JP3312260B2 - Piezoelectric vibration gyro - Google Patents

Piezoelectric vibration gyro

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JP3312260B2
JP3312260B2 JP05257293A JP5257293A JP3312260B2 JP 3312260 B2 JP3312260 B2 JP 3312260B2 JP 05257293 A JP05257293 A JP 05257293A JP 5257293 A JP5257293 A JP 5257293A JP 3312260 B2 JP3312260 B2 JP 3312260B2
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piezoelectric
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哲男 吉田
博 渡辺
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エヌイーシートーキン株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は自動車のナビゲーション
システムやカメラ一体型VTRの手ブレ補正などに用い
られるジャイロスコープの内,圧電振動子の超音波振動
を用いた圧電振動ジャイロに関し,特に圧電振動子の振
動モードとして平行電界励振型厚みすべり振動モードの
エネルギー閉じ込め振動を用いた,構造が簡単で支持が
容易な圧電振動ジャイロに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric vibratory gyroscope using ultrasonic vibration of a piezoelectric vibrator among gyroscopes used for a camera shake correction of a car navigation system and a camera-integrated VTR. The present invention relates to a piezoelectric vibrating gyroscope that has a simple structure and is easy to support, using energy trapping vibration of a parallel electric field excitation type thickness shear vibration mode as a vibration mode of a vibrator.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧電振動ジャイロは,振動している物体
に回転角速度が加えられると,その振動方向と直角な方
向にコリオリ力を生ずるという力学現象を利用したジャ
イロスコープである。一般に直交する二つの異なる方向
の振動を励振可能に構成した複合振動系において,一方
の振動を励振した状態で,振動子を回転させると,前述
のコリオリ力の作用によりこの振動と直角な方向に力が
働き,他方の振動が励振される。この振動の大きさは入
力側の振動の大きさおよび回転角速度に比例するため,
入力側の振動の大きさを一定にした場合,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出来る。
2. Description of the Related Art A piezoelectric vibrating gyroscope is a gyroscope utilizing a dynamic phenomenon that when a rotational angular velocity is applied to a vibrating object, a Coriolis force is generated in a direction perpendicular to the direction of the vibration. In general, when a vibrator is rotated in a composite vibration system configured to be able to excite vibrations in two different directions that are orthogonal to each other and one of the vibrations is excited, the above-mentioned Coriolis force causes the vibrator to move in a direction perpendicular to this vibration. The force works and the other vibration is excited. Since the magnitude of this vibration is proportional to the magnitude of the input-side vibration and the rotational angular velocity,
When the magnitude of the vibration on the input side is constant, the magnitude of the rotational angular velocity can be obtained from the magnitude of the output voltage.

【0003】図15は従来の圧電振動ジャイロの構造を
示す斜視図であり,正三角形断面形状を有する金属三角
柱110の三つの面のほぼ中央部に,それぞれ両面に電
極が形成され,厚さ方向に分極された圧電セラミックス
薄板111,112,113が接合されている。金属三
角柱110はそれぞれの辺とこれに向かい合う頂点を結
ぶ方向に,ほぼ同じ共振周波数で屈曲振動が可能であ
り,図16に示すように,一枚の圧電セラミックス薄板
111にこの振動周波数にほぼ等しい周波数の電圧を印
加すると,圧電セラミックス薄板111を接合した面が
凹凸となる方向に屈曲振動する。また,図17に示すよ
うに,隣合う2枚の圧電セラミックス薄板111,11
2に同一振幅,同一位相の金属三角柱110の共振周波
数にほぼ等しい周波数の電圧を印加すると,金属三角柱
110は圧電セラミックス薄板111を接合した面が凹
凸となる方向の屈曲振動と圧電セラミックス薄板112
を接合した面が凹凸となる方向の屈曲振動とが合成され
て,残りの圧電セラミックス薄板113を接合した面が
凹凸となる方向に屈曲振動する。一方図18に示すよう
に,隣合う2枚の圧電セラミックス薄板111,112
に同一振幅,逆位相の金属三角柱110の共振周波数に
ほぼ等しい周波数の電圧を印加すると,金属三角柱11
0は圧電セラミックス薄板111を接合した面が凹凸と
なる方向の屈曲振動と圧電セラミックス薄板112を接
合した面が凹凸となる方向の屈曲振動とが合成されて,
残りの圧電セラミックス薄板113を接合した面と平行
な方向に屈曲振動する。
FIG. 15 is a perspective view showing the structure of a conventional piezoelectric vibrating gyroscope. In a metal triangular prism 110 having a regular triangular cross-sectional shape, electrodes are formed substantially at the center of three surfaces, and electrodes are formed on both surfaces. The piezoelectric ceramic thin plates 111, 112, and 113 which are polarized are joined. The metal triangular prism 110 can bend and vibrate at substantially the same resonance frequency in the direction connecting each side and the apex facing the same, and as shown in FIG. When a voltage of a frequency is applied, the surface to which the piezoelectric ceramic thin plate 111 is joined vibrates in a bending direction in a direction in which the surface becomes uneven. As shown in FIG. 17, two adjacent piezoelectric ceramic thin plates 111 and 11 are provided.
When a voltage having a frequency substantially equal to the resonance frequency of the metal triangular prism 110 having the same amplitude and the same phase is applied to the metal triangular prism 2, the bending vibration in the direction in which the surface where the piezoelectric ceramic thin plate 111 is bonded becomes uneven and the piezoelectric ceramic thin plate 112
Is combined with bending vibration in the direction in which the surface joined to the surface becomes uneven, and the surface to which the remaining piezoelectric ceramic thin plate 113 is joined vibrates in the direction in which the surface becomes uneven. On the other hand, as shown in FIG. 18, two adjacent piezoelectric ceramic thin plates 111 and 112 are provided.
When a voltage having a frequency substantially equal to the resonance frequency of the metal triangular prism 110 having the same amplitude and opposite phase is applied to the
In the case of 0, bending vibration in the direction in which the surface to which the piezoelectric ceramic thin plate 111 is joined becomes uneven is combined with bending vibration in the direction in which the surface to which the piezoelectric ceramic thin plate 112 is joined becomes uneven,
The bending vibration is performed in a direction parallel to the surface to which the remaining piezoelectric ceramic thin plates 113 are joined.

