JPH06241815A - 振動ジャイロ - Google Patents
振動ジャイロInfo
- Publication number
- JPH06241815A JPH06241815A JP5050087A JP5008793A JPH06241815A JP H06241815 A JPH06241815 A JP H06241815A JP 5050087 A JP5050087 A JP 5050087A JP 5008793 A JP5008793 A JP 5008793A JP H06241815 A JPH06241815 A JP H06241815A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- piezoelectric element
- gyro
- vibrating body
- piezoelectric
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 雰囲気温度の変化による温度ドリフトの発生
が少ない振動ジャイロを得る。 【構成】 振動ジャイロ１０は、正３角柱状の振動体１
２を含む。振動体１２の側面に、圧電素子１４ａ，１４
ｂ，１４ｃを形成する。振動体１２との接合面を除く圧
電素子１４ａ〜１４ｃのエッジ部分を面取りする。振動
体１２のノード点付近の稜線部分に、支持部材２２ａ，
２２ｂを取り付ける。
が少ない振動ジャイロを得る。 【構成】 振動ジャイロ１０は、正３角柱状の振動体１
２を含む。振動体１２の側面に、圧電素子１４ａ，１４
ｂ，１４ｃを形成する。振動体１２との接合面を除く圧
電素子１４ａ〜１４ｃのエッジ部分を面取りする。振動
体１２のノード点付近の稜線部分に、支持部材２２ａ，
２２ｂを取り付ける。
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、角速度を検知することにより移動体の位
置を検出し、適切な誘導を行うナビゲーションシステ
ム、または外的振動を検知し適切な制振を行う手ぶれ防
止装置などの除振システムなどに応用できる振動ジャイ
ロに関する。
特にたとえば、角速度を検知することにより移動体の位
置を検出し、適切な誘導を行うナビゲーションシステ
ム、または外的振動を検知し適切な制振を行う手ぶれ防
止装置などの除振システムなどに応用できる振動ジャイ
ロに関する。
【０００２】
【従来の技術】図４（Ａ）は従来の振動ジャイロの一例
を示す斜視図であり、図４（Ｂ）はその断面図である。
振動ジャイロ１は、たとえば正３角柱状の振動体２を含
む。振動体２は、たとえばエリンバなどの恒弾性金属材
料で形成される。振動体２の３つの側面には、それぞれ
圧電素子３ａ，３ｂ，３ｃが形成される。圧電素子３
ａ，３ｂ，３ｃは、たとえば圧電セラミックの両面に電
極を形成したものである。振動体２のノード点付近の稜
線部分には、支持部材４が取り付けられる。これらの支
持部材４の端部は、基板などに取り付けられる。
を示す斜視図であり、図４（Ｂ）はその断面図である。
振動ジャイロ１は、たとえば正３角柱状の振動体２を含
む。振動体２は、たとえばエリンバなどの恒弾性金属材
料で形成される。振動体２の３つの側面には、それぞれ
圧電素子３ａ，３ｂ，３ｃが形成される。圧電素子３
ａ，３ｂ，３ｃは、たとえば圧電セラミックの両面に電
極を形成したものである。振動体２のノード点付近の稜
線部分には、支持部材４が取り付けられる。これらの支
持部材４の端部は、基板などに取り付けられる。
【０００３】このような振動ジャイロ１では、圧電素子
３ａ，３ｂと圧電素子３ｃとの間に発振回路が接続され
る。この発振回路によって、振動体２は、圧電素子３ｃ
形成面に直交する方向に屈曲振動する。この状態で、振
動体２の軸を中心として回転すると、コリオリ力により
振動体２の振動方向が変わる。それにより、圧電素子３
ａ，３ｂの出力電圧に差が生じる。したがって、この出
力電圧の差を測定すれば、振動ジャイロに加わった回転
角速度を検出することができる。
３ａ，３ｂと圧電素子３ｃとの間に発振回路が接続され
る。この発振回路によって、振動体２は、圧電素子３ｃ
形成面に直交する方向に屈曲振動する。この状態で、振
動体２の軸を中心として回転すると、コリオリ力により
振動体２の振動方向が変わる。それにより、圧電素子３
ａ，３ｂの出力電圧に差が生じる。したがって、この出
力電圧の差を測定すれば、振動ジャイロに加わった回転
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】ところが、このような
振動ジャイロでは、振動体，圧電セラミック，圧電素子
の電極，圧電素子と振動体とを接着するための接着剤な
どの熱膨張係数が異なる。そのため、たとえば雰囲気温
度が上昇すると、それぞれが異なる割合で膨張し、振動
