JPH0695098B2 - 振動ジャイロ - Google Patents
振動ジャイロInfo
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- JPH0695098B2 JPH0695098B2 JP23527988A JP23527988A JPH0695098B2 JP H0695098 B2 JPH0695098 B2 JP H0695098B2 JP 23527988 A JP23527988 A JP 23527988A JP 23527988 A JP23527988 A JP 23527988A JP H0695098 B2 JPH0695098 B2 JP H0695098B2
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- Japan
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- piezoelectric element
- vibrating
- detection
- vibrating body
- gyro
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は振動ジャイロに関し、特にたとえば自動車な
どに搭載して用いるナビゲーションシステムになどに用
いられる、振動ジャイロに関する。
どに搭載して用いるナビゲーションシステムになどに用
いられる、振動ジャイロに関する。
（従来技術） 従来の振動ジャイロとしては、第5A図ないし第5F図に示
すように、四角柱状の振動体およびこれを組み合わせた
ものや音叉型の振動体を有するものがあった。これらの
振動ジャイロでは、振動体に屈曲振動が与えられ、振動
体の軸方向を中心として回転すると、コリオリ力によっ
てその振動方向が変化する。この振動方向の変化を検知
するために、無回転時における振動方向と直交する方向
にある面に検出用圧電素子が形成されている。したがっ
て、この検出用圧電素子の出力信号を測定することによ
って、振動ジャイロの回転角速度を知ることができる。
すように、四角柱状の振動体およびこれを組み合わせた
ものや音叉型の振動体を有するものがあった。これらの
振動ジャイロでは、振動体に屈曲振動が与えられ、振動
体の軸方向を中心として回転すると、コリオリ力によっ
てその振動方向が変化する。この振動方向の変化を検知
するために、無回転時における振動方向と直交する方向
にある面に検出用圧電素子が形成されている。したがっ
て、この検出用圧電素子の出力信号を測定することによ
って、振動ジャイロの回転角速度を知ることができる。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、これらの従来の振動ジャイロでは、これ
が回転したときの出力電圧が小さく、S/N比が悪い。し
たがって、振動ジャイロの回転角速度を正確に知るため
には、出力信号を処理するための回路が複雑になってし
まう。また、音叉型の振動体などは、その形状が複雑で
あり、製造コストが大きくなってしまう。
が回転したときの出力電圧が小さく、S/N比が悪い。し
たがって、振動ジャイロの回転角速度を正確に知るため
には、出力信号を処理するための回路が複雑になってし
まう。また、音叉型の振動体などは、その形状が複雑で
あり、製造コストが大きくなってしまう。
それゆえに、この発明の主たる目的は、回転時における
出力電圧が大きく、したがってS/N比がよく、出力信号
を処理するための回路を簡略化することができ、かつ安
価な振動ジャイロを提供することである。
出力電圧が大きく、したがってS/N比がよく、出力信号
を処理するための回路を簡略化することができ、かつ安
価な振動ジャイロを提供することである。
（課題を解決するための手段） この発明は、横断面がＮ角形（ただし、Ｎは奇数または
３の倍数）の振動体と、振動体の少なくとも１つの側面
に形成される検出用圧電素子と、振動体の検出用圧電素
子が形成されていない側面に形成され、振動体を振動さ
せるための駆動用圧電素子とを含む振動ジャイロであっ
て、検出用圧電素子は、圧電体と、圧電体に形成され、
振動体の側面の幅方向に２分割以上される接続電極とを
含む、振動ジャイロである。
３の倍数）の振動体と、振動体の少なくとも１つの側面
に形成される検出用圧電素子と、振動体の検出用圧電素
子が形成されていない側面に形成され、振動体を振動さ
