JP3496190B2 - 圧電振動ジャイロ用振動子 - Google Patents

圧電振動ジャイロ用振動子

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JP3496190B2 JP18624893A JP18624893A JP3496190B2 JP 3496190 B2 JP3496190 B2 JP 3496190B2 JP 18624893 A JP18624893 A JP 18624893A JP 18624893 A JP18624893 A JP 18624893A JP 3496190 B2 JP3496190 B2 JP 3496190B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラ一体型VTRの
手振れ防止装置や自動車のナビゲーションシステム等に
用いられるジャイロスコープであって、詳しくは棒状屈
曲振動を利用した圧電振動ジャイロ用振動子に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に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に属される。
【0003】このジャイロスコープでは、互いに直交す
る二つの方向の励振とその検出とが可能であるように構
成した振動系において、一方の振動を励振した状態で、
振動子自身を二つの振動面が交わる線と平行な軸を中心
軸として回転させると、上述した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及
び回転角速度に比例するため、入力電圧が一定の場合に
は、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。
【0004】図4は、従来の圧電振動ジャイロに用いら
れている振動子を斜視図により示したもので、図5は、
その振動子に備えられる電極のパターンを展開図により
示したものである。この振動子では、円柱状圧電セラミ
ック1の外周面上の円周を6等分する位置にその長さ方
向と平行に6本の帯状電極2,3,4,5,6,7が形
成されている。例えば6つの帯状電極を有する圧電振動
ジャイロを構成する場合、これらの各帯状電極を互いに
一つおきに接続することにより、2端子として分極処理
を施した後、一つおきの帯状電極2,4,6を接続して
共通アース用とし、残りの帯状電極のうちの帯状電極3
を駆動用,更に帯状電極5,7を検出用とする。
【0005】図6は、この振動子にリード線を配して取
り付け支持固定した圧電振動ジャイロを斜視図により示
したものである。この圧電振動ジャイロの場合、リード
線14は合計4本必要であり、これらのリード線14は
それぞれ駆動用に1本,検出用に2本,共通アース用に
1本用いられている。因みに、リード線14の半田部1
5はそれぞれの電極上であって、振動子の屈曲振動の節
線上に設けられる。又、この圧電振動ジャイロの場合、
検出用帯状電極5,7の対称性を考慮して駆動用帯状電
極3が真下に,共通アース用帯状電極6が真上に位置さ
れるように支持固定することによって、良好なジャイロ
特性を得ている。
【0006】ところが、この圧電振動ジャイロの場合、
構造的にリード線14の半田付け位置が円柱状圧電セラ
ミック1の外周側面全体に及ぶ上、その半田付け位置が
屈曲振動の節点の位置に一致されるものであるため、振
動子を支持固定後にリード線14を半田付けすることが
できない。又、予めリード線14を取り付けて振動子を
支持固定する場合にも、リード線14の断線を防ぐため
に、取り扱いに細心の注意が必要になり、組み立て作業
に手間がかかる。
【0007】そこで、このような不便を解消した圧電振
動ジャイロも開発されている。図7は、従来の他の圧電
振動ジャイロ用振動子を斜視図により示したもので、図
8はその振動子に備えられる電極のパターンを展開図に
より示したものである。
【0008】この振動子では、円柱状圧電セラミック1
の外周面上の円周を6等分する位置にその長さ方向と平
行に6本の帯状電極8,9,10,11,12,13が
形成されている。このうち、帯状電極9,11,13は
共通アース用として、帯状電極8は駆動用として、更に
帯状電極10,12は検出用として用いられている。こ
こでは上述した圧電振動ジャイロにおける構造的問題の
回避対策として、図7に示すように各帯状電極のリード
線用取り出し端子を円柱状圧電セラミック1の外周側面
全体における片半分,即ち、その1/2の領域内に位置
されるように形成している。
【0009】図9は、この振動子にリード線を配して取
り付け支持固定した圧電振動ジャイロを斜視図により示
したものである。この圧電振動ジャイロの場合、駆動用
帯状電極8の延在方向における中心線と円柱状圧電セラ
ミック1自体の中心軸線とを含む平面に対して検出用帯
状電極10,12が対称の位置に形成されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した図9に示す圧
