JPH10288525A

JPH10288525A - 角速度センサ

Info

Publication number: JPH10288525A
Application number: JP9096086A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Watarai; 武宏度會
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-04-14
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】圧電体からなる音叉形状の振動子を備えた角
速度センサにおいて、振動子に形成された電極への信号
線の接続により角速度の検出精度が低下するのを防止
し、且つ、各電極への信号線の接続を簡単に行うことが
できるようにする。【解決手段】角速度検出用の振動子２を、アーム部
４，６と連結部８とにより音叉形状に形成された圧電体
の表面に、駆動電極１２ａ，１２ｂ，モニタ電極１４
ａ，１４ｂ，接地用電極１６ａ，１６ｂ，検出電極１８
ａ，１８ｂを形成し、裏面及び各アーム部４，６の側面
に、表面の接地用電極１６ａ，１６ｂに接続される基準
電極を形成することにより作製する。そして、表面の各
電極とベース３６に立設されたターミナルＴ１〜Ｔ８と
の接続を、ワイヤＷ１〜Ｗ８を用いたワイヤボンディン
グで行う。この結果、振動子２の左右で振動特性のバラ
ンスが崩れて、Ｓ／Ｎが低下するのを防止し、角速度の
検出精度を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車両制
御、ナビゲーション、ビデオカメラの手振れ防止等に用
いられる角速度センサに関し、特に、圧電体からなる音
叉形状の振動子を用いて角速度を検出する角速度センサ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平８−２１０８６
０号公報に開示されているように、一対のアーム部とこ
れを連結する連結部により音叉形状に形成された圧電体
からなる振動子を備え、この振動子をアーム部の配列方
向である駆動軸方向に一定振動させつつ、角速度入力時
に振動子が受けるコリオリ力を、駆動軸と直交する検出
軸方向への振動子の振動の変化状態から検出する角速度
センサが知られている。

【０００３】そして、この種の角速度センサにおいて
は、音叉形状に形成した圧電体の外壁面に駆動（励振）
用或いは振動検出用の電極を形成するだけで振動子を作
製できるため、従来より一般に使用されている、振動子
を金属にて形成してその表面に圧電体を接合するタイプ
の角速度センサに比べて、部品点数が少なく、構造，延
いては製造工程が簡易であるという、利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
角速度センサにおいては、振動子において凹字状を呈す
る表面側に励振用の駆動電極及び励振状態検出用のモニ
タ電極が形成され、各アーム部の側面に検出電極が形成
され、振動子の裏面側に基準電位に接地されて上記各電
極に対する共通電極となる基準電極が形成され、更に、
各アーム部の表面側の各検出電極との対応位置に圧電体
分極用の電極が形成されている。そして、この振動子と
外部の電気回路との接続は、振動子の各面に形成された
駆動電極，モニタ電極，検出電極，及び基準電極に、夫
々、信号線を接続することにより行われている。

【０００５】この結果、上記従来の角速度センサにおい
ては、振動子に接続された信号線の配線状態によって、
検出信号のＳ／Ｎ（信号対雑音比）が低下したり、雑音
成分の温度変化によって検出信号に温度ドリフトが生じ
ることがあった。つまり、振動子の各電極に接続された
信号線は、振動子の振動特性に影響を与える。音叉形状
の振動子の場合、信号線による影響が左右のアーム部で
同じであれば、各アーム部において信号線の影響によっ
て生じた雑音成分を相殺させることができる。そこで、
従来では、左右のアーム部において、電極やこれに接続
される信号線が左右対称となるように振動子を構成して
いる。

【０００６】しかし、従来の角速度センサでは、左右の
アーム部の表裏面及び側面に形成された各電極に信号線
を接続する必要があるため、各電極に対する信号線の配
線経路が複雑で、信号線が変形し易く、信号線を左右の
アーム部に対して対称に配線することは難しい。そし
て、このように左右のアーム部に対して接続される信号
線の対称性が崩れると、左右のアーム部間で振動特性に
差が生じ、各アーム部に形成された検出電極からの出力
を合成（一般には差動増幅）することにより得られる検
出信号中のノイズが増加する。また圧電体にて形成され
た振動子は、特性が温度により大きく変化するため、検
出信号に重畳されるノイズも温度によって変化する。こ
の結果、従来の角速度センサでは、振動子に接続される
信号線の影響を受けて、検出信号のＳ／Ｎが低下し、ま
た検出信号が温度によって大きく変化する（温度ドリフ
ト）、といった問題が発生するのである。

