JPH07103769A

JPH07103769A - 振動ジャイロ

Info

Publication number: JPH07103769A
Application number: JP5275029A
Authority: JP
Inventors: Kenjiro Okaguchi; 口健二朗岡; Kiyoshi Iwai; 井清岩
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-10-05
Filing date: 1993-10-05
Publication date: 1995-04-18

Abstract

(57)【要約】【目的】検出効率が良好な振動ジャイロを得る。【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が形成される。
そして、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
単一部材でＭ字状に形成され、その折曲部において振動
体１２に固着される。すなわち、支持部材２２，２４
は、振動体１２の無回転時の振動方向に直交する方向の
振動に対して自由度を有するように、振動体１２の稜線
部分に固着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は振動ジャイロに関し、
特にたとえば、回転角速度を検知することによって移動
体の位置を検出し、適切な誘導を行うナビゲーションシ
ステム、または外的振動を検知し適切な制振を行う手ぶ
れ防止装置などの除振システムなどに応用できる振動ジ
ャイロに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０（Ａ）は従来の振動ジャイロの一
例を示す斜視図であり、図１０（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、振
動体３との固着点が振動体３の軸（Ｘ方向）に対して直
交する向き（Ｙ方向）に延びた直線部に配置され、その
端部は、下方に折曲されて、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（Ｚ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】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
振動ジャイロ１では、支持部材７は振動体３に固着され
る部分においてＹ方向に一直線上にのるように取り付け
られるため、Ｙ方向に対する支持部材７の強度が強く、
支持部材７が振動体３のＹ方向の振動（Ｙ方向成分のコ
リオリ力）を抑制することとなっていた。そのため、振
動ジャイロ１の回転角速度の検出効率が良好でなかっ
た。

【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、検
出効率が良好な振動ジャイロを提供することである。

【０００６】

【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、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む振動ジャイロにおいて、支持部
材は、振動体の無回転時の振動方向に直交する方向の振
動に対して自由度を有する、振動ジャイロである。支持
部材は、折曲部を有する単一部材で形成され、１つの折
曲部において、振動体の稜線部に固着されてもよい。ま
た、支持部材は、振動体との固着点と支持部材の引き出
し方向とが一直線上にのらないように、振動体の側面に
固着されてもよい。

【０００７】

【作用】支持部材は、振動体の無回転時の振動方向に直
交する方向の振動に対して自由度を有するように振動体
に固着されるため、支持部材が振動体のコリオリ力によ
る振動の妨げとなりにくい。そのため、振動体のコリオ
リ力による振動が取り出しやすく、振動ジャイロの検出
効率が良好になる。

【０００８】また、振動ジャイロの出力は（振動ジャイ
ロの検出効率）×（検出信号増幅率）によって表され、
振動ジャイロの出力をある規定の値にするためには、振
動ジャイロの検出効率が大きいほど、検出信号増幅率を
小さくすることができる。ここで、検出信号増幅率は回
路部の増幅率を意味し、検出信号増幅率を小さくするほ
ど、回路側の温度ドリフト分が小さくなる。

【０００９】

【発明の効果】この発明によれば、振動ジャイロの検出
効率が良好になり、微少回転角速度まで検出できる。さ
らに、検出効率が良好になるので、検出信号増幅率を小
さくすることができ、回路側の温度ドリフト分を小さく
することができる。

【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，鉄
−ニッケル合金，石英，ガラス，水晶セラミックなどの
一般的に機械的な振動を生じる材料で形成される。振動
体１２の３つの側面には、それぞれ圧電素子１４ａ，１
４ｂ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Ｍ字状に形成され、その端部が振動体１
２の軸に対して直交する向きに延びるように配置され
る。すなわち、支持部材２２，２４は、折曲部を有する
単一部材で形成され、１つの折曲部において、振動体１
２の稜線部分に固着される。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を使用する場合、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、振動体１２の軸を中心として回転する
と、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１４ａ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】この実施例によれば、支持部材２２，２４
はＭ字状に形成され、振動体１２の無回転時の振動方向
に直交する方向の振動に対して自由度を有するので、支
持部材２２，２４が振動体１２のコリオリ力による振動
の妨げとなりにくい。したがって、振動体１２のコリオ
リ力による振動が取り出しやすく、振動ジャイロ１０の
検出効率が良好になり、微少回転角速度まで検出でき
る。さらに、この実施例によれば、振動ジャイロ１０の
検出効率が良好になるので、検出信号増幅率を小さくす
ることができ、回路側の温度ドリフト分を小さくするこ
とができる。

