JPH09273934A

JPH09273934A - 振動ジャイロ

Info

Publication number: JPH09273934A
Application number: JP8082504A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Ishitoko; 信行石床; Katsumi Fujimoto; 克己藤本; Makoto Tabuchi; 誠田渕
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1997-10-21
Anticipated expiration: 2016-04-04
Also published as: DE69719832T2; EP0800057B1; JP3082663B2; EP0800057A2; DE69719832D1; EP0800057A3; KR970070959A; KR100198712B1

Abstract

(57)【要約】【課題】振動子の分割電極を回路に接続するためのリ
ード線が不要な振動ジャイロを提供する。【解決手段】振動子２を支持する第一、第二の支持ピ
ン８、９は、ともに略く字状をなすものであり、それぞ
れ分割電極６ａ、６ｂ上のノード部分近傍に接着され
る。また、第三の支持ピン１０は略コ字状をなすもので
あり、中間部が、共通電極７上のノード部分近傍に接着
される。【効果】第一、第二の支持ピン８、９は、それぞれ振
動子２を支持すると同時に、分割電極６ａ、６ｂと導通
し、回路に接続されるものであるため、分割電極６ａ、
６ｂを回路に接続するためのリード線が不要である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動ジャイロに関
し、例えば回転角速度を検知することにより移動体の位
置を検出し、適切な誘導を行うナビゲーションシステ
ム、または手ぶれ等の外的振動による回転角速度を検知
し適切な制振を行う手ぶれ防止装置等の除振システム等
に応用できる振動ジャイロに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の振動ジャイロの構成を、図１０を
用いて説明する。

【０００３】従来の振動ジャイロは、図１０に示す振動
子８０を備える。振動子８０は、例えば、ともに短冊状
の第一の圧電体基板８１および第二の圧電体基板８２を
ダミー電極８３を挟み込んで積層し、接着してなるもの
である。ここで、第一の圧電体基板８１および第二の圧
電体基板８２は、厚み方向において互いに逆向きに分極
される。なお、第一の圧電体基板８１および第二の圧電
体基板８２は、互いに対向する向きに分極されてもよ
い。また、第一の圧電体基板８１の主面には、その幅方
向に間隔をおいて二つの分割電極８４、８４が形成さ
れ、第二の圧電体基板８２の主面には、共通電極８５が
形成される。

【０００４】このように、振動子８０においては、第一
の圧電体基板８１および第二の圧電体基板８２が互いに
逆向きに分極されているので、分割電極８４、８４およ
び共通電極８５間に、例えば正弦波信号等の駆動信号を
印加すると、第一の圧電体基板８１および第二の圧電体
基板８２は、それぞれ長手方向における両端部より内側
の部分をノード部分として、主面に直交する方向に屈曲
振動する。このとき、第一の圧電体基板８１および第二
の圧電体基板８２は、互いに逆向きに振動する。そし
て、振動ジャイロが振動子８０の中心軸Ｏを中心に回転
すると、その回転角速度に応じたコリオリ力が働く。こ
のコリオリ力により、振動子８０の屈曲振動の方向が変
わり、分割電極８４、８４間に、回転角速度に応じた信
号が発生するため、この信号をもとに、回転角速度を検
出することができる。

【０００５】ここで、振動子８０のノード部分近傍に
は、支持部材としての二つの支持ピン８６、８６が取り
付けられる。支持ピン８６、８６は、それぞれ金属をコ
字状に成形してなるものであり、各中央部が振動子８０
の共通電極８５上に半田付けされるとともに、各両端が
基板（図示せず）上の孔に挿入され、固定される。こう
して、振動子８０が中空において支持固定される。ここ
で、支持ピン８６、８６は、共通電極８５を発振回路も
しくは駆動回路（図示せず）に接続するものでもある。
また、分割電極８４、８４を発振回路もしくは駆動回路
に接続するために、リード線８７、８７の各一端が、例
えば半田８８、８８により分割電極８４、８４に接着さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の振動
ジャイロにおいては、振動子８０の分割電極８４、８４
にリード線８７、８７を半田付けしなければならず、組
立作業が煩雑であった。そこで、本発明においては、振
動子の分割電極を回路に接続するためのリード線が不要
な振動ジャイロを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、厚み方向に分極される第一の圧
電体基板、前記第一の圧電体基板に積層され、前記第一
の圧電体基板の分極方向の逆方向に分極される第二の圧
電体基板、前記第一の圧電体基板の主面に形成される二
つの分割電極、および、前記第二の圧電体基板の主面に
形成される共通電極からなる振動子と、前記振動子を支
持するための支持部材とを備える振動ジャイロにおい
て、前記支持部材が第一乃至第三の支持ピンからなり、
前記第一の支持ピンが、前記二つの分割電極の一方に固
着され、前記第二の支持ピンが、前記二つの分割電極の
他方に固着されるとともに、前記第三の支持ピンが、前
記共通電極に固着されたことを特徴とする。

