JP2003097949A - 圧電振動ジャイロ - Google Patents

圧電振動ジャイロ

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JP2003097949A
JP2003097949A JP2001289139A JP2001289139A JP2003097949A JP 2003097949 A JP2003097949 A JP 2003097949A JP 2001289139 A JP2001289139 A JP 2001289139A JP 2001289139 A JP2001289139 A JP 2001289139A JP 2003097949 A JP2003097949 A JP 2003097949A
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columnar vibrator
piezoelectric vibrating
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vibrator
vibrating gyro
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JP2001289139A
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English (en)
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Koichi Shuda
浩一 習田
Osamu Yamazaki
修 山崎
Koichi Okamoto
幸一 岡本
Hisahiro Ishikawa
寿洋 石川
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.)
Tokin Corp
NEC Tokin Hyogo Ltd
Original Assignee
NEC Tokin Corp
NEC Tokin Ceramics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性を損なわず、耐衝撃性を向上できる圧
電振動ジャイロを提供する。 【解決手段】 柱状振動子1を支持部材2を介して筐体
3により支持し、筐体3に支持部材2を衝撃から保護す
る凸部3a、3bを設けるとともに、それらを上カバ
ー、下カバーにより覆う。凸部3a、3bは、柱状振動
子1に対し距離が一定で平行な面を有する。また、上カ
バーに柱状振動子1からの距離が一定の複数の凸部を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動ジャイロ
に関する。
【0002】
【従来の技術】圧電振動ジャイロは、速度を持つ物体に
角速度が与えられると、その物体自身に速度方向と直角
な方向にコリオリ力が発生するという力学現象を利用し
た角速度センサである。
【0003】電気的な信号を印加することで機械的な振
動(駆動振動)を励起させることができ、かつ、駆動振
動と直交する方向の機械的な振動(検出振動)の大きさ
を電気的に検出可能とした系において、予め駆動振動を
励起させた状態で、駆動振動面と検出振動面が交わる線
と平行な軸を中心軸とした角速度を与えると、前述のコ
リオリ力作用により、検出振動が発生し、出力電圧とし
て検出される。検出された出力電圧は、駆動振動の大き
さ及び角速度に比例するため、駆動振動の大きさを一定
にした状態では、出力電圧の大きさから角速度の大きさ
を求めることができる。
【0004】図3は、従来の圧電振動ジャイロに用いら
れる柱状振動子と支持部材の接合状態を示す斜視図であ
る。図4は、従来の圧電振動ジャイロの構造を示す平面
図である。図3に示すように、柱状振動子1の駆動振動
及び検出振動をできるだけ妨げないように、支持部材2
は、弾性を持たせるために屈曲形状とし、柱状振動子1
と支持部材2が接合されている。柱状振動子1の側面に
は、複数の電極10が設けられており、各々の電極に
は、駆動、検出、グランドとして用いられる。支持部材
2は、電極10に機械的及び電気的に接続されている。
また同時に、図4に示すように、支持部材2は、筐体1
3にも機械的及び電気的に接続されている。
【0005】また、図5は、従来の圧電振動ジャイロの
構造を示す断面図(図4を側面方向から見た断面図)で
ある。図5に示すように、柱状振動子1は、上カバー1
7及び回路基板もしくは、下カバー16及び筐体13に
よって触れることなく囲まれている。
【0006】このような構造の場合、圧電振動ジャイロ
