JPH08201062A - 振動ジャイロ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外部からの過剰な衝撃による振動子と支持部材
との接合部の破損及び支持部材の変形を防止できる支持
構造を備える振動ジャイロを提供する。 【構成】柱状の振動子２と、振動子２のノード点付近を
支持する支持部材４を備え、支持部材４は一対の脚部
５，５と、脚部５，５間を連絡し、且つ振動子２と接合
される連絡部６により構成され、連絡部６は振動子２と
の接合部Ａに対して対称な曲げ部８，８を有することを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振動ジャイロに関し、特
に例えば、回転角速度を検知することにより移動体の位
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振れ
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４は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側面図であり、図５はその正面図
である。振動ジャイロ２１は振動子２２を含む。振動子
２２は例えばエリンバなどの恒弾性金属からなり、略正
三角柱状に形成される。振動子２２の３つの側面には、
それぞれ圧電素子２３ａ，２３ｂ，２３ｃが形成され
る。圧電素子２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、例えば圧電セ
ラミックの両面に電極を形成したものである。そして、
この圧電素子２３ａ，２３ｂ，２３ｃが、振動子２２の
側面に接着され、このうち２つの圧電素子２３ａ，２３
ｂが、駆動用及び出力信号検出用として用いられる。ま
た、他の圧電素子２３ｃは、帰還用として用いられる。

【０００３】また、振動子２２は支持部材２４，２４に
よって支持される。支持部材２４，２４は、タングステ
ン等からなる高い弾性率を有する細い線材を略コ字状に
形成したものであり、一対の脚部２５，２５と、該脚部
２５，２５間を連絡する直線状の連絡部２６とにより構
成される。そして、連絡部２６の中央部分を振動子２２
のノード点付近の稜線部分に例えば溶接等で接合するこ
とにより、振動子２２は支持部材２４，２４によって支
持される。さらに、脚部２５，２５の端部をガラスエポ
キシ材等からなる略短冊状の支持基板２７の一方主面に
固着することにより、支持部材２４，２４に支持された
振動子２２は支持基板２７に取り付けられる。

【０００４】ここで、支持部材２４を高い弾性率を有す
る細い線材から形成しているのは、振動子２２の振動を
支持基板２７に漏洩させず、また振動子２２の振動を妨
げない振動吸収効果を得るためである。

【０００５】この振動ジャイロ２１では圧電素子２３
ａ，２３ｂと圧電素子２３ｃとの間に、自励振動するた
めの帰還ループとして発振回路（図示せず）などが接続
される。そして、発振回路からの駆動信号によって、振
動子２２は圧電素子２３ｃの形成面と主に垂直に屈曲振
動を生じる。この状態で、振動子２２の軸を中心とした
回転が加わると、コリオリ力によって振動子２２の振動
方向が変わり、圧電素子２３ａ，２３ｂ間に出力差が生
じる。その出力差を測定することによって、振動子２２
に加わった回転角速度を検知することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の振動ジャイロ２１が外部から過剰な衝撃を受けた
場合、支持部材２４には、まず連絡部２６における振動
子２２との接合部Ｃ付近に応力が加わり、次いで脚部２
５，２５における連絡部２６との接続部Ｄ，Ｄ付近に応
力が加わっていく。特に接合部Ｃには集中して応力が加
わり、接合部Ｃが破損して振動子２２が落下する恐れが
ある。また、接合部Ｃが破損しないまでも、連絡部２６
はバネ特性が乏しいため塑性変形する恐れがあり、その
場合、所定の振動が得られなくなり、特性の劣化や誤検
知などを生じることになる。

【０００７】それゆえ、本発明の主たる目的は、外部か
らの過剰な衝撃による振動子と支持部材との接合部の破
損及び支持部材の変形を防止できる支持構造を備える振
動ジャイロを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、柱状の振動子と、該振動子のノード点
付近を支持する支持部材を備え、前記支持部材は一対の
脚部と、該脚部間を連絡し、且つ前記振動子と接合され
る連絡部により構成され、前記連絡部は振動子との接合
部に対して対称な曲げ部を有することを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記の構成によれば、外部からの過剰な衝撃を
受けた場合、支持部材における連絡部の曲げ部が撓み、
バネとして作用することにより、衝撃を吸収し、振動子
との接合部に応力が集中することを防ぐ。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す振動ジャイロ
の側面図であり、図２はその正面図である。振動ジャイ
ロ１は振動子２を含む。振動子２は例えばエリンバ等の
恒弾性金属、或いは石英、ガラス、水晶、セラミック等
の一般に機械的振動を生じる材料からなり、略正三角柱
状に形成される。