【０００７】また、このように従来の角速度センサにお
いては、振動子に接続する信号線の配線経路が複雑であ
るため、その配線のための工数が増え、製造コストを低
減することができないといった問題もある。本発明はこ
うした問題に鑑みなされたものであり、圧電体からなる
音叉形状の振動子を備えた角速度センサにおいて、振動
子に形成された電極への信号線の接続により角速度の検
出精度が低下するのを防止し、しかも、各電極への信号
線の接続を簡単に行うことができるようにすることを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成する為
になされた請求項１記載の発明は、一対のアーム部と各
アーム部の一端を連結する連結部とにより音叉形状に形
成された圧電体からなり、外壁面に、少なくとも、外部
から交流電圧を受けて各アーム部をその配列方向である
駆動軸方向に励振する駆動電極、及び、各アーム部にお
いて駆動軸とは直交する検出軸方向に生じる振動を検出
する一対の検出電極が形成された振動子を備えた角速度
センサにおいて、振動子の外壁面の内、凹字状を呈する
表面側に駆動電極及び一対の検出電極を形成し、裏面側
に基準電位に接地される第１の基準電極を形成し、各ア
ーム部側面の各検出電極との対応位置に夫々第１の基準
電極に接続された第２の基準電極を形成してなることを
特徴とする。

【０００９】このように、請求項１に記載の角速度セン
サにおいては、前述した従来の角速度センサにおいて振
動子の表面側に形成していた分極用電極の代わりに、検
出電極を形成し、各アーム部の側面にこの検出電極に対
応した第２の基準電極を形成している。このため、本発
明によれば、振動子を駆動軸方向に励振するために駆動
電極に接続される信号線だけではなく、検出電極から振
動子の検出軸方向への振動に対応した信号を取り出すた
めの信号線についても、振動子の表面側から引き出すこ
とができ、検出電極に接続される信号線を各アーム部の
側面から引き出す必要がないので、振動子から引き出さ
れる信号線の配線経路を簡単にすることができる。

【００１０】従って、本発明（請求項１）によれば、各
アーム部に対して信号線を対称に配置するのが容易にな
り、その対称性が崩れることによって生じる検出特性の
劣化を防止し、角速度を検出精度を向上することができ
る。また、振動子への信号線の接続作業も簡単に行うこ
とができるようになるため、角速度センサの製造コスト
を低減することもできる。

【００１１】尚、本発明では、従来振動子の表面側に形
成されていた分極用電極の代わりに、検出電極を振動子
の表面側に形成するようにしているが、振動子を構成す
る圧電体を分極処理する際には、検出電極を分極用電極
として利用できるので、圧電体の分極処理に支障を来す
ことはない。

【００１２】次に、請求項２に記載の角速度センサは、
上記請求項１に記載の角速度センサにおいて、振動子の
各アーム部の裏面側で且つ表面側の検出電極と対応する
位置にも検出電極を夫々形成し、各アーム部の側面に、
裏面側の検出電極と表面側の検出電極とを接続する第１
の短絡用電極を形成したことを特徴とする。

【００１３】このように構成された請求項２に記載の角
速度センサによれば、振動子の検出軸方向の振動を、各
アーム部の表裏面に夫々形成した一対の検出電極を用い
て検出できる。このため、検出電極を各アーム部の表面
側だけに形成した場合に比べて、入力角速度に対する電
気的な検出感度を２倍にすることができ、検出電極を介
して得られる検出信号のＳ／Ｎをより大きくして、角速
度の検出精度をより向上することが可能になる。

【００１４】また次に、請求項３に記載の角速度センサ
は、請求項１又は請求項２に記載の角速度センサにおい
て、振動子の各アーム部の表面側に接地用電極を形成
し、各アーム部の側面に、この接地用電極と第１又は第
２の基準電極とを接続する第２の短絡用電極を形成した
ことを特徴とする。

【００１５】従って、請求項３に記載の角速度センサに
よれば、振動子の裏面及び側面に形成された各基準電極
を基準電位に接地するための信号線についても、接地用
電極を利用することにより、振動子の表面側から引き出
すことができるようになり、振動子に接続される信号線
を、全て、振動子の表面側から引き出すことが可能にな
る。

