JPH08304079A - 角速度センサ - Google Patents
角速度センサInfo
- Publication number
- JPH08304079A JPH08304079A JP7129548A JP12954895A JPH08304079A JP H08304079 A JPH08304079 A JP H08304079A JP 7129548 A JP7129548 A JP 7129548A JP 12954895 A JP12954895 A JP 12954895A JP H08304079 A JPH08304079 A JP H08304079A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- vibrating body
- angular velocity
- electrode
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
［目的］ ２軸の角速度の検出ができる小型軽量で組立
性が良くかつ検出精度の高い角速度センサを得る。 ［構成］ 板状の振動体、および該振動体の片面若しく
は両面に圧電素子を貼付し、該圧電素子には少なくとも
励振用電極と検出用電極を形成し、該振動体および該圧
電素子に直線部あるいは切り欠き部を設けあるいはその
外形を多角形にした。
性が良くかつ検出精度の高い角速度センサを得る。 ［構成］ 板状の振動体、および該振動体の片面若しく
は両面に圧電素子を貼付し、該圧電素子には少なくとも
励振用電極と検出用電極を形成し、該振動体および該圧
電素子に直線部あるいは切り欠き部を設けあるいはその
外形を多角形にした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電振動型角速度センサ
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】姿勢制御、位置制御が可能な角速度セン
サは、ビデオカメラの手ぶれ防止や、自動車のナビゲー
ションに使うことを目的に小型化、高性能化の開発が行
われている。角速度センサにもいろいろあるが、サイズ
やコストの面では圧電振動型の角速度センサが有利であ
り、音叉型、音片型（四角柱）、円柱型、三角柱型等が
製品化されている。
サは、ビデオカメラの手ぶれ防止や、自動車のナビゲー
ションに使うことを目的に小型化、高性能化の開発が行
われている。角速度センサにもいろいろあるが、サイズ
やコストの面では圧電振動型の角速度センサが有利であ
り、音叉型、音片型（四角柱）、円柱型、三角柱型等が
製品化されている。
【０００３】図１は音片型圧電振動角速度センサを説明
するための構造図である。圧電振動型角速度センサの原
理は、振動している振動子の中心軸（Ｚ軸）回りに、回
転角速度（ω0）が加わると、もとの振動方向（Ｘ軸）
に対し、直角方向（Ｙ軸）に回転角速度に比例したコリ
オリ力（Ｆc）が生じる力学現象を利用したもので、駆
動用圧電セラミックを用いてＸ軸に振動を与え、Ｙ軸に
設けた検出用圧電セラミックによってコリオリ力を電圧
として検出するものである。コリオリ力は一般に次式に
より求められる。 Ｆc＝２ｍ×ｖ×ω0 ｍは質量、ｖ
は速度 、 ω0は角速度である。
するための構造図である。圧電振動型角速度センサの原
理は、振動している振動子の中心軸（Ｚ軸）回りに、回
転角速度（ω0）が加わると、もとの振動方向（Ｘ軸）
に対し、直角方向（Ｙ軸）に回転角速度に比例したコリ
オリ力（Ｆc）が生じる力学現象を利用したもので、駆
動用圧電セラミックを用いてＸ軸に振動を与え、Ｙ軸に
設けた検出用圧電セラミックによってコリオリ力を電圧
として検出するものである。コリオリ力は一般に次式に
より求められる。 Ｆc＝２ｍ×ｖ×ω0 ｍは質量、ｖ
は速度 、 ω0は角速度である。
【０００４】振動周波数が同じであればＸ軸の振幅が大
きいほどＹ軸変位は大きく、検出電圧（感度）を高める
にはＸ軸の振幅が大きく、Ｙ軸の検出効率を高めた共振
型振動角速度センサが有利である。音片型振動角速度セ
ンサは共振型であり、感度は高くできるが、駆動辺と検
出辺の振動姿勢を崩さず、共振周波数を正確に調整する
ことが難しく、しかも駆動辺と検出辺の共振特性の不一
致やズレによる顕著な特性変化や高機械的品質係数（Ｑ
ｍ）がゆえに応答速度が遅いなど問題も多い。
きいほどＹ軸変位は大きく、検出電圧（感度）を高める
にはＸ軸の振幅が大きく、Ｙ軸の検出効率を高めた共振
