JP3767212B2 - Vibration gyro support structure and support method - Google Patents

Vibration gyro support structure and support method Download PDF

Info

Publication number
JP3767212B2
JP3767212B2 JP32491798A JP32491798A JP3767212B2 JP 3767212 B2 JP3767212 B2 JP 3767212B2 JP 32491798 A JP32491798 A JP 32491798A JP 32491798 A JP32491798 A JP 32491798A JP 3767212 B2 JP3767212 B2 JP 3767212B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrator
support
support member
electrode
conductive adhesive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP32491798A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000146593A (en
Inventor
直寿 仲川
克己 藤本
功 豊島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP32491798A priority Critical patent/JP3767212B2/en
Publication of JP2000146593A publication Critical patent/JP2000146593A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3767212B2 publication Critical patent/JP3767212B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は振動ジャイロの支持構造および支持方法に関し、特にたとえば、カメラの手振れ防止やカーナビゲーションシステムなどに使用される振動ジャイロを支持するための、振動ジャイロの支持構造および支持方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図8は、従来の支持構造を用いた振動ジャイロを示す斜視図であり、図9はその断面図である。振動ジャイロ1は、振動子2を含む。振動子2は、2つの圧電体基板3a,3bを接合することによって形成される。これらの圧電体基板3a,3bは、図9に矢印で示すように、互いに逆向きの厚み方向に分極される。
【0003】
一方の圧電体基板3aの外側面には、分割された電極4a,4bが形成される。これらの電極4a,4bは、圧電体基板3aの側面の幅方向に2つに分割され、圧電体基板3aの長手方向に延びるように形成される。さらに、他方の圧電体基板3bの外側面の全面に、別の電極5が形成される。振動子2は、電極5が形成された面において、支持部材6によって支持される。支持部材6は、たとえば金属線などで形成される。この支持部材6が折り曲げられて、突起部6aが形成される。この突起部6aが、振動子2の2つのノード点に対応する部分において、電極5に接触させられる。そして、シリコン樹脂を含む弾性接着剤7によって、支持部材6が振動子2の電極5に固着される。
【0004】
この振動ジャイロ1では、電極4a,4bと電極5との間に駆動信号が印加される。2つの圧電体基板3a,3bは、互いに逆向きに分極されているため、振動子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子2が、電極4a,4b形成面および電極5形成面に直交する向きに屈曲振動する。このとき、振動子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。このような方向に振動子2が屈曲振動しているとき、電極4a,4bからは同じ信号が出力されるため、これらの信号の差をとれば、2つの出力信号が相殺されて0となる。
【0005】
振動子2が屈曲振動している状態で、振動子2の軸を中心として回転すると、振動子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、振動子2の屈曲振動の方向が変わり、電極4a,4bの出力信号が変化する。つまり、一方の電極4a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4bからの出力信号が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4a,4b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4a,4bの出力信号の差を測定することにより、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。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような振動ジャイロの支持構造では、支持部材の突起部を振動子の側面に接触させ、弾性接着剤で固着しているため、振動子が支持部材に対して傾きやすく、振動子と支持部材との間隔を一定にすることが難しい。そのため、支持部材によって、振動子の振動がダンピングされ、これが温度ドリフトの原因となる。また、支持部材を介して、振動子の振動漏れが発生し、これも温度ドリフトの原因となる。
【0007】
それゆえに、この発明の主たる目的は、温度ドリフトを小さくすることができる振動ジャイロの支持構造を提供することである。
また、この発明の目的は、温度ドリフトを小さくすることができる振動ジャイロの支持構造を得るための支持方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は、側面に電極が形成された振動子の屈曲振動を利用して回転角速度を検出する振動ジャイロの支持構造であって、振動子を支持するために振動子の幅方向に延びる支持部材を有し、振動子の屈曲振動のノード点に対応する部分において、振動子の側面の電極と支持部材とが、硬化した導電性接着剤によって構成される支持部によって一定の間隔を隔てて、導電性接着剤で電極に硬化した導電性接着剤からなる支持部を介して支持部材が固着されることを特徴とする、振動ジャイロの支持構造である。
このような振動ジャイロの支持構造において、支持部材は、振動子の1つの側面に形成された電極または対向側面に形成された電極に硬化した導電性接着剤からなる支持部を介して固着することができる。
また、硬化した導電性接着剤の硬度は、鉛筆硬度B〜6Hであることが好ましい。
さらに、この発明は、屈曲振動をする振動子のノード点に対応する部分において振動子の側面に形成され電極に導電性接着剤を印刷する工程と、電極から一定の間隔となる面を導電性接着剤に形成して支持部を形成する工程と、支持部に形成された面上に支持部材を配置する工程と、導電性接着剤によって支持部に支持部材を固着する工程とを含む、振動ジャイロの支持方法である。
【0009】
振動子の側面に形成された電極と支持部材とが一定の間隔を隔てて配置されるため、振動子の振動がダンピングされにくく、温度ドリフトを抑えることができる。また、支持部材が導電性接着剤を介して振動子に固着されており、直接振動子に接触していないため、支持部材からの振動漏れを抑えることができる。さらに、導電性接着剤の硬度を、鉛筆硬度でB〜6Hの範囲にしておくことにより、温度ドリフトを抑制する効果が高い。
このような振動ジャイロの支持構造を得るために、まず、振動子の側面に導電性接着剤が印刷され、この導電性接着剤を加工して、振動子の側面の電極から一定の間隔となる面を有する支持部が形成される。この面は、ダイサーなどを用いて、精度よく形成することができる。したがって、この支持部の面に支持部材を配置して、導電性接着剤で固着することにより、支持部材の位置精度がよくなり、電極から一定の間隔で支持部材を固着することができるとともに、振動子のノード点に近い位置で支持することができる。
【0010】
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明の支持構造を用いた振動ジャイロの一例を示す斜視図であり、図2はその断面図である。振動ジャイロ10は、振動子12を含む。振動子12は、直方体状の第1の圧電体基板14aおよび第2の圧電体基板14bを含む。これらの圧電体基板14a,14bとしては、たとえば圧電セラミックやLiNbO3 ,LiTaO3 の単結晶などが用いられる。そして、第1の圧電体基板14aおよび第2の圧電体基板14bは接合される。第1の圧電体基板14aと第2の圧電体基板14bは、図2に矢印で示すように、互いに逆向きの厚み方向に分極される。したがって、振動子12は、バイモルフ構造となる。
【0012】
第1の圧電体基板14aの外側面には、2つの電極16,18が形成される。これらの電極16,18は、第1の圧電体基板14aの幅方向に2分割され、第1の圧電体基板14aの長手方向に延びるように形成される。さらに、第2の圧電体基板14bの外側面の全面に、別の電極20が形成される。このような振動子12を作製するには、たとえば大きい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、積層基板の両面に電極を形成して、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。
【0013】
電極20形成面には、たとえば金属線などで形成された直線状の支持部材22a,22bが取り付けられる。支持部材22a,22bは、振動子12の2つのノード点に対応する部分において、振動子12の幅方向に延びるようにして、導電性接着剤24で電極20上に接着される。このとき、振動子12と支持部材22a,22bとの間隔が一定となるように、支持部材22a,22bが取り付けられる。
【0014】
この振動ジャイロ10を作製するために、振動子12の2つのノード点に対応する部分において、電極20上に導電性接着剤が印刷される。この導電性接着剤が硬化したのち、図3に示すように、ダイサーなどを用いて、硬化した導電性接着剤に電極20と平行な面を含む溝26aが形成され、支持部26が形成される。このように、支持部26では、溝26aが電極20と平行、つまり振動子12の外側面と平行であるので、溝26aと振動子12との間隔は一定となる。そして、図4に示すように、この支持部26の溝26aに支持部材22a(22b)が配置され、支持部材22a(22b)と支持部26とが導電性接着剤で固着される。
【0015】
この振動ジャイロ10を使用するために、図5に示すように、第1の圧電体基板14a上に形成された電極16,18に抵抗30,32が接続される。これらの抵抗30,32と電極20との間には、発振回路34が接続される。発振回路34は、たとえば増幅回路と位相補正回路とを含み、電極20から出力される信号が発振回路34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、電極16,18に与えられる。
【0016】
