JP2009300460A - 振動ジャイロ素子、振動ジャイロ素子の支持構造およびジャイロセンサ - Google Patents
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Abstract
【課題】基部に漏洩する駆動振動を抑圧し、角速度の誤検出を防止する振動ジャイロ素子
、振動ジャイロ素子の支持構造およびジャイロセンサを提供する。
【解決手段】基部１０と、基部１０から直線状に両側へ延出された１対の検出用振動腕１
１ａ，１１ｂと、基部１０から両側へ検出用振動腕１１ａ，１１ｂに直交する方向に延出
された１対の連結腕１３ａ，１３ｂと、各連結腕１３ａ，１３ｂの先端部からそれと直交
して両側へ延出された各１対の駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと、基部１
０から延出される４本の梁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂと、各梁２０ａ，２０ｂ，２
１ａ，２１ｂの先端に接続する支持部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂとを同一平面に備
え、各梁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂは基部１０より一旦、駆動用振動腕１４ａ，１
４ｂ，１５ａ，１５ｂの延出する方向と略直交する方向に延出されている。
【選択図】図１
、振動ジャイロ素子の支持構造およびジャイロセンサを提供する。
【解決手段】基部１０と、基部１０から直線状に両側へ延出された１対の検出用振動腕１
１ａ，１１ｂと、基部１０から両側へ検出用振動腕１１ａ，１１ｂに直交する方向に延出
された１対の連結腕１３ａ，１３ｂと、各連結腕１３ａ，１３ｂの先端部からそれと直交
して両側へ延出された各１対の駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと、基部１
０から延出される４本の梁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂと、各梁２０ａ，２０ｂ，２
１ａ，２１ｂの先端に接続する支持部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂとを同一平面に備
え、各梁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂは基部１０より一旦、駆動用振動腕１４ａ，１
４ｂ，１５ａ，１５ｂの延出する方向と略直交する方向に延出されている。
【選択図】図１
Description
本発明は角速度の検出に用いる振動ジャイロ素子、振動ジャイロ素子の支持構造および
ジャイロセンサに関する。
ジャイロセンサに関する。
近年、撮像機器の手ぶれ補正や、ＧＰＳ衛星信号を用いた車両等の移動体ナビゲーショ
ンシステムの姿勢制御として、振動ジャイロ素子を容器に収容したジャイロセンサが多く
用いられている。
振動ジャイロ素子として、例えば、中央の基部から延出する検出振動系と、略Ｔ字型の
駆動振動系を中央の基部に左右対称となるように配置した所謂、ダブルＴ型振動ジャイロ
素子が知られている（特許文献１、図１参照）。
ンシステムの姿勢制御として、振動ジャイロ素子を容器に収容したジャイロセンサが多く
用いられている。
振動ジャイロ素子として、例えば、中央の基部から延出する検出振動系と、略Ｔ字型の
駆動振動系を中央の基部に左右対称となるように配置した所謂、ダブルＴ型振動ジャイロ
素子が知られている（特許文献１、図１参照）。
このようなダブルＴ型振動ジャイロ素子において、駆動振動が基部に漏洩して基部から
延出する検出振動系に微小な振動を与え、角速度が加わらない状態でもこの振動による歪
を角速度として検出してしまう問題があった。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、振動ジャイロ素
子において基部に漏洩する駆動振動を抑圧し、角速度の誤検出を防止する振動ジャイロ素
子、振動ジャイロ素子の支持構造およびジャイロセンサを提供することにある。
延出する検出振動系に微小な振動を与え、角速度が加わらない状態でもこの振動による歪
を角速度として検出してしまう問題があった。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、振動ジャイロ素
子において基部に漏洩する駆動振動を抑圧し、角速度の誤検出を防止する振動ジャイロ素
子、振動ジャイロ素子の支持構造およびジャイロセンサを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の振動ジャイロ素子は、基部と、前記基部から直線
状に両側へ延出された１対の検出用振動腕と、前記基部から両側へ前記検出用振動腕に直
交する方向に延出された１対の連結腕と、前記各連結腕の先端部からそれと直交して両側
へ延出された各１対の駆動用振動腕と、前記基部から延出される４本の梁と、前記各梁の
先端に接続する支持部とを同一平面に備え、前記各梁は前記基部より一旦、前記駆動用振
動腕の延出する方向と略直交する方向に延出されていることを特徴とする。
状に両側へ延出された１対の検出用振動腕と、前記基部から両側へ前記検出用振動腕に直
交する方向に延出された１対の連結腕と、前記各連結腕の先端部からそれと直交して両側
へ延出された各１対の駆動用振動腕と、前記基部から延出される４本の梁と、前記各梁の
先端に接続する支持部とを同一平面に備え、前記各梁は前記基部より一旦、前記駆動用振
動腕の延出する方向と略直交する方向に延出されていることを特徴とする。
この構成によれば、基部から駆動用振動腕の延出する方向と略直交する方向に延出する
