JPH1114366A - 振動型ジャイロスコープ - Google Patents
振動型ジャイロスコープInfo
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- JPH1114366A JPH1114366A JP9162416A JP16241697A JPH1114366A JP H1114366 A JPH1114366 A JP H1114366A JP 9162416 A JP9162416 A JP 9162416A JP 16241697 A JP16241697 A JP 16241697A JP H1114366 A JPH1114366 A JP H1114366A
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- vibration
- arms
- arm
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- vibrator
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Abstract
(57)【要約】
【課題】回転角速度を高精度で検出することができる振
動型ジャイロスコープを提供する。 【解決手段】駆動アーム3、4と検出アーム2、5とを
基部9で一体に接続し、駆動アームと検出アームとがそ
れぞれ対称の位置となるように配置された音叉型振動子
1からなる振動型ジャイロスコープであって、駆動手段
11−1〜11−4により駆動アームに振動子の主面と
同一平面内の駆動振動を与え、振動子の主面と同一平面
内で振動する駆動アームに、振動子の対称軸に対して加
わった回転角速度により、振動子の主面に垂直な振動を
発生させ、この振動を検出アームに伝達させ、伝達した
振動に応じて検出アームに設けた検出手段12−1〜1
2−4で回転角速度を求めるジャイロスコープにおい
て、駆動アームと検出アームとの間に、駆動アームに生
じる振動子の主面に垂直な振動の検出アームへの伝達を
減衰することなく、駆動アームの駆動振動を検出アーム
に伝達する前に減衰させる振動吸収手段6、7を設けて
振動型ジャイロスコープを構成する。
動型ジャイロスコープを提供する。 【解決手段】駆動アーム3、4と検出アーム2、5とを
基部9で一体に接続し、駆動アームと検出アームとがそ
れぞれ対称の位置となるように配置された音叉型振動子
1からなる振動型ジャイロスコープであって、駆動手段
11−1〜11−4により駆動アームに振動子の主面と
同一平面内の駆動振動を与え、振動子の主面と同一平面
内で振動する駆動アームに、振動子の対称軸に対して加
わった回転角速度により、振動子の主面に垂直な振動を
発生させ、この振動を検出アームに伝達させ、伝達した
振動に応じて検出アームに設けた検出手段12−1〜1
2−4で回転角速度を求めるジャイロスコープにおい
て、駆動アームと検出アームとの間に、駆動アームに生
じる振動子の主面に垂直な振動の検出アームへの伝達を
減衰することなく、駆動アームの駆動振動を検出アーム
に伝達する前に減衰させる振動吸収手段6、7を設けて
振動型ジャイロスコープを構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動アームと検出
アームとを基部で一体に接続し、駆動アームと検出アー
ムとがそれぞれ対称の位置となるように配置された音叉
型振動子からなる振動型ジャイロスコープに関するもの
である。
アームとを基部で一体に接続し、駆動アームと検出アー
ムとがそれぞれ対称の位置となるように配置された音叉
型振動子からなる振動型ジャイロスコープに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来から、駆動アームと検出アームとを
基部で一体に接続し、駆動アームと検出アームとがそれ
ぞれ対称の位置となるように配置された音叉型振動子か
らなる振動型ジャイロスコープは、種々の構成のものが
知られている。例えば、特開平8−278142号公報
において、駆動アームと検出アームとを構成する4本の
アームからなる角速度センサが開示されている。図6は
そのような角速度センサの一例の構成を示す図である。
図6に示す例において、角速度センサ51は、4本のア
ーム52〜55と、これら4本のアーム52〜55を接
続する基部56とからなる音叉型振動子から構成されて
いる。
基部で一体に接続し、駆動アームと検出アームとがそれ
ぞれ対称の位置となるように配置された音叉型振動子か
らなる振動型ジャイロスコープは、種々の構成のものが
知られている。例えば、特開平8−278142号公報
において、駆動アームと検出アームとを構成する4本の
アームからなる角速度センサが開示されている。図6は
