JP2534954Y2 - 圧電振動ジャイロ - Google Patents
圧電振動ジャイロInfo
- Publication number
- JP2534954Y2 JP2534954Y2 JP1991045522U JP4552291U JP2534954Y2 JP 2534954 Y2 JP2534954 Y2 JP 2534954Y2 JP 1991045522 U JP1991045522 U JP 1991045522U JP 4552291 U JP4552291 U JP 4552291U JP 2534954 Y2 JP2534954 Y2 JP 2534954Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- support
- vibration
- vibrating gyroscope
- vibrator
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は船舶や自動車などの移動
体に搭載される機器の姿勢制御や自動車のナビゲーショ
ンシステムなどに用いられる圧電振動ジャイロに関し、
特に、その支持具に関するものである。
体に搭載される機器の姿勢制御や自動車のナビゲーショ
ンシステムなどに用いられる圧電振動ジャイロに関し、
特に、その支持具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】圧電振動ジャイロは、振動している物体
に回転角速度が与えられると、その振動方向と直角な方
向にユリオリカを生ずるという力学現象を利用したジャ
イロスコープの一種である。電圧を引加することによっ
て、一方向の振動を励振した状態で圧電振動子を回転さ
せると、前述のユリオリカの作用によりこの振動と直角
な方向に力が働き、圧電振動子に新たな振動が励振さ
れ、この新たな振動にもとづいて、出力電圧を得ること
ができる。この新たな振動の大きさは、予め励振した振
動の大きさ及び振動子の回転角速度に比例するため、入
力電圧を一定にした状態で、出力電圧の大きさから回転
角速度の大きさを求めることができる。
に回転角速度が与えられると、その振動方向と直角な方
向にユリオリカを生ずるという力学現象を利用したジャ
イロスコープの一種である。電圧を引加することによっ
て、一方向の振動を励振した状態で圧電振動子を回転さ
せると、前述のユリオリカの作用によりこの振動と直角
な方向に力が働き、圧電振動子に新たな振動が励振さ
れ、この新たな振動にもとづいて、出力電圧を得ること
ができる。この新たな振動の大きさは、予め励振した振
動の大きさ及び振動子の回転角速度に比例するため、入
力電圧を一定にした状態で、出力電圧の大きさから回転
角速度の大きさを求めることができる。
【０００３】図６は、従来の圧電振動ジャイロの構造概
略図であり、正方形断面形状を有する金属角柱１０１の
隣合う面に、厚さ方向に分極された圧電セラミックス薄
板１０２，１０３が接合されている。金属角柱１０１は
互いに直角な二つの方向に、ほぼ同じ共振周波数で屈曲
振動が可能である。圧電セラミックス薄板１０２にこの
共振周波数に等しい周波数の電圧を印加すると、金属角
柱１０１は、圧電セラミックス薄板１０２を接合した面
が凹凸となる方向に屈曲振動する。この状態で金属角柱
１０１を長さ方向を軸として回転させるとユリオカの作
用により、金属角柱１０１は圧電セラミックス薄板１０
３を接合した面が凹凸となる方向の新たな屈曲振動を行
い、圧電セラミックス薄板１０３に回転角速度に比例し
た電圧が発生する。
略図であり、正方形断面形状を有する金属角柱１０１の
隣合う面に、厚さ方向に分極された圧電セラミックス薄
板１０２，１０３が接合されている。金属角柱１０１は
互いに直角な二つの方向に、ほぼ同じ共振周波数で屈曲
振動が可能である。圧電セラミックス薄板１０２にこの
共振周波数に等しい周波数の電圧を印加すると、金属角
柱１０１は、圧電セラミックス薄板１０２を接合した面
が凹凸となる方向に屈曲振動する。この状態で金属角柱
１０１を長さ方向を軸として回転させるとユリオカの作
用により、金属角柱１０１は圧電セラミックス薄板１０
３を接合した面が凹凸となる方向の新たな屈曲振動を行
い、圧電セラミックス薄板１０３に回転角速度に比例し
た電圧が発生する。
【０００４】図６において、この圧電ジャイロの支持の
ために、金属角柱１０１の一方の端面からおよそ全長の
２２．４％の位置すなわち屈曲共振振動モードに対する
振動の節点の位置で対向する２つの金属面にそれぞれ金
属線からなる支持線材１０４，１０４′がその面に垂直
に溶接されている。さらに他方の端面からおよそ全長２
２．４％の位置すなわち屈曲共振振動モードに対する振
動の節点の位置で前記金属線が溶接された面と直交し
て、対向する他の２つの金属面にそれぞれ金属線からな
る支持線１０５，１０５′がその面に垂直に溶接されて
いる。これら支持線は互いに直交する屈曲振動それぞれ
に対する影響を極力少なくするように、細い金属線が用
いられている。なお、圧電振動子としては、圧電セラミ
ックス円柱の周面に間隔をおいて帯状の電極を長手方向
に施したものも知られている。又前記圧電セラミックス
