JPH11183175A

JPH11183175A - 圧電振動ジャイロ

Info

Publication number: JPH11183175A
Application number: JP9349245A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Tanaka; 博文田中
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】振動体の振動に呼応するリード線の共振による
振動を抑圧して、コリオリ力に基づかない誤差信号が出
力されることを防止した振動ジャイロを提供する。【解決手段】振動体１の側面に圧電素子２、３、４が接
着され、圧電素子２、３、４にはリード線２ａ、３ａ、
４ａが接続され、振動体１はノード部を支持部材５ａ、
５ｂにより支持されてなる圧電振動ジャイロにおいて、
リード線２ａ、３ａ、４ａの全長に渡りポリパラキシリ
レン樹脂を被覆して、リード線２、３、４の共振による
振動を抑え、リード線２ａ、３ａ、４ａの振動が圧電素
子２、３、４に作用して誤差信号が出力されることを防
止した圧電振動ジャイロ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カーナビゲーショ
ンシステム、カメラの手振れ防止装置などに使用される
振動ジャイロに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の振動ジャイロとして、特
開平５−１９１６号公報に開示されている発明がある。
この従来の振動ジャイロは、図５に示すように、正３角
柱状の振動体１１に圧電素子１２を接着剤で接着し、こ
の圧電素子１２の外部電極にリード線１３を弾性接着材
１４で取り付けたものであり、また、外部電極にリード
線１３を半田つけなどの通常の手段で接続し、このリー
ド線１３の一部にシリコーンなどの弾性接着剤１４を塗
布して、リード線１３を振動体１１に固定したものであ
り、この構成により、リード線１３に伝わった外部振動
を弾性接着剤１４でダンピングして、外部振動がリード
線１３を介して圧電素子１２に伝わらないようにしたも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の振動ジャイロは、印加されている駆動信号によって
圧電素子１２が伸縮して振動体１１が屈曲振動をするに
際し、リード線１３の弾性接着剤１４により被覆されて
いないリード線部分が振動体１１の振動に共振して振動
する。このリード線１３の共振による振動が圧電素子１
２に作用して、圧電素子１２に電圧を発生させ、この発
生電圧がコリオリ力の検出信号に重畳して、コリオリ力
に基づかない誤差信号を出力させていた。また、圧電振
動ジャイロが回転していないときにも、コリオリ力に基
づかない誤差信号が出力されていた。

【０００４】そこで、本発明は、振動体の振動に呼応す
るリード線の共振による振動を抑圧して、コリオリ力に
基づかない誤差信号が出力されることを防止した振動ジ
ャイロを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、振動体の側面に複数個の圧電素子が接着され、これ
らの圧電素子にはそれぞれリード線が接続され、前記振
動体はノード部を支持部材に支持されてなる圧電振動ジ
ャイロにおいて、真空成膜手段により、前記リード線、
圧電素子および振動体が、ポリパラキシリレン樹脂によ
り被覆されてなるものである。

【０００６】この発明は、ポリパラキシリレン樹脂によ
りリード線などが被覆されて、ポリパラキシリレン樹脂
の弾性または質量負荷により振動体の振動に基づくリー
ド線の共振による振動が抑圧される。したがって、圧電
素子にリード線の共振による振動が作用しないので、コ
リオリ力の出力信号に誤差信号が重畳することを防止す
ることができる。また、圧電振動ジャイロが回転してい
ないときのコリオリ力に基づかない誤差信号が出力され
ることも防止することができる。

【０００７】また、この発明は、コリオリ力に基づかな
い誤差信号が出力される、組み立て後の特性不良品に、
ポリパラキシリレン樹脂の真空成膜手段を用いて成膜す
ることにより、このような特性不良品の良品化を図るこ
とができる。

【０００８】さらに、ポリパラキシリレン樹脂の真空成
膜手段により、振動体および圧電素子からなる振動系に
もポリパラキシリレン樹脂が被覆されるが、この被覆は
厚みが数μｍと薄いので、この被覆により振動系の振動
が阻害されることはない。

【０００９】請求項２に記載の発明は、振動体の側面に
複数個の圧電素子が接着され、これらの圧電素子にはそ
れぞれリード線が接続され、前記振動体はノード部を支
持部材に支持されてなる圧電振動ジャイロにおいて、前
記リード線がその全長に渡りポリパラキシリレン樹脂に
より被覆されてなるものである。

【００１０】この発明は、リード線がポリパラキシリレ
ン樹脂により被覆されているので、ポリパラキシリレン
樹脂の弾性または質量負荷により振動体の振動に基づく
リード線の共振による振動、特にリード線の配線の形態
から生じる共振による振動が抑圧される。したがって、
このリード線の共振に基づく振動が圧電素子に作用しな
いので、コリオリ力の出力信号に誤差信号が重畳するこ
とを防止することができる。また、圧電振動ジャイロの
回転停止時のコリオリ力に基づかない誤差信号が出力さ
れることも防止することができる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、振動体の側面に
複数個の圧電素子が接着され、これらの圧電素子にはそ
れぞれリード線が接続され、前記振動体はノード部を支
持部材に支持されてなる圧電振動ジャイロにおいて、前
記リード線がその全長に渡り弾性体により被覆されてな
るものである。

【００１２】この発明は、リード線をシリコン樹脂など
の弾性体で被覆して、その弾性作用によりリード線の振
動をダンピングする。したがって、請求項２に記載の発
明と同様の作用を有する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、図１を参照して、本発明
の実施例の振動ジャイロ１０について説明する。１は正
３角柱状の振動体で、エリンバ、鉄−ニッケル合金など
の恒弾性金属材料から形成される。そして、この振動体
１の３側面には、圧電素子２、３、４が接着剤で接着さ
れている。これらの圧電素子２、３、４は、ＰＺＴ（チ
タン酸ジルコン酸鉛）などの圧電板の両面に電極を形成
したものである。そして、これらの圧電素子２、３、４
には、それぞれ直径が５０μｍのリード線２ａ、３ａ、
４ａが半田により接続されている。５ａ、５ｂは、支持
部材で、取り付け基板６に植設されている。これらの支
持部材５ａ、５ｂには、振動体１がその２つのノ−ド部
を半田付け又は溶接されている。

【００１４】そして、圧電素子２、３、４、振動体１、
リード線２ａ、３ａ、４ａ、支持部材５ａ，５ｂ、取り
付け基板６は、図１のように組み立てられた状態でＣＶ
Ｄ（化学気相成長）の真空槽中に入れられて、振動ジャ
イロ１０の全体にポリパラキシリレン樹脂が５〜１０μ
ｍ程度の厚みに成膜される。この成膜により、例えば、
図２に拡大断面図にて示すように、リード線２ａ、３
ａ、４ａは、その全長に渡ってポリパラキシリレン樹脂
７により被覆される。

【００１５】なお、リード線２ａ、３ａ、４ａのみへの
ポリパラキシリレン樹脂の成膜（被覆）は、振動ジャイ
ロ１０の組み立て前において、リード線２ａ、３ａ、４
ａが線材の状態のときに行う。

【００１６】つぎに、圧電振動ジャイロ１０の動作につ
いて説明する。振動体１は、グランドに接続され、リー
ド線２ａ、３ａから例えば、２５ｋＨｚの駆動周波数の
交流電圧が圧電素子２、３に印加されて屈曲振動をす
る。そして、振動ジャイロ１０は、振動体１の軸を中心
にして回転すると、圧電素子２、３からそれぞれリード
線２ａ、３ａを介してコリオリ力に基づく信号が出力さ
れる。これらの２つの信号を差動増幅することにより、
回転角速度信号を得ることができる。また、圧電素子４
からはリード線４ａを介して、振動体１を自励振動させ
るための帰還用の信号が取り出される。

【００１７】つぎに、図３および図４を参照して、組み
立て後の振動ジャイロ１０の４個の試験サンプルを用い
て、温度を−１０℃〜＋７５℃まで変化した場合の出力
電圧特性について説明する。図３はリード線２ａ、３
ａ、４ａにポリパラキシリレン樹脂７を塗布しない前の
４個の試験サンプルの温度変化に対する出力電圧特性
ａ、ｂ、ｃ、ｄを示すものである。また、図４はリード
線２ａ、３ａ、４ａにポリパラキシリレン樹脂を、５μ
ｍの厚みに蒸着した後の温度変化に対する出力電圧特性
ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１を示すものである。

【００１８】図３において、出力電圧特性ａ、ｂ、ｃは
４０℃の近傍において、また出力電圧特性ｄは６℃の近
傍においてそれぞれ共振点を有し、この共振点において
非共振時に対し約１Ｖ近い共振電圧の増加を示してい
る。この共振電圧は、コリオリ力に基づかない誤差電圧
となるもので、この共振電圧すなわち誤差電圧は、振動
体１の振動に伴って、リード線２ａ、３ａ、４ａが共振
による振動をして、この共振による振動が圧電素子１に
作用し、出力されたものである。この共振現象は、定温
状態では観察しにくく、温度を変えた場合に、共振点と
非共振点の顕著な出力差として現れることにより観察さ
れる。

【００１９】これに対し、リード線２ａ、３ａ、４ａに
ポリパラキシリレン樹脂を成膜（被覆）した後の出力電
圧特性を示す図４においては、図３に示す出力電圧特性
ａ、ｂ、ｃ、ｄの共振波形がなくなり、それぞれ平坦な
出力電圧特性ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１となっている。こ
れはリード線２ａ、３ａ、４ａの共振による振動がポリ
パラキシリレン樹脂の弾性または質量負荷によりダンピ
ングされて、圧電素子２、３、４にリード線２ａ、３
ａ、４ａの共振による振動が作用しなくなったからであ
る。

【００２０】上記実施例においては、リード線の共振に
よる振動をダンピングする材料として、蒸着に適したポ
リパラキシリレン樹脂を例示したが、このポリパラキシ
リレン樹脂の他に、弾性を有していてその弾性によりリ
ード線の共振による振動をダンピングすることのでき
る、例えば、シリコン接着剤、シリコンゴム等のシリコ
ン樹脂などの弾性体であってもよい。この弾性体は、リ
ード線にその全長に渡り厚さ数１０μｍ〜０．５ｍｍ程
度に塗布などの手段により被覆される。

【００２１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、ＣＶＤ法など
の真空成膜手段により、リード線がポリパラキシリレン
樹脂により被覆されて、振動体の振動に基づいてリード
線が共振して振動するのが抑圧され、圧電素子にリード
線の共振による振動が作用しないので、コリオリ力の出
力信号にコリオリ力に基づかない誤差信号が重畳するこ
とを防止することができる。また、圧電振動ジャイロが
回転していないときのコリオリ力に基づかない誤差信号
が出力されることも防止することができる。

【００２２】また、この発明は、コリオリ力に基づかな
い誤差信号が出力される、組み立て後の特性不良品に、
特にそのリード線に、真空成膜手段により、ポリパラキ
シリレン樹脂を成膜することにより、特性不良品の良品
化を図ることができる。

【００２３】請求項２の記載の発明は、リード線がポリ
パラキシリレン樹脂により被覆されて、ポリパラキシリ
レン樹脂の弾性または質量負荷により振動体の振動に基
づくリード線の共振による振動が抑圧され、圧電素子に
リード線の共振による振動が作用しないので、コリオリ
力の出力信号にコリオリ力に基づかない誤差信号が重畳
することを防止することができる。また、圧電振動ジャ
イロが回転を停止しているときのコリオリ力に基づかな
い誤差信号が出力されることも防止することができる。

【００２４】請求項３に記載の発明は、リード線がシリ
コン樹脂などの弾性体で被覆されているので、その弾性
作用によりリード線の共振による振動が抑圧されて、請
求項２に記載の発明と同様の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動ジャイロの一実施例の斜視図

【図２】図１に示す振動ジャイロのポリパラキシリレ
ン樹脂を塗布したリード線の断面図

【図３】振動ジャイロのポリパラキシリレン樹脂の被
覆前の温度変化に対する出力電圧特性図

【図４】同じく、振動ジャイロのポリパラキシリレン
樹脂の被覆後の温度変化に対する出力電圧特性図

【図５】従来の振動ジャイロにおいて、リード線から
伝わる外部振動をダンピングする形態説明図

【符号の説明】

１振動体２、３、４圧電素子２ａ、３ａ、４ａリード線５ａ、５ｂ支持部材６取り付け基板７ポリパラキシリレン樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動体の側面に複数個の圧電素子が接着
され、これらの圧電素子にはそれぞれリード線が接続さ
れ、前記振動体はノード部を支持部材に支持されてなる
圧電振動ジャイロにおいて、真空成膜手段により、前記リード線、圧電素子および振
動体が、ポリパラキシリレン樹脂により被覆されてなる
圧電振動ジャイロ。
【請求項２】振動体の側面に複数個の圧電素子が接着
され、これらの圧電素子にはそれぞれリード線が接続さ
れ、前記振動体はノード部を支持部材に支持されてなる
圧電振動ジャイロにおいて、前記リード線がその全長に渡りポリパラキシリレン樹脂
により被覆されてなる圧電振動ジャイロ。
【請求項３】振動体の側面に複数個の圧電素子が接着
され、これらの圧電素子にはそれぞれリード線が接続さ
れ、前記振動体はノード部を支持部材に支持されてなる
圧電振動ジャイロにおいて、前記リード線がその全長に渡り弾性体により被覆されて
なる圧電振動ジャイロ。