そのような角速度センサの一例の構成を示す図である。
図6に示す例において、角速度センサ51は、4本のア
ーム52〜55と、これら4本のアーム52〜55を接
続する基部56とからなる音叉型振動子から構成されて
いる。
【0003】上述した構成の角速度センサ51におい
て、両端の2本のアーム52、55を、これらのアーム
52、55に設けた図示しない駆動手段により、XY面
内で互いに逆相の振動をさせる。そして、中央の2本の
アーム53、54をXY面内で互いに逆相に共振させ
る。この状態で、角速度センサ51の対称軸を中心に回
転角速度ωが作用すると、アーム53、54にコリオリ
の力fが作用する。アーム53、54が振動しているこ
とから、アーム53、54はYZ面内で互いに逆相の振
動が誘起される。この振動をアーム53、54に設けた
検出手段により検出して、回転角速度を測定している。
また、他の例として、両端のアーム52、55と中央の
アーム53、54とがXY面内において共振しないよう
構成し、中央のアーム53、54がXY面内に振動しな
い例も開示されている。この場合は、コリオリの力によ
り発生するアーム52、55にYZ面内の振動を、アー
ム53、54に誘起させ、上述した例と同様に回転角速
度を検出することができる。
て、両端の2本のアーム52、55を、これらのアーム
52、55に設けた図示しない駆動手段により、XY面
内で互いに逆相の振動をさせる。そして、中央の2本の
アーム53、54をXY面内で互いに逆相に共振させ
る。この状態で、角速度センサ51の対称軸を中心に回
転角速度ωが作用すると、アーム53、54にコリオリ
の力fが作用する。アーム53、54が振動しているこ
とから、アーム53、54はYZ面内で互いに逆相の振
動が誘起される。この振動をアーム53、54に設けた
検出手段により検出して、回転角速度を測定している。
また、他の例として、両端のアーム52、55と中央の
アーム53、54とがXY面内において共振しないよう
構成し、中央のアーム53、54がXY面内に振動しな
い例も開示されている。この場合は、コリオリの力によ
り発生するアーム52、55にYZ面内の振動を、アー
ム53、54に誘起させ、上述した例と同様に回転角速
度を検出することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した構成の従来の
角速度センサ51では、検出用アーム53、54は駆動
用アーム52、55と共振して常にXY面内で振動す
る。検出用アーム53、54と駆動用アーム52、55
とをXY面内で共振しない形状とした場合でも、完全に
検出用アーム53、54のXY面内での振動を抑制する
ことができない。そのため、検出用アーム53、54に
おいて、コリオリの力に基づくYZ面内での振動に基づ
くひずみを、検出用アーム53、54に設けた検出手段
で測定する際、上記XY面内での振動により検出誤差を
無くすことができず、回転角速度を高精度で検出するこ
とができない問題があった。
角速度センサ51では、検出用アーム53、54は駆動
用アーム52、55と共振して常にXY面内で振動す
る。検出用アーム53、54と駆動用アーム52、55
とをXY面内で共振しない形状とした場合でも、完全に
検出用アーム53、54のXY面内での振動を抑制する
ことができない。そのため、検出用アーム53、54に
おいて、コリオリの力に基づくYZ面内での振動に基づ
くひずみを、検出用アーム53、54に設けた検出手段
で測定する際、上記XY面内での振動により検出誤差を
無くすことができず、回転角速度を高精度で検出するこ
とができない問題があった。
【0005】本発明の目的は上述した課題を解消して、
回転角速度を高精度で検出することができる振動型ジャ
イロスコープを提供しようとするものである。
回転角速度を高精度で検出することができる振動型ジャ
イロスコープを提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の振動型ジャイロ
スコープは、駆動アームと検出アームとを基部で一体に
接続し、駆動アームと検出アームとがそれぞれ対称の位
置となるように配置された音叉型振動子からなる振動型
ジャイロスコープであって、駆動手段により駆動アーム
に振動子の主面と同一平面内の駆動振動を与え、振動子
の主面と同一平面内で振動する駆動アームに、振動子の
対称軸に対して加わった回転角速度により、振動子の主
面に垂直な振動を発生させ、この振動を検出アームに伝
達させ、伝達した振動に応じて検出アームに設けた検出
手段で回転角速度を求めるジャイロスコープにおいて、
前記駆動アームと検出アームとの間に、駆動アームに生
じる振動子の主面に垂直な振動の検出アームへの伝達を
減衰することなく、駆動アームの駆動振動を検出アーム
に伝達する前に減衰させる振動吸収手段を設けたことを
特徴とするものである。