また、電極16,18は、差動回路36の入力端に接続される。差動回路36の出力端は、同期検波回路38に接続される。同期検波回路38では、たとえば発振回路34の信号に同期して、差動回路36の出力信号が検波される。同期検波回路38は平滑回路40に接続され、さらに平滑回路40は直流増幅回路42に接続される。
【0017】
この振動ジャイロ10は、発振回路34によって自励振駆動される。このとき、振動子12はバイモルフ構造であるため、第1の圧電体基板14a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14b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14a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14bがその主面に平行する向きに延びる。そのため、振動子12は、電極16,18形成面および電極20形成面に直交する向きに屈曲振動する。
【0018】
振動ジャイロ10に回転角速度が加わっていないとき、電極16,18形成部分の振動状態は同じでる。そのため、電極16,18から出力される信号は同じであり、差動回路36で相殺されるため、差動回路36からは信号が出力されない。振動子12の軸を中心として回転すると、屈曲振動の向きと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、振動子12の屈曲振動の向きが変わる。そのため、電極16,18形成部分の振動状態に差が生じ、電極16,18から出力される信号に差が生じる。たとえば、電極16から出力される信号が大きくなったとき、電極18から出力される信号は小さくなる。逆に、電極16から出力される信号が小さくなったとき、電極18から出力される信号は大きくなる。したがって、差動回路36から、2つの電極16,18の出力信号の差が得られる。電極16,18の出力信号の変化は、振動子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36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。
【0019】
差動回路36の出力信号は、同期検波回路38において、発振回路34の信号に同期して検波される。このとき、差動回路36の出力信号の正部分のみ、または負部分のみ、または正負いずれかを反転した信号が検波される。同期検波回路38で検波された信号は、平滑回路40で平滑され、さらに直流増幅回路42で増幅される。したがって、直流増幅回路42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。
【0020】
回転角速度の向きが逆の場合、振動子12の屈曲振動の向きの変化も逆になり、電極16,18の出力信号の変化は逆となる。そのため、差動回路36から出力される信号は逆位相となり、同期検波回路38で検波される信号も逆極性となる。そのため、直流増幅回路42からの出力信号の極性も逆となる。したがって、直流増幅回路42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。
【0021】
この振動ジャイロ10では、支持部材22a,22bが導電性接着剤24で形成された支持部26で振動子12に取り付けられ、振動子12と支持部材22a,22bとの間隔が一定に保たれているため、振動子12の屈曲振動が支持部材22a,22bによってダンピングされにくい。そのため、振動ジャイロ10の温度ドリフトを小さくすることができる。特に、導電性接着剤24の硬度が鉛筆硬度B〜6Hの範囲内であるとき、この効果が高いことがわかった。実験例として、導電性接着剤24の硬度とドリフトとの関係を調べ、その結果を図6に示した。図6からわかるように、導電性接着剤24の硬度が、鉛筆硬度B〜6Hの間で、ドリフトが20(deg/sec)と小さいことがわかる。
【0022】
また、支持部材22a,22bが導電性接着剤24で形成された支持部26を介して振動子12に取り付けられ、支持部材22a,22bが直接振動子12に接触していないため、振動子12の振動が支持部材22a,22bから漏れにくい。そのため、振動ジャイロ10の温度ドリフトを小さくすることができる。
【0023】
なお、支持部材は、振動子12の一方の側面のみでなく、対向する両側面に取り付けられてもよい。この場合、図7に示すように、4つの支持部材22a,22b,22c,22dが取り付けられる。ここで、隣接する電極16,18が支持部材22c,22dで短絡されると、振動ジャイロとしての機能が発揮できないため、電極16,18のそれぞれを振動子12のノード点に対応する位置で分割し、ノード点に対応する部分に形成された電極部分16a,18aに支持部材22c,22dが取り付けられる。この場合、電極部分16a,18aに導電性接着剤で支持部を形成し、電極16,18と平行になる面を支持部に形成して、この面に支持部材22c,22dを取り付ければよい。そして、電極16の中央部の電極部分16bに、支持部材22cから延びる延長部を接続し、電極18の中央部の電極部分18bに、支持部材22dから延びる延長部を接続することにより、支持部材22c,22dを介して電極16,18に信号を入出力することができる。なお、図7に示す支持部材22c,22dの接続構造は一例であり、支持部材22c,22dがそれぞれ電極16,18に接続され、かつ電極16,18が短絡しない構造であれば、他の接続構造を採用してもよい。
【0024】
なお、支持部材は、振動子12の2つのノード点に対応する部分のそれぞれに少なくとも1つ取り付けられていればよく、振動子12の電極20側の2つの部分に支持部材22a,22bを形成し、電極16,18側の1つの部分に支持部材22cまたは22dのどちらか一方を形成してもよい。さらに、振動子12の電極20側において、一方のノード点に対応する部分に支持部材22aを形成し、電極16,18側において、他方のノード点に対応する部分に支持部材22dを形成してもよい。もちろん、振動子12の対向側面において、支持部材22b,22cを形成してもよいことはいうまでもない。
【0025】
支持部材を金属線などの導電材料で形成することにより、リード線を用いることなく、支持部材を信号の入出力用として用いることができる。特に、全ての電極16,18,20に支持部材を取り付ける場合、全くリード線などを用いる必要がなく、リード線のテンションなどの影響を取り除くことができる。そのため、リード線の影響がなく、温度ドリフトが小さい、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。
【0026】
【発明の効果】
この発明によれば、振動子とその幅方向に延びる支持部材とが一定の間隔を隔てて配置されているため、振動子の振動が支持部材によってダンピングされにくい。また、支持部材が直接振動子に接触していないため、振動子の振動が支持部材を介して漏れにくい。これらのことから、振動ジャイロの温度ドリフトを小さくすることができる。特に、導電性接着剤の硬度を鉛筆硬度B〜6Hの範囲にすることにより、この効果を大きくすることができる。
また、振動子のノード点に対応する位置において、予め振動子の側面に形成された電極と平行な面を有する支持部を形成しておき、この面に支持部材を配置することにより、支持部材の位置の精度をよくすることができる。したがって、支持部材と電極との間の間隔を一定にすることができ、しかも振動子のノード点に近い部分で振動子を支持することができ、振動ジャイロの温度ドリフトを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の支持構造を用いた振動ジャイロの一例を示す斜視図である。
【図2】図1に示す振動ジャイロの断面図である。
【図3】図1に示す振動ジャイロを作製するために振動子に支持部を形成した状態を示す斜視図である。
【図4】図3に示す支持部に支持部材を配置した状態を示す図解図である。
【図5】図1に示す振動ジャイロを使用するための回路を示すブロック図である。
【図6】支持部材を固定するための導電性接着剤の硬度とドリフトとの関係を示すグラフである。
【図7】この発明の振動ジャイロの支持構造の他の例を示す斜視図である。
【図8】従来の支持構造を用いた振動ジャイロの一例を示す斜視図である。
【図9】図8に示す振動ジャイロの断面図である。
【符号の説明】
10 振動ジャイロ
12 振動子
14a 第1の圧電体基板
14b 第2の圧電体基板
16 電極
18 電極
20 電極
22a〜22d 支持部材
24 導電性接着剤
26 支持部
26a 溝
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration gyro support structure and a support method, and more particularly to a vibration gyro support structure and a support method for supporting a vibration gyro used for camera shake prevention, a car navigation system, and the like.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 is a perspective view showing a vibration gyro using a conventional support structure, and FIG. 9 is a sectional view thereof. The vibration gyro 1 includes a vibrator 2. The vibrator 2 is formed by joining two piezoelectric substrates 3a and 3b. These piezoelectric substrates 3a and 3b are polarized in opposite thickness directions as indicated by arrows in FIG.
[0003]
Divided electrodes 4a and 4b are formed on the outer surface of one piezoelectric substrate 3a. These electrodes 4a and 4b are divided into two in the width direction of the side surface of the piezoelectric substrate 3a and are formed to extend in the longitudinal direction of the piezoelectric substrate 3a. Furthermore, another electrode 5 is formed on the entire outer surface of the other piezoelectric substrate 3b. The vibrator 2 is supported by the support member 6 on the surface on which the electrode 5 is formed. The support member 6 is formed of, for example, a metal wire. The support member 6 is bent to form a protrusion 6a. The protrusion 6 a is brought into contact with the electrode 5 at a portion corresponding to the two node points of the vibrator 2. Then, the support member 6 is fixed to the electrode 5 of the vibrator 2 by the elastic adhesive 7 containing silicon resin.
