JPH02218915A - 振動ジャイロおよびその製造方法 - Google Patents
振動ジャイロおよびその製造方法Info
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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。
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およびその製造方法に関する。
［従来の技術］
従来の振動ジャイロは、振動子材料として金属を用い、
この金属からなる振動子の表面に駆動用圧電素子および
検出用圧電素子を張り付けた構造である。そして、駆動
用圧電素子に電圧を印加して振動子を励振し、この振動
子に角速度が加わった時に発生するコリオリの力による
振動子の検出側振動を検出用圧電素子により検出して、
加わった角速度を検出する。
この金属からなる振動子の表面に駆動用圧電素子および
検出用圧電素子を張り付けた構造である。そして、駆動
用圧電素子に電圧を印加して振動子を励振し、この振動
子に角速度が加わった時に発生するコリオリの力による
振動子の検出側振動を検出用圧電素子により検出して、
加わった角速度を検出する。
［発明が解決しようとする課ＭＥ
ところで、振動ジャイロは上記の通り、振動子、を励振
し検出側の振動を検出するものであるから、振動子の振
動特性が振動ジャイロの性能に大きく影響する。したが
って、振動ジャイロを量産する場６、振動子の振動特性
を一定にするために振動子の形状寸法精度を一定に保つ
必要があり、このため上記従来の金属による振動子では
、切削加工による振動子の加工に工数を要し、量産性に
欠けるものであった。
し検出側の振動を検出するものであるから、振動子の振
動特性が振動ジャイロの性能に大きく影響する。したが
って、振動ジャイロを量産する場６、振動子の振動特性
を一定にするために振動子の形状寸法精度を一定に保つ
必要があり、このため上記従来の金属による振動子では
、切削加工による振動子の加工に工数を要し、量産性に
欠けるものであった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、振動子の製
造が容易で量産性に陸れた振動ジャイロおよびその製造
方法を提供することを目的とする。
造が容易で量産性に陸れた振動ジャイロおよびその製造
方法を提供す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、樹脂成形された
振動子の表面に金属層および誘電体層を順に形成すると
ともに、この誘電体層上の所定部分に電極を形成したこ
とを特徴とする振動ジャイロである。
振動子の表面に金属層および誘電体層を順に形成すると
ともに、この誘電体層上の所定部分に電極を形成したこ
とを特徴とする振動ジャイロである。
また、請求項３の発明は、請求項１の振動ジャイロを製
造する製造方法であり、樹脂で振動子を成形する工程と
、この振動子の表面に金属層を形成する工程と、前記金
属層上に誘電体Ｒを形成する工程と、前記誘電体層上の
所定部分に金属の電極を形成する工程と、を含むことを
特徴とする。
造する製造方法であり、樹脂で振動子を成形する工程と
、この振動子の表面に金属層を形成する工程と、前記金
属層上に誘電体Ｒを形成する工程と、前記誘電体層上の
所定部分に金属の電極を形成する工程と、を含むことを
特徴とする。
［作用］
上記構成の振動ジャイロにおける電極が設けられた部分
では、誘電体層を金属層と電極とでサンドイッチした構
造となっており、振動子上のこの電極部分が圧電素子を
構成する。この電極部分を駆動用圧電素子または検出用
圧電素子としての所定の箇所に設定することにより、振
動ジャイロとしての機能を果たす構成が得られる。
では、誘電体層を金属層と電極とでサンドイッチした構
造となっており、振動子上のこの電極部分が圧電素子を
構成する。この電極部分を駆動用圧電素子または検出用
圧電素子としての所定の箇所に設定することにより、振
動ジャイロとしての機能を果たす構成が得られる。
［実施例］
以下、本発明の実施例を第１図〜第５図を参照して説明
する。
する。
本発明の振動ジャイロは、樹脂成形された振動子の表面
に金属層および誘電体層を順に形成するとともに、この
誘電体層上の所定部分に電極を形成した構造であるが、
その製造工程の各段階を示す第１図〜第４図を参照して
、製造方法とともに説明する。
に金属層および誘電体層を順に形成するとともに、この
誘電体層上の所定部分に電極を形成した構造であるが、
その製造工程の各段階を示す第１図〜第４図を参照して
、製造方法とともに説明する。
まず、第１図に示すように、ポリカーボ木−ト、エポキ
シ樹脂等の樹脂で振動子１を成形する。図中の昨号１ａ
は振動子１を支持する支持軸を貫通させる支持軸穴であ
る。なお、この実施例は、図示の通りＨ型振動ジャイロ
に適用したものであり、振動子１は、図示のように正面
から見て）］字形をなし、紙面と直交する方向に適宜の
厚みを持つ形を損なわない範囲で、粉末状の無機質材あ
るいはガラス繊維を混入するとよい。無機質材としては
