JP2000292173A - 角速度センサ - Google Patents
角速度センサInfo
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- JP2000292173A JP2000292173A JP11103163A JP10316399A JP2000292173A JP 2000292173 A JP2000292173 A JP 2000292173A JP 11103163 A JP11103163 A JP 11103163A JP 10316399 A JP10316399 A JP 10316399A JP 2000292173 A JP2000292173 A JP 2000292173A
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Abstract
衝撃性を高め、性能を落とさず、低コストの角速度セン
サを提供することを目的とする。 【解決手段】 ストッパ付き支持アーム17と、振動体
のセラミック基板の断面の略U字状部とが、支持アーム
7の水平部の穴31を挟むように組み合い、この組み合
わせ部にシリコンゴムを満たして、振動体を保持する。
支持アーム17の水平部には、そのほぼ中心位置に穴3
1を有し、水平部から二つの突起30を有している。水
平部に穴31を設けることにより、ストッパ付き支持ア
ーム17に音叉振動体3を強固に結合しても、所定のQ
値を保つことができる。水平部からの突起30は、振動
体の振動を規制すると共に、シリコンゴムが、フィレッ
トをひくように所定形状の突起を有している。
Description
り、特に、振動型の角速度センサに関する。
装置などへ適用され、活発に開発されている。ところ
で、振動型の角速度センサの弱点は、耐衝撃性等の機械
的強度が弱いことである。そこで、車載用としての振動
ジャイロに対して、性能の向上はもとより外部振動に対
する防振機能及び衝撃による振動子の損傷を防止する緩
衝機能を両立させることが求められ、数々の工夫が成さ
れている。
来の音叉型振動ジャイロの構造体の分解図である。音叉
型振動ジャイロは、キャップ1、ストッパ2、振動体
3、回路基板4、ステム5から構成される。音叉振動体
3は、二つのアーム11、12、これらのアームを支持
するベース9及びセラミック基板8から構成される。二
つのアーム11、12には、駆動電極及び検出電極が張
り付けられている。
動を与えるための信号を回路基板4から受け、検出電極
からの角速度に比例した信号を回路基板4に送出する。
回路基板4は、駆動電極を励振する駆動回路及び検出電
極で検出した検出信号を処理する検出回路を有する。ま
た、回路基板4は、複数の端子14を有し、複数のリー
ド線13でセラミック基板8と接続される。また、端子
14は、ステム5に設けられた端子ピン6を介し、外部
装置(図示せず)と接続されている。ステム5には、支
持アーム7が設けられており、音叉振動体3を支持す
る。セラミック基板8の断面が略U字状をしており、支
持アーム7の水平部を挟むように組み合わせられる。組
み合わせられたセラミック基板8と支持アーム7の水平
部には、セラミック基板8のU字状全体を満たし、水平
部を包むようにゴム状弾性体からなる接着層を設ける。
これにより、セラミック基板8は支持アーム7にフレキ
シブルに取り付けられる。支持アーム7の両端部には、
突起が設けられ、これらの突起がステム5に形成された
ホール内に挿入されている。
脂、シリコンゴム等の弾性体の材料で形成され、振動体
3を挿入した状態で使用する。ストッパ2は、回路基板
4を挟むことによって、音叉型振動体3のベース9近辺
で固定される。また、これらの部材を覆って保護するた
めにキャップ1が設けられている。このキャップ1とス
テム5とにより、ケースが構成される。
動ジャイロの全体図である。このように構成することに
より、外部からの振動又は衝撃によって引き起こされる
音叉型振動子の破壊を、小型な構成によって、防止する
ことができる。
3の損傷防止として、図2に示すように、所定の位置に
緩衝部材(ストッパ2)を設けた場合でも、図3に示す
ように、耐衝撃性が悪化する場合がある。つまり、振動
体3とストッパ2の取り付け位置ズレによって、大きな
空隙が存在すると、振動体3の一部が、回路基板4に接
触し、耐衝撃性が悪化する。
動体3とストッパ2のギャップが小さくなり、高い組み
立て精度が必要となり、コストアップの要因となる。ま
た、外部から衝撃及び振動が発生した場合、振動体は支
持アーム7で回転することになるが、この支持アーム7
における回転を抑えるために、強固に支持すると、振動
の共振先鋭度(以下、「Q値」という。 )が低下し、感
度特性が悪化する。また、Q値を高めるために、支持を
弱くすると、衝撃及び振動によって、振動体3がケース
等に衝突損傷するという問題がある。
あり、ストッパ部材を付加することなく、簡単に耐衝撃
性を高め、振動子の振動は抑圧しないで、不要な外部か
らの衝撃や振動を抑圧する。すなわち、本発明は、性能
を落とさず、低コストの角速度センサを提供することを
目的とするものである。
明は、振動体を保持する保持部材を具備する角速度セン
サにおいて、前記保持部材は、前記振動体の振幅を規制
する揺動規制機構を兼ね備えることを特徴とする角速度
センサである。請求項1記載の発明によれば、保持部材
は、前記振動体の振幅を規制する揺動規制機構を兼ね備
えることにより、ストッパ部材を付加することなく、簡
単に耐衝撃性を高め、性能を落とさず、低コストの角速
度センサを提供することができる。
載の角速度センサにおいて、前記保持部材は、振動の共
振先鋭度を落とさないための空間を有することを特徴と
する。請求項2記載の発明によれば、保持部材は、振動
の共振先鋭度を落とさないための空間を有することによ