型振動角速度センサが有利である。音片型振動角速度セ
ンサは共振型であり、感度は高くできるが、駆動辺と検
出辺の振動姿勢を崩さず、共振周波数を正確に調整する
ことが難しく、しかも駆動辺と検出辺の共振特性の不一
致やズレによる顕著な特性変化や高機械的品質係数（Ｑ
ｍ）がゆえに応答速度が遅いなど問題も多い。
【０００５】一つの角速度センサで２軸の角速度を検出
できるものが望まれていたが、この要望に応えるものと
して、振動体の表面に圧電素子を貼付して角速度により
圧電素子が変形することで変化する電荷の量を測定して
角速度を検出するセンサが開発された。図２はその角速
度センサを斜め上から見た分解斜視図である。図３は同
じ角速度センサを斜め下から見た分解斜視図である。振
動体１は中央部に複数のスリット（又は凹部）４が設け
られている。振動体１の上面には、下面に電極６を設け
上面に４つの励振電極を兼ねる検出電極５を設けた圧電
素子２が貼付されている。振動体１の下面には、上面に
電極７を設け下面に帰還電極８を設けた圧電素子３が貼
付されている。帰還電極８の下面には重錘体９が貼付さ
れセンサ部が構成されている。センサ部は円筒状支持部
材１０によりベンディング振動のノード部を固定されて
いる。
できるものが望まれていたが、この要望に応えるものと
して、振動体の表面に圧電素子を貼付して角速度により
圧電素子が変形することで変化する電荷の量を測定して
角速度を検出するセンサが開発された。図２はその角速
度センサを斜め上から見た分解斜視図である。図３は同
じ角速度センサを斜め下から見た分解斜視図である。振
動体１は中央部に複数のスリット（又は凹部）４が設け
られている。振動体１の上面には、下面に電極６を設け
上面に４つの励振電極を兼ねる検出電極５を設けた圧電
素子２が貼付されている。振動体１の下面には、上面に
電極７を設け下面に帰還電極８を設けた圧電素子３が貼
付されている。帰還電極８の下面には重錘体９が貼付さ
れセンサ部が構成されている。センサ部は円筒状支持部
材１０によりベンディング振動のノード部を固定されて
いる。
【０００６】電極６と振動体１は電気的に接続されて接
着されているので、振動体と励振電極を兼ねる検出電極
５に交流をかけると圧電素子２が振動し振動体１も一緒
に振動する。円筒状支持部材１０で支持しており４つの
励振用電極を兼ねる検出電極５は円筒状支持部材１０の
内径より内側に設けてある。円筒状支持部材１０は図２
の如く２ヵ所をワイヤ１１で固定し、ワイヤ１１の他端
を基板に固定するものである。
着されているので、振動体と励振電極を兼ねる検出電極
５に交流をかけると圧電素子２が振動し振動体１も一緒
に振動する。円筒状支持部材１０で支持しており４つの
励振用電極を兼ねる検出電極５は円筒状支持部材１０の
内径より内側に設けてある。円筒状支持部材１０は図２
の如く２ヵ所をワイヤ１１で固定し、ワイヤ１１の他端
を基板に固定するものである。
【０００７】角速度センサに角速度が作用するとコリオ
リ力により重錘体９が移動することでセンサ部が変形し
検出電極に電荷が発生する。４つの検出電極５に発生す
る電荷の量により角速度の方向と強さが検出できる。
リ力により重錘体９が移動することでセンサ部が変形し
検出電極に電荷が発生する。４つの検出電極５に発生す
る電荷の量により角速度の方向と強さが検出できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】通常、ある軸まわりの
角速度を正確に検出するために角速度センサはそのセン
サ筐体を被測定物に対し所定の位置関係を維持して固定
される。もし、その位置関係が崩れた場合は角速度セン
サの被測定物に対する取付角度がずれてしまうため検出
された角速度の値は正しい値とならない。角速度センサ
自体の問題としては角速度センサのセンサ筐体とセンサ
部とで所定の位置関係が保たれない場合はお互いの取り
付け角度がずれて検出精度が悪くなる。特に２軸の角速
度を検出する角速度センサにおいてはその影響は大き
い。２軸の角速度の検出精度を上げるためには検出電
極、センサ筐体、被測定物の位置関係を所定の位置に正
確に決めてやらなければならない。また振動体と圧電素
子との位置がずれると励振周波数が安定しないという不
都合が生じる。本発明は検出電極と圧電素子と振動体と
の位置関係と、それらと重錘体で構成されるセンサ部と
センサ筐体との位置関係を正確に決めてやることで課題
を解決しようとするものである。
角速度を正確に検出するために角速度センサはそのセン
サ筐体を被測定物に対し所定の位置関係を維持して固定