梁により、漏洩する駆動振動を抑圧でき角速度の誤検出を防止することができる。
梁により、漏洩する駆動振動を抑圧でき角速度の誤検出を防止することができる。
本発明の振動ジャイロ素子は、前記梁および前記支持部は振動ジャイロ素子の重心に対
して回転対称な位置に設けられていることが望ましい。
して回転対称な位置に設けられていることが望ましい。
この構成によれば、振動ジャイロ素子のバランスが確保でき、安定した姿勢を保つこと
ができる。
ができる。
本発明の振動ジャイロ素子の支持構造は、前記の振動ジャイロ素子と、前記振動ジャイ
ロ素子が載置される支持台と、前記振動ジャイロ素子の前記支持部と支持台とを固定する
ための固定部材と、を備えることを特徴とする。
ロ素子が載置される支持台と、前記振動ジャイロ素子の前記支持部と支持台とを固定する
ための固定部材と、を備えることを特徴とする。
この支持構造によれば、漏洩する駆動振動を抑圧でき角速度の誤検出を防止することが
できる。
できる。
本発明の振動ジャイロ素子の支持構造において、前記固定部材は弾性を有する材料であ
ることが望ましい。
ることが望ましい。
この構成によれば、固定部材が弾性を有しているので、外部からの振動或は衝撃を和ら
げ、振動ジャイロ素子の駆動振動および検出振動を安定に保つことができる。そして、支
持部に漏洩してきている微小の振動を、固定部材が緩衝材として機能し、駆動振動および
検出振動への影響を低減することができる。
げ、振動ジャイロ素子の駆動振動および検出振動を安定に保つことができる。そして、支
持部に漏洩してきている微小の振動を、固定部材が緩衝材として機能し、駆動振動および
検出振動への影響を低減することができる。
また、本発明のジャイロセンサは、前記の振動ジャイロ素子と、前記振動ジャイロ素子
が載置される支持台と、前記振動ジャイロ素子の前記支持部と支持台とを固定するための
固定部材と、前記振動ジャイロ素子を駆動振動させるための駆動回路と、前記振動ジャイ
ロ素子に角速度が加わったときに前記振動ジャイロ素子に生ずる検出振動を検出する検出
回路と、を備えることを特徴とする。
が載置される支持台と、前記振動ジャイロ素子の前記支持部と支持台とを固定するための
固定部材と、前記振動ジャイロ素子を駆動振動させるための駆動回路と、前記振動ジャイ
ロ素子に角速度が加わったときに前記振動ジャイロ素子に生ずる検出振動を検出する検出
回路と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、基部に漏洩する駆動振動を抑圧し、角速度の誤検出を防止する振動
ジャイロ素子を搭載し、特性の優れたジャイロセンサを提供することができる。
ジャイロ素子を搭載し、特性の優れたジャイロセンサを提供することができる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
（実施形態）
（実施形態）
図１は本実施形態の振動ジャイロ素子を示す概略平面図である。
振動ジャイロ素子１は、圧電材料である水晶から形成されている。水晶には電気軸と呼
ばれるＸ軸、機械軸と呼ばれるＹ軸および光学軸と呼ばれるＺ軸を有している。そして、
振動ジャイロ素子１はＺ軸方向に所定の厚みを持ち、ＸＹ平面内に形成されている。
振動ジャイロ素子１は、圧電材料である水晶から形成されている。水晶には電気軸と呼
ばれるＸ軸、機械軸と呼ばれるＹ軸および光学軸と呼ばれるＺ軸を有している。そして、
振動ジャイロ素子１はＺ軸方向に所定の厚みを持ち、ＸＹ平面内に形成されている。
振動ジャイロ素子１は、基部１０から図中上下両側へ直線状に延出する１対の検出用振
動腕１１ａ，１１ｂと、基部１０から該検出用振動腕１１ａ，１１ｂと直交する向きに図
中左右両側へ延出する１対の連結腕１３ａ，１３ｂと、各連結腕１３ａ，１３ｂの先端部
から検出用振動腕１１ａ，１１ｂと平行に図中上下両側へ延出する左右各１対の駆動用振
動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂとを有している。
また、検出用振動腕１１ａ，１１ｂ表面には検出電極（図示せず）が形成され、駆動用
振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ表面には駆動電極（図示せず）が形成されている
。このように、検出用振動腕１１ａ，１１ｂにて角速度を検出する検出振動系を構成し、
連結腕１３ａ，１３ｂと駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂにて振動ジャイロ
素子を駆動する駆動振動系を構成している。
動腕１１ａ，１１ｂと、基部１０から該検出用振動腕１１ａ，１１ｂと直交する向きに図
中左右両側へ延出する１対の連結腕１３ａ，１３ｂと、各連結腕１３ａ，１３ｂの先端部
から検出用振動腕１１ａ，１１ｂと平行に図中上下両側へ延出する左右各１対の駆動用振
動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂとを有している。
また、検出用振動腕１１ａ，１１ｂ表面には検出電極（図示せず）が形成され、駆動用
振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ表面には駆動電極（図示せず）が形成されている
。このように、検出用振動腕１１ａ，１１ｂにて角速度を検出する検出振動系を構成し、
連結腕１３ａ，１３ｂと駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂにて振動ジャイロ
素子を駆動する駆動振動系を構成している。
また、検出用振動腕１１ａ，１１ｂのそれぞれの先端部には重り部１２ａ，１２ｂが形
成され、駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂのそれぞれの先端部には重り部１