り、支持アームに音叉振動体を強固に結合しても、所定
のQ値を保つことができる。
は2記載の角速度センサにおいて、前記角速度センサ
は、音叉型角速度センサであることを特徴とする。請求
項3記載の発明によれば、角速度センサは、音叉型角速
度センサであることにより、より強固な支持が可能にな
る。いうまでもなく、本発明は、各種音叉型角速度セン
サを本発明に適用することができる。
いし3いずれか一項記載の角速度センサにおいて、前記
保持部材による前記振動体の保持は、弾性材料を含む材
料及び防振機能を有する材料により接合して行うことを
特徴とする。請求項4記載の発明によれば、保持部材に
よる前記振動体の保持は、弾性材料を含む材料及び防振
機能を有する材料により接合して行うことにより、外部
振動から振動体を防振する防振機能及び外部衝撃による
振動体の損傷を防止する緩衝機能を有する角速度センサ
を提供することができる。
載の角速度センサにおいて、前記保持部材は、前記弾性
材料を含む材料及び防振機能を有する材料が、フィレッ
トをひくような形状に形成されるように所定形状の突起
を有することを特徴とする。請求項5記載の発明によれ
ば、突起により、弾性材料を含む材料及び防振機能を有
する材料が、セルフアライメント効果によって、フィレ
ットをひくような形状に形成されることにより、引っ張
り強度を高めることができる。
て図面と共に説明する。図4に本発明で用いるストッパ
付き支持アームの例を示す。ストッパ付き支持アーム1
7は、振動体を保持する保持部材であって、振動体の振
幅を規制する揺動規制機構を兼ね備えている。
を有し台状の形状をしている。その水平部には、そのほ
ぼ中心位置に穴31を有し、また、水平部は二つの突起
30を有している。水平部に穴31を設けることによ
り、ストッパ付き支持アーム17に音叉振動体3を強固
に結合しても、所定のQ値を保つことができる。
ーム7に対応するもので、ストッパ付き支持アーム17
を取り付けた状態を図5に示す。キャップ1、音叉振動
体3、回路基板4、ステム5、端子ピン6、セラミック
基板8は図2と同じである。ストッパが存在しない。な
お、図5においては、ストッパ付き支持アーム17と音
叉振動体3との取り付けの関係を分かり易くするため
に、図6に示すシリコンゴムが記載されていない。
叉振動体3を装着・保持する状態を示す。図6(A)
は、ストッパ付き支持アーム17と音叉振動体3との取
り付けの位置関係を示す。図6(B)は、シリコンゴム
によるストッパ付き支持アーム17に音叉振動体3を装
着・保持する状態を示す。セラミック基板8の断面が略
U字状をしており、支持アーム7の水平部の穴31を挟
むように組み合わせられる。セラミック基板8と支持ア
ーム7の水平部の穴31を含むストッパ付き支持アーム
17全体にシリコンゴムを満たす。これにより、セラミ
ック基板8は支持アーム7にフレキシブルに取り付けら
れる。
防振機能を有する材料であり、これにより接合(装着・
保持)することにより、外部振動から振動体を防振する
防振機能及び外部衝撃による振動体の損傷を防止する緩
衝機能を有することができる。シリコンゴムに代えて、
任意の弾性材料を含む材料及び防振機能を有する材料を
用いることができる。
填した構造であるので、よじりに対する抵抗は小さい。
水平部に設けられた突起30は、振動体の振動を規制
(振動体の振動を面41で止める)すると共に、シリコ
ンゴムが、フィレットをひくように所定形状の突起を有
している。弾性材料を含む材料及び防振機能を有する材
料が、フィレットをひくような形状に形成されることに
より、引っ張り強度を高めることができる。また、この
突起としては、四角、三角、円形等何でもそれなりの効
果を有するが、三角状のものが好ましい。
71 、172 の例を示す。ストッパ付き支持アーム17
1 は、支持アームを側面から見て逆コ字状としたもの
で、ストッパ付き支持アーム172 は、支持アームを側
面から見て逆L字状としたものである。ストッパ付き支
持アーム172 は、振動体3のアーム11、12を横に
したとき用いる。
限定されることなく、任意のものを用いることができ
る。図8及び図9に他のジャイロの場合の実施例を示
す。図8は、釣り鐘型ジャイロの場合である。46が釣
り鐘状振動体であり、その側面に駆動電極及び検出電極
47を設ける。48が、回転軸で45がストッパであ
る。ストッパ45と釣り鐘状振動体46との間に、反響
のための空間を有する。
る。支持アームは、H型をしている。Hの下の空間は、
Q値維持のための空間であり、Hの上の凹部の底で振動
体を一点で支えている。51は振動体、52は駆動電極
及び検出電極である。図10は、図2と図5の構造で振
動体が損傷限界まで外部振動及び衝撃を与えたときを比
較したものである。ストッパと振動体の先端からの距離
(X)に対する衝撃の臨界Gで示す。従来のゴムダンパ
の場合を◆、本発明のストッパ付き支持アームの場合を
■で示す。本発明のストッパ付き支持アームの場合は、
従来のゴムダンパの場合に対して、約3から6倍だけ限
界Gが向上している。
値の関係を示す。穴の大きさに応じて、Q値が向上して
いることが分かる。以上説明したように、緩衝部材を付
加しなくても耐衝撃性の改善を図ることができ、振動の
Q値を低下させることなく機械的強度を高めることがで
きる。
種々の効果を奏することができる。請求項1記載の発明
によれば、保持部材は、前記振動体の振幅を規制する揺
動規制機構を兼ね備えることにより、ストッパ部材を付
加することなく、簡単に耐衝撃性を高め、性能を落とさ
ず、低コストの角速度センサを提供することができる。
は、振動の共振先鋭度を落とさないための空間を有する
ことにより、支持アームに音叉振動体を強固に結合して
も、所定のQ値を保つことができる。請求項3記載の発
明によれば、角速度センサは、音叉型角速度センサであ
