JPH10232134A - Angular velocity sensor - Google Patents
Angular velocity sensorInfo
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- JPH10232134A JPH10232134A JP9203165A JP20316597A JPH10232134A JP H10232134 A JPH10232134 A JP H10232134A JP 9203165 A JP9203165 A JP 9203165A JP 20316597 A JP20316597 A JP 20316597A JP H10232134 A JPH10232134 A JP H10232134A
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- Japan
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- fixing member
- angular velocity
- vibrator
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車両制御
用やビデオの手振れ防止用等に、或は移動体のナビゲー
ション用ジャイロとして使用される角速度センサに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an angular velocity sensor used for controlling a vehicle of an automobile, preventing camera shake of a video, or as a gyro for navigation of a moving body.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、例えば、特開昭61−294
311号公報等に開示されているように、外部から所定
軸回りの角速度を受ける被測定物に取り付けられる基台
に、音叉形状の圧電体からなる振動子を固定し、この振
動子を上記所定軸とは直交する方向に励振させ、その励
振方向及び所定軸と直交する方向の振動状態を検出する
ことにより、振動状態から被測定物に加わった角速度を
検出する角速度センサが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-294
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 311 and the like, a vibrator made of a tuning-fork-shaped piezoelectric body is fixed to a base attached to an object to be measured which receives an angular velocity about a predetermined axis from the outside, and 2. Description of the Related Art There is known an angular velocity sensor that excites an axis in a direction perpendicular to an axis, and detects an excitation direction and a vibration state in a direction orthogonal to a predetermined axis, thereby detecting an angular velocity applied to an object to be measured from the vibration state.
【0003】これらの角速度センサにおいて、振動子
は、金属等で形成された固定部材を介して基台に固定さ
れるが、その固定の方法としては圧入やロー付け等が用
いられている。In these angular velocity sensors, the vibrator is fixed to a base via a fixing member formed of metal or the like. As a fixing method, press fitting or brazing is used.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、圧入では、作
業時に基台や固定部材が変形したり、取付箇所が密着せ
ずにがたついたりするため、振動子を基台に対称性よく
固定することができず、その結果、振動子の振動に不要
な振動が重畳され、角速度の検出精度を劣化させてしま
うという問題があった。However, in the press-fitting, the vibrator is fixed to the base with good symmetry because the base and the fixing member are deformed at the time of work, and the mounting portion is loose without being closely attached. As a result, unnecessary vibration is superimposed on the vibration of the vibrator, resulting in a problem that the detection accuracy of the angular velocity is deteriorated.
【0005】一方、ロー付けでは、固定部材や基台を変
形させたり、がたつかせたりすることなく固定できる
が、固定部材と基台とはロー材を介して固定されるた
め、基台の固定面に対して固定部材(延いては振動子)
を精度よく水平に保持することが困難であり、結局、そ
の水平度のずれから、振動子の振動に不要な振動が重畳
され、角速度の検出精度を劣化させてしまうという問題
があった。[0005] On the other hand, in the brazing, the fixing member and the base can be fixed without deforming or rattling. However, since the fixing member and the base are fixed via the brazing material, the base is fixed. Fixing member to the fixed surface (and thus the vibrator)
It is difficult to accurately maintain the horizontal level with high accuracy, and in the end, unnecessary vibration is superimposed on the vibration of the vibrator due to the deviation of the horizontality, and there is a problem that the detection accuracy of the angular velocity is deteriorated.
【0006】更に、この種の角速度センサは、電子装置
の内部等に組み込むために極めて小型に形成されるた
め、固定部材の容量も小さく、従って、固定部材に加え
られた熱は振動子に伝達され易い。このため、ロー付け
によって固定部材が加熱されると、その熱が振動子にも
伝達され、振動子が加熱されることにより、振動子を構
成する圧電体の分極状態が劣化し、延いては、角速度の
検出精度を劣化させてしまうという問題もあった。Further, since this kind of angular velocity sensor is formed in a very small size to be incorporated in an electronic device or the like, the capacity of the fixing member is small, and therefore, the heat applied to the fixing member is transmitted to the vibrator. Easy to do. For this reason, when the fixing member is heated by brazing, the heat is also transmitted to the vibrator, and the vibrator is heated, thereby deteriorating the polarization state of the piezoelectric body constituting the vibrator. In addition, there is a problem that the detection accuracy of the angular velocity is deteriorated.
【0007】本発明は、上記問題点を解決するために、
検出精度の劣化の原因となる不要振動を低減可能な角速
度センサを提供することを目的とする。特に、請求項4
乃至請求項9に記載の発明では、固定部材と基台との固
定による振動子への温度ダメージが少ない角速度センサ
を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems.
It is an object of the present invention to provide an angular velocity sensor capable of reducing unnecessary vibration that causes deterioration of detection accuracy. In particular, claim 4
It is another object of the present invention to provide an angular velocity sensor that causes less temperature damage to a vibrator due to fixing of a fixing member and a base.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明の角速度センサでは、固定部材が、基
台との対向面を基台に対して当接又は平行に保持させた
状態で、基台に溶接接合されている。In the angular velocity sensor according to the present invention which has been made to achieve the above object, a state in which the fixing member is in contact with or parallel to the surface of the base opposed to the base. And is welded to the base.
【0009】従って、本発明の角速度センサによれば、
溶接接合された固定部材と基台とは、その固定箇所でが
たつくことがなく、しかも基台に対して当接又は平行に
保持された固定部材により、振動子が基台に対して水平
に保持されるため、振動子では、検出の妨げとなる不要
振動の発生が抑制され、精度よく角速度の検出を行うこ
とができる。Therefore, according to the angular velocity sensor of the present invention,
The fixed member and the base that are welded together do not rattle at the fixed part, and the vibrator is held horizontally with respect to the base by the fixed member that abuts or is held parallel to the base. Therefore, in the vibrator, the occurrence of unnecessary vibration that hinders the detection is suppressed, and the angular velocity can be accurately detected.
【0010】特に、固定部材を直接基台に当接させた場
合は、基台に対して固定部材(延いては振動子)を簡単
且つ精度よく水平に保持することができ、組付けを容易
に行うことができる。なお、固定部材は、少なくとも振
動子の励振方向に対向する両側面部にて、基台に溶接接
合することが望ましい。この場合、基台を取り付けた被
測定物が受ける回転力に対する強度を十分に確保するこ
とができる。[0010] In particular, when the fixing member is brought into direct contact with the base, the fixing member (and hence the vibrator) can be held horizontally and easily and accurately with respect to the base, and the assembling is easy. Can be done. The fixing member is desirably welded to the base at least at both side surfaces facing the excitation direction of the vibrator. In this case, it is possible to sufficiently secure the strength with respect to the rotational force applied to the workpiece to which the base is attached.
【0011】また、このように、固定部材の両側面部に
て溶接接合する場合、この両側面部間の幅が基台との対
向面から離れるほど増大するように両側面部を面取りす
れば、溶接作業時に、溶接によって生じる酸化物が周囲
に飛散することを抑制できる。これにより、例えば、基
台の表面に、振動子を保護するためのカバーをプロジェ
クション溶接する場合、溶接箇所に酸化物が付着してプ
ロジェクション溶接の強度を劣化させてしまうことを防
止でき、このような後工程での作業の信頼性や装置の外
観の美しさを向上させることができる。Further, when welding is performed on both side surfaces of the fixing member as described above, if both side surfaces are chamfered so that the width between the two side surfaces increases away from the surface facing the base, welding work can be performed. Occasionally, it is possible to suppress the oxide generated by welding from scattering around. Thus, for example, when a cover for protecting the vibrator is projection-welded to the surface of the base, it is possible to prevent oxides from adhering to the welding locations and deteriorating the strength of the projection welding. It is possible to improve the reliability of the work in the post-process and the beauty of the appearance of the device.
