JP4626083B2 - Columnar member holding portion and method for manufacturing vibrating gyroscope using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柱状部材保持部およびそれを用いた振動ジャイロの製造方法、具体的には柱状部材保持部を用いて振動子と支持部材を高精度で位置決めして固定する振動ジャイロの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図9に、従来の振動ジャイロにおける振動子部の斜視図を示す。図9において、振動子部1は振動子2と金属製の支持部材9、10から構成されている。
【0003】
このうち、振動子2は、厚み方向に分極されるとともに一方主面に第1の電極4と第2の電極5が形成された圧電体基板3と、厚み方向に分極されるとともに一方主面に第3の電極7が形成された圧電体基板6が、互いに分極の方向が逆になるように、第4の電極8を介して他方主面同士で貼り合わされて構成されている。支持部材9、10は、それぞれ2つのZ字状の屈曲部を有するように形成されており、圧電体基板6の一方主面上において、第3の電極7に例えばハンダや導電性接着剤によって電気的かつ機械的に固定されている。なお、最終的には圧電体基板3の一方主面上においても、支持部材9、10と同様に第1の電極4と第2の電極5にまたがるように2つの支持部材が固定されるが、ここでは省略している。
【0004】
図10に、振動子2に支持部材9、10を固定する方法を示すための展開斜視図を示す。
【0005】
図10に示すように、支持部材9、10は、樹脂からなる枠状の振動子ベース11の枠の内部に、振動子ベース11の一方の内側面から対向する他方の内側面へと張り渡されている。ここで、振動子ベース11は、支持部材9、10を介して振動子2を中空に保持するとともに、振動子2の振動のエネルギーを枠内に閉じこめるためのもので、射出成形によって支持部材9、10と一体に形成されている。
【0006】
振動子2は振動子ベース11の枠の内部において、支持部材9、10の上に載せられて、その接触部において例えばハンダや導電性接着剤などによって接着・固定される。このとき、振動子2は圧電体基板6の一方主面が支持部材9、10と接触するため、実際にはそこに形成された第3の電極7と金属製の支持部材9、10が電気的かつ機械的に接続されることになる。
【0007】
振動子2の振動が極力妨げられることが無く、しかも振動子2の振動が振動子ベース11から外に極力漏れることが無いように、振動子2に支持部材9、10を固定する際には、振動子2は支持部材9、10の所定の位置、実際には中央部に位置決めする必要がある。そこで、振動子ベース11の対向する2つの側壁の内側には、振動子2の両端を保持して支持部材9、10に対して位置決めする柱状部材保持部12、13が設けられている。
【0008】
ここで、図11に柱状部材保持部12の拡大斜視図を示す。柱状部材保持部12は、振動子2の一方の端面に当接する長手方向当接片12a、振動子2の一方の端部の幅方向両側面に当接する幅方向当接片12bおよび12c、振動子2の一方の端部の底面に当接する底面当接片12d、腕部12eおよび12fを一体にして構成されている。腕部12eおよび12fは、それぞれ一端が幅方向当接片12bおよび12cに接続され、他端が振動子ベース11の側壁の内側面に接続されることによって、長手方向当接片12a、幅方向当接片12bおよび12c、底面当接片12dを振動子ベース11の側壁の内側の中空に保持している。
振動子ベース11の長手方向当接片12に近接する部分には、両者が接触しないように、逃げのための凹部が形成されている。なお、詳細な説明は省略するが、柱状部材保持部13も柱状部材保持部12と全く同様に構成されている。
【0009】
振動子2は、このように構成された柱状部材保持部12、13によって支持部材9、10上の所定の場所に位置決めされ、その状態で支持部材9、10に固定される。そして、振動子2と支持部材9、10の固定後は、振動子2の振動の妨げにならないように、腕部12e、12fを振動子ベース11との接続部あるいは適当な位置で切断することによって、柱状部材保持部12は取り除かれる。柱状部材保持部13についても同様に取り除かれる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
図11に示した柱状部材保持部12、13の場合、柱状部材保持部12の長手方向当接片12aと柱状部材保持部13の長手方向当接片の間隔は、振動子2の長さが多少ばらついても収納できるように、振動子2の長さよりわずかに大きく形成されている。また、柱状部材保持部12の幅方向当接片12bと12cの間隔も、振動子2の幅が多少ばらついても収納できるように、振動子2の幅よりわずかに大きく形成されている。柱状部材保持部13における幅方向当接片についても同様に形成されている。
【0011】
そのため、振動子2は柱状部材保持部12と13で保持された状態においても、長手方向および幅方向にわずかながら移動可能となり、それによって振動子2と支持部材9、10との位置決め精度が十分に得られないという問題がある。また、接着剤の硬化時の熱や振動によって、硬化の前後において振動子2と支持部材9、10との位置関係が変化する可能性もある。そして、振動子2と支持部材9、10との位置決め精度が不十分な場合には、振動子2の振動が不安定になったり、振動が外部に漏れるということがおきる。
【0012】
また、振動子2の位置決め精度を改善するために、振動子2を柱状部材保持部内において長手方向や幅方向における1つの方向に押しつけるような機構を設けることも考えられるが、その場合には振動子2のばらつきに偏りが生じ、特に振動ジャイロの温度特性に何らかの傾きを与えてしまう可能性がある。
【0013】
さらに、振動子2は自重によって支持部材9、10に押しつけられているだけであるため、振動子の小型化・軽量化が進むことによって振動子を支持部材に押しつける力が不足し、接着剤の硬化時に振動子2が支持部材9、10から浮いて導通不良が発生しやすくなるという問題もある。
【0014】
