JPH05223579A

JPH05223579A - 振動ジャイロ

Info

Publication number: JPH05223579A
Application number: JP4059396A
Authority: JP
Inventors: Shingo Kuroki; 真吾黒木; Toshiaki Horikawa; 俊朗堀川; Mikio Suzuki; 幹男鈴木; Wataru Ishibashi; 渡石橋
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 1992-02-12
Filing date: 1992-02-12
Publication date: 1993-08-31

Abstract

(57)【要約】【構成】振動手段１４に設けられた磁石部２４と、前
記振動手段１４の軸芯に対し垂直線上かつ前記磁石部の
水平線上に軸芯を有するように円筒状に巻回され、前記
磁石部に近接して配置された励振コイル２６とを有し、
前記励振コイル２６に周期的に励磁電流を流すことによ
り生じる磁石部２４と励振コイル２６間の磁力により前
記振動手段１４にＸ軸方向の振動力を印加する加振手段
１６を備えたことを特徴とする振動ジャイロ。【効果】振動手段１４を非接触で加振することとした
ので、簡単な構成で極めて正確な角速度検出を行なうこ
とが可能となる。また、励振コイル２６に微弱な磁力を
発生させるだけで振動手段１４に振動力が印加されるた
め、前記励振コイルの小型化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振動ジャイロ、特に振動
手段の振動方向と直交する方向に働くコリオリの力より
角速度を求める振動ジャイロの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来ジャイロは船舶、航空機等の特殊な
用途に用いられているのみであったが、近年では自家用
自動車等のナビゲーションシステム、或いは軌道を要し
ない自走ロボット等にも使用されるようになっている。
これらのシステムは、ジャイロの出力を積分して方位を
決定し、且つ移動速度を積分して移動距離を求め、方位
及び移動距離に基づいて現在位置を把握するものであ
り、ジャイロの僅かな誤差も累積されてしまう。このた
め、これらの分野で用いられるジャイロには、極めて高
い角速度検出機能と共に、小型、低価格、高い耐久性等
のきびしい条件が要求されており、これらの要求に応え
るジャイロの開発が急務である。

【０００３】ジャイロとしては従来より各種の原理に基
づくものが開発されているが、角速度検出感度の高さ等
からいわゆる振動ジャイロ或いは音叉ジャイロが注目さ
れている（特公平２−５７２４７号公報等）。この振動
ジャイロは、振動している物体に回転角速度を加える
と、その振動と直角方向にコリオリの力が働く現象を応
用したものである。そして、一般には振動子に圧電素子
等を貼り合わせ、駆動用圧電素子に周期的に電圧を印加
することにより振動子を一定方向に振動させると共に、
該振動子の振動方向と直交する方向への変位量を別個の
検出用圧電素子により検出している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、振動ジャイ
ロ自体の理論的な角速度検出機構は極めて優れたもので
あるが、駆動用或いは検出用圧電素子の規格の調整、貼
り合わせ精度、或いはヒステレシス特性等により、振動
制御あるいは変位検出に大きな影響を与え、精度の高い
振動ジャイロを安価且つ大量に得ることは困難であっ
た。本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は構成が簡単かつ小型でしかも角速度検
出感度、精度の高い振動ジャイロを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明にかかる振動ジャイロは、振動手段と、加振手
段と、変位検出手段と、角速度演算手段とを含む。そし
て、振動手段は、ベースに立設されている。又、加振手
段は、前記振動手段に設けられた磁石部と、前記振動手
段の軸芯に対し垂直線上、かつ前記磁石部の水平線上に
軸芯を有するように円筒状に巻回され、前記磁石部に近
接して配置された励振コイルとを有し、前記励振コイル
に周期的に励磁電流を流すことにより生じる磁石部と励
振コイル間の磁力により前記振動手段にＸ軸方向の振動
力を印加する変位検出手段は、前記振動手段のＹ軸方向への変位を検
出する。角速度演算手段は、前記変位検出手段のＹ軸方
向への変位量より、角速度を演算する。

【０００６】

【作用】本発明にかかる振動ジャイロは前述した手段を
有するので、加振手段により振動手段をその略共振周波
数でＸ軸方向に強制振動させる。この状態で角速度ωが
入力されると、角速度ωに対応したコリオリの力Ｆｃが
Ｙ軸方向に発生し、前記振動手段はＹ軸方向にも振動す
る。このため、入力角速度ωに対応したコリオリの力Ｆ
ｃにより発生するＹ軸方向の変位を変位検出手段で検出
することで、角速度演算手段は入力角速度ωを出力する
ことが可能となる。