【０００８】また、前記第一乃至第三の支持ピンに屈曲
部が設けられたことを特徴とする。このように、本発明
にかかる振動ジャイロにおいては、振動子の分割電極の
導通が支持ピンを介してなされるため、分割電極にリー
ド線を装着する必要がなく、部品点数が減り、組立作業
が簡素となる。

【０００９】しかも、支持ピンに屈曲部が設けられるた
め、振動子がその長手方向に直交する方向に振動する際
には、支持ピンが振動に追従して変形する。このため、
振動子の振動は抑制されることなく、安定する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施例を図１およ
び図２を用いて説明する。

【００１１】図１において、１は振動ジャイロであり、
振動子２を備える。振動子２は、例えば、ともに短冊状
の第一の圧電体基板３および第二の圧電体基板４をダミ
ー電極５を挟み込んで積層し、例えば接着剤により接着
してなるものである。ここで、第一の圧電体基板３およ
び第二の圧電体基板４は、矢印Ｐで示すように、厚み方
向において互いに逆向きに分極される。なお、第一の圧
電体基板３および第二の圧電体基板４は、互いに対向す
る向きに分極されてもよい。また、第一の圧電体基板３
の主面には、その幅方向に間隔をおいて二つの分割電極
６ａ、６ｂが形成され、第二の圧電体基板４の主面に
は、共通電極７が形成される。さらに、分割電極６ａ、
６ｂには、駆動手段としての発振回路１０の一方の出力
端が、抵抗１１、１２を介してそれぞれ接続される。さ
らに、振動子２の共通電極７には、発振回路１０の他方
の出力端が接続される。また、振動子２の分割電極６
ａ、６ｂは、抵抗１３、１４を介して、検出手段として
の差動増幅回路１５の非反転入力端および反転入力端に
それぞれ接続され、差動増幅回路１５の出力端および反
転入力端間には、抵抗１６が接続される。

【００１２】このように構成される振動ジャイロ１にお
いては、発振回路１０から出力される正弦波信号等の駆
動信号が、抵抗１１、１２を介して振動子２の分割電極
６ａ、６ｂに印加され、第一の圧電体基板３および第二
の圧電体基板４が、それぞれ主面に直交する方向に屈曲
振動する。そして、振動ジャイロ１０が振動子１２の中
心軸Ｏを中心に回転すると、その回転角速度に応じたコ
リオリ力が、第一の圧電体基板３および第二の圧電体基
板４の主面に平行し、かつ振動子２の中心軸Ｏに直交す
る方向に働く。このコリオリ力により、振動子２の屈曲
振動の方向が変わり、分割電極６ａ、６ｂ間に、回転角
速度に応じた信号が発生する。そして、分割電極６ａ、
６ｂ間に発生した信号は、抵抗１３、１４を介して、差
動増幅回路１５によって検出されるため、差動増幅回路
１５の出力信号をもとに、回転角速度を検出することが
できる。

【００１３】また、図２に示すように、振動子２は、金
属を成形してなる第一の支持ピン８、第二の支持ピン９
および第三の支持ピン１０により支持される。このう
ち、第一の支持ピン８は、略Ｌ字状をなすものであり、
一端が例えば半田１７ａにより、振動子２の分割電極６
ａ上のノード部分近傍に接着される。また、第二の支持
ピン９も略Ｌ字状をなすものであり、一端が例えば半田
１７ｂにより、分割電極６ｂ上のノード部分近傍に接着
される。さらにまた、第三の支持ピン１０は略コ字状を
なすものであり、中間部が、共通電極７上のノード部分
近傍に例えば半田１７ｃにより接着される。そして、第
一、第二の支持ピン８、９の各他端、および第三の支持
ピン１０の両端が、基板１８に設けられた孔（図示せ
ず）に挿入され、例えば半田１７により固着されること
により、振動子２が中空において支持される。

【００１４】ここで、とくに図示しないが、半田１７を
例えばシリコン樹脂等の弾性材で被覆すれば、弾性材が
振動を吸収するため、振動子２の振動が支持ピン８乃至
１０を介して基板１８に伝播する、いわゆる振動漏れが
抑制され、それにより、振動子２の振動が安定する。

