JP2001165663A - 角速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 角速度センサの蓋における外端子を相手側基
板にはんだ付けすることにより実装した後、角速度セン
サの周囲の雰囲気温度が変化し、外端子が膨張収縮して
も、角速度センサと相手側基板との電気的な接続が不安
定になるということはなく、出力特性の安定した角速度
センサを提供することを目的とする。 【解決手段】 蓋３０の外側面に凹部３２を設け、この
凹部３２内で複数の外端子３１を折り曲げるようにした
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、航空機、車両等の
移動体の姿勢制御やナビゲーションシステム等に用いら
れる角速度センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来のこの種の角速度センサにつ
いて、図面を参照しながら説明する。

【０００３】図５は従来の角速度センサにおける分解斜
視図である。

【０００４】図５において、１は音叉部で、この音叉部
１は金属のブロック１ａと、この金属ブロック１ａに一
端部が固着されるとともに、互いに向かい合うように設
けられた平板状の一対の駆動部１ｂと、この一対の駆動
部１ｂの他端部に突出するように接続されるとともに、
この駆動部１ｂの面の向きと直交する方向の面の向きと
なっている平板状の一対の検知部１ｃとにより構成され
ている。２は前記音叉部１を下面に固着する金属製のウ
ェイト板で、このウェイト板２の４つの頂点にはゴム体
２ａが固着されている。３は回路基板で、この回路基板
３は前記ウェイト板２の上面にこのウェイト板２と当接
するように設けられるとともに、前記音叉部１から角速
度により発生する出力信号を処理する電子部品４を上面
に設けている。５は上面が開放された樹脂製のケース
で、このケース５は前記音叉部１、ウェイト板２および
回路基板３を前記ゴム体２ａで支持するように収納して
いる。６は樹脂製の蓋で、この蓋６は外端子７を側面か
ら突出するように設けるとともに、この外端子７を前記
回路基板３の電子部品４と電気的に接続している。

【０００５】以上のように構成されている従来の角速度
センサについて、次にその動作を説明する。

【０００６】音叉部１の駆動部１ｂが速度ｖで屈曲振動
している状態において、前記音叉部１の長手方向の中心
軸まわりに音叉部１が角速度ωで回転すると、この音叉
部１の検知部１ｃにＦ＝２ｍｖωのコリオリ力が発生す
る。このコリオリ力により前記音叉部１の検知部１ｃに
電荷が発生し、そしてこの電荷を回路基板３に設けられ
た電子部品４で出力信号に変換し、かつこの出力信号を
蓋６に設けた外端子７より外部の相手側コンピュータ等
に入力し、角速度を検出するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成においては、角速度センサの蓋６における外端
子７を相手側基板（図示せず）にはんだ付けすることに
より実装した後、角速度センサの周囲の雰囲気温度が変
化し、外端子７が膨張収縮すると、外端子７と相手側基
板（図示せず）とのはんだ付け部に直接に応力が加わる
ため、角速度センサと相手側基板（図示せず）との電気
的な接続状態が不安定になり、これにより、角速度セン
サの出力特性が不安定になってしまうという課題を有し
ていた。