【０００７】このように本発明にかかる振動ジャイロ
は、振動手段自体には駆動用圧電素子等が貼着されず、
振動に影響を与えない。このため、極めて正確な角速度
検出を行なうことができる。また、前記加振手段は振動
手段に磁石部を設け、該磁石部に近接して励振コイルを
配置しているため、振動手段に振動力を印加するための
前記磁石部と励振コイル間の磁力は、前記励振コイルに
微弱な磁界を発生させるだけで得られる。従って、前記
励振コイルを非常に小型化することが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を
説明する。図１には本発明の一実施例にかかる振動ジャ
イロが示されており、同図（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は
正面断面図である。同図に示す振動ジャイロ１０は、ベ
ース１２と、該ベース１２に立設した振動手段としての
振動子１４と、振動子１４を振動させる加振手段１６
と、光電型エンコーダよりなる変位検出手段１８とを備
える。そして、ベース１２には筒状のハウジング２０が
設置され、該ハウジング２０はその上端で変位検出手段
１８を支持している。

【０００９】前記振動子１４は丸棒状に形成され、Ｘ方
向及びＹ方向の共振周波数は略同一である。そして、振
動子１４の上端には可動スケール２２が設けられてい
る。また、加振手段１６は、ドーナツ状に形成され外側
と内側とに夫々Ｎ極とＳ極とに分れた磁石板２４と、前
記振動子１４の軸芯に対し垂直線上、かつ前記磁石板２
４の水平線上に軸芯を有するように円筒状に巻回された
励振コイル２６ａ，２６ｂとを有している。そして、前
記磁石板２４は、振動子１４の先端側に嵌合されてい
る。また、前記励振コイル２６ａ，２６ｂは夫々の開口
部を対向し、かつ前記磁石板２４に近接して配置されて
おり、ハウジング２０に嵌合されたコイルボビン２８
ａ，２８ｂに夫々巻回している。

【００１０】本実施例にかかる振動ジャイロ１０は概略
以上のように構成され、次に図２〜図６により本発明の
加振手段１６及び角速度の検出機構を説明する。まず、
図２に示す励振コイル２６ａ，２６ｂを所定の周期で励
磁させると、励振コイル２６ａ，２６ｂの周囲に磁界が
発生する。また、前記磁界の極の向きは励振コイル２６
ａ，２６ｂに流す電流の向きにより決定される。そし
て、前記磁石板２４側の磁界の極を磁石板２４の外側の
極と異極にすれば磁石板２４は励振コイル２６ａ，２６
ｂに引きつけられ、また同極にすれば磁石板２４は励振
コイル２６ａ，２６ｂから押し離され磁石板２４を加振
させる。

【００１１】そこで、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように
振動子１４の１振動毎に２回、励振コイル２６ａと励振
コイル２６ｂに夫々同一周期で順方向と逆方向の電流を
交互に互いに逆向きに流す。この場合、磁石板２４の励
振コイル２６ａへの引きつけ（又は押し離し）と励振コ
イル２６ｂからの押し離し（又は引きつけ）が同時に行
なわれるため、それぞれの励振コイル２６ａ，２６ｂに
は、振動子１４の振動に必要なエネルギーの１／２を加
えればよい。以上のように励振コイル２６ａ，２６ｂに
流す電流の方向と励磁周期を調整し、振動子１４の略共
振周波数ｆでＸ軸方向に強制振動させる（図３
（Ｃ））。そして、前記強制振動させている振動子１４
に例えば既知の角速度ω_aを入力し、励振コイルの出力
波形と、コリオリの力により発生するＹ軸方向の振幅の
波形を比較し、共振周波数ｆや励振コイルの出力を微調
整し、振動速度Ｖ_xが一定の大きさになるようにする
（図３（Ｄ））。

【００１２】これに対し、未知の角速度ωが入力される
と、角速度ωに対応するコリオリの力ＦｃがＹ軸方向に
発生する（図３（Ｅ））。前述したように振動子１４の
共振周波数ｆは、Ｘ軸，Ｙ軸方向ともに同じであるか
ら、振動子はＹ軸方向にも振動する。この結果、Ｙ軸方
向への振動の振幅を測定することにより、コリオリの
力、すなわち角速度ωを検出することができるのである
（図３（Ｆ））。なお、前記励振コイル２６ａ，２６ｂ
の双方に図４に示すように、振動子１４の１振動毎に１
回互いに逆向きの電流を流し励磁させてもよい。