[0004]
In the vibrating gyroscope 1, a drive signal is applied between the electrodes 4 a and 4 b and the electrode 5. Since the two piezoelectric substrates 3a and 3b are polarized in directions opposite to each other, the vibrator 2 has a bimorph structure, and the vibrator 2 forms the electrodes 4a and 4b and the electrodes 5 by the drive signal. Flexurally vibrates in a direction perpendicular to the surface. At this time, the vibrator 2 bends and vibrates around two node points slightly inside from both ends in the longitudinal direction. When the vibrator 2 is bending-vibrated in such a direction, the same signal is output from the electrodes 4a and 4b. Therefore, if the difference between these signals is taken, the two output signals are canceled and become zero. .
[0005]
When the vibrator 2 is bent and vibrated, when the vibrator 2 rotates about the axis of the vibrator 2, a Coriolis force acts in a direction orthogonal to the direction of the bending vibration of the vibrator 2. Therefore, the direction of the bending vibration of the vibrator 2 changes, and the output signals of the electrodes 4a and 4b change. That is, when the output signal from one electrode 4a increases corresponding to the Coriolis force, the output signal from the other electrode 4b decreases corresponding to the Coriolis force. Therefore, if the difference between the output signals from these electrodes 4a and 4b is taken, only a signal corresponding to the Coriolis force can be obtained. Thus, the rotational angular velocity applied to the vibrating gyroscope 1 can be detected by measuring the difference between the output signals of the electrodes 4a and 4b.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a vibration gyro support structure, the protrusion of the support member is brought into contact with the side surface of the vibrator and fixed with an elastic adhesive, so that the vibrator easily tilts with respect to the support member. It is difficult to keep the distance from the support member constant. Therefore, the vibration of the vibrator is damped by the support member, which causes a temperature drift. Further, vibration leakage of the vibrator occurs through the support member, which also causes a temperature drift.
[0007]
Therefore, a main object of the present invention is to provide a support structure for a vibrating gyroscope capable of reducing temperature drift.
Another object of the present invention is to provide a support method for obtaining a support structure for a vibrating gyroscope capable of reducing temperature drift.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a vibration gyro support structure for detecting a rotational angular velocity using flexural vibration of a vibrator having electrodes formed on side surfaces, and a support member extending in the width direction of the vibrator to support the vibrator In the portion corresponding to the node point of the bending vibration of the vibrator, the electrode on the side surface of the vibrator and the support member are spaced apart by a support portion made of a hardened conductive adhesive , A support structure for a vibration gyro, wherein a support member is fixed to a support member made of a conductive adhesive cured on an electrode with a conductive adhesive .
In such a vibration gyro support structure, the support member is fixed to the electrode formed on one side surface of the vibrator or the electrode formed on the opposite side surface through a support portion made of a hardened conductive adhesive. Can do.
Moreover, it is preferable that the hardness of the hardened | cured conductive adhesive is pencil hardness B-6H.
Furthermore, the present invention is conducting the process of printing a conductive adhesive to the electrodes formed on the side surface of the vibrator in a portion corresponding to a node point of a vibrator of the flexural vibration, the surface constituted by the electrode and fixed interval Forming a support part by forming it on a conductive adhesive, placing a support member on a surface formed on the support part, and fixing the support member to the support part with a conductive adhesive. This is a method for supporting a vibrating gyroscope.
[0009]
Since the electrode formed on the side surface of the vibrator and the support member are arranged at a predetermined interval, the vibration of the vibrator is difficult to be damped and temperature drift can be suppressed. Further, since the support member is fixed to the vibrator via the conductive adhesive and is not in direct contact with the vibrator, vibration leakage from the support member can be suppressed. Furthermore, the effect of suppressing temperature drift is high by keeping the hardness of the conductive adhesive in the range of B to 6H in pencil hardness.
