JPH05240647A - 回転角速度検出装置 - Google Patents

回転角速度検出装置

Info

Publication number
JPH05240647A
JPH05240647A JP4041546A JP4154692A JPH05240647A JP H05240647 A JPH05240647 A JP H05240647A JP 4041546 A JP4041546 A JP 4041546A JP 4154692 A JP4154692 A JP 4154692A JP H05240647 A JPH05240647 A JP H05240647A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resonator
angular velocity
wall surface
detection
rotational angular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4041546A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Kobayashi
林 聡 宏 小
Toru Watanabe
邉 徹 渡
Masayuki Sato
藤 雅 之 佐
Katsuyoshi Mizumoto
元 克 芳 水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP4041546A priority Critical patent/JPH05240647A/ja
Publication of JPH05240647A publication Critical patent/JPH05240647A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 回転角速度検出装置の検出感度の向上、検出
精度を向上させる。 〔構成〕 一端が開口する円筒状の共振体の壁面に圧電
素子から成る駆動素子を配設して、該駆動素子によって
前記共振体を励振してこれに印加される回転角速度を前
記共振体に配設した圧電素子から成る検出素子によって
検出する回転角速度検出装置において、円周方向に長手
方向を有する複数の検出素子を共振体の壁面に等間隔に
配設して、隣接する検出素子間の共振体の開口縁部に共
振体の軸方向に延びる延出部を形成し、さらに該延出部
を形成した共振体の壁面に駆動素子を配設したことであ
り、さらに共振体の開口縁部に円周方向に長手方向を有
する検出素子を配設し、駆動素子は円筒状の共振体の閉
口端側の共振体の壁面に配設し、さらに隣接する駆動素
子の間の共振体の壁面に開口部を設けたことである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の目的】
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は自動車、航空機、あるい
は船舶等の運動体に搭載されてその運動、特に回転角速
度を検出する装置に関するものである。
【0003】
【従来の技術】公知の角速度検出装置として、光ファイ
バジャイロ、振動式ジャイロ等が知られているが、光フ
ァイバジャイロは高い精度で回転角速度が検出できる利
点があるにもかかわらず非常に高価なものであり、その
利用分野も限らてしまうものであった。一方、振動式ジ
ャイロはこれに比較して安価なものではあるが外部から
の振動や衝撃に対する対策が必要であり実用に供するに
は種々の問題を解決しなければならなかった。上記角速
度検出装置のほか、円筒形あるいはワイングラスシェイ
プと一般的に呼ばれる共振体を有する振動型ジャイロが
知られている。そして、振動型ジャイロの一例として、
例えば、英国特許公開第2061502号公報に示され
た回転運動検出センサに関するものがある。
【0004】この従来技術による回転運動検出センサ
は、第4図に示したように、円筒形状の共振体50に所
定の間隔で配設した駆動用圧電素子51に交流電圧を印
加して共振体50を振動させた状態で角速度を検出する
ものであった。すなわち、駆動用圧電素子によって励振
状態にある共振体50に第4図中Ωで示した回転角速度
が印加されると駆動用圧電素子51と共に共振体に配設
された検出用圧電素子52,53に圧電現象が生じてこ
れが回転角速度に応じた電圧が出力されることを利用し
て回転角速度を検出するものであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した従
来技術によると検出用圧電素子は円周方向に分割されて
配設されており、各検出用圧電素子は充分な感度が得ら
れる長さに設定されていないため、励振状態にある共振
体に印加された回転角速度を高感度で検出することがで
きないという問題があった。さらに、駆動用圧電素子が
