JP3075262B2 - 音叉型圧電ジャイロセンサ - Google Patents
音叉型圧電ジャイロセンサInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電セラミックを
用いた音叉型振動ジャイロに関する。ジャイロスコープ
は航空機や大型船舶、宇宙衛星などに位置の確認用とし
て使用されてきた。最近では、民生用の分野としてカー
ナビゲーションやＶＴＲやスチルカメラの手振れの検出
などに使用されている。最近、光ファイバージャイロや
圧電型ジャイロが開発され実用され始めている。圧電型
ジャイロの原理は、１９５０年頃の研究に遡る。音叉や
音片を利用したものなどが開発されてきた。圧電型ジャ
イロの測定精度は光ファイバージャイロに劣るものの小
型、軽量で安価な点が他のジャイロと大きく異なる。
用いた音叉型振動ジャイロに関する。ジャイロスコープ
は航空機や大型船舶、宇宙衛星などに位置の確認用とし
て使用されてきた。最近では、民生用の分野としてカー
ナビゲーションやＶＴＲやスチルカメラの手振れの検出
などに使用されている。最近、光ファイバージャイロや
圧電型ジャイロが開発され実用され始めている。圧電型
ジャイロの原理は、１９５０年頃の研究に遡る。音叉や
音片を利用したものなどが開発されてきた。圧電型ジャ
イロの測定精度は光ファイバージャイロに劣るものの小
型、軽量で安価な点が他のジャイロと大きく異なる。
【０００２】
【従来の技術】圧電型振動ジャイロは、振動している物
体に角速度が加わると、この振動と直角方向にコリオリ
力が生じることを利用している。このような圧電型振動
ジャイロの原理は力学的モデルで解析される（例えば、
「弾性波デバイスハンドブック」、オーム社、ｐｐ．４
９１−４９７を参照）。圧電型振動ジャイロとしては種
々のものが提案されている。例えば、上記文献には、ス
ペリー音叉ジャイロ、ワトソン音叉ジャイロ、音片ジャ
イロ、円筒型振動ジャイロ等が記載されている。また、
最近、ＬｉＴａＯ3の単結晶や圧電セラミックによる音
叉型ジャイロが提案されている。これらの音叉型ジャイ
ロは、従来の音片型ジャイロに比べて長さ方向の寸法を
短くできるという長所を有している。
体に角速度が加わると、この振動と直角方向にコリオリ
力が生じることを利用している。このような圧電型振動
ジャイロの原理は力学的モデルで解析される（例えば、
「弾性波デバイスハンドブック」、オーム社、ｐｐ．４
９１−４９７を参照）。圧電型振動ジャイロとしては種
々のものが提案されている。例えば、上記文献には、ス
ペリー音叉ジャイロ、ワトソン音叉ジャイロ、音片ジャ
イロ、円筒型振動ジャイロ等が記載されている。また、
最近、ＬｉＴａＯ3の単結晶や圧電セラミックによる音
叉型ジャイロが提案されている。これらの音叉型ジャイ
ロは、従来の音片型ジャイロに比べて長さ方向の寸法を
短くできるという長所を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような音叉型圧電
セラミックジャイロでは、通常、面内振動を励振させ、
面垂直振動で検出を行う。図４に圧電セラミックにより
形成された音叉型ジャイロ１０の構造を示す。図４は、
面内屈曲振動を引き起こすように配置した従来の電極配
置図を示したものである。ここで、図４（ａ）は音叉の
斜視図であり、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は平面図であ
る。図４（ｂ）及び（ｃ）に示されたベクトルＰは圧電
層の分極方向を示している。上記のような面内屈曲振動
を音叉の右側の脚部に生じさせるためには、図４の
（ｂ）に示したように、一点鎖線（中心線）の右側が伸
びた（縮んだ）ときに左側が縮む（伸びる）ように電界
を加えてやれば良い。このように動作させるための具体
的な結線図を図４（ｃ）に示している。 図４（ｃ）の
右脚部３１の矢印は電界方向を示す。しかしながら、電
極幅に比べて対向する電極間距離が長いために駆動電界
に曲がりが生じ、分散しやすくなるため、容量比が増大
するという欠点を有していた。
セラミックジャイロでは、通常、面内振動を励振させ、
面垂直振動で検出を行う。図４に圧電セラミックにより
形成された音叉型ジャイロ１０の構造を示す。図４は、
面内屈曲振動を引き起こすように配置した従来の電極配
置図を示したものである。ここで、図４（ａ）は音叉の