体と圧電素子との接合面に応力が集中する。そして、振
動体と圧電素子との接合面以外の部分には応力がかから
ないため、応力バランスがくずれ、図５に図解して示す
ように、圧電素子のエッジ部分が変形する。
振動ジャイロでは、振動体，圧電セラミック，圧電素子
の電極，圧電素子と振動体とを接着するための接着剤な
どの熱膨張係数が異なる。そのため、たとえば雰囲気温
度が上昇すると、それぞれが異なる割合で膨張し、振動
体と圧電素子との接合面に応力が集中する。そして、振
動体と圧電素子との接合面以外の部分には応力がかから
ないため、応力バランスがくずれ、図５に図解して示す
ように、圧電素子のエッジ部分が変形する。
【０００５】圧電素子が変形すると、その圧電定数が変
化する。また、圧電素子の変形により、振動体の振動状
態に変化をきたす。これらの原因により、雰囲気温度が
変化すると、圧電素子の変形が温度ドリフトとして現
れ、正確な回転角速度を検出することができない。
化する。また、圧電素子の変形により、振動体の振動状
態に変化をきたす。これらの原因により、雰囲気温度が
変化すると、圧電素子の変形が温度ドリフトとして現
れ、正確な回転角速度を検出することができない。
【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、雰
囲気温度の変化による温度ドリフトの発生が少ない振動
ジャイロを提供することである。
囲気温度の変化による温度ドリフトの発生が少ない振動
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圧電素子とを含む振動
ジャイロにおいて、振動体との接合面を除く圧電素子の
エッジ部分が面取りされたことを特徴とする、振動ジャ
イロである。
体と、振動体の側面に形成される圧電素子とを含む振動
ジャイロにおいて、振動体との接合面を除く圧電素子の
エッジ部分が面取りされたことを特徴とする、振動ジャ
イロである。
【０００８】
【作用】圧電素子のエッジ部分が面取りされることによ
り、雰囲気温度が変化しても、応力バランスのくずれに
よる圧電素子の変形が抑えられる。
り、雰囲気温度が変化しても、応力バランスのくずれに
よる圧電素子の変形が抑えられる。
【０００９】
【発明の効果】この発明によれば、雰囲気温度が変化し
ても、圧電素子の変形が抑えられるため、圧電素子の圧
電定数の変化や振動体の振動状態の変化が少なく、温度
ドリフトの発生が少ない。したがって、雰囲気温度が変
化しても、回転角速度を正確に検出することができる。
ても、圧電素子の変形が抑えられるため、圧電素子の圧
電定数の変化や振動体の振動状態の変化が少なく、温度
ドリフトの発生が少ない。したがって、雰囲気温度が変
化しても、回転角速度を正確に検出することができる。
【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）はその断面図である。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。振
動体１２は、たとえばエリンバなどの恒弾性金属材料で
形成される。振動体１２の３つの側面には、それぞれ圧
電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成される。圧電素子
１４ａは、たとえば圧電セラミックなどからなる圧電板
１６ａを含み、その両面に電極１８ａ，２０ａが形成さ
れている。そして、一方の電極２０ａが、振動体１２の
側面に接着される。同様に、圧電素子１４ｂ，１４ｃは
圧電板１６ｂ，１６ｃを含み、これらの圧電板１６ｂ，
１６ｃの両面に電極１８ｂ，２０ｂおよび電極１８ｃ，
２０ｃが形成される。そして、これらの圧電素子１４
ｂ，１４ｃの一方の電極２０ｂ，２０ｃが、振動体１２
の側面に接着される。
図であり、図１（Ｂ）はその断面図である。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。振
動体１２は、たとえばエリンバなどの恒弾性金属材料で
形成される。振動体１２の３つの側面には、それぞれ圧
電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成される。圧電素子
１４ａは、たとえば圧電セラミックなどからなる圧電板
１６ａを含み、その両面に電極１８ａ，２０ａが形成さ
れている。そして、一方の電極２０ａが、振動体１２の
側面に接着される。同様に、圧電素子１４ｂ，１４ｃは
圧電板１６ｂ，１６ｃを含み、これらの圧電板１６ｂ，
１６ｃの両面に電極１８ｂ，２０ｂおよび電極１８ｃ，
２０ｃが形成される。そして、これらの圧電素子１４
ｂ，１４ｃの一方の電極２０ｂ，２０ｃが、振動体１２
の側面に接着される。
【００１２】振動体１２のノード点付近の稜線部分に
は、支持部材２２ａ，２２ｂが取り付けられる。これら
