JPH09280869A - 圧電振動ジャイロ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号入出力用リード線が必要以上に圧電振動
子に固着されず、振動の漏れが少なく、特性が安定した
圧電振動ジャイロを供すること。 【解決手段】 圧電振動子１の半田点１２に接着剤が過
剰に供給されないように、ホルダー７の支持部７１の中
央孔６と支持具５が接する部分より支持具の外縁部に向
けて貫通孔１０、又はスリット１０を設けて、接着の際
に過剰の樹脂を逃がすようにした構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ一体型ＶＴ
Ｒの手振れ防止や自動車のナビゲーションシステムなど
に用いられれるジャイロスコープの内、特に、圧電振動
子の超音波屈曲振動を用いた、いわゆる圧電振動ジャイ
ロに関し、特に圧電セラミックス振動子を支持するため
のホルダーに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電振動ジャイロは、振動している物体
に回転角速度が与えられると、その振動方向と垂直な方
向にコリオリ力を生ずるという力学現象利用したジャイ
ロスコープである。互いに直交する二つの方向の励振と
検出が可能であるように構成した振動系において、一方
の振動を励振した状態で、振動子自身を二つの振動面が
交わる線と平行な軸を中心軸として回転させると、前述
のコリオリ力の作用により、この振動と直角な方向に力
が働き、他方の振動が励振される。この振動の大きさ
は、入力側の振動の大きさ及び回転角速度に比例するた
め、入力電圧が一定の場合、出力電圧の大きさから回転
角速度の大きさを求めることができる。

【０００３】図２は、圧電振動ジャイロの本体である円
柱状の圧電セラミックスからなる圧電振動子１の概略構
造を示す図である。圧電振動子１の長手方向に平行な帯
状電極２が数本形成されており、圧電振動子１の長手方
向の両端から２２.４％の位置にある屈曲振動の節点を
結ぶ線（以下、節点線と略称）４上で、且つ各帯状電極
２の幅方向中央部に、信号入出力用リード線３が半田点
１２で固定され、前記帯状電極２を用いて分極処理を施
す。

【０００４】図３は、前記圧電振動ジャイロ用振動子を
その節点線４上で支持するために用いる軟弾性体からな
る環状の支持具５の斜視図である。

【０００５】又、図４は、従来の圧電振動ジャイロ用振
動子１のホルダーの斜視図で、図４（ａ）は振動子組込
み前、図４（ｂ）は振動子組込み後の図である。環状の
支持具５は、中央に圧電振動子１の外径と同じ径の中央
孔６を有する絶縁性のゴム状弾性材料からなる環状体
で、この環状の支持具５の外径と同じ径をもつホルダー
７の一対の板状の支持部７１に設けられた環状支持具装
着孔７２にはめ込み、接着する。この環状支持具装着孔
７２にはめ込まれて接着された支持具５の中央孔６に、
前記の圧電振動子１を挿入し、支持具５の中央孔６の縁
部で圧電振動子１の屈曲振動の節点線４を支持し、この
環状の支持具５と圧電振動子１の接する部分に、シリコ
ーンゴム等を主成分とする接着剤９を注入し、接着す
る。次に、駆動あるいは検出用の電極に接続された信号
入出力用リード線３を回路基板と電気的に接続するため
の金属端子棒８に半田付けする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図４に示した従来の圧
電振動ジャイロ用振動子においては、ホルダー７の支持
部７１にはめ込み、接着された支持具５の中央孔６に、
圧電振動子１を挿入し、前記圧電振動子１と前記環状の
支持具５と接する部分に、シリコーンゴム等を主成分と
する接着剤９を注入し接着する。接着剤９は、高温で固
形化するものを用いており、常温から高温に温度を上げ
ていくと、接着剤９は、常温時と比較して粘度が一旦、
低下し、更に、高温状態に放置することにより、固形化
する。ところで、接着剤９は、常温時では粘度が高いた
め、接着面及び接着面付近のわずかな隙間には入り込ま
ないが、高温状態では一旦粘度が低下することにより、
毛細管現象により、接着面の隅々まで流れ込むことによ
り、接着強度が向上する。しかし、圧電振動子１と支持
具５の接着部付近には、信号入出力用リード線３が帯状
電極２の駆動、あるいは検出用電極に電気的に接続され
ており、接着剤９が、信号入出力用リード線３と圧電振
動子１の接合部（半田点近傍）に付着することにより、
信号入出力用リード線が接着剤により圧電振動子１に強
く固着され、振動の漏れが生ずる。その結果、圧電振動
ジャイロとして特性的に不安定になってしまう。

【０００７】そこで、本発明の課題は、上記に示した従
来の圧電振動ジャイロの組立工程において発生する欠点
を除去し、量産に適し、特性的に安定した圧電振動ジャ
イロを供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、屈曲振
動する圧電振動子の節点あるいは節点線上を、軟弾性体
からなる支持具を介し振動子ホルダーに接着固定する圧
電振動ジャイロにおいて、軟弾性体からなる環状の支持
具と圧電振動子をシリコーンゴム等を主成分とする接着
剤で接着するときに、ホルダーの支持部に環状の支持具
をはめ込むためにホルダーの支持部に設けられた環状支
持具装着孔の内縁と支持具の中央孔の外縁との接着部近
傍から支持部の外縁まで開放した接着剤を逃がすための
貫通孔、あるいはスリットを設けることにより、振動子
の節点線上から取り出される信号入出力用リード線が接
着剤により必要以上に前記圧電振動子に固着されること
がなく、信号入出力用リード線から振動が漏れることの
少ない、特性的に安定な圧電振動ジャイロが得られる。
又、本発明によれば、量産に適した圧電振動ジャイロが
得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明では、圧電振動子と圧電振
動子の節点線上の半田点から取り出される信号入出力用
リード線が、接着剤により、半田点近傍で強く固着され
ることがないため、信号入出力用リード線から漏れる振
動を少なくし、特性を安定させることができる。又、本
発明は、半田点近傍の信号入出力用リード線が、圧電振
動子に接着剤で固着されることを容易に防止でき、量産
性に適した構造を提示している。