【００１５】振動ジャイロ１においては、第一、第二の
支持ピン８、９は、それぞれ第三の支持ピン１０ととも
に振動子２を支持すると同時に、分割電極６ａ、６ｂと
導通し、発振回路１０および差動増幅回路１５に接続さ
れるものでもある。一方、第三の支持ピン１０は共通電
極７と導通し、発振回路１０に接続されるものである。
このように、分割電極６ａ、６ｂの導通が第一、第二の
支持ピン８、９を介してなされるため、分割電極６ａ、
６ｂにリード線を装着する必要がなく、部品点数が減
り、組立作業が簡素となる。

【００１６】次に、本発明の第二の実施例を図３を用い
て説明する。なお、第一の実施例と同一もしくは相当す
る部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

【００１７】図３において、振動子２の側面を囲んで枠
体２０が配置される。枠体２０は上面２１に段部２２が
設けられている。また、振動子２を支持する第一の支持
ピン２３、第二の支持ピン２４および第三の支持ピン２
５は、それぞれ直線状をなすものである。このうち、第
一、第二の支持ピン２３、２４の各一端は、振動子２の
分割電極６ａ、６ｂ上のノード部分近傍に、例えば半田
１７により固着され、一方、第三の支持ピン２５は、振
動子２の共通電極７上のノード部分近傍に、例えば半田
１７により固着される。また、第一、第二の支持ピン２
３、２４の各他端は、枠体２０の段部２２上に例えば半
田付けされ、第三の支持ピン２５の両端は、枠体２０の
上面２１上に例えば半田付けされる。こうして、振動子
２が枠体２０内の中空において支持される。

【００１８】このように構成される振動ジャイロにおい
ては、分割電極６ａ、６ｂの導通が第一、第二の支持ピ
ン２３、２４を介してなされるため、第一の実施例と同
様に、分割電極６ａ、６ｂにリード線を装着する必要が
なく、部品点数が減り、組立作業が簡素となる。

【００１９】また、とくに図示しないが、各支持ピン２
３乃至２５と振動子２および枠体２０とを接着する半田
１７を、例えばシリコン樹脂等の弾性材で被覆すれば、
弾性材が振動を吸収するため、振動子２の振動が各支持
ピン２３乃至２５を介して枠体２０に伝播する、いわゆ
る振動漏れが抑制され、それにより、振動子２の振動が
安定する。

【００２０】次に、本発明の第三の実施例を図４を用い
て説明する。なお、第一の実施例と同一もしくは相当す
る部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

【００２１】本実施例にかかる振動ジャイロにおいて
は、振動子２の支持部材として、それぞれ金属を成形し
てなる第一の支持ピン３０、第二の支持ピン３１および
第三の支持ピン３２が用いられる。このうち、第一、第
二の支持ピン３０、３１は、それぞれ、クランク状の屈
曲部３０ａ、３１ａを備えており、各一端が振動子２の
分割電極６ａ、６ｂ上のノード部分近傍に、例えば半田
１７により固着される。ここで、第一、第二の支持ピン
３０、３１の屈曲部３０ａ、３１ａは、振動子２の第一
の圧電体基板３の主面に平行な方向に屈曲している。一
方、第三の支持ピン３２は、振動子２の第二の圧電体基
板４の主面に平行な方向に略コ字状に屈曲する屈曲部３
２ａを備えており、この屈曲部３２ａの中間部が、振動
子２の共通電極７上のノード部分近傍に、例えば半田１
７により固着される。そして、とくに図示しないが、第
一、第二の実施例と同様に、各支持ピン３０乃至３２が
基板上もしくは枠体上に固定されることにより、振動子
２が中空において支持される。

【００２２】このように構成される振動ジャイロにおい
ては、分割電極６ａ、６ｂの導通が第一、第二の支持ピ
ン３０、３１を介してなされるため、第一の実施例と同
様に、分割電極６ａ、６ｂにリード線を装着する必要が
なく、部品点数が減り、組立作業が簡素となる。

【００２３】しかも、各支持ピン３０乃至３２には屈曲
部３０ａ乃至３２ａが設けられているため、振動子２を
弾力的に支持することができる。すなわち、図５（ａ）
に示すように、振動子２が振動していないときには、各
支持ピン３０乃至３２にも変化はないが、図５（ｂ）、
（ｃ）に示すように、振動子２がその長手方向に直交す
る方向の右向き、および左向きに振動する際には、各支
持ピン３０乃至３２が振動に追従して変形する。したが
って、振動子２の振動は抑制されることなく、安定す
る。また、とくに図示しないが、各支持ピン３０乃至３
２および振動子２、各支持ピン３０乃至３２および基
板、ならびに、各支持ピン３０乃至３２および枠体を接
着する半田１７を、例えばシリコン樹脂等の弾性材で被
覆すれば、弾性材が振動を吸収するため、振動子からの
いわゆる振動漏れが抑制され、それにより、振動子２の
振動がより一層安定する。

