer peripheral portion of the inner top surface portion of the second concave portion 37, and the step portion 38 is brought into contact with the upper surface of the first cover 35. An escape recess 39 is further provided on the inner side surface of the first rubber body 36 so as to protrude outward. In contact.
【００２１】４１は第２のゴム体で、上面を第１の基台
３２の下面に当接させるとともに、図７に示すように、
側面に上方に向かって突出する支持用壁４２を設けてお
り、この支持用壁４２により、第１の基台３２および第
１のカバー３５の外側面を支持している。また、第２の
ゴム体４１における内側面に載置部４３を設けている。
４４はフレキシブル配線板で、図８に示すように、二股
に分離しており、一方の検出電極配線部４５には音叉３
１ａにおける第１の検出電極２４および第３の検出電極
２９と電気的に接続される第１の検出電極信号線４６を
設けるとともに、この第１の検出電極信号線４６と平行
に第２の検出電極信号線４７を設けており、この第２の
検出電極信号線４７を音叉３１ａにおける第２の検出電
極２５および第４の検出電極３０と電気的に接続させて
いる。また、検出電極配線部４５の他方の駆動電極配線
部４８側に位置して第１の検出電極信号線４６と平行に
モニタ電極信号線４９を設けており、このモニタ電極信
号線４９を音叉３１ａにおけるモニタ電極２７と電気的
に接続させている。Reference numeral 41 denotes a second rubber body, the upper surface of which is brought into contact with the lower surface of the first base 32, as shown in FIG.
A supporting wall 42 protruding upward is provided on the side surface, and the supporting wall 42 supports the outer surfaces of the first base 32 and the first cover 35. A mounting portion 43 is provided on the inner side surface of the second rubber body 41.
A flexible wiring board 44 is bifurcated as shown in FIG.
1a, a first detection electrode signal line 46 electrically connected to the first detection electrode 24 and the third detection electrode 29 is provided, and a second detection is performed in parallel with the first detection electrode signal line 46. An electrode signal line 47 is provided, and the second detection electrode signal line 47 is electrically connected to the second detection electrode 25 and the fourth detection electrode 30 in the tuning fork 31a. Further, a monitor electrode signal line 49 is provided on the other drive electrode wiring portion 48 side of the detection electrode wiring portion 45 in parallel with the first detection electrode signal line 46, and this monitor electrode signal line 49 is connected to the tuning fork 31a. Are electrically connected to the monitor electrode 27 in the above.
【００２２】さらに、駆動電極配線部４８には第１の駆
動電極信号線５０を設けており、この駆動電極信号線５
０を音叉３１ａにおける第１の駆動電極２２と電気的に
接続させている。また、駆動電極配線部４８には第１の
駆動電極信号線５０と平行に第２の駆動電極信号線５１
を設けており、この第２の駆動電極信号線５１を音叉３
１ａにおける第２の駆動電極２３および第３の駆動電極
２８と電気的に接続させている。さらに、駆動電極配線
部４８における検出電極配線部４５側に位置して仮想Ｇ
ＮＤパターン５２を第１の駆動電極信号線５０と平行に
設けており、この仮想ＧＮＤパターン５２の一端を第１
の基台３２におけるＧＮＤ端子３４ｂと電気的に接続し
ている。Further, a first drive electrode signal line 50 is provided in the drive electrode wiring section 48, and this drive electrode signal line 5
0 is electrically connected to the first drive electrode 22 in the tuning fork 31a. Further, the second drive electrode signal line 51 is provided in the drive electrode wiring portion 48 in parallel with the first drive electrode signal line 50.
And the second drive electrode signal line 51 is connected to the tuning fork 3
1a, it is electrically connected to the second drive electrode 23 and the third drive electrode 28. Furthermore, the virtual G is located on the detection electrode wiring portion 45 side of the drive electrode wiring portion 48.
An ND pattern 52 is provided in parallel with the first drive electrode signal line 50, and one end of the virtual GND pattern 52 is connected to the first drive electrode signal line 50.
Is electrically connected to the GND terminal 34b of the base 32.
【００２３】また、第１の駆動電極信号線５０および第
２の駆動電極信号線５１とモニタ電極信号線４９、第１
の検出電極信号線４６および第２の検出電極信号線４７
との間に仮想ＧＮＤパターン５２を配設したため、仮想
ＧＮＤパターン５２がシールドバリヤとなり、その結
果、第１の駆動電極配線部４８に流れる高い周波数のノ
イズ信号が検出電極配線部４５に到達し、出力電圧とし
て認識したり、あるいは、検出電極配線部４５を流れる
高い周波数のノイズ信号が駆動電極配線部４８に到達
し、音叉３１ａの駆動方向への振幅および振動数を微妙
に変化させてしまうということが確実になくなり、これ
により、出力特性のさらに安定した角速度センサを提供
することができるという効果が得られるものである。Further, the first drive electrode signal line 50, the second drive electrode signal line 51, the monitor electrode signal line 49,
Detection electrode signal line 46 and second detection electrode signal line 47
The virtual GND pattern 52 serves as a shield barrier, and as a result, a high-frequency noise signal flowing through the first drive electrode wiring section 48 reaches the detection electrode wiring section 45. A high-frequency noise signal that is recognized as an output voltage or that flows through the detection electrode wiring portion 45 reaches the drive electrode wiring portion 48, and slightly changes the amplitude and frequency of the tuning fork 31a in the driving direction. Therefore, the effect that an angular velocity sensor having more stable output characteristics can be provided can be obtained.