６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂが形成されている。このことにより、振動ジャイロ素子の
小型化および角速度の検出感度の向上が図られている。なお、ここで検出用振動腕１１ａ
，１１ｂは重り部１２ａ，１２ｂをそれぞれ含み、駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ
，１５ｂは重り部１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂをそれぞれ含んだ名称である。
成され、駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂのそれぞれの先端部には重り部１
６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂが形成されている。このことにより、振動ジャイロ素子の
小型化および角速度の検出感度の向上が図られている。なお、ここで検出用振動腕１１ａ
，１１ｂは重り部１２ａ，１２ｂをそれぞれ含み、駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ
，１５ｂは重り部１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂをそれぞれ含んだ名称である。
さらに、基部１０から該駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと略直交する向
きに一旦、図中左右両側へ延出し、途中で該駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５
ｂと平行に延出するＬ字状の梁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂが形成され、梁２０ａ，
２０ｂ，２１ａ，２１ｂの先端はそれぞれ支持部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂに接続
されている。
そして、この支持部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂを支持接着することにより、振動
ジャイロ素子１の支持を可能としている。
また、この梁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂおよび支持部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，
２３ｂは、振動ジャイロ素子１の重心Ｇに対して回転対称な位置に配置されている。
きに一旦、図中左右両側へ延出し、途中で該駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５
ｂと平行に延出するＬ字状の梁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂが形成され、梁２０ａ，
２０ｂ，２１ａ，２１ｂの先端はそれぞれ支持部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂに接続
されている。
そして、この支持部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂを支持接着することにより、振動
ジャイロ素子１の支持を可能としている。
また、この梁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂおよび支持部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，
２３ｂは、振動ジャイロ素子１の重心Ｇに対して回転対称な位置に配置されている。
次に、振動ジャイロ素子１の動作について説明する。
図２および図３は振動ジャイロ素子１の動作を説明する模式平面図である。図２は駆動
振動状態を示し、図３は角速度が加わった状態における検出振動状態を示している。なお
、図２および図３において、振動形態を簡易に表現するために、各振動腕および各梁は線
で表している。
図２および図３は振動ジャイロ素子１の動作を説明する模式平面図である。図２は駆動
振動状態を示し、図３は角速度が加わった状態における検出振動状態を示している。なお
、図２および図３において、振動形態を簡易に表現するために、各振動腕および各梁は線
で表している。
図２において、振動ジャイロ素子１の駆動振動状態を説明する。振動ジャイロ素子１は
角速度が加わらない状態において、駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂが矢印
Ｅで示す方向に屈曲振動を行う。この屈曲振動は、実線で示す振動姿態と二点鎖線で示す
振動姿態を所定の周波数で繰り返している。このとき、基部１０には矢印Ｆで示すような
力が働く。つまり、駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの屈曲振動に従い、基
部１０には引張りと圧縮の力が交互に働く振動となる。この振動は駆動用振動腕１４ａ，
１４ｂ，１５ａ，１５ｂの屈曲振動に比べて微小な振動である。
角速度が加わらない状態において、駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂが矢印
Ｅで示す方向に屈曲振動を行う。この屈曲振動は、実線で示す振動姿態と二点鎖線で示す
振動姿態を所定の周波数で繰り返している。このとき、基部１０には矢印Ｆで示すような
力が働く。つまり、駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの屈曲振動に従い、基