【0004】図17の状態で金属三角柱110を長さ方
向の中心を軸にして回転させるとコリオリ力の作用によ
り金属三角柱110には,図19に示すように,圧電セ
ラミックス薄板113を接合した面が凹凸となる方向と
直角な方向に屈曲振動する。図18に示したように,金
属三角柱110の圧電セラミックス薄板113と平行な
方向の屈曲振動は圧電セラミックス薄板111,112
に同一振幅,逆位相の電圧を印加することによって得ら
れるため,逆の効果により金属三角柱110を圧電セラ
ミックス薄板113と平行な方向に屈曲振動させた場合
には圧電セラミックス薄板111,112に同一振幅,
逆位相の電圧が発生し,駆動のために圧電セラミックス
薄板111,112に印加されている電圧の一方がその
分減少し,他方がその分増加する。従って,圧電セラミ
ックス薄板111,112の端子電圧の差の電圧は金属
三角柱110の回転角速度に比例した電圧となる。
When the metal triangular prism 110 is rotated about the center in the longitudinal direction as an axis in the state of FIG. 17, the surface of the metal triangular prism 110 to which the piezoelectric ceramic thin plate 113 is joined as shown in FIG. Vibrates in a direction perpendicular to the direction in which the surface becomes uneven. As shown in FIG. 18, the bending vibration of the metal triangular prism 110 in the direction parallel to the piezoelectric ceramic thin plate 113 is reduced by the piezoelectric ceramic thin plates 111 and 112.
When the metal triangular prism 110 is flexibly vibrated in a direction parallel to the piezoelectric ceramic thin plate 113 by the opposite effect, the same amplitude is applied to the piezoelectric ceramic thin plates 111 and 112. ,
An opposite-phase voltage is generated, and one of the voltages applied to the piezoelectric ceramic thin plates 111 and 112 for driving is reduced by that amount, and the other is increased by that amount. Therefore, the voltage of the difference between the terminal voltages of the piezoelectric ceramic thin plates 111 and 112 is a voltage proportional to the rotational angular velocity of the metal triangular prism 110.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図15乃至図19に示
した従来の圧電振動ジャイロにおいては,柱状音片の屈
曲振動モードを利用しているため,振動子の支持・固定
は振動の節の位置で行われなければならない。しかし,
振動の節点は理論的に,幅あるいは面積を持たない,点
あるいは線となるため,有限の寸法の線等で支持した場
合,支持の影響を受けることは避けられず,ジャイロ特
性の劣化を生じていた。さらに,支持の影響を少なくし
ようとして,支持線の線径を細くすると外部からの振動
や衝撃に対する耐久性が悪くなると言う欠点を有してい
た。
In the conventional piezoelectric vibrating gyroscope shown in FIGS. 15 to 19, since the bending vibration mode of the columnar sound piece is used, the supporting and fixing of the vibrator is performed at the nodes of the vibration. Must be done in position. However,
Since the nodes of vibration are theoretically points or lines that have no width or area, when supported by lines of finite dimensions, etc., the influence of the support is inevitable, and the gyro characteristics deteriorate. I was Furthermore, if the diameter of the support wire is reduced in order to reduce the influence of the support, there is a disadvantage that the durability against external vibrations and impacts deteriorates.

【0006】ここで,エネルギー閉じ込め型振動につい
て説明する。図20は従来のエネルギー閉じ込め型振動
子の構造を示す平面図,図21はその断面図である。エ
ネルギー閉じ込め振動とは,振動のエネルギーが駆動電
極近傍に集中している振動モードで,圧電板の厚さ方向
の縦振動やすべり振動,圧電矩形板の幅方向の縦振動や
すべり振動など多くの振動モードがあり,FMラジオや
テレビの中間周波数フィルタに広く用いられている。エ
ネルギー閉じ込め振動は前述したように,振動のエネル
ギーが駆動電極の近傍に集中しているため,例えば,図
20に示す様な,6mm×6mmで厚さ0.2mmの圧
電板10を用いて,そのほぼ中央部の直径1.5mmの
領域に駆動電極121,121′及び122を形成した
FMラジオ用10.7MHzセラミックフィルタにおい
て,図20に示すように,前記駆動電極121,12
1′及び122を中心に直径3mmの領域の両面に空洞
部分を形成すれば,その他の部分を樹脂13で固定して
も振動子特性にほとんど影響を与えない。すなわち,リ
ード端子の形成が自由で支持による影響の無い圧電振動
子あるいはそれを利用したフィルタが得られるという利
点を有する。
Here, the energy trap type vibration will be described. FIG. 20 is a plan view showing the structure of a conventional energy trap type vibrator, and FIG. 21 is a sectional view thereof. Energy trapped vibration is a vibration mode in which the energy of the vibration is concentrated near the drive electrode. Many vibrations such as longitudinal vibration and sliding vibration in the thickness direction of the piezoelectric plate and longitudinal vibration and sliding vibration in the width direction of the piezoelectric rectangular plate are considered. There is a vibration mode, which is widely used for intermediate frequency filters of FM radios and televisions. As described above, since the energy of the energy confinement vibration is concentrated near the drive electrode, for example, as shown in FIG. 20, a piezoelectric plate 10 having a thickness of 6 mm × 6 mm and a thickness of 0.2 mm is used. As shown in FIG. 20, in a 10.7 MHz ceramic filter for FM radio, in which drive electrodes 121, 121 'and 122 are formed in a region of 1.5 mm in a diameter at a substantially central portion thereof, as shown in FIG.
If cavities are formed on both sides of a region having a diameter of 3 mm around 1 'and 122, the characteristics of the vibrator are hardly affected even if the other portions are fixed with the resin 13. That is, there is an advantage that a piezoelectric vibrator in which the formation of the lead terminals is free and which is not affected by the support or a filter using the same can be obtained.