に衝撃が加わると、柱状振動子1に慣性力が働き、支持
部材2が延び縮みすることとなるが、加わる衝撃が大き
いと支持部材2が弾性限界を超え破損し、圧電振動ジャ
イロが故障に至ることがあるため、衝撃が加わったとき
に柱状振動子1が過度に変位しないように工夫を施し、
支持部材2を保護する必要がある。
【0007】図4に示す凸部13aは、柱状振動子1の
長手方向と垂直な方向で、かつ、支持部材2の屈曲形成
面に平行な方向からの衝撃に対して、支持部材2の保護
を目的とし、筐体13に設けられている。
【0008】また、他の方向からの衝撃に対しては、図
5に示すように、柱状振動子1の端面と筐体13との隙
間が少ないため、また、上カバー17及び回路基板もし
くは下カバー16との隙間も少なく、支持部材2を保護
できている。
【0009】従って、圧電振動ジャイロに3軸方向のう
ちのいずれの方向から衝撃が加わっても、柱状振動子1
が過度に変位することなく、支持部材2が弾性限界を超
え破損し、圧電振動ジャイロが故障に至ることがないよ
うに工夫が施されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構造では、圧電振動ジャイロに衝撃が加わった場合、柱
状振動子が支持部材保護用の凸部や上カバーや回路基板
もしくは下カバーに衝突し、曲げ応力が加わることで折
れてしまい、圧電振動ジャイロが故障に至るという問題
があった。
【0011】そこで、図6に示すように、柱状振動子1
の端部と腹部付近に弾性を有するように凸部23a、2
3bを柱状振動子1に対して斜めに設けた構造の圧電振
動ジャイロが提案されている。しかし、柱状振動子と各
々の凸部が衝突する際、接触面積が大きいほど柱状振動
子に加わる曲げ応力は小さくなるため、凸部23a、2
3bの角が、柱状振動子1に点接触する構造では、耐衝
撃性で劣るという問題があった。また、斜めに凸部23
a、23bが形成されているため、支持部材2が他の構
成部材と重なり合ったり、筐体23の成形金型が複雑に
なったりする等の生産性に影響を及ぼすという問題があ
った。さらに、凸部23a、23bと柱状振動子1との
隙間が一定でない場合、効率の良い衝撃の吸収ができ
ず、また、凸部23a、23b自体も破損しやすくなる
という問題があった。
【0012】本発明の目的は、上記の課題を解決し、生
産性を損なわず、耐衝撃性を向上できる圧電振動ジャイ
ロを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧電振動ジャ
イロにおいて、振動子の端部及び腹部の両方に近接する
ように複数組の凸部を筐体あるいは他の構成部材に設け
たことを特徴とする。また、振動子の端部とそれに近接
する凸部との距離と振動子の腹部とそれに近接する凸部
との距離が等しくなるように凸部を筐体あるいは他の構
成部材に設けたことを特徴とする。また、振動子の近接
箇所が振動子に対し平行な面形状を有する凸部を筐体あ
るいは他の構成部材に設けたことを特徴とする。また、
略L字形状を有する凸部を筐体あるいは他の構成部材に
設けたことを特徴とする。
【0014】即ち、本発明は、柱状振動子が支持部材を
介して筐体に支持され、前記筐体に前記支持部材を衝撃
から保護する凸部が設けられるとともに、前記柱状振動
子、支持部材及び筐体が回路基板またはカバーにより覆
われた圧電振動ジャイロにおいて、前記凸部は、前記柱
状振動子に対し距離が一定で平行な面を有し、前記柱状
振動子の長手方向に対して略垂直方向に先端部が突出し
ていることを特徴とする圧電振動ジャイロである。
【0015】また、本発明は、前記凸部は、断面が略L
字形状で、前記平行な面どうしが対向する2つの部材か
らなり、前記筐体の隣り合う側面で互いに90度の角度
を有するように設けられたことを特徴とする上記の圧電
振動ジャイロである。
【0016】また、本発明は、前記カバーに前記柱状振
動子との距離が一定の複数の凸部が設けられたことを特
徴とする上記の圧電振動ジャイロである。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を用い説明する。
【0018】図1は、本発明の一実施の形態における圧
電振動ジャイロを示す平面図である。従来の構造と同様
に、柱状振動子1の駆動振動及び検出振動におけるノー
ド付近に、屈曲形状を有する支持部材2を機械的及び電
気的に接続している。同時に、支持部材2を機械的及び
電気的に筐体3に接続している。
【0019】また、筐体3には、略L字形状の凸部3a
が柱状振動子1の端部付近に設けられ、凸部3aを垂直
に回転させた形状の凸部3bが柱状振動子1の腹部付近
に設けられている。また、凸部3a、凸部3bと柱状振
動子1との隙間は均一で、それらが面接触するよう形成
