JPH09218041A - 圧電振動ジャイロ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組み立ての際、ケースを被せる前後で特性が
変化したり、リード線の接触等による影響を受けない構
造の圧電振動ジャイロを供すること。 【解決手段】 圧電振動子を保持するホルダー１６に、
ホルダーの台板部に対し直立し、互いに平行な板状の支
持台２０と外枠部１７を設け、各々に貫通孔を設けて振
動子を挿入し、支持台２０に圧電振動子を軟弾性体の支
持具を介して固定し、支持台２０にカバー１９を接着し
て圧電振動子を覆うようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ一体型ＶＴ
Ｒの手振れ防止や、自動車のナビゲーションシステム等
に用いられるジャイロスコープの内、特に、圧電振動子
を用いた、いわゆる圧電振動ジャイロに関し、特に、棒
状屈曲振動子のホルダーに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電振動ジャイロは、振動している物体
に回転角速度が与えられると、その振動方向と直角な方
向にコリオリ力を生ずるという力学現象を利用したジャ
イロスコープである。互いに直交する二つの方向の励振
と検出が可能であるように構成した振動系において、一
方の振動を励振した状態で、振動子自身を二つの振動面
が交わる線と平行な軸を中心軸として回転させると、前
述のコリオリ力の作用により、この振動と直角な方向に
力が働き、他方の振動が励振される。この振動の大きさ
は、入力側の振動の大きさおよび回転角速度に比例する
ため、入力電圧が一定の場合、出力電圧の大きさから回
転角速度の大きさを求めることができる。

【０００３】図２は、圧電振動ジャイロの本体である圧
電振動子の構造概略を示す図である。円柱状圧電セラミ
ックス１の外周面に長さ方向に平行な帯状電極２が数本
形成され、前記円柱状圧電セラミックス１の長手方向に
対して両端から２２.４％の位置にある屈曲振動の節点
を結ぶ線（以下、節点線と称する）５（図２で、圧電セ
ラミックスの側面円周上に点線で示す）上で、且つ各帯
状電極の幅方向中央部に、入出力用リード線３が半田点
４で固定されており、前記の帯状電極２を用いて分極処
理を施す。図３は、前記の圧電振動子をその節点線上で
支持するために用いる軟弾性体の支持具６の斜視図であ
る。

【０００４】また、図４は、従来の圧電振動ジャイロ用
振動子の斜視図で、図４（ａ）は振動子組立前，図４
（ｂ）は振動子組立後の図である。支持具６は、中央に
円柱状圧電セラミックス１の外径と同じ径の貫通孔７を
有する絶縁性のゴム状弾性材料からなる環状体で、この
環状の支持具６の外径と同じ径を持つホルダー８の貫通
孔９にはめ込み、接着する。このホルダー８にはめ込ま
れて接着された支持具６の貫通孔７に前記振動子を挿入
し、支持具６の貫通孔７の縁部で圧電振動子１（簡略化
のために、円柱状圧電セラミックスと同一の符号を付し
た）の屈曲振動の節点線５を支持し、この環状の支持具
６と圧電振動子との接する部分に接着用シリコーンゴム
１１を注入し、接着する。次に、駆動あるいは検出用の
電極に接続された入出力用リード線３を金属端子棒１０
に半田付けする。

【０００５】図５は、従来の圧電振動ジャイロの構造を
一部破砕して示す斜視図である。圧電振動子１を具備し
た樹脂ホルダーは８は、４箇所の金属端子棒１０によっ
て、回路基板１２に半田付けされ、電気的に接続され
る。更に、回路基板１２に形成された４箇所の固定用孔
１３に、底ケース１５の固定用ピン１４が挿入され、半
田付けによって固定される。その後、外ケース（図示し
ない）に挿入、接着し、圧電振動ジャイロが完成する。

【０００６】従来、図５に示したような従来の圧電振動
ジャイロにおいては、振動子の組立後の回路基板への接
続時と、その後の外ケースの接着時において特性が変化
してしまうという欠点を有していた。また、振動子の組
立時または組立後に振動子およびリード線に触れたりす
ることにより、リード線の引き回しの形が変わる等の影
響で、特性が変化しやすく、また、リード線が断線しや
すい等の欠点を有していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上述
したような振動子組立時または組立後のリード線の接触
等による特性への影響や、圧電振動ジャイロの組立時の
外ケースを被せる前と後による特性の変化をなくして、
組立が容易で量産に適し、特性的にも安定した圧電振動
ジャイロ用振動子を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】１波長共振で振動する円
柱状の圧電振動子を振動の節点あるいは節点線上で軟弾
性体からなる環状の支持具を介してホルダーに設けた板
状の支持台に接着、固定し、前記ホルダーを回路基板上
に固定し、前記圧電振動子と前記回路基板とを電気的に
接続し、前記圧電振動子の屈曲振動モードを利用して回
転角速度を検出する圧電振動ジャイロにおいて、前記ホ
ルダーの支持台より外側の両端に板状の外枠部を設け、
該外枠部は、前記支持台と平行に直立し、該外枠部間の
距離は前記圧電振動子の両端より長く、外枠部の略中央
で、前記支持台から突き出た圧電振動子が衝き当たる部
分には、前記圧電振動子の外径より大きい貫通孔または
溝を設けて、圧電振動子が挿通し易いようにしてあり、
前記ホルダーの側面と上面を樹脂あるいは金属からなる
コの字型のカバーを接着、固定することによって、特性
が良好で、しかも、量産性に適した圧電振動ジャイロが
得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を実
施例により具体的に説明する。