【0007】そこで本発明の技術的課題は,構造が簡単
で,入出力用のリード端子の取り出しおよび支持・固定
によるジャイロ特性への影響が少なく,強固に支持する
ことが可能で,耐振動,耐衝撃特性の優れた圧電振動ジ
ャイロを提供することにある。
Therefore, the technical problem of the present invention is that the structure is simple, the influence of taking out and supporting / fixing the input / output lead terminals on the gyro characteristic is small, and it is possible to firmly support the gyro characteristics, An object of the present invention is to provide a piezoelectric vibrating gyroscope having excellent impact resistance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば,(1)
圧電セラミックス棒の中央部の外周を4n分割(但し,
nは2以上の自然数)する位置に長さ方向と平行な帯状
電極を前記圧電セラミックス棒の中央部で交差する長さ
lが前記圧電セラミックス棒の長さLに対して1/3以
下となるように4n本形成し,互いに一つおきの帯状電
極をそれぞれ前記圧電セラミックス棒の異なる端部に引
き出すとともにそれぞれ接続して2端子として分極処理
を施し,分極処理後一つおきの帯状電極を接続して共通
アース電極とし,残りの2n個の帯状電極の内,前記圧
電セラミックス棒の中心軸に対し対称の位置にある第1
の帯状電極対に周波数が前記圧電セラミックス棒の径方
向振動モードの共振周波数にほぼ等しい交流電圧を印加
して前記圧電セラミックス棒の中央部に径方向振動を励
振し,前記第1の帯状電極対を90°回転させた位置に
ある第2の帯状電極対に発生する電圧を検出するよう
,平行電界励振型厚みすべりモードのエネルギー閉じ
込め振動を用いて構成したことを特徴とする圧電振動ジ
ャイロが得られる。
According to the present invention, (1)
The outer periphery of the center of the piezoelectric ceramic rod is divided into 4n parts (however,
n is a natural number greater than or equal to 2) the length at which the strip-shaped electrode parallel to the length direction intersects at the center of the piezoelectric ceramic rod at a position where
l is 1/3 or less of the length L of the piezoelectric ceramic rod
4n electrodes are formed so as to be lower, and every other strip electrode is pulled to a different end of the piezoelectric ceramic rod.
Each polarization processing on a connection to the two terminals together with the out come, by connecting the strip electrodes of every other after the polarization processing and the common ground electrode, of the remaining 2n pieces of strip-shaped electrodes, the central axis of the piezoelectric ceramic rods The first symmetrical position
An AC voltage having a frequency substantially equal to the resonance frequency of the piezoelectric ceramic rod in the radial vibration mode is applied to the pair of band-shaped electrode pairs to excite radial vibration at the center of the piezoelectric ceramic bar, and the first band-shaped electrode pair is excited. Energy in the parallel electric field excitation type thickness-shear mode so as to detect the voltage generated at the second belt-shaped electrode pair at a position rotated by 90 °.
Thus , a piezoelectric vibrating gyroscope characterized in that the piezoelectric vibrating gyroscope is configured using the confined vibration is obtained.

【0009】[0009]

【0010】また,本発明によれば,(2)前記帯状電
極は前記圧電セラミックス棒の中央部で交差する長さl
が前記圧電セラミックス棒の長さLに対して1/3以下
で,互いに一つおきの帯状電極はそれぞれ前記圧電セラ
ミックス棒の異なる端部に引き出されていることを特徴
とする圧電振動ジャイロが得られる。
According to the present invention, (2) the length of the strip-shaped electrode intersecting at the center of the piezoelectric ceramic rod is
Is not more than 1/3 of the length L of the piezoelectric ceramic rod, and every other strip electrode is drawn out to a different end of the piezoelectric ceramic rod. Can be

【0011】本発明によれば,(2)圧電セラミックス
棒の中央部の外周を4分割する位置に長さ方向と平行な
帯状電極を前記圧電セラミックス棒の中央部で交差する
長さlが前記圧電セラミックス棒の長さLに対して1/
3以下となるように4本形成し、互いに一つおきの帯状
電極をそれぞれ前記圧電セラミックス棒の異なる端部に
引き出すとともにそれぞれ接続して2端子として分極処
理を施した後、前記接続を取り除き、前記帯状電極を各
々独立させ、隣り合う前記帯状電極をそれぞれ駆動用電
極と検出用電極とし、残りの2本の前記帯状電極をアー
ス電極とし、周波数が前記圧電セラミックスの径方向振
動モードの共振周波数にほぼ等しい交流電圧を前記駆動
用電極に印加して前記圧電セラミック棒の中央部に径方
向振動を励振させ、前記検出用電極に発生する電圧を検
出するように,平行電界励振型厚みすべりモードのエネ
ルギー閉じ込め振動を用いて構成したことを特徴とする
圧電振動ジャイロが得られる。
According to the present invention, (2) a strip-shaped electrode parallel to the longitudinal direction intersects the center of the piezoelectric ceramic bar at a position where the outer periphery of the center of the piezoelectric ceramic bar is divided into four parts.
The length l is 1/1 / L of the length L of the piezoelectric ceramic rod.
Four electrodes are formed so as to be 3 or less, and every other band electrode is attached to a different end of the piezoelectric ceramic rod.
After being pulled out and connected and subjected to polarization treatment as two terminals, the connection is removed, the strip electrodes are made independent, the adjacent strip electrodes are respectively used as a driving electrode and a detection electrode, and the remaining two strip electrodes are used. The band-shaped electrode is used as an earth electrode, and an AC voltage having a frequency substantially equal to a resonance frequency of a radial vibration mode of the piezoelectric ceramic is applied to the driving electrode to excite radial vibration at a central portion of the piezoelectric ceramic rod, In order to detect the voltage generated at the detection electrode, the energy of the parallel electric field excitation type
A piezoelectric vibrating gyroscope characterized by being configured using the Lugie-confined vibration is obtained.

【0012】本発明によれば、(3)前記圧電セラミッ
クス棒の中央部は断面円形であることを特徴とする前記
1)又は(2)の圧電振動ジャイロが得られる。
According to the present invention, (3 ) the piezoelectric vibrating gyroscope according to ( 1) or (2) , wherein the central portion of the piezoelectric ceramic rod has a circular cross section.

【0013】本発明によれば、(4)前記圧電セラミッ
クス棒の中央部は断面正方形断面を有することを特徴と
する前記(1)又は(2)の圧電振動ジャイロが得られ
る。
According to the present invention, (4 ) the piezoelectric vibrating gyroscope according to the above ( 1) or (2) , wherein the central portion of the piezoelectric ceramic rod has a square cross section.

【0014】本発明によれば、(5)前記帯状電極が前
記正方形断面の各辺の中央位置に形成されていることを
特徴とする(4)の圧電振動ジャイロが得られる。
According to the present invention, (5 ) the piezoelectric vibrating gyroscope according to (4), wherein the strip-shaped electrode is formed at the center of each side of the square cross section.

【0015】本発明によれば、(6)前記帯状電極が前
記正方形断面の各頂点に形成されていることを特徴とす
る前記(4)の圧電振動ジャイロが得られる。
According to the present invention, (6 ) the piezoelectric vibratory gyroscope according to (4), wherein the band-shaped electrode is formed at each vertex of the square cross section.

【0016】本発明によれば、(7)前記自然数nは2
であることを特徴とする前記(1)の圧電振動ジャイロ
が得られる。
According to the present invention, (7) the natural number n is 2
The piezoelectric vibrating gyroscope according to the above (1) is obtained.

【0017】[0017]

【作用】次に本発明の圧電振動ジャイロの作用について
説明する。
Next, the operation of the piezoelectric vibrating gyroscope according to the present invention will be described.

