JPH0282164A - 振動ジャイロ - Google Patents
振動ジャイロInfo
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- JPH0282164A JPH0282164A JP63235279A JP23527988A JPH0282164A JP H0282164 A JPH0282164 A JP H0282164A JP 63235279 A JP63235279 A JP 63235279A JP 23527988 A JP23527988 A JP 23527988A JP H0282164 A JPH0282164 A JP H0282164A
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- Japan
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- piezoelectric element
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- piezoelectric
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
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。
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になどに用
いられる、振動ジャイロに関する。
どに搭載して用いるナビゲーションシステムになどに用
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としては、第５Ａ図ないし第５Ｆ図
に示すように、四角柱状の振動体およびこれを組み合わ
せたものや音叉型の振動体を有するものがあった。これ
らの振動ジャイロでは、振動体に屈曲振動が与えられ、
振動体の軸方向を中心として回転すると、コリオリカに
よってその振動方向が変化する。この振動方向の変化を
検知するために、無回転時における振動方向と直交する
方向にある面に検出用圧電素子が形成されている。
に示すように、四角柱状の振動体およびこれを組み合わ
せたものや音叉型の振動体を有するものがあった。これ
らの振動ジャイロでは、振動体に屈曲振動が与えられ、
振動体の軸方向を中心として回転すると、コリオリカに
よってその振動方向が変化する。この振動方向の変化を
検知するために、無回転時における振動方向と直交する
方向にある面に検出用圧電素子が形成されている。
したがって、この検出用圧電素子の出力信号を測定する
ことによって、振動ジャイロの回転角速度を知ることが
できる。
ことによって、振動ジャイロの回転角速度を知ることが
できる。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、これらの従来の振動ジャイロでは、これ
が回転したときの出力電圧が小さく、ＳＺＮ比が悪い。
が回転したときの出力電圧が小さく、ＳＺＮ比が悪い。
したがって、振動ジャイロの回転角速度を正確に知るた
めには、出力信号を処理するだめの回路が複雑になって
しまう。また、音叉型の振動体などは、その形状が複雑
であり、製造コストが大きくなってしまう。
めには、出力信号を処理するだめの回路が複雑になって
しまう。また、音叉型の振動体などは、その形状が複雑
であり、製造コストが大きくなってしまう。
それゆえに、この発明の主たる目的は、回転時における
出力電圧が大きく、したがってＳ／Ｎ比がよく、出力信
号を処理するための回路を簡略化することができ、かつ
安価な振動ジャイロを提供することである。
出力電圧が大きく、したがってＳ／Ｎ比がよく、出力信
号を処理するための回路を簡略化することができ、かつ
安価な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、横断面がＮ角形（ただし、Ｎは奇数または
３の倍数）の振動体と、振動体の少、公くとも１つの側
面に形成される検出用圧電素子と、振動体の検出用圧電
素子が形成されていなし・！！”１ ｉｆ＋３に形成さ
れ、振動体を振動させるための駆動用圧電素子とを含む
振動ジャイロであって、検出用１ｆ電素子は、圧電体と
、圧電体に形成され、振動体の側面の幅方向に２分割以
上される接′Ｉｆｔ電極とを含む、振動ジャイロである
。
３の倍数）の振動体と、振動体の少、公くとも１つの側
面に形成される検出用圧電素子と、振動体の検出用圧電
素子が形成されていなし・！！”１ ｉｆ＋３に形成さ
れ、振動体を振動させるための駆動用圧電素子とを含む
