JP2005172542A - 音叉型振動子、音叉型振動子の製造方法、および角速度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 全体が小型でありながら振動漏れの影響を可及的に低減することができて高い検出精度が得られる音叉型振動子を提供する。
【解決手段】 本発明に係る音叉型振動子１は、付根部９から一対の大脚部１０ａ，１０ｂが並列して突出形成されて親音叉８が構成されるとともに、この親音叉８の各大脚部１０ａ，１０ｂには、この両大脚部１０ａ，１０ｂを含む面に直交する方向において所定間隔を存して互いに対向しかつ大脚部１０ａ，１０ｂよりも短尺の一対の小脚部１３ｃ，１３ｄ、１４ｃ，１４ｄが形成されてそれぞれ子音叉１２ａ，１２ｂが構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、音叉型振動子、その音叉型振動子の製造方法、および角速度センサに関する。

従来、カメラの手振れ補正や車両姿勢検出等に使用される角速度センサのセンサ素子として、例えば図６に示すような音叉型振動子が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

この音叉型振動子５０は、分極処理したＰＺＴセラミック材等からなる前後一対の圧電体５１，５２を一体接合したバイモルフ構造のもので、付根部５５から左右一対の脚部５６ａ，５６ｂが並列して突出形成されている。そして、一方の圧電体５１の表面にはその中央に左右一対の駆動電極５７ａ，５７ｂが、これらの駆動電極５７ａ，５７ｂを挟むかたちで左右に検出電極５７ｃ，５７ｄがそれぞれ形成され、各電極５７ａ〜５７ｄが切込溝５８によって電気的に分離されている。

この音叉型振動子５０において、付根部５５の底面付近を固定した状態で、駆動電極５７ａ，５７ｂに対して外部から駆動信号を印加すると、両脚部５６ａ，５６ｂを含む面（図中Ｘ−Ｚ面）内において両脚部５６ａ，５６ｂが図中Ｘ軸方向に開閉するように振動する（以下、このような振動を面内振動という）。このように両脚部５６ａ，５６ｂが面内振動をしている状態で、これらの脚部５６ａ，５６ｂの長手方向（図中、Ｚ軸方向）を回転軸とする角速度が加わると、これに伴って生じたコリオリ力によって、両脚部５６ａ，５６ｂを含む面に直交する方向（図中、Ｙ軸方向）において両脚部５６ａ，５６ｂが交互に前後するように振動する（以下、このような振動を面外振動という）。そして、この面外振動の大きさに応じて検出電極５７ｃ，５７ｄに生じる出力を取り出すことにより角速度を検出することができる。

ここで、上記の音叉型振動子５０において、各脚部５６ａ，５６ｂの面内振動の共振周波数をｆ₀１、面外振動の共振周波数をｆ₀２、外部から加える駆動信号の周波数をｆｄとしたとき、予めｆ₀１≒ｆｄ，ｆ₀２≒ｆｄになるように設定しておけば、各脚部５６ａ，５６ｂの面内振動が大きくなるばかりか、コリオリ力によって面外振動が発生し易くなるので、十分大きな検出出力を得ることが可能になる。

特開１９９８−１１１１３２号公報

このように、従来の音叉型振動子５０においては、各脚部５６ａ，５６ｂの面外振動の共振周波数ｆ₀２を駆動信号の周波数ｆｄに略一致するように（すなわち、ｆ₀２≒ｆｄになるように）予め設定しているので、コリオリ力により面外振動が発生し易くなるので大きな検出出力を得ることができる。しかしながら、両脚部５６ａ，５６ｂの面外振動が大きいと、その両脚部５６ａ，５６ｂを支えている付根部５５に大きな捩り力が発生し、付根部５５の底面付近が完全なノードになり難い。つまり、固定部分から振動漏れが生じることになって検出精度が劣化する。