【００１６】このため、本発明（請求項３）によれば、
振動子への信号線の接続をより簡単に行うことができ、
また、各アーム部に対して、信号線を、より確実に対称
に接続することができる。従って、信号線の対称性が崩
れることによって検出信号のＳ／Ｎが低下するのをより
確実に防止し、検出信号の温度ドリフトを低減して、角
速度の検出精度を向上することが可能になる。

【００１７】また、本発明（請求項３）によれば、振動
子の各電極に接続すべき全ての信号線を振動子の表面側
から引き出すことができるので、信号線の配線の自動化
を容易に図ることができ、これによって角速度センサの
コスト低減を促進できる。尚、請求項１〜請求項３に記
載の角速度センサにおいて、振動子の表面側には、請求
項４に記載のように、各アーム部の駆動軸方向への振動
状態を検出するモニタ電極を形成するようにしてもよ
い。そして、このようにモニタ電極を形成した場合に
は、このモニタ電極からの出力に基づき各アーム部の駆
動軸方向への振動状態（振幅）が一定になるように、駆
動電極に入力する駆動信号をフィードバック制御するこ
とにより、角速度の検出精度を向上することが可能にな
る。また、このようにモニタ電極を形成すれば、このモ
ニタ電極からの信号線の引き出しも、振動子の表面側か
ら行うことができるので、モニタ電極に接続した信号線
の影響によって、検出信号のＳ／Ｎが低下するのを防止
することもできる。

【００１８】一方、請求項１〜請求項４に記載の角速度
センサにおいて、駆動電極（詳しくは駆動電極−基準電
極間）への交流電圧の印加によって振動子を駆動軸方向
に振動させ、検出電極を介して振動子の検出軸方向への
振動を検出するには、振動子を構成する圧電体を、その
表面から裏面方向又はその逆方向に分極させればよく、
そのためには、振動子の表裏面に形成された電極間に直
流電圧を印加すればよいが、このように振動子を分極処
理する際に、アーム部の側面に電極が形成されている
と、この電極によって圧電体における配向を均一にでき
ない。

【００１９】そこで、請求項１〜請求項４に記載の角速
度センサにおいては、振動子を、請求項５に記載のよう
に構成することが望ましい。即ち、各アーム部の側面に
形成される電極については、振動子の表裏面に形成され
た電極間に電圧を印加することにより、各電極周りの圧
電体を、振動子の表面から裏面方向又はその逆方向に分
極した後、形成するようにすることが望ましい。

【００２０】またこのように、圧電体の分極処理後に各
アーム部の側面に電極を形成する際には、従来より一般
に行われている焼き付けによる電極形成ではなく、請求
項６に記載のように、低温硬化型の導電性樹脂を用いて
形成することが望ましい。つまり、分極後の圧電体に電
極を形成するに当たって、一般的な焼き付けにて電極を
形成するようにすると、その焼き付け部分の温度上昇に
よって、圧電体の分極特性が変化し、良好な検出特性が
得られなくなることが考えられるが、請求項６に記載の
ように、低温硬化型の導電性樹脂にて電極を形成するよ
うにすれば、圧電体の分極特性に影響を与えることなく
各アーム部の側面に電極を形成でき、振動子の特性を所
望の特性に維持することができる。

【００２１】また、請求項１〜請求項６に記載の角速度
センサによれば、少なくとも、駆動電極及び検出電極か
ら信号を取り出すための信号線を振動子の表面側から引
き出すことができるが、この場合、これら各電極への信
号線の接続は、請求項７に記載のように、各電極に対し
てワイヤボンディングにより金属線を接合することによ
り行うことが好ましい。

【００２２】つまり、ワイヤボンディングにより金属線
を接合する技術は、ＩＣ等の製造技術として確立されて
おり、電極に接続される信号線（つまり金属線）の長さ
や形状を一定にすることができることから、各アーム部
に接続される信号線の対称性をより確実に確保すること
ができ、角速度の検出精度を向上することができるよう
になるのである。

