JPS61294311A - 振動ジヤイロ - Google Patents
振動ジヤイロInfo
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- JPS61294311A JPS61294311A JP60135654A JP13565485A JPS61294311A JP S61294311 A JPS61294311 A JP S61294311A JP 60135654 A JP60135654 A JP 60135654A JP 13565485 A JP13565485 A JP 13565485A JP S61294311 A JPS61294311 A JP S61294311A
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- arm
- axis
- axis direction
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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、車両、船舶、飛行機、ロボット等の運動体の
方向・姿勢制御等に好適に利用できる振動ジャイロに関
し、特に、音叉形の振動子を圧電材料単体で構成したと
きに、単一振動モードで振動を検出できる電極の取付構
造を有する振動ジャイロに関する。
方向・姿勢制御等に好適に利用できる振動ジャイロに関
し、特に、音叉形の振動子を圧電材料単体で構成したと
きに、単一振動モードで振動を検出できる電極の取付構
造を有する振動ジャイロに関する。
（従来の技術）
振動ジャイロとは、ある方向に振動している振動子を長
軸面りに回転させ、その振動と直角方向にコリオリの力
を誘起させるものをいい、そのコリオリの力が回転速度
に比例するので、角速度センサとして利用されている。
軸面りに回転させ、その振動と直角方向にコリオリの力
を誘起させるものをいい、そのコリオリの力が回転速度
に比例するので、角速度センサとして利用されている。
振動ジャイロの形状としては音叉形、角棒（音片）形６
弦形などがあり、その基本構造はすでに知られている。
弦形などがあり、その基本構造はすでに知られている。
ここでは従来例として音叉形について説明する。
第６図は、振動ジャイロの従来例を示した斜視図である
。
。
第６図において、１は音叉アーム、２は支持棒。
３はスプリング、４は固定枠、５は検出手段、６は励振
手段である。
手段である。
音叉アーム１を励振手段６により、ｙ方向に振動させる
。このとき、支持棒２を長軸まわりに角速度Ωで回転す
ると、ｙ方向に振動している音叉アーム１にコリオリの
力が働き、Ｘ方向にｙ方向と同じ周波数の振動成分が発
生する。その結果、音叉アーム１には破線の矢印で示し
たような偶力が発生し、支持棒２にねじりモーメントが
作用して、スプリング３と釣り合う角度分だけ回転する
。
。このとき、支持棒２を長軸まわりに角速度Ωで回転す
ると、ｙ方向に振動している音叉アーム１にコリオリの
力が働き、Ｘ方向にｙ方向と同じ周波数の振動成分が発
生する。その結果、音叉アーム１には破線の矢印で示し
たような偶力が発生し、支持棒２にねじりモーメントが
作用して、スプリング３と釣り合う角度分だけ回転する
。
この支持棒２の回転角を検出手段５で検出すれば、この
振動ジャイロ全体が支持されている移動物体の回転速度
を知ることができる。
振動ジャイロ全体が支持されている移動物体の回転速度
を知ることができる。
励振手段６としては、電磁力により駆動する手段、圧電
体により駆動する手段等が使用され、検出手］Ｒ５とし
ては、電磁センサ、静電センサ、圧電センサ、光センサ
等が使用されている。
体により駆動する手段等が使用され、検出手］Ｒ５とし
ては、電磁センサ、静電センサ、圧電センサ、光センサ
等が使用されている。
（発明が解決しようとする問題点）
このような音叉形の振動子は、構造が複雑であリ、振動
ジャイロ全体が大形かつ高価になるという問題点があっ
た。また、音叉アームのアンバランスによる影響が大き
く、外部振動の影響を受けやすいので、スプリアスな出
力が大きくなり、出力のＳ／Ｎ比が悪くなるという問題
点もあった。
ジャイロ全体が大形かつ高価になるという問題点があっ
た。また、音叉アームのアンバランスによる影響が大き
く、外部振動の影響を受けやすいので、スプリアスな出
力が大きくなり、出力のＳ／Ｎ比が悪くなるという問題
点もあった。
さらに、駆動方向の分布素子系と検出方向の集中素子系
の共振周波数を合わせるのが困難であり、感度の低下を
招（おそれがあった。
の共振周波数を合わせるのが困難であり、感度の低下を
招（おそれがあった。
また、従来の振動ジャイロでは、振動子が複数の振動モ
ードで振動し、各振動モードの振動に対応してコリオリ
の力による振動が発生するので、他人振動モードを排除
して、必要な信号だけを取り出すことは難しかった。し
かも、この信号をできるだけ大きな信号として取り出す
ことが難しかった。
ードで振動し、各振動モードの振動に対応してコリオリ
の力による振動が発生するので、他人振動モードを排除
して、必要な信号だけを取り出すことは難しかった。し