その対策としては、図７に示すように、脚部５６ａ，５６ｂの長手方向（図中、Ｚ軸方向）に沿った付根部５５の寸法Ｌｂを、図６に示した付根部５５の寸法Ｌａよりも長くする（Ｌｂ＞Ｌａ）ことが考えられる。すなわち、付根部５５を長くすると、付根部５５の底部付近まで捩り力が達しにくいので振動漏れの影響を低減することができる。

しかしながら、このように付根部５５の長さＬｂを長くすると、これに伴って音叉型振動子の全体形状も大きくなり、角速度センサ等として使用する場合において小型化を図る上での障害となる。

なお、上記の振動漏れの不具合は、コリオリ力によって両脚部５６ａ，５６ｂに大きな面外振動が発生した場合であって、脚部５６ａ，５６ｂに生じる面内振動は、左右対称形の振動になるので、付根部５５が比較的短くてもその底部付近には力が伝わりにくく、したがって振動漏れは起こり難いと言える。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、全体が小型でありながら、振動漏れの影響を可及的に低減することができて高い検出精度が得られる音叉型振動子、その音叉型振動子の製造方法、および音叉型振動子を用いた角速度センサを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る音叉型振動子は、共通の付根部から一対の大脚部が並列して突出形成されて親音叉が構成されるとともに、この親音叉の前記各大脚部には、この両大脚部を含む面に直交する方向において所定間隔を存して互いに対向しかつ前記大脚部よりも短尺の一対の小脚部が形成されて子音叉が構成されていることを特徴としている。

請求項２記載の発明に係る音叉型振動子は、請求項１記載の発明の構成において、前記親音叉の大脚部における面内振動と面外振動の共振周波数が異なり、かつ、前記親音叉の大脚部と子音叉の小脚部の各面内振動の共振周波数が略一致するように設定されていることを特徴としている。

請求項３記載の発明に係る音叉型振動子は、請求項１または請求項２記載の発明に係る構成において、一対の大脚部構成要部を有する前方部材と、前記前方部材と同じ外形寸法に形成された一対の大脚部構成要部を有する後方部材とを備え、前記両部材の前後の大脚構成要部同士が互いに重複し、かつ、前後の大脚構成要部の間に前記子音叉の小脚部間の間隙形成用の隙間を存して両部材が一体的に結合されていることを特徴としている。

請求項４記載の発明に係る音叉型振動子の製造方法は、一方表面の略全面にわたって電極が形成された圧電基板と、この圧電基板と略同じ外形寸法を有しかつ一方表面側に子音叉の小脚部間の隙間となるべき段差部が形成されたセラミック基板とを準備し、前記圧電基板の電極非形成面と前記セラミック基板の段差部形成面とが対向するように前記両基板を貼り合わせて接合体を形成し、この接合体を所定ピッチで切断して切出ブロックを得、この切出ブロックに所定ピッチで親音叉の大脚部間の隙間となるべき切欠部を形成した後、この接合体の前記電極形成面に電極分離用の切込溝を形成するとともに当該切出ブロックを切断して音叉型振動子を得ることを特徴としている。

請求項５記載の発明に係る角速度センサは、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の音叉型振動子からなるセンサ素子を備え、このセンサ素子を駆動する駆動信号の周波数は、前記親音叉の大脚部の面内振動の共振周波数と略一致するように設定されており、前記駆動信号で親音叉の大脚部を面内振動させつつ、コリオリ力によって生じる子音叉の小脚部における面内振動の大きさにより角速度を検出するように構成されていることを特徴としている。

請求項１記載の発明の音叉型振動子は、親音叉の大脚部の面内振動と面外振動の共振周波数が異なるため大脚部には殆ど面外振動が起こらない。よって付根部には捩り力が発生しにくい。また、コリオリ力によって生じる振動は子音叉の小脚部の面内振動になるため、付根部に振動が達しにくい。しかも、子音叉の小脚部は親音叉の大脚部よりも短尺になっているため、子音叉の付根部の長さは、実質的に親音叉の付根部の長さよりも長くなるので、親音叉の付根部に振動が達することが一層少なくなる。したがって、振動漏れは殆ど発生しなくなって高い角速度検出精度が得られる。

