(57)【要約】 【課題】  外力による外部接続端子の変形を防止し、基板への実装時の不具合を無くすることができる圧電振動ジャイロを提供すること。【解決手段】  柱状屈曲振動子の外周面に長手方向と平行に複数個の帯状電極２が形成された圧電振動子１と、この圧電振動子１を励起し回転角速度を検出するための駆動検出回路基板９と、圧電振動子１の振動の節であり且つ帯状電極２上の位置で圧電振動子１を電気的且つ機械的に接続固定する支持部材４−１，４−２と、支持部材４−１および外部接続端子６と共に一体成形された枠状のホルダー５と、このホルダー５の第１面を覆う第１蓋８と、その第１面に対向し実装側となるホルダー５の第２面を覆う第２蓋１０とを備える圧電振動ジャイロであり、外部接続端子６は、第２蓋１０に平行な実装面部と、段差部を介して前記実装面部に繋がり他端は先端となる固定面部とを有し、その固定面部には貫通孔７が形成され、第２蓋１０の固定用凸部１１に嵌合し熱溶着固定されている。【選択図】  図１
2006201109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１波長共振の柱状屈曲振動子の外周面に長手方向と平行に複数個の帯状電極が形成され前記帯状電極のうち少なくとも１つは駆動電極として前記帯状電極のうち２つは検出電極として用いられる圧電振動子と、前記圧電振動子を励起し回転角速度を検出するための駆動検出回路と、前記圧電振動子の振動の節であり且つ前記帯状電極上の位置で前記圧電振動子を電気的且つ機械的に接続固定する支持部材と、前記支持部材の一部および外部接続端子と共に一体成形された枠状のホルダーと、前記ホルダーの第１面を覆う第１蓋と、前記第１面に対向し実装側となる前記ホルダーの第２面を覆う第２蓋とを備える圧電振動ジャイロにおいて、前記外部接続端子は、前記第２蓋に平行な実装面部と、段差部を介して前記実装面部に繋がり他端は先端となる固定面部とを有し、前記固定面部は前記第２蓋に固定されたことを特徴とする圧電振動ジャイロ。
【請求項２】
請求項１記載の圧電振動ジャイロにおいて、前記外部接続端子の前記固定面部は貫通孔を有し、前記第２蓋は板状の成形樹脂からなり実装面側には前記貫通孔に嵌合する固定用凸部を有し、前記固定用凸部の端部は熱溶着により前記固定面部と接合されたことを特徴とする圧電振動ジャイロ。
【請求項３】
請求項１記載の圧電振動ジャイロにおいて、前記外部接続端子の前記固定面部が接するように嵌め込まれ液状接着樹脂によって固定される樹脂注入凹部が前記第２蓋に形成されたことを特徴とする圧電振動ジャイロ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は船舶や自動車などの移動体に搭載される機器の姿勢制御やナビゲーションシステムなどに用いられるジャイロスコープのうち圧電振動子の超音波振動を用いた圧電振動ジャイロに関し、特に柱状屈曲振動子を用いた圧電振動ジャイロに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、その振動方向と直角な方向にコリオリ力を生ずるという力学現象を利用したジャイロスコープである。一般に、直交する二つの異なる方向の振動を励振可能に構成した複合振動系において、一方の振動を励振した状態で、振動子を回転させると、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および回転角速度に比例するため、入力電圧を一定にした状態で、この振動の大きさに比例した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出来る。
【０００３】
図５は従来の圧電振動ジャイロの一構造例を示す分解斜視図である。圧電振動子１の外周面上に長さ方向と平行な６本の帯状電極２が形成されている。これら帯状電極２は圧電振動子１の円柱外周面に曲面スクリーン印刷で直接形成するか、あるいは、めっき等で全面に形成された電極の不要部分をフォトエッチングにより除去するなどして得られる。このように形成した帯状電極２を用いて分極処理を行い、分極後６本の帯状電極２の内３つをアース電極、１つを駆動電極、２つを検出電極とする。その駆動電極に入力電圧を印加して圧電振動子１に屈曲振動を発生させる。この状態で、圧電振動子１をその中心軸に平行な軸を中心にして回転させると、その圧電振動子１には前記屈曲振動の方向と直角な方向にコリオリ力が作用し、この方向に屈曲振動が発生する。その結果、前記２つの検出電極には回転角速度の大きさに比例した電圧が発生する。
【０００４】
