JPH02293621A - 振動子 - 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） この発明は振動子に関し、特に駆動用の圧電素子と検出
用の圧電素子とを有し、たとえば振動ジャイロなどのよ
うに振動を利用した装置に用いられる、振動子に関する
。

（従来技術） 第４図は従来の振動子の一例を示す図解図である。この
振動子１は、正３角柱状の振動体２を含み、振動体２０
３つの側面には、圧電素子３ａ，３ｂおよび３Ｃがそれ
ぞれ形成されている。

この振動子ｌは、２つの圧電素子３ａおよび３ｂが駆動
用および検出用の一方に、他の圧電素子３ｃが駆動用お
よび検出用の他方にそれぞれ用いられる．２つの圧電素
子３ａおよび３ｂを駆動用に用いる場合には、それらの
圧電素子３ａおよび３ｂに駆動信号が印加され、他の圧
電素子３ｃから出力信号が得られる。逆に、２つの圧電
素子３ａおよび３ｂを検出用に用いる場合には、他の圧
電素子３Ｃに駆動信号が印加され、それらの圧電素子３
ａおよび３ｂから出力信号が得られる。

また、この振動子１は、２つの圧電素子３ａおよび３ｂ
あるいは他の圧電素子３ｃに駆動信号を印加することに
よって、たとえば振動ジャイロとして用いられる。この
場合、圧電素子３ｃあるいは２つの圧電素子３ａおよび
３ｂから回転角速度に応じた出力電圧が得られるので、
その出力電圧から回転角速度を測定することができる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の振動子では、駆動用あるいは検出用に
用いられる２つの圧電素子に静電容量値のばらつきがあ
ったりそれらの圧電素子・に関与する共振周波数に拘ず
かな違いがあったりした場合、それらの圧電素子間の特
性がアンバランスとなり、全体の特性が不安定なものと
なる。この場合、この振動子を、たとえば振動ジャイロ
のように振動子の微少変化を利用する装置に用いれば、
その装置に誤差が生じてしまう。たとえば、この振動子
を振動ジャイロに用いれば、回転角速度を正確に測定す
ることができない場合がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、駆動用あるいは
検出用に用いられる２つの圧電素子の静電容量値のばら
つきやそれらに関与する共振周波数に影響されることな
く、安定性のよい特性を有する、振動子を提供すること
である。

（課題を解決するための手段） この発明は、横断面が多角形の振動体と、振動体の少な
くとも３つの側面にそれぞれ形成される圧電素子と、そ
の両端が２つの前記圧電素子にそれぞれ接続される抵抗
器とを含み、圧電素子のうち前記抵抗器が接続されたも
のが駆動用および検出用の一方に用いられ、さらに圧電
素子のうち他のものが駆動用および検出用の他方に用い
られる、振動子である． （作用） 抵抗器によって、それに接続された２つの圧電素子間の
特性のバランスがよくなる。

（発明の効果） この発明によれば、駆動用あるいは検出用に用いられる
２つの圧電素子の静電容量値のばらつきやそれらに関与
する共振周波数に影響されることなく、安定性のよい特
性を有する、振動子が得られる。

したがって、この発明にかかる振動子は、たとえば振動
ジャイロのように振動子の微少変化を利用する装置に好
適に用いられる。たとえば、この発明にかかる振動子を
振動ジャイロに用いれば、回転角速度を正確に測定する
ことができる。

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。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示す図解図である。この
振動子１０は、たとえば正３角柱状の振動体１２を含む
，この振動体１２は、たとえばエリンバ，鉄−ニッケル
合金，石英，ガラス，水晶セラミソクなど、一般的に機
械的な振動を生じる材料で形成される。