部１０には引張りと圧縮の力が交互に働く振動となる。この振動は駆動用振動腕１４ａ，
１４ｂ，１５ａ，１５ｂの屈曲振動に比べて微小な振動である。
この微小な振動は、左右の駆動振動バランスが崩れた場合には、基部１０を回転させる
ように働き、検出振動腕１１ａ，１１ｂを微小に振動させようとするが、基部１０から駆
動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと直交する向きに一旦延出した梁２０ａ，２
０ｂ，２１ａ，２１ｂによって基部１０の振動を抑圧する。このため、検出用振動腕１１
ａ，１１ｂは振動することがない。
ように働き、検出振動腕１１ａ，１１ｂを微小に振動させようとするが、基部１０から駆
動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと直交する向きに一旦延出した梁２０ａ，２
０ｂ，２１ａ，２１ｂによって基部１０の振動を抑圧する。このため、検出用振動腕１１
ａ，１１ｂは振動することがない。
次に、この駆動振動を行っている状態で、振動ジャイロ素子１にＺ軸回りの角速度ωが
加わると、図３に示すような振動を行う。まず、図３（ａ）のように、駆動振動系を構成
する駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂおよび連結腕１３ａ，１３ｂに矢印Ｂ
方向のコリオリ力が働く。また同時に、検出用振動腕１１ａ，１１ｂは矢印Ｂのコリオリ
力に呼応して、矢印Ｃ方向に変形する。その後、図３（ｂ）のように、駆動用振動腕１４
ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂおよび連結腕１３ａ，１３ｂに矢印Ｂ´方向に戻る力が働く
。同時に、検出用振動腕１１ａ，１１ｂは矢印Ｂ´方向の力に呼応して、矢印Ｃ´方向に
変形する。この動きを交互に繰り返して新たな振動が励起される。
なお、矢印Ｂ，Ｂ´方向の振動は重心Ｇに対して周方向の振動である。そして、検出用
振動腕１１ａ，１１ｂに形成した検出電極が、振動により発生した圧電材料の歪を検出し
て角速度が求められる。
加わると、図３に示すような振動を行う。まず、図３（ａ）のように、駆動振動系を構成
する駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂおよび連結腕１３ａ，１３ｂに矢印Ｂ
方向のコリオリ力が働く。また同時に、検出用振動腕１１ａ，１１ｂは矢印Ｂのコリオリ
力に呼応して、矢印Ｃ方向に変形する。その後、図３（ｂ）のように、駆動用振動腕１４
ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂおよび連結腕１３ａ，１３ｂに矢印Ｂ´方向に戻る力が働く
。同時に、検出用振動腕１１ａ，１１ｂは矢印Ｂ´方向の力に呼応して、矢印Ｃ´方向に
変形する。この動きを交互に繰り返して新たな振動が励起される。
なお、矢印Ｂ，Ｂ´方向の振動は重心Ｇに対して周方向の振動である。そして、検出用
振動腕１１ａ，１１ｂに形成した検出電極が、振動により発生した圧電材料の歪を検出し
て角速度が求められる。
また、この検出振動状態では、基部１０の周縁部は梁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ
が撓み、矢印Ｄ，Ｄ´方向に、重心Ｇに対して周方向に振動する。これは、検出振動が駆
動振動系と検出用振動腕１１ａ，１１ｂとの釣り合い振動だけでなく、基部１０を含めた
釣り合い振動となっているためである。
この矢印Ｄ，Ｄ´で示す基部１０の周縁部の振動振幅は、矢印Ｂ，Ｂ´で示す駆動振動
系の振動振幅、または矢印Ｃ，Ｃ´で示す検出用振動腕１１ａ，１１ｂの振動振幅に比べ
て微小であるが、例えば基部１０を固定した場合、この固定により基部１０の周縁部の振
動が抑圧され、検出振動も抑圧される。このことから、基部１０を固定することは角速度
の検出感度を低下させることになる。
が撓み、矢印Ｄ，Ｄ´方向に、重心Ｇに対して周方向に振動する。これは、検出振動が駆
動振動系と検出用振動腕１１ａ，１１ｂとの釣り合い振動だけでなく、基部１０を含めた
釣り合い振動となっているためである。
この矢印Ｄ，Ｄ´で示す基部１０の周縁部の振動振幅は、矢印Ｂ，Ｂ´で示す駆動振動
系の振動振幅、または矢印Ｃ，Ｃ´で示す検出用振動腕１１ａ，１１ｂの振動振幅に比べ
て微小であるが、例えば基部１０を固定した場合、この固定により基部１０の周縁部の振
動が抑圧され、検出振動も抑圧される。このことから、基部１０を固定することは角速度
の検出感度を低下させることになる。
次に、振動ジャイロ素子の支持構造およびジャイロセンサについて、図４を用いて説明
する。図４はジャイロセンサを示す概略断面図であり、振動ジャイロ素子１を図１のＡ−
Ａ断線に沿う断面として表している。
する。図４はジャイロセンサを示す概略断面図であり、振動ジャイロ素子１を図１のＡ−
Ａ断線に沿う断面として表している。
ジャイロセンサ８０は、振動ジャイロ素子１、ＩＣ８４、収容器８１、蓋体８６を備え
ている。セラミックなどで形成された収容器８１の底面にはＩＣ８４が配置され、Ａｕな
どのワイヤ８５で収容器８１に形成された配線（図示せず）と電気的接続がなされている
。ＩＣ８４には振動ジャイロ素子１を駆動振動させるための駆動回路と、角速度が加わっ
たときに振動ジャイロ素子１に生ずる検出振動を検出する検出回路とを含んでいる。振動
ジャイロ素子１は、収容器８１に形成された支持台８２と振動ジャイロ素子１の支持部２
２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂとを導電性接着剤などの固定部材８３を介して、接着支持
されている。また、支持台８２表面には配線（図示せず）が形成され、振動ジャイロ素子