【００２４】５３は回路基板で、図９に示すように、第
１の基台３２の下方に設けるとともに、上面に駆動制御
回路（図示せず）を有するＩＣ５４を設けている。ま
た、回路基板５３におけるＩＣ５４には、ＩＣ電源端子
５４ａを設けており、このＩＣ電源端子５４ａをＩＣ５
４における基準電源（図示せず）と電気的に接続してい
る。そして、音叉３１ａにおける第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から角速度により発生する電荷からなる出
力信号を端子３４、フレキシブル配線板４４における第
１の検出電極信号線４６、第２の検出電極信号線４７、
回路基板５３における信号線５５を介してＩＣ５４に入
力し、このＩＣ５４により、出力電圧に変換している。
また、回路基板５３に仮想ＧＮＤパターン５６を設け、
この仮想ＧＮＤパターン５６の一端をフレキシブル配線
板４４における仮想ＧＮＤパターン５２に電気的に接続
している。A circuit board 53 is provided below the first base 32, as shown in FIG. 9, and has an IC 54 having a drive control circuit (not shown) on the upper surface. The IC 54 on the circuit board 53 is provided with an IC power terminal 54a.
4 is electrically connected to a reference power supply (not shown). Then, the first detection electrode 24 in the tuning fork 31a,
An output signal composed of electric charges generated by the angular velocity from the second detection electrode 25, the third detection electrode 29, and the fourth detection electrode 30 is supplied to the terminal 34, the first detection electrode signal line 46 in the flexible wiring board 44, and the second Detection electrode signal line 47,
The signal is input to an IC via a signal line 55 on a circuit board 53, and is converted into an output voltage by the IC.
Also, a virtual GND pattern 56 is provided on the circuit board 53,
One end of the virtual GND pattern 56 is electrically connected to the virtual GND pattern 52 on the flexible wiring board 44.
【００２５】以上のような構成において、第１の基台３
２におけるＧＮＤ端子３４ｂと回路基板５３における仮
想ＧＮＤパターン５６とをフレキシブル配線板４４にお
ける仮想ＧＮＤパターン５２より電気的に接続するとと
もに、このフレキシブル配線板４４を駆動電極配線部４
８と検出電極配線部４５とに二股に分離し、駆動電極配
線部４８に第１の駆動電極２２と電気的に接続された第
１の駆動電極信号線５０を配設するとともに、第２の駆
動電極２３および第３の駆動電極２８からの第２の駆動
電極信号線５１を配設し、かつ検出電極配線部４５に第
１の検出電極２４および第３の検出電極２９と電気的に
接続された第１の検出電極信号線４６を配設するととも
に、第２の検出電極２５および第４の検出電極３０と電
気的に接続された第２の検出電極信号線４７を配設し、
さらに、モニタ電極２７と電気的に接続されたモニタ電
極信号線４９を配設したため、モニタ電極信号線４９と
第１の駆動電極信号線５０および第２の駆動電極信号線
５１との距離が大となり、これにより、モニタ電極信号
線４９に発生した出力電圧が駆動制御回路（図示せず）
を介さずに空気中を伝わって直接に第１の駆動電極信号
線５０および第２の駆動電極信号線５１に伝わるという
ことがなくなるから、音叉３１ａの駆動方向の振幅およ
び振動数が安定することとなり、出力特性の安定した角
速度センサを提供できるという効果が得られるものであ
る。In the above configuration, the first base 3
2 and the virtual GND pattern 56 on the circuit board 53 are electrically connected to the virtual GND pattern 52 on the flexible wiring board 44 and the flexible wiring board 44 is connected to the drive electrode wiring section 4.
8 and a detection electrode wiring portion 45, and a first drive electrode signal line 50 electrically connected to the first drive electrode 22 is provided in the drive electrode wiring portion 48. A second drive electrode signal line 51 from the drive electrode 23 and the third drive electrode 28 is provided, and is electrically connected to the first detection electrode 24 and the third detection electrode 29 to the detection electrode wiring portion 45. A first detection electrode signal line 46 provided, and a second detection electrode signal line 47 electrically connected to the second detection electrode 25 and the fourth detection electrode 30.
Further, since the monitor electrode signal line 49 electrically connected to the monitor electrode 27 is provided, the distance between the monitor electrode signal line 49, the first drive electrode signal line 50, and the second drive electrode signal line 51 is large. As a result, the output voltage generated on the monitor electrode signal line 49 is changed to a drive control circuit (not shown).
Is not transmitted directly to the first drive electrode signal line 50 and the second drive electrode signal line 51 through the air without passing through, so that the amplitude and frequency of the tuning fork 31a in the drive direction are stabilized. Thus, an effect that an angular velocity sensor having stable output characteristics can be provided can be obtained.
【００２６】また、回路基板５３の側面には４つの溝部
５７を設けるとともに、この回路基板５３には、端子挿
入孔５８を設けており、この端子挿入孔５８からは下方
へ突出するように電源端子５９、ＧＮＤ端子６０および
出力端子６１を半田付けすることにより設けている。そ
して、ＧＮＤ端子６０を回路基板５３における仮想ＧＮ
Ｄパターン５６に電気的に接続している。６２は金属製
の第２の基台で、回路基板５３の下側に位置して設けら
れるとともに、５つの孔６３を設けており、この孔６３
に電源端子５９および出力端子６１をガラスからなる絶
縁物６４を介して挿通させている。また、第２の基台６
２には、一体にＧＮＤ端子６０を設けている。６５は第
２のカバーで、第２の基台６２の上面に固着され、かつ
第１の基台３２、第１のカバー３５、導電性を有した第
１のゴム体３６、第２のゴム体４１および回路基板５３
を覆うように設けている。そして、第２の基台６２およ
び第２のカバー６５により、外ケース６６を構成してい
る。６７は金属製の支持板で、図１０に示すように、外
側面から下方へ突出するように支持脚６８を設けてお
り、この支持脚６８を回路基板５３における溝部５７に
嵌合させるとともに、支持脚６８の先端部を第２の基台
６２の上面に当接させている。また、支持板６７の上面
から上方へ突出するように４つの壁部６９を設け、この
壁部６９により第２のゴム体４１における４つの外側面
を位置決め固定する。Further, four groove portions 57 are provided on the side surface of the circuit board 53, and a terminal insertion hole 58 is provided in the circuit board 53. The power supply is provided so as to project downward from the terminal insertion hole 58. The terminal 59, the GND terminal 60, and the output terminal 61 are provided by soldering. Then, the GND terminal 60 is connected to the virtual GND on the circuit board 53.