共振体の開口部を充分に励振するように配設されていな
いため、充分な共振体の励振効率を得ることができず、
これによっても回転角速度を高い感度で検出できないと
いう問題があった。本発明は、上記した従来技術の問題
点を解決すべくためのものであり、高い感度で回転角速
度検出装置の出力信号が得られる新規な構成を有する回
転角速度検出装置とすることを技術的課題とする。
【0006】
【発明の構成】
【0007】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために講じた第1の技術的な手段は、一端が開口する
円筒状の共振体の壁面に圧電素子から成る駆動素子を配
設して、該駆動素子によって前記共振体を励振してこれ
に印加される回転角速度を前記共振体に配設した圧電素
子から成る検出素子によって検出する回転角速度検出装
置において、円周方向に長手方向を有する複数の検出素
子を共振体の壁面に等間隔に配設して、隣接する検出素
子間の共振体の開口縁部に共振体の軸方向に延びる延出
部を形成し、さらに延出部を形成した共振体の壁面に駆
動素子を配設したことである。
【0008】さらに上記技術的課題を解決するために講
じた第2の技術的手段は、一端が開口する円筒状の共振
体の壁面に圧電素子から成る駆動素子を配設して、該駆
動素子によって前記共振体を励振してこれに印加される
回転角速度を前記共振体に配設した圧電素子から成る検
出素子によって検出する回転角速度検出装置において、
共振体の開口縁部に円周方向に長手方向を有する検出素
子を配設し、駆動素子は円筒状の共振体の閉口端側の共
振体の壁面に配設し、さらに隣接する駆動素子の間の共
振体の壁面に開口部を設けたことである。
【0009】
【作用】上記技術的手段を講じたことによって、励振状
態にある共振体に印加される角速度を効率的に検出でき
るため、高い感度で回転角速度が検出できるようになっ
た。さらに、駆動素子による共振体の励振効率も高める
ことがきるため、これによっても高い感度で回転角速度
が検出できるようになった。
【0010】
【実施例】次に、本発明の好ましい実施例について図面
を参照して説明する。
【0011】第1図は第1の発明による回転角速度検出
装置1の斜視図である。回転角速度検出装置1は一端が
開口する円筒状の共振体2を基本構成としている。開口
部とは対向する閉口部は円筒ベース部2aとなってお
り、円筒ベース部2aには支持棒3の一端が固定され、
さらに支持棒3の他端は被測定物への結合部となるベー
スプレート4に固定されている。
【0012】共振体2は円柱部材から切削加工によって
壁面2bが均一な厚さになるようにカップ状に加工され
ている。共振体2はその中心部を通る中心軸Oを中心と
して軸対象となるように形成されている。なお、本実施
例では直径20ミリの円柱部材から壁面2bの厚さが1
ミリとなるように切削加工された共振体2を用いてい
る。共振体2の開口縁部には4つの検出素子6a、6
b、6c、6dが等間隔に接着固定されている。そし
て、共振体2の開口縁部は隣接する検出素子間には共振
体2の中心軸Oに沿うように延出部2bが4箇所形成さ
れている。さらに、4つの駆動素子5a、5b、5c、
5dは共振体2の閉口端側の円筒ベース部2aの近傍の
壁面2c上の延出部2bに対応する部分に配設されてい
る。
【0013】検出素子6a、6b、6c、6d、および
駆動素子5a、5b、5c、5dは共振体2の中心軸O
周りに90度の角度を以て、開口縁部に4箇所配設され
ている。そして、検出素子6a、6b、6c、6dは隣
接する駆動素子の中間点にその中間点が位置するように
開口縁部に配設されている。駆動素子5a、5b、5
c、5d、および検出素子6a、6b、6c、6dは圧
電素子から成り、形状は長方形のものを使用している。
そして、駆動素子5a、5b、5c、5dについては共
振体2の開口縁部にて長手方向が中心軸Oに沿うように
固定され、検出素子6a、6b、6c、6dについては
開口縁部にて短手方向が中心軸Oに沿うように固定され
ている。そして、駆動素子、および検出素子は図示しな
い駆動・制御回路に電気的に結線され駆動信号の供給、
検出信号の処理が成されるようになっている。本実施例
にて用いた駆動素子、および検出素子は長手方向の長さ
が5ミリ、短手方向の長さが2ミリの平板状のものを使
用した。なお、駆動素子、および検出素子は曲率を有す
る共振体2の壁面2cに固定することになるため両者の
間には間隙が生じるが、壁面2cと素子との間は接着剤
を充填することによってその間隙が埋められている。な
お、第2図は第1図にて示した回転角速度検出装置1を
上方から観た平面図である。
【0014】次に第3図を用いて回転角速度検出装置1
の動作について説明する。第3図は駆動素子に依って共
振体2を励振した状態を示したものであり、αにて示し
た楕円は駆動素子5a、5cによって共振体2が励振さ