【００２３】またこのように、ワイヤボンディングによ
り各電極に信号線（金属線）を接続するに当たっては、
検出電極への金属線の接合位置を、請求項８に記載のよ
うに、検出電極の電極面の連結部側に偏った位置にする
ことが好ましい。即ち、駆動電極への電圧印加によって
振動子が駆動軸方向に振動している際には、振動子の開
放端側、つまり、各アーム部の先端側程大きく変位し、
連結部側では、変位が少なくなる。従って、請求項８に
記載のように、検出電極の電極面の連結部側に偏った位
置に金属線を接合するようにすれば、振動子の振動によ
って生じる金属線の変形を少なくすることができ、その
変形によって生じる検出信号のＳ／Ｎの低下を抑制する
ことができるようになるのである。

【００２４】また、このように変位の少ない箇所に金属
線を接合すれば、金属線の耐久性が要求されず、金属線
として、より細いものを使用できる。そして、このよう
に金属線を細くすれば、金属線が振動子の振動に与える
影響をより少なくすることができることから、検出信号
のＳ／Ｎの低下を更に抑制して、角速度の検出精度を向
上できる。

【００２５】また、請求項７及び請求項８に記載の角速
度センサのように、振動子の表面に形成された電極に対
してワイヤボンディングにより金属線を接合する際に
は、請求項９に記載のように、振動子を、ベース部材に
固定し、振動子の各電極に接続される金属線の他端を、
ベース部材に立設された端子に接合することにより、金
属線（延いては各電極）を、この端子を介して外部の電
気回路に接続することが好ましい。

【００２６】つまり、振動子の各電極に金属線を接合す
る場合、金属線が長いと、振動子の振動特性が金属線の
影響を受けやすくなるため、金属線はできるだけ短くす
ることが望ましい。そして、請求項９に記載のように、
振動子が固定されるベースに端子を立設して、この端子
に金属線を接続するようにすれば、振動子から引き出さ
れる信号線（金属線）の長さを短くして、金属線が振動
子の振動特性に影響を与えるのを更に抑制することがで
きるようになるのである。

【００２７】

【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。図１は実施例の角速度センサ全体の構成を
表わす斜視図、図２は本実施例の振動子を前後，左右か
ら見た状態を表す説明図である。

【００２８】図１に示す如く、本実施例の角速度センサ
は、左右一対のアーム部４，６と各アーム部４，６の一
端を連結する連結部８とにより音叉形状に形成された振
動子２を備える。振動子２のアーム部４，６及び連結部
８は、夫々４角柱状になっており、振動子２は、これら
各部を圧電体にて一体形成することにより作製される。
尚、振動子２を構成する圧電体には、ＰＺＴ等のセラミ
ック圧電体や水晶等を用いることができるが、本実施例
の振動子２には、分極方向を任意に設定可能で製造し易
いＰＺＴが使用されている。

【００２９】次に、図２（ａ）に示す如く、振動子２に
おいて凹字状を呈する表面（以下、Ｘ１面という）に
は、連結部８から各アーム部４，６にかけて一対の駆動
電極１２ａ，１２ｂが形成され、これら各駆動電極１２
ａ，１２ｂから各アーム部４．６の先端に至る部分に
は、モニタ電極１４ａ，１４ｂ及び接地用電極１６ａ，
１６ｂと、検出電極１８ａ，１８ｂとが順に形成されて
いる。

【００３０】そして、駆動電極１２ａ及び１２ｂは、連
結部８を通って、各アーム部４，６が互いに対向する対
向面側と、各アーム部４，６の左右外側の側面（以下、
Ｙ１面，Ｙ２面という）側とに夫々偏って形成され、モ
ニタ電極１４ａ及び１４ｂは、各アーム部４，６の対向
面側に夫々偏って形成され、接地用電極１６ａ及び１６
ｂは、各アーム部４，６のＹ１，Ｙ２面側に夫々偏って
形成され、検出電極１８ａ，１８ｂは、各アーム部４，
６のＹ１，Ｙ２面側から対向面側に至る幅方向全体に夫
々形成されている。

