JPH0312514A - Vibrator - Google Patents
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Abstract
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、特にたとえば振動ジャイロな
どに用いられる振動子に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a vibrator, and particularly to a vibrator used in a vibrating gyroscope, for example.
（従来技術）
第５図はこの発明の背景となる従来の振動子の一例を示
す斜視図である。この振動子１は、４角柱状の振動体２
を含む。振動体２の側面には、振動体２を振動させるた
めの圧電素子３が形成される。この圧電素子３に駆動信
号を与えることによって、振動体２は屈曲振動をする。(Prior Art) FIG. 5 is a perspective view showing an example of a conventional vibrator, which is the background of the present invention. This vibrator 1 has a rectangular prism-shaped vibrating body 2
including. A piezoelectric element 3 for vibrating the vibrating body 2 is formed on the side surface of the vibrating body 2 . By applying a drive signal to the piezoelectric element 3, the vibrating body 2 undergoes bending vibration.
（発明が解決しようとする課題）
このような振動子に用いられる振動体としては、たとえ
ばエリンバなどの圧延金属材料が使用される。このよう
な圧延金属材料は、たとえば第６図に示すように、ロー
ラで圧延することによって形成される。そして、振動体
は、矢印に示す圧延方向がその長手方向になるように切
断される。(Problems to be Solved by the Invention) As a vibrating body used in such a vibrator, a rolled metal material such as Erinba is used, for example. Such a rolled metal material is formed, for example, by rolling with rollers, as shown in FIG. Then, the vibrating body is cut so that the rolling direction shown by the arrow is the longitudinal direction of the vibrating body.
振動体の材料を圧延するとき、ローラで押さえ付ける圧
力をすべての部分で一定にすることが難しく、材料の圧
延方向に直交する部分ではその粒子の分布状態が不均一
となる。そのため、振動体を形成したとき、その長手方
向断面部分においては、第７図に示すように均一な粒子
分布となるが、横断面部分においては、第８図に示すよ
うに不均一な粒子分布となる。そのため、振動体の幅方
向においては、振動体の粒子分布の粗密状態によって、
その部分のヤング率が異なる。したがって、振動体の屈
曲振動の方向によって、共振周波数にばらつきが生じる
。このような振動子をあらゆる方向に振動する振動ジャ
イロなどに用いると、振動体の振動方向によって検出特
性が異なり、回転角速度の検出を正確に行うことができ
ない。When rolling the material of the vibrating body, it is difficult to keep the pressure applied by the rollers constant in all parts, and the distribution of particles becomes uneven in parts perpendicular to the rolling direction of the material. Therefore, when a vibrating body is formed, the particle distribution is uniform in the longitudinal cross section as shown in Figure 7, but the particle distribution is uneven in the cross section as shown in Figure 8. becomes. Therefore, in the width direction of the vibrating body, depending on the density and density of the particle distribution of the vibrating body,
The Young's modulus of that part is different. Therefore, the resonant frequency varies depending on the direction of bending vibration of the vibrating body. If such a vibrator is used in a vibrating gyroscope or the like that vibrates in all directions, the detection characteristics will differ depending on the vibration direction of the vibrating body, making it impossible to accurately detect the rotational angular velocity.
それゆえに、この発明の主たる目的は、振動体の振動方
向が変わっても、共振周波数のばらつきの少ない振動子
を提供することである。Therefore, the main object of the present invention is to provide a vibrator with less variation in resonance frequency even if the vibration direction of the vibrator changes.
（課題を解決するための手段）
この発明は、長手方向を有する振動体の横断面部分にお
ける振動体材料の粒子の分布を均一にした、振動子であ
る。(Means for Solving the Problems) The present invention is a vibrator in which particles of a vibrating body material are uniformly distributed in a cross-sectional portion of the vibrating body having a longitudinal direction.
（作用）
振動子に駆動信号を与えると、振動体がその幅方向に屈
曲振動する。屈曲振動の方向となる幅方向すなわち振動
体の横断面部分においては、振動体材料の分布が均一に
なっており、そのため振動体の横断面部分においては均
一なりフグ率を有する。(Function) When a drive signal is applied to the vibrator, the vibrator bends and vibrates in its width direction. In the width direction, which is the direction of bending vibration, that is, in the cross-sectional area of the vibrating body, the distribution of the vibrating body material is uniform, and therefore the cross-sectional area of the vibrating body has a uniform blow rate.