【0012】更に、固定部材の両側面部にて溶接接合す
る場合、固定部材の基台との対向面を基台に直接当接さ
せる代わりに、固定部材と基台との間に、振動子の基台
方向への振動振幅より大きな厚さを有するスペーサを挿
入してもよい。スペーサは、ロー材のように、固定部材
と基台との接合時に変形することがないので、固定部材
の基台への対向面を、基台に直接当接させる場合と同様
に、基台に対して簡単かつ精度よく水平に保持すること
ができる。しかも、この種の角速度センサでは、振動子
が基台に接触してその振動が妨げられないように振動子
を基台に対して浮設する必要があるが、これを、基台に
溝等を設けることなく簡単に実現できる。Further, when welding is performed on both side surfaces of the fixing member, instead of directly contacting the surface of the fixing member facing the base with the base, the vibrator of the vibrator is provided between the fixing member and the base. A spacer having a thickness larger than the vibration amplitude in the base direction may be inserted. Since the spacer does not deform when the fixing member and the base are joined, unlike the brazing material, the spacer faces the base in the same manner as in the case where the surface of the fixing member facing the base directly abuts on the base. Can be easily and accurately held horizontally. Moreover, in this type of angular velocity sensor, it is necessary to float the vibrator with respect to the base so that the vibrator does not contact the base and hinder the vibration. It can be easily realized without providing.
【0013】なお、基台と固定部材との溶接は、上述の
ように固定部材の両側面部にて行う以外に、例えば、基
台又は固定部材のうち少なくともいずれか一方に、その
肉厚を薄く形成してなる薄肉部を設け、この薄肉部にて
行ってもよい。この場合、面積当たりの容積の小さな薄
肉部にて溶接が行われるので、薄肉部が形成された基台
又は固定部材への熱の逃げが少なくなり、小さなパワー
での溶接が可能となる。これにより、溶接時に受ける熱
的なダメージによる振動子の分極の劣化を低減でき、検
出精度の劣化を防止できる。The welding of the base and the fixing member is performed on both sides of the fixing member as described above. For example, at least one of the base and the fixing member is thinned. A thin portion formed may be provided, and the thin portion may be used. In this case, since welding is performed at a thin portion having a small volume per area, heat escape to the base or the fixing member on which the thin portion is formed is reduced, and welding with small power becomes possible. As a result, deterioration of the polarization of the vibrator due to thermal damage received during welding can be reduced, and deterioration of detection accuracy can be prevented.
【0014】特に、固定部材では、例えば、基台への取
付面に向けて孔を穿設することにより、この孔の底部に
薄肉部を形成してもよい。この場合、孔の底部にて溶接
が行われ、溶接によって生じる酸化物が孔の外部に飛散
することがないので、上述した固定部材の両側面部を面
取りした時と同様の効果を、より効果的に得ることがで
きる。In particular, in the fixing member, a thin portion may be formed at the bottom of the hole, for example, by forming a hole toward the mounting surface to the base. In this case, the welding is performed at the bottom of the hole, and the oxide generated by the welding does not scatter outside the hole. Therefore, the same effect as when the both side surfaces of the fixing member are chamfered is more effectively achieved. Can be obtained.
【0015】また、基台と固定部材との溶接は、基台又
は固定部材のうち少なくともいずれか一方に、互いの対
向面間に間隙が形成されるように他方の対向面に当接し
て両者間の位置決めをする突出部を設け、この突出部に
て行ってもよい。この場合、容積の小さな突出部にて溶
接が行われ、突出部が形成された基台又は固定部材への
熱の逃げが少ないので、薄肉部を設けた時と同様の効果
を得ることができる。また、突出部では、固定部材が基
台に直接当接しているので、固定部材を基台に対して簡
単かつ精度よく水平に保持することができ、しかも、突
出部により、固定部材と基台との間に間隙が形成される
ので、基台に溝等を設けたり、上述のようなスペーサを
用いることなく、振動子を基台に対して容易に浮設する
ことができる。In the welding of the base and the fixing member, at least one of the base and the fixing member is brought into contact with the other opposing surface so that a gap is formed between the opposing surfaces. It is also possible to provide a projecting portion for positioning between them, and to perform the process at this projecting portion. In this case, welding is performed at the projecting portion having a small volume, and there is little escape of heat to the base or the fixing member on which the projecting portion is formed. Therefore, the same effect as when the thin portion is provided can be obtained. . In addition, since the fixing member is in direct contact with the base at the protruding portion, the fixing member can be easily and accurately held horizontally with respect to the base. Since the gap is formed between the base and the base, the vibrator can be easily floated with respect to the base without providing a groove or the like on the base or using the spacer as described above.
【0016】ところで、溶接といっても様々な方法があ
り、例えば電気溶接等、発熱量が大きい方法では、結
局、ロー付け同様に、振動子の分極を劣化させ、延いて
は検出性能を劣化させてしまうという問題がある。そこ
で、固定部材を基台に接合する溶接は、局所的な接合部
位を形成するレーザ溶接またはプロジェクション溶接で
あることが望ましい。即ち、レーザ溶接やプロジェクシ
ョン溶接では、溶接箇所が局所的であり、特にレーザ溶
接では短時間で作業が終了するため、発熱量が少なく、
従って、振動子の分極を劣化させることがないのであ
る。By the way, there are various welding methods. For example, in a method of generating a large amount of heat such as electric welding, the polarization of the vibrator is deteriorated as in the case of brazing, and the detection performance is deteriorated. There is a problem of letting them do it. Therefore, the welding for joining the fixing member to the base is desirably laser welding or projection welding for forming a local joining portion. That is, in laser welding and projection welding, the welding location is local, particularly in laser welding, since the work is completed in a short time, the calorific value is small,
Therefore, the polarization of the vibrator does not deteriorate.
【0017】また、固定部材を、励振方向に沿った幅が
上記振動子の固定端を取り付ける取付面より上記基台へ
の固定面の方が大きくなるように形成すれば、振動子の
固定状態をより安定したものとすることができ、装置の
信頼性をより向上させることができる。Further, if the fixing member is formed so that the width along the excitation direction is larger on the fixing surface to the base than the mounting surface on which the fixed end of the vibrator is mounted, the fixing state of the vibrator can be improved. Can be made more stable, and the reliability of the device can be further improved.
【0018】ここで、振動子においては、例えばその加
工誤差等も不要振動を生じさせる要因となっており、こ
のような不要振動は、被測定物が角速度を受けていなく
ても検出される出力、即ちオフセット出力となって現れ
る。そして、このオフセット出力は、常にほぼ一定であ
れば問題ないが、温度等の使用条件によって大きく変化
する場合、即ち温度ドリフト幅が大きい場合には問題と
なる。Here, in the vibrator, for example, processing errors and the like also cause unnecessary vibrations. Such unnecessary vibrations are detected even when the object to be measured is not subjected to an angular velocity. , Ie, an offset output. This offset output is not problematic if it is almost always constant, but it becomes a problem when it greatly changes depending on use conditions such as temperature, that is, when the temperature drift width is large.
【0019】そこで、各種実験を重ねた結果、このオフ
セット出力(即ち不要振動)は、振動子と固定部材との
接着状態の影響を受けることを見出し、更に、接着剤
を、振動子の固定端及び固定部材の取付面の中心に対し
て対称的な形状に分布するように塗布するか、又は固定
端及び取付面の面積の80%以上に塗布すれば、オフセ
ット出力の温度ドリフト量を十分に抑制できることを見
出した。Therefore, as a result of repeated experiments, it has been found that this offset output (ie, unnecessary vibration) is affected by the state of adhesion between the vibrator and the fixing member. If the coating is applied so as to be distributed in a symmetrical shape with respect to the center of the mounting surface of the fixing member, or if it is applied to 80% or more of the area of the fixed end and the mounting surface, the temperature drift amount of the offset output can be sufficiently reduced We found that it could be suppressed.
【0020】従って、振動子と固定部材とは、上述のよ
うに固定することが望ましく、この場合、オフセット出
力の温度ドリフト量を小さく抑えることができるため、
様々な環境にて信頼性の高い検出を行うことができる。Therefore, it is desirable that the vibrator and the fixing member be fixed as described above. In this case, the temperature drift amount of the offset output can be suppressed to a small value.
Reliable detection can be performed in various environments.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。 [第1実施例]図1は、第1実施例の角速度センサの全
体構成を表す斜視図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 is a perspective view showing an entire configuration of an angular velocity sensor according to a first embodiment.