本発明は上記の問題点を解決することを目的とするもので、振動子と支持部材を高い位置精度で安定に固定することのできる振動ジャイロの製造方法およびそれに用いられる柱状部材保持部を提供する。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の柱状部材保持部は、所定の長さと幅を有する柱状部材の両端部を保持して所定の位置に位置決めする柱状部材保持部であって、前記柱状部材の2つの端部を、前記柱状部材の長さより短い間隔をあけて前記柱状部材の長手方向から挟むように配置されるとともに、それぞれ前記柱状部材の幅方向に2つに分けて構成される合計4つの長手方向当接片と、前記柱状部材の2つの端部を、それぞれ前記柱状部材の端部の幅より狭い間隔をあけて前記柱状部材の幅方向から挟むように配置される4つの幅方向当接片と、外部からの圧力が印加される4つの押圧部とを備え、前記柱状部材の2つの端部に対応する位置において、互いに隣接して配置されるそれぞれ1つの前記長手方向当接片と前記幅方向当接片と前記押圧部が一体に形成されるとともに、前記4つの押圧部に圧力を加えて弾性変形させることによって前記4つの押圧部にそれぞれ一体に形成される前記長手方向当接片と前記幅方向当接片が移動して、互いに対向する2つの前記長手方向当接片の間隔と互いに対向する2つの前記幅方向当接片の間隔がそれぞれ一時的に前記柱状部材の長さおよび前記柱状部材の端部の幅より拡大するように形成されていることを特徴とする。
【0016】
また、本発明の柱状部材保持部は、前記4つの長手方向当接片、前記4つの幅方向当接片、および前記4つの押圧部が、前記柱状部材が位置決めされる位置決め対象とともに1つの金属板を加工してなるリードフレームとして形成されていることを特徴とする。
【0017】
また、本発明の信号ジャイロの製造方法は、上記の前者の柱状部材保持部を用い、前記柱状部材である振動子に、該振動子を支持する支持部材を固定する振動ジャイロの製造方法であって、前記柱状部材保持部の押圧部に圧力を加えて弾性変形させることによって、互いに対向する2つの前記長手方向当接片の間隔と互いに対向する2つの前記幅方向当接片の間隔を、それぞれ一時的に前記振動子の長さおよび前記振動子の端部の幅より広げる第1の工程と、前記第1の工程によって広がった互いに対向する2つの前記長手方向当接片の間であって、かつ互いに対向する2つの前記幅方向当接片の間に、前記振動子を配置する第2の工程と、前記柱状支持部材保持部の押圧部に加えていた圧力を取り去ることによって、互いに対向する2つの前記長手方向当接片および2つの前記幅方向当接片で前記振動子を挟持して、前記振動子を前記支持部材に対して位置決めする第3の工程と、前記支持部材を前記振動子に固定する第4の工程と、前記振動子から前記柱状部材保持部を取り除く第5の工程と、を有することを特徴とする。
【0018】
また、本発明の振動ジャイロの製造方法は、リードフレームとして形成された上記の後者の柱状部材保持部および前記位置決め対象である支持部材を用い、前記柱状部材である振動子に、該振動子を支持する前記支持部材を固定する振動ジャイロの製造方法であって、前記リードフレームの前記柱状部材保持部の押圧部に圧力を加えて弾性変形させることによって、互いに対向する2つの前記長手方向当接片の間隔と互いに対向する2つの前記幅方向当接片の間隔を、それぞれ一時的に前記振動子の長さおよび前記振動子の端部の幅より広げる第1の工程と、前記第1の工程によって広がった互いに対向する2つの前記長手方向当接片の間であって、かつ互いに対向する2つの前記幅方向当接片の間に、前記振動子を配置する第2の工程と、前記柱状支持部材保持部の押圧部に加えていた圧力を取り去ることによって、互いに対向する2つの前記長手方向当接片および2つの前記幅方向当接片で前記振動子を挟持して、前記振動子を前記支持部材に対して位置決めする第3の工程と、前記支持部材を前記振動子に固定する第4の工程と、前記リードフレームから前記支持部材を切り離すことによって、前記振動子から前記柱状部材保持部を取り除く第5の工程と、を有することを特徴とする。
【0019】
このように構成および実施することにより、本発明の柱状部材保持部およびそれを用いた振動ジャイロの製造方法においては、振動子と支持部材を高い位置精度で安定に固定することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明の柱状部材保持部の一実施例の拡大斜視図を示す。また、図2にその平面図を、図3にその正面図を示す。図1ないし3において、図11と同一の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
【0021】
図1において、柱状部材保持部20は、振動子2の一方の端面に当接する長手方向当接片20aおよび20b、振動子2の一方の端部の幅方向両側面に当接する幅方向当接片20cおよび20d、振動子2の一方の端部の底面に当接する底面当接片20eおよび20f、腕部20gおよび20h、固定部20iおよび20jから構成されている。このうち、長手方向当接片20a、幅方向当接片20c、底面当接片20e、腕部20g、固定部20iが一体に形成されている。また、長手方向当接片20b、幅方向当接片20d、底面当接片20f、腕部20h、固定部20jも一体に形成されている。固定部20i、20jは振動子ベース11の1つの側壁の内側面に接続され、固定部20iと幅方向当接片20cは腕部20gを介して、固定部20jと幅方向当接片20dは腕部20hを介してそれぞれ接続されている。すなわち、固定部20iと腕部20gで長手方向当接片20a、幅方向当接片20c、底面当接片20eを振動子ベース11の内側面中空に保持している。また、固定部20jと腕部20hで長手方向当接片20b、幅方向当接片20d、底面当接片20fを振動子ベース11の側壁の内側の中空に保持している。
【0022】
この柱状部材保持部20においては、長手方向当接片20aと20bが従来の柱状部材保持部12における長手方向当接片12aに相当する。また、底面当接片20fと20gが従来の柱状部材保持部12における底面当接片12dに相当する。
【0023】
なお、振動子ベース11の柱状部材保持部20が設けられた側壁と対向するもう1つの側壁の内側にも同様の構成のもう1つの柱状部材保持部が設けられている。
【0024】
柱状部材保持部20の長手方向当接片20aおよび20bと対向するもう1つの柱状部材保持部の2つの長手方向当接片との間隔は、振動子2の長さよりわずかに短く形成されている。また、柱状部材保持部20の幅方向当接片20cと20dの間隔は、振動子2の幅よりわずかに短く形成されている。対向するもう1つの柱状部材保持部における幅方向当接片についても同様に形成されている。
