JPH09166445A

JPH09166445A - 角速度センサ

Info

Publication number: JPH09166445A
Application number: JP7347693A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Shiratori; 典彦白鳥; Hiroaki Terao; 博明寺尾; Tomoo Namiki; 智雄並木; Minoru Hatakeyama; 稔畠山; Toshiyasu Shigeta; 利靖重田; Koji Sato; 幸治佐藤; Yasuhiro Mochida; 育弘持田; Kazutoyo Ichikawa; 和豊市川; Yoshiya Okada; 恵也岡田; Masato Handa; 正人半田
Original assignee: Miyota KK; Wako KK
Current assignee: Miyota KK; Wako KK
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1997-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】２軸の角速度の検出ができる小型軽量で検出
感度、検出精度ともに高い角速度センサを得る。【解決手段】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、重錘体を設けた
センサ部を有する角速度センサにおいて、該センサ部の
ベンディング振動のノード部をワイヤーで支持する。支
持位置を特定するため前記ノード部に貫通穴、若しくは
凹部を設ける。また圧電素子の外形を振動体の外形より
小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧電振動型角速度セ
ンサ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。

【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スを用いてＸ軸に振動を与え、Ｙ軸
に設けた検出用圧電セラミックス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、振動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振動特性の不一
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ーで２軸回りの角速度
を検出できるものが望まれていた。（以下、２軸回りの
角速度を検出できる角速度センサを２軸角速度センサと
呼ぶ。）この要望に応えるものとして、振動体の表面に
圧電素子（以下、圧電効果を示す材料を総称して圧電素
子という。）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４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１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。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は図の如く２ヵ所をＬ字型をしたワイヤ
ー１１で固定し、ワイヤー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５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】圧電素子２を含む平面の中心に原点を定
め、同平面上にＸ軸、同平面上でＸ軸に直交するＹ軸、
Ｘ軸、Ｙ軸に直交するＺ軸を設定する。振動モードは何
種類も存在するが、角速度センサとして用いる振動モー
ドは、図４、図５に示すように重錘体９が縦方向に振れ
るＺ軸方向（縦方向）の振動モードと、図６、図７に示
すように重錘体９が横方向に振れるＸ、Ｙ軸方向（横方
向）の振動モードを用いる。

【０００９】図４はＺ軸方向の振動モードを示した断面
図でＺ軸プラス方向に振れている状態を示している。図
５はＺ軸方向の振動モードを示した断面図でＺ軸マイナ
ス方向に振れている状態を示している。Ｚ軸方向の振動
モードにおける振動周波数をＺ軸方向の振動周波数と言
う。Ｚ軸方向の振動モードは駆動（励振）モードとして
用いられる。ノード部４は図の如く振動体１の内部に存
在する。この従来例はノード部４を円筒状支持部材１０
で間接的に支持している。

【００１０】図６はＸ軸方向の振動モードを示した断面
図でＸ軸プラス方向に振れている状態を示している。図
７はＸ軸方向の振動モードを示した断面図でＸ軸マイナ
ス方向に振れている状態を示している。Ｙ軸に関しても
同様であるのでＸ軸方向のみを図示した。Ｘ、Ｙ軸方向
の振動モードにおける振動周波数を重錘体の振動周波数
と言う。Ｘ、Ｙ軸方向の振動モードは検出モードとして
用いられる。一般的に、共振型角速度センサでは駆動モ
ードと検出モードの振動周波数が近いと検出感度が高く
なる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】共振型角速度センサの
場合、検出感度を上げるためには、前述したように、駆
動（励振）モードと検出モードの振動周波数を、たとえ
ば重錘体にレーザ光を照射しトリミングする方法で近く
するとよい。その前提として、機械的品質係数（Ｑｍ）
はある程度高く設定する必要がある。機械的品質係数
（Ｑｍ）が高すぎると応答速度が遅くなるという問題も
あるが、ある程度高い場合は振動姿態が安定し検出感度
は上がる。逆に、機械的品質係数（Ｑｍ）が低ければ駆
動モードはもちろん、検出モードにおいても共振の強さ
が小さくなり、圧電素子に十分な変形を与えることがで
きない。従って、検出電極より得られる発生電荷が少な
くなり、検出感度は低下することになる。従来例では、
円筒状支持部材１０が、センサ部のノード部を支持して
いるため、励振時に円筒状支持部材１０も周期的に変形
することとなる。それゆえ機械的品質係数（Ｑｍ）は円
筒状支持部材で支持する前に比べて低くなる。加えて組
立誤差が大きい場合は、ノード部からはずれた部分を支
持することとなり、機械的品質係数は著しく低下する。
また振動体、圧電素子単体で比較をすると、振動体の方
が機械的品質係数（Ｑｍ）が高いため、圧電素子は振動
体より小さい方がセンサ部としての機械的品質係数（Ｑ
ｍ）が上がる。