される。もし、その位置関係が崩れた場合は角速度セン
サの被測定物に対する取付角度がずれてしまうため検出
された角速度の値は正しい値とならない。角速度センサ
自体の問題としては角速度センサのセンサ筐体とセンサ
部とで所定の位置関係が保たれない場合はお互いの取り
付け角度がずれて検出精度が悪くなる。特に２軸の角速
度を検出する角速度センサにおいてはその影響は大き
い。２軸の角速度の検出精度を上げるためには検出電
極、センサ筐体、被測定物の位置関係を所定の位置に正
確に決めてやらなければならない。また振動体と圧電素
子との位置がずれると励振周波数が安定しないという不
都合が生じる。本発明は検出電極と圧電素子と振動体と
の位置関係と、それらと重錘体で構成されるセンサ部と
センサ筐体との位置関係を正確に決めてやることで課題
を解決しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は従来の角速度セ
ンサの課題を解決するためのものであり、小型であり軽
量、検出精度の良い安価で信頼性の高い角速度センサを
提供する。
ンサの課題を解決するためのものであり、小型であり軽
量、検出精度の良い安価で信頼性の高い角速度センサを
提供する。
【００１０】板状の振動体、および該振動体の片面若し
くは両面に圧電素子を貼付し、該圧電素子には少なくと
も励振用電極と検出用電極を形成し、重錘体を設け、ノ
ード部を支持する支持部材を有する角速度センサにおい
て、該振動体および該圧電素子に直線部を設けること、
あるいは多角形にすること、あるいは切り欠き部を設け
ることで、該直線部、あるいは該多角形の直線部分、ま
たは該切り欠き部を利用して位置決めをし、検出電極と
圧電素子と振動体との位置関係と、それらと重錘体で構
成されるセンサ部とセンサ筐体とを所定の位置関係に正
確に位置決めをして固定する。
くは両面に圧電素子を貼付し、該圧電素子には少なくと
も励振用電極と検出用電極を形成し、重錘体を設け、ノ
ード部を支持する支持部材を有する角速度センサにおい
て、該振動体および該圧電素子に直線部を設けること、
あるいは多角形にすること、あるいは切り欠き部を設け
ることで、該直線部、あるいは該多角形の直線部分、ま
たは該切り欠き部を利用して位置決めをし、検出電極と
圧電素子と振動体との位置関係と、それらと重錘体で構
成されるセンサ部とセンサ筐体とを所定の位置関係に正
確に位置決めをして固定する。
【００１１】
【実施例】本発明を図面に基き詳細に説明する。図４は
本発明の第一実施例で上面図である。図５は本発明の第
一実施例で断面図である。２軸の直交座標系（Ｘ，Ｙ）
を図４のように定める。振動体２１は、円盤形振動体の
面上の中心２１ｅを前記座標系の原点に一致させＹ軸に
平行で（−ｌ，０）を通る直線２１ａで切断した形状を
している。圧電素子２２は振動体２１と外形は同形状を
している。すなわち、直径が振動体２１と同じ円盤形圧
電素子の面上の中心２２ｅを前記座標系の原点に一致さ
せＹ軸に平行で（−ｌ，０）を通る直線２２ａで切断し
た形状をしている。圧電素子２３も振動体２１と外形は
同形状である。すなわち、直径が振動体２１と同じ円盤
形圧電素子の面上の中心２３ｅを前記座標系の原点に一
致させＹ軸に平行で（−ｌ，０）を通る直線２３ａで切
断した形状をしている。圧電素子２２の上面には４分円
状をした４つの励振電極を兼ねる検出電極２５が中心２
２ｅに関して点対称で、かつ、Ｘ軸、Ｙ軸に関して線対
称に形成され軸上に配置されている。圧電素子２２の下
面には電極２６が形成されている。圧電素子２３は、上
面には電極２７が形成され、下面には帰還電極２８が形
成されている。４つの励振電極を兼ねる検出電極２５、
電極２６は圧電素子２２の外形の全周あるいは直線２２
ａを含み複数箇所をガイドすることで所定の位置関係を
保ちながら形成した。電極２７、帰還電極２８について
も圧電素子２３の外形の全周あるいは直線２３ａを含み
複数箇所をガイドすることで所定の位置関係を保ちなが
ら形成した。振動体２１の上面には圧電素子２２の下面
が、下面には圧電素子２３の上面が直線２１ａ、２２
ａ、２３ａおよび円周部分が一致するようにジグを用い
て位置決めして貼付し、さらに帰還電極２８の下面には
重錘体２９が貼付されセンサ部が構成されている。前記
センサ部は円筒状支持部材３０ａによりベンディング振
動のノード部を固定されている。
本発明の第一実施例で上面図である。図５は本発明の第
一実施例で断面図である。２軸の直交座標系（Ｘ，Ｙ）
を図４のように定める。振動体２１は、円盤形振動体の
