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JP3636412B2 - Vibrating gyroscope - Google Patents
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JP3636412B2 JP16241597A JP16241597A JP3636412B2 JP 3636412 B2 JP3636412 B2 JP 3636412B2 JP 16241597 A JP16241597 A JP 16241597A JP 16241597 A JP16241597 A JP 16241597A JP 3636412 B2 JP3636412 B2 JP 3636412B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音叉型振動子を用いた振動型ジャイロスコープに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、複数のアームと、複数のアームを接続する基部とから構成され、アームに所定の面内における駆動振動を与え、この駆動振動に垂直な、加えられた回転角速度に対応する検出振動から、回転角速度を求める音叉型振動子を用いた振動型ジャイロスコープは、種々の構成のものが知られている。例えば、特開平7−83671号公報において、中央の駆動アームと、その左右の検出アームの合計3本のアームを基部で一体に接続した構成の音叉型振動子を用いた振動型ジャイロスコープが開示されている。図8はそのような従来の振動型ジャイロスコープの一例の構成を示す図である。図8に示す例において、振動型ジャイロスコープを構成する音叉型振動子51は、中央の駆動アーム53と、その左右にほぼ平行に配置された検出アーム52、54との3本のアームと、これらの駆動アーム53および検出アーム52、54を基部55で一体に接続した構成を有している。
【0003】
上述した音叉型振動子51では、駆動アーム53を、駆動アーム53に設けた図示しない駆動手段により、XZ面内で振動させる。そして、左右の検出アーム52、54を同じXZ面内で共振させる。この状態で、音叉型振動子51の対称軸Zを中心に回転角速度ωが作用すると、検出アーム52、54にコリオリの力fが作用する。検出アーム52、54がXZ面内で振動していることから、検出アーム52、54にはYZ面内で振動が誘起される。この振動を検出アーム52、54に設けた図示しない検出手段により検出して、回転角速度を測定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した音叉型振動子51では、駆動アーム53、検出アーム52、54のすべてのアームが、駆動アーム53の振動およびその駆動アーム53の振動に起因する検出アーム52、54の共振により、駆動モードで振動している。そのため、検出アーム52、54に設けた検出手段での検出振動に現れるノイズを低く抑えることが困難であった。すなわち、上述した従来の音叉型振動子51では、駆動モードのひずみが検出手段の部分にも影響し、検出手段での検出振動にノイズとして現れていた。特に、音叉型振動子51を単結晶で構成した振動型ジャイロスコープでは、圧電単結晶のいろいろな方向に圧電定数が存在するため、その傾向が顕著となる問題があった。また、上述した音叉型振動子51において、音叉型振動子全体の大きさはそのままに保った状態で、さらに感度を上昇させる要望も高かった。
【0005】
本発明の目的は上述した課題を解消して、検出信号に駆動モードの振動の影響が無く、しかも高い感度を有する振動型ジャイロスコープを提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の振動型ジャイロスコープは、圧電単結晶からなる音叉型振動子を用いた振動型ジャイロスコープにおいて、音叉型振動子を構成するアームの一部をその他の部分より細く形成し、駆動振動モードのひずみの集中する部分と検出振動モードのひずみが集中する部分とを、各アーム上で異なる部分とし、検出振動モードのひずみが集中する部分に検出手段を設けたことを特徴とするものである。
【0007】
本発明では、音叉型振動子を構成するアームの一部をその他の部分より細く形成し、駆動振動モードのひずみの集中する部分と検出振動モードのひずみが集中する部分とを、各アーム上で異なる部分とし、検出振動モードのひずみが集中する部分に検出手段を設けた構成をとることで、検出アームにおいて、検出手段を設けた位置を、検出振動モードの検出振動によるひずみが最大で、しかも駆動モードの駆動振動に起因するひずみが集中しない位置とすることができる。そのため、音叉型振動子をエリンバ合金等の恒弾性合金から構成して検出手段として圧電材料からなる検出部を形成した場合の検出部、および、音叉型振動子を圧電セラミックス、水晶、LiTaO3 単結晶、LiNbO3 単結晶から構成して検出手段としての電極からなる検出部を形成した場合の検出部は、いずれの検出部も回転角速度を与えられた場合のコリオリの力に基づく検出振動モードの振動を効率的に検出に利用でき、しかも検出部を設けた位置に駆動振動に基づくノイズの影響を無くすことができる。
【0008】
上述した本発明の作用効果は、いろいろな方向に圧電定数が存在するLiTaO3 単結晶、LiNbO3 単結晶を音叉型振動子として利用した場合、従来はかなり大きい駆動振動モードの駆動振動の影響をノイズとして受けていたところ、本発明によれば、このノイズを大幅に削減することができる。また、アームの一部を細くすることで、本発明の音叉型振動子のアームを従来と同じアームの大きさとしても、従来の音叉型振動子と比較して、検出振幅を拡大させ、振幅の制御をも行うことができ、音叉型振動子の大きさを変えること無く感度を上昇させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の振動型ジャイロスコープの一例の構成を示す図である。図1に示す例において、振動型ジャイロスコープを構成する音叉型振動子1は、3本の互いにほぼ平行に配置されたアーム2〜4と、これら3本のアーム2〜4を接続する基部5とから構成される。3本のアーム2〜4のうち、両端のアーム2、4は検出アームを構成し、中央のアーム3は駆動アームを構成する。なお、音叉型振動子1の材質としては、従来から知られているエリンバ合金等の恒弾性合金、あるいは圧電セラミックス、水晶、LiTaO3 単結晶、LiNbO3 単結晶などの圧電材料を用いることができるが、その中でもLiTaO3 単結晶、LiNbO3 単結晶などの単結晶を用いると本発明の効果が大きい。図1に示す例では、音叉型振動子1としてLiTaO3 単結晶を使用した例を示している。