【００１６】なお、上記実施例では、支持部材２２，２
４はＭ字状に形成され、かつ、振動体１２に固着される
部分において、振動体１２と逆側（上方）に折り曲げら
れているが、図２に示すように、支持部材２２，２４を
Ｖ字状に形成し、振動体１２に固着される部分におい
て、振動体１２と逆側（上方）に折り曲げてもよい。ま
た、図３に示すように、支持部材２２，２４をＶ字状に
形成し、振動体１２に固着される部分において、振動体
１２と同じ側（下方）に折り曲げてもよい。さらに、図
４に示すように、振動体１２に固着される部分におい
て、支持部材２２，２４を振動体１２と同じ側（下方）
に折り曲げ、かつ、支持部材２２，２４の先をそれぞれ
２箇所で折り曲げてもよい。また、図５に示すように、
支持部材２２，２４をＷ字状に形成し、振動体１２に固
着される部分において、振動体１２と逆側（上方）に折
り曲げてもよい。さらに、図６に示すように、振動体１
２に固着される部分において、支持部材２２，２４を振
動体１２と逆側（上方）に折り曲げ、かつ、支持部材２
２，２４の先をそれぞれ交互に折り曲げてもよい。

【００１７】上述の各実施例では、振動体１２のノード
点付近の稜線部分に、支持部材２２，２４が固着された
が、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、支持部
材２２，２４が振動体１２のノード点に向かうように、
振動体１２の側面に支持部材２２，２４を固着し、振動
体１２の固着点と支持部材２２，２４の引き出し方向と
が一直線上にのらないように取り付けてもよい。また、
図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、支持部材２
２，２４が振動体１２のノード点に向かうように、振動
体１２の側面に支持部材２２，２４を固着し、振動体１
２の固着点と支持部材２２，２４の引き出し方向とが一
直線上にのらないように取り付け、かつ、支持部材２
２，２４の先を振動体１２と逆側に折り曲げてもよい。
さらに、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、支
持部材２２，２４が振動体１２のノード点に向かうよう
に、振動体１２の側面に支持部材２２，２４を固着し、
振動体１２の固着点と支持部材２２，２４の引き出し方
向とが一直線上にのらないように取り付け、かつ、支持
部材２２，２４の先を振動体１２と同じ側に折り曲げて
もよい。

【００１８】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。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の一実施例を示す斜視図であ
り、（Ｂ）はその断面図である。

【図２】この発明の他の実施例を示す断面図である。

【図３】この発明のさらに他の実施例を示す断面図であ
る。

【図４】この発明の別の実施例を示す断面図である。

【図５】この発明のさらに別の実施例を示す断面図であ
る。

【図６】この発明の他の実施例を示す断面図である。

【図７】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施例を示す斜
視図であり、（Ｂ）はその断面図である。

【図８】（Ａ）はこの発明の別の実施例を示す斜視図で
あり、（Ｂ）はその断面図である。

【図９】（Ａ）はこの発明のさらに別の実施例を示す斜
視図であり、（Ｂ）はその断面図である。

【図１０】（Ａ）は従来の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。

【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

【特許請求の範囲】

【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む振動
ジャイロにおいて、前記支持部材は、前記振動体の無回転時の振動方向に直
交する方向の振動に対して自由度を有することを特徴と
する、振動ジャイロ。
【請求項２】前記支持部材は、折曲部を有する単一部
材で形成され、１つの前記折曲部において、前記振動体
の稜線部に固着される、請求項１の振動ジャイロ。
【請求項３】前記支持部材は、前記振動体との固着点
と前記支持部材の引き出し方向とが一直線上にのらない
ように、前記振動体の側面に固着される、請求項１の振
動ジャイロ。