面上の中心２１ｅを前記座標系の原点に一致させＹ軸に
平行で（−ｌ，０）を通る直線２１ａで切断した形状を
している。圧電素子２２は振動体２１と外形は同形状を
している。すなわち、直径が振動体２１と同じ円盤形圧
電素子の面上の中心２２ｅを前記座標系の原点に一致さ
せＹ軸に平行で（−ｌ，０）を通る直線２２ａで切断し
た形状をしている。圧電素子２３も振動体２１と外形は
同形状である。すなわち、直径が振動体２１と同じ円盤
形圧電素子の面上の中心２３ｅを前記座標系の原点に一
致させＹ軸に平行で（−ｌ，０）を通る直線２３ａで切
断した形状をしている。圧電素子２２の上面には４分円
状をした４つの励振電極を兼ねる検出電極２５が中心２
２ｅに関して点対称で、かつ、Ｘ軸、Ｙ軸に関して線対
称に形成され軸上に配置されている。圧電素子２２の下
面には電極２６が形成されている。圧電素子２３は、上
面には電極２７が形成され、下面には帰還電極２８が形
成されている。４つの励振電極を兼ねる検出電極２５、
電極２６は圧電素子２２の外形の全周あるいは直線２２
ａを含み複数箇所をガイドすることで所定の位置関係を
保ちながら形成した。電極２７、帰還電極２８について
も圧電素子２３の外形の全周あるいは直線２３ａを含み
複数箇所をガイドすることで所定の位置関係を保ちなが
ら形成した。振動体２１の上面には圧電素子２２の下面
が、下面には圧電素子２３の上面が直線２１ａ、２２
ａ、２３ａおよび円周部分が一致するようにジグを用い
て位置決めして貼付し、さらに帰還電極２８の下面には
重錘体２９が貼付されセンサ部が構成されている。前記
センサ部は円筒状支持部材３０ａによりベンディング振
動のノード部を固定されている。
【００１２】電極２６と振動体２１は電気的に接続され
て接着されているので、振動体と励振電極を兼ねる検出
電極２５に交流をかけると圧電素子２２が振動し振動体
２１も一緒に振動する。円筒状支持部材３０ａで支持し
ており４つの励振用電極を兼ねる検出電極２５は円筒状
支持部材３０ａの内径より内側に設けてある。円筒状支
持部材３０ａは図２の如く２ヵ所をワイヤーで固定し
（図示はしていない）、ワイヤーの他端を基板に固定す
るものである。
て接着されているので、振動体と励振電極を兼ねる検出
電極２５に交流をかけると圧電素子２２が振動し振動体
２１も一緒に振動する。円筒状支持部材３０ａで支持し
ており４つの励振用電極を兼ねる検出電極２５は円筒状
支持部材３０ａの内径より内側に設けてある。円筒状支
持部材３０ａは図２の如く２ヵ所をワイヤーで固定し
（図示はしていない）、ワイヤーの他端を基板に固定す
るものである。
【００１３】角速度センサに角速度が作用するとコリオ
リ力により重錘体２９が移動することでセンサ部が変形
し検出電極に電荷が発生する。４つの検出電極２５に発
生する電荷の量により角速度の方向と強さが検出でき
る。
リ力により重錘体２９が移動することでセンサ部が変形
し検出電極に電荷が発生する。４つの検出電極２５に発
生する電荷の量により角速度の方向と強さが検出でき
る。
【００１４】前記センサ部は直線２１ａ、２２ａ、２３
ａと、センサ筐体３１の端面３１ａとをジグによって方
向を一致させて位置決め固定されている。このようにし
て、検出電極と圧電素子、圧電素子と振動体あるいはセ
ンサ筐体とを所定の位置関係に正確に決めることができ
るようになった。
ａと、センサ筐体３１の端面３１ａとをジグによって方
向を一致させて位置決め固定されている。このようにし
て、検出電極と圧電素子、圧電素子と振動体あるいはセ
ンサ筐体とを所定の位置関係に正確に決めることができ
るようになった。
【００１５】図６は本発明の第二実施例で上面図であ
る。図７は本発明の第二実施例で断面図である。これは
振動体および圧電素子を多角形にした例である。励振、
検出の原理は第一実施例と同じであるので、その説明は
省略する。２軸の直交座標系（Ｘ，Ｙ）も第一実施例で
用いた座標系と同じに設定する。
る。図７は本発明の第二実施例で断面図である。これは
振動体および圧電素子を多角形にした例である。励振、
検出の原理は第一実施例と同じであるので、その説明は
省略する。２軸の直交座標系（Ｘ，Ｙ）も第一実施例で
用いた座標系と同じに設定する。
【００１６】振動体４１は、円盤形振動体の面上の中心
４１ｅを前記座標系の原点に一致させ、Ｙ軸に平行で
（−ｍ，０）を通る直線４１ａ、（ｍ，０）を通る直線
４１ｃ、Ｘ軸に平行で（０，−ｍ）を通る直線４１ｂ、
（０，ｍ）を通る直線４１ｄで切断した形状をしてい