【００３１】一方、振動子２において、Ｘ１面とは反対
側の裏面（以下、Ｘ２面という）には、図２（ｄ）に示
す如く、Ｘ１面側の駆動電極１２ａ，１２ｂ，モニタ電
極１４ａ，１４ｂ，及び検出電極１８ａ，１８ｂの全て
に対応する全域に、これら各電極に対する共通電極とな
る第１の基準電極２０が形成されている。また、図２
（ｂ）及び（ｃ）に夫々示す如く、各アーム部４，６の
Ｙ１，Ｙ２面において、Ｘ１面の検出電極１８ａ，１８
ｂとの対応位置には、第２の基準電極２２ａ，２２ｂが
形成され、Ｘ１面の接地用電極１６ａ，１６ｂとの対応
位置には、各接地用電極１６ａ，１６ｂとＸ２面の第１
の基準電極２０とを接続する第２の短絡用電極２４ａ，
２４ｂが形成されている。そして、第１の基準電極２０
と第２の基準電極２２ａ，２２ｂとは、振動子２のＸ２
面とＹ１，Ｙ２面との角部を通って違いに接続されてい
る。

【００３２】そして、本実施例において、振動子２を構
成する圧電体は、そのＸ１面，Ｘ２面に、駆動電極１２
ａ，１２ｂ，モニタ電極１４ａ，１４ｂ，接地用電極１
６ａ，１６ｂ，及び検出電極１８ａ，１８ｂと、第１の
基準電極２０とを、夫々、銀等からなる電極材料の焼き
付けにより形成し、その後、これらＸ１面，Ｘ２面の電
極間に電圧を印加することにより、Ｘ１面からＸ２面に
至る方向（図１に矢印で示す方向）に分極処理されてい
る。またＹ１，Ｙ２面の第２の基準電極２２ａ，２２ｂ
及び第２の短絡用電極２４ａ，２４ｂは、この分極処理
後に、低温硬化型の導電性樹脂を塗布し、圧電体のキュ
リー温度よりも低い温度で硬化させることにより形成さ
れている。

【００３３】尚、低温硬化型の導電性樹脂とは、圧電体
のキュリー温度より充分低い温度（例えば１５０℃程
度）で硬化する熱硬化性樹脂（例えばフェノール樹脂）
をバインダとして、金，銀，銅等からなる導電性金属の
粉末を均一分散させた、所謂ポリマー型導電性ペースト
のことであり、例えば、（株）アサヒ化学研究所製の銀
導電性ペースト「ＬＳ−５０４」を利用できる。

【００３４】次にこのように作製された振動子２は、図
１に示すように、連結部８側端面を、断面がエの字状に
形成されたサポータ３２の台座部３２ｂに接着剤（例え
ばエポキシ系の接着剤）で接合し、更にサポータ３２の
本体側を、スペーサ３４を介して、溶接又は接着等で板
状のベース３６の表面に固定することにより、ベース３
６に対して、裏面（Ｘ２面）がベース３６の表面と対向
するように固定される。

【００３５】サポータ３２は、スペーサ３４を介してベ
ース３６に固定される本体側に対し、振動吸収用の首部
３２ａを介して、振動子２を接合するための台座部３２
ｂを形成したものであり、例えば、４２Ｎのような金属
により、断面エの字状に一体形成されている。また、ベ
ース３６は、振動子２を角速度センサの筐体或は角速度
の検出対象となる車体等に直接又は防振ゴムを介して固
定するためのものである。そして、ベース３６には、振
動子２に形成された駆動電極１２ａ，１２ｂ、モニタ電
極１４ａ，１４ｂ、接地用電極１６ａ，１６ｂ、及び検
出電極１８ａ，１８ｂに対応した８個のターミナルＴ１
〜Ｔ８が、振動子２の中心（Ｚ軸）に対して左右対称に
なるように立設されている。

【００３６】これら各ターミナルＴ１〜Ｔ８は、上記各
電極と図示しない駆動・検出用の電気回路との中継を行
うためのものであり、各電極とターミナルＴ１〜Ｔ８と
は、夫々、金属線（以下、ワイヤという）Ｗ１〜Ｗ８を
介して、ワイヤボンディングにより接続されている。
尚、ベース３６と各ターミナルＴ１〜Ｔ８とは電気的に
絶縁されている。また、駆動電極１２ａ，１２ｂへのワ
イヤＷ１，Ｗ２の接合位置は、連結部８上の略中心位置
に設定され、検出電極１８ａ，１８ｂへのワイヤＷ７，
Ｗ８の接合位置は、その電極面の連結部８側に偏った位
置に設定されている。

