JPH02218914A - 振動ジャイロ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は振動ジャイロに関し、特に振動子の新規の型
式に関する。

［従来の技術］ 振動ジャイロは、振動子を励振し、この振動子に角速度
が加わったときに生じるコリオリの力を検出して、加わ
った角速度を検出するものであるが、従来の振動ジャイ
ロにおいては、振動子として、単なる棒状をなす音片型
振動子、音叉形状をなす１１叉型振動子、あるいは１１
字形をなずｌ］型振動子等が使用されている。そして、
これらの振動ジャイロは、いずれも１方向の角速度を検
出するものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、２方向の角速度を検出したい場合、上記従来
の振動ジャイロでは、２つの振動ジャイロを向きを互い
に直交させた配置で使用しなければならない、したがっ
て、装置が複雑となり、大型化し、高価になる。

本発明は、上記重信に鑑みてなされたもので、単純かつ
小型の構造で２方向の角速度を検出することができる振
動ジャイロを得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決する請求項１の発明は、４本の振動片を
ｘｙ平面内で十字型に一体結合してなる上室型の振動子
を備えたことを特徴とする振動ジャイロである。

また、請求項２の発明は、請求項１のＳ動ジャイロにお
いて、４本の振動片の対向する振動片どうしはｘｙ平面
と直交するＺ方向に同相で励振され、隣接する振動片ど
うしは２方向に互いに逆相で励振されるようにしたこと
を特徴とする。

［作用］ 上記構成において、十字型をなす４本の振動片のうちの
例えばＸ軸方向に対向する１対の振動片によりＸ軸回り
の角速度を検出することができ、一方、ｙ軸方向に対向
する他の１対の振動片によりｙ＠まわりの角速度を検出
することができる。

このように、１つの振動子で２方向の角速度を検出する
ことができる。

そして、請求項２の構成とすることにより、Ｘ軸方向に
対向する１対の振動片に動く駆動力と、ｙ軸方向に対向
する他の１対の振動片に働く駆動力とが釣り合うので、
駆動側振動のバランスをＪｌ！ることができる。

［実施ＰＡ］ 以下、本発明の実施例を第１図、第２図を参照して説明
する。

第１図は第１実施例の振動ジャイロを示す、この振動ジ
ャイロの振動子１は、ｘｙ平面内で十字型をなして一体
に結合された４本の振動片２を備えており、各振動片２
は、駆動用振動部３どこの駆動用振動部３の自由端に一
体に設けられた検出用振動部４とからなり、この検出用
振動部４は、駆動用振動部３の駆動面（２軸方向の面）
と直交する互いに平行な向きで対向し、基端部が駆動用
振動部３に一体に固定された１対の垂直板４ａと、両垂
直板４ａの先端部を互いに連結する連結板４ｂとで構成
されている。なお、駆動用振動部３と検出用振動部４と
は同一素材で一体に形成されている。

前記の各駆動用振動部３の駆動面には、４本の振動片３
の対向する振動片３どうしはｘｙ平面と直交するＺ軸方
向に同相で励振され、隣接する振動片３どうしはＺ軸方
向に互いに逆１（１で励振されるような極性とした駆動
用圧電素子５が張り付けられている０例えば図示例では
、駆動用圧電素子５を駆動面の表裏に張り付けているが
、表面側については１１図示のようにｙ軸方向に対向す
る１対の駆動用振動部３に設けたものは十の極性とし、
Ｘ軸方向に対向する駆動用振動部３に設けたものは−の
極性としている。なお、裏面側の極性は表面側と逆であ
る。また、前記検出用振動部４の一方の垂直板４ａには
検出用圧電素子６が張り付けられている。この場な、ｙ
軸方向に対向する１対の振動片３上の検出用圧電素子６
は、ｙ軸回りの角速度検出用として図示略の信号処理回
路に接続され、Ｘ軸方向に対向する１対の振動片３上の
検出用圧電素子６は、Ｘ軸回りの角速度検出用として図
示略の信号処理回路に接続されている。

次の動作について説明する。

各振動片２の駆動用圧電素子５に交流電圧を印加すると
、ｙ軸方向に対向する１対の振動片２は振動モードを示
す２点鎖線Ａのように２軸方向に同相で励振され、Ｘ軸
方向に対向する１対の振動片２は２点鎖線Ｂのように前
記ｙ軸方向の１対の振動片２の振動と逆相で励振される
。したがって、Ｘ軸方向に対向する１対の振動片３に働
く駆動力と、ｙ軸方向に対向する他の１対の振動片３に
働く駆動力とが釣り合うので、駆動側振動のバランスを
取ることができる。