【００１２】検出精度を上げるためには振動姿態を安定
化させるとともに、励振周波数を安定化させるとよい。
特に温度変化に対して振動体、圧電素子の弾性率が変化
し（温度変化に対する弾性率変化の比率を、弾性率の温
度係数という）、励振周波数が不安定になりやすい。安
定化させるためには、振動体と圧電素子を合わせた弾性
率の温度係数を０に近づければよい。一般的に圧電素子
（ＰＺＴ）の弾性率の温度係数はマイナスである。この
ため振動体にエリンバ材のような恒弾性金属材料を使用
し、熱処理により弾性率の温度係数をプラスに設定し
て、振動体と圧電素子を組み合わせた弾性率の温度係数
を０に近づけている。しかしながら振動体と圧電素子は
接着剤で接着されているため、振動体と圧電素子の弾性
率の温度係数を設定しても、接着剤の介在により励振周
波数が不安定になりやすい。できるだけ接着剤の占める
部分は小さいことが望ましい。

【００１３】また、製品としては、より小型軽量化が望
まれる。円筒状支持部材により、他の部品の配置の自由
度が奪われて小型化が難しい。

【００１４】

【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、軽量で
検出感度、検出精度の高い角速度センサを提供する。

【００１５】板状の振動体、および該振動体の片面若し
くは両面に板状の圧電素子を貼付し、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
けたセンサ部を有する角速度センサにおいて、該センサ
部のベンディング振動のノード部をワイヤーで支持す
る。円筒状支持部材を使用しないため、機械的品質係数
（Ｑｍ）が高くなり、振動姿態が安定し検出感度、検出
精度ともに高くなる。また他の部品の配置の妨げになら
ず角速度センサを小型化できる。さらに部品が削減され
るので部品費用及び組立工数等が削減され安価に製造で
きる。

【００１６】また、センサ部のベンディング振動のノー
ド部をワイヤーで支持する支持点を好ましくは等間隔に
増やすことで、センサ部はより強固に固定され、外部か
らの衝撃等に対して有利となる。さらに、励振あるいは
検出による振動により前記支持点に発生する応力を小さ
くでき、信頼性が向上する。

【００１７】センサ部のベンディング振動のノード部に
貫通穴若しくは凹部を設け、該貫通穴若しくは該凹部に
よりワイヤーの位置決めをする。これにより組立誤差が
小さくなり、かつノード部を正確に支持できるようにな
るため、さらに振動姿態が安定し、検出感度、検出精度
共に向上する。

【００１８】板状の圧電素子の外形を板状の振動体の外
形より小さく、かつ、該圧電素子は該振動体の外周から
はみ出さないように貼付する。好ましくは圧電素子をベ
ンディング振動のノード部より内側に貼付する。前記振
動体はベンディングしやすくなり、前記圧電素子と前記
振動体との間に介在する接着剤の量（面積）が少なくな
るため、温度変化に対する励振周波数の変化が小さくな
り励振周波数が安定し検出精度が向上する。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明を図面に基き詳細に説明す
る。図８は本発明の第一実施例で上面図である。図９は
本発明の第一実施例で正面図である。図８、図９の如く
ＸＹＺ三次元直交座標系を設定する。円板状の振動体２
１の主面をＸＹ平面上に設定し、振動体２１の面上中心
を原点３１とする。振動体２１の上面には、円板状の圧
電素子２２が、その面上中心と原点３１とが一致するよ
うに貼付されている。圧電素子２２の上面には４つの扇
型をした帰還電極を兼ねる検出電極２４ａ、２４ｂ、２
４ｃ、２４ｄがノード部３２の内側に設けられている。
検出電極２４ａ、２４ｃはＹ軸に関して線対称に、かつ
原点３１に関して点対称に配置され、Ｙ軸回りの角速度
を検出する。検出電極２４ｂ、２４ｄはＸ軸に関して線
対称に、かつ原点３１に関して点対称に配置され、Ｘ軸
回りの角速度を検出する。圧電素子２２の下面には原点
３１を中心とし４つの検出電極２４ａ、２４ｂ、２４
ｃ、２４ｄの外形よりやや大きい円形をした電極２５が
設けられている。振動体２１の下面には、円板状の圧電
素子２３が、その面上中心と原点３１とが一致するよう
に貼付されている。圧電素子２３の下面には原点３１を
中心とし励振電極２７がノード部３２の内側に設けら
れ、上面には少なくとも相対向する（好ましくは大き
い）電極２６が設けられている。圧電素子２２、２３の
直径はセンサ部２０のノード部３２の直径より小さいも
のを用いている。