円柱の代わりに圧電セラミックスパイプを用いた圧電振
動振動子も同様に知られている。
ために、金属角柱１０１の一方の端面からおよそ全長の
２２．４％の位置すなわち屈曲共振振動モードに対する
振動の節点の位置で対向する２つの金属面にそれぞれ金
属線からなる支持線材１０４，１０４′がその面に垂直
に溶接されている。さらに他方の端面からおよそ全長２
２．４％の位置すなわち屈曲共振振動モードに対する振
動の節点の位置で前記金属線が溶接された面と直交し
て、対向する他の２つの金属面にそれぞれ金属線からな
る支持線１０５，１０５′がその面に垂直に溶接されて
いる。これら支持線は互いに直交する屈曲振動それぞれ
に対する影響を極力少なくするように、細い金属線が用
いられている。なお、圧電振動子としては、圧電セラミ
ックス円柱の周面に間隔をおいて帯状の電極を長手方向
に施したものも知られている。又前記圧電セラミックス
円柱の代わりに圧電セラミックスパイプを用いた圧電振
動振動子も同様に知られている。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】図６の圧電ジャイロに
おいて、一対の支持線１０４，１０４′は圧電セラミッ
クス薄板１０２を接合した面に垂直な方向の屈曲振動に
対しては、ほぼ理想的に振動の節点を支持しているが、
他の一対の支持線１０５，１０５′にはその屈曲振動に
よる歪が発生する。一方、前記方向と垂直な方向の屈曲
振動に対しては、支持線１０５，１０５′が理想的な支
持を行うが、支持線１０４，１０４′が同様に悪影響を
与えるという問題があった。
おいて、一対の支持線１０４，１０４′は圧電セラミッ
クス薄板１０２を接合した面に垂直な方向の屈曲振動に
対しては、ほぼ理想的に振動の節点を支持しているが、
他の一対の支持線１０５，１０５′にはその屈曲振動に
よる歪が発生する。一方、前記方向と垂直な方向の屈曲
振動に対しては、支持線１０５，１０５′が理想的な支
持を行うが、支持線１０４，１０４′が同様に悪影響を
与えるという問題があった。
【０００６】屈曲振動に与える影響を軽減する為に、支
持線の直径を出来るだけ細くする必要があるが、支持線
を細かくすることは振動子自身の耐振動特性及び耐衝撃
特性を劣化させる問題があった。
持線の直径を出来るだけ細くする必要があるが、支持線
を細かくすることは振動子自身の耐振動特性及び耐衝撃
特性を劣化させる問題があった。
【０００７】一方、前述の公知の圧電セラミックス円柱
及びパイプの外周に帯状電極を施した圧電振動子で圧電
ジャイロを構成しようとする場合前記圧電振動子を支持
するための支持具が必要である。この支持具として、図
６に示されるような支持線を用いることが考えられる。
しかし、前記圧電セラミックス円柱及びパイプの外周面
上に形成された帯状電極は、スクリーン印刷あるいは蒸
着などにより形成されているため、細い金属線からなる
支持線を溶接あるいは、半田付けして支持すると、耐振
動特性や耐衝撃特性が悪くなるという欠点がある。本考
案の課題は、以上に示した従来の圧電振動ジャイロの支
持方法における欠点を除去し、圧電振動ジャイロの側面
上の屈曲振動に与える影響を少なくし、しかも、圧電セ
ラミックス円柱やパイプの外周に帯状電極を施した圧電
振動子を用いた圧電ジャイロの支持に好適な支持具を提
供することである。
及びパイプの外周に帯状電極を施した圧電振動子で圧電
ジャイロを構成しようとする場合前記圧電振動子を支持
するための支持具が必要である。この支持具として、図
６に示されるような支持線を用いることが考えられる。
しかし、前記圧電セラミックス円柱及びパイプの外周面
上に形成された帯状電極は、スクリーン印刷あるいは蒸
着などにより形成されているため、細い金属線からなる
支持線を溶接あるいは、半田付けして支持すると、耐振
動特性や耐衝撃特性が悪くなるという欠点がある。本考
案の課題は、以上に示した従来の圧電振動ジャイロの支
持方法における欠点を除去し、圧電振動ジャイロの側面
上の屈曲振動に与える影響を少なくし、しかも、圧電セ
ラミックス円柱やパイプの外周に帯状電極を施した圧電
振動子を用いた圧電ジャイロの支持に好適な支持具を提
供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本考案によれば、断面円
形状の圧電セラミックス体の周面上に間隔をおいて複数
の帯状電極を長さ方向に施し圧電横効果による屈曲振動
の節点を支持具で支持してなる圧電振動ジャイロにおい
て、該支持具が、ゴム状弾性の絶縁材料からなり、所定
の外形を有するとともに中央部に前記圧電ジャイロの外
径に略等しい径の貫通孔を有する薄肉リング状であり、
内径部における軸方向厚みが外径部における軸方向厚み
より小さくなっている事を特徴とするものである。
形状の圧電セラミックス体の周面上に間隔をおいて複数
の帯状電極を長さ方向に施し圧電横効果による屈曲振動
の節点を支持具で支持してなる圧電振動ジャイロにおい
て、該支持具が、ゴム状弾性の絶縁材料からなり、所定
の外形を有するとともに中央部に前記圧電ジャイロの外
径に略等しい径の貫通孔を有する薄肉リング状であり、
内径部における軸方向厚みが外径部における軸方向厚み
