JPH07122968A - 振動子の支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐衝撃性に優れ、振動もれが少ない、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の下面において、振動体１２のノード点付近
で、かつ、重心付近に、支持部材２２，２４が固着され
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、すなわち下方に延びるように配置され
る。そして、支持部材７の端部が、基板８に固定され
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】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の振動子２の支持構造では、支持部材７の長さが長い
ため、支持部材７が外部からの振動や衝撃によって変形
しやすく、特に振動体３の軸方向に変形しやすかった。
そのため、従来の振動子２の支持構造では、耐衝撃性が
弱かった。また、振動体３の軸方向に直交する方向で
は、振動体３の支持点を中心として、水平方向すなわち
図６（Ｂ）に示す方向Ａに回転力が作用しやすかった。
そのため、従来の振動子２の支持構造では、振動もれが
多かった。

【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、耐
衝撃性に優れ、振動もれが少ない、振動子の支持構造を
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、振動体のノード点付近に固着され
る支持部材とを有する振動子の支持構造において、支持
部材は振動体の重心付近の下面に固着される、振動子の
支持構造である。

【０００７】

【作用】支持部材が、振動体の重心付近の下面に固着さ
れるため、支持部材の長さを短くでき、振動体の重心と
支持部材の基板への固定点との距離が小さくなり、モー
メント（距離×力）が小さくなる。そのため、振動体の
軸方向に変形しにくく、振動体の支持点を中心として、
水平方向に回転力が作用しにくい。

【０００８】

【発明の効果】この発明にかかる振動子の支持構造で
は、振動体の軸方向に変形しにくいので、耐衝撃性に優
れており、振動体の支持点を中心として、水平方向に回
転力が作用しにくいので、振動もれが少ない。

【０００９】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。

【００１０】

【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）はその平面図であり、図１（Ｃ）は図１（Ａ）の
線Ｉ−Ｉにおける断面図である。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。

【００１１】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。

【００１２】振動体１２の下面において、振動体１２の
ノード点付近には、振動体１２の一端から他端にわたっ
て、支持部材２２，２４が設けられる。支持部材２２，
２４は、たとえば金属線などで直線状に形成され、振動
体１２に溶接やはんだ付けなどによって固着される。支
持部材２２，２４の端部は、その中央に形成された矩形
の孔２６を有する薄板状の基板２８の内側に取り付けら
れる。そして、支持部材２２，２４と基板２８とは一体
化されている。

【００１３】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、コリオリ力によって振動体１２の振動方向が変わ
る。そのため、圧電素子１４ａ，１４ｂの出力電圧に差
が生じる。この出力電圧の差を測定することによって、
振動ジャイロ１０に加わった回転角速度を検出すること
ができる。

【００１４】この実施例によれば、支持部材２２，２４
が、振動体１２の下面において、振動体１２のノード点
付近に固着されるため、支持部材２２，２４の長さを短
くでき、振動体１２の重心と支持部材２２，２４の固定
点との距離が小さくなり、モーメント（距離×力）が小
さくなる。したがって、この実施例にかかる振動子１１
の支持構造では、振動体１２の軸方向に変形しにくいの
で、耐衝撃性に優れており、振動体１２の支持点を中心
として、水平方向に回転力が作用しにくいので、振動も
れが少ない。

【００１５】上記実施例では、支持部材２２，２４を振
動体１２の一端から他端にわたって固着させたが、支持
部材２２，２４にばね性をもたせるために、図２に示す
ように、支持部材２２，２４の略中央部を上方に屈曲さ
せ、振動体１２の一点において固着させてもよい。ま
た、図３に示すように、半楕円状に曲げてもよい。図２
実施例および図３実施例によれば、振動体１２の振動方
向の衝撃に対して、支持部材２２，２４のばね性によっ
て、強度が向上する。上記実施例では、支持部材２２，
２４を線状に形成したが、図４に示すように、支持部材
２２，２４を幅のある薄板状に形成してもよい。この実
施例によれば、支持部材２２，２４が強度的に強くなり
より変形しにくくなる。さらに、図５に示すように、支
持部材２２，２４と一体化して形成される基板２８を分
割してもよい。この実施例によれば、支持部材２２，２
４が個別に変位するので、支持部材２２，２４によって
振動子１１の振動が抑圧されない。

【００１６】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）はその平面図で
あり、（Ｃ）は（Ａ）の線Ｉ−Ｉにおける断面図であ
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平面図である。

【図５】この発明のさらに別の実施例を示す平面図であ
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。

【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、および前
   記振動体のノード点付近に固着される支持部材を有する
   振動子の支持構造において、 前記支持部材は前記振動体の重心付近の下面に固着され
   ることを特徴とする、振動子の支持構造。