【0010】
上述した本発明の振動型ジャイロスコープの音叉型振動子1の動作は、従来から知られている音叉型振動子の動作と同じである。すなわち、まず、駆動アーム3を、駆動アーム3に設けた駆動手段としての駆動電極11−1〜11−4により、XZ面内で振動させる。そして、左右の検出アーム2、4を同じXZ面内で共振させる。これにより、図2(a)に示すような駆動振動モードの振動が発生する。この状態で、音叉型振動子1の対称軸Cを中心に回転角速度ωが作用すると、検出アーム2、4にコリオリの力fが作用する。検出アーム2、4がXZ面内で振動していることから、検出アーム2、4にはYZ面内で振動が誘起される。これにより、図2(b)に示すような検出振動モードの振動が発生する。この検出モードの振動を検出アーム2、4に各別に設けた検出電極12−1〜12−4により検出して、回転角速度を測定している。なお、図3に各電極の配線状態を示す。
【0011】
上述した本発明の振動型ジャイロスコープにおいて重要なのは、音叉型振動子1を構成する駆動アーム3、検出アーム2、4の各アームの形状を、その一部をその他の部分より細く形成することである。すなわち、図1に示す例では、各アームの基部5から上方に延びる方向を長手方向、これに対し垂直の方向を幅方向とすると、駆動振動モードにおける振動面(XZ面)内では、幅方向の形状を同じ形状とし、検出振動モードにおける振動面(YZ面)内では、幅方向の形状の一部をその他の部分より細くしている。具体的には、図1に示す例において、駆動アーム3、検出アーム2、4の各アームの構成を、基部5と接触する端部から長手方向に所定の長さのアーム基部2−1、3−1、4−1の厚さをXZ面内において基部5と同じ厚さに形成し、アーム基部2−1、3−1、4−1に続くアーム細形状部2−2、3−2、4−2の厚さをYZ面内においてアーム基部2−1、3−1、4−1の厚さより薄く構成している。そして、駆動アーム3、検出アーム2、4の形状はすべて同じ形状となっている。
【0012】
上述した本発明の振動型ジャイロスコープに用いる音叉型振動子1では、検出振動モードのYZ面内での振動のひずみの中心は、検出アーム2、4、駆動アーム3のA部となり、駆動振動モードのXZ面内での振動のひずみの中心は、検出アーム2、4、駆動アーム3のB部となる。そのため、検出アーム2または4について考えると、駆動振動モードのひずみの集中する部分Bと検出振動モードのひずみが集中する部分Aとが異なる部分となる。その結果、図1に示すように、検出振動モードのひずみが集中するA部に、検出電極12−1〜12−4を形成することで、検出振動モードにおける振動を検出に効率的に使用することができ、一方この部分には駆動振動モードにおける振動のひずみが集中しないため、駆動振動モードの振動の悪影響を受けることはない。なお、図1に示す例では、駆動アーム3において、駆動振動モードのひずみの集中する部分Bに駆動電極11−1〜11−4を設けている。
【0013】
図4は本発明の振動型ジャイロスコープの他の例の構成を示す図である。図4に示す例において、図1に示す例と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。図4に示す例において、図1に示す例と異なる点は、各検出アーム2、4、駆動アーム3において、検出振動モードにおける振動面(YZ面)内では、幅方向の形状を同じ形状とし、駆動振動モードにおける振動面(XZ面)では、幅方向の形状の一部をその他の部分より細くした点である。具体的には、図4に示す例において、駆動アーム3、検出アーム2、4の各アームの構成を、基部5と接続する端部から長手方向に所定の長さのアーム基部2−1、3−1、4−1の厚さをYZ面内において基部5と同じ厚さに形成し、アーム基部2−1、3−1、4−1に続くアーム細形状部2−2、3−2、4−2の厚さをXZ面内においてアーム基部2−1、3−1、4−1の厚さより薄く構成している。図4に示す例においても、図1に示す例と同じ効果を得ることができる。なお、図5(a)、(b)に図4に示す例の駆動振動モードおよび検出振動モードの例を示し、図6に各電極の配線状態を示す。
【0014】
図7(a)〜(h)はそれぞれ検出アームおよび駆動アームのさらに他の例の構成を示す図である。図7(a)〜(h)の例では、検出アーム2の例を示したが、他の検出アーム4および駆動アーム3の構成も同じ構成である。。図7(a)〜(d)は、図1および図4の例と同様、アーム2に対して両側面から厚みを薄くして、アーム基部2−1とアーム細形状部2−2を設けた例を示す。図7(e)〜(h)は、図7(a)〜(d)の例とは異なり、アーム2に対して一方の側面からのみ厚みを薄くして、アーム基部2−1とアーム細形状部2−2を設けた例を示す。いずれの例においても、本発明の効果を同様に得ることができる。
【0015】
なお、上述した例においては、音叉型振動子1として3本のアーム2〜4を利用した例を示したが、アームの数は3本に限定されず、4本、5本などの他の本数でも本発明を適用できることはいうまでもない。
【0016】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、音叉型振動子を構成するアームの一部をその他の部分より細く形成し、駆動振動モードのひずみの集中する部分と検出振動モードのひずみが集中する部分とを、各アーム上で異なる部分とし、検出振動モードのひずみが集中する部分に検出手段を設けた構成をとることで、検出アームにおいて、検出手段を設けた位置を、検出振動モードの検出振動によるひずみが最大で、しかも駆動モードの駆動振動に起因するひずみが集中しない位置とすることができる。そのため、検出手段において、回転角速度を与えられた場合のコリオリの力に基づく検出振動モードの振動を効率的に検出に利用でき、しかも検出手段を設けた位置に駆動振動に基づくノイズの影響を無くすことができ、高感度の測定を実施することができる。
【0017】
また、アームの一部を細くしているため、本発明の音叉型振動子のアームを従来と同じアームの大きさとしても、従来の音叉型振動子と比較して、検出振幅を拡大させ、振幅の制御をも行うことができ、音叉型振動子の大きさを変えること無く感度を上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の振動型ジャイロスコープに用いる音叉型振動子の一例の構成を示す図である。
【図2】(a)、(b)はそれぞれ図1に示す例における駆動振動モードと検出振動モードの例を示す図である。