斜視図であり、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は平面図であ
る。図４（ｂ）及び（ｃ）に示されたベクトルＰは圧電
層の分極方向を示している。上記のような面内屈曲振動
を音叉の右側の脚部に生じさせるためには、図４の
（ｂ）に示したように、一点鎖線（中心線）の右側が伸
びた（縮んだ）ときに左側が縮む（伸びる）ように電界
を加えてやれば良い。このように動作させるための具体
的な結線図を図４（ｃ）に示している。 図４（ｃ）の
右脚部３１の矢印は電界方向を示す。しかしながら、電
極幅に比べて対向する電極間距離が長いために駆動電界
に曲がりが生じ、分散しやすくなるため、容量比が増大
するという欠点を有していた。
【０００４】一方、図５には、音叉に発生した面垂直振
動を検出するための音叉の斜視図（ａ）、平面図（ｂ）
及び電極構成（ｃ）を示す。図４に面内振動を与えてお
き、図５のｚ軸方向にΩなる角速度を与えれば、コリオ
リ力Ｆｃによって、音叉は面垂直振動を行う。当然のこ
とながら面内振動に面垂直振動が重畳した形となる。こ
のとき、図５（ｂ）に示すように音叉の左脚部３２の一
点鎖線で示した下側が伸びたとき、上側が縮むように電
極配置をすればよい。なお、図５（ｂ）、図５（ｃ）に
おいてベクトルＰは分極方向を示す。また、図５（ｃ）
には、断面視正方形の四角柱状の左脚部３２の四方の外
側面のそれぞれに、別個の電極４４・４５・４６・４７
が配置されている様子が示されている。これらの各電極
のうち、対向する面に配置されている電極４４と電極４
５及び電極４６と電極４７とは、外部配線により結線さ
れている。
動を検出するための音叉の斜視図（ａ）、平面図（ｂ）
及び電極構成（ｃ）を示す。図４に面内振動を与えてお
き、図５のｚ軸方向にΩなる角速度を与えれば、コリオ
リ力Ｆｃによって、音叉は面垂直振動を行う。当然のこ
とながら面内振動に面垂直振動が重畳した形となる。こ
のとき、図５（ｂ）に示すように音叉の左脚部３２の一
点鎖線で示した下側が伸びたとき、上側が縮むように電
極配置をすればよい。なお、図５（ｂ）、図５（ｃ）に
おいてベクトルＰは分極方向を示す。また、図５（ｃ）
には、断面視正方形の四角柱状の左脚部３２の四方の外
側面のそれぞれに、別個の電極４４・４５・４６・４７
が配置されている様子が示されている。これらの各電極
のうち、対向する面に配置されている電極４４と電極４
５及び電極４６と電極４７とは、外部配線により結線さ
れている。
【０００５】左脚部３２の圧電体に記載されている４本
の矢印は、、瞬時の電界ベクトルを示しており、圧電体
柱には、電極４４から電極４６及び４７方向へ向かう電
界と、電極４５から電極４６及び電極４７に向かう電界
とが存在している。このうち、面垂直振動の検出に寄与
できるのは、曲がった電界ベクトルの中で主面に垂直な
方向の成分のみであり、左脚部３２の圧電活性部の一部
しか検出に寄与しないという欠点がある。従って、この
ような電極４４・４５・４６・４７を用いた場合、当
然、面垂直音叉振動子の容量比が低下し、検出感度が低
下する欠点があった。
の矢印は、、瞬時の電界ベクトルを示しており、圧電体
柱には、電極４４から電極４６及び４７方向へ向かう電
界と、電極４５から電極４６及び電極４７に向かう電界
とが存在している。このうち、面垂直振動の検出に寄与
できるのは、曲がった電界ベクトルの中で主面に垂直な
方向の成分のみであり、左脚部３２の圧電活性部の一部
しか検出に寄与しないという欠点がある。従って、この
ような電極４４・４５・４６・４７を用いた場合、当
然、面垂直音叉振動子の容量比が低下し、検出感度が低
下する欠点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の手段を有する。すなわち、請求項１
に記載された音叉型圧電ジャイロセンサでは、圧電層に
より形成される駆動用アームと検出用アームとを具備し
てなるコ字状の音叉型振動子を用いた音叉型圧電ジャイ
ロセンサであって、駆動用振動アームを形成する前記圧
電層の厚さ方向の中央部には、外側面からアームの中央
部に向けて層状の駆動用内部電極が設けられるととも
に、該駆動用内部電極と対向する前記圧電層の表面側及
び裏面側には、それぞれ、表面側駆動用外部電極と裏面
側駆動用外部電極とが設けられており、かつ、前記駆動
側内部電極と前記表面側駆動用外部電極との間及び前記