る。圧電素子４２は振動体４１と外形は同形状をしてい
る。すなわち、直径が振動体４１と同じ円盤形圧電素子
の面上の中心４２ｅを前記座標系の原点に一致させ、Ｙ
軸に平行で（−ｍ，０）を通る直線４２ａ、（ｍ，０）
を通る直線４２ｃ、Ｘ軸に平行で（０，−ｍ）を通る直
線４２ｂ、（０，ｍ）を通る直線４２ｄで切断した形状
をしている。圧電素子４３も振動体４１と外形は同形状
である。すなわち、直径が振動体４１と同じ円盤形圧電
素子の面上の中心４３ｅを前記座標系の原点に一致さ
せ、Ｙ軸に平行で（−ｍ，０）を通る直線４３ａ、
（ｍ，０）を通る直線４３ｃ、Ｘ軸に平行で（０，−
ｍ）を通る直線４３ｂ、（０，ｍ）を通る直線４３ｄで
切断した形状をしている。圧電素子４２の上面には４分
円状をした４つの励振電極を兼ねる検出電極４５が中心
４２ｅに関して点対称で、かつ、Ｘ軸、Ｙ軸に関して線
対称に形成され軸上に配置されている。圧電素子４２の
下面には電極４６が形成されている。圧電素子４３は、
上面には電極４７が形成され、下面には帰還電極４８が
形成されている。４つの励振電極を兼ねる検出電極４
５、電極４６は圧電素子４２の外形の全周あるいは直線
４２ａ、４２ｂをガイドすることで所定の位置関係を保
ちながら形成した。電極４７、帰還電極４８についても
圧電素子４３の外形の全周あるいは直線４３ａ、４３ｂ
をガイドすることで所定の位置関係を保ちながら形成し
た。位置決めをするにあたり、このほかの直交する直線
の組を用いても、もちろんかまわない。振動体４１の上
面には圧電素子４２の下面が、下面には圧電素子４３の
上面が直線４１ａ、４２ａ、４３ａおよび４１ｂ、４２
ｂ、４３ｂが一致するようにジグを用いて位置決めして
貼付し、さらに帰還電極４８の下面には重錘体が貼付さ
れセンサ部が構成されている。前記センサ部は円筒状支
持部材３０ｂによりベンディング振動のノード部を固定
されている。円筒状支持部材３０ｂは図２の如く２ヵ所
をワイヤで固定し（図示はしていない）、ワイヤの他端
を基板に固定するものである。
４１ｅを前記座標系の原点に一致させ、Ｙ軸に平行で
（−ｍ，０）を通る直線４１ａ、（ｍ，０）を通る直線
４１ｃ、Ｘ軸に平行で（０，−ｍ）を通る直線４１ｂ、
（０，ｍ）を通る直線４１ｄで切断した形状をしてい
る。圧電素子４２は振動体４１と外形は同形状をしてい
る。すなわち、直径が振動体４１と同じ円盤形圧電素子
の面上の中心４２ｅを前記座標系の原点に一致させ、Ｙ
軸に平行で（−ｍ，０）を通る直線４２ａ、（ｍ，０）
を通る直線４２ｃ、Ｘ軸に平行で（０，−ｍ）を通る直
線４２ｂ、（０，ｍ）を通る直線４２ｄで切断した形状
をしている。圧電素子４３も振動体４１と外形は同形状
である。すなわち、直径が振動体４１と同じ円盤形圧電
素子の面上の中心４３ｅを前記座標系の原点に一致さ
せ、Ｙ軸に平行で（−ｍ，０）を通る直線４３ａ、
（ｍ，０）を通る直線４３ｃ、Ｘ軸に平行で（０，−
ｍ）を通る直線４３ｂ、（０，ｍ）を通る直線４３ｄで
切断した形状をしている。圧電素子４２の上面には４分
円状をした４つの励振電極を兼ねる検出電極４５が中心
４２ｅに関して点対称で、かつ、Ｘ軸、Ｙ軸に関して線
対称に形成され軸上に配置されている。圧電素子４２の
下面には電極４６が形成されている。圧電素子４３は、
上面には電極４７が形成され、下面には帰還電極４８が
形成されている。４つの励振電極を兼ねる検出電極４
５、電極４６は圧電素子４２の外形の全周あるいは直線
４２ａ、４２ｂをガイドすることで所定の位置関係を保
ちながら形成した。電極４７、帰還電極４８についても
圧電素子４３の外形の全周あるいは直線４３ａ、４３ｂ
をガイドすることで所定の位置関係を保ちながら形成し
た。位置決めをするにあたり、このほかの直交する直線
の組を用いても、もちろんかまわない。振動体４１の上
面には圧電素子４２の下面が、下面には圧電素子４３の
上面が直線４１ａ、４２ａ、４３ａおよび４１ｂ、４２
ｂ、４３ｂが一致するようにジグを用いて位置決めして
貼付し、さらに帰還電極４８の下面には重錘体が貼付さ
れセンサ部が構成されている。前記センサ部は円筒状支
持部材３０ｂによりベンディング振動のノード部を固定
されている。円筒状支持部材３０ｂは図２の如く２ヵ所
をワイヤで固定し（図示はしていない）、ワイヤの他端
を基板に固定するものである。
【００１７】前記センサ部は直線４１ａ、４２ａ、４３
ａと、センサ筐体３１の端面３１ａとをジグによって方
向を一致させて位置決め固定されている。このようにし
て、検出電極と圧電素子、圧電素子と振動体あるいはセ