【０００８】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、角速度センサの周囲の雰囲気温度が変化し、外端子
が膨張収縮しても、角速度センサと相手側基板との接続
状態が不安定になるということはなく、出力特性の安定
した角速度センサを提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の角速度センサは、四面のうちの二面に少なく
とも一対の駆動電極を設けた四角柱状の駆動電極振動体
とこの駆動電極振動体と平行に設けられかつ四面のうち
の一面に少なくとも一対の検出電極を設けた四角柱状の
検出電極振動体とこの検出電極振動体と前記駆動電極振
動体のそれぞれの一端を一体に接続する接続部とを設け
た音叉部と、この音叉部における接続部を支持する支持
台と、この支持台の下部を固着するとともに複数の端子
挿入孔を設け、かつこの端子挿入孔に前記駆動電極ある
いは検出電極と電気的に接続される端子を絶縁物を介し
て挿通させる金属製の基台と、この基台の上面を覆う金
属製のカバーと、前記基台の下方に設けられるとともに
この基台の端子を実装する孔を設け、かつ前記検出電極
振動体の検出電極から角速度により発生する出力信号を
処理する電子部品を設けた回路基板と、前記基台および
カバーを支持する少なくとも一対のゴム体と、前記基
台、カバー、ゴム体および回路基板を収納するとともに
開口部を設けた外ケースと、この外ケースの開口部を閉
塞するとともに、一端が前記回路基板における電子部品
と電気的に接続され、かつ他端が外方へ突出する複数の
外端子を設けた樹脂製の蓋とを備え、前記蓋の外面側に
凹部を設け、この凹部内で前記複数の外端子を折り曲げ
るようにしたもので、この構成によれば、角速度センサ
の周囲の雰囲気温度が変化し、外端子が膨張収縮して
も、角速度センサと相手側基板との接続状態が不安定に
なるということはなく、出力特性の安定した角速度セン
サを提供することができるものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、四面のうちの二面に少なくとも一対の駆動電極を設
けた四角柱状の駆動電極振動体とこの駆動電極振動体と
平行に設けられかつ四面のうちの一面に少なくとも一対
の検出電極を設けた四角柱状の検出電極振動体とこの検
出電極振動体と前記駆動電極振動体のそれぞれの一端を
一体に接続する接続部とを設けた音叉部と、この音叉部
における接続部を支持する支持台と、この支持台の下部
を固着するとともに複数の端子挿入孔を設け、かつこの
端子挿入孔に前記駆動電極あるいは検出電極と電気的に
接続される端子を絶縁物を介して挿通させる金属製の基
台と、この基台の上面を覆う金属製のカバーと、前記基
台の下方に設けられるとともにこの基台の端子を実装す
る孔を設け、かつ前記検出電極振動体の検出電極から角
速度により発生する出力信号を処理する電子部品を設け
た回路基板と、前記基台およびカバーを支持する少なく
とも一対のゴム体と、前記基台、カバー、ゴム体および
回路基板を収納するとともに開口部を設けた外ケース
と、この外ケースの開口部を閉塞するとともに、一端が
前記回路基板における電子部品と電気的に接続され、か
つ他端が外方へ突出する複数の外端子を設けた樹脂製の
蓋とを備え、前記蓋の外面側に凹部を設け、この凹部内
で前記複数の外端子を折り曲げるようにしたもので、こ
の構成によれば、蓋の外面側に凹部を設け、この凹部内
で複数の外端子を折り曲げるようにしているため、角速
度センサの蓋における外端子を相手側基板にはんだ付け
することにより角速度センサを相手側基板に実装した
後、角速度センサの周囲の雰囲気温度が変化し、外端子
が膨張収縮しても、凹部内で折り曲げた外端子は自由に
変形することになり、これにより、外端子と相手側基板
とのはんだ付け部に直接に応力が加わることはなくなる
ため、角速度センサと相手側基板との電気的な接続状態
が不安定になるということはないという作用を有するも
のである。

【００１１】以下、本発明の一実施の形態における角速
度センサについて、図面を参照しながら説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施の形態における角速
度センサの分解斜視図、図２は同角速度センサにおける
音叉部の斜視図、図３は同角速度センサにおける蓋の斜
視図である。

【００１３】図１〜図３において、１１は水晶製の音叉
部で、この音叉部１１は四角柱状の駆動電極振動体１２
と、この駆動電極振動体１２と平行に設けられた四角柱
状の検出電極振動体１３と、この検出電極振動体１３と
前記駆動電極振動体１２のそれぞれの一端を一体に接続
する接続部１４とにより構成されている。そして前記駆
動電極振動体１２の４つの側面には、それぞれ金からな
る駆動電極１５を設けている。また前記検出電極振動体
１３の表面および裏面には金からなるモニタ電極１６が
設けられるとともに、この検出電極振動体１３の内側の
側面には金からなるＧＮＤ電極（図示せず）が設けら
れ、かつ外側の側面には金からなる一対の検出電極１７
が設けられている。１８は直方体形状をなす金属製の支
持台で、この支持台１８は前記接続部１４の根元を支持
している。１９は金属製の基台で、この基台１９は前記
支持台１８の下部を固着するとともに、８つの端子挿入
孔２０を設けており、かつこの端子挿入孔２０の内側面
には絶縁物２１を設けている。そして前記基台１９の端
子挿入孔２０には絶縁物２１を介して端子２２を挿通し
ている。また前記基台１９の端子２２は前記駆動電極１
５、検出電極１７、ＧＮＤ電極（図示せず）およびモニ
タ電極１６とワイヤ線（図示せず）により、それぞれ電
気的に接続されている。２３は金属製のカバーで、この
カバー２３は前記基台１９の上面を覆うように設けてお
り、そしてこのカバー２３と基台１９とにより、前記駆
動電極振動体１２、検出電極振動体１３および接続部１
４からなる音叉部１１を内側に収納している。２４は回
路基板で、この回路基板２４は前記基台１９の下方に設
けられるとともに、下面に電子部品２５を設けており、
そしてこの電子部品２５に前記検出電極振動体１３の検
出電極１７から角速度により発生する電荷を前記端子２
２を介して入力し、かつこの電子部品２５により出力信
号に変換している。また前記回路基板２４には孔２６を
設けており、そしてこの孔２６に前記端子２２を実装す
るとともに、この端子２２と回路基板２４とをはんだ付
けにより接続している。２７は一対のゴム体で、このゴ
ム体２７は前記基台１９およびカバー２３を支持してい
る。２８は外ケースで、この外ケース２８は前記基台１
９、カバー２３、回路基板２４およびゴム体２７を収納
するとともに、開口部２９を設けている。３０は樹脂製
の蓋で、この蓋３０は前記外ケース２８の開口部２９を
閉塞するとともに、この蓋３０には３つの外端子３１を
一体に設けており、そしてこの外端子３１は一端を前記
回路基板２４における電子部品２５にフレキシブル配線
板２４ａを介して電気的に接続するとともに、他端を外
方に向かって突出させている。また前記蓋３０の外側面
には凹部３２を設けており、そしてこの凹部３２内で前
記３つの外端子３１の他端を折り曲げるようにして、外
方へ突出させているものである。