It is electrically connected to the D pattern 56. Reference numeral 62 denotes a second base made of metal, which is provided below the circuit board 53 and has five holes 63.
The power supply terminal 59 and the output terminal 61 are inserted through an insulator 64 made of glass. Also, the second base 6
2 is provided with a GND terminal 60 integrally. Reference numeral 65 denotes a second cover, which is fixed to the upper surface of the second base 62 and has a first base 32, a first cover 35, a first rubber body 36 having conductivity, and a second rubber. Body 41 and circuit board 53
Is provided so as to cover. An outer case 66 is constituted by the second base 62 and the second cover 65. As shown in FIG. 10, a metal support plate 67 is provided with support legs 68 so as to protrude downward from the outer surface. The support legs 68 are fitted into the groove portions 57 of the circuit board 53, and The tip of the support leg 68 is in contact with the upper surface of the second base 62. Further, four wall portions 69 are provided so as to protrude upward from the upper surface of the support plate 67, and the four outer surfaces of the second rubber body 41 are positioned and fixed by the wall portions 69.
【００２７】そして、４つの壁部６９のうち２つは、上
端に当接部７０を設け、この当接部７０に第１のゴム体
３６における下面を当接させ、かつ第２のカバー６５を
第１のゴム体３６に被せることより、第１のゴム体３６
を介して支持板６７を第２の基台６２の方向に押さえつ
けるように固定している。また、支持板６７の上部には
載置部７１を設けており、この載置部７１の上面に第２
のゴム体４１を載置している。そして、この支持板６７
における載置部７１と第２のカバー６５における内側天
面部とにより第２のゴム体４１および第１のゴム体３６
を圧縮した状態で、第１の基台３２および第１のカバー
３５を支持している。Two of the four wall portions 69 are provided with a contact portion 70 at the upper end, the lower surface of the first rubber body 36 is brought into contact with the contact portion 70, and the second cover 65 Is put on the first rubber body 36, so that the first rubber body 36
The support plate 67 is fixed so as to be pressed in the direction of the second base 62 through the support. Further, a mounting portion 71 is provided on the upper portion of the support plate 67, and a second portion is provided on an upper surface of the mounting portion 71.
Rubber body 41 is placed. And, this support plate 67
The second rubber member 41 and the first rubber member 36 are formed by the mounting portion 71 and the inner top surface portion of the second cover 65.
In a compressed state, supports the first base 32 and the first cover 35.
【００２８】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。Next, an assembling method of the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described.
【００２９】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。First, a tuning fork 31a comprising a first vibrator 21, a second vibrator 26, and a connecting portion 31 is formed by bonding thin quartz plates made of single crystals having different crystal axes from each other.
【００３０】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、第２の
振動体２６の正面にモニタ電極２７、裏面に第３の駆動
電極２８、内側面に第４の検出電極３０、外側面に第３
の検出電極２９を金を蒸着することによりそれぞれ形成
する。Next, a first drive electrode 22 is provided on the front surface of the first vibrator 21, a second drive electrode 23 is provided on the back surface, and a first drive electrode 23 is provided on the outer surface.
, A second detection electrode 25 on the inner surface, a monitor electrode 27 on the front of the second vibrating body 26, a third drive electrode 28 on the back surface, a fourth detection electrode 30 on the inner surface, and a Third
Are formed by vapor deposition of gold.
【００３１】次に、第１の基台３２における５つの端子
挿入孔３３に端子３４を挿通させた後、５つの端子挿入
孔３３にガラスからなる絶縁物３４ａを充填する。Next, after the terminals 34 are inserted through the five terminal insertion holes 33 of the first base 32, the five terminal insertion holes 33 are filled with an insulator 34a made of glass.
【００３２】次に、第１の基台３２におけるＧＮＤ端子
挿入孔３４ｃにＧＮＤ端子３４ｂを挿通させた後、ＧＮ
Ｄ端子挿入孔３４ｃにＡｇからなる導電部３４ｄを充填
する。Next, after the GND terminal 34b is inserted into the GND terminal insertion hole 34c of the first base 32, the GND
The conductive portion 34d made of Ag is filled in the D terminal insertion hole 34c.
【００３３】次に、音叉３１ａにおける接続部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５つの端子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。Next, after the connecting portion 31 of the tuning fork 31a is fixed to the upper surface of the first base 32, the five terminals 34 of the first base 32 are connected to the first drive electrode 22, the second drive electrode 23, a first detection electrode 24, a second detection electrode 25,
The monitor electrode 27, the third drive electrode 28, the third detection electrode 29, and the fourth detection electrode 30 are connected by wire bonding via lead wires (not shown) made of gold, respectively.
【００３４】次に、第１の基台３２の外周部を第１のカ
バー３５により、内側が真空になるように、真空の雰囲
気中で溶着する。Next, the outer peripheral portion of the first base 32 is welded by the first cover 35 in a vacuum atmosphere so that the inside becomes vacuum.
【００３５】次に、回路基板５３にＩＣ５４を実装した
後、フレキシブル配線板４４を回路基板５３に半田付け
し、フレキシブル配線板４４をＩＣ５４に電気的に接続
する。Next, after mounting the IC 54 on the circuit board 53, the flexible wiring board 44 is soldered to the circuit board 53, and the flexible wiring board 44 is electrically connected to the IC 54.
【００３６】次に、回路基板５３と半田付けされたフレ
キシブル配線板４４を第１の基台３２の５つの端子３４
およびＧＮＤ端子３４ｂに半田付けする。Next, the flexible wiring board 44 soldered to the circuit board 53 is connected to the five terminals 34 of the first base 32.
