JPH04134208A - Angular velocity sensor - Google Patents
Angular velocity sensorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は角速度センサに関するもので、特に自動車に搭
載して、その運動状態等を検出するためのものに使用さ
れる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an angular velocity sensor, and is particularly used for mounting on an automobile and detecting its movement state.
(従来の技術)
本発明に関連する従来技術として特開平2−51066
号に記載されたものがある。この従来技術に示された振
動ジャイロを第 図に示巳な。(Prior art) As a prior art related to the present invention, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-51066
There are some listed in the issue. The vibrating gyroscope disclosed in this prior art is shown in FIG.
振動ジャイロ50は振動体51を含んでいる。The vibrating gyroscope 50 includes a vibrating body 51.
振動体51は、例えば正三角形状に形成される。The vibrating body 51 is formed, for example, in the shape of an equilateral triangle.
この振動体51は、恒弾性金属材料で形成されている。This vibrating body 51 is made of a constant elastic metal material.
振動体51の2つの側面の中央部にそれぞれ検出用圧電
素子52および53が配設されている。振動体51の検
出用圧電素子52および53の配設されていない側面に
は、長手方向の中央部に2つの駆動用圧電素子53およ
び54が形成されている。これらの駆動用圧電素子53
および54は、振動体51の側面の幅方向に並んで形成
されていた。Detection piezoelectric elements 52 and 53 are arranged at the center of two side surfaces of the vibrating body 51, respectively. Two driving piezoelectric elements 53 and 54 are formed at the center in the longitudinal direction on the side surface of the vibrating body 51 where the detection piezoelectric elements 52 and 53 are not provided. These driving piezoelectric elements 53
and 54 are formed side by side in the width direction of the vibrating body 51.
(発明が解決しようとする課題)
このような従来技術による振動ジャイロでは振動体を三
角柱として、振動体の屈曲する方向(検出用圧電素子の
屈曲する方向)と検出用圧電素子を互いに直交する関係
に配設することによって検出用圧電素子に発生する出力
電圧大きくすることができた。しかし、振動体が三角柱
であるため、その振動体を形成するにあたって充分な加
工精度を確保する必要があった。(Problem to be Solved by the Invention) In the vibrating gyroscope according to the prior art, the vibrating body is a triangular prism, and the direction in which the vibrating body is bent (the direction in which the detecting piezoelectric element is bent) and the detecting piezoelectric element are perpendicular to each other. By arranging the detection piezoelectric element, the output voltage generated in the detection piezoelectric element could be increased. However, since the vibrating body is a triangular prism, it is necessary to ensure sufficient machining accuracy when forming the vibrating body.
本発明:まこのような従来技術の抱えた加工性を改善す
るために成されたものであり、加工性の良好な角加速度
センサの振動体とすることを課題とするものである。The present invention has been made to improve the workability of the conventional technology, and an object thereof is to provide a vibrating body for an angular acceleration sensor with good workability.
σ発明の構成]
(課題を解決するための手段)
このような技術的な課題を解決するために講しだ技術的
な手段は、
断面が円形の柱状部材の側面に所定の間隔をおいて形成
された複数の切欠部を有する振動体;該振動体の少なく
とも1つの切欠部上に配設された検出用圧電素子;およ
び、
該検出用圧電素子が配設されない切欠部上に配設された
前記振動体を駆動する駆動用圧電素子を有する角速度セ
ンサとしたことである。σStructure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The technical means taken to solve the above technical problems is as follows: A vibrating body having a plurality of notches formed therein; a piezoelectric detection element disposed on at least one notch of the vibrating body; and a piezoelectric detection element disposed on a notch on which the piezoelectric detection element is not disposed. The angular velocity sensor has a driving piezoelectric element that drives the vibrating body.
(作用)
以上の技術的手段を用いたことによって、検出用圧電素
子が振動方向に対して直交方向に位置するため、検出用
圧電素子は角速度成分を全て検出することができ、振動
体二こ微小を角速度か作用巳てもこれを電気信号として
確実に検出することつ・できるようになった。(Function) By using the above technical means, the detection piezoelectric element is located perpendicular to the vibration direction, so the detection piezoelectric element can detect all the angular velocity components, and the vibrating body It has become possible to reliably detect minute angular velocity or action as an electrical signal.
