JP3747335B2 - Gyro device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジャイロ装置に関し、特に、板上に配置された複数の静電容量型容量変化検出部を用いて入力角速度の入力を静電容量の変化として検出するための新規な改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、用いられていたこの種のジャイロ装置としては、ここでは図示を省略しているが、例えば、実開平1−61611号公報に開示された機械式の構成及び特開平5−322579号の構成を挙げることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のジャイロ装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、機械式の構成の場合、モータ、トルカーコイル及び大型の基台を用いるため、装置全体の形状が大形化し、かつ、重量化していた。
また、前述の特開平5−322579号公報に開示された構成の場合、振動子を外部からの圧電振動体又は交流電源のみを用いてX方向に振動させた状態下でY方向の角速度入力を静電容量の変化として検出する構成であるため、X方向における振動を大きくすることが難しく、感度を向上させることが困難でかつ、多軸化が困難であった。
【0004】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、板上に配置された複数の静電容量型容量変化検出部を用いて入力角速度の入力を静電容量の変化として検出するようにしたジャイロ装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明によるジャイロ装置は、電磁式のアクチュエータにより往復回動する板上に設けられX方向及びY方向に沿って配置された複数の静電容量型容量変化検出部と、前記各静電容量型容量変化検出部に互いに対向し重合して設けられた第1、第2板体と、前記第2板体の内面に形成され薄肉とするためのえぐり部と、前記第1板体の内面に形成された第1電極と、前記第2板体の前記えぐり部に形成された第2電極とを備え、前記各静電容量型容量変化検出部の長手方向は前記X方向及びY方向に沿って配設され、前記各電極間の静電容量の変化により入力角速度の入力を検出する構成であり、また、前記アクチュエータは前記板に設けられた複数の突起を前記板の回転方向に沿って往復駆動させる構成であり、また、前記アクチュエータは1個のモータよりなり、このモータを往復駆動させる構成である。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明によるジャイロ装置の好適な実施の形態について説明する。
図1において符号1で示されるものは、回転自在に設けられた平円板状の板であり、この板1上には複数の静電容量型容量変化検出部2がこの板1のX方向とY方向に沿ってその長手方向(L)を揃える状態で配置されている。従って、前述の板1及び各静電容量型容量変化検出部2によってジャイロ装置20が構成されている。
【0007】
前記板1の周面1aには、2軸検出用として90度ごとに4個の突起3が設けられ、この板1を回転自在に支持する固定側4には4個の周知のアクチュエータ5が設けられている。この各アクチュエータ5は例えば電磁式に直動往復運動をするようにリニアアクチュエータで構成され、この各アクチュエータ5の往復出没作動によって板1は矢印Aの方向に所定のストロークで往復回動するように構成されている。なお、このアクチュエータ5は複数に限ることなく、例えば、1個のモータによる往復回動でも可である。
【0008】
前記静電容量型容量変化検出部2は、エッチング等を用いた周知のマイクロマシニング技術で図2に示すように構成され、長手方向(L)に沿って1対の長手形状をなす第1、第2板体10,11が互いに対向するように重合して設けられ、第2板体11には薄肉とするためのえぐり部11aが形成されている。このえぐり部11aに形成された第2電極12は第1板体10の内面に形成された前記第1電極13と対向するように形成されている。
【0009】
前記各板体10,11がシリコンよりなる場合には各板体10,11間を絶縁板(図示せず)を介して絶縁するが、シリコンでなく例えば絶縁材料の場合には前記絶縁板を用いることなく、等価回路としては、第1、第2電極13,12と第1、第2板体10,11により図3で示す構成となる。従って、何らかの外力により板体10,11に偏位が付加され第1、第2電極13,12間の間隔が変化すると、第1、第2電極13,12間の静電容量Cが変動するように構成されている。
【0010】
次に、動作について述べる。まず、アクチュエータ3によって板1を矢印Aに沿う加振方向に沿って往復回動させ、この状態下で外部から入力角速度ωが入力されると、周知のコリオリの法則に基づくコリオリの力が矢印Bに沿って静電容量型容量変化検出部2に作用し、この作用により静電容量Cが変化し、入力角速度ωの検出を行うことができる。
【0011】
なお、板1の同一平面に複数の静電容量型容量変化検出部2が設けられているため、2軸の検出ができ、数を増加することによって多軸化を達成することもできる。また、加速度による静電容量の変化による加速度感度を、2つの静電容量型容量変化検出部の出力差を取ることにより、少なくし、加速度の影響の少ない入力角速度の入力を検出することができる。
【0012】
【発明の効果】
本発明によるジャイロ装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、板上に複数の静電容量型容量変化検出部を複数配置しているため、振動を大きくして感度を従来より向上でき、多軸検出ができると共に加速度感度を低下させた小型で安価なジャイロ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるジャイロ装置を示す平面図である。
【図2】 図1の静電容量型容量変化検出部を示す斜視図である。
【図3】 等価回路図である。
【符号の説明】
1 板
2 静電容量型容量変化検出部
10,11 第1、第2板体
11a えぐり部
13,12 第1、第2電極
L 長手方向
ω 入力角速度
C 静電容量 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gyro device, and more particularly to a novel improvement for detecting an input angular velocity as a change in capacitance using a plurality of capacitance type capacitance change detection units arranged on a plate.