【図3】図1に示す例における各電極の配線状態を示す図である。
【図4】本発明の振動型ジャイロスコープの他の例の構成を示す図である。
【図5】(a)、(b)はそれぞれ図4に示す例における駆動振動モードと検出モードの例を示す図である。
【図6】図4に示す例における各電極の配線状態を示す図である。
【図7】(a)〜(h)はそれぞれ本発明におけるアームの他の形状を示す図である。
【図8】従来の振動型ジャイロスコープに用いる音叉型振動子の一例の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 音叉型振動子、2、4 検出アーム、3 駆動アーム、5 基部、11−1〜11−4 駆動電極、12−1〜12−4 検出電極
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibratory gyroscope using a tuning fork vibrator.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is composed of a plurality of arms and a base part connecting the plurality of arms, and gives a driving vibration in a predetermined plane to the arm, and from the detected vibration corresponding to the applied rotational angular velocity perpendicular to the driving vibration. Various types of vibratory gyroscopes using tuning fork vibrators for obtaining rotational angular velocities are known. For example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-83671 discloses a vibratory gyroscope using a tuning fork vibrator having a structure in which a central drive arm and a total of three detection arms on its left and right are connected together at the base. Has been. FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an example of such a conventional vibration type gyroscope. In the example shown in FIG. 8, the tuning-fork vibrator 51 constituting the vibratory gyros scope, the center of the drive arm 53, and the three arms of the detection arm 52, 54 which are disposed substantially parallel to the left and right The drive arm 53 and the detection arms 52 and 54 are integrally connected by a base 55.
[0003]
In the tuning fork vibrator 51 described above, the drive arm 53 is vibrated in the XZ plane by a drive means (not shown) provided on the drive arm 53. Then, the left and right detection arms 52 and 54 are resonated in the same XZ plane. In this state, when the rotational angular velocity ω acts around the symmetry axis Z of the tuning fork vibrator 51, Coriolis force f acts on the detection arms 52 and 54. Since the detection arms 52 and 54 vibrate in the XZ plane, vibration is induced in the detection arms 52 and 54 in the YZ plane. This vibration is detected by a detection means (not shown) provided on the detection arms 52 and 54, and the rotational angular velocity is measured.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the tuning fork vibrator 51 described above, all of the drive arm 53 and the detection arms 52 and 54 are driven by the vibration of the drive arm 53 and the resonance of the detection arms 52 and 54 caused by the vibration of the drive arm 53. Is vibrating. For this reason, it has been difficult to suppress the noise appearing in the detection vibration by the detection means provided in the detection arms 52 and 54 to a low level. That is, in the above-described conventional tuning fork vibrator 51, the distortion