【００１３】なお、励振コイル２６ａ，２６ｂのどちら
か一方のみを励磁させることによっても加振させること
ができる。即ち、振動子１４の１振動毎に２回、例えば
励振コイル２６ａのみに電流を順方向と逆方向に交互に
流し励磁させる（図５（Ａ））。このため、前記励振コ
イル２６ａに順方向の電流を流した時には、励振コイル
２６ａの磁石板２４側に磁石板２４の外側の極と異極の
磁界が発生し、磁石板２４が励振コイル２６ａに引きつ
けられる（図５（Ｂ））。逆に励振コイル２６ａに逆方
向の電流を流した時には、励振コイル２６ａの磁石板２
４側に磁石板２４の外側の極と同極の磁界が発生し、磁
石板２４が励振コイル２６ａから押し離され（図５
（Ｂ））加振が行なわれる。また、図６（Ａ）に示すよ
うに、振動子１４の１振動毎に１回、励振コイル２６ａ
のみに順方向の電流を流し、励磁させても可能である。
この場合、磁石板２４の励振コイル２６ａへの引きつけ
のみで加振させるため、前記１振動毎に２回励磁させる
のに比較し、２倍のエネルギーを励振コイル２６ａに加
えればよい。次に前記振動子１４のＸ軸方向の振動を制
御するための振動制御手段について説明する。

【００１４】前述したように、角速度ωが加わると、振
動子１４は図７に示すような軌跡を描く。一方、角速度
ωはＹ軸方向の速度Ｖｙ（速度最大点＝Ｙ軸振幅がゼロ
になる点）に比例する。また、Ｖｙは、Ｖｘ（Ｘ軸方向
速度）にも比例するため、Ｖｘを一定に制御すれば角速
度ωはＶｙの変化のみに比例することとなる。ここで、
振動子１４の原点からの距離Ｘ及び速度Ｖｘはそれぞれ
次の数１により示される。

【数１】Ｘ＝Ｐｘ・ｓｉｎ２πｆ・ｔＶｘ＝ｄＸ／ｄｔ＝２πｆ・Ｐｘ・ｃｏｓ２πｆ・ｔなお、Ｐｘ：最大振幅，ｆ：周波数，ｔ：時間である。
前記数１より、最大速度はｃｏｓ２πｆ・ｔ＝１又は−
１の時に、Ｖｘ＝２πｆ・Ｐｘとなる。また、周波数ｆ
は一定であるので、振幅Ｐｘのみ一定になるように制御
すれば足りる。

【００１５】そこで、図８に示すように本実施例にかか
る振動制御手段３０としてフィードバック制御機構を採
用し、Ｄ／Ａコンバータ３２、演算器３４、パルス幅変
調器３６、発振器３８より構成している。そして、Ｘ軸
エンコーダ１８ａにより検出されるＸ方向振幅はＤ／Ａ
コンバータ３２によりアナログ化され、演算器３４で目
標振幅値４０と比較される。そして、この比較結果はパ
ルス幅変調器３６に入力され、前記目標振幅値と実測振
幅値が一致するようにパルス幅をフィードバック制御す
る。なお、パルス幅変調器３６の発振周波数は発振器３
８により制御されており、一定（共振周波数）に保たれ
る。

【００１６】次に本発明において用いられる角速度演算
手段について説明する。図９に示すように本実施例にか
かる角速度演算手段５０は、カウンター５２と乗算器５
４を含む。そして、Ｙ軸エンコーダ１８ｂから入力され
たＹ方向振幅はカウンター５２により数値化され、更に
乗算器５４で固定定数Ａが乗算される。角速度ωはＹ方
向振幅に比例するから、固定定数Ａを適当に調整するこ
とで乗算値は角速度ωとなる。なお、本発明ではこのよ
うにＹ軸方向の振幅を測定することにより角速度ωを得
ているので、例えば図１０に示すように低周波外乱が重
畳した場合にもその影響を受けにくい。

