JPS6219714A - ジヤイロ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はジャイロ装置、特に振動型、或いは音叉型ジャ
イロ装置に関し、同出願人の出願によるジャイロ装置（
特願昭５９−４１０７２号）の改良に関する。

〔従来の技術〕

第２図を参照して上述した先願のジャイロ装置を説明す
る。同図に於て、（１）は音叉を全体として示し、（２
）は平板状の基台で、この上に、音叉（１）を、その音
叉軸（Ｚ−Ｚ’）が基台（２）の面と直交する如く、そ
の基部（１−１）において直接取付ける。この例では、
音叉（１）の２個の振動腕（１−１’）を、夫々断面略
々正方形の棒状部材より形成し、それ等を連結するのが
基部（１−１）である。各、振動腕（１−１’）の基部
（１−１）近傍の外側面に、駆動用圧電素子＋４）　、
　　（４’）を夫々接着等の方法により取付ける一方、
上記２個の振動腕（１−１’）の基部（１−１）近傍で
上記外側面と直交する側面に、２個の検出用圧電素子（
４０）　、　　（４０’）を夫々接着等の方法により取
付ける。駆動用圧電素子（４）　、　　（４’）に、交
流信号源（５）から交流電圧を供給し、音叉（１１を一
定の振幅で振動させる。尚、音叉（１）の振動速度を■
として、第２図に示す。

このような振動状態にある音叉（１）に、軸（Ｚ−Ｚ’
）のまわりにΩで示す角速度が印加されると、上記音叉
（１１の振動質量、振動速度Ｖ及び角速度Ωの積に比例
したコリオリの力Ｆｃが、軸（Ｚ−Ｚ’）及び速度Ｖに
直角な軸（Ｘ−Ｘ’）方向で、且つ２個の振動腕（１−
１’）について反対方向に発生し、２個の振動腕（１−
１’）を同図の軸（Ｙ−Ｙ’）まわりに反対方向に曲げ
ることになる。この各振動腕（１−１’）の曲げは、２
個の検出用圧電素子（４０）　、　　（４０’）により
、差動的に検出され、これ等検出出力を、デモシュレー
タ（７）において、交流信号源（５）よりの交流電圧と
共に同期整流することにより、角速度Ωに比例した信号
を得ることが出来る。尚、上述の如く２個の検出用圧電
素子（４０）　、　　（４０’）を設けることにより、
軸（Ｘ−Ｘ’）方向の加速度入力に対して、出力感度を
ゼロとすることが出来る。

又、音叉（１１の振動腕（１−１’）の断面を略々正方
形となし、音叉（１）の振動数と振動＠　（１−１’）
の軸（Ｙ−Ｙ’）まわりの自由振動数を略々等しくする
ことにより、検出感度を増大することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる従来の振動ジャイロ装置にあって
は、駆動用圧電素子（４１、（４’）を、音叉＋１１の
各振動ｒＦＱ（１−１’）の厚み方向、即ち軸（Ｘ−Ｘ
’）方向の幅の中心に取付けることは困難で、厳密にみ
ると、軸（Ｘ−Ｘ’）方向の一方向に偏倚しているのが
普通である。このような状態で信号源（５）から圧電素
子（４）　、　　（４’）に駆動用電圧を加えると、音
叉（１１の振動腕（１−１’）は、音叉本来の軸（Ｙ−
Ｙ’）方向の振動以外に、極くわずかなから、上記偏倚
量に対応して軸（Ｘ−Ｘ’）方向の振動を引き起こし、
その結果、入力角速度Ωがゼロの場合においても、検出
用圧電素子（４０）　、　　（４０’）には、音叉（１
）の振動と等しい周波数成分の電圧が発生し、デモシュ
レータ（７）には、バイアス誤差が出力されることにな
る。

このバイアス誤差を小さくするには、デモシュレーク（
７）の出力に逆符号の直流電圧を加算してゼロとする方
法、各圧電素子（４）　、　　＜　４　’）の軸（Ｘ−
Ｘ’）方向の幅を、トリミングして音叉の中心に位置さ
せるようにする等の方法が用いられるが、前者は調整後
も音叉自身がバイアスを持つ−ているため、温度変化に
対してバイアス変動が大きいという欠点があり、後者は
トリミング装置やそれを、操作するための熟練を必要と
すること、生産性が悪い等の問題点がある。

