JPH087068B2 - 音片型振動ジヤイロ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転速度を検出するための音片型振動ジヤイ
ロに関する。

〔従来の技術〕

従来の音片型振動ジヤイロを第３図（ａ），（ｂ）お
よび（ｃ）に例示する。本図において、断面が正方形の
音片１の一つの側面の中央に駆動用の圧電セラミック２
および前記側面と直角をなす隣の側面の中央に抽出用の
圧電セラミック３が接着されている。本音片型振動ジヤ
イロにおいて駆動用の圧電セラミック２に信号を加える
と、音片は第３図（ｂ）のような振動モードでＸ軸方向
の屈曲振動をするが、抽出用の圧電セラミックが、駆動
用の圧電セラミックの接着面と直角に側面中央部に接着
されているので、抽出用圧電セラミック内に発生する電
荷は正負同量となり打消し合う。したがって抽出用の圧
電セラミックには週力が発生しない。しかし、本音片型
振動ジヤイロを第３図（ａ）に示したようにＺ軸で回転
させると、コリオリの力によるＹ軸方向の力が発生し、
第３図（ｃ）に示したようなＹ軸方向の横振動も発生す
る。したがって、抽出用圧電セラミックに出力を生じ
る。コリオリの力Fcは次式で表わされる。

Fc＝−2mΩ この式で:mは等価質量，Ωは回転の角速度，はＹ軸
方向の速度である。

以上のように、抽出用圧電セラミックに発生する出力
によりＺ軸に対する回転の角速度を検出することができ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の音片型振動ジヤイロは、駆動用および
抽出用の圧電セラミックが音片の各々の面の中央に正確
に接着することにより、駆動用の圧電セラミックでは、
Ｘ方向の振動を駆動せず、また抽出用の圧電セラミック
ではＹ方向の振動を抽出しない構成となっている。した
がって、圧電セラミックの接着位置が正確に面の中央で
なく多少でもずれた場合には、駆動用の圧電セラミック
によりＸ方向の振動も駆動される。また、同様に、抽出
用圧電セラミックでもＹ方向の振動も抽出する。そのた
め音片型振動ジヤイロが回転しない場合にも出力が発生
し、回転成分のみを正確に検出できなくなるという欠点
がある。さらに、駆動用圧電セラミックと抽出用圧電セ
ラミックの距離が近いため、双方の圧電セラミック間で
容量を持ち直接圧電セラミック間で信号が漏れて、無回
転時にも出力を発生し易いという欠点もある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は上述の欠点を除去した音片型振動ジヤ
イロを提供することにある。

本発明の音片型振動ジヤイロは、正方形の一つの角に
面取りを施した断面をもつ音片と、その音片の面取りに
隣接した１つの側面に接着した一枚の圧電セラミック
と、前記側面に隣接する２つの側面にそれぞれ一枚づつ
接着された一対の圧電セラミックとを有している。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図（ａ），（ｂ）および（ｃ）に本発明の実施例
の斜視図，正面時および右側面図である。本図におい
て、面取り部４を持つ音片１の面取り部に接した一側面
には駆動用圧電セラミック２が接着されている。また、
駆動用圧電セラミックが接着されている面に隣接する２
つの側面にはそれぞれ１枚づつ抽出用圧電セラミック3,
3′が接着されている。そしてこれらの抽出用圧電セラ
ミックはそれぞれの接着面上で駆動側の圧電セラミック
の接着面とは反対側の面と接する角に沿って配置されて
いる。第１図（ｃ）で＋−は圧電セラミックの分極方向
を示すための表側の極性の表示である。本音片型振動ジ
ャイロで、駆動用圧電セラミックに信号を入力すると、
第１図（ｃ）に示すように、駆動用圧電セラミック２の
近傍に面取り部４があるので、Ｘ方向およびＹ方向に縮
退した振動モードの２つの振動が励起される。双方の振
動により抽出用圧電セラミック３および３′には極性が
逆で、同量の電荷が発生するため、電荷は相殺される。
したがって無回転時には出力は発生しない。そして、回
転があった場合には、次式のコリオリの力Fxy（Ｘ成
分）,Fxy（Ｙ成分）が発生する。

Fxy＝2m₂Ω Fxy＝−2m₁Ω ここでm₁,m₂は等価質量，Ωは回転の角速度，およ
びはそれぞれＸ軸およびＹ軸方向の速度である。これ
らのＸ方向及びＹ方向に発生するFxy（Ｘ成分）、Fxy
（Ｙ成分）は、等価質量m₁、m₂が異なるため、違った値
となる。従って、抽出用圧電セラミック３および３′に
発生する電荷の量も異なってくるため、出力を発生す
る。本音片型振動子の等価回路を第２図に示す。本回路
ではZ₁＝Z₂なので無回転はFxy＝0,Fxy＝０となり出力は
０となる。回転時にはFxy≠0,Fxy≠０となり出力を発生
する。

本発明の音片型振動ジヤイロでは抽出側の圧電セラミ
ックが音片の角に沿って配置されるので、圧電セラミッ
クの位置決めが容易で位置ずれを起こしにくいという特
長を有している。また、駆動側と抽出側の圧電セラミッ
ク間の距離を大きくとれるので、双方の圧電セラミック
間の静電的な結合も小さいといる利点もある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明には、抽出側の圧電セラ
ミックを２枚に分けることにより、接着位置ずれを起し
にくく、入出力間の結合を小さくできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ本発明の
音片型振動ジヤイロの斜視図，正面図および右側面図、
第２図は本発明の音片型振動ジヤイロの等価回路図、第
３図（ａ）は従来の音片型振動ジヤイロの斜視図、第３
図（ｂ）および（ｃ）ぱ振動モードを説明するための図
である。 図において、１……音片、２……駆動側圧電セラミッ
ク、3,3′……抽出側圧電セラミック、４……面取り
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一つの角が面取りされた正方形の断面を持
   つ音片と、該音片の側面に接着された３枚の圧電セラミ
   ックとから構成される音片型振動ジヤイロにおいて、前
   記圧電セラミックの一枚は前記面取りと接した側面に配
   置され、同一形状の残りの２枚は前記一側面と隣接する
   ２つの側面上にそれぞれ前記一側面と接しない角部に沿
   って配置されたことを特徴とする音片型振動ジヤイロ。