この圧電振動子１は、その屈曲振動の二つの節位置の帯状電極上で対向する２点と共に合計４箇所の接続点３−１、３−２、３−３（図中省略）、３−４（図中省略）で、金属製の支持部材４−１および４−２により半田や導電接着剤等を用いて電気的および機械的に固定されている。そして圧電振動子１は、その支持部材４−１、４−２を介して枠状のホルダー５のほぼ中央部に支持固定されている。前記支持部材のうち、圧電振動子１の一側面にある接続点３−１、３−２を支持する支持部材４−１はホルダー５と一体成形されている。それに対向する側面にある接続点３−３、３−４を支持する支持部材４−２は圧電振動子１とホルダー５に半田や導電接着剤等によって電気的および機械的に接続される。
【０００５】
また、ホルダー５には支持部材４−１と共に外部接続端子２３も一体成形されている。外部接続端子２３は一体で形成された後、ホルダー５の外側方向の途中で９０°曲げて加工されている。
【０００６】
前記圧電振動子１の屈曲振動を励起させる自励発振回路および回転角速度に比例した出力を取り出す検出回路を含む駆動検出回路基板９はホルダー５に収納される。駆動検出回路基板９はホルダー５内に一体成形された金属端子配線（図中省略）に半田付けすることにより、外部接続端子２３とは直接に、圧電振動子１とは支持部材を介して電気接続される。その後、上蓋（基板実装側と対向する側の蓋）８および下蓋（基板実装側の蓋）２５をホルダー５に接着剤等にて取り付け、ケーシングされる。その様子を図６に斜視図で示す。なお同図では上面が基板実装側となる。図６（ａ）のようにケーシング後、その外部接続端子２３を図６（ｂ）のように曲げ加工し、外部接続端子実装面２４を実装面に沿うように形成して組立完了する。
【０００７】
また、特許文献１では、機器設計の自由度を広げるために、基板への実装面を複数に有し、いずれかの面を選択して実装できるように外部端子を形成した圧電振動ジャイロの例が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２４０５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図５に示した従来の圧電振動ジャイロにおいて、外部接続端子２３は支持部材４−１と同材質、同厚みの金属からできており、ホルダー５の成形時に一体で形成される。ここで、支持部材４−１は圧電振動子１の屈曲振動を妨げず、且つ外部からの不要振動を圧電振動子１に伝えないようにするため、形状的になるべく薄く作ることが要求される。一方、外部接続端子２３は支持部材４−１と同じ材質であるため薄く、更に端部が固定されていないため外力によって変形し易い。そのため図７に示す外部接続端子２６のように、組み立て後に行う種々の検査工程や出荷後の不用意な取り扱いによって変形してしまうことがあり、そのまま基板に実装しようとすると図８に示すように実装の平行度が損なわれたり、半田の濡れ性に不具合が生じてしまうという問題があった。また、特許文献１の技術についても、金属薄板で外部端子を形成した場合には、外力によって変形し易いという同様の問題がある。
【００１０】
そこで、本発明の技術的課題は外力による外部接続端子の変形を防止し、基板への実装時の不具合を無くすることができる圧電振動ジャイロを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明の圧電振動ジャイロは外部接続端子の先端部分にホルダーの実装側蓋部分への固定接続部を備えるように構成される。
【００１２】
すなわち本発明によれば、１波長共振の柱状屈曲振動子の外周面に長手方向と平行に複数個の帯状電極が形成され前記帯状電極のうち少なくとも１つは駆動電極として前記帯状電極のうち２つは検出電極として用いられる圧電振動子と、前記圧電振動子を励起し回転角速度を検出するための駆動検出回路と、前記圧電振動子の振動の節であり且つ前記帯状電極上の位置で前記圧電振動子を電気的且つ機械的に接続固定する支持部材と、前記支持部材の一部および外部接続端子と共に一体成形された枠状のホルダーと、前記ホルダーの第１面を覆う第１蓋と、前記第１面に対向し実装側となる前記ホルダーの第２面を覆う第２蓋とを備える圧電振動ジャイロにおいて、前記外部接続端子は、前記第２蓋に平行な実装面部と、段差部を介して前記実装面部に繋がり他端は先端となる固定面部とを有し、前記固定面部は前記第２蓋に固定されたことを特徴とする圧電振動ジャイロが得られる。
【００１３】
また本発明によれば、前記外部接続端子の前記固定面部は貫通孔を有し、前記第２蓋は板状の成形樹脂からなり実装面側には前記貫通孔に嵌合する固定用凸部を有し、前記固定用凸部の端部は熱溶着により前記固定面部と接合された圧電振動ジャイロが得られる。
【００１４】
また本発明によれば、前記外部接続端子の前記固定面部が接するように嵌め込まれ液状接着樹脂によって固定される樹脂注入凹部が前記第２蓋に形成された圧電振動ジャイロが得られる。