〔間−照点を解決するための手段〕

本発明の上述の問題点を解決する手段は、角状断面を有
し２個の平行に配置された棒状の交番振動する振動腕及
び該２個の振動腕の一端を連結する基部よりなる音叉と
、該音叉の基部が固定される基台と、上記音叉に一定振
幅の振動を加えるために上記振動腕の上記基部近傍外側
面に設けた２個の駆動用圧電素子及び交流信号源と、上
記振動・腕の上記基部近傍で上記外側面と直交する面に
取付けた２個の検出用圧電素子とからなり、上記２個の
検出用圧電素子を差動的に接続したジャイロ装置におい
て、上記駆動用圧電素子を各々幅の狭い２枚の圧電素子
から構成し、これ等を上記音叉の振動面と直交する方向
に離間して取付けると共に、該圧電素子に印加する駆動
電圧を調整可能としたジャイロ装置である。

〔作用〕

本発明のジャイロ装置は、２枚の駆動用圧電素子を音叉
の振動腕の基部近傍に音叉面と直交する方向に互いに離
間して取付けると共に、それぞれの駆動用圧電素子に印
加する電圧を調整可能となし、これを調整することによ
り音叉の音叉面と直交する方向の振動を減少させ、音叉
の調整を簡素化するもぐのである。

〔実施例〕

第１図は本発明のジャイロ装置の一実施例を示す斜視図
である。同図において第２図と同一の部分には同一の番
号を付し、それ等の説明は省略する。

本発明のこの実施例と第２図の例との異なる点は、第２
図の例における夫々一枚の駆動用圧電素子１４）、　　
（４’）の代わりに、本発明に於ては、これ等の幅を細
くし各々１個の駆動腕（１−１’）に対し、２枚の圧電
素子（４−１）　、　　（４−２）及び（４−１’）　
。

（４−２’）を軸（Ｘ−Ｘ’）方向に関し、互いに離間
して駆動用圧電素子として取付けると共に、交流信号源
（５）からの電圧を、可変抵抗器（ｖｌ）及び（Ｖ　１
’　）固定抵抗器（Ｒｔ　）　、　　（Ｒ２）及び（Ｒ
１’　）（Ｒ２’）を介して上記圧電素子（４−１）　
、　　（４−２）及び（４−１’）　、　　（４−２’
）に夫々加えるようにしたものである。

尚、（６−１）　、　　（６−１’）は、夫々音叉［１
１の振動振幅を検出するために、この例では、駆動用圧
電素子（４−１）　、　　（４−２）間及び（４−１’
）　、　　（４−２’）間の振動腕（１−１’）に取付
けた圧電素子で、交流信号源（５）の代わりに自励振動
回路を用いる時の音叉（１１の振動振幅を表わす信号源
として使用される。

ジャイロ装置の調整時においては、検出用圧電素子（４
０）　、　　（４０’）の出力が最少となるように可変
抵抗器（Ｖｌ）、　　（Ｖｚ’）を調整すれば良い。

〔発明の効果〕

２個の駆動用圧電素子を、音叉の振動部に対して互いに
厚み方向に離間して取付け、それぞれに印加する電圧を
調整出来るようにしたことにより、駆動用圧電素子の音
叉本体に対する取付誤差を完全に補正出来、高性能なジ
ャイロ装置を得ることが出来る。又、レーザトリミング
のように熟練と設備を必要とせず、且つ調整時間も短く
、製造コストが低減出来る。更に、検出圧電素子の出力
を同期整流した後、直流分を加減してバイアスを消去す
る方法に比べて温度感度が低く出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のジャイロ装置の一実施例の斜視図、第
２図は従来のジャイロ装置の斜視図である。 図に於て、（１）は音叉、（１−１）は基部、（１−１
’）　　　　　１は振動腕、（２）は基台、（４−１）
　、　　（４−２”）　、　　（４−１’）（４−２’
）は駆動用圧電素子、（５）は交流信号源、（６−１）
　、　　（６−１’）は圧電素子、（４０）　、　　（
４０’）は検出用圧電素子、（Ｖｌ）、　　（Ｖ１’）
は可変抵−抗器、（Ｒ１）、　　（Ｒ２）、　　（Ｒｔ
’）、　　（Ｒ２’）は固定抵抗器を夫々示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 角状断面を有し２個の平行に配置された棒状の交番振動
   する振動腕及び該２個の振動腕の一端を連結する基部よ
   りなる音叉と、該音叉の基部が固定される基台と、上記
   音叉に一定振幅の振動を加えるために上記振動腕の上記
   基部近傍外側面に取付けた２個の駆動用圧電素子及び交
   流信号源と、上記振動腕の上記基部近傍で上記外側面と
   直交する面に取付けた２個の検出用圧電素子とからなり
   、上記２個の検出用圧電素子を差動的に接続したジャイ
   ロ装置において、上記駆動用圧電子素子を各々幅の狭い
   ２枚の圧電素子から構成し、これ等を上記音叉の振動面
   と直交する方向に離間して取付けると共に、該圧電素子
   に印加する駆動電圧を調整可能としたことを特徴とする
   ジャイロ装置。