電振動ジャイロの場合、駆動用帯状電極8におけるリー
ド線用取り出し端子が円柱状圧電セラミック1の外周側
面における半田付け位置を引き回し、対称性が損われる
構造となるため、図6に示す圧電振動ジャイロと比較し
た場合、検出のバランスが不利になり易いという欠点が
ある。
【0011】本発明は、かかる問題点を解決すべくなさ
れたもので、その技術的課題は、組み立てを容易に行い
得ると共に、ジャイロ特性及び対称性の優れた圧電振動
ジャイロ用振動子を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、円柱状
圧電セラミックの外周側面に、該円柱状圧電セラミック
の長さ方向と平行に複数個の帯状電極を形成した圧電振
動ジャイロ用振動子において、複数個の帯状電極は、駆
動用,検出用,及び共通アース用を含み、該駆動用帯状
電極を中心として該検出用帯状電極の二つのものを対称
形に配置し、且つ該駆動用帯状電極及び該二つの検出用
帯状電極の間に該共通アース用帯状電極の複数のものを
対称形に配置すると共に、該二つの検出用帯状電極の先
端部を対称性を保ったまま該駆動用帯状電極の方向に延
在させ、且つ該複数の共通アース用帯状電極の先端部を
該駆動用帯状電極の延在側とは反対側で円周方向に接続
して成り、更に、複数個の帯状電極における先端部に持
たされるリード線用取り出し端子は、円柱状圧電セラミ
ックの外周側面における片半分領域内に設けられた圧電
振動ジャイロ用振動子が得られる。
【0013】又、本発明によれば、上記圧電振動ジャイ
ロ用振動子におけるリード線用取り出し端子にリード線
を接続して成る圧電振動ジャイロが得られる。
【0014】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明の圧電振動ジャ
イロ用振動子について図面を参照して詳細に説明する。
【0015】図1は、本発明の一実施例に係る圧電振動
ジャイロ用振動子を斜視図によって示したもので、図2
はその振動子に備えられる電極のパターンを展開図によ
り示したものである。
【0016】この振動子においては、円柱状圧電セラミ
ック1の外周面上の円周を6等分する位置にその長さ方
向と平行に6本の帯状電極16,17,18,19,2
0,21が形成されている。このうち、帯状電極17,
19,21は共通アース用として、帯状電極16は駆動
用として、更に帯状電極18,20は検出用として用い
られている。
【0017】この振動子の場合、上述した従来の振動子
と同様に分極処理されるが、検出用帯状電極18,20
と共通アース用帯状電極17,19,21とが駆動用帯
状電極16の延在方向における中心線と円柱状圧電セラ
ミック1の中心軸線とを含む平面に対して対称形を成す
ように、各帯状電極が円柱状圧電セラミック1の外周側
面上に形成されている。
【0018】このため、電極パターンでは各帯状電極に
おける対称性を確保すべく、駆動用帯状電極16には円
柱状圧電セラミック1の長さ方向と平行な位置にリード
線用取り出し端子R1を形成し、検出用帯状電極20と
検出用帯状電極18とに関ししては、それぞれ円柱状圧
電セラミック1の長さ方向と垂直な方向に対称性を持
ち、且つ互いに離間して円周方向に延在するようにリー
ド線用取り出し端子R2,R3を形成している。更に、
共通アース用帯状電極17,19,21には円柱状圧電
セラミック1の円周方向に沿うようにリード線用取り出
し端子R2,R3と反対側の位置で互いに接続された
ード線用取り出し端子R4を形成している。即ち、ここ
での各帯状電極は、駆動用帯状電極16を中心として検
出用帯状電極18,20を対称形に配置し、且つ駆動用
帯状電極16及び検出用帯状電極18,20の間に共通
アース用帯状電極17,19,21を対称形に配置する
と共に、検出用帯状電極18,20の先端部を対称性を
保ったまま駆動用帯状電極16の方向に延在させ、且つ
共通アース用帯状電極17,19,21の先端部を駆動
用帯状電極16の延在側とは反対側で円周方向に接続し
て成るもので、更に、各帯状電極における先端部に持た
されるリード線用取り出し端子R1,R2,R3,R4
は、何れも円柱状圧電セラミック1の外周側面における
片半分領域内に設けられる。
【0019】図3は、この振動子にリード線14を配し
て取り付け支持固定した圧電振動ジャイロを斜視図によ
り示したものである。この圧電振動ジャイロでは、駆動
用帯状電極16と、検出用帯状電極18,20と、共通
アース用帯状電極21とに関する何れのリード線用取り
出し端子R1,R2,R3,R4も円柱状圧電セラミッ
ク1の外周側面における1/3の領域内に形成され、各
リード線用取り出し端子R1,R2,R3,R4上にお
いてリード線14との間で接続を行うための半田部15
がそれぞれ円柱状圧電セラミック1の屈曲振動の節点線
上に形成されている。
【0020】ここでは、駆動用帯状電極16が真上に配
置され、共通アース用帯状電極17,21が駆動用帯状
電極16を挟んでこれよりもやや下位に配置されてい