In order to obtain such a supporting structure for a vibrating gyroscope, first, a conductive adhesive is printed on the side surface of the vibrator, and the conductive adhesive is processed so that a certain distance is formed from the electrode on the side face of the vibrator. A support having a surface is formed. This surface can be accurately formed using a dicer or the like. Therefore, by arranging a support member on the surface of the support portion and fixing with a conductive adhesive, the position accuracy of the support member is improved, and the support member can be fixed at a constant interval from the electrode, It can be supported at a position close to the node point of the vibrator.
[0010]
The above object, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a vibrating gyroscope using the support structure of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view thereof. The vibrating gyroscope 10 includes a vibrator 12. The vibrator 12 includes a rectangular parallelepiped first piezoelectric substrate 14a and a second piezoelectric substrate 14b. As these piezoelectric substrates 14a and 14b, for example, piezoelectric ceramics or single crystals of LiNbO 3 or LiTaO 3 are used. Then, the first piezoelectric substrate 14a and the second piezoelectric substrate 14b are joined. The first piezoelectric substrate 14a and the second piezoelectric substrate 14b are polarized in opposite thickness directions as indicated by arrows in FIG. Therefore, the vibrator 12 has a bimorph structure.
[0012]
Two electrodes 16 and 18 are formed on the outer surface of the first piezoelectric substrate 14a. These electrodes 16 and 18 are divided into two in the width direction of the first piezoelectric substrate 14a, and are formed to extend in the longitudinal direction of the first piezoelectric substrate 14a. Further, another electrode 20 is formed on the entire outer surface of the second piezoelectric substrate 14b. In order to manufacture such a vibrator 12, for example, two large piezoelectric substrates are joined with an epoxy resin or the like to form a multilayer substrate, electrodes are formed on both surfaces of the multilayer substrate, and one piezoelectric substrate is formed. After forming grooves at predetermined intervals in the electrode formed thereon, the laminated substrate may be cut by dicing cut or the like.
[0013]
Linear support members 22a and 22b formed of, for example, metal wires are attached to the electrode 20 forming surface. The support members 22 a and 22 b are bonded to the electrode 20 with the conductive adhesive 24 so as to extend in the width direction of the vibrator 12 at portions corresponding to the two node points of the vibrator 12. At this time, the support members 22a and 22b are attached so that the distance between the vibrator 12 and the support members 22a and 22b is constant.
[0014]
In order to produce the vibrating gyroscope 10, a conductive adhesive is printed on the electrode 20 at a portion corresponding to the two node points of the vibrator 12. After the conductive adhesive is cured, as shown in FIG. 3, a groove 26a including a surface parallel to the electrode 20 is formed in the cured conductive adhesive using a dicer or the like, and the support portion 26 is formed. The As described above, in the support portion 26, the groove 26 a is parallel to the electrode 20, that is, parallel to the outer surface of the vibrator 12, so that the distance between the groove 26 a and the vibrator 12 is constant. As shown in FIG. 4, the support member 22a (22b) is disposed in the groove 26a of the support portion 26, and the support member 22a (22b) and the support portion 26 are fixed to each other with a conductive adhesive.
[0015]
In order to use the vibrating gyroscope 10, resistors 30, 32 are connected to the electrodes 16, 18 formed on the first piezoelectric substrate 14a, as shown in FIG. An oscillation circuit 34 is connected between the resistors 30 and 32 and the electrode 20. The oscillation circuit 34 includes, for example, an amplifier circuit and a phase correction circuit, and a signal output from the electrode 20 is fed back to the oscillation circuit 34. Then, the level and phase of the fed back signal are adjusted by the amplifier circuit and the phase correction circuit, and applied to the electrodes 16 and 18.
[0016]
The electrodes 16 and 18 are connected to the input terminal of the differential circuit 36. The output terminal of the differential circuit 36 is connected to the synchronous detection circuit 38. In the synchronous detection circuit 38, for example, the output signal of the differential circuit 36 is detected in synchronization with the signal of the oscillation circuit 34. The synchronous detection circuit 38 is connected to the smoothing circuit 40, and the smoothing circuit 40 is further connected to the DC amplification circuit 42.