スコープは、駆動アームと検出アームとを基部で一体に
接続し、駆動アームと検出アームとがそれぞれ対称の位
置となるように配置された音叉型振動子からなる振動型
ジャイロスコープであって、駆動手段により駆動アーム
に振動子の主面と同一平面内の駆動振動を与え、振動子
の主面と同一平面内で振動する駆動アームに、振動子の
対称軸に対して加わった回転角速度により、振動子の主
面に垂直な振動を発生させ、この振動を検出アームに伝
達させ、伝達した振動に応じて検出アームに設けた検出
手段で回転角速度を求めるジャイロスコープにおいて、
前記駆動アームと検出アームとの間に、駆動アームに生
じる振動子の主面に垂直な振動の検出アームへの伝達を
減衰することなく、駆動アームの駆動振動を検出アーム
に伝達する前に減衰させる振動吸収手段を設けたことを
特徴とするものである。
【0007】本発明では、駆動アームと検出アームとの
中間の位置に設けた所定の振動吸収手段は、駆動アーム
に発生するコリオリの力による振動に対しては影響しな
いが、駆動アームにおける駆動振動の検出アームへの伝
達を抑制するように作用する。そのため、駆動アームに
おける駆動振動が検出アームに与える影響を大幅に抑制
でき、回転時において検出アームに発生する振動の大部
分をコリオリの力による振動のみにでき、検出手段によ
る検出信号のS/N比を高めることができる。
中間の位置に設けた所定の振動吸収手段は、駆動アーム
に発生するコリオリの力による振動に対しては影響しな
いが、駆動アームにおける駆動振動の検出アームへの伝
達を抑制するように作用する。そのため、駆動アームに
おける駆動振動が検出アームに与える影響を大幅に抑制
でき、回転時において検出アームに発生する振動の大部
分をコリオリの力による振動のみにでき、検出手段によ
る検出信号のS/N比を高めることができる。
【0008】また、本発明では、好ましい態様として、
駆動アームの駆動振動の共振周波数が、検出アームにお
ける振動子の主面と同一平面内の振動の共振周波数と異
なるよう構成する。これにより、駆動アームの駆動振動
が検出アームに伝達されにくくなり、駆動振動の影響を
より効果的に無くすことができる。さらに、振動吸収手
段の振動であって、駆動アームにおける駆動振動と同一
方向の振動の共振周波数を、駆動アームの駆動振動の共
振周波数と一致させるよう構成すると、振動吸収手段に
よる駆動振動の抑制をさらに好適に実施することができ
る。さらにまた、振動吸収手段、駆動アーム、検出アー
ム及び基板を一体に構成し、さらにこれらを圧電材料で
構成すると、振動吸収手段を有する振動子を、例えば水
晶等の圧電材料をエッチング、レーザー加工等の方法で
簡単に形成できるため好ましい。さらに、振動吸収手段
の振動であって、検出アームにおける検出振動と同一方
向の振動の共振周波数を、検出アームにおける検出振動
の共振周波数と異なるように構成することで、振動吸収
手段が検出振動に与える影響を小さくでき、さらに好適
に実施できることになる。
駆動アームの駆動振動の共振周波数が、検出アームにお
ける振動子の主面と同一平面内の振動の共振周波数と異
なるよう構成する。これにより、駆動アームの駆動振動
が検出アームに伝達されにくくなり、駆動振動の影響を
より効果的に無くすことができる。さらに、振動吸収手
段の振動であって、駆動アームにおける駆動振動と同一
方向の振動の共振周波数を、駆動アームの駆動振動の共
振周波数と一致させるよう構成すると、振動吸収手段に
よる駆動振動の抑制をさらに好適に実施することができ
る。さらにまた、振動吸収手段、駆動アーム、検出アー
ム及び基板を一体に構成し、さらにこれらを圧電材料で
構成すると、振動吸収手段を有する振動子を、例えば水
晶等の圧電材料をエッチング、レーザー加工等の方法で
簡単に形成できるため好ましい。さらに、振動吸収手段
の振動であって、検出アームにおける検出振動と同一方
向の振動の共振周波数を、検出アームにおける検出振動
の共振周波数と異なるように構成することで、振動吸収
手段が検出振動に与える影響を小さくでき、さらに好適
に実施できることになる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の振動型ジャイロス
コープの一例の構成を示す図である。図1に示す例にお
いて、振動型ジャイロスコープを構成する音叉型振動子
1は、4本の互いにほぼ平行に配置されたアーム2〜5
と、これら4本のアーム2〜5を接続する基部9とから
構成される。4本のアーム2〜5のうち、両端のアーム
2、5は検出アームを構成し、中央の2本のアーム3、
4は駆動アームを構成する。検出アーム2と駆動アーム
3との中間位置および検出アーム5と駆動アーム4との
中間位置に、振動吸収手段としての支持アーム6、7
を、検出アーム2、5および駆動アーム3、4と平行に