【００１７】次に、図１１〜図１５に基づき本発明の変
位検出手段１８について説明する。図１１には本実施例
において変位検出手段として用いられる光電型エンコー
ダの基本構成を示す縦断面図が示されており、また図１
２には図１１XII−XII線での断面図が示されている。同
図において、光電型エンコーダ１８は可動スケール２２
と固定スケール６０を含み、両スケールの相対移動量を
検出するものである。固定スケール６０の図１１中上面
には、一個の発光素子６２及び八個の受光素子６４ａ，
６４ｂ，…６４ｈが配置されている。発光素子６２及び
各受光素子６４のリード線は、プリント基板６６に固定
されている。前記可動スケール２２には、図１３に示す
第一格子６８が設けられ、該第一格子６８はマトリック
ス状の長方形島状反射格子部７０₁₁，７０₁₂…７０_1n、
７０2₁，７０₂₂…７０_2n、…、７０_m1，７０_m2，…７０
_mnを含む反射式格子よりなる。格子部７０のＸ軸（列）
方向への並びはＹ軸に平行なピッチＰ₁の格子を構成
し、格子部７０のＹ軸（行）方向への並びはＸ軸に平行
なピッチＰ₁'の格子を構成する。

【００１８】一方、固定スケール６０は、図１４から明
らかなように、第二格子７２及び第三格子７４ａ，７４
ｂ，…７４ｈを備えている。そして、第二格子７２は前
記発光素子６２に対応する各三角形状の透過格子部７６
ａ，７６ｂ，…７６ｄを含む透過式格子よりなる。また
第三格子７４ａ，７４ｂ，…７４ｈはそれぞれ受光素子
６４ａ，６４ｂ，…６４ｈに対応する透過格子よりな
る。このため、発光素子６２から出光した光Ｌは第二格
子部７６ａ，７６ｂ，…７６ｄを介して第一格子６８に
反射され、該反射光は第三格子７４ａ，７４ｂ，…７４
ｈを介して受光素子６４ａ，６４ｂ，…６４ｈに受光さ
れる。

【００１９】以上のように、本実施例に用いられる光電
型エンコーダは、Ｘ方向への相対移動に対しては第二格
子部７６ａ，７６ｂ、第一格子部６８の列方向への並
び、第三格子部７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ、受光
素子６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄが、それぞれ三格
子型変位検出器として機能する。また、Ｙ方向への相対
移動に対しては第二格子部７６ｃ，７６ｄ、第一格子部
６８の行方向への並び、第三格子部７４ｅ，７４ｆ，７
４ｇ，７４ｈがそれぞれ三格子型変位検出器として機能
する。

【００２０】すなわち、三格子型変位検出器は図１５に
示すように３枚の格子の重なり合いの変化により変位量
を検出するものである(Journal of the optical societ
y ofAmerica, 1965, vol.55, No.4, p373-381)。図１５
に示す三格子型変位検出器は、平行配置された第二格子
７２及び第三格子７４と、両格子７２，７４の間に相対
移動可能に平行配置された第一格子６８と、前記第二格
子７２の図中左側に配置された発光素子６２と、前記第
三格子７４の図中右側に配置された受光素子６４と、を
含む。そして、発光素子６２から出射された光は第二格
子７２、第一格子６８、第三格子７４を介して受光素子
６４に至り、該受光素子６４は各格子７２，６８，７４
で制限された照明光を光電変換し、更にプリアンプ７８
で増幅して検出信号ｓを得る。

【００２１】ここで、第一格子６８が、第二格子７２及
び第三格子７４に対して例えばｘ方向に相対移動する
と、発光素子６２からの照明光のうち、格子７２，６
８，７４により遮蔽される光量が徐々に変化し、検出信
号ｓは略正弦波として出力される。そして、前記第一格
子６８のピッチＰ₁と検出信号ｓの波長Ｐが対応し、該
検出信号ｓの波長及びその分割値より前記第一格子６８
の相対移動量を測定するものである。従って、第一格子
６８可動スケール２２に、第二格子７２及び第三格子７
４を固定スケール６０にそれぞれ設置することにより、
両移動部材の相対移動量を検出することができる。

