JPH1114370A - Vibration gyroscope having pzt thin film and manufacture therefor - Google Patents

Vibration gyroscope having pzt thin film and manufacture therefor

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JPH1114370A
JPH1114370A JP9167313A JP16731397A JPH1114370A JP H1114370 A JPH1114370 A JP H1114370A JP 9167313 A JP9167313 A JP 9167313A JP 16731397 A JP16731397 A JP 16731397A JP H1114370 A JPH1114370 A JP H1114370A
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JP
Japan
Prior art keywords
thin film
plate portion
pzt thin
parallel plate
pzt
Prior art date
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Application number
JP9167313A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Fukuda
敏男 福田
Fumito Arai
史人 新井
Koichi Itoigawa
貢一 糸魚川
Hitoshi Iwata
仁 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Tokai Rika Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1114370A publication Critical patent/JPH1114370A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration gyroscope having a PZT (ceramics composed of a solid solution of lead zirconate titanate; lead titanate, lead zirconate) thin film by which the vibration gyroscope can be easily obtained and which can be miniaturized and is strong in a torsion and whose detecting sensitivity can be increased. SOLUTION: A base material 4 of a vibration gyroscope 1 is composed of stainless steel as an elastic metallic body forming a square pole. Mutually orthogonal through holes 10 and 7 are bored in upper and lower both parts of the base material 4, and parallel plate parts 3 and 2 are constituted. A titanium film is formed on outside surfaces of the parallel plate parts 2 and 3 by sputtering or the like, and a PZT thin film 14 is formed on the whole outside surface of the titanium film, and electrode films 15 which are composed of aluminum and have mutually the same area having a thickness of several μm, are formed above and below by a pair on its PZT thin film 14.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はPZT薄膜を備えた振動
ジャイロ及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibrating gyroscope having a PZT thin film and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の振動ジャイロとしては、図7に示
す音叉型、図8に示す音片型が知られている。
2. Description of the Related Art As a conventional vibration gyro, a tuning fork type shown in FIG. 7 and a sound piece type shown in FIG. 8 are known.

【0003】音叉型の振動ジャイロ21は、図7に示す
ように連結部22の両端に一対の駆動用圧電セラミック
ス板23が、互いに平行に立設され、その平面が図にお
いてX方向に向くように配置されている。又、駆動用圧
電セラミック板23の上端の中心上において、検出用圧
電セラミックス板24が一体に立設され、その平面が図
において、Y方向に向くように配置されている。なお、
X方向とY方向とは互いに直交している。そして、下方
の駆動用圧電セラミックス板23に交番電圧を印加する
ことにより、同圧電セラミックス板23をX,反X方向
へ振動させる。この振動状態で、振動ジャイロ21にZ
軸回りの回転が加わったときに、検出用圧電セラミック
ス24が歪み、そのときに生ずる電圧を検出することに
より、検出用圧電セラミックス24に働いた力を検知す
ることが可能となる。この力は、コリオリの力Fcとい
い、一般に、次式で表される。
As shown in FIG. 7, a tuning fork type vibrating gyroscope 21 has a pair of driving piezoelectric ceramic plates 23 erected at both ends of a connecting portion 22 so as to be parallel to each other, and the plane thereof is oriented in the X direction in the drawing. Are located in A piezoelectric ceramic plate 24 for detection is integrally erected on the center of the upper end of the piezoelectric ceramic plate 23 for driving, and is arranged so that its plane faces the Y direction in the figure. In addition,
The X direction and the Y direction are orthogonal to each other. Then, by applying an alternating voltage to the lower drive piezoelectric ceramic plate 23, the piezoelectric ceramic plate 23 is vibrated in the X and anti-X directions. In this vibration state, the vibration gyro 21
When the rotation around the axis is applied, the detection piezoelectric ceramic 24 is distorted, and the voltage generated at that time is detected, whereby the force applied to the detection piezoelectric ceramic 24 can be detected. This force is called Coriolis force Fc and is generally expressed by the following equation.

【0004】Fc=2mV×Ω …(1) なお、mは振動ジャイロ21の質量、Vは振動ジャイロ
21の振動速度、Ωは振動ジャイロ25のZ軸回りの角
速度である。そして、前記質量m、振動速度Vが既知で
あれば、角速度Ωを導出することが可能となる。
Fc = 2mV × Ω (1) where m is the mass of the vibrating gyroscope 21, V is the vibration speed of the vibrating gyroscope 21, and Ω is the angular velocity of the vibrating gyroscope 25 around the Z axis. If the mass m and the vibration velocity V are known, the angular velocity Ω can be derived.

【0005】又、音片型の振動ジャイロ25は、図8に
示すように恒弾性金属からなる四角柱状の音片型振動子
26を備え、同音片型振動子26の互いに180度反対
側の側面に対して、一対の駆動用圧電セラミックス板2
7が貼着されている(図面上は、片方のみ図示)。又、
残りの両側面には、一対の検出用圧電セラミックス板2
8が貼着されている(図面上は、片方のみ図示)。そし
て、この振動ジャイロ25は、駆動用圧電セラミックス
板27に交番電圧を印加することにより、同圧電セラミ
ックス板27にて音片型振動子26をX,反X方向へ振
動させる。この状態で、振動ジャイロ26にZ軸回りの
回転が加わったときに、検出用圧電セラミックス28が
歪み、そのときに生ずる電圧を検出することにより、検
出用圧電セラミックス28に働いたコリオリの力を検出
することが可能となる。
The vibrating gyroscope 25 of the resonating type includes a quadrangular prism-shaped vibrating member 26 made of a constant elastic metal as shown in FIG. A pair of driving piezoelectric ceramic plates 2
7 is attached (only one is shown in the drawing). or,
A pair of piezoelectric ceramic plates for detection 2
8 is attached (only one is shown in the drawing). The vibrating gyroscope 25 vibrates the resonator element vibrator 26 in the X and anti-X directions by applying an alternating voltage to the driving piezoelectric ceramic plate 27. In this state, when rotation about the Z-axis is applied to the vibrating gyroscope 26, the detection piezoelectric ceramics 28 is distorted, and the voltage generated at that time is detected to reduce the Coriolis force acting on the detection piezoelectric ceramics 28. It becomes possible to detect.

【0006】ところで、上記の駆動用圧電セラミックス
板23,27、検出用圧電セラミックス板24,28に
は、バルクのPZT(ジルコン・チタン酸鉛:チタン酸
鉛,ジルコン酸鉛の固溶体からなるセラミックス)が使
用されている。
By the way, bulk PZT (ceramic made of a solid solution of lead zircon / titanate: lead titanate, lead zirconate) is provided on the driving piezoelectric ceramic plates 23 and 27 and the detecting piezoelectric ceramic plates 24 and 28. Is used.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なバルクのPZTは、バルクそのものの薄形化が難し
く、振動ジャイロ全体の小型化が難しい問題があった。
However, the bulk PZT as described above has a problem that it is difficult to reduce the thickness of the bulk itself and to reduce the size of the entire vibrating gyroscope.

