JP4734985B2 - 圧電振動ジャイロ素子および圧電振動片 - Google Patents

Description

本発明は、振動腕に溝部を備えた圧電振動ジャイロ素子および圧電振動片に関する。

近年、撮像機器の手ぶれ補正や、ＧＰＳ衛星信号を用いた車両等の移動体ナビゲーションシステムなどの姿勢制御として、角速度を検出するジャイロセンサが多く用いられている。
ジャイロセンサを構成する圧電振動ジャイロ素子として、例えば、略Ｔ字型の駆動振動系を中央の検出振動系に関して左右対称に配置した所謂、ダブルＴ型振動ジャイロ素子が知られている。このダブルＴ型振動ジャイロ素子では、基部に駆動振動腕と支持腕からなる略Ｔ字型の駆動振動系と、検出振動腕からなる検出振動系を備え、駆動振動腕に発生したコリオリ力を、支持腕および基部を介して検出振動腕にて取り出す構成となっている。

そして、このような圧電振動ジャイロ素子の駆動振動腕と検出振動腕の一方の主面と他方の主面にそれぞれ溝部を設けて、各振動腕の電界効率を高め、振動ジャイロ素子の小型化を図る構成が提案されている（特許文献１参照）。

また、特許文献２に示すように、圧電振動片においても溝部を振動腕に配置して小型化を図る構成が提案されている。

特開２００４−２４５６０５号公報 特開２００２−２６１５７５号公報

しかしながら、このような溝部を振動腕に設けることにより、各振動腕の剛性が低くなる。この振動腕に過度な力が加わった場合、特に、基部側の溝部終端の角部はほぼ直角に形成されているため、この角部に応力が集中して、ここを起点にして振動腕が容易に折れるという課題がある。このように、製造工程で振動腕の折れが発生しやすく、また、落下などの大きな衝撃が圧電振動ジャイロ素子または圧電振動片に加わった際に、振動腕が容易に折れるという不具合があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、各振動腕に溝部を備えた圧電振動ジャイロ素子および圧電振動片において、過度な力が振動腕に加わったときに振動腕の折れの発生を軽減できる圧電振動ジャイロ素子および圧電振動片を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、基部と、前記基部より延出される駆動振動腕および検出振動腕とを備え、前記駆動振動腕および前記検出振動腕の一方の主面と他方の主面にそれぞれ溝部を有する圧電振動ジャイロ素子であって、前記溝部の前記基部に近い側の終端の角部が平面視において面取り形状で形成されていることを特徴とする。
また、本発明では、基部と、前記基部より延出される検出振動腕と、前記基部から前記検出振動腕と略直交する向きに延出される連結腕と、前記連結腕の先端側から前記検出振動腕と略平行に延出される駆動振動腕とを備え、前記駆動振動腕および前記検出振動腕の一方の主面と他方の主面にそれぞれ溝部を有する水晶からなる圧電振動ジャイロ素子であって、前記振動ジャイロ素子の平面視で、前記駆動振動腕および前記検出振動腕の延出方向が前記水晶のY軸（機械軸）に、且つ前記連結腕の延出方向が前記水晶のX軸（電気軸）にそれぞれほぼ一致する関係を有し、前記溝部の平面視で、前記溝部の前記基部に近い側の終端の両側に、前記溝部の幅の中立線に対して略３０°の方向の面取り部を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、駆動振動腕および検出振動腕に形成された溝部の終端の角部が面取り形状となることから、過度な力が各振動腕に加わったときに角部に集中する応力を緩和することができ、各振動腕の折れの発生を軽減することができる。

また、上記本発明の圧電振動ジャイロ素子では、前記溝部の前記基部に近い側の終端の角部が前記溝部の幅の中立線に対して略３０°の方向の面取り形状で形成されていることが好ましい。

この構成によれば、溝部の形状をエッチングで形成する場合に圧電材料の結晶のエッチング異方性を利用して製造がしやすく、過度な力が各振動腕に加わったときの、各振動腕の折れの発生を軽減することができる。