かも、この信号をできるだけ大きな信号として取り出す
ことが難しかった。
本発明の目的は、音叉形の振動子を圧電材料単体で構成
し、その振動子が１次振動モードまたは２次振動モード
のみで振動するように励振側の電橋を配置することによ
り、構造が簡単で製作が容易かつ安価にでき、スプリア
ス出力を少なくしてＳ／Ｎ比を向上させるとともに、検
出側との共振周波数のマツチングがよく、効率の高い検
出ができる振動ジャイロを提供することにある。
し、その振動子が１次振動モードまたは２次振動モード
のみで振動するように励振側の電橋を配置することによ
り、構造が簡単で製作が容易かつ安価にでき、スプリア
ス出力を少なくしてＳ／Ｎ比を向上させるとともに、検
出側との共振周波数のマツチングがよく、効率の高い検
出ができる振動ジャイロを提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明による振動ジャイロは、以下に示す第１から第４
の構成により前記目的を達成するものである。
の構成により前記目的を達成するものである。
本発明の第１の構成は、ｙ軸方向に励振手段で励振させ
、ｚ軸回りに回転したときに、Ｘ軸方向に発生したコリ
オリの力による振動を検出手段で検出する撮動ジャイロ
において、ｚ軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側
の１１面と第２の側の１２面とｙ軸に交わる第１の側の
１１面と第２の側の７２面を有する第１のアームと、ｚ
軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側の１１面と第
２の側の１２面とｙ軸に交わる第１の側の１１面と第２
の側の７２面を有する第２のアームとからなる音叉形を
しており、第１のアームがｙ軸方向に分極処理され、第
２のアームがＸ軸方向に分極処理された圧電材料からな
る振動子と、前記駆動手段に接続され、前記第１のアー
ムの１１面と１２面の７２面端および７２面のＸ１面端
とＸ２面端に配置された駆動側電極と、前記検出手段に
接続され、前記第２のアームの１１面と１２面の１１面
端および１１面の１１面端とＸ２面端に配設された検出
側電極とからなる。
、ｚ軸回りに回転したときに、Ｘ軸方向に発生したコリ
オリの力による振動を検出手段で検出する撮動ジャイロ
において、ｚ軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側
の１１面と第２の側の１２面とｙ軸に交わる第１の側の
１１面と第２の側の７２面を有する第１のアームと、ｚ
軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側の１１面と第
２の側の１２面とｙ軸に交わる第１の側の１１面と第２
の側の７２面を有する第２のアームとからなる音叉形を
しており、第１のアームがｙ軸方向に分極処理され、第
２のアームがＸ軸方向に分極処理された圧電材料からな
る振動子と、前記駆動手段に接続され、前記第１のアー
ムの１１面と１２面の７２面端および７２面のＸ１面端
とＸ２面端に配置された駆動側電極と、前記検出手段に
接続され、前記第２のアームの１１面と１２面の１１面
端および１１面の１１面端とＸ２面端に配設された検出
側電極とからなる。
本発明の第２の構成は、ｙ軸方向に励振手段で励振させ
、Ｚ軸回りに回転したときに、Ｘ軸方向に発生したコリ
オリの力による振動を検出手段で検出する振動ジャイロ
において、ｚ軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側
の１１面と第２の側の１２面とｙ軸に交わる第１の側の
１１面と第２の側の７２面を有する第１のアームと、ｚ
軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側の１１面と第
２の側の１２面とｙ軸に交わる第１の側の１１面と第２
の側の７２面を有する第２のアームとからなる音叉形を
しており、第１のアームがｙ軸方向に分極処理され、第
２のアームがＸ軸方向に分極処理された圧電材料からな
る振動子と、前記駆動手段に接続され、前記第１のアー
ムの１１面の１１面端と７２面端および１２面の１１面
端と７２面・端および１１面の１１面端とＸ２面端およ
び７２面のＸ１面端とＸ２面端に配置された駆動側電極
と、前記検出手段に接続され、前記第２のアームのｘｉ
面の１１面端と７２面端および１２面の１１面端と７２
面端および１１面の１１面端とＸ２面端および７２面の
Ｘ１面端とＸ２面端に配設された検出側電極とからなる
。
、Ｚ軸回りに回転したときに、Ｘ軸方向に発生したコリ
オリの力による振動を検出手段で検出する振動ジャイロ
において、ｚ軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側
の１１面と第２の側の１２面とｙ軸に交わる第１の側の
１１面と第２の側の７２面を有する第１のアームと、ｚ
軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側の１１面と第
２の側の１２面とｙ軸に交わる第１の側の１１面と第２
の側の７２面を有する第２のアームとからなる音叉形を