And soldering to the GND terminal 34b.
【００３７】次に、第２の基台６２における孔６３に電
源端子５９、ＧＮＤ端子６０および出力端子６１を挿入
した後、電源端子５９、ＧＮＤ端子６０および出力端子
６１を回路基板５３に半田付けする。Next, after inserting the power supply terminal 59, the GND terminal 60 and the output terminal 61 into the hole 63 in the second base 62, the power supply terminal 59, the GND terminal 60 and the output terminal 61 are soldered to the circuit board 53. I do.
【００３８】次に、回路基板５３における溝部５７に支
持板６７の支持脚６８を嵌め合わせる。Next, the support legs 68 of the support plate 67 are fitted into the grooves 57 of the circuit board 53.
【００３９】このとき、支持板６７における支持脚６８
の下端部が第２の基台６２における上面に当接するよう
に構成されている。At this time, the support legs 68 of the support plate 67
Is configured so that the lower end of the second base 62 contacts the upper surface of the second base 62.
【００４０】次に、支持板６７における載置部７１の上
面に第２のゴム体４１を載置した後、さらに第２のゴム
体４１の上面に第１の基台３２および第１のカバー３５
を載置する。Next, after the second rubber member 41 is mounted on the upper surface of the mounting portion 71 of the support plate 67, the first base 32 and the first cover are further mounted on the upper surface of the second rubber member 41. 35
Is placed.
【００４１】次に、第１のカバー３５の上面および外側
面に第１のゴム体３６をかぶせ、第１のゴム体３６およ
び第２のゴム体４１により、第１のカバー３５および第
１の基台３２を挟持する。Next, the first rubber member 36 is put on the upper surface and the outer surface of the first cover 35, and the first rubber member 36 and the second rubber member 41 cover the first cover 35 and the first rubber member 41. The base 32 is sandwiched.
【００４２】最後に、第２の基台６２の外周部を第２の
カバー６５で溶着し、第２のカバー６５および第２の基
台６２の内側に、第１のゴム体３６、第１のカバー３
５、音叉３１ａ、第１の基台３２、第２のゴム体４１、
支持板６７および回路基板５３を収納する。Finally, the outer peripheral portion of the second base 62 is welded with the second cover 65, and the first rubber body 36 and the first rubber body 36 are provided inside the second cover 65 and the second base 62. Cover 3
5, tuning fork 31a, first base 32, second rubber body 41,
The support plate 67 and the circuit board 53 are stored.
【００４３】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、その動作を
説明する。Next, the operation of the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described.
【００４４】音叉における第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２８に交流電圧を印
加する。このとき、まず、図１１に示すように、第２の
振動体２６における第３の駆動電極２８に負電圧を印加
するとともに、第１の振動体２１における第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
一致するため、伸びることとなるとともに、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
るため縮むこととなり、その結果、第１の振動体２１が
第２の振動体２６側に傾く。次に、図１２に示すよう
に、第２の振動体２６における第３の駆動電極２８に正
電圧を印加するとともに、第１の振動体２１における第
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となり、その結果、第１の
振動体２１が外側に傾くことになる。An AC voltage is applied to the first drive electrode 22, the second drive electrode 23, and the third drive electrode 28 in the tuning fork. At this time, first, as shown in FIG. 11, a negative voltage is applied to the third drive electrode 28 of the second vibrator 26 and a negative voltage is applied to the first drive electrode 22 of the first vibrator 21. When the voltage is applied, the direction of the crystal axis of the thin quartz plate coincides with the direction of the electric charge on the side of the first detection electrode 24, so that the direction is the same as the direction of the crystal axis on the side of the second detection electrode 25. Since the direction of the electric charge is opposite, the charge contracts, and as a result, the first vibrator 21 tilts toward the second vibrator 26. Next, as shown in FIG. 12, when a positive voltage is applied to the third drive electrode 28 of the second vibrator 26 and a positive voltage is applied to the first drive electrode 22 of the first vibrator 21. On the first detection electrode 24 side, since the direction of the crystal axis and the direction of the electric charge in the thin plate made of quartz are opposite to each other, they shrink and
On the second detection electrode 25 side, the direction of the crystal axis and the direction of the electric charge become the same, so that the second detection electrode 25 extends, and as a result, the first vibrator 21 is inclined outward.
【００４５】そして、第１の振動体２１における第２の
駆動電極２３にも同様に交流電圧を印加するとともに、
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から、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
向の固有振動数において速度Ｖで屈曲振動する。このと
き屈曲振動は第２の振動体２６の表面にあるモニタ電極
２７から発生する出力信号が一定になるように第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
２８に印加する電圧を調整し、屈曲振動の振幅および振
動数を一定に制御する。Then, an AC voltage is applied to the second drive electrode 23 of the first vibrating body 21 in the same manner.
Since the first vibrating body 21 and the second vibrating body 26 are mechanically connected by the connecting part 31, the first vibrating body 21 and the second vibrating body 26 are driven in the longitudinal direction of the connecting part 31. It bends and vibrates at the speed V at the natural frequency in the direction. At this time, the bending vibration is applied to the first drive electrode 22, the second drive electrode 23, and the third drive electrode 28 so that the output signal generated from the monitor electrode 27 on the surface of the second vibrator 26 becomes constant. The applied voltage is adjusted, and the amplitude and frequency of the bending vibration are controlled to be constant.