振動ジャイロであって、検出用１ｆ電素子は、圧電体と
、圧電体に形成され、振動体の側面の幅方向に２分割以
上される接′Ｉｆｔ電極とを含む、振動ジャイロである
。
（作用）
振動ジャイロが回転して、振動体が検出用圧電素子の面
に直交する方向に屈曲振動するとき、検出用圧電素子の
接続電極からもっとも大きい出力電圧が得られる。そし
て、振動体が検出用圧電素ｒの面と直交しない方向に屈
曲振動するとき、圧電素子の屈曲状態が場所によって異
なり、２分割以ｔされた接続電極からは異なった出力電
圧が得られる。
に直交する方向に屈曲振動するとき、検出用圧電素子の
接続電極からもっとも大きい出力電圧が得られる。そし
て、振動体が検出用圧電素ｒの面と直交しない方向に屈
曲振動するとき、圧電素子の屈曲状態が場所によって異
なり、２分割以ｔされた接続電極からは異なった出力電
圧が得られる。
（発明の効果）
この発明によれば、無回転時に逆の符号の出力電圧が得
られる検出用圧電、素子の２つの接続電極を選んで、こ
れらを並列に接続すれば、これらの２−ノの接続電極間
から取り出される出力電圧が小さくなる。しかも、検出
用圧電素子の面に直交する方向に屈曲振動するときには
、２つの接続電極から同じ符号の最大電圧を取り出すこ
とができ、出力電圧を大きくすることができる９したが
って、この振動ジャイロでは、Ｓ／Ｎ比をよくすること
ができ、出力信号を処理するための回路を簡略化ｒるこ
とができる。さら↓こ、振動体の形状が音叉型などのよ
うな複雑な形状ではないため、振動ジャイロを安価に製
造することができる。
られる検出用圧電、素子の２つの接続電極を選んで、こ
れらを並列に接続すれば、これらの２−ノの接続電極間
から取り出される出力電圧が小さくなる。しかも、検出
用圧電素子の面に直交する方向に屈曲振動するときには
、２つの接続電極から同じ符号の最大電圧を取り出すこ
とができ、出力電圧を大きくすることができる９したが
って、この振動ジャイロでは、Ｓ／Ｎ比をよくすること
ができ、出力信号を処理するための回路を簡略化ｒるこ
とができる。さら↓こ、振動体の形状が音叉型などのよ
うな複雑な形状ではないため、振動ジャイロを安価に製
造することができる。
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、：ａ １ｆｆｉ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。
は、：ａ １ｆｆｉ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″Ａで−ちり、
第２図は第１図実施例の線ＩＩ−ＩＩにおシする断面図
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（オ料で形成される。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１
４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１８を含む。この圧電体
１８の一方を面上には、その全面に取付は電極２０が形
成される。そして、この取付は電極２０が、振動体１２
の側面に接着される。さらに、圧電体１８の他方主面上
には一１振動体１２の側面の幅方向に３分割される接続
電極２２ａ、２２ｂおよび２２ｃが形成される。
第２図は第１図実施例の線ＩＩ−ＩＩにおシする断面図
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（オ料で形成される。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１
４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１８を含む。この圧電体
１８の一方を面上には、その全面に取付は電極２０が形
成される。そして、この取付は電極２０が、振動体１２
の側面に接着される。さらに、圧電体１８の他方主面上
には一１振動体１２の側面の幅方向に３分割される接続
電極２２ａ、２２ｂおよび２２ｃが形成される。
同様に、検出用圧電素子１６は圧電体２４を含み、その
−力士面上に取付は電極２６が形成されて振動体１２の
側面に！妾着される。そして、圧電体２４の他方を面−
Ｅには、振動体１２の側面の幅方向に３分割される接続
７４Ｆｉ２８ ａ、 ２８ ｂおよび２８ｃが形成さ
れる。
−力士面上に取付は電極２６が形成されて振動体１２の
側面に！妾着される。そして、圧電体２４の他方を面−
Ｅには、振動体１２の側面の幅方向に３分割される接続
７４Ｆｉ２８ ａ、 ２８ ｂおよび２８ｃが形成さ