しており、第１のアームがｙ軸方向に分極処理され、第
２のアームがＸ軸方向に分極処理された圧電材料からな
る振動子と、前記駆動手段に接続され、前記第１のアー
ムの１１面の１１面端と７２面端および１２面の１１面
端と７２面・端および１１面の１１面端とＸ２面端およ
び７２面のＸ１面端とＸ２面端に配置された駆動側電極
と、前記検出手段に接続され、前記第２のアームのｘｉ
面の１１面端と７２面端および１２面の１１面端と７２
面端および１１面の１１面端とＸ２面端および７２面の
Ｘ１面端とＸ２面端に配設された検出側電極とからなる
。
本発明の第３の構成は、ｙ軸方向に励振手段で励振させ
、ｚ軸回りに回転したときに、Ｘ軸方向に発生したコリ
オリの力による振動を検出手段で検出する振動ジャイロ
において、ｚ軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側
のｘｉ面と第２の側の１２面とｙ軸に交わる第１の側の
１１面と第２の側の７２面を有する第１のアームと、２
軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側の１１面と第
２の側の１２面とｙ軸に交わる第１の側の１１面と第２
の側の７２面を有する第２のアームとからなる音叉形を
しており、第１のアームがＸ軸方向に分極処理され、第
２のアームがＸ軸方向に分極処理された圧電材料からな
る振動子と、前記駆動手段に接続され、前記第１のアー
ムのｘ１面の７２面端およびｘ２面の７２面端に配賦さ
れた駆動側電極と、前記検出手段に接続され、前記第２
のアームのｘ１面とｘ２面の１１面端および１１面のｘ
１面端とｘ２面端に配設された検出側電極とからなる。
、ｚ軸回りに回転したときに、Ｘ軸方向に発生したコリ
オリの力による振動を検出手段で検出する振動ジャイロ
において、ｚ軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側
のｘｉ面と第２の側の１２面とｙ軸に交わる第１の側の
１１面と第２の側の７２面を有する第１のアームと、２
軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側の１１面と第
２の側の１２面とｙ軸に交わる第１の側の１１面と第２
の側の７２面を有する第２のアームとからなる音叉形を
しており、第１のアームがＸ軸方向に分極処理され、第
２のアームがＸ軸方向に分極処理された圧電材料からな
る振動子と、前記駆動手段に接続され、前記第１のアー
ムのｘ１面の７２面端およびｘ２面の７２面端に配賦さ
れた駆動側電極と、前記検出手段に接続され、前記第２
のアームのｘ１面とｘ２面の１１面端および１１面のｘ
１面端とｘ２面端に配設された検出側電極とからなる。
本発明の第４の構成は、ｙ軸方向に励振手段で励振させ
、ｚ軸回りに回転したときに、Ｘ軸方向に発生したコリ
オリの力による振動を検出手段で検出する振動ジャイロ
において、ｚ軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側
のｘ１面と第２の側のｘ２面とｙ軸に交わる第１の側の
１１面と第２の側の１２面を有する第１のアームと、２
軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側のｘ１面と第
２の側のｘ２面とｙ軸に交わる第１の側の１１面と第２
の側の１２面を有する第２のアームとからなる音叉形を
しており、第１のアームがＸ軸方向に分極処理され、第
２のアームがｙ軸方向に分極処理された圧電材料からな
る振動子と、前記駆動手段に接続され、前記第１のアー
ムのｘ１面の７２面端およびｘ２面の７２面端に配置さ
れた駆動側電極と、前記検出手段に接続され、前記第２
のアームの１１面のｘ２面端と１２面のｘ２面端に開設
された検出側電極とからなる。
、ｚ軸回りに回転したときに、Ｘ軸方向に発生したコリ
オリの力による振動を検出手段で検出する振動ジャイロ
において、ｚ軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側
のｘ１面と第２の側のｘ２面とｙ軸に交わる第１の側の
１１面と第２の側の１２面を有する第１のアームと、２
軸方向に長軸を有しＸ軸に交わる第１の側のｘ１面と第
２の側のｘ２面とｙ軸に交わる第１の側の１１面と第２
の側の１２面を有する第２のアームとからなる音叉形を
しており、第１のアームがＸ軸方向に分極処理され、第
２のアームがｙ軸方向に分極処理された圧電材料からな
る振動子と、前記駆動手段に接続され、前記第１のアー
ムのｘ１面の７２面端およびｘ２面の７２面端に配置さ
れた駆動側電極と、前記検出手段に接続され、前記第２
のアームの１１面のｘ２面端と１２面のｘ２面端に開設
された検出側電極とからなる。
（実施例）
以下、図面等を参照にして、本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明による振動ジャイロの音叉形振動子の
実施例を示した斜視図である。
実施例を示した斜視図である。
第１図に示すように、振動子１０は、第１のアーム１２
と第２のアーム１３を有する音叉形の振動子であって、
圧電材料単体で構成されている。