ることにより、より強固な支持が可能になる。いうまで
もなく、本発明は、各種音叉型角速度センサを本発明に
適用することができる。
よる前記振動体の保持は、弾性材料を含む材料及び防振
機能を有する材料により接合して行うことにより、外部
振動から振動体を防振する防振機能及び外部衝撃による
振動体の損傷を防止する緩衝機能を有する角速度センサ
を提供することができる。請求項5記載の発明によれ
ば、突起により、弾性材料を含む材料及び防振機能を有
する材料が、セルフアライメント効果によって、フィレ
ットをひくような形状に形成されることにより、引っ張
り強度を高めることができる。
る。
ための図である。
1)である。
めの図である。
めの図である。
2)である。
めの図(その1)である。
めの図(その2)である。
の図である。
係を説明するための図である。
ーム 30 突起 31 穴 43 シリコンゴム
Claims (5)
- 【請求項1】 振動体を保持する保持部材を具備する角
速度センサにおいて、前記保持部材は、前記振動体の振
幅を規制する揺動規制機構を兼ね備えることを特徴とす
る角速度センサ。 - 【請求項2】 前記保持部材は、振動の共振先鋭度を落
とさないための空間を有することを特徴とする請求項1
記載の角速度センサ。 - 【請求項3】 前記角速度センサは、音叉型角速度セン
サであることを特徴とする請求項1又は2記載の角速度
センサ。 - 【請求項4】 前記保持部材による前記振動体の保持
は、弾性材料を含む材料及び防振機能を有する材料によ
り接合して行うことを特徴とする請求項1ないし3いず
れか一項記載の角速度センサ。 - 【請求項5】 前記保持部材は、前記弾性材料を含む材
料及び防振機能を有する材料が、フィレットをひくよう
な形状に形成されるように所定形状の突起を有すること
を特徴とする請求項4記載の角速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10316399A JP3913925B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 角速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10316399A JP3913925B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 角速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000292173A true JP2000292173A (ja) | 2000-10-20 |
| JP3913925B2 JP3913925B2 (ja) | 2007-05-09 |
Family
ID=14346851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10316399A Expired - Fee Related JP3913925B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 角速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3913925B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003046479A1 (en) * | 2001-11-29 | 2003-06-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor |
| US6880399B1 (en) | 2001-11-29 | 2005-04-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor |
| JP2008039469A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Epson Toyocom Corp | 圧電振動ジャイロモジュール及び圧電振動ジャイロセンサ |
| US7557667B2 (en) | 2006-06-27 | 2009-07-07 | Tamagawa Seiki Co., Ltd. | Angular rate sensor |
-
1999
- 1999-04-09 JP JP10316399A patent/JP3913925B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003046479A1 (en) * | 2001-11-29 | 2003-06-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor |
| US6880399B1 (en) | 2001-11-29 | 2005-04-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor |
| US7557667B2 (en) | 2006-06-27 | 2009-07-07 | Tamagawa Seiki Co., Ltd. | Angular rate sensor |
| JP2008039469A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Epson Toyocom Corp | 圧電振動ジャイロモジュール及び圧電振動ジャイロセンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3913925B2 (ja) | 2007-05-09 |
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