JP2019039784A - 振動ジャイロ - Google Patents
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Abstract
Description
3:質量部
4、104、204、304、404:検出梁(第2梁)
5:励振基部
5a:可動導電板
6、206、306:励振梁(第1梁)
7:加振器
7a:固定導電板
8:導電板
9:容量検出器
10:コントローラ
11:差分器
12:演算器
14:高比熱部材
15:ケース
114:高熱伝導率部材
206a、306a:スリット
214:高熱伝導率膜
314:大線膨張部材
414a、414b:高内部摩擦部材
Claims (10)
- 互いに直交する第1方向と第2方向の夫々に変位可能に支持されている質量部と、
前記質量部を前記第1方向に振動させる加振器と、
前記質量部の前記第2方向の変位量を検出する検出器と、
を備えており、
前記質量部の前記第1方向の共振周波数と前記第2方向の共振周波数が等しく、
前記第2方向の振動のQ値が前記第1方向の振動のQ値よりも小さい、振動ジャイロ。 - 前記第2方向に沿って延びており、一端が固定部に固定されている第1梁と、
前記第1梁の他端に連結されている励振基部と、
前記第1方向に沿って延びており、一端が前記励振基部に連結されているとともに他端が前記質量部に連結されている第2梁と、
を備えており、
前記加振器は前記励振基部を前記第1方向に振動させるように構成されている、請求項1に記載の振動ジャイロ。 - 前記第2梁は、シリコンで作られており、端部の前記第2方向における中央部分にシリコンよりも比熱の小さい物質が埋め込まれている、請求項2に記載の振動ジャイロ。
- 前記第2梁は、シリコンで作られており、前記第2方向の振動における中立面から外れた位置にシリコンよりも線膨張係数の大きい物質が埋め込まれている、請求項2に記載の振動ジャイロ。
- 前記第2梁は、シリコンで作られており、その内部にシリコンよりも変形時の内部摩擦が大きい物質が埋め込まれている、請求項2に記載の振動ジャイロ。
- 前記内部摩擦が大きい物質が、前記第2方向の振動における中立面と重なるように埋め込まれている、請求項5に記載の振動ジャイロ。
- 前記第2梁は、シリコンで作られており、端部がシリコンよりも変形時の内部摩擦が大きい物質で覆われている、請求項2に記載の振動ジャイロ。
- 前記第1梁は、本体梁と、前記本体梁よりも細い梁であって前記本体梁と前記固定部を連結する複数の副梁を備えている、請求項2に記載の振動ジャイロ。
- 前記第1梁は、本体梁と、前記本体梁よりも細い梁であって前記本体梁と前記励振基部を連結する複数の副梁を備えている、請求項2に記載の振動ジャイロ。
- 前記質量部が真空ケースに収容されている、請求項1から9のいずれか1項に記載の振動ジャイロ。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7451837B2 (ja) | 2019-10-28 | 2024-03-19 | 国立大学法人東北大学 | 振動子および振動子におけるq値のトリミング方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6984342B2 (ja) * | 2017-11-22 | 2021-12-17 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサー、物理量センサーの製造方法、慣性計測ユニット、携帯型電子機器、電子機器、および移動体 |
JP2021067624A (ja) * | 2019-10-28 | 2021-04-30 | セイコーエプソン株式会社 | 慣性計測装置、電子機器及び移動体 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08313265A (ja) * | 1995-05-17 | 1996-11-29 | Fujitsu Ltd | 音叉形振動ジャイロ及びこれを用いたセンサシステム並びに音叉形振動ジャイロの調整方法 |
JP2000055669A (ja) * | 1998-07-31 | 2000-02-25 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 振動式角速度検出器 |
JP2000065579A (ja) * | 1998-08-25 | 2000-03-03 | Nec Corp | 音叉型圧電ジャイロセンサ |
JP2001504585A (ja) * | 1996-11-21 | 2001-04-03 | ザ チャールズ スターク ドレイパー ラボラトリー インコーポレイテッド | 音叉ジャイロスコープのためのガードバンド |
US20100313657A1 (en) * | 2009-06-12 | 2010-12-16 | The Regents Of The University Of California | Micromachined tuning fork gyroscopes with ultra-high sensitivity and shock rejection |
JP2015102689A (ja) * | 2013-11-25 | 2015-06-04 | キヤノン電子株式会社 | 振動素子および光走査装置 |
JP2015230281A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | 三菱プレシジョン株式会社 | バイアス安定化が図られた振動型ジャイロ、及び振動型ジャイロの使用方法 |