【００２４】なお、上記第三の実施例においては、支持
ピンに設ける屈曲部が、振動子を構成する圧電体基板の
主面に対して平行な方向に突出している場合について説
明したが、屈曲部はどの向きに突出していてもよい。

【００２５】また、上記第三の実施例においては、クラ
ンク状またはコ字状の屈曲部を備える支持ピンを用いる
場合について説明したが、図６に示すように、鋭角的に
折れ曲がった屈曲部４０ａ、４１ａ、４２ａを備える支
持ピン４０、４１、４２を用いる場合、あるいは図７に
示すように、略円弧状をなす屈曲部５０ａ、５１ａ、５
２ａを備える支持ピン５０、５１、５２を用いる場合に
も、上記第二の実施例と同様の効果が得られる。

【００２６】さらに、上記第三の実施例においては、第
一、第二の支持ピンの屈曲部がそれぞれクランク状をな
し、第三の支持ピンの屈曲部がコ字状をなす場合、すな
わち、支持ピン間で屈曲部の形状が異なる場合について
説明したが、各支持ピンにそれぞれ同形状の屈曲部を設
けてもよい。したがって、例えば、図８に示すように、
振動子２の分割電極６ａ、６ｂに接着する支持ピン６
０、６１にそれぞれコ字状の屈曲部６０ａ、６１ａを設
け、共通電極７に接着する支持ピン６２に同じくコ字状
の屈曲部６２ａ、６２ｂを設けてもよい。また、図９に
示すように、支持ピン７０、７１にそれぞれコイル状の
屈曲部７０ａ、７１ａを設け、支持ピン７２に同じくコ
イル状の屈曲部７２ａ、７２ｂを設けてもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明にかかる振動ジャイロにおいて
は、振動子の分割電極の導通が支持ピンを介してなされ
るため、分割電極にリード線を装着する必要がなく、部
品点数が減り、組立作業が簡素となる。

【００２８】また、支持ピンに屈曲部が設けられるた
め、振動子がその長手方向に直交する方向に振動する際
には、支持ピンが振動に追従して変形する。このため、
振動子の振動は抑制されることなく、安定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例にかかる振動ジャイロを
示す図解図である。

【図２】図１の振動ジャイロを構成する振動子を示す斜
視図であり、（ａ）は基板上に固定された状態を上面側
から見たもの、（ｂ）は底面側から見たものである。

【図３】本発明の第二の実施例にかかる振動ジャイロを
構成する振動子を示す斜視図である。

【図４】本発明の第三の実施例にかかる振動ジャイロを
構成する振動子を示す斜視図であり、（ａ）は上面側か
ら見たもの、（ｂ）は底面側から見たものである。

【図５】図４の振動子の上面図であり、（ａ）は無振動
の状態を示し、（ｂ）および（ｃ）は長手方向に直交す
る方向に振動している状態を示す。

【図６】図４の振動子の変形例を示す上面図である。

【図７】図４の振動子の他の変形例を示す上面図であ
る。

【図８】図４の振動子のさらに他の変形例を示す上面図
である。

【図９】図４の振動子のさらに他の変形例を示す要部斜
視図である。

【図１０】従来の振動ジャイロを構成する振動子を示す
斜視図であり、（ａ）は上面側から見たもの、（ｂ）は
底面側から見たものである。

【符号の説明】

１振動ジャイロ２振動子３第一の圧電体基板、４第二の圧電体基板、６分割電極７共通電極８第一の支持ピン９第二の支持ピン１０第三の支持ピン３０ａ、３１ａ、３２ａ屈曲部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚み方向に分極される第一の圧電体基
板、前記第一の圧電体基板に積層され、前記第一の圧電体基
板の分極方向と逆方向に分極される第二の圧電体基板、前記第一の圧電体基板の主面に形成される二つの分割電
極、および、前記第二の圧電体基板の主面に形成される共通電極から
なる振動子と、前記振動子を支持するための支持部材とを備える振動ジ
ャイロにおいて、前記支持部材が第一乃至第三の支持ピンからなり、前記第一の支持ピンが、前記二つの分割電極の一方に固
着され、前記第二の支持ピンが、前記二つの分割電極の
他方に固着されるとともに、前記第三の支持ピンが、前
記共通電極に固着されたことを特徴とする振動ジャイ
ロ。
【請求項２】前記第一乃至第三の支持ピンに屈曲部が
設けられたことを特徴とする請求項１に記載の振動ジャ
イロ。