JPS61191917A - 音叉型振動ジヤイロ - Google Patents
音叉型振動ジヤイロInfo
- Publication number
- JPS61191917A JPS61191917A JP60031965A JP3196585A JPS61191917A JP S61191917 A JPS61191917 A JP S61191917A JP 60031965 A JP60031965 A JP 60031965A JP 3196585 A JP3196585 A JP 3196585A JP S61191917 A JPS61191917 A JP S61191917A
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- Japan
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- tuning fork
- ceramics
- extraction
- generated
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は回転角速度を検出するための音叉型振動ジャイ
ａＪ／Ｃ関する。
ａＪ／Ｃ関する。
従来の音叉型振動ジャイロを第５図（ａ） 、 （ｂ）
、 （ｃ）および（ｄ）Ｋ例示する。同図において、
音叉１０２本のアームの外側の面上に駆動用圧電セラミ
ック２が各々一枚づつ接着されている。また抽出用圧電
セラミック３が音叉の各アームの側面に一枚づつ接着さ
れている。そしてこれらの駆動用および抽出用の２対の
圧電セラミックは音叉の中心面に対して対称になるよう
に配置されている。本音叉型振動ジャイロにおいて駆動
用の圧電セラミック２に信号を加えると、音叉は第５図
（Ｃ１のような振。
、 （ｃ）および（ｄ）Ｋ例示する。同図において、
音叉１０２本のアームの外側の面上に駆動用圧電セラミ
ック２が各々一枚づつ接着されている。また抽出用圧電
セラミック３が音叉の各アームの側面に一枚づつ接着さ
れている。そしてこれらの駆動用および抽出用の２対の
圧電セラミックは音叉の中心面に対して対称になるよう
に配置されている。本音叉型振動ジャイロにおいて駆動
用の圧電セラミック２に信号を加えると、音叉は第５図
（Ｃ１のような振。
動モードでＸ軸の方向で振動するが２枚の抽出用の圧電
セラミック内に、互いに逆符号の同量の電荷か発生する
ので、それぞれの電荷が相殺され出力は発生しない。し
かし、本音叉型振動ジャイロを第５図（ａ）に示したよ
うに２軸で回転させると、コリオリの力によるＹ軸方向
の力が発生し、第５図（ｄ） Ｋ示したようなＹ軸方向
の振動が励起される。
セラミック内に、互いに逆符号の同量の電荷か発生する
ので、それぞれの電荷が相殺され出力は発生しない。し
かし、本音叉型振動ジャイロを第５図（ａ）に示したよ
うに２軸で回転させると、コリオリの力によるＹ軸方向
の力が発生し、第５図（ｄ） Ｋ示したようなＹ軸方向
の振動が励起される。
したがって、抽出用圧電セラミックに出力を生じる。コ
リオリの力Ｆｃは次式で表される。
リオリの力Ｆｃは次式で表される。
上’ｃ＝−２ｍΩＸ
この式でｍは等画質量、Ωは回転角速度、蔓はＸ軸方向
の速度である。
の速度である。
以上のように抽出用圧電セラミックに発生する出力によ
シｚ軸に対する回転の角速度を検出することができる。
シｚ軸に対する回転の角速度を検出することができる。
上述した従来の音叉型振動ジャイロは、駆動用および抽
出用の圧電セラミックが音叉の中心面に対して対称の位
置に正確に接着することによシ、駆動用圧電セラミック
では、Ｙ方向の振動を駆動せず、また抽出用の圧電セラ
ミックではＸ方向の振動を抽出しない構成となっている
。したがって、圧電セラミックの位置が正確に対称の位
置でなく多少でもずれた場合には、駆動用の圧電セラミ
ックＫｘ、シＹ方向の振動も駆動される。同様に抽出用
の圧電セラミックでもＸ方向の振動を抽出する。
出用の圧電セラミックが音叉の中心面に対して対称の位
置に正確に接着することによシ、駆動用圧電セラミック
では、Ｙ方向の振動を駆動せず、また抽出用の圧電セラ
ミックではＸ方向の振動を抽出しない構成となっている
。したがって、圧電セラミックの位置が正確に対称の位
置でなく多少でもずれた場合には、駆動用の圧電セラミ
ックＫｘ、シＹ方向の振動も駆動される。同様に抽出用
の圧電セラミックでもＸ方向の振動を抽出する。
そのため、音叉型振動ジャイロが回転しない場合にも出
力が発生し、回転成分を正確に検出できなくなるという
欠点がある。さらに１駆動用圧電セラミツクと抽出用圧
電セラミックの距離が近いため、双方の圧電セラミック