【0018】本発明では,圧電セラミックス棒の断面輪
郭振動モードを利用し,直交および縮退する二つのエネ
ルギー閉じ込め振動を振動および検出可能に構成して圧
電振動ジャイロを構成するものである。従って,本発明
の圧電振動ジャイロにおいては,静止時には結合してい
ないで(直交している),回転角速度Ωが与えられると
コリオリ力をドの共振周波数が一致している(縮退して
いる)いわゆる2重縮退モードを利用すれば,圧電振動
ジャイロの感度を高めることができる。
In the present invention, a piezoelectric vibrating gyroscope is constructed by utilizing the cross-sectional profile vibration mode of a piezoelectric ceramic rod so as to vibrate and detect two energy trapping vibrations that are orthogonal and degenerate. Therefore, in the piezoelectric vibrating gyroscope according to the present invention, the piezoelectric vibrating gyroscope is not coupled at the time of rest (orthogonal), and when a rotational angular velocity Ω is given, the Coriolis force has the same resonance frequency (degenerate). If a so-called double degenerate mode is used, the sensitivity of the piezoelectric vibrating gyroscope can be increased.

【0019】[0019]

【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1は本発明の第1実施例に係る圧電振動
ジャイロに用いる圧電セラミックス円柱の断面輪郭振動
エネルギー閉じ込め型振動子の構造を示す図である。図
1において,圧電セラミックス円柱9の中央部の外周面
上の円周を8等分する位置に長さ方向と平行な帯状電極
1乃至8が8本形成され,これらの帯状電極1乃至8は
互いに一つおきに異なる端部に引き出されている。
FIG. 1 is a view showing the structure of a vibrator enclosing the sectional contour vibration energy of a piezoelectric ceramic cylinder used in a piezoelectric vibrating gyroscope according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, eight strip-shaped electrodes 1 to 8 parallel to the longitudinal direction are formed at positions where the circumference on the outer peripheral surface at the center of the piezoelectric ceramic cylinder 9 is divided into eight equal parts. Every other is drawn to a different end.

【0021】図2はそれぞれの端部に引き出された帯状
電極を接続して2端子として分極処理を施した場合の残
留分極の向きを示す図である。図2に示すように,破線
の矢印で示す方向で分極処理後,一方の端部に引き出さ
れた帯状電極1,3,5,7をアース31に接地して共
通アース電極とし,残りの4個の帯状電極2,4,6,
8を分離し,その内の,前記圧電セラミックス円柱の中
心軸に対し対称の位置にある第1の帯状電極対2,6の
うちの一方の帯状電極2に電極端子24を介してプラス
極性の電圧を印加し,他方の帯状電極2に電極端子23
を介してマイナスの電極を印加すると,図3の実線の矢
印32で示すように印加電界の向きが残留分極の向きと
同じ部分には破線34で示される残留分極に沿って伸び
歪が発生し,一方実線の矢印33で示すように印加電界
の向きが残留分極の向きと逆の部分には残留分極の向き
に沿って縮み歪が発生する。従って,印加電圧の周波数
を前記圧電セラミックス円柱の径方向振動モードの共振
周波数にほぼ等しくすると,前記圧電セラミックス円柱
の中央部に図4の白抜きの矢印に示すような径方向振動
が発生する。
FIG. 2 is a diagram showing the directions of remanent polarization when the strip-shaped electrodes are connected to the respective ends and polarization processing is performed as two terminals. As shown in FIG. 2, after the polarization process in the direction indicated by the dashed arrow, the strip-shaped electrodes 1, 3, 5, 7 drawn out at one end are grounded to a ground 31 to form a common ground electrode. Strip electrodes 2, 4, 6,
8 of the first pair of strip electrodes 2 and 6, which are located symmetrically with respect to the center axis of the piezoelectric ceramic cylinder, and have a positive polarity via an electrode terminal 24. A voltage is applied, and the electrode terminal 23 is
When a negative electrode is applied through the line, the direction of the applied electric field is the same as the direction of the remanent polarization as shown by the solid arrow 32 in FIG. On the other hand, as indicated by the solid line arrow 33, a contraction strain is generated in a portion where the direction of the applied electric field is opposite to the direction of the remanent polarization along the direction of the remanent polarization. Accordingly, when the frequency of the applied voltage is substantially equal to the resonance frequency of the piezoelectric ceramic cylinder in the radial vibration mode, radial vibration as shown by a white arrow in FIG. 4 is generated at the center of the piezoelectric ceramic cylinder.

【0022】同様にして,図5に示すように,前記第1
の帯状電極対2,6を90°回転させた位置にある第2
の帯状電極対4,8に,前記圧電セラミックス円柱1の
径方向振動モードの共振周波数にほぼ等しい電圧を印加
すると図6の白抜きの矢印に示すような径方向振動が発
生する。ここで,図5および図6の径方向振動はそれぞ
れお互いの振動が独立で(直交している)振動方向も直
角な方向となっている。また,その共振周波数は一致
(縮退)しており,一方の帯状電極対に駆動電圧を印加
して一方の振動を励振した状態で前記圧電セラミックス
円柱1をその軸の回りに回転させると前述したようにコ
リオリ力の作用により,他方の振動が励振され他方の帯
状電極対に回転角速度に比例した電圧が発生する。
Similarly, as shown in FIG.
In the position where the strip-shaped electrode pairs 2, 6 are rotated by 90 °.
When a voltage substantially equal to the resonance frequency of the piezoelectric ceramic cylinder 1 in the radial vibration mode is applied to the band-shaped electrode pairs 4 and 8, radial vibration as shown by a white arrow in FIG. 6 is generated. Here, the radial vibrations in FIGS. 5 and 6 are independent from each other (perpendicular to each other), and the vibration directions are also perpendicular to each other. In addition, the resonance frequency is coincident (degenerate), and the piezoelectric ceramic cylinder 1 is rotated around its axis in a state where a driving voltage is applied to one band electrode pair and one vibration is excited, as described above. Thus, the action of the Coriolis force excites the other vibration and generates a voltage proportional to the rotational angular velocity at the other strip-shaped electrode pair.

【0023】図7(a),(b)及び(c)は図1に示
す圧電セラミックス円柱1の長さをL,前記帯状電極1
乃至8が中央部で交差する長さをl(エル)とし,分極
時と同じように異なる端部に引き出された帯状電極を接
続して2端子とし,l(エル)/Lを0.4,0.3,
0.2と夫々変化させた時のこの端子から見たインピー
ダンスの周波数レスポンスを示している。図7からl
(エル)/Lが小さくなると共振周波数付近のレスポン
スにスブリアス信号が含まれなくなり,エネルギー閉じ
込め振動子となっていることが分かる。
7 (a), 7 (b) and 7 (c) show the piezoelectric ceramic cylinder 1 shown in FIG.
The length at which the electrodes 8 to 8 intersect at the center is 1 (ell), and the strip-shaped electrodes drawn to the different ends are connected to form two terminals as in the case of the polarization, and 1 (el) / L is 0.4 , 0.3,
It shows the frequency response of the impedance seen from this terminal when each is changed to 0.2. From FIG. 7
As (L) / L becomes smaller, the spurious signal is not included in the response near the resonance frequency, and it can be seen that the device is an energy trapping oscillator.

