JPH0510763A - 振動ジヤイロ - Google Patents
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Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 振動体を確実に支持でき、特性の安定した振
動ジャイロを得る。 【構成】 ３角柱状の振動体１２の側面中央に圧電素子
１４ａ，１４ｂ，１４ｃを形成する。振動体１２のノー
ド点付近の稜線部分に、支持部材１６，１８を取り付け
る。支持部材１６，１８は多層構造に形成される。そし
て、その内側部分１６ａ，１８ａには、大きい強度を有
する弾性材料を使用し、外側部分１６ｂ，１８ｂには、
はんだ付け性の良好な材料を使用する。
動ジャイロを得る。 【構成】 ３角柱状の振動体１２の側面中央に圧電素子
１４ａ，１４ｂ，１４ｃを形成する。振動体１２のノー
ド点付近の稜線部分に、支持部材１６，１８を取り付け
る。支持部材１６，１８は多層構造に形成される。そし
て、その内側部分１６ａ，１８ａには、大きい強度を有
する弾性材料を使用し、外側部分１６ｂ，１８ｂには、
はんだ付け性の良好な材料を使用する。
Description
【０００１】
【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、屈曲振動モードを利用して回転角速度を
測定する振動ジャイロに関する。
特にたとえば、屈曲振動モードを利用して回転角速度を
測定する振動ジャイロに関する。
【０００２】
【従来の技術】図６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。振動ジャイロ１は
３角柱状の振動体２を含み、振動体２の各側面には圧電
素子３が形成される。振動体２の稜線部分には、たとえ
ばニッケルなどの材料からなる支持部材４が取り付けら
れる。支持部材４は、振動体２のノード点付近に、はん
だ付けや溶接などによって固定される。さらに、この支
持部材４が、基板５にはんだ付けなどの方法で固着され
る。この支持部材４は、振動体２を基板５上に振動可能
に支持するとともに、アース線としての役割も果たす。
ジャイロの一例を示す斜視図である。振動ジャイロ１は
３角柱状の振動体２を含み、振動体２の各側面には圧電
素子３が形成される。振動体２の稜線部分には、たとえ
ばニッケルなどの材料からなる支持部材４が取り付けら
れる。支持部材４は、振動体２のノード点付近に、はん
だ付けや溶接などによって固定される。さらに、この支
持部材４が、基板５にはんだ付けなどの方法で固着され
る。この支持部材４は、振動体２を基板５上に振動可能
に支持するとともに、アース線としての役割も果たす。
【０００３】この振動ジャイロ１では、圧電素子３に駆
動信号を印加することによって、振動体２が屈曲振動す
る。この振動ジャイロ１が、振動体２の軸方向を中心と
して回転すると、それに応じて圧電素子３に電圧が発生
する。したがって、圧電素子３に発生した電圧を測定す
ることによって、回転角速度を検出することができる。
動信号を印加することによって、振動体２が屈曲振動す
る。この振動ジャイロ１が、振動体２の軸方向を中心と
して回転すると、それに応じて圧電素子３に電圧が発生
する。したがって、圧電素子３に発生した電圧を測定す
ることによって、回転角速度を検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような振動ジャイ
ロでは、支持部材に振動体の支持とアース線との両方の
役割を持たせている。そのため、はんだ付けや溶接が可
能で、かつ導電性の物質として、ニッケルなどの金属線
が用いられる。ところが、ニッケルなどは比較的軟らか
く、細い線材を用いると機械的強度が弱くなる。また、
支持部材として、太い線材を用いると、振動体の振動が
漏れたり、外部の振動が支持部材を介して伝わり、特性
の安定性が悪くなる。
ロでは、支持部材に振動体の支持とアース線との両方の
役割を持たせている。そのため、はんだ付けや溶接が可
能で、かつ導電性の物質として、ニッケルなどの金属線
が用いられる。ところが、ニッケルなどは比較的軟らか
く、細い線材を用いると機械的強度が弱くなる。また、
支持部材として、太い線材を用いると、振動体の振動が
漏れたり、外部の振動が支持部材を介して伝わり、特性
の安定性が悪くなる。
【０００５】そこで、たとえばモリブデンなどのような
強度の大きい材料で支持部材を作製することが考えられ
る。しかし、このような材料は、はんだ付けや溶接が困
難であり、振動体を支持できない。
強度の大きい材料で支持部材を作製することが考えられ
る。しかし、このような材料は、はんだ付けや溶接が困
難であり、振動体を支持できない。
【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、振