各別に設ける。支持アーム6、7の振動子1と接続した
側と反対側の一端を、振動子1全体を囲むように形成し
た固定枠8に接続する。そして、振動子1を構成する検
出アーム2、5、駆動アーム3、4、支持アーム6、7
および固定枠8は、すべて一体に構成される。
コープの一例の構成を示す図である。図1に示す例にお
いて、振動型ジャイロスコープを構成する音叉型振動子
1は、4本の互いにほぼ平行に配置されたアーム2〜5
と、これら4本のアーム2〜5を接続する基部9とから
構成される。4本のアーム2〜5のうち、両端のアーム
2、5は検出アームを構成し、中央の2本のアーム3、
4は駆動アームを構成する。検出アーム2と駆動アーム
3との中間位置および検出アーム5と駆動アーム4との
中間位置に、振動吸収手段としての支持アーム6、7
を、検出アーム2、5および駆動アーム3、4と平行に
各別に設ける。支持アーム6、7の振動子1と接続した
側と反対側の一端を、振動子1全体を囲むように形成し
た固定枠8に接続する。そして、振動子1を構成する検
出アーム2、5、駆動アーム3、4、支持アーム6、7
および固定枠8は、すべて一体に構成される。
【0010】図1に示す例では、一体に構成した検出ア
ーム2、5、駆動アーム3、4、支持アーム6、7およ
び固定枠8を、圧電材料としてのLiTaO3 単結晶の
130°回転Y板で構成している。LiTaO3 単結晶
の130°回転Y板は、図1中に結晶軸を示すように配
向させて使用する。各駆動アーム3または4は、振動子
1の両主面上の各々の端部に、駆動アーム3または4の
長手方向に延びる電極11−1〜11−4を駆動電極と
して有する。各検出アーム2または5は、振動子1の両
主面およびそれ以外の側面の各々に、検出アーム2、5
の長手方向に延びる電極12−1〜12−4を検出電極
として有する。振動吸収手段としての支持アーム6、7
は、その断面形状を調整することにより、駆動アーム
3、4に生じる振動子1の主面に垂直な振動の検出アー
ム2、5への伝達を減衰することなく、駆動アーム3、
4の駆動振動を検出アーム2、5に伝達する前に減衰さ
せるよう構成されている。
ーム2、5、駆動アーム3、4、支持アーム6、7およ
び固定枠8を、圧電材料としてのLiTaO3 単結晶の
130°回転Y板で構成している。LiTaO3 単結晶
の130°回転Y板は、図1中に結晶軸を示すように配
向させて使用する。各駆動アーム3または4は、振動子
1の両主面上の各々の端部に、駆動アーム3または4の
長手方向に延びる電極11−1〜11−4を駆動電極と
して有する。各検出アーム2または5は、振動子1の両
主面およびそれ以外の側面の各々に、検出アーム2、5
の長手方向に延びる電極12−1〜12−4を検出電極
として有する。振動吸収手段としての支持アーム6、7
は、その断面形状を調整することにより、駆動アーム
3、4に生じる振動子1の主面に垂直な振動の検出アー
ム2、5への伝達を減衰することなく、駆動アーム3、
4の駆動振動を検出アーム2、5に伝達する前に減衰さ
せるよう構成されている。
【0011】図1に示す例では、好ましい態様として、
駆動アーム3、4の駆動振動の共振周波数が、検出アー
ム2、5における振動子1の主面と同一平面内の振動の
共振周波数と異なるよう構成する。これにより、上記振
動吸収手段としての支持アーム6、7を設けたことに加
えて、駆動アーム3、4の駆動振動が検出アーム2、5
に共振しにくくなり、駆動振動の影響をより効果的に無
くすことができる。さらに、振動吸収手段としての支持
アーム6、7の振動の共振周波数を、駆動アーム3、4
の駆動振動の共振周波数と一致させるよう構成すると、
支持アーム6、7による駆動振動の検出アーム2、5へ
の伝達の抑制をさらに好適に実施することができる。
駆動アーム3、4の駆動振動の共振周波数が、検出アー
ム2、5における振動子1の主面と同一平面内の振動の
共振周波数と異なるよう構成する。これにより、上記振
動吸収手段としての支持アーム6、7を設けたことに加
えて、駆動アーム3、4の駆動振動が検出アーム2、5
に共振しにくくなり、駆動振動の影響をより効果的に無
くすことができる。さらに、振動吸収手段としての支持
アーム6、7の振動の共振周波数を、駆動アーム3、4
の駆動振動の共振周波数と一致させるよう構成すると、
支持アーム6、7による駆動振動の検出アーム2、5へ
の伝達の抑制をさらに好適に実施することができる。
【0012】図2(a)、(b)は図1におけるA−
A’断面およびB−B’断面を各電極の配線の状態とと
もに示す図である。図2(a)に示す駆動アーム4のA
−A’断面では、駆動アーム4の両主面上の向かい合う
電極11−1、11−3;11−2、11−4が対とな
り、各対となる電極11−1、11−3;11−2、1
1−4に互いに逆相の交流電圧を印加するよう構成す
