(57)【要約】 【課題】  分極処理時の電極と導電体の接続工程と位置決め工程を簡略化し、生産性に優れた小型の圧電振動ジャイロ用圧電振動子およびその製造方法を提供する。  【解決手段】  １つの電極対は、一方を駆動電極２、もう一方をアース電極５，６，７とし、残りの電極対は、一方を検出電極３，４、もう一方をアース電極５，６，７とし、検出電極対は、駆動電極対により励振される屈曲振動の振動面に対称に配置し、圧電振動ジャイロ用圧電振動子を作製する。また、アース電極５，６，７は共通アース電極８として一つの電極にする。本来、独立である駆動電極２と複数の検出電極３，４を接続電極９で一つの電極とし、接続後に分極処理を施し、分極処理後、接続電極９を削取することで本来の独立した駆動電極２および検出電極３，４を分離する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状の圧電セラミックスに形成された電極パターンを備えた圧電振動ジャイロ用圧電振動子において、前記柱状の圧電セラミックスの外周側面に前記圧電セラミックスの柱軸方向と平行な、対向する帯状の電極対を配置し、一方を駆動電極または検出電極、もう一方をアース電極とし、対になる電極を一組として複数組形成し、前記駆動電極と前記検出電極とを前記柱状の圧電セラミックスの外周側面上に接続電極を設けることで一つの電極として接続した状態で分極し、分極後に前記接続電極を削取することで前記駆動電極と前記検出電極を独立な電極にする工程を備えたことを特徴とする圧電振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法。
【請求項２】
駆動電極と検出電極を接続した接続電極およびアース電極の各々の一部を前記柱状の圧電セラミックスの外周側面の周方向に配置したことを特徴とする請求項１記載の圧電振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法。
【請求項３】
柱状の圧電セラミックスに形成された電極パターンを備えた圧電振動ジャイロ用圧電振動子において、前記柱状の圧電セラミックスの外周側面に前記圧電セラミックスの柱軸方向と平行な、対向する帯状の電極対を配置し、一方を駆動電極または検出電極、もう一方をアース電極とし、対になる電極を一組として複数組形成し、前記駆動電極と前記検出電極とを前記柱状の圧電セラミックスの外周側面上に接続電極を設けることで一つの電極として接続した状態で分極し、分極後に前記接続電極を削取することで前記駆動電極と前記検出電極を独立電極にしたことを特徴とする圧電振動ジャイロ用圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動ジャイロ用圧電振動子に関し、特に、カメラー体型ＶＴＲの手振れ防止装置や自動車のナビゲーションシステム等に用いられるジャイロスコープに好適な圧電振動ジャイロ用圧電振動子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、圧電振動ジャイロは、振動している物体に回転角速度を与えると、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に属する。一方の振動を励振した状態でこのジャイロスコープの圧電振動子を二つの振動面が交わる線と平行な軸を中心に回転すると、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、その方向に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。入力電圧が一定の場合には、出力電圧の大きさから回転角速度の大きさが求められる。
【０００３】
金属製支持部材で構成された接続電極と電極パターン（駆動電極、検出電極、アース電極）の半田付けの信頼性が高い圧電振動ジャイロ構造に関する技術が、特許文献１に開示されている。この方法では、電極パターンと金属製支持部材の接続部が、複数に分岐しない構造にすることで、電極を伝導する熱エネルギーを必要最小限に抑制し、光ビームの照射条件を適正化し、安定した半田状態で組み立てできるように改善している。
【０００４】
図１は、従来の圧電振動ジャイロ用圧電振動子を示す図である。図１（ａ）は、従来の円柱形状の圧電振動ジャイロ用圧電振動子の外観斜視図である。図１（ｂ）は、従来の三角柱形状を成す６本３組の電極対を有する圧電ジャイロ用圧電振動子の外観斜視図である。図１（ｃ）は、従来の圧電振動ジャイロ用圧電振動子の電極構造の概略を平面に展開した図である。図１（ｄ）は、円柱状の圧電セラミックス１の外周側面上にある円周を六等分する位置に電極を配置した断面図である。図１（ｅ）は、三角柱状の圧電セラミックス１の外周側面上にある電極を配置した断面図である。
【０００５】
長さ方向と平行な六本の帯状電極を形成し、一つおきにある帯状電極であるアース電極５，６，７を共通アース電極８で接続する。残りの帯状電極には、駆動電極２、検出電極３，４として接続を行い、分極処理を施す。分極処理後に、圧電振動ジャイロ用圧電振動子として構成する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−９０７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１では、金属製支持部材で構成された接続電極と電極パターン（駆動電極、検出電極、アース電極）の半田付けの信頼性を高めることができる。しかしながら、接続電極が、スクリーン印刷等で形成されないので、更なる生産性および小型化を図る場合には制約があるという問題があった。
【０００８】
上述した従来例の構成では、柱状の圧電セラミックスに屈曲振動を励振、検出するための複数の帯状電極を形成している。また、圧電振動ジャイロの更なる小型化を進めると、帯状電極の間隔が狭くなり、分極処理の際に柱状の圧電セラミックの表面にリーク電流が流れ易くなるという問題があった。スクリーン印刷により柱状の圧電セラミックスの電極を形成するので、柱状の圧電セラミックスの小型化や電極の本数が増加するほど、電極間隔が狭くなり、より電極形成が困難になる。
【０００９】
また、分極処理の際に柱状の圧電セラミックスを分極冶具に取り付ける必要がある。柱状の圧電セラミックスの電極と分極冶具に設置してある導電体を接続するために、回転方向と軸方向の位置決めを行う工程が必要になる。さらに、分極処理の際に圧電セラミックスの駆動、検出およびアース電極の１つ１つに導電体の配線を全て行う工程が必要になる。このような生産性が悪い工程を大幅に改善する方法が求められていた。
【００１０】
本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたもので、その技術課題は、分極処理時の電極と導電体の接続工程と位置決め工程を簡略化し、生産性に優れた小型の圧電振動ジャイロ用圧電振動子およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための第１の発明は、柱状の圧電セラミックスに形成された電極パターンを備えた圧電振動ジャイロ用圧電振動子において、前記柱状の圧電セラミックスの外周側面に前記圧電セラミックスの柱軸方向と平行な、対向する帯状の電極対を配置し、一方を駆動電極または検出電極、もう一方をアース電極とし、対になる電極を一組として複数組形成し、前記駆動電極と前記検出電極とを前記柱状の圧電セラミックスの外周側面上に接続電極を設けることで一つの電極として接続した状態で分極し、分極後に前記接続電極を削取することで前記駆動電極と前記検出電極を独立な電極にする工程を備えた圧電振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法である。
【００１２】
上記目的を達成するための第２の発明は、駆動電極と検出電極を接続した接続電極およびアース電極の各々の一部を前記柱状の圧電セラミックスの外周側面の周方向に配置した圧電振動ジャイロ用圧電振動子の製造方法である。
【００１３】
上記目的を達成するための第３の発明は、柱状の圧電セラミックスに形成された電極パターンを備えた圧電振動ジャイロ用圧電振動子において、前記柱状の圧電セラミックスの外周側面に前記圧電セラミックスの柱軸方向と平行な、対向する帯状の電極対を配置し、一方を駆動電極または検出電極、もう一方をアース電極とし、対になる電極を一組として複数組形成し、前記駆動電極と前記検出電極とを前記柱状の圧電セラミックスの外周側面上に接続電極を設けることで一つの電極として接続した状態で分極し、分極後に前記接続電極を削取することで前記駆動電極と前記検出電極を独立電極にした圧電振動ジャイロ用圧電振動子である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧電振動ジャイロ用圧電振動子の分極処理の際に柱状の圧電セラミックスの外周面に接続する分極冶具の導電体の数を減らせるので、分極冶具のコストダウンができ、分極治具を用いた導電検査工程を簡略化できる。また、圧電振動ジャイロ用圧電振動子を分極治具へ取り付ける際に柱状の圧電セラミックスの周全体に電極を配置しているので、位置決めのために対応する分極冶具を回転する工程を削減でき、大幅な工程時間を短縮できる。その結果、分極処理時の電極と導電体の接続工程と位置決め工程を簡略化し、生産性に優れた小型の圧電振動ジャイロ用圧電振動子およびその製造方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明を実施するための最良の形態に係る圧電振動ジャイロ用圧電振動子について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図２は、本発明を実施するための最良の形態に係る圧電振動ジャイロ用圧電振動子の説明図である。図２（ａ）は、本発明に係る円柱状の圧電セラミックスからなる圧電振動ジャイロ用圧電振動子の表裏をそれぞれ示した斜視図である。図２（ｂ）は、本発明に係る圧電振動ジャイロ用圧電振動子の電極構造の概略を平面に展開して示した図である。図３は、本発明に係る圧電振動ジャイロ用圧電振動子の分極方法を示した図であり、１０は分極用高圧直流電源、１１は分極用接続導電体である。
【００１７】
円柱状の圧電セラミックス１の円周方向と平行に対向する駆動用電極対および検出用電極対を円柱状の圧電セラミックス１の外周側面に配置する。駆動用電極対は、駆動電極２とアース電極５で構成される。円柱状の圧電セラミックス１における屈曲モードの共振周波数にほぼ等しい周波数の交流電圧を駆動電極２とアース電極５の間に印加すると、圧電縦効果により円柱状の圧電セラミックス１には駆動モードである屈曲振動が励振される。
【００１８】
駆動用電極対と同様に、検出電極３とアース電極６で構成された検出用電極対と検出電極４とアース電極７で構成された検出用電極対で構成される。また、検出用電極対は、駆動用電極対により励振する駆動モードの振動面と対称な配置になる。
【００１９】
また、この圧電振動ジャイロ用圧電振動子では、円柱状の圧電セラミックス１の外周側面上に駆動電極と検出電極を接続するための接続電極９を設けている。さらに、接続電極および共通アース電極の各々一部を円柱状の圧電セラミックス外周側面の周方向に配置している。
【００２０】
圧電振動ジャイロ用圧電振動子を分極治具に取り付ける二つの導電体だけ使用して、回転による位置決めを行わずに固定して、分極処理を施す。この工程の導入により、分極処理時の電極と導電体の接続工程の接続本数を最小限にし、位置決め工程を簡略化できる。
【００２１】
駆動電極対により駆動モードを励振すると、円柱状の圧電セラミックス１の中心軸に平行な軸を中心に回転を与えない場合に同振幅で同位相の駆動モードと同じ周波数の漏れ信号が検出電極３および４に生じる。また、駆動用電極対により駆動モードを励振すると、円柱状の圧電セラミックス１の中心軸に平行な軸を中心に回転を与えた場合に、コリオリ力に比例した振幅で逆位相の駆動モードと同じ周波数の信号と漏れが重畳された信号が検出電極３および４に生じる。
【００２２】
その結果、検出電極３および４を差動増幅器に接続することで、円柱状の圧電セラミックス１の中心軸に平行な軸を中心にした回転運動の角速度に比例した出力を得ることができ、圧電振動ジャイロ用圧電振動子として機能することがわかる。
【００２３】
また、円柱形状に関わらず、この方法は図１（ｂ）に示す三角柱状、多角柱形状の圧電振動ジャイロ用圧電振動子に対しても有効である。
【００２４】
以上に示したように、本発明により分極処理時の電極と導電体の接続工程と位置決め工程を簡略化し、生産性に優れた小型の圧電振動ジャイロ用圧電振動子およびその製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の圧電振動ジャイロ用圧電振動子を示す図。図１（ａ）は、円柱状の圧電振動ジャイロ用圧電振動子の外観斜視図。図１（ｂ）は、三角柱状の圧電振動ジャイロ用圧電振動子の外観斜視図。図１（ｃ）は、圧電振動ジャイロ用圧電振動子の電極構造の平面展開図。図１（ｄ）は、円柱状の圧電振動ジャイロ用圧電振動子の電極を配置した断面図。図１（ｅ）は、三角柱状の圧電振動ジャイロ用圧電振動子の電極を配置した断面図。
【図２】本発明を実施するための最良の形態に係る圧電振動ジャイロ用圧電振動子の説明図。図２（ａ）は、圧電振動ジャイロ用圧電振動子の表裏をそれぞれ示す外観斜視図。図２（ｂ）は、圧電振動ジャイロ用圧電振動子の電極展開図。
【図３】本発明に係る圧電振動ジャイロ用圧電振動子の分極処理方法を示す図。
【符号の説明】
【００２６】
１    圧電セラミックス
２    駆動電極
３，４    検出電極
５，６，７    アース電極
８    共通アース電極
９    接続電極
１０    分極用高圧直流電源
１１ 分極用接続導電体
【図１】
2006300519.tif 000003
【図２】
2006300519.tif 000004
【図３】
2006300519.tif 000005