裏面側駆動用外部電極との間とは、互いに逆方向に分極
されており、一方の検出用アームには、前記圧電層の厚
さ方向の内部に一層の検出用内部電極が前記外側面と反
対側の外側面からアームの中央部に向けて表面と平行に
設けられるとともに、前記検出用内部電極に相対向する
前記圧電層の表面側及び裏面側には、表面側検出用外部
電極と裏面側検出用外部電極とが設けられており、か
つ、前記検出用内部電極と前記表面側検出用外部電極と
の間及び前記裏面側検出用外部電極との間には、厚さ方
向に一様に分極処理がなされていることを特徴とする。
に、本発明は以下の手段を有する。すなわち、請求項１
に記載された音叉型圧電ジャイロセンサでは、圧電層に
より形成される駆動用アームと検出用アームとを具備し
てなるコ字状の音叉型振動子を用いた音叉型圧電ジャイ
ロセンサであって、駆動用振動アームを形成する前記圧
電層の厚さ方向の中央部には、外側面からアームの中央
部に向けて層状の駆動用内部電極が設けられるととも
に、該駆動用内部電極と対向する前記圧電層の表面側及
び裏面側には、それぞれ、表面側駆動用外部電極と裏面
側駆動用外部電極とが設けられており、かつ、前記駆動
側内部電極と前記表面側駆動用外部電極との間及び前記
裏面側駆動用外部電極との間とは、互いに逆方向に分極
されており、一方の検出用アームには、前記圧電層の厚
さ方向の内部に一層の検出用内部電極が前記外側面と反
対側の外側面からアームの中央部に向けて表面と平行に
設けられるとともに、前記検出用内部電極に相対向する
前記圧電層の表面側及び裏面側には、表面側検出用外部
電極と裏面側検出用外部電極とが設けられており、か
つ、前記検出用内部電極と前記表面側検出用外部電極と
の間及び前記裏面側検出用外部電極との間には、厚さ方
向に一様に分極処理がなされていることを特徴とする。
【０００７】請求項２に記載された音叉型圧電ジャイロ
センサでは、請求項１に記載された音叉型圧電ジャイロ
センサであって、前記駆動用アームの外側面側から該駆
動用アーム部の中央部にかけて、複数の駆動用内部電極
が形成されており、互いに隣接する内部電極間の圧電層
は、逆向きに分極されることを特徴とする。
センサでは、請求項１に記載された音叉型圧電ジャイロ
センサであって、前記駆動用アームの外側面側から該駆
動用アーム部の中央部にかけて、複数の駆動用内部電極
が形成されており、互いに隣接する内部電極間の圧電層
は、逆向きに分極されることを特徴とする。
【０００８】請求項３に記載された音叉型圧電ジャイロ
センサでは、請求項２に記載された音叉型圧電ジャイロ
センサであって、互いに隣接する前記駆動用内部電極
は、切り欠け部とこれに隣接する突起部とを有して成
り、該突起部は、前記駆動用アームの外側面の異なる位
置において電気端子と接続されるようにそれぞれ異なる
位置に設けられていることを特徴とする。
センサでは、請求項２に記載された音叉型圧電ジャイロ
センサであって、互いに隣接する前記駆動用内部電極
は、切り欠け部とこれに隣接する突起部とを有して成
り、該突起部は、前記駆動用アームの外側面の異なる位
置において電気端子と接続されるようにそれぞれ異なる
位置に設けられていることを特徴とする。
【０００９】請求項４に記載された音叉型圧電ジャイロ
センサでは、請求項１から３までに記載された音叉型圧
電ジャイロセンサであって、前記駆動用内部電極は、前
記駆動用アームの外側面側の端部から該駆動用アーム部
の中央部側の端部までの範囲のうち、前記外側面側の端
部から半分以下の幅の範囲にのみ設けられていることを
特徴とする。
センサでは、請求項１から３までに記載された音叉型圧
電ジャイロセンサであって、前記駆動用内部電極は、前
記駆動用アームの外側面側の端部から該駆動用アーム部
の中央部側の端部までの範囲のうち、前記外側面側の端
部から半分以下の幅の範囲にのみ設けられていることを
特徴とする。
【００１０】上記構成、より詳細には、圧電セラミック
音叉の主面に平行に１個もしくは複数層の内部電極（Ａ
ｇ／Ｐｄ電極など）を有し、これらの電極は積層セラミ
ックキャパシタの製造方法と同様に圧電セラミック音叉
とともに一体焼結されて製造することができる。このよ
うな内部電極を圧電体内部に設けることにより、電極間
の距離を２分の１以下とし、電界の曲がりを極小にし、
実効的電気機械結合係数を大きくし、高感度を図った音
叉型圧電ジャイロセンサを提供することができる。