【００３７】このように構成された本実施例の角速度セ
ンサを用いて、角速度を検出する際には、接地用電極１
６ａ，１６ｂに接続されたターミナルＴ５，Ｔ６を介し
て、第１及び第２の基準電極２０，２２ａ，２２ｂを基
準電位に接地し、駆動電極１２ａ，１２ｂに接続された
ターミナルＴ１，Ｔ２を介して、各駆動電極１２ａ，１
２ｂに、位相差１８０度の交流の駆動信号を夫々入力す
る。尚、この駆動信号は、基準電位を中心に正負に変化
する交流信号であり、その周波数は、左右アーム部４，
６の配列方向である駆動軸（図１に示すＹ軸）方向への
振動子２の共振周波数である。

【００３８】この結果、Ｘ１面上の駆動電極１２ａ，１
２ｂとＸ２面上の第１の基準電極２０との間に、夫々、
位相が反転した交流電圧が印加されることになり、各ア
ーム部４，６は、Ｙ軸方向に共振する。また、この駆動
時には、ターミナルＴ３，Ｔ４を介してモニタ電極１４
ａ，１４ｂからの出力（具体的には、モニタ電極１４
ａ，１４ｂと第１の基準電極２０との間に流れる電流）
をモニタし、各アーム部４，６のＹ軸方向への振幅が温
度が変わっても一定となるように、駆動信号を制御する
（自励制御発振）。

【００３９】次に、このように振動子２を自励制御発振
させている際に、各アーム部４，６の中心位置にて各ア
ーム部４，６に平行なＺ軸を中心とするＺ軸回りの角速
度Ωが入力されると、各アーム部４，６は、コリオリ力
により、Ｘ１，Ｘ２面を貫くＸ軸方向（検出軸方向）に
振動する。そして、このＸ軸方向の振動成分は、検出電
極１８ａ，１８ｂと第２の基準電極２２ａ，２２ｂ（延
いては第１の基準電極２０）との間に流れる電流に比例
する。そこで、これら各電極間の電流を、夫々、検出電
極１８ａ，１８ｂに接続されたターミナルＴ７，Ｔ８か
ら取り込み、電流−電圧変換回路にて電圧信号に変換
し、更に、各電圧信号を差動増幅器を介して差動増幅す
ることにより、各アーム部４，６の検知共振モードでの
振動成分に対応した電圧信号を生成し、これをＺ軸周り
の角速度を表す検出信号として出力する。

【００４０】以上説明したように、本実施例では、振動
子２のＸ１面に、駆動用・モニタ用・検出用の信号を入
力又は出力するための電極が形成され、しかもこれらの
電極は左右のアーム部４，６において左右対称に配置さ
れている。このため、信号入出力用の信号線は、全て振
動子２のＸ１面側に接続すればよく、その接続を簡単に
行うことができると共に、接続時の信号線の変形により
左右アーム部４，６間で振動特性がばらつくのを防止す
ることができる。

【００４１】特に本実施例では、振動子２への信号線の
接続を、信号線としてワイヤＷ１〜Ｗ８を使ったワイヤ
ボンディングにより行っており、しかも、ワイヤＷ１〜
Ｗ８の他端は、振動子２の周囲に左右対称になるように
配置したターミナルＴ１〜Ｔ８に接続するようにしてい
るので、振動子２から引き出される信号線（つまりワイ
ヤＷ１〜Ｗ８）の形状や長さを、振動子２に対して正確
に左右対称にすることができる。

【００４２】また、検出電極１８ａ，１８ｂは、振動時
の変位が大きくなる各アーム部４，６の先端側に形成さ
れるが、これに接合されるワイヤＷ７，Ｗ８は、検出電
極１８ａ，１８ｂの電極面の連結部８側に偏った位置に
接合するようにされているので、振動子２の振動に伴う
ワイヤＷ７，Ｗ８の変位量を低減でき、ワイヤＷ７，Ｗ
８には細い金属線を使用することができる。この結果、
ワイヤＷ７，Ｗ８から振動子２に加わる力も抑制でき、
振動子２にワイヤＷ７，Ｗ８を接続することによって生
じる振動特性の変化も低減できる。

【００４３】以上のようなことから、本実施例によれ
ば、振動子２の左右アーム部４，６間での振動特性の差
によって生じるノイズの発生を抑制して、検出信号のＳ
／Ｎを大きくすることができると共に、その温度ドリフ
トを低減でき、延いては、角速度の検出精度を向上する
ことが可能になる。また、振動子２への信号線（ワイヤ
Ｗ１〜Ｗ８）の接続は、ワイヤボンディングにより自動
で行うことができるようになるので、角速度センサのコ
スト低減も図ることができる。

