JPH0587576A - 振動子 - Google Patents
振動子Info
- Publication number
- JPH0587576A JPH0587576A JP3271794A JP27179491A JPH0587576A JP H0587576 A JPH0587576 A JP H0587576A JP 3271794 A JP3271794 A JP 3271794A JP 27179491 A JP27179491 A JP 27179491A JP H0587576 A JPH0587576 A JP H0587576A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrating body
- vibrator
- piezoelectric elements
- vibration body
- side surfaces
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 振動体の各側面に貼着する圧電素子間での検
出特性の差異をなくして、角速度の正確な測定を実現す
る振動子を提供する。 【構成】 横断面形状が多角形をなす振動体について、
それの２側面が、この振動体を切出す素材金属材料の圧
延面に対して等角度となるように切出し、このようにし
て得られた振動体の側面にそれぞれ検出機能をもつ圧電
素子を貼着する。このことにより、振動体材料自体の異
方性による悪影響を除去する。
出特性の差異をなくして、角速度の正確な測定を実現す
る振動子を提供する。 【構成】 横断面形状が多角形をなす振動体について、
それの２側面が、この振動体を切出す素材金属材料の圧
延面に対して等角度となるように切出し、このようにし
て得られた振動体の側面にそれぞれ検出機能をもつ圧電
素子を貼着する。このことにより、振動体材料自体の異
方性による悪影響を除去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、振動子、とくに、振
動ジャイロ等に好適に用いられる柱状の振動子に関する
ものである。
動ジャイロ等に好適に用いられる柱状の振動子に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、図３に示すような振動子が提案さ
れている。この種の振動子４は、図面に示すように、横
断面形状が四角形の振動体１の隣接する２つの側面に、
圧電素子２, ３を貼着して構成したものである。そし
て、これらの圧電素子２, ３に駆動回路を介して振動用
駆動電圧を印加すると、振動子４を矢印５の方向に屈曲
振動させ、さらにこれらの圧電素子２, ３の発生電圧を
駆動回路に帰還させることで自励振動のループが構成さ
れるようにして、矢印５の方向に継続的に屈曲振動する
ようになる。一方、このような自励振動を維持しつつ、
この振動子４を矢印７で示される方向に回転すると、前
記圧電素子２, ３間では発生電圧に差を生じることか
ら、角速度の測定が可能となる。このような振動体１
は、エリンバ（Fe−Ni合金）等の恒弾性特性をもつ合金
が主に素材として用いられる。すなわち、冷間圧延によ
って板状とされた前記合金素材から振動体１を切り出
し、その後熱処理（残留応力除去焼鈍）を施して、弾性
定数が環境に対して安定的である（恒常的な弾性）よう
な状態として使用されているものである。
れている。この種の振動子４は、図面に示すように、横
断面形状が四角形の振動体１の隣接する２つの側面に、
圧電素子２, ３を貼着して構成したものである。そし
て、これらの圧電素子２, ３に駆動回路を介して振動用
駆動電圧を印加すると、振動子４を矢印５の方向に屈曲
振動させ、さらにこれらの圧電素子２, ３の発生電圧を
駆動回路に帰還させることで自励振動のループが構成さ
れるようにして、矢印５の方向に継続的に屈曲振動する
ようになる。一方、このような自励振動を維持しつつ、
この振動子４を矢印７で示される方向に回転すると、前
記圧電素子２, ３間では発生電圧に差を生じることか
ら、角速度の測定が可能となる。このような振動体１
は、エリンバ（Fe−Ni合金）等の恒弾性特性をもつ合金
が主に素材として用いられる。すなわち、冷間圧延によ
って板状とされた前記合金素材から振動体１を切り出
し、その後熱処理（残留応力除去焼鈍）を施して、弾性
定数が環境に対して安定的である（恒常的な弾性）よう
な状態として使用されているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようにして得られ
た従来の振動体は、冷間圧延加工に伴って当然、組織的
な変化を生じる。すなわち、図４に示すように、振動体
材料８の結晶粒１０は、圧延によって辷り変形を生じ、
圧延方向およびそれを直交する幅方向に引き伸ばされ、
いわゆる圧延面９と平行な方向に延びた偏平な結晶粒１
０となる。そして、このような結晶粒は特定の方位に片
寄って密度が高くなり、異方性を示すようになる。この
結晶異方性は、前記熱処理によっても完全には除去でき
ないため、磁歪定数や残留応力分布が方向によって異な
るようになる。このことにより、かような素材から切り
出した振動子４の屈曲方向によって、弾性定数が異なる
ものになると共に、温度変化に対するその変化率も異な
る結果を招き、ひいては圧電素子２, ３の検出特性に差
異を生じて、角速度の正確な測定を阻害することとな
る。
た従来の振動体は、冷間圧延加工に伴って当然、組織的
な変化を生じる。すなわち、図４に示すように、振動体
材料８の結晶粒１０は、圧延によって辷り変形を生じ、
圧延方向およびそれを直交する幅方向に引き伸ばされ、
いわゆる圧延面９と平行な方向に延びた偏平な結晶粒１