(実施例)
以下、本発明の技術手段を用いた好ましい実施例シこつ
いて図面を参照して説明する。(Embodiments) Hereinafter, preferred embodiments using the technical means of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は角速度センサ10の斜視図である。第2図は第
1図の■−■線に沿う断面図である。FIG. 1 is a perspective view of the angular velocity sensor 10. FIG. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1.
この角速度センサ10は振動体11を含んでいる。振動
体11は、本実施例では、円柱形状の部材であり、その
外周上に切欠部11a、llb。This angular velocity sensor 10 includes a vibrating body 11. In this embodiment, the vibrating body 11 is a cylindrical member, and has notches 11a and llb on its outer periphery.
ilcが形成されている。振動体11は、たとえばNi
、Fe、CrおよびTiのような恒弾性金属で形成され
る。振動体11の2つの切欠部11b、llcの中央部
には検出用圧電素子12および13が配設されている。Ilc is formed. The vibrating body 11 is made of, for example, Ni
, Fe, Cr and Ti. Detection piezoelectric elements 12 and 13 are disposed at the center of the two notches 11b and llc of the vibrating body 11.
第2図に示したように、検出用圧電素子12の両面には
電極12a、12bが固定されている。同様にして、検
出用圧電素子13の両面にも電極13a、13bが固定
されている。As shown in FIG. 2, electrodes 12a and 12b are fixed to both surfaces of the detection piezoelectric element 12. Similarly, electrodes 13a and 13b are fixed to both sides of the detection piezoelectric element 13.
振動体11の残りの切欠部1 i a ;こは駆動用圧
電素子14が配設されている。第2図二こ示じたように
駆動用圧電素子14の両面には電極14a。The remaining notch portion 1ia of the vibrating body 11 is provided with a drive piezoelectric element 14. As shown in FIG. 2, electrodes 14a are provided on both sides of the driving piezoelectric element 14.
14bが配設されている。各切欠部二こ直接当接する電
極12a、13.a、14aは振動体に直接接着されて
いる。14b is provided. Two electrodes 12a, 13. are in direct contact with each notch. a and 14a are directly bonded to the vibrating body.
この駆動用圧電素子14に駆動信号を印加することによ
って、振動体11に屈曲振動が励起される。By applying a drive signal to this drive piezoelectric element 14, bending vibration is excited in the vibrating body 11.
この角度センサ10は第3図に示した回路構成のもとで
使用される。角速度センサ10の駆動用圧電素子14に
はAGC回路30がが接続されている。AGC回路30
は、駆動信号の利得制御をするためのものである。AG
C回路30には発振回路31が接続されている。発振回
路31からは所定の周期をもつパルス信号が出力される
。1つの検出用圧電素子12から出力される出力信号が
発振回路31に接続されている。この検出用圧電素子1
2から出力される信号がフィードバック信号となって、
発振回路31から出力されるパルス信号の周期等を安定
化させている。検出用圧電素子12.13からの出力線
は検出回路32に接続されている。検出回路32に入力
された電気信号は、電気的な処理(2つの検出用圧電素
子の差を求める、あるいは電気信号を平滑させる等)が
実行される。検出回路32内で処理された電気信号は増
幅回路33によって増幅されて出力信号として出力され
る。This angle sensor 10 is used under the circuit configuration shown in FIG. An AGC circuit 30 is connected to the driving piezoelectric element 14 of the angular velocity sensor 10. AGC circuit 30
is for controlling the gain of the drive signal. AG
An oscillation circuit 31 is connected to the C circuit 30. The oscillation circuit 31 outputs a pulse signal having a predetermined period. An output signal output from one detection piezoelectric element 12 is connected to an oscillation circuit 31. This detection piezoelectric element 1
The signal output from 2 becomes a feedback signal,
The period, etc. of the pulse signal output from the oscillation circuit 31 is stabilized. Output lines from the detection piezoelectric elements 12 , 13 are connected to the detection circuit 32 . The electrical signal input to the detection circuit 32 is subjected to electrical processing (such as determining the difference between two detection piezoelectric elements or smoothing the electrical signal). The electrical signal processed within the detection circuit 32 is amplified by the amplifier circuit 33 and output as an output signal.