【0024】図8は図7に示した振動子を用いてその両
端部を自由にした場合の共振および反共振のインピーダ
ンスの比(曲線38)と鉄製のブロックに固定したそれ
ぞれの場合の共振および反共振のインピーダンスの比
(曲線39)を夫々示す図である。図8で示すように,
l(エル)/Lの値が0.3以下になると両端固定によ
るインピーダンス比の低下が少なくなり,この点からも
エネルギー閉じ込め振動子となっていることが分かる。
FIG. 8 shows the ratio of the impedance of resonance and anti-resonance (curve 38) when both ends are made free by using the vibrator shown in FIG. 7 and the resonance and resonance in each case where the vibrator is fixed to an iron block. It is a figure which shows the ratio (curve 39) of the impedance of anti-resonance, respectively. As shown in FIG.
When the value of l (L) / L is 0.3 or less, the decrease in the impedance ratio due to the fixed both ends is reduced, which also indicates that the resonator is an energy trapping device.

【0025】図9は本発明の第2実施例に係るエネルギ
ー閉じ込めモード型振動子を示す図で,(a)は分極電
極構成,(b)はジャイロ用電極構成,(c)は全体図
である。図9(a)で示すように,圧電セラミックス円
柱50の外周面を4等分する位置に帯状電極51,51
´,52,52´が夫々形成されている。これらの帯状
電極51,51´,52,52´は,図9(c)で示す
ように,外周面に沿って一つおきに圧電セラミックス円
柱50の一端部に延長され,残りの帯状電極は,圧電セ
ラミックス円柱50の他端部まで延長している。
FIGS. 9A and 9B are views showing an energy trapping mode vibrator according to a second embodiment of the present invention. FIG. 9A is a polarization electrode configuration, FIG. 9B is a gyro electrode configuration, and FIG. is there. As shown in FIG. 9A, the strip-shaped electrodes 51, 51 are located at positions where the outer peripheral surface of the piezoelectric ceramic cylinder 50 is divided into four equal parts.
', 52, 52' are respectively formed. These strip electrodes 51, 51 ', 52, 52' are extended to one end of the piezoelectric ceramic column 50 along the outer peripheral surface, as shown in FIG. , Extending to the other end of the piezoelectric ceramic column 50.

【0026】図9(a)で示すように,帯状電極51,
51´と,帯状電極52,52´は夫々接続されて2端
子を形成している。この2端子の帯状電極51側を正,
帯状電極52側を負の極性となるように圧電セラミック
ス円柱50は,分極される。この分極方向は,白抜きの
矢印で示されている。次に,図9(b)で示すように,
帯状電極51,51´を第1の帯状電極対として,径方
向の振動モードの共振周波数に等しい交流電圧を印加す
ると,図10で示すような振動が発生する。また,他方
の帯状電極52,52´にも同様に径方向の振動モード
の共振周波数に等しい交流電圧を印加すると,図10
(a),(b)で示すような振動が発生する。 図10
(a)は圧電セラミックス円柱の座標系を示している。
図10(b)はX方向及びY方向に振動しており,同形
縮退(1,1)モードと呼ばれる。これらの振動はお互
いに独立で,振動方向も直角な方向となっている。そし
て,その共振周波数は一致しており,一方の帯状電極対
に駆動電圧を印加し,一方の振動を励振した状態で,前
記圧電セラミックス円柱50をその軸の回りに回転させ
ると,前述したようにコリオリの力の作用により,他方
の振動が励振され,他方の電極対に回転角速度に比例し
た電圧が発生する。
As shown in FIG. 9A, the strip electrodes 51,
51 'and the strip electrodes 52, 52' are connected to each other to form two terminals. The two-terminal strip electrode 51 side is positive,
The piezoelectric ceramic cylinder 50 is polarized so that the strip electrode 52 has a negative polarity. This polarization direction is indicated by a white arrow. Next, as shown in FIG.
When an AC voltage equal to the resonance frequency of the vibration mode in the radial direction is applied to the band-shaped electrodes 51 and 51 'as the first band-shaped electrode pair, vibration as shown in FIG. 10 is generated. Similarly, when an AC voltage equal to the resonance frequency of the vibration mode in the radial direction is applied to the other band-shaped electrodes 52, 52 'as well, FIG.
Vibrations as shown in (a) and (b) occur. FIG.
(A) shows the coordinate system of the piezoelectric ceramic cylinder.
FIG. 10B oscillates in the X direction and the Y direction, and is called isomorphous (1, 1) mode. These vibrations are independent of each other, and the vibration directions are also perpendicular. When the piezoelectric ceramic cylinder 50 is rotated around its axis in a state where a driving voltage is applied to one of the band-shaped electrode pairs and one of the vibrations is excited, the resonance frequency is the same as described above. Then, the other vibration is excited by the action of Coriolis force, and a voltage proportional to the rotational angular velocity is generated at the other electrode pair.

【0027】図11は本発明の第3実施例に係るエネル
ギー閉じ込めモード型振動子を示す図で,(a)は分極
電極構成,(b)はジャイロ用電極構成,(c)は全体
図である。図11(a)で示すように,圧電セラミック
ス角柱60の四辺の中央部に帯状電極61,61´,6
2,62´が夫々形成されている。これらの帯状電極6
1,61´,62,62´は,図11(c)で示すよう
に,外周面に沿って一つおきに圧電セラミックス角柱6
0の一端部に延長され,残りの帯状電極は,圧電セラミ
ックス角柱60の他端部まで延長している。
FIGS. 11 (a) and 11 (b) show an energy confinement mode type vibrator according to a third embodiment of the present invention. FIG. 11 (a) is a polarization electrode configuration, FIG. 11 (b) is a gyro electrode configuration, and FIG. is there. As shown in FIG. 11 (a), strip electrodes 61, 61 ', 6
2, 62 'are formed respectively. These strip electrodes 6
As shown in FIG. 11 (c), the piezoelectric ceramic prisms 6 are arranged alternately along the outer peripheral surface.
0, and the remaining strip-shaped electrode extends to the other end of the piezoelectric ceramic prism 60.

