JPH09105634A - 角速度センサ - Google Patents
角速度センサInfo
- Publication number
- JPH09105634A JPH09105634A JP7264518A JP26451895A JPH09105634A JP H09105634 A JPH09105634 A JP H09105634A JP 7264518 A JP7264518 A JP 7264518A JP 26451895 A JP26451895 A JP 26451895A JP H09105634 A JPH09105634 A JP H09105634A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- angular velocity
- driving
- vibrator
- velocity sensor
- 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)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】新規な構成の角速度センサを提供することにあ
る。 【解決手段】音叉型の振動子２は金属板１の一部をくり
抜くことにより形成され、振動子２は、平行に延びるア
ーム部４．５が連結部６にて固定部３に連結されてい
る。連結部６の正面には積層構造をなす駆動用圧電素子
１３，１４がアーム部４，５の延設方向において離間し
て接着されている。幅広アーム部７，１０の正面には積
層構造をなす検知用圧電素子１８，１９が接着されてい
る。第１の駆動用圧電素子１３と第２の駆動用圧電素子
１４に逆相の交流信号（駆動信号）が出力される。駆動
用圧電素子１３，１４により振動子２が左右方向（Ｘ方
向）に振動する。角速度の作用により前後方向（Ｙ方
向）に振動が発生し、この振動が検知用圧電素子１８，
１９にて検出される。
る。 【解決手段】音叉型の振動子２は金属板１の一部をくり
抜くことにより形成され、振動子２は、平行に延びるア
ーム部４．５が連結部６にて固定部３に連結されてい
る。連結部６の正面には積層構造をなす駆動用圧電素子
１３，１４がアーム部４，５の延設方向において離間し
て接着されている。幅広アーム部７，１０の正面には積
層構造をなす検知用圧電素子１８，１９が接着されてい
る。第１の駆動用圧電素子１３と第２の駆動用圧電素子
１４に逆相の交流信号（駆動信号）が出力される。駆動
用圧電素子１３，１４により振動子２が左右方向（Ｘ方
向）に振動する。角速度の作用により前後方向（Ｙ方
向）に振動が発生し、この振動が検知用圧電素子１８，
１９にて検出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、圧電振動型ジャ
イロを用いて角速度を測定する角速度センサに係わり、
同センサは車両・船舶・飛行機・ロボット等の運動体の
運動状態を測定する際に用いられ、例えば、車両の姿勢
制御のための車両旋回角度を測定するために用いるもの
である。
イロを用いて角速度を測定する角速度センサに係わり、
同センサは車両・船舶・飛行機・ロボット等の運動体の
運動状態を測定する際に用いられ、例えば、車両の姿勢
制御のための車両旋回角度を測定するために用いるもの
である。
【０００２】
【従来の技術および課題】圧電素子を用いた振動型角速
度センサが知られている（例えば、特開昭６１−１９１
９１７号公報、特開昭６２−１９７１４号公報等）。こ
の振動型角速度センサにおいては、図１５に示すよう
に、駆動振動方向と直交する方向に発生するコリオリ力
を検出する必要があるため、駆動用の圧電素子３３，３
４と、検知用の圧電素子３５，３６とを直交させて配置
している。つまり、金属振動子３７に圧電素子を接着す
る一般的な振動型角速度センサでは駆動用の圧電素子３
３，３４と、検知用の圧電素子３５，３６とを直交する
面に配置し、立体的な構造をとっている。
度センサが知られている（例えば、特開昭６１−１９１
９１７号公報、特開昭６２−１９７１４号公報等）。こ
の振動型角速度センサにおいては、図１５に示すよう
に、駆動振動方向と直交する方向に発生するコリオリ力
を検出する必要があるため、駆動用の圧電素子３３，３
４と、検知用の圧電素子３５，３６とを直交させて配置
している。つまり、金属振動子３７に圧電素子を接着す
る一般的な振動型角速度センサでは駆動用の圧電素子３
３，３４と、検知用の圧電素子３５，３６とを直交する
面に配置し、立体的な構造をとっている。
【０００３】この発明の目的は、従来構造とは異なる新
規な構成の角速度センサを提供することにある。
規な構成の角速度センサを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、平行に延びるアーム部を連結部にて固定部に連結し
た音叉型の振動子を備え、当該振動子に駆動用の圧電素
子および角速度検出用の圧電素子を配置した角速度セン
サであって、前記駆動用の圧電素子を前記連結部に設け
た角速度センサをその要旨とする。
は、平行に延びるアーム部を連結部にて固定部に連結し
た音叉型の振動子を備え、当該振動子に駆動用の圧電素
子および角速度検出用の圧電素子を配置した角速度セン
サであって、前記駆動用の圧電素子を前記連結部に設け
た角速度センサをその要旨とする。
【０００５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記振動子の一方の面に、駆動用の圧
電素子および角速度検出用の圧電素子を配置してなる角
速度センサをその要旨とする。
の発明において、前記振動子の一方の面に、駆動用の圧
電素子および角速度検出用の圧電素子を配置してなる角
速度センサをその要旨とする。
【０００６】請求項３に記載の発明は、平行に延びるア
ーム部を連結部にて固定部に連結した音叉型の振動子を
備え、積層構造をなす駆動用圧電素子により前記振動子
を駆動振動させ、駆動振動方向に直交する検知振動方向
の振動を積層構造をなす検知用圧電素子にて検出するよ
うにした角速度センサであって、駆動振動方向に延び、
かつ、検知振動方向を積層方向とする駆動用圧電素子を
前記連結部に設けるとともに、検知振動方向を積層方向
とする検知用圧電素子を前記アーム部に設けた角速度セ
ンサをその要旨とする。
ーム部を連結部にて固定部に連結した音叉型の振動子を
備え、積層構造をなす駆動用圧電素子により前記振動子
を駆動振動させ、駆動振動方向に直交する検知振動方向
の振動を積層構造をなす検知用圧電素子にて検出するよ
うにした角速度センサであって、駆動振動方向に延び、
かつ、検知振動方向を積層方向とする駆動用圧電素子を
前記連結部に設けるとともに、検知振動方向を積層方向
とする検知用圧電素子を前記アーム部に設けた角速度セ
ンサをその要旨とする。
【０００７】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明における前記駆動用圧電素子は、アーム部の延設
方向において離間して配置された第１および第２の駆動
用圧電素子からなり、当該第１および第２の駆動用圧電
素子のうちの一方を伸長傾向に駆動させる際には他方を
収縮傾向に駆動させるようにした角速度センサをその要
旨とする。
の発明における前記駆動用圧電素子は、アーム部の延設
方向において離間して配置された第１および第２の駆動
用圧電素子からなり、当該第１および第２の駆動用圧電
素子のうちの一方を伸長傾向に駆動させる際には他方を
収縮傾向に駆動させるようにした角速度センサをその要
旨とする。
【０００８】請求項５に記載の発明は、請求項３に記載
の発明における前記振動子はシリコンよりなり、前記圧
電素子は薄膜電極材料と薄膜圧電性材料とを積層したも
のである角速度センサをその要旨とする。
の発明における前記振動子はシリコンよりなり、前記圧