請求項２記載の発明の音叉型振動子は、親音叉の大脚部における面内振動の共振周波数と子音叉の小脚部における面内振動の共振周波数とが共に駆動信号の駆動周波数に略一致するように設定されているので、請求項１記載の発明の効果に加えて、コリオリ力による子音叉の小脚部における面内振動が大きくなるので、十分大きな検出出力を得ることができる。

請求項３記載の発明の音叉型振動子は、請求項１または請求項２記載の構成において、前方部材と後方部材とを、前後の大脚構成要部同士が互いに重複し、かつ前後の大脚構成要部の間に子音叉の小脚部間の間隙形成用の隙間を存して一体的に結合しているので、簡単な構成でもって親音叉と子音叉が一体化された所要の特性を有する音叉型振動子を得ることができる。

請求項４記載の発明に係る音叉型振動子の製造方法によれば、切断加工と切削加工のみで一度に多数の音叉型振動子を製作できるので、音叉型振動子の製作が容易で、かつ安価に製作することが可能になる。

請求項５記載の発明に係る角速度センサによれば、センサ素子となるべき音叉型振動子において、親音叉の大脚部には面内振動が起こるが面外振動は殆ど起こらず、また、コリオリ力による子音叉の小脚部における面内振動が大きくなるので、振動漏れが殆ど発生しなくなるだけでなく、十分大きな角速度検出出力を得ることができる。このため、高い角速度検出精度を有する角速度センサを得ることが可能になる。

図１は本発明の実施の形態の音叉型振動子の全体構成を示す斜視図である。
この実施の形態の音叉型振動子１は、共に音叉形状に形成された前方部材２と後方部材３とを備え、両部材２，３を重ね合わせて接着剤等で一体的に接合することにより構成されている。上記の前方部材２は、分極処理したＰＺＴセラミック材等からなる前後一対の圧電体２ａ，２ｂを一体接合したバイモルフ構造のもので、その一方側の表面にはその中央部分に左右一対の駆動電極４ａ，４ｂが、また、これらの両駆動電極４ａ，４ｂを挟むかたちで左右に検出電極４ｃ，４ｄがそれぞれ形成され、各電極４ａ〜４ｄが切込溝５によって電気的に分離されている。また、後方部材３は、セラミック材からなり、その左右の各上端部の前方部材２側に面する部分が段差状に切り欠かれており、これによって前方部材２との間に隙間３ａ，３ｂが形成されている。

この音叉型振動子１は、全体として見た場合、共通の付根部９から左右一対の大脚部１０ａ，１０ｂが所定の間隔を存して互いに並列して突出形成されて親音叉８が構成されるとともに、この親音叉８の各大脚部１０ａ，１０ｂには、この両大脚部１０ａ，１０ｂを含む面に直交する方向（図中、Ｙ軸方向）において互いに所定の隙間３ａ，３ｂを存して互いに対向する一対の小脚部１３ｃ，１３ｄ、１４ｃ，１４ｄが形成されている。この場合、各々の小脚部１３ｃ，１３ｄ、１４ｃ，１４ｄの長手方向（図中、Ｚ軸方向）の長さＬ２２は、各大脚部１０ａ，１０ｂの長手方向の長さＬ１２よりも短尺になるように（Ｌ２２＜Ｌ１２）設定されている。これによって各大脚部１０ａ，１０ｂには個別に子音叉１２ａ，１２ｂが構成されている。

そして、親音叉８の大脚部１０ａ，１０ｂはＸ−Ｚ面に沿って面内振動し、子音叉１２ａ，１２ｂの小脚部１３ｃ，１３ｄおよび１４ｃ，１４ｄはＹ−Ｚ面に沿って面内振動する。この場合、親音叉８の大脚部１０ａ，１０ｂの面内振動の共振周波数と、子音叉１２ａ，１２ｂの小脚部１３ｃ，１３ｄおよび１４ｃ，１４ｄの面内振動の共振周波数とは、共に外部から印加される駆動信号の駆動周波数に略一致するように設定されている。