【0008】又、音片型の振動ジャイロのように、圧電
セラミックス板を貼着して振動ジャイロを構成する場
合、貼着工程が多くなるとともに、接着精度、すなわ
ち、位置精度が悪い問題があり、従って、検出感度等に
影響を及ぼし、均質なものを精度よく製造することは難
しい問題があった。
Further, when a vibrating gyroscope is formed by sticking a piezoelectric ceramic plate like a vibrating gyroscope of a sound piece type, there is a problem that the sticking process is increased and the bonding accuracy, that is, the positional accuracy is poor. Therefore, there is a problem that it affects the detection sensitivity and the like, and it is difficult to accurately manufacture a homogeneous product.

【0009】さらに、振動子が三次元構造体の場合は、
任意の場所にバルクのPZTを取付けることが困難な場
合があり、取付け場所が限られる問題がある。又、コリ
オリの力Fcは、上記(1)式に示すように、振動ジャ
イロの質量mを大きくすれば、コリオリの力が大きくな
り、この結果、検出用圧電セラミックスの歪み量が増大
して、検出電圧も大きくなる。すなわち検出感度が上が
ることになる。このため、振動ジャイロの質量は大きい
方が検出感度を得るためには好ましい。ところが、バル
クのPZTを用いた振動ジャイロの場合、バルクのPZ
Tを構成する基材を大きくしないと、質量が大きくでき
ない問題があり、検出感度を上げるには限界がある。
Further, when the vibrator is a three-dimensional structure,
There is a case where it is difficult to attach the bulk PZT to an arbitrary place, and there is a problem that the attachment place is limited. The Coriolis force Fc, as shown in the above equation (1), increases the Coriolis force when the mass m of the vibrating gyroscope is increased. As a result, the amount of distortion of the piezoelectric ceramic for detection increases. The detection voltage also increases. That is, the detection sensitivity is increased. For this reason, it is preferable that the mass of the vibrating gyroscope is large in order to obtain detection sensitivity. However, in the case of a vibrating gyro using bulk PZT, bulk PZT
Unless the base material constituting T is made large, there is a problem that the mass cannot be increased, and there is a limit in increasing the detection sensitivity.

【0010】又、コリオリの力Fcは、上記(1)式に
示すように、振動速度Vを大きくすれば、コリオリの力
が大きくなり、この結果、検出用圧電セラミックの歪み
量が増大して、検出電圧も大きくなって検出感度も上が
る。しかし、振動速度を大きくするために、例えば、音
叉型の振動ジャイロの場合、バルクのPZTの基材を薄
くすると、剛性が低くなるため、捩じれ易くなり、正確
に振動しなかったり、検出用圧電素子の検出のための歪
みもねじれが加わった状態となって正確な検出ができな
い問題が生ずる。
The Coriolis force Fc, as shown by the above equation (1), increases the Coriolis force when the vibration velocity V is increased. As a result, the amount of distortion of the detecting piezoelectric ceramic increases. Also, the detection voltage increases and the detection sensitivity increases. However, in the case of a tuning fork type vibrating gyroscope, for example, in the case of a tuning fork type vibrating gyroscope, if the bulk PZT base material is thinned, the rigidity is reduced, so that it becomes easy to be twisted and does not vibrate accurately, The distortion for detecting the element is also in a state in which the element is twisted, which causes a problem that accurate detection cannot be performed.

【0011】本発明は上記の課題を解消するためになさ
れたものであり、第1の目的は、容易に振動ジャイロを
得ることができるとともに、小型にすることができ、か
つ、捩じれに強く、検出感度を上げることができるPZ
T薄膜を備えた振動ジャイロを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a first object of the present invention is to provide a vibrating gyro that can be easily obtained, can be downsized, and is resistant to twisting. PZ that can increase detection sensitivity
An object of the present invention is to provide a vibrating gyroscope having a T thin film.

【0012】第2の目的は、小型にすることができ、捩
じれに強く、検出感度を上げることができるPZT薄膜
を備えた振動ジャイロを容易に得ることができる製造方
法を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of easily obtaining a vibrating gyroscope having a PZT thin film which can be reduced in size, is resistant to twisting, and can increase detection sensitivity.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明は、周方向に亘って第1乃
至第4側面を有し、第1側面と第3側面、第2側面と第
4側面とは、互いに180度反対位置に位置する四角柱
状の弾性金属を備え、その弾性金属の下部には、第1側
面から第3側面まで貫通する貫通孔が形成されて、第2
側面と第4側面を含むそれぞれの平板部にて第1の平行
平板部が形成され、前記弾性金属の上部には、第2側面
から第4側面まで貫通する貫通孔が形成されて、第1側
面と第3側面を含むそれぞれの平板部にて第2の平行平
板部が形成され、第1の平行平板部の第2側面と第4側
面、及び第2の平行平板部の第1側面と第3側面とには
チタン膜が形成され、同チタン膜上には、PZT薄膜が
形成され、同PZT薄膜上には、電極が設けられている
ことを特徴とするPZT薄膜を備えた振動ジャイロをそ
の要旨としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 has first to fourth side surfaces in a circumferential direction, and the first and third side surfaces are provided. The second side surface and the fourth side surface are provided with a quadrangular prism-shaped elastic metal located at positions opposite to each other by 180 degrees, and a through hole penetrating from the first side surface to the third side surface is formed below the elastic metal. , Second
A first parallel flat plate portion is formed by each of the flat plate portions including the side surface and the fourth side surface, and a through hole penetrating from the second side surface to the fourth side surface is formed in the upper portion of the elastic metal, and the first parallel plate portion is formed. A second parallel flat plate portion is formed by each flat plate portion including the side surface and the third side surface, and a second side surface and a fourth side surface of the first parallel flat plate portion, and a first side surface of the second parallel flat plate portion. A vibrating gyroscope comprising a PZT thin film, wherein a titanium film is formed on the third side surface, a PZT thin film is formed on the titanium film, and an electrode is provided on the PZT thin film. Is the gist.

【0014】請求項2の発明は、周方向に亘って第1乃
至第4側面を有し、第1側面と第3側面、第2側面と第
4側面とは、互いに180度反対位置に位置する4角柱
状の弾性金属の下部に対しては、第1側面から第3側面
まで貫通する貫通孔を形成して、第1の平行平板部を形
成するとともに、前記弾性金属の上部には、第2側面か
ら第4側面まで貫通する貫通孔を形成して、第2の平行
平板部を形成する工程と、第1の平行平板部の第2側面
と第4側面、及び第2平行平板部の第1側面と第3側面
とに対してチタン膜を形成する工程と、水熱法により、
前記チタン膜上にPZT薄膜を形成する工程と、前記P
ZT薄膜上に対して、それぞれ電極を形成する工程と、
を含むPZT薄膜を備えた振動ジャイロの製造方法をそ
の要旨としている。
According to a second aspect of the present invention, first to fourth side surfaces are provided in the circumferential direction, and the first side surface and the third side surface and the second side surface and the fourth side surface are located at positions opposite to each other by 180 degrees. In the lower part of the quadrangular prism-shaped elastic metal, a through hole penetrating from the first side surface to the third side surface is formed to form a first parallel plate portion, and the upper part of the elastic metal is Forming a through hole penetrating from the second side surface to the fourth side surface to form a second parallel flat plate portion, the second side surface and the fourth side surface of the first parallel flat plate portion, and the second parallel flat plate portion Forming a titanium film on the first side face and the third side face by a hydrothermal method.
Forming a PZT thin film on the titanium film;
Forming electrodes on the ZT thin film,
A method of manufacturing a vibrating gyroscope provided with a PZT thin film containing