せるための駆動用圧電素子とを含む振動ジャイロであっ
て、検出用圧電素子は、圧電体と、圧電体に形成され、
振動体の側面の幅方向に２分割以上される接続電極とを
含む、振動ジャイロである。
（作用） 振動ジャイロが回転して、振動体が検出用圧電素子の面
に直交する方向に屈曲振動するとき、検出用圧電素子の
接続電極からもっとも大きい出力電圧が得られる。そし
て、振動体が検出用圧電素子の面と直交しない方向に屈
曲振動するとき、圧電素子の屈曲状態が場所によって異
なり、２分割以上された接続電極からは異なった出力電
圧が得られる。
に直交する方向に屈曲振動するとき、検出用圧電素子の
接続電極からもっとも大きい出力電圧が得られる。そし
て、振動体が検出用圧電素子の面と直交しない方向に屈
曲振動するとき、圧電素子の屈曲状態が場所によって異
なり、２分割以上された接続電極からは異なった出力電
圧が得られる。
（発明の効果） この発明によれば、無回転時に逆の符号の出力電圧が得
られる検出用圧電素子の２つの接続電極を選んで、これ
らを並列に接続すれば、これらの２つの接続電極間から
取り出される出力電圧が小さくなる。しかも、検出用圧
電素子の面に直交する方向に屈曲振動するときには、２
つの接続電極から同じ符号の最大電圧を取り出すことが
でき、出力電圧を大きくすることができる。したがっ
て、この振動ジャイロでは、S/N比をよくすることがで
き、出力信号を処理するための回路を簡略化することが
できる。さらに、振動体の形状が音叉型などのような複
雑な形状ではないため、振動ジャイロを安価に製造する
ことができる。
られる検出用圧電素子の２つの接続電極を選んで、これ
らを並列に接続すれば、これらの２つの接続電極間から
取り出される出力電圧が小さくなる。しかも、検出用圧
電素子の面に直交する方向に屈曲振動するときには、２
つの接続電極から同じ符号の最大電圧を取り出すことが
でき、出力電圧を大きくすることができる。したがっ
て、この振動ジャイロでは、S/N比をよくすることがで
き、出力信号を処理するための回路を簡略化することが
できる。さらに、振動体の形状が音叉型などのような複
雑な形状ではないため、振動ジャイロを安価に製造する
ことができる。
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。
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。
（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図であり、第２
図は第１図実施例の線II−IIにおける断面図である。こ
の振動ジャイロ10は振動体12を含む。振動体12は、たと
えば正三角柱状に形成される。この振動体12は、たとえ
ばNi,Fe,CrおよびTiの合金のような恒弾性金属材料で形
成される。振動体12の２つの側面の中央部には、それぞ
れ検出用圧電素子14および16が形成される。この検出用
圧電素子14は、第２図に示すように、圧電体18を含む。
この圧電体18の一方主面上には、その全面に取付け電極
20が形成される。そして、この取付け電極20が、振動体
12の側面に接着される。さらに、圧電体18の他方主面上
には、振動体12の側面の幅方向に３分割される接続電極
22a,22bおよび22cが形成される。
図は第１図実施例の線II−IIにおける断面図である。こ
の振動ジャイロ10は振動体12を含む。振動体12は、たと
えば正三角柱状に形成される。この振動体12は、たとえ
ばNi,Fe,CrおよびTiの合金のような恒弾性金属材料で形
成される。振動体12の２つの側面の中央部には、それぞ
れ検出用圧電素子14および16が形成される。この検出用
圧電素子14は、第２図に示すように、圧電体18を含む。
この圧電体18の一方主面上には、その全面に取付け電極
20が形成される。そして、この取付け電極20が、振動体
12の側面に接着される。さらに、圧電体18の他方主面上
には、振動体12の側面の幅方向に３分割される接続電極
22a,22bおよび22cが形成される。
同様に、検出用圧電素子16は圧電体24を含み、その一方
主面上に取付け電極26が形成されて振動体12の側面に接
着される。そして、圧電体24の他方主面上には、振動体
12の側面の幅方向に３分割される接続電極28a,28bおよ
び28cが形成される。
主面上に取付け電極26が形成されて振動体12の側面に接