すなわち、親音叉８の大脚部１０ａ，１０ｂにおける面内振動の共振周波数をｆ₀１、子音叉１２ａ，１２ｂの小脚部１３ｃ，１３ｄおよび１４ｃ，１４ｄにおける面内振動の共振周波数をｆ₀３、駆動信号の周波数をｆｄとすると、ｆ₀１≒ｆｄ、ｆ₀３≒ｆｄになるように設定されている。ただし、親音叉８の大脚部１０ａ，１０ｂにおける面外振動（Ｙ−Ｚ面に沿う振動）の共振周波数ｆ₀２は、駆動信号の周波数ｆｄと大きく異なるように（つまり、ｆ₀２＜＜ｆｄ、またはｆ₀２＞＞ｆｄとなるように）設定されている。なお、このような親音叉８や子音叉１２ａ，１２ｂの各面内振動の共振周波数ｆ₀１，ｆ₀３は、親音叉８の付根部９の長さＬ１１や各脚部１０ａ，１０ｂ、１３ｃ，１３ｄ，１４ｃ，１４ｄの長さや幅、厚さ、さらには材質を適宜選定することにより設定される。

図１に示した構成の音叉型振動子１により角速度を検出するには、例えば図２に示すような検出回路が使用される。

この検出回路２０では、自励発振回路２１から出力される周波数ｆｄの駆動信号を音叉型振動子１の駆動電極４ａ，４ｂに対して印加して、両大脚部１０ａ，１０ｂを面内振動させる。そして、両大脚部１０ａ，１０ｂが面内振動をしている状態で、大脚部１０ａ，１０ｂの長手方向（図１中、Ｚ軸方向）を回転軸とする角速度が加わると、これに伴って生じたコリオリ力が両大脚部１０ａ，１０ｂに、両者を含む面に直交する方向（図中、Ｙ軸方向）に加わる。その際、上述したように、親音叉８の大脚部１０ａ，１０ｂにおける面外振動（Ｙ−Ｚ面に沿う振動）の共振周波数ｆ₀２は、駆動信号の周波数ｆｄと大きく異なるように設定されているので、親音叉８の大脚部１０ａ，１０ｂは面外振動しない。ところが、このコリオリ力は子音叉１２ａ，１２ｂの小脚部１３ｃ，１３ｄおよび１４ｃ，１４ｄにも加わり、しかも、その面内振動の共振周波数ｆ₀３は親音叉８の大脚部１０ａ，１０ｂにおける面内振動の共振周波数ｆ₀１に略一致させているので、子音叉１２ａ，１２ｂの各小脚部１３ｃ，１３ｄ、１４ｃ，１４ｄが面内振動する。

なお、子音叉１２ａ，１２ｂの２つの小脚部１３ｃ，１３ｄ、１４ｃ，１４ｄに加わるコリオリ力の方向は同じ方向である。また子音叉１２ｂの２つの小脚部１４ｃ，１４ｄに加わるコリオリ力の方向も同じである。それにもかかわらず、子音叉１２ａ，１２ｂが開閉の音叉振動をするのは、２つの小脚部１３ｃと１３ｄあるいは１４ｃと１４ｄの付け根部分の構造が対称形になってはいるものの、コリオリ力の加わる方向との関係で見ると非対称になっているからである。

ここで、子音叉１２ａ，１２ｂが面内振動する場合、図３に示すように、２つの振動モードが考えられる。第１は、同図（ａ）に矢印で示すように、一方の子音叉１２ａを構成する一対の小脚部１３ｃ，１３ｄが開いたときに、他方の子音叉１２ｂを構成する一対の小脚部１４ｃ，１４ｄが閉じる、あるいはその逆になるような振動モード（以下、これを逆相振動モードという）である。第２は、同図（ｂ）に矢印で示すように、一方の子音叉１２ａを構成する一対の小脚部１３ｃ，１３ｄが開いたときに、同時に他方の子音叉１２ｂを構成する一対の小脚部１４ｃ，１４ｄも開く、あるいはその逆になるような振動モード（以下、これを同相振動モードという）である。そして、子音叉１２ａ，１２ｂの各小脚部１３ｃ，１３ｄ、１４ｃ，１４ｄが同相振動モードで振動するときには、音叉型振動子１の脚部の長手方向（図中、Ｚ軸方向）を回転軸とした場合の回転方向の検出ができず、逆相振動モードのときにのみ回転方向とその角速度の大きさを検出することができる。