る。これにより、駆動アーム4を振動子1の主面となる
平面内で振動させている。駆動アーム3についても同様
の構成をとっている。また、図2(b)に示す検出アー
ム5のB−B’断面では、検出アーム5の両主面および
それ以外の側面に各別に設けた電極12−1〜12−4
において、側面の電極12−2、12−4と主面の電極
12−1、12−3との間に発生する、検出アーム5の
コリオリの力に起因する電圧を検出するよう構成する。
そして、コリオリの力により互いに逆相に振動する検出
アーム2、5の各別の上記検出出力の差動をとり、回転
角速度を得ている。
A’断面およびB−B’断面を各電極の配線の状態とと
もに示す図である。図2(a)に示す駆動アーム4のA
−A’断面では、駆動アーム4の両主面上の向かい合う
電極11−1、11−3;11−2、11−4が対とな
り、各対となる電極11−1、11−3;11−2、1
1−4に互いに逆相の交流電圧を印加するよう構成す
る。これにより、駆動アーム4を振動子1の主面となる
平面内で振動させている。駆動アーム3についても同様
の構成をとっている。また、図2(b)に示す検出アー
ム5のB−B’断面では、検出アーム5の両主面および
それ以外の側面に各別に設けた電極12−1〜12−4
において、側面の電極12−2、12−4と主面の電極
12−1、12−3との間に発生する、検出アーム5の
コリオリの力に起因する電圧を検出するよう構成する。
そして、コリオリの力により互いに逆相に振動する検出
アーム2、5の各別の上記検出出力の差動をとり、回転
角速度を得ている。
【0013】図3(a)、(b)はそれぞれ図1に示す
振動子1の駆動モードにおける駆動振動および検出モー
ドにおける振動の状態を示す図である。図3(a)に示
す駆動モードでは、駆動アーム3および4が互いに逆相
で振動子1の主面と同一平面内で振動する。この駆動ア
ーム3および4の駆動振動は、支持アーム6、7に伝達
され、支持アーム6、7は共振する。支持アーム6、7
の両端は固定されているため、支持アーム6、7は、支
持アーム6、7の中央部が図中左右に移動することによ
り振動する。この振動モードでは、上述したように駆動
アーム3、4の駆動振動のエネルギーは、支持アーム
6、7を共振させることでほとんど費やされる。そのた
め、検出アーム2、5は振動子1の主面と同一平面内で
ほとんど振動しない。
振動子1の駆動モードにおける駆動振動および検出モー
ドにおける振動の状態を示す図である。図3(a)に示
す駆動モードでは、駆動アーム3および4が互いに逆相
で振動子1の主面と同一平面内で振動する。この駆動ア
ーム3および4の駆動振動は、支持アーム6、7に伝達
され、支持アーム6、7は共振する。支持アーム6、7
の両端は固定されているため、支持アーム6、7は、支
持アーム6、7の中央部が図中左右に移動することによ
り振動する。この振動モードでは、上述したように駆動
アーム3、4の駆動振動のエネルギーは、支持アーム
6、7を共振させることでほとんど費やされる。そのた
め、検出アーム2、5は振動子1の主面と同一平面内で
ほとんど振動しない。
【0014】次に、図3(b)に示す検出モードでは、
振動子1に対称軸Zを中心に回転角速度ωを与えたこと
により、上記駆動モードで振動子11の主面と同一平面
内で振動している駆動アーム3および4に、この平面と
は垂直に互いに逆相のコリオリの力f1、f2が発生す
る。これにより、駆動アーム3および4は平面に垂直な
面で逆相に振動する。一方、検出アーム2および5は振
動していないため、検出アーム2および5にはコリオリ
の力による振動は発生しない。この検出モードでは、コ
リオリの力による駆動アーム3および4の振動は、支持
アーム6、7に伝達されない。そのため、駆動アーム3
および4に発生したコリオリの力f1、f2は、検出ア
ーム2、5に力f1’、f2’として伝達される。その
結果、検出アーム2、5はコリオリの力による駆動アー
ム3および4の振動により共振する。検出アーム2、5
は圧電材料から構成されているため、検出アーム2、5
の振動から回転角速度ωに対応した電圧を電極12−1
〜12−4で得ることができる。
振動子1に対称軸Zを中心に回転角速度ωを与えたこと
により、上記駆動モードで振動子11の主面と同一平面
内で振動している駆動アーム3および4に、この平面と
は垂直に互いに逆相のコリオリの力f1、f2が発生す
る。これにより、駆動アーム3および4は平面に垂直な
面で逆相に振動する。一方、検出アーム2および5は振
動していないため、検出アーム2および5にはコリオリ
の力による振動は発生しない。この検出モードでは、コ
リオリの力による駆動アーム3および4の振動は、支持
アーム6、7に伝達されない。そのため、駆動アーム3
および4に発生したコリオリの力f1、f2は、検出ア
ーム2、5に力f1’、f2’として伝達される。その