【００１４】以上のように構成された本発明の一実施の
形態における角速度センサについて、次にその組立方法
を説明する。

【００１５】まず、駆動電極振動体１２、検出電極振動
体１３および接続部１４とを一体に構成した水晶製の音
叉部１１を準備する。

【００１６】次に、前記駆動電極振動体１２の４つの側
面に駆動電極１５を、検出電極振動体１３の表面および
裏面にモニタ電極１６を、前記検出電極振動体１３の内
側の側面にＧＮＤ電極（図示せず）を、前記検出電極振
動体２３の外側面に一対の検出電極１７をそれぞれ金を
蒸着することにより形成する。

【００１７】次に、音叉部１１の根元を支持台１８に固
着した後、この支持台１８の下面を基台１９の上面に固
着する。

【００１８】次に、予め絶縁物２１を内側面に設けた前
記基台１９の端子挿入孔２０に端子２２を挿入した後、
この端子２２と前記駆動電極１５、検出電極１７、ＧＮ
Ｄ電極（図示せず）およびモニタ電極１６をそれぞれワ
イヤ線（図示せず）を介して、はんだ付けにより電気的
に接続する。

【００１９】次に、予め電子部品２５を実装した回路基
板２４の孔２６に前記端子２２を挿入して前記回路基板
２４と端子２２とをはんだ付けにより電気的に接続す
る。

【００２０】次に、前記音叉部１１を内側に収納するよ
うにカバー２３を基台１９に固着する。

【００２１】次に、前記回路基板２４およびカバー２３
の長手方向の両端部を支持するように一対のゴム体２７
を回路基板２４およびカバー２３に装着する。

【００２２】次に、外ケース２８の開口部２９より、前
記音叉部１１、基台１９、回路基板２４、カバー２３お
よび一対のゴム体２７を外ケース２８の内側に収納す
る。

【００２３】次に、蓋３０に一体に設けた外端子３１の
一端をフレキシブル配線板２４ａにはんだ付けすること
により、外端子３１を回路基板２４における電子部品２
５に電気的に接続する。

【００２４】最後に、予め３つの外端子３１を一体に設
けた蓋３０における凹部３２内で、３つの外端子３１の
他端部側を折り曲げた後、蓋３０で前記外ケース２８に
おける開口部２９を閉塞する。

【００２５】以上のように組み立てられた本発明の一実
施の形態における角速度センサについて、次にその動作
を説明する。

【００２６】音叉部１１の駆動電極振動体１２における
駆動電極１５に交流電圧を印加することにより、前記駆
動電極振動体１２が駆動方向の固有振動数で駆動方向に
速度ｖで屈曲振動する。この屈曲振動は接続部１４を介
して対向する検出電極振動体１３にも伝わり、そしてこ
の検出電極振動体１３も駆動方向の固有振動数で駆動方
向に速度ｖで屈曲振動する。このように前記駆動電極振
動体１２および検出電極振動体１３が屈曲振動している
状態において、音叉部１１が音叉部１１の長手方向の中
心軸周りに角速度ωで回転すると、前記検出電極振動体
１３にＦ＝２ｍｖωのコリオリ力が発生する。そしてこ
のコリオリ力により前記検出電極振動体１３の検出電極
１７に発生する電荷を端子２２を介して回路基板２４の
電子部品２５により出力信号に変換し、さらに蓋３０に
おける外端子３１を介して相手側のコンピュータ（図示
せず）に入力することにより、角速度として検出するも
のである。