実際には、２つの子音叉１２ａ，１２ｂでは各小脚部１３ｃ，１３ｄ、１４ｃ，１４ｄに加わるコリオリ力の方向が逆になる。例えば、子音叉１２ａに対して小脚部１３ｃから１３ｄに向かう方向にコリオリ力が加わるときには、子音叉１２ｂに対しては小脚部１４ｄから小脚部１４ｃに向かう方向にコリオリ力が加わる。そして、子音叉１２ａにおけるコリオリ力が加わる側の小脚部１３ｃはバイモルフ構造の圧電体からなり、子音叉１２ｂにおけるコリオリ力が加わる側の小脚部１４ｄは別のセラミック材からなる。そのため、２つの小脚部１３ｃ，１４ｄは物理的な特性が微妙に異なり、コリオリ力によって振動のし易さに差が生じる可能性がある。その結果、２つの子音叉１２ａ，１２ｂでは、一方の小脚部が開くように振動しているときには、他方の小脚部が閉じるように振動する。すなわち、逆相振動モードで振動することになる。

したがって、子音叉１２ａ，１２ｂの各小脚部１３ｃ，１３ｄ、１４ｃ，１４ｄが逆相振動モードで面内振動するときの大きさに応じて検出電極４ｃ，４ｄに生じる出力を個別にＩ／Ｖ変換回路２２ｃ，２２ｄで電圧信号に変換し、これらの両出力を差動増幅器２３で加算し、その差動増幅した出力を同期検波回路２４で同期検波した後、増幅器２５で増幅して取り出す。また、各Ｉ／Ｖ変換回路２２ｃ，２２ｄの出力はワイヤードオア回路２６で加算された後、自励発振回路２１に入力されることにより、音叉型振動子１の駆動電極４ａ，４ｂに加わる駆動信号を得るための自励発振ループが構成される。

ここで、音叉型振動子１の親音叉８と子音叉１２ａ，１２ｂの相互の振動動作に着目すると、まず、親音叉８については、大脚部１０ａ，１０ｂの面内振動の共振周波数ｆ₀１は駆動信号の周波数ｆｄに略一致している（ｆ₀１≒ｆｄ）ので大脚部１０ａ，１０ｂは面内振動をするが、大脚部１０ａ，１０ｂの面外振動の共振周波数ｆ₀２は、ｆ₀２＜＜ｆｄ、またはｆ₀２＞＞ｆｄに設定されているので、大脚部１０ａ，１０ｂにはコリオリ力による面外振動が発生しない。このため、付根部９には捩り力が作用しにくい。一方、子音叉１２ａ，１２ｂについては、小脚部１３ｃ，１３ｄ、１４ｃ，１４ｄの面内振動の共振周波数ｆ₀３は、ｆ₀３≒ｆｄなので、コリオリ力によって生じる小脚部１３ｃ，１３ｄ、１４ｃ，１４ｄの面内振動が大きくなり、このため十分大きな検出出力を得ることができる。

しかも、この場合、子音叉１２ａ，１２ｂの各小脚部１３ｃ，１３ｄ、１４ｃ，１４ｄは、上記のようにコリオリ力によって面内振動になるため、その付根部９が振動しにくい。また、子音叉１２ａ，１２ｂの各小脚部１３ｃ，１３ｄ、１４ｃ，１４ｄは親音叉８の大脚部１０ａ，１０ｂよりも短尺になっているため（Ｌ２２＜Ｌ１２）、子音叉１２ａ，１２ｂの付根部分の長さＬ２１は、実質的に親音叉８の付根部分の長さＬ１１よりも長くなっている（Ｌ２１＞Ｌ１１）。以上のことから、子音叉１２ａ，１２ｂの小脚部１３ｃ，１３ｄ、１４ｃ，１４ｄが面内振動をしても、付根部９にはその振動が殆ど伝わらない。したがって、付根部９は理想に近いノードになって従来のような固定部からの振動漏れが発生しないので、高い角速度検出精度が得られる。

