JPH09318364A - 圧電振動ジャイロ - Google Patents
圧電振動ジャイロInfo
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- JPH09318364A JPH09318364A JP8159024A JP15902496A JPH09318364A JP H09318364 A JPH09318364 A JP H09318364A JP 8159024 A JP8159024 A JP 8159024A JP 15902496 A JP15902496 A JP 15902496A JP H09318364 A JPH09318364 A JP H09318364A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 振動ジャイロの回転軸方向に寸法の短縮化を
可能とする構造の圧電振動ジャイロを供すること。 【解決手段】 棒状の圧電振動子７を固定した支持台１
０を載置する台座８１の底面（台座基準面）に３０°〜
７５°の傾斜角度θを設け、載置、固定することによ
り、前記圧電振動子が被検出軸方向（回転軸方向）２２
に対して傾斜して装着された構造の圧電振動ジャイロ。
可能とする構造の圧電振動ジャイロを供すること。 【解決手段】 棒状の圧電振動子７を固定した支持台１
０を載置する台座８１の底面（台座基準面）に３０°〜
７５°の傾斜角度θを設け、載置、固定することによ
り、前記圧電振動子が被検出軸方向（回転軸方向）２２
に対して傾斜して装着された構造の圧電振動ジャイロ。
Description
【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など
に用いられるジャイロスコープの内、特に、棒状で屈曲
振動を行う圧電振動子を用いた圧電振動ジャイロに関す
る。
Ｒの手振れ防止や自動車のナビゲーションシステムなど
に用いられるジャイロスコープの内、特に、棒状で屈曲
振動を行う圧電振動子を用いた圧電振動ジャイロに関す
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。
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１は、圧電振動ジャイロに用いられてい
る圧電振動子の構造概略図である。図１（ａ）は、外観
を示し、図１（ｂ）は帯状電極が圧電振動子の円周面上
に配列する状況を断面図で示している。圧電振動子７の
円周面上を６等分する位置に長さ方向と平行な６本の帯
状電極１，２，３，４，５，６が形成されている。この
帯状電極を互いに１つおきに接続して２端子として分極
処理を施し、分極処理後、１つおきの帯状電極２，４，
６を接続して共通アース電極とし、残りの帯状電極の
内、帯状電極１を駆動電極、帯状電極３および５を検出
電極として圧電振動ジャイロを形成することができる。
る圧電振動子の構造概略図である。図１（ａ）は、外観
を示し、図１（ｂ）は帯状電極が圧電振動子の円周面上
に配列する状況を断面図で示している。圧電振動子７の
円周面上を６等分する位置に長さ方向と平行な６本の帯
状電極１，２，３，４，５，６が形成されている。この
帯状電極を互いに１つおきに接続して２端子として分極
処理を施し、分極処理後、１つおきの帯状電極２，４，
６を接続して共通アース電極とし、残りの帯状電極の
内、帯状電極１を駆動電極、帯状電極３および５を検出
電極として圧電振動ジャイロを形成することができる。
【０００４】図５は、従来の圧電振動ジャイロをケース
の一部を除いて示す斜視図である。台座８、回路基板
９、支持台１０、振動子７と金属ケース１１より構成さ
れている。支持台１０が具備している端子１２，１３，
１４，１５と、リード線１６，１７，１８，１９を介し
て振動子の帯状電極と回路基板が電気的に接続してい
る。その際、それぞれの帯状電極とリード線、振動子用
支持台のそれぞれの端子とリード線は、共に半田接続さ
れている。また、リード線の断線防止のため、前述の両
半田部にシリコーンによりポッティング２０が施されて
いる。また、振動子は２箇所のシリコーン接着部におい
て、振動の節点または節線上でシリコーン接着剤２１に
より支持台１０と接着されている。なお、ここで、節線
というのは、振動子の節点で、軸方向に直角な面で輪切
りにした時の断面の円周を指している。
の一部を除いて示す斜視図である。台座８、回路基板
９、支持台１０、振動子７と金属ケース１１より構成さ
れている。支持台１０が具備している端子１２，１３，
１４，１５と、リード線１６，１７，１８，１９を介し
て振動子の帯状電極と回路基板が電気的に接続してい
る。その際、それぞれの帯状電極とリード線、振動子用
支持台のそれぞれの端子とリード線は、共に半田接続さ
れている。また、リード線の断線防止のため、前述の両
半田部にシリコーンによりポッティング２０が施されて
いる。また、振動子は２箇所のシリコーン接着部におい
て、振動の節点または節線上でシリコーン接着剤２１に
より支持台１０と接着されている。なお、ここで、節線
というのは、振動子の節点で、軸方向に直角な面で輪切
りにした時の断面の円周を指している。
【０００５】また、図６は、図５に斜視図で示した従来