【0028】図11(a)で示すように,帯状電極6
1,61´と,帯状電極62,62´とは夫々接続され
て2端子を形成している。この2端子の帯状電極61側
を正,帯状電極62側を負の極性となるように圧電セラ
ミックス角柱60は,分極される。この分極方向は,白
抜きの矢印で示されている。次に,図11(b)で示す
ように,帯状電極61,61´を第1の帯状電極対とし
て,辺に沿う方向の振動モードの共振周波数に等しい交
流電圧を印加すると,図12で示すような振動が発生す
る。また,他方の帯状電極62,62´にも同様に辺に
沿う方向の振動モードの共振周波数に等しい交流電圧を
印加すると,図12で示すような振動が発生する。
As shown in FIG. 11A, the strip electrode 6
1, 61 'and the strip electrodes 62, 62' are connected to each other to form two terminals. The piezoelectric ceramic prism 60 is polarized such that the two-terminal strip electrode 61 has a positive polarity and the strip electrode 62 has a negative polarity. This polarization direction is indicated by a white arrow. Next, as shown in FIG. 11 (b), when an AC voltage equal to the resonance frequency of the vibration mode in the direction along the side is applied using the strip electrodes 61 and 61 'as the first strip electrode pair, as shown in FIG. Such vibration occurs. Similarly, when an AC voltage equal to the resonance frequency of the vibration mode in the direction along the side is applied to the other strip electrodes 62 and 62 ', vibration as shown in FIG. 12 is generated.

【0029】ここで,図12(a)は圧電セラミックス
角柱の座標系を示している。また,図12(b)はX方
向及びY方向に振動しており,同形縮退F1モードと呼
ばれる。これらの振動はお互いに独立で,振動方向も直
角な方向となっている。そして,その共振周波数は一致
しており,一方の帯状電極対に駆動電圧を印加し,一方
の振動を励振した状態で,前記圧電セラミックス角柱6
0をその軸の回りに回転させると,前述したようにコリ
オリの力の作用により,他方の振動が励振され,他方の
電極対に回転角速度に比例した電圧が発生する。
FIG. 12A shows a coordinate system of a piezoelectric ceramic prism. FIG. 12B oscillates in the X direction and the Y direction, and is called isomorphic F1 mode. These vibrations are independent of each other, and the vibration directions are also perpendicular. The resonance frequencies of the piezoelectric ceramic prisms 6 are set in a state where a driving voltage is applied to one of the band-shaped electrode pairs and one of the vibrations is excited.
When 0 is rotated about its axis, the other vibration is excited by the action of the Coriolis force as described above, and a voltage proportional to the rotational angular velocity is generated at the other electrode pair.

【0030】図13は本発明の第4実施例に係るエネル
ギー閉じ込めモード型振動子を示す図で,(a)は分極
電極構成,(b)はジャイロ用電極構成,(c)は全体
図である。図13(a)で示すように,圧電セラミック
ス角柱60の四辺形の各頂点の中央部に帯状電極71,
71´,72,72´が夫々形成されている。これらの
帯状電極71,71´,72,72´は,図13(c)
で示すように,外周面に沿って一つおきに圧電セラミッ
クス角柱70の一端部に延長され,残りの帯状電極は,
圧電セラミックス角柱70の他端部まで延長して,端子
を形成している。図13(a)で示すように,帯状電極
71,71´と,帯状電極72,72´とは夫々接続さ
れて2端子が形成され,この2端子の帯状電極71側を
正,帯状電極72側を負の極性となるように圧電セラミ
ックス角柱70は分極される。この分極方向は,白抜き
の矢印で示されている。次に,図13(b)で示すよう
に,帯状電極71,71´を第1の帯状電極対として,
対角線方向の振動モードの共振周波数に等しい交流電圧
を印加すると,図14で示すような振動が発生する。ま
た,他方の帯状電極72,72´にも同様に対角線方向
の振動モードの共振周波数に等しい交流電圧を印加する
と,図14で示すような振動が発生する。
FIGS. 13A and 13B are views showing an energy trapping mode type vibrator according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 13A is a polarization electrode configuration, FIG. 13B is a gyro electrode configuration, and FIG. is there. As shown in FIG. 13A, a band-shaped electrode 71 is provided at the center of each vertex of the quadrangle of the piezoelectric ceramic prism 60.
71 ', 72, 72' are formed respectively. These strip electrodes 71, 71 ', 72, 72' are shown in FIG.
As shown by, every other one is extended to one end of the piezoelectric ceramic prism 70 along the outer peripheral surface, and the remaining strip electrodes are
The terminal extends to the other end of the piezoelectric ceramic prism 70. As shown in FIG. 13 (a), the strip electrodes 71, 71 'and the strip electrodes 72, 72' are connected to each other to form two terminals. The piezoelectric ceramic prism 70 is polarized so that the side has a negative polarity. This polarization direction is indicated by a white arrow. Next, as shown in FIG. 13 (b), the strip electrodes 71 and 71 'are used as a first strip electrode pair.
When an AC voltage equal to the resonance frequency of the diagonal vibration mode is applied, a vibration as shown in FIG. 14 occurs. Similarly, when an AC voltage equal to the resonance frequency of the diagonal vibration mode is applied to the other band electrodes 72, 72 ', vibration as shown in FIG. 14 is generated.

【0031】ここで,図14(a)は圧電セラミックス
円柱の座標系を示している。図14(b)はX方向及び
Y方向と45°を成す方向振動しており,図12(b)
で示す同形縮退F1モードの和又は差で表される。これ
らの振動はお互いに独立で,振動方向も直角な方向とな
っている。そして,その共振周波数は一致しており,一
方の帯状電極対に駆動電圧を印加し,一方の振動を励振
した状態で,前記圧電セラミックス円柱60をその軸の
回りに回転させると,前述したようにコリオリの力の作
用により,他方の振動が励振され,他方の電極対に回転
角速度に比例した電圧が発生する。
FIG. 14A shows a coordinate system of a piezoelectric ceramic cylinder. FIG. 14 (b) vibrates at 45 ° with the X and Y directions, and FIG. 12 (b)
Are represented by the sum or difference of the isomorphous F1 modes. These vibrations are independent of each other, and the vibration directions are also perpendicular. The resonance frequencies of the piezoelectric ceramic cylinders 60 are the same, and when the driving voltage is applied to one of the band-shaped electrode pairs and one of the vibrations is excited, the piezoelectric ceramic cylinder 60 is rotated around its axis. Then, the other vibration is excited by the action of Coriolis force, and a voltage proportional to the rotational angular velocity is generated at the other electrode pair.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上に示した様に,本発明によれば圧電
セラミックス円柱と言うシンプルな構造のエネルギー閉
じ込め振動子を構成することができる。そしてエネルギ
ー閉じ込め振動子としたことにより,入出力用のリード
端子の取り出しおよび支持・固定によるジャイロ特性へ
の影響が少なく,強固に支持することが可能で,耐振
動,耐衝撃特性の優れた圧電振動ジャイロを提供するこ
とが出来る。
As described above, according to the present invention, an energy trapping oscillator having a simple structure called a piezoelectric ceramic cylinder can be constructed. The use of an energy-trapping vibrator minimizes the influence on the gyro characteristics by taking out and supporting and fixing the lead terminals for input and output, and enables a strong support, making it a piezoelectric device with excellent vibration and shock resistance. A vibrating gyro can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係るエネルギー閉じ込め
型振動子の構造図である。
FIG. 1 is a structural diagram of an energy trap type vibrator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の振動子の分極処理後の残留分極の向きを
示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing the direction of remanent polarization of the oscillator shown in FIG. 1 after polarization processing.

