JPH0384412A - 角速度センサ - Google Patents
角速度センサInfo
- Publication number
- JPH0384412A JPH0384412A JP1220705A JP22070589A JPH0384412A JP H0384412 A JPH0384412 A JP H0384412A JP 1220705 A JP1220705 A JP 1220705A JP 22070589 A JP22070589 A JP 22070589A JP H0384412 A JPH0384412 A JP H0384412A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solder
- piezoelectric element
- joint surface
- angular velocity
- bonding
- 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.)
- Pending
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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
本発明は、ジャイロスコープ、特に圧電素子振動を用い
た角速度センサに関するものである。
た角速度センサに関するものである。
従来の技術
従来、ジャイロスコープを用いた慣性航法装置として飛
行機、船舶のような移動する物体の方位を知る方法とし
て機械式の回転ジャイロが主に使われている。
行機、船舶のような移動する物体の方位を知る方法とし
て機械式の回転ジャイロが主に使われている。
これは安定した方位が得られるが機械式であることから
装置が大がかりであり、コストも高く、小型化が望まれ
る機器への応用は困難である。
装置が大がかりであり、コストも高く、小型化が望まれ
る機器への応用は困難である。
一方、回転力を使わずに物体を振動させて振動された検
知素子から「コリオリの力」を検出する振動型角速度セ
ンサがある。多くは圧電式と電磁式のメカニズムを採用
している構造のものである。これらはジャイロを構成す
る質量の運動が一定速度の運動ではなく振動になってい
る。従って角速度が加わった場合、ｒコリオリの力」は
、質量の振動数と等しい振動数の振動トルクとして生じ
るものである。このトルクによる振動を検出することに
よって角速度を測定するのが振動型角速度センサの原理
であり、特に圧電体を用いたセンサが多く考案されてい
る（日本航空宇宙学会誌第２３巻第２５７号３３９−３
５０ページ）。
知素子から「コリオリの力」を検出する振動型角速度セ
ンサがある。多くは圧電式と電磁式のメカニズムを採用
している構造のものである。これらはジャイロを構成す
る質量の運動が一定速度の運動ではなく振動になってい
る。従って角速度が加わった場合、ｒコリオリの力」は
、質量の振動数と等しい振動数の振動トルクとして生じ
るものである。このトルクによる振動を検出することに
よって角速度を測定するのが振動型角速度センサの原理
であり、特に圧電体を用いたセンサが多く考案されてい
る（日本航空宇宙学会誌第２３巻第２５７号３３９−３
５０ページ）。
角速度センサの組み立てをはじめ、多くの電子部品など
の組立、実装の過程ではんだ付け、接着を問わず、面接
合が行われている。
の組立、実装の過程ではんだ付け、接着を問わず、面接
合が行われている。
従来、面接合の際、面接合される２つの被接合部材の間
に接合剤を置き、２つの被接合部材の外側から加圧しな
がら、接合剤を接合面全体に行渡らせるようにしていた
。
に接合剤を置き、２つの被接合部材の外側から加圧しな
がら、接合剤を接合面全体に行渡らせるようにしていた
。
上記の原理に基づ〈従来の角速度センサの構造を第５図
に示す。第５図において、１は検知用圧電素子、２は駆
動用圧電素子、３は電極ブロック、４は支持棒、５はベ
ース、６は接合部材である。従って、その製造過程で駆
動用圧電素子２と電極ブロック３とを面接合する必要が
あり、はんだ付けで接合していた。駆動用圧電素子２と
電極ブロック３とは、接合面での幅は等しく、はんだ付
けは、一対の駆動用圧電素子２と電極ブロック３との間
にそれぞれはんだを置き、一対の駆動用圧電素子の外側
から加圧しながら、電極ブロックを加熱するという方法
を用いていた。
に示す。第５図において、１は検知用圧電素子、２は駆
動用圧電素子、３は電極ブロック、４は支持棒、５はベ
ース、６は接合部材である。従って、その製造過程で駆
動用圧電素子２と電極ブロック３とを面接合する必要が
あり、はんだ付けで接合していた。駆動用圧電素子２と
電極ブロック３とは、接合面での幅は等しく、はんだ付
けは、一対の駆動用圧電素子２と電極ブロック３との間
にそれぞれはんだを置き、一対の駆動用圧電素子の外側
から加圧しながら、電極ブロックを加熱するという方法
を用いていた。
以上のように構成された従来の角速度センサを動作させ
るには、まず一対の駆動用圧電素子２を駆動するために
対向している面を共通電極とじてそれぞれ外側の面との
間に交流信号をかける。信号を印加された駆動用圧電素
子２は電極ブロック３を中心にして対称な振動を始める
、いわゆる音叉振動である。以下動作原理は上述の通り
なので省略する。
るには、まず一対の駆動用圧電素子２を駆動するために
対向している面を共通電極とじてそれぞれ外側の面との
間に交流信号をかける。信号を印加された駆動用圧電素
子２は電極ブロック３を中心にして対称な振動を始める
、いわゆる音叉振動である。以下動作原理は上述の通り
なので省略する。
発明が解決しようとする課題
以上の様な従来の構成の角速度センサでは、下記のよう
な課題があった。
な課題があった。
従来の様な構成では、はんだ付けの際に、はんだがはみ
出ると、接合に供されるはんだ量が少なくなり、接合面
全体にはんだが広がらなくなる。
出ると、接合に供されるはんだ量が少なくなり、接合面
全体にはんだが広がらなくなる。
またはんだ付は状態を外観にて確認しようとしても、接
合面内は観ることができず１．はんだ付は状態の確認が
困難であった。そのためはんだ付は強度が不安定になり
、電極ブロック３を固定し駆動用圧電素子２のはんだ付
は面の直近をはんだ付は面に垂直に引張った時のはんだ
付は強度は、０ 、２ ｋｇから１ 、５ ｋｔまでば
らついていた。
合面内は観ることができず１．はんだ付は状態の確認が
困難であった。そのためはんだ付は強度が不安定になり
、電極ブロック３を固定し駆動用圧電素子２のはんだ付
は面の直近をはんだ付は面に垂直に引張った時のはんだ
付は強度は、０ 、２ ｋｇから１ 、５ ｋｔまでば
らついていた。
しかも、はんだ付は強度が不安定だと、角速度センサの
特性が不安定となる。第６図は、角速度センサの共振イ
ンピーダンスと接合強度の関係を示す図である。接合強
度としては上述の方法で一対のはんだ付は面のはんだ付
は強度を測り、その低い方の値で代表させている。共振
インピーダンスは低い方が望ましく、高ければ、一定振
幅を得るためには駆動電圧を高めなければならず、電源
電圧を高くしなくてはならない。また共振インピーダン
スの高い角速度センサは最終出力が不安定な傾向がある
。共振インピーダンスが３０にΩ以下であることを良し
とすると、はんだ付は強度は少なくとも０．７５ｋｇは
必要である。
特性が不安定となる。第６図は、角速度センサの共振イ
ンピーダンスと接合強度の関係を示す図である。接合強
度としては上述の方法で一対のはんだ付は面のはんだ付
は強度を測り、その低い方の値で代表させている。共振
インピーダンスは低い方が望ましく、高ければ、一定振
幅を得るためには駆動電圧を高めなければならず、電源
電圧を高くしなくてはならない。また共振インピーダン
スの高い角速度センサは最終出力が不安定な傾向がある
。共振インピーダンスが３０にΩ以下であることを良し
とすると、はんだ付は強度は少なくとも０．７５ｋｇは
必要である。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、上記のよう
な問題点を解決できる角速度センサを得ることを目的と
している。
な問題点を解決できる角速度センサを得ることを目的と
している。
課題を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するために、接合面の外周部
に、２つの被接合部材とも接合剤に対し濡れ性のある面
を有し、これらの面に挟まれた部分が接着剤溜まりとな
るようにして接合を行なうものであり、電極ブロックの
駆動用圧電素子との接合面の周辺の角部を切除し、その
切除部分と接合面との間に接合剤を配設して電極ブロッ
クと駆動用圧電素子とを接合したものである。
に、２つの被接合部材とも接合剤に対し濡れ性のある面
を有し、これらの面に挟まれた部分が接着剤溜まりとな
るようにして接合を行なうものであり、電極ブロックの
駆動用圧電素子との接合面の周辺の角部を切除し、その
切除部分と接合面との間に接合剤を配設して電極ブロッ
クと駆動用圧電素子とを接合したものである。
作用
上記の構成により接合強度の安定した接合が得られ、特
性の安定した角速度センサを得ることが可能となる。
性の安定した角速度センサを得ることが可能となる。
実施例
第１図は本発明の角速度センサの一実施例を示す構造図
である。第１図において、１は検知用圧電素子、２は駆
動用圧電素子、４は支持棒、５はベース、６は接合部材
で、従来と同じ構成であり、７は電極ブロックであり、
駆動用圧電素子２との接合面側の角部が切除されている
。８はこの切除部分と駆動用圧電素子２との間に配設さ
れたはんだである。
である。第１図において、１は検知用圧電素子、２は駆
動用圧電素子、４は支持棒、５はベース、６は接合部材
で、従来と同じ構成であり、７は電極ブロックであり、
駆動用圧電素子２との接合面側の角部が切除されている
。８はこの切除部分と駆動用圧電素子２との間に配設さ
れたはんだである。
以上のように構成された本実施例の角速度センサで、電
極ブロック７と駆動用圧電素子２との面接合について以