電素子は薄膜電極材料と薄膜圧電性材料とを積層したも
のである角速度センサをその要旨とする。
【０００９】請求項６に記載の発明は、請求項４に記載
の発明における前記第１の駆動用圧電素子と第２の駆動
用圧電素子とは検知振動方向に発生する不要振動を抑制
すべく印加電圧または面積が調整されているものである
角速度センサをその要旨とする。
の発明における前記第１の駆動用圧電素子と第２の駆動
用圧電素子とは検知振動方向に発生する不要振動を抑制
すべく印加電圧または面積が調整されているものである
角速度センサをその要旨とする。
【００１０】請求項７に記載の発明は、請求項３に記載
の発明における前記駆動用圧電素子は、駆動振動方向に
複数設けられ、各圧電素子は検知振動方向に発生する不
要振動を抑制すべく印加電圧または面積が調整されてい
るものである角速度センサをその要旨とする。
の発明における前記駆動用圧電素子は、駆動振動方向に
複数設けられ、各圧電素子は検知振動方向に発生する不
要振動を抑制すべく印加電圧または面積が調整されてい
るものである角速度センサをその要旨とする。
【００１１】請求項８に記載の発明は、請求項１または
３に記載の発明において、圧電材料よりなる振動子を電
極材料にて挟み込むことにより圧電素子を構成した角速
度センサをその要旨とする。 （作用）請求項１に記載の発明によれば、音叉型の振動
子における連結部に駆動用の圧電素子が配置され、当該
圧電素子により振動子が駆動（励振）されるとともに角
速度検出用の圧電素子により角速度が検出される。
３に記載の発明において、圧電材料よりなる振動子を電
極材料にて挟み込むことにより圧電素子を構成した角速
度センサをその要旨とする。 （作用）請求項１に記載の発明によれば、音叉型の振動
子における連結部に駆動用の圧電素子が配置され、当該
圧電素子により振動子が駆動（励振）されるとともに角
速度検出用の圧電素子により角速度が検出される。
【００１２】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加え、振動子の一方の面に、駆動
用の圧電素子および角速度検出用の圧電素子が配置さ
れ、圧電素子の配置が容易に行われる。
に記載の発明の作用に加え、振動子の一方の面に、駆動
用の圧電素子および角速度検出用の圧電素子が配置さ
れ、圧電素子の配置が容易に行われる。
【００１３】請求項３に記載の発明によれば、駆動振動
方向に延び、かつ、検知振動方向を積層方向とする駆動
用圧電素子が連結部に設けられ、駆動用圧電素子が駆動
振動方向に伸縮動作することによりアーム部が振動す
る。又、検知振動方向を積層方向とする検知用圧電素子
がアーム部に設けられ、角速度により検知振動方向の振
動が電気信号として取り出される。このように、各圧電
素子が検知振動方向に積層されているので、同一方向か
らの各圧電素子の配置が容易に行われる。
方向に延び、かつ、検知振動方向を積層方向とする駆動
用圧電素子が連結部に設けられ、駆動用圧電素子が駆動
振動方向に伸縮動作することによりアーム部が振動す
る。又、検知振動方向を積層方向とする検知用圧電素子
がアーム部に設けられ、角速度により検知振動方向の振
動が電気信号として取り出される。このように、各圧電
素子が検知振動方向に積層されているので、同一方向か
らの各圧電素子の配置が容易に行われる。
【００１４】つまり、図１５に示す従来構造において
は、駆動用の圧電素子３３，３４と、検知用の圧電素子
３５，３６とを直交する面に配置する必要があるため製
造工程（接着，配線等）が複雑となり、製造コストが高
いものとなってしまっていた。これに対し、本構成で
は、同一方向からの各圧電素子の配置が容易に行われ
る。
は、駆動用の圧電素子３３，３４と、検知用の圧電素子
３５，３６とを直交する面に配置する必要があるため製
造工程（接着，配線等）が複雑となり、製造コストが高
いものとなってしまっていた。これに対し、本構成で
は、同一方向からの各圧電素子の配置が容易に行われ
る。
【００１５】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明の作用に加え、第１および第２の駆動用圧
電素子がアーム部の延設方向において離間して配置さ
れ、第１および第２の駆動用圧電素子のうちの一方を伸
長傾向に駆動させる際には他方が収縮傾向に駆動され
る。よって、駆動効率が向上する。
に記載の発明の作用に加え、第１および第２の駆動用圧
電素子がアーム部の延設方向において離間して配置さ
れ、第１および第２の駆動用圧電素子のうちの一方を伸
長傾向に駆動させる際には他方が収縮傾向に駆動され
る。よって、駆動効率が向上する。
【００１６】請求項５に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明の作用に加え、振動子がシリコンよりな
り、又、圧電素子は薄膜電極材料と薄膜圧電性材料とを
積層したものであるので、シリコンマイクロマシン技術
を用いて角速度センサを製造できる。
に記載の発明の作用に加え、振動子がシリコンよりな
り、又、圧電素子は薄膜電極材料と薄膜圧電性材料とを
積層したものであるので、シリコンマイクロマシン技術
を用いて角速度センサを製造できる。
【００１７】請求項６に記載の発明によれば、請求項４
に記載の発明の作用に加え、第１の駆動用圧電素子と第
２の駆動用圧電素子とは印加電圧または面積が調整さ
れ、検知振動方向に発生する不要振動（より具体的に
は、例えば、図５においてαで示す）が抑制される。
に記載の発明の作用に加え、第１の駆動用圧電素子と第
２の駆動用圧電素子とは印加電圧または面積が調整さ
れ、検知振動方向に発生する不要振動（より具体的に
は、例えば、図５においてαで示す）が抑制される。
【００１８】請求項７に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明の作用に加え、駆動用圧電素子は、駆動振
動方向に複数設けられ、各圧電素子は印加電圧または面
積が調整され、検知振動方向に発生する不要振動（より
具体的には、例えば、図７においてβ，β’で示す）が
抑制される。
に記載の発明の作用に加え、駆動用圧電素子は、駆動振
動方向に複数設けられ、各圧電素子は印加電圧または面
積が調整され、検知振動方向に発生する不要振動（より
具体的には、例えば、図７においてβ，β’で示す）が
抑制される。
【００１９】請求項８に記載の発明によれば、請求項１
または３に記載の発明の作用に加え、圧電素子として圧
電材料よりなる振動子を電極材料にて挟み込んだ構成と
なっているで、振動子と一体形の圧電素子とすることが
できる。
または３に記載の発明の作用に加え、圧電素子として圧
電材料よりなる振動子を電極材料にて挟み込んだ構成と
なっているで、振動子と一体形の圧電素子とすることが
できる。
【００２０】
（第１の実施の形態）以下、この発明の第１の実施の形
態を図面に従って説明する。
態を図面に従って説明する。
【００２１】本実施の形態における角速度センサを図１
に示す。以下の説明にあたり、３軸直交座標系として、
左右方向をＸ方向（Ｘ軸）とし、前後方向をＹ方向（Ｙ
軸）とし、上下方向をＺ方向（Ｚ軸）とする。
に示す。以下の説明にあたり、３軸直交座標系として、
左右方向をＸ方向（Ｘ軸）とし、前後方向をＹ方向（Ｙ
軸）とし、上下方向をＺ方向（Ｚ軸）とする。
【００２２】本センサは所定の厚さｔ１を有する平板状
の金属板１を用いて構成されている。金属板の材料に
は、エリンバー（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔｉ−Ｆｅ系合金）等の
恒弾性材料が用いられる。
の金属板１を用いて構成されている。金属板の材料に
は、エリンバー（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔｉ−Ｆｅ系合金）等の