ンサ筐体とを所定の位置関係に正確に決めることができ
るようになった。多角形としたことで、任意の直線ある
いは直線の組み合わせを利用して位置決め、組立ができ
る。また形状は対称な部分が多いため励振周波数が安定
する。円盤形の振動体、円盤形の圧電素子と比較して多
角形の振動体と多角形の圧電素子は部品として材料より
多数とることができ安価になる。
ａと、センサ筐体３１の端面３１ａとをジグによって方
向を一致させて位置決め固定されている。このようにし
て、検出電極と圧電素子、圧電素子と振動体あるいはセ
ンサ筐体とを所定の位置関係に正確に決めることができ
るようになった。多角形としたことで、任意の直線ある
いは直線の組み合わせを利用して位置決め、組立ができ
る。また形状は対称な部分が多いため励振周波数が安定
する。円盤形の振動体、円盤形の圧電素子と比較して多
角形の振動体と多角形の圧電素子は部品として材料より
多数とることができ安価になる。
【００１８】図８は本発明の第三実施例で上面図であ
る。図９は本発明の第四実施例で上面図である。振動体
および圧電素子に切り欠き部を設けた例である。第四実
施例は第三実施例の切り欠き部形状を円状にしたもので
その他は第三実施例と同じである。従って、ここでは第
三実施例についてのみ説明をする。各部材の構成および
励振、検出の原理は第一実施例と同じであるので、その
説明は省略する。２軸の直交座標系（Ｘ，Ｙ）も第一実
施例で用いた座標系と同じに設定する。
る。図９は本発明の第四実施例で上面図である。振動体
および圧電素子に切り欠き部を設けた例である。第四実
施例は第三実施例の切り欠き部形状を円状にしたもので
その他は第三実施例と同じである。従って、ここでは第
三実施例についてのみ説明をする。各部材の構成および
励振、検出の原理は第一実施例と同じであるので、その
説明は省略する。２軸の直交座標系（Ｘ，Ｙ）も第一実
施例で用いた座標系と同じに設定する。
【００１９】振動体５１は、円盤形振動体の面上の中心
５１ｅを前記座標系の原点に一致させ切り欠き部５１ａ
を鋭部の交点５１ｂが（−ｐ，０）上を通るように切り
欠いて形成した。圧電素子５２は振動体５１と外形は同
形状をしている。すなわち、直径が振動体５１と同じで
円盤形圧電素子の面上の中心５２ｅを前記座標系の原点
に一致させ切り欠き部５２ａを鋭部の交点５２ｂが（−
ｐ，０）上を通るように切り欠いて形成した。圧電素子
５３も振動体５１と外形は同形状である。すなわち、直
径が振動体５１と同じで円盤形圧電素子の面上の中心５
３ｅを前記座標系の原点に一致させ切り欠き部５３ａを
鋭部の交点５３ｂが（−ｐ，０）上を通るように切り欠
いて形成した。圧電素子５２の上面には４分円状をした
４つの励振電極を兼ねる検出電極５５が中心５２ｅに関
して点対称で、かつ、Ｘ軸、Ｙ軸に関して線対称に形成
され軸上に配置されている。圧電素子５２の下面には電
極５６が形成されている。圧電素子５３は、上面には電
極５７が形成され、下面には帰還電極５８が形成されて
いる。４つの励振電極を兼ねる検出電極５５、電極５６
は圧電素子５２の外形の全周あるいは切り欠き部５２ａ
を含み複数箇所をガイドすることで所定の位置関係を保
ちながら形成した。電極５７、帰還電極５８についても
圧電素子５３の外形の全周あるいは切り欠き部５３ａを
含み複数箇所をガイドすることで所定の位置関係を保ち
ながら形成した。振動体５１の上面には圧電素子５２の
下面が、下面には圧電素子５３の上面が切り欠き部５１
ａ、５２ａ、５３ａ及び円周部分を一致するようにジグ
を用いて位置決めして貼付し、さらに帰還電極５８の下
面には重錘体が貼付されセンサ部が構成されている。前
記センサ部は円筒状支持部材によりベンディング振動の
ノード部を固定されている。（振動体５１、圧電素子５
３、電極５６、電極５７、帰還電極５８は図示していな
い。） なお、切り欠き部は複数箇所設けてもかまわない。
５１ｅを前記座標系の原点に一致させ切り欠き部５１ａ
を鋭部の交点５１ｂが（−ｐ，０）上を通るように切り
欠いて形成した。圧電素子５２は振動体５１と外形は同
形状をしている。すなわち、直径が振動体５１と同じで
円盤形圧電素子の面上の中心５２ｅを前記座標系の原点
に一致させ切り欠き部５２ａを鋭部の交点５２ｂが（−
ｐ，０）上を通るように切り欠いて形成した。圧電素子
５３も振動体５１と外形は同形状である。すなわち、直
径が振動体５１と同じで円盤形圧電素子の面上の中心５
３ｅを前記座標系の原点に一致させ切り欠き部５３ａを
鋭部の交点５３ｂが（−ｐ，０）上を通るように切り欠