、金属粉末、珪砂その他を使用できる。無機質材を混入
することにより、樹脂製の振動子の比重を増加させ、振
動子の共振周波数を調整することができる。また、ガラ
ス繊維を混入することにより、樹脂成形品である振動子
の強度を高めることができる。
シ樹脂等の樹脂で振動子１を成形する。図中の昨号１ａ
は振動子１を支持する支持軸を貫通させる支持軸穴であ
る。なお、この実施例は、図示の通りＨ型振動ジャイロ
に適用したものであり、振動子１は、図示のように正面
から見て）］字形をなし、紙面と直交する方向に適宜の
厚みを持つ形を損なわない範囲で、粉末状の無機質材あ
るいはガラス繊維を混入するとよい。無機質材としては
、金属粉末、珪砂その他を使用できる。無機質材を混入
することにより、樹脂製の振動子の比重を増加させ、振
動子の共振周波数を調整することができる。また、ガラ
ス繊維を混入することにより、樹脂成形品である振動子
の強度を高めることができる。
次いで、第２図に示すように、振動子１の表面全体にニ
ラゲル（Ｎｉ）笠の金属を無電解メツキ法によりメツキ
して金属メツキ層（すなわち金属層）２含形成する。な
お、この金属層はプラズマ溶射、蒸着等で形成すること
もできる。
ラゲル（Ｎｉ）笠の金属を無電解メツキ法によりメツキ
して金属メツキ層（すなわち金属層）２含形成する。な
お、この金属層はプラズマ溶射、蒸着等で形成すること
もできる。
次いで、第３図に示すように、前記金属メツキ層２上の
全面にチタン酸バリウム（Ｂ ａ Ｔ ｉ ０２ ）等
の誘電体をプラズマ溶射する等して例えば２０μ程度の
厚さの誘電体層３を形成する。
全面にチタン酸バリウム（Ｂ ａ Ｔ ｉ ０２ ）等
の誘電体をプラズマ溶射する等して例えば２０μ程度の
厚さの誘電体層３を形成する。
次いで、第４図に示すように、前記誘電体層３上の所定
部分に金、銀等の金属をメツキしあるいはプラズマ溶射
しあるいは蒸着して、金属の電極４．５を形成する。な
お、図示例では符号４で示す振動子側面の４カ所の電極
は駆動用圧電素子を構成する電極として設け、符号５で
示す振動子正面の４カ所の電極は検出用圧電素子を構成
する電極として設けている。
部分に金、銀等の金属をメツキしあるいはプラズマ溶射
しあるいは蒸着して、金属の電極４．５を形成する。な
お、図示例では符号４で示す振動子側面の４カ所の電極
は駆動用圧電素子を構成する電極として設け、符号５で
示す振動子正面の４カ所の電極は検出用圧電素子を構成
する電極として設けている。
次いで、前記金属メツキ層２と前記所定箇所の電ｆｌ！
４との間に所定の直流電圧を印加して、振動ジャイロの
駆動用圧電素子または検出用圧電素子としての所定の極
性設定をする。
４との間に所定の直流電圧を印加して、振動ジャイロの
駆動用圧電素子または検出用圧電素子としての所定の極
性設定をする。
その後、支持軸穴１ａに支持軸を貫通固定し、外部に引
き出す所定のリード線を前記各電極４゜５に接続する。
き出す所定のリード線を前記各電極４゜５に接続する。
上記のようにして￥Ｊ遺された振動ジャイロにおいて、
電極４，５が設けられた部分では、誘電体層３を金属層
２と電極４または５とでサンドイッチした構造となって
おり、振動子１上のこの電極４．５部分が圧電素子を構
成している。すなわち、励振用の電極４と金属層２との
間に交流の駆動電圧を印加すると、誘電体層３の電極４
と金属層２とて挟まれた部分が圧電効果により伸縮振動
し、これにより振動子１を振動させる。そして、コリオ
リの力が作用した時の検出側振動は、検出用の電極５の
部分が同じく圧電素子を構成しているから、この電極５
部分からの出力電圧により検出され、コリオリカ出力と
して出力される。
電極４，５が設けられた部分では、誘電体層３を金属層
２と電極４または５とでサンドイッチした構造となって
おり、振動子１上のこの電極４．５部分が圧電素子を構
成している。すなわち、励振用の電極４と金属層２との
間に交流の駆動電圧を印加すると、誘電体層３の電極４
と金属層２とて挟まれた部分が圧電効果により伸縮振動
し、これにより振動子１を振動させる。そして、コリオ
リの力が作用した時の検出側振動は、検出用の電極５の
部分が同じく圧電素子を構成しているから、この電極５
部分からの出力電圧により検出され、コリオリカ出力と
して出力される。
上記の製造方法においては、振動子を樹脂で成形するも
のであり、金型成形によるものであるから、多数の振動
子を一定の形状寸法精度で生産することは容易である。
のであり、金型成形によるものであるから、多数の振動
子を一定の形状寸法精度で生産することは容易である。
また、樹脂成形の際の収縮は一般に小型の成形品の方が
少ないから、振動子の小型化は容易である。
少ないから、振動子の小型化は容易である。
なお、上記の製造方法において、振動子１の樹脂成形の
際に、金属板をプレスしてＨ型金載板を得、このＨ型金
載板を埋め込む形で樹脂成形する二ともできる。これに
より、振動特性としては従来の金属製のものに近く、形
状寸法精度は樹脂成形であることにより容易に一定の精
度が得られる、という効果が得られる。
際に、金属板をプレスしてＨ型金載板を得、このＨ型金
載板を埋め込む形で樹脂成形する二ともできる。これに
