JPH09297027A - 圧電振動角速度計のパッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動子が外部環境の影響を受けにくくし、Ｓ
／Ｎ及び測定分解能が高い圧電振動角速度計を提供す
る。 【解決手段】 圧電振動角速度計のパッケージを、振動
子を内包する小ケースと、この小ケースと処理回路とを
内包する大ケースとの二重構造にすることによって、電
磁ノイズ、温度湿度の変化の影響を遮断或いは軽減す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、航空機，船舶，自動車
のナビゲーションシステムやカメラの手振れ補正装置等
に用いられる圧電振動角速度計に関し、詳しくはこのよ
うな圧電振動角速度計のパッケージに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電振動角速度計は、小型の振動子をそ
の共振周波数で励振駆動させ、該振動子が長軸廻りに回
転したときに生じるコリオリ力を検出することによっ
て、回転の角速度を測定するものである。従って、この
ような圧電振動型の角速度計は、、光ファイバー型や回
転コマ型に比べ、小型化軽量化に適しており、屋外で使
用されることも多い。

【０００３】従来の圧電振動角速度計のパッケージは、
振動子と処理回路とが載置された基板と、該振動子と処
理回路とを内包するように取り付けられたカバーとを有
していた。カバーは通常、アルミニウム等の金属で作製
されており、これにより、外部環境、例えば圧電振動角
速度計の周囲にある他の電気回路から発生する電磁ノイ
ズの影響を低下させていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
圧電振動角速度計のパッケージは、振動子と処理回路と
を併せてカバーで覆っていたので、処理回路から放射さ
れる電磁波が直接振動子に伝わってしまう。そして、伝
達された電磁ノイズは、振動子が発生するノイズとして
再び処理回路に入力され、処理回路中の増幅回路によっ
て増幅されることになる。従って、処理回路の出力、す
なわち圧電振動角速度計の出力に含まれるノイズも増加
するので、圧電振動角速度計のＳ／Ｎが低下し、角速度
の分解能が低下するという問題が生じる。

【０００５】又、外部の電磁ノイズと、温度変化、湿度
変化という外部環境の変化の影響もある。外界の温度変
化により、振動子や台座基板が膨張収縮を起こすと、振
動子の振動状態に変化をもたらし、圧電振動角速度計の
特性が変わってしまうという問題がある。さらに、外界
の湿度変化は、振動子を固定している接着剤の機械的性
質を変化させ、振動子の振動状態に変化をもたらす。

【０００６】これらの問題は、圧電振動角速度計が屋外
で使用される場合には特に発生しやすい。本発明は、振
動子が処理回路からの電磁波や外界からの電磁波その他
の変動因子の影響を受けにくくすることにより、Ｓ／Ｎ
及び分解能が高い圧電振動角速度計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】上記問題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る発明は、振動子を載置す
る基板と、前記振動子を内包するように前記基板に取り
付けられたカバーとから成る小ケース、及び前記小ケ
ースと前記振動子に連結された処理回路とを載置する台
座基板と、前記小ケースと前記処理回路とを内包するよ
うに前記台座基板に取りけられたカバーとから成る大ケ
ース、の二重構造のケースから構成され圧電振動角速度
計のパッケージである。

【０００８】又、本発明の請求項２に係る発明は、振
動子を載置する基板と、前記振動子子を内包するように
前記基板に取り付けられたカバーとから成る小ケース、
前記小ケースを載置する、前記振動子に電気的に接続
された処理回路を有する中間基板、及び、前記中間基
板を載置するケース部材と、前記小ケースと前記中間基
板とを内包するように前記ケース部材に取り付けられた
カバーとから成る大ケース、の二重構造のケースから構
成された圧電振動角速度計のパッケージである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、従来の一つのケースか
ら成る圧電振動角速度計のパッケージを小ケースと大ケ
ースとを用いた二重構造にすることによって、振動子が
処理回路からの電磁波の影響を受けにくくし、且つ外部
環境の変化の影響をも受けにくくした。