恒弾性材料が用いられる。
【００２３】金属板１の一部をくり抜くことにより、音
叉型の振動子２が形成され、同振動子２は立設されてい
る。振動子２は、四角形状の固定部３と、上下に互いに
平行に延びるアーム部４，５と、このアーム部４，５と
固定部３とを連結する連結部６とからなる。さらに、ア
ーム部４は、長方形状をなす幅広アーム部７と、幅狭ア
ーム部８と、質量部９とからなる。同様に、アーム部５
は、長方形状をなす幅広アーム部１０と、幅狭アーム部
１１と、質量部１２とからなる。
叉型の振動子２が形成され、同振動子２は立設されてい
る。振動子２は、四角形状の固定部３と、上下に互いに
平行に延びるアーム部４，５と、このアーム部４，５と
固定部３とを連結する連結部６とからなる。さらに、ア
ーム部４は、長方形状をなす幅広アーム部７と、幅狭ア
ーム部８と、質量部９とからなる。同様に、アーム部５
は、長方形状をなす幅広アーム部１０と、幅狭アーム部
１１と、質量部１２とからなる。
【００２４】より詳細に説明すると、連結部６はＴ字形
状をなし、固定部３の上面からは連結部６の垂直部６ａ
が上方に延び、垂直部６ａの上端部から左右方向に水平
部６ｂが延びている。水平部６ｂの左端の上面から幅広
アーム部７が上方に延びるとともに、水平部６ｂの右端
の上面から幅広アーム部１０が上方に延びている。
状をなし、固定部３の上面からは連結部６の垂直部６ａ
が上方に延び、垂直部６ａの上端部から左右方向に水平
部６ｂが延びている。水平部６ｂの左端の上面から幅広
アーム部７が上方に延びるとともに、水平部６ｂの右端
の上面から幅広アーム部１０が上方に延びている。
【００２５】さらに、長方形状の幅広アーム部７の上端
からは幅狭アーム部８が上方に延設され、その上端には
方形状をなす質量部９が上方に延設されている。同様
に、長方形状の幅広アーム部１０の上端からは幅狭アー
ム部１１が上方に延設され、その上端には方形状をなす
質量部１２が上方に延設されている。
からは幅狭アーム部８が上方に延設され、その上端には
方形状をなす質量部９が上方に延設されている。同様
に、長方形状の幅広アーム部１０の上端からは幅狭アー
ム部１１が上方に延設され、その上端には方形状をなす
質量部１２が上方に延設されている。
【００２６】振動子２の連結部６の水平部６ｂにおける
正面には、上下に一対の駆動用圧電素子１３，１４が接
着されている。この第１および第２の駆動用圧電素子１
３，１４は帯状をなし、左右方向（Ｘ方向）に延び、か
つ両駆動用圧電素子１３，４２は平行に配置されてい
る。
正面には、上下に一対の駆動用圧電素子１３，１４が接
着されている。この第１および第２の駆動用圧電素子１
３，１４は帯状をなし、左右方向（Ｘ方向）に延び、か
つ両駆動用圧電素子１３，４２は平行に配置されてい
る。
【００２７】この圧電素子１３，１４を詳細に説明する
と、図１の側面図（Ａ矢視図）である図２に示すよう
に、圧電素子１３，１４は電極板１５，１６の間に圧電
材料１７を挟み込んだ積層構造をなしている。この積層
方向は前後方向（Ｙ方向）となっている。又、駆動用圧
電素子１３，１４の面積は等しくなっている。
と、図１の側面図（Ａ矢視図）である図２に示すよう
に、圧電素子１３，１４は電極板１５，１６の間に圧電
材料１７を挟み込んだ積層構造をなしている。この積層
方向は前後方向（Ｙ方向）となっている。又、駆動用圧
電素子１３，１４の面積は等しくなっている。
【００２８】又、図１に示すように、振動子２の幅広ア
ーム部７における正面には、検知用圧電素子１８が接着
されている。同様に、振動子２の幅広アーム部１０にお
ける正面には、検知用圧電素子１９が接着されている。
検知用圧電素子１８，１９は長方形状をなし、上下方向
（Ｚ方向）に延び、かつ両検知用圧電素子１８，１９は
同じ高さに配置されている。
ーム部７における正面には、検知用圧電素子１８が接着
されている。同様に、振動子２の幅広アーム部１０にお
ける正面には、検知用圧電素子１９が接着されている。
検知用圧電素子１８，１９は長方形状をなし、上下方向
（Ｚ方向）に延び、かつ両検知用圧電素子１８，１９は
同じ高さに配置されている。
【００２９】この圧電素子１８，１９を詳細に説明する
と、図１のＢ−Ｂ断面である図３に示すように、圧電素
子１８，１９は電極板２０，２１の間に圧電材料２２を
挟み込んだ積層構造をなしている。この積層方向は前後
方向（Ｙ方向）となっている。
と、図１のＢ−Ｂ断面である図３に示すように、圧電素
子１８，１９は電極板２０，２１の間に圧電材料２２を
挟み込んだ積層構造をなしている。この積層方向は前後
方向（Ｙ方向）となっている。
【００３０】本実施の形態では、圧電素子１３，１４，
１８，１９の圧電材料はＰＺＴ等の圧電セラミックスを
用いている。又、駆動用圧電素子１３，１４は、接地電
位に対しプラス電圧の印加により伸長するとともに、マ
イナス電圧の印加により収縮する特性を有している。
１８，１９の圧電材料はＰＺＴ等の圧電セラミックスを
用いている。又、駆動用圧電素子１３，１４は、接地電
位に対しプラス電圧の印加により伸長するとともに、マ
イナス電圧の印加により収縮する特性を有している。
【００３１】図２に示すように、第１および第２の駆動
用圧電素子１３，１４は配線により駆動回路２３と接続
されている。詳しくは、第１の駆動用圧電素子１３の電
極板１６と第２の駆動用圧電素子１４の電極板１６とは
接地され、第１の駆動用圧電素子１３の電極板１５には
交流信号（サイン波）ＳＧ１が出力される。この駆動信
号ＳＧ１の振幅の中心は接地電位となっている。又、第
２の駆動用圧電素子１４の電極板１５には前記交流信号
ＳＧ１とは逆相の交流信号（サイン波）ＳＧ２が出力さ
れる。即ち、駆動信号ＳＧ２は駆動信号ＳＧ１を反転し
た波形となっている。
用圧電素子１３，１４は配線により駆動回路２３と接続
されている。詳しくは、第１の駆動用圧電素子１３の電
極板１６と第２の駆動用圧電素子１４の電極板１６とは
接地され、第１の駆動用圧電素子１３の電極板１５には
交流信号（サイン波）ＳＧ１が出力される。この駆動信
号ＳＧ１の振幅の中心は接地電位となっている。又、第
２の駆動用圧電素子１４の電極板１５には前記交流信号
ＳＧ１とは逆相の交流信号（サイン波）ＳＧ２が出力さ
れる。即ち、駆動信号ＳＧ２は駆動信号ＳＧ１を反転し
た波形となっている。
【００３２】図３に示すように、検知用圧電素子１８，
１９が信号処理回路２４と電気的に接続され、検知用圧
電素子１８，１９からの電気信号が信号処理回路２４に
伝えられる。詳しくは、検知用圧電素子１８，１９の各
電極板２０，２１が配線により信号処理回路２４と接続
され、振動子２の幅広アーム部７，１０での前後方向
（Ｙ方向）の変位を電気信号として送る。
１９が信号処理回路２４と電気的に接続され、検知用圧
電素子１８，１９からの電気信号が信号処理回路２４に
伝えられる。詳しくは、検知用圧電素子１８，１９の各
電極板２０，２１が配線により信号処理回路２４と接続
され、振動子２の幅広アーム部７，１０での前後方向
（Ｙ方向）の変位を電気信号として送る。
【００３３】この際、同一平面上に圧電素子１３，１
４，１８，１９が配置されているためワイヤーボンダー
等による配線も可能となる。次に、このように構成した
回転角センサの作用を説明する。
４，１８，１９が配置されているためワイヤーボンダー
等による配線も可能となる。次に、このように構成した
回転角センサの作用を説明する。
【００３４】図２の駆動回路２３において第１の駆動用
圧電素子１３と第２の駆動用圧電素子１４とに逆相の交
流信号（駆動信号）ＳＧ１，ＳＧ２が出力される。する
と、図４（ａ）に示すように、下側の第１の駆動用圧電
素子１３が収縮動作するとともに上側の第２の駆動用圧
電素子１４が伸長動作する。この動作は同時に（同期し
て）起こる。この駆動用圧電素子１３，１４の収縮およ
び伸長動作により、アーム部４，５の上端側は左右方向