と第２のアーム１３を有する音叉形の振動子であって、
圧電材料単体で構成されている。
圧電材料の例としては、ＰｂＴｉＯ３系、ＰＺＴ系、Ｐ
ＣＭ系などの材料が通している。音叉形の振動子は、周
波数が同じであれば直方体形状の音片形の振動子よりも
アームの長さを短くでき、小形化が図れるとともに、高
い出力を得ることができる。この振動子１０は、基本的
な振動動作は通常の音叉と同様である０本発明では、双
共振Ｘ−ｙ方向の振動を利用して角速度を検出するとこ
ろに特徴がある。
ＣＭ系などの材料が通している。音叉形の振動子は、周
波数が同じであれば直方体形状の音片形の振動子よりも
アームの長さを短くでき、小形化が図れるとともに、高
い出力を得ることができる。この振動子１０は、基本的
な振動動作は通常の音叉と同様である０本発明では、双
共振Ｘ−ｙ方向の振動を利用して角速度を検出するとこ
ろに特徴がある。
ここで、振動子１０の第１のアーム１２と第２のアーム
１３の各面を、前記ｘｙｚ座標を用いて、Ｘ軸に交わる
第１の側の面をｘｉ面と、Ｘ軸に交わる第２の側の面を
ｘ２面と、ｙ軸に交わる第１の側の面を１１面と、ｙ軸
に交わる第２の側の面を１２面と、Ｚ軸に交わる第１の
側の面を２’１面と、２軸に交わる第２の側の面を２２
面と定義しておく。
１３の各面を、前記ｘｙｚ座標を用いて、Ｘ軸に交わる
第１の側の面をｘｉ面と、Ｘ軸に交わる第２の側の面を
ｘ２面と、ｙ軸に交わる第１の側の面を１１面と、ｙ軸
に交わる第２の側の面を１２面と、Ｚ軸に交わる第１の
側の面を２’１面と、２軸に交わる第２の側の面を２２
面と定義しておく。
振動子１０の第１のアーム１２には駆動側の電極２が取
付けられており、第２のアーム１３には駆動側の電極３
が取付けられている。電極２．３の大きさは、振動子１
０の大きさに対応して定められている。振動子１０の第
１および第２のアーム１２．１３の幅をｄａ、アームの
切込み深さをｌａとすると、電極２．３の長さはｊ！
ｅ ＃０．５１ ａ ｒ幅はｗｅ＃ｄａ／３で与えられ
る。この電極を前記アームの切込み底から微少長さΔ１
．ｅだけ下げて取付ける。この寸法にする理由は、振動
子１０が、振動子としてのフィギュアオブメリットに関
係する容量比を最小にするとともに、スプリアスオフセ
ット出力の原因となる３次振動モードの振動の発生を抑
止するためである。
付けられており、第２のアーム１３には駆動側の電極３
が取付けられている。電極２．３の大きさは、振動子１
０の大きさに対応して定められている。振動子１０の第
１および第２のアーム１２．１３の幅をｄａ、アームの
切込み深さをｌａとすると、電極２．３の長さはｊ！
ｅ ＃０．５１ ａ ｒ幅はｗｅ＃ｄａ／３で与えられ
る。この電極を前記アームの切込み底から微少長さΔ１
．ｅだけ下げて取付ける。この寸法にする理由は、振動
子１０が、振動子としてのフィギュアオブメリットに関
係する容量比を最小にするとともに、スプリアスオフセ
ット出力の原因となる３次振動モードの振動の発生を抑
止するためである。
つぎに、電極の配置について説明する。なお、以下に示
す第１〜第４の実施例において、同様な機能を果たす部
分については、同一の符合が付しである。
す第１〜第４の実施例において、同様な機能を果たす部
分については、同一の符合が付しである。
第２図は、本発明による振動ジャイロの電極配置の第１
の実施例を示した図である。
の実施例を示した図である。
第１の実施例では、第１のアーム１２は、白抜の矢印で
示したようにｙ軸方向に分極処理され、第２のアーム１
３がＸ軸方向に分極処理されている。
示したようにｙ軸方向に分極処理され、第２のアーム１
３がＸ軸方向に分極処理されている。
第１のアーム１２は駆動側のアームであって、電極２２
，２４．２７．２８が設けられている。
，２４．２７．２８が設けられている。
電極２２はｘｉ面の７２面端に設けられ、電極２４はｘ
２面の７２面端に設けられており、それぞれ接地されて
いる。電極２７は１２面のｘ１面端に設けられ、電極２
８は１２面のｘ２面端に設けられており、それぞれ駆動
側端子Ｄｒに接続されている。
２面の７２面端に設けられており、それぞれ接地されて
いる。電極２７は１２面のｘ１面端に設けられ、電極２
８は１２面のｘ２面端に設けられており、それぞれ駆動
側端子Ｄｒに接続されている。
第２のアーム１３は検出側のアームであって、電極３１
，３３，３５．３６が設けられている。
，３３，３５．３６が設けられている。
電極３１はｘ１面の１１面端に設けられ、電極３３は１
２面の１１面端に設けられており、それぞれ接地されて
いる。電極３５は７１面のｘｉ面端に設けられ、電極３
６は７１面のｘ２面端に設けられており、それぞれ検出
側端子ＰＵに接続されている。
２面の１１面端に設けられており、それぞれ接地されて
いる。電極３５は７１面のｘｉ面端に設けられ、電極３
６は７１面のｘ２面端に設けられており、それぞれ検出
側端子ＰＵに接続されている。
駆動側端子Ｄｒに周波数ｒｙの交流電圧を加えると、２
つのアームは第１のアーム１２の分極方向と同じＸ方向
に振動する。このとき、振動子１０を２軸回りに角速度
Ωで回転させると、第２のアーム１３はその分極Ｘ方向
に振動する成分を生じ、検出側端子ＰＵに周波数ｒｙと