【0025】
固定部20i、20jは四角形の板状に形成され、その一辺が振動子ベース11の側壁に接続されている。そのため、固定部20i、20jの振動子ベースに接続されていない方の2つのコーナー部分は、上下方向からの圧力に対して変形しやすくなっている。さらに、内部に略三角形状の穴が設けられているため、特に腕部20g、20hとの接続位置に近いコーナー部分が変形しやすくなっている。本発明においては、この部分を押圧部と呼び、固定部20i、20jの押圧部の符号をそれぞれ20m、20nとする。なお、対向するもう1つの側壁に接続して設けられた柱状部材保持部においても同様に押圧部を有している。
【0026】
このように構成された柱状部材保持部20を用いた振動ジャイロの製造方法について以下に説明する。
【0027】
まず第1の工程として、振動子ベース11に設けられた柱状部材保持部20の2つの固定部20i、20jの押圧部20m、20nに下から上に向かう圧力を加える。実際には押圧部20m、20nをピンのようなもので下から突き上げる。それによって、固定部20i、20jは上方に反るように弾性変形する。このとき、押圧部20m、20nの近傍に接続されている腕部20g、20fも、特に幅方向当接片20c、20dと接続されている方の端部が大きく上方に移動する。ただ、この場合、固定部20i、20jの振動子ベース11との接続部が変形の支点になるため、腕部20g、20fの幅方向当接片20c、20dと接続されている方の端部は単に上方に移動するだけではなく、互いに離れ、しかも振動子ベース11の固定部20i、20jが接続されている側壁に近づくように移動する。これに従って、腕部20gに接続されている長手方向当接片20aと幅方向当接片20cと底部当接片20e、および腕部20hに接続されている長手方向当接片20bと幅方向当接片20dと底部当接片20fも、上方に移動するとともに、互いに離れ、しかも振動子ベース11の固定部20i、20jが接続されている側壁に近づくように移動する。なお、柱状部材保持部20と対向するもう1つの柱状部材保持部においても、押圧部に同様の圧力が加えられ、長手方向当接片と幅方向当接片と底部当接片が同様の動きをする。
【0028】
図4および図5に、このときの柱状部材保持部20の動作を示す正面図とA−A断面図を示す。図4および図5において、(a)は押圧部に圧力を加える前の状態、(b)は圧力を加えている状態をそれぞれ示している。
【0029】
図4(a)に示すように、押圧部20m、20nに圧力を加える前の柱状部材保持部20の2つの幅方向当接片20cと20dの間隔はW1で、振動子2の一端の幅より狭くなるように設定されている。そして、図4(b)に示すように、押圧部20m、20nに圧力を加えて固定部20i、20jを弾性変形させることによって、2つの幅方向当接片20cと20dの間隔はW2に拡がる。この間隔w2が振動子の端部の幅より大きくなるように、押圧部20m、20nに加える圧力をあらかじめ決めてある。なお、図4(b)において、2つの白抜き矢印は、押圧部20m、20nに加える圧力とその方向を示している。
【0030】
また、図5(a)に示すように、押圧部20m、20nに圧力を加える前の柱状部材保持部20の長手方向当接片20aおよび20bと対向するもう1つの柱状部材保持部の2つの長手方向当接片との間隔はL1で、振動子2の長さよりわずかに短くなるように設定されている。そして、図5(b)に示すように、押圧部20m、20nに圧力を加えて固定部20i、20jを弾性変形させることによって、それぞれ2つずつの長手方向当接片の間隔はL2に拡がる。この間隔L2が振動子の長さより大きくなるように、押圧部20m、20nに加える圧力をあらかじめ決めてある。
【0031】
このように、第1の工程として押圧部20m、20nに圧力を加えることによって、簡単に柱状部材保持部20の長手方向当接片20aおよび20bと、対向するもう1つの柱状部材保持部の長手方向当接片の間隔を振動子2の長さより大きくすることができる。また、柱状部材保持部20の幅方向当接片20cと20dの間隔、およびもう1つの柱状部材保持部の2つの幅方向当接片の間隔を振動子2の幅より大きくすることができる。
【0032】
次に、第2の工程として、第1の工程によって広がった互いに2つの柱状部材保持部の対向する2つずつの長手方向当接片の間であって、かつ互いに対向する2つずつの幅方向当接片の間であって、しかも対向する2つの底部当接片の上に振動子2を配置する。この状態においては振動子2は水平方向に移動し得るため、その位置精度は十分ではない。
【0033】
次に、第3の工程として、柱状部材保持部20の押圧部20m、20nおよびもう1つの柱状部材保持部の押圧部に加えていた圧力を取り去る。これによって柱状部材保持部20の固定部20i、20jおよびもう1つの柱状部材保持部の固定部の変形が解消され、長手方向当接片および幅方向当接片および底部当接片が元の位置に戻る。その際、振動子2は4つの長手方向当接片によって長手方向から挟まれ、それぞれ2つの幅方向当接片によってその端部が幅方向から挟まれて支持部材9、10に対して位置決めされる。その際、振動子2にはいずれかの方向から偏った圧力が加えられているわけではないので、対向するそれぞれ4つの長手方向当接片および幅方向当接片の略中央部に位置することになり、支持部材9、10に対して高い精度で位置決めされる。しかも、振動子2には水平方向四方から力が加わっている状態であるため、外部からの力が加わらない限り水平方向への移動の自由度はない。
【0034】
さらに、振動子2は、支持部材9、10に対して位置決めされるだけではなく、長手方向当接片や幅方向当接片によって挟まれ、しかも弾性変形した固定部が元に戻ろうとする力によって、下の方向に力が加えられている。すなわち支持部材9、10に押しつけられている。そのため、振動子2の自重によって支持部材9、10と接触する場合に比較して両者が互いに押しつけられる力が強く、接触部の位置が安定する。
【0035】
なお、このとき振動子2と支持部材9、10の接触部の少なくとも一方側にはハンダや導電性接着剤が塗布されているものとする。
【0036】
次に、第4の工程として、ハンダを溶かしたり導電性接着剤に熱を加えて硬化させるなどして振動子2と支持部材9、10を固定する。その際、振動子2と支持部材9、10が互いに押しつけられているために、両者の位置関係が変化したり導通不良が発生したりする可能性はほとんど無い。