[0002]
[Prior art]
A gyro apparatus of this type that has been used heretofore is not shown here. For example, the mechanical structure disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-61611 and the structure of Japanese Patent Laid-Open No. 5-322579 are disclosed. Can be mentioned.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional gyro apparatus is configured as described above, the following problems exist.
That is, in the case of a mechanical configuration, since a motor, a torquer coil, and a large base are used, the overall shape of the apparatus is increased in size and weight.
Further, in the case of the configuration disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-322579, the angular velocity input in the Y direction is input under the condition that the vibrator is vibrated in the X direction using only an external piezoelectric vibrator or an AC power source. Since it is a configuration that detects the change in capacitance, it is difficult to increase vibration in the X direction, it is difficult to improve sensitivity, and it is difficult to increase the number of axes.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and in particular, the input angular velocity input using a plurality of capacitance-type capacitance change detection units arranged on a plate is used to change the capacitance. An object of the present invention is to provide a gyro device that detects the above.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Gyro device according to the present invention includes a plurality of capacitive capacitance change detection unit arranged along the X and Y directions is provided on the plate to reciprocally rotated by electromagnetic actuators, each capacitive First and second plate members provided opposite to each other and superposed on the capacitance change detection unit , a bore portion formed on the inner surface of the second plate member to be thin, and an inner surface of the first plate member A first electrode formed; and a second electrode formed on the counterbored portion of the second plate body; and the longitudinal direction of each capacitance-type capacitance change detecting portion is along the X direction and the Y direction. The actuator is configured to detect an input angular velocity by a change in capacitance between the electrodes, and the actuator includes a plurality of protrusions provided on the plate along a rotation direction of the plate. The actuator is configured to reciprocate, and the actuator Consists single motor, a reciprocating drive is to configure the motor.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment of a gyro apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
A
[0007]
On the
[0008]
The capacitance-type capacitance change detecting
[0009]
When the
[0010]
Next, the operation will be described. First, when the plate 3 is reciprocally rotated along the excitation direction along the arrow A by the actuator 3 and the input angular velocity ω is input from the outside under this state, the Coriolis force based on the well-known Coriolis law is changed to the arrow. It acts on the capacitance type capacitance change detecting
[0011]
Since a plurality of capacitance type
[0012]
【The invention's effect】
Since the gyro device according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
In other words, since a plurality of capacitance-type capacitance change detectors are arranged on the plate, the vibration can be increased to improve the sensitivity compared to the prior art, enabling multi-axis detection and reducing the acceleration sensitivity. Can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a gyro device according to the present invention.
2 is a perspective view showing a capacitance type capacitance change detecting unit in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
11a
13, 12 First and second electrodes
L Longitudinal direction
ω Input angular velocity
C capacitance
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13222396A JP3747335B2 (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | Gyro device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13222396A JP3747335B2 (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | Gyro device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09318359A JPH09318359A (en) | 1997-12-12 |
JP3747335B2 true JP3747335B2 (en) | 2006-02-22 |
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ID=15076273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13222396A Expired - Fee Related JP3747335B2 (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | Gyro device |
Country Status (1)
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-
1996
- 1996-05-27 JP JP13222396A patent/JP3747335B2/en not_active Expired - Fee Related
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