【００４６】そしてまた、この第１の振動体２１および
第２の振動体２６が屈曲振動している状態において、音
叉が音叉の長手方向の中心軸周りに角速度ωで回転する
と、第１の振動体２１および第２の振動体２６にＦ＝２
ｍｖωのコリオリ力が発生する。このコリオリ力によ
り、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に発生する電荷
からなる出力信号を金からなるリード線（図示せず）、
端子３４、フレキシブル配線板４４を介して回路基板５
３におけるＩＣ５４により出力電圧に変換し、さらに第
２の基台６２における出力端子６１を介して、相手側の
コンピューター（図示せず）に入力することにより、角
速度を検出するものである。When the tuning fork rotates at an angular velocity ω around the longitudinal center axis of the tuning fork in a state where the first and second vibrators 21 and 26 are bending and vibrating, the first vibration is generated. F = 2 in the body 21 and the second vibrating body 26
A Coriolis force of mvω is generated. Due to this Coriolis force, an output signal consisting of electric charges generated on the first detection electrode 24, the second detection electrode 25, the third detection electrode 29, and the fourth detection electrode 30 is supplied to a lead wire (not shown) made of gold. ),
The circuit board 5 via the terminals 34 and the flexible wiring board 44
3 is converted into an output voltage by the IC 54, and is further input to a computer (not shown) on the other side via the output terminal 61 of the second base 62 to detect the angular velocity.
【００４７】ここで、角速度センサに強い振動が加わる
場合を考えると、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、第１のゴム体３６を導電性ゴムと
し、第１のカバー３５を第１のゴム体３６を介して外ケ
ース６６における第２のカバー６５に電気的に接続する
ようにしたため、第１のゴム体３６は弾性体であるた
め、第１のゴム体３６が圧縮された状態で第１のカバー
３５および外ケース６６における第２のカバー６５に電
気的に接続することとなり、その結果、角速度センサに
強い振動が加わっても、第１のゴム体３６が常に外ケー
ス６６における第２のカバー６５および第１のカバー３
５に電気的に接続するから、第１の基台３２および第１
のカバー３５が常に安定した電位となり、これにより、
音叉３１ａに外部から電磁波が侵入することがないた
め、特性の安定した角速度センサを提供することができ
るという効果が得られるものである。Here, considering the case where strong vibration is applied to the angular velocity sensor, in the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention, the first rubber body 36 is made of conductive rubber, and the first cover 35 is made of the first cover 35. Since the first rubber body 36 is electrically connected to the second cover 65 of the outer case 66 via the first rubber body 36, the first rubber body 36 is compressed because the first rubber body 36 is an elastic body. In this state, the first cover 35 and the second case 65 of the outer case 66 are electrically connected to each other. As a result, even if a strong vibration is applied to the angular velocity sensor, the first rubber body 36 is always connected to the outer case 66. Cover 65 and first cover 3 in FIG.
5 is electrically connected to the first base 32 and the first base 32.
Cover 35 always has a stable potential,
Since an electromagnetic wave does not enter the tuning fork 31a from the outside, an effect that an angular velocity sensor having stable characteristics can be provided can be obtained.
【００４８】また、第１のゴム体３６の体積抵抗率を１
×１０9Ω・ｃｍ以下である１×１０7Ω・ｃｍとしたた
め、第１の基台３２および第１のカバー３５を一定の電
位に保持することができることとなり、その結果、外部
から第１の基台３２および第１のカバー３５に電磁波が
到達するということがなくなるから、図１３に示すよう
に、角速度センサに角速度を付与しない状態での外ケー
ス６６の第２の基台６２における出力端子６１からの出
力電圧が２．５Ｖとなり、これにより、角速度センサの
出力特性が安定するという効果が得られるものである。The volume resistivity of the first rubber body 36 is set to 1
Since 1 × 10 7 Ω · cm, which is equal to or less than × 10 9 Ω · cm, the first base 32 and the first cover 35 can be maintained at a constant potential. As shown in FIG. 13, the output of the outer case 66 on the second base 62 in a state where the angular velocity is not applied to the angular velocity sensor is eliminated because the electromagnetic wave does not reach the base 32 and the first cover 35 of the second base 62. The output voltage from the terminal 61 becomes 2.5 V, whereby the effect that the output characteristic of the angular velocity sensor is stabilized can be obtained.
【００４９】そしてまた、角速度センサを長時間使用す
ることにより、第１のゴム体３６の弾性の劣化により、
第１のカバー３５および外ケース６６における第２のカ
バー６５との接触力が弱まり、第１の基台３２および第
１のカバー３５の電位が不安定になる場合を考えると、
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、回路基板５３に仮想ＧＮＤパターン５６を設け、こ
の仮想ＧＮＤパターン５６により、外ケース６６におけ
る第２の基台６２のＧＮＤ端子６０をフレキシブル配線
板４４を介して第１の基台３２に電気的に接続したた
め、第１のゴム体３６以外の別個の経路にて、第１の基
台３２および第１のカバー３５を外ケース６６における
第２の基台６２のＧＮＤ端子６０に電気的に接続させる
こととなり、その結果、図１４に示すように、２つの経
路にて外ケース６６における第２の基台６２のＧＮＤ端
子６０に第１の基台３２および第１のカバー３５を電気
的に接続させてから、第１の基台３２および第１のカバ
ー３５を安定した電位に保てるため、外部からの電磁波
が音叉３１ａに到達することを防止することができるこ
ととなり、これにより、さらに、確実に角速度センサの
出力特性が安定するという効果が得られるものである。Further, by using the angular velocity sensor for a long time, the elasticity of the first rubber body 36 is deteriorated.
Considering the case where the contact force between the first cover 35 and the outer case 66 with the second cover 65 is weakened, and the potentials of the first base 32 and the first cover 35 become unstable,
In the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention, a virtual GND pattern 56 is provided on the circuit board 53, and the GND terminal 60 of the second base 62 in the outer case 66 is connected to the flexible wiring board 44 by the virtual GND pattern 56. The first base 32 and the first cover 35 are electrically connected to the first base 32 via a separate path other than the first rubber body 36 so that the first base 32 and the first cover 35 As a result, the first terminal is connected to the GND terminal 60 of the second base 62 in the outer case 66 in two paths as shown in FIG. After the table 32 and the first cover 35 are electrically connected to each other, the first base 32 and the first cover 35 can be maintained at a stable potential, so that electromagnetic waves from the outside reach the tuning fork 31a. It will be able to prevent, thereby further reliably output characteristic of the angular velocity sensor is what effect that stable.