次に、図１に示した構成を有する音叉型振動子１を製造する方法について、図４(ａ)ないし図４(ｄ)を参照して説明する。

図４(ａ)に示すように、分極処理したＰＺＴ等からなる上下一対の圧電体４１ａ，４１ｂを一体接合してなるバイモルフ構造の平面視長方形の圧電基板４１と、この圧電基板４１と略同じ外形寸法を有するシリコン材等からなるセラミック基板４２とを準備する。この場合、予め、圧電基板４１には、その一方表面の略全面にわたって電極４３を形成し、また、セラミック基板４２には一方表面側の長手方向に直交する方向に沿って子音叉１２ａ，１２ｂの小脚部１３ｃ，１３ｄおよび１４ｃ，１４ｄ間の隙間３ａ，３ｂとなるべき凹状の段差部４２ａを形成しておく。

そして、図４(ｂ)に示すように、圧電基板４１の電極非形成面とセラミック基板４２の段差部４２ａ形成面とが対向するように両基板４１，４２を接着剤等により貼り合わせて接合体４４を形成する。

次に、この接合体４４の長手方向に向かう所定箇所（図４(ｂ)中、二点鎖線で示す位置）を長手方向と直交する方向に沿って順次切断する。すると、図４(ｃ)に示すような切出ブロック４５が得られる。

そこで、各々の切出ブロック４５の複数枚（例えば２枚）を厚み方向に積み重ね、音叉型振動子１の付根部９になるべき部分を下にして立てる。この状態で、ダイシングソー等を用いて図４(ｄ)に示すように親音叉８の大脚部１０ａ，１０ｂ間の隙間となるべき切欠部４６を切出ブロック４５の長手方向に沿って所定ピッチで形成する。

その後、重ね合わせた各切出ブロック４５をばらして一つ一つを横向きにし倒し、電極分離用の切込溝５を切出ブロック４５の短手方向に沿って所定ピッチで形成するとともに、この切出ブロック４５の長手方向に向かう所定箇所（図４(ｅ)中、二点鎖線で示す位置）を短手方向に沿って順次切断する。これにより、一つの切出ブロック４５からは複数（この例では３個）の音叉型振動子１が得られる。

このように、本発明の音叉型振動子の製造方法によれば、切削加工と切断加工のみで多数の音叉型振動子１を一度に製作できるので、音叉型振動子１の製作が容易であり、かつ安価に製作することが可能になる。

なお、上記の製造方法の説明では、セラミック基板４２に子音叉１２ａ，１２ｂの小脚部１３ｃ，１３ｄおよび１４ｃ，１４ｄ間の隙間３ａ，３ｂとなるべき凹状の段差部４２ａを形成しているが、その代わりに、平坦なセラミック基板の表面に凸部となる別体のセラミック材を別途張り付けることにより結果的に子音叉１２ａ，１２ｂの小脚部１３ｃ，１３ｄおよび１４ｃ，１４ｄ間の隙間３ａ，３ｂとなるべき段差部４２ａを形成することも可能である。

本発明の音叉型振動子は、図１に示した構成のものに限らず、例えば図５(ａ)，(ｂ)に示すような構成のものであってもよい。

すなわち、同図(ａ)に示す音叉型振動子は、バイモルフ構造の前方部材２の一方表面には切込溝を設けずに単一の駆動電極４ａとこれを挟むように配置された一対の検出電極４ｃ，４ｄとがスクリーン印刷等によってパターン形成されている。同図(ｂ)に示す音叉型振動子は、電極４ａ，４ｃ，４ｄを有するバイモルフ構造の前方部材２とこれと同じ外形寸法を有するセラミック材等からなる後方部材３との間にセラミック材等からなるスペーサ６を介在させてこれらを一体接合して構成されている。さらに、前方部材２あるいは後方部材３は、必ずしもバイモルフ構造のものである必要はなく、ユニモルフ構造のものでもよく、さらには圧電体を多層積層した構造のものであってもよい。このような各構造の音叉型振動子においても、図１に示した音叉型振動子１と同様な作用効果を得ることができる。