【００４４】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、
種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例で
は、振動子２のＸ１面にのみ検出電極１８ａ，１８ｂを
設けるようにしたが、例えば、図３に示す如く、Ｘ１面
の検出電極１８ａ，１８ｂに加えて、振動子２のＸ２面
の各検出電極１８ａ，１８ｂとの対応位置にも、検出電
極２６ａ，２６ｂを形成し、これら各電極（１８ａと２
６ａ、１８ｂと２６ｂ）を、夫々、振動子２の各アーム
部４，６のＹ１，Ｙ２面に形成した第１の短絡用電極２
８ａ，２８ｂを介して接続するようにしてもよい。そし
て、このようにすれば、各アーム部４，６の検出軸（Ｘ
軸）方向への振動を、Ｘ１面の検出電極１８ａ，１８ｂ
と第２の基準電極２２ａ，２２ｂとの間に流れる電流だ
けでなく、Ｘ２面の検出電極２６ａ，２６ｂと第２の基
準電極２２ａ，２２ｂとの間に流れる電流によっても検
出できることになるため、上記実施例の角速度センサに
比べて、Ｘ軸方向への振動（換言すれば角速度）の検出
感度を、上記実施例の２倍にすることができ、検出信号
のＳ／Ｎを更に大きくし、温度ドリフトを低減すること
が可能になる。

【００４５】尚、このように振動子２の各アーム部４，
６の表裏面（Ｘ１，Ｘ２面）に検出電極１８ａ，１８ｂ
及び２６ａ，２６ｂを形成した場合、各アーム部４，６
のＹ１，Ｙ２面の第２の基準電極２２ａ，２２ｂは、上
記実施例のように、Ｘ２面の第１の基準電極２０と直接
接続することはできないことから、図３に示す如く、第
２の基準電極２２ａ，２２ｂは、Ｙ１，Ｙ２面のＺ軸に
沿った略中心軸上に細長く形成し、Ｙ１，Ｙ２面上に
て、Ｘ２面の第１の基準電極２０とＸ１面の接地用電極
１６ａ，１６ｂとを接続する第２の短絡用電極２４ａ，
２４ｂに接続するようにすればよい。

【００４６】また、図３に示す振動子２を作製する場合
には、Ｘ１面上の駆動電極１２ａ，１２ｂ，モニタ電極
１４ａ，１４ｂ，及び接地用電極１６ａ，１６ｂと、Ｘ
２面上の第１の基準電極２０との間に分極処理用の電圧
を印加して、これら各電極間の圧電体をＸ１面からＸ２
面方向（又はその逆方向）に分極すると共に、Ｘ１面上
の検出電極１８ａ，１８ｂと、Ｘ２面上の検出電極２６
ａ，２６ｂとの間に分極処理用の電圧を印加して、これ
ら各電極間の圧電体をＸ１面からＸ２面方向（又はその
逆方向）に分極するようにすればよい。また、Ｙ１，Ｙ
２面の第２の基準電極２２ａ，２２ｂ，第２の短絡用電
極２４ａ，２４ｂ，及び第１の短絡用電極２８ａ，２８
ｂは、圧電体を分極処理した後に、低温硬化型の導電性
樹脂にて形成するようにすればよい。

【００４７】一方、上記実施例では、角速度検出時に振
動子２を駆動軸（Ｙ軸）方向に励振するための駆動電極
１２ａ，１２ｂは、振動子２のＸ１面において、連結部
８から左右のアーム部４，６にかけて形成するものとし
て説明したが、この駆動電極１２ａ，１２ｂは、図４
（ａ）に示す如く、連結部８では接続せず、左右のアー
ム部４，６にのみ、Ｚ軸方向に沿って形成するようにし
ても良く、或いは、図４（ｂ）に示す如く、連結部８側
にのみ、連結部８の長手方向（つまりＹ軸方向）に沿っ
て形成するようにしてもよい。尚、図４（ａ）、図４
（ｂ）は、図１，図２に示した角速度センサの振動子に
対して、駆動電極１２ａ，１２ｂの形状を変形した振動
子の構成を表しているが、この電極形状については、図
３に示した振動子にも同様に適用できるのはいうまでも
ない。