同じ周波数ｆｘで角速度Ωに比例した振幅をもつ交流信
号が出力される。
つのアームは第１のアーム１２の分極方向と同じＸ方向
に振動する。このとき、振動子１０を２軸回りに角速度
Ωで回転させると、第２のアーム１３はその分極Ｘ方向
に振動する成分を生じ、検出側端子ＰＵに周波数ｒｙと
同じ周波数ｆｘで角速度Ωに比例した振幅をもつ交流信
号が出力される。
第１の実施例では、駆動および検出のバランスがよいと
いう特徴がある。
いう特徴がある。
第３図は、本発明による振動ジャイロの電極配置の第２
の実施例を示した図である。
の実施例を示した図である。
第２の実施例では、第１のアーム１２は、白抜の矢印で
示したようにｙ軸方向に分極処理され、第２のアーム１
３がＸ軸方向に分極処理されている。
示したようにｙ軸方向に分極処理され、第２のアーム１
３がＸ軸方向に分極処理されている。
第１のアーム１２は駆動側のアームであって、電極２１
〜２８が設けられている。電極２１はＸ。
〜２８が設けられている。電極２１はＸ。
面の１１面端に、電極２２はｘ１面の７２面端に、電極
２３は１２面の１１面端に、電極２４は１２面の７２面
端に設けられており、それぞれ接地されている。電極２
５は７１面のｘ１面端に、電極２６は７１面のｘ２面端
に、電極２７は１２面のｘ１面端に、電極２８は１２面
のｘ２面端に設けられており、それぞれ駆動側端子Ｄｒ
に接続されている。
２３は１２面の１１面端に、電極２４は１２面の７２面
端に設けられており、それぞれ接地されている。電極２
５は７１面のｘ１面端に、電極２６は７１面のｘ２面端
に、電極２７は１２面のｘ１面端に、電極２８は１２面
のｘ２面端に設けられており、それぞれ駆動側端子Ｄｒ
に接続されている。
第２のアーム１３は検出側のアームであって、電極３１
〜３８が設けられている。電極３１はｘ１面の１１面端
に、電極３２はｘ１面の７２面端に、電極３３は１２面
の１１面端に、電極３４は１２面の７２面端に設けられ
ており、それぞれ接地されている。電極３５は７１面の
ｘ１面端に、電極３６は７１面のｘ２面端に、電極３７
は１２面のｘ１面端に、電極３８は１２面のｘ２面端に
設けられており、検出側端子ＰＵに接続されている。
〜３８が設けられている。電極３１はｘ１面の１１面端
に、電極３２はｘ１面の７２面端に、電極３３は１２面
の１１面端に、電極３４は１２面の７２面端に設けられ
ており、それぞれ接地されている。電極３５は７１面の
ｘ１面端に、電極３６は７１面のｘ２面端に、電極３７
は１２面のｘ１面端に、電極３８は１２面のｘ２面端に
設けられており、検出側端子ＰＵに接続されている。
第２の実施例では、電極を多数配置したので、感度がよ
くなるとともに、駆動および検出のバランスがよいとい
う特徴がある。
くなるとともに、駆動および検出のバランスがよいとい
う特徴がある。
第４図は、本発明による振動ジャイロの電極配置の第３
の実施例を示した図である。
の実施例を示した図である。
第３の実施例では、第１のアーム１２は、白抜の矢印で
示したようにＸ軸方向に分極処理され、第２のアーム１
３がＸ軸方向に分極処理されている。
示したようにＸ軸方向に分極処理され、第２のアーム１
３がＸ軸方向に分極処理されている。
第１のアーム１２は駆動側のアームであって、電極２２
．２４が設けられている。電極２２はｘ１面の７２面端
に設けられており、接地されている。
．２４が設けられている。電極２２はｘ１面の７２面端
に設けられており、接地されている。
電極２４は１２面の７２面端に設けられており、駆動側
端子Ｄｒに接続されている。
端子Ｄｒに接続されている。
第２のアーム１３は検出側のアームであって、電極３１
．３３．３５．３６が設けられている。
．３３．３５．３６が設けられている。
電極３１はｘ１面の１１面端に、電極３３は１２面の１
１面端に設けられており、それぞれ接地されている。電
極３５は７１面のｘ１面端に、電極３６は７１面のｘ２
面端に設けられており、検出側端子ＰＵに接続されてい
る。
１面端に設けられており、それぞれ接地されている。電
極３５は７１面のｘ１面端に、電極３６は７１面のｘ２
面端に設けられており、検出側端子ＰＵに接続されてい
る。
第３の実施例では、アーム１２．１３の分極方向が同一
であるので、製作が容易であるという特徴がある。
であるので、製作が容易であるという特徴がある。
第５図は、本発明による撮動ジャイロの電極配置の第４
の実施例を示した図である。
の実施例を示した図である。
第４の実施例では、第１のアーム１２は、白抜の矢印で
示したようにＸ軸方向に分極処理され、第２のアーム１
３がｙ軸方向に分極処理されている。
示したようにＸ軸方向に分極処理され、第２のアーム１
３がｙ軸方向に分極処理されている。
第１のアーム１２は駆動側のアームであって、電極２２
．２４が設けられている。電極２２はｘ１面の７２面端
に設けられており、接地されている。
．２４が設けられている。電極２２はｘ１面の７２面端
に設けられており、接地されている。
電極２４は１２面の７２面端に設けられており、駆動側
端子Ｄｒに接続されている。
端子Ｄｒに接続されている。
第２のアーム１３は検出側のアームであって、電極３６
．３８が設けられている。電極３６は１１面のｘ２面端