０となる。そして、このような結晶粒は特定の方位に片
寄って密度が高くなり、異方性を示すようになる。この
結晶異方性は、前記熱処理によっても完全には除去でき
ないため、磁歪定数や残留応力分布が方向によって異な
るようになる。このことにより、かような素材から切り
出した振動子４の屈曲方向によって、弾性定数が異なる
ものになると共に、温度変化に対するその変化率も異な
る結果を招き、ひいては圧電素子２, ３の検出特性に差
異を生じて、角速度の正確な測定を阻害することとな
る。
【０００４】この発明の目的は、従来振動子が抱えてい
る上述した課題を克服することにあり、いわゆる圧電素
子間の検出特性の差異をなくして角速度の正確な測定を
実現する新規な振動子を提供することにある。
る上述した課題を克服することにあり、いわゆる圧電素
子間の検出特性の差異をなくして角速度の正確な測定を
実現する新規な振動子を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的の実現に叶う
この発明の振動子の構成は、横断面形状が多角形をなす
振動体の２側面が、この振動体を切り出す素材金属材料
の圧延面に対し、ともに等角度となるように切り出すと
ともに、このようにして得られた振動体の２側面に検出
機能を有する圧電素子をそれぞれ貼着したことを特徴と
するところにある。
この発明の振動子の構成は、横断面形状が多角形をなす
振動体の２側面が、この振動体を切り出す素材金属材料
の圧延面に対し、ともに等角度となるように切り出すと
ともに、このようにして得られた振動体の２側面に検出
機能を有する圧電素子をそれぞれ貼着したことを特徴と
するところにある。
【０００６】
【作用】冷間圧延された素材金属材料から、この発明に
かかる振動体を切り出すとき、切り出した振動体の２側
面に、前記素材金属材料の圧延面とのなす角度α, βが
等角度となる振動体の２側面に、検出機能を有する圧電
素子をそれぞれ貼着すれば、振動体材料のもつ上述した
異方性を原因として起こる弾性定数の不一致、ひいては
検出面の共振周波数の不安定性を低減することができ
る。これが、この発明の着想の基本である。
かかる振動体を切り出すとき、切り出した振動体の２側
面に、前記素材金属材料の圧延面とのなす角度α, βが
等角度となる振動体の２側面に、検出機能を有する圧電
素子をそれぞれ貼着すれば、振動体材料のもつ上述した
異方性を原因として起こる弾性定数の不一致、ひいては
検出面の共振周波数の不安定性を低減することができ
る。これが、この発明の着想の基本である。
【０００７】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１(a) は、この発明の１実施例を示す図であ
り、図中の従来技術で述べた部分と同じ構成については
それらと同一の番号で示す。この例で示す振動子は、図
２(a) に示すような金属材料８から、横断面形状が四角
形の振動体１の隣接する２側面11, 12が、この金属材料
８の圧延面９とそれぞれ等角度α,βとなるように切り
出されたものである。すなわち、図示のように、振動体
１の長手方向と圧延面９とが平行になるように切り出せ
ばよい。そして、このようにして形成された各側面11,
12に圧電素子２, ３を貼着し、図２(b) に示すような振
動子４を構成する。
明する。図１(a) は、この発明の１実施例を示す図であ
り、図中の従来技術で述べた部分と同じ構成については
それらと同一の番号で示す。この例で示す振動子は、図
２(a) に示すような金属材料８から、横断面形状が四角
形の振動体１の隣接する２側面11, 12が、この金属材料
８の圧延面９とそれぞれ等角度α,βとなるように切り
出されたものである。すなわち、図示のように、振動体
１の長手方向と圧延面９とが平行になるように切り出せ
ばよい。そして、このようにして形成された各側面11,
12に圧電素子２, ３を貼着し、図２(b) に示すような振
動子４を構成する。
【０００８】このようにして得られた振動子の前記各圧
電素子２, ３に、振動用駆動電圧を印加して矢印５の方
向にこの振動子４を屈曲振動させ、さらに、圧電素子
２, ３の発生電圧を駆動回路に帰還させて自励振動をさ
せると共に、回転時のコリオリの力に起因する矢印６方
向の振動を、圧電素子２, ３相互間の発生電圧の差を測
定することによって求める。さらには、本発明では圧電
素子２, ３の貼着していない側面にさらに圧電素子を貼
着し、これに振動用駆動電圧を加えるなどの方法をとっ
てもよい。
電素子２, ３に、振動用駆動電圧を印加して矢印５の方
向にこの振動子４を屈曲振動させ、さらに、圧電素子
２, ３の発生電圧を駆動回路に帰還させて自励振動をさ
せると共に、回転時のコリオリの力に起因する矢印６方
向の振動を、圧電素子２, ３相互間の発生電圧の差を測
定することによって求める。さらには、本発明では圧電
素子２, ３の貼着していない側面にさらに圧電素子を貼
着し、これに振動用駆動電圧を加えるなどの方法をとっ
てもよい。
【０００９】なお、以上説明したような構成の振動子に
すれば、矢印５の方向と矢印６の方向とで弾性定数が異
なり、また共振周波数が異なってくる。しかし、本発明
の振動子については、それらの各側面11, 12は、前記振
動方向５, ６のいずれに対しても等角度で形成されてい
るために、それぞれの方向の性質が同程度に合成された
ものとなり、ひいては圧電素子２, ３間の検出特性が一
致し、角速度の正確な測定が可能となるのである。ま
た、同様に、横断面形状が四角形の場合には、前記側面
12, 13を圧延面に対して等角度とし、圧電素子２, ３を
貼着しても同じ効果が得られる。さらにまた、側面11,