この振動体ｌ２には、その３つの側面の中央部にそれぞ
れ圧電素子１４ａ，１４ｂおよび１４ｃが形成される。

圧電素子１４ａは、たとえばセラミソクからなる圧電Ｊ
ｉｌ６ａを含み、圧電層１６ａの両主面にはそれぞれ電
極１８ａおよび２０ａが形成される。なお、これらの電
極１８ａおよび２０ａは、たとえば金，銀，アルミニウ
ム，ニノケル，銅一ニソケル合金（モネルメタル）など
の電極材料で、たとえばスバソタリング，蒸着等の薄膜
技術であるいはその材料によっては印刷技術で形成され
る。同様に、他の圧電素子１４ｂおよび１４ｃも、それ
ぞれ、たとえばセラミックからなる圧電層１６ｂおよび
１６Ｃ．を含み、それらの圧電層１６ｂと１６ｃとの両
主面にも、電極１８ｂおよび２０ｃと１８ｂおよび２０
ｃとが、それぞれ形成されている．そして、これらの圧
電素子１４ａ　〜１４ｃの一方の電極１８ａ　〜１８ｃ
は、たとえば導電接着剤で振動体１２に接着される。

なお、振動体ｌ２をたとえばエリンバ，鉄−ニッケル合
金などの金属からなる振動材料で形成すれば、圧電素子
１４ａ〜１４Ｃの一方の電極ｌ８ａ〜１８ｃは形成され
なくてもよい。なぜなら、振動体ｌ２がそれらの電極１
８３〜１８ｃを兼ねるからである。この場合、圧電層１
６ａ＝ｌ６ｃは、たとえばＰＺＴ（ジルコン・チタン酸
鉛），ＺｎＯ　（酸化鉛）などの圧電材料でたとえばス
パッタリング，蒸着などの薄膜技術によって形成されて
もよい。

これらの圧電素子の電極２０ａ，２０ｂおよび２０ｃに
は、３つの端子２２ａ．２２ｂおよび２２ｃがそれぞれ
接続される。さらに、圧電素子ｌ４ａおよび１４ｂの電
極２０ａおよび２０ｂには、固定抵抗器２４の両端２４
ａおよび２４ｂがそれぞれ接続される。この固定抵抗器
２４は、圧電素子１４ａおよび１４ｂ間の特性のバラン
スを取るためのものである。つまり、このような抵抗器
を接続していない第４図に示す従来例では、圧電素子の
静電容量値のばらつきやそれに関与する共振周波数のず
れによって、圧電素子間の特性がアンバランスになって
しまうが、この実施例では、圧電素子１４ａおよび１４
ｂ間の特性のバランスがよくなる。

この振動子１０では、固定抵抗２Ｓ２４が接続された２
つの圧電素子１４ａおよび１４ｂが駆動用および検出用
の一方に用いられ、他の圧電素子１４Ｃ／／＋＜駆動用
および検出用の他方に用いられる。

したがって、この振動子１０では、端子２２ａおよび２
２ｂすなわち圧電素子１４ａおよび１４ｂに駆動信号を
印加すれば、圧電素子１４Ｃすなわち端子２，２ｃから
安定した出力信号が得られ、逆に端子２　２　ｃ．ずな
わち圧電素子１４Ｃに駆動信号を印加すれば、圧電素子
１４ａおよび１４ｂすなわち端子２２ａおよび２２ｂか
ら安定した出力信号が得られる． この振動子１０を振動ジャイロに用いるためには、上述
のように圧電素子に駆動用を印加し、その状態で他の圧
電素子から得られる出力信号によって回転角速度を測定
すればよい。このとき、２つの圧電素子１４ａおよび１
４ｂから出力信号が得られる場合には、たとえば差動回
路などによって、それらの出力信号の差から回転角速度
を測定すればよい。

第２図はこの発明の他の実施例を示す図解図である。こ
の実施例では、特に、振動体１２が正４角柱状に形成さ
れ、振動体１２の４つの側面に、それぞれ圧電素子１４
ａ，１４ｂ，１４ｃおよびＬ４ｄが形成されている。そ
して、これらの圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃおよび
１４ｄには、端子２２ａ，２２ｂ，２２ｃおよび２２ｄ
がそれぞれ接続される。

さらに、隣接する２つの圧電素子１４ａおよび１４ｂに
は、それらの間の特性のバランスをよくするための固定
抵抗器２４の両端２４ａおよび２４ｂがそれぞれ接続さ
れる。したがって、この固定砥抗器２４によって、圧電
素子１４ａおよぴ１４ｂ間の特性のバランスがよくなる
。