[0017]
The vibration gyro 10 is driven by self-excitation by the oscillation circuit 34. At this time, since the vibrator 12 has a bimorph structure, when the first piezoelectric substrate 14a extends in a direction parallel to the main surface, the second piezoelectric substrate 14b contracts in a direction parallel to the main surface. . Conversely, when the first piezoelectric substrate 14a contracts in a direction parallel to the main surface, the second piezoelectric substrate 14b extends in a direction parallel to the main surface. Therefore, the vibrator 12 bends and vibrates in a direction orthogonal to the electrodes 16 and 18 formation surface and the electrode 20 formation surface.
[0018]
When no rotational angular velocity is applied to the vibrating gyroscope 10, the vibrating state of the electrodes 16 and 18 forming part Ru Oh same. Therefore, the signals output from the electrodes 16 and 18 are the same and are canceled by the differential circuit 36, so that no signal is output from the differential circuit 36. When rotated about the axis of the vibrator 12, a Coriolis force acts in a direction orthogonal to the direction of the bending vibration. Due to this Coriolis force, the direction of bending vibration of the vibrator 12 changes. For this reason, a difference occurs in the vibration state of the portions where the electrodes 16 and 18 are formed, and a difference occurs in the signals output from the electrodes 16 and 18. For example, when the signal output from the electrode 16 increases, the signal output from the electrode 18 decreases. Conversely, when the signal output from the electrode 16 decreases, the signal output from the electrode 18 increases. Therefore, the difference between the output signals of the two electrodes 16 and 18 is obtained from the differential circuit 36. Changes in the output signals of the electrodes 16 and 18 correspond to changes in the direction of bending vibration of the vibrator 12, that is, Coriolis force. Therefore, the differential circuit 36 outputs a signal having a level corresponding to the Coriolis force.
[0019]
The output signal of the differential circuit 36 is detected by the synchronous detection circuit 38 in synchronization with the signal of the oscillation circuit 34. At this time, only a positive part, only a negative part, or a signal obtained by inverting either positive or negative of the output signal of the differential circuit 36 is detected. The signal detected by the synchronous detection circuit 38 is smoothed by the smoothing circuit 40 and further amplified by the DC amplification circuit 42. Therefore, the rotational angular velocity applied to the vibrating gyroscope 10 can be detected by measuring the output signal of the DC amplification circuit 42.
[0020]
When the direction of the rotational angular velocity is reversed, the change in the direction of bending vibration of the vibrator 12 is also reversed, and the change in the output signals of the electrodes 16 and 18 is reversed. Therefore, the signal output from the differential circuit 36 has an opposite phase, and the signal detected by the synchronous detection circuit 38 has an opposite polarity. Therefore, the polarity of the output signal from the DC amplifier circuit 42 is also reversed. Therefore, the direction of the rotational angular velocity can be detected from the polarity of the output signal of the DC amplifier circuit 42.
[0021]
In the vibrating gyroscope 10, support members 22a and 22b are attached to the vibrator 12 by a support portion 26 formed of a conductive adhesive 24, and the distance between the vibrator 12 and the support members 22a and 22b is kept constant. Therefore, the bending vibration of the vibrator 12 is not easily damped by the support members 22a and 22b. Therefore, the temperature drift of the vibrating gyroscope 10 can be reduced. In particular, it has been found that this effect is high when the hardness of the conductive adhesive 24 is in the range of pencil hardness B to 6H. As an experimental example, the relationship between the hardness and drift of the conductive adhesive 24 was examined, and the result is shown in FIG. As can be seen from FIG. 6, it can be seen that the hardness of the conductive adhesive 24 is as small as 20 (deg / sec) between the pencil hardness B to 6H.
[0022]
Further, since the support members 22a and 22b are attached to the vibrator 12 via the support portion 26 formed of the conductive adhesive 24, and the support members 22a and 22b are not in direct contact with the vibrator 12, the vibrator 12 Is less likely to leak from the support members 22a and 22b. Therefore, the temperature drift of the vibrating gyroscope 10 can be reduced.
[0023]