（発明の効果）
この発明によれば、振動体の屈曲振動の方向が変わって
も、はぼ同じ共振周波数を得ることができる。そのため
、この振動子を振動ジャイロなどに用いれば、振動体の
振動方向が変わってもほぼ同じ特性を得ることができ、
振動ジャイロに加わった回転角速度を正確に検出するこ
とができる。(Effects of the Invention) According to the present invention, almost the same resonance frequency can be obtained even if the direction of the bending vibration of the vibrating body changes. Therefore, if this vibrator is used in a vibrating gyroscope, etc., it is possible to obtain almost the same characteristics even if the vibration direction of the vibrating body changes.
The rotational angular velocity applied to the vibrating gyroscope can be accurately detected.
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。The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
（実施例）
第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。この
振動子１０は振動体１２を含む。振動体１２は、たとえ
ば４角柱状に形成される。この振動体１２は、たとえば
エリンバなどの圧延金属材料で形成される。振動体１２
は、このような圧延金属材料の圧延方向に直交する向き
がその長手方向になるように切断されて形成される。そ
して、振動体１２の側面の中央部には、振動体１２を振
動させるための圧電素子１４が形成される。この圧電素
子１４に駆動信号を与えることによって、振動体１２は
屈曲振動する。(Embodiment) FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention. This vibrator 10 includes a vibrating body 12. The vibrating body 12 is formed into, for example, a square column shape. The vibrating body 12 is made of a rolled metal material such as Erinva, for example. Vibrating body 12
is formed by cutting such a rolled metal material such that its longitudinal direction is perpendicular to the rolling direction. A piezoelectric element 14 for vibrating the vibrating body 12 is formed at the center of the side surface of the vibrating body 12. By applying a drive signal to the piezoelectric element 14, the vibrating body 12 bends and vibrates.
振動体１２の材料となる圧延金属材料は、その圧延方向
に沿って均一な粒子分布となる。しかし、材料を圧延す
るためのローラに加わる圧力を均一にすることが困難な
ため、圧延方向に直交する方向の粒子分布には粗密が生
じる。この振動子１０では、振動体１２の長手方向が振
動体材料の圧延方向に直交する向きになるように形成さ
れているため１、第２図に示すように、その長手方向断
面部分においては粒子分布に粗密が生じる。しかし、第
３図に示すように、振動体１２の横断面部分においては
、振動体材料の粒子分布が均一となる。The rolled metal material used as the material of the vibrating body 12 has a uniform particle distribution along the rolling direction. However, since it is difficult to uniformize the pressure applied to the rollers for rolling the material, the particle distribution in the direction perpendicular to the rolling direction is uneven. In this vibrator 10, since the longitudinal direction of the vibrating body 12 is formed in a direction perpendicular to the rolling direction of the vibrating body material, as shown in FIGS. Differences in density occur in the distribution. However, as shown in FIG. 3, the particle distribution of the vibrating body material becomes uniform in the cross-sectional portion of the vibrating body 12.
そのため、振動体１２の横断面部分においては、そのヤ
ング率が均一となる。したがって、この振動子１０では
、振動体１２の屈曲振動の方向が変わっても、その振動
周波数がほぼ一定となる。そのため、この振動子１０を
たとえば振動ジャイロなどに用いれば、振動体１２の振
動方向が変わってもほぼ均一な共振特性を得ることがで
き、振動ジャイロに加わった回転角速度を正確に検出す
ることができる。Therefore, the Young's modulus of the vibrating body 12 becomes uniform in its cross-sectional area. Therefore, in this vibrator 10, even if the direction of the bending vibration of the vibrator 12 changes, the vibration frequency remains approximately constant. Therefore, if this vibrator 10 is used in a vibrating gyroscope, for example, it is possible to obtain almost uniform resonance characteristics even if the vibration direction of the vibrating body 12 changes, and it is possible to accurately detect the rotational angular velocity applied to the vibrating gyroscope. can.
なお、上述の実施例では、振動体１２を４角柱状に形成
したが、第４図に示すように、振動体１２を３角柱状な
ど他の形状に形成してもよい。この場合も、振動体材料
の圧延方向に直交する向きが振動体の幅方向となるよう
に形成することによって、振動子の共振特性をほぼ均一
なものにすることができる。In the above-described embodiment, the vibrating body 12 is formed into a square columnar shape, but as shown in FIG. 4, the vibrating body 12 may be formed into other shapes such as a triangular columnar shape. In this case as well, by forming the vibrator so that the direction perpendicular to the rolling direction of the vibrator material is the width direction of the vibrator, the resonance characteristics of the vibrator can be made substantially uniform.