されている。なお、凸部3a及び凸部3bは略L字形状
であるため、図4に示す従来の凸部13aより弾性を有
することとなるが、支持部材2よりも硬く形成されてい
る。また、凸部3a,3bは、柱状振動子1の長手方向
に対して略垂直方向に突出している先端部を有する。
【0020】また、図2は、本発明の一実施の形態にお
ける圧電振動ジャイロを示す断面図(図1を側面方向か
ら見た断面図)である。柱状振動子1は、上カバー7及
び回路基板もしくは下カバー6及び筐体3によって触れ
ることなく囲まれており、上カバー7には、柱状振動子
1の腹部付近に、凸部7aが設けられている。
【0021】このような構造の圧電振動ジャイロに衝撃
が加わり、柱状振動子1が、例えば凸部3a及び凸部3
bに衝突した場合、衝撃は従来よりも凸部3a及び凸部
3bの弾性により吸収され、柱状振動子1に加わる曲げ
応力は低減される。また、凸部3a、3bの位置に関し
ても、柱状振動子1の端部付近だけに設けるよりも、端
部と腹部付近の両方に設けるほうが、柱状振動子1に加
わる曲げ応力を低減できる。上カバー7においても、柱
状振動子1の腹部付近に凸部7aを設けることで、柱状
振動子1が上カバー7に衝突することを防ぐことがで
き、柱状振動子1に加わる曲げ応力を低減でき、耐衝撃
性を向上できる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電振動
ジャイロによれば、柱状振動子と他の構成部材との衝突
によって発生する柱状振動子の曲げ応力の低減により柱
状振動子を折れにくくすることができるため、生産性を
損なわず、耐衝撃性を向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における圧電振動ジャイ
ロを示す平面図。
【図2】本発明の一実施の形態における圧電振動ジャイ
ロを示す断面図。
【図3】本発明及び従来の圧電振動ジャイロに用いられ
る柱状振動子と支持部材の接合状態を示す斜視図。
【図4】従来の圧電振動ジャイロの構造を示す平面図。
【図5】従来の圧電振動ジャイロの構造を示す断面図。
【図6】従来の他の圧電振動ジャイロの構造を示す平面
図。
【符号の説明】
1 柱状振動子 2 支持部材 3、13、23 筐体 3a、3b、13a、23a、23b 凸部 6、16 下カバー 7、17 上カバー 7a 凸部 10 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 幸一 宮城県仙台市太白区郡山6丁目7番1号 株式会社トーキン内 (72)発明者 石川 寿洋 宮城県仙台市太白区郡山6丁目7番1号 株式会社トーキン内 Fターム(参考) 2F105 BB12 BB20 CC08 CD02 CD06 CD13

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 柱状振動子が支持部材を介して筐体に支
    持され、前記筐体に前記支持部材を衝撃から保護する凸
    部が設けられるとともに、前記柱状振動子、支持部材及
    び筐体が回路基板またはカバーにより覆われた圧電振動
    ジャイロにおいて、前記凸部は、前記柱状振動子に対し
    距離が一定で平行な面を有し、前記柱状振動子の長手方
    向に対して略垂直方向に先端部が突出していることを特
    徴とする圧電振動ジャイロ。
  2. 【請求項2】 前記凸部は、断面が略L字形状で、前記
    平行な面どうしが対向する2つの部材からなり、前記筐
    体の隣り合う側面で互いに90度の角度を有するように
    設けられたことを特徴とする請求項1記載の圧電振動ジ
    ャイロ。
  3. 【請求項3】 前記カバーに前記柱状振動子との距離が
    一定の複数の凸部が設けられたことを特徴とする請求項
    1または2記載の圧電振動ジャイロ。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06201386A (ja) * 1993-01-08 1994-07-19 Murata Mfg Co Ltd 振動子の支持構造
JPH08159778A (ja) * 1994-12-02 1996-06-21 Murata Mfg Co Ltd 振動ジャイロ
JP2002286452A (ja) * 2001-03-26 2002-10-03 Murata Mfg Co Ltd 振動ジャイロおよびそれを用いた電子装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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