JPH06265359A - 圧電振動ジャイロ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化による電気特性の不良を防止できる
圧電振動ジャイロを提供する。 【構成】 圧電振動ジャイロは振動子１２を含む。振動
子１２の側面には、圧電素子１４ａが接着される。圧電
素子１４ａは圧電体１６ａを含む。圧電体１６ａの両面
には、２つの電極１８ａ，２０ａが対向部分を有するよ
うに形成される。そして、圧電素子１４ａは２つの電極
１８ａ，２０ａの対向部分を除く部分で振動子１２に接
着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は圧電振動ジャイロに関
し、特にたとえば、振動子に圧電素子を接着させた圧電
振動ジャイロに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の圧電振動ジャイロの一例を
示す斜視図であり、図７は図６の断面図である。圧電振
動ジャイロ１は正３角柱状の振動子２を含む。振動子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。振動子２の断面形状の下底となる側面およびそれに
隣接する２つの側面の中央部には、それぞれ圧電素子３
ａ，３ｂおよび３ｃが形成される。

【０００３】圧電素子３ａは薄板状の圧電体４ａを含
み、その両面に電極５ａ，６ａが形成される。そして、
一方の電極６ａの裏面には、接着剤層７ａが形成され、
接着剤層７ａの接着剤によって、圧電素子３ａは振動子
２の側面に接着される。同様に、圧電素子３ｂ，３ｃは
薄板状の圧電体４ｂ，４ｃを含み、その両面に電極５
ｂ，６ｂおよび電極５ｃ，６ｃが形成される。そして、
一方の電極６ｂ，６ｃの裏面には、たとえば接着剤層７
ｂ，７ｃが形成され、接着剤層７ｂ，７ｃの接着剤によ
って、圧電素子３ｂ，３ｃは振動子２の側面に接着され
る。

【０００４】この圧電振動ジャイロ１では、圧電素子３
ａ，３ｂおよび圧電素子３ｃ間に信号を与えることによ
って、圧電素子３ｃ形成面に直交する方向に振動子２が
屈曲振動する。そして、この振動子２の軸方向を中心と
して、回転角速度が加わると、振動子２の振動方向と直
交する方向にコリオリ力が働き、振動子２の振動方向が
ずれる。そのため、圧電素子３ａおよび圧電素子３ｂ間
に出力の差が生じ、この出力の差を測定することによっ
て、振動子２に加わった回転角速度を測定することがで
きる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示すように、振動子２と圧電素子３ａ，３ｂ，３ｃとの
間の接着面には、接着剤層７ａ，７ｂ，７ｃの硬化の際
の収縮などによって、残留応力が生じる。そして、たと
えば圧縮応力が存在すると、圧電素子３ａ，３ｂおよび
３ｃにおいて、圧縮応力と圧電体４ａ，４ｂの伸長応力
とが相殺されてしまう。そのため、振動子２が一定の屈
曲運動をせず、圧電素子３ａおよび圧電素子３ｂ間の出
力の差を測定することによって、振動子２に加わった回
転角速度を正確に測定することができない。また、振動
子２と圧電素子３ａ，３ｂおよび３ｃとの間の接着方法
によって、残留応力の分布がばらつくため、振動子２と
圧電素子３ａ，３ｂにおける残留応力と圧電体４ａ，４
ｂの伸縮応力との相殺の程度もばらついてしまう。さら
に、温度が変化すると、振動子，圧電素子および接着剤
などの熱膨張率の差によって、応力場が変化して、圧電
振動ジャイロ１の電気特性が不良となる。

【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、温
度変化による電気特性の不良を防止できる圧電振動ジャ
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、振動子と、
振動子の側面に接着される圧電素子とを含む圧電振動ジ
ャイロであって、圧電素子は、圧電体と、圧電体の両面
に対向部分を有するように形成される２つの電極とを含
み、圧電素子は２つの電極の対向部分を除く部分で振動
子に接着された、圧電振動ジャイロである。

【０００８】

【作用】圧電素子は２つの電極の対向部分を除く部分で
振動子に接着されるので、圧電体の伸縮応力が、振動子
と圧電素子との間の接着面に存在する残留応力によって
相殺されない。そのため、圧電振動ジャイロの電気特性
は、圧電素子と振動子との接着面に発生する応力場の変
動の影響を受けにくくなる。

【０００９】

【発明の効果】この発明によれば、圧電振動ジャイロに
おいて、温度変化による電気特性の不良を防止できる。
そのため、温度変化に対して、圧電振動ジャイロの電気
特性を安定化でき、製品不良を減少させることができ
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。

【００１１】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す斜視図であ
り、図２は図１の断面図である。圧電振動ジャイロ１０
は正３角柱状の振動子１２を含む。振動子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
子１２の断面形状の下底となる側面およびそれに隣接す
る２つの側面の中央部には、それぞれ圧電素子１４ａ，
１４ｂおよび１４ｃが形成される。

【００１２】図３は図１実施例の圧電振動ジャイロ１０
の一部を示す斜視図であり、図４は図３の線ＩＶ−ＩＶ
における断面図である。圧電素子１４ａは薄板状の圧電
体１６ａを含み、その両面にそれぞれ第１の電極１８ａ
および第２の電極２０ａが対向部分を有するように形成
される。このとき、第２の電極２０ａは圧電体１６ａの
裏面全体に形成される。また、第１の電極１８ａは、振
動子１２の長さ方向に対して、圧電体１６ａの表面の中
央部に形成され、振動子１２の幅方向に対して、圧電体
１６ａの表面の一端から他端にわたって形成される。