１の電極と配線間の導通が固定部材８３を介してなされている。この固定部材８３は、弾
性のある材料であることが望ましい。弾性を有する固定部材８３としてはシリコーンを基
材とする導電性接着剤などが知られている。そして、収容器８１の上部で収容器８１内を
真空雰囲気に保持され、蓋体８６にて封止されている。
ている。セラミックなどで形成された収容器８１の底面にはＩＣ８４が配置され、Ａｕな
どのワイヤ８５で収容器８１に形成された配線（図示せず）と電気的接続がなされている
。ＩＣ８４には振動ジャイロ素子１を駆動振動させるための駆動回路と、角速度が加わっ
たときに振動ジャイロ素子１に生ずる検出振動を検出する検出回路とを含んでいる。振動
ジャイロ素子１は、収容器８１に形成された支持台８２と振動ジャイロ素子１の支持部２
２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂとを導電性接着剤などの固定部材８３を介して、接着支持
されている。また、支持台８２表面には配線（図示せず）が形成され、振動ジャイロ素子
１の電極と配線間の導通が固定部材８３を介してなされている。この固定部材８３は、弾
性のある材料であることが望ましい。弾性を有する固定部材８３としてはシリコーンを基
材とする導電性接着剤などが知られている。そして、収容器８１の上部で収容器８１内を
真空雰囲気に保持され、蓋体８６にて封止されている。
以上のように、本実施形態の振動ジャイロ素子１および振動ジャイロ素子１の支持構造
は、基部１０から一旦、駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの延出する方向と
略直交する方向に延出する梁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂにより、漏洩する駆動振動
を抑圧でき角速度の誤検出を防止することができる。
また、検出振動において、基部１０から延出する梁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂは
水晶で形成されているため弾性を有し、基部１０の周縁部の振動が抑圧されることが無く
、角速度の検出感度が低下することがない。
は、基部１０から一旦、駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの延出する方向と
略直交する方向に延出する梁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂにより、漏洩する駆動振動
を抑圧でき角速度の誤検出を防止することができる。
また、検出振動において、基部１０から延出する梁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂは
水晶で形成されているため弾性を有し、基部１０の周縁部の振動が抑圧されることが無く
、角速度の検出感度が低下することがない。
さらに、梁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂおよび支持部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２
３ｂは振動ジャイロ素子１の重心Ｇに対して回転対称な位置に設けられていることから、
振動ジャイロ素子１のバランスが確保でき、安定した姿勢を保つことができ良好な特性を
得ることができる。
３ｂは振動ジャイロ素子１の重心Ｇに対して回転対称な位置に設けられていることから、
振動ジャイロ素子１のバランスが確保でき、安定した姿勢を保つことができ良好な特性を
得ることができる。
また、振動ジャイロ素子１の支持構造において、固定部材８３は弾性を有する材料で構
成されているため、外部からの振動および衝撃を和らげ、駆動振動および検出振動を安定
に保つことができる。そして、支持部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂに漏洩してきてい
る微小の振動を、固定部材８３が緩衝材として機能し、駆動振動および検出振動への影響
を低減することができる。
成されているため、外部からの振動および衝撃を和らげ、駆動振動および検出振動を安定
に保つことができる。そして、支持部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂに漏洩してきてい
る微小の振動を、固定部材８３が緩衝材として機能し、駆動振動および検出振動への影響
を低減することができる。
さらに、上記支持構造で支持された振動ジャイロ素子１を搭載したジャイロセンサ８０
は、角速度の誤検出を防止する振動ジャイロ素子１を搭載し、特性の優れたジャイロセン
サ８０を提供することができる。
（振動ジャイロ素子の変形例）
は、角速度の誤検出を防止する振動ジャイロ素子１を搭載し、特性の優れたジャイロセン
サ８０を提供することができる。
（振動ジャイロ素子の変形例）
図５から図９は振動ジャイロ素子の変形例を示す概略平面図である。これらの変形例で
は図１に示した梁および支持部の形状に特徴を有し、図１と同じ構成部については同符号
を付し、説明を省略する。
は図１に示した梁および支持部の形状に特徴を有し、図１と同じ構成部については同符号
を付し、説明を省略する。
図５において、振動ジャイロ素子２には基部１０の４箇所の角部から、一旦各駆動用振
動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと略直交する方向に延出した、略Ｓ字状の梁３０ａ
，３０ｂ，３１ａ，３１ｂが設けられている。梁３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂの先端
は支持部３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂにそれぞれ連結されている。