【0037】
最後に、第5の工程として、振動子ベース11の側壁と2つの柱状部材保持部の4つの固定部との接続部、あるいは2つの柱状部材保持部の4つの腕部の適当な位置が切断されることによって、2つの柱状部材保持部が取り除かれる。
【0038】
このように、本発明の振動ジャイロの製造方法においては、柱状部材保持部20を備えた振動子ベース11を用いることによって、支持部材9、10を振動子2に高い位置精度で安定に固定することができる。また、柱状部材保持部には振動子を支持部材に押しつける機能を持っているため、振動子が軽量化しても支持部材との接続が不安定になることがなく、導通不良の発生を防止することができる。そして、支持部材と振動子との位置精度を高め、安定に固定することによって、振動子の振動の安定性を向上させ、しかも振動が外部に漏れるのを防止することができる。
【0039】
ところで、振動ジャイロの製造方法において、振動子を固定する支持部材は必ずしもあらかじめ振動子ベースと一体に形成されているわけではない。例えばフープ状のリードフレームの一部として支持部材が供給され、リードフレームの状態で支持部材と振動子を固定し、その後でリードフレームから振動子ごと支持部材をカットして振動子ベースに固定するという製造方法も考えられる。その際、リードフレームに支持部材とともに柱状部材保持部が一体に形成されていれば、支持部材と振動子との位置精度をさらに向上させることができる。
【0040】
図6に、このようなリードフレームに支持部材と一体に形成された、本発明の柱状部材保持部の別の実施例の斜視図を示す。
【0041】
図6において、リードフレーム33は、枠部31と、1つの金属板を加工して枠部31と一体に連続して形成された柱状部材保持部30および支持部材32から構成されている。なお、1つの振動子に対応する柱状部材保持部は、振動子の2つの端部に対応して2つ存在するが、ここでは1つの端部に対応する柱状部材保持部30のみを図示し、全く同じ構成のもう1つの柱状部材保持部の図示を省略している。また、1つの振動子の1つの面に固定する支持部材も2つ存在するが、ここでは1つの支持部材32のみを図示し、もう1つの支持部材の図示を省略している。
【0042】
図6に示す柱状部材保持部30は、振動子2の一方の端面に当接する長手方向当接片30aおよび30b、振動子2の一方の端部の幅方向両側面に当接する幅方向当接片30cおよび30d、振動子2の一方の端部の底面に当接する底面当接片30eおよび30f、腕部30gおよび30h、固定部30iおよび30jから構成されている。このうち、長手方向当接片30a、幅方向当接片30c、底面当接片30e、腕部30g、固定部30iが一体に形成されている。また、長手方向当接片30b、幅方向当接片30d、底面当接片30f、腕部30h、固定部30jも一体に形成されている。固定部30i、30jはリードフレーム33の枠部31に接続され、固定部30iと底面当接片30eは腕部30gを介して、固定部30jと底面当接片30dは腕部30hを介してそれぞれ接続されている。すなわち、固定部30iと腕部30gで長手方向当接片30a、幅方向当接片30c、底面当接片30eをリードフレーム33の枠内の中空に保持している。また、固定部30jと腕部30hで長手方向当接片30b、幅方向当接片30d、底面当接片30fをリードフレーム33の枠内の中空に保持している。
【0043】
柱状部材保持部30の長手方向当接片30aおよび30bと対向するもう1つの柱状部材保持部の2つの長手方向当接片との間隔は、振動子2の長さよりわずかに短く形成されている。また、柱状部材保持部30の幅方向当接片30cと30dの間隔は、振動子2の幅よりわずかに短く形成されている。対向するもう1つの柱状部材保持部における幅方向当接片についても同様に形成されている。
【0044】
固定部30i、30jは、枠部31と部分的に接続されているだけなので、腕部30g、30hと固定部30i、30jとの接続部に上下方向から加わる圧力によって上下方向に弾性変形しやすくなっている。固定部30i、30jが変形すると、腕部30g、30hはそれに接続して形成されている長手方向当接片30a、幅方向当接片30c、底面当接片30e、および長手方向当接片30b、幅方向当接片30d、底面当接片30fとともに上下方向に移動する。本発明においては、この上下方向から圧力が加わる腕部30g、30hと固定部30i、30jとの接続部を押圧部と呼び、押圧部の符号をそれぞれ30m、30nとする。ただし、図6においては押圧部30nは幅方向当接片30dの陰になっているために表示を省略している。
【0045】
このように構成された柱状部材保持部30においても、押圧部30m、30nに下から上に向かう圧力を加えることによって、腕部30gに接続されている長手方向当接片30aと長手方向当接片30bは、上方に移動するとともに、互いに離れ、しかも対向するもう1つの柱状部材保持部の長手方向当接片との間隔が振動子2の長さより少し拡がる。また、幅方向当接片30c、30dも上方に移動するとともに、その間隔が振動子2の幅より少し拡がる。そして、互いに2つの柱状部材保持部の対向する2つずつの長手方向当接片の間であって、かつ互いに対向する2つずつの幅方向当接片の間であって、しかも対向する2つの底部当接片の上に振動子2を配置して押圧部に加えていた圧力を取り去ることによって、振動子2は4つの長手方向当接片によって長手方向から挟まれ、それぞれ2つの幅方向当接片によってその端部が幅方向から挟まれて2つの支持部材に対して位置決めされる。その際、振動子2にはいずれかの方向から偏った圧力が加えられているわけではないので、対向するそれぞれ4つの長手方向当接片および幅方向当接片の略中央部に位置し、支持部材に対して高い精度で位置決めされる。しかも、振動子2には水平方向四方から力が加わっている状態であるため、外部からの力が加わらない限り水平方向への移動の自由度もない。
【0046】
さらに、振動子2は、支持部材に対して位置決めされるだけではなく、長手方向当接片や幅方向当接片によって挟まれ、しかも長手方向当接片や幅方向当接片の元に戻ろうとする力によって、下の方向に力が加えられる。すなわち支持部材に押しつけられる。そのため、振動子2の自重によって支持部材と接触する場合に比較して両者が押しつけられる力が強く、安定する。
【0047】
なお、このとき振動子2と2つの支持部材の接触部の少なくとも一方側にはハンダや導電性接着剤が塗布されているものとする。
【0048】
振動子2と支持部材を固定した後は、支持部材を振動子ベースに固定する。そして、その状態で例えば柱状部材保持部30の腕部30g、30hと固定部30i、30jとの接続部を切り離し、同時に、支持部材をリードフレーム33の枠部31から切り離すことによって、振動子2からリードフレーム33の枠部31と柱状部材保持部30を取り除くことができる。このようにして、振動子2は支持部材によって振動子ベースの内側の中空に保持される。
【0049】
このように、本発明の柱状部材保持部を用いることによって、支持部材32を含む2つの支持部材を振動子2に高い位置精度で安定に固定することができる。しかも、図1に示した柱状部材保持部20の場合と異なり、柱状部材保持部と支持部材が同じリードフレーム33に一体に形成されているため、柱状部材保持部と支持部材との間の位置精度をさらに高くすることができ、柱状部材保持部20を用いる場合よりさらに高い位置精度で支持部材を振動子2に固定することができる。また、柱状部材保持部には振動子を支持部材に押しつける機能を持っているため、振動子が軽量化しても支持部材との接続が不安定になることがない。そして、支持部材と振動子との位置精度を高めることによって、振動子の振動の安定性をさらに向上させ、しかも振動が外部に漏れるのを防止することができる。
【0050】
なお、上記の各実施例においては、支持部材の端部を振動子ベースに固定するタイプの振動ジャイロを示したが、枠状の振動子ベースを用いず、支持部材の端部を下に曲げて部品搭載基板に直接固定するタイプの振動ジャイロでも構わない。
【0051】
図7に、このようなリードフレームに、端部を部品搭載基板に直接固定する支持部材と一体に形成された、本発明の柱状部材保持部のさらに別の実施例の斜視図を示す。図7において、図6と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
【0052】
図7において、リードフレーム40の、図6に示したリードフレーム33との違いは、支持部材32を支持部材41に変えた点だけで、リードフレーム33と同様に1つの金属板を加工して形成されている。リードフレーム40における柱状部材保持部30の役割はリードフレーム33の場合と全く同じであるため説明を省略するが、全く同様の作用効果を奏するものである。
【0053】
図8に、リードフレーム40を用いて製造された振動ジャイロの斜視図を示す。図8において、図7と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
【0054】
図8において、振動ジャイロ50は、振動子2を4つの支持部材41、42、43、44を介して部品搭載基板45上の中空に保持して構成されている。4つの支持部材41、42、43、44は、振動子2の厚み方向および幅方向の振動を抑制しないように、いくつもの屈曲部を備えている。そして、振動子2の各電極は支持部材41、42、43、44を介して部品搭載基板45上に形成される振動子2を厚み方向に屈曲振動させる駆動回路やコリオリ力を検出するための回路(図示は省略)と接続されている。なお、部品搭載基板45上には振動子2や各回路を覆うカバーが設けられるが、ここでは省略している。
【0055】
このように構成された振動ジャイロ50においては、リードフレーム40に形成された柱状部材保持部30を用いて振動子2と支持部材との固定を行うため、振動子の振動の安定性を向上させ、しかも振動が外部に漏れるのを防止することができる。
【0056】
【発明の効果】
本発明の柱状部材保持部およびそれを用いた振動ジャイロの製造方法においては、柱状部材保持部が柱状部材である振動子の2つの端部を水平方向から挟むそれぞれ4つの長手方向当接片と幅方向当接片を備え、これらを圧力による弾性変形を利用して広げたところに振動子を配置し、その後圧力を除去することによって振動子を所定の位置に配置し、その状態で振動子と支持部材を固定することによって、振動子と支持部材を高い位置精度で安定に固定することができ、振動ジャイロの性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の柱状部材保持部の一実施例を示す斜視図である。
【図2】図1の柱状部材保持部を示す平面図である。
【図3】図1の柱状部材保持部を示す正面図である。
【図4】図1の柱状部材保持部の弾性変形を説明するための正面図である。
【図5】図1の柱状部材保持部の弾性変形を説明するための断面図である。
【図6】本発明の柱状部材保持部の別の実施例を示す斜視図である。
【図7】本発明の柱状部材保持部のさらに別の実施例を示す斜視図である。
【図8】図7の柱状部材保持部を用いて製造した振動ジャイロを示す斜視図である。
【図9】従来の振動ジャイロの振動子部を示す斜視図である。
【図10】従来の振動子に支持部材を固定する方法を説明するための展開斜視図である。
【図11】従来の柱状部材保持部を示す斜視図である。
【符号の説明】
2…振動子
9、10、32、41、41、43、44…支持部材
11…振動子ベース
20、30…柱状部材保持部
20a、20b、30a、30b…長手方向当接片
20c、20d、30c、30d…幅方向当接片
20e、20f、30e、30f…底面当接片
20g、20h、30g、30h…腕部
20i、20j、30i、30j…固定部
20m、20n、30m、30n…押圧部
31…枠部
33、40…リードフレーム
45…部品搭載基板
50…振動ジャイロ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a columnar member holding portion and a method for manufacturing a vibrating gyroscope using the same, and more specifically to a method for manufacturing a vibrating gyroscope that uses a columnar member holding portion to position and fix a vibrator and a support member with high accuracy. .
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is a perspective view of a vibrator unit in a conventional vibration gyro. In FIG. 9, the
[0003]
Among these, the
[0004]
FIG. 10 is an exploded perspective view for illustrating a method of fixing the
[0005]
As shown in FIG. 10, the
[0006]
The
[0007]
When fixing the
[0008]
Here, an enlarged perspective view of the columnar
A recess for escape is formed in a portion of the
[0009]
The
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the columnar
[0011]
Therefore, even when the
[0012]
Further, in order to improve the positioning accuracy of the
[0013]
Further, since the
[0014]
The present invention aims to solve the above-described problems, and provides a method for manufacturing a vibrating gyroscope capable of stably fixing a vibrator and a supporting member with high positional accuracy, and a columnar member holding portion used therein. To do.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the columnar member holding portion of the present invention is a columnar member holding portion that holds both ends of a columnar member having a predetermined length and width and positions the columnar member at a predetermined position. Are arranged so as to be sandwiched from the longitudinal direction of the columnar member with an interval shorter than the length of the columnar member, and divided into two in the width direction of the columnar member. Four widths arranged such that the four longitudinal contact pieces and the two end portions of the columnar member are sandwiched from the width direction of the columnar member with an interval narrower than the width of the end portion of the columnar member. Each of the direction abutting pieces and four pressing portions to which pressure from the outside is applied, and arranged adjacent to each other at positions corresponding to the two end portions of the columnar member. A contact piece and the width direction contact piece; The pressing portion is integrally formed, and the longitudinal contact piece and the width direction contact are formed integrally with the four pressing portions by applying pressure to the four pressing portions to be elastically deformed. The distance between the two longitudinal contact pieces facing each other and the distance between the two width direction contact pieces facing each other are temporarily set to the length of the columnar member and the end of the columnar member. It is characterized by being formed so as to be larger than the width of the part.
[0016]
Further, the columnar member holding portion according to the present invention includes the four longitudinal contact pieces, the four width direction contact pieces, and the four pressing portions, together with a positioning object on which the columnar member is positioned. It is formed as a lead frame formed by processing a plate.
[0017]
The signal gyro manufacturing method of the present invention is a vibrating gyro manufacturing method in which the former columnar member holding portion is used, and a support member that supports the vibrator is fixed to the vibrator that is the columnar member. Then, by applying pressure to the pressing portion of the columnar member holding portion and elastically deforming, an interval between the two longitudinal contact pieces facing each other and an interval between the two width direction contact pieces facing each other are obtained. The first step of temporarily extending the length of the vibrator and the width of the end of the vibrator, and the two abutting pieces extending in the first step and facing each other in the longitudinal direction. And removing the pressure applied to the pressing portion of the columnar support member holding portion between the second step of arranging the vibrator between the two width direction abutting pieces facing each other, and Two opposite A third step of sandwiching the vibrator between the longitudinal contact piece and the two width direction contact pieces and positioning the vibrator with respect to the support member; and the support member as the vibrator A fourth step of fixing, and a fifth step of removing the columnar member holding portion from the vibrator.
[0018]
Further, the method for manufacturing a vibrating gyroscope according to the present invention uses the latter columnar member holding portion formed as a lead frame and the supporting member that is the positioning target, and the vibrator is attached to the vibrator that is the columnar member. A method for manufacturing a vibrating gyroscope for fixing the supporting member to be supported, wherein two longitudinal contact portions facing each other by applying pressure to the pressing portion of the columnar member holding portion of the lead frame to be elastically deformed A first step of temporarily increasing a distance between two width direction abutting pieces opposed to each other between a length of the vibrator and a width of an end portion of the vibrator; A second step of disposing the vibrator between the two longitudinal contact pieces facing each other and spread between the two longitudinal contact pieces spread by the process; By removing the pressure applied to the pressing portion of the columnar support member holding portion, the vibrator is held between the two longitudinal contact pieces and the two width contact pieces facing each other, and the vibration A third step of positioning a child with respect to the support member; a fourth step of fixing the support member to the vibrator; and detaching the support member from the lead frame to thereby remove the columnar from the vibrator. And a fifth step of removing the member holding portion.