の圧電振動ジャイロを側面から見た図であり、圧電振動
子７は、その軸方向を台座基準面８２と平行で、図面上
の左右水平方向に向いている。一方、振動ジャイロの被
検出軸方向（回転軸方向）も水平方向であり、圧電振動
子７の軸方向と被検出軸方向は平行である。
の圧電振動ジャイロを側面から見た図であり、圧電振動
子７は、その軸方向を台座基準面８２と平行で、図面上
の左右水平方向に向いている。一方、振動ジャイロの被
検出軸方向（回転軸方向）も水平方向であり、圧電振動
子７の軸方向と被検出軸方向は平行である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、振動
ジャイロの回転軸方向、即ち、被検出軸方向の長さは、
使用される周波数により決まる振動子の長さにより制限
を受けており、被検出軸方向（回転軸方向）の小型化に
問題を残していた。そこで、本発明の課題は、この振動
ジャイロの被検出軸方向の寸法を短縮した圧電振動ジャ
イロを提供することにある。
ジャイロの回転軸方向、即ち、被検出軸方向の長さは、
使用される周波数により決まる振動子の長さにより制限
を受けており、被検出軸方向（回転軸方向）の小型化に
問題を残していた。そこで、本発明の課題は、この振動
ジャイロの被検出軸方向の寸法を短縮した圧電振動ジャ
イロを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、１波長
共振で振動する棒状の屈曲振動を行う圧電振動子が、そ
の振動の接点上でシリコーン接着剤を用いて接着されて
いる支持台、回路基板、台座、及びケースより構成され
ている圧電振動ジャイロにおいて、前記圧電振動子の軸
方向を、振動ジャイロの台座基準面に対して平行ではな
く、３０゜〜７５゜の角度をつけて傾けた構造とするこ
とにより、振動ジャイロの被検出軸方向の寸法を小型化
する。
共振で振動する棒状の屈曲振動を行う圧電振動子が、そ
の振動の接点上でシリコーン接着剤を用いて接着されて
いる支持台、回路基板、台座、及びケースより構成され
ている圧電振動ジャイロにおいて、前記圧電振動子の軸
方向を、振動ジャイロの台座基準面に対して平行ではな
く、３０゜〜７５゜の角度をつけて傾けた構造とするこ
とにより、振動ジャイロの被検出軸方向の寸法を小型化
する。
【０００８】例えば、圧電振動子を接着した支持台に接
続した回路基板を台座に載置固定するのに、台座の基準
面に対して、圧電振動子載置面に傾斜をつけておき、こ
の傾斜の角度を前記圧電振動子の軸方向が回転軸方向、
即ち被検出軸方向に対し３０゜〜７５゜になるように選
択し、圧電振動子の軸方向を被検出軸方向に対し角度を
つけて装着することにより、その選択した角度により被
検出軸方向の圧電振動ジャイロの寸法を制御でき、被検
出軸方向寸法を短縮化することができる。
続した回路基板を台座に載置固定するのに、台座の基準
面に対して、圧電振動子載置面に傾斜をつけておき、こ
の傾斜の角度を前記圧電振動子の軸方向が回転軸方向、
即ち被検出軸方向に対し３０゜〜７５゜になるように選
択し、圧電振動子の軸方向を被検出軸方向に対し角度を
つけて装着することにより、その選択した角度により被
検出軸方向の圧電振動ジャイロの寸法を制御でき、被検
出軸方向寸法を短縮化することができる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を用いて実施例を説明する。
【００１０】図２に、本発明の圧電振動ジャイロの側面
図と被検出軸（回転軸）２２を示す。同図より、台座８
１に角度を持たせることにより、被検出軸２２を基準と
すると、圧電振動子７は、角度θだけ傾く。例えば、角
度θを３０゜、４５゜、６０゜とした場合、その圧電振
動子の回転軸方向（被検出軸方向）の寸法２４は、それ
ぞれ従来の３1/2／２、２1/2／２、１／２の大きさとな
り、小型化が可能になる。その際、角度を３０゜以下の
傾きにすると、回転軸方向の寸法の短縮の効果が少な
く、また、７５゜以上傾けると、出力がかなり小さくな
ってしまうので、傾ける角度の範囲は３０゜〜７５゜が
妥当である。前述の手段は、圧電振動ジャイロの被検出
軸方向（回転軸方向）に大きさの制限があり、回転軸方
向と垂直な方向（高さ方向；図２の上・下方向）に大き
さの制限を必要としない場合に有効な手段となり得る。
但し、角度を変化させた時の、角度とジャイロ出力の関
係を予め把握しておくことが必要である。
図と被検出軸（回転軸）２２を示す。同図より、台座８
１に角度を持たせることにより、被検出軸２２を基準と
すると、圧電振動子７は、角度θだけ傾く。例えば、角
度θを３０゜、４５゜、６０゜とした場合、その圧電振
動子の回転軸方向（被検出軸方向）の寸法２４は、それ
ぞれ従来の３1/2／２、２1/2／２、１／２の大きさとな
り、小型化が可能になる。その際、角度を３０゜以下の
傾きにすると、回転軸方向の寸法の短縮の効果が少な
く、また、７５゜以上傾けると、出力がかなり小さくな
ってしまうので、傾ける角度の範囲は３０゜〜７５゜が
妥当である。前述の手段は、圧電振動ジャイロの被検出
軸方向（回転軸方向）に大きさの制限があり、回転軸方
向と垂直な方向（高さ方向；図２の上・下方向）に大き
さの制限を必要としない場合に有効な手段となり得る。
但し、角度を変化させた時の、角度とジャイロ出力の関