【００２０】励振電極２７の下面には円柱状の重錘体２
８が、その中心軸が原点３１を通過するように貼付され
センサ部２０が構成されている。なお、重錘体２８の形
状は、その中心軸に対し対称性が保たれるものであれば
よい。支持点はノード部３２上ではどこでもよいが、好
ましくは等間隔の位置がよい。第一実施例では、「く」
の字型をした２本のワイヤー２９は、センサ部２０のベ
ンディング振動のノード部３２とＹ軸との交点上に、Ｘ
軸に平行で、かつ、線対称に固定（固定方法は、接着、
溶接等でよい。）されている。さらに好ましくは、ワイ
ヤー２９を前述した位置から＋４５度あるいは、−４５
度回転移動させた位置で固定するとよい。なぜなら、ワ
イヤー２９と角速度検出軸（第一実施例ではＸ軸、Ｙ
軸）とが、ほぼ４５゜をなすことで、ワイヤー２９のセ
ンサ部２０に及ぼす振動、変形等の影響が各角速度検出
軸に均等に分担され、２軸回りの検出感度がより等しく
なるからである。ワイヤー２９の端部は、基板３０にハ
ンダ付けされ固定されている。

【００２１】振動体２１は恒弾性材料としてエリンバ材
を用い、圧電素子２２、２３はＰＺＴを用いた。振動体
２１と圧電素子２２、２３はエポキシ系の接着剤を用い
て接着した。圧電素子２２、２３の平面上に蒸着により
Ａｇ−Ｃｒ、あるいはＮｉ−Ｃｒ等の合金の薄膜にて電
極を形成した。電極形成は、スパッタ、スクリーン印刷
などの方法を用いても、もちろんかまわない。重錘体２
８はＳＵＳ３０３を、ワイヤー２９はタングステンを用
いた。材質は所定の機能を満たすものであれば、これに
限定されるものではない。

【００２２】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２１と励振電極２７に交
流をかけると圧電素子２３が振動し、振動体２１も一緒
に振動する

【００２３】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２８が移動することでセンサ部２０が
変形し検出電極２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに電荷
が発生する。４つの検出電極２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、
２４ｄに発生する電荷の量により角速度の方向と大きさ
が検出できる。

【００２４】図１０は本発明の第二実施例で上面図であ
る。図１１は本発明の第二実施例で正面図である。第一
実施例は圧電素子を２枚用いたが、第二実施例は圧電素
子を１枚でセンサ部を構成したものである。

【００２５】図１０、図１１の如くＸＹＺ三次元直交座
標系を設定する。円板状の振動体４１の主面をＸＹ平面
上に設定し、振動体４１の面上中心を原点４８とする。
振動体４１の上面には、円板状の圧電素子４２が、その
面上中心と原点４８とが一致するように貼付されてい
る。圧電素子４２の上面には４つの扇型をした励振電極
を兼ねる検出電極４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄと、
中央から外周に延びる十字型をした帰還電極４４がノー
ド部４９の内側に設けられている。検出電極４３ａ、４
３ｃはＹ軸に関して線対称に、かつ原点４８に関して点
対称に配置され、Ｙ軸回りの角速度を検出する。検出電
極４３ｂ、４３ｄはＸ軸に関して線対称に、かつ原点４
８に関して点対称に配置され、Ｘ軸回りの角速度を検出
する。圧電素子４２の下面には原点４８を中心とし４つ
の検出電極４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄの外形より
やや大きい円形をした電極４５が設けられている。圧電
素子４２の直径は、センサ部４０のノード部４９の直径
より小さいものを用いている。