本発明は、音叉型振動子１を角速度センサとして適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、加速度センサや慣性センサなどコリオリ力に応じた検出出力を得る必要がある分野に対して広く適用することが可能である。

本発明の実施の形態における音叉型振動子の構成を示す斜視図である。 同音叉型振動子の検出回路を示す回路図である。 同音叉型振動子の振動動作の説明に供する斜視図である。 同音叉型振動子の製造工程の説明に供する斜視図である。 同音叉型振動子の製造工程の説明に供する斜視図である。 同音叉型振動子の製造工程の説明に供する斜視図である。 同音叉型振動子の製造工程の説明に供する斜視図である。 同音叉型振動子の製造工程の説明に供する斜視図である。 本発明の音叉型振動子の他の構成を示す斜視図である。 従来の音叉型振動子の構成を示す斜視図である。 従来の他の音叉型振動子の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 音叉型振動子
２ 前方部材
３ 後方部材
４ａ，４ｂ 駆動電極
４ｃ，４ｄ 検出電極
８ 親音叉
９ 付根部
１０ａ，１０ｂ 大脚部
１２ａ，１２ｂ 子音叉
１３ｃ，１３ｄ 小脚部
１４ｃ，１４ｄ 小脚部
４１ 圧電基板
４２ セラミック基板
４２ａ 段差部
４３ 電極
４４ 結合体
４５ 切出ブロック
４６ 切欠部

Claims (5)

1. 付根部から一対の大脚部が並列して突出形成されて親音叉が構成されるとともに、この親音叉の前記各大脚部には、この両大脚部を含む面に直交する方向において所定間隔を存して互いに対向しかつ前記大脚部よりも短尺の一対の小脚部が形成されて子音叉が構成されていることを特徴とする音叉型振動子。
2. 前記親音叉の大脚部における面内振動と面外振動の共振周波数が異なり、かつ、前記親音叉の大脚部と子音叉の小脚部の各面内振動の共振周波数が略一致するように設定されていることを特徴とする請求項１記載の音叉型振動子。
3. 一対の大脚部構成要部を有する前方部材と、前記前方部材と同じ外形寸法に形成された一対の大脚部構成要部を有する後方部材とを備え、前記両部材の前後の大脚構成要部同士が互いに重複し、かつ、前後の大脚構成要部の間に前記子音叉の小脚部間の間隙形成用の隙間を存して両部材が一体的に結合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の音叉型振動子。
4. 一方表面の略全面にわたって電極が形成された圧電基板と、この圧電基板と略同じ外形寸法を有しかつ一方表面側に子音叉の小脚部間の隙間となるべき段差部が形成されたセラミック基板とを準備し、前記圧電基板の電極非形成面と前記セラミック基板の段差部形成面とが対向するように前記両基板を貼り合わせて接合体を形成し、この接合体を所定ピッチで切断して切出ブロックを得、この切出ブロックに所定ピッチで親音叉の大脚部間の隙間となるべき切欠部を形成した後、この接合体の前記電極形成面に電極分離用の切込溝を形成するとともに当該切出ブロックを切断して音叉型振動子を得ることを特徴とする音叉型振動子の製造方法。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の音叉型振動子からなるセンサ素子を備え、このセンサ素子を駆動する駆動信号の周波数は、前記親音叉の大脚部の面内振動の共振周波数と略一致するように設定されており、前記駆動信号で親音叉の大脚部を面内振動させつつ、コリオリ力によって生じる子音叉の小脚部における面内振動の大きさにより角速度を検出するように構成されていることを特徴とする角速度センサ。

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