着される。そして、圧電体24の他方主面上には、振動体
12の側面の幅方向に３分割される接続電極28a,28bおよ
び28cが形成される。
振動体12の検出用圧電素子14および16の形成されていな
い側面には、その中央部に駆動用圧電素子30が形成され
る。この駆動用圧電素子30も検出用圧電素子14および16
と同様に、圧電体32を含み、その一方主面上に取付け電
極34が形成されて振動体12の側面に接着される。そし
て、圧電体32の他方主面上には、振動体12の幅方向に３
分割された接続電極36a,36bおよび36cが形成される。
い側面には、その中央部に駆動用圧電素子30が形成され
る。この駆動用圧電素子30も検出用圧電素子14および16
と同様に、圧電体32を含み、その一方主面上に取付け電
極34が形成されて振動体12の側面に接着される。そし
て、圧電体32の他方主面上には、振動体12の幅方向に３
分割された接続電極36a,36bおよび36cが形成される。
この振動ジャイロ10を使用するために、駆動用端子40,4
2および検出用端子44,46が取り付けられる。駆動用端子
40は、駆動用圧電素子30の接続電極36a,36b,36cに接続
される。また、駆動用端子42は、検出用圧電素子14の接
続電極のうち、駆動用圧電素子30からもっとも遠い位置
にある接続電極22cに接続される。同時に、駆動用端子4
2は、検出用圧電素子16の接続電極のうち、駆動用圧電
素子30からもっとも遠い位置にある接続電極28cに接続
される。これらの駆動用端子40および42間に駆動信号を
印加することによって、振動体12は、駆動用圧電素子30
の形成された面に直交する方向に屈曲振動をする。
2および検出用端子44,46が取り付けられる。駆動用端子
40は、駆動用圧電素子30の接続電極36a,36b,36cに接続
される。また、駆動用端子42は、検出用圧電素子14の接
続電極のうち、駆動用圧電素子30からもっとも遠い位置
にある接続電極22cに接続される。同時に、駆動用端子4
2は、検出用圧電素子16の接続電極のうち、駆動用圧電
素子30からもっとも遠い位置にある接続電極28cに接続
される。これらの駆動用端子40および42間に駆動信号を
印加することによって、振動体12は、駆動用圧電素子30
の形成された面に直交する方向に屈曲振動をする。
検出用端子44は、検出用圧電素子14の接続電極のうち、
駆動用圧電素子30に近い２つの接続電極22aおよび22bに
接続される。さらに、検出用端子46は、検出用圧電素子
16の接続電極のうち、駆動用圧電素子30に近い２つの接
続電極28aおよび28bに接続される。これらの２つの検出
用端子44および46から出力信号が得られる。
駆動用圧電素子30に近い２つの接続電極22aおよび22bに
接続される。さらに、検出用端子46は、検出用圧電素子
16の接続電極のうち、駆動用圧電素子30に近い２つの接
続電極28aおよび28bに接続される。これらの２つの検出
用端子44および46から出力信号が得られる。
振動ジャイロ10が回転しないとき、振動体12の両端が、
たとえば第３図に示す矢印のように、駆動用圧電素子30
の形成面と逆方向に屈曲した場合について考えてみる。
この場合、圧電体18の駆動用圧電素子30に近い部分と遠
い部分とでは、その屈曲状態が異なるため、異なった電
圧が発生する。そのため、駆動用圧電素子30に近い接続
電極22aから、たとえば正の電圧が出力されるとすれ
ば、駆動用圧電素子30から遠い位置にある接続電極22b
からは負の電圧が出力される。したがって、接続電極22
aと22bとの電圧が打ち消しあって、検出用端子44から取
り出される出力電圧は小さいものとなる。同様に、検出
用圧電素子16の接続電極28aからは正の電圧が出力さ
れ、接続電極28bからは負の電圧が出力される。したが
って、これらの電圧が打ち消しあって、検出用端子46か
ら取り出される出力電圧は小さなものとなる。振動体12
の両端が、駆動用圧電素子30の形成された方向に屈曲し
た場合、これらの接続電極から出力される電圧の符号は
逆になる。
たとえば第３図に示す矢印のように、駆動用圧電素子30
の形成面と逆方向に屈曲した場合について考えてみる。
この場合、圧電体18の駆動用圧電素子30に近い部分と遠
い部分とでは、その屈曲状態が異なるため、異なった電
圧が発生する。そのため、駆動用圧電素子30に近い接続
電極22aから、たとえば正の電圧が出力されるとすれ