【００１０】

【実施例】以下、実施例により、本発明の構成を具体的
に説明する。

【００１１】図１は、ホルダー７（図４参照）に軟弾性
ゴムからなる支持具５、及び圧電振動子１を組み込んだ
後の図であるが、特に、圧電振動子１の支持の状態をわ
かりやすくするために、圧電振動子１の支持部分の近傍
を軸方向断面で図示したものである。樹脂製のホルダー
７には、圧電振動子１の長軸方向に対して直交するよう
に、圧電振動子１の節点線の位置に一対の板状の支持部
７１（図４参照）が設けられている。組立手順を、図４
も参照して説明する。樹脂製のホルダー７の支持部７１
の中央孔６に、絶縁性を有する軟弾性ゴムからなる支持
具５をはめ込み接着する。支持具５の形状は、図２に示
すように、圧電振動子１の外径と同じ大きさの内径を有
する環状体で、圧電振動子１に接する内縁部に向かって
外縁部より厚さを薄くしているので、環状部を断面で見
ると、三角形状をしており、圧電振動子１に接する部分
の近傍に接着剤が溜り易い構造となっている。この段階
では、貫通孔１０、もしくはスリット１０は、接着剤が
流入しないように塞いでおく。接着剤が完全に硬化した
後に、貫通孔１０、もしくはスリット１０を開放する。
次に、支持具５を接着したホルダー７に、信号入出力用
リード線３が、振動の節点線４上に半田付けされた圧電
振動子１を、支持具５の中央孔６の内縁部で支持される
ように装着する。更に、圧電振動子１と支持具５が接す
る部分に、接着剤９を注入し、支持具５を介して圧電セ
ラミックス振動子１をホルダー７の支持部７１に仮接着
する。ここで、使用する接着剤９は、熱硬化型シリコー
ン接着剤を使用している。次に、ホルダー７を高温雰囲
気内に放置する。シリコーンゴムを主成分とする接着剤
９は、常温ではゼリー状であったものが、粘度が下が
り、液化し、細部に浸透する。このとき、従来の圧電振
動ジャイロのホルダー７の支持部７１の構造では、節点
線４上に半田付けされている信号入出力用リード線３と
圧電振動子１との僅かな隙間に接着剤９が進入し、更
に、毛細管現象により接着剤９が吸い上げられ、そのま
ま固形化することにより、信号入出力用リード線３が必
要以上に圧電振動子１に固着して束縛されてしまう。本
発明では、高温雰囲気内に圧電振動子１が仮接着されて
いるホルダー７を放置し、接着剤９が液状になると、貫
通孔１０、もしくはスリット１０に浸透していくことに
より、半田点近傍の信号入出力リード線３が、圧電振動
子１に、接着剤によって必要以上に固着されることはな
い。

【００１２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、圧電振動子を支持具を介してホルダーに支持する工
程において、信号入出力用リード線が必要以上に圧電振
動子に固着されることがなく、信号入出力用リード線か
らの振動の漏れが少ないため、特性の安定した圧電振動
ジャイロを提供可能である。又、本発明によれば、信号
入出力用リード線が圧電振動子に必要以上に固着される
ことを容易に回避できるため、量産に適した圧電振動ジ
ャイロを提供可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧電振動ジャイロ用振動子の支持具接
着部近傍の軸方向断面図。

【図２】円柱状圧電セラミックス振動子の概略構造図。

【図３】環状の支持具の斜視図。

【図４】従来の圧電振動ジャイロ用振動子の構成を示す
図、図４（ａ）は組立前の斜視図、図４（ｂ）は組立後
の斜視図。

【符号の説明】

１ 圧電振動子 ２ 帯状電極 ３ 信号入出力用リード線 ４ 節点線 ５ （軟弾性体からなる環状の）支持具 ６ （支持具の）中央孔 ７ ホルダー ８ 金属端子棒 ９ シリコーンゴムを主成分とする接着剤 １０ （接着剤を逃がすための）貫通孔、もしくはス
リット １２ 半田点 ７１ 支持部 ７２ （支持部の）環状支持具装着孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円柱状の圧電振動子が、該圧電振動子
   の振動の節点あるいは節点線上で軟弾性体からなる環状
   の支持具を介してホルダーの支持部に接着され、前記ホ
   ルダーが回路基板上に固定され、前記圧電振動子と前記
   回路基板とが前記ホルダーに設けられた端子を介して電
   気的に接続され、前記圧電振動子の屈曲振動モードを利
   用して回転角速度を検出する圧電振動ジャイロにおい
   て、前記ホルダーの支持部に前記環状の支持具との接着
   部より外縁部に達する圧電振動子の長手方向と略垂直方
   向の貫通孔を設けたことを特徴とする圧電振動ジャイ
   ロ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の圧電振動ジャイロにおい
   て、前記貫通孔の代わりにスリットを設けたことを特徴
   とする圧電振動ジャイロ。