【００５０】さらに、角速度センサにおける音叉３１ａ
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、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
に高周波のノイズ成分が発生する場合を考えると、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、第
１の基台３２におけるＧＮＤ端子３４ｂと回路基板５３
における仮想ＧＮＤパターン５６とをフレキシブル配線
板４４により電気的に接続するとともに、このフレキシ
ブル配線板４４を駆動電極配線部４８と検出電極配線部
４５との二股に分離し、駆動電極配線部４８に第１の駆
動電極２２からの第１の駆動電極信号線５０を配設する
とともに、第２の駆動電極２３および第３の駆動電極２
８からの第２の駆動電極信号線５１を配設し、かつ検出
電極配線部４５に第１の検出電極２４および第３の検出
電極２９からの第１の検出電極信号線４６を配設すると
ともに、第２の検出電極２５および第４の検出電極３０
からの第２の検出電極信号線４７を配設したもので、こ
の構成によれば、駆動電極配線部４８に流れる高い周波
数のノイズ信号が検出電極配線部４５に到達し、出力電
圧として認識したり、あるいは、検出電極配線部４５を
流れる高い周波数のノイズ信号が駆動電極配線部４８に
到達し、音叉３１ａの駆動方向への振幅および振動数を
微妙に変化させてしまうということがなくなり、これに
より、出力特性の安定した角速度センサを提供すること
ができるという効果が得られるものである。Further, the tuning fork 31a in the angular velocity sensor
, The first drive electrode 22, the second drive electrode 23, the third drive electrode 28, the first detection electrode 24, the second detection electrode 25, the third detection electrode 29, and the fourth detection electrode 30
Considering the case where a high-frequency noise component is generated in the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention, the GND terminal 34b of the first base 32 and the circuit board 53
Is electrically connected to the virtual GND pattern 56 by the flexible wiring board 44, and the flexible wiring board 44 is separated into two parts of the drive electrode wiring part 48 and the detection electrode wiring part 45. A first drive electrode signal line 50 from one drive electrode 22 is provided, and a second drive electrode 23 and a third drive electrode 2
8, the second drive electrode signal line 51 from the first detection electrode 24, and the first detection electrode signal line 46 from the third detection electrode 29 to the detection electrode wiring portion 45. In addition, the second detection electrode 25 and the fourth detection electrode 30
According to this configuration, a high-frequency noise signal flowing through the drive electrode wiring section 48 reaches the detection electrode wiring section 45 and is recognized as an output voltage. Or the high-frequency noise signal flowing through the detection electrode wiring portion 45 reaches the drive electrode wiring portion 48 and does not delicately change the amplitude and frequency of the tuning fork 31a in the driving direction. Accordingly, an effect that an angular velocity sensor with stable output characteristics can be provided can be obtained.
【００５１】なお、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、第１のカバー３５を第１のゴム体
３６を介して外ケース６６における第２のカバー６５に
電気的に接続する構成としたが、第２のゴム体４１を導
電性ゴムとし、第１の基台３２を第２のゴム体４１、支
持板６７および外ケース６６における第２の基台６２に
電気的に接続しても同様の効果が得られるものである。In the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention, the first cover 35 is electrically connected to the second cover 65 of the outer case 66 via the first rubber member 36. However, the second rubber body 41 is made of conductive rubber, and the first base 32 is electrically connected to the second rubber body 41, the support plate 67, and the second base 62 of the outer case 66. Has the same effect.
【００５２】また、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、回路基板５３に仮想ＧＮＤパター
ン５６を設け、この仮想ＧＮＤパターン５６により、外
ケース６６における第２の基台６２のＧＮＤ端子６０を
フレキシブル配線板４４を介して第１の基台３２に電気
的に接続させる構成としたが、ＩＣ５４における基準電
源（図示せず）に接続している図８に示すようなＩＣ電
源端子５４ａを仮想ＧＮＤパターン５６を介して第１の
基台３２に電気的に接続しても、第１の基台３２および
第１のカバー３５が安定した電位となり、同様の効果が
得られるものである。Further, in the angular velocity sensor according to one embodiment of the present invention, a virtual GND pattern 56 is provided on the circuit board 53, and the GND terminal 60 of the second base 62 in the outer case 66 is provided by the virtual GND pattern 56. Is electrically connected to the first base 32 via the flexible wiring board 44, but the IC power supply terminal 54a connected to a reference power supply (not shown) of the IC 54 as shown in FIG. Even when the first base 32 is electrically connected to the first base 32 via the virtual GND pattern 56, the first base 32 and the first cover 35 have a stable potential, and the same effect can be obtained.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１のゴ
ム体および第２のゴム体のいずれか一方あるいは両方を
導電性ゴムとし、第１の基台および第１のカバーを第１
のゴム体および第２のゴム体のいずれか一方あるいは両
方を介して外ケースに電気的に接続するようにするとと
もに、第１のゴム体および第２のゴム体は弾性体である
ため、第１のゴム体および第２のゴム体が圧縮された状
態で第１の基台、第１のカバーおよび外ケースに電気的
に接続することとなり、その結果、角速度センサに強い
振動が加わっても、第１のゴム体あるいは第２のゴム体
が常に外ケース、第１の基台および第１のカバーに電気
的に接続するから、第１の基台および第１のカバーが常
に安定した電位となり、これにより、音叉に外部から電
磁波が侵入することがないため、角速度センサに強い振
動が加わっても、音叉に外部から電磁波が侵入するとい
うことのない特性の安定した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。As described above, according to the present invention, one or both of the first rubber member and the second rubber member are made of conductive rubber, and the first base and the first cover are made of the first rubber member. 1
In addition to electrically connecting to the outer case via one or both of the rubber body and the second rubber body, the first rubber body and the second rubber body are elastic bodies. The first rubber body and the second rubber body are electrically connected to the first base, the first cover, and the outer case in a compressed state. As a result, even if strong vibration is applied to the angular velocity sensor Since the first rubber body or the second rubber body is always electrically connected to the outer case, the first base and the first cover, the first base and the first cover always have a stable electric potential. Accordingly, since an electromagnetic wave does not intrude into the tuning fork from the outside, even if strong vibration is applied to the angular velocity sensor, a stable angular velocity sensor having characteristics that an electromagnetic wave does not intrude into the tuning fork from the outside is provided. Can be It is those having the results.