【図3】図1及び図2の振動子の印加電圧極性の一例を
示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an applied voltage polarity of the vibrator shown in FIGS. 1 and 2;

【図4】図3の振動子に発生する歪の向きを示す説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing directions of strain generated in the vibrator of FIG. 3;

【図5】図1及び図2の振動子の印加電圧極性の他の例
を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing another example of the applied voltage polarity of the vibrator shown in FIGS. 1 and 2;

【図6】図5の振動子に発生する歪の向きを示す説明図
である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing directions of distortion generated in the vibrator of FIG. 5;

【図7】(a),(b)及び(c)は本発明の実施例に
係る圧電振動ジャイロにおけるエネルギー閉じ込め振動
条件の説明図である。
FIGS. 7A, 7B, and 7C are explanatory diagrams of energy confinement vibration conditions in the piezoelectric vibrating gyroscope according to the embodiment of the present invention.

【図8】図7の圧電振動ジャイロにおけるエネルギー閉
じ込め振動条件の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an energy trapping vibration condition in the piezoelectric vibrating gyroscope of FIG. 7;

【図9】本発明の第2実施例に係るエネルギー閉じ込め
型振動子の断面図である。(a)は分極用電極構成,
(b)はジャイロ用電極構成,(c)は斜視図である。
FIG. 9 is a sectional view of an energy trap type vibrator according to a second embodiment of the present invention. (A) is an electrode configuration for polarization,
(B) is a gyro electrode configuration, (c) is a perspective view.

【図10】図9の振動子の断面輪郭振動を示す図で,
(a)は座標系,(b)は同形縮退(1,1)モードを
示している。
FIG. 10 is a diagram showing a sectional contour vibration of the vibrator of FIG. 9;
(A) shows the coordinate system, and (b) shows the isomorphic degeneration (1, 1) mode.

【図11】本発明の第3実施例に係るエネルギー閉じ込
め型振動子を示す図である。(a)は分極用電極構成,
(b)はジャイロ用電極構成を示す断面図で,(c)は
全体を示す斜視図である。
FIG. 11 is a view showing an energy trap type vibrator according to a third embodiment of the present invention. (A) is an electrode configuration for polarization,
(B) is a cross-sectional view showing the configuration of the gyro electrode, and (c) is a perspective view showing the whole.

【図12】図11の振動子の断面輪郭振動を示す図で,
(a)は座標系,(b)は同形縮退F1モードを示して
いる。
FIG. 12 is a view showing a sectional contour vibration of the vibrator of FIG. 11;
(A) shows the coordinate system, and (b) shows the isomorphic F1 mode.

【図13】本発明の第4実施例に係るエネルギー閉じ込
め型振動子の断面図である。(a)は分極用電極構成,
(b)はジャイロ用電極構成,(c)は斜視図である。
FIG. 13 is a sectional view of an energy trap type vibrator according to a fourth embodiment of the present invention. (A) is an electrode configuration for polarization,
(B) is a gyro electrode configuration, (c) is a perspective view.

【図14】図13の振動子の断面輪郭振動を示す図で,
(a)は座標系,(b)は図12のモードを和で表され
る同形縮退F1モードモードを示している。
FIG. 14 is a view showing a sectional contour vibration of the vibrator of FIG. 13;
(A) shows a coordinate system, and (b) shows an isomorphic F1 mode mode in which the modes in FIG.

【図15】従来の圧電振動ジャイロの構造及び動作原理
の説明図である。
FIG. 15 is an explanatory view of the structure and operation principle of a conventional piezoelectric vibrating gyroscope.

【図16】図15の圧電振動ジャイロの構造及び動作原
理の説明図である。
16 is an explanatory diagram of the structure and operation principle of the piezoelectric vibrating gyroscope of FIG.

【図17】図15の圧電振動ジャイロの構造及び動作原
理の説明図である。
17 is an explanatory diagram of a structure and an operation principle of the piezoelectric vibrating gyroscope of FIG.

【図18】図15の圧電振動ジャイロの構造及び動作原
理の説明図である。
18 is an explanatory diagram of a structure and an operation principle of the piezoelectric vibrating gyroscope of FIG.

【図19】図15の圧電振動ジャイロの構造及び動作原
理の説明図である。
19 is an explanatory diagram of the structure and operation principle of the piezoelectric vibrating gyroscope of FIG.

【図20】従来のエネルギー閉じ込め型振動子の構造図
である。
FIG. 20 is a structural view of a conventional energy trap type vibrator.

【図21】従来のエネルギー閉じ込め型振動子の支持構
造図である。
FIG. 21 is a support structure diagram of a conventional energy trap type vibrator.

【図22】従来のエネルギー閉じ込め型振動子の支持構
造図である。
FIG. 22 is a support structure diagram of a conventional energy trap type vibrator.

【符号の説明】 1,2,3,4,5,6,7,8 帯状電極 9 圧電セラミック円柱 10 振動子 23,24,25,26 電極端子 31 アース 50 圧電セラミックス円柱 51,52,51´,52´ 帯状電極 60,70 圧電セラミックス角柱 61,62,61´,62´ 帯状電極 71,72,71´,72´ 帯状電極 110 金属三角柱 111,112,113 圧電セラミックス薄板 121,121′,122 駆動電極[Description of Signs] 1,2,3,4,5,6,7,8 Strip-shaped electrode 9 Piezoelectric ceramic cylinder 10 Vibrator 23,24,25,26 Electrode terminal 31 Earth 50 Piezoelectric ceramic cylinder 51,52,51 ' , 52 'strip electrode 60, 70 piezoelectric ceramic prism 61, 62, 61', 62 'strip electrode 71, 72, 71', 72 'strip electrode 110 metal triangular prism 111, 112, 113 piezoelectric ceramic thin plate 121, 121', 122 Drive electrode