The support member may be attached not only to one side surface of the vibrator 12 but also to opposite side surfaces. In this case, as shown in FIG. 7, four support members 22a, 22b, 22c, and 22d are attached. Here, when the adjacent electrodes 16 and 18 are short-circuited by the support members 22c and 22d, the function as a vibrating gyroscope cannot be performed. Therefore, each of the electrodes 16 and 18 is divided at a position corresponding to the node point of the vibrator 12. The support members 22c and 22d are attached to the electrode portions 16a and 18a formed at the portions corresponding to the node points. In this case, a support portion may be formed on the electrode portions 16a and 18a with a conductive adhesive, a surface parallel to the electrodes 16 and 18 may be formed on the support portion, and the support members 22c and 22d may be attached to the surfaces. Then, an extension portion extending from the support member 22c is connected to the electrode portion 16b at the center portion of the electrode 16, and an extension portion extending from the support member 22d is connected to the electrode portion 18b at the center portion of the electrode 18. Signals can be input and output to the electrodes 16 and 18 via 22c and 22d. Note that the connection structure of the support members 22c and 22d shown in FIG. 7 is an example. If the support members 22c and 22d are connected to the electrodes 16 and 18 and the electrodes 16 and 18 are not short-circuited, other connections are possible. A structure may be adopted.
[0024]
Note that at least one supporting member may be attached to each of the portions corresponding to the two node points of the vibrator 12, and the supporting members 22 a and 22 b are formed in the two portions on the electrode 20 side of the vibrator 12. Then, either one of the support members 22c or 22d may be formed on one portion on the electrode 16 or 18 side. Further, a support member 22a is formed on a portion corresponding to one node point on the electrode 20 side of the vibrator 12, and a support member 22d is formed on a portion corresponding to the other node point on the electrodes 16 and 18 side. Also good. Of course, it goes without saying that the support members 22b and 22c may be formed on the opposite side surfaces of the vibrator 12.
[0025]
By forming the support member from a conductive material such as a metal wire, the support member can be used for signal input / output without using a lead wire. In particular, when attaching support members to all the electrodes 16, 18, and 20, it is not necessary to use lead wires at all, and the influence of the lead wire tension and the like can be eliminated. Therefore, it is possible to obtain the vibrating gyroscope 10 having good characteristics that is not affected by the lead wire and has a small temperature drift.
[0026]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the vibrator and the support member extending in the width direction are arranged at a constant interval, the vibration of the vibrator is not easily damped by the support member. Further, since the support member is not in direct contact with the vibrator, the vibration of the vibrator is difficult to leak through the support member. For these reasons, the temperature drift of the vibrating gyroscope can be reduced. In particular, this effect can be increased by setting the hardness of the conductive adhesive within the range of pencil hardness B to 6H.
In addition, a support member having a surface parallel to the electrode formed on the side surface of the vibrator in advance is formed at a position corresponding to the node point of the vibrator, and the support member is disposed on this surface, thereby supporting the support member. The position accuracy can be improved. Accordingly, the distance between the support member and the electrode can be made constant, and the vibrator can be supported at a portion close to the node point of the vibrator, and the temperature drift of the vibration gyro can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a vibrating gyroscope using a support structure of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the vibrating gyroscope shown in FIG.
3 is a perspective view showing a state in which a support portion is formed on a vibrator in order to produce the vibration gyro shown in FIG. 1; FIG.
4 is an illustrative view showing a state in which a support member is arranged on the support portion shown in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a circuit for using the vibration gyro shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the hardness and drift of a conductive adhesive for fixing a support member.
FIG. 7 is a perspective view showing another example of the vibrating gyro support structure according to the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a vibrating gyroscope using a conventional support structure.
9 is a cross-sectional view of the vibrating gyroscope shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vibrating gyroscope 12 Vibrator 14a 1st piezoelectric substrate 14b 2nd piezoelectric substrate 16 Electrode 18 Electrode 20 Electrode 22a-22d Support member 24 Conductive adhesive 26 Support part 26a Groove