（Ｘ方向）において互いに離間する方向に大きく変位す
る。
圧電素子１３と第２の駆動用圧電素子１４とに逆相の交
流信号（駆動信号）ＳＧ１，ＳＧ２が出力される。する
と、図４（ａ）に示すように、下側の第１の駆動用圧電
素子１３が収縮動作するとともに上側の第２の駆動用圧
電素子１４が伸長動作する。この動作は同時に（同期し
て）起こる。この駆動用圧電素子１３，１４の収縮およ
び伸長動作により、アーム部４，５の上端側は左右方向
（Ｘ方向）において互いに離間する方向に大きく変位す
る。
【００３５】又、図４（ｂ）に示すように、上側の第２
の駆動用圧電素子１４が収縮動作するとともに下側の第
１の駆動用圧電素子１３が伸長動作する。この動作は同
時に（同期して）起こる。この駆動用圧電素子１３，１
４の伸長および収縮動作により、アーム部４，５の上端
側は左右方向（Ｘ方向）において互いに接近する方向に
大きく変位する。
の駆動用圧電素子１４が収縮動作するとともに下側の第
１の駆動用圧電素子１３が伸長動作する。この動作は同
時に（同期して）起こる。この駆動用圧電素子１３，１
４の伸長および収縮動作により、アーム部４，５の上端
側は左右方向（Ｘ方向）において互いに接近する方向に
大きく変位する。
【００３６】この図４（ａ）と図４（ｂ）の動作、即
ち、第１および第２の駆動用圧電素子１３，１４の伸縮
動作が繰り返されることにより、アーム部４，５は左右
方向（Ｘ方向）に振動する。この振動が駆動振動（励振
動作）となる。
ち、第１および第２の駆動用圧電素子１３，１４の伸縮
動作が繰り返されることにより、アーム部４，５は左右
方向（Ｘ方向）に振動する。この振動が駆動振動（励振
動作）となる。
【００３７】このとき、上下の駆動用圧電素子１３，１
４に出力される駆動信号（印加電圧）の位相が逆位相と
なっているので、駆動効率の高いものとなる。又、振動
子２（アーム部４，５）の形状として、幅狭アーム部
８，１１を設けるとともに質量部９，１２を設けること
により、駆動梁（幅狭アーム部８，１１、質量部９，１
２）と検知部（幅広アーム部７，１０）の剛性に差をつ
けている。よって、駆動梁（幅狭アーム部８，１１、質
量部９，１２）は大きく左右方向（Ｘ方向）に振動する
が、検知用圧電素子１８，１９には屈曲応力が加わらな
いようになっている。又、先端部の質量部９，１２を重
くし（面積を大きくし）感度を上げている。
４に出力される駆動信号（印加電圧）の位相が逆位相と
なっているので、駆動効率の高いものとなる。又、振動
子２（アーム部４，５）の形状として、幅狭アーム部
８，１１を設けるとともに質量部９，１２を設けること
により、駆動梁（幅狭アーム部８，１１、質量部９，１
２）と検知部（幅広アーム部７，１０）の剛性に差をつ
けている。よって、駆動梁（幅狭アーム部８，１１、質
量部９，１２）は大きく左右方向（Ｘ方向）に振動する
が、検知用圧電素子１８，１９には屈曲応力が加わらな
いようになっている。又、先端部の質量部９，１２を重
くし（面積を大きくし）感度を上げている。
【００３８】このような振動子２の励振動作中において
図１に示すように、振動子２の中心軸Ｌ１に回転角速度
Ωが加わると、前後方向（Ｙ方向）にコリオリの力（振
動成分）が発生する。この振動成分が、検知用圧電素子
１８，１９にて検出されて信号処理回路２４に送られ
る。信号処理回路２４はこの信号を差動増幅等の処理を
行い角速度の大きさを示す信号として出力する。
図１に示すように、振動子２の中心軸Ｌ１に回転角速度
Ωが加わると、前後方向（Ｙ方向）にコリオリの力（振
動成分）が発生する。この振動成分が、検知用圧電素子
１８，１９にて検出されて信号処理回路２４に送られ
る。信号処理回路２４はこの信号を差動増幅等の処理を
行い角速度の大きさを示す信号として出力する。
【００３９】このようにして角速度の検出が行われるわ
けであるが、圧電素子の積層方向（Ｙ方向）と直交する
Ｘ方向に振動させる構造をとっているため前述の振動子
２の励振動作中において駆動用圧電素子１２，１３の伸
縮により振動子２には図５に示すような不要振動成分α
が発生しようとする。つまり、図５（ａ）の振動子２の
アーム部４，５が互いに離間する方向への動作中にはＹ
- 方向の不要振動成分αが、又、図５（ｂ）の振動子２
のアーム部４，５が互いに接近する方向への動作中には
Ｙ+ 方向の不要振動成分αが、発生する。
けであるが、圧電素子の積層方向（Ｙ方向）と直交する
Ｘ方向に振動させる構造をとっているため前述の振動子
２の励振動作中において駆動用圧電素子１２，１３の伸
縮により振動子２には図５に示すような不要振動成分α
が発生しようとする。つまり、図５（ａ）の振動子２の
アーム部４，５が互いに離間する方向への動作中にはＹ
- 方向の不要振動成分αが、又、図５（ｂ）の振動子２
のアーム部４，５が互いに接近する方向への動作中には
Ｙ+ 方向の不要振動成分αが、発生する。
【００４０】本実施の形態では、この不要振動成分αを
無くすべく上下の駆動用圧電素子１３，１４への駆動電
圧が調整されている。つまり、上下の駆動用圧電素子１
３，１４への駆動電圧は等しいわけでなく、不要振動成
分αを無くすべく上下の駆動用圧電素子１３，１４への
駆動電圧が調整されている。
無くすべく上下の駆動用圧電素子１３，１４への駆動電
圧が調整されている。つまり、上下の駆動用圧電素子１
３，１４への駆動電圧は等しいわけでなく、不要振動成
分αを無くすべく上下の駆動用圧電素子１３，１４への
駆動電圧が調整されている。
【００４１】図６には、この駆動電圧を決定するための
図を示す。図の横軸には、上側の第２の駆動用圧電素子
１４への印加電圧（最大値）ＶU と下側の第１の駆動用
圧電素子１３への印加電圧（最大値）ＶL との比ＶU ／
ＶL をとり、縦軸には不要振動振幅をとっている。この
図６から不要振動振幅を「０」とするためにはＶU ／Ｖ
L ＝０．６とする必要があることが分かる。よって、本
実施の形態では、上側の第２の駆動用圧電素子１４への
印加電圧ＶU と下側の第１の駆動用圧電素子１３への印
加電圧ＶL との比ＶU ／ＶL を「０．６」としている。
図を示す。図の横軸には、上側の第２の駆動用圧電素子
１４への印加電圧（最大値）ＶU と下側の第１の駆動用
圧電素子１３への印加電圧（最大値）ＶL との比ＶU ／
ＶL をとり、縦軸には不要振動振幅をとっている。この
図６から不要振動振幅を「０」とするためにはＶU ／Ｖ
L ＝０．６とする必要があることが分かる。よって、本
実施の形態では、上側の第２の駆動用圧電素子１４への
印加電圧ＶU と下側の第１の駆動用圧電素子１３への印
加電圧ＶL との比ＶU ／ＶL を「０．６」としている。
【００４２】このように本実施の形態では、駆動振動方
向（Ｘ方向）に延び、かつ、検知振動方向（Ｙ方向）を
積層方向とする駆動用圧電素子１３，１４を連結部６に
設けるとともに、検知振動方向（Ｙ方向）を積層方向と
する検知用圧電素子１８，１９をアーム部４，５（より
詳しくは、幅広アーム部７，１０）に設けたので、各圧
電素子１３，１４，１８，１９が同一平面上に配置さ
れ、片面からの接着や配線を行うことができ、その取付
けが容易となり、製造工程が簡略化される。このためセ
ンサを低コストで製造することが可能となる。
向（Ｘ方向）に延び、かつ、検知振動方向（Ｙ方向）を
積層方向とする駆動用圧電素子１３，１４を連結部６に
設けるとともに、検知振動方向（Ｙ方向）を積層方向と
する検知用圧電素子１８，１９をアーム部４，５（より
詳しくは、幅広アーム部７，１０）に設けたので、各圧
電素子１３，１４，１８，１９が同一平面上に配置さ
れ、片面からの接着や配線を行うことができ、その取付
けが容易となり、製造工程が簡略化される。このためセ
ンサを低コストで製造することが可能となる。
【００４３】又、第１および第２の駆動用圧電素子１
３，１４をアーム部４，５の延設方向（Ｚ方向）におい