【００１０】図１（ａ），図１（ｂ）は、本発明の圧電
振動ジャイロに用いられる振動子ホルダーおよびそのホ
ルダーに取り付ける部品の斜視図であり、図１（ｃ）は
組立後の斜視図である。

【００１１】図１（ａ）に示すように、樹脂ホルダー１
６には、圧電振動子の長軸方向に対して直交するよう
に、一対の板状の支持台２０と、その外側の両端に外枠
部１７が設けられており、金属端子棒１８が圧電振動子
を環状の支持具を介して支持する支持台２０の位置から
樹脂ホルダー１６の長手方向に離して設けられている。
図１の（ｃ）に、この樹脂ホルダーに電極を形成した円
柱状圧電セラミックス１を挿入し、従来と同様に支持し
て接着した図を示す。また、図１の（ｂ）に、樹脂ホル
ダーに被せるコの字型のカバー１９を示す。カバー１９
は、樹脂あるいは金属板からなり、このカバー１９を図
１（ｂ）の振動子ホルダーの支持台２０の上端面にはめ
込み、接着し、固定することにより圧電振動ジャイロ用
振動子が得られる。以上により、振動子組立時に、振動
子やリード線への接触がなく、又、外ケースの接着時に
も作業が安定に行える。

【００１２】

【発明の効果】以上に示したように、本発明の振動子ホ
ルダーを用いることにより、振動子組立時の外ケースを
被せる前と後による特性の変化やリード線の接触等によ
る影響を除去し、組立が容易で量産に適し、特性的にも
安定した圧電振動ジャイロを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の圧電振動ジャイロ用振動子の斜
視図、図１（ａ）は、組立前のホルダー自体を示す図、
図１（ｂ）は、ホルダーに圧電振動子を取り付けた状態
を示す図、図１（ｃ）は、更に、カバーをセットして完
成した状態を示す図。

【図２】圧電振動ジャイロに用いられている圧電振動子
の斜視図。

【図３】圧電振動ジャイロ用振動子に用いられる支持具
を示す斜視図。

【図４】従来の圧電振動ジャイロ用振動子の斜視図。図
４（ａ）は組立前を示す図、図４（ｂ）は組立後を示す
図。

【図５】従来の圧電振動ジャイロの構造を示す斜視図。

【符号の説明】

１ 円柱状圧電セラミックス（圧電振動子） ２ 帯状電極 ３ 入出力用リード線 ４ 半田点 ５ 節点線 ６ 軟弾性体の支持具 ７ （支持具）貫通孔 ８ ホルダー（従来用） ９ （ホルダー）貫通孔 １０ 金属端子棒 １１ 接着用シリコーンゴム １２ 回路基板 １３ 固定用孔 １４ 固定用ピン １５ 底ケース １６ 樹脂ホルダー １７ 外枠部 １８ 金属端子棒 １９ カバー ２０ 支持台

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １波長共振で振動する円柱状の圧電振動
   子を振動の節点あるいは節点線上で軟弾性体からなる環
   状の支持具を介してホルダーに接着、固定し、該ホルダ
   ーを回路基板上に固定し、前記圧電振動子と該回路基板
   とを電気的に接続し、前記圧電振動子の屈曲振動モード
   を利用して回転角速度を検出する圧電振動ジャイロにお
   いて、前記ホルダーは、前記振動子を前記支持具を介し
   て固定するための一対の直立する板状の支持台と、その
   各々の下端部を連結する底板からなり、前記各支持台よ
   り外方向に延長した底板上に一対の板状の外枠部を前記
   支持台と平行に直立させ、前記各外枠部の間隔を前記振
   動子の全長より大きく設定し、前記支持台より突出する
   前記振動子の先端が当たる部分に前記振動子外径より大
   きな貫通孔を設け、前記ホルダーの側面と上面を樹脂あ
   るいは金属からなるコの字形のカバーを接着、固定した
   圧電振動ジャイロ用振動子を用いたことを特徴とする圧
   電振動ジャイロ。