いて形成した。圧電素子５２の上面には４分円状をした
４つの励振電極を兼ねる検出電極５５が中心５２ｅに関
して点対称で、かつ、Ｘ軸、Ｙ軸に関して線対称に形成
され軸上に配置されている。圧電素子５２の下面には電
極５６が形成されている。圧電素子５３は、上面には電
極５７が形成され、下面には帰還電極５８が形成されて
いる。４つの励振電極を兼ねる検出電極５５、電極５６
は圧電素子５２の外形の全周あるいは切り欠き部５２ａ
を含み複数箇所をガイドすることで所定の位置関係を保
ちながら形成した。電極５７、帰還電極５８についても
圧電素子５３の外形の全周あるいは切り欠き部５３ａを
含み複数箇所をガイドすることで所定の位置関係を保ち
ながら形成した。振動体５１の上面には圧電素子５２の
下面が、下面には圧電素子５３の上面が切り欠き部５１
ａ、５２ａ、５３ａ及び円周部分を一致するようにジグ
を用いて位置決めして貼付し、さらに帰還電極５８の下
面には重錘体が貼付されセンサ部が構成されている。前
記センサ部は円筒状支持部材によりベンディング振動の
ノード部を固定されている。（振動体５１、圧電素子５
３、電極５６、電極５７、帰還電極５８は図示していな
い。） なお、切り欠き部は複数箇所設けてもかまわない。
【発明の効果】本発明は前記のような構成にすることで
次のような効果が生じる。 １ 検出電極との位置関係を正確に決められることで、
２軸の角速度の検出精度が上がる。 ２ 振動体と圧電素子の位置が正確に決められること
で、励振周波数が安定する。 ３ 直線部あるいは多角形の直線部分あるいは切り欠き
部を設けそれを利用することで組立が容易である。
次のような効果が生じる。 １ 検出電極との位置関係を正確に決められることで、
２軸の角速度の検出精度が上がる。 ２ 振動体と圧電素子の位置が正確に決められること
で、励振周波数が安定する。 ３ 直線部あるいは多角形の直線部分あるいは切り欠き
部を設けそれを利用することで組立が容易である。
【図１】音片型圧電振動角速度センサを説明するための
構造図
構造図
【図２】本発明に係る角速度センサの従来例を斜め上か
ら見た分解斜視図
ら見た分解斜視図
【図３】本発明に係る角速度センサを従来例を斜め下か
ら見た分解斜視図
ら見た分解斜視図
【図４】本発明に係る角速度センサの第一実施例で上面
図
図
【図５】本発明に係る角速度センサの第一実施例で断面
図
図
【図６】本発明に係る角速度センサの第二実施例で上面
図
図
【図７】本発明に係る角速度センサの第二実施例で断面
図
図
【図８】本発明に係る角速度センサの第三実施例で上面
図
図
【図９】本発明に係る角速度センサを第四実施例で上面
図
図
１ 振動体 ２ 圧電素子 ３ 圧電素子 ４ スリット ５ 励振電極を兼ねる検出電極 ６ 電極 ７ 電極 ８ 帰還電極 ９ 重錘体 １０ 円筒状支持部材 １１ ワイヤ ２１ 振動体 ２１ａ 直線 ２１ｅ 中心 ２２ 圧電素子 ２２ａ 直線 ２２ｅ 中心 ２３ 圧電素子 ２３ａ 直線 ２３ｅ 中心 ２５ 励振電極を兼ねる検出電極 ２６ 電極 ２７ 電極 ２８ 帰還電極 ２９ 重錘体 ３０ａ 円筒状支持部材 ３０ｂ 円筒状支持部材 ３１ センサ筐体 ３１ａ 端面 ４１ａ 直線 ４１ｂ 直線 ４１ｃ 直線 ４１ｄ 直線 ４１ｅ 中心 ４２ 圧電素子 ４２ａ 直線 ４２ｂ 直線 ４２ｃ 直線 ４２ｄ 直線 ４２ｅ 中心 ４３ 圧電素子 ４３ａ 直線 ４３ｂ 直線 ４３ｃ 直線 ４３ｄ 直線 ４３ｅ 中心 ４５ 励振電極を兼ねる検出電極 ５１ａ 切り欠き部 ５１ｂ 交点 ５１ｅ 中心 ５２ 圧電素子 ５２ａ 切り欠き部 ５２ｂ 交点 ５２ｅ 中心 ５３ａ 切り欠き部 ５３ｂ 交点 ５３ｅ 中心 ５５ 励振電極を兼ねる検出電極
フロントページの続き (72)発明者 並木 智雄 長野県北佐久郡御代田町大字御代田4107番 地５ ミヨタ株式会社内 (72)発明者 重田 利靖 長野県北佐久郡御代田町大字御代田4107番 地５ ミヨタ株式会社内 (72)発明者 畠山 稔 長野県北佐久郡御代田町大字御代田4107番 地５ ミヨタ株式会社内 (72)発明者 岡田 和廣 埼玉県上尾市菅谷４丁目73番地
Claims (3)
- 【請求項１】板状の振動体、および該振動体の片面若し
くは両面に圧電素子を貼付し、該圧電素子には少なくと
も励振用電極と検出用電極を形成し、重錘体を設け、ノ
ード部を支持する支持部材を有する角速度センサにおい
て、該振動体および該圧電素子が直線部を有することを
特徴とする角速度センサ。 - 【請求項２】振動体および圧電素子が多角形であること