in the driving mode also affects the detection means, and appears as noise in the detection vibration of the detection means. In particular, in the vibration type gyroscope in which the tuning fork vibrator 51 is formed of a single crystal, there is a problem that the tendency becomes remarkable because piezoelectric constants exist in various directions of the piezoelectric single crystal. Further, in the tuning fork vibrator 51 described above, there is a high demand for further increasing the sensitivity while keeping the overall size of the tuning fork vibrator 51 as it is.
[0005]
An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a vibration type gyroscope that has no influence of vibration in a driving mode on a detection signal and that has high sensitivity.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The vibration type gyroscope of the present invention is a vibration type gyroscope using a tuning fork type vibrator made of a piezoelectric single crystal, wherein a part of an arm constituting the tuning fork type vibrator is formed thinner than other parts, and a drive vibration mode The portion where the strain of the vibration is concentrated and the portion where the strain of the detection vibration mode is concentrated are different on each arm, and the detection means is provided in the portion where the strain of the detection vibration mode is concentrated. .
[0007]
In the present invention, a part of the arm constituting the tuning fork vibrator is formed to be thinner than the other part, and the part where the distortion of the driving vibration mode is concentrated and the part where the distortion of the detection vibration mode is concentrated are arranged on each arm. By adopting a configuration in which the detection means is provided in a part where the strain in the detection vibration mode is concentrated, the position where the detection means is provided in the detection arm is the maximum distortion due to the detection vibration in the detection vibration mode. It can be set as the position where the distortion resulting from the drive vibration in the drive mode does not concentrate. Therefore, when the tuning fork type vibrator is made of a constant elastic alloy such as Elinba alloy and a detection part made of a piezoelectric material is formed as a detection means, the tuning fork type vibrator is made of piezoelectric ceramics, quartz, LiTaO 3 single unit. The detection unit in the case of forming a detection unit composed of a crystal and a LiNbO 3 single crystal and including an electrode as a detection means has a detection vibration mode based on the Coriolis force when any detection unit is given a rotational angular velocity. Vibration can be efficiently used for detection, and the influence of noise based on drive vibration can be eliminated at the position where the detection unit is provided.