そして、振動ジャイロ素子２は、前述の実施形態と同様な支持構造で、支持部３２ａ，
３２ｂ，３３ａ，３３ｂを導電性接着剤などの固定部材によって支持台に接着支持される
。
動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと略直交する方向に延出した、略Ｓ字状の梁３０ａ
，３０ｂ，３１ａ，３１ｂが設けられている。梁３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂの先端
は支持部３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂにそれぞれ連結されている。
そして、振動ジャイロ素子２は、前述の実施形態と同様な支持構造で、支持部３２ａ，
３２ｂ，３３ａ，３３ｂを導電性接着剤などの固定部材によって支持台に接着支持される
。
次に、図６において、振動ジャイロ素子３には基部１０の４箇所の角部から該駆動用振
動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと略直交する向きに図中左右両側へ延出し、途中で
該駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと平行に延出するＬ字状の梁４０ａ，４
０ｂ，４１ａ，４１ｂが設けられている。梁４０ａ，４０ｂの先端は共に支持部４２に連
結され、梁４１ａ，４１ｂは共に支持部４３に連結されている。
そして、振動ジャイロ素子３は、前述の実施形態と同様な支持構造で、支持部４２，４
３を導電性接着剤などの固定部材によって支持台に接着支持される。
動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと略直交する向きに図中左右両側へ延出し、途中で
該駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと平行に延出するＬ字状の梁４０ａ，４
０ｂ，４１ａ，４１ｂが設けられている。梁４０ａ，４０ｂの先端は共に支持部４２に連
結され、梁４１ａ，４１ｂは共に支持部４３に連結されている。
そして、振動ジャイロ素子３は、前述の実施形態と同様な支持構造で、支持部４２，４
３を導電性接着剤などの固定部材によって支持台に接着支持される。
図７は、図６における検出用振動腕１１ａ，１１ｂをさらに短く形成した場合の変形例
である。図７において、振動ジャイロ素子４には基部１０の４箇所の角部から該駆動用振
動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと略直交する向きに図中左右両側へ延出し、途中で
該駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと平行に延出するＬ字状の梁５０ａ，５
０ｂ，５１ａ，５１ｂが設けられている。梁５０ａ，５０ｂの先端は支持部５２に連結さ
れ、梁５１ａ，５１ｂは支持部５３に連結されている。
この１対の支持部５２，５３は、各検出用振動腕１１ａ，１１ｂの延出する方向であっ
て検出用振動腕１１ａ，１１ｂの外側かつ駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ
の間に配置されている。
そして、振動ジャイロ素子４は、前述の実施形態と同様な支持構造で、支持部５２，５
３を導電性接着剤などの固定部材によって支持台に接着支持される。
である。図７において、振動ジャイロ素子４には基部１０の４箇所の角部から該駆動用振
動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと略直交する向きに図中左右両側へ延出し、途中で
該駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと平行に延出するＬ字状の梁５０ａ，５
０ｂ，５１ａ，５１ｂが設けられている。梁５０ａ，５０ｂの先端は支持部５２に連結さ
れ、梁５１ａ，５１ｂは支持部５３に連結されている。
この１対の支持部５２，５３は、各検出用振動腕１１ａ，１１ｂの延出する方向であっ
て検出用振動腕１１ａ，１１ｂの外側かつ駆動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ
の間に配置されている。
そして、振動ジャイロ素子４は、前述の実施形態と同様な支持構造で、支持部５２，５
３を導電性接着剤などの固定部材によって支持台に接着支持される。
図８において、振動ジャイロ素子５には基部１０の４箇所の角部から、該駆動用振動腕
１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと略直交する向きに図中左右両側へ延出し、途中で該駆
動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと平行に延出するＬ字状の梁６０ａ，６０ｂ
，６１ａ，６１ｂが設けられている。梁６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂは、それぞれ支
持部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄに接続されている。さらに、支持部６２ａ，６２ｂ
，６２ｃ，６２ｄは、基部１０、検出用振動腕１１ａ，１１ｂ、駆動用振動腕１４ａ，１
４ｂ，１５ａ，１５ｂを取り囲むように形成した枠部６２に連結されている。
そして、振動ジャイロ素子５は、前述の実施形態と同様な支持構造で、少なくとも支持
部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄあるいは枠部６２を導電性接着剤などの固定部材によ