れる。
振動体１２の検出用圧ζＵ素−／−１４および１６の形
成されていない側面には、その中央部に駆動用圧電素子
３０が形成される。この駆動用圧電素子３０も検出用圧
電素子１４ヤ３よび１６と同様に、圧電体３２を含み、
その一方を面上に取付は電極３４が形成されて振動体１
２の側面に接着される。
成されていない側面には、その中央部に駆動用圧電素子
３０が形成される。この駆動用圧電素子３０も検出用圧
電素子１４ヤ３よび１６と同様に、圧電体３２を含み、
その一方を面上に取付は電極３４が形成されて振動体１
２の側面に接着される。
そして、圧電体３２の他方主面上には、振動体１２の幅
方向に３分割された接続電極３６ａ、３６ｂおよび３６
ｃが形成される。
方向に３分割された接続電極３６ａ、３６ｂおよび３６
ｃが形成される。
この振動ジャイロ１０を使用するために、駆動用端子４
０．４２および検出用端子４４．４６が取り付けられる
。駆動用端子４０は、駆動用圧電素子３０の接続電極３
６ａ、３６ｂ、３６ｃに接続される。また、駆動用端子
４２は、検出用圧電素子１４の接続電極のうち、駆動用
圧電素子３０からもっとも遠い位置にある接続電極２２
ｃに接続される。同時に、駆動用端子４２は、検出用圧
電素子１６の接続電極のうち、駆動用圧電素子３０から
もっとも遠い位置にある接続型１２８ｃに接続される。
０．４２および検出用端子４４．４６が取り付けられる
。駆動用端子４０は、駆動用圧電素子３０の接続電極３
６ａ、３６ｂ、３６ｃに接続される。また、駆動用端子
４２は、検出用圧電素子１４の接続電極のうち、駆動用
圧電素子３０からもっとも遠い位置にある接続電極２２
ｃに接続される。同時に、駆動用端子４２は、検出用圧
電素子１６の接続電極のうち、駆動用圧電素子３０から
もっとも遠い位置にある接続型１２８ｃに接続される。
これらの駆動用端子４０および４２間に駆動信号を印加
することによって、振動体１２は、駆動用圧電素子ｊ４
Ｑの形成された面に直交する方向に屈曲振動をする。
することによって、振動体１２は、駆動用圧電素子ｊ４
Ｑの形成された面に直交する方向に屈曲振動をする。
検出用端子４４は、検出用圧電素子１４の接続電極のう
ち、駆動用圧電素子３０に近い２つの接続電極２２ａお
よび２２ｂに接続される。さらに、検出用端子４６は、
検出用圧電素子１６の接続電極のうち、駆動用圧電素子
３０に近い２つの接続電極２８ａおよび２８ｂに接続さ
れる。これらの２つの検出用端子４４および４６から出
力信号が得られる。
ち、駆動用圧電素子３０に近い２つの接続電極２２ａお
よび２２ｂに接続される。さらに、検出用端子４６は、
検出用圧電素子１６の接続電極のうち、駆動用圧電素子
３０に近い２つの接続電極２８ａおよび２８ｂに接続さ
れる。これらの２つの検出用端子４４および４６から出
力信号が得られる。
振動ジャイロ１０が回転しないとき、振動体１２の両端
が、たとえば第３図に示す矢印のように、駆動用圧電素
子３０の形成面と逆方向に屈曲した場合について考えて
みる。この場合、圧電体１８の駆動用圧電素子３０に近
い部分と遠い部分とでは、その屈曲状態が異なるため、
異なった電圧が発住する。そのため、駆動用圧電素子３
０に近い接ｂｌＴｌ極２２ａから、たとえば正の電圧が
出力されるとすれば、駆動用圧電素子３０から遠い位置
にある接続電極２２ｂからは負の電圧が出力される。ｔ
たがって、接続電極２２ａと２２ｂとの電圧が打ち消し
あって、検出用端子４４から取り出される出力電圧は小
さいものとなる。同様に、検出用圧電素子１６の接続電
極２８ａからは正の電圧か出力され、接続電極２８ｂか
らは負の電圧が出力される。したがって、これらの電圧
が打ち消しあって、検出用端子４６から取り出される出
力電圧は小さなものとなる。振動体１２の両端が、駆動
用圧電素子３０の形成された方向に屈曲した場合、これ
らの接続電極から出力される電圧の符号は逆になる。
が、たとえば第３図に示す矢印のように、駆動用圧電素
子３０の形成面と逆方向に屈曲した場合について考えて
みる。この場合、圧電体１８の駆動用圧電素子３０に近
い部分と遠い部分とでは、その屈曲状態が異なるため、
異なった電圧が発住する。そのため、駆動用圧電素子３
０に近い接ｂｌＴｌ極２２ａから、たとえば正の電圧が
出力されるとすれば、駆動用圧電素子３０から遠い位置
にある接続電極２２ｂからは負の電圧が出力される。ｔ
たがって、接続電極２２ａと２２ｂとの電圧が打ち消し
あって、検出用端子４４から取り出される出力電圧は小
さいものとなる。同様に、検出用圧電素子１６の接続電
極２８ａからは正の電圧か出力され、接続電極２８ｂか
らは負の電圧が出力される。したがって、これらの電圧
が打ち消しあって、検出用端子４６から取り出される出
力電圧は小さなものとなる。振動体１２の両端が、駆動
用圧電素子３０の形成された方向に屈曲した場合、これ
らの接続電極から出力される電圧の符号は逆になる。
次に、振動ジャイロ１０が、その軸方向を中心として回
転した場合について考えてみる。この場合、無回転時に
おりる振動方向と回転することによるコリオリカとのベ
クトル合成によって、たとえば第４図に示すように、検
出用圧電素子１６の形成された面に直交する方向に屈曲
振動する。振動体１２の両端が、第４図の矢印に示すよ
うに、検出用圧電素子１６の形成された方向に屈曲した
場合について考えてみると、検出用圧電素子１４の接続
電極２２ａおよび２２ｂからは正の電圧が出力され、検
出用圧電素子ｊ６の接続電極２８ａおよび２８ｂからは
負の電圧が出力される。したがっで、検出用端子４４か
らは大きな値の正の電圧が出力され、検出用端子４６か
らは大きな値の負の電圧が出ツノされる。振動体１２の
両端が、検出用圧電素子１６の形成面と逆方向に屈曲し
た場合、これらの接続電極から出力される電圧の符号は
逆になる。
転した場合について考えてみる。この場合、無回転時に
おりる振動方向と回転することによるコリオリカとのベ
クトル合成によって、たとえば第４図に示すように、検
出用圧電素子１６の形成された面に直交する方向に屈曲
振動する。振動体１２の両端が、第４図の矢印に示すよ
うに、検出用圧電素子１６の形成された方向に屈曲した
場合について考えてみると、検出用圧電素子１４の接続
電極２２ａおよび２２ｂからは正の電圧が出力され、検
出用圧電素子ｊ６の接続電極２８ａおよび２８ｂからは
負の電圧が出力される。したがっで、検出用端子４４か
らは大きな値の正の電圧が出力され、検出用端子４６か
らは大きな値の負の電圧が出ツノされる。振動体１２の
両端が、検出用圧電素子１６の形成面と逆方向に屈曲し
た場合、これらの接続電極から出力される電圧の符号は
逆になる。
このように、この振動ジャイロ１０では、無回転時にお
ける出力電圧と回転時の出力電圧との差が太き（、Ｓ／
Ｎ比がよくなる。特に、検出用端子４４および４６の出
力信号の差を検出すれば、無回転時における出力電圧は
さらに小さくなり、回転時の出力電圧はさらに大きくな
る。
ける出力電圧と回転時の出力電圧との差が太き（、Ｓ／
Ｎ比がよくなる。特に、検出用端子４４および４６の出
力信号の差を検出すれば、無回転時における出力電圧は
さらに小さくなり、回転時の出力電圧はさらに大きくな
る。
このように、この振動ジャイロ１０を用いれば、回転時
の出力電圧が大きく、Ｓ／Ｎ比がよ（なって検出精度が
高くなる。しかも、回転時の出力電圧が大きいため、検
出回路などの信号を処理するための回路を簡略化するこ
とができる。さらに、振ＶＪ体１２をこのような三角柱
状に形成すれば、その形状が簡単であるため生産性がよ
くなり、安価に製造できる。しかも、振動ジャイロ自体
も小型化することができる。
の出力電圧が大きく、Ｓ／Ｎ比がよ（なって検出精度が
高くなる。しかも、回転時の出力電圧が大きいため、検
出回路などの信号を処理するための回路を簡略化するこ
とができる。さらに、振ＶＪ体１２をこのような三角柱
状に形成すれば、その形状が簡単であるため生産性がよ
くなり、安価に製造できる。しかも、振動ジャイロ自体
も小型化することができる。
なお、上述の実施例では、振動体を正三角柱状に形成し
たが、その横断面の形状を５角形や７角形などの奇数角
形にしてもよいし、６角形など３０倍数の辺を有する形
状に形成してもよい。つまり、検出用圧電素子の形成さ
れる面が、無回転時における屈曲振動の方向と角度をも
って形成されていればよい。
たが、その横断面の形状を５角形や７角形などの奇数角
形にしてもよいし、６角形など３０倍数の辺を有する形
状に形成してもよい。つまり、検出用圧電素子の形成さ
れる面が、無回転時における屈曲振動の方向と角度をも
って形成されていればよい。
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■−■における断面図である
。 第３図は無回転時における出力電圧の様子を示す図解図
である。 第４図は振動ジャイロの回転時における出力電圧の状態
を示す図解図である。 第５八図ないし第５Ｆ図はこの発明の背景となる従来の
振動ジャイロ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２４は検出用
圧電素子の圧電体、２０および２６は検出用圧電素子の
取付は電極、２２ａ、２２ｂ、 ２２ ｃ、 ２８
ａ、 ２８ ｂおよび２８ｃは検出用圧電素子の接