また、上記本発明の圧電振動ジャイロ素子では、前記溝部の前記基部に近い側の終端の角部が略円弧状の面取り形状で形成されていても良い。
また、上記本発明のジャイロ素子では、前記溝部の平面視で、前記溝部に略円弧状の面取り部を含んでいても良い。

この構成によれば、駆動振動腕および検出振動腕に形成された溝部の終端の角部が略円弧状の形状となることから、過度な力が各振動腕に加わったときに角部に集中する応力を緩和することができ、各振動腕の折れの発生を軽減することができる。

また、上記本発明のジャイロ素子では、前記溝部が、前記溝部の幅の前記中立線の位置における断面視で、終端に近づくにつれて深さが減少する部位を備えていても良い。
また、前記部位は傾斜部であっても良い。

この構成によれば、溝部の終端の剛性を高めることができる。また、溝部の終端がほぼ垂直な場合に比べて、過度な力が各振動腕に加わったときの応力集中を緩和でき、各振動腕の折れの発生をさらに軽減することができる。

本発明では、基部と、前記基部より延出される駆動振動腕および検出振動腕とを備え、前記駆動振動腕および前記検出振動腕の一方の主面および他方の主面にそれぞれ溝部を有する圧電振動ジャイロ素子であって、前記溝部の少なくとも一方の終端が平面視において略円弧状の形状で形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、駆動振動腕および検出振動腕に形成された溝部の終端の角部を無くし、溝部の終端が略円弧状の形状となることから、過度な力が各振動腕に加わったときに溝部の終端に集中する応力を緩和することができ、各振動腕の折れの発生を軽減することができる。

また、上記本発明の圧電振動ジャイロ素子では、前記溝部が前記溝部の幅の中立線にて断面にした断面視で、終端に近づくにつれて深さが減少する斜面部を備えていることが望ましい。

この構成によれば、溝部の終端の剛性を高めることができる。また、溝部の終端がほぼ垂直な場合に比べて、過度な力が各振動腕に加わったときの応力集中を緩和でき、各振動腕の折れの発生をさらに軽減することができる。

本発明では、基部と、前記基部より延出される振動腕を備え、前記振動腕の一方の主面および他方の主面にそれぞれ溝部を有する圧電振動片であって、前記溝部の前記基部に近い側の終端の角部が平面視において面取り形状で形成されていることを特徴とする。
また、本発明では、基部と、前記基部より延出される振動腕を備え、前記振動腕の一方の主面および他方の主面にそれぞれ溝部を有する水晶からなる圧電振動片であって、前記圧電振動片の平面視で、前記振動腕の延出方向が前記水晶のY軸（機械軸）にほぼ一致し、且つ前記振動腕の一方の主面および他方の主面が、前記水晶のX軸（電気軸）と前記Y軸（機械軸）からなる面と略平行な関係を有し、前記溝部の平面視で、前記溝部の前記基部に近い側の終端の両側に、前記溝部の幅の中立線に対して略３０°の方向の面取り部を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、振動腕に形成された溝部の終端の角部が面取り形状となることから、過度な力が振動腕に加わったときに角部に集中する応力を緩和することができ、各振動腕の折れの発生を軽減することができる。

また、上記本発明の圧電振動片では、前記溝部の前記基部に近い側の終端の角部が前記溝部の幅の中立線に対して略３０°の方向の面取り形状で形成されていることが好ましい。

この構成によれば、溝部の形状をエッチングで形成する場合に圧電材料の結晶のエッチング異方性を利用して製造がしやすく、過度な力が各振動腕に加わったときの、振動腕の折れの発生を軽減することができる。

また、上記本発明の圧電振動片では、前記溝部の前記基部に近い側の終端の角部が略円弧状の面取り形状で形成されていても良い。
また、上記本発明の圧電振動片では、前記溝部の平面視で、前記溝部に略円弧状の面取り部を含んでいても良い。