に設けられており、検出側端子ＰＵに接続されている。
．３８が設けられている。電極３６は１１面のｘ２面端
に設けられており、検出側端子ＰＵに接続されている。
電極３８は１２面のｘ２面端に設けられており、接地さ
れている。
れている。
第４の実施例では、電極数が少なく、接続が容易で安価
に製作できるという特徴がある。
に製作できるという特徴がある。
以上説明したように、第１および第２のアームの分極方
向と電極配置は、他にも種々の組合せが考えられるが、
本実施例ではその中で最も実用性の高い組合せを示した
ものである。
向と電極配置は、他にも種々の組合せが考えられるが、
本実施例ではその中で最も実用性の高い組合せを示した
ものである。
なお、各実施例において、第１および第２のアームの分
極方向が異なる場合には、分極方向の異なる部材を接合
して組み立上でもよい、また、駆動方向と検出方向の関
係を逆にすることも、入出力の電極の接地を逆にするこ
とも可能である。
極方向が異なる場合には、分極方向の異なる部材を接合
して組み立上でもよい、また、駆動方向と検出方向の関
係を逆にすることも、入出力の電極の接地を逆にするこ
とも可能である。
（発明の効果）
以上詳しく説明したように、本発明によれば、振動子を
音叉形をした温度係数の小さい圧電材料単体で構成した
ので、信頼性が高く製造が容易かつ安価にできた。また
、第２次振動を抑圧して振。
音叉形をした温度係数の小さい圧電材料単体で構成した
ので、信頼性が高く製造が容易かつ安価にできた。また
、第２次振動を抑圧して振。
動子に第１次振動モードのみの振動が発生するようにし
たので、スプリアスオフセット出力が少なく、Ｓ／Ｎ比
を向上させることができた。さらに、駆動系と検出系と
の共振周波数のマツチングが容易で、効率のよい駆動と
検出が可能である。さらにまた、振動子の形状が単純で
あるので、振動の安定性が良く、安定性のよい検出がで
きる等の効果がある。
たので、スプリアスオフセット出力が少なく、Ｓ／Ｎ比
を向上させることができた。さらに、駆動系と検出系と
の共振周波数のマツチングが容易で、効率のよい駆動と
検出が可能である。さらにまた、振動子の形状が単純で
あるので、振動の安定性が良く、安定性のよい検出がで
きる等の効果がある。
第１図は、本発明による振動ジャイロの音叉形振動子の
実施例を示した斜視図、第２図〜第５図は、本発明によ
る振動ジャイロの電極配置の第１〜第４の実施例を示し
た図である。 第６図は、振動ジャイロの従来例を示した斜視図である
。 １・・・音叉アーム ２・・・支持棒３・・・ス
プリング ４・・・固定枠５・・・検出手段
６・・・励振手段１０−・・振動子 １２・・・第１のアーム １３・・・第２のアーム２
．２１〜２８・・・駆動側電極 ３．３１〜３８・・・検出側電極 特許出願人 近 野 正 東京航空計器株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 壽 才１図 才２図
実施例を示した斜視図、第２図〜第５図は、本発明によ
る振動ジャイロの電極配置の第１〜第４の実施例を示し
た図である。 第６図は、振動ジャイロの従来例を示した斜視図である
。 １・・・音叉アーム ２・・・支持棒３・・・ス
プリング ４・・・固定枠５・・・検出手段
６・・・励振手段１０−・・振動子 １２・・・第１のアーム １３・・・第２のアーム２
．２１〜２８・・・駆動側電極 ３．３１〜３８・・・検出側電極 特許出願人 近 野 正 東京航空計器株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 壽 才１図 才２図
Claims (4)
- （１）ｙ軸方向に励振手段で励振させ、ｚ軸回りに回転
したときに、ｘ軸方向に発生したコリオリの力による振
動を検出手段で検出する振動ジャイロにおいて、ｚ軸方
向に長軸を有しｘ軸に交わる第１の側のｘ＿１面と第２
の側のｘ＿２面とｙ軸に交わる第１の側のｙ＿１面と第
２の側のｙ＿２面を有する第１のアームと、ｚ軸方向に
長軸を有しｘ軸に交わる第１の側のｘ＿１面と第２の側
のｘ＿２面とｙ軸に交わる第１の側のｙ＿１面と第２の
側のｙ＿２面を有する第２のアームとからなる音叉形を
しており、第１のアームがｙ軸方向に分極処理され、第
２のアームがｘ軸方向に分極処理された圧電材料からな
る振動子と、前記駆動手段に接続され、前記第１のアー
ムのｘ＿１面とｘ＿２面のｙ＿２面端およびｙ＿２面の
ｘ＿１面端とｘ＿２面端に配置された駆動側電極と、前
記検出手段に接続され、前記第２のアームのｘ＿１面と
ｘ＿２面のｙ＿１面端およびｙ＿１面のｘ＿１面端とｘ
＿２面端に配設された検出側電極とから構成したことを
特徴とする振動ジャイロ。 - （２）ｙ軸方向に励振手段で励振させ、ｚ軸回りに回転
したときに、ｘ軸方向に発生したコリオリの力による振
動を検出手段で検出する振動ジャイロにおいて、ｚ軸方
向に長軸を有しｘ軸に交わる第１の側のｘ＿１面と第２
の側のｘ＿２面とｙ軸に交わる第１の側のｙ＿１面と第
２の側のｙ＿２面を有する第１のアームと、ｚ軸方向に
長軸を有しｘ軸に交わる第１の側のｘ＿１面と第２の側
のｘ＿２面とｙ軸に交わる第１の側のｙ＿１面と第２の
側のｙ＿２面を有する第２のアームとからなる音叉形を
