JP2554103Y2 - 振動ジャイロ - Google Patents
振動ジャイロInfo
- Publication number
- JP2554103Y2 JP2554103Y2 JP1992060102U JP6010292U JP2554103Y2 JP 2554103 Y2 JP2554103 Y2 JP 2554103Y2 JP 1992060102 U JP1992060102 U JP 1992060102U JP 6010292 U JP6010292 U JP 6010292U JP 2554103 Y2 JP2554103 Y2 JP 2554103Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resonator
- vibration
- vibrating gyroscope
- height
- arm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Gyroscopes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この考案は振動ジャイロに関し、
特に共振子の寸法構造に関する。
特に共振子の寸法構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、Ｈ形双共振子を有する振動ジ
ャイロの支持構造として、図１に示すように、Ｈ形双共
振子１のノード点（振動の節）近傍の左右外側の面に水
平な支持棒８を当て支持することが行われている。
ャイロの支持構造として、図１に示すように、Ｈ形双共
振子１のノード点（振動の節）近傍の左右外側の面に水
平な支持棒８を当て支持することが行われている。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】上記のような支持棒８
を介して支持する構造では、支持箇所が完全なノードに
なっておらず、Ｈ形双共振子１を励振させた時、支持棒
８に共振子の振動が伝わり共振子のＱを低下させてい
た。
を介して支持する構造では、支持箇所が完全なノードに
なっておらず、Ｈ形双共振子１を励振させた時、支持棒
８に共振子の振動が伝わり共振子のＱを低下させてい
た。
【０００４】しかし、Ｈ形共振子の各位置の振動による
変位は、まだ理論的に解析されておらず、Ｑの高い振動
ジャイロの設計を困難にしていた。
変位は、まだ理論的に解析されておらず、Ｑの高い振動
ジャイロの設計を困難にしていた。
【０００５】本考案は上記従来の欠点を解消するために
なされたもので、共振子の支持箇所の振動を０にするこ
とでＨ形双共振子１のＱを最大にし、角加速度の検出感
度の高い振動ジャイロを提供することを目的とする。
なされたもので、共振子の支持箇所の振動を０にするこ
とでＨ形双共振子１のＱを最大にし、角加速度の検出感
度の高い振動ジャイロを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本考
案は、エリンバ材料からなるＨ形双共振子を有する振動
ジャイロにおいて、共振子の高さをｌ0、横幅を２Ｄ0、
腕幅をｄ0、としたとき、連結梁の高さｈが ｈ＝ｌ0（４００ｄ0＋１６７Ｄ0＋２３±１２）×１０-4 の範囲内になるよう構成したものである。
案は、エリンバ材料からなるＨ形双共振子を有する振動
ジャイロにおいて、共振子の高さをｌ0、横幅を２Ｄ0、
腕幅をｄ0、としたとき、連結梁の高さｈが ｈ＝ｌ0（４００ｄ0＋１６７Ｄ0＋２３±１２）×１０-4 の範囲内になるよう構成したものである。
【０００７】
【作用】上記構成によって、共振子のノード点の振動は
Ｘ，Ｙ方向いずれもほぼ最小になり、このノード点を支
持することで振動ジャイロの角加速度の検出感度を最大
にする事が出来る。
Ｘ，Ｙ方向いずれもほぼ最小になり、このノード点を支
持することで振動ジャイロの角加速度の検出感度を最大
にする事が出来る。
【０００８】
【実施例】以下、本考案の実施例を図１〜図８を参照し
て説明する。図１は振動ジャイロ実施例を示し、この振
動ジャイロは、４本の腕２と連結用の梁３からなるＨ型
双共振子１と、共振子１の正面からみて各腕２の外側面
に貼りつけられた２個の励振用圧電素子４と２個のフィ
ードバック用圧電素子６、連結用の梁３の両面に貼りつ
けられた検出用圧電素子７と、共振子１の左右の側面の
支持部５に支持棒８を有している。（出願番号 実願平
０３−６３３７２参照）前記励振用圧電素子４を駆動す
ると共振子１の各腕２はＨ形平面内で振動し、共振子１
にＹ軸まわりの角加速度が加わると、コリオリの力によ
り各腕２がそれぞれＺ方向に振動し、つまり共振子１が
ねじれモードで振動し、このねじれモードの振動でねじ
れ振動する梁３の振動を検出用圧電素子７で検出するこ
とで角加速度が求められる。
て説明する。図１は振動ジャイロ実施例を示し、この振
動ジャイロは、４本の腕２と連結用の梁３からなるＨ型
双共振子１と、共振子１の正面からみて各腕２の外側面
に貼りつけられた２個の励振用圧電素子４と２個のフィ
ードバック用圧電素子６、連結用の梁３の両面に貼りつ
けられた検出用圧電素子７と、共振子１の左右の側面の
支持部５に支持棒８を有している。（出願番号 実願平
０３−６３３７２参照）前記励振用圧電素子４を駆動す
ると共振子１の各腕２はＨ形平面内で振動し、共振子１
にＹ軸まわりの角加速度が加わると、コリオリの力によ
り各腕２がそれぞれＺ方向に振動し、つまり共振子１が
ねじれモードで振動し、このねじれモードの振動でねじ
れ振動する梁３の振動を検出用圧電素子７で検出するこ
とで角加速度が求められる。
【０００９】共振子１は支持部５において支持棒８によ
って支持されており、上記の振動モードで共振する際、
支持部５のＸ，Ｙ方向の振動を極力少なくすることが、
振動エネルギの消費を抑え、Ｑを高くするために必要で
ある。
って支持されており、上記の振動モードで共振する際、
支持部５のＸ，Ｙ方向の振動を極力少なくすることが、
振動エネルギの消費を抑え、Ｑを高くするために必要で
