JP2545963Y2 - 圧電振動ジャイロ - Google Patents
圧電振動ジャイロInfo
- Publication number
- JP2545963Y2 JP2545963Y2 JP1991090212U JP9021291U JP2545963Y2 JP 2545963 Y2 JP2545963 Y2 JP 2545963Y2 JP 1991090212 U JP1991090212 U JP 1991090212U JP 9021291 U JP9021291 U JP 9021291U JP 2545963 Y2 JP2545963 Y2 JP 2545963Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- piezoelectric vibrator
- vibration
- vibrating gyroscope
- cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、船舶や自動車等の移動
体に搭載される機器の姿勢制御や自動車のナビゲ−ショ
ンシステムなどに用いられる圧電振動ジャイロに関す
る。
体に搭載される機器の姿勢制御や自動車のナビゲ−ショ
ンシステムなどに用いられる圧電振動ジャイロに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】圧電振動ジャイロは、振動している物体
に回転角速度が与えられると、その振動方向と直角な方
向にコリオリ力を生ずるという力学現象を利用したジャ
イロスコープの一種である。
に回転角速度が与えられると、その振動方向と直角な方
向にコリオリ力を生ずるという力学現象を利用したジャ
イロスコープの一種である。
【０００３】電圧を引加することによって、一方向の振
動を励振した状態で圧電振動子を回転させると、前述の
コリオリ力の作用によりこの振動と直角な方向に力が働
き、圧電振動子に新たな振動が励振され、この新たな振
動にもとづいて、出力電圧を得ることができる。
動を励振した状態で圧電振動子を回転させると、前述の
コリオリ力の作用によりこの振動と直角な方向に力が働
き、圧電振動子に新たな振動が励振され、この新たな振
動にもとづいて、出力電圧を得ることができる。
【０００４】この新たな振動の大きさは、予め励振した
振動の大きさ及び振動子の回転角速度に比例するため、
入力電圧を一定にした状態で、出力電圧の大きさから回
転角速度の大きさを求めることができる。
振動の大きさ及び振動子の回転角速度に比例するため、
入力電圧を一定にした状態で、出力電圧の大きさから回
転角速度の大きさを求めることができる。
【０００５】図１は、従来の圧電振動ジャイロの構造概
略図であり、正方形断面形状を有する金属角柱１０１の
隣合う面に、厚さ方向に分極された圧電セラミックス薄
板１０２，１０３が接合されている。金属角柱１０１は
互いに直角な二つの方向に、ほぼ同じ共振周波数で屈曲
振動が可能である。又、圧電セラミックス薄板１０２に
この共振周波数に等しい周波数の電圧を印加すると、図
２に示すように金属角柱１０１は、圧電セラミックス薄
板１０２を接合した面が凹凸となる方向に屈曲振動す
る。この状態で金属角柱１０１を長さ方向を軸として回
転させるとコリオリ力の作用により、金属角柱１０１は
圧電セラミックス薄板１０３を接合した面が凹凸となる
方向の新たな屈曲振動を行い、圧電セラミックス薄板１
０３に回転角速度に比例した電圧が発生する。
略図であり、正方形断面形状を有する金属角柱１０１の
隣合う面に、厚さ方向に分極された圧電セラミックス薄
板１０２，１０３が接合されている。金属角柱１０１は
互いに直角な二つの方向に、ほぼ同じ共振周波数で屈曲
振動が可能である。又、圧電セラミックス薄板１０２に
この共振周波数に等しい周波数の電圧を印加すると、図
２に示すように金属角柱１０１は、圧電セラミックス薄
板１０２を接合した面が凹凸となる方向に屈曲振動す
る。この状態で金属角柱１０１を長さ方向を軸として回
転させるとコリオリ力の作用により、金属角柱１０１は
圧電セラミックス薄板１０３を接合した面が凹凸となる
方向の新たな屈曲振動を行い、圧電セラミックス薄板１
０３に回転角速度に比例した電圧が発生する。
【０００６】図１において、この圧電ジャイロの支持の
ために、金属角柱１０１の一方の端面からおよそ全長の
２２．４％の位置すなわち屈曲共振振動モードに対する
振動の節点の位置で対向する２つの金属面にそれぞれ金