しており、第１のアームがｙ軸方向に分極処理され、第
２のアームがｘ軸方向に分極処理された圧電材料からな
る振動子と、前記駆動手段に接続され、前記第１のアー
ムのｘ＿１面のｙ＿１面端とｙ＿２面端およびｘ＿２面
のｙ＿１面端とｙ＿２面端およびｙ＿１面のｘ＿１面端
とｘ＿２面端およびｙ＿２面のｘ＿１面端とｘ＿２面端
に配置された駆動側電極と、前記検出手段に接続され、
前記第２のアームのｘ＿１面のｙ＿１面端とｙ＿２面端
およびｘ＿２面のｙ＿１面端とｙ＿２面端およびｙ＿１
面のｘ＿１面端とｘ＿２面端およびｙ＿２面のｘ＿１面
端とｘ＿２面端に配設された検出側電極とから構成した
ことを特徴とする振動ジャイロ。 - （３）ｙ軸方向に励振手段で励振させ、ｚ軸回りに回転
したときに、ｘ軸方向に発生したコリオリの力による振
動を検出手段で検出する振動ジャイロにおいて、ｚ軸方
向に長軸を有しｘ軸に交わる第１の側のｘ＿１面と第２
の側のｘ＿２面とｙ軸に交わる第１の側のｙ＿１面と第
２の側のｙ＿２面を有する第１のアームと、ｚ軸方向に
長軸を有しｘ軸に交わる第１の側のｘ＿１面と第２の側
のｘ＿２面とｙ軸に交わる第１の側のｙ＿１面と第２の
側のｙ＿２面を有する第２のアームとからなる音叉形を
しており、第１のアームがｘ軸方向に分極処理され、第
２のアームがｘ軸方向に分極処理された圧電材料からな
る振動子と、前記駆動手段に接続され、前記第１のアー
ムのｘ＿１面のｙ＿２面端およびｘ＿２面のｙ＿２面端
に配置された駆動側電極と、前記検出手段に接続され、
前記第２のアームのｘ＿１面とｘ＿２面のｙ＿１面端お
よびｙ＿１面のｘ＿１面端とｘ＿２面端に配設された検
出側電極とから構成したことを特徴とする振動ジャイロ
。 - （４）ｙ軸方向に励振手段で励振させ、ｚ軸回りに回転
したときに、ｘ軸方向に発生したコリオリの力による振
動を検出手段で検出する振動ジャイロにおいて、ｚ軸方
向に長軸を有しｘ軸に交わる第１の側のｘ＿１面と第２
の側のｘ＿２面とｙ軸に交わる第１の側のｙ＿１面と第
２の側のｙ＿２面を有する第１のアームと、ｚ軸方向に
長軸を有しｘ軸に交わる第１の側のｘ＿１面と第２の側
のｘ＿２面とｙ軸に交わる第１の側のｙ＿１面と第２の
側のｙ＿２面を有する第２のアームとからなる音叉形を
しており、第１のアームがｘ軸方向に分極処理され、第
２のアームがｙ軸方向に分極処理された圧電材料からな
る振動子と、前記駆動手段に接続され、前記第１のアー
ムのｘ＿１面のｙ＿２面端およびｘ＿２面のｙ＿２面端
に配置された駆動側電極と、前記検出手段に接続され、
前記第２のアームのｙ＿１面のｘ＿２面端とｙ＿２面の
ｘ＿２面端に配設された検出側電極とから構成したこと
を特徴とする振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13565485A JPH0743262B2 (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13565485A JPH0743262B2 (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 振動ジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61294311A true JPS61294311A (ja) | 1986-12-25 |
| JPH0743262B2 JPH0743262B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=15156833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13565485A Expired - Lifetime JPH0743262B2 (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743262B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5343749A (en) * | 1991-03-12 | 1994-09-06 | New Sd, Inc. | Single ended tuning fork inertial sensor and method |
| US5533397A (en) * | 1993-10-28 | 1996-07-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vibration-sensing element and vibration-sensing gyro using the same |
| US5719460A (en) * | 1994-11-28 | 1998-02-17 | Nippondenso Co., Ltd | Angular velocity sensor |
| US5996410A (en) * | 1997-08-22 | 1999-12-07 | Fujitsu Limited | Tuning fork type vibration gyro |