この構成によれば、振動腕に形成された溝部の終端の角部が略円弧状の形状となることから、過度な力が振動腕に加わったときに角部に集中する応力を緩和することができ、振動腕の折れの発生を軽減することができる。

また、上記本発明の圧電振動片では、前記溝部が、前記溝部の幅の前記中立線の位置における断面視で、終端に近づくにつれて深さが減少する部位を備えていても良い。
また、前記部位は傾斜部であっても良い。

この構成によれば、溝部の終端の剛性を高めることができる。また、溝部の終端がほぼ垂直な場合に比べて、過度な力が各振動腕に加わったときの応力集中を緩和でき、各振動腕の折れの発生をさらに軽減することができる。

本発明では、基部と、前記基部より延出される振動腕を備え、前記振動腕の一方の主面および他方の主面にそれぞれ溝部を有する圧電振動片であって、前記溝部の少なくとも一方の終端が平面視において略円弧状の形状で形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、振動腕に形成された溝部の終端の角部を無くし、溝部の終端が略円弧状の形状となることから、過度な力が振動腕に加わったときに溝部の終端に集中する応力を緩和することができ、振動腕の折れの発生を軽減することができる。

また、上記本発明の圧電振動片では、前記溝部が前記溝部の幅の中立線にて断面にした断面視で、終端に近づくにつれて深さが減少する斜面部を備えていることが望ましい。

この構成によれば、溝部の終端の剛性を高めることができる。また、溝部の終端がほぼ垂直な場合に比べて、過度な力が各振動腕に加わったときの応力集中を緩和でき、各振動腕の折れの発生を軽減することができる。
また、本発明では、基部と、前記基部より延出される振動腕を備え、前記振動腕の一方の主面および他方の主面にそれぞれ溝部を有する水晶からなる圧電振動片の製造方法であって、
前記圧電振動片の平面視で、前記振動腕の延出方向が前記水晶のY軸（機械軸）にほぼ一致し、且つ前記振動腕の一方の主面および他方の主面が、前記水晶のX軸（電気軸）と前記Y軸（機械軸）からなる面と略平行な関係を有し、前記溝部の平面視で、前記溝部の前記基部に近い側の終端の両側に、前記溝部の幅の中立線に対して略３０°の方向の面取り部を、エッチングによって設けることを特徴とする。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
（第１の実施形態）

図１は本実施形態のダブルＴ型の圧電振動ジャイロ素子を示す平面図である。
圧電振動ジャイロ素子１は、圧電材料である水晶から形成されている。水晶には電気軸と呼ばれるＸ軸、機械軸と呼ばれるＹ軸および光学軸と呼ばれるＺ軸を有している。そして、圧電振動ジャイロ素子１はＺ軸方向に所定の厚みを持ち、表裏のＸＹ平面をそれぞれ主面とする水晶板から、エッチング加工により形成されている。

圧電振動ジャイロ素子１は、基部１１から図中上下両側（Ｙ軸方向）へ直線状に延出する１対の検出振動腕１２と、基部１１から該検出振動腕１２と直交する向きに図中左右両側（Ｘ軸方向）へ延出する１対の連結腕１４と、各連結腕１４先端の基部１５から検出振動腕１２と平行に図中上下両側（Ｙ軸方向）へ延出する左右各１対の駆動振動腕１６とを有している。

そして、検出振動腕１２の先端にはそれぞれ重り部１３が形成され、駆動振動腕１６の先端にはそれぞれ重り部１７が形成されている。この重り部１３，１７を設けることにより、角速度の検出感度を低下させずに圧電振動ジャイロ素子の小型化を可能にしている。
さらに、検出振動腕１２には、検出振動腕１２の長さ方向に沿って溝部２０が形成され、駆動振動腕１６には、駆動振動腕１６の長さ方向に沿って溝部２１が形成されている。そして、溝部２０，２１終端の角部２３，２５は面取り形状に形成されている。