JP2017075886A (ja) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | 三菱電機株式会社 | 半球共振型ジャイロ用共振器および半球共振型ジャイロ |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5241861A (en) * | 1991-02-08 | 1993-09-07 | Sundstrand Corporation | Micromachined rate and acceleration sensor |
US5945599A (en) * | 1996-12-13 | 1999-08-31 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Resonance type angular velocity sensor |
US6032972A (en) * | 1997-03-03 | 2000-03-07 | Dias; Stephen F. | Decorative body shell for wheelchairs |
JP3285140B2 (ja) * | 1997-09-04 | 2002-05-27 | 株式会社村田製作所 | 振動ジャイロの調整方法 |
US6598475B2 (en) * | 2001-09-20 | 2003-07-29 | Honeywell International Inc. | Micromechanical inertial sensor having increased pickoff resonance damping |
US20050066728A1 (en) * | 2003-09-25 | 2005-03-31 | Kionix, Inc. | Z-axis angular rate micro electro-mechanical systems (MEMS) sensor |
JP5454134B2 (ja) | 2008-12-27 | 2014-03-26 | セイコーエプソン株式会社 | 振動片、振動子、センサー及び電子部品 |
JP6313044B2 (ja) * | 2010-12-07 | 2018-04-18 | ジョージア テック リサーチ コーポレイション | モード整合単一プルーフ・マス2軸ジャイロスコープおよび製作方法 |
JP5822177B2 (ja) * | 2011-05-20 | 2015-11-24 | セイコーエプソン株式会社 | ジャイロセンサー、電子機器 |
US10247554B2 (en) * | 2014-09-24 | 2019-04-02 | The Regents Of The University Of California | Fully balanced micro-machined inertial sensor |
-
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-
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08313265A (ja) * | 1995-05-17 | 1996-11-29 | Fujitsu Ltd | 音叉形振動ジャイロ及びこれを用いたセンサシステム並びに音叉形振動ジャイロの調整方法 |
JP2001504585A (ja) * | 1996-11-21 | 2001-04-03 | ザ チャールズ スターク ドレイパー ラボラトリー インコーポレイテッド | 音叉ジャイロスコープのためのガードバンド |
JP2000055669A (ja) * | 1998-07-31 | 2000-02-25 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 振動式角速度検出器 |
JP2000065579A (ja) * | 1998-08-25 | 2000-03-03 | Nec Corp | 音叉型圧電ジャイロセンサ |
US20100313657A1 (en) * | 2009-06-12 | 2010-12-16 | The Regents Of The University Of California | Micromachined tuning fork gyroscopes with ultra-high sensitivity and shock rejection |
JP2015102689A (ja) * | 2013-11-25 | 2015-06-04 | キヤノン電子株式会社 | 振動素子および光走査装置 |
JP2015230281A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | 三菱プレシジョン株式会社 | バイアス安定化が図られた振動型ジャイロ、及び振動型ジャイロの使用方法 |
JP2017075886A (ja) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | 三菱電機株式会社 | 半球共振型ジャイロ用共振器および半球共振型ジャイロ |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7451837B2 (ja) | 2019-10-28 | 2024-03-19 | 国立大学法人東北大学 | 振動子および振動子におけるq値のトリミング方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200191571A1 (en) | 2020-06-18 |
CN111065889B (zh) | 2023-09-01 |
CN111065889A (zh) | 2020-04-24 |
JP6802125B2 (ja) | 2020-12-16 |
WO2019039224A1 (ja) | 2019-02-28 |
US11397084B2 (en) | 2022-07-26 |
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