より、振動特性としては従来の金属製のものに近く、形
状寸法精度は樹脂成形であることにより容易に一定の精
度が得られる、という効果が得られる。
第５図は他の実施例を示す。この実施例は、前述の製造
方法において、メツキまたはプラズマ溶射等で電極４．
５を形成する際に、その、メツキまたはプラズマ溶射に
より同時に配線パターン６を形成したものである。この
配線パターン６の端子部６ａは、この端子部６ａから外
部に引き出すリード線を容易に接続できるように、また
、外部に引き出すリード線が外部振動により無用に振動
しないように、図示の通り支持軸穴１ａの近傍に集める
とよい。なお、符号２ａは図中の一部切り欠きで示した
金属メツキ層２に直接接続された共通端子部である。な
お、この共通端子部２ａは、単に誘電体層３に穴をあけ
て端子部としたものでもよい。これにより、リード線を
直接電極４．５から引き出す必要がなくなり（つまりリ
ード線を電極４，５に直接超音波ボンディング、はんだ
付けする必要がなくなり）、振動ジャイロの製造工程が
一層簡略化される。
方法において、メツキまたはプラズマ溶射等で電極４．
５を形成する際に、その、メツキまたはプラズマ溶射に
より同時に配線パターン６を形成したものである。この
配線パターン６の端子部６ａは、この端子部６ａから外
部に引き出すリード線を容易に接続できるように、また
、外部に引き出すリード線が外部振動により無用に振動
しないように、図示の通り支持軸穴１ａの近傍に集める
とよい。なお、符号２ａは図中の一部切り欠きで示した
金属メツキ層２に直接接続された共通端子部である。な
お、この共通端子部２ａは、単に誘電体層３に穴をあけ
て端子部としたものでもよい。これにより、リード線を
直接電極４．５から引き出す必要がなくなり（つまりリ
ード線を電極４，５に直接超音波ボンディング、はんだ
付けする必要がなくなり）、振動ジャイロの製造工程が
一層簡略化される。
なお、実施例ては、誘電体層および電極が一層のみであ
るが、誘電体層および電極を交互に積層して、積層型の
圧電素子を構成するようにしてもよい。この場＆、配線
パターンを電極と同時に形成する方法を採用する時は、
例えば最外層の電極を形成する時に、最外層の電極と同
電位になる各電極が電気的に共通に接続される形で配線
パターンを形成する。
るが、誘電体層および電極を交互に積層して、積層型の
圧電素子を構成するようにしてもよい。この場＆、配線
パターンを電極と同時に形成する方法を採用する時は、
例えば最外層の電極を形成する時に、最外層の電極と同
電位になる各電極が電気的に共通に接続される形で配線
パターンを形成する。
なお、本発明は、Ｈ型振動ジャイロに限らず、当然、音
叉型振動ジャイロ、音片型振動ジャイロにも適用できる
。
叉型振動ジャイロ、音片型振動ジャイロにも適用できる
。
［発明の効果］
本発明は上記σ）通り構成されているので、次のような
効果３奏する。
効果３奏する。
振動子を樹脂で成形するので、多数の振動子を一定の形
状寸法精度で得ることができ、量産性が著しく向上する
。また、振動子の小型１ヒもきわめて容易である。
状寸法精度で得ることができ、量産性が著しく向上する
。また、振動子の小型１ヒもきわめて容易である。
また、成形に用いる樹脂材１パ［中に１５）木状の無機
質材を混入４−ることにより、振動子の共振周波数を調
整することが可能てあり、所望の振動特性を容易に得る
ことができる。
質材を混入４−ることにより、振動子の共振周波数を調
整することが可能てあり、所望の振動特性を容易に得る
ことができる。
また、電極を形成する際に同時に配線パターンを形成す
ると、電極に接続すべきリード線は直接電極から引き出
す必要がなくなり、リード線の処理が容易になる。
ると、電極に接続すべきリード線は直接電極から引き出
す必要がなくなり、リード線の処理が容易になる。
また、金属板を埋め込む形で振動子を樹脂成形すれば、
振動特性は金属製の振動子に近く、形状寸法精度は樹脂
成形の一定性が得られるという効果を奏する。
振動特性は金属製の振動子に近く、形状寸法精度は樹脂
成形の一定性が得られるという効果を奏する。
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図〜第４図は
一実施例の振動ジャイロ製造方法の各段階を示すもので
金属層等の外層部分を断面で示した振動ジャイロの正面
図、第５図は他の実施例を示゛ず振動ジャイロの一部切
り火きの正面図である。 １・・・振動子、２・・・金属メツキ層（金属層）、２
ａ・・・端子、３・・・誘電体層、４，５・・・電極、
６・・・配線パターン、６ ｃｔ・・・端子。
一実施例の振動ジャイロ製造方法の各段階を示すもので
金属層等の外層部分を断面で示した振動ジャイロの正面
図、第５図は他の実施例を示゛ず振動ジャイロの一部切
り火きの正面図である。 １・・・振動子、２・・・金属メツキ層（金属層）、２
ａ・・・端子、３・・・誘電体層、４，５・・・電極、
６・・・配線パターン、６ ｃｔ・・・端子。
Claims (7)
- １．樹脂成形された振動子の表面に金属層および誘電
体層を順に形成するとともに、この誘電体層上の所定部