角速度センサ10に角速度が作用しない状態で駆動用圧
電素子14に駆動信号を入力すると角速度センサ10は
、第4図に示したような運動をする。即ち、角速度セン
サ10は駆動用圧電素子14の主面に直交する方向に屈
曲運動をする。このとき、振動体11の検出用圧電素子
12.13が配設された面の屈曲量は同じであるため、
検出用圧電素子12.13に発生する出力電圧は等しく
なる。つまり、検出用圧電素子12.13から出力され
る信号は検出回路32内で相殺されて、角速度が作用し
ていない状態と一致する。When a drive signal is input to the driving piezoelectric element 14 in a state where no angular velocity acts on the angular velocity sensor 10, the angular velocity sensor 10 moves as shown in FIG. That is, the angular velocity sensor 10 makes a bending motion in a direction perpendicular to the main surface of the driving piezoelectric element 14. At this time, since the amount of bending of the surface of the vibrating body 11 on which the detection piezoelectric elements 12 and 13 are arranged is the same,
The output voltages generated in the detection piezoelectric elements 12 and 13 become equal. In other words, the signals output from the detection piezoelectric elements 12 and 13 are canceled out within the detection circuit 32, which corresponds to a state in which no angular velocity is acting.
角速度センサ10がその軸を中心として回転し−二と舌
、振動体11の振動方向と:よ直交する方向コニ二すオ
“Jの力か作用する。このとき、第5図二こ示したよう
な運動が角速度センサlOに起こる。When the angular velocity sensor 10 rotates about its axis, a force J acts in a direction perpendicular to the vibration direction of the vibrating body 11. At this time, a force J acts as shown in FIG. Such a movement occurs in the angular velocity sensor lO.
振動体ILの振動方向は、無回転時の振動方向からずれ
ることになる。検出用圧電素子12は主面二こ直交する
方向に近い方向に、検出用圧電素子13はその主面ここ
平行する方向乙こ近い方向に、それぞれ屈曲運動をする
。このため、検出用圧電素子12↓こ発生する出力電圧
が大きくなり、検出用圧電素子13に発生する出力電圧
は小さくなる。従って、角速度の検出が容易なものとな
る。The direction of vibration of the vibrating body IL will deviate from the direction of vibration during non-rotation. The detection piezoelectric element 12 makes a bending motion in a direction close to the direction perpendicular to its two principal surfaces, and the detection piezoelectric element 13 makes a bending motion in a direction close to the direction parallel to its principal surface. Therefore, the output voltage generated by the detection piezoelectric element 12 becomes larger, and the output voltage generated by the detection piezoelectric element 13 becomes smaller. Therefore, the detection of angular velocity becomes easy.
本実施例では2つの検出用圧電素子1213に発生した
出力電圧を用いて角速度の検出を行ったが、何れか一方
の検出用圧電素子の出力電圧を測定することとしても良
い。In this embodiment, the angular velocity was detected using the output voltages generated in the two detection piezoelectric elements 1213, but the output voltage of either one of the detection piezoelectric elements 1213 may be measured.
第7図は角速度センサ10の支持方法の一例を示したも
のである。固定部40a・・・・40bには支持線41
a、41b、42a、42bか接続されティる。支持線
41a、41b、42a、42bは互いに4箇所で交差
しているがこの交差部で互し弓こ固定されている。さら
乙こ角速度センサ10は支持線41a、141b5こ固
定さ乙ている。FIG. 7 shows an example of a method of supporting the angular velocity sensor 10. Support wires 41 are attached to the fixed parts 40a...40b.
a, 41b, 42a, 42b are connected. The support lines 41a, 41b, 42a, and 42b intersect with each other at four locations, and are fixed to each other at these intersections. The angular velocity sensor 10 is fixed to five support lines 41a and 141b.