同様に、隣接する他の圧電素子１４ｃおよび１４ｄにも
、他の固定抵抗器２６の両端２６ａおよび２６ｂがそれ
ぞれ接続され、この固定抵抗器２６によって、それらの
圧電素子１４ｃおよびｌ４ｄ間の特性のバランスがよく
なる。

この振動子ＩＯでは、固定抵抗器２４が接続された２つ
の圧電素子１４ａおよび１４ｂが駆動用および検出用の
一方に用いられ、他の固定抵抗器２６が接続された２つ
の圧電素子１４ｃおよび１４ｄが駆動用および検出用の
他方に用いられる。

そして、この振動子１０では、圧電素子１４ａおよび１
４ｂに駆動信号を印加すれば、圧電素子１４ｃおよび１
４ｄから安定した出力信号が得られ、逆に圧電素子１４
ｃおよび１４ｄに駆動信号を印加すれば、圧電素子１４
ａおよび１４ｂから安定した出力信号が得られる。

したがって、この振動子１０も、たとえば振動ジャイロ
のように振動子の微少変化を利用する装置に好適に用い
られる． 第３図はこの発明のさらに他の実施例を示す図解図であ
る。この実施例では、振動体ｌ２が正６角柱状に形成さ
れ、振動体ｌ２の隣接しない３つの側面に、圧電素子１
４ａ〜１４Ｃがそれぞれ形成される。これらの圧電素子
１４ａ〜１４ｃには、端子２２ａ〜２２ｃがそれぞれ接
続される。さらに、２つの圧電素子１４ａおよび１４ｂ
に固定抵抗器２４の両端２４ａおよび２４ｂがそれぞれ
接続される。

この実施例では、第１図に示す実施例と同様に、２つの
圧電素子１６ａおよび１６ｂが駆動用および検出用の一
方に用いられ、他の圧電素子１６ｃが駆動用および検出
用の一方に用いられる。この実施例でも、２つの圧電素
子１６ａおよび１６ｂ間の特性のバランスがよくなるの
で、たとえば振動ジャイロなどの装置に用いるのに好適
である。

なお、上述の各実施例では、振動体１２が正３角柱状，
正４角柱状あるいは正６角柱状に形成されているが、こ
の発明では、振動体１２は２等辺３角柱状に形成されて
もよい．この場合、振動体１２の等しい側面に形成され
る圧電素子に抵抗器を接続し、それらの圧電素子を駆動
用あるいは検出用として用いればよい．あるいは、振動
体１２は、２等辺３角柱状，正４角柱状，正６角柱状以
外の多角柱状に形成されてもよい。この場合、圧電素子
は、振動体の少なくとも３つの側面にそれぞれ形成され
ればよい．そして、それらの圧電素子のうち２つのもの
に抵抗器を接続し、その２つの圧電素子を駆動用および
検出用の一方に用い、他の圧電素子を駆動用および検出
用に他方に用いればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す図解図である． 第２図はこの発明の他の実施例を示す図解図である。 第３図はこの発明のさらに他の実施例を示す図解図であ
る． 第４図はこの発明の背景となる従来の振動子の一例を示
す図解図である。 図において、１０は振動子、ｌ２は振動体、ｌ４ａ，１
４ｂおよび１４Ｃは圧電素子、２４は固定抵抗器を示す
． 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　田　　全　啓 １図 手続補正書 （方式） 平成元年０９月１６日 ７．補正の内容 明細書第１頁第１４行目と第１５行目の間に、「３．発
明の詳細な説明」を挿入する。 以上 平成１年　特許願　第１１５４３７号 発明の名称 振動子 補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　京都府長岡京市天神二丁目２６番ＩＯ号名　称
　　（６２３）株式会社　村田製作所代表者　　村“田
　　昭

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 横断面が多角形の振動体、 前記振動体の少なくとも３つの側面にそれぞれ形成され
   る圧電素子、および その両端が２つの前記圧電素子にそれぞれ接続される抵
   抗器を含み、 前記圧電素子のうち前記抵抗器が接続されたものが駆動
   用および検出用の一方に用いられ、さらに 前記圧電素子のうち他のものが駆動用および検出用の他
   方に用いられる、振動子。