【００１３】そして、第２の電極２０ａの裏面には、接
着剤層２２ａ，２２ａが形成される。このとき、接着剤
層２２ａ，２２ａは、第１の電極１８ａおよび第２の電
極２０ａの対向部分を除く部分すなわち圧電素子１４ａ
の両端部に形成される。そして、接着剤層２２ａ，２２
ａの接着剤によって、圧電素子１４ａは振動子１２の側
面に接着される。すなわち、圧電素子１４ａは、第１の
電極１８ａおよび第２の電極２０ａの対向部分を除く部
分で振動子１２の側面に接着される。

【００１４】同様に、圧電素子１４ｂ，１４ｃは薄板状
の圧電体１６ｂ，１６ｃを含み、その両面にそれぞれ電
極１８ｂ，２０ｂおよび電極１８ｃ，２０ｃが形成され
る。そして、一方の電極２０ｂ，２０ｃの裏面には、接
着剤層２２ｂ，２２ｂおよび２２ｃ，２２ｃが形成さ
れ、接着剤層２２ｂ，２２ｂおよび２２ｃ，２２ｃの接
着剤によって、圧電素子１４ｂ，１４ｃは振動子１２の
側面に接着される。

【００１５】この圧電振動ジャイロ１０では、圧電素子
１４ａ，１４ｂおよび圧電素子１４ｃ間に信号を与える
ことによって、圧電素子１４ｃ形成面に直交する方向
に、振動子１２が屈曲振動する。そして、この振動子１
２の軸方向を中心として、回転角速度が加わると、振動
子１２の振動方向と直交する方向にコリオリ力が働き、
振動子１２の振動方向がずれる。そのため、圧電素子１
４ａおよび圧電素子１４ｂ間に出力の差が生じ、この出
力の差を測定することによって、振動子１２に加わった
回転角速度を測定することができる。

【００１６】この実施例によれば、圧電振動ジャイロ１
０において、圧電素子１４ａ，１４ｂおよび１４ｃは、
それぞれ２つずつの電極１８ａ，１８ｂ，１８ｃおよび
２０ａ，２０ｂ，２０ｃの対向部分を除く部分で振動子
１２に接着される。すなわち、圧電体１６ａ，１６ｂ，
１６ｃの伸縮応力が、圧電素子１４ａと振動子１２との
接着面に発生した残留応力の影響を受けにくい。そのた
め、振動子１２の屈曲運動が安定化し、圧電振動ジャイ
ロ１０の温度変化による電気特性の不良を防止できる。
したがって、温度変化に対して、圧電振動ジャイロ１０
の電気特性を安定化でき、製品不良を減少させることが
できる。

【００１７】図５はこの発明の他の実施例を示す断面図
である。この実施例では、特に、第２の電極２０ａの裏
面の全面には、接着剤層２２ａが形成され、接着剤層２
２ａの裏面には、薄板状の分離シート２６ａが形成され
る。このとき、接着剤層２２ａは断面コの字形に形成さ
れ、分離シート２６ａは、振動子１２の長さ方向に対し
て、圧電体１６ａの両端部において、接着剤層２２ａに
挟み込まれる。すなわち、分離シート２６ａは、第１の
電極１８ａおよび第２の電極２０ａの対向部分に形成さ
れる。そして、接着剤層２２ａの接着剤によって、圧電
素子１４ａは振動子１２の側面に接着される。したがっ
て、圧電素子１４ａは、第１の電極１８ａおよび第２の
電極２０ａの対向部分を除く部分で振動子１２の側面に
接着される。同様に、圧電素子１４ｂ，１４ｃの裏面に
は、接着剤層２２ｂおよび２２ｃが形成され、接着剤層
２２ｂおよび２２ｃの裏面には、薄板状の分離シート２
６ｂおよび２６ｃが形成される。

【００１８】この実施例によれば、分離シート２６ａ，
２６ｂ，２６ｃは、第１の電極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ
および第２の電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃの対向部分に
形成され、圧電素子１４ａと振動子１２との接着面を遮
断する。したがって、この実施例のように、圧電振動ジ
ャイロ１０を構成しても、圧電体１６ａ，１６ｂ，１６
ｃの伸縮応力が、圧電素子１４ａと振動子１２との接着
面に発生した残留応力の影響を受けにくく、圧電振動ジ
ャイロ１０の温度変化による電気特性の不良を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１の断面図である。

【図３】図１実施例の圧電振動ジャイロ１０の一部を示
す斜視図である。

【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。

【図５】この発明の他の実施例を示す断面図である。

【図６】従来の圧電振動ジャイロの一例を示す斜視図で
ある。

【図７】図６の断面図である。

【図８】図６のＡ−Ａ断面の位置と広がり振動方向の応
力との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 圧電振動ジャイロ １２ 振動子 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ 圧電素子 １６ａ，１６ｂ，１６ｃ 圧電体 １８ａ，１８ｂ，１８ｃ 第１の電極 ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 第２の電極 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 接着剤層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動子、および前記振動子の側面に接着
   される圧電素子を含む圧電振動ジャイロであって、 前記圧電素子は、 圧電体、および前記圧電体の両面に対向部分を有するよ
   うに形成される２つの電極を含み、 前記圧電素子は前記２つの電極の対向部分を除く部分で
   前記振動子に接着された、圧電振動ジャイロ。