【００２２】そして、本実施例においては第一格子６８
の格子部７０のＸ軸方向への並びはＹ軸に平行でピッチ
Ｐ₁の格子が構成し、格子部７０のＹ軸方向への並びは
Ｘ軸に平行でピッチＰ₁'の格子を構成している。また、
第二格子７２の格子部７６ａ，７６ｂにはＹ軸に平行で
ピッチＰ₂の格子が形成され、格子部７６ｃ，７６ｄに
はＸ軸に平行でピッチＰ₂'の格子が形成されている。更
に、第三格子７４ａにはＡｘ相用の格子、第三格子７４
ｂにはＡｘ'相用の格子、第三格子７４ｃにはＢｘ相用
の格子、第三格子７４ｄにはＢｘ'相用の格子がそれぞ
れＹ軸に平行にピッチＰ₃で形成され、第三格子７４ｅ
にはＡｙ相用の格子、第三格子７４ｆにはＡｙ'相用の
格子、第三格子７４ｇにはＢｙ相用の格子、第三格子７
４ｈにはＢｙ'相用の格子がそれぞれＸ軸に平行にピッ
チＰ₃'で形成されている。従って、Ａｘ＝０゜とすると、Ａｘに対し、Ａｘ'＝１８０゜（１／２Ｐ₃異なる）Ｂｘ＝９０゜（１／４Ｐ₃異なる）Ｂｘ'＝２７０゜（３／４Ｐ₃異なる）また、Ａｙ＝Ｏ゜とすると、Ａｙに対してＡｙ'＝１８０゜（１／２Ｐ₃'異なる）Ｂｙ＝９０゜（１／４Ｐ₃'異なる）Ｂｙ'＝２７０゜（３／４Ｐ₃'異なる）となるように目盛が付けられている。

【００２３】この結果、受光素子６４ａ，６４ｂ，６４
ｃ，６４ｄからは、それぞれπ／２ずつ位相のずれたＡ
ｘ相、Ａｘ'相、Ｂｘ相、Ｂｘ'相の信号を得ることがで
き、Ａｘ相−Ａｘ'相より差動振幅増幅されたＡｘ相出
力を、またＢｘ相−Ｂｘ'相より差動振幅増幅されたＢ
ｘ相出力を得る。そして、該Ａｘ相出力及びＢｘ相出力
の位相のずれ方向等よりスケールのＸ方向への相対移動
方向の弁別を行なうと共に、電気的に検出信号の分割を
行ない、分解能の高い変位量検出を行なっている。一
方、受光素子６４ｅ，６４ｆ，６４ｇ，６４ｈからはそ
れぞれπ／２ずつ位相のずれたＡｙ相、Ａｙ'相、Ｂｙ
相、Ｂｙ'相の信号を得ることができ、前記Ｘ方向と同
様にしてスケール２２，６０のＹ方向の位相弁別及び相
対移動距離を検出することができる。

【００２４】以上のように、本実施例に用いられる変位
検出手段１８によれば、一の光電型エンコーダでＸ方向
及びＹ方向の移動方向及び移動距離を検出することがで
きる。尚、Ｘ軸方向検出用の各格子、及びＹ軸方向検出
用の各格子はそれぞれ対応する格子と同一のピッチでも
よいが、各方向毎に異なる精度等を要求する場合には異
なるピッチとすることも好適である。

【００２５】以上説明したように本実施例にかかる振動
ジャイロによれば、振動子１４を極めてシンプルな構成
とすることができ、圧電素子等の貼着も要求されないた
め、誤差を低減させることができる。また、振動子とは
非接触の光電型エンコーダを用いてＸ軸方向の振動の振
幅を制御すると共に、同一のエンコーダを用いてＹ軸方
向の振幅を検出し角速度ωを得ているので、角速度ωを
高分解能、高精度で測定することができる。さらに、加
振手段として振動子１４に磁石板２４を嵌合し、該磁石
板２４に近接して励振コイル２６を設けているので、励
振コイル２６に電流を流し発生させる磁界が非常に弱く
ても振動子１４が加振されるため、励振コイル２６を小
型化することができる。

【００２６】なお、前記実施例においては磁石板の極を
内側と外側に分けたが、磁石板の水平断面図である図１
６に示すように、磁石板１２４の極を励振コイル１２６
の軸芯と直交する中心線を境にＮ極及びＳ極を左右両側
に分けても可能である。この場合、前記図３及び図４に
示す励振コイル２６ａ，２６ｂに流す電流の方向は、互
いに同じ方向となる。また、前記実施例においては磁石
板の形状をドーナツ状としたが、図１７（Ａ）に示すよ
うに磁石板２２４の断面の形状を中央に振動子２１４が
嵌合するための穴の開いた正四角形状、同図（Ｂ）に示
す八角形状、或いは同図（Ｃ）に示す十字形状とするこ
とも可能である。さらに、同図（Ｃ）に示すように磁石
板２２４の両端２２４ａ，２２４ｂのみを磁石とするこ
とも可能である。磁石板はＸ軸方向とＹ軸方向の共振周
波数が等しいこと、即ちダイナミックバランスが等しい
ことが要求される。