【0015】請求項3の発明は、請求項2において、前
記水熱法は、硝酸鉛溶液、オキシ塩化ジルコニウムを鉱
化剤とともに攪拌し、加圧及び加熱して、チタン膜上に
種子結晶を得る工程と、前記種子結晶を得た基材に対し
て、硝酸鉛溶液、オキシ塩化ジルコニウム、四塩化チタ
ンの溶液を鉱化剤とともに攪拌し、加熱及び加圧して、
チタン膜上に対してPZTの結晶成長を行い、チタン膜
上にPZT薄膜を形成する工程とを含むPZT薄膜を備
えた振動ジャイロの製造方法をその要旨としている。 (作用)請求項1に記載の発明によると、振動ジャイロ
は、第1及び第2の平行平板部を備えているため、剛性
が高まり、捩じれに強くなる。又、第1及び第2の平行
平板部は、貫通孔の形成の仕方によって、振動ジャイロ
の質量を調整することができ、検出感度の向上が可能と
なる。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the hydrothermal method comprises stirring a lead nitrate solution and zirconium oxychloride together with a mineralizer, pressurizing and heating to form a seed crystal on the titanium film. The step of obtaining and, for the substrate from which the seed crystal was obtained, a lead nitrate solution, zirconium oxychloride, and a solution of titanium tetrachloride were stirred with a mineralizer, heated and pressed,
The gist of the present invention is a method of manufacturing a vibrating gyroscope having a PZT thin film including the steps of: performing PZT crystal growth on a titanium film and forming a PZT thin film on the titanium film. (Function) According to the first aspect of the present invention, since the vibrating gyroscope includes the first and second parallel flat plate portions, the rigidity is increased and the vibrating gyroscope is resistant to torsion. In addition, the first and second parallel plate portions can adjust the mass of the vibrating gyroscope by the manner of forming the through-holes, thereby improving the detection sensitivity.

【0016】請求項2に記載の発明によると、弾性金属
の下部に対して、第1側面から第3側面まで貫通する貫
通孔が形成されると、第1の平行平板部が形成される。
弾性金属の上部に、第2側面から第4側面まで貫通する
貫通孔が形成されて、第2の平行平板部が形成される。
続いて、第1の平行平板部の第2側面と第4側面、及び
第2平行平板部の第1側面と第3側面とに対してチタン
膜が形成される。
According to the second aspect of the present invention, when a through hole penetrating from the first side to the third side is formed in the lower portion of the elastic metal, the first parallel plate portion is formed.
A through hole penetrating from the second side surface to the fourth side surface is formed in the upper part of the elastic metal, and a second parallel plate portion is formed.
Subsequently, a titanium film is formed on the second and fourth side surfaces of the first parallel plate portion and on the first and third side surfaces of the second parallel plate portion.

【0017】水熱法により、チタン膜上にPZT薄膜が
形成され、その後、前記PZT薄膜に対して、それぞれ
電極が形成されることにより、振動ジャイロが形成され
る。ここで、水熱法とは、加熱・加圧下の水溶液から結
晶を析出、成長させる方法をいう。又、加圧とは、積極
的に圧力を加える場合の他、圧力容器内において、加熱
により蒸気圧の圧力上昇を含む趣旨である。なお、水熱
法は、一般的には水熱合成法ともいうが、この明細書で
は、水熱法という。
A PZT thin film is formed on a titanium film by a hydrothermal method, and thereafter, an electrode is formed on each of the PZT thin films to form a vibrating gyroscope. Here, the hydrothermal method refers to a method of depositing and growing crystals from an aqueous solution under heating and pressure. The term “pressurization” is intended to include not only a case where pressure is positively applied but also an increase in vapor pressure due to heating in a pressure vessel. The hydrothermal method is generally referred to as a hydrothermal synthesis method, but in this specification, is referred to as a hydrothermal method.

【0018】請求項3に記載の発明によると、硝酸鉛溶
液、オキシ塩化ジルコニウムを鉱化剤とともに攪拌し、
加圧及び加熱して、チタン膜上に種子結晶を得る。その
後、前記種子結晶を得た弾性金属に対して、硝酸鉛溶
液、オキシ塩化ジルコニウム、四塩化チタンの溶液を鉱
化剤とともに攪拌し、加熱及び加圧して、チタン膜上の
それぞれに対してPZTの結晶成長を行うと、チタン膜
にPZT薄膜を得る。
According to the third aspect of the invention, the lead nitrate solution and the zirconium oxychloride are stirred together with the mineralizer,
By applying pressure and heat, seed crystals are obtained on the titanium film. Thereafter, a lead nitrate solution, a zirconium oxychloride, and a titanium tetrachloride solution were stirred with a mineralizer with respect to the elastic metal from which the seed crystals were obtained, heated and pressed, and PZT was applied to each of the titanium films. When the crystal growth of is performed, a PZT thin film is obtained on the titanium film.

【0019】[0019]

【実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1乃至図6
を参照して説明する。図1は振動ジャイロの斜視図を示
している。なお、上記図面を含む各図面に図示されてい
る、チタン膜、電極膜、側板の厚みは、説明の便宜上、
実際のものより適宜拡大して図示されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a perspective view of the vibrating gyroscope. In addition, the thickness of the titanium film, the electrode film, and the side plate illustrated in each drawing including the above drawing are, for convenience of explanation,
It is shown enlarged as appropriate from the actual one.

【0020】図1に示すように振動ジャイロ1は、四角
柱状をなし、平行平板部2,3を上下に備えている。前
記平行平板部2,3は、本発明の第1及び第2の平行平
板部に相当する。
As shown in FIG. 1, the vibrating gyroscope 1 has a quadrangular prism shape, and has parallel flat plate portions 2 and 3 provided above and below. The parallel plate portions 2 and 3 correspond to the first and second parallel plate portions of the present invention.

【0021】同図1に示すように、振動ジャイロ1の基
材4は、四角柱をなす弾性金属体としてのステンレスか
ら構成されている。なお、本実施形態では、基材4の断
面は、正方形をなしている。基材4の断面は、正方形で
有るのが好ましいが、必ずしも正方形に限定されるもの
ではない。基材4は、X方向側に向く面を第1側面5と
し、時計回り方向(周方向)にわたって第2側面6、第
3側面及び第4側面の順に配置されている。そして、第
1側面5と、第3側面とは、Z軸を中心として、180
度反対側に位置し、又、第2側面6と、第4側面とは同
じくZ軸を中心として、180度反対側に位置している
(なお、図は第1側面と、第2側面のみ図示されてい
る。)。
As shown in FIG. 1, the base 4 of the vibrating gyroscope 1 is made of stainless steel as an elastic metal body forming a square pole. Note that, in the present embodiment, the cross section of the base material 4 has a square shape. The cross section of the substrate 4 is preferably a square, but is not necessarily limited to a square. The surface of the base material 4 facing the X direction is a first side surface 5, and the second side surface 6, the third side surface, and the fourth side surface are arranged in the clockwise direction (circumferential direction) in this order. Then, the first side surface 5 and the third side surface are 180 degrees around the Z axis.
The second side surface 6 and the fourth side surface are also located 180 degrees opposite to each other about the Z-axis (note that only the first side surface and the second side surface are shown in the figure). Is shown).