れた状態を示し、βにて示した楕円は駆動素子5b、5
dによって共振体2が励振された状態を示したものであ
る。駆動素子には交流電圧が印加され、共振体2は交流
電圧の印加状態に応じてαとβで示した励振状態を順次
繰り返す。駆動素子5a、5b、5c、5dを円筒ベー
ス部2aの近傍に配設したことによって、駆動素子から
開口端縁部までの距離が長大なため、開口端縁部の励振
量を大きくすることができる。したがって、中心軸Oの
周りに回転角速度が生じると節部Jに変位量が生じて、
検出素子6a、6b、6c、6dに圧電現象を生じさせ
るようになる。その結果、検出装置に印加された回転角
速度に応じた電圧が検出素子に励起される。先に述べた
ように駆動素子による共振体2の励振量を大きくするこ
とができるため、回転角速度の検出感度を向上すること
ができるようになった。また、延出部2bの延出量を調
整することにより、回転角速度検出装置1に回転角速度
が印加されていない状態で共振体の励振状態を調整して
共振状態を容易に得ることができるため、これによって
も回転角速度の検出精度を高めることができる。
【0015】第4図は第2の発明に関連する回転角速度
検出装置1の実施例を示したものである。この発明にお
いては駆動素子5a、5b、5c、5dおよび検出素子
6a、6b、6c、6dの共振体への配設方法は同一で
あるが、第1の発明における開口縁部から突出する延出
部2bを廃止する一方、隣接する駆動素子の間に開口部
10を設けたものである。開口部10を共振体の壁面2
cに設けることによって、検出素子が配設された共振体
の壁面の剛性を低くすることができるため、回転角速度
の検出感度を高めることができる。さらに、開口部10
の開口量を調整することによって共振体2の共振状態を
容易に得ることができるようになって、回転角速度の検
出精度を高めることができる。なお、第4図において第
1図と同一部材については同じ番号符号を付与した。
【0016】第5図は第1および第2の発明に関連する
回転角速度検出装置1の別の実施例を示したものであ
る。この実施例では、第1図で説明した延出部2bを共
振体2の開口縁部に設けると同時に、共振体2の壁面2
cの隣接する駆動素子との間に第4図で説明した開口部
10を設けたことに特徴がある。このように、延出部2
bと開口部10を同時に共振体2に設けることにより励
振効率を向上させつつ、検出感度も向上させることがで
きるようになる。さらに、延出部2bの延出量、及び開
口部10の開口量を調整することによって、共振体2の
共振状態を容易に得ることができる。なお、第5図にお
いては第1図と同一部材については同じ番号符号を付与
した。
【0017】
【発明の効果】第1の発明によれば、駆動素子による共
振体の励振量を大きくすることができ、回転角速度の検
出感度を向上することができるようになるとと同時に、
延出部10の延出量を調整することにより、共振体の共
振状態を容易に得ることができるため回転角速度の検出
精度が高められる。
【0018】第2の発明によれば、検出素子が配設され
た共振体の剛性を小さくすることができるため、検出素
子の感度を高めることができるようになった。さらに、
開口量を調整するこにより共振体の共振状態も容易に得
ることができるため回転角速度の検出精度を高めること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1図は第1の発明による回転角速度検出装置
の斜視図。
【図2】第2図は第1図にて示した回転角速度検出装置
を上方から観た平面図。
【図3】第3図は第1図の回転角速度検出装置の作動状
態を説明する説明図。
【図4】第4図は第2の発明による回転角速度検出装置
の斜視図。
【図5】第4図は第1および第2の発明に関連する別の
実施例を示す回転角速度検出装置の斜視図。
【図6】第6図は従来技術による回転運動検出センサの
斜視図。
【符号の説明】
2 共振体 5a、5b、5c、5d 駆動素子 6a、6b、6c、6d 検出素子 2b 延出部 10 開口部
フロントページの続き (72)発明者 水 元 克 芳 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端が開口する円筒状の共振体の壁面に
    圧電素子から成る駆動素子を配設して、該駆動素子によ
    って前記共振体を励振してこれに印加される回転角速度
    を前記共振体に配設した圧電素子から成る検出素子によ
    って検出する回転角速度検出装置において、 円周方向に長手方向を有する複数の検出素子を前記共振
    体の壁面に等間隔に配設して、隣接する検出素子間の前
    記共振体の開口縁部に共振体の軸方向に延びる延出部を
    形成し、さらに該延出部を形成した共振体の壁面に駆動
    素子を配設したことを特徴とする回転角度検出装置。