【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FIG. 1 is an exploded perspective view of an angular velocity sensor according to an embodiment of the present invention.
【図２】同角速度センサの半断面側面図FIG. 2 is a half sectional side view of the angular velocity sensor.
【図３】同角速度センサにおける音叉の斜視図FIG. 3 is a perspective view of a tuning fork in the angular velocity sensor.
【図４】同角速度センサにおける音叉を裏側から見た斜
視図FIG. 4 is a perspective view of the tuning fork in the angular velocity sensor as viewed from the back side.
【図５】同角速度センサにおける第１の基台の斜視図FIG. 5 is a perspective view of a first base in the angular velocity sensor.
【図６】同角速度センサにおける第１のゴム体の斜視図FIG. 6 is a perspective view of a first rubber body in the angular velocity sensor.
【図７】同角速度センサにおける第２のゴム体の斜視図FIG. 7 is a perspective view of a second rubber body in the angular velocity sensor.
【図８】同角速度センサにおける回路基板にフレキシブ
ル配線板を半田付けした状態を示す上面図FIG. 8 is a top view showing a state where a flexible wiring board is soldered to a circuit board in the angular velocity sensor;
【図９】同角速度センサにおける回路基板の斜視図FIG. 9 is a perspective view of a circuit board in the angular velocity sensor.
【図１０】同角速度センサにおける支持板の斜視図FIG. 10 is a perspective view of a support plate in the angular velocity sensor.
【図１１】同角速度センサにおける音叉の動作状態を示
す断面図FIG. 11 is a sectional view showing an operation state of a tuning fork in the angular velocity sensor.
【図１２】同角速度センサにおける音叉の動作状態を示
す断面図FIG. 12 is a sectional view showing an operating state of a tuning fork in the angular velocity sensor.
【図１３】同角速度センサにおける第１のゴム体の体積
抵抗率を変化させた場合の出力電圧が変化する状態を示
す図FIG. 13 is a diagram showing a state in which the output voltage changes when the volume resistivity of the first rubber body in the angular velocity sensor is changed.
【図１４】同角速度センサにおける第１の基台および第
１のカバーへの電磁波の侵入を防止する状態を示す模式
図FIG. 14 is a schematic view showing a state in which electromagnetic waves are prevented from entering the first base and the first cover in the angular velocity sensor.
【図１５】従来の角速度センサにおける基台に音叉を固
着した状態を示す斜視図FIG. 15 is a perspective view showing a state where a tuning fork is fixed to a base in a conventional angular velocity sensor.
【図１６】同角速度センサの側面図FIG. 16 is a side view of the angular velocity sensor.
２２，２３，２８ 駆動電極 ２４，２５，２９，３０ 検出電極 ２７ モニタ電極 ３１ａ 音叉 ３２ 第１の基台 ３４ 端子 ３５ 第１のカバー ３６ 第１のゴム体 ４１ 第２のゴム体 ４４ フレキシブル配線板 ４５ 検出電極配線部 ４６，４７ 検出電極信号線 ４８ 駆動電極配線部 ４９ モニタ電極信号線 ５０，５１ 駆動電極信号線 ５２，５６ 仮想ＧＮＤパターン ５３ 回路基板 ５４ ＩＣ ５９ 電源端子 ６０ ＧＮＤ端子 ６１ 出力端子 ６６ 外ケース 22, 23, 28 drive electrode 24, 25, 29, 30 detection electrode 27 monitor electrode 31a tuning fork 32 first base 34 terminal 35 first cover 36 first rubber body 41 second rubber body 44 flexible wiring board 45 detection electrode wiring part 46, 47 detection electrode signal line 48 drive electrode wiring part 49 monitor electrode signal line 50, 51 drive electrode signal line 52, 56 virtual GND pattern 53 circuit board 54 IC 59 power supply terminal 60 GND terminal 61 output terminal 66 Outer case
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高原 清一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F105 AA02 AA03 AA10 BB03 CC01 CC06 CD02 CD06 CD13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Seiichiro Takahara 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F-term (reference) 2F105 AA02 AA03 AA10 BB03 CC01 CC06 CD02 CD06 CD13
Claims (6)
に角速度に応じて信号を出力する音叉と、前記音叉の一
部を上面に固着するとともに前記音叉と電気的に接続さ
れた端子を外方へ向かって突出するように設けた第１の
基台と、前記第１の基台に固着され、かつ前記音叉を覆
う第１のカバーと、この第１のカバーの上面と当接する
第１のゴム体と、前記第１の基台の下面に上面が当接す
る第２のゴム体と、前記音叉の出力信号を前記第１の基
台における端子を介して入力して処理するＩＣを設けた
回路基板と、前記音叉、第１の基台、第１のカバー、第
１のゴム体、第２のゴム体および回路基板とを収納する
とともに電源端子、ＧＮＤ端子および出力端子を設けた
外ケースとを備え、第１のゴム体および第２のゴム体の
いずれか一方あるいは両方を導電性ゴムとし、第１の基
台および第１のカバーを第１のゴム体および第２のゴム
体のいずれか一方あるいは両方を介して外ケースに電気
的に接続させた角速度センサ。1. A tuning fork for providing a drive electrode and a detection electrode and outputting a signal in accordance with an angular velocity, and a terminal fixed to a part of the tuning fork on an upper surface and electrically connected to the tuning fork. A first base provided so as to protrude, a first cover fixed to the first base and covering the tuning fork, and a first rubber body abutting on an upper surface of the first cover A second rubber body having an upper surface in contact with a lower surface of the first base; and a circuit board provided with an IC for inputting and processing an output signal of the tuning fork via a terminal of the first base. And an outer case that houses the tuning fork, the first base, the first cover, the first rubber body, the second rubber body, and the circuit board, and that is provided with a power terminal, a GND terminal, and an output terminal. Provided, either one of the first rubber body and the second rubber body Is an angular velocity sensor in which both are made of conductive rubber, and the first base and the first cover are electrically connected to the outer case via one or both of the first rubber body and the second rubber body. .