12, 13, 14をそれぞれ圧延面に対して等角度とし、その
４側面に圧電素子を貼着して駆動及び帰還及び検出を行
わせてもよい。
すれば、矢印５の方向と矢印６の方向とで弾性定数が異
なり、また共振周波数が異なってくる。しかし、本発明
の振動子については、それらの各側面11, 12は、前記振
動方向５, ６のいずれに対しても等角度で形成されてい
るために、それぞれの方向の性質が同程度に合成された
ものとなり、ひいては圧電素子２, ３間の検出特性が一
致し、角速度の正確な測定が可能となるのである。ま
た、同様に、横断面形状が四角形の場合には、前記側面
12, 13を圧延面に対して等角度とし、圧電素子２, ３を
貼着しても同じ効果が得られる。さらにまた、側面11,
12, 13, 14をそれぞれ圧延面に対して等角度とし、その
４側面に圧電素子を貼着して駆動及び帰還及び検出を行
わせてもよい。
【００１０】図１(b) は、横断面形状が三角形の振動体
１の側面11, 12を、振動体材料８の圧延面９とそれぞれ
等角度βとなるように切り出した例であるが、その側面
11,12に圧電素子２, ３を図１(c) のように貼着し、先
に述べたのと同様に動作させればよい。
１の側面11, 12を、振動体材料８の圧延面９とそれぞれ
等角度βとなるように切り出した例であるが、その側面
11,12に圧電素子２, ３を図１(c) のように貼着し、先
に述べたのと同様に動作させればよい。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、振動体材料の異方性による弾性定数の不一致の影
響, ひいては検出面の共振周波数の不安定性を低減で
き、圧電素子間の検出特性が揃うため、角速度の正確な
測定が可能となる。
ば、振動体材料の異方性による弾性定数の不一致の影
響, ひいては検出面の共振周波数の不安定性を低減で
き、圧電素子間の検出特性が揃うため、角速度の正確な
測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１(a) は、この発明の一実施例に供する振動
体の切出しを説明するための略線図、図１(b) は、この
発明の他の実施例に供する振動体の切出しを説明するた
めの略線図、
体の切出しを説明するための略線図、図１(b) は、この
発明の他の実施例に供する振動体の切出しを説明するた
めの略線図、
【図２】図２(a) は、素材金属材料と振動体切出しのも
ようを説明する図、図２(b) は、切り出した振動体によ
る振動子の構成を説明するための図、図２(c) は、切り
出した振動体による振動子の構成を説明するための図で
ある。
ようを説明する図、図２(b) は、切り出した振動体によ
る振動子の構成を説明するための図、図２(c) は、切り
出した振動体による振動子の構成を説明するための図で
ある。
【図３】図３は、従来の振動子の構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図４】図４は、振動体材料の横断面組織を模擬的に示
す図である。
す図である。
１ 振動体、 ２, ３ 圧電素子、 ８ 振動体材料、 11, 12, 13, 14 振動体の側面
Claims (1)
- 【請求項１】 横断面形状が多角形をなす振動体の２側
面が、この振動体を切り出す素材金属材料の圧延面に対
し、ともに等角度となるように切り出すとともに、この
ようにして得られた振動体の側面に検出機能を有する圧
電素子をそれぞれ貼着してなる振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271794A JPH0587576A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271794A JPH0587576A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587576A true JPH0587576A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17504947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3271794A Pending JPH0587576A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0587576A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02266214A (ja) * | 1989-04-06 | 1990-10-31 | Murata Mfg Co Ltd | 振動ジャイロ |
| JPH0312514A (ja) * | 1989-06-09 | 1991-01-21 | Murata Mfg Co Ltd | 振動子 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3271794A patent/JPH0587576A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02266214A (ja) * | 1989-04-06 | 1990-10-31 | Murata Mfg Co Ltd | 振動ジャイロ |
| JPH0312514A (ja) * | 1989-06-09 | 1991-01-21 | Murata Mfg Co Ltd | 振動子 |
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