音叉の主面に平行に１個もしくは複数層の内部電極（Ａ
ｇ／Ｐｄ電極など）を有し、これらの電極は積層セラミ
ックキャパシタの製造方法と同様に圧電セラミック音叉
とともに一体焼結されて製造することができる。このよ
うな内部電極を圧電体内部に設けることにより、電極間
の距離を２分の１以下とし、電界の曲がりを極小にし、
実効的電気機械結合係数を大きくし、高感度を図った音
叉型圧電ジャイロセンサを提供することができる。
【００１１】従って、請求項１に記載の発明では、音叉
型圧電ジャイロセンサにおける駆動側アーム部の厚み方
向中央部分に外側面からアームの中央部分に向けて内部
電極が設けられており、内部電極から外部電極にかけて
分極は互いに逆向きになるように施されている。これに
より、駆動側アームの約半分は圧電的に活性となり、能
率の良い面内振動の駆動が可能となる。また電気端子の
取り出しも容易となる。 一方、検出側アームでは、ア
ームの厚み方向の中央部分に一層内部電極を主面と平行
に設け、厚み方向に一様に分極処理がなされ、外部電極
端子を共通とし、コリオリ力が働いたとき面垂直振動を
するが、検出側アーム全体が圧電的に活性であるため高
感度でコリオリ力を検出することができる。請求項２に
記載の発明では、請求項１に示した音叉型圧電振動ジャ
イロセンサと同様駆動側アームの圧電活性部の占める割
合は大体同じであるが、内部電極の層間隔を狭め、隣接
する圧電層は互いに逆向きに分極されている。このた
め、小さな駆動電圧を与えても、電極層間の電界強度が
大きくなり、大振幅駆動が可能となる。このため、コリ
オリ力の検出感度を著しく向上させることができる。
型圧電ジャイロセンサにおける駆動側アーム部の厚み方
向中央部分に外側面からアームの中央部分に向けて内部
電極が設けられており、内部電極から外部電極にかけて
分極は互いに逆向きになるように施されている。これに
より、駆動側アームの約半分は圧電的に活性となり、能
率の良い面内振動の駆動が可能となる。また電気端子の
取り出しも容易となる。 一方、検出側アームでは、ア
ームの厚み方向の中央部分に一層内部電極を主面と平行
に設け、厚み方向に一様に分極処理がなされ、外部電極
端子を共通とし、コリオリ力が働いたとき面垂直振動を
するが、検出側アーム全体が圧電的に活性であるため高
感度でコリオリ力を検出することができる。請求項２に
記載の発明では、請求項１に示した音叉型圧電振動ジャ
イロセンサと同様駆動側アームの圧電活性部の占める割
合は大体同じであるが、内部電極の層間隔を狭め、隣接
する圧電層は互いに逆向きに分極されている。このた
め、小さな駆動電圧を与えても、電極層間の電界強度が
大きくなり、大振幅駆動が可能となる。このため、コリ
オリ力の検出感度を著しく向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の音叉型圧電ジャ
イロセンサの一実施の形態について図面を参照して説明
する。図１は、本発明の、圧電体の内部に内部電極を有
する音叉型圧電ジャイロセンサＡの斜視図である。図１
において、符号２０は音叉の底部を、２１は音叉の駆動
側（駆動用）アームを、２２はコリオリ力検出用（検出
側）アームを示す。符号１０は、音叉底部の上面を示し
ている。図１の左上には、図１におけるｘ、ｙ、ｚの座
標軸が示されている。
イロセンサの一実施の形態について図面を参照して説明
する。図１は、本発明の、圧電体の内部に内部電極を有
する音叉型圧電ジャイロセンサＡの斜視図である。図１
において、符号２０は音叉の底部を、２１は音叉の駆動
側（駆動用）アームを、２２はコリオリ力検出用（検出
側）アームを示す。符号１０は、音叉底部の上面を示し
ている。図１の左上には、図１におけるｘ、ｙ、ｚの座
標軸が示されている。
【００１３】一方、図２は、図１に示した音叉を上面か
ら見た電気的結線図である。ここで、音叉型ジャイロセ
ンサ用の圧電体の圧電セラミック材料としては、ＰＺＴ
系セラミック（ＮＥＰＥＣ−６、トーキン製）を用い
た、駆動と検出の離調周波数は約１００Ｈｚであり、ほ
ぼフラットな感度特性を得ることができている。音叉型
ジャイロセンサの寸法としては、高さが８ｍｍ、厚さが
１ｍｍであり、アーム自体の高さ（長さ）は４．５ｍｍ
である。
ら見た電気的結線図である。ここで、音叉型ジャイロセ
ンサ用の圧電体の圧電セラミック材料としては、ＰＺＴ
系セラミック（ＮＥＰＥＣ−６、トーキン製）を用い
た、駆動と検出の離調周波数は約１００Ｈｚであり、ほ
ぼフラットな感度特性を得ることができている。音叉型
ジャイロセンサの寸法としては、高さが８ｍｍ、厚さが
１ｍｍであり、アーム自体の高さ（長さ）は４．５ｍｍ
である。
【００１４】図１及び図２において、符号１１及び符号
１３は駆動用外部電極を、符号１７は駆動用の内部電極
を、符号１５及び符号１６は検出用外部電極を、符号１
８は検出用外部電極を、それぞれ示す。また図２に示し
た白抜きの矢印は圧電体の分極方向を示している。電気
端子２３及び電気端子２４に所定の電圧を印加し、音叉
Ａの面内振動の共振周波数で駆動アーム２１を駆動させ
ると、図２に示した音叉の右側アーム２１の右半分のみ
伸縮振動し、その結果、右側アーム２１に面内屈曲振動
が引き起こされる。即ち、右側アーム２１の面内屈曲振
動が左側アーム２２に伝わり、この結果、音叉Ａには面
内振動が引き起こされる。
１３は駆動用外部電極を、符号１７は駆動用の内部電極
を、符号１５及び符号１６は検出用外部電極を、符号１
８は検出用外部電極を、それぞれ示す。また図２に示し
た白抜きの矢印は圧電体の分極方向を示している。電気
端子２３及び電気端子２４に所定の電圧を印加し、音叉
Ａの面内振動の共振周波数で駆動アーム２１を駆動させ
ると、図２に示した音叉の右側アーム２１の右半分のみ
伸縮振動し、その結果、右側アーム２１に面内屈曲振動
が引き起こされる。即ち、右側アーム２１の面内屈曲振
動が左側アーム２２に伝わり、この結果、音叉Ａには面
内振動が引き起こされる。
【００１５】この際、図１の左上に示されているｚ軸ま
わりに角周波数Ωで系全体が回転すると、コリオリ力
（りょく）Ｆｃが図１のように音叉の駆動方向とは直角
の方向、すなわち面垂直の方向に作用し、図２に示す左
側アーム２２の電気端子２５及び２６よりコリオリ力が
検出される。音叉の厚み方向（ｘ方向）の中央部分に埋
設された内部電極１８の上側が縮んだとき、内部電極１
８の下側部分が伸び、互いに圧電横効果により電荷が加
え合わさることで、コリオリ力Ｆｃを検出することがで
きる。この音叉型ジャイロセンサは、積層セラミック技
術を用いて製造することができる。図２において、面内
振動を駆動する圧電的活性部が図２における右側アーム
のちょうど２分の１の部分から外側の部分に設けられて
いる。このような構造を有するジャイロセンサＡでは、
活性部が右側アームの外側半分にしかない分、感度的に
は若干劣るが、電気的な結線も簡単であり製造しやすい
といった長所がある。
わりに角周波数Ωで系全体が回転すると、コリオリ力
（りょく）Ｆｃが図１のように音叉の駆動方向とは直角
の方向、すなわち面垂直の方向に作用し、図２に示す左
側アーム２２の電気端子２５及び２６よりコリオリ力が
検出される。音叉の厚み方向（ｘ方向）の中央部分に埋
設された内部電極１８の上側が縮んだとき、内部電極１
８の下側部分が伸び、互いに圧電横効果により電荷が加
え合わさることで、コリオリ力Ｆｃを検出することがで
きる。この音叉型ジャイロセンサは、積層セラミック技
術を用いて製造することができる。図２において、面内
振動を駆動する圧電的活性部が図２における右側アーム
のちょうど２分の１の部分から外側の部分に設けられて
いる。このような構造を有するジャイロセンサＡでは、
活性部が右側アームの外側半分にしかない分、感度的に
は若干劣るが、電気的な結線も簡単であり製造しやすい
といった長所がある。
【００１６】さらに図１に示した音叉型圧電センサＡの
感度を大きくすることもできる。図３は本発明の第２の
実施の形態として示した音叉型ジャイロセンサの斜視図
（図３（ａ））及び内部電極（図３（ｂ））である。こ
の形態における音叉型ジャイロセンサは、図３（ｂ）に
示すような形状のＡｇ／Ｐｄから成る内部電極６１・６
２を、周知の積層セラミック技術形成を用いて、内部電
極と圧電層セラミックスとを厚み方向に交互に積層させ
たものである。このような構造の音叉型ジャイロセンサ
の電気端子２３・２４に対して、直流高電圧を印加して
分極させれば、内部電極が複数枚形成されているため、
所定の単位電圧を与えた際の、隣接する内部電極間の電
界強度を上げることができ、印加する電圧が低くても、
大振幅の駆動が可能となる。従って、角速度センサの感
度を大幅に上げることができる。なお、図３（ｂ）にお
いて符号６４・６５は、Ａｇ／Ｐｄから成る内部電極６
１・６２に切り欠け部を形成することにより作った、電
気端子２３・２４に接続させるための突起部である。
感度を大きくすることもできる。図３は本発明の第２の
実施の形態として示した音叉型ジャイロセンサの斜視図
（図３（ａ））及び内部電極（図３（ｂ））である。こ
の形態における音叉型ジャイロセンサは、図３（ｂ）に
示すような形状のＡｇ／Ｐｄから成る内部電極６１・６
２を、周知の積層セラミック技術形成を用いて、内部電
極と圧電層セラミックスとを厚み方向に交互に積層させ
たものである。このような構造の音叉型ジャイロセンサ
の電気端子２３・２４に対して、直流高電圧を印加して
分極させれば、内部電極が複数枚形成されているため、
所定の単位電圧を与えた際の、隣接する内部電極間の電
界強度を上げることができ、印加する電圧が低くても、
大振幅の駆動が可能となる。従って、角速度センサの感
度を大幅に上げることができる。なお、図３（ｂ）にお
いて符号６４・６５は、Ａｇ／Ｐｄから成る内部電極６
１・６２に切り欠け部を形成することにより作った、電
気端子２３・２４に接続させるための突起部である。
【００１７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の音叉型圧電
ジャイロセンサは、積層セラミック技術により、音叉の
内部に電極を形成し、これによって圧電的な活性部分の
体積を大きくすることができるわけであり、小型で高感
度のジャイロセンサを提供することができる。
ジャイロセンサは、積層セラミック技術により、音叉の
内部に電極を形成し、これによって圧電的な活性部分の
体積を大きくすることができるわけであり、小型で高感
度のジャイロセンサを提供することができる。
【図１】 本発明の一実施の形態として示した音叉型圧
電ジャイロセンサである。
電ジャイロセンサである。
【図２】 図１の音叉型圧電ジャイロセンサの電気的結
線図である。
線図である。
【図３】 本発明の第２の実施の形態として示した音叉
型圧電ジャイロセンサであっり、駆動部分を多層化し
て、さらに高感度化を図ったジャイロセンサである。
（ａ）はジャイロセンサの斜視図、（ｂ）は駆動側内部
電極の形状を示す。
型圧電ジャイロセンサであっり、駆動部分を多層化し
て、さらに高感度化を図ったジャイロセンサである。
（ａ）はジャイロセンサの斜視図、（ｂ）は駆動側内部
電極の形状を示す。
【図４】 従来の音叉型ジャイロセンサであり、（ａ）
は音叉型ジャイロセンサの斜視図、（ｂ）及び（ｃ）
は、ともに平面図であり、（ｃ）は電気的結線図を示し
ている。
は音叉型ジャイロセンサの斜視図、（ｂ）及び（ｃ）
は、ともに平面図であり、（ｃ）は電気的結線図を示し
ている。
【図５】従来の音叉型ジャイロセンサを示し、（ａ）は
同センサの斜視図、（ｂ）及び（ｃ）はともに平面図で
あり、（ｃ）は電気的結線図を示す。
同センサの斜視図、（ｂ）及び（ｃ）はともに平面図で
あり、（ｃ）は電気的結線図を示す。
１０ 音叉底部上面 １１、１３ 駆動用外部電極 １６ 検出用外部電極 １７ 駆動用内部電極 １８ 検出用内部電極 ２０ 音叉底部 ２１、３１ 音叉の駆動側アーム ２２、３２ コリオリ力検出用アーム ２３、２４ 駆動用電気端子 ２５、２６ 検出用電気端子 ４０、４１、４２、４３ 駆動用外部電極 ４４、４５、４６、４７ 検出用外部電極
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−210856（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−21643（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−72744（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−166444（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−170926（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−111132（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−221087（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−173853（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−316125（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 19/56 G01P 9/04
Claims (4)
- 【請求項１】 圧電層により形成される駆動用アームと
検出用アームとを具備してなるコ字状の音叉型振動子を
用いた音叉型圧電ジャイロセンサであって、 駆動用振動アームを形成する前記圧電層の厚さ方向の中
央部には、外側面からアームの中央部に向けて層状の駆
動用内部電極が設けられるとともに、該駆動用内部電極
と対向する前記圧電層の表面側及び裏面側には、それぞ
れ、表面側駆動用外部電極と裏面側駆動用外部電極とが
設けられており、かつ、前記駆動側内部電極と前記表面
側駆動用外部電極との間及び前記裏面側駆動用外部電極
との間とは、互いに逆方向に分極されており、 一方の検出用アームには、前記圧電層の厚さ方向の内部
に一層の検出用内部電極が前記外側面と反対側の外側面
からアームの中央部に向けて表面と平行に設けられると
ともに、前記検出用内部電極に相対向する前記圧電層の
表面側及び裏面側には、表面側検出用外部電極と裏面側
検出用外部電極とが設けられており、かつ、前記検出用
内部電極と前記表面側検出用外部電極との間及び前記裏
面側検出用外部電極との間には、厚さ方向に一様に分極
処理がなされていることを特徴とする音叉型圧電ジャイ
ロセンサ。 - 【請求項２】 前記駆動用アームの外側面側から該駆動
用アーム部の中央部にかけて、複数の駆動用内部電極が
形成されており、互いに隣接する内部電極間の圧電層
は、逆向きに分極されることを特徴とする請求項１に記
載された音叉型圧電ジャイロセンサ。 - 【請求項３】 互いに隣接する前記駆動用内部電極は、
切り欠け部とこれに隣接する突起部とを有して成り、該
突起部は、前記駆動用アームの外側面の異なる位置にお
いて電気端子と接続されるようにそれぞれ異なる位置に
設けられていることを特徴とする請求項２に記載された
音叉型圧電ジャイロセンサ。 - 【請求項４】 前記駆動用内部電極は、前記駆動用アー
ムの外側面側の端部から該駆動用アーム部の中央部側の
端部までの範囲のうち、前記外側面側の端部から半分以
下の幅の範囲にのみ設けられていることを特徴とする請
求項１から３までに記載された音叉型圧電ジャイロセン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10161118A JP3075262B2 (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 音叉型圧電ジャイロセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10161118A JP3075262B2 (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 音叉型圧電ジャイロセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11351877A JPH11351877A (ja) | 1999-12-24 |
| JP3075262B2 true JP3075262B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=15728952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10161118A Expired - Fee Related JP3075262B2 (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 音叉型圧電ジャイロセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3075262B2 (ja) |
-
1998
- 1998-06-09 JP JP10161118A patent/JP3075262B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11351877A (ja) | 1999-12-24 |
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