検出振動腕１２および駆動振動腕１６に形成された溝部２０，２１の形状は同様の形状であり、検出振動腕１２に設けられた溝部２０にてこの形状を詳細に説明する。
図２は検出振動腕１２の拡大平面図である。図３は図２におけるＡ−Ａ断面図であり、図４は図２におけるＢ−Ｂ断面図である。

図２に示すように、溝部２０終端の４つの角部２３は、平面視において溝部２０の幅の中立線Ｂ−Ｂに対して略３０°の角度で面取り形状に形成されている。この角度は製造上のばらつきを考慮して３０°±３°の角度に設定されている。
本実施形態のように振動腕に重り部を備えた構成で、振動腕に衝撃力などが加わった場合、基部１１側だけでなく、重り部１３側の溝部２０終端にも応力が集中すると予想される。このため、溝部２０の両終端の角部２３は面取り形状に形成されるのが望ましい。なお、この面取り形状の大きさは、小さくても良い。
また、溝部２０は図３に示すように、検出振動腕１２の一方の主面（表面）および他方の主面（裏面）に設けられている。
さらに、図４に示すように、溝部２０の幅の中立線Ｂ−Ｂで断面にした断面視において、それぞれの溝部２０の終端に近づくにつれて溝部２０の深さが減少する斜面部２４を備えている。

また、検出振動腕１２には検出電極（図示せず）が形成され、駆動振動腕１６には駆動電極（図示せず）が形成されている。
検出電極および駆動電極の配置については限定されないが、例えば、検出振動腕１２の側面と溝部２０の壁面に、対向するように検出電極を設け、駆動振動腕１６の側面と溝部２１の壁面に、対向するように駆動電極を設ける。
このように、検出振動腕１２にて角速度を検出する検出振動系を構成し、連結腕１４と駆動振動腕１６にて圧電振動ジャイロ素子１を駆動する駆動振動系を構成している。
なお、圧電振動ジャイロ素子１は基部１１を支持することにより、角速度の検出を可能にしている。

次に、このような構成の圧電振動ジャイロ素子１における、角速度の検出動作について簡単に説明する。
駆動振動腕１６は駆動電極に交番電圧を印加することにより駆動され、駆動振動腕１６がＸＹ平面で屈曲振動を行う。この状態でＺ軸回りの角速度が加わると、駆動振動腕１６にコリオリ力が働き、このコリオリ力に呼応して検出振動腕１２がＸＹ平面で屈曲振動を行う。この屈曲振動に伴う検出振動腕１２に生ずる歪を検出電極が検出して角速度を認識することができる。

以上のような、圧電振動ジャイロ素子１において、例えばＺ軸方向に力が加わった場合、応力が集中する溝部２０終端の角部２３は、面取り形状に形成されているために、角部をほぼ直角に形成した場合に比べて、集中する応力を緩和するこができる。このことから、製造工程における過度な力、または落下などの衝撃力が圧電振動ジャイロ素子１に加わったときに、駆動振動腕１６または検出振動腕１２の折れの発生を軽減することができる。

また、溝部２０の平面視において溝部２０の各終端の角部２３は溝部の幅の中立線Ｂ−Ｂに対して略３０°の方向の面取り形状で形成すれば、水晶の結晶のエッチング異方性を利用して製造がしやすい。
さらに、溝部２０の幅の中立線Ｂ−Ｂにて断面にした断面視で、溝部２０の終端に近づくにつれて溝部２０の深さが減少する斜面部２４を備えることにより、溝部２０の終端の剛性を高めることができる。また、溝部２０の終端がほぼ垂直な場合に比べて、過度な力が各振動腕に加わったときの応力集中を緩和でき、各振動腕の折れの発生をさらに軽減することができる。

なお、溝部２０終端における角部の面取り形状は、溝部２０の幅の中立線Ｂ−Ｂに対して略３０°に限定されず、任意の角度で設定することができる。
（第１の実施形態の変形例）