【００１０】図１は本発明の第１実施例に係るパッケー
ジの構造を示す概略透視図である。小ケース１は、振動
子３を載置する基板１ａと、振動子３を内包するように
基板１ａに取り付けられた小カバー１ｂとから成る。大
ケース２は、基板１ａと処理回路４とを載置する台座基
板２ａと、基板１ａ及び処理回路４を内包するように台
座基板２ａに取り付けられた大カバー２ｂとから成る。
カバーの材質は、電磁シールドの観点から、導電性のあ
る金属例えばアルミニウムが多用されるが、その他にも
炭素繊維で強化されたプラスティック等がある。

【００１１】図２は、本発明第１実施例の二重構造のパ
ッケージを組立てる一方法を示す透視図である。最初
に、振動子３を載置する基板１ａが台座基板２ａに取り
付けられる。基板１ａには、５つの端子５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄ及び５ｅが設けられており、これらは、振動子
３の５つの電極と処理回路４とを接続するためのもので
ある。一方、台座基板２ａには、処理回路４のターミナ
ル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び６ｅが設けられており、
端子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及び５ｅは、それぞれター
ミナル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び６ｅに電気的に接続
される。又、台座基板２ａには、処理回路４と圧電振動
角速度計が組み込まれる装置とを電気的に接続するため
の外部端子７ａ，７ｂ，７ｃ及び７ｄが取り付けられ
る。尚、図２では、端子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及び５
ｅは、基板１ａの下面から突き出しているが、これらの
端子は下面以外にも、基板１ａと処理回路４との空間的
配置に応じて適切な場所を選ぶことができる。

【００１２】次に、基板１ａに小カバー１ｂが取り付け
られる。基板１ａへの小カバー１ｂの取り付けは、ネジ
を用いて取り外し可能としてもよいし、接着剤を用いて
もよい。最後に、基板１ａと小カバー１ｂから成る小ケ
ース１と処理回路４とを載置した台座基板２ａへ大カバ
ー２ｂが取り付けられる。この取り付けは、ネジを用い
て取り外し可能としてもよいし、接着剤を用いてもよ
い。これにより、大ケース２が組立られ、本発明のパッ
ケージが完成する。小ケース１及び大ケース２は共通の
アースに接続されている。

【００１３】尚、基板１ａの下面には、外部からの機械
的な振動を吸収するための防振材（図示せず）が取り付
けられている。小カバー１ｂの内面には、外界の温度湿
度変化の影響を低減するための断熱材（図示せず）が張
り着けられている。同様に、台座基板２ａの下面には、
防振材（図示せず）が取り付けられ、大カバー２ｂの内
面には、断熱材（図示せず）が張り着けられている。

【００１４】本発明のパッケージをより一層堅牢な構造
とするために、台座基板２ａを、箱型ケースに嵌め込ん
でもよい。図３は本発明の第２実施例に係るパッケージ
の構造を示す概略透視図である。小ケース１は、振動子
３を載置する基板１ａと、振動子３を内包するように基
板１ａに取り付けられた小カバー１ｂとから成る。大ケ
ース９は、中間基板８を載置するケース部材９ａと、小
ケース１と中間基板８とを内包するようにケース部材９
ａに取り付けられた大カバー９ｂとから成る。中間基板
８は小ケース１を載置するとともに、中間基板８の下面
には、絶縁性の回路用基板を介して処理回路４（図３で
は図示せず）が取り付けられている。

【００１５】図４は、本発明第２実施例の二重構造のパ
ッケージを組立てる一方法を示す透視図である。最初
に、振動子３を載置する基板１ａが中間基板８に取り付
けられる。基板１ａには、５つの端子５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄ及び５ｅが設けられており、これらは、振動子
３の５つの電極と処理回路４とを接続するためのもので
ある。一方、中間基板８には、処理回路４のターミナル
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び６ｅが設けられており、端
子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及び５ｅは、それぞれターミ
ナル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び６ｅに電気的に接続さ
れる。

【００１６】次に、基板１ａに小カバー１ｂが取り付け
られる。基板１ａへの小カバー１ｂの取り付けは、ネジ
を用いて取り外し可能としてもよいし、接着剤を用いて
もよい。続いて、中間基板８がケース部材９ａに取り付
けられる。中間基板８に設けられた外部端子７ａ，７
ｂ，７ｃ及び７ｄは、圧電振動角速度計が組み込まれる
装置の入力端子（図示せず）に電気的に接続される。
尚、図４では、端子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及び５ｅ
は、基板１ａの下面から突き出しているが、これらの端
子は下面以外にも、基板１ａと処理回路４との空間的配
置に応じて適切な場所を選ぶことができる。