【００２６】振動体４１の下面には円柱状の重錘体４６
が、その中心軸が原点４８を通過するように固定されセ
ンサ部４０が構成されている。固定方法は、接着、溶接
等でよい。なお、重錘体４６の形状は、その中心軸に対
し対称性が保たれるものであればよい。支持点はノード
部４９上ではどこでもよいが、好ましくは等間隔の位置
がよい。第二実施例でも、「く」の字型をした２本のワ
イヤー４７は、センサ部４０のベンディング振動のノー
ド部４９とＹ軸との交点上に、Ｘ軸に平行で、かつ、線
対称に固定（振動体４１との固定方法は、接着、溶接等
でよい。）されている。さらに好ましくは、第一実施例
と同じ理由で、ワイヤー４７を前述した位置から＋４５
度あるいは、−４５度回転移動させた位置で固定すると
よい。ワイヤー４７の端部は、基板５０にハンダ付けさ
れ固定されている。

【００２７】振動体４１は恒弾性材料としてエリンバ材
を用い、圧電素子４２はＰＺＴを用いた。振動体４１と
圧電素子４２はエポキシ系の接着剤を用いて接着した。
圧電素子４２の平面上に蒸着によりＡｇ−Ｃｒ、あるい
はＮｉ−Ｃｒ等の合金の薄膜にて電極を形成した。電極
形成は、スパッタ、スクリーン印刷などの方法を用いて
も、もちろんかまわない。重錘体４６はＳＵＳ３０３を
用いた。ワイヤー４７はタングステンを用いた。材質は
所定の機能を満たすものであれば、これに限定されるも
のではない。

【００２８】電極４５と振動体４１は電気的に接続され
て接着されているので、振動体２１と励振電極４３ａ、
４３ｂ、４３ｃ、４３ｄに交流をかけると圧電素子４２
が振動し、振動体４１も一緒に振動する

【００２９】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４６が移動することでセンサ部４０が
変形し検出電極４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄに電荷
が発生する。４つの検出電極４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、
４３ｄに発生する電荷の量により角速度の方向と大きさ
が検出できる。

【００３０】図１２は本発明の第三実施例で一部断面を
とった正面図である。第三実施例は第二実施例と比べ、
ワイヤーと振動体の形状のみが異なるので、その部分に
ついて説明する。

【００３１】２本のワイヤー５５は、コの字型に曲げら
れ、その中央部分より２つの円柱５５ａ、５５ｂからな
る突起部が設けられている。ノード部４９とＹ軸との交
点上に中心を定めた２つの貫通穴４１ａは、直径が円柱
５５ａよりやや大きく形成されている。貫通穴４１ａに
円柱５５ａの部分を挿入し、振動体４１の下面を円柱５
５ｂの平面上で固定することにより、ノード部４９上を
正確に支持することができ、高さ方向も所定の位置に決
めることができる。ワイヤー５５はＸ軸に平行、かつ、
線対称に固定されている。振動体４１との固定方法は、
接着、溶接等でよい。ワイヤー５５の他の２つの端部は
基板５０にハンダ付けにて固定されている。

【００３２】図１３は本発明の第四実施例で一部断面を
とった正面図である。第四実施例も第二実施例と比べ、
ワイヤーと振動体の形状のみが異なるので、その部分に
ついて説明する。

【００３３】２本のワイヤー５６は、コの字型に曲げら
れ、その中央部分より円柱５６ａからなる突起部が設け
られている。ノード部４９とＹ軸との交点上に中心を定
め下面側より沈ませた２つの凹部４１ｂは、直径が円柱
５６ａよりやや大きく形成されている。凹部４１ｂの底
面を円柱５６ａの平面部分で支持し、固定することによ
り、ノード部４９を正確に支持することができ、高さ方
向も所定の位置に決めることができる。図４では従来例
の振動モードの説明をし、ノード部４は図の如く振動体
１の内部に存在することを説明した。第四実施例におい
てもノード部４９は振動体４１の内部に存在すると考え
られるため、凹部４１ｂの底面の深さを適当に設定する
ことで、ノード部４９を直接支持することもできる。ワ
イヤー５６はＸ軸に平行、かつ、線対称に固定されてい
る。振動体４１との固定方法は、接着、溶接等でよい。
ワイヤー５６の他の２つの端部は基板５０にハンダ付け
にて固定されている。

【００３４】図１４は本発明の第五実施例で上面図であ
る。図１５は本発明の第五実施例で正面図である。第一
実施例から第四実施例まではワイヤーでセンサ部のベン
ディング振動のノード部を２箇所支持したものである
が、第五実施例では、支持点を増やし、ノード部を４箇
所支持した例である。