  2. 【請求項2】 一端が開口する円筒状の共振体の壁面に
    圧電素子から成る駆動素子を配設して、該駆動素子によ
    って前記共振体を励振してこれに印加される回転角速度
    を前記共振体に配設した圧電素子から成る検出素子によ
    って検出する回転角速度検出装置において、 前記共振体の開口縁部に円周方向に長手方向を有する検
    出素子を配設し、駆動素子は円筒状の共振体の閉口端側
    の前記共振体の壁面に配設し、さらに隣接する駆動素子
    の間の共振体の壁面に開口部を設けたことを特徴とする
    回転角速度検出装置。
JP4041546A 1992-02-27 1992-02-27 回転角速度検出装置 Pending JPH05240647A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4041546A JPH05240647A (ja) 1992-02-27 1992-02-27 回転角速度検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4041546A JPH05240647A (ja) 1992-02-27 1992-02-27 回転角速度検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05240647A true JPH05240647A (ja) 1993-09-17

Family

ID=12611427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4041546A Pending JPH05240647A (ja) 1992-02-27 1992-02-27 回転角速度検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05240647A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08178674A (ja) * 1994-08-24 1996-07-12 British Aerospace Plc <Baf> 振動構造における振動モード周波数を整合させる方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08178674A (ja) * 1994-08-24 1996-07-12 British Aerospace Plc <Baf> 振動構造における振動モード周波数を整合させる方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4353087B2 (ja) 回転振動型角速度センサ
EP1744121B1 (en) Microfabricated tuning fork gyroscope for sensing out-of-plane rotation
US20030159510A1 (en) Phase insensitive quadrature nulling method and apparatus for coriolis angular rate sensors
US5476007A (en) Vibrating gyroscope
KR970028443A (ko) 기계적 공진기를 구비한 속도 자이로스코프
JPH05240647A (ja) 回転角速度検出装置
JPH02218914A (ja) 振動ジャイロ
US4988908A (en) Piezoelectric transducers for a ring laser gyroscope dither motor
US5996410A (en) Tuning fork type vibration gyro
GB2111209B (en) Piezoelectric oscillatory gyroscopes
JPH05240648A (ja) 回転角速度検出装置
JPH0854242A (ja) 振動ジャイロ
JPH11325905A (ja) 振動ジャイロ
EP0732566B1 (en) Vibrating gyroscope
EP0684450B1 (en) Supporting structure of vibrator
JPH06174474A (ja) 振動子の支持構造
JPH04118515A (ja) 角速度検出器および加速度検出器
JPH02228518A (ja) 振動子の支持構造
JPH02228519A (ja) 振動子の支持構造
JPH0455714A (ja) 振動ジャイロ
JPH0829183A (ja) 振動ジャイロ
JPH08297029A (ja) 振動ジャイロ
JPH0280911A (ja) 振動ジャイロ
JPH06194174A (ja) 圧電振動ジャイロ用振動子
JPH0545169A (ja) 圧電振動ジヤイロ