次に、上記第１の実施形態の変形例について説明する。この変形例は、図１で示した圧電振動ジャイロ素子１の検出振動腕および駆動振動腕に形成された、溝部の形状のみ異なるため、同じ構成部については同符号を付し、説明を省略する（以下の実施形態の説明においても、特段の記載のない場合は、同じ構成部には同符号を付し説明を省略する）。
図５は、第１の実施形態の変形例における検出振動腕の拡大平面図である。
検出振動腕１２には、検出振動腕１２の長さ方向に沿って溝部３０が配置され、溝部３０の終端の角部３１は、略円弧状に形成されている。

また、この溝部３０は検出振動腕１２の一方の主面（表面）および他方の主面（裏面）に設けられている。
さらに、溝部３０の幅の中立線で断面にした断面視において、図４で示したのと同様に、それぞれの溝部３０の終端に近づくにつれて溝部３０の深さが減少する斜面部を備えている。なお、上記の形状の溝部は、駆動振動腕にも形成されている。

このように、検出振動腕１２および駆動振動腕１６に形成された溝部３０の終端の角部３１が略円弧状の形状となることから、過度な力が各振動腕に加わったときに角部に集中する応力を緩和することができ、各振動腕の折れの発生を軽減することができる。

また、第１の実施形態における他の変形例として、図６に示す実施も可能である。
図６は検出振動腕の部分拡大平面図である。
検出振動腕１２に形成された溝部９０の終端の角部は、角部９１，９２の２段階に形成され略円弧状となっている。角部９１は、溝部９０の幅の中立線に対して略６０°の角度であり、角部９２は略３０°の角度に設定されている。
このような、構成においても上記と同様な効果を享受することができる。
（第２の実施形態）

次に、圧電振動ジャイロ素子の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態は、図１で示した圧電振動ジャイロ素子１の検出振動腕および駆動振動腕に形成された、溝部の形状のみ異なる。
図７は本実施形態の検出振動腕を示す拡大平面図である。

検出振動腕１２には、検出振動腕１２の長さ方向に沿って溝部３３が配置され、溝部３３の終端３４は、略円弧状に形成されている。
また、この溝部３３は検出振動腕１２の一方の主面（表面）および他方の主面（裏面）に設けられている。
さらに、溝部３３の幅の中立線で断面にした断面視において、図４で示したのと同様に、それぞれの溝部３３の終端３４に近づくにつれて溝部３３の深さが減少する斜面部を備えている。なお、上記の形状の溝部は、駆動振動腕１６にも形成されている。

このように、駆動振動腕１６および検出振動腕１２に形成された溝部３３の終端の角部を無くし、溝部３３の終端３４が略円弧状の形状となることから、過度な力が各振動腕に加わったときに溝部３３の終端３４に集中する応力を緩和することができ、各振動腕の折れの発生を軽減することができる。
さらに、溝部３３の終端３４に近づくにつれて溝部３３の深さが減少する斜面部を備えることにより、溝部３３の終端３４の剛性を高めることができる。また、溝部３３の終端３４がほぼ垂直な場合に比べて、過度な力が各振動腕に加わったときの応力集中を緩和でき、各振動腕の折れの発生をさらに軽減することができる。
（第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせた変形例）

図８は、第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせた変形例を示す、検出振動腕の拡大平面図である。
図８に示すように、溝部３６の一方の終端３８を略円弧状に形成し、他方の終端の角部３７を溝部３６の幅の中立線Ｃ−Ｃに対して略３０°の角度で面取り形状に形成しても良い。
また、図示しないが、溝部３６の一方の終端を略円弧状に形成し、他方の終端の角部を略円弧状に形成しても良い。
このようにすれば、第１の実施形態および第２の実施形態と同様の効果を享受することができる。
（第３の実施形態）

図９は本実施形態のダブルＴ型の圧電振動ジャイロ素子を示す平面図である。この実施形態は図１で示した圧電振動ジャイロ素子において、検出振動腕および駆動振動腕の先端に重り部を設けない構成である。