ば、駆動用圧電素子30から遠い位置にある接続電極22b
からは負の電圧が出力される。したがって、接続電極22
aと22bとの電圧が打ち消しあって、検出用端子44から取
り出される出力電圧は小さいものとなる。同様に、検出
用圧電素子16の接続電極28aからは正の電圧が出力さ
れ、接続電極28bからは負の電圧が出力される。したが
って、これらの電圧が打ち消しあって、検出用端子46か
ら取り出される出力電圧は小さなものとなる。振動体12
の両端が、駆動用圧電素子30の形成された方向に屈曲し
た場合、これらの接続電極から出力される電圧の符号は
逆になる。
次に、振動ジャイロ10が、その軸方向を中心として回転
した場合について考えてみる。この場合、無回転時にお
ける振動方向と回転することによるコリオリ力とのベク
トル合成によって、たとえば第４図に示すように、検出
用圧電素子16の形成された面に直交する方向に屈曲振動
する。振動体12の両端が、第４図の矢印に示すように、
検出用圧電素子16の形成された方向に屈曲した場合につ
いて考えてみると、検出用圧電素子14の接続電極22aお
よび22bからは正の電圧が出力され、検出用圧電素子16
の接続電極28aおよび28bからは負の電圧が出力される。
したがって、検出用端子44からは大きな値の正の電圧が
出力され、検出用端子46からは大きな値の負の電圧が出
力される。振動体12の両端が検出用圧電素子16の形成面
と逆方向に屈曲した場合、これらの接続電極から出力さ
れる電圧の符号は逆になる。
した場合について考えてみる。この場合、無回転時にお
ける振動方向と回転することによるコリオリ力とのベク
トル合成によって、たとえば第４図に示すように、検出
用圧電素子16の形成された面に直交する方向に屈曲振動
する。振動体12の両端が、第４図の矢印に示すように、
検出用圧電素子16の形成された方向に屈曲した場合につ
いて考えてみると、検出用圧電素子14の接続電極22aお
よび22bからは正の電圧が出力され、検出用圧電素子16
の接続電極28aおよび28bからは負の電圧が出力される。
したがって、検出用端子44からは大きな値の正の電圧が
出力され、検出用端子46からは大きな値の負の電圧が出
力される。振動体12の両端が検出用圧電素子16の形成面
と逆方向に屈曲した場合、これらの接続電極から出力さ
れる電圧の符号は逆になる。
このように、この振動ジャイロ10では、無回転時におけ
る出力電圧と回転時の出力電圧との差が大きく、S/N比
がよくなる。特に、検出用端子44および46の出力信号の
差を検出すれば、無回転時における出力電圧はさらに小
さくなり、回転時の出力電圧はさらに大きくなる。
る出力電圧と回転時の出力電圧との差が大きく、S/N比
がよくなる。特に、検出用端子44および46の出力信号の
差を検出すれば、無回転時における出力電圧はさらに小
さくなり、回転時の出力電圧はさらに大きくなる。
このように、この振動ジャイロ10を用いれば、回転時の
出力電圧が大きく、S/N比がよくなって検出精度が高く
なる。しかも、回転時の出力電圧が大きいため、検出回
路などの信号を処理するための回路を簡略化することが
できる。さらに、振動体12をこのような三角柱状に形成
すれば、その形状が簡単であるため生産性がよくなり、
安価に製造できる。しかも、振動ジャイロ自体も小型化
することができる。
出力電圧が大きく、S/N比がよくなって検出精度が高く
なる。しかも、回転時の出力電圧が大きいため、検出回
路などの信号を処理するための回路を簡略化することが
できる。さらに、振動体12をこのような三角柱状に形成
すれば、その形状が簡単であるため生産性がよくなり、
安価に製造できる。しかも、振動ジャイロ自体も小型化
することができる。
なお、上述の実施例では、振動体を正三角柱状に形成し
たが、その横断面の形状を５角形や７角形などの奇数角
形にしてもよいし、６角形など３の倍数の辺を有する形
状に形成してもよい。つまり、検出用圧電素子の形成さ
れる面が、無回転時における屈曲振動の方向と角度をも
って形成されていればよい。
たが、その横断面の形状を５角形や７角形などの奇数角
形にしてもよいし、６角形など３の倍数の辺を有する形
状に形成してもよい。つまり、検出用圧電素子の形成さ
れる面が、無回転時における屈曲振動の方向と角度をも
って形成されていればよい。
第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。 第２図は第１図実施例の線II−IIにおける断面図であ
