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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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 |