て離間して配置し、この第１および第２の駆動用圧電素
子１３，１４に対し逆相の交流信号を印加することによ
り第１および第２の駆動用圧電素子１３，１４のうちの
一方を伸長傾向に駆動させる際には他方を収縮傾向に駆
動させるようにしたので、駆動効率を向上させることが
できる。つまり、図１５の従来構造の角速度センサにお
いては、駆動用の圧電素子３３，３４と、検知用の圧電
素子３５，３６とを同一面に配置して製造工程（接着，
配線等）を簡略化しようとすると、駆動側と検知側のい
ずれかの効率が低下するためＳ／Ｎのよいセンサが得ら
れない。これに対し、本実施の形態では、第１および第
２の駆動用圧電素子１３，１４の駆動を調整（逆相にて
駆動）することにより、性能の低下を抑制しつつ製造が
容易なセンサとすることができる。
３，１４をアーム部４，５の延設方向（Ｚ方向）におい
て離間して配置し、この第１および第２の駆動用圧電素
子１３，１４に対し逆相の交流信号を印加することによ
り第１および第２の駆動用圧電素子１３，１４のうちの
一方を伸長傾向に駆動させる際には他方を収縮傾向に駆
動させるようにしたので、駆動効率を向上させることが
できる。つまり、図１５の従来構造の角速度センサにお
いては、駆動用の圧電素子３３，３４と、検知用の圧電
素子３５，３６とを同一面に配置して製造工程（接着，
配線等）を簡略化しようとすると、駆動側と検知側のい
ずれかの効率が低下するためＳ／Ｎのよいセンサが得ら
れない。これに対し、本実施の形態では、第１および第
２の駆動用圧電素子１３，１４の駆動を調整（逆相にて
駆動）することにより、性能の低下を抑制しつつ製造が
容易なセンサとすることができる。
【００４４】さらに、駆動用圧電素子１３，１４への駆
動電圧の比、即ち、駆動用圧電素子１３，１４の印加電
圧を調整することにより、検知振動方向の不要振動αを
抑制するようにした。よって、オフセット調整を容易に
行うことができ、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
動電圧の比、即ち、駆動用圧電素子１３，１４の印加電
圧を調整することにより、検知振動方向の不要振動αを
抑制するようにした。よって、オフセット調整を容易に
行うことができ、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
【００４５】又、振動子２の一方の面に、駆動用の圧電
素子１３，１４および角速度検出用の圧電素子１８，１
９を配置しているので、圧電素子の配置を容易とするこ
とができる。
素子１３，１４および角速度検出用の圧電素子１８，１
９を配置しているので、圧電素子の配置を容易とするこ
とができる。
【００４６】本実施の形態の応用として、駆動用圧電素
子１３，１４の印加電圧（最大値）を調整する代わり
に、駆動用圧電素子１３，１４の印加電圧は同一とし、
駆動用圧電素子１３，１４の面積を調整することにより
検知振動方向の不要振動αを抑制するようにしてもよ
い。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を第１の
実施の形態との相違点を中心に説明する。
子１３，１４の印加電圧（最大値）を調整する代わり
に、駆動用圧電素子１３，１４の印加電圧は同一とし、
駆動用圧電素子１３，１４の面積を調整することにより
検知振動方向の不要振動αを抑制するようにしてもよ
い。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を第１の
実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４７】本実施の形態の角速度センサを図７に示
す。本実施の形態では第１の実施の形態における下側の
第１の駆動用圧電素子１３を左右に二分割して駆動用圧
電素子１３ａと１３ｂとしている。ここで、駆動用圧電
素子１３ａの面積と駆動用圧電素子１３ｂの面積は等し
くなっている。
す。本実施の形態では第１の実施の形態における下側の
第１の駆動用圧電素子１３を左右に二分割して駆動用圧
電素子１３ａと１３ｂとしている。ここで、駆動用圧電
素子１３ａの面積と駆動用圧電素子１３ｂの面積は等し
くなっている。
【００４８】前記第１の実施の形態において、加工寸法
公差により振動子３の左右のバランスが崩れてきれいに
振動しない場合がある。つまり、図７において駆動用圧
電素子１３ａ，１３ｂ，１４を伸縮動作した際に、検知
振動方向に不要振動成分β（およびβ’）が発生する。
この不要振動成分β（およびβ’）は左右のアーム部
４，５において逆向きに発生するものである。そこで、
図８に示すように、二分割した駆動用圧電素子１３ａと
１３ｂに対し、各素子１３ａ，１３ｂへの印加電圧（最
大値）ＶR ，ＶL を調整している。このように、印加電
圧（駆動信号）を調整することにより左右のアーム部
４，５に逆向きに発生する不要振動β（およびβ’）を
抑制して左右のバランスをとりきれいに振動させること
ができる。
公差により振動子３の左右のバランスが崩れてきれいに
振動しない場合がある。つまり、図７において駆動用圧
電素子１３ａ，１３ｂ，１４を伸縮動作した際に、検知
振動方向に不要振動成分β（およびβ’）が発生する。
この不要振動成分β（およびβ’）は左右のアーム部
４，５において逆向きに発生するものである。そこで、
図８に示すように、二分割した駆動用圧電素子１３ａと
１３ｂに対し、各素子１３ａ，１３ｂへの印加電圧（最
大値）ＶR ，ＶL を調整している。このように、印加電
圧（駆動信号）を調整することにより左右のアーム部
４，５に逆向きに発生する不要振動β（およびβ’）を
抑制して左右のバランスをとりきれいに振動させること
ができる。
【００４９】このように本実施の形態では、駆動振動方
向（Ｘ方向）に複数の駆動用圧電素子１３ａ，１３ｂを
設け、駆動用圧電素子１３ａ，１３ｂの印加電圧を調整
することにより、不要振動β（およびβ’）を抑制する
ことができる。
向（Ｘ方向）に複数の駆動用圧電素子１３ａ，１３ｂを
設け、駆動用圧電素子１３ａ，１３ｂの印加電圧を調整
することにより、不要振動β（およびβ’）を抑制する
ことができる。
【００５０】本実施の形態の応用として、駆動用圧電素
子１３ａと１３ｂへの印加電圧を調整する代わりに、駆
動用圧電素子１３ａと１３ｂへの印加電圧は同一とし、
駆動用圧電素子１３ａと１３ｂの面積を異ならせること
により不要振動β（およびβ’）を抑制してもよい。 （第３の実施の形態）次に、第３の実施の形態を第１の
実施の形態との相違点を中心に説明する。
子１３ａと１３ｂへの印加電圧を調整する代わりに、駆
動用圧電素子１３ａと１３ｂへの印加電圧は同一とし、
駆動用圧電素子１３ａと１３ｂの面積を異ならせること
により不要振動β（およびβ’）を抑制してもよい。 （第３の実施の形態）次に、第３の実施の形態を第１の
実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００５１】本実施の形態の角速度センサを図９に示
す。本実施の形態ではシリコンマイクロマシン技術を用
いた圧電薄膜による半導体角速度センサとしている。所
定の厚みを有するシリコン基板２５における所定領域が
エッチング除去されて振動子２が形成されている。又、
シリコン基板２５の所定領域に、薄膜電極材料と薄膜圧
電性材料と薄膜電極材料とが積層され、圧電素子１３，
１４，１８，１９が形成されている。
す。本実施の形態ではシリコンマイクロマシン技術を用
いた圧電薄膜による半導体角速度センサとしている。所
定の厚みを有するシリコン基板２５における所定領域が
エッチング除去されて振動子２が形成されている。又、
シリコン基板２５の所定領域に、薄膜電極材料と薄膜圧
電性材料と薄膜電極材料とが積層され、圧電素子１３，
１４，１８，１９が形成されている。
【００５２】より詳しくは、センサ製造に際し、所定の