【0022】基材4の下部の第1側面5と、第3側面
は、X軸方向に向かう断面四角形状をなす貫通孔7が穿
設されている。この貫通孔7により、基材4の下部は、
第2側面6、及び第4側面をそれぞれ外側面とした一対
の側板8,9が形成されている。前記側板8,9は本発
明の平板部に相当する。前記側板8,9の板厚は、数十
〜数百μmとされている。そして、前記両側板8,9、
及び貫通孔7とにより、基材4の下部は互いに平行に配
置された平行平板構造となっており、平行平板部2が構
成されている。
The first side surface 5 and the third side surface at the lower portion of the base member 4 are provided with through holes 7 each having a rectangular cross section extending in the X-axis direction. Due to this through-hole 7, the lower part of the substrate 4
A pair of side plates 8 and 9 having the second side surface 6 and the fourth side surface as outer surfaces are formed. The side plates 8 and 9 correspond to the flat portions of the present invention. The thickness of the side plates 8 and 9 is set to several tens to several hundreds μm. Then, the both side plates 8, 9,
The through-hole 7 forms a parallel plate structure in which the lower portion of the base member 4 is arranged in parallel with each other, and the parallel plate portion 2 is formed.

【0023】又、基材4の上部の第2側面6と、第4側
面は、Y軸方向に向かう断面四角形状をなす貫通孔10
が穿設されている。この貫通孔10により、基材4の上
部は、第1側面5、及び第3側面をそれぞれ外側面とし
た一対の側板11,12が形成されている。前記側板1
1,12は本発明の平板部に相当する。前記側板11,
12の板厚は、前記平行平板部2の側板8,9と同一厚
みとされている。そして、前記両側板11,12、及び
貫通孔10とにより、基材4の上部は互いに平行に配置
された平行平板構造となっており、平行平板部3が構成
されている。そして、前記平行平板部2,3は互いに直
交するように配置されている。
The second side surface 6 and the fourth side surface of the upper part of the substrate 4 are formed with a through-hole 10 having a rectangular cross section in the Y-axis direction.
Are drilled. A pair of side plates 11 and 12 having the first side surface 5 and the third side surface as outer surfaces are formed in the upper part of the base material 4 by the through holes 10. Said side plate 1
Reference numerals 1 and 12 correspond to the flat plate portion of the present invention. The side plate 11,
12 has the same thickness as the side plates 8 and 9 of the parallel plate portion 2. The upper side of the base material 4 has a parallel plate structure arranged in parallel with each other by the side plates 11 and 12 and the through hole 10, thereby forming the parallel plate portion 3. The parallel plate portions 2 and 3 are arranged to be orthogonal to each other.

【0024】前記平行平板部2,3の第2側面6と第4
側面、及び第1側面5と第6側面とには、スパッタリン
グ等によって、形成された長方形状のチタン膜13が形
成されている(図4参照)。
The second side surface 6 of the parallel plate portions 2, 3 and the fourth
A rectangular titanium film 13 formed by sputtering or the like is formed on the side surface, the first side surface 5 and the sixth side surface (see FIG. 4).

【0025】同チタン膜13の表面全体には厚さ数十μ
mのPZT薄膜14(図5参照)が形成され、そのPZ
T薄膜14上にはアルミニウムからなる厚さ数μmを有
する互いに同面積の電極膜15が上下一対形成されてい
る。前記電極膜15は本発明の電極に相当する。
The entire surface of the titanium film 13 has a thickness of several tens μm.
m PZT thin film 14 (see FIG. 5) is formed,
On the T thin film 14, a pair of upper and lower electrode films 15 made of aluminum and having the same area and a thickness of several μm are formed. The electrode film 15 corresponds to the electrode of the present invention.

【0026】上記のように構成された振動ジャイロ1を
使用する場合、基材4の下端を固定した状態で、基材4
の下部の平行平板部2の側板8,9の電極膜15に対し
て、それぞれ反対電位の交番電圧を同期して印加する。
When using the vibrating gyroscope 1 configured as described above, with the lower end of the base 4 fixed, the base 4
The alternating voltages of the opposite potentials are synchronously applied to the electrode films 15 of the side plates 8 and 9 of the lower parallel plate portion 2 below.

【0027】すると、PZT薄膜の分極方向が電極膜1
5から基材4方向に向いている場合、プラス電位側に印
加された方のPZT薄膜14は圧縮され、マイナス電位
に印加された側のPZT薄膜14は引き伸ばされる。そ
して、交番電圧による極性の変化によって、PZT薄膜
14は、圧縮、引き伸ばしが交互に繰り返され、この結
果、平行平板部2は、X、反X方向に駆動され、上部に
位置する平行平板部3は同方向に振動する。
Then, the polarization direction of the PZT thin film is changed to the electrode film 1.
When the PZT thin film 14 applied to the positive potential side is compressed from the direction 5 to the base material 4, the PZT thin film 14 applied to the negative potential side is stretched. The PZT thin film 14 is alternately compressed and stretched by the change in polarity due to the alternating voltage. As a result, the parallel plate portion 2 is driven in the X and anti-X directions, and the upper parallel plate portion 3 is driven. Vibrate in the same direction.

【0028】そして、この振動状態で、振動ジャイロ1
にZ軸回りの回転が加わったときに、平行平板部3にお
いて一方の側面側のPZT薄膜14は、圧縮(歪み)さ
れ、他方の側面側(一方の側面とは180度反対側の側
面)が引き伸ばされる(歪み)。この結果、そのときに
生ずる電圧を検出することにより、振動ジャイロ1に働
いたコリオリの力を検知することが可能となる。又、上
記(1)に示すように、振動ジャイロ1の質量m、及び
振動速度Vが既知であれば、角速度Ωが導出できる。
Then, in this vibration state, the vibration gyro 1
When the rotation about the Z-axis is applied, the PZT thin film 14 on one side in the parallel plate portion 3 is compressed (strained), and the other side (a side 180 degrees opposite to the one side). Is stretched (distorted). As a result, it is possible to detect the Coriolis force acting on the vibrating gyroscope 1 by detecting the voltage generated at that time. Further, as shown in the above (1), if the mass m and the vibration velocity V of the vibration gyro 1 are known, the angular velocity Ω can be derived.