下その方法を説明する。接合方法としては、はんだ付け
を用いているため、接合剤としては、はんだを用いた場
合について説明する。
極ブロック７と駆動用圧電素子２との面接合について以
下その方法を説明する。接合方法としては、はんだ付け
を用いているため、接合剤としては、はんだを用いた場
合について説明する。
第２図は、本発明を特徴付ける電極ブロック７の斜視図
であり、角部の切除された部分７ａがはんだ溜まりとな
る。電極ブロック７は全体がはんだ鍍金され、はんだ濡
れ性を高めている。はんだ付けは、従来と同様に、一対
の駆動用圧電素子２と電極ブロック７との間にそれぞれ
銀入りのボール状のはんだ８を置き、一対の駆動用圧電
素子２の外側から加圧しながら、電極ブロック７を加熱
するという方法を用いている。はんだがその溶融の初期
に接合面からはみ出した時のはんだの流れを第３図に示
す。第３図ａに示すようにはみ出したはんだは一旦はん
だ溜まりに溜まる。その後、第３図すに示すように毛細
管現象で接合面全体に拡がる。はんだ溜まりには、若干
のはんだが残り、接合面に隙間ができたとしても接合面
の境界線の近傍は確実にはんだ付けされている。そのお
およその範囲は、第４図に示す通りであり、この範囲に
おいては、外観検査ではんだ付は状態を容易に確認する
ことができる。はんだ溜まりは、接合面の全周にある事
が望ましいが、この角速度センサの場合は、駆動用圧電
素子２がのびている方向のはんだ溜まりが特に有効であ
る。駆動用圧電素子２の特にはんだ溜まり部分の銀電極
がはんだに喰われないように、はんだには、３％の銀入
りはんだを用いている。またはんだ溜まりよりはんだが
溢れ出さないように、φ０．６ｍのボールはんだで定量
化を行なっている。はんだ付は強度を発明が解決しよう
とする課題の項で述べた方法で測定すれば、全てのはん
だ付けが１．０ｋｇ以上のはんだ付は強度を持っていた
。本実施例では、はんだ付けを行なっているが、流動性
のある接合剤を用いれば、如何なる接合方法であっても
、本発明の効果は期待できる。
であり、角部の切除された部分７ａがはんだ溜まりとな
る。電極ブロック７は全体がはんだ鍍金され、はんだ濡
れ性を高めている。はんだ付けは、従来と同様に、一対
の駆動用圧電素子２と電極ブロック７との間にそれぞれ
銀入りのボール状のはんだ８を置き、一対の駆動用圧電
素子２の外側から加圧しながら、電極ブロック７を加熱
するという方法を用いている。はんだがその溶融の初期
に接合面からはみ出した時のはんだの流れを第３図に示
す。第３図ａに示すようにはみ出したはんだは一旦はん
だ溜まりに溜まる。その後、第３図すに示すように毛細
管現象で接合面全体に拡がる。はんだ溜まりには、若干
のはんだが残り、接合面に隙間ができたとしても接合面
の境界線の近傍は確実にはんだ付けされている。そのお
およその範囲は、第４図に示す通りであり、この範囲に
おいては、外観検査ではんだ付は状態を容易に確認する
ことができる。はんだ溜まりは、接合面の全周にある事
が望ましいが、この角速度センサの場合は、駆動用圧電
素子２がのびている方向のはんだ溜まりが特に有効であ
る。駆動用圧電素子２の特にはんだ溜まり部分の銀電極
がはんだに喰われないように、はんだには、３％の銀入
りはんだを用いている。またはんだ溜まりよりはんだが
溢れ出さないように、φ０．６ｍのボールはんだで定量
化を行なっている。はんだ付は強度を発明が解決しよう
とする課題の項で述べた方法で測定すれば、全てのはん
だ付けが１．０ｋｇ以上のはんだ付は強度を持っていた
。本実施例では、はんだ付けを行なっているが、流動性
のある接合剤を用いれば、如何なる接合方法であっても
、本発明の効果は期待できる。
上記の構成による角速度センサの動作原理は、従来と同
じであり、角速度センサの共振インピーダンスは、はぼ
全数が３０にΩ以下となり、安定した特性が得られた。
じであり、角速度センサの共振インピーダンスは、はぼ
全数が３０にΩ以下となり、安定した特性が得られた。
発明の詳細
な説明したように本発明によれば、接合の途中ではみ出
した接合剤は、接合剤溜まりに溜まり、その後、毛細管
現象で接合面全体に拡がる。
した接合剤は、接合剤溜まりに溜まり、その後、毛細管
現象で接合面全体に拡がる。
またすべての接合剤溜まりには、若干量の接合剤が残り
、被接合面と固着しており、少なくとも接合剤溜まりの
すぐ内側の接合部分は確実に接合されているので、外観
により接合状態を確認することができ、安定した接合を
得ることができる。また、接合強度の安定した駆動用圧
電素子と電極ブロックとの接合により、特性の安定した
角速度センサを得ることができる。
、被接合面と固着しており、少なくとも接合剤溜まりの
すぐ内側の接合部分は確実に接合されているので、外観
により接合状態を確認することができ、安定した接合を
得ることができる。また、接合強度の安定した駆動用圧
電素子と電極ブロックとの接合により、特性の安定した
角速度センサを得ることができる。
第１図は本発明の一実施例における角速度センサの構造
を示す概略図、第２図は同角速度センサを構成する電極
ブロックの斜視図、第３図は同センサにおける接合方法
の接合面での接合剤の流れを示す断面図、第４図は同セ
ンサの接合面での接合部分を示す平面図、第５図は従来
の角速度センサの構造を示す概略図、第６図は従来の角
速度センサにおける接合強度と共振インピーダンスの相
関図である。 １・・・・・・検知用圧電素子、２・・・・・・駆動用
圧電素子、４・・・・・・支持棒、５・・・・・・ベー
ス、６・・・・・・接合部材、７・・・・・・電極ブロ
ック、８・・・・・・はんだ。
を示す概略図、第２図は同角速度センサを構成する電極
ブロックの斜視図、第３図は同センサにおける接合方法
の接合面での接合剤の流れを示す断面図、第４図は同セ
ンサの接合面での接合部分を示す平面図、第５図は従来
の角速度センサの構造を示す概略図、第６図は従来の角
速度センサにおける接合強度と共振インピーダンスの相
関図である。 １・・・・・・検知用圧電素子、２・・・・・・駆動用
圧電素子、４・・・・・・支持棒、５・・・・・・ベー
ス、６・・・・・・接合部材、７・・・・・・電極ブロ
ック、８・・・・・・はんだ。
Claims (1)
- 駆動用圧電素子と検知用圧電素子とを接続部材を介して
互に直交接合してセンサ素子を構成するとともに、この
センサ素子の一対を駆動用圧電素子の端部で弾性接合部
材にて接合して音叉素子とし、前記弾性接合部材の前記
駆動用圧電素子との接合面の周辺の角部を切除するとと
もに、その切除部分と接合面との間に接合剤を配設して
前記弾性接合部材と前記駆動用圧電素子とを面接合した
ことを特徴とする角速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1220705A JPH0384412A (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | 角速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1220705A JPH0384412A (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | 角速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0384412A true JPH0384412A (ja) | 1991-04-10 |
Family
ID=16755209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1220705A Pending JPH0384412A (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | 角速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0384412A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0611949A3 (en) * | 1993-02-03 | 1994-11-30 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Angular speed sensor and method for its manufacture. |
-
1989
- 1989-08-28 JP JP1220705A patent/JPH0384412A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0611949A3 (en) * | 1993-02-03 | 1994-11-30 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Angular speed sensor and method for its manufacture. |
| US5445025A (en) * | 1993-02-03 | 1995-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor having a balanced tuning fork structure and the method of manufacture |
| EP0806631A1 (en) * | 1993-02-03 | 1997-11-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity and its fabricating |
| US5723788A (en) * | 1993-02-03 | 1998-03-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor having a balanced tuning fork structure |
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