間で容量を持ち、直接圧電セラミック間で信号が漏れて
、無口時にも出力を発生し易いという欠点もある。
力が発生し、回転成分を正確に検出できなくなるという
欠点がある。さらに１駆動用圧電セラミツクと抽出用圧
電セラミックの距離が近いため、双方の圧電セラミック
間で容量を持ち、直接圧電セラミック間で信号が漏れて
、無口時にも出力を発生し易いという欠点もある。
本発明の目的は上述の欠点を除去した音叉型振動ジャイ
ロを提供することにある。
ロを提供することにある。
本発明の音叉型振動ジャイロは、駆動側または抽出側ま
たは両方の圧電セラミックか同一アーム上で２枚に分割
されておシ音叉の角に沿った位置に接着されている。
たは両方の圧電セラミックか同一アーム上で２枚に分割
されておシ音叉の角に沿った位置に接着されている。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図（ａｌおよび（ｂｌは本発明の一実施例の斜視図
および平面図である。本図において、音叉ｌの両方のア
ームの側面にそれぞれのアームをはさむように各々２枚
づつの駆動用圧電セラミック２が接□、− 着されている・また、抽出用圧電セラミック３は音叉の
外側の２面にそれぞれ２枚づつ接着されている。そして
、駆動用圧電セラミックは、音叉の内側の角部に沿うよ
うに配置されておシ、抽出用圧電セラミックは音叉の側
面と接する角部に沿うように配置されている。第１図（
ｂｌで十−の表示は圧電セラミックの分極方向を示すた
めの表側の極性表示である。本音叉型振動ジャイロで駆
動用圧電セラミックに信号を入力すると、Ｘ軸方向の振
動が励起される。しかし４枚の抽出用圧電セラミックに
はＸ軸方向の振動によシそれぞれ同量の電荷が発生し、
正負同量となるため、電荷は相殺され、出力は発生しな
い。そして、回転があった場合には、コリオリの力によ
、９Ｙ軸方向の振動が発生し、抽出用圧電セラミックに
発生する電荷はすべて同符号となるため加算された出力
が発生する。
および平面図である。本図において、音叉ｌの両方のア
ームの側面にそれぞれのアームをはさむように各々２枚
づつの駆動用圧電セラミック２が接□、− 着されている・また、抽出用圧電セラミック３は音叉の
外側の２面にそれぞれ２枚づつ接着されている。そして
、駆動用圧電セラミックは、音叉の内側の角部に沿うよ
うに配置されておシ、抽出用圧電セラミックは音叉の側
面と接する角部に沿うように配置されている。第１図（
ｂｌで十−の表示は圧電セラミックの分極方向を示すた
めの表側の極性表示である。本音叉型振動ジャイロで駆
動用圧電セラミックに信号を入力すると、Ｘ軸方向の振
動が励起される。しかし４枚の抽出用圧電セラミックに
はＸ軸方向の振動によシそれぞれ同量の電荷が発生し、
正負同量となるため、電荷は相殺され、出力は発生しな
い。そして、回転があった場合には、コリオリの力によ
、９Ｙ軸方向の振動が発生し、抽出用圧電セラミックに
発生する電荷はすべて同符号となるため加算された出力
が発生する。
本構成の音叉型振動ジャイロでは、駆動用および抽出用
の圧電セラミックが全て音叉のいずれかの角部に沿って
配置されているので、圧電セラミックの接着時に位置決
めが容易で位置ずれを起しにくいという特長を有してい
る。また、駆動用と抽出用の圧電セラミック間の距離を
大きくとれるので、双方の圧電セラミック間の静電的な
結合も小さいという利点もある。
の圧電セラミックが全て音叉のいずれかの角部に沿って
配置されているので、圧電セラミックの接着時に位置決
めが容易で位置ずれを起しにくいという特長を有してい
る。また、駆動用と抽出用の圧電セラミック間の距離を
大きくとれるので、双方の圧電セラミック間の静電的な
結合も小さいという利点もある。
第２図（ａ） 、 （ｂｌおよび（Ｃ１は本発明の他の
実施例を示す平面図でそれぞれ、駆動用圧電セラミック
２によ５ｘ軸方向の振動が駆動され、回転時に発生する
Ｙ軸方向の振動を抽出用圧電セラミック３によ多出力と
して取シ出す構成となっている。第３図り１本発明のさ
らに他の実施例で駆動用圧電セラミックによって駆動さ
れるＸ軸およびＹ軸方向の２つの振動モードによって抽
出用圧電セラミックに発生する電荷が相殺するような構
成となっている。そして、回転のあった場合には次式の
コリオリの力Ｆｘｙ（Ｘ軸成分）、Ｆｘｙ（Ｙ軸成分）
が発生する。
実施例を示す平面図でそれぞれ、駆動用圧電セラミック
２によ５ｘ軸方向の振動が駆動され、回転時に発生する
Ｙ軸方向の振動を抽出用圧電セラミック３によ多出力と
して取シ出す構成となっている。第３図り１本発明のさ
らに他の実施例で駆動用圧電セラミックによって駆動さ
れるＸ軸およびＹ軸方向の２つの振動モードによって抽
出用圧電セラミックに発生する電荷が相殺するような構
