JPH0712574A - 振動ジャイロ - Google Patents
振動ジャイロInfo
- Publication number
- JPH0712574A JPH0712574A JP5174788A JP17478893A JPH0712574A JP H0712574 A JPH0712574 A JP H0712574A JP 5174788 A JP5174788 A JP 5174788A JP 17478893 A JP17478893 A JP 17478893A JP H0712574 A JPH0712574 A JP H0712574A
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- Japan
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- vibrating
- piezoelectric element
- vibrating body
- piezoelectric
- gyro
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電素子の単位面積当たりの歪検出感度に優
れた振動ジャイロを提供する。 【構成】 ３角柱状の振動体１２のそれぞれの側面の中
央部に圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃを形成する。圧
電素子１４ａ，１４ｂは歪検出用であり、圧電素子１４
ｃは加振用である。圧電素子１４ｃに駆動信号を印加す
ることによって、振動体１２を圧電素子１４ｃに直交す
る向きに屈曲振動する。圧電素子１４ａ，１４ｂは振動
体の曲げの中立軸Ａを跨がないように形成される。
れた振動ジャイロを提供する。 【構成】 ３角柱状の振動体１２のそれぞれの側面の中
央部に圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃを形成する。圧
電素子１４ａ，１４ｂは歪検出用であり、圧電素子１４
ｃは加振用である。圧電素子１４ｃに駆動信号を印加す
ることによって、振動体１２を圧電素子１４ｃに直交す
る向きに屈曲振動する。圧電素子１４ａ，１４ｂは振動
体の曲げの中立軸Ａを跨がないように形成される。
Description
【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、振動体を屈曲振動させて回転角速度を検
出する振動ジャイロに関する。
特にたとえば、振動体を屈曲振動させて回転角速度を検
出する振動ジャイロに関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の振動ジャイロの一例を示す
斜視図であり、図６はその断面図である。振動ジャイロ
１は振動体２を含む。振動体２は、たとえばエリンバな
どの恒弾性材料で正３角柱状に形成される。振動体２の
側面の中央部には、それぞれ、圧電素子３ａ，３ｂ，３
ｃが形成される。圧電素子３ａ，３ｂ，３ｃは、圧電体
の両主面に電極を形成したものである。なお、圧電素子
３ａ，３ｂは歪検出用圧電素子であり、圧電素子３ｃは
加振用圧電素子である。圧電素子３ａ，３ｂ，３ｃの電
極の一方が、振動体２に接着される。このとき、圧電素
子３ａ，３ｂは、図６に示す曲げの中立軸Ａを跨がって
形成される。
斜視図であり、図６はその断面図である。振動ジャイロ
１は振動体２を含む。振動体２は、たとえばエリンバな
どの恒弾性材料で正３角柱状に形成される。振動体２の
側面の中央部には、それぞれ、圧電素子３ａ，３ｂ，３
ｃが形成される。圧電素子３ａ，３ｂ，３ｃは、圧電体
の両主面に電極を形成したものである。なお、圧電素子
３ａ，３ｂは歪検出用圧電素子であり、圧電素子３ｃは
加振用圧電素子である。圧電素子３ａ，３ｂ，３ｃの電
極の一方が、振動体２に接着される。このとき、圧電素
子３ａ，３ｂは、図６に示す曲げの中立軸Ａを跨がって
形成される。
【０００３】ここで、曲げの中立軸Ａについて説明す
る。図７に示すように、振動体２の長手方向の両端に曲
げモーメントＭを作用させると、振動体２の断面に垂直
応力が生じる。このとき、振動体２の断面に生じる垂直
応力の応力分布は、図８に示すように、直線的に変化す
る。この垂直応力が０となる軸ＮＮを曲げの中立軸Ａと
いう。
る。図７に示すように、振動体２の長手方向の両端に曲
げモーメントＭを作用させると、振動体２の断面に垂直
応力が生じる。このとき、振動体２の断面に生じる垂直
応力の応力分布は、図８に示すように、直線的に変化す
る。この垂直応力が０となる軸ＮＮを曲げの中立軸Ａと
いう。
【０００４】この振動ジャイロ１では、圧電素子３ｃ
に、駆動信号が印加される。それによって、振動体２
は、圧電素子３ｃ形成面に直交する向きに屈曲振動す
る。この状態で、振動体２の軸方向を中心として回転す
ると、コリオリ力によって振動方向が変わる。それに応
じて、圧電素子３ａ，３ｂに電圧が発生する。したがっ
て、圧電素子３ａ，３ｂの電圧の差を測定することによ
り、振動ジャイロ１に加わった回転角速度を検出するこ