【００２７】ここで、角速度センサを相手側基板に実装
した状態で、角速度センサの周囲の雰囲気温度が変化し
た場合を考えてみると、本発明の一実施の形態における
角速度センサにおいては、図４に示すように、蓋３０の
外面側に凹部３２を設け、この凹部３２内で３つの外端
子３１を折り曲げるようにしているため、角速度センサ
の蓋３０における外端子３１を相手側基板３３にはんだ
付けすることにより角速度センサを相手側基板３３に実
装した後、角速度センサの周囲の雰囲気温度が変化し、
外端子３１が膨張収縮しても、凹部３２内で折り曲げた
外端子３１は自由に変形することになり、これにより、
外端子３１と相手側基板３３とのはんだ付け部に直接に
応力が加わることはなくなるため、角速度センサと相手
側基板３３との電気的な接続状態が不安定になるという
ことはなく、その結果、出力特性の安定した角速度セン
サを提供することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明の角速度センサは、
四面のうちの二面に少なくとも一対の駆動電極を設けた
四角柱状の駆動電極振動体とこの駆動電極振動体と平行
に設けられかつ四面のうちの一面に少なくとも一対の検
出電極を設けた四角柱状の検出電極振動体とこの検出電
極振動体と前記駆動電極振動体のそれぞれの一端を一体
に接続する接続部とを設けた音叉部と、この音叉部にお
ける接続部を支持する支持台と、この支持台の下部を固
着するとともに複数の端子挿入孔を設け、かつこの端子
挿入孔に前記駆動電極あるいは検出電極と電気的に接続
される端子を絶縁物を介して挿通させる金属製の基台
と、この基台の上面を覆う金属製のカバーと、前記基台
の下方に設けられるとともにこの基台の端子を実装する
孔を設け、かつ前記検出電極振動体の検出電極から角速
度により発生する出力信号を処理する電子部品を設けた
回路基板と、前記基台およびカバーを支持する少なくと
も一対のゴム体と、前記基台、カバー、ゴム体および回
路基板を収納するとともに開口部を設けた外ケースと、
この外ケースの開口部を閉塞するとともに、一端が前記
回路基板における電子部品と電気的に接続され、かつ他
端が外方へ突出する複数の外端子を設けた樹脂製の蓋と
を備え、前記蓋の外面側に凹部を設け、この凹部内で前
記複数の外端子を折り曲げるようにしたもので、この構
成によれば、蓋の外面側に凹部を設け、この凹部内で複
数の外端子を折り曲げるようにしているため、角速度セ
ンサの蓋における外端子を相手側基板にはんだ付けする
ことにより角速度センサを相手側基板に実装した後、角
速度センサの周囲の雰囲気温度が変化し、外端子が膨張
収縮しても、凹部内で折り曲げた外端子は自由に変形す
ることになり、これにより、外端子と相手側基板とのは
んだ付け部に直接に応力が加わることはなくなるため、
角速度センサと相手側基板との電気的な接続状態が不安
定になるということはなく、その結果、出力特性の安定
した角速度センサを提供することができるという効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における角速度センサの
分解斜視図

【図２】同角速度センサにおける音叉部の斜視図

【図３】同角速度センサにおける蓋の斜視図

【図４】本発明の一実施の形態における角速度センサに
おける蓋を相手側基板へ実装した状態を示す側断面図

【図５】従来の角速度センサの分解斜視図

【符号の説明】

１１ 音叉部 １２ 駆動電極振動体 １３ 検出電極振動体 １４ 接続部 １５ 駆動電極 １７ 検出電極 １８ 支持台 １９ 基台 ２０ 端子挿入孔 ２１ 絶縁物 ２２ 端子 ２３ カバー ２４ 回路基板 ２５ 電子部品 ２６ 孔 ２７ ゴム体 ２８ 外ケース ２９ 開口部 ３０ 蓋 ３１ 外端子 ３２ 凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 稔夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F105 AA02 AA03 BB04 BB12 BB14 CC01 CD02 CD06 CD13

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 四面のうちの二面に少なくとも一対の駆
   動電極を設けた四角柱状の駆動電極振動体とこの駆動電
   極振動体と平行に設けられかつ四面のうちの一面に少な
   くとも一対の検出電極を設けた四角柱状の検出電極振動
   体とこの検出電極振動体と前記駆動電極振動体のそれぞ
   れの一端を一体に接続する接続部とを設けた音叉部と、
   この音叉部における接続部を支持する支持台と、この支
   持台の下部を固着するとともに複数の端子挿入孔を設
   け、かつこの端子挿入孔に前記駆動電極あるいは検出電
   極と電気的に接続される端子を絶縁物を介して挿通させ
   る金属製の基台と、この基台の上面を覆う金属製のカバ
   ーと、前記基台の下方に設けられるとともにこの基台の
   端子を実装する孔を設け、かつ前記検出電極振動体の検
   出電極から角速度により発生する出力信号を処理する電
   子部品を設けた回路基板と、前記基台およびカバーを支
   持する少なくとも一対のゴム体と、前記基台、カバー、
   ゴム体および回路基板を収納するとともに開口部を設け
   た外ケースと、この外ケースの開口部を閉塞するととも
   に、一端が前記回路基板における電子部品と電気的に接
   続され、かつ他端が外方へ突出する複数の外端子を設け
   た樹脂製の蓋とを備え、前記蓋の外面側に凹部を設け、
   この凹部内で前記複数の外端子を折り曲げるようにした
   角速度センサ。