より小さくなっている事を特徴とするものである。
【０００９】
【実施例】図１から図３までを参照して本考案の第１の
実施例を説明する。図１において、振動子は圧電セラミ
ックス円柱１とその外周面上で長手方向に平行に形成さ
れたｎ個の帯状電極２から成る。帯状電極２は曲面スク
リーン印刷で直接形成するかあるいはメッキ等で全面に
形成された電極の不要部分をフォトエッチングにより除
去することによって容易に得られる。前記帯状電極２を
用いて前記圧電セラミックス円柱１を分極して振動子が
得られる。この振動子は上記複数の帯状電極２の内一対
の電極間に交流電圧を印加することによって、屈曲振動
する。前記振動状態で、圧電セラミックス円柱１を円柱
の軸を回転軸として回転させると振動方向と直角な方向
にユリオリカが発生し、新たな振動が振動されるので、
その方向の電極間に電圧が発生する。どの電極に電圧を
かけるかによって振動方向が決定する。
実施例を説明する。図１において、振動子は圧電セラミ
ックス円柱１とその外周面上で長手方向に平行に形成さ
れたｎ個の帯状電極２から成る。帯状電極２は曲面スク
リーン印刷で直接形成するかあるいはメッキ等で全面に
形成された電極の不要部分をフォトエッチングにより除
去することによって容易に得られる。前記帯状電極２を
用いて前記圧電セラミックス円柱１を分極して振動子が
得られる。この振動子は上記複数の帯状電極２の内一対
の電極間に交流電圧を印加することによって、屈曲振動
する。前記振動状態で、圧電セラミックス円柱１を円柱
の軸を回転軸として回転させると振動方向と直角な方向
にユリオリカが発生し、新たな振動が振動されるので、
その方向の電極間に電圧が発生する。どの電極に電圧を
かけるかによって振動方向が決定する。
【００１０】図（ａ）において圧電ジャイロ用支持具３
はゴム状弾性で出来た薄肉リングを形成している。この
薄肉リングの断面は、図２（ｂ）に示すように、該リン
グの内径部５における軸方向厚みが、外径部における軸
方向厚みより小さくなっている。なお、薄肉リングの断
面は、図２（ｃ）ないし図２（ｄ）の形状のものでも良
い。図２（ａ），（ｂ）における圧電ジャイロ用支持具
３は図１の振動子に取り付けられてこれを支持する。図
３に示すように２個の薄肉リング３，４が用いられ、そ
れぞれの内径部が、圧電セラミックス円柱の表面部と振
動子の振動の節点で接着されている。
はゴム状弾性で出来た薄肉リングを形成している。この
薄肉リングの断面は、図２（ｂ）に示すように、該リン
グの内径部５における軸方向厚みが、外径部における軸
方向厚みより小さくなっている。なお、薄肉リングの断
面は、図２（ｃ）ないし図２（ｄ）の形状のものでも良
い。図２（ａ），（ｂ）における圧電ジャイロ用支持具
３は図１の振動子に取り付けられてこれを支持する。図
３に示すように２個の薄肉リング３，４が用いられ、そ
れぞれの内径部が、圧電セラミックス円柱の表面部と振
動子の振動の節点で接着されている。
【００１１】図４、図５を参照して第２の実施例を説明
する。図４において、圧電ジャイロ用支持具６は、薄肉
シートの中央部に貫通孔を設けたものである。図４の圧
電ジャイロ用支持具６を２枚用いて、図５に示されるよ
うに図１に示す振動子を支持する。各々の支持具６，７
は振動子の屈曲振動の節点の位置に貫通孔８の内壁が接
触している。
する。図４において、圧電ジャイロ用支持具６は、薄肉
シートの中央部に貫通孔を設けたものである。図４の圧
電ジャイロ用支持具６を２枚用いて、図５に示されるよ
うに図１に示す振動子を支持する。各々の支持具６，７
は振動子の屈曲振動の節点の位置に貫通孔８の内壁が接
触している。
【００１２】図２（ａ）、図４に示されている支持具
は、ゴム、フェルト、スポット等の比較的柔らかい弾性
体から成っており振動に与える外的影響を少なくでき
る。
は、ゴム、フェルト、スポット等の比較的柔らかい弾性
体から成っており振動に与える外的影響を少なくでき
る。
【００１３】
【考案の効果】本考案による支持具は、貫通孔壁を有
し、振動子を前記貫通孔壁に挿入している。すなわち、
振動の節点を含む円周上をすべて支持することになり、
２つの直交する方向の屈曲振動に与える影響も少なく、
前記直交する方向の振動それぞれに与える影響はほぼ等
しい。また前記支持具は、比較的柔らかいゴム状弾性の
絶縁性材料からなっているので、振動に与える外的影響
を少なくできる。また薄肉リングの断面が、該リングの
内径部における軸方向厚みが外径部における軸方向厚み
より小さくなっているので、振動の節以外のところを支
持することがなく振動に与える影響を少なくできる。
し、振動子を前記貫通孔壁に挿入している。すなわち、
振動の節点を含む円周上をすべて支持することになり、
２つの直交する方向の屈曲振動に与える影響も少なく、
前記直交する方向の振動それぞれに与える影響はほぼ等
しい。また前記支持具は、比較的柔らかいゴム状弾性の
絶縁性材料からなっているので、振動に与える外的影響
を少なくできる。また薄肉リングの断面が、該リングの
内径部における軸方向厚みが外径部における軸方向厚み
より小さくなっているので、振動の節以外のところを支
持することがなく振動に与える影響を少なくできる。
【図１】本考案の圧電ジャイロに用いられる圧電セラミ