ここで、Ｓ動子１にｙ軸回りの角速度が加わると、ｙ軸
方向の１対の振動片２には破線矢印で示すようにＸ軸方
向のコリオリの力が発生し、検出用振動部４の垂直板４
ａがＸ方向に振動し、この垂直板４ａに張り付けられた
検出用圧電素子６がその振動を検出することによりコリ
オリの力を検出し、加わったｙ軸回りの角速度を検出す
る。

また、実施例の検出用振動部１１は、対向する１対の垂
直板４ａと両垂直板４ａの先端部を連結する連結板４ｂ
とでコ字形をなす構造であるから、ねじれにくい構造と
なっている。したがって、検出用圧電素子６を張り付け
た垂直板４ａの部分にねじれ振動が発生することは少な
い、検出用圧電素子６を張り、付けた部分生じたねじれ
振動は、駆動側振動の漏れ、すなわち、検出用圧電素子
６からコリオリの力と無関係に出るコリオリカ振動出力
を発生させるが、上記のようにねじれ振動が少ないので
、このような顛れはすくない、この駆動側振動の漏れは
、振動ジャイロ出力の温度ドリフトや経時ドリフトの大
きな原因となるが、上記構造により、温度ドリフトや経
時ドリフトを軽減ですることがきる。

第２図は検出用振動部についての第２実施例を示す、こ
の振動ジャイロは、十字型をなす４本の振動片２Ａをそ
れぞれ、駆動用振動部３Ａと、この駆動用振動部３Ａの
自由端に一体に固定された単板状の検出用振動部４Ａと
で構成したものである。なお、このような振動片の形状
は従来の一般的のものである。

［発明の効果］ 本発明は上記の通り構成されているので、次のような効
果を奏する。

４本の振動片をｘｙ平面内で十字型に一体結きしてなる
十字型振動子を備えているので、対向する１対の振動片
と他方の１対の振動片とで、直交する２方向の角速度を
それぞれ検出することかできる。このように、簡単かつ
小型の構造で２方向の角速度検出が可能となった。

また、４本の振動片の対向する振動片どうしはｘｙ平面
と直交する２方向に同相で励振され、隣接する振動片ど
うしは２方向に互いに逆相で励振される構造とすれば、
駆動側振動のバランスが良好であり、外乱に強い振動ジ
ャイロが得られる。

また、振動片の駆動用振動部の自由端に設ける検出用振
動部を、１対の垂直板と両垂直板の先端部を互いに連結
する連結板とで構成したものでは、検出用振動部のねじ
れ振動を防止することができ、駆動側振動の漏れを少な
くして、温度ドリフトや経時ドリフトを軽減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す振動ジャイロの斜視図
、第２図は他の実施例を示す振動ジャイロの要部の斜視
図である。 １・・・十字型の振動子、２，２人・・・振動片、３．
３Ａ・・・駆動用振動部、４．４Ａ・・・検出用振動部
、４ａ・・・垂直板、４ｂ・・・連結板、５・・・駆動
用圧電素子、６・・・検出用圧電素子。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．　４本の振動片をｘｙ平面内で十字型に一体結合し
   てなる十字型の振動子を備えたことを特徴とする振動ジ
   ャイロ。
2. ２．　上記４本の振動片の対向する振動片どうしはｘｙ
   平面と直交するｚ方向に同相で励振され、隣接する振動
   片どうしはｚ方向に互いに逆相で励振されるようにした
   ことを特徴とする請求項１記載の振動ジャイロ。
3. ３．　上記各振動片を駆動用振動部とこの駆動用振動部
   の自由端に設けられた検出用振動部とで構成し、前記検
   出用振動部を、駆動用振動部の駆動面と直交する互いに
   平行な向きで対向し、基端部が駆動用振動部に固定され
   た１対の垂直板と、両垂直板の先端部を互いに連結する
   連結板とで構成したことを特徴とする請求項１記載の振
   動ジャイロ。
4. ４．　前記駆動用振動部と検出用振動部とを同一素材に
   より一体に形成したことを特徴とする請求項１，２また
   は３記載の振動ジャイロ。