【００３５】図１４、図１５の如くＸＹＺ三次元直交座
標系を設定する。円板状の振動体６１の主面をＸＹ平面
上に設定し、振動体６１の面上中心を原点６８とする。
振動体６１の上面には、直径がノード部６９より大きく
振動体６１より小さい円板状の圧電素子６２が、その面
上中心と原点６８とが一致するように貼付されている。
圧電素子６２の上面には４つの扇型をした励振電極を兼
ねる検出電極６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄがノード
部６９の内側に設けられている。引き出し電極６３ｅは
検出電極６３ａからノード部６９を越えて形成されてい
る。同様にして、引き出し電極６３ｆは検出電極６３ｂ
から、引き出し電極６３ｇは検出電極６３ｃから、引き
出し電極６３ｈは検出電極６３ｄからそれぞれ、ノード
部６９を越えて形成されている。また、中央から外周に
延びる十字型をした帰還電極６４がノード部６９を越え
て形成されている。検出電極６３ａ、６３ｃ、および引
き出し電極６３ｅ、６３ｇは、Ｙ軸に関して線対称に、
かつ原点６８に関して点対称に配置され、Ｙ軸回りの角
速度を検出する。検出電極６３ｂ、６３ｄ、および引き
出し電極６３ｆ、６３ｈは、Ｘ軸に関して線対称に、か
つ原点６８に関して点対称に配置され、Ｘ軸回りの角速
度を検出する。圧電素子６２の下面には原点６８を中心
とし４つの検出電極６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄの
外形よりやや大きい円形をした電極６５が設けられてい
る。回路と圧電素子上に形成された電極とはリード線で
電気的に接続される。一般的にはハンダ付けあるいはワ
イヤーボンディング等の方法でリード線が圧電素子上に
形成された電極に固定される。引き出し電極と帰還電極
がノード部を越えて形成されているのは、リード線をノ
ード部上に固定し、センサ部の振動姿態に与える影響を
できるだけ小さくするためである。

【００３６】振動体６１の下面には円柱状の重錘体６６
が、その中心軸が原点６８を通過するように固定されセ
ンサ部６０が構成されている。固定方法は、接着、溶接
等でよい。なお、重錘体６８の形状は、その中心軸に対
し対称性が保たれるものであればよい。支持点はノード
部６９上ではどこでもよいが、好ましくは等間隔の位置
がよい。第五実施例では、「く」の字型をした４本のワ
イヤー６７の一対は、センサ部６０のベンディング振動
のノード部６９とＹ軸との交点上に、Ｘ軸に平行で、か
つ、線対称に固定（振動体６１との固定方法は、接着、
溶接等でよい。）されている。もう一対は、センサ部６
０のベンディング振動のノード部６９とＸ軸との交点上
に、Ｙ軸に平行で、かつ、線対称に固定（振動体６１と
の固定方法は、接着、溶接等でよい。）されている。ワ
イヤー６７の端部は、基板７０にハンダ付けされ固定さ
れている。

【００３７】部材の材質、製造方法等は第二実施例と同
じであるので説明は省略する。

【００３８】図１６は本発明の第六実施例で上面図であ
る。図１７は本発明の第六実施例で正面図である。第六
実施例は第五実施例と比べワイヤーの形状のみ異なるの
で、その部分について説明する。４本の直線状をしたワ
イヤー７１は、端部を振動体６１に第五実施例と同じ位
置に固定され（固定方法は、接着、溶接等でよい。）、
もう一方の端部は基板７０にハンダ付けにて固定されて
いる。第五実施例と比較してワイヤーが直線状であるた
め安価に製造できる。

【００３９】第五実施例、第六実施例ではワイヤーが４
本であるが、本数はこれに限定されるものではない。支
持点が増えると支持部分の応力が小さくなるため、ベン
ディング振動のノード部上であれば、さらに支持点を多
くしても良い。

【００４０】第一実施例から第六実施例まで詳細に説明
してきたが、これらの共通する利点として、振動基板に
ワイヤーを溶接した場合は、ワイヤーをリード線として
基準電圧をとることができる。これによりリード線を配
線する工程がひとつ減ることになり、組立工数を削減で
きる。