| US6182508B1 (en) | 1996-12-18 | 2001-02-06 | Denso Corporation | Structure of angular rate sensor |
| US6532817B1 (en) | 1998-05-06 | 2003-03-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor and process for manufacturing the same |
| JP2005227215A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサおよびその設計方法 |
| DE19756552B4 (de) * | 1996-12-18 | 2008-02-14 | Denso Corp., Kariya | Winkelgeschwindigkeitssensor |
| JP2015087256A (ja) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | 振動片、角速度センサー、電子機器及び移動体 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6337444B2 (ja) * | 2013-10-30 | 2018-06-06 | セイコーエプソン株式会社 | 振動片、角速度センサー、電子機器及び移動体 |
-
1985
- 1985-06-21 JP JP13565485A patent/JPH0743262B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5343749A (en) * | 1991-03-12 | 1994-09-06 | New Sd, Inc. | Single ended tuning fork inertial sensor and method |
| US5522249A (en) * | 1991-03-12 | 1996-06-04 | New Sd Inc. | Single ended tuning fork inertial sensor and method |
| US5533397A (en) * | 1993-10-28 | 1996-07-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vibration-sensing element and vibration-sensing gyro using the same |
| US5719460A (en) * | 1994-11-28 | 1998-02-17 | Nippondenso Co., Ltd | Angular velocity sensor |
| DE19756552B4 (de) * | 1996-12-18 | 2008-02-14 | Denso Corp., Kariya | Winkelgeschwindigkeitssensor |
| US6182508B1 (en) | 1996-12-18 | 2001-02-06 | Denso Corporation | Structure of angular rate sensor |
| US6327908B1 (en) | 1997-08-22 | 2001-12-11 | Fujitsu Limited | Tuning fork type vibration gyro |
| US5996410A (en) * | 1997-08-22 | 1999-12-07 | Fujitsu Limited | Tuning fork type vibration gyro |
| US6532817B1 (en) | 1998-05-06 | 2003-03-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor and process for manufacturing the same |
| JP2005227215A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサおよびその設計方法 |
| WO2005078387A1 (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 角速度センサおよびその設計方法 |
| US7337667B2 (en) | 2004-02-16 | 2008-03-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor and its designing method |
| JP2015087256A (ja) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | 振動片、角速度センサー、電子機器及び移動体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0743262B2 (ja) | 1995-05-15 |
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