【００２７】また、励振コイル２６は前記実施例に示す
ように空芯コイルが好適である。すなわち、磁芯がある
と励芯コイル２６を励磁させていない時も常に磁石板２
４を引きつけてしまう。そして、前記磁石板２４を引き
つける引張り力が常に働いていると、角速度ωが入力さ
れた時、コリオリ力Ｆｃによる振動子１４のＹ軸方向へ
の振幅を減少させるように作用するため、角速度ωの検
知感度が著しく悪くなってしまうためである。また、前
記実施例においては加振手段を振動子１４の先端側に設
けたが、図１８に示すように振動子の固定側に設けるこ
とも可能である。なお、前記実施例において、ハウジン
グ２０と振動子１４の線膨張係数がほぼ等しいことが好
適である。

【００２８】すなわち、ハウジング２０と振動子１４の
線膨張係数が大きく異なると、温度変化により可動スケ
ール２２と固定スケール６０の間隙が変化し、測定誤差
を増大するおそれがあるためである。また、ハウジング
２０内は密閉構造としヘリウム等の不活性ガスを封入す
るか、あるいは真空とすることが好適である。すなわ
ち、ハウジング２０内の気圧変化により振動子１４の振
動に影響を与えるおそれがあるためである。なお、前記
実施例においては励振コイル２６への印加電圧をパルス
状としたが、例えば図１９（Ａ）に示すように正弦波状
電圧を印加してもよい。このときは鋸歯状電圧を正弦波
状電圧に同期させて作り、ｔ₀，ｔ₂で位相確認を行な
い、ｔ₁，ｔ₃でＹ軸方向の振幅を読取る。

【００２９】また、前記実施例においては円柱状の振動
子を用いたが、例えば図２０（Ａ）に示す円筒状、同図
（Ｂ）に示す断面正四角形状、同図（Ｃ）に示す正四角
筒状、或いは八角形状等を採用することも可能である。
振動子はＸ軸回りの慣性モーメントと、Ｙ軸回りの慣性
モーメントが略同一であり、共振周波数ｆが実質的に等
しいことが要求される。さらに、振動子の形状を図２１
（Ａ）に示すように上細段付き形状、同図（Ｂ）に示す
ように下細段付き形状、或いは同図（Ｃ）に示すように
テーパ状とすることも好適である。振動子はＸ軸回りの
慣性モーメントと、Ｙ軸回りの慣性モーメントが略同一
であり、共振周波数ｆが実質的に等しいことが要求され
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる振動
ジャイロによれば、振動手段を非接触で加振することと
したので、簡単な構成で極めて正確な角速度検出を行な
うことが可能となる。また、加振手段として振動手段に
磁石部を設け、該磁石部に近接して励振コイルを配置し
ているので、励振コイルに微弱な磁力を発生させるだけ
で振動手段に振動力が印加されるため、前記励振コイル
の小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる振動ジャイロの概略
構成の説明図である。

【図２】，

【図３】，

【図４】，

【図５】，

【図６】図１に示した振動ジャイロの振動手段及び角速
度測定原理の説明図である。

【図７】，

【図８】図１に示した振動ジャイロの振動制御手段の説
明図である。

【図９】図１に示した振動ジャイロの角速度演算手段の
説明図である。

【図１０】図１に示した振動ジャイロへの低周波外乱の
影響の説明図である。

【図１１】，

【図１２】，

【図１３】，

【図１４】，

【図１５】図１に示した振動ジャイロの変位検出手段の
説明図である。

【図１６】磁石板の分極例の説明図である。

【図１７】磁石板の形状例の説明図である。

【図１８】加振手段の設置位置の例の説明図である。

【図１９】励振コイルへの印加電圧波形の例の説明図で
ある。

【図２０】，

【図２１】振動子の例の説明図である。

【符号の説明】

１２ベース１４振動子（振動手段）１６加振手段１８変位検出手段２４磁石板（磁石部）２６励振コイル５０角速度演算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石橋渡神奈川県川崎市高津区坂戸165番地株式会社ミツトヨ開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースに立設された振動手段と、前記振動手段に設けられた磁石部と、前記振動手段の軸
芯に対し垂直線上かつ前記磁石部の水平線上に軸芯を有
するように円筒状に巻回され、前記磁石部に近接して配
置された励振コイルとを有し、前記励振コイルに周期的
に励磁電流を流すことにより生じる磁石部と励振コイル
間の磁力により前記振動手段にＸ軸方向の振動力を印加
する加振手段と、前記振動手段のＹ軸方向への変位を検出する変位検出手
段と、前記変位検出手段のＹ軸方向への変位量より、角速度を
演算する角速度演算手段と、を備えたことを特徴とする振動ジャイロ。