【0022】図1に示すように、本実施例の角速度セン
サ2は、鋼からなる平板状に形成された基台3と、圧電
体単体からなり、表面に各種電極が取り付けられた振動
子4と、42アロイからなり、振動子4と基台3との間
に介在して、振動子4を基台3に固定するために使用さ
れる固定部材6とにより構成されている。As shown in FIG. 1, an angular velocity sensor 2 according to the present embodiment has a base 3 formed of a flat plate made of steel, a vibrator 4 made of a piezoelectric body alone, and having various electrodes mounted on its surface. And a fixing member 6 interposed between the vibrator 4 and the base 3 and used for fixing the vibrator 4 to the base 3.
【0023】このうち、振動子4は、固定部材6に接着
される底面4aを有する基部10と、基部10から底面
4aとは反対方向に向けて略平行に立設された一対のア
ーム部12,14とからなり、音叉形状に形成されてい
る。そして、振動子4の正面4bには、一対のアーム部
12,14を互いに近接/離隔する方向(以後、Y軸方
向とよぶ)に励振させる駆動信号を入力するための駆動
電極16,18と、振動子4の振動状態に応じた信号を
取り出すためのモニタ電極20と、基準電位に接地され
た仮想GND電極22と、振動子4の分極処理時に使用
する処理電極24と、仮想GND電極22と処理電極2
4とを短絡する短絡電極25とを備えている。The vibrator 4 includes a base 10 having a bottom surface 4a adhered to the fixing member 6, and a pair of arm portions 12 standing upright from the base 10 in a direction opposite to the bottom surface 4a. , 14 and are formed in a tuning fork shape. Drive electrodes 16 and 18 for inputting drive signals for exciting the pair of arm portions 12 and 14 in directions approaching / separating from each other (hereinafter, referred to as a Y-axis direction) are provided on the front surface 4b of the vibrator 4. A monitor electrode 20 for extracting a signal corresponding to the vibration state of the vibrator 4, a virtual GND electrode 22 grounded to a reference potential, a processing electrode 24 used for polarization processing of the vibrator 4, and a virtual GND electrode 22 And processing electrode 2
4 and a short-circuit electrode 25 for short-circuiting the first electrode 4 and the second electrode 4.
【0024】また、振動子4の両側面には、当該角速度
センサ2に加えられる回転の角速度Ωに比例した検出信
号を取り出すための検出電極26が形成されており、こ
の検出電極26は、振動子4の正面4b上部に形成され
たパッド電極27に、引出電極28を介して接続されて
いる。On both sides of the vibrator 4, detection electrodes 26 for extracting a detection signal proportional to the angular velocity Ω of rotation applied to the angular velocity sensor 2 are formed. It is connected to a pad electrode 27 formed above the front surface 4 b of the child 4 via an extraction electrode 28.
【0025】更に、振動子4の裏面全体には、振動子4
の分極処理に使用されると共に、角速度Ωの測定時に
は、接地電位に保持される共通電極が形成されており、
この共通電極と仮想GND電極22とは、振動子4の両
側面に形成された短絡電極31によって短絡されてい
る。Further, the entire back surface of the vibrator 4
And a common electrode that is held at ground potential when measuring the angular velocity Ω.
The common electrode and the virtual GND electrode 22 are short-circuited by short-circuit electrodes 31 formed on both side surfaces of the vibrator 4.
【0026】一方、固定部材6は、振動子4の底面4a
と同一形状に形成された取付面6aを有する接続部32
と、接続部32の中心部に位置し、接続部32の幅より
狭く形成された細径部34と、当該固定部材6を基台3
に固定するための固定面6bを有する固定部36とから
なり、断面エの字状に形成されている。On the other hand, the fixing member 6 is
Connecting portion 32 having mounting surface 6a formed in the same shape as
A small-diameter portion 34 located at the center of the connecting portion 32 and formed narrower than the width of the connecting portion 32;
And has a fixing portion 36 having a fixing surface 6b for fixing the fixing member 6 to the front end, and is formed in an E-shaped cross section.
【0027】また、基台3には、振動子4及び固定部材
6の接続部32と対向する部分に凹部3aが形成され、
その凹部3aの両縁には、パッド電極27,仮想GND
電極22,モニタ電極20,駆動電極16,18から信
号を取り出すためのワイヤW1〜W8が接続されるター
ミナルT1〜T8が設けられている。また凹部3aは、
後述する振動子4の駆動振動及び角速度Ωに基づくたわ
みにより、振動子4が接触しないような幅及び深さに形
成されている。A recess 3a is formed in the base 3 at a portion facing the connecting portion 32 of the vibrator 4 and the fixing member 6,
A pad electrode 27 and a virtual GND are provided on both edges of the
Terminals T1 to T8 to which wires W1 to W8 for extracting signals from the electrode 22, the monitor electrode 20, and the drive electrodes 16 and 18 are connected are provided. The recess 3a is
The vibrator 4 is formed to have a width and a depth such that the vibrator 4 does not come into contact with the vibrator 4 due to the drive vibration and the angular velocity Ω described later.
【0028】なお、振動子4と固定部材6とは、振動子
4の裏面(共通電極側の面)と、固定部材6の固定面6
bとが同一面を形成するように、振動子4の底面4aと
固定部材6の取付面6aとを接着することで一体化され
ている。そして、振動子4と一体化された固定部材6
は、固定面6bを基台3に直接密着させた状態で、固定
部36の側面(固定面6bに続く面)をレーザ溶接する
ことにより、基台3に固定されている。ここでは、図1
中Y軸方向に対向する左右側面に夫々2箇所ずつ溶接を
行っている(溶接部位S)。なお、接続部32の左右側
面だけでなく上下側面にも溶接を行ってもよい。The vibrator 4 and the fixing member 6 are connected to the back surface (surface on the common electrode side) of the vibrator 4 and the fixing surface 6 of the fixing member 6.
The bottom surface 4a of the vibrator 4 and the mounting surface 6a of the fixing member 6 are bonded together so that b forms the same surface. Then, the fixing member 6 integrated with the vibrator 4
Is fixed to the base 3 by laser welding a side surface of the fixing portion 36 (a surface following the fixing surface 6b) in a state where the fixing surface 6b is in close contact with the base 3 directly. Here, FIG.
Welding is performed at two locations on each of the left and right side surfaces facing each other in the middle Y-axis direction (welding site S). In addition, welding may be performed not only on the left and right side surfaces of the connection portion 32 but also on the upper and lower side surfaces.
【0029】また、振動子4は、固定部材6及び基台3
との組立を行う前に、駆動電極16,18,モニタ電極
20,及び処理電極24を同電位とし、これら電極1
6,18,20,24と共通電極との間に所定電圧を印
加することにより、圧電体からなる振動子4の分極方向
を図中白抜き矢印にて示す方向に設定する分極処理が予
め施されている。The vibrator 4 includes a fixing member 6 and a base 3.
Before assembling, the drive electrodes 16, 18, the monitor electrode 20, and the processing electrode 24 are set to the same potential, and these electrodes 1
By applying a predetermined voltage between the common electrodes 6, 18, 20, and 24, a polarization process for setting the polarization direction of the vibrator 4 made of a piezoelectric body in a direction indicated by a white arrow in the drawing is performed in advance. Have been.
【0030】このように構成された、角速度センサ2
は、駆動信号として互いに逆位相で所定周波数の交流信
号を各駆動電極16,18に印加すると、これに応じて
振動子4が励振され、一対のアーム部12,14は互い
に接近/離隔するようにY軸に沿って対称的な振動(以
後、駆動振動とよぶ)を繰り返す。そして、この駆動振
動が行われている時に、モニタ電極20からは、この駆
動振動の振動状態に応じたモニタ信号が出力される。な
お、このモニタ信号は、例えば駆動信号の生成回路にフ
ィードバックされ、安定した駆動振動を維持するために
使用される。The angular velocity sensor 2 configured as described above
When an AC signal having a predetermined frequency and a phase opposite to each other is applied to each of the drive electrodes 16 and 18 as a drive signal, the vibrator 4 is excited in response thereto, and the pair of arms 12 and 14 approach / separate from each other. Then, a symmetrical vibration (hereinafter referred to as a driving vibration) is repeated along the Y axis. When the driving vibration is being performed, the monitor electrode 20 outputs a monitor signal according to the vibration state of the driving vibration. The monitor signal is fed back to, for example, a drive signal generation circuit, and is used to maintain stable drive vibration.