【００１１】振動子２の３つの側面にはそれぞれ圧電素
子３ａ，３ｂ，３ｃが形成される。圧電素子３ａ，３
ｂ，３ｃは例えば圧電セラミックの両面に電極を形成し
てなり、これら電極の一方が振動子２の側面に接着剤な
どで接着される。このうち圧電素子３ａ，３ｂが駆動用
及び出力信号検出用として用いられ、圧電素子３ｃが帰
還用として用いられる。そして、圧電素子３ａ，３ｂと
圧電素子３ｃとの間に、自励振駆動するための帰還ルー
プとして発振回路（図示せず）などが接続される。

【００１２】また、振動子２は支持部材４，４によって
支持される。支持部材４，４はタングステン等の高い弾
性率を有する細い線材からなり、並び立つ一対の脚部
５，５と、該脚部５，５間を連絡する連絡部６とによっ
て構成される。ここで、連絡部６は横に長い楕円形の底
部を切り欠いたような略円弧状に形成されてなり、連絡
部６の両端が脚部５，５の上方端部に接続している。そ
して、振動子２のノード点付近の稜線部分を連絡部６の
中央部分に溶接等で接合することにより、振動子２は支
持部材４，４によって支持される。さらに、脚部５，５
の下方端部をガラスエポキシ材等からなる略短冊状の支
持基板７の一方主面に例えば半田付け等で固着すること
により、支持部材４，４に支持された振動子２は支持基
板７に取り付けられる。

【００１３】このような支持構造では、支持部材４にお
ける連絡部６は振動子２との接合部Ａに対して対称な曲
げ部８，８を有する構造となる。図３に示すように、外
部から過剰な衝撃を受けた場合であって、例えば振動子
２に正面視で上から下に力が加わったとき、支持部材４
には、まず連絡部６における振動子２との接合部Ａ付近
に応力が加わる。ここで、連絡部６の曲げ部８，８が下
方に撓み、バネとして作用することにより、応力は接合
部Ａ付近に集中せずに、脚部５，５における連絡部６と
の接続部Ｂ，Ｂ付近に集中する。応力が接合部Ａ付近に
集中しないことで、従来のように接合部Ａが破損して振
動子２が落下したり、連絡部６が塑性変形することはな
い。また、接続部Ｂ，Ｂ付近に応力が集中しても、脚部
５，５が最も高い強度を有する軸方向から応力が加わる
ため、脚部５，５が塑性変形することはない。したがっ
て、このような支持構造を備えた振動ジャイロ１は、外
部から過剰な衝撃を受けた場合でも、安定した振動を保
つことが可能となり、感度的に良好な特性を維持でき
る。

【００１４】なお、上述の実施例では、支持部材４の連
絡部６の形状を横に長い楕円形の底部を切り欠いたよう
な略円弧状としたが、連絡部６の形状は振動子２との接
合部Ａに対して対称な曲げ部を有していれば、菱形でも
あっても、他のどのような形状であってもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる振
動ジャイロによれば、外部からの過剰な衝撃を受けた場
合、支持部材における連絡部の曲げ部がバネとして作用
することにより、衝撃を吸収し、振動子との接合部が破
損したり、連絡部が塑性変形することを防止できる。そ
の結果、当該振動ジャイロは安定した振動を保つことが
可能となり、感度的に良好な特性を維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における振動ジャイロを示す側
面図である。

【図２】図１に示した振動ジャイロの正面図である。

【図３】外部から衝撃を受け、支持部材における連絡部
が撓んだ状態を示す正面図である。

【図４】従来の振動ジャイロを示す側面図である。

【図５】図４に示した振動ジャイロの正面図である。

【符号の説明】

１ 振動ジャイロ ２ 振動子 ３ａ 圧電素子 ３ｂ 圧電素子 ３ｃ 圧電素子 ４ 支持部材 ５ 脚部 ６ 連結部 ７ 支持基板 ８ 曲げ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】柱状の振動子と、該振動子のノード点付近
   を支持する支持部材を備え、 前記支持部材は一対の脚部と、該脚部間を連絡し、且つ
   前記振動子と接合される連絡部により構成され、前記連
   絡部は振動子との接合部に対して対称な曲げ部を有する
   ことを特徴とする振動ジャイロ。