動体を確実に支持でき、しかも特性の安定した振動ジャ
イロを提供することである。
動体を確実に支持でき、しかも特性の安定した振動ジャ
イロを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、柱状の振動
体と、振動体の側面に形成される複数の圧電素子と、振
動体のノード点付近に取り付けられる多層構造の支持部
材を含み、支持部材は、その内側部分が強度の大きい弾
性材料で形成され、かつその外側部分がはんだ付け性の
良好な材料で形成された、振動ジャイロである。
体と、振動体の側面に形成される複数の圧電素子と、振
動体のノード点付近に取り付けられる多層構造の支持部
材を含み、支持部材は、その内側部分が強度の大きい弾
性材料で形成され、かつその外側部分がはんだ付け性の
良好な材料で形成された、振動ジャイロである。
【０００８】
【作用】支持部材の外側部分にはんだ付け性の良好な材
料を使用することによって、支持部材が振動体および基
板にはんだ付けをすることができる。さらに、支持部材
の内側部分に強度の大きい弾性材料を使用することによ
って、支持部材を細くしても、振動体を支持することが
できる。しかも、支持部材が弾性変形するため、振動体
の振動の妨げとならない。
料を使用することによって、支持部材が振動体および基
板にはんだ付けをすることができる。さらに、支持部材
の内側部分に強度の大きい弾性材料を使用することによ
って、支持部材を細くしても、振動体を支持することが
できる。しかも、支持部材が弾性変形するため、振動体
の振動の妨げとならない。
【０００９】
【発明の効果】この発明によれば、細い支持部材で振動
体を支持できるため、振動体の振動が支持部材から漏れ
たり、外部の振動が支持部材から振動体に伝わったりし
ない。しかも、支持部材自身が振動体の振動の妨げにな
ることもない。したがって、振動ジャイロの特性を安定
させることができる。さらに、支持部材をはんだ付けな
どによって支持部材および基板に固定できるため、確実
に振動体を基板上に支持することができる。
体を支持できるため、振動体の振動が支持部材から漏れ
たり、外部の振動が支持部材から振動体に伝わったりし
ない。しかも、支持部材自身が振動体の振動の妨げにな
ることもない。したがって、振動ジャイロの特性を安定
させることができる。さらに、支持部材をはんだ付けな
どによって支持部材および基板に固定できるため、確実
に振動体を基板上に支持することができる。
【００１０】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、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。
徴および利点は、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。
【００１１】
【実施例】図１（Ａ）はこの発明の一実施例を示す斜視
図であり、図１（Ｂ）はその正面図である。振動ジャイ
ロ１０は、たとえば正３角柱状の振動体１２を含む。こ
の振動体１２は、たとえばエリンバ，ニッケル，鉄，ク
ロム，チタン，鉄−ニッケル合金など、一般的に機械的
な振動を生じる材料で形成される。
図であり、図１（Ｂ）はその正面図である。振動ジャイ
ロ１０は、たとえば正３角柱状の振動体１２を含む。こ
の振動体１２は、たとえばエリンバ，ニッケル，鉄，ク
ロム，チタン，鉄−ニッケル合金など、一般的に機械的
な振動を生じる材料で形成される。
【００１２】この振動体１２には、その３つの側面の中
央に、それぞれ圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成
される。圧電素子１４ａ〜１４ｃは、板状の圧電体の両
面に電極を形成したものである。
央に、それぞれ圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成
される。圧電素子１４ａ〜１４ｃは、板状の圧電体の両
面に電極を形成したものである。
【００１３】さらに、振動体１２のノード点付近の稜線
部分には、コ字形の支持部材１６および１８が取り付け
られる。この支持部材１６，１８は、振動体１２の長手
方向の長さをＬとすると、振動体１２の両端から０．２
２４Ｌの長さだけ内側の位置に取り付けられる。
部分には、コ字形の支持部材１６および１８が取り付け
られる。この支持部材１６，１８は、振動体１２の長手
方向の長さをＬとすると、振動体１２の両端から０．２
２４Ｌの長さだけ内側の位置に取り付けられる。
【００１４】支持部材１６は、図１（Ｃ）に示すよう
に、たとえば断面円形の２層構造に形成される。この場
合、支持部材１６の内側部分１６ａの材料としては、た
とえばモリブデンやタングステンなどの大きい強度を有
する弾性材料で形成される。また、支持部材１６の外側