続電極、３０は駆動用圧電素子を示す。 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 岡 １） 全 啓 −イ５ 第５Ａ２＋ 第 図 フ５Ｂ、１ 第５ＤＪ
。 第３図は無回転時における出力電圧の様子を示す図解図
である。 第４図は振動ジャイロの回転時における出力電圧の状態
を示す図解図である。 第５八図ないし第５Ｆ図はこの発明の背景となる従来の
振動ジャイロ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２４は検出用
圧電素子の圧電体、２０および２６は検出用圧電素子の
取付は電極、２２ａ、２２ｂ、 ２２ ｃ、 ２８
ａ、 ２８ ｂおよび２８ｃは検出用圧電素子の接
続電極、３０は駆動用圧電素子を示す。 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 岡 １） 全 啓 −イ５ 第５Ａ２＋ 第 図 フ５Ｂ、１ 第５ＤＪ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 横断面がＮ角形（ただし、Ｎは奇数または３の倍数）の
振動体、 前記振動体の少なくとも１つの側面に形成される検出用
圧電素子、および 前記振動体の前記検出用圧電素子が形成されていない側
面に形成され、前記振動体を振動させるための駆動用圧
電素子を含む振動ジャイロであって、 前記検出用圧電素子は、 圧電体と、 前記圧電体に形成され、前記振動体の側面の幅方向に２
分割以上される接続電極とを含む、振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23527988A JPH0695098B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23527988A JPH0695098B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 振動ジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0282164A true JPH0282164A (ja) | 1990-03-22 |
| JPH0695098B2 JPH0695098B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=16983748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23527988A Expired - Lifetime JPH0695098B2 (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695098B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5254898A (en) * | 1991-08-28 | 1993-10-19 | Akai Electric Co., Ltd. | Vibrator |
| US5300851A (en) * | 1991-10-31 | 1994-04-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Linear-type actuator |
| US5349261A (en) * | 1992-03-30 | 1994-09-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrator |
-
1988
- 1988-09-19 JP JP23527988A patent/JPH0695098B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5254898A (en) * | 1991-08-28 | 1993-10-19 | Akai Electric Co., Ltd. | Vibrator |
| US5300851A (en) * | 1991-10-31 | 1994-04-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Linear-type actuator |
| US5349261A (en) * | 1992-03-30 | 1994-09-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0695098B2 (ja) | 1994-11-24 |
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