圧電振動ジャイロ素子２は、基部４１から図中上下両側（Ｙ軸方向）へ直線状に延出する１対の検出振動腕４２と、基部４１から該検出振動腕４２と直交する向きに図中左右両側（Ｘ軸方向）へ延出する１対の連結腕４４と、各連結腕４４先端の基部４５から検出振動腕４２と平行に図中上下両側（Ｙ軸方向）へ延出する左右各１対の駆動振動腕４６とを有している。
さらに、検出振動腕４２には、検出振動腕４２の長さ方向に沿って溝部５０が形成され、駆動振動腕４６には、駆動振動腕４６の長さ方向に沿って溝部５２が形成されている。そして、溝部５０，５２終端の角部５１，５３は面取り形状に形成されている。

検出振動腕４２および駆動振動腕４６に形成された溝部５０，５２の形状は同様の形状であり、検出振動腕４２に設けられた溝部５０にて、この形状を詳細に説明する。
図１０は検出振動腕１２の拡大平面図である。

図１０に示すように、溝部５０の終端の角部５１は、平面視において溝部５０の幅の中立線Ｄ−Ｄに対して略３０°の角度で面取り形状に形成されている。
また、溝部５０は検出振動腕４２の一方の主面（表面）および他方の主面（裏面）に設けられている。
さらに、溝部５０の幅の中立線Ｄ−Ｄで断面にした断面視において、図４と同様に、それぞれの溝部５０の終端に近づくにつれて溝部５０の深さが減少する斜面部を備えている。

以上のように、本実施形態の圧電振動ジャイロ素子２は、第１の実施形態と異なり、各振動腕の先端に重り部を設けない構成であるが、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第３の実施形態の変形例）

図１１および図１２は、第３の実施形態の変形例として、検出振動腕４２に形成された溝部の形状を示している。
図１１において、検出振動腕４２には、検出振動腕４２の長さ方向に沿って溝部６０が配置され、溝部６０の終端の角部６１は、略円弧状に形成されている。
また、図１２において、検出振動腕４２には、検出振動腕４２の長さ方向に沿って溝部６３が配置され、溝部６３の終端６４は、略円弧状に形成されている。

以上のように、この変形例は、第１の実施形態の変形例および第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本発明の圧電振動ジャイロ素子は、ダブルＴ型ジャイロ素子の他に、Ｈ型、音叉型などの圧電振動ジャイロ素子においても実施が可能である。

以上、本発明に係る圧電振動ジャイロ素子の実施形態について説明したが、上記第１の実施形態から第３の実施形態の変形例にて説明した各振動腕に形成された溝部は、検出振動腕のみに設けても良いし、駆動振動腕のみに設けても良い。
（第４の実施形態）

次に、第４の実施形態としての圧電振動片について説明する。
図１３は本実施形態の圧電振動片を示す平面図である。
圧電振動片３は、圧電材料である水晶から構成され、Ｚ軸方向に所定の厚みを持ち、表裏のＸＹ平面をそれぞれ主面とする水晶板から、エッチング加工により形成されている。

圧電振動片３は、基部７１からＹ軸方向へ直線状に延出する２本の振動腕７２を備え、音叉形状に形成されている。
振動腕７２にはそれぞれ、振動腕７２の長さ方向に沿って溝部８０が形成されている。この溝部８０の終端の角部８１は、平面視において溝部８０の幅の中立線Ｅ−Ｅに対して略３０°の角度で面取り形状に形成されている。この角度は製造上のばらつきを考慮して３０°±３°の角度に設定されている。

また、溝部８０は検出振動腕１２の一方の主面（表面）および他方の主面（裏面）に設けられている。
さらに、溝部８０の幅の中立線Ｅ−Ｅで断面にした断面視において、図４で説明したのと同様に、それぞれの溝部８０の終端に近づくにつれて溝部８０の深さが減少する斜面部を備えている。