属線からなる支持線材１０４，１０４′がその面に垂直
に溶接されている。さらに他方の端面からおよそ全長２
２．４％の位置すなわち屈曲共振振動モードに対する振
動の節点の位置で前記金属線が溶接された面と直交し
て、対向する他の２つの金属面にそれぞれ金属線からな
る支持線１０５，１０５′がその面に垂直に溶接されて
いる。これら支持線は互いに直交する屈曲振動それぞれ
に対する影響を極力少なくするように、細い金属線が用
いられている。
ために、金属角柱１０１の一方の端面からおよそ全長の
２２．４％の位置すなわち屈曲共振振動モードに対する
振動の節点の位置で対向する２つの金属面にそれぞれ金
属線からなる支持線材１０４，１０４′がその面に垂直
に溶接されている。さらに他方の端面からおよそ全長２
２．４％の位置すなわち屈曲共振振動モードに対する振
動の節点の位置で前記金属線が溶接された面と直交し
て、対向する他の２つの金属面にそれぞれ金属線からな
る支持線１０５，１０５′がその面に垂直に溶接されて
いる。これら支持線は互いに直交する屈曲振動それぞれ
に対する影響を極力少なくするように、細い金属線が用
いられている。
【０００７】なお、圧電振動子としては、圧電セラミッ
クス円柱の周面に間隔をおいて帯状の電極を長手方向に
施したものも知られている。
クス円柱の周面に間隔をおいて帯状の電極を長手方向に
施したものも知られている。
【０００８】又前記圧電セラミックス円柱の代わりに圧
電セラミックスパイプを用いた圧電振動振動子も同様に
知られている。
電セラミックスパイプを用いた圧電振動振動子も同様に
知られている。
【０００９】
【考案が解決しようとする課題】図１の圧電ジャイロに
おいて、一対の支持線１０４，１０４′は圧電セラミッ
クス薄板１０２を接合した面に垂直な方向の屈曲振動に
対しては、ほぼ理想的に振動の節点を支持しているが、
他の一対の支持線１０５，１０５′にはその屈曲振動に
よる歪が発生する。一方、前記方向と垂直な方向の屈曲
振動に対しては、支持線１０５，１０５′が理想的な支
持を行うが、支持線１０４，１０４′が同様に悪影響を
与えるという問題があった。
おいて、一対の支持線１０４，１０４′は圧電セラミッ
クス薄板１０２を接合した面に垂直な方向の屈曲振動に
対しては、ほぼ理想的に振動の節点を支持しているが、
他の一対の支持線１０５，１０５′にはその屈曲振動に
よる歪が発生する。一方、前記方向と垂直な方向の屈曲
振動に対しては、支持線１０５，１０５′が理想的な支
持を行うが、支持線１０４，１０４′が同様に悪影響を
与えるという問題があった。
【００１０】又、屈曲振動に与える影響を軽減する為
に、支持線の直径を出来るだけ細くする必要があるが、
支持線を細かくすることは振動子自身の耐振動特性及び
耐衝撃特性を劣化させる問題があった。
に、支持線の直径を出来るだけ細くする必要があるが、
支持線を細かくすることは振動子自身の耐振動特性及び
耐衝撃特性を劣化させる問題があった。
【００１１】一方、図３に示されるように前述の公知の
圧電セラミックス円柱１０７の外周面上に帯状電極１０
６を施した圧電振動子で圧電ジャイロを構成しようとす
る場合、圧電振動子を支持するための支持具が必要であ
る。この支持具として、図１に示されるような支持線を
用いることが考えられる。
圧電セラミックス円柱１０７の外周面上に帯状電極１０
６を施した圧電振動子で圧電ジャイロを構成しようとす
る場合、圧電振動子を支持するための支持具が必要であ
る。この支持具として、図１に示されるような支持線を
用いることが考えられる。
【００１２】しかし、前記圧電セラミックス円柱及びパ
イプの外周面上に形成された帯状電極１０６は、スクリ
ーン印刷あるいは蒸着などにより形成されているため、
細い金属線からなる支持線を溶接あるいは、半田付けし
て支持すると、耐振動特性や耐衝撃特性が悪くなるとい
う欠点がある。
イプの外周面上に形成された帯状電極１０６は、スクリ
ーン印刷あるいは蒸着などにより形成されているため、
細い金属線からなる支持線を溶接あるいは、半田付けし
て支持すると、耐振動特性や耐衝撃特性が悪くなるとい
う欠点がある。
【００１３】本考案の目的は、以上に示した従来の圧電
振動ジャイロの支持方法における欠点を除去し、圧電振
動ジャイロの側面上の屈曲振動に与える影響を少なく
し、節点を支持する際の位置決めも容易におこなえる圧
電ジャイロを提供することである。
振動ジャイロの支持方法における欠点を除去し、圧電振
動ジャイロの側面上の屈曲振動に与える影響を少なく
し、節点を支持する際の位置決めも容易におこなえる圧