【0031】このような駆動振動時に、振動子4にアー
ム部12,14の立設方向(以後、Z軸方向とよぶ)に
沿った軸回りの角速度Ωが加えられると、この回転によ
り誘起されるコリオリ力により、アーム部12,14
は、Y軸,及びZ軸のいずれにも直交する方向(以後、
X軸方向とよぶ)に沿って互いに逆方向にたわむ。この
たわみに基づきアーム部12,14に生じる圧縮又は引
張応力によって検出電極26には、角速度Ωに比例した
電圧信号が誘起され、これが検出信号として検出される
のである。When the vibrator 4 receives an angular velocity Ω about the axis along the direction in which the arms 12 and 14 are erected (hereinafter, referred to as the Z-axis direction) during the driving vibration, the rotation is induced. Arm portions 12, 14 due to the Coriolis force
Is a direction orthogonal to both the Y axis and the Z axis (hereinafter referred to as
Along the X-axis direction). A voltage signal proportional to the angular velocity Ω is induced on the detection electrode 26 by the compressive or tensile stress generated in the arms 12 and 14 based on the deflection, and this is detected as a detection signal.
【0032】以上、説明したように本実施例の角速度セ
ンサ2においては、固定部材6の固定面6bを基台3に
直接密着させた状態で、固定部材6の側面を局所的にレ
ーザ溶接することにより、固定部材6が基台3に固定さ
れている。従って、本実施例の角速度センサ2によれ
ば、固定部材6と基台3との間に異物が介在しないの
で、固定部材6に取り付けられた振動子4を、基台3の
面に対して精度よく水平に保持でき、振動子4での不要
振動の発生が抑制されるので、精度よく角速度の検出を
行うことができる。As described above, in the angular velocity sensor 2 of the present embodiment, the side surface of the fixing member 6 is locally laser-welded while the fixing surface 6b of the fixing member 6 is directly adhered to the base 3. As a result, the fixing member 6 is fixed to the base 3. Therefore, according to the angular velocity sensor 2 of the present embodiment, since no foreign matter exists between the fixed member 6 and the base 3, the vibrator 4 attached to the fixed member 6 is moved with respect to the surface of the base 3. Since it can be held horizontally with high accuracy and the occurrence of unnecessary vibration in the vibrator 4 is suppressed, the angular velocity can be detected with high accuracy.
【0033】また、本実施例によれば、固定部材6と基
台3との接合に、接合作業時の発熱が少ないレーザ溶接
を用いているので、接合作業によって振動子4を構成す
る圧電素子の分極、延いては角速度の検出性能が劣化し
てしまうことがなく、装置の信頼性を向上させることが
できる。Further, according to the present embodiment, since the laser welding that generates less heat during the joining operation is used for joining the fixing member 6 and the base 3, the piezoelectric element constituting the vibrator 4 by the joining operation is used. Thus, the detection performance of the polarization and, consequently, the angular velocity can be prevented from deteriorating, and the reliability of the device can be improved.
【0034】ところで、角速度センサ2において、振動
子4に生じる不要振動は、基台3に対する固定部材6の
固定状態だけでなく、振動子4と固定部材6との接着状
態の影響も受ける。ここで、図3は、振動子4の底面4
aと固定部材6の取付面6aとの接着状態(接着剤の塗
布面積及び塗布位置)を変化させた時に、不要振動に起
因する検出信号のオフセット出力が、どの程度の温度ド
リフト幅を有するのかを測定した結果を表すグラフであ
る。Incidentally, in the angular velocity sensor 2, the unnecessary vibration generated in the vibrator 4 is affected not only by the fixed state of the fixing member 6 with respect to the base 3, but also by the bonding state of the vibrator 4 and the fixing member 6. Here, FIG.
What is the temperature drift width of the offset output of the detection signal caused by the unnecessary vibration when the bonding state between the “a” and the mounting surface 6a of the fixing member 6 (the application area and the application position of the adhesive) is changed. 6 is a graph showing the results of measuring the.
【0035】なお、温度ドリフト幅とは、温度を−30
〜85℃に変化させた時のオフセット出力の変化幅のこ
とであり、図3では、単位角速度あたりに発生する出力
で除したもので示してある。よって、単位時間あたりの
角度(°/s)で表される。なお、測定に用いた固定部
材6は、図2(e)に示すように、高さHが5.3m
m,厚さLが2.1mm、固定部36の幅Wが9.0m
m,接続部32の幅SWが4.4mm、接続部32の高
さSHが1.0mm、細径部34の高さNHが1.0m
mのものを用いており、また、振動子4は、全体の大き
さが、高さ20.0mm×幅4.4mm×厚さ2.1m
mであって、アーム部12,14の大きさが、高さ1
7.0mm×幅2.0×厚さ2.1mmのものを用いて
いる。The temperature drift width means that the temperature is -30.
This is the width of change of the offset output when the temperature is changed to 8585 ° C., and is shown by dividing by the output generated per unit angular velocity in FIG. Therefore, it is represented by an angle per unit time (° / s). The height H of the fixing member 6 used for the measurement was 5.3 m, as shown in FIG.
m, the thickness L is 2.1 mm, and the width W of the fixing portion 36 is 9.0 m.
m, the width SW of the connecting portion 32 is 4.4 mm, the height SH of the connecting portion 32 is 1.0 mm, and the height NH of the small diameter portion 34 is 1.0 m.
m, and the entire size of the vibrator 4 is 20.0 mm in height × 4.4 mm in width × 2.1 m in thickness.
m, and the size of the arm portions 12 and 14 is
It is 7.0 mm × width 2.0 × thickness 2.1 mm.
【0036】また、図2(a)〜(d)は、振動子4の
底面4a又は固定部材6の取付面6aをその正面からみ
たものであり、斜線は、接着剤が塗布されている部位を
表している。そして、図2(a)〜(d)は、図3中の
折れ線(a)〜(d)に対応しており、即ち、(a)は
接着剤を基台3側に偏って塗布した場合、(b)は接着
剤を基台3側とは反対側に偏って塗布した場合、(c)
は接着剤を長手方向(Y軸方向)片側に偏って塗布した
場合、(d)は接着剤を中心から対称的な形状に塗布し
た場合を表している。2 (a) to 2 (d) show the bottom surface 4a of the vibrator 4 or the mounting surface 6a of the fixing member 6 as viewed from the front, and the oblique lines indicate the portions where the adhesive is applied. Is represented. 2 (a) to 2 (d) correspond to the broken lines (a) to (d) in FIG. 3, that is, (a) is a case where the adhesive is applied to the base 3 side. , (B) show the case where the adhesive is applied to the side opposite to the base 3 side, and (c)
Shows a case where the adhesive is applied to one side in the longitudinal direction (Y-axis direction), and (d) shows a case where the adhesive is applied in a symmetric shape from the center.
【0037】図3から明かなように、接着剤を中心に対
して対称的な形状に塗布((d)の場合)して、振動子
4と固定部材6とを接着すれば、接着剤の塗布面積に関
係なく、温度ドリフト幅を十分に抑制することができ、
また、(a)〜(c)のように、接着剤をいずれかの方
向に偏らせて塗布して接着した場合でも、その接着剤の
塗布面積が80%以上あれば、温度ドリフト幅を十分に
抑制することができる。As is clear from FIG. 3, if the adhesive is applied in a symmetrical shape with respect to the center (in the case of (d)) and the vibrator 4 and the fixing member 6 are bonded, the adhesive is Regardless of the application area, the temperature drift width can be sufficiently suppressed,
Also, as shown in (a) to (c), even when the adhesive is applied by being biased in any direction and bonded, if the applied area of the adhesive is 80% or more, the temperature drift width is sufficient. Can be suppressed.
【0038】即ち、振動子4と固定部材6との接着は、
接着面の全面に均一に接着剤を塗布することが望ましい
ことは言うまでもないが、上記条件を満たすように接着
剤を塗布できれば、実用上問題なく使用できるため、製
造工程の簡易化を図ることができる。 [第2実施例]次に、第2実施例について説明する。That is, the bonding between the vibrator 4 and the fixing member 6 is as follows.
