JPH0633366Y2 - 振動ジヤイロ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、振動ジャイロに関する。

［従来の技術］ 振動ジャイロは、「速度を持った物体に角速度を加える
とコリオリの力が生じる」という原理をもとに、物体に
振動を加えて速度を与え、この物体に角速度が加わった
時に生じるコリオリの力を物体の変位として検出して、
物体に加わった角速度を検出するものである。この振動
ジャイロは、回転体の角運動量を利用した従来の一般的
なレートジャイロと比べて、ベアリング等の摩耗部分が
ないため寿命が長い、後述のように駆動、および、検出
のために圧電素子を使用するので低消費電力である、等
の特長を持っている。

前記振動ジャイロにおける振動を加える物体、つまり、
振動子の形状として、例えば、音叉型、Ｈ型等がある
が、Ｈ型の従来の振動ジャイロを第６図に示す。この振
動ジャイロ１は、Ｈ型の振動子２の中央部に支持棒３を
貫通させて一体に固定し、この支持棒３の両端部を円筒
状のケーシング４に固定し、そして、振動子２の幅方向
両側面2aの上、下部の４箇所に駆動用の圧電素子５を張
り付け、一方、この駆動用圧電素子５を張り付けた面と
直角な振動子厚み方向の面2bの左右、上下４箇所に前記
の各駆動用圧電素子５と対になる検出用の圧電素子６を
張り付けた構造である。従来の振動ジャイロ１において
は、図示のように、振動子２を支持する支持棒３をケー
シング４に直接固定していた。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記の振動ジャイロは、例えば自動車に搭載され、自動
車の車体制御を行う際の車体の動きを検知する用途等に
使用されるが、自動車のように振動環境が厳しい設置条
件では、振動ジャイロ自身による振動と外来振動ノイズ
との判別ができないので、検出信号に外来振動ノイズが
影響し、誤動作が生じるという問題があった。

この考案では上記従来の問題点を解決して、外来振動ノ
イズの影響が少なく、振動環境の厳しい条件でも正確な
角速度検出を行うことのできる振動ジャイロを得ること
を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本考案では上記問題点を解決するために、振動子を支持
する支持棒の両端部を、金属材料と非金属材料とを接合
してなる制振材を介してケーシングに固定した。

［作用］ 上記構成において、支持棒が制振材を介してケーシング
に支持されているので、外部の振動によりケーシングが
振動しても、支持棒に伝わる振動は、制振材で減衰して
低レベルとなり、この支持棒で支持されている振動子に
加わる外来振動ノイズは低減される。これにより、振動
環境の厳しい場所に設置した場合でも、誤差の少ない正
確な角速度検出が可能となる。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を第１図〜第５図を参照して説
明する。

第１図〜第５図は第１実施例を示し、第１図は振動ジャ
イロ10の部分切欠き斜視図、第２図は同平面図、第３図
は第２図におけるIII−III線断面図、第４図は第２図に
おけるIV−IV線断面図である。各図において、Ｈ型の振
動子２、この振動子２の中央に貫通固定した支持棒３、
振動子２に張り付けられた駆動用圧電素子５、および、
検出用圧電素子６については、第６図に示した従来のも
のと同様である。

本考案第１実施例においては、前記支持棒３が、第５図
に拡大して示すごとく金属材料11a,12aと非金属材料、
例えば合成樹脂11b,12bとを接合してなる複合材料であ
る制振材11,12を介してケーシング13に固定されてい
る。この実施例では、各制振材11,12は、いずれも環状
をなし、ケーシング上部14とケーシング下部15との間に
介在し接合されて、円筒状のケーシング13の一部を構成
している。そして、両制振材11,12相互の接合部に支持
棒３を嵌合する溝11c,12cを有し、この溝11c,12cにおい
て支持棒３を挟持し一体に接合している。

上記構成の振動ジャイロ10の動作を説明する。駆動用の
圧電素子５に電圧を加えると、振動子２が矢印（イ）方
向に振動する。この振動ジャイロ10にケーシング13の筒
心に直交する平面内の回転による角速度が加わると、振
動子２に矢印（ロ）方向のコリオリの力が生じる。この
コリオリの力により振動子２にたわみ変形が生じ、この
たわみ変形により検出用圧電素子６に電圧が発生する。
こうして、検出用圧電素子６からの検出電圧信号から、
振動子２のたわみ変形が検出され、このたわみ変形から
振動子２に加わったコリオリの力が検出され、このコリ
オリの力から振動ジャイロに与えられた角速度が検出さ
れる。また、角速度を積分すれば、回転角が算出され
る。

上記の動作において、振動ジャイロ10を例えば自動車に
設置した場合、車体の振動により、車体に取り付けられ
ているケーシング13が振動するが、支持棒３が制振材1
1,12を介してケーシング13に支持されているので、外部
の振動によりケーシング13が振動しても、支持棒３に伝
わる振動は、制振材11,12で吸収されて低レベルとな
り、この支持棒３で支持されている振動子２に加わる外
来振動ノイズは低減される。これにより、振動子２の固
有振動数は外部振動の影響を受けず、誤差の発生は少な
くなり、正確な角速度検出が可能となる。

尚、本考案において、制振材の一構成要素である非金属
材料は、合成樹脂の他、緩衝作用を有する材料を適宜利
用できる。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、筒状のケーシング
と、ケーシングに収容した振動子と、振動子より延び、
ケーシングに接合した支持棒とを具備し、ケーシング
は、上部と下部に分かれ、その上部と下部との間には、
環状の金属材料と非金属材料とを接合してなる制振材が
介在し接合された構成から成り、振動子を支持する支持
棒の両端部を、金属材料と非金属材料とを接合してなる
制振材を介してケーシングに固定したので、ケーシング
から支持棒を介して振動子に伝達される外来振動ノイズ
を低減することが可能となり、これにより、振動環境の
厳しい場所に設置した場合でも、誤差の少ない正確な角
速度検出が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す振動ジャイロの一部切
欠き斜視図、第２図は同平面図、第３図は第２図におけ
るIII−III線断面図、第４図は第２図におけるIV−IV線
断面図、第５図は支持棒端部近傍の拡大斜視図、第６図
は従来の振動ジャイロを示す一部切欠き斜視図である。 ２……振動子、３……支持棒、 11,12,20……制振材、 11a,12a,20a……金属材料、 11b,12b,20b……合成樹脂（非金属材料）、 13,21……ケーシング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状のケーシングと、前記ケーシングに収
   容した振動子と、前記振動子より延び、前記ケーシング
   に接合した支持棒とを具備し、 前記ケーシングは、上部と下部に分かれ、その上部と下
   部との間には、環状の金属材料と非金属材料とを接合し
   てなる制振材が介在し接合された構成から成り、 前記支持棒の両端部は、前記制振材の金属材料と非金属
   材料に挟持されて支持されていることを特徴とする振動
   ジャイロ。