れか一方あるいは両方の体積抵抗率を１×１０9Ω・ｃ
ｍ以下とした請求項１記載の角速度センサ。2. The volume resistivity of one or both of the first rubber member and the second rubber member is 1 × 10 9 Ω · c.
2. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein m is equal to or less than m.
この仮想ＧＮＤパターンにより、ＩＣにおける基準電源
または外ケースにおけるＧＮＤ端子のいずれか一方を第
１の基台あるいは第１のカバーに電気的に接続させた請
求項１記載の角速度センサ。3. A virtual GND pattern is provided on a circuit board,
2. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein one of the reference power supply in the IC and the GND terminal in the outer case is electrically connected to the first base or the first cover by the virtual GND pattern.
に角速度に応じて信号を出力する音叉と、前記音叉の一
部を上面に固着するとともに前記音叉と電気的に接続さ
れた端子を外方へ向かって突出するように設けた第１の
基台と、前記第１の基台に固着され、かつ前記音叉を覆
う第１のカバーと、前記音叉の出力信号を前記第１の基
台における端子を介して入力して処理するＩＣを設けた
回路基板と、前記音叉、第１の基台、第１のカバーおよ
び回路基板とを収納するとともに電源端子、ＧＮＤ端子
および出力端子を設けた外ケースとを備え、前記第１の
基台における端子と回路基板における仮想ＧＮＤパター
ンとをフレキシブル配線板により電気的に接続するとと
もに、このフレキシブル配線板を駆動電極配線部と検出
電極配線部とに二股に分離し、前記駆動電極配線部に駆
動電極からの駆動電極信号線を配設し、かつ前記検出電
極配線部に検出電極からの検出電極信号線を配設した角
速度センサ。4. A tuning fork for providing a drive electrode and a detection electrode and outputting a signal in accordance with an angular velocity, and a terminal fixedly attached to a top surface of the tuning fork and electrically connected to the tuning fork. A first base provided so as to protrude, a first cover fixed to the first base and covering the tuning fork, and a terminal on the first base for outputting an output signal of the tuning fork. A circuit board provided with an IC for inputting and processing via the external case, an outer case accommodating the tuning fork, the first base, the first cover and the circuit board, and having a power supply terminal, a GND terminal and an output terminal; And electrically connecting the terminal on the first base and the virtual GND pattern on the circuit board by a flexible wiring board, and forks the flexible wiring board into a drive electrode wiring section and a detection electrode wiring section. An angular velocity sensor in which a drive electrode signal line from a drive electrode is provided in the drive electrode wiring section, and a detection electrode signal line from a detection electrode is provided in the detection electrode wiring section.
設けるとともに角速度に応じて信号を出力する音叉と、
前記音叉の一部を上面に固着するとともに前記音叉と電
気的に接続された端子を外方へ向かって突出するように
設けた第１の基台と、前記第１の基台に固着され、かつ
前記音叉を覆う第１のカバーと、前記音叉の出力信号を
前記第１の基台における端子を介して入力して処理する
とともに駆動制御回路を有するＩＣを設けた回路基板
と、前記音叉、第１の基台、第１のカバーおよび回路基
板とを収納するとともに電源端子、ＧＮＤ端子および出
力端子を設けた外ケースとを備え、前記第１の基台にお
ける端子と回路基板における仮想ＧＮＤパターンとをフ
レキシブル配線板により電気的に接続するとともに、こ
のフレキシブル配線板を駆動電極配線部と検出電極配線
部とに二股に分離し、前記駆動電極配線部に駆動電極か
らの駆動電極信号線を配設し、かつ前記検出電極配線部
に検出電極からの検出電極信号線およびモニタ電極から
のモニタ電極信号線を配設した角速度センサ。5. A tuning fork for providing a drive electrode, a detection electrode, and a monitor electrode and outputting a signal in accordance with an angular velocity;
A first base fixed to a part of the tuning fork on an upper surface and a terminal electrically connected to the tuning fork provided so as to protrude outward; fixed to the first base; A first cover for covering the tuning fork, a circuit board provided with an IC having a drive control circuit while processing the input signal of the tuning fork via a terminal of the first base, and the tuning fork; An outer case accommodating a first base, a first cover, and a circuit board, and having a power supply terminal, a GND terminal, and an output terminal; and a terminal on the first base and a virtual GND pattern on the circuit board. Are electrically connected to each other by a flexible wiring board, and the flexible wiring board is bifurcated into a driving electrode wiring section and a detection electrode wiring section, and a driving electrode signal line from a driving electrode is connected to the driving electrode wiring section. Arranged to, and the angular velocity sensor which is arranged a monitor electrode signal lines from the detection electrode signal line and the monitor electrodes from the detection electrode to the detection electrode wiring portion.
び検出電極信号線との間に仮想ＧＮＤパターンを配設し
た請求項５記載の角速度センサ。6. The angular velocity sensor according to claim 5, wherein a virtual GND pattern is provided between the drive electrode signal line, the monitor electrode signal line, and the detection electrode signal line.
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