ックス円柱の構造を示す斜視図でする。
ックス円柱の構造を示す斜視図でする。
【図２】図２（ａ）は本考案の圧電振動ジャイロ用支持
具の構造を示す斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示さ
れる支持具の断面を示す図、図２（ｃ）及び（ｄ）は図
２（ａ）の支持具の異なる断面形状を示す図である。
具の構造を示す斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示さ
れる支持具の断面を示す図、図２（ｃ）及び（ｄ）は図
２（ａ）の支持具の異なる断面形状を示す図である。
【図３】本考案の圧電振動ジャイロ用支持具を用いて構
成した圧電振動ジャイロの構造の一例を示す斜視図であ
る。
成した圧電振動ジャイロの構造の一例を示す斜視図であ
る。
【図４】本考案の別の圧電振動ジャイロ用支持具の構造
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図５】本考案別の圧電振動ジャイロ用支持具を用いて
構成した圧電振動ジャイロの構成例である。
構成した圧電振動ジャイロの構成例である。
【図６】従来の圧電振動ジャイロの構造概略図である。
【図７】従来の圧電振動ジャイロ支持方法の説明図であ
る。
る。
１ 圧電セラミックス円柱 ２ 帯状電極 ３，４，６，７ 本考案の圧電振動ジャイロ用支持具 ５，８ 薄肉リング内径 １０１ 金属角柱 １０２，１０３ 圧電セラミックス薄板 １０４，１０４′，１０５，１０５′ 金属支持線
Claims (1)
- 【請求項１】 断面円形状の圧電セラミックス体の周面
上に間隔をおいて複数の帯状電極を長さ方向に施し圧電
横効果による屈曲振動の節点を支持具で支持してなる圧
電振動ジャイロにおいて、該支持具が、ゴム状弾性の絶
縁材料からなり、所定の外形を有するとともに中央部に
前記圧電振動ジャイロの外径に略等しい径の貫通孔を有
する薄肉リング状であり、内径部における軸方向厚みが
外径部における軸方向厚みより小さくなっている事を特
徴とする圧電振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991045522U JP2534954Y2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 圧電振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991045522U JP2534954Y2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 圧電振動ジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0523030U JPH0523030U (ja) | 1993-03-26 |
| JP2534954Y2 true JP2534954Y2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=12721748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991045522U Expired - Lifetime JP2534954Y2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 圧電振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2534954Y2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3520195A (en) | 1965-10-11 | 1970-07-14 | Gen Electric | Solid state angular velocity sensing device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS599149A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-18 | Daido Steel Co Ltd | リ−ドフレ−ム材料 |
-
1991
- 1991-05-22 JP JP1991045522U patent/JP2534954Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3520195A (en) | 1965-10-11 | 1970-07-14 | Gen Electric | Solid state angular velocity sensing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0523030U (ja) | 1993-03-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961119 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |