JP3293487B2 - 振動ジャイロ - Google Patents
振動ジャイロInfo
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Description
し、特にたとえば、カメラの手振れ防止、カーナビゲー
ションシステム、ポインティングデバイスなどに使用さ
れる振動ジャイロに関する。
斜視図である。振動ジャイロ1は、振動体2を含む。振
動体2は、第1の圧電体基板3および第2の圧電体基板
4を接着することによって形成される。第1の圧電体基
板3および第2の圧電体基板4は、矢印で示すように、
互いに逆向きの厚み方向に分極される。
された電極5が形成される。電極5は、第1の圧電体基
板3の長手方向に延びる溝によって、幅方向に2分割さ
れている。さらに、電極5は、第1の圧電体基板3の幅
方向に延びる2つの溝によって、長手方向に3分割され
ている。つまり、電極5は、6つの部分に分割されてい
る。さらに、第2の圧電体基板4の外側主面の全面に、
別の電極6が形成される。振動体2のノード点付近にお
いて、電極6と基板7上の支持ピン8とが接続される。
支持ピン8は、たとえば半田付けや導電接着剤などによ
って、電極6に取り付けられている。
向の中央部にある2つの電極部分5a,5bと、それに
対向する電極6との間に、駆動信号が印加される。第1
の圧電体基板3および第2の圧電体基板4は、互いに逆
向きに分極されているため、振動体2はバイモルフ構造
となっており、駆動信号によって振動体2が電極5,6
形成面に直交する向きに屈曲振動する。このとき、振動
体2は、その長手方向の両端から少し内側にある2つの
ノード点を中心として屈曲振動する。このとき、電極部
分5a,5bからは同じ信号が出力されるため、これら
の電極部分5a,5bから出力される信号の差をとれ
ば、2つの出力信号が相殺されて0となる。
動体2の屈曲振動の向きに直交する向きにコリオリ力が
働く。そのため、振動体2の屈曲振動の向きが変わり、
電極部分5a,5bの出力信号が変化する。つまり、一
方の電極部分5aからの出力信号がコリオリ力に対応し
て増加すると、他方の電極部分5bからの出力信号はコ
リオリ力に対応して減少する。したがって、これらの電
極部分5a,5bからの出力信号の差をとれば、コリオ
リ力に対応した信号のみを得ることができる。このよう
に、電極部分5a,5bの出力信号の差を測定すること
によって、振動ジャイロ1に加わった回転角速度を検出
することができる。
うな振動ジャイロでは、落下などによる衝撃に弱く、特
に支持ピン側から振動体側に向かって衝撃が加わったと
き、振動体が支持ピンから外れる恐れがある。このよう
に、振動体が支持ピンから外れると、振動ジャイロとし
ての機能を失ってしまう。
い耐衝撃性を有する振動ジャイロを提供することであ
る。
体基板を接合してなる四角柱状の振動体と、2つの圧電
体基板の外側主面に形成され、少なくとも一方が分割さ
れた対向電極とを含み、2つの圧電体基板の外側主面に
おいて振動体のノード点に対応する一方側が導電材料で
形成された支持ピンによって支持され、他方側が軟性樹
脂によって支持された、振動ジャイロである。
いるため、振動体の支持強度が強く、振動ジャイロに衝
撃が加わっても、振動体が外れにくい。そのため、衝撃
が加わっても特性が劣化せず、信頼性の高い振動ジャイ
ロを得ることができる。また、導電材料で形成された支
持ピンを用いることにより、振動体の支持以外に、振動
体への信号入出力用として支持ピンを利用することがで
きる。さらに、振動体を軟性樹脂で支持することによ
り、振動体の振動がダンピングされにくくなり、特性の
劣化を抑えることができる。
る、信頼性の高い振動ジャイロを得ることができる。ま
た、導電材料で形成された支持ピンを用いることによ
り、外部回路との接続に支持ピンを利用することがで
き、リード線などを省略することができる。さらに、振
動体を軟性樹脂で支持することにより、振動体の振動が
ダンピングされにくく、良好な特性を有する振動ジャイ
ロを得ることができる。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
一例を示す斜視図である。振動ジャイロ10は、四角柱
状の振動体12を含む。振動体12は、第1の圧電体基
板14および第2の圧電体基板16を含む。第1の圧電
体基板14および第2の圧電体基板16としては、たと
えば圧電セラミックやLiNbO3 ,LiTaO3 など
の単結晶などが用いられる。第1の圧電体基板14およ
び第2の圧電体基板16は、接合層18で接合される。
接合層18の材料としては、たとえばエポキシ樹脂など
が用いられる。第1の圧電体基板14と第2の圧電体基
板16とは、図1の矢印に示すように、互いに逆向きの
厚み方向に分極される。したがって、振動体12は、バ
イモルフ構造となる。
1の電極20が形成される。第1の電極20には、第1
の圧電体基板14の長手方向に延びる溝22aと、第1
の圧電体基板14の幅方向に延びる2つの溝22bとが
形成される。振動体12は駆動信号によって屈曲振動す
るが、2つの溝22bは、それぞれ振動体12の2つの
ノード点より両端側に形成される。これらの溝22a,
22bによって、第1の電極20が6つの電極部分20
a,20b,20c,20d,20eおよび20fに分
割される。さらに、第2の圧電体基板16の外側主面に
は、その全面に第2の電極24が形成される。
とえば大きい2枚の圧電体基板をエポキシ樹脂などで接
合して積層基板を形成し、一方の圧電体基板上に形成さ
れた電極に所定の間隔で溝を形成したのち、ダイシング
カットなどによって積層基板を切断すればよい。
に、支持部材28によって基板26上に支持される。支
持部材28は、たとえばシリコン樹脂などの軟性樹脂に
よって形成される。振動体12は、その屈曲振動の2つ
のノード点に対応する部分で、支持部材28によって基
板26に接着される。ここでは、振動体12に形成され
た第2の電極24が、支持部材28によって基板26に
接着される。
部にある電極部分20a,20bには、それぞれ支持ピ
ン30a,30bが取り付けられる。支持ピン30a,
30bは、たとえば金属などの導電材料で形成される。
支持ピン30a,30bは、振動体12の2つのノード
点に対応する部分において、電極部分20a,20bに
半田付けされる。このとき、支持ピン30aは電極部分
20aに半田付けされ、支持ピン30bは電極部分20
bに半田付けされる。支持ピン30a,30bの端部
は、たとえば基板26の端縁部に固定される。つまり、
振動体12は、その両面において、支持部材28と支持
ピン30a,30bとによって支持される。
4に示すように、第1の電極20の長手方向の中央部に
ある2つの電極部分20a,20bに抵抗40,42が
接続される。これらの抵抗40,42と第2の電極24
との間には、発振回路44が接続される。発振回路44
は、たとえば増幅回路と位相補正回路とを含み、第2の
電極24から出力される信号が発振回路44に帰還され
る。そして、増幅回路および位相補正回路によって、帰
還された信号のレベルおよび位相が調整され、第1の電
極20の電極部分20a,20bに与えられる。
20bは、差動回路46の入力端に接続される。差動回
路46の出力端は、同期検波回路48に接続される。同
期検波回路48では、たとえば発振回路44の信号に同
期して、差動回路46の出力信号が検波される。同期検
波回路48は平滑回路50に接続され、さらに平滑回路
50は増幅回路52に接続される。
よって自励振駆動される。このとき、振動体12はバイ
モルフ構造であるため、第1の圧電体基板14がその主
面に平行する向きに延びたとき、第2の圧電体基板16
はその主面に平行する向きに縮む。逆に、第1の圧電体
基板14がその主面に平行する向きに縮んだとき、第2
の圧電体基板16がその主面に平行する向きに延びる。
そのため、振動体12は、第1および第2の電極20,
24形成面に直交する向きに屈曲振動する。
分20a,20bから出力される信号は同じであり、差
動回路46で相殺されるため、差動回路46からは信号
が出力されない。振動体12の軸を中心として回転する
と、屈曲振動の向きに直交する向きにコリオリ力が働
く。このコリオリ力により、振動体12の屈曲振動の向
きが変わる。そのため、電極部分20a,20bから出
力される信号が変わる。たとえば、電極部分20aから
出力される信号が大きくなったとき、電極部分20bか
ら出力される信号は小さくなる。したがって、差動回路
46から、2つの電極部分20a,20bの出力信号の
差が得られる。電極部分20a,20bの出力信号の変
化は、振動体12の屈曲振動の向きの変化、すなわちコ
リオリ力に対応している。したがって、差動回路46か
らは、コリオリ力に対応したレベルの信号が出力され
る。
48において、発振回路44の信号に同期して検波され
る。このとき、差動回路46の出力信号の正部分のみま
たは負部分のみが検波される。同期検波回路48で検波
された信号は、平滑回路50で平滑され、さらに増幅回
路52で増幅される。したがって、増幅回路52の出力
信号を測定することにより、振動ジャイロ10に加わっ
た回転角速度を検出することができる。
の屈曲振動の向きの変化も逆になり、電極部分20a,
20bの出力信号の変化は逆となる。そのため、差動回
路46から出力される信号は逆位相となり、同期検波回
路48で検波される信号も逆極性となる。そのため、増
幅回路52からの出力信号の極性も逆となる。したがっ
て、増幅回路52の出力信号の極性から、回転角速度の
方向を検出することができる。
両面において、支持部材28および支持ピン30a,3
0bで支持されているため、振動体12の支持強度が大
きく、落下などの衝撃が加わっても、振動体12が基板
26から外れにくい。また、この振動ジャイロ10で
は、振動体12の第2の電極24側が軟性樹脂で形成さ
れた支持部材28で支持されているため、振動体12の
屈曲振動がダンピングされにくい。そのため、良好な特
性を有する振動ジャイロ10を得ることができる。この
ように、この発明によれば、強い耐衝撃性を有し、しか
も良好な特性を有する振動ジャイロ10を得ることがで
きる。
ずしも逆向きに分極される必要はなく、同じ方向に分極
してもよい。この場合、たとえば接合層18を半田など
の金属層で形成し、この接合層18が共通電極として用
いられ、接合層18からの出力信号が発振回路44に帰
還される。そして、発振回路44からの信号を第1の電
極20および第2の電極24に与えることにより、振動
体12を屈曲振動させることができる。
の電極20のみが分割されたが、第2の電極24も同様
に分割されてもよい。このような電極構造であっても、
2つの電極20,24間に駆動信号を与えることによ
り、振動体12を屈曲振動させることができる。この場
合、回転角速度に対応した信号は、第1の電極20の分
割部分から取り出してもよいし、第2の電極24の分割
部分から取り出してもよい。
ある。
る。
を示すブロック図である。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 2つの圧電体基板を接合してなる四角柱
状の振動体、および前記2つの圧電体基板の外側主面に
形成され、少なくとも一方が分割された対向電極を含
み、 前記2つの圧電体基板の外側主面において前記振動体の
ノード点に対応する一方側が導電材料で形成された支持
ピンによって支持され、他方側が軟性樹脂によって支持
された、振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23724596A JP3293487B2 (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | 振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23724596A JP3293487B2 (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | 振動ジャイロ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1062179A JPH1062179A (ja) | 1998-03-06 |
JP3293487B2 true JP3293487B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=17012559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23724596A Expired - Fee Related JP3293487B2 (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | 振動ジャイロ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3293487B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3613117B2 (ja) | 2000-02-23 | 2005-01-26 | 株式会社村田製作所 | 振動子及びそれを用いた振動ジャイロ及びそれを用いた電子装置 |
JP4678093B2 (ja) * | 2001-02-23 | 2011-04-27 | 株式会社村田製作所 | 振動ジャイロの製造方法 |
JP2002250630A (ja) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Murata Mfg Co Ltd | 振動子支持構造およびそれを用いた振動ジャイロおよびそれを用いた電子装置 |
-
1996
- 1996-08-19 JP JP23724596A patent/JP3293487B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
近野正,圧電形の振動ジャイロ・方向センサー,昭和61年度文部省科学研究費補助金(一般研究(B))研究成果報告書(課題番号No60460142),日本 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1062179A (ja) | 1998-03-06 |
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