の支持部材２２ａ，２２ｂは、たとえば金属線をコ字状
に形成したものであり、はんだ付けや溶接によって振動
体１２に取り付けられる。支持部材２２ａ，２２ｂの端
部は、基板などに固定される。
は、支持部材２２ａ，２２ｂが取り付けられる。これら
の支持部材２２ａ，２２ｂは、たとえば金属線をコ字状
に形成したものであり、はんだ付けや溶接によって振動
体１２に取り付けられる。支持部材２２ａ，２２ｂの端
部は、基板などに固定される。
【００１３】この振動ジャイロ１０では、振動体１２と
の接合面以外の圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃのエッ
ジ部分が面取りされる。面取り部分の形状としては、図
２に示すように直線状にしてもよいし、図３に示すよう
に曲線状にしてもよい。このような面取りは、たとえば
圧電素子を大きいユニットから切断する際、切断刃をテ
ーパ状に形成しておくことにより行うことができる。ま
た、振動体１２に圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃを接
着したのち、バレル研磨などによりエッジ部を落とすこ
とによって、面取りを行ってもよい。
の接合面以外の圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃのエッ
ジ部分が面取りされる。面取り部分の形状としては、図
２に示すように直線状にしてもよいし、図３に示すよう
に曲線状にしてもよい。このような面取りは、たとえば
圧電素子を大きいユニットから切断する際、切断刃をテ
ーパ状に形成しておくことにより行うことができる。ま
た、振動体１２に圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃを接
着したのち、バレル研磨などによりエッジ部を落とすこ
とによって、面取りを行ってもよい。
【００１４】この振動ジャイロ１０を使用する場合、圧
電素子１４ａ，１４ｂと圧電素子１４ｃとの間に発振回
路が接続される。この発振回路によって、振動体１２
は、圧電素子１４ｃ形成面に直交する方向に屈曲振動す
る。この状態で、振動体１２の軸を中心として回転する
と、コリオリ力により振動体１２の振動方向が変わる。
そのため、圧電素子１４ａ，１４ｂの出力電圧に差が生
じる。この出力電圧の差を測定することにより、振動ジ
ャイロ１０に加わった回転角速度を検出することができ
る。
電素子１４ａ，１４ｂと圧電素子１４ｃとの間に発振回
路が接続される。この発振回路によって、振動体１２
は、圧電素子１４ｃ形成面に直交する方向に屈曲振動す
る。この状態で、振動体１２の軸を中心として回転する
と、コリオリ力により振動体１２の振動方向が変わる。
そのため、圧電素子１４ａ，１４ｂの出力電圧に差が生
じる。この出力電圧の差を測定することにより、振動ジ
ャイロ１０に加わった回転角速度を検出することができ
る。
【００１５】このような振動ジャイロ１０では、振動体
１２，圧電板１６ａ〜１６ｃ，電極１８ａ〜１８ｃ，電
極２０ａ〜２０ｃ，振動体１２と圧電素子１４ａ〜１４
ｃとを接着するための接着剤などの熱膨張係数が異な
る。そのため、たとえば雰囲気温度が上昇すると、それ
ぞれが異なる割合で膨張する。ところが、この振動ジャ
イロ１０では、圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃのエッ
ジ部分が面取りされているため、その面取りされた部分
が極端に外側に変形しない。そのため、圧電素子１４ａ
〜１４ｃの圧電定数の変化が小さく、また圧電素子の変
形による振動体１２の振動状態の変化が小さい。したが
って、雰囲気温度が変化しても、温度ドリフトの発生が
少なく、正確に回転角速度を検出することができる。
１２，圧電板１６ａ〜１６ｃ，電極１８ａ〜１８ｃ，電
極２０ａ〜２０ｃ，振動体１２と圧電素子１４ａ〜１４
ｃとを接着するための接着剤などの熱膨張係数が異な
る。そのため、たとえば雰囲気温度が上昇すると、それ
ぞれが異なる割合で膨張する。ところが、この振動ジャ
イロ１０では、圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃのエッ
ジ部分が面取りされているため、その面取りされた部分
が極端に外側に変形しない。そのため、圧電素子１４ａ
〜１４ｃの圧電定数の変化が小さく、また圧電素子の変
形による振動体１２の振動状態の変化が小さい。したが
って、雰囲気温度が変化しても、温度ドリフトの発生が
少なく、正確に回転角速度を検出することができる。
【００１６】なお、上述の実施例では、振動体１２を正
３角柱状に形成したが、たとえば４角柱状に形成するな
ど、他の角柱状に形成してもよい。また、２つの圧電素
子１４ａ，１４ｂのみを形成して、駆動用および検出用
の両方に兼用してもよい。このように、圧電素子の数