Needless to say, it is desirable to apply the adhesive uniformly over the entire surface of the adhesive surface. However, if the adhesive can be applied so as to satisfy the above conditions, it can be used without practical problems, and the manufacturing process can be simplified. it can. [Second Embodiment] Next, a second embodiment will be described.
【0039】本実施例の角速度センサ42は、第1実施
例の角速度センサ2とは、固定部材の構成が一部異なる
と共に、固定部材を基台へ固定する際に、レーザ溶接を
行う位置が異なるだけで、他の構成は全く同様であるた
め、この異なる部分についてのみ説明する。The angular velocity sensor 42 of the present embodiment is partially different from the angular velocity sensor 2 of the first embodiment in the configuration of the fixing member, and the position at which laser welding is performed when the fixing member is fixed to the base. Only the difference is that the other configurations are completely the same. Therefore, only the different portions will be described.
【0040】図4(a)は、本実施例の角速度センサ4
2の平面図、図4(b)はそのA−A断面図である。な
お、図4では、簡単のために、振動子4の各種電極や、
基台3のターミナルT1〜T8等、一部省略して示して
いるが、基台3及び振動子4は第1実施例と全く同様の
ものであり、以下で説明する図5〜図11でも全く同様
である。FIG. 4A shows the angular velocity sensor 4 of this embodiment.
2 is a plan view, and FIG. In FIG. 4, for simplicity, various electrodes of the vibrator 4 and
Although the terminals T1 to T8 of the base 3 and the like are partially omitted, the base 3 and the vibrator 4 are completely the same as those in the first embodiment, and are also used in FIGS. 5 to 11 described below. It is exactly the same.
【0041】そして、本実施例における固定部材46
は、第1実施例の固定部材6と同様に接続部,細径部,
固定部からなり、固定部に孔48が穿設されている以外
は、第1実施例における固定部材6と全く同様の構成を
している。なおこの孔48は、細径部の延長線を挟んで
両側に一つずつ形成されている。Then, the fixing member 46 in this embodiment is used.
Are connected portions, small-diameter portions, and the like as in the fixing member 6 of the first embodiment.
It has the same configuration as the fixing member 6 in the first embodiment, except that the fixing member 6 includes a fixing portion and a hole 48 is formed in the fixing portion. The holes 48 are formed one on each side of the extension of the small diameter portion.
【0042】このように構成された固定部材46では、
第1実施例と同様に、固定面を基台3に直接密着させた
状態でレーザ溶接が行われるのであるが、固定部36の
側面にレーザ溶接が施される第1実施例とは異なり、固
定部材46に孔48を穿設することにより、孔48の底
部に形成された薄肉部にてレーザ溶接(溶接部位S)が
施されている。In the fixing member 46 configured as described above,
As in the first embodiment, laser welding is performed in a state in which the fixing surface is directly adhered to the base 3. However, unlike the first embodiment in which laser welding is performed on the side surface of the fixing portion 36, By drilling a hole 48 in the fixing member 46, laser welding (welded portion S) is performed at a thin portion formed at the bottom of the hole 48.
【0043】従って、本実施例によれば、溶接時のレー
ザ照射によって金属酸化物が飛散しても、孔48の内壁
面に付着するだけで、外部に飛散して基台3等を汚すこ
とがないため、外観を美しく保つことができると共に、
例えば、基台3に振動子4を保護するカバーをプロジェ
クション溶接等によって取り付ける場合にも、基台3の
表面が汚れていないので確実に取り付けることができ
る。 [第3実施例]次に、第3実施例について説明する。Therefore, according to this embodiment, even if the metal oxide is scattered by the laser irradiation during welding, the metal oxide is scattered to the outside only by adhering to the inner wall surface of the hole 48 to contaminate the base 3 and the like. Because there is no, you can keep the appearance beautiful,
For example, even when a cover for protecting the vibrator 4 is attached to the base 3 by projection welding or the like, the cover can be securely attached because the surface of the base 3 is not dirty. Third Embodiment Next, a third embodiment will be described.
【0044】本実施例の角速度センサ52は、第1実施
例の角速度センサ2とは、固定部材の構成が一部異なる
だけで、他の構成は全く同様であるため、この異なる部
分についてのみ説明する。なお、図5(a)は、本実施
例の角速度センサ52の平面図、図5(b)は、その左
側面図、図5(c)は、そのB−B断面図である。The angular velocity sensor 52 of this embodiment is different from the angular velocity sensor 2 of the first embodiment only in the configuration of the fixing member, and the other configurations are completely the same. I do. FIG. 5A is a plan view of the angular velocity sensor 52 of the present embodiment, FIG. 5B is a left side view thereof, and FIG. 5C is a BB sectional view thereof.
【0045】図5に示すように、本実施例における固定
部材56は、第1実施例の固定部材6と同様に、接続
部,細径部,固定部からなり、振動子4の長手方向に沿
った固定部の両側面56a,56bが、該側面56a,
56b間の幅が基台3側から離れるほど広がるような斜
面を形成するように面取りされている以外は、第1実施
例における固定部材6と全く同様の構成をしている。As shown in FIG. 5, the fixing member 56 in this embodiment comprises a connecting portion, a small-diameter portion, and a fixing portion, similarly to the fixing member 6 in the first embodiment. The side surfaces 56a, 56b of the fixing portion along the side surfaces 56a, 56b
The configuration is exactly the same as that of the fixing member 6 in the first embodiment, except that the width between 56b is chamfered so as to form a slope that becomes wider as the distance from the base 3 increases.
【0046】そして、固定部材56は、この面取りされ
た側面56a,56bにレーザ溶接(溶接部位S)が施
されることにより基台3に固定されている。このように
構成された本実施例の角速度センサ52によれば、溶接
時のレーザ照射によって、金属酸化物が飛散しても、そ
の多くは面取りされた側面56a,56bに付着し、周
囲に飛散する量が低減されるため、第2実施例と同様の
効果を得ることができる。 [第4実施例]次に、第4実施例について説明する。The fixing member 56 is fixed to the base 3 by subjecting the chamfered side surfaces 56a and 56b to laser welding (welding site S). According to the angular velocity sensor 52 of the present embodiment configured as described above, even if the metal oxide scatters due to the laser irradiation during welding, most of the metal oxide adheres to the chamfered side surfaces 56a and 56b and scatters around. Therefore, the same effect as in the second embodiment can be obtained. [Fourth Embodiment] Next, a fourth embodiment will be described.
【0047】本実施例の角速度センサ62は、第1実施
例の角速度センサ2とは、固定部材の構成が一部異なる
だけで、他の構成は全く同様であるため、この異なる部
分についてのみ説明する。なお、図6(a)は、本実施
例の角速度センサ62の平面図、図6(b)は、その左
側面図、図6(c)は、そのC−C断面図である。The angular velocity sensor 62 of the present embodiment differs from the angular velocity sensor 2 of the first embodiment only in the configuration of the fixing member and the other configurations are completely the same. I do. 6A is a plan view of the angular velocity sensor 62 of the present embodiment, FIG. 6B is a left side view thereof, and FIG. 6C is a sectional view taken along line CC of FIG.
【0048】図6に示すように、本実施例における固定
部材66は、第1実施例の固定部材6と同様に、接続
部,細径部,固定部からなり、振動子4の長手方向に沿
った固定部の両側端部に、その中央部より肉厚を薄くし
てなる薄肉部66a,66bが形成されている以外は、
第1実施例における固定部材6と全く同様の構成をして
いる。As shown in FIG. 6, the fixing member 66 in this embodiment comprises a connecting portion, a small diameter portion, and a fixing portion, similarly to the fixing member 6 in the first embodiment, and extends in the longitudinal direction of the vibrator 4. Except for the thin portions 66a and 66b, which are thinner than the central portion, are formed at both end portions of the fixed portion along the length.
It has exactly the same configuration as the fixing member 6 in the first embodiment.