る。又、共通アース用帯状電極19は真下に配置され、
検出用帯状電極18と検出用帯状電極20とは共通アー
ス用帯状電極19を挟んでこれによりもやや上位に配置
されている。
【0021】この圧電振動ジャイロの場合、振動子の支
持固定は円柱状圧電セラミック1のほぼ下半分でなされ
るため、各帯状電極におけるリード線引き出し端子R
1,R2,R3,R4をその上半分の領域内に形成すれ
ば、振動子の支持固定後にリード線14の取り付けが可
能となる。即ち、実施例では組み立ての作業性を考慮
し、リード線用引き出し端子R1,R2,R3,R4を
円柱状圧電セラミック1の長さ方向において真上に位置
される駆動用帯状電極16の中心線を基準に円柱状圧電
セラミック1の外周側面におけるほぼ1/3の領域内に
形成したが、この範囲は片半分(1/2)以内の領域で
あれば良い。
【0022】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明によれば、
対称性を考慮した上で各帯状電極におけるリード線引き
出し端子を振動子に形成しているので、振動子を支持固
定した後にリード線を取り付けられるようになる。これ
により、圧電振動ジャイロの組み立てが簡易化されると
共に、ジャイロ特性も損なわれず、ワイヤーボンディン
グ等の量産性の高いリード線接続方法を採用することが
可能となる。結果として、圧電振動ジャイロの組立の作
業性及び生産性が大幅に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る圧電振動ジャイロ用振
動子を示した斜視図である。
【図2】図1に示す振動子に備えられる電極のパターン
を示した展開図である。
【図3】図1に示す振動子にリード線を配して取り付け
支持固定した圧電振動ジャイロを示した斜視図である。
【図4】従来の圧電振動ジャイロ用振動子を示した斜視
図である。
【図5】図4に示す振動子に備えられる電極のパターン
を示した展開図である。
【図6】図4に示す振動子にリード線を配して取り付け
支持固定した圧電振動ジャイロを示した斜視図である。
【図7】従来の他の圧電振動ジャイロ用振動子を示した
斜視図である。
【図8】図7に示す振動子に備えられる電極のパターン
を示した展開図である。
【図9】図7に示す振動子にリード線を配して取り付け
支持固定した圧電振動ジャイロを示した斜視図である。
【符号の説明】
1 円柱状圧電セラミック 3,8,16 駆動用帯状電極 5,7,10,12,18,20 検出用帯状電極 2,4,6,9,11,13,17,19,21 共
通アース用帯状電極 14 リード線 15 半田部 R1〜R4 リード線用取り出し端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−307322(JP,A) 特開 平5−79844(JP,A) 特開 昭62−185117(JP,A) 特開 平5−45169(JP,A) 実開 昭59−40813(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 費補助金(一般研究(B))研究成果報 告書,課題番号No.60460142,日本, 1987年3月,76−77頁

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円柱状圧電セラミックの外周側面に、該
    円柱状圧電セラミックの長さ方向と平行に複数個の帯状
    電極を形成した圧電振動ジャイロ用振動子において、前
    記複数個の帯状電極は、駆動用,検出用,及び共通アー
    ス用を含み、該駆動用帯状電極を中心として該検出用帯
    状電極の二つのものを対称形に配置し、且つ該駆動用帯
    状電極及び該二つの検出用帯状電極の間に該共通アース
    用帯状電極の複数のものを対称形に配置すると共に、該
    二つの検出用帯状電極の先端部を対称性を保ったまま該
    駆動用帯状電極の方向に延在させ、且つ該複数の共通ア
    ース用帯状電極の先端部を該駆動用帯状電極の延在側と
    は反対側で円周方向に接続して成り、更に、前記複数個
    の帯状電極における前記先端部に持たされるリード線用
    取り出し端子は、前記円柱状圧電セラミックの外周側面
    における片半分領域内に設けられたことを特徴とする圧
    電振動ジャイロ用振動子。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の圧電振動ジャイロ用振動
    子における前記リード線用取り出し端子にリード線を接
    続して成ることを特徴とする圧電振動ジャイロ。
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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No.60460142,日本,1987年3月,76−77頁

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