JPH06174474A - 振動子の支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 柱状の振動体の軸方向に振動が加わっても十
分な強度を得ることができる、振動子の支持構造を得
る。 【構成】 振動ジャイロ１０は、振動子１１を含む。振
動子１１は、３角柱状の振動体１２を含み、その３つの
側面に圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃを形成する。振
動体１２のノード点付近の稜線部に、支持部材２２，２
４を形成する。支持部材２２，２４はコ字状に形成し、
その振動体１２の軸方向に延びるように配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は振動子の支持構造に関
し、特にたとえば、自動車などに搭載されるナビゲーシ
ョンシステムなどに用いられる振動ジャイロの振動子の
支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６（Ａ）は従来の振動子の支持構造を
有する振動ジャイロの一例を示す斜視図であり、図６
（Ｂ）はその断面図である。振動ジャイロ１は、振動子
２を含む。振動子２は、たとえば正３角柱状の振動体３
を含む。振動体３の３つの側面には、それぞれ圧電素子
４ａ，４ｂ，４ｃが形成される。圧電素子４ａ，４ｂ，
４ｃは、それぞれ磁器などからなる圧電層５を含む。そ
して、圧電層５の両面に電極６が形成される。これらの
電極６の一方が、振動体３に接着される。さらに、振動
体３のノード点付近の稜線部には、支持部材７が固着さ
れる。支持部材７は、たとえば金属線などで形成され、
溶接などにより振動体３に固着される。この支持部材７
はコ字状に形成され、その端部が振動体３の軸に対して
直交する向きに延びるように配置される。そして、支持
部材７の端部が、支持台などに取り付けられる。

【０００３】この振動ジャイロ１では、圧電素子４ａ，
４ｂと圧電素子４ｃとの間に発振回路が接続される。こ
の発振回路によって、振動体３は圧電素子４ｃ形成面に
直交する方向に屈曲振動する。この状態で、振動体３の
軸を中心として回転すると、コリオリ力によって屈曲振
動の方向が変わる。それによって、圧電素子４ａ，４ｂ
の出力信号に差が生じる。したがって、圧電素子４ａ，
４ｂ間の出力電圧の差を測定すれば、回転角速度を検出
することができる。

【０００４】この振動ジャイロ１を自動車のナビゲーシ
ョンシステムなどに利用する場合、自動車の回転を検出
するために、図７に示すように、振動体３の軸が鉛直方
向に配置される。自動車は、鉛直線を中心として回転す
るため、振動ジャイロ１によってその回転角速度を検出
することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、道路の
凹凸などにより、自動車は鉛直方向に振動する。振動体
の軸が鉛直方向に配置された場合、支持部材は水平方向
に延びるように配置されるため、支持部材は鉛直方向の
振動に対して強度的に弱くなる。

【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、振
動体の軸方向に振動が加わっても十分な強度を得ること
ができる、振動子の支持構造を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、柱状の振動
体を有する振動子と、振動体のノード点付近に固着され
る支持部材とを含み、支持部材は振動体の軸方向に延び
るように取り付けられる、振動子の支持構造である。

【０００８】

【作用】支持部材が振動体の軸方向に延びているため、
振動体の軸方向に振動が加わると、振動による力は支持
部材の長手方向で支えられる。

【０００９】

【発明の効果】この発明によれば、振動体の軸方向に振
動が加わった場合、振動による力が支持部材の長手方向
で支えられるため、支持部材に直交する方向で支える場
合に比べて、大きい強度を得ることができる。そのた
め、自動車のナビゲーションシステムなどに用いても、
振動ジャイロが破損する可能性を小さくすることが出来
る。

【００１０】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。

【００１１】

【実施例】図１（Ａ）はこの発明の振動子の支持構造を
用いた振動ジャイロの一例を示す斜視図であり、図１
（Ｂ）はその断面図である。振動ジャイロ１０は、振動
子１１を含む。振動子１１は、たとえば正３角柱状の振
動体１２を含む。振動体１２は、たとえばエリンバなど
の恒弾性金属材料で形成される。振動体１２の３つの側
面には、それぞれ圧電素子１４ａ，１４ｂおよび１４ｃ
が形成される。