厚みを有するシリコン基板２５を用意し、シリコン基板
２５に対しフォトリソ技術等を用いて所定領域をエッチ
ングし、振動子２を形成する。さらに、薄膜電極材料と
薄膜圧電性材料と薄膜電極材料とを順に成膜し所望の形
状にパターニングして圧電素子１３，１４，１８，１９
を形成する。ここで、薄膜圧電性材料としてはＺｎＯ等
が用いられ、このＺｎＯ等の薄膜はスパッタリングにて
成膜される。
厚みを有するシリコン基板２５を用意し、シリコン基板
２５に対しフォトリソ技術等を用いて所定領域をエッチ
ングし、振動子２を形成する。さらに、薄膜電極材料と
薄膜圧電性材料と薄膜電極材料とを順に成膜し所望の形
状にパターニングして圧電素子１３，１４，１８，１９
を形成する。ここで、薄膜圧電性材料としてはＺｎＯ等
が用いられ、このＺｎＯ等の薄膜はスパッタリングにて
成膜される。
【００５３】又、シリコン基板２５には駆動回路２３と
信号処理回路２４とが半導体製造技術を用いて一体的に
形成され、ワンチップ化されている。この駆動回路２３
および信号処理回路２４は、圧電素子１３，１４，１
８，１９とアルミ等の導電性金属膜により電気的配線が
行われている。
信号処理回路２４とが半導体製造技術を用いて一体的に
形成され、ワンチップ化されている。この駆動回路２３
および信号処理回路２４は、圧電素子１３，１４，１
８，１９とアルミ等の導電性金属膜により電気的配線が
行われている。
【００５４】本実施の形態においては、前記各実施の形
態では起こる可能性があった接着層に起因する温度特性
やＱ値の低下を、圧電素子を直接、シリコン振動子に成
膜することで回避できる。よって、より高精度なセンサ
を構成することができる。
態では起こる可能性があった接着層に起因する温度特性
やＱ値の低下を、圧電素子を直接、シリコン振動子に成
膜することで回避できる。よって、より高精度なセンサ
を構成することができる。
【００５５】又、このようにシリコン基板のマイクロマ
シン技術を用いてセンサを製作でき、量産性に優れたも
のとなる。本発明の他の態様として以下のように実施し
てもよい。 （１）前記各実施の形態では片持ち音叉型としたが、図
１０に示すように、両持ち音叉型に適用してもよい。 （２）あるいは、図１１や図１２に示すように、Ｈ型の
音叉形状を有するものに適用してもよい。 （３）図１３および図１４（図１３のＣ−Ｃ断面図）に
示すように、圧電材料にて振動子を構成し、この振動子
に圧電素子用電極を表面側および裏面側から張りつける
構造としてもよい。より詳細に説明すると、駆動用圧電
素子を構成するための表面側電極板２６，２７と、駆動
用圧電素子を構成するための裏面側電極板（共通電極
板）２８と、検知用圧電素子を構成するための表面側電
極板２９と、この電極板２９に対向する裏面側電極板３
０と、検知用圧電素子を構成するための表面側電極板３
１と、この電極板３１に対向する裏面側電極板３２を有
する。
シン技術を用いてセンサを製作でき、量産性に優れたも
のとなる。本発明の他の態様として以下のように実施し
てもよい。 （１）前記各実施の形態では片持ち音叉型としたが、図
１０に示すように、両持ち音叉型に適用してもよい。 （２）あるいは、図１１や図１２に示すように、Ｈ型の
音叉形状を有するものに適用してもよい。 （３）図１３および図１４（図１３のＣ−Ｃ断面図）に
示すように、圧電材料にて振動子を構成し、この振動子
に圧電素子用電極を表面側および裏面側から張りつける
構造としてもよい。より詳細に説明すると、駆動用圧電
素子を構成するための表面側電極板２６，２７と、駆動
用圧電素子を構成するための裏面側電極板（共通電極
板）２８と、検知用圧電素子を構成するための表面側電
極板２９と、この電極板２９に対向する裏面側電極板３
０と、検知用圧電素子を構成するための表面側電極板３
１と、この電極板３１に対向する裏面側電極板３２を有
する。
【００５６】この場合にも、Ｙ方向に積層した構造の圧
電素子となっている。本構成においては、圧電素子とし
て圧電材料よりなる振動子を電極材料にて挟み込んだ構
成となっているで、振動子と一体形の圧電素子とするこ
とができる。 （４）上記各実施の形態では振動子は幅狭アーム部８，
１１や質量部９，１２を設けているが、これら幅狭アー
ム部８，１１や質量部９，１２を設けることなく、一定
幅にて直線的に延びるアーム構造としてもよい。 （５）第１の実施の形態等では上下に一対の駆動用圧電
素子１３，１４を設けた構造としたが、１つの駆動用圧
電素子のみを用いて、振動子２を駆動振動（励振）して
もよい。 （６）各実施の形態では連結部６の水平部６ｂに駆動用
圧電素子１３，１４を配置したが、連結部６の垂直部６
ａに駆動用圧電素子１３，１４を配置してもよい。 （７）圧電素子は、積層構造をなす素子でなくてもよ
く、他の構造の圧電素子を用いてもよい。
電素子となっている。本構成においては、圧電素子とし
て圧電材料よりなる振動子を電極材料にて挟み込んだ構
成となっているで、振動子と一体形の圧電素子とするこ
とができる。 （４）上記各実施の形態では振動子は幅狭アーム部８，
１１や質量部９，１２を設けているが、これら幅狭アー
ム部８，１１や質量部９，１２を設けることなく、一定
幅にて直線的に延びるアーム構造としてもよい。 （５）第１の実施の形態等では上下に一対の駆動用圧電
素子１３，１４を設けた構造としたが、１つの駆動用圧
電素子のみを用いて、振動子２を駆動振動（励振）して
もよい。 （６）各実施の形態では連結部６の水平部６ｂに駆動用
圧電素子１３，１４を配置したが、連結部６の垂直部６
ａに駆動用圧電素子１３，１４を配置してもよい。 （７）圧電素子は、積層構造をなす素子でなくてもよ
く、他の構造の圧電素子を用いてもよい。
【００５７】
【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明によれば、新規な構成の角速度センサとすることがで
きる優れた効果を発揮する。
明によれば、新規な構成の角速度センサとすることがで
きる優れた効果を発揮する。
【００５８】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、圧電素子の配置を容易に行
うことができる。請求項３に記載の発明によれば、新規
な構成にて製造が容易な角速度センサとすることができ
る優れた効果を発揮する。
に記載の発明の効果に加え、圧電素子の配置を容易に行
うことができる。請求項３に記載の発明によれば、新規
な構成にて製造が容易な角速度センサとすることができ
る優れた効果を発揮する。
【００５９】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明の効果に加え、駆動効率を向上させること
ができる。請求項５に記載の発明によれば、請求項３に
記載の発明の効果に加え、シリコンマイクロマシン技術
を用いて角速度センサを容易に製造できる。
に記載の発明の効果に加え、駆動効率を向上させること
ができる。請求項５に記載の発明によれば、請求項３に
記載の発明の効果に加え、シリコンマイクロマシン技術
を用いて角速度センサを容易に製造できる。
【００６０】請求項６に記載の発明によれば、請求項４
に記載の発明の効果に加え、不要振動を抑制することが
できる。請求項７に記載の発明によれば、請求項３に記
載の発明の効果に加え、不要振動を抑制することができ
る。
に記載の発明の効果に加え、不要振動を抑制することが
できる。請求項７に記載の発明によれば、請求項３に記
載の発明の効果に加え、不要振動を抑制することができ
る。
【００６１】請求項８に記載の発明によれば、請求項１
または３に記載の発明の効果に加え、振動子と圧電素子
とを一体化することができる。
または３に記載の発明の効果に加え、振動子と圧電素子
とを一体化することができる。
【図１】第１の実施の形態の角速度センサの斜視図。
【図２】図１のＡ矢視方向から見た側面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図４】動作原理を説明するための斜視図。
【図５】動作原理を説明するための斜視図。
【図６】電圧バランス比と不要振動振幅との関係を示す
測定図。
測定図。
【図７】第２の実施の形態の角速度センサの斜視図。
【図８】動作原理を説明するための正面図。
【図９】第３の実施の形態の角速度センサの斜視図。
【図１０】別例の角速度センサの正面図。
【図１１】別例の角速度センサの正面図。
【図１２】別例の角速度センサの正面図。
【図１３】別例の角速度センサの斜視図。
【図１４】図１３のＣ−Ｃ断面図。
【図１５】従来の角速度センサの斜視図。
２…振動子、３…固定部、４…アーム部、５…アーム
部、６…連結部、１３…第１の駆動用圧電素子、１４…
第２の駆動用圧電素子、１８…検知用圧電素子、１９…
検知用圧電素子
部、６…連結部、１３…第１の駆動用圧電素子、１４…
第２の駆動用圧電素子、１８…検知用圧電素子、１９…
検知用圧電素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 頼永 宗男 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 吉野 好 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 三浦 和彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 平行に延びるアーム部を連結部にて固定
部に連結した音叉型の振動子を備え、当該振動子に駆動
用の圧電素子および角速度検出用の圧電素子を配置した
角速度センサであって、 前記駆動用の圧電素子を前記連結部に設けたことを特徴
とする角速度センサ。 - 【請求項２】 前記振動子の一方の面に、駆動用の圧電
素子および角速度検出用の圧電素子を配置してなる請求
項１に記載の角速度センサ。 - 【請求項３】 平行に延びるアーム部を連結部にて固定
部に連結した音叉型の振動子を備え、積層構造をなす駆
動用圧電素子により前記振動子を駆動振動させ、駆動振
動方向に直交する検知振動方向の振動を積層構造をなす
検知用圧電素子にて検出するようにした角速度センサで
あって、 駆動振動方向に延び、かつ、検知振動方向を積層方向と
する駆動用圧電素子を前記連結部に設けるとともに、検
知振動方向を積層方向とする検知用圧電素子を前記アー
ム部に設けたことを特徴とする角速度センサ。 - 【請求項４】 前記駆動用圧電素子は、アーム部の延設
方向において離間して配置された第１および第２の駆動
用圧電素子からなり、当該第１および第２の駆動用圧電
素子のうちの一方を伸長傾向に駆動させる際には他方を
収縮傾向に駆動させるようにした請求項３に記載の角速
度センサ。 - 【請求項５】 前記振動子はシリコンよりなり、前記圧
電素子は薄膜電極材料と薄膜圧電性材料とを積層したも
のである請求項３に記載の角速度センサ。 - 【請求項６】 前記第１の駆動用圧電素子と第２の駆動
用圧電素子とは検知振動方向に発生する不要振動を抑制
すべく印加電圧または面積が調整されているものである
請求項４に記載の角速度センサ。 - 【請求項７】 前記駆動用圧電素子は、駆動振動方向に
複数設けられ、各圧電素子は検知振動方向に発生する不
要振動を抑制すべく印加電圧または面積が調整されてい
るものである請求項３に記載の角速度センサ。 - 【請求項８】 圧電材料よりなる振動子を電極材料にて
挟み込むことにより圧電素子を構成した請求項１または
３に記載の角速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7264518A JPH09105634A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 角速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7264518A JPH09105634A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 角速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09105634A true JPH09105634A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17404370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7264518A Pending JPH09105634A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 角速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09105634A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003052350A1 (fr) * | 2001-11-27 | 2003-06-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Resonateur de micromachine a film mince, gyroscope de resonateur de micromachine a film mince, systeme de navigation faisant appel a ce gyroscope de resonateur de micromachine a film mince et automobile |
| WO2003104749A1 (ja) * | 2002-06-10 | 2003-12-18 | 松下電器産業株式会社 | 角速度センサ |
| JP2007240540A (ja) * | 2001-11-27 | 2007-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜微小機械式共振子ジャイロ |
| KR100796333B1 (ko) * | 2001-10-09 | 2008-01-21 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 각속도 센서 |
| JP2008046058A (ja) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 慣性力センサ |
| JPWO2008023566A1 (ja) * | 2006-08-21 | 2010-01-07 | パナソニック株式会社 | 角速度センサ |
| WO2013018788A1 (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-07 | 株式会社村田製作所 | 振動子および振動ジャイロ |
| JP2013099843A (ja) * | 1998-09-02 | 2013-05-23 | Xros Inc | 捩り撓みヒンジで連結されて相対的に回転する微細加工部材 |
| JP2016001159A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | 株式会社デンソー | 振動型角速度センサ |
| JP2016001157A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | 株式会社デンソー | 振動型角速度センサ |
-
1995