って支持台に接着支持される。
１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと略直交する向きに図中左右両側へ延出し、途中で該駆
動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと平行に延出するＬ字状の梁６０ａ，６０ｂ
，６１ａ，６１ｂが設けられている。梁６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂは、それぞれ支
持部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄに接続されている。さらに、支持部６２ａ，６２ｂ
，６２ｃ，６２ｄは、基部１０、検出用振動腕１１ａ，１１ｂ、駆動用振動腕１４ａ，１
４ｂ，１５ａ，１５ｂを取り囲むように形成した枠部６２に連結されている。
そして、振動ジャイロ素子５は、前述の実施形態と同様な支持構造で、少なくとも支持
部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄあるいは枠部６２を導電性接着剤などの固定部材によ
って支持台に接着支持される。
図９は、図１で説明した振動ジャイロ素子１において、重り部１２ａ，１２ｂ，１６ａ
，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを設けない形態である。
図９において、振動ジャイロ素子６には基部１０の４箇所の角部から、該駆動用振動腕
１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと略直交する向きに図中左右両側へ延出し、途中で該駆
動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと平行に延出するＬ字状の梁７０ａ，７０ｂ
，７１ａ，７１ｂが設けられている。梁７０ａ，７０ｂ，７１ａ，７１ｂは、それぞれ支
持部７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂに接続されている。
そして、振動ジャイロ素子６は、前述の実施形態と同様な支持構造で、支持部７２ａ，
７２ｂ，７３ａ，７３ｂを導電性接着剤などの固定部材によって支持台に接着支持される
。
，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを設けない形態である。
図９において、振動ジャイロ素子６には基部１０の４箇所の角部から、該駆動用振動腕
１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと略直交する向きに図中左右両側へ延出し、途中で該駆
動用振動腕１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと平行に延出するＬ字状の梁７０ａ，７０ｂ
，７１ａ，７１ｂが設けられている。梁７０ａ，７０ｂ，７１ａ，７１ｂは、それぞれ支
持部７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂに接続されている。
そして、振動ジャイロ素子６は、前述の実施形態と同様な支持構造で、支持部７２ａ，
７２ｂ，７３ａ，７３ｂを導電性接着剤などの固定部材によって支持台に接着支持される
。
以上の振動ジャイロ素子の変形例においても、基部１０から駆動用振動腕に一旦、略直
交する方向に延出する梁により、漏洩する駆動振動を抑圧でき角速度の誤検出を防止する
ことができる。
また、振動ジャイロ素子の材料である水晶は固有の弾性を有しているが、基部１０から
延出する梁の長さおよび形状を適宜変えることにより、梁の弾性を調整することができる
。このことから、基部１０に伝わる振動の抑圧を調整でき、安定した駆動振動および検出
振動を得ることができる。
このように、振動ジャイロ素子の変形例においても、本実施形態で説明したのと同様の
作用を有し、同様の効果を享受することができる。
交する方向に延出する梁により、漏洩する駆動振動を抑圧でき角速度の誤検出を防止する
ことができる。
また、振動ジャイロ素子の材料である水晶は固有の弾性を有しているが、基部１０から
延出する梁の長さおよび形状を適宜変えることにより、梁の弾性を調整することができる
。このことから、基部１０に伝わる振動の抑圧を調整でき、安定した駆動振動および検出
振動を得ることができる。
このように、振動ジャイロ素子の変形例においても、本実施形態で説明したのと同様の
作用を有し、同様の効果を享受することができる。
なお、本実施形態の振動ジャイロ素子はフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング加
工で一体に形成することができ、また、１枚の水晶ウエハから多数の振動ジャイロ素子を
形成することができる。
また、本実施形態において、梁を基部より一旦駆動用振動腕に略直交して延出させ、途
中から駆動用振動腕に平行に設けたが、その途中から駆動用振動腕に平行ではなく、ある
角度を持って設け、梁としての弾性を持たせるように構成してもよい。
また、振動ジャイロ素子の材料として、他の圧電材料であるタンタル酸リチウム（Ｌｉ
ＴａＯ3）或はニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ5）などを利用しても良い。さらに、圧電材
料だけでなくエリンバ材に代表される恒弾性材料を用いて実施することも可能である。
工で一体に形成することができ、また、１枚の水晶ウエハから多数の振動ジャイロ素子を
形成することができる。
また、本実施形態において、梁を基部より一旦駆動用振動腕に略直交して延出させ、途
中から駆動用振動腕に平行に設けたが、その途中から駆動用振動腕に平行ではなく、ある