【００１２】圧電素子１４ａは磁器などからなる圧電層
１６ａを含み、この圧電層１６ａの両面に電極１８ａ，
２０ａが形成される。そして、一方の電極１８ａが、振
動体１２の側面に接着される。同様に、圧電素子１４
ｂ，１４ｃは、それぞれ圧電層１６ｂ，１６ｃを含む。
そして、圧電層１６ｂの両面に電極１８ｂ，２０ｂが形
成され、圧電層１６ｃの両面に電極１８ｂ，２０ｃが形
成される。これらの圧電素子１４ｂ，１４ｃの一方の電
極１８ｂ，１８ｃが、振動体１２の側面に接着される。

【００１３】振動体１２のノード点付近の稜線部分に
は、支持部材２２，２４が形成される。支持部材２２，
２４は、たとえば金属線などで形成され、振動体１２に
溶接やはんだ付けなどによって取り付けられる。支持部
材２２，２４はコ字状に形成され、その端部は振動体１
２の軸方向に延びるように形成される。そして、これら
の支持部材２２，２４の端部が、ケースに取り付けられ
た支持台などに取り付けられる。

【００１４】この振動ジャイロ１０は、たとえば自動車
などに搭載されるナビゲーションシステムなどに使用さ
れる。この場合、自動車の回転方向を測定するために
は、図２に示すように、振動体１２の軸が鉛直方向にな
るように配置される。そして、圧電素子１４ａ，１４ｂ
と圧電素子１４ｃとの間に発振回路が接続される。この
発振回路によって、振動体１２は、圧電素子１４ｃ形成
面に直交する方向に屈曲振動する。この状態で、自動車
が回転すると、振動体１２の軸を中心として回転するこ
とになる。それにより、振動体１２にコリオリ力が働
き、屈曲振動の方向が変わる。そのために、圧電素子１
４ａと圧電素子１４ｂの出力信号に差が生じ、これらの
信号の差を測定することによって回転角速度を検出する
ことができる。

【００１５】自動車のナビゲーションシステムなどに振
動ジャイロ１０を使用する場合、道路の凹凸などによる
自動車の鉛直方向の振動によって、振動体１２は軸方向
に振動する。この振動ジャイロ１０では、支持部材２
２，２４が振動体１２の軸方向に延びるように形成され
ているため、振動体１２の軸方向の振動は、支持部材２
２，２４の長手方向で支えることができる。そのため、
支持部材と直交する方向で振動体１２の振動を支える従
来のものに比べて、振動に対して大きい強度を得ること
ができる。さらに、従来の支持構造を用いた振動ジャイ
ロに比べて、支持部材２２，２４を取り付けるための支
持台などの大きさを小さくすることができる。

【００１６】なお、振動子１１の支持構造としては、図
３に示すように、一方の支持部材２２のみを振動体１２
の軸方向に延びるように形成してもよい。また、図４に
示すように、支持部材２２，２４は、振動体１２の軸方
向に延びるとともに、振動体１２の軸方向に直交する方
向に延びるように形成してもよい。このような支持構造
を採用すれば、振動体１２の軸に直交する方向の振動に
対しても、大きい強度を得ることができる。さらに、図
５に示すように、振動体１２のノード点付近の全ての稜
線部を環状に支持し、その環状部の複数の部分から振動
体１２の軸方向に延びるようにしてもよい。このような
支持構造を採用すれば、あらゆる方向の振動に対して
も、大きい強度を得ることができる。

【００１７】上述の各実施例では、正３角柱状の振動体
１２を用いたが、振動体１２の形状としては４角柱状な
ど他の角柱状でもよく、円柱状であってもよい。また、
圧電素子の数は３つに限らず、必要に応じて圧電素子を
増減してもよい。つまり、柱状の振動体の軸方向に延び
るように支持部材を取り付けることによって、外部から
振動子にかかる振動に対して、大きい強度を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の支持構造を用いた振動ジャ
イロの一例を示す斜視図であり、（Ｂ）はその断面図で
ある。

【図２】図１に示す振動ジャイロを鉛直方向に取り付け
た状態を示す斜視図である。

【図３】この発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図４】この発明のさらに他の実施例を示す斜視図であ
る。

【図５】この発明の別の実施例を示す斜視図である。

【図６】（Ａ）はこの発明の背景となる従来の支持構造
を用いた振動ジャイロの一例を示す斜視図であり、
（Ｂ）はその断面図である。

【図７】図６に示す従来の振動ジャイロを鉛直方向に取
り付けた状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 振動ジャイロ １１ 振動子 １２ 振動体 ２２ 支持部材 ２４ 支持部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱状の振動体を有する振動子と、前記振
   動体のノード点付近に固着される支持部材とを含み、 前記支持部材は前記振動体の軸方向に延びるように取り
   付けられる、振動子の支持構造。