部分１６ｂの材料としては、たとえばニッケル，白金，
金，銀，銅，ステンレス鋼などのような、はんだ付け性
の良好な材料が用いられる。同様に、支持部材１８も、
内側部分１８ａと外側部分１８ｂとを有する２層構造に
形成される。
に、たとえば断面円形の２層構造に形成される。この場
合、支持部材１６の内側部分１６ａの材料としては、た
とえばモリブデンやタングステンなどの大きい強度を有
する弾性材料で形成される。また、支持部材１６の外側
部分１６ｂの材料としては、たとえばニッケル，白金，
金，銀，銅，ステンレス鋼などのような、はんだ付け性
の良好な材料が用いられる。同様に、支持部材１８も、
内側部分１８ａと外側部分１８ｂとを有する２層構造に
形成される。
【００１５】この振動ジャイロ１０を支持するために、
たとえば金属，セラミックなどの材料からなる支持台２
０が準備される。この支持台２０の一方主面上には、た
とえばゴム，スポンジなどの弾性材料からなる緩衝材２
２が接着される。
たとえば金属，セラミックなどの材料からなる支持台２
０が準備される。この支持台２０の一方主面上には、た
とえばゴム，スポンジなどの弾性材料からなる緩衝材２
２が接着される。
【００１６】この緩衝材２２の一方主面上には、その長
手方向に分割された２つの基板２４および２６が接着さ
れる。一方の基板１４の一方主面上には、その幅方向に
間隔を隔てて５つの電極２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８
ｄおよび２８ｅが形成される。また、他方の基板２６の
一方主面上には、その幅方向の両端部に、電極３０ａお
よび３０ｂが形成される。
手方向に分割された２つの基板２４および２６が接着さ
れる。一方の基板１４の一方主面上には、その幅方向に
間隔を隔てて５つの電極２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８
ｄおよび２８ｅが形成される。また、他方の基板２６の
一方主面上には、その幅方向の両端部に、電極３０ａお
よび３０ｂが形成される。
【００１７】そして、一方の基板２４の電極２８ａおよ
び２８ｅには、支持部材１６の両端が、たとえばはんだ
付けなどの方法で固着される。同様に、他方の支持部材
１８の両端は、他方の基板２６の電極３０ａおよび３０
ｂに、それぞれ固着される。この場合、支持部材１６，
１８は、振動体１２を支持するとともに、アース線とし
ても働く。さらに、基板２４の電極２８ｂ，２８ｄおよ
び２８ｃには、たとえばリード線によって、圧電素子１
４ａ，１４ｂおよび１４ｃがそれぞれ電気的に接続され
る。
び２８ｅには、支持部材１６の両端が、たとえばはんだ
付けなどの方法で固着される。同様に、他方の支持部材
１８の両端は、他方の基板２６の電極３０ａおよび３０
ｂに、それぞれ固着される。この場合、支持部材１６，
１８は、振動体１２を支持するとともに、アース線とし
ても働く。さらに、基板２４の電極２８ｂ，２８ｄおよ
び２８ｃには、たとえばリード線によって、圧電素子１
４ａ，１４ｂおよび１４ｃがそれぞれ電気的に接続され
る。
【００１８】この振動ジャイロ１０では、基板２４の電
極２８ｂ，２８ｄすなわち圧電素子１４ａ，１４ｂに、
あるいは、電極２８ｃすなわち圧電素子１４ｃに駆動信
号を印加すると、振動体１２が屈曲振動する。この場
合、振動体１２は、圧電素子１４ｃの形成された面に直
交する方向に屈曲振動する。この状態で、振動体１２の
軸方向を中心として回転すると、コリオリ力によって振
動方向が変わる。それに応じて、圧電素子１４ａ，１４
ｂに電圧が発生する。したがって、圧電素子１４ａ，１
４ｂの電圧の差を測定すれば、振動ジャイロ１０に加わ
った回転角速度が測定できる。
極２８ｂ，２８ｄすなわち圧電素子１４ａ，１４ｂに、
あるいは、電極２８ｃすなわち圧電素子１４ｃに駆動信
号を印加すると、振動体１２が屈曲振動する。この場
合、振動体１２は、圧電素子１４ｃの形成された面に直
交する方向に屈曲振動する。この状態で、振動体１２の
軸方向を中心として回転すると、コリオリ力によって振
動方向が変わる。それに応じて、圧電素子１４ａ，１４
ｂに電圧が発生する。したがって、圧電素子１４ａ，１
４ｂの電圧の差を測定すれば、振動ジャイロ１０に加わ
った回転角速度が測定できる。
【００１９】この振動ジャイロ１０では、２層構造の支
持部材１６，１８の内側部分１６ａ，１８ａの材料とし
て、強度の大きい弾性材料を使用しているため、支持部
材１６，１８を細くすることができる。したがって、振
動体１２の振動が支持部材１６，１８から漏れたり、外
部の振動が支持部材１６，１８を伝わって振動体１２に
伝達されにくい。また、支持部材１６，１８の内側部分
１６ａ，１８ａの材料は弾性変形するため、振動体１２
の振動の妨げとならない。そのため、振動ジャイロ１０
の振動状態が安定し、特性も安定する。