結果、検出アーム2、5はコリオリの力による駆動アー
ム3および4の振動により共振する。検出アーム2、5
は圧電材料から構成されているため、検出アーム2、5
の振動から回転角速度ωに対応した電圧を電極12−1
〜12−4で得ることができる。
【0015】図4は本発明の振動型ジャイロスコープの
他の例の構成を示す図である。また、図5(a)、
(b)は図4におけるA−A’断面およびB−B’断面
を各電極の配線の状態とともに示す図である。図4およ
び図5(a)、(b)において、図1に示す例と同一の
部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。図4
および図5(a)、(b)に示す例において、図1およ
び図2(a)、(b)に示す例と異なる点は、支持アー
ム6、7の振動子1と接続した側と反対側の端部を各別
に左右に屈曲させて固定枠8の側面に接続した点と、検
出アーム2、5、駆動アーム3、4における電極11−
1〜11−4、12−1〜12−4の配置および配線が
異なる点と、検出アーム2、5、駆動アーム3、4、支
持アーム6、7および固定枠8を一体に構成する材料と
して、水晶Z板を使用した点である。図4および図5
(a)、(b)に示す実施例でも、図1および図2
(a)、(b)に示した例と同様の効果を得ることがで
きることはいうまでもない。
他の例の構成を示す図である。また、図5(a)、
(b)は図4におけるA−A’断面およびB−B’断面
を各電極の配線の状態とともに示す図である。図4およ
び図5(a)、(b)において、図1に示す例と同一の
部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。図4
および図5(a)、(b)に示す例において、図1およ
び図2(a)、(b)に示す例と異なる点は、支持アー
ム6、7の振動子1と接続した側と反対側の端部を各別
に左右に屈曲させて固定枠8の側面に接続した点と、検
出アーム2、5、駆動アーム3、4における電極11−
1〜11−4、12−1〜12−4の配置および配線が
異なる点と、検出アーム2、5、駆動アーム3、4、支
持アーム6、7および固定枠8を一体に構成する材料と
して、水晶Z板を使用した点である。図4および図5
(a)、(b)に示す実施例でも、図1および図2
(a)、(b)に示した例と同様の効果を得ることがで
きることはいうまでもない。
【0016】なお、上述した実施例では、2本の検出ア
ームと2本の駆動アームを有する音叉型振動子を例にと
って説明したが、検出アームの本数および駆動アームの
本数は上述した実施例に限定されないことはいうまでも
ない。また、検出アーム、駆動アーム、支持アームおよ
び固定枠を一体に構成する材料として、LiTaO3 単
結晶および水晶の例を示したが、これらに限定されない
ことはいうまでもない。好ましい態様としての圧電材料
の他の例としては、LiNbO3 、Li(Nb、Ta)
O3 、Li2 B4 O7 からなる単結晶をあげることがで
きる。
ームと2本の駆動アームを有する音叉型振動子を例にと
って説明したが、検出アームの本数および駆動アームの
本数は上述した実施例に限定されないことはいうまでも
ない。また、検出アーム、駆動アーム、支持アームおよ
び固定枠を一体に構成する材料として、LiTaO3 単
結晶および水晶の例を示したが、これらに限定されない
ことはいうまでもない。好ましい態様としての圧電材料
の他の例としては、LiNbO3 、Li(Nb、Ta)
O3 、Li2 B4 O7 からなる単結晶をあげることがで
きる。
【0017】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、駆動アームと検出アームとの中間の位置に所
定の振動吸収手段を設けているため、駆動アームの駆動
振動の検出アームへの伝達を抑制し、駆動アームに発生
するコリオリの力による振動を検出アームに伝達する。
そのため、駆動アームの駆動振動の影響を大幅に抑制で
き、検出アームに発生する振動の大部分がコリオリの力
による振動のみとでき、検出手段による検出精度を高め
ることができる。
によれば、駆動アームと検出アームとの中間の位置に所
定の振動吸収手段を設けているため、駆動アームの駆動
振動の検出アームへの伝達を抑制し、駆動アームに発生
するコリオリの力による振動を検出アームに伝達する。
そのため、駆動アームの駆動振動の影響を大幅に抑制で
き、検出アームに発生する振動の大部分がコリオリの力
による振動のみとでき、検出手段による検出精度を高め
ることができる。
【0018】また、好ましい態様として、駆動アームの
駆動振動の共振周波数が、検出アームにおける振動子の
主面と同一平面内の振動の共振周波数と異なるよう構成
した場合は、駆動アームの駆動振動が検出アームに伝達
されにくくなり、駆動振動の影響をより効果的に無くす
