JPH0280911A - 振動ジャイロ - 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） この発明は振動ジャイロに関し、特にたとえば自動車な
どに搭載して用いるナビゲーションシステムなどに用い
られる、振動ジャイロに関する。

（従来技術） 従来の振動ジャイロ１としては、たとえば第３図に示す
ように、四角柱状の振動体２を含むものがあった。この
振動体２の対向する側面には、検出用圧電素子３が形成
されている。さらに、振動体２の別の対向する側面には
、駆動用圧電素子４が形成されている。この駆動用圧電
素子４に駆動信号を印加することによって、振動体２は
屈曲振動をする。振動体２の屈曲振動を減衰させないた
めに、振動体２のノード点付近の側面が、支持部材５で
支持される。そして、振動ジャイロ１がその軸方向を中
心として回転すると、コリオリカによって振動体２の振
動方向が変化する。このとき、検出用圧電素子３には、
振動方向の変化に比例した電圧が発生する。したがって
、検出用圧電素子３に発生した電圧を検出することによ
って、振動ジャイロ１の回転角速度を知ることができる
。

また、支持部材５の取り付は位置を振動体２のノード点
にさらに近づけるために、振動体２の側面から貫通孔を
形成し、この貫通孔に支持線を通したものもあった。こ
の場合、振動ジャイロ１が回転していないときの振動と
回転しているときの振動との両方を有効に得るために、
第４図に示すように、振動体２の２つのノード点付近に
接続した支持線６．７を直交するように配置したものが
あった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第３図に示すような振動体の側面を支持
部材で支持したものや振動体の側面から貫通孔を形成し
支持線を通したものでは、振動ジャイロが回転したとき
の振動が減衰されてしまう。

また、第４図に示すような支持線を直交させた振動ジャ
イロでは、支持線の一方で無回転時の振動が減衰され、
支持線の他方で回転時の振動が減衰されてしまう。

ぞれゆえに、この発明の主たる目的は、無回転時の振動
および回転時の振動の両方が減衰されにくい、振動ジャ
イロを提供することである。

（課題を解決するための手段） この発明は１、振動体と、振動体の側面に形成される圧
電素子と、振動体のノード点付近を支持するだめの支持
線とを含む振動ジャイロであって、支持線が振動体側部
の２つの稜線部分に接続され、２つの稜線部分の対向す
る位置に接続された支持線が互いに交差するように配置
される、振動ジャイロである。

（作用） 支持線が振動体の稜線部分に接続されるため、支持線と
振動体とが点接触となり、振動体の屈曲振動が支持線に
漏れにくい。さらに、支持線を交差させることによって
、振動体がどの方向に振動しても、自由振動が得られる
。

（発明の効果） この発明によれば、振動体の振動の漏れが少なく、かつ
どの方向の振動に対しても自由振動が得られるため、振
動ジャイロが回転しないときも回転したときも、その振
動が減衰されにくい。したがって、振動ジャイロがわず
かに回転しても、それによる振動体の振動方向の変化が
敏恣に検知され、高感度の振動ジャイロを得ることがで
きる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は１９図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図であり、第２
図は第１図実施例の線ｎ−ｎにおける断面図である。こ
の振動ジャイロ１０は振動体１２を含む。振動体１２は
、たとえば正三角柱状に形成される。この振動体１２は
、たとえばＮｉ、Ｆｅ、ＣｒおよびＴｉの合金のような
恒弾性金属材料で形成される。振動体１２の２つの側面
の中央部には、それぞれ検出用圧電素子１４および１６
が形成される。この検出用圧電素子１４は、第２図に示
すように、圧電体１４ａの両面に電極１４ｂおよび１４
ｃが形成されたものである。そして、一方の電極１４Ｃ
が、振動体１２の側面に接着される、同様に、検出用圧
電素子１６も、圧電体１６ａの両面に電極１６ｂおよび
１６ｃが形成され、一方の電極１６Ｃが振動体１２に接
着される。

振動体１２の検出用圧電素子１４および１６の形成され
ていない側面には、その中央部に２つの駆動用圧電素子
１８および２０が形成される。これらの駆動用圧電素子
１８および２０は、振動体１２の側面の幅方向に並んで
形成される。駆動用圧電素子１８は、第２図に示すよう
に、圧電体１８ａの両面に電極１８ｂおよび１８ｃを形
成したものである。そして、一方の電極１８ｃが振動体
１２に接着されている。同様に、駆動用圧電素子２０も
、圧電体２０ａの両面に電極２０ｂおよび２０ｃが形成
され、一方の電極２０ｃが振動体１２に接着されている
。なお、この実施例では、圧電体１８ａと２０ａと、お
よび振動体１２に接着された電極１８Ｃと２０ｃとは、
共通のものとして形成されている。