[0008]
The above-described operational effects of the present invention are as follows. When a LiTaO 3 single crystal or a LiNbO 3 single crystal having piezoelectric constants in various directions is used as a tuning fork type vibrator, the influence of the drive vibration in a considerably large drive vibration mode has been conventionally achieved. However, according to the present invention, this noise can be greatly reduced. In addition, by narrowing a part of the arm, even if the arm of the tuning fork vibrator of the present invention is the same size as the conventional arm, the detection amplitude is increased compared with the conventional tuning fork vibrator, and the amplitude Can be controlled, and the sensitivity can be increased without changing the size of the tuning fork vibrator.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of a vibrating gyroscope according to the present invention. In the example shown in FIG. 1, a tuning fork vibrator 1 constituting a vibration gyroscope includes three arms 2 to 4 arranged substantially parallel to each other, and a base 5 that connects these three arms 2 to 4. It consists of. Of the three arms 2 to 4, the arms 2 and 4 at both ends constitute a detection arm, and the central arm 3 constitutes a drive arm. As a material of the tuning fork vibrator 1, a conventionally known constant elastic alloy such as an Elinba alloy, or a piezoelectric material such as piezoelectric ceramics, crystal, LiTaO 3 single crystal, LiNbO 3 single crystal can be used. However, the effects of the present invention are great when a single crystal such as a LiTaO 3 single crystal or a LiNbO 3 single crystal is used. In the example shown in FIG. 1, an example in which a LiTaO 3 single crystal is used as the tuning fork vibrator 1 is shown.
[0010]
The operation of the tuning fork vibrator 1 of the vibration gyroscope of the present invention described above is the same as the operation of a conventionally known tuning fork vibrator. That is, first, the drive arm 3 is vibrated in the XZ plane by the drive electrodes 11-1 to 11-4 as drive means provided on the drive arm 3. Then, the left and right detection arms 2 and 4 are resonated in the same XZ plane. As a result, vibration in the drive vibration mode as shown in FIG. In this state, when the rotational angular velocity ω acts on the axis of symmetry C of the tuning fork vibrator 1, the Coriolis force f acts on the detection arms 2 and 4. Since the detection arms 2 and 4 vibrate in the XZ plane, the detection arms 2 and 4 are induced to vibrate in the YZ plane. Thereby, the vibration of the detection vibration mode as shown in FIG. This detection mode vibration is detected by the detection electrodes 12-1 to 12-4 separately provided on the detection arms 2 and 4, and the rotational angular velocity is measured. FIG. 3 shows the wiring state of each electrode.
[0011]
What is important in the above-described vibratory gyroscope of the present invention is that the shape of each arm of the drive arm 3 and the detection arms 2 and 4 constituting the tuning fork vibrator 1 is made thinner than the other parts. is there. That is, in the example shown in FIG. 1, when the direction extending upward from the base portion 5 of each arm is the longitudinal direction and the direction perpendicular thereto is the width direction, the width direction is within the vibration surface (XZ plane) in the drive vibration mode. In the vibration plane (YZ plane) in the detection vibration mode, a part of the shape in the width direction is made thinner than the other parts. Specifically, in the example shown in FIG. 1, the configuration of each arm of the drive arm 3 and the detection arms 2 and 4 is changed to an arm base 2-1 having a predetermined length in the longitudinal direction from an end contacting the base 5. 3-1 and 4-1 are formed to have the same thickness as the base 5 in the XZ plane, and the arm narrow portions 2-2, 3- following the arm bases 2-1, 3-1, 4-1 are formed. The thicknesses 2 and 4-2 are configured to be thinner than the thicknesses of the arm bases 2-1, 3-1, and 4-1, in the YZ plane. The shapes of the drive arm 3 and the detection arms 2 and 4 are all the same.