持部材１６，１８の内側部分１６ａ，１８ａの材料とし
て、強度の大きい弾性材料を使用しているため、支持部
材１６，１８を細くすることができる。したがって、振
動体１２の振動が支持部材１６，１８から漏れたり、外
部の振動が支持部材１６，１８を伝わって振動体１２に
伝達されにくい。また、支持部材１６，１８の内側部分
１６ａ，１８ａの材料は弾性変形するため、振動体１２
の振動の妨げとならない。そのため、振動ジャイロ１０
の振動状態が安定し、特性も安定する。
【００２０】さらに、支持部材１６，１８の外側部分１
６ｂ，１８ｂの材料として、はんだ付け性の良好な材料
が使用されているため、振動体１２との接続や、電極２
８ａ，２８ｅおよび電極３０ａ，３０ｂとの接続が、は
んだ付けによって確実に行える。支持部材１６，１８の
外側部分１６ｂ，１８ｂの材料として、はんだ付け性の
他に溶接性の良好な材料を使用すれば、振動体１２と支
持部材１６，１８とを溶接によって接続することができ
る。
６ｂ，１８ｂの材料として、はんだ付け性の良好な材料
が使用されているため、振動体１２との接続や、電極２
８ａ，２８ｅおよび電極３０ａ，３０ｂとの接続が、は
んだ付けによって確実に行える。支持部材１６，１８の
外側部分１６ｂ，１８ｂの材料として、はんだ付け性の
他に溶接性の良好な材料を使用すれば、振動体１２と支
持部材１６，１８とを溶接によって接続することができ
る。
【００２１】なお、この実施例の振動ジャイロ１０で
は、支持部材１６，１８は、振動体１２の長手方向にお
いて互いに逆方向に屈曲するが、それとともに、分割さ
れた基板２４および基板２６も個別に変移する。そのた
め、支持部材１６，１８が互いに干渉せず、支持部材１
６，１８によって振動体１の振動が抑圧されない。した
がって、振動体１２の安定した振動姿勢を確保すること
ができる。
は、支持部材１６，１８は、振動体１２の長手方向にお
いて互いに逆方向に屈曲するが、それとともに、分割さ
れた基板２４および基板２６も個別に変移する。そのた
め、支持部材１６，１８が互いに干渉せず、支持部材１
６，１８によって振動体１の振動が抑圧されない。した
がって、振動体１２の安定した振動姿勢を確保すること
ができる。
【００２２】なお、支持部材１６，１８の形状として
は、図２に示すように、断面４角形など他の形状でもよ
い。このような形状でも、内側部分１６ａ，１８ａに大
きな強度を有する弾性材料を使用し、外側部分１６ｂ，
１８ｂにはんだ付け性の良好な材料を用いれば、同様の
効果を得ることができる。さらに、図３および図４に示
すように、支持部材１６，１８の構造を３層構造にする
など、多層構造にしてもよい。この場合、たとえば内側
部分１６ａ，１８ａにモリブデンなどの大きな強度を有
する弾性材料を使用し、その外側部分１６ｂ，１８ｂに
ニッケルなどの金属材料を使用し、さらに最外層部分１
６ｃ，１８ｃにはんだ層を形成すればよい。また、支持
部材１６，１８の外側部分１６ｂ，１８ｂは必ずしも内
側部分１６ａ，１８ａの周囲に形成する必要はなく、図
５に示すように、内側部分１６ａ，１８ａの対向する部
分に形成するなど、必要な箇所のみに部分的に形成して
もよい。このように、支持部材１６，１８の形状および
多層構造は、目的に応じて自由に変更可能である。
は、図２に示すように、断面４角形など他の形状でもよ
い。このような形状でも、内側部分１６ａ，１８ａに大
きな強度を有する弾性材料を使用し、外側部分１６ｂ，
１８ｂにはんだ付け性の良好な材料を用いれば、同様の
効果を得ることができる。さらに、図３および図４に示
すように、支持部材１６，１８の構造を３層構造にする
など、多層構造にしてもよい。この場合、たとえば内側
部分１６ａ，１８ａにモリブデンなどの大きな強度を有
する弾性材料を使用し、その外側部分１６ｂ，１８ｂに
ニッケルなどの金属材料を使用し、さらに最外層部分１
６ｃ，１８ｃにはんだ層を形成すればよい。また、支持
部材１６，１８の外側部分１６ｂ，１８ｂは必ずしも内
側部分１６ａ，１８ａの周囲に形成する必要はなく、図
５に示すように、内側部分１６ａ，１８ａの対向する部
分に形成するなど、必要な箇所のみに部分的に形成して
もよい。このように、支持部材１６，１８の形状および
多層構造は、目的に応じて自由に変更可能である。
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施例を示す斜視図であ
り、（Ｂ）はその正面図であり、（Ｃ）は支持部材の断
面図である。
り、（Ｂ）はその正面図であり、（Ｃ）は支持部材の断
面図である。
【図２】図１に示す支持部材の変形例を示す断面図であ
る。
る。
【図３】図１に示す支持部材の他の例を示す断面図であ
る。
る。
【図４】図３に示す支持部材の変形例を示す断面図であ
る。
る。
【図５】図１に示す支持部材のさらに他の例を示す断面
図である。
図である。