:発明の効果:
本発明−二示しな振動体とすることコニよって、加工性
二こ優れた振動体とすることができ、検出用圧電素子の
接着面も容易シこ得ることかてきその実施に際して大な
効果を得ることかできるよう乙こなつ:Effects of the invention: The present invention provides a unique vibrating body.Thus, the vibrating body can be made into a vibrating body with two excellent workability, and the adhesive surface of the detection piezoelectric element can be easily broken. I hope you can get great results when
第1図は角速度センサの斜視図、第2図は第1図の■−
■線に沿う断面図、第3図は角速度センサを利用する際
に用いる電気回路のブロック図、第4図は角速度センサ
が回転していない状態の振動状態を示す説明図、第5図
は角速度センサが回転している状態の振動状態を示す説
明図、第6図は角速度センサの固定状態を示す説明図、
第7図はこの発明の背景となる従来技術による振動ジャ
イロの斜視図である。
11b、llc・・・切欠部、
振動体、
13・・・検出用圧電素子、
駆動用圧電素子。Figure 1 is a perspective view of the angular velocity sensor, Figure 2 is the ■- of Figure 1.
■A cross-sectional view along the line, Figure 3 is a block diagram of the electric circuit used when using the angular velocity sensor, Figure 4 is an explanatory diagram showing the vibration state when the angular velocity sensor is not rotating, Figure 5 is the angular velocity An explanatory diagram showing the vibration state when the sensor is rotating, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the fixed state of the angular velocity sensor,
FIG. 7 is a perspective view of a vibrating gyroscope according to the prior art that is the background of the present invention. 11b, llc... Notch, vibrating body, 13... Piezoelectric element for detection, piezoelectric element for drive.
Claims (1)
成された複数の切欠部を有する振動体;該振動体の少な
くとも1つの切欠部上に配設された検出用圧電素子:お
よび、 該検出用圧電素子が配設されない切欠部上に配設された
前記振動体を駆動する駆動用圧電素子を有する角速度セ
ンサ。[Claims] A vibrating body having a plurality of notches formed at predetermined intervals on the side surface of a columnar member having a circular cross section; a detection device disposed on at least one notch of the vibrating body. Piezoelectric element: and an angular velocity sensor having a driving piezoelectric element for driving the vibrating body, which is disposed on a notch where the detection piezoelectric element is not disposed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2257659A JPH04134208A (en) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | Angular velocity sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2257659A JPH04134208A (en) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | Angular velocity sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04134208A true JPH04134208A (en) | 1992-05-08 |
Family
ID=17309322
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2257659A Pending JPH04134208A (en) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | Angular velocity sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04134208A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5500549A (en) * | 1993-12-13 | 1996-03-19 | Nippondenso Co., Ltd. | Semiconductor yaw rate sensor |
US5578754A (en) * | 1993-12-16 | 1996-11-26 | Nippondenso Co., Ltd. | Vibration-type angular-velocity sensor |
US5747691A (en) * | 1995-03-08 | 1998-05-05 | Nippondenso Co., Ltd. | Angular velocity sensor apparatus |
KR100265249B1 (en) * | 1997-10-02 | 2000-09-15 | 김봉수 | Marking device of roll product |
US6119518A (en) * | 1996-08-05 | 2000-09-19 | Nippon Soken, Inc. | Angular velocity sensor |
-
1990
- 1990-09-26 JP JP2257659A patent/JPH04134208A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5500549A (en) * | 1993-12-13 | 1996-03-19 | Nippondenso Co., Ltd. | Semiconductor yaw rate sensor |
US5578754A (en) * | 1993-12-16 | 1996-11-26 | Nippondenso Co., Ltd. | Vibration-type angular-velocity sensor |
US5747691A (en) * | 1995-03-08 | 1998-05-05 | Nippondenso Co., Ltd. | Angular velocity sensor apparatus |
US6119518A (en) * | 1996-08-05 | 2000-09-19 | Nippon Soken, Inc. | Angular velocity sensor |
KR100265249B1 (en) * | 1997-10-02 | 2000-09-15 | 김봉수 | Marking device of roll product |
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