[0019]
By configuring and implementing in this way, in the columnar member holding portion of the present invention and the method of manufacturing a vibrating gyroscope using the same, the vibrator and the supporting member can be stably fixed with high positional accuracy.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 1, the expanded perspective view of one Example of the columnar member holding | maintenance part of this invention is shown. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a front view thereof. 1 to 3, the same parts as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0021]
In FIG. 1, a columnar
[0022]
In this columnar
[0023]
Note that another columnar member holding portion having the same configuration is also provided on the inner side of the other side wall facing the side wall on which the columnar
[0024]
The distance between the two longitudinal contact pieces of the other columnar member holding part facing the
[0025]
The fixing
[0026]
A method for manufacturing a vibrating gyroscope using the columnar
[0027]
First, as a first step, pressure from the bottom to the top is applied to the
[0028]
4 and 5 are a front view and an AA cross-sectional view showing the operation of the columnar
[0029]
As shown in FIG. 4A, the interval between the two
[0030]
Further, as shown in FIG. 5A, two columnar member holding portions facing the
[0031]
Thus, by applying pressure to the
[0032]
Next, as a second step, two widths between two opposing longitudinal contact pieces of the two columnar member holding portions spread in the first step and facing each other. The
[0033]
Next, as a third step, the pressure applied to the
[0034]
Furthermore, the
[0035]
At this time, it is assumed that solder or conductive adhesive is applied to at least one side of the contact portion between the
[0036]
Next, as a fourth step, the
[0037]
Finally, as a fifth step, an appropriate position of the connection portion between the side wall of the
[0038]
As described above, in the method for manufacturing the vibrating gyroscope according to the present invention, the
[0039]
By the way, in the method for manufacturing a vibration gyro, the support member for fixing the vibrator is not necessarily formed integrally with the vibrator base in advance. For example, a support member is supplied as part of a hoop-shaped lead frame, the support member and the vibrator are fixed in the state of the lead frame, and then the support member is cut together with the vibrator from the lead frame and fixed to the vibrator base. A manufacturing method such as this is also possible. At this time, if the columnar member holding portion is integrally formed with the support member along the lead frame, the positional accuracy between the support member and the vibrator can be further improved.
[0040]
FIG. 6 shows a perspective view of another embodiment of the columnar member holding portion of the present invention formed integrally with the support member on such a lead frame.
[0041]
In FIG. 6, the
[0042]
The columnar
[0043]
The interval between the two longitudinal contact pieces of the other columnar member holding part facing the
[0044]
Since the fixing
[0045]
Also in the columnar
[0046]
Furthermore, the
[0047]
At this time, it is assumed that solder or conductive adhesive is applied to at least one side of the contact portion between the
[0048]
After fixing the
[0049]
As described above, by using the columnar member holding portion of the present invention, the two support members including the
[0050]
In each of the above embodiments, the vibration gyro of the type in which the end of the support member is fixed to the vibrator base is shown. However, the end of the support member is bent downward without using the frame-like vibrator base. Alternatively, a vibration gyro that is directly fixed to the component mounting board may be used.
[0051]
FIG. 7 shows a perspective view of still another embodiment of the columnar member holding portion of the present invention, which is integrally formed with such a lead frame and a support member for directly fixing the end portion to the component mounting board. 7, parts that are the same as or equivalent to those in FIG. 6 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0052]
7, the
[0053]
FIG. 8 is a perspective view of a vibration gyro manufactured using the
[0054]
In FIG. 8, the vibrating
[0055]
In the
[0056]
【The invention's effect】
In the columnar member holding portion of the present invention and the method of manufacturing a vibrating gyroscope using the columnar member holding portion, four longitudinal contact pieces sandwiching two ends of the vibrator whose columnar member holding portion is a columnar member from the horizontal direction, and A vibrator is arranged in a position where the width direction abutting pieces are provided and these are spread using elastic deformation caused by pressure, and then the vibrator is arranged at a predetermined position by removing the pressure. By fixing the support member, the vibrator and the support member can be stably fixed with high positional accuracy, and the performance of the vibration gyro can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a columnar member holding portion of the present invention.
2 is a plan view showing a columnar member holding portion of FIG. 1. FIG.
3 is a front view showing a columnar member holding portion of FIG. 1; FIG.
4 is a front view for explaining elastic deformation of the columnar member holding portion of FIG. 1. FIG.
5 is a cross-sectional view for explaining elastic deformation of the columnar member holding portion of FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the columnar member holding portion of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing still another embodiment of the columnar member holding portion of the present invention.
8 is a perspective view showing a vibrating gyroscope manufactured using the columnar member holding portion of FIG. 7. FIG.
FIG. 9 is a perspective view showing a vibrator portion of a conventional vibrating gyroscope.
FIG. 10 is an exploded perspective view for explaining a method of fixing a support member to a conventional vibrator.
FIG. 11 is a perspective view showing a conventional columnar member holding portion.