ことができる。さらに、振動吸収手段の振動の共振周波
数を、駆動アームの駆動振動の共振周波数と一致させる
よう構成した場合は、振動吸収手段による駆動振動の抑
制をさらに好適に実施することができる。さらにまた、
振動吸収手段、駆動アーム、検出アーム及び基板を一体
に構成し、さらにこれらを圧電材料で構成すると、振動
吸収手段を有する振動子を、例えば水晶等の圧電材料を
エッチング、レーザー加工等の方法で簡単に形成できる
ため好ましい。
駆動振動の共振周波数が、検出アームにおける振動子の
主面と同一平面内の振動の共振周波数と異なるよう構成
した場合は、駆動アームの駆動振動が検出アームに伝達
されにくくなり、駆動振動の影響をより効果的に無くす
ことができる。さらに、振動吸収手段の振動の共振周波
数を、駆動アームの駆動振動の共振周波数と一致させる
よう構成した場合は、振動吸収手段による駆動振動の抑
制をさらに好適に実施することができる。さらにまた、
振動吸収手段、駆動アーム、検出アーム及び基板を一体
に構成し、さらにこれらを圧電材料で構成すると、振動
吸収手段を有する振動子を、例えば水晶等の圧電材料を
エッチング、レーザー加工等の方法で簡単に形成できる
ため好ましい。
【図1】本発明の振動型ジャイロスコープの一例の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図2】(a)、(b)はそれぞれ図1におけるA−
A’断面およびB−B’断面を各電極の配線の状態とと
もに示す図である。
A’断面およびB−B’断面を各電極の配線の状態とと
もに示す図である。
【図3】(a)、(b)はそれぞれ図1に示す振動子の
駆動モードおよび検出モードを示す図である。
駆動モードおよび検出モードを示す図である。
【図4】本発明の振動型ジャイロスコープの他の例の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図5】(a)、(b)はそれぞれ図4におけるA−
A’断面およびB−B’断面を各電極の配線の状態とと
もに示す図である。
A’断面およびB−B’断面を各電極の配線の状態とと
もに示す図である。
【図6】従来の振動型ジャイロスコープの一例の構成を
示す図である。
示す図である。
1 音叉型振動子、2、5 検出アーム、3、4 駆動
アーム、6、7 支持アーム、8 固定枠、9 基部、
11−1〜11−4 駆動用の電極、12−1〜12−
4 検出用の電極
アーム、6、7 支持アーム、8 固定枠、9 基部、
11−1〜11−4 駆動用の電極、12−1〜12−
4 検出用の電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相馬 隆雄 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内
Claims (5)
- 【請求項1】駆動アームと検出アームとを基部で一体に
接続し、駆動アームと検出アームとがそれぞれ対称の位
置となるように配置された音叉型振動子からなる振動型
ジャイロスコープであって、駆動手段により駆動アーム
に振動子の主面と同一平面内の駆動振動を与え、振動子
の主面と同一平面内で振動する駆動アームに、振動子の
対称軸に対して加わった回転角速度により、振動子の主
面に垂直な振動を発生させ、この振動を検出アームに伝
達させ、伝達した振動に応じて検出アームに設けた検出
手段で回転角速度を求めるジャイロスコープにおいて、
前記駆動アームと検出アームとの中間の位置に、駆動ア
ームに生じる振動子の主面に垂直な振動の検出アームへ
の伝達を減衰することなく、駆動アームの駆動振動を検
出アームに伝達する前に減衰させる振動吸収手段を設け
たことを特徴とする振動型ジャイロスコープ。 - 【請求項2】前記駆動アームに与える駆動振動の共振周
波数が、前記検出アームにおける振動子の主面と同一平
面内の振動の共振周波数と異なる請求項1記載の振動型
ジャイロスコープ。 - 【請求項3】前記振動吸収手段を、前記駆動アームと検
出アームと基部とを一体に形成した振動子と一体に構成
する請求項1または2記載の振動型ジャイロスコープ。 - 【請求項4】前記一体に構成した振動吸収手段、駆動ア
ーム、検出アーム及び基部を、圧電材料で形成する請求
項3記載の振動型ジャイロスコープ。 - 【請求項5】前記振動吸収手段の振動の共振周波数を、
前記駆動アームの駆動振動の共振周波数と一致させる請
求項1〜4のいずれか1項に記載の振動型ジャイロスコ