る。 第３図は無回転時における出力電圧の様子を示す図解図
である。 第４図は振動ジャイロの回転時における出力電圧の状態
を示す図解図である。 第5A図ないし第5F図はこの発明の背景となる従来の振動
ジャイロを示す斜視図である。 図において、10は振動ジャイロ、12は振動体、14および
16は検出用圧電素子、18および24は検出用圧電素子の圧
電体、20および26は検出用圧電素子の取付け電極、22a,
22b,22c,28a,28bおよび28cは検出用圧電素子の接続電
極、30は駆動用圧電素子を示す。
る。 第３図は無回転時における出力電圧の様子を示す図解図
である。 第４図は振動ジャイロの回転時における出力電圧の状態
を示す図解図である。 第5A図ないし第5F図はこの発明の背景となる従来の振動
ジャイロを示す斜視図である。 図において、10は振動ジャイロ、12は振動体、14および
16は検出用圧電素子、18および24は検出用圧電素子の圧
電体、20および26は検出用圧電素子の取付け電極、22a,
22b,22c,28a,28bおよび28cは検出用圧電素子の接続電
極、30は駆動用圧電素子を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】横断面がＮ角形（ただし、Ｎは奇数または
３の倍数）の振動体、 前記振動体の少なくとも１つの側面に形成される検出用
圧電素子、および 前記振動体の前記検出用圧電素子が形成されていない側
面に形成され、前記振動体を振動させるための駆動用圧
電素子を含む振動ジャイロであって、 前記検出用圧電素子は、 圧電体と、 前記圧電体に形成され、前記振動体の側面の幅方向に２
分割以上される接続電極とを含む、振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23527988A JPH0695098B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23527988A JPH0695098B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 振動ジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0282164A JPH0282164A (ja) | 1990-03-22 |
| JPH0695098B2 true JPH0695098B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=16983748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23527988A Expired - Lifetime JPH0695098B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695098B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0552572A (ja) * | 1991-08-28 | 1993-03-02 | Akai Electric Co Ltd | 振動子の支持構造 |
| JP2574577B2 (ja) * | 1991-10-31 | 1997-01-22 | 松下電器産業株式会社 | リニア型アクチュエータ |
| DE69310799T2 (de) * | 1992-03-30 | 1997-11-13 | Murata Manufacturing Co | Vibrator mit abgeglichenen Kantenbereichen |
-
1988
- 1988-09-19 JP JP23527988A patent/JPH0695098B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0282164A (ja) | 1990-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071124 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081124 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |