JPH09119837A - 振動型ジャイロスコープ - Google Patents

振動型ジャイロスコープ

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JPH09119837A
JPH09119837A JP8129741A JP12974196A JPH09119837A JP H09119837 A JPH09119837 A JP H09119837A JP 8129741 A JP8129741 A JP 8129741A JP 12974196 A JP12974196 A JP 12974196A JP H09119837 A JPH09119837 A JP H09119837A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 平板部材の変位による蓄電量の変化が非線形
になるという問題があった。 【解決手段】 ジャイロスコープは相互離隔されて設け
られた平板部材１０１ａ，１０１ｂと、前記平板部材を
振動させる振動手段１０２ａ〜１０２ｄ，１０７ａ〜１
０７ｄ，１０９ａ〜１０９ｄと、前記平板部材を支持す
る懸垂手段と、前記平板部材の下部に所定の間隔に離隔
されて位置する電極部材１０８ａ，１０８ｂとを含むも
のであり、前記懸垂手段は、前記各平板部材と連結部材
１０３ａ，１０３ｂにより連結されたバー４０１ａ，４
０１ｂと、前記バーを支持し前記バーの長手方向の引張
力を低減するため設けられる固定手段４１０と、前記バ
ーを支持するため前記バーの中間部に設けられた支持手
段４２０とを備えてなることにより、バーの長手方向へ
の引張力を緩和させ、バーに可撓性を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はジャイロスコープに
係り、さらに詳細には振動型ジャイロスコープに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】慣性体の角速度を検出するためのジャイ
ロスコープはミサイルや船舶、航空機などの航法装置用
の核心部品として用いられているが、現在は自動車の航
法装置や高倍率のカムコーダの手振れを検出してこれを
補正する装置に適用されるなど、その使用領域が拡大さ
れつつある。従来の角速度検出用のジャイロスコープは
精密加工された多数の部品を組み立てて製作されるので
コスト高を招き、装置も大型なので一般産業用や民生用
への適用は不向きである。
【０００３】ＣＳＤＬ（The Charles Stark Draper Lab
ortory, Inc)により開発されたチューニングフォークモ
ードを用いるコーム駆動型マイクロジャイロスコープが
米国特許第５，３４９，８５５号に開示されている。該
コーム駆動型マイクロジャイロスコープが図１に示され
ている。ここで、実線及び点線のハッチング部分は電極
（端子）及び固定構造物をそれぞれ示し、ハッチングが
引かれない部分は懸垂構造物を示す。
【０００４】図１を参照すると、平板部材１０１ａ，１
０１ｂの両側にはコーム１０２ａ，１０２ｂ，１０２
ｃ，１０２ｄがそれぞれ形成されており、連結部材１０
３ａ，１０３ｂにより前記平板部材１０１ａ，１０１ｂ
と連結されたバー１０４ａ，１０４ｂは固定部１０５
ａ，１０５ｂにより支持される。固定構造体１０６ａ，
１０６ｂ，１０６ｃには前記コーム１０２ａ，１０２
ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの間に一定の間隔に隔てて結合
されるコーム１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ
が形成されている。
【０００５】前記平板部材１０１ａ，１０１ｂの下部に
は電極１０８ａ，１０８ｂが設けられ、端子１０９ａ，
１０９ｂ，１０９ｃ，１０９ｄ，１０９ｅは前記固定構
造体１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃと電極１０８ａ，１
０８ｂにそれぞれ電圧を印加する。
【０００６】このような構成のジャイロスコープにおい
て、端子１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ，１０９ｄ，１
０９ｅに交流電圧を印加すると、平板部材１０１，１０
２の前記コーム１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２
ｄと固定構造物１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃのコーム
１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの間に静電気
力が発生して平板部材１０１ａ，１０１ｂはＸ軸方向に
振動する。固定構造物１０６ｂのコーム１０７ｂ，１０
７ｃは平板部材１０１ａ，１０１ｂのＸ軸上の位置検出
に用いられる。この際、ジャイロスコープがＹ軸を中心
にして角速度（Ω）で回転すると、平板部材１０１ａ，
１０１ｂにはＺ方向にコリオリ力が与えられる。これに
より、平板部材１０１ａ，１０１ｂはＺ方向に変位さ
れ、平板部材１０１ａ，１０１ｂと電極１０８ａ，１０
８ｂとの間隔の変化による蓄電量の差を測定することに
より角速度（Ω）を検出する。
【０００７】前記のような従来のジャイロスコープにお
いて、バー１０４ａ，１０４ｂの中央部のみ固定及び支
持されているので、コリオリ力による平板部材１０１
ａ，１０１ｂのＺ方向の変位は不均一であり、これによ
り、平板部材１０１ａ，１０１ｂのＺ方向に変位による
蓄電量の変化が非線形になる問題点がある。
【０００８】他の従来のジャイロスコープは、図２に示
したように、固定部２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２
０２ｄにその両端部が支持されて相互平行に設けられた
一対のバー２０１ａ，２０１ｂを含む。
【０００９】しかしながら、かかるジャイロスコープも
動作時、平板部材２０３ａ，２０３ｂと電極２０４ａ，
２０４ｂとの間隔が不均一になる問題点を解決すること
ができない。
【００１０】さらに、図３に示したように、バー２０１
ａ，２０１ｂが振動するとき、バー２０１ａ，２０１ｂ
の中心振幅が大きくて平板部材２０３ａ，２０３ｂと電
極２０４ａ，２０４ｂとの間隔はさらに不均一になり雑
音の原因となる。そして、前記バー２０１ａ，２０１ｂ
は両端部が固定されているので、変形が大きくなる場
合、バー２０１ａ，２０１ｂの長手方向への引張力はコ
リオリ力に比べ大きくて望ましくない。かつ、平板部材
２０３ａ，２０３ｂが上下に振動するとき、バー２０１
ａ，２０１ｂがある程度歪むことは望ましいが、前記バ
ー２０１ａ，２０１ｂは固定部２０２ａ，２０２ｂ，２
０２ｃ，２０２ｄに堅く結合されているので、可撓性を
提供することができない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決するために創出されたものであって、平板部材のＺ
方向への変位が大きくなることによるバーの長手方向の
引張力を低減することができ、角速度の大きさによる蓄
電量変化の非線形性を取り除くことができる振動型ジャ
イロスコープを提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、互いに離隔されて設けられた平板部材と、
前記平板部材を振動させる振動手段と、前記平板部材を
支持する懸垂手段と、前記平板部材の下部に所定の間隔
に離隔されて位置する電極部材を含む振動型ジャイロス
コープにおいて、前記懸垂手段は、前記各平板部材と連
結部材により連結されたバーと、前記バーを支持し前記
バーの長手方向の引張力を低減するため前記バーの両端
部に結合される固定手段と、前記バーを支持するため前
記バーの中間部に設けられた支持手段とを備えてなるこ
とを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の実施の形態を詳細に説明する。図４は本発明による
振動型ジャイロスコープを示す平面図である。図４にお
いて図１と同じ参照符号は同じ部材を示す。
【００１４】平板部材１０１ａ，１０１ｂを振動させる
振動手段は前記平板部材１０１ａ，１０１ｂの両側から
相互離隔されるように突出するコーム１０２ａ，１０２
ｂ，１０２ｃ，１０２ｄと、該コーム１０２ａ，１０２
ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの間に所定の間隔に結合される
他のコーム１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ
と、前記コーム１０２ａ〜１０２ｄ、１０７ａ〜１０７
ｄに電源を印加する端子１０９ａ〜１０９ｅとを含む。
前記平板部材１０１ａ，１０１ｂを電極１０８ａ，１０
８ｂの上部を支持する懸垂手段は、前記平板部材１０１
ａ，１０１ｂと連結される連結部材１０３ａ，１０３ｂ
が形成されたバー４０１ａ，４０１ｂと、該バー４０１
ａ，４０１ｂの両端に結合されてバー４０１ａ，４０１
ｂを支持し、バー４０１ａ，４０１ｂを長手方向に変形
され得るようにすることにより引張力を低減することが
できる固定手段４１０と、前記バー４０１ａ，４０１ｂ
の中間部を支持する支持手段４２０とを含む。
【００１５】前記固定手段４１０はバー４０１ａ，４０
１ｂの端部から直角方向に延びる緩衝部４１１及び該緩
衝部４１１と結合されて基板（図示せず）に固定される
固定部４１２を含む。
【００１６】前記固定手段の他の実施例が図５乃至図７
に示されている。図５を参照すると、バー５０１ａは四
角の環状の緩衝部５１１により固定部５１２に結合され
る。緩衝部５１１は図６に示したように、バー５０１ａ
の長手方向への引張力を緩和させるため少なくとも一つ
のＵ字形の曲げ部５１１ａを含むことができる。図７に
は蛇行またはジグザグ形態の緩衝部７１１が示されてい
る。
【００１７】図４において、支持手段４２０はバー４０
１ａ，４０１ｂの中間部、即ち、バー４０１ａ，４０１
ｂの振幅が最も大きい部分でバー４０１ａ，４０１ｂと
直角になるように両側に延びる歪みバー４２１ａ，４２
１ｂと、該歪みバー４２１ａ，４２１ｂの端部に結合さ
れて基板に固定される固定部４２２ａ，４２２ｂとを含
む。
【００１８】前記支持手段４２０（図４）の他の実施例
が図８に示されている。示したように、バー８０１ａの
両側から延びた連結バー８２１ａの端部には固定部８２
２に結合される四角環状の歪み部８２１ｂが連結されて
いる。
【００１９】図９に示したさらに他の支持手段は、バー
９０１ａの両側から延びる連結バー９２１ａと、該連結
バー９２１ａの端部から連結バーと直角になるように両
側に分岐され、その分岐された端部は内側に曲がる歪み
バー９２１ｂと、前記歪みバー９２１ｂが結合される固
定部９２２とを含む。
【００２０】前記固定手段と支持手段は開示した実施例
により限らず、平板部材が上下に振動するとき、バーの
引張力を低減し、バーの歪みを提供することができる構
造は本発明に含まれる。
【００２１】本発明によると、図４に示したように平板
部材１０１ａ，１０１ｂを支持する連結部材１０３ａ，
１０３ｂはバー４０１ａ，４０１ｂの最大変位点に設け
られることが望ましい。
【００２２】図１０には前記のように構成される本発明
による振動型ジャイロスコープの振動状態が示されてい
る。示したように、バー４０１ａ，４０１ｂが振動する
とき、平板部材１０１ａ，１０１ｂと電極１０８ａ，１
０８ｂとの間隔は均一である。従って、角速度の変化に
よる蓄電量の変化は線形的になる。
【００２３】
【発明の効果】以上、本発明による振動型ジャイロスコ
ープの固定手段及び支持手段は平板部材の振動の際、バ
ーの長手方向の引張力を緩和させ、平板部材と電極との
間隔を均一に保たせてバーの歪みを可能にすることによ
り、雑音を防止し、さらに精密に角速度を検出すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のジャイロスコープの平面図である。
【図２】他の従来のジャイロスープの平面図である。
【図３】図２のジャイロスコープの振動状態の概略側面
図である。
【図４】本発明による振動型ジャイロスコープの概略平
面図である。
【図５】本発明によるジャイロスコープの固定手段の実
施例を示す平面図である。
【図６】本発明によるジャイロスコープの固定手段の実
施例を示す平面図である。
【図７】本発明によるジャイロスコープの固定手段の実
施例を示す平面図である。
【図８】本発明によるジャイロスコープの支持手段の実
施例を示す平面図である。
【図９】本発明によるジャイロスコープの支持手段の実
施例を示す平面図である。