Claims (4)

側面に電極が形成された振動子の屈曲振動を利用して回転角速度を検出する振動ジャイロの支持構造であって、
前記振動子を支持するために前記振動子の幅方向に延びる支持部材を有し、
前記振動子の屈曲振動のノード点に対応する部分において、前記振動子の側面の前記電極と前記支持部材とが、硬化した導電性接着剤によって構成される支持部によって一定の間隔を隔てて、導電性接着剤で前記電極に前記硬化した導電性接着剤からなる支持部を介して前記支持部材が固着されることを特徴とする、振動ジャイロの支持構造。
A vibration gyro support structure for detecting a rotational angular velocity using flexural vibration of a vibrator having electrodes formed on side surfaces,
A support member extending in the width direction of the vibrator to support the vibrator;
In the portion corresponding to the node point of the bending vibration of the vibrator, the electrode on the side surface of the vibrator and the support member are spaced apart by a support portion made of a hardened conductive adhesive , A support structure for a vibration gyro, wherein the support member is fixed to the electrode with a conductive adhesive through a support portion made of the cured conductive adhesive .
前記支持部材は、前記振動子の1つの側面に形成された前記電極または対向側面に形成された前記電極に前記硬化した導電性接着剤からなる支持部を介して固着される、請求項1に記載の振動ジャイロの支持構造。2. The support member according to claim 1, wherein the support member is fixed to the electrode formed on one side surface of the vibrator or the electrode formed on the opposite side surface through a support portion made of the hardened conductive adhesive. The support structure of the vibration gyro described above. 前記硬化した導電性接着剤の硬度は、鉛筆硬度B〜6Hである、請求項1または請求項2に記載の振動ジャイロの支持構造。The vibration gyro support structure according to claim 1 or 2, wherein the hardened conductive adhesive has a hardness of pencil hardness B to 6H. 屈曲振動をする振動子のノード点に対応する部分において前記振動子の側面に形成された電極に導電性接着剤を印刷する工程、
前記電極から一定の間隔となる面を前記導電性接着剤に形成して支持部を形成する工程、
前記支持部に形成された前記面上に支持部材を配置する工程、および
導電性接着剤によって前記支持部に前記支持部材を固着する工程を含む、振動ジャイロの支持方法。
A step of printing a conductive adhesive on an electrode formed on a side surface of the vibrator in a portion corresponding to a node point of the vibrator that undergoes bending vibration;
A step of forming a support portion by forming a surface at a certain distance from the electrode on the conductive adhesive;
A method for supporting a vibrating gyroscope, comprising: arranging a support member on the surface formed on the support portion; and fixing the support member to the support portion with a conductive adhesive.
JP32491798A 1998-11-16 1998-11-16 Vibration gyro support structure and support method Expired - Fee Related JP3767212B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32491798A JP3767212B2 (en) 1998-11-16 1998-11-16 Vibration gyro support structure and support method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32491798A JP3767212B2 (en) 1998-11-16 1998-11-16 Vibration gyro support structure and support method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000146593A JP2000146593A (en) 2000-05-26
JP3767212B2 true JP3767212B2 (en) 2006-04-19