【0029】次に、上記振動ジャイロ1の製造方法を図
2乃至図6を参照して説明する。図2は、基材4を示し
ている。ステンレスからなる基材4は、断面正方形をな
した四角柱状に形成されている。この基材4の上下両部
に対して、それぞれ互いに直交するように貫通孔7,1
0を形成する。この貫通孔7,10の形成は、切削でも
よく、エッチングで行ってもよい。この貫通孔7を形成
することにより、図3に示すように基材4の下部は、第
2側面6、及び第4側面がそれぞれ外側面とされ、数十
〜数百μmの板厚を有する一対の側板8,9が形成され
る。又、前記両側板8,9、及び貫通孔7とにより、基
材4の下部は側板8,9が互いに平行に配置された平行
平板構造を有する平行平板部2が形成される。
Next, a method of manufacturing the vibrating gyroscope 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows the substrate 4. The base material 4 made of stainless steel is formed in a quadrangular prism shape having a square cross section. The upper and lower portions of the base material 4 are inserted through the through holes 7 and 1 so as to be orthogonal to each other.
0 is formed. The formation of the through holes 7 and 10 may be performed by cutting or etching. By forming the through holes 7, the lower portion of the base member 4 has the second side surface 6 and the fourth side surface as outer surfaces as shown in FIG. 3, and has a thickness of several tens to several hundreds μm. A pair of side plates 8 and 9 are formed. The parallel plate portion 2 having a parallel plate structure in which the side plates 8 and 9 are arranged in parallel with each other is formed below the base member 4 by the side plates 8 and 9 and the through hole 7.

【0030】又、貫通孔10を形成することにより、図
3に示すように基材4の上部は、第1側面5、及び第3
側面がそれぞれ外側面とされ、数十〜数百μmの板厚を
有する一対の側板11,12が形成される。又、前記両
側板11,12、及び貫通孔10とにより、基材4の上
部は互いに側板11,12とが互いに平行に配置された
平行平板構造を有する平行平板部3が形成される。
By forming the through-holes 10, the upper portion of the base member 4 is formed on the first side face 5 and the third side face 5 as shown in FIG.
A pair of side plates 11 and 12 having a plate thickness of several tens to several hundreds μm are formed, each of the side surfaces being an outer surface. Further, a parallel plate portion 3 having a parallel plate structure in which the side plates 11 and 12 are arranged in parallel with each other is formed on the upper portion of the base material 4 by the side plates 11 and 12 and the through hole 10.

【0031】次に、この基材4を酸等で、クリーニング
し、予め、PZT薄膜14を形成したい側面を除いた面
を合成樹脂、又は、スパッタリングや真空蒸着等の物理
的成膜法にてチタン以外の金属等にて、被覆してマスク
(図示しない)を形成する。
Next, the substrate 4 is cleaned with an acid or the like, and the surface excluding the side on which the PZT thin film 14 is to be formed is removed in advance using a synthetic resin or a physical film forming method such as sputtering or vacuum deposition. A mask (not shown) is formed by coating with a metal other than titanium or the like.

【0032】そして、基材4の上部の第1側面5、第3
側面、基材4の下部の第2側面6及び第4側面にスパッ
タリングや真空蒸着等の物理的成膜法にてチタン膜13
を成膜する(図4参照)。
Then, the first side surface 5 on the upper part of the substrate 4 and the third side
The titanium film 13 is formed on the side surface, the second side surface 6 and the fourth side surface under the base member 4 by a physical film forming method such as sputtering or vacuum evaporation.
Is formed (see FIG. 4).

【0033】次に水熱法で、チタン膜13上にPZT薄
膜14を形成する。この水熱法は2つの段階からなって
いる。 (第1段階)基材4、原材料としてのオキシ塩化ジルコ
ニウム(ZrOC2 ・8H2 O)と硝酸塩(Pb(NO
3 2 )の水溶液、及びKOH(8N)溶液をテフロン
瓶(図示しない)に投入し、攪拌する。なお、PZT薄
膜14の圧電性は、PZT薄膜14におけるチタン酸
鉛,ジルコン酸鉛の構成組成比によって決まるため、後
にできあがるPZT薄膜14の圧電性に応じてオキシ塩
化ジルコニウムと硝酸塩とのモル比を決めればよい。
Next, a PZT thin film 14 is formed on the titanium film 13 by a hydrothermal method. This hydrothermal method consists of two stages. (First step) substrate 4, zirconium oxychloride as a raw material (ZrOC 2 · 8H 2 O) and nitrate (Pb (NO
3 ) An aqueous solution of 2 ) and a KOH (8N) solution are charged into a Teflon bottle (not shown) and stirred. Since the piezoelectricity of the PZT thin film 14 is determined by the composition ratio of lead titanate and lead zirconate in the PZT thin film 14, the molar ratio between zirconium oxychloride and nitrate is changed according to the piezoelectricity of the PZT thin film 14 to be formed later. You just have to decide.

【0034】次に、図示しない圧力容器内において、基
材4を上方に配置し、オキシ塩化ジルコニウム(ZrO
2 ・8H2 O)、硝酸塩(Pb(NO3 2 )の水溶
液、及びKOH(8N)溶液を攪拌しながら、加熱・加
圧する。なお、ここでいう加圧とは、加熱された溶液の
蒸気圧よる加圧のことである。温度条件は150℃で、
48時間この状態を継続する。なお、攪拌は、300r
pmで行う。
Next, in a pressure vessel (not shown), the base material 4 is disposed above and zirconium oxychloride (ZrO 2
C 2 · 8H 2 O), an aqueous solution of nitrate (Pb (NO 3) 2) , and while stirring KOH (8N) solution, heated and pressurized. The pressurization here is pressurization by the vapor pressure of the heated solution. The temperature condition is 150 ° C,
This condition is maintained for 48 hours. In addition, stirring was performed for 300 r.
pm.

【0035】この結果、過飽和状態で、基材4の両平行
平板部2,3のチタン膜13表面にPZTの種子結晶
(核)が形成される。上記時間の経過後、基材4を圧力
容器から取り出し、水洗・乾燥する。
As a result, in the supersaturated state, seed crystals (nuclei) of PZT are formed on the surfaces of the titanium films 13 of the two parallel flat plate portions 2 and 3 of the substrate 4. After the elapse of the above time, the substrate 4 is taken out of the pressure vessel, washed with water and dried.

【0036】(第2段階)次に、種子結晶が核付けされ
た基材4、原材料としてのオキシ塩化ジルコニウム(Z
rOC2 ・8H2 O)と硝酸塩(Pb(NO3 2 )の
水溶液、四塩化チタン(TiCl4 )及びKOH(4
N)溶液をテフロン瓶(図示しない)に投入し、攪拌す
る。なお、PZT薄膜14の圧電性は、PZTにおける
チタン酸鉛,ジルコン酸鉛の構成組成比によって決まる
ため、後にできあがるPZTの圧電性に応じてオキシ塩
化ジルコニウムと硝酸塩とのモル比を決めればよい。
(Second Step) Next, the base material 4 on which seed crystals are nucleated, and zirconium oxychloride (Z
aqueous solution of rOC 2 · 8H 2 O) and nitrate (Pb (NO 3) 2) , titanium tetrachloride (TiCl 4) and KOH (4
N) Put the solution in a Teflon bottle (not shown) and stir. Since the piezoelectricity of the PZT thin film 14 is determined by the composition ratio of lead titanate and lead zirconate in PZT, the molar ratio between zirconium oxychloride and nitrate may be determined according to the piezoelectricity of PZT to be formed later.

【0037】次に、図示しない圧力容器内において、基
材4を上方に配置し、オキシ塩化ジルコニウム(ZrO
2 ・8H2 O)、硝酸塩(Pb(NO3 2 )の水溶
液、四塩化チタン(TiCl4 )及びKOH(4N)溶
液を攪拌しながら、加熱・加圧する。なお、ここでいう
加圧とは、加熱された溶液の蒸気圧よる加圧のことであ
る。温度条件は120℃で、48時間この状態を継続す
る。なお、攪拌は、300rpmで行う。
Next, in a pressure vessel (not shown), the substrate 4 is placed above and zirconium oxychloride (ZrO
C 2 · 8H 2 O), an aqueous solution of nitrate (Pb (NO 3) 2) , with stirring titanium tetrachloride (TiCl 4) and KOH (4N) solution, heated and pressurized. The pressurization here is pressurization by the vapor pressure of the heated solution. The temperature condition is 120 ° C., and this state is maintained for 48 hours. The stirring is performed at 300 rpm.

【0038】この結果、過飽和状態で、基材4の両平行
平板部2,3の両外側面にPZT薄膜14が所定厚み
(この実施形態では数十μm)で形成される(図5参
照)。上記時間の経過後、基材4を圧力容器から取り出
し、水洗・乾燥する。この後、マスクを除去する。
As a result, in the supersaturated state, the PZT thin film 14 is formed with a predetermined thickness (several tens of μm in this embodiment) on both outer surfaces of both the parallel plate portions 2 and 3 of the base material 4 (see FIG. 5). . After the elapse of the above time, the substrate 4 is taken out of the pressure vessel, washed with water and dried. Thereafter, the mask is removed.

【0039】そして、図6に示すように、PZT薄膜1
4面に電極膜15をスパッタリングや真空蒸着等の物理
的成膜法により形成した後、パターニングし、不必要な
電極膜15の部分を除去して、上下一対の電極膜15を
形成し、振動ジャイロ1を形成する。
Then, as shown in FIG.
After forming the electrode films 15 on the four surfaces by a physical film forming method such as sputtering or vacuum deposition, patterning is performed, unnecessary portions of the electrode films 15 are removed, and a pair of upper and lower electrode films 15 is formed. The gyro 1 is formed.

【0040】さて、本実施形態によると、次のような作
用効果を奏する。 (1) 本実施形態では、基材4の両平行平板部2,3
のチタン膜13表面に形成されたPZT薄膜14は、数
十μmとして薄く形成しているため、振動ジャイロ1
を、小型化することができる。
According to the present embodiment, the following operation and effect can be obtained. (1) In the present embodiment, the two parallel flat plate portions 2 and 3 of the base material 4
Since the PZT thin film 14 formed on the surface of the titanium film 13 is formed as thin as several tens μm, the vibration gyro 1
Can be reduced in size.

【0041】(2) 本実施形態では、基材4の上下両
部を、平行平板構造としているため、捩じれに対して強
くすることができる。従って、振動駆動用の平行平板部
2は、正確に振動することができ、検出用の平行平板部
3は、正確に変位できるため、ノイズに強いものとな
る。
(2) In the present embodiment, the upper and lower portions of the base member 4 have a parallel plate structure, so that the base member 4 can be resistant to twisting. Accordingly, the vibration driving parallel plate portion 2 can accurately vibrate, and the detection parallel plate portion 3 can be accurately displaced, so that it is strong against noise.

【0042】(3) 本実施形態では、水熱法により、
基材4の両平行平板部2,3の両外側面にチタン膜13
を形成した後、水熱法により、及びPZT薄膜14を形
成し、その後、前記PZT薄膜14を形成した基材4の
両側面に対して、それぞれ電極膜15を形成した。その
結果、同一工程(水熱法による工程)で得られた振動駆
動用の平行平板部2、検出用の平行平板部3との組合せ
で構成される振動ジャイロ1は、検出感度等の品質を一
定に、すなわち、均質なものとすることができる。又、
水熱法により、駆動用のPZT薄膜14と、検出用のP
ZT薄膜14とが一度に形成できるため、別々に駆動
用、検出用のPZT薄膜を形成する場合と異なり、作成
工数を低減できる。
(3) In the present embodiment, the hydrothermal method
A titanium film 13 is formed on both outer surfaces of the two parallel flat plate portions 2 and 3 of the substrate 4.
Was formed, a PZT thin film 14 was formed by a hydrothermal method, and then electrode films 15 were formed on both side surfaces of the substrate 4 on which the PZT thin film 14 was formed. As a result, the vibration gyro 1 composed of the combination of the vibration driving parallel flat plate portion 2 and the detection parallel flat plate portion 3 obtained in the same process (a process by the hydrothermal method) has improved quality such as detection sensitivity. It can be constant, ie homogeneous. or,
By the hydrothermal method, the PZT thin film 14 for driving and the P
Since the ZT thin film 14 can be formed at a time, unlike the case where the driving and detection PZT thin films are separately formed, the number of manufacturing steps can be reduced.

【0043】(4) 検出用の平行平板部3の側板11
と側板12の上部間を連結している連結部、或いは、平
行平板部2と平行平板部3との間の部分の連結部は、上
記(1)式のコリオリの力Fcの質量mとして使用でき
る。従って、同部分の質量を適宜変更することにより振
動ジャイロ1のmを調整することが可能である。そのこ
とによって、振動ジャイロ1の検出感度を上げることも
可能である。
(4) Side plate 11 of parallel plate portion 3 for detection
The connecting part connecting the upper part of the side plate 12 and the connecting part of the part between the parallel plate part 2 and the parallel plate part 3 is used as the mass m of the Coriolis force Fc of the above formula (1). it can. Therefore, it is possible to adjust m of the vibrating gyroscope 1 by appropriately changing the mass of the same portion. Thereby, the detection sensitivity of the vibrating gyroscope 1 can be increased.

【0044】本発明の実施形態は、上記実施形態以外に
次のように変更することも可能である。 (1) 前記実施形態では、電極膜15をアルミニウム
で形成したが、Au(金)にて形成してもよく、又、他
の導電性金属にて形成してもよい。
The embodiment of the present invention can be modified as follows in addition to the above embodiment. (1) In the above embodiment, the electrode film 15 is formed of aluminum, but may be formed of Au (gold) or may be formed of another conductive metal.

【0045】(2) 前記実施形態では、電極膜15、
PZT薄膜14、基材4の厚みをそれぞれ所定数値とし
たが、上記数値に限定されるものではなく、必要に応じ
て、上記以外の数値としてもよい。
(2) In the above embodiment, the electrode film 15,
Although the thickness of the PZT thin film 14 and the thickness of the substrate 4 are each set to a predetermined numerical value, they are not limited to the above numerical values, and may be other numerical values as required.

【0046】(3) 前記実施形態では、音片型の振動
ジャイロ1に具体化したが、この振動ジャイロ1を連結
板の両端に固設した音叉型の振動ジャイロに具体化して
もよい。この場合、前記実施形態での振動ジャイロ1を
一対、連結部としての連結板の両端に立設固定するだけ
で、音叉型の振動ジャイロが形成できる。
(3) In the above embodiment, the vibrating gyroscope 1 is embodied as a resonating piece, but the vibrating gyroscope 1 may be embodied as a vibrating gyroscope of a tuning fork type fixed to both ends of a connecting plate. In this case, a tuning fork-type vibrating gyroscope can be formed only by erection and fixing the pair of vibrating gyroscopes 1 in the above embodiment to both ends of a connecting plate as a connecting portion.

【0047】(4) 前記実施形態では、電極膜15を
各PZT薄膜14に対し分離して上下一対設けたが、分
離しないでPZT薄膜14上の表面全体に設けてもよ
い。ここで、特許請求の範囲に記載された技術的思想の
ほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思
想をその効果とともに以下に挙げる。
(4) In the above embodiment, a pair of upper and lower electrode films 15 are provided separately for each PZT thin film 14, but may be provided on the entire surface of the PZT thin film 14 without being separated. Here, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the above-described embodiments are listed below together with their effects.

【0048】(1) 請求項2において、貫通孔は断面
四角形状に形成されたものであるPZT薄膜を備えた振
動ジャイロ。断面四角形状の貫通孔により、第1及び第
2の平行平板部の側壁が板状に形成され、平行平板構造
を得ることができる。
(1) A vibrating gyroscope according to claim 2, wherein the through hole has a PZT thin film having a rectangular cross section. The side walls of the first and second parallel flat plate portions are formed in a plate shape by the through holes having a square cross section, so that a parallel flat plate structure can be obtained.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1の発明に
よれば、容易に振動ジャイロを得ることができるととも
に、小型にすることができ、かつ、捩じれに強く、検出
感度を上げることができる。
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to easily obtain a vibration gyro, to reduce the size, to be resistant to twisting, and to increase the detection sensitivity. Can be.

【0050】請求項2及び請求項3の発明によれば、小
型にすることができ、捩じれに強く、検出感度を上げる
ことができる振動ジャイロを容易に得ることができる。
According to the second and third aspects of the present invention, it is possible to easily obtain a vibration gyro that can be reduced in size, resistant to twisting, and capable of increasing the detection sensitivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】振動ジャイロの斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a vibrating gyroscope.

【図2】基材の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a base material.

【図3】貫通孔を形成した基材の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a base material in which a through hole is formed.

【図4】チタン膜をパターンニングして形成した基材の
斜視図。
FIG. 4 is a perspective view of a base material formed by patterning a titanium film.

【図5】PZT薄膜を形成した基材の斜視図。FIG. 5 is a perspective view of a substrate on which a PZT thin film is formed.

【図6】電極膜を形成した振動ジャイロの斜視図。FIG. 6 is a perspective view of a vibrating gyroscope on which an electrode film is formed.

【図7】従来の振動ジャイロの斜視図。FIG. 7 is a perspective view of a conventional vibrating gyroscope.

【図8】従来の振動ジャイロの斜視図。FIG. 8 is a perspective view of a conventional vibrating gyroscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…振動ジャイロ、2,3…平行平板部(第1、第2の
平行平板部を構成する)、4…基材、5…第1側面、6
…第2側面、7,10…貫通孔、8,9,11,12…
側板(平板部を構成する)、13…チタン膜、14…P
ZT薄膜、15…電極膜。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vibrating gyroscope, 2, 3 ... Parallel plate part (constituting the 1st, 2nd parallel plate part), 4 ... Base material, 5 ... 1st side surface, 6
... 2nd side surface, 7,10 ... Through-hole, 8,9,11,12 ...
Side plate (constituting a flat plate portion), 13: titanium film, 14: P
ZT thin film, 15 ... electrode film.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年7月17日[Submission date] July 17, 1997

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0033[Correction target item name] 0033

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0033】次に水熱法で、チタン膜13上にPZT薄
膜14を形成する。この水熱法は2つの段階からなって
いる。 (第1段階)基材4、原材料としてのオキシ塩化ジルコ
ニウム(ZrOC 2 ・8H2 O)と硝酸塩(Pb(N
3 2 )の水溶液、及びKOH(8N)溶液をテフロ
ン瓶(図示しない)に投入し、攪拌する。なお、PZT
薄膜14の圧電性は、PZT薄膜14におけるチタン酸
鉛,ジルコン酸鉛の構成組成比によって決まるため、後
にできあがるPZT薄膜14の圧電性に応じてオキシ塩
化ジルコニウムと硝酸塩とのモル比を決めればよい。
Next, a PZT thin film 14 is formed on the titanium film 13 by a hydrothermal method. This hydrothermal method consists of two stages. (First step) substrate 4, zirconium oxychloride as a raw material (ZrOC l 2 · 8H 2 O ) and nitrate (Pb (N
An aqueous solution of O 3 ) 2 ) and a KOH (8N) solution are charged into a Teflon bottle (not shown) and stirred. In addition, PZT
Since the piezoelectricity of the thin film 14 is determined by the composition ratio of lead titanate and lead zirconate in the PZT thin film 14, the molar ratio between zirconium oxychloride and nitrate may be determined according to the piezoelectricity of the PZT thin film 14 to be formed later. .

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0034[Correction target item name] 0034

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0034】次に、図示しない圧力容器内において、基
材4を上方に配置し、オキシ塩化ジルコニウム(ZrO
2 ・8H2 O)、硝酸塩(Pb(NO3 2 )の水
溶液、及びKOH(8N)溶液を攪拌しながら、加熱・
加圧する。なお、ここでいう加圧とは、加熱された溶液
の蒸気圧よる加圧のことである。温度条件は150℃
で、48時間この状態を継続する。なお、攪拌は、30
0rpmで行う。
Next, in a pressure vessel (not shown), the base material 4 is disposed above and zirconium oxychloride (ZrO 2
C l 2 · 8H 2 O) , an aqueous solution of nitrate (Pb (NO 3) 2) , and while stirring KOH (8N) solution, heating and
Apply pressure. Note that the pressure here means a pressure by the vapor pressure of the heated solution. Temperature condition is 150 ° C
This state is continued for 48 hours. In addition, stirring was performed for 30 minutes.
Perform at 0 rpm.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0036[Correction target item name] 0036

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0036】(第2段階)次に、種子結晶が核付けされ
た基材4、原材料としてのオキシ塩化ジルコニウム(Z
rOC 2 ・8H2 O)と硝酸塩(Pb(NO3 2
の水溶液、四塩化チタン(TiCl4 )及びKOH(4
N)溶液をテフロン瓶(図示しない)に投入し、攪拌す
る。なお、PZT薄膜14の圧電性は、PZTにおける
チタン酸鉛,ジルコン酸鉛の構成組成比によって決まる
ため、後にできあがるPZTの圧電性に応じてオキシ塩
化ジルコニウムと硝酸塩とのモル比を決めればよい。
(Second Step) Next, the base material 4 on which seed crystals are nucleated, and zirconium oxychloride (Z
rOC l 2 · 8H 2 O) and nitrate (Pb (NO 3) 2)
Aqueous solution, titanium tetrachloride (TiCl 4 ) and KOH (4
N) Put the solution in a Teflon bottle (not shown) and stir. Since the piezoelectricity of the PZT thin film 14 is determined by the composition ratio of lead titanate and lead zirconate in PZT, the molar ratio between zirconium oxychloride and nitrate may be determined according to the piezoelectricity of PZT to be formed later.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0037[Correction target item name] 0037

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0037】次に、図示しない圧力容器内において、基
材4を上方に配置し、オキシ塩化ジルコニウム(ZrO
2 ・8H2 O)、硝酸塩(Pb(NO3 2 )の水
溶液、四塩化チタン(TiCl4 )及びKOH(4N)
溶液を攪拌しながら、加熱・加圧する。なお、ここでい
う加圧とは、加熱された溶液の蒸気圧よる加圧のこと
である。温度条件は120℃で、48時間この状態を継
続する。なお、攪拌は、300rpmで行う。
Next, in a pressure vessel (not shown), the substrate 4 is placed above and zirconium oxychloride (ZrO
C l 2 · 8H 2 O) , an aqueous solution of nitrate (Pb (NO 3) 2) , titanium tetrachloride (TiCl 4) and KOH (4N)
Heat and pressurize while stirring the solution. Note that the pressure here means a pressure by the vapor pressure of the heated solution. The temperature condition is 120 ° C., and this state is maintained for 48 hours. The stirring is performed at 300 rpm.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 史人 名古屋市千種区青柳町6丁目5番地の1 メイツ千種青柳501 (72)発明者 糸魚川 貢一 愛知県丹羽郡大口町大字豊田字野田1番地 株式会社東海理化電機製作所内 (72)発明者 岩田 仁 愛知県丹羽郡大口町大字豊田字野田1番地 株式会社東海理化電機製作所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Fumito Arai 501, 6-5-5 Aoyagi-cho, Chigusa-ku, Nagoya 501 (72) Inventor Koichi Itoigawa Noda 1 Toyoda-ji, Oji-machi, Oguchi-machi, Niwa-gun, Aichi Prefecture Address: Tokai Rika Electric Machinery Co., Ltd. (72) Inventor Hitoshi Iwata 1 Toyota Noda, Toyoda, Oguchi-machi, Oguchi-machi, Niwa-gun, Aichi Prefecture

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周方向に亘って第1乃至第4側面を有
し、第1側面と第3側面、第2側面と第4側面とは、互
いに180度反対位置に位置する四角柱状の弾性金属を
備え、 その弾性金属の下部には、第1側面から第3側面まで貫
通する貫通孔が形成されて、第2側面と第4側面を含む
それぞれの平板部にて第1の平行平板部が形成され、 前記弾性金属の上部には、第2側面から第4側面まで貫
通する貫通孔が形成されて、第1側面と第3側面を含む
それぞれの平板部にて第2の平行平板部が形成され、 第1の平行平板部の第2側面と第4側面、及び第2の平
行平板部の第1側面と第3側面とにはチタン膜が形成さ
れ、 同チタン膜上には、PZT薄膜が形成され、同PZT薄
膜上には、電極が設けられていることを特徴とするPZ
T薄膜を備えた振動ジャイロ。
1. A quadrangular prismatic elastic member having first to fourth side surfaces in a circumferential direction, wherein the first side surface and the third side surface, and the second side surface and the fourth side surface are located at positions 180 degrees opposite to each other. A metal has a through hole formed in a lower portion of the elastic metal from a first side surface to a third side surface, and a first parallel flat plate portion includes a flat plate portion including a second side surface and a fourth side surface. Is formed at the upper portion of the elastic metal, and a through-hole is formed from the second side surface to the fourth side surface, and a second parallel flat plate portion is formed on each flat plate portion including the first side surface and the third side surface. Are formed, and a titanium film is formed on the second side surface and the fourth side surface of the first parallel plate portion and the first side surface and the third side surface of the second parallel plate portion. A PZT thin film is formed, and an electrode is provided on the PZT thin film.
Vibrating gyroscope with T thin film.
【請求項2】 周方向に亘って第1乃至第4側面を有
し、第1側面と第3側面、第2側面と第4側面とは、互
いに180度反対位置に位置する4角柱状の弾性金属の
下部に対しては、第1側面から第3側面まで貫通する貫
通孔を形成して、第1の平行平板部を形成するととも
に、前記弾性金属の上部には、第2側面から第4側面ま
で貫通する貫通孔を形成して、第2の平行平板部を形成
する工程と、 第1の平行平板部の第2側面と第4側面、及び第2平行
平板部の第1側面と第3側面とに対してチタン膜を形成
する工程と、 水熱法により、前記チタン膜上にPZT薄膜を形成する
工程と、 前記PZT薄膜上に対して、それぞれ電極を形成する工
程と、を含むことを特徴とするPZT薄膜を備えた振動
ジャイロの製造方法。
2. A rectangular prism having first to fourth side surfaces in a circumferential direction, wherein the first side surface and the third side surface, and the second side surface and the fourth side surface are located at positions opposite to each other by 180 degrees. A through hole penetrating from the first side to the third side is formed in the lower portion of the elastic metal to form a first parallel plate portion, and a second parallel side is formed in the upper portion of the elastic metal from the second side. Forming a through hole penetrating up to four side surfaces to form a second parallel plate portion; and forming a second side surface and a fourth side surface of the first parallel plate portion and a first side surface of the second parallel plate portion. A step of forming a titanium film on the third side surface, a step of forming a PZT thin film on the titanium film by a hydrothermal method, and a step of forming electrodes on the PZT thin film, respectively. A method for manufacturing a vibrating gyroscope comprising a PZT thin film, comprising:
【請求項3】 前記水熱法は、 硝酸鉛溶液、オキシ塩化ジルコニウムを鉱化剤とともに
攪拌し、加圧及び加熱して、チタン膜上に種子結晶を得
る工程と、 前記種子結晶を得た基材に対して、硝酸鉛溶液、オキシ
塩化ジルコニウム、四塩化チタンの溶液を鉱化剤ととも
に攪拌し、加熱及び加圧して、チタン膜上に対してPZ
Tの結晶成長を行い、チタン膜上にPZT薄膜を形成す
る工程とを含むことを特徴とする請求項3に記載のPZ
T薄膜を備えた振動ジャイロの製造方法。
3. The hydrothermal method comprises the steps of: stirring a lead nitrate solution and zirconium oxychloride together with a mineralizer, applying pressure and heating to obtain seed crystals on a titanium film; and obtaining the seed crystals. A lead nitrate solution, a zirconium oxychloride solution, and a titanium tetrachloride solution are stirred with a mineralizer, heated and pressurized on the base material to form a PZ on the titanium film.
Forming a PZT thin film on the titanium film by performing T crystal growth. 4. The PZ according to claim 3, wherein
A method for manufacturing a vibrating gyroscope having a T thin film.
JP9167313A 1997-06-24 1997-06-24 Vibration gyroscope having pzt thin film and manufacture therefor Pending JPH1114370A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6378368B1 (en) 1997-10-09 2002-04-30 Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho Oscillation gyro equipped with thin PZT film

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6378368B1 (en) 1997-10-09 2002-04-30 Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho Oscillation gyro equipped with thin PZT film

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