JPS60185111A - ジヤイロ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ジャイロ装置、特に振動型或は音叉型ジャイ
ロ装置に関する。

背景技術とその問題点 従来、この種の振動型ジャイロ装置としては、例えば第
１図に示すようなものが提案されている。

この第１図に示す従来のジャイロ装置では、音叉（１ン
を、撓み軸（３ンを介して基台（２ンに取付ける。音叉
（１〕の上端に近い位置に、変位検出器（６）及び駆動
コイル（４）を取付け、変位検出器（６）の出力を、駆
動環中器（５）を通して駆動コイル（４）に入力し、音
叉（１１の振動振巾を一定に保持してる。音叉（１１の
撓み軸（３）の軸（Ｚ−Ｚ）のまわりに、角速度Ωが入
力されると、音叉（１１の振動速度Ｖ、入力角速度Ωに
対応したコリオリの力Ｆｃが発生し、これにより、音叉
（１）全体が軸（Ｚ−Ｚ　）のまわりに交番的に回転す
る。

即ち、捩り振動が、音叉（１）に発生する。

第１図に示す従来例では、音叉ｆ１）のこの捩り振動を
、捩り検出器（８）で検出し、この検出出力と駆動環中
器（５）の出力とを、デモシュレーク（７）で同期整流
することにより、入力角速度Ωを検出して、ジャイロ装
置を構成している。

しかしながら、かかる従来の振動型ジャイロ装置にあっ
ては、出量の大きい音叉（１）を片持ち的に支持する構
造の為、撓み軸（３）の負荷容量を大きくとる必要があ
り、この部分が大型化すること、入力角速度Ωに対応し
たコリオリのカＦｃを、大きな慣性モーメントを有する
音叉［１１の回転角として取り出す方式の為、入力角速
度Ωに対する感度が芯く、これを増大しようとすると、
装置全体が大型化しζしまうこと、撓み軸（３）と捩り
検出器（８）とが別々の部拐から構成されている為、構
造が複雑であり、１１つ検出感度が低いこと等の問題点
（欠点）があった。

発明の目的 従って、本発明の主目的は、このような従来の欠点を除
いたジャイロ装置を提供せんとするものである。

発明の概要 本発明に於ては、略々止方形断向の２個の振動腕を有す
る音叉の該２（ＩＭの振動腕の基部近傍の外側面に夫々
２個の駆動用圧電素子を取付けると共に、それ等の上記
外側面と直交する側面に夫々２個の検出用圧電素子を固
定し、且つ上記音叉をその基部において、基台に直接取
付けるという極めて単純な構成により、上記従来のジャ
イロ装置の諸問題を解決したものである。

実施例 以下本発明によるジャイロ装置の一実施例を、その斜視
図である第２図を参照し゛ζ説明しよう。

尚、同図において、第１図に対応する符号は同一素子を
示すものとする。

第２図に示す本発明の実施例では、平扱状の基台（２）
に、音叉ｉｌｌを、その音叉軸（Ｚ−Ｚ　）が基台（２
）の面と直交する如く、その基部（１−１）において直
接取付ける。本発明では、音叉ｆｌ）の２個の振動腕（
１−ビ）を、夫々断面略々正方形の棒状部材より形成し
、それ等を連結するのが基部（１−１）である。各、振
動腕（ｌ−ビ）の基部（１４）近傍の外側面に、駆動用
圧電素子＋４１　、（４’）を夫々接着等の方法により
取付ける一方、」１記２個の振動腕（１−１’）の基部
（１−１）近傍で上記外側面と直交する側面に、２個の
検出用圧電素子（４０）　、（４０’）を人々接着等の
方法により取付りる。駆動用圧電素子ｆ４＋　、（４’
）に、交流信号源（５）から交流電圧を供給し、音叉＋
１＋を一定の振巾で振動さ・ける。尚、１）叉（１）の
振動速度を■とし′ζ、第２図に示す。

このような振動状態にある音叉（１１に、軸（Ｚ−Ｚ）
のまわりにΩでンバず角速度が印加されると、上記音叉
（１）の振動質量、振動速度■及び角速度Ωの積に比例
した。：ＩリオリカＦｃが、軸＜２−２＞及び速度Ｖに
直角なＩＩＱｌｌ（ｘ−Ｘ′）方向で、且つ２１１＃Ａ
の振動１１ｉｉ　（１４’）につい′（反対方向に発生
し、２個の振・１ｉｔＪＩｆ宛（１−１’）を同図の軸
（Ｙ−Ｙ’）まわりに反対方向に曲げるごとになる。こ
の各振動腕（１−１’）の曲げは、２　＋１１＋１の検
出用圧電素子（４０）　、（４０’）に、１、す、差Ｑ
ｉｌｔ的に検出され、これ等検出出力を、デむジノ−レ
ーク（７）におい゛Ｃ１交流信号源（５）よりの交流電
月と共に同期整流するごとにより、角速度見に比例した
（Ｔｊ号をｉシすることが出来る。面、上述の如く２個
の検出用圧電素子（４０）　、（４ｔ）’）を設けるこ
とにより、軸（Ｘ−Ｘ　）方向の加速度人力に対して、
出力感度をゼロとすることが出来る。

叉、音叉（１１の振動腕（１−１’）の断面を略々ｉｆ
Ｅ方形となし、音叉（１）の振動数と振動腕（１−１’
）の軸（Ｙ−Ｙ′）まわりの自由振動数を略々等しくす
るごとにより、検出感度を増大することができる。

発明の効果 本発明の効果を列挙すれば、次の通りである。

即ち、 （１）第１図にボした撓み軸（３）が不要となり、小型
化、低コスト化が図れると共に、衝撃、振動に対して、
強度が優れている。

（２）音叉の振動数と振動腕（１−１’）の軸（Ｘ−Ｘ
’）方向の振動数とを等しくするいわゆる同調条件が、
振動腕（１−１’）のＷ「面を略々正方形とするという
極めて簡単な条件により達成でき、製造コストの低減、
性能の均一化が１１Ｊ能となる。

（３）２個の振動腕（１−１’）が反対方向の等振１１
月辰動をしているだけで、基部（１−１）には振動がな
（、このため、音叉（１）を弾性体等の防振装置を用い
ることなく、直接基台（２）に取付けることができ、構
造が簡単化できると共に、高い周波数の人力角速度まで
検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１し１は従来のジャイロ装置の一例の斜視図、第２図
は本発明の一実施例の斜視図である。 図に於いて、（１１は音叉、（１−１）は基部、（１−
１’）は振動腕、（２）は基台、ｔ４１　、（４’）は
駆動用圧電素子、（５）は交流信号源、（７）はデモシ
ュレータ、（４０）　。 （４０’）は検出用圧電素子を夫々示す。 代理人　伊藤　真鶴Ｕ孫 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、角状断面を有し２個の平行に配置された棒状の交番
   振動する振動腕及び該２個の振動腕の一端を連結する基
   部よりなる音叉と、該音叉の基部が固定される基台と、
   上記音叉に一定振１１の振動を加えるために上記振動腕
   の上記基部近傍外側向に取（−１けた２個の駆動用圧電
   素子及び交流信号源と、上記振動腕の上記基部近傍で上
   記外側面と直交する而に取付けた２個の検出用圧電素子
   とからなり、上記２個の検出用圧電素子を差動的に接続
   したことを特徴とするジャイロ装置。 ２、　十記特許請求の範囲第１項記載のジャイロ装置に
   おいて、上記振動腕の上記交番振動の向と直交する方向
   の自由撓み振動数を上記音叉の振動数と略々同一とした
   ことを特徴とする。