とができる。
に、駆動信号が印加される。それによって、振動体２
は、圧電素子３ｃ形成面に直交する向きに屈曲振動す
る。この状態で、振動体２の軸方向を中心として回転す
ると、コリオリ力によって振動方向が変わる。それに応
じて、圧電素子３ａ，３ｂに電圧が発生する。したがっ
て、圧電素子３ａ，３ｂの電圧の差を測定することによ
り、振動ジャイロ１に加わった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、この振
動ジャイロ１では、圧電素子３ａ，３ｂが、曲げの中立
軸Ａを跨がって形成されるので、図６に示す位置ａから
位置ｂまでの＋の歪と位置ｂから位置ｃまでの−の歪と
が打ち消し合う。そのため、圧電素子３ａ，３ｂに発生
する電圧は、位置ａから位置ｃまでの範囲では０とな
り、歪検出感度は、圧電素子３ａ，３ｂ全体の面積に対
して悪くなる。
動ジャイロ１では、圧電素子３ａ，３ｂが、曲げの中立
軸Ａを跨がって形成されるので、図６に示す位置ａから
位置ｂまでの＋の歪と位置ｂから位置ｃまでの−の歪と
が打ち消し合う。そのため、圧電素子３ａ，３ｂに発生
する電圧は、位置ａから位置ｃまでの範囲では０とな
り、歪検出感度は、圧電素子３ａ，３ｂ全体の面積に対
して悪くなる。
【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、圧
電素子の単位面積当たりの歪検出感度に優れた振動ジャ
イロを提供することである。
電素子の単位面積当たりの歪検出感度に優れた振動ジャ
イロ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
体と、振動体の側面に形成される歪検出用圧電素子と、
振動体の側面に形成される加振用圧電素子とを含む振動
ジャイロであって、歪検出用圧電素子が振動体の曲げの
中立軸を跨がないように形成された、振動ジャイロであ
る。
体と、振動体の側面に形成される歪検出用圧電素子と、
振動体の側面に形成される加振用圧電素子とを含む振動
ジャイロであって、歪検出用圧電素子が振動体の曲げの
中立軸を跨がないように形成された、振動ジャイロであ
る。
【０００８】
【作用】歪検出用圧電素子が振動体の曲げの中立軸を跨
がないので、歪検出用圧電素子上の＋の歪と−の歪が打
ち消し合う部分がなくなる。
がないので、歪検出用圧電素子上の＋の歪と−の歪が打
ち消し合う部分がなくなる。
【０００９】
【発明の効果】この発明によれば、歪検出用圧電素子上
の＋の歪と−の歪が打ち消し合う部分がなくなるので、
圧電素子の単位面積当たりの歪検出感度に優れた振動ジ
ャイロが得られる。
の＋の歪と−の歪が打ち消し合う部分がなくなるので、
圧電素子の単位面積当たりの歪検出感度に優れた振動ジ
ャイロが得られる。
【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。
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はこの発明の一実施例を示す斜視図であ
り、図２はその断面図であり、図３はその側面図であ
る。振動ジャイロ１０は振動体１２を含む。振動体１２
は、たとえばエリンバやステンレス鋼，鉄−ニッケル合
金などの恒弾性か石英，ガラス，水晶，セラミックなど
一般的に機械的な振動を生じる材料で正３角柱状に形成
される。振動体１２のそれぞれの側面の中央部には、圧
電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成される。圧電素子
１４ａは圧電体１６ａを含み、この圧電体１６ａの両面
に電極１８ａおよび２０ａが形成される。そして、一方
の電極２０ａが振動体１２に接着される。同様に、圧電
素子１４ｂ，１４ｃは圧電体１６ｂ，１６ｃを含み、そ
の両面に電極１８ｂ，２０ｂおよび電極１８ｃ，２０ｃ
が形成される。そして、それらの圧電素子１４ｂ，１４
ｃの一方の電極２０ｂ，２０ｃが、振動体１２に接着さ
れる。この実施例では、圧電素子１４ｃが振動体１２を
屈曲振動させるための駆動用すなわち加振用として使用
され、圧電素子１４ａ，１４ｂが回転角速度を検出する
ための検出用すなわち歪検出用として使用される。
り、図２はその断面図であり、図３はその側面図であ
る。振動ジャイロ１０は振動体１２を含む。振動体１２
は、たとえばエリンバやステンレス鋼，鉄−ニッケル合
金などの恒弾性か石英，ガラス，水晶，セラミックなど
一般的に機械的な振動を生じる材料で正３角柱状に形成
される。振動体１２のそれぞれの側面の中央部には、圧
電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成される。圧電素子
１４ａは圧電体１６ａを含み、この圧電体１６ａの両面
に電極１８ａおよび２０ａが形成される。そして、一方
の電極２０ａが振動体１２に接着される。同様に、圧電
素子１４ｂ，１４ｃは圧電体１６ｂ，１６ｃを含み、そ
の両面に電極１８ｂ，２０ｂおよび電極１８ｃ，２０ｃ
が形成される。そして、それらの圧電素子１４ｂ，１４
ｃの一方の電極２０ｂ，２０ｃが、振動体１２に接着さ