[Explanation of symbols]
2 ... vibrator
9, 10, 32, 41, 41, 43, 44 ... support member
11 ... vibrator base
20, 30 ... Columnar member holding portion
20a, 20b, 30a, 30b ... longitudinal contact piece
20c, 20d, 30c, 30d ... width direction contact piece
20e, 20f, 30e, 30f ... bottom contact piece
20g, 20h, 30g, 30h ... arm
20i, 20j, 30i, 30j ... fixed part
20m, 20n, 30m, 30n ... Pressing part
31 ... Frame part
33, 40 ... Lead frame
45. Component mounting board
50 ... vibrating gyro
Claims (4)
前記柱状部材の2つの端部を、前記柱状部材の長さより短い間隔をあけて前記柱状部材の長手方向から挟むように配置されるとともに、それぞれ前記柱状部材の幅方向に2つに分けて構成される合計4つの長手方向当接片と、
前記柱状部材の2つの端部を、それぞれ前記柱状部材の端部の幅より狭い間隔をあけて前記柱状部材の幅方向から挟むように配置される4つの幅方向当接片と、
外部からの圧力が印加される4つの押圧部とを備え、
前記柱状部材の2つの端部に対応する位置において、互いに隣接して配置されるそれぞれ1つの前記長手方向当接片と前記幅方向当接片と前記押圧部が一体に形成されるとともに、前記4つの押圧部に圧力を加えて弾性変形させることによって前記4つの押圧部にそれぞれ一体に形成される前記長手方向当接片と前記幅方向当接片が移動して、互いに対向する2つの前記長手方向当接片の間隔と互いに対向する2つの前記幅方向当接片の間隔がそれぞれ一時的に前記柱状部材の長さおよび前記柱状部材の端部の幅より拡大するよう形成されていることを特徴とする柱状部材保持部。A columnar member holding portion that holds both ends of a columnar member having a predetermined length and width and positions the columnar member at a predetermined position,
The two end portions of the columnar member are arranged so as to be sandwiched from the longitudinal direction of the columnar member with an interval shorter than the length of the columnar member, and divided into two in the width direction of the columnar member. A total of four longitudinal abutment pieces,
Four width direction abutting pieces arranged so as to sandwich the two end portions of the columnar member from the width direction of the columnar member with an interval narrower than the width of the end portion of the columnar member,
And four pressing parts to which pressure from the outside is applied,
In the positions corresponding to the two end portions of the columnar member, the one longitudinal contact piece, the width contact piece, and the pressing portion, which are arranged adjacent to each other, are integrally formed, and By applying pressure to the four pressing portions to cause elastic deformation, the longitudinal contact pieces and the width direction contact pieces integrally formed with the four pressing portions respectively move to move the two pressing portions facing each other. The interval between the two abutting pieces in the width direction opposed to the interval between the abutting pieces in the longitudinal direction is formed so as to be temporarily larger than the length of the columnar member and the width of the end of the columnar member, respectively. The columnar member holding part characterized by this.
前記柱状部材保持部の押圧部に圧力を加えて弾性変形させることによって、互いに対向する2つの前記長手方向当接片の間隔と互いに対向する2つの前記幅方向当接片の間隔を、それぞれ一時的に前記振動子の長さおよび前記振動子の端部の幅より広げる第1の工程と、
前記第1の工程によって広がった互いに対向する2つの前記長手方向当接片の間であって、かつ互いに対向する2つの前記幅方向当接片の間に、前記振動子を配置する第2の工程と、
前記柱状支持部材保持部の押圧部に加えていた圧力を取り去ることによって、互いに対向する2つの前記長手方向当接片および2つの前記幅方向当接片で前記振動子を挟持して、前記振動子を前記支持部材に対して位置決めする第3の工程と、
前記支持部材を前記振動子に固定する第4の工程と、
前記振動子から前記柱状部材保持部を取り除く第5の工程と、を有することを特徴とする振動ジャイロの製造方法。A method for manufacturing a vibrating gyroscope using the columnar member holding part according to claim 1, wherein a supporting member that supports the vibrator is fixed to the vibrator that is the columnar member,
By applying pressure to the pressing portion of the columnar member holding portion to cause elastic deformation, the interval between the two longitudinal contact pieces facing each other and the interval between the two width contact pieces facing each other are temporarily set. A first step of extending the length of the vibrator and the width of the end of the vibrator,
The vibrator is disposed between the two longitudinal contact pieces facing each other and spread in the first step, and between the two width direction contact pieces facing each other. Process,
By removing the pressure applied to the pressing portion of the columnar support member holding portion, the vibrator is sandwiched between the two longitudinal contact pieces and the two width contact pieces facing each other, and the vibration A third step of positioning the child with respect to the support member;
A fourth step of fixing the support member to the vibrator;
And a fifth step of removing the columnar member holding portion from the vibrator.
前記リードフレームの前記柱状部材保持部の押圧部に圧力を加えて弾性変形させることによって、互いに対向する2つの前記長手方向当接片の間隔と互いに対向する2つの前記幅方向当接片の間隔を、それぞれ一時的に前記振動子の長さおよび前記振動子の端部の幅より広げる第1の工程と、
前記第1の工程によって広がった互いに対向する2つの前記長手方向当接片の間であって、かつ互いに対向する2つの前記幅方向当接片の間に、前記振動子を配置する第2の工程と、
前記柱状支持部材保持部の押圧部に加えていた圧力を取り去ることによって、互いに対向する2つの前記長手方向当接片および2つの前記幅方向当接片で前記振動子を挟持して、前記振動子を前記支持部材に対して位置決めする第3の工程と、
前記支持部材を前記振動子に固定する第4の工程と、
前記リードフレームから前記支持部材を切り離すことによって、前記振動子から前記柱状部材保持部を取り除く第5の工程と、を有することを特徴とする振動ジャイロの製造方法。A vibration gyro that uses the columnar member holding portion according to claim 2 formed as a lead frame and the support member that is the positioning target, and that fixes the support member that supports the transducer to the transducer that is the columnar member. A manufacturing method of
By applying pressure to the pressing portion of the columnar member holding portion of the lead frame to cause elastic deformation, the distance between the two longitudinal contact pieces facing each other and the distance between the two width direction contact pieces facing each other A first step of temporarily extending the length of the vibrator and the width of the end of the vibrator,
The vibrator is disposed between the two longitudinal contact pieces facing each other and spread in the first step, and between the two width direction contact pieces facing each other. Process,
By removing the pressure applied to the pressing portion of the columnar support member holding portion, the vibrator is sandwiched between the two longitudinal contact pieces and the two width contact pieces facing each other, and the vibration A third step of positioning the child with respect to the support member;
A fourth step of fixing the support member to the vibrator;
And a fifth step of removing the columnar member holding portion from the vibrator by separating the support member from the lead frame.
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