JPH0843105A - 振動ジャイロ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型で、かつ、感度的にも良好な特性を持つ振
動ジャイロを提供する。 【構成】振動ジャイロ１は、略正三角柱状の振動体２
を、その端面７ａ，７ｂの凹部８ａ，８ｂで、略短冊状
の支持部材９ａ，９ｂの突起部１０ａ，１０ｂに固着
し、振動体２を支持部材９ａ，９ｂにより両端支持構造
とし、振動体２と支持部材９ａ，９ｂの共振周波数を一
致させたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動ジャイロに関し、
特に例えば、回転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振れ
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２０は、例えば略正三角形状の振動体２１
を含む。振動体２１の側面には、それぞれ圧電素子２２
ａ，２２ｂ，２２ｃが形成される。圧電素子２２ａ，２
２ｂ，２２ｃは、それぞれ磁器などからなる圧電層２３
を含む。そして、圧電層２３の両面に電極２４が形成さ
れる。これらの電極２４の一方が、振動体２１に接着剤
などで接着される。さらに、振動体２１のノード点付近
の稜線部分、つまり、振動体２１の長さＬに対して両端
から中央に向かって０．２２４Ｌの位置に支持部材２５
を固着する。支持部材２５は、例えば金属線などで、略
コ字状に形成され、溶接や接着剤などによって振動体２
１に固着される。そして、支持部材２５の端部が、支持
基板（図示せず）などに取り付けられる。

【０００３】この振動ジャイロ２０では、圧電素子２２
ａ，２２ｂと圧電素子２２ｃとの間に発振回路（図示せ
ず）が接続される。この発振回路によって、振動体２１
は圧電素子２２ｃ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２１の軸を中心として回転する
と、コリオリ力によって屈曲振動の方向が変わる。それ
によって、圧電素子２２ａ，２２ｂの出力信号に差が生
じる。したがって、圧電素子２２ａ，２２ｂ間の出力電
圧の差を測定すれば、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
従来の振動ジャイロ２０を小型化するためには、振動体
２１の長さＬを短くすることが不可欠であるが、振動ジ
ャイロ２０の長さＬを短くすることにより、感度特性が
劣化するという問題点があった。

【０００５】それゆえ、本発明の主たる目的は、小型
で、かつ、感度的にも良好な特性を持つ振動ジャイロを
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、柱状の振動体と、該振動体の両端に取
り付けられた支持部材を含み、前記振動体と支持部材の
共振周波数を一致させたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記の構成によれば、振動体は、その両端を支
点として屈曲振動を行うことができる。その際、振動体
と支持部材の共振周波数が一致しているので、支持部材
から外部に漏れる振動を低減できる。

【０００８】

【実施例】図１（Ａ）は本発明の振動ジャイロの一例を
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１は、例えば略正三角柱状の振動体２を含
む。振動体２は、例えばエリンバ，４２Ｎｉ合金などの
恒弾性金属材、或いは、石英、ガラス、水晶、セラミッ
ク等の一般的に機械的振動を生じる材料で形成される。
振動体２の３つの側面には、それぞれ圧電素子３ａ，３
ｂ及び３ｃが形成される。

【０００９】圧電素子３ａは磁器などからなる圧電層４
ａを含み、この圧電層４ａの両面に電極５ａ，６ａが形
成される。そして、一方の電極５ａが、第１の振動体２
の側面に接着される。同様に、圧電素子３ｂ，３ｃは、
それぞれ圧電層４ｂ，４ｃを含む。そして、圧電層４ｂ
の両面に電極５ｂ，６ｂが形成され、圧電層４ｃの両面
に電極５ｃ，６ｃが形成される。これらの圧電素子３
ｂ，３ｃの一方の電極５ｂ，５ｃが、振動体２の側面に
接着される。

【００１０】図２に示すように、振動体２の端面７ａ，
７ｂの重心部分には、凹部８ａ，８ｂが設けられ、例え
ば金属材などで形成された略短冊状の支持部材９ａ，９
ｂの中央付近に設けられた突起部１０ａ，１０ｂに係止
される。さらに、振動体２の端面７ａ，７ｂの凹部８
ａ，８ｂは、溶接、或いは、接着剤、半田付などによ
り、支持部材９ａ，９ｂの突起部１０ａ，１０ｂに固着
される。この場合、支持部材９ａ，９ｂの各々の両端
は、ケース部材の内側面（図示せず）などに取り付けら
れている。

【００１１】なお、上述の実施例では、支持部材９ａ，
９ｂの形状を略短冊状としたが、図３に示すように、支
持部材９ａを一対の脚部１１ａ，１１ａと、その間を連
絡する連絡部１２ａからなる略コ字状に金属線などで形
成し、同様に支持部材９ｂを一対の脚部１１ｂ，１１ｂ
と、その間を連絡する連絡部１２ｂからなる略コ字状に
金属線などで形成し、橋絡部１２ａ，１２ｂの中央付近
に突起部１０ａ，１０ｂを設けて、振動体２の凹部８
ａ，８ｂを係止してもよい。

【００１２】振動体２は、圧電素子３ａ，３ｂと圧電素
子３ｃとの間に発振回路（図示せず）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
中心軸を中心として回転すると、コリオリ力によって屈
曲振動の方向が変わる。それによって、圧電素子３ａ，
３ｂの出力信号に差が生じる。したがって、圧電素子３
ａ，３ｂ間の出力電圧の差を測定すれば、振動体２に加
わった回転角速度を検出することができる。

【００１３】このような振動ジャイロ１では、上述した
ように振動体２の両端に支持部材９ａ，９ｂを取り付け
てなる両端支持構造をとることにより、振動体２の長さ
を、図４に示した従来の振動ジャイロに比べ、振動体の
ノード点の位置にまで、つまり、従来の振動ジャイロの
振動体の長さＬに対して０．５５２Ｌにまで短縮するこ
とができる。さらに、振動ジャイロ１は支持部材９ａ，
９ｂが振動体２と共振周波数が一致するように形成され
ているため、支持部材９ａ，９ｂから外部に漏れる振動
を低減し、感度的にも良好な特性を有することができ
る。

【００１４】なお、上述の実施例では、略正三角形状の
振動体２を用いたが、振動体２の形状としては四角柱状
などの他の角柱状でも、円柱状であってもよい。また、
圧電素子の数は３つに限らず、必要に応じて圧電素子を
増減してもよい。さらに、支持部材９ａ，９ｂの形状は
略短冊状、略コ字状に限らず、他の形状でもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる振
動ジャイロによれば、本発明によれば、両端支持構造を
とることにより、振動体の長さを従来の約半分に短縮で
き、小型化が可能となる。また、支持部材と振動体の共
振周波数を一致させることによって、支持部材から外部
に漏れる振動を低減し、感度的にも良好な特性を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の一実施例における振動ジャイ
ロを示す斜視図であり、（Ｂ）はその断面図である。

【図２】図１に示した振動ジャイロを示す平面図であ
る。

【図３】本発明の振動ジャイロの変形例を示す斜視図で
ある。

【図４】（Ａ）は従来の振動ジャイロを示す斜視図であ
り、（Ｂ）はその断面図である。

【符号の説明】

１ 振動ジャイロ ２ 振動体 ７ａ，７ｂ 端面 ８ａ，８ｂ 凹部 ９ａ，９ｂ 支持部材 １０ａ，１０ｂ 突起部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】柱状の振動体と、該振動体の両端に取り付
   けられた支持部材を含み、前記振動体と支持部材の共振
   周波数を一致させたことを特徴とする振動ジャイロ。