係を予め把握しておくことが必要である。
【００１１】圧電振動ジャイロの感度と圧電振動子の軸
方向と回転軸方向（被検出軸方向）とがなす角度θとの
関係を図３に示す。図３における横軸のθは、振動ジャ
イロ内部の振動子の軸方向と回転軸のなす角度を表し、
図中の曲線は、数個の測定試料から代表的な特性を有す
るものを選んで示した。図３より、振動子の軸と回転軸
（被検出軸）のなす角度θが大きくなるにつれて、振動
ジャイロの出力が小さくなっていき、角度θが９０゜
（垂直）になると、振動ジャイロの出力は、ほぼ０にな
ることがわかる。
方向と回転軸方向（被検出軸方向）とがなす角度θとの
関係を図３に示す。図３における横軸のθは、振動ジャ
イロ内部の振動子の軸方向と回転軸のなす角度を表し、
図中の曲線は、数個の測定試料から代表的な特性を有す
るものを選んで示した。図３より、振動子の軸と回転軸
（被検出軸）のなす角度θが大きくなるにつれて、振動
ジャイロの出力が小さくなっていき、角度θが９０゜
（垂直）になると、振動ジャイロの出力は、ほぼ０にな
ることがわかる。
【００１２】図４に、角度θが０°の場合を基準とした
ときの感度変化率と角度の関係を示す。また、同時に角
度をθとしたときのｃｏｓθの値も示している。同図よ
り、圧電振動ジャイロの角度に対する感度の変化率は、
ｃｏｓθで変化していることがわかる。
ときの感度変化率と角度の関係を示す。また、同時に角
度をθとしたときのｃｏｓθの値も示している。同図よ
り、圧電振動ジャイロの角度に対する感度の変化率は、
ｃｏｓθで変化していることがわかる。
【００１３】以上、説明した通り、圧電振動子の軸を、
圧電振動ジャイロの台座の基準面に平行に設定されてい
る被検出軸方向（回転軸方向）に対して上下方向に所定
の傾きを持って固定しても、圧電振動ジャイロの出力
は、加えられた回転角速度の大きさに対応した出力が得
られ、しかも、圧電振動ジャイロの被検出軸方向の寸法
が小さくできることがわかる。
圧電振動ジャイロの台座の基準面に平行に設定されてい
る被検出軸方向（回転軸方向）に対して上下方向に所定
の傾きを持って固定しても、圧電振動ジャイロの出力
は、加えられた回転角速度の大きさに対応した出力が得
られ、しかも、圧電振動ジャイロの被検出軸方向の寸法
が小さくできることがわかる。
【００１４】更に、本実施例では、圧電振動ジャイロの
高さ方向に寸法状の余裕がある場合、幅方向について
も、θの選択により、同様の効果が得られることは、も
ちろんである。
高さ方向に寸法状の余裕がある場合、幅方向について
も、θの選択により、同様の効果が得られることは、も
ちろんである。
【００１５】なお、圧電振動ジャイロとしての出力を減
少させたくない場合は、角度を付けて減少した出力部分
を内部回路で増幅することにより、圧電振動ジャイロの
外部への出力を減少させることなく使用できる。
少させたくない場合は、角度を付けて減少した出力部分
を内部回路で増幅することにより、圧電振動ジャイロの
外部への出力を減少させることなく使用できる。
【００１６】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、圧電振動ジャイロの被検出軸方向（回転軸方向）と
圧電振動子の軸方向とに特定の角度を設定して圧電振動
ジャイロを構成することにより、圧電振動子（素子）の
設計を変更したり、圧電振動ジャイロの駆動周波数を変
更することなく、圧電振動ジャイロの被検出方向（回転
軸方向）の寸法も小さくできる。即ち、被検出軸方向
（回転軸方向）の寸法を小型化した圧電振動ジャイロを
提供できる。
ば、圧電振動ジャイロの被検出軸方向（回転軸方向）と
圧電振動子の軸方向とに特定の角度を設定して圧電振動
ジャイロを構成することにより、圧電振動子（素子）の
設計を変更したり、圧電振動ジャイロの駆動周波数を変
更することなく、圧電振動ジャイロの被検出方向（回転
軸方向）の寸法も小さくできる。即ち、被検出軸方向
（回転軸方向）の寸法を小型化した圧電振動ジャイロを
提供できる。
【図１】圧電振動ジャイロに用いられている圧電振動子
を示す図。図１（ａ）は外観を示す斜視図、図１（ｂ）
は電極の振動子周面上の配置を示す断面図。
を示す図。図１（ａ）は外観を示す斜視図、図１（ｂ）
は電極の振動子周面上の配置を示す断面図。
【図２】本発明の圧電振動ジャイロの側面図。
【図３】圧電振動ジャイロの感度と傾斜角度との関係を
示す特性図。
示す特性図。
【図４】圧電振動ジャイロの感度変化率と傾斜角度との
関係を示す特性図。
関係を示す特性図。
【図５】従来の圧電振動ジャイロの斜視図。
【図６】従来の圧電振動ジャイロの側面図。
１，２，３，４，５，６ 帯状電極 ７ 圧電振動子（棒状屈曲振動子） ８ 台座 ８１ 本発明の台座 ８２ 台座基準面 ９ 回路基板 １０ 支持台 １１ ケース １２，１３，１４，１５ 支持台端子 １６，１７，１８，１９ リード線 ２０ （シリコーン）ポッティング ２１ シリコーン接着剤 ２２ 被検出軸（回転軸） ２４ 被検出軸方向の寸法 θ 圧電振動ジャイロの被検出軸（回転軸）と振動子
の軸とのなす角度
の軸とのなす角度
Claims (1)
- 【請求項１】 １波長共振で振動する棒状の屈曲振動を
行う圧電振動子と、この圧電振動子がその振動の節点上
で接着されている支持台と、回路基板、台座、ケースよ