は、必要に応じて任意に変更可能である。
３角柱状に形成したが、たとえば４角柱状に形成するな
ど、他の角柱状に形成してもよい。また、２つの圧電素
子１４ａ，１４ｂのみを形成して、駆動用および検出用
の両方に兼用してもよい。このように、圧電素子の数
は、必要に応じて任意に変更可能である。
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施例を示す斜視図であ
り、（Ｂ）はその断面図である。
り、（Ｂ）はその断面図である。
【図２】図１に示す振動ジャイロに用いられる圧電素子
の面取りの状態の一例を示す図解図である。
の面取りの状態の一例を示す図解図である。
【図３】図１に示す振動ジャイロに用いられる圧電素子
の面取りの状態の他の例を示す図解図である。
の面取りの状態の他の例を示す図解図である。
【図４】従来の振動ジャイロの一例を示す斜視図であ
り、（Ｂ）はその断面図である。
り、（Ｂ）はその断面図である。
【図５】図４に示す従来の振動ジャイロの雰囲気温度が
変化したときの圧電素子の状態を示す図解図である。
変化したときの圧電素子の状態を示す図解図である。
１０ 振動ジャイロ １２ 振動体 １４ａ 圧電素子 １４ｂ 圧電素子 １４ｃ 圧電素子
Claims (1)
- 【請求項１】 柱状の振動体と、前記振動体の側面に形
成される圧電素子とを含む振動ジャイロにおいて、 前記振動体との接合面を除く前記圧電素子のエッジ部分
が面取りされたことを特徴とする、振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5050087A JPH06241815A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5050087A JPH06241815A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 振動ジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06241815A true JPH06241815A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12849261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5050087A Pending JPH06241815A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06241815A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6101878A (en) * | 1997-03-24 | 2000-08-15 | Denso Corporation | Angular rate sensor and method of improving output characteristic thereof |
| US6151964A (en) * | 1998-05-25 | 2000-11-28 | Citizen Watch Co., Ltd. | Angular velocity sensing device |
-
1993
- 1993-02-15 JP JP5050087A patent/JPH06241815A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6101878A (en) * | 1997-03-24 | 2000-08-15 | Denso Corporation | Angular rate sensor and method of improving output characteristic thereof |
| US6223597B1 (en) | 1997-03-24 | 2001-05-01 | Denso Corporation | Angular rate sensor and method of improving output characteristic thereof |
| US6415643B2 (en) | 1997-03-24 | 2002-07-09 | Denso Corporation | Angular rate sensor and method of improving output characteristic thereof |
| US6151964A (en) * | 1998-05-25 | 2000-11-28 | Citizen Watch Co., Ltd. | Angular velocity sensing device |
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