ープ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9162416A JPH1114366A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 振動型ジャイロスコープ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9162416A JPH1114366A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 振動型ジャイロスコープ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1114366A true JPH1114366A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15754191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9162416A Withdrawn JPH1114366A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 振動型ジャイロスコープ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1114366A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006133004A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ |
JP2006162315A (ja) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複合センサ |
JP2010169457A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Epson Toyocom Corp | 圧電振動片および物理量検出装置 |
US8225662B2 (en) * | 2008-04-09 | 2012-07-24 | Seiko Epson Corporation | Acceleration sensing device |
JP2013205330A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Seiko Epson Corp | 振動片、センサーユニット、電子機器 |
JP2015141182A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | 角速度センサ及びセンサ素子 |
US9140549B2 (en) | 2011-08-09 | 2015-09-22 | Seiko Epson Corporation | Physical quantity detection element, physical quantity detection device, and electronic apparatus |
-
1997
- 1997-06-19 JP JP9162416A patent/JPH1114366A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006133004A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ |
JP2006162315A (ja) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複合センサ |
US8225662B2 (en) * | 2008-04-09 | 2012-07-24 | Seiko Epson Corporation | Acceleration sensing device |
JP2010169457A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Epson Toyocom Corp | 圧電振動片および物理量検出装置 |
US9140549B2 (en) | 2011-08-09 | 2015-09-22 | Seiko Epson Corporation | Physical quantity detection element, physical quantity detection device, and electronic apparatus |
JP2013205330A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Seiko Epson Corp | 振動片、センサーユニット、電子機器 |
JP2015141182A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | 角速度センサ及びセンサ素子 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040907 |