り構成されている圧電振動ジャイロにおいて、前記圧電
振動子の軸方向と前記圧電振動ジャイロの台座基準面と
に３０゜〜７５゜の角度をつけて構成したことを特徴と
する圧電振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8159024A JPH09318364A (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 圧電振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8159024A JPH09318364A (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 圧電振動ジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09318364A true JPH09318364A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15684594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8159024A Pending JPH09318364A (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 圧電振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09318364A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003100350A1 (fr) * | 2002-05-28 | 2003-12-04 | Fujitsu Media Devices Limited | Detecteur de vitesse angulaire |
| JP2004361175A (ja) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Seiko Epson Corp | 素子取付パッケージ |
| DE102004060977B3 (de) * | 2004-12-17 | 2006-07-13 | Siemens Ag | Navigationscomputer mit einem Gyro-Sensor |
| JP2009042241A (ja) * | 2008-09-30 | 2009-02-26 | Pioneer Electronic Corp | センサ装置及び移動体用電子機器 |
| US8028579B2 (en) | 2006-01-13 | 2011-10-04 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Vibration body for angular speed sensor |
-
1996
- 1996-05-29 JP JP8159024A patent/JPH09318364A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003100350A1 (fr) * | 2002-05-28 | 2003-12-04 | Fujitsu Media Devices Limited | Detecteur de vitesse angulaire |
| EP1510782A1 (en) * | 2002-05-28 | 2005-03-02 | Fujitsu Media Devices Limited | Angular velocity sensor |
| US7096733B2 (en) | 2002-05-28 | 2006-08-29 | Fujitsu Media Devices Limited | Angular velocity sensor |
| EP1510782A4 (en) * | 2002-05-28 | 2006-09-20 | Fujitsu Media Devices Ltd | ANGLE SPEED SENSOR |
| JP2004361175A (ja) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Seiko Epson Corp | 素子取付パッケージ |
| DE102004060977B3 (de) * | 2004-12-17 | 2006-07-13 | Siemens Ag | Navigationscomputer mit einem Gyro-Sensor |
| US8028579B2 (en) | 2006-01-13 | 2011-10-04 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Vibration body for angular speed sensor |
| JP2009042241A (ja) * | 2008-09-30 | 2009-02-26 | Pioneer Electronic Corp | センサ装置及び移動体用電子機器 |
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