【図６】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。
例を示す斜視図である。
１０ 振動ジャイロ １２ 振動体 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ 圧電素子 １６ 支持部材 １６ａ 支持部材の内側部分 １６ｂ 支持部材の外側部分 １６ｃ 支持部材の最外層部分 １８ 支持部材 １８ａ 支持部材の内側部分 １８ｂ 支持部材の外側部分 １８ｃ 支持部材の最外層部分
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 柱状の振動体、 前記振動体の側面に形成される複数の圧電素子、および 前記振動体のノード点付近に取り付けられる多層構造の
支持部材を含み、 前記支持部材は、その内側部分が強度の大きい弾性材料
で形成され、かつその外側部分がはんだ付け性の良好な
材料で形成された、振動ジャイロ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185269A JPH0510763A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 振動ジヤイロ |
| US07/903,317 US5345822A (en) | 1991-06-28 | 1992-06-24 | Vibratory gyroscope having a support member |
| DE69207282T DE69207282T2 (de) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | Vibrationskreisel |
| EP92110775A EP0520467B1 (en) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | Vibratory gyroscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185269A JPH0510763A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 振動ジヤイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510763A true JPH0510763A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=16167874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3185269A Pending JPH0510763A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 振動ジヤイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0510763A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007241816A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Sharp Corp | 端末装置およびコンテンツ受信方法 |
| JP2007241817A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Sharp Corp | 端末装置およびコンテンツ受信方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS53119733A (en) * | 1977-03-30 | 1978-10-19 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | Plating method for niobium or niobium alloy material with tin or tin alloy |
| JPS61500896A (ja) * | 1984-01-18 | 1986-05-08 | ノルスク・ヒドロ・アクシェセルスカ−プ | ロウ付け用物質で被覆したアルミニウム造形品及びその被覆方法 |
| JPH0313006A (ja) * | 1989-06-09 | 1991-01-22 | Murata Mfg Co Ltd | 振動子の支持構造 |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP3185269A patent/JPH0510763A/ja active Pending
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