さらに、上述の実施例では振動体の材料として圧延金属
材料を使用したが、振動体の材料としてはセラミックや
結晶体などを使用することもできる。これらの材料では
、セラミックの焼成時や結晶体の結晶時において、材料
中に粒子の粗密が発生するが、長手方向を有する振動体
の横断面部分における粒子分布を均一にすることによっ
て、安定した共振特性を得ることができる。Further, in the above embodiments, a rolled metal material is used as the material of the vibrating body, but ceramics, crystals, etc. can also be used as the material of the vibrating body. In these materials, when the ceramic is fired or when the crystal is crystallized, particles become coarse and dense, but by making the particle distribution uniform in the longitudinal cross-sectional area of the vibrating body, a stable Resonance characteristics can be obtained.
また、上述の実施例では、圧電型の振動子について説明
したが、この発明は電わい型の振動子にも適用可能であ
る。この場合、振動体の材料としては、たとえばチタン
酸バリウムやジルコン酸鉛などが用いられる。この場合
でも、振動体の横断面部分における粒子分布を均一にす
ることによって、安定した共振特性を得ることができる
。Further, in the above embodiments, a piezoelectric type vibrator was described, but the present invention is also applicable to an electrostatic type vibrator. In this case, the material for the vibrating body is, for example, barium titanate or lead zirconate. Even in this case, stable resonance characteristics can be obtained by making the particle distribution uniform in the cross-sectional area of the vibrating body.
第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。
第２図は第１図に示す振動子の長手方向断面部分を示す
図解図である。
第３図は第１図に示す振動子の横断面部分を示す図解図
である。
第４図はこの発明の他の実施例を示す斜視図である。
第５図はこの発明の背景となる従来の振動子の一例を示
す斜視図である。
第６図は振動体の材料となる圧延金属材料の製造工程の
一例を示す斜視図である。
第７図は第５図に示す従来の振動子の長手方向断面部分
を示す図解図である。
第８図は第５図に示す従来の振動子の横断面部分を示す
図解図である。
図において、１０は振動子、１２は振動体、１４は圧電
素子を示す。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an illustrative view showing a longitudinal section of the vibrator shown in FIG. 1. FIG. FIG. 3 is an illustrative view showing a cross-sectional portion of the vibrator shown in FIG. 1. FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the invention. FIG. 5 is a perspective view showing an example of a conventional vibrator, which is the background of the present invention. FIG. 6 is a perspective view showing an example of the manufacturing process of the rolled metal material that is the material of the vibrating body. FIG. 7 is an illustrative view showing a longitudinal section of the conventional vibrator shown in FIG. 5. FIG. 8 is an illustrative view showing a cross-sectional portion of the conventional vibrator shown in FIG. 5. In the figure, 10 is a vibrator, 12 is a vibrating body, and 14 is a piezoelectric element.
Claims (1)
材料の粒子の分布を均一にした、振動子。A vibrator in which particles of a vibrating body material are uniformly distributed in a cross-sectional portion of the vibrating body having a longitudinal direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14778089A JP2546375B2 (en) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | Oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14778089A JP2546375B2 (en) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | Oscillator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0312514A true JPH0312514A (en) | 1991-01-21 |
| JP2546375B2 JP2546375B2 (en) | 1996-10-23 |
Family
ID=15438023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14778089A Expired - Lifetime JP2546375B2 (en) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | Oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546375B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0587576A (en) * | 1991-09-25 | 1993-04-06 | Akai Electric Co Ltd | Vibrator |
| JPH05133752A (en) * | 1991-11-12 | 1993-05-28 | Akai Electric Co Ltd | Vibrator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60178313A (en) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Japan Aviation Electronics Ind Ltd | Vibrator for vibration gyroscope |
-
1989
- 1989-06-09 JP JP14778089A patent/JP2546375B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60178313A (en) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Japan Aviation Electronics Ind Ltd | Vibrator for vibration gyroscope |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0587576A (en) * | 1991-09-25 | 1993-04-06 | Akai Electric Co Ltd | Vibrator |
| JPH05133752A (en) * | 1991-11-12 | 1993-05-28 | Akai Electric Co Ltd | Vibrator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2546375B2 (en) | 1996-10-23 |
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