電ジャイロを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、断面円
形状の圧電セラミックス体の周面上に間隔をおいて帯上
電極を長手方向に施した圧電振動子と、周方向に沿って
径方向内側に前記圧電振動子の節点を支持するためのリ
ング状突出部を有している円筒とで構成され、前記圧電
振動子が前記円筒に収容され、前記圧電振動子の周面上
及び前記節点の位置で前記リング状突出部に圧接支持さ
れていることを特徴としている圧電振動ジャイロが得ら
れる。
形状の圧電セラミックス体の周面上に間隔をおいて帯上
電極を長手方向に施した圧電振動子と、周方向に沿って
径方向内側に前記圧電振動子の節点を支持するためのリ
ング状突出部を有している円筒とで構成され、前記圧電
振動子が前記円筒に収容され、前記圧電振動子の周面上
及び前記節点の位置で前記リング状突出部に圧接支持さ
れていることを特徴としている圧電振動ジャイロが得ら
れる。
【００１５】又、前記円筒に、そのリング状突出部にか
つ前記帯状電極に対応した位置にリ−ド線引出用の径方
向貫通孔を有していることを特徴としている圧電振動ジ
ャイロが得られる。
つ前記帯状電極に対応した位置にリ−ド線引出用の径方
向貫通孔を有していることを特徴としている圧電振動ジ
ャイロが得られる。
【００１６】
【実施例】図３，図４を参照して本考案の実施例を説明
する。
する。
【００１７】図３において、圧電振動子は圧電セラミッ
クス円柱１０７とその外周面上で長手方向に平行に形成
されたｎ個の帯状電極１０６から成る。
クス円柱１０７とその外周面上で長手方向に平行に形成
されたｎ個の帯状電極１０６から成る。
【００１８】帯状電極１０６は曲面スクリーン印刷で直
接形成するかあるいはメッキ等で全面に形成された電極
の不要部分をフォトエッチングにより除去することによ
って容易に得られる。
接形成するかあるいはメッキ等で全面に形成された電極
の不要部分をフォトエッチングにより除去することによ
って容易に得られる。
【００１９】前記帯状電極１０６を用いて前記圧電セラ
ミックス円柱１０７を分極して圧電振動子が得られる。
ミックス円柱１０７を分極して圧電振動子が得られる。
【００２０】この圧電振動子は上記複数の帯状電極１０
６の内一対の電極間に交流電圧を印加することによっ
て、屈曲振動する。前記振動状態で、圧電セラミックス
円柱１０７を円柱の軸を回転軸として回転させると振動
方向と直角な方向にコリオリ力が発生し、新たな振動が
振動されるので、その方向の電極間に電圧が発生する。
６の内一対の電極間に交流電圧を印加することによっ
て、屈曲振動する。前記振動状態で、圧電セラミックス
円柱１０７を円柱の軸を回転軸として回転させると振動
方向と直角な方向にコリオリ力が発生し、新たな振動が
振動されるので、その方向の電極間に電圧が発生する。
【００２１】又、どの電極に電圧をかけるかによって振
動方向が決定する。
動方向が決定する。
【００２２】図４において、支持具１１０の両開口端部
で内周面上にそれぞれ径方向内側に向かって、又支持具
１１０に圧電振動子を収納した際に、屈曲振動モ−ドの
共振における振動の節点に対応する２箇所に位置するよ
うに、リング状突出部１０８が設けられる。従って、片
一方の節点上に片一方の開口端部を位置させれば、他方
の開口端部は自動的にもう一方の節点に位置されること
になる。又、貫通孔１０９はリング状突出部１０８の外
周面上から径方向内側に向かって、かつ、周方向に間隔
をおいて帯状電極１０６に対応する位置に設けられてい
る。
で内周面上にそれぞれ径方向内側に向かって、又支持具
１１０に圧電振動子を収納した際に、屈曲振動モ−ドの
共振における振動の節点に対応する２箇所に位置するよ
うに、リング状突出部１０８が設けられる。従って、片
一方の節点上に片一方の開口端部を位置させれば、他方
の開口端部は自動的にもう一方の節点に位置されること
になる。又、貫通孔１０９はリング状突出部１０８の外
周面上から径方向内側に向かって、かつ、周方向に間隔
をおいて帯状電極１０６に対応する位置に設けられてい
る。
【００２３】次に、支持具１１０に圧電振動子を収納し
た後、該圧電振動子は貫通孔１０９に柔らかい導電性の
接着剤を挿入し屈曲振動の節点の位置で支持固定され、
次に、外ケ−ス１１１に圧電振動子を収納した支持具１
１０を挿入し、装着する。
た後、該圧電振動子は貫通孔１０９に柔らかい導電性の
接着剤を挿入し屈曲振動の節点の位置で支持固定され、