【００４８】また、振動子２は、圧電体で凹字状に形成
し、金属製のサポータ３２に接着した後に、ベース３６
に固定するのではなく、サポータ３２を含む形状に、圧
電体で全て形成し、ベース３６に接合してもよい。ま
た、基準電位は、アース（グランド）でもよいし、例え
ば、２．５Ｖの一定電位に保持されるようにバイアスを
かけておいてもよい。即ち、直接にしろ、間接にしろ、
接地された基準電位であればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】表面側に検出電極が形成された振動子を備え
た角速度センサの構成を表す斜視図である。

【図２】図１に示した振動子の構成（電極配置）を説
明する説明図である。

【図３】表裏面に検出電極を形成した振動子の構成例
を説明する説明図である。

【図４】図１に示した振動子に対して駆動電極の形状
を変えた振動子の構成例を説明する説明図である。

【符号の説明】

２…振動子４，６…アーム部８…連結部１２ａ，１２ｂ…駆動電極１４ａ，１４ｂ…モニタ
電極１６ａ，１６ｂ…接地用電極２０…第１の基準電極１８ａ，１８ｂ，２６ａ，２６ｂ……検出電極２２ａ，２２ｂ…第２の基準電極２４ａ，２４ｂ…
第２の短絡用電極２８ａ，２８ｂ…第１の短絡用電極３２…サポータ
３４…スペーサ３６…ベースＴ１〜Ｔ８…ターミナルＷ１〜Ｗ
８…ワイヤ（金属線）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のアーム部と各アーム部の一端を連
結する連結部とにより音叉形状に形成された圧電体から
なり、外壁面に、少なくとも、外部から交流電圧を受け
て前記各アーム部を各アーム部の配列方向である駆動軸
方向に励振する駆動電極、及び、前記各アーム部におい
て前記駆動軸とは直交する検出軸方向に生じる振動を検
出する一対の検出電極が形成された振動子を備えた角速
度センサにおいて、前記振動子の外壁面の内、凹字状を呈する表面側に前記
駆動電極及び前記一対の検出電極を形成し、裏面側に基
準電位に接地される第１の基準電極を形成し、前記各ア
ーム部側面の前記各検出電極との対応位置に夫々前記第
１の基準電極に接続された第２の基準電極を形成してな
ることを特徴とする角速度センサ。
【請求項２】前記振動子の各アーム部の裏面側で且つ
前記表面側の検出電極と対応する位置にも検出電極を夫
々形成し、前記各アーム部の側面に、該裏面側の検出電
極と前記表面側の検出電極とを接続する第１の短絡用電
極を形成してなることを特徴とする請求項１に記載の角
速度センサ。
【請求項３】前記振動子の各アーム部の表面側に接地
用電極を形成し、前記各アーム部の側面に、該接地用電
極と前記第１又は第２の基準電極とを接続する第２の短
絡用電極を形成してなることを特徴とする請求項１又は
請求項２に記載の角速度センサ。
【請求項４】前記振動子の各アーム部の表面側に前記
駆動軸方向の振動状態を検出するモニタ電極を形成して
なることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれか記載
の角速度センサ。
【請求項５】前記振動子を構成する圧電体は、前記振
動子の表裏面に形成された電極間に電圧を印加すること
により、前記振動子の表面から裏面方向又はその逆方向
に分極され、前記各アーム部の側面に形成される電極
は、該圧電体の分極処理後に形成されたものであること
を特徴とする請求項１〜請求項４いずれか記載の角速度
センサ。
【請求項６】前記各アーム部の側面に形成される電極
は、低温硬化型の導電性樹脂からなることを特徴とする
請求項５に記載の角速度センサ。
【請求項７】前記振動子の表面側に形成された各電極
は、各電極にワイヤボンディングにより接合された金属
線を介して、外部の電気回路に接続されることを特徴と
する請求項１〜請求項６いずれか記載の角速度センサ。
【請求項８】前記振動子の表面側に形成された各検出
電極は、該電極面の前記連結部側に偏った位置にて、前
記金属線に接合されることを特徴とする請求項７に記載
の角速度センサ。
【請求項９】前記振動子は、ベース部材に固定され、
前記各電極に接合された金属線の他端は、該ベース部材
に立設された端子に接合され、該金属線は該端子を介し
て外部の電気回路に接続されることを特徴とする請求項
７又は請求項８記載の角速度センサ。