成となっている。そして、回転のあった場合には次式の
コリオリの力Ｆｘｙ（Ｘ軸成分）、Ｆｘｙ（Ｙ軸成分）
が発生する。
Ｆｘｙ＝ ２ｍｌΩｙ
Ｆｘｙ＝ −２ｍ１ΩＸ
ここで、ｍ １． ｍ ２はそれぞれＸ軸方向の振動に
対する等髄質量およびＹ軸方向の振動に対する等髄質量
、Ωは回転の角速度、ＸおよびｙはそれぞれＸ軸方向お
よびＹ軸方向の速度である。これらの力によシ、抽出用
圧電セラミックに出力を発生する。本構成の音叉型振動
ジャイロの等価回路は第４図で表わされ無回転時出力か
ないようにするためｚ、：Ｚ、としである。
対する等髄質量およびＹ軸方向の振動に対する等髄質量
、Ωは回転の角速度、ＸおよびｙはそれぞれＸ軸方向お
よびＹ軸方向の速度である。これらの力によシ、抽出用
圧電セラミックに出力を発生する。本構成の音叉型振動
ジャイロの等価回路は第４図で表わされ無回転時出力か
ないようにするためｚ、：Ｚ、としである。
以上述べたように１本発明によシ駆動用または抽出用の
圧電セラミックを音叉の同一アーム上で２つに分割し角
部に沿って接層することによシ、接着位置ずれを起しＫ
＜＜、入出力間の結合を小さくでき安定な音叉型振動ジ
ャイロが得られる。
圧電セラミックを音叉の同一アーム上で２つに分割し角
部に沿って接層することによシ、接着位置ずれを起しＫ
＜＜、入出力間の結合を小さくでき安定な音叉型振動ジ
ャイロが得られる。
第１図（ａ）および（ｂ）は本発明の音叉型振動ジャイ
ロの斜視図および平面図、第２図（ａ） 、 （ｂ）
、 （Ｃ）および第３図は本発明の他の実施例を示す平
面図、第４図は謁３図の音叉型振動ジャイロの等価回路
図、第５図（ａ）および（ｂｌはそれぞれ従来の音叉型
像動ジャイロの斜視図および平面図、第５図１ｃＩおよ
び（ｄ）は振動モードを説明するための図である。 図において、１・・・・・・音叉、２・・・・・・駆動
用圧電セ″″・ ３゛−−−−−抽出用圧電ゞ″″・、
〜）＄ １ 図 （ｂ） 躬′２′図 （α２ （ｂ） （Ｃ）
ロの斜視図および平面図、第２図（ａ） 、 （ｂ）
、 （Ｃ）および第３図は本発明の他の実施例を示す平
面図、第４図は謁３図の音叉型振動ジャイロの等価回路
図、第５図（ａ）および（ｂｌはそれぞれ従来の音叉型
像動ジャイロの斜視図および平面図、第５図１ｃＩおよ
び（ｄ）は振動モードを説明するための図である。 図において、１・・・・・・音叉、２・・・・・・駆動
用圧電セ″″・ ３゛−−−−−抽出用圧電ゞ″″・、
〜）＄ １ 図 （ｂ） 躬′２′図 （α２ （ｂ） （Ｃ）
Claims (1)
- 音叉と該音叉に接着された複数個の駆動用圧電セラミッ
クと複数個の抽出用圧電セラミックとから構成される音
叉型振動ジャイロにおいて、少なくとも前記駆動用また
は抽出用圧電セラミックの一方が、前記音叉の同一アー
ム上に複数個存在し、前記音叉のアームの角度に沿った
位置に配置されていることを特徴とする音叉型振動ジャ
イロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60031965A JPS61191917A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 音叉型振動ジヤイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60031965A JPS61191917A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 音叉型振動ジヤイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61191917A true JPS61191917A (ja) | 1986-08-26 |
Family
ID=12345665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60031965A Pending JPS61191917A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 音叉型振動ジヤイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61191917A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6293668A (ja) * | 1985-10-21 | 1987-04-30 | Hitachi Ltd | 角速度・加速度検出器 |