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−106406(JP,A) 特開 平5−45169(JP,A) 特開 昭62−162915(JP,A) 実開 平5−14828(JP,U) 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 助成金(一般研究(B))研究 尾山茂他「交差指電極を用いた圧電磁 器単体音片ジャイロ」、電子情報通信学 会技術研究報告Vol.87、N (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 19/56 G01P 9/04 Continuation of the front page (56) References JP-A-4-106406 (JP, A) JP-A-5-45169 (JP, A) JP-A-62-162915 (JP, A) JP-A-5-14828 (JP) , U) Tadashi Chino, "Piezoelectric Vibrating Gyroscope and Direction Sensor," Grant-in-Aid for Scientific Research, Ministry of Education, Science and Technology, 1986 (General Research (B)) Research Shigeru Oyama, et al. , IEICE Technical Report Vol. 87, N (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01C 19/56 G01P 9/04

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 圧電セラミックス棒の中央部の外周を4
n分割(但し,nは2以上の自然数)する位置に長さ方
向と平行な帯状電極を前記圧電セラミックス棒の中央部
で交差する長さlが前記圧電セラミックス棒の長さLに
対して1/3以下となるように4n本形成し,互いに一
つおきの帯状電極をそれぞれ前記圧電セラミックス棒の
異なる端部に引き出すとともにそれぞれ接続して2端子
として分極処理を施し,分極処理後一つおきの帯状電極
を接続して共通アース電極とし,残りの2n個の帯状電
極の内,前記圧電セラミックス棒の中心軸に対し対称の
位置にある第1の帯状電極対に周波数が前記圧電セラミ
ックス棒の径方向振動モードの共振周波数にほぼ等しい
交流電圧を印加して前記圧電セラミックス棒の中央部に
径方向振動を励振し,前記第1の帯状電極対を90°回
転させた位置にある第2の帯状電極対に発生する電圧を
検出するように,平行電界励振型厚みすべりモードのエ
ネルギー閉じ込め振動を用いて構成したことを特徴とす
る圧電振動ジャイロ。
1. The outer periphery of a central portion of a piezoelectric ceramic rod is
A strip-shaped electrode parallel to the length direction is placed at the center of the piezoelectric ceramic rod at a position where it is divided by n (where n is a natural number of 2 or more).
The length l intersecting with is equal to the length L of the piezoelectric ceramic rod.
4n electrodes are formed so as to be 1/3 or less with respect to each other .
It is pulled out to different ends and connected to each other to perform polarization processing as two terminals. After the polarization processing, every other strip electrode is connected to form a common ground electrode. Of the remaining 2n strip electrodes, the piezoelectric ceramic rod is used. An AC voltage having a frequency substantially equal to the resonance frequency of the radial vibration mode of the piezoelectric ceramic rod is applied to the first pair of strip electrodes located at positions symmetrical with respect to the central axis of the piezoelectric ceramic rod. In the parallel electric field excitation type thickness-shear mode, the vibration is excited, and the voltage generated at the second band electrode pair at the position where the first band electrode pair is rotated by 90 ° is detected.
A piezoelectric vibratory gyroscope characterized by using energy confinement vibration .
【請求項2】 圧電セラミックス棒の中央部の外周を4
分割する位置に長さ方向と平行な帯状電極を前記圧電セ
ラミックス棒の中央部で交差する長さlが前記圧電セラ
ミックス棒の長さLに対して1/3以下となるように
本形成し、互いに一つおきの帯状電極をそれぞれ前記圧
電セラミックス棒の異なる端部に引き出すとともにそれ
ぞれ接続して2端子として分極処理を施した後、前記接
続を取り除き、前記帯状電極を各々独立させ、隣り合う
前記帯状電極をそれぞれ駆動用電極と検出用電極とし、
残りの2本の前記帯状電極をアース電極とし、周波数が
前記圧電セラミックスの径方向振動モードの共振周波数
にほぼ等しい交流電圧を前記駆動用電極に印加して前記
圧電セラミック棒の中央部に径方向振動を励振させ、前
記検出用電極に発生する電圧を検出するように,平行電
界励振型厚みすべりモードのエネルギー閉じ込め振動を
用いて構成したことを特徴とする圧電振動ジャイロ。
2. The outer periphery of the center of the piezoelectric ceramic rod is
A longitudinal band-shaped electrodes in a position to divide the piezoelectric cell
The length l intersecting at the center of the Lamix rod is
4 so that it is 1/3 or less of the length L of the mixing rod
And the formation, each of the pressure strip electrodes of every other one another
Pull out to the different ends of the electroceramic rod and it
After each connection and polarization processing as two terminals, the connection is removed, the strip electrodes are made independent, and the adjacent strip electrodes are respectively a driving electrode and a detection electrode,
The other two strip-shaped electrodes are used as ground electrodes, and an AC voltage whose frequency is substantially equal to the resonance frequency of the piezoelectric ceramic in the radial vibration mode is applied to the driving electrode, and a radial direction is applied to the center of the piezoelectric ceramic rod. the vibration is excited so as to detect a voltage generated in the detection electrode, parallel conductive
Energy-confined vibration of a field-excited thickness-shear mode
A piezoelectric vibratory gyroscope characterized by using the above .
【請求項3】 前記圧電セラミックス棒の中央部は断面
円形であることを特徴とする請求項1又は2記載の圧電
振動ジャイロ。
Wherein said piezoelectric ceramic rod central unit according to claim 1 or 2, wherein the piezoelectric vibrating gyro characterized in that it is a circular cross section.
【請求項4】 前記圧電セラミックス棒の中央部は断面
正方形断面を有することを特徴とする請求項1又は2記
載の圧電振動ジャイロ。
Wherein said piezoelectric central portion of the ceramic rod according to claim 1 or 2 SL <br/> mounting of the piezoelectric vibrating gyro characterized by having a cross-section square cross section.
【請求項5】 前記帯状電極が前記正方形断面の各辺の
中央位置に形成されていることを特徴とする請求項
載の圧電振動ジャイロ。
5. The piezoelectric vibrating gyroscope according to claim 4, wherein said band-shaped electrode is formed at a center position of each side of said square cross section.
【請求項6】 前記帯状電極が前記正方形断面の各頂点
に形成されていることを特徴とする請求項記載の圧電
振動ジャイロ。
6. The piezoelectric vibratory gyroscope according to claim 4, wherein said band-shaped electrode is formed at each vertex of said square cross section.
【請求項7】 前記自然数nは2であることを特徴とす
る請求項1記載の圧電振動ジャイロ。
7. The method of claim 1 Symbol mounting of the piezoelectric vibrating gyro, wherein the natural number n is 2.
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尾山茂他「交差指電極を用いた圧電磁器単体音片ジャイロ」、電子情報通信学会技術研究報告Vol.87、N
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助成金(一般研究(B))研究

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