- 1995-10-12 JP JP7264518A patent/JPH09105634A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013099843A (ja) * | 1998-09-02 | 2013-05-23 | Xros Inc | 捩り撓みヒンジで連結されて相対的に回転する微細加工部材 |
| JP2014176964A (ja) * | 1998-09-02 | 2014-09-25 | Xros Inc | 捩り撓みヒンジで連結されて相対的に回転する微細加工部材 |
| KR100796333B1 (ko) * | 2001-10-09 | 2008-01-21 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 각속도 센서 |
| US7002284B2 (en) | 2001-11-27 | 2006-02-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin-film micromechanical resonator, thin-film micromechanical resonator gyro, and navigation system and automobile using the resonator gyro |
| JP2007240540A (ja) * | 2001-11-27 | 2007-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜微小機械式共振子ジャイロ |
| WO2003052350A1 (fr) * | 2001-11-27 | 2003-06-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Resonateur de micromachine a film mince, gyroscope de resonateur de micromachine a film mince, systeme de navigation faisant appel a ce gyroscope de resonateur de micromachine a film mince et automobile |
| WO2003104749A1 (ja) * | 2002-06-10 | 2003-12-18 | 松下電器産業株式会社 | 角速度センサ |
| US6865945B2 (en) | 2002-06-10 | 2005-03-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor |
| CN100338435C (zh) * | 2002-06-10 | 2007-09-19 | 松下电器产业株式会社 | 角速度传感器 |
| WO2008023653A1 (fr) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Panasonic Corporation | Capteur de force d'inertie |
| JPWO2008023566A1 (ja) * | 2006-08-21 | 2010-01-07 | パナソニック株式会社 | 角速度センサ |
| JP5206409B2 (ja) * | 2006-08-21 | 2013-06-12 | パナソニック株式会社 | 角速度センサ |
| JP2008046058A (ja) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 慣性力センサ |
| WO2013018788A1 (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-07 | 株式会社村田製作所 | 振動子および振動ジャイロ |
| JPWO2013018788A1 (ja) * | 2011-08-01 | 2015-03-05 | 株式会社村田製作所 | 振動子および振動ジャイロ |
| US9383205B2 (en) | 2011-08-01 | 2016-07-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrator and vibrating gyroscope |
| JP2016001159A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | 株式会社デンソー | 振動型角速度センサ |
| JP2016001157A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | 株式会社デンソー | 振動型角速度センサ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4147784B2 (ja) | 角速度センサ | |
| US6591678B2 (en) | Semiconductor dynamic quantity sensor for detecting dynamic quantity in two axes with X-shaped mass portion | |
| US9885576B2 (en) | Angular velocity sensor | |
| US5691471A (en) | Acceleration and angular velocity detector | |
| JPH09318649A (ja) | 複合センサ | |
| US8065914B2 (en) | Vibration gyro | |
| JPH1089968A (ja) | 角速度センサ | |
| JPH063455B2 (ja) | 振動ジャイロ | |
| JP3212804B2 (ja) | 角速度センサおよび角速度検出装置 | |
| JP2004251663A (ja) | 角速度センサ | |
| JPH09105634A (ja) | 角速度センサ | |
| JP2001194153A (ja) | 角速度センサ、加速度センサおよび製造方法 | |
| JP2899664B2 (ja) | 振動型角速度センサ | |
| US7877848B2 (en) | Method for fabricating an angular velocity sensor | |
| JP2012149961A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JPH07120266A (ja) | 振動ジャイロセンサー | |
| JP3461500B2 (ja) | 振動ジャイロ・センサ及び複合センサ | |
| JP3218702B2 (ja) | 振動ジャイロ | |
| JPH09159457A (ja) | 角速度センサ | |
| JP2010145315A (ja) | 振動ジャイロスコープ | |
| JPH11201758A (ja) | 圧電振動子及びこれを用いた圧電振動角速度計 | |
| JP3122925B2 (ja) | 圧電振動ジャイロ用の圧電振動子 | |
| JP2000283765A (ja) | 三脚音叉振動子および角速度センサ | |
| JP3819343B2 (ja) | 圧電振動ジャイロ用柱状振動子およびその製造方法 | |
| JP3783894B2 (ja) | 圧電振動角速度計用振動子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040421 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040511 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040921 |