| US5251483A (en) * | 1989-02-27 | 1993-10-12 | Swedish Ordnance-Ffv/Bofors Ab | Piezoelectric sensor element intended for a gyro |
| WO1994011706A1 (en) * | 1992-11-17 | 1994-05-26 | Citizen Watch Co., Ltd. | Angular velocity detector circuit |
| US5343749A (en) * | 1991-03-12 | 1994-09-06 | New Sd, Inc. | Single ended tuning fork inertial sensor and method |
| US5481913A (en) * | 1992-10-12 | 1996-01-09 | Nippondenso Co. Ltd. | Angular velocity sensor and method of adjusting the same |
| US6119518A (en) * | 1996-08-05 | 2000-09-19 | Nippon Soken, Inc. | Angular velocity sensor |
| WO2006003963A1 (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 角速度センサ及びその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3520195A (en) * | 1965-10-11 | 1970-07-14 | Gen Electric | Solid state angular velocity sensing device |
| JPS58160809A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-09-24 | ナシヨナル・リサ−チ・デイベロツプメント・コ−ポレイシヨン | ジヤイロスコ−プ |
-
1985
- 1985-02-20 JP JP60031965A patent/JPS61191917A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS58160809A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-09-24 | ナシヨナル・リサ−チ・デイベロツプメント・コ−ポレイシヨン | ジヤイロスコ−プ |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5522249A (en) * | 1991-03-12 | 1996-06-04 | New Sd Inc. | Single ended tuning fork inertial sensor and method |
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| WO1994011706A1 (en) * | 1992-11-17 | 1994-05-26 | Citizen Watch Co., Ltd. | Angular velocity detector circuit |
| US5420548A (en) * | 1992-11-17 | 1995-05-30 | Citizen Watch Co., Ltd. | Quartz crystal oscillator angular velocity detector circuits |
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| WO2006003963A1 (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 角速度センサ及びその製造方法 |
| JP2006017569A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ及びその製造方法 |
| US7436107B2 (en) | 2004-07-01 | 2008-10-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor and method for manufacturing the same |
| JP4631329B2 (ja) * | 2004-07-01 | 2011-02-16 | パナソニック株式会社 | 角速度センサ及びその製造方法 |
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