分に電極を形成したことを特徴とする振動ジャイロ。 - ２．上記振動子を構成する樹脂材料中に粉末状の無機
質材を混入したことを特徴とする請求項１記載の振動ジ
ャイロ。 - ３．上記振動子を構成する樹脂材料中にガラス繊維を
混入したことを特徴とする請求項１記載の振動ジャイロ
。 - ４．樹脂で振動子を成形する工程と、この振動子の表
面に金属層を形成する工程と、前記金属層上に誘電体層
を形成する工程と、前記誘電体層上の所定部分に金属の
電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする振動ジ
ャイロの製造方法。 - ５．振動子に形成された前記金属層と電極との間に所
定の直流電圧を印加して圧電素子としての極性設定をす
ることを特徴とする請求項４記載の振動ジャイロの製造
方法。 - ６．前記各電極の形成と同時に配線パターンを形成す
ることを特徴とする請求項４記載の振動ジャイロの製造
方法。 - ７．樹脂にて金属板を、それが埋め込まれるように樹
脂成形したことを特徴とする請求項１記載の振動ジャイ
ロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039059A JPH02218915A (ja) | 1989-02-18 | 1989-02-18 | 振動ジャイロおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039059A JPH02218915A (ja) | 1989-02-18 | 1989-02-18 | 振動ジャイロおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02218915A true JPH02218915A (ja) | 1990-08-31 |
Family
ID=12542564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1039059A Pending JPH02218915A (ja) | 1989-02-18 | 1989-02-18 | 振動ジャイロおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02218915A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003052350A1 (fr) * | 2001-11-27 | 2003-06-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Resonateur de micromachine a film mince, gyroscope de resonateur de micromachine a film mince, systeme de navigation faisant appel a ce gyroscope de resonateur de micromachine a film mince et automobile |
| JP2007240540A (ja) * | 2001-11-27 | 2007-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜微小機械式共振子ジャイロ |
-
1989
- 1989-02-18 JP JP1039059A patent/JPH02218915A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003052350A1 (fr) * | 2001-11-27 | 2003-06-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Resonateur de micromachine a film mince, gyroscope de resonateur de micromachine a film mince, systeme de navigation faisant appel a ce gyroscope de resonateur de micromachine a film mince et automobile |
| US7002284B2 (en) | 2001-11-27 | 2006-02-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin-film micromechanical resonator, thin-film micromechanical resonator gyro, and navigation system and automobile using the resonator gyro |
| JP2007240540A (ja) * | 2001-11-27 | 2007-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜微小機械式共振子ジャイロ |
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