ある。
【００１０】上記の振動モードで振動するＨ形共振子の
各位置の変位は、まだ理論的に解析されておらず、有限
要素法によって支持部５の付近の振動による変位を解析
した。
各位置の変位は、まだ理論的に解析されておらず、有限
要素法によって支持部５の付近の振動による変位を解析
した。
【００１１】この結果を以下説明する。
【００１２】解析には、安定性が優れるため最もよく使
用されるエリンバ（密度８．２、ポアソン比０．３、ヤ
ング率１．９６×１０-12）を用いた。
用されるエリンバ（密度８．２、ポアソン比０．３、ヤ
ング率１．９６×１０-12）を用いた。
【００１３】図２（Ａ），（Ｂ）はＨ形共振子の外形図
ならびに有限要素法解析のための分割図と端条件であ
る。
ならびに有限要素法解析のための分割図と端条件であ
る。
【００１４】解析は、共振子１の寸法を、高さｌ0＝４
５ｍｍ、厚さｔ0＝１．９ｍｍで一定、横幅２Ｄ0＝４．
８〜５．６ｍｍ、腕幅ｄ0＝１．４〜１．８ｍｍの範囲
で変えたとき、それぞれの条件で、支持部７のＸおよび
Ｙ方向の振動変位Ｕｘ、Ｕｙがともに≒０となる、連結
梁の高さｈの最適値を求めるべく行った。
５ｍｍ、厚さｔ0＝１．９ｍｍで一定、横幅２Ｄ0＝４．
８〜５．６ｍｍ、腕幅ｄ0＝１．４〜１．８ｍｍの範囲
で変えたとき、それぞれの条件で、支持部７のＸおよび
Ｙ方向の振動変位Ｕｘ、Ｕｙがともに≒０となる、連結
梁の高さｈの最適値を求めるべく行った。
【００１５】図３は、Ｄ0＝２．８ｍｍ、ｄ0＝１．８ｍ
ｍのとき、観測点５のＵｘ、Ｕｙが最小になるようにｈ
を変えたとき各箇所のＵｘ、Ｕｙの解析例であり、図か
らｈ／ｌ0＝０．１１６（ｈ＝５．２２）が最適条件で
あることがわかる。
ｍのとき、観測点５のＵｘ、Ｕｙが最小になるようにｈ
を変えたとき各箇所のＵｘ、Ｕｙの解析例であり、図か
らｈ／ｌ0＝０．１１６（ｈ＝５．２２）が最適条件で
あることがわかる。
【００１６】図４は、この様にして各種寸法に対する最
適の梁の高さｈを求め、チャートにしたものである。
適の梁の高さｈを求め、チャートにしたものである。
【００１７】図４の結果に基づき各寸法間の１次の関係
式を求めると、 ｈ＝（１．８ｄ0＋０．７５Ｄ0＋α）、 ただし α＝０．０６〜１．２ が得られた。
式を求めると、 ｈ＝（１．８ｄ0＋０．７５Ｄ0＋α）、 ただし α＝０．０６〜１．２ が得られた。
【００１８】この有限要素法解析では、各寸法は高さｌ
0（＝４５ｍｍ）で正規化されているので、一般式は、 ｈ＝ｌ0（４００ｄ0＋１６７Ｄ0＋２３±１２）×１０-4 となる。
0（＝４５ｍｍ）で正規化されているので、一般式は、 ｈ＝ｌ0（４００ｄ0＋１６７Ｄ0＋２３±１２）×１０-4 となる。
【００１９】
【考案の効果】本考案の上記計算式によって計算された
Ｈ形双共振子１の要部寸法で振動ジャイロを設計するこ
とで、共振子の支持箇所の振動が０、従って、Ｑを最大
にし、角加速度の検出感度の高い振動ジャイロを提供す
ることができる。
Ｈ形双共振子１の要部寸法で振動ジャイロを設計するこ
とで、共振子の支持箇所の振動が０、従って、Ｑを最大
にし、角加速度の検出感度の高い振動ジャイロを提供す
ることができる。
【図１】本考案の実施例を示す振動ジャイロの要部の斜
視図。
視図。
【図２】Ｈ形双共振子の寸法と有限要素法のための分割
図
図
【図３】有限要素法による変位解析結果例
【図４】有限要素法による最適寸法解析結果
１ Ｈ形共振子 ２ 腕 ３ 梁 ４ 励振用圧電素子 ５ 支持部 ６ フィードバック用圧電素子 ７ 検出用圧電素子 ８ 支持棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 工藤 すばる 宮城県石巻市南境新水戸１番地石巻専修 大学理工学部内 審査官 秋田 將行 (56)参考文献 特開 昭62−106314（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 正面から見て両側面中央部を支持棒で支
持され、エリンバ材料からなるＨ形双共振子を有する振
動ジャイロであって、 共振子の高さをｌ0 、横幅を２Ｄ0、腕幅をｄ0、とした
とき、 連結梁の高さｈが ｈ＝ｌ0（４００ｄ0＋１６７Ｄ0＋２３±１２）×１０-4 の範囲内であることを特徴とする振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992060102U JP2554103Y2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992060102U JP2554103Y2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 振動ジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0622921U JPH0622921U (ja) | 1994-03-25 |
| JP2554103Y2 true JP2554103Y2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=13132404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992060102U Expired - Lifetime JP2554103Y2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2554103Y2 (ja) |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP1992060102U patent/JP2554103Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0622921U (ja) | 1994-03-25 |
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