を特徴とする請求項１の角速度センサ。 - 【請求項３】板状の振動体、および該振動体の片面若し
くは両面に圧電素子を貼付し、該圧電素子には少なくと
も励振用電極と検出用電極を形成し、重錘体を設け、ノ
ード部を支持する支持部材を有する角速度センサにおい
て、該振動体および該圧電素子が切り欠き部を有するこ
とを特徴とする角速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7129548A JPH08304079A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 角速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7129548A JPH08304079A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 角速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304079A true JPH08304079A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=15012242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7129548A Pending JPH08304079A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 角速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08304079A (ja) |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP7129548A patent/JPH08304079A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5430342A (en) | Single bar type vibrating element angular rate sensor system | |
| JPH10160483A (ja) | レートセンサ | |
| KR100269730B1 (ko) | 회전센서와 회전센서의 연장부 구조체 및 그의 관성측정장치(ratation sensor, structure connected to sensor and its inerdia measmement device) | |
| JP3407689B2 (ja) | 振動ジャイロ | |
| US4689992A (en) | Rotation rate sensor | |
| JPH08159806A (ja) | 方位センサおよび方位距離センサ | |
| JPH08278146A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JPS62106314A (ja) | 振動ジヤイロ | |
| EP3751232A1 (en) | In-plane non-degenerate coriolis vibratory gyroscope | |
| JPH0654235B2 (ja) | 振動式角速度計 | |
| JP2996137B2 (ja) | 振動ジャイロ | |
| JPH08304079A (ja) | 角速度センサ | |
| JP2001194148A (ja) | 振動ジャイロ | |
| KR100442823B1 (ko) | 마이크로자이로스코프 | |
| JPH09166445A (ja) | 角速度センサ | |
| JPH09113281A (ja) | 角速度センサ | |
| JPH08327369A (ja) | 角速度センサ | |
| JPH08271267A (ja) | 角速度センサ | |
| JP3371608B2 (ja) | 振動ジャイロ | |
| JPH09287956A (ja) | 角速度センサ | |
| JPH08201067A (ja) | 角速度センサ | |
| JPH04118515A (ja) | 角速度検出器および加速度検出器 | |
| JPH04324311A (ja) | 振動式ジャイロ | |
| JPH10160481A (ja) | 角速度センサ | |
| JPH0251066A (ja) | 振動ジャイロ |