この駆動用圧電素子１８および２０間に駆動信号を印加
する、−とによって、振動体１２は、駆動用圧電素子１
８および２０の形成された面に直交する方向に屈曲振動
をする。そして、振動体１２には、この屈曲振動のノー
ド点付近に支持線２２．２４．２６および２８が接続さ
れる。これらの支持線２２，２４．２６および２８は、
たとえば金属線などを振動体１２の稜線部分に溶接する
ことによって接続される。支持線２２および２４は、振
動体１２の一方のノード点付近において、２つの稜線部
分の対向する位置に接続され、互いに交差するように配
置される。そして、交差するように配置された支持線２
２および２４は、支持台（図示せず）に溶接、接着およ
びねじ止めなどの方法で固定される。同様に、支持線２
６および２８は、振動体１２の他方のノード点付近にお
いて、２つの稜線部分の対向する位置に接続され、互い
に交差するように配置される。そして、交差するように
配置された支持ｖＡ２６および２８は、支持台（図示せ
ず）に固定される。

この振動ジャイロ１０では、駆動用圧電素子１８および
２０間に駆動信号を印加することによって、振動体１２
が屈曲振動し、それに応じて検出用圧電素子Ｉ４および
１６に電圧が発生する。これらの検出用圧電素子１４お
よび１６からの出力電圧の差を測定すれば、振動ジャイ
ロ１０の無回転時の出力を小さくすることができる。こ
のとき、支持線２２，２４．２６および２８は振動体１
２の稜線部分で点接触によって接続されているため、屈
曲振動がこれらの支持線２２，２４．２６および２８に
漏れにくい。しかも、支持線２２と２４および支持線２
６と２８とが振動体１２の無回転時の振動方向で交差し
ているため、屈曲振動に対して安定である。

振動ジャイロ１０がその軸方向を中心として回転すると
、コリオリカによって振動体１２の振動方向が変わり、
検出用圧電素子１４および１６に発生する電圧に差が生
じる。したがって、これらの検出用圧電素子１４および
１６の出力電圧の差を検出すれば、大きな出力を得るこ
とができる。

したがって、振動ジャイロ１０の無回転時の出力上回転
時の出力との差が大きく、Ｓ／Ｎ比を大きくすることが
できる。このとき、振動体１２の振動方向が変化しても
、支持線２２と２４とが交差し、かつ支持線２６と２８
とが交差しているため、これらの支持線２２，２４．２
６および２８が円弧を描くように運動し、振動体１２の
回転、ねじれ、撓みなどに対して自由振動を得ることが
できる。そのため１．振動体１２の振動方向がどのよう
に変わっても、振動体１２は自由振動を得ることができ
る。したがって、振動ジャイロ１０がわずかに回転した
場合でも、振動体１２の振動の変化を敏感に検出するこ
とができ、高感度の振動ジャイロを得ることができる。

なお、上述の実施例では、振動体１２を正三角柱状に形
成したが、振動体１２は四角柱状や五角柱状など他の形
状に形成してもよい。つまり、支持線が振動体のノード
点付近でその稜線部分に接続され、かつ交差するように
配置されていれば、振動体の自由振動を得ることができ
、高感度の振動ジャイロを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。 第２図は第１図実施例の線ｎ−ｎにおける断面図である
。 第３図はこの発明の背景となる従来の振動ジャイロの一
例を示す斜視図である。 第４図はこの発明の背景となる従来の振動ジャイロの他
の例を示す斜視図である。 図において、１０は振動ジャイロ、１２は振動体、１４
および１６は検出用圧電素子、１８および２０は駆動用
圧電素子、２２，２４．２６および２８は支持線を示す
。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 振動体と、 前記振動体の側面に形成される圧電素子と、前記振動体
   のノード点付近を支持するための支持線とを含む振動ジ
   ャイロであって、 前記支持線が前記振動体側部の２つの稜線部分に接続さ
   れ、２つの前記稜線部分の対向する位置に接続された前
   記支持線が互いに交差する、ように配置される、振動ジ
   ャイロ。