【発明の効果】
【００１５】
以上に示したように、本発明によれば外部接続端子を圧電振動ジャイロの実装側下蓋に堅固に固定することができ、外力が加わっても変形しない外部接続端子を備え、基板への実装時の不具合を無くした圧電振動ジャイロを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
（実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１の圧電振動ジャイロに係る分解斜視図であり、外部接続端子を本体に固定すると完成品となる。外周面上に帯状電極２が形成された１波長共振の柱状屈曲振動子としての圧電振動子１は、その屈曲振動の二つの節位置の帯状電極上で対向する合計４箇所の接続点３−１、３−２、および３−３（３−１の逆側）、３−４（３−２の逆側）で金属製の支持部材４−１および４−２により半田や導電接着剤等を用いて電気的および機械的に固定され、ホルダー５のほぼ中央部に支持固定されている。そのホルダー５に支持部材４−１と共に一体成形された外部接続端子６は、ホルダー５の外側方向の途中で９０°曲げ、更にその先で２回、９０°曲げ加工を施して段差部を形成し、先端部には貫通孔７が設けられている。
【００１８】
また圧電振動子１の屈曲振動を励起させる自励発振回路および回転角速度に比例した出力を取り出す検出回路を含む駆動検出回路基板９はホルダー５に収納され、その後、上蓋（第１蓋）８および下蓋（基板実装側となる第２蓋）１０をホルダー５に接着剤等にて取り付け、ケーシングされる。
【００１９】
さらに図２に斜視図で示すようにケーシング後、外部接続端子６をホルダー５の根元から９０°曲げると、外部接続端子６の先端部の貫通孔７が下蓋１０の外側面に形成された固定用凸部１１に嵌合する。この状態で固定用凸部１１をヒータチップ１５を用いて熱溶着することにより、溶着後固定凸部１４が形成され、外部接続端子６を下蓋１０に固定することができる。その結果、実装面部１２は外力に対して、容易に変形することのない堅固な端子実装面となる。
【００２０】
（実施の形態２）図３は本発明の実施の形態２の圧電振動ジャイロに係る分解斜視図であり、外部接続端子を本体に固定すると完成品になる。ホルダー５に支持部材４−１と共に一体成形された外部接続端子１６は、ホルダー５の外側方向の途中で９０°曲げ、更にその先で２回、９０°曲げ加工を施し段差部を設けている。また、下蓋１７の外面には樹脂注入凹部１８が設けられている。
【００２１】
図４に斜視図で示すように、それらをケーシングした後、外部接続端子１６をホルダー５の根元から９０°曲げると、外部接続端子１６の先端の固定面部２０が下蓋１７に設けられた樹脂注入凹部１８に嵌め込まれる。この状態で樹脂注入凹部１８にディスペンサ等の樹脂塗布装置２２を用いてエポキシ系やシリコン系などの液状接着樹脂２１を注入し乾燥することにより、外部接続端子１６を下蓋１７に固定することができる。その結果、実装面部１９は外力に対して容易に変形することのない堅固な端子実装面となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１の圧電振動ジャイロに係る分解斜視図。
【図２】本発明の実施の形態１での外部接続端子の固定状況を示す斜視図。
【図３】本発明の実施の形態２の圧電振動ジャイロに係る分解斜視図。
【図４】本発明の実施の形態２での外部接続端子の固定状況を示す斜視図。
【図５】従来の圧電振動ジャイロの一構造例を示す分解斜視図。
【図６】従来例のケーシング後の様子を示し、図６（ａ）はケーシング直後の斜視図、図６（ｂ）は外部接続端子を曲げ加工した斜視図。
【図７】従来例での変形した外部接続端子を示す模式図。
【図８】従来例で平行度が損なわれた実装状態を示す模式図。
【符号の説明】
【００２３】
１    圧電振動子
２    帯状電極
３−１，３−２，３−３，３−４    接続点
４−１，４−２    支持部材
５    ホルダー
６，１６，２３    外部接続端子
７    貫通孔
８    上蓋（第１蓋）
９    駆動検出回路基板
１０，１７，２５    下蓋（第２蓋）
１１    固定用凸部
１２，１９，２４    実装面部
１３，２０    固定面部
１４    溶着後固定凸部
１５    ヒーターチップ
１８    樹脂注入凹部
２１    液状接着樹脂
２２    樹脂塗布装置
２４    外部接続端子実装面
２６    変形した外部接続端子
２７    実装基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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