[0012]
In the tuning fork type vibrator 1 used in the above-described vibration type gyroscope of the present invention, the center of vibration distortion in the YZ plane of the detection vibration mode is the A part of the detection arms 2 and 4 and the drive arm 3, and the drive vibration The center of vibration distortion in the XZ plane of the mode is the B part of the detection arms 2 and 4 and the drive arm 3. Therefore, when considering the detection arm 2 or 4, the portion B where the strain in the driving vibration mode is concentrated is different from the portion A where the strain in the detection vibration mode is concentrated. As a result, as shown in FIG. 1, the detection electrodes 12-1 to 12-4 are formed in the portion A where the strain of the detection vibration mode is concentrated, so that the vibration in the detection vibration mode is efficiently used for detection. On the other hand, since the distortion of the vibration in the driving vibration mode is not concentrated on this portion, the vibration in the driving vibration mode is not adversely affected. In the example shown in FIG. 1, in the drive arm 3, the drive electrodes 11-1 to 11-4 are provided in the portion B where the strain in the drive vibration mode is concentrated.
[0013]
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of another example of the vibrating gyroscope of the present invention. In the example shown in FIG. 4, the same members as those in the example shown in FIG. The example shown in FIG. 4 differs from the example shown in FIG. 1 in that the detection arms 2, 4 and the drive arm 3 have the same shape in the width direction in the vibration plane (YZ plane) in the detection vibration mode. In the vibration plane (XZ plane) in the drive vibration mode, a part of the shape in the width direction is made thinner than the other part. Specifically, in the example shown in FIG. 4, the configuration of each arm of the drive arm 3 and the detection arms 2, 4 is changed to an arm base 2-1 having a predetermined length in the longitudinal direction from the end connected to the base 5. 3-1 and 4-1 are formed to have the same thickness as the base 5 in the YZ plane, and the arm narrow portions 2-2, 3- following the arm bases 2-1, 3-1, 4-1 are formed. The thicknesses 2 and 4-2 are made thinner than the thicknesses of the arm bases 2-1, 3-1, and 4-1 in the XZ plane. In the example shown in FIG. 4, the same effect as the example shown in FIG. 1 can be obtained. 5A and 5B show examples of the drive vibration mode and the detection vibration mode of the example shown in FIG. 4, and FIG. 6 shows the wiring state of each electrode.
[0014]
FIGS. 7A to 7H are diagrams showing configurations of still other examples of the detection arm and the drive arm, respectively. In the example of FIGS. 7A to 7H, the example of the detection arm 2 is shown, but the configurations of the other detection arms 4 and the drive arm 3 are also the same. . 7A to 7D, similarly to the example of FIGS. 1 and 4, the arm 2 is thinned from both sides to provide the arm base portion 2-1 and the arm narrow portion 2-2. An example is shown. 7 (e) to 7 (h), unlike the example of FIGS. 7 (a) to 7 (d), the arm base 2-1 and the arm thin portion are made thin by reducing the thickness only from one side with respect to the arm 2. The example which provided the shape part 2-2 is shown. In any example, the effects of the present invention can be obtained in the same manner.
[0015]
In the above-described example, the example in which the three arms 2 to 4 are used as the tuning fork type vibrator 1 is shown. However, the number of arms is not limited to three, but other numbers such as four and five are available. It goes without saying that the present invention can be applied even in the number of lines.
[0016]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, a part of the arm constituting the tuning fork vibrator is formed to be thinner than the other parts, and the part where the distortion of the driving vibration mode is concentrated and the distortion of the detection vibration mode The position where the detection means is provided on the detection arm is set to be the detection vibration in the detection arm. It is possible to set the position where the distortion caused by the mode detection vibration is maximum and the distortion caused by the drive vibration in the drive mode is not concentrated. Therefore, in the detection means, the vibration in the detection vibration mode based on the Coriolis force when the rotational angular velocity is given can be efficiently used for detection, and the influence of noise based on the drive vibration is eliminated at the position where the detection means is provided. High sensitivity measurement can be performed.