【図１０】本発明による振動型ジャイロスコープの振動
状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１０１ａ，１０１ｂ 平板部材 １０２ａ〜１０２ｄ，１０７ａ〜１０７ｄ コーム（振
動手段） １０３ａ，１０３ｂ 連結部材（懸垂手段） １０８ａ，１０８ｂ 電極（電極部材） １０９ａ〜１０９ｅ 端子（振動手段） ４０１ａ，４０１ｂ、５０１ａ，８０１ａ，９０１ａ
バー（懸垂手段） ４１０ 固定手段（懸垂手段） ４１１，５１１，７１１ 緩衝部 ４１２，５１２ 固定部 ４２０ 支持手段（懸垂手段） ４２１ａ，４２１ｂ，９２１ｂ 歪みバー ４２２ａ，４２２ｂ，８２２，９２２ 固定部 ５１１ａ 曲げ部 ８２１ａ，９２１ａ 連結バー ８２１ｂ 歪み部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宋 基武 大韓民国京畿道城南市盆唐區梅松洞132番 地アルムマウル建榮アパート112棟1004號 (72)発明者 尹 聖基 大韓民国忠▲チョン▼南道大田直轄市儒城 區新城洞160−１番地ハヌルアパート110棟 1206號

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに離隔されて設けられた平板部材
    と、前記平板部材を振動させる振動手段と、前記平板部
    材を支持する懸垂手段と、前記平板部材の下部に所定の
    間隔に離隔されて位置する電極部材を含む振動型ジャイ
    ロスコープにおいて、 前記懸垂手段は、 前記各平板部材と連結部材により連結されたバーと、 前記バーを支持し前記バーの長手方向の引張力を低減す
    るため前記バーの両端部に結合される固定手段と、 前記バーを支持するため前記バーの中間部に設けられた
    支持手段とを備えてなることを特徴とする振動型ジャイ
    ロスコープ。
  2. 【請求項２】 前記固定手段は前記バーの端部に結合さ
    れる緩衝部と、前記緩衝部に結合されて前記バーを支持
    する固定部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の
    振動型ジャイロスコープ。
  3. 【請求項３】 前記緩衝部は前記バーの端部から直角に
    延びることを特徴とする請求項２に記載の振動型ジャイ
    ロスコープ。
  4. 【請求項４】 前記緩衝部は四角の環状よりなることを
    特徴とする請求項２に記載の振動型ジャイロスコープ。
  5. 【請求項５】 前記緩衝部に少なくとも一つのＵ字形の
    曲げ部が形成されることを特徴とする請求項４に記載の
    振動型ジャイロスコープ。
  6. 【請求項６】 前記緩衝部は蛇行またはジグザグ型であ
    ることを特徴とする請求項２に記載の振動型ジャイロス
    コープ。
  7. 【請求項７】 前記支持手段は、 前記バーの中間部から前記バーと直角になるように両側
    に延びる歪みバーと、前記バーを支持するため前記歪み
    バーの端部に結合される固定部とを含むことを特徴とす
    る請求項１に記載の振動型ジャイロスコープ。
  8. 【請求項８】 前記支持手段は、 前記バーの中間部から前記バーと直角になるように両側
    に延びる連結バーと、前記連結バーの各端部に結合され
    る四角環状の歪み部と、前記バーを支持するため前記歪
    み部に結合される固定部とを含むことを特徴とする請求
    項１に記載の振動型ジャイロスコープ。
  9. 【請求項９】 前記支持手段は、 前記バーの中間部から前記バーと直角になるように両側
    に延びる連結バーと、前記連結バーの端部から前記連結
    バーと直角になるように両側に分岐され、前記分岐され
    た端部は内側に曲がる歪みバーと、前記歪みバーの端部
    が結合される固定部とを含むことを特徴とする請求項１
    に記載の振動型ジャイロスコープ。
  10. 【請求項１０】 前記連結部材は前記バーの振動変位が
    最も大きい部位に結合されることを特徴とする請求項１
    に記載の振動型ジャイロスコープ。
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