次に、外ケ−ス１１１に圧電振動子を収納した支持具１
１０を挿入し、装着する。
【００２４】又、支持具１１０はシリコンゴム等の導電
性の弾性体で出来ている。
性の弾性体で出来ている。
【００２５】尚、圧電セラミックス体の形状として、筒
状形状又は、正方形断面形状，その他正多角形断面形状
のものであっても前述同様に作動する。
状形状又は、正方形断面形状，その他正多角形断面形状
のものであっても前述同様に作動する。
【００２６】
【考案の効果】本考案によれば、圧電振動子自身の耐振
動特性及び耐衝撃特性の劣化を少なくし、構造が単純で
あり実用的であり、又、前記支持具は比較的柔らかいゴ
ム状弾性の絶縁性材料からなり、っているので振動に与
える外的影響を少なくでき、又、圧電振動ジャイロの周
面上の屈曲振動に与える影響を少なくし、節点を支持す
る際の位置決めも容易におこなえる圧電ジャイロを提供
することである。
動特性及び耐衝撃特性の劣化を少なくし、構造が単純で
あり実用的であり、又、前記支持具は比較的柔らかいゴ
ム状弾性の絶縁性材料からなり、っているので振動に与
える外的影響を少なくでき、又、圧電振動ジャイロの周
面上の屈曲振動に与える影響を少なくし、節点を支持す
る際の位置決めも容易におこなえる圧電ジャイロを提供
することである。
【図１】従来の圧電振動ジャイロの構造を示す斜視図。
【図２】従来の圧電振動ジャイロ支持方法の説明図であ
る。
る。
【図３】本考案の圧電振動子の構造を示す斜視図。
【図４】本考案の圧電振動ジャイロの構造を示す斜視
図。
図。
１０１ 金属角柱 １０２，１０３ 圧電セラミックス薄板。 １０４，１０４´，１０５，１０５´ 金属支持線 １０６ 帯状電極 １０７ 圧電セラミックス円柱 １０８ リング状突出部 １０９ 貫通孔 １１０ 支持具 １１１ 外ケ−ス
Claims (2)
- 【請求項１】 断面円形状の圧電セラミックス体の周面
上に間隔をおいて帯上電極を長手方向に施した圧電振動
子と、周方向に沿って径方向内側に前記圧電振動子の節
点を支持するためのリング状突出部を有している円筒と
で構成され、前記圧電振動子が前記円筒に収容され、前
記圧電振動子の周面上及び前記節点の位置で前記リング
状突出部に圧接支持されていることを特徴としている圧
電振動ジャイロ。 - 【請求項２】 請求項１の圧電振動ジャイロにおいて、
前記円筒は、そのリング状突出部に前記帯状電極に対応
した位置にリ−ド線引出用の径方向貫通孔を有している
ことを特徴としている圧電振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991090212U JP2545963Y2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 圧電振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991090212U JP2545963Y2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 圧電振動ジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0540818U JPH0540818U (ja) | 1993-06-01 |
| JP2545963Y2 true JP2545963Y2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=13992181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991090212U Expired - Lifetime JP2545963Y2 (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 圧電振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2545963Y2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-01 JP JP1991090212U patent/JP2545963Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0540818U (ja) | 1993-06-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970311 |