[0017]
In addition, since a part of the arm is made thin, even if the arm of the tuning fork type vibrator of the present invention is the same size as the conventional arm, the detection amplitude is increased compared to the conventional tuning fork type vibrator, The amplitude can also be controlled, and the sensitivity can be increased without changing the size of the tuning fork vibrator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of a tuning fork vibrator used in a vibration gyroscope of the present invention.
2A and 2B are diagrams showing examples of a drive vibration mode and a detection vibration mode in the example shown in FIG. 1, respectively.
3 is a diagram showing a wiring state of each electrode in the example shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of another example of the vibration type gyroscope of the present invention.
5A and 5B are diagrams illustrating examples of a driving vibration mode and a detection mode in the example illustrated in FIG. 4, respectively.
6 is a diagram showing a wiring state of each electrode in the example shown in FIG.
FIGS. 7A to 7H are views showing other shapes of the arm in the present invention, respectively.
FIG. 8 is a view showing a configuration of an example of a tuning fork type vibrator used in a conventional vibration type gyroscope.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tuning fork type vibrator, 2, 4 detection arm, 3 drive arm, 5 base, 11-1 to 11-4 drive electrode, 12-1 to 12-4 detection electrode

Claims (6)

圧電単結晶からなる音叉型振動子を用いた振動型ジャイロスコープにおいて、音叉型振動子を構成するアームの一部をその他の部分より細く形成し、駆動振動モードのひずみの集中する部分と検出振動モードのひずみが集中する部分とを、各アーム上で異なる部分とし、検出振動モードのひずみが集中する部分に検出手段を設けたことを特徴とする振動型ジャイロスコープ。 In a vibratory gyroscope using a tuning fork vibrator made of a piezoelectric single crystal, a part of the arm constituting the tuning fork vibrator is made narrower than the other parts, and the strain-concentrated part of the drive vibration mode and the detected vibration A vibration type gyroscope characterized in that a portion where the strain of the mode is concentrated is a different portion on each arm, and a detection means is provided in a portion where the strain of the detection vibration mode is concentrated. 前記アームの形状が、アームの延在する長手方向に対し垂直の方向を幅方向としたとき、駆動振動モードにおける振動面内では、幅方向の形状を同じ形状とし、検出振動モードにおける振動面内では、幅方向の形状の一部をその他の部分より細くする請求項1記載の振動型ジャイロスコープ。In the vibration plane in the drive vibration mode, the shape in the width direction is the same in the vibration plane in the drive vibration mode, and the vibration plane in the detection vibration mode is the same when the arm is perpendicular to the longitudinal direction in which the arm extends. The vibrating gyroscope according to claim 1, wherein a part of the shape in the width direction is made thinner than the other part. 前記アームの形状が、アームの延在する長手方向に対し垂直の方向を幅方向としたとき、検出振動モードにおける振動面内では、幅方向の形状を同じ形状とし、駆動振動モードにおける振動面内では、幅方向の形状の一部をその他の部分より細くする請求項1記載の振動型ジャイロスコープ。When the width of the arm is perpendicular to the longitudinal direction in which the arm extends, the shape in the width direction is the same in the vibration plane in the detection vibration mode, and the vibration plane in the drive vibration mode. The vibrating gyroscope according to claim 1, wherein a part of the shape in the width direction is made thinner than the other part. 前記アームが長手方向において漸次細くなっている請求項1〜3のいずれか1項に記載の振動型ジャイロスコープ。The vibrating gyroscope according to any one of claims 1 to 3, wherein the arm is gradually thinner in the longitudinal direction. 前記アームが基部と接触する端部から先端に向かって漸次細くなっている請求項4記載の振動型ジャイロスコープ。The vibrating gyroscope according to claim 4, wherein the arm gradually becomes thinner from an end contacting the base toward a tip. 前記駆動振動モードのひずみが集中する部分に駆動手段を設けた請求項1〜のいずれか1項に記載の振動型ジャイロスコープ。Vibratory gyroscope according to any one of claims 1 to 5, the strain of the driving vibration mode is provided drive means at a portion concentrated.
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