れる。この実施例では、圧電素子１４ｃが振動体１２を
屈曲振動させるための駆動用すなわち加振用として使用
され、圧電素子１４ａ，１４ｂが回転角速度を検出する
ための検出用すなわち歪検出用として使用される。
【００１２】この振動ジャイロ１０では、圧電素子１４
ａ，１４ｂは、図２および図３に示す曲げの中立軸Ａを
跨がないように形成される。すなわち、曲げの中立軸Ａ
と圧電素子１４ａ，１４ｂとの振動体１２の側面上の距
離ｖは、ｖ≧０の条件を満足する。
ａ，１４ｂは、図２および図３に示す曲げの中立軸Ａを
跨がないように形成される。すなわち、曲げの中立軸Ａ
と圧電素子１４ａ，１４ｂとの振動体１２の側面上の距
離ｖは、ｖ≧０の条件を満足する。
【００１３】この振動ジャイロ１０では、圧電素子１４
ａ，１４ｂまたは圧電素子１４ｃに駆動信号が印加され
る。それによって、振動体１２は、圧電素子１４ｃ形成
面に直交する向きに屈曲振動する。この状態で、振動体
１２の軸方向を中心として回転すると、コリオリ力によ
って振動方向が変わる。それに応じて、圧電素子１４
ａ，１４ｂに電圧が発生する。したがって、圧電素子１
４ａ，１４ｂの電圧の差を測定すれば、振動ジャイロ１
０に加わった回転角速度を検出することができる。
ａ，１４ｂまたは圧電素子１４ｃに駆動信号が印加され
る。それによって、振動体１２は、圧電素子１４ｃ形成
面に直交する向きに屈曲振動する。この状態で、振動体
１２の軸方向を中心として回転すると、コリオリ力によ
って振動方向が変わる。それに応じて、圧電素子１４
ａ，１４ｂに電圧が発生する。したがって、圧電素子１
４ａ，１４ｂの電圧の差を測定すれば、振動ジャイロ１
０に加わった回転角速度を検出することができる。
【００１４】この振動ジャイロ１０では、圧電素子１４
ａ，１４ｂが曲げの中立軸Ａを跨がないように形成され
るため、図４に示すように、圧電素子１４ａ，１４ｂに
おいて、＋の歪と−の歪が打ち消し合う部分がなくな
る。そのため、この振動ジャイロ１０は、圧電素子１４
ａ，１４ｂの単位面積当たりの歪検出感度に優れてい
る。したがって、この振動ジャイロ１０を用いれば、正
確な回転角速度を検出することができる。
ａ，１４ｂが曲げの中立軸Ａを跨がないように形成され
るため、図４に示すように、圧電素子１４ａ，１４ｂに
おいて、＋の歪と−の歪が打ち消し合う部分がなくな
る。そのため、この振動ジャイロ１０は、圧電素子１４
ａ，１４ｂの単位面積当たりの歪検出感度に優れてい
る。したがって、この振動ジャイロ１０を用いれば、正
確な回転角速度を検出することができる。
【図１】この発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す振動ジャイロの断面図である。
【図３】図１に示す振動ジャイロの側面図である。
【図４】図１に示す振動ジャイロの断面図解図である。
【図５】この発明の背景となる従来の振動ジャイロの一
例を示す斜視図である。
例を示す斜視図である。
【図６】図５に示す振動ジャイロの断面図である。
【図７】振動体に曲げモーメントを作用させた状態を示
す図解図である。
す図解図である。
【図８】振動体に曲げモーメントを作用させたときの垂
直応力の応力分布を示す図解図である。
直応力の応力分布を示す図解図である。
１０ 振動ジャイロ １２ 振動体 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 圧電素子 Ａ 曲げの中立軸
Claims (1)
- 【請求項１】 柱状の振動体、 前記振動体の側面に形成される歪検出用圧電素子、およ
び前記振動体の側面に形成される加振用圧電素子を含む
振動ジャイロであって、 前記歪検出用圧電素子が前記振動体の曲げの中立軸を跨
がないように形成された、振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5174788A JPH0712574A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5174788A JPH0712574A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 振動ジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712574A true JPH0712574A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15984686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5174788A Pending JPH0712574A (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712574A (ja) |
-
1993
- 1993-06-21 JP JP5174788A patent/JPH0712574A/ja active Pending
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