【0049】そして、固定部材66は、この薄肉部66
a,66bにて、基台3との対向面をプロジェクション
溶接、又は第1,第2実施例と同様な部位をレーザ溶接
(溶接部位は図示せず)することにより、基台3に固定
されている。このように構成された本実施例の角速度セ
ンサ62では、面積当たりの容積の小さな薄肉部66
a,66bにて溶接が行われるので、この薄肉部66
a,66bが形成された固定部材66への熱の逃げが少
なく、小さなパワーでの溶接が可能となる。Then, the fixing member 66 is
In steps a and 66b, the surface facing the base 3 is fixed to the base 3 by projection welding or laser welding (a welding part is not shown) of the same part as in the first and second embodiments. ing. In the angular velocity sensor 62 of the present embodiment configured as described above, the thin portion 66 having a small volume per area is provided.
a, 66b, the thin portion 66 is welded.
A small amount of heat escapes to the fixing member 66 on which the a and 66b are formed, and welding with small power becomes possible.
【0050】従って、本実施例によれば、固定部材66
を介して振動子4に伝達される熱量が少なく、溶接時の
熱的なダメージによる振動子4の分極の劣化が低減され
るので、検出精度の良好な角速度センサ62を実現でき
る。 [第5実施例]次に、第5実施例について説明する。Therefore, according to the present embodiment, the fixing member 66
, The amount of heat transmitted to the vibrator 4 is small, and the deterioration of the polarization of the vibrator 4 due to thermal damage during welding is reduced, so that the angular velocity sensor 62 with good detection accuracy can be realized. [Fifth Embodiment] Next, a fifth embodiment will be described.
【0051】本実施例の角速度センサ72は、第1実施
例の角速度センサ2とは、基台の構成が一部異なるの
と、固定部材の基台への取付方が異なるだけで、他の構
成は全く同様であるため、この異なる部分についてのみ
説明する。なお、図7(a)は、本実施例の角速度セン
サ72の平面図、図7(b)は、そのD−D断面図、図
7(c)は、その正面図である。The angular velocity sensor 72 of this embodiment is different from the angular velocity sensor 2 of the first embodiment only in that the configuration of the base is partially different, and only in the manner of attaching the fixing member to the base. Since the configuration is completely the same, only this different portion will be described. 7A is a plan view of the angular velocity sensor 72 according to the present embodiment, FIG. 7B is a sectional view taken along the line DD, and FIG. 7C is a front view thereof.
【0052】図7に示すように、本実施例における基台
73は、第1実施例の基台3に形成された凹部3aが存
在せず、単純な平板状に形成されている。そして、固定
部材6の固定部と基台73との間には、熱膨張率の比較
的小さな金属材料からなり、両者の対向面を平行な状態
に保つスペーサ77が介挿されており、しかも、固定部
材6(及びスペーサ77)の周縁部をレーザ溶接にて溶
かし込む(溶接部位S)ことにより、固定部材6は基台
73に固定されている。As shown in FIG. 7, the base 73 in the present embodiment is formed in a simple flat plate shape without the concave portion 3a formed in the base 3 in the first embodiment. Further, a spacer 77 made of a metal material having a relatively small coefficient of thermal expansion and keeping the opposing surfaces thereof in parallel is interposed between the fixing portion of the fixing member 6 and the base 73. The fixing member 6 is fixed to the base 73 by melting the peripheral portion of the fixing member 6 (and the spacer 77) by laser welding (welding site S).
【0053】このように構成された本実施例の角速度セ
ンサ72では、スペーサ77の厚さ分だけ、振動子4は
基台73から浮設されることになるため、振動子4の振
動が妨げられることを防ぐために、基台73に凹部を形
成する必要がなく、基台73の構成を簡易なものとする
ことができる。In the angular velocity sensor 72 according to the present embodiment having the above-described configuration, the vibrator 4 is suspended from the base 73 by the thickness of the spacer 77, so that the vibration of the vibrator 4 is hindered. It is not necessary to form a concave portion in the base 73 in order to prevent such a situation, and the configuration of the base 73 can be simplified.
【0054】また、スペーサ77は、ロー材のようには
溶融しないため、溶接を行う際に、基台73,スペーサ
77,固定部材6の互いの当接面が密着するように押し
つけるだけで、基台73に対して固定部材6の基台73
への対向面を、簡単かつ精度よく水平に保持することが
できる。即ち、本実施例によれば、固定部材6に固定さ
れた振動子4を基台73に対して精度よく水平に保持す
ることができるため、検出に不要な振動の発生を防止す
ることができ、検出精度を向上させることができる。Further, since the spacer 77 does not melt like a brazing material, when welding is performed, it is only necessary to press the base 73, the spacer 77, and the fixing member 6 so that the contact surfaces thereof come into close contact with each other. The base 73 of the fixing member 6 with respect to the base 73
Can be held horizontally easily and accurately. That is, according to the present embodiment, the vibrator 4 fixed to the fixing member 6 can be accurately held horizontally with respect to the base 73, so that unnecessary vibration for detection can be prevented. , Detection accuracy can be improved.
【0055】ところで、本実施例では、基台73と固定
部材6との間に、スペーサ77を介挿した状態で、溶接
を行っているが、図8に示すように、これらの間にスペ
ーサ77を介挿することなく溶接を行ってもよい。図8
(a)は、この変形例の角速度センサ72aの平面図、
図8(b)は、そのE−E断面図、図8(c)は、その
正面図である。In the present embodiment, welding is performed with the spacer 77 interposed between the base 73 and the fixing member 6. However, as shown in FIG. Welding may be performed without interposing 77. FIG.
(A) is a top view of the angular velocity sensor 72a of this modification,
FIG. 8B is a sectional view taken along the line EE, and FIG. 8C is a front view thereof.
【0056】この場合、溶接を行うには、まず、基台7
3と振動子4との間に、これらの間に間隙を形成して平
行に保持するスペーサ77状の治具を配置して位置決め
し、この状態で固定部材6の周縁部をレーザ溶接にて溶
かし込んで固定部材6を基台73に固定した後、治具を
取り外せばよい。このようにしても、上述の角速度セン
サ72と同様に、振動子4を基台73に対して精度よく
水平に保持することができ、同様の効果を得ることがで
きる。In this case, to perform the welding, first, the base 7
A jig in the form of a spacer 77 is formed between the vibrator 3 and the vibrator 4 to form a gap between them and hold them in parallel, and is positioned. In this state, the peripheral portion of the fixing member 6 is laser-welded. After melting and fixing the fixing member 6 to the base 73, the jig may be removed. Even in this case, similarly to the above-described angular velocity sensor 72, the vibrator 4 can be accurately held horizontally with respect to the base 73, and the same effect can be obtained.
【0057】なお、振動子4は、振動時に基台73に接
触しない程度に浮設されていればよく、従って、固定部
材6(即ち振動子4)と基台73との間隙は数mmあれ
ば充分であるため、固定部材6が基台73に直接接触し
ていなくても、レーザ溶接による溶融物だけで充分な強
度を得ることができる。 [第6実施例]次に、第6実施例について説明する。The vibrator 4 only needs to be floated so as not to contact the base 73 during vibration. Therefore, the gap between the fixing member 6 (ie, the vibrator 4) and the base 73 is several mm. Since it is sufficient, even if the fixing member 6 is not in direct contact with the base 73, sufficient strength can be obtained only by the melted material by laser welding. [Sixth Embodiment] Next, a sixth embodiment will be described.
【0058】本実施例の角速度センサ82は、第1実施
例の角速度センサ2とは、基台の構成が一部異なるの
と、固定部材の基台への取付方が異なるだけで、他の構
成は全く同様であるため、この異なる部分についてのみ
説明する。なお、図9(a)は、本実施例の角速度セン
サ82の平面図、図9(b)は、そのF−F断面図、図
9(c)は、その正面図である。The angular velocity sensor 82 of this embodiment is different from the angular velocity sensor 2 of the first embodiment only in that the configuration of the base is partially different, and only in the manner of attaching the fixing member to the base. Since the configuration is completely the same, only this different portion will be described. 9A is a plan view of the angular velocity sensor 82 according to the present embodiment, FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line FF, and FIG. 9C is a front view thereof.
【0059】図9に示すように、本実施例における基台
83は、第1実施例の基台3に形成された凹部3aが存
在せず、代わりに固定部材6の取付位置に、固定部材6
を、互いの対向面が平行となるように支持可能な2条の
突出部83a,83bが形成されている。そして、固定
部材6は、この突出部83a,83bに当接する部位を
プロジェクション溶接、又はこの当接部位の周囲側面を
レーザ溶接(溶接部位は図示せず)することにより基台
3に固定されている。As shown in FIG. 9, the base 83 in the present embodiment does not have the concave portion 3a formed in the base 3 of the first embodiment, and instead has the fixing member 6 at the mounting position of the fixing member 6. 6
Are formed with two protruding portions 83a and 83b that can support each other so that their opposing surfaces are parallel to each other. Then, the fixing member 6 is fixed to the base 3 by projection welding of a portion that comes into contact with the protruding portions 83a and 83b, or laser welding of a peripheral side surface of the contact portion (a welding portion is not shown). I have.
【0060】このように構成された本実施例の角速度セ
ンサ82では、容積の小さな突出部83a,83bにて
溶接が行われるので、この突出部83a,83bが形成
された基台83への熱の逃げが少なくなり、小さなパワ
ーでの溶接が可能となる。従って、本実施例によれば、
第4実施例と同様に、検出精度の良好な角速度センサ8
2を実現できる。In the angular velocity sensor 82 according to the present embodiment having the above-described structure, welding is performed at the projections 83a and 83b having a small volume, so that heat is applied to the base 83 on which the projections 83a and 83b are formed. And the welding with a small power becomes possible. Therefore, according to the present embodiment,
As in the fourth embodiment, the angular velocity sensor 8 with good detection accuracy
2 can be realized.
【0061】また、本実施例の角速度センサ82では、
突出部83a,83bの高さ分だけ、振動子4は基台8
3から浮設されることになるため、振動子4の振動が妨
げられることを防ぐために基台83に凹部を形成する必
要がない。更に、本実施例の角速度センサ82では、溶
接を行う際に、固定部材6を、突出部83aに密着する
ように押しつけるだけで、基台83に対して固定部材6
の基台83への対向面を、簡単かつ精度よく水平に保持
することができる。即ち、本実施例によれば、固定部材
6に固定された振動子4を基台83に対して精度よく水
平に保持することができるため、検出に不要な振動の発
生を防止することができ、検出精度を向上させることが
できる。Further, in the angular velocity sensor 82 of this embodiment,
The vibrator 4 is supported on the base 8 by the height of the protrusions 83a and 83b.
3, it is not necessary to form a recess in the base 83 to prevent the vibration of the vibrator 4 from being hindered. Furthermore, in the angular velocity sensor 82 of the present embodiment, when welding is performed, the fixing member 6 is simply pressed against the protruding portion 83a so as to be in close contact with the base 83, so that the fixing member 6
The surface facing the base 83 can be horizontally held simply and accurately. That is, according to the present embodiment, the vibrator 4 fixed to the fixing member 6 can be accurately and horizontally held with respect to the base 83, so that unnecessary vibration for detection can be prevented. , Detection accuracy can be improved.
【0062】ところで、本実施例では、基台83に突出
部83a,83bを設けているが、図10に示すよう
に、固定部材86に突出部86a,86bを設けてもよ
く、このように構成した場合でも、上述の角速度センサ
82と全く同様の効果を得ることができる。なお、図1
0(a)は、この変形例の角速度センサ82aの平面
図、図10(b)は、そのG−G断面図、図10(c)
は、その正面図である。In the present embodiment, the base 83 is provided with the protruding portions 83a and 83b. However, as shown in FIG. 10, the fixing member 86 may be provided with the protruding portions 86a and 86b. Even with this configuration, the same effect as that of the above-described angular velocity sensor 82 can be obtained. FIG.
0 (a) is a plan view of the angular velocity sensor 82a of this modified example, FIG. 10 (b) is a GG sectional view thereof, and FIG. 10 (c).
Is a front view thereof.
【0063】また、突出部は、基台83及び固定部材8
6のいずれか一方に設けるのではなく、双方共に設けて
もよい。 [第7実施例]次に、第7実施例について説明する。Further, the protruding portion includes the base 83 and the fixing member 8.
6 may be provided instead of one of them. Seventh Embodiment Next, a seventh embodiment will be described.
【0064】本実施例の角速度センサ92は、第1実施
例の角速度センサ2とは、基台の構成が一部異なるの
と、固定部材の基台への取付方が異なるだけで、他の構
成は全く同様であるため、この異なる部分についてのみ
説明する。なお、図11(a)は、本実施例の角速度セ
ンサ92の平面図、図11(b)は、その左側面図、図
11(c)は、そのH−H断面図である。The angular velocity sensor 92 of the present embodiment differs from the angular velocity sensor 2 of the first embodiment only in that the configuration of the base is partially different, and only in the manner of attaching the fixing member to the base. Since the configuration is completely the same, only this different portion will be described. FIG. 11A is a plan view of the angular velocity sensor 92 of the present embodiment, FIG. 11B is a left side view thereof, and FIG. 11C is a sectional view taken along line HH.
【0065】図11に示すように、本実施例における基
台93は、第1実施例の基台3に形成された凹部3aが
存在せず、代わりに、基台93に対向し且つ平行な取付
面95aを有するホルダー95が設けられている。この
ホルダー95は、金属板をプレス加工して成形したもの
であり、その両端部は、レーザ溶接又はプロジェクショ
ン溶接(溶接部位は図示せず)により基台93に接合さ
れており、また、取付面95aには、レーザ溶接又はプ
ロジェクション溶接(溶接部位は図示せず)により、固
定部材6が接合されている。As shown in FIG. 11, the base 93 in the present embodiment does not have the concave portion 3a formed in the base 3 of the first embodiment, but is instead opposed to and parallel to the base 93. A holder 95 having a mounting surface 95a is provided. The holder 95 is formed by pressing a metal plate and formed. Both ends of the holder 95 are joined to the base 93 by laser welding or projection welding (welding portions are not shown). The fixing member 6 is joined to the base member 95a by laser welding or projection welding (the welding site is not shown).
【0066】このように構成された本実施例の角速度セ
ンサ92では、基台93に設けられた金属板からなる薄
肉のホルダー95にて溶接が行われるので、固定部材6
の溶接を行う時には、ホルダー95を介して接続された
基台93への熱の逃げが少なく、小さなパワーでの溶接
が可能となる。In the angular velocity sensor 92 according to the present embodiment having the above-described structure, the welding is performed by the thin holder 95 made of a metal plate provided on the base 93, so that the fixing member 6 is fixed.
When welding is performed, there is little escape of heat to the base 93 connected via the holder 95, and welding with a small power becomes possible.
【0067】従って、本実施例によれば、固定部材6を
介して振動子4に伝達される熱量も少なく、溶接時の熱
的なダメージによる振動子4の分極の劣化が低減される
ので、検出精度の良好な角速度センサ92を実現でき
る。Therefore, according to the present embodiment, the amount of heat transmitted to the vibrator 4 via the fixing member 6 is small, and the deterioration of the polarization of the vibrator 4 due to thermal damage during welding is reduced. An angular velocity sensor 92 with good detection accuracy can be realized.
【図1】 第1実施例の角速度センサの全体構成を表す
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating an entire configuration of an angular velocity sensor according to a first embodiment.
【図2】 図3のグラフに結果が表された実験の条件を
表す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing conditions of an experiment whose results are shown in the graph of FIG.
【図3】 振動子と固定部材との接着状態とオフセット
出力の温度ドリフト幅との関係を実験的に求めた結果を
表すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a result obtained by experimentally obtaining a relationship between a bonding state between a vibrator and a fixed member and a temperature drift width of an offset output.
【図4】 第2実施例の角速度センサの概略構成を表す
説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an angular velocity sensor according to a second embodiment.
【図5】 第3実施例の角速度センサの概略構成を表す
説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an angular velocity sensor according to a third embodiment.
【図6】 第4実施例の角速度センサの概略構成を表す
説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an angular velocity sensor according to a fourth embodiment.
【図7】 第5実施例の角速度センサの概略構成を表す
説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an angular velocity sensor according to a fifth embodiment.
【図8】 第5実施例の変形例の概略構成を表す説明図
である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a modification of the fifth embodiment.