角度を持って設け、梁としての弾性を持たせるように構成してもよい。
また、振動ジャイロ素子の材料として、他の圧電材料であるタンタル酸リチウム（Ｌｉ
ＴａＯ3）或はニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ5）などを利用しても良い。さらに、圧電材
料だけでなくエリンバ材に代表される恒弾性材料を用いて実施することも可能である。
１，２，３，４，５，６…振動ジャイロ素子、１０…基部、１１ａ，１１ｂ…検出用振
動腕、１３ａ，１３ｂ…連結腕、１４ａ，１４ｂ…駆動用振動腕、１５ａ，１５ｂ…駆動
用振動腕、２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ…梁、２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ…支
持部、８０…ジャイロセンサ、８２…支持台、８３…固定部材、８４…駆動回路と検出回
路を含むＩＣ、Ｇ…重心。
動腕、１３ａ，１３ｂ…連結腕、１４ａ，１４ｂ…駆動用振動腕、１５ａ，１５ｂ…駆動
用振動腕、２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ…梁、２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ…支
持部、８０…ジャイロセンサ、８２…支持台、８３…固定部材、８４…駆動回路と検出回
路を含むＩＣ、Ｇ…重心。
Claims (5)
- 基部と、
前記基部から直線状に両側へ延出された１対の検出用振動腕と、
前記基部から両側へ前記検出用振動腕に直交する方向に延出された１対の連結腕と、
前記各連結腕の先端部からそれと直交して両側へ延出された各１対の駆動用振動腕と、
前記基部から延出される４本の梁と、
前記各梁の先端に接続する支持部とを同一平面に備え、
前記各梁は前記基部より一旦、前記駆動用振動腕の延出する方向と略直交する方向に延
出されていることを特徴とする振動ジャイロ素子。 - 請求項１に記載の振動ジャイロ素子において、前記梁および前記支持部は振動ジャイロ
素子の重心に対して回転対称な位置に設けられていることを特徴とする振動ジャイロ素子
。 - 請求項１または２に記載の振動ジャイロ素子と、
前記振動ジャイロ素子が載置される支持台と、
前記振動ジャイロ素子の前記支持部と支持台とを固定するための固定部材と、を備える
ことを特徴とする振動ジャイロ素子の支持構造。 - 請求項３に記載の振動ジャイロ素子の支持構造において、
前記固定部材は弾性を有する材料であることを特徴とする振動ジャイロ素子の支持構造
。 - 請求項１または２に記載の振動ジャイロ素子と、
前記振動ジャイロ素子が載置される支持台と、
前記振動ジャイロ素子の前記支持部と支持台とを固定するための固定部材と、
前記振動ジャイロ素子を駆動振動させるための駆動回路と、
前記振動ジャイロ素子に角速度が加わったときに前記振動ジャイロ素子に生ずる検出振
動を検出する検出回路と、を備えることを特徴とするジャイロセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009226536A JP2009300460A (ja) | 2009-09-30 | 2009-09-30 | 振動ジャイロ素子、振動ジャイロ素子の支持構造およびジャイロセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009226536A JP2009300460A (ja) | 2009-09-30 | 2009-09-30 | 振動ジャイロ素子、振動ジャイロ素子の支持構造およびジャイロセンサ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005015455A Division JP4415383B2 (ja) | 2005-01-24 | 2005-01-24 | 振動ジャイロ素子、振動ジャイロ素子の支持構造およびジャイロセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009300460A true JP2009300460A (ja) | 2009-12-24 |
Family
ID=41547467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009226536A Withdrawn JP2009300460A (ja) | 2009-09-30 | 2009-09-30 | 振動ジャイロ素子、振動ジャイロ素子の支持構造およびジャイロセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009300460A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9123883B2 (en) | 2012-03-26 | 2015-09-01 | Seiko Epson Corporation | Vibration device |
-
2009
- 2009-09-30 JP JP2009226536A patent/JP2009300460A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9123883B2 (en) | 2012-03-26 | 2015-09-01 | Seiko Epson Corporation | Vibration device |
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|---|---|---|---|
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