また、振動腕７２には駆動電極（図示せず）が形成されている。駆動電極の配置については限定されないが、例えば、振動腕７２の側面と溝部８０の壁面に、対向するように駆動電極が設けられている。この振動腕７２の側面と、溝部８０の壁面に構成した駆動電極をそれぞれ異極となるようにして交番電圧を印加することにより、振動腕７２をＸＹ平面で屈曲振動させることができる。

以上のような、圧電振動片３において、例えばＺ方向に力が加わった場合、応力が集中する溝部８０終端の角部８１は、面取り形状に形成されているために、角部をほぼ直角に形成した場合に比べて、集中する応力を緩和するこができる。このことから、製造工程における過度な力、または落下などの衝撃力が圧電振動片３に加わったときに、振動腕７２の折れの発生を軽減することができる。

また、溝部８０の平面視において、溝部８０の各終端の角部８１は溝部８０の幅の中立線Ｅ−Ｅに対して略３０°の方向の面取り形状で形成すれば、水晶の結晶のエッチング異方性から製造がしやすい。
さらに、溝部８０の幅の中立線Ｅ−Ｅにて断面にした断面視で、溝部８０の終端に近づくにつれて溝部８０の深さが減少する斜面部を備えることにより、溝部８０の終端の剛性を高めることができる。また、溝部８０の終端がほぼ垂直な場合に比べて、過度な力が振動腕７２に加わったときの応力集中を緩和でき、振動腕７２の折れの発生をさらに軽減することができる。
（第４の実施形態の変形例）

次に、上記第４の実施形態の変形例について説明する。この変形例は、図１３で示した圧電振動片の振動腕に形成された、溝部の形状のみ異なる。
図１４および図１５は、第４の実施形態の変形例を示す平面図である。

図１４において、圧電振動片４の振動腕７２には、振動腕７２の長さ方向に沿って溝部８３が配置され、溝部８３の終端の角部８４は、略円弧状に形成されている。
また、この溝部８３は振動腕７２の一方の主面（表面）および他方の主面（裏面）に設けられている。
さらに、溝部８３の幅の中立線で断面にした断面視において、図４で示したのと同様に、それぞれの溝部８３の終端に近づくにつれて溝部８３の深さが減少する斜面部を備えている。

このように、振動腕７２に形成された溝部８３の終端の角部８４が略円弧状の形状となることから、過度な力が振動腕７２に加わったときに角部に集中する応力を緩和することができ、振動腕７２の折れの発生を軽減することができる。

図１５において、圧電振動片５の振動腕７２には、振動腕７２の長さ方向に沿って溝部８６が配置され、溝部８６の終端８７は、略円弧状に形成されている。
また、この溝部８６は振動腕７２の一方の主面（表面）および他方の主面（裏面）に設けられている。
さらに、溝部８６の幅の中立線で断面にした断面視において、図４で示したのと同様に、それぞれの溝部８６の終端８７に近づくにつれて溝部８６の深さが減少する斜面部を備えている。

このように、振動腕７２に形成された溝部８６の終端の角部を無くし、溝部８６の終端８７が略円弧状の形状となることから、過度な力が振動腕７２に加わったときに溝部８６の終端８７に集中する応力を緩和することができ、振動腕７２の折れの発生を軽減することができる。
さらに、溝部８６の終端８７に近づくにつれて溝部８６の深さが減少する斜面部を備えることにより、溝部８６の終端８７の剛性を高めることができる。また、溝部８６の終端がほぼ垂直な場合に比べて、過度な力が振動腕７２に加わったときの応力集中を緩和でき、振動腕７２の折れの発生をさらに軽減することができる。

なお、本発明の圧電振動ジャイロ素子および圧電振動片の材料として、水晶の他に、リン酸ガリウム（ＧａＰＯ₄）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）、ランガサイト（Ｌａ₃Ｇａ₅ＳｉＯ₁₄）などを用いることが可能である。