【図9】 第6実施例の角速度センサの概略構成を表す
説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an angular velocity sensor according to a sixth embodiment.
【図10】 第6実施例の変形例の概略構成を表す説明
図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a modification of the sixth embodiment.
【図11】 第7実施例の角速度センサの概略構成を表
す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an angular velocity sensor according to a seventh embodiment.
2,42,52,62,72,72a,82,82a,
92…角速度センサ 3,73,83,93…基台 3a…凹部 4
…振動子 6,46,56,66,86…固定部材 6a…取
付面 6b…固定面 10…基部 12,1
4…アーム部 16,18…駆動電極 20…モニタ電極 22…
仮想GND電極 24…処理電極 25,31…短絡電極 26…
検出電極 27…パッド電極 28…引出電極 32…
接続部 34…細径部 36…固定部 48…
孔 77…スペーサ 95…ホルダー T1〜T8…ターミナル W1〜W8…ワイヤ
S…溶接部位2, 42, 52, 62, 72, 72a, 82, 82a,
92: angular velocity sensor 3, 73, 83, 93: base 3a: recess 4
... vibrator 6, 46, 56, 66, 86 ... fixing member 6a ... mounting surface 6b ... fixing surface 10 ... base 12,1
4 Arm section 16, 18 Drive electrode 20 Monitor electrode 22
Virtual GND electrode 24 ... Processing electrode 25, 31 ... Short circuit electrode 26 ...
Detection electrode 27 ... Pad electrode 28 ... Extraction electrode 32 ...
Connection part 34 ... Small diameter part 36 ... Fixed part 48 ...
Hole 77: Spacer 95: Holder T1 to T8: Terminal W1 to W8: Wire
S: welded area
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 知幸 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 秋元 克英 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Tomoyuki Kanda 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Denso Corporation (72) Inventor Katsuhide Akimoto 1-1-1, Showa-cho, Kariya City, Aichi Prefecture Denso Corporation Inside
Claims (12)
測定物に取り付けられる基台と、 圧電体単体からなる振動子と、 該振動子の振動の支点となる端部を上記基台に固定する
固定部材と、を備え、上記振動子を、上記所定軸と直交
する方向に励振し、該励振方向及び上記所定軸と直交す
る方向の振動状態を検出することにより、該振動状態か
ら上記被測定物が受けた角速度を検出する角速度センサ
において、 上記固定部材は、上記基台との対向面を上記基台に対し
て当接又は平行に保持させた状態で、上記基台に溶接接
合されていることを特徴とする角速度センサ。1. A base attached to an object to be measured which receives an angular velocity around a predetermined axis from the outside, a vibrator made of a piezoelectric body alone, and an end serving as a fulcrum of vibration of the vibrator fixed to the base. A vibrating element is excited in a direction orthogonal to the predetermined axis, and a vibration state in the excitation direction and a direction orthogonal to the predetermined axis is detected. In an angular velocity sensor that detects an angular velocity received by a measurement object, the fixing member is welded to the base while a surface facing the base is held in contact with or parallel to the base. An angular velocity sensor characterized in that:
の励振方向に対向する両側面部にて上記基台に溶接され
ていることを特徴とする請求項1に記載の角速度セン
サ。2. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the fixing member is welded to the base at least on both side surfaces of the vibrator facing the excitation direction.
される両側面部間の幅が上記基台との対向面から離れる
ほど増大するように該両側面部が面取りされていること
を特徴とする請求項2に記載の角速度センサ。3. The fixing member according to claim 1, wherein both side portions are chamfered so that a width between both side portions to be welded to the base increases as the distance from the surface facing the base increases. The angular velocity sensor according to claim 2, wherein:
記振動子の上記基台方向への振動振幅より大きな厚さを
有するスペーサが挿入されていることを特徴とする請求
項2又は請求項3に記載の角速度センサ。4. A spacer having a thickness greater than a vibration amplitude of the vibrator in the direction of the base is inserted between the base and the fixing member. Or the angular velocity sensor according to claim 3.
ともいずれか一方に、その肉厚を薄く形成してなる薄肉
部を設け、 該薄肉部にて、上記基台と上記固定部材とが溶接されて
いることを特徴とする請求項1に記載の角速度センサ。5. A thin portion having a reduced thickness is provided on at least one of the base and the fixing member, and the base and the fixing member are welded at the thin portion. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein:
向けて孔を穿設することにより、該孔の底部に上記薄肉
部が形成されていることを特徴とする請求項5に記載の
角速度センサ。6. The fixing member according to claim 5, wherein the thin portion is formed at a bottom of the hole by forming a hole toward a surface facing the base. An angular velocity sensor as described.
ともいずれか一方に、互いの対向面間に間隙が形成され
るように他方の対向面に当接して両者間の位置決めをす
る突出部を設け、 該突出部にて、上記基台と上記固定部材とが溶接されて
いることを特徴とする請求項1に記載の角速度センサ。7. A projection for abutting on at least one of the base and the fixing member so as to form a gap between the opposing surfaces and positioning the two opposing surfaces. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the base and the fixing member are welded at the projecting portion.
は、局所的な接合部位を形成するレーザ溶接であること
を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載
の角速度センサ。8. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein welding for joining the fixing member to the base is laser welding for forming a local joint. .
は、局所的な接合部位を形成するプロジェクション溶接
であることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいず
れかに記載の角速度センサ。9. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein welding for joining the fixing member to the base is projection welding for forming a local joining portion. .
た幅が上記振動子の固定端を取り付ける取付面より上記
基台への対向面の方が大きいことを特徴とする請求項1
ないし請求項9のいずれかに記載の角速度センサ。10. The fixing member according to claim 1, wherein a width along the excitation direction is larger on a surface facing the base than a mounting surface on which a fixed end of the vibrator is mounted.
An angular velocity sensor according to claim 9.
取付面とは接着剤により接着されており、該接着剤は上
記固定端及び取付面の中心に対して対称的な形状で分布
するように塗布されていることを特徴とする請求項1な
いし請求項10のいずれかに記載の角速度センサ。11. The fixed end of the vibrator and the mounting surface of the fixing member are adhered by an adhesive, and the adhesive is distributed in a symmetric shape with respect to the center of the fixed end and the mounting surface. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the angular velocity sensor is applied in such a manner.
取付面とは接着剤により接着されており、該接着剤は上
記固定端及び取付面の面積の80%以上に塗布されてい
ることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれ
かに記載の角速度センサ。12. The fixed end of the vibrator and the mounting surface of the fixing member are adhered with an adhesive, and the adhesive is applied to at least 80% of the area of the fixed end and the mounting surface. The angular velocity sensor according to any one of claims 1 to 11, wherein:
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9203165A JPH10232134A (en) | 1996-12-18 | 1997-07-29 | Angular velocity sensor |
US08/992,008 US6182508B1 (en) | 1996-12-18 | 1997-12-17 | Structure of angular rate sensor |
DE19756552A DE19756552B4 (en) | 1996-12-18 | 1997-12-18 | Angular rate sensor |
DE19812952A DE19812952A1 (en) | 1997-03-24 | 1998-03-24 | Angular velocity sensor, method for its production and piezoelectric vibrating element for use in this sensor |
DE19812977A DE19812977A1 (en) | 1997-03-24 | 1998-03-24 | Angular velocity sensor and method to improve its output characteristics |
DE19812962A DE19812962A1 (en) | 1997-03-24 | 1998-03-24 | Angular speed sensor for vehicles, video cameras, navigation systems, etc. |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33865696 | 1996-12-18 | ||
JP8-338656 | 1996-12-18 | ||
JP9203165A JPH10232134A (en) | 1996-12-18 | 1997-07-29 | Angular velocity sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10232134A true JPH10232134A (en) | 1998-09-02 |
Family
ID=26513776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9203165A Pending JPH10232134A (en) | 1996-12-18 | 1997-07-29 | Angular velocity sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10232134A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007088747A1 (en) * | 2006-02-01 | 2007-08-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Support structure of vibrator and its manufacturing method |
-
1997
- 1997-07-29 JP JP9203165A patent/JPH10232134A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007088747A1 (en) * | 2006-02-01 | 2007-08-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Support structure of vibrator and its manufacturing method |
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