【００４１】

【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円筒状支持部材を廃止することで機械的品質係数
（Ｑｍ）が上がり、その結果、検出感度、検出精度が高
くなる。また、部品配置の自由度が増す。２センサ部のベンディング振動のノード部に貫通穴若
しくは凹部を設けることでより正確に支持ができ検出感
度、検出精度が高くなる。３部品の種類を削減でき、製造コストが安価になる。４圧電素子の外形を振動体の外形より小さくすること
で、温度変化に対して励振周波数が安定し、検出精度が
高くなる。５圧電素子の外形を振動体の外形より小さくすること
で、圧電素子を振動体に貼付する際、接着剤が振動体よ
りはみ出さず、振動体の外形を基準として精度よく組立
ができる。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【図３】本発明に係る角速度センサの従来例を斜め下か
ら見た分解斜視図。

【図４】本発明に係る角速度センサの従来例のＺ軸方向
の振動モードを示した断面図。

【図５】本発明に係る角速度センサの従来例のＺ軸方向
の振動モードを示した断面図。

【図６】本発明に係る角速度センサの従来例のＸ、Ｙ軸
方向の振動モードを示した断面図。

【図７】本発明に係る角速度センサの従来例のＸ、Ｙ軸
方向の振動モードを示した断面図。

【図８】本発明に係る角速度センサの第一実施例で上面
図。

【図９】本発明に係る角速度センサの第一実施例で正面
図。

【図１０】本発明に係る角速度センサの第二実施例で上
面図。

【図１１】本発明に係る角速度センサの第二実施例で正
面図。

【図１２】本発明に係る角速度センサの第三実施例で一
部断面をとった正面図。

【図１３】本発明に係る角速度センサの第四実施例で一
部断面をとった正面図。

【図１４】本発明に係る角速度センサの第五実施例で上
面図。

【図１５】本発明に係る角速度センサの第五実施例で正
面図。

【図１６】本発明に係る角速度センサの第六実施例で上
面図。

【図１７】本発明に係る角速度センサの第六実施例で正
面図。

【符号の説明】

１振動体２圧電素子３圧電素子４ノード部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ワイヤー２０センサ部２１振動体２２圧電素子２３圧電素子２４ａ帰還電極を兼ねる検出電極２４ｂ帰還電極を兼ねる検出電極２４ｃ帰還電極を兼ねる検出電極２４ｄ帰還電極を兼ねる検出電極２５電極２６電極２７励振電極２８重錘体２９ワイヤー３０基板３１原点３２ノード部４０センサ部４１振動体４１ａ貫通穴４１ｂ凹部４２圧電素子４３ａ励振電極を兼ねる検出電極４３ｂ励振電極を兼ねる検出電極４３ｃ励振電極を兼ねる検出電極４３ｄ励振電極を兼ねる検出電極４４帰還電極４５電極４６重錘体４７ワイヤー４８原点４９ノード部５０基板５５ワイヤー５５ａ円柱５５ｂ円柱５６ワイヤー５６ａ円柱６０センサ部６１振動体６２圧電素子６３ａ励振電極を兼ねる検出電極６３ｂ励振電極を兼ねる検出電極６３ｃ励振電極を兼ねる検出電極６３ｄ励振電極を兼ねる検出電極６３ｅ引き出し電極６３ｆ引き出し電極６３ｇ引き出し電極６３ｈ引き出し電極６４帰還電極６５電極６６重錘体６７ワイヤー６８原点６９ノード部７０基板７１ワイヤー

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者佐藤幸治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)発明者持田育弘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)発明者市川和豊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)発明者岡田恵也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)発明者半田正人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

【特許請求の範囲】

【請求項１】板状の振動体、および該振動体の片面若
しくは両面に板状の圧電素子を貼付し、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
設けたセンサ部を有する角速度センサにおいて、該セン
サ部のベンディング振動のノード部をワイヤーで支持す
ることを特徴とする角速度センサ。
【請求項２】センサ部のベンディング振動のノード部
に貫通穴若しくは凹部を設け、該貫通穴若しくは該凹部
によりワイヤーの位置決めがなされることを特徴とする
請求項１の角速度センサ。
【請求項３】板状の圧電素子の外形が板状の振動体の
外形より小さく、かつ、該圧電素子は該振動体の外周か
らはみ出さないように貼付されることを特徴とする請求
項１、または請求項２の角速度センサ。
【請求項４】板状の圧電素子はセンサ部のベンディン
グ振動のノード部の内側に貼付されることを特徴とする
請求項３の角速度センサ。