第１の実施形態の圧電振動ジャイロ素子を示す平面図。 検出振動腕の拡大平面図。 図２におけるＡ−Ａ断面図。 図２におけるＢ−Ｂ断面図。 第１の実施形態の変形例を示す検出振動腕の拡大平面図。 第１の実施形態における他の変形例を示す検出腕の部分拡大平面図。 第２の実施形態における検出振動腕の拡大平面図。 第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせた変形例を示す検出振動腕の拡大平面図。 第３の実施形態の圧電振動ジャイロ素子を示す平面図。 検出振動腕の拡大平面図。 第３の実施形態の変形例を示す検出振動腕の拡大平面図。 第３の実施形態の変形例を示す検出振動腕の拡大平面図。 第４の実施形態として圧電振動片を示す平面図。 第４の実施形態の変形例を示す平面図。 第４の実施形態の変形例を示す平面図。

符号の説明

１…圧電振動ジャイロ素子、３，４，５…圧電振動片、１１…基部、１２…検出振動腕、１５…基部、１６…駆動振動腕、２０…検出振動腕の溝部、２１…駆動振動腕の溝部、２３，２５，３１…溝部の角部、３４…溝部の終端、７１…圧電振動片の基部、７２…振動腕、８０，８３，８６…振動腕の溝部、８１，８４…溝部の角部、８７…溝部の終端。

Claims (5)

1. 基部と、前記基部より延出される検出振動腕と、前記基部から前記検出振動腕と略直交する向きに延出される連結腕と、前記連結腕の先端側から前記検出振動腕と略平行に延出される駆動振動腕とを備え、前記駆動振動腕および前記検出振動腕の一方の主面と他方の主面にそれぞれ溝部を有する水晶からなる圧電振動ジャイロ素子であって、
   前記振動ジャイロ素子の平面視で、前記駆動振動腕および前記検出振動腕の延出方向が前記水晶のY軸（機械軸）に、且つ前記連結腕の延出方向が前記水晶のX軸（電気軸）にそれぞれほぼ一致する関係を有し、
   前記溝部の平面視で、前記溝部の前記基部に近い側の終端の両側に、前記溝部の幅の中立線に対して略３０°の方向の面取り部を備えていることを特徴とする圧電振動ジャイロ素子。
2. 請求項１に記載の圧電振動ジャイロ素子において、
   前記溝部が、前記溝部の幅の前記中立線の位置における断面視で、終端に近づくにつれて深さが減少する部位を備えていることを特徴とする圧電振動ジャイロ素子。
3. 基部と、前記基部より延出される振動腕を備え、前記振動腕の一方の主面および他方の主面にそれぞれ溝部を有する水晶からなる圧電振動片であって、
   前記圧電振動片の平面視で、前記振動腕の延出方向が前記水晶のY軸（機械軸）にほぼ一致し、且つ前記振動腕の一方の主面および他方の主面が、前記水晶のX軸（電気軸）と前記Y軸（機械軸）からなる面と略平行な関係を有し、
   前記溝部の平面視で、前記溝部の前記基部に近い側の終端の両側に、前記溝部の幅の中立線に対して略３０°の方向の面取り部を備えていることを特徴とする圧電振動片。
4. 請求項３に記載の圧電振動片において、
   前記溝部が、前記溝部の幅の前記中立線の位置における断面視で、終端に近づくにつれて深さが減少する部位を備えていることを特徴とする圧電振動片。
5. 基部と、前記基部より延出される振動腕を備え、前記振動腕の一方の主面および他方の主面にそれぞれ溝部を有する水晶からなる圧電振動片の製造方法であって、
   前記圧電振動片の平面視で、前記振動腕の延出方向が前記水晶のY軸（機械軸）にほぼ一致し、且つ前記振動腕の一方の主面および他方の主面が、前記水晶のX軸（電気軸）と前記Y軸（機械軸）からなる面と略平行な関係を有し、
   前記溝部の平面視で、前記溝部の前記基部に近い側の終端の両側に、前記溝部の幅の中立線に対して略３０°の方向の面取り部を、エッチングによって設けることを特徴とする圧電振動片の製造方法。

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