Family

ID=18171065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32491798A Expired - Fee Related JP3767212B2 (en) 1998-11-16 1998-11-16 Vibration gyro support structure and support method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3767212B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4497345B2 (en) 2003-02-12 2010-07-07 株式会社村田製作所 Support structure for vibrator and method for manufacturing the support structure
US7148609B2 (en) 2003-05-12 2006-12-12 Ngk Insulators, Ltd. Structures for supporting vibrators
JP4381354B2 (en) * 2004-09-10 2009-12-09 セイコーエプソン株式会社 Vibrator support structure and physical quantity measuring device
JP4816295B2 (en) * 2006-07-13 2011-11-16 セイコーエプソン株式会社 Support structure of piezoelectric vibrator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000146593A (en) 2000-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10232132A (en) Vibration gyro
JP3211562B2 (en) Piezoelectric vibrator
JPH08278146A (en) Vibrating gyro
JP3767212B2 (en) Vibration gyro support structure and support method
JP3494096B2 (en) Vibrating gyro
JP4877322B2 (en) Tuning fork type bimorph piezoelectric vibrator, vibration gyro module using the same, and method for manufacturing tuning fork type bimorph piezoelectric vibrator
JP3724403B2 (en) Vibrator, vibratory gyro using the vibrator, and electronic device using the vibrator
JPH09269227A (en) Vibration gyroscope
JP3291968B2 (en) Vibrating gyro
JP3218702B2 (en) Vibrating gyro
JPH10103961A (en) Temperature characteristic adjusting method for vibration gyroscope
JPH08146033A (en) Acceleration sensor
JP3293487B2 (en) Vibrating gyro
JP3440812B2 (en) Vibrating gyro
JPH09105637A (en) Vibrating gyro
JP3371609B2 (en) Vibrating gyro
JP3671570B2 (en) Vibrating gyro
JP3293486B2 (en) Vibrating gyro
JP4345130B2 (en) Vibrating gyro
JPH09113279A (en) Vibrational gyro
JP3819339B2 (en) Columnar vibrator for piezoelectric vibration gyro
JP3651155B2 (en) Vibrating gyro
JP3122925B2 (en) Piezoelectric vibrator for piezoelectric vibrating gyroscope
JP3304722B2 (en) Vibrating gyro
JPH07318351A (en) Support structure of vibrator

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050427

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050517

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050712

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051004

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060123

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090210

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100210

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110210

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110210

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120210

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130210

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees