JPH11344343A - 圧電振動ジャイロ - Google Patents

圧電振動ジャイロ

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JPH11344343A
JPH11344343A JP10153165A JP15316598A JPH11344343A JP H11344343 A JPH11344343 A JP H11344343A JP 10153165 A JP10153165 A JP 10153165A JP 15316598 A JP15316598 A JP 15316598A JP H11344343 A JPH11344343 A JP H11344343A
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JP
Japan
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vibrating gyroscope
piezoelectric
piezoelectric vibrating
circuit board
detection circuit
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Application number
JP10153165A
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English (en)
Inventor
Akira Shiratori
晃 白鳥
Osamu Yamazaki
修 山崎
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NEC Tokin Hyogo Ltd
Original Assignee
Tokin Ceramics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 作製が容易で分極処理を適確に行い得ると共
に、検出感度及び位相特性等の諸特性が良好な圧電振動
ジャイロを提供すること。 【解決手段】 この圧電振動ジャイロは、側面に駆動用
電極2及び検出用電極3,4と共にアース用電極5を含
む電極パターンが配設された圧電振動子1を導体として
の金属片で形成された複数(ここでは4個)の支持固定
台8,9,10,11を用いて脚部12を有する駆動検
出用回路基板17上に支持配備して成る。この圧電振動
ジャイロにおいて、各支持固定台8,9,10,11は
圧電振動子1の電極パターン及び駆動検出用回路基板1
7に電気的に接続されており、各支持固定台8,9,1
0,11及び駆動検出用回路基板17は半田溶接された
電極パターン及び各支持固定台8,9,10,11間に
高電圧を印加して分極処理を施した後に接続されてい
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、主として自動車用
ナビケーションシステムやカメラ一体型VTRの手振れ
補正装置等に用いられるジャイロスコープに属されると
共に、圧電振動子を用いた圧電振動ジャイロに関し、詳
しくは棒状屈曲振動子を用いた圧電振動ジャイロに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の圧電振動ジャイロは、振
動している物体に回転角速度が加えられると、その振動
方向と直角な方向にコリオリ力を発生するという力学現
象を利用したジャイロスコープに属するものとして知ら
れている。
【0003】一般に、圧電振動ジャイロは、互いに直交
する2つの異なる方向の励振とその検出とが可能である
ように構成した複合振動において、一方の入力側で振動
を励振した状態で圧電振動子を回転させると、上述した
コリオリ力の作用によって、この振動と直角な方向に力
が作用し、他方の出力側で振動が励振される。ここで、
出力側に励振される振動の大きさは、入力側の振動の振
幅(大きさ)及び圧電振動子を回転角速度に比例するた
め、入力側の振動振幅(駆動電圧)を一定にした場合、
出力側から得られる出力電圧(検出電圧)の大きさから
印加された回転角速度の大きさを求めることができる。
【0004】図6は、従来の圧電振動ジャイロ用圧電振
動子1の基本構成を示した斜視図である。この圧電振動
子1は、円柱状の圧電セラミック体から成るもので、そ
の側面に駆動用電極2及び検出用電極3,4と共にアー
ス用電極5を含む電極パターンが配設され、駆動用電極
2、検出用電極3、及び検出用電極4とアース用電極5
との間で分極処理が施される。この圧電振動子1は、両
端の節点部6において支持され、駆動用電極2に印加さ
れる電圧に応じて屈曲振動する。それ故、こうした圧電
振動子1は屈曲振動子とも呼ばれる。
【0005】図7は、この圧電振動子1を駆動検出用回
路基板17に実装して作製した圧電振動ジャイロの外観
構成を示した斜視図である。この圧電振動ジャイロにお
いて、圧電振動子1は絶縁性ホルダ18に支持されてお
り、絶縁性ホルダ18は駆動検出用回路基板17の窪み
19に挿入された上で接着剤で接着されている。圧電振
動ジャイロとして組み立てる場合、絶縁性ホルダ18を
駆動検出用回路基板17に挿入した後、絶縁性ホルダ1
8の導体21と駆動検出用回路基板17の導体24とを
半田溶接等によって電気的に接続する。又、圧電振動子
1はゴム状軟弾性体の支持部品20a,20bによって
絶縁性ホルダ18上に配設され、支持部品20a,20
bは圧電振動子1の節点部6を支持している。支持部品
20a,20bには、例えば硬化前には流動性があり、
硬化後にはゴム状弾性体になる樹脂を用いる。更に、絶
縁性ホルダ18の導体21と圧電振動子1における駆動
用電極2、検出用電極3,4、及びアース用電極5とが
入出力リード線22によって接続される。尚、駆動検出
用回路基板17上にはコンデンサ等の電子部品23が搭
載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した圧電振動ジャ
イロの場合、支持部品にゴム状弾性体として樹脂成形体
を用いると、樹脂硬化後の形状が均一でなくなり、これ
によって圧電振動子及び絶縁性ホルダの間の支持が一定
でなくなってしまうため、圧電振動ジャイロの検出感度
及び位相特性等の諸特性に悪影響が及んでしまうという
問題がある。
【0007】又、圧電振動ジャイロの作製において、圧
電振動子における各電極と絶縁性ホルダの導体との電気
的接続は支持後に入出力リード線により行っているが、
こうした作製の工程が面倒であり、しかも自動化に対応
させることも困難であるという問題がある。
【0008】更に、圧電振動子は屈曲振動子としての機
能を得るため、その側面に電極を形成した後、電極間に
高電圧を印加して分極処理を施こす必要があるが、通常
分極処理はバネ材で形成された接触片を各電極部に接触
させ、接触片間に例えば180℃程度の高温度条件下で
高電圧を印加することにより行っている。このとき、電
極間の放電を抑えるために分極処理をシリコン等の絶縁
オイル中で行う必要があり、円柱状の形状の圧電振動子
を高温な絶縁オイル中に晒すため、しばしば接触片から
の滑り等によって分極処理が不完全になることがある。
不完全な分極処理状態の電極は外観上識別が難しく、こ
うした電極を有する圧電振動子を用いて圧電ジャイロを
組み立てると、ジャイロとしての機能が損なわれてしま
うので、如何に確実な分極処理を行うかが重要な問題と
なっている。
【0009】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、作製が容易で分極
処理を適確に行い得ると共に、検出感度及び位相特性等
の諸特性が良好な圧電振動ジャイロを提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも表面に形成された駆動検出用のものを含む電極パタ
ーンが配設された圧電振動子を複数の支持固定台を用い
て駆動検出用回路基板上に支持配備して成る圧電振動ジ
ャイロにおいて、複数の支持固定台は導体としての金属
片で形成された圧電振動ジャイロが得られる。
【0011】この圧電振動ジャイロにおいて、複数の支
持固定台は電極パターンに半田溶接されること、複数の
支持固定台は半田溶接される部分の中心部に該半田溶接
を安定化させるための穴が設けられたこと、複数の支持
固定台を電極パターン及び駆動検出用回路基板に電気的
に接続して成ることは好ましい。又、この圧電振動ジャ
イロにおいて、圧電振動子は複数の支持固定台を用いた
半田溶接により駆動検出回路基板面に対して並行に配備
されたことや、或いは圧電振動子は複数の支持固定台を
用いた半田溶接により駆動検出回路基板面に対して垂直
に配備されたことは好ましい。更に、これらの何れか一
つの圧電振動ジャイロにおいて、複数の支持固定台及び
駆動検出用回路基板は、半田溶接された電極パターン及
び該複数の支持固定台間に高電圧を印加して分極処理を
施した後に接続されたことは好ましい。
【0012】一方、本発明によれば、上記圧電振動ジャ
イロにおいて、複数の支持固定台は弾性を有するバネ材
から成ると共に、電極パターンに圧接されて圧電振動子
を挟持する圧電振動ジャイロが得られる。
【0013】この圧電振動ジャイロにおいて、圧電振動
子は複数の支持固定台を用いた圧接により駆動検出回路
基板面に対して並行に配備されたこと、或いは圧電振動
子は複数の支持固定台を用いた圧接により駆動検出回路
基板面に対して垂直に配備されたことは好ましい。又、
これらの何れか一つの圧電振動ジャイロにおいて、複数
の支持固定台は、一個以上の絶縁台を介して固定され、
且つ該絶縁台に対して圧電振動子における圧接及び挟持
を行う側と異なる側に突出した端部を有すると共に、電
極パターン及び該端部間に高電圧を印加して分極処理を
施した後に該端部を介して駆動検出回路基板に接続され
たことは好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の圧
電振動ジャイロについて、図面を参照して詳細に説明す
る。但し、この圧電振動ジャイロも、図6で説明した構
造の圧電振動子1を用いるものとする。
【0015】図1は、本発明の一実施例に係る圧電振動
ジャイロの外観構成を示した斜視図である。この圧電振
動ジャイロは、側面に駆動用電極2及び検出用電極3,
4と共にアース用電極5を含む電極パターンが配設され
た圧電振動子1を導体としての金属片で形成された複数
(ここでは4個)の支持固定台8,9,10,11を用
いて脚部12を有する駆動検出用回路基板17上に支持
配備して成る。
【0016】このうち、圧電振動子1の側面寄りに配置
される支持固定台8,9は半田溶接により駆動検出用回
路基板17の導体24に電気的に接続されていると共
に、圧電振動子1の側面に配置される検出用電極4及び
アース用電極5に半田溶接により電気的に接続されてい
る。又、支持固定台8,9よりも外側に配置される支持
固定台10,11は、圧電振動子1の側面に配置される
駆動用電極2及び検出用電極3に半田溶接により電気的
に接続されている。更に、支持固定台9は、駆動検出用
回路基板17の導体24と半田溶接により電気的に接続
されている。圧電振動子1の各電極における接続点は両
端の節点部6であり、圧電振動子1自体は各支持固定台
8,9,10,11によって上下方向から支持されてい
る。
【0017】即ち、この圧電振動ジャイロにおいて、各
支持固定台8,9,10,11は圧電振動子1の電極パ
ターン及び駆動検出用回路基板17に電気的に接続され
ており、各支持固定台8,9,10,11及び駆動検出
用回路基板17は半田溶接された電極パターン及び各支
持固定台8,9,10,11間に高電圧を印加して分極
処理を施した後に接続されている。尚、圧電振動子1の
分極処理は各支持固定台8,9,10,11をそれぞれ
正極,負極に接続して行われるが、これに際しては各支
持固定台8,9,10,11が連続的に形成された状態
であっても可能となっている。
【0018】図2は、この圧電振動ジャイロにおける圧
電振動子1と支持固定台8,9,10,11との配置を
示した側面図である。ここでは、圧電振動子1が内側下
方に配置される支持固定台8,9及び外側上方に配置さ
れる支持固定台10,11によって上下の双方向から支
持されていることを示している。
【0019】尚、ここでの圧電振動ジャイロでは、圧電
振動子1が各支持固定台8,9,10,11を用いた半
田溶接により駆動検出回路基板17面に対して並行に配
備された構成を示したが、これに代えて圧電振動子1が
各支持固定台8,9,10,11を用いた半田溶接によ
り駆動検出回路基板17面に対して垂直に配備される構
成にすることもできる。
【0020】図3は、本発明の他の実施例に係る圧電振
動ジャイロの要部構成を示した分解斜視図である。ここ
での各支持固定台8,9,10,11は、図1及び図2
中に示したものと比べ、半田溶接される部分の中心部に
半田溶接を安定化させるための穴13が設けられた点が
相違している。このように半田溶接を安定化させるため
の穴13を設ければ、圧電振動子1の支持固定に際して
機械的強度が強化される。
【0021】図4は、本発明の別の実施例に係る圧電振
動ジャイロの外観構成を示した斜視図である。ここでの
各支持固定台8´,9´,10´,11´(但し、圧電
振動子1の背面に位置される支持固定台8´,9´は図
示されていない)は、図1及び図2中に示した各支持固
定台8,9,10,11と比べ、弾性を有するバネ材か
ら成る同じ形状寸法の金属片であると共に、電極パター
ンに圧接されて圧電振動子1を挟持する構成である点が
相違している。
【0022】ここでは、圧電振動子1の検出用電極3,
4が支持固定台8´,9´の圧接により駆動検出用回路
基板17の導体24に電気的に接続されていると共に、
圧電振動子1の駆動用電極2及びアース用電極5が支持
固定台10´,11´の圧接により駆動検出用回路基板
17の導体24に電気的に接続されている。この場合、
各支持固定台8´,9´,10´,11´は駆動検出用
回路基板17の導体24に半田溶接により接続されてい
る。
【0023】図5は、この圧電振動ジャイロにおける圧
電振動子1と支持固定台8,9,10,11(但し、支
持固定台8´,10´の背面に位置される支持固定台9
´,11´は図示されていない)との配置を示した側面
図である。ここでは、各支持固定台8´,9´,10
´,11´が何れも同じ形状であって、同様に弾性を有
するため、圧電振動子1の電極パターンに圧接されて圧
電振動子1を挟持する様子を示している。
【0024】この圧電振動ジャイロにおいても、各支持
固定台8´,9´,10´,11´は圧電振動子1の電
極パターンと駆動検出用回路基板17とを電気的に接続
しており、各支持固定台8´,9´,10´,11´及
び駆動検出用回路基板17は圧接された電極パターン及
び各支持固定台8´,9´,10´,11´間に高電圧
を印加して分極処理を施した後に接続されている。又、
ここでも圧電振動子1の分極処理は各支持固定台8´,
9´,10´,11´をそれぞれ正極,負極に接続して
行われるが、これに際しては各支持固定台8´,9´,
10´,11´が連続的に形成された状態であっても可
能となっている。
【0025】尚、ここでの圧電振動ジャイロも、圧電振
動子1が各支持固定台8´,9´,10´,11´を用
いた圧接により駆動検出回路基板17面に対して並行に
配備される構成を示したが、これに代えて圧電振動子1
が各支持固定台8´,9´,10´,11´を用いた圧
接により駆動検出回路基板面17に対して垂直に配備さ
れた構成にすることもできる。
【0026】因みに、別の実施例の圧電振動ジャイロに
おいて、各支持固定台8´,9´,10´,11´を一
個以上の絶縁台(図示せず)を介して固定され、且つ絶
縁台に対して圧電振動子1における圧接及び挟持を行う
側と異なる側に突出した端部を有するものとし、圧電振
動子1の電極パターン及び端部間に高電圧を印加して分
極処理を施した後に端部を介して駆動検出回路基板17
に接続されるようにしても良い。
【0027】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の圧電振
動ジャイロによれば、圧電振動子を駆動検出用回路基板
上に支持配備するための支持固定台を導体としての金属
片又は弾性を有するバネ材による導体としての金属片と
した上、支持固定台を圧電振動子の電極パターンに半田
溶接したり、或いは圧電振動子の電極パターンに圧接さ
れて圧電振動子を挟持する支持構造とし、同時に駆動検
出用回路基板と圧電振動子との電気的接続を支持固定台
で行い、しかも支持固定台に高電圧を印加して従来と同
様の高温オイル中での分極処理を行うようにしているた
め、作製が容易で分極処理を適確に行い得ると共に、検
出感度及び位相特性等の諸特性が良好なものとなる。結
果として、製造時の部品点数が削減できて作製の生産性
が向上し、信頼性の高い圧電振動ジャイロが得られるよ
うになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る圧電振動ジャイロの外
観構成を示した斜視図である。
【図2】図1に示す圧電振動ジャイロにおける圧電振動
子と支持固定台との配置を示した側面図である。
【図3】本発明の他の実施例に係る圧電振動ジャイロの
要部構成を示した分解斜視図である。
【図4】本発明の別の実施例に係る圧電振動ジャイロの
外観構成を示した斜視図である。
【図5】図4に示す圧電振動ジャイロにおける圧電振動
子と支持固定台との配置を示した側面図である。
【図6】従来の圧電振動ジャイロ用圧電振動子の外観構
成を示した斜視図である。
【図7】図6に示す圧電振動子を回路基板に実装して作
製した圧電振動ジャイロの外観構成を示した斜視図であ
る。
【符号の説明】
1 圧電振動子 2 駆動用電極 3,4 検出用電極 5 アース用電極 6 節点部 7,21,24 導体 8,8´,9,9´,10,10´,11,11´ 支
持固定台 12 支持固定台にあけられた穴 17 駆動検出用回路基板 18 絶縁性ホルダ 19 窪み 20a,20b 支持部品 22 入出力リード線 23 電子部品

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも表面に形成された駆動検出用
    のものを含む電極パターンが配設された圧電振動子を複
    数の支持固定台を用いて駆動検出用回路基板上に支持配
    備して成る圧電振動ジャイロにおいて、前記複数の支持
    固定台は導体としての金属片で形成されたことを特徴と
    する圧電振動ジャイロ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の圧電振動ジャイロにおい
    て、前記複数の支持固定台は、前記電極パターンに半田
    溶接されることを特徴とする圧電振動ジャイロ。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の圧電振動ジャイロにおい
    て、前記複数の支持固定台は、前記半田溶接される部分
    の中心部に該半田溶接を安定化させるための穴が設けら
    れたことを特徴とする圧電振動ジャイロ。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3記載の圧電振動ジャイロ
    において、前記複数の支持固定台を前記電極パターン及
    び前記駆動検出用回路基板に電気的に接続して成ること
    を特徴とする圧電振動ジャイロ。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の圧電振動ジャイロにおい
    て、前記圧電振動子は、前記複数の支持固定台を用いた
    前記半田溶接により前記駆動検出回路基板面に対して並
    行に配備されたことを特徴とする圧電振動ジャイロ。
  6. 【請求項6】 請求項4記載の圧電振動ジャイロにおい
    て、前記圧電振動子は、前記複数の支持固定台を用いた
    前記半田溶接により前記駆動検出回路基板面に対して垂
    直に配備されたことを特徴とする圧電振動ジャイロ。
  7. 【請求項7】 請求項2〜6の何れか一つに記載の圧電
    振動ジャイロにおいて、前記複数の支持固定台及び前記
    駆動検出用回路基板は、前記半田溶接された前記電極パ
    ターン及び該複数の支持固定台間に高電圧を印加して分
    極処理を施した後に接続されたことを特徴とする圧電振
    動ジャイロ。
  8. 【請求項8】 請求項1記載の圧電振動ジャイロにおい
    て、前記複数の支持固定台は、弾性を有するバネ材から
    成ると共に、前記電極パターンに圧接されて前記圧電振
    動子を挟持するものであることを特徴とする圧電振動ジ
    ャイロ。
  9. 【請求項9】 請求項8記載の圧電振動ジャイロにおい
    て、前記圧電振動子は、前記複数の支持固定台を用いた
    前記圧接により前記駆動検出回路基板面に対して並行に
    配備されたことを特徴とする圧電振動ジャイロ。
  10. 【請求項10】 請求項8記載の圧電振動ジャイロにお
    いて、前記圧電振動子は、前記複数の支持固定台を用い
    た前記圧接により前記駆動検出回路基板面に対して垂直
    に配備されたことを特徴とする圧電振動ジャイロ。
  11. 【請求項11】 請求項8〜10の何れか一つに記載の
    圧電振動ジャイロにおいて、前記複数の支持固定台は、
    一個以上の絶縁台を介して固定され、且つ該絶縁台に対
    して前記圧電振動子における前記圧接及び前記挟持を行
    う側と異なる側に突出した端部を有すると共に、前記電
    極パターン及び該端部間に高電圧を印加して分極処理を
    施した後に該端部を介して前記駆動検出回路基板に接続
    されたことを特徴とする圧電振動ジャイロ。
JP10153165A 1998-06-02 1998-06-02 圧電振動ジャイロ Withdrawn JPH11344343A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009103715A (ja) * 2002-01-30 2009-05-14 Seiko Epson Corp 振動子の支持装置および支持構造

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