【００１７】最後に、中間基板８を載置したケース部材
９ａへ大カバー９ｂが取り付けられる。この取り付け
は、ネジを用いて取り外し可能としてもよいし、接着剤
を用いてもよい。これにより、大ケース９が組立られ、
本発明のパッケージが完成する。小ケース１及び大ケー
ス９は共通のアースに接続されている。尚、基板１ａの
下面には、外部からの機械的な振動を吸収するするため
の防振材（図示せず）が取り付けられている。小カバー
１ｂの内面には、外界の温度変化の影響を低減するため
の断熱材（図示せず）が張り着けられている。同様に、
ケース部材９ａの下面には、防振材（図示せず）が取り
付けられ、大カバー９ｂの内面には、断熱材（図示せ
ず）が張り着けられている。以上詳細に説明した、本発
明による二重構造のパッケージは、第１に、外部の電磁
波の振動子への影響を大ケースと小ケースとにより二重
に低減できる。特に、パルス状のノイズを放射する可能
性の高いパソコン等のデジタル回路や、電磁放射ノイズ
を発生するモータ等の付近で圧電振動角速度計を使用す
る場合には有効である。第２に、処理回路４から放射さ
れる電磁ノイズの振動子への影響を小ケースにより低減
できる。又、温度、湿度、汚染等の外部環境が振動子へ
及ぼす影響も大ケースと小ケースとにより二重に遮蔽で
きるので、従来の一重のパッケージに比べて、振動子を
安定状態に保つことができ、角速度を高精度に測定でき
る。さらに、基板１ａ、台座基板２ａ及びケース部材９
ａは防振材を有するので、外界からの振動が振動子に及
ぼす影響も大きく低減でき、従来のパッケージに比べ
て、振動子を安定状態に保つことができ、角速度測定の
誤差を低減できる。

【００１８】

【発明の効果】以上の通り、本発明の二重構造のパッケ
ージは、外部の電磁波の振動子への影響を低減でき、
又、温度、湿度、汚染等の外部環境が振動子へ及ぼす影
響も低減でき、さらに、外界からの振動が振動子に及ぼ
す影響も大きく低減できる。又、処理回路から放射され
る電磁ノイズの振動子への影響も低減できる。従って、
角速度測定の分解能を向上させ、角速度測定の誤差を低
減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による、圧電振動角速度計
のパッケージの構造を示す概略透視図である。

【図２】本発明の第１実施例による、二重構造のパッケ
ージを組立てる一方法を示す透視図である。

【図３】本発明の第２実施例による、圧電振動角速度計
のパッケージの構造を示す概略透視図である。

【図４】本発明の第２実施例による、二重構造のパッケ
ージを組立てる一方法を示す透視図である。

【符号の説明】

１・・・・・・小ケース １ａ・・・・・基板 １ｂ・・・・・小カバー ２、９・・・・大ケース ２ａ・・・・・台座基板 ２ｂ、９ｂ・・大カバー ３・・・・・・振動子 ４・・・・・・処理回路 ５ａ〜５ｅ・・端子 ６ａ〜６ｅ・・ターミナル ７ａ〜７ｄ・・外部端子 ８・・・・・・中間基板 ９ａ・・・・・ケース部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動子を載置する基板と、前記振動子を
   内包するように前記基板に取り付けられたカバーとから
   成る小ケースと、 前記小ケースと前記振動子に電気的に接続された処理回
   路とを載置する台座基板と、前記小ケースと前記処理回
   路とを内包するように前記台座基板に取り付けられたカ
   バーとから成る大ケースと、 によって構成されたことを特徴とする、圧電振動角速度
   計のパッケージ。
2. 【請求項２】 振動子を載置する基板と、前記振動子を
   内包するように前記基板に取り付けられたカバーとから
   成る小ケースと、 前記小ケースを載置する、前記振動子に電気的に接続さ
   れた処理回路を有する中間基板と、 前記中間基板を載置するケース部材と、前記小ケースと
   前記中間基板とを内包するように前記ケース部材に取り
   付けられたカバーとから成る大ケースと、 によって構成されたことを特徴とする、圧電振動角速度
   計のパッケージ。