(57)【要約】【課題】電極形成及び分極処理が容易に行える、小型で安価な圧電振動ジャイロ用柱状振動子及びその製造方法を提供すること。【解決手段】圧電体平板の表面に等間隔に三角形溝または台形溝等を形成し、該溝部を含む前記圧電体平板の表裏面全体に電極を形成し、裏面と表面の電極間に高電界を加えることで圧電体平板を厚さ方向に分極処理し、次に前記圧電体平板の表面を研磨して溝部以外の表面電極を削除し、更に前記圧電体平板の厚さ方向に且つ前記三角形溝または台形溝に沿って、前記圧電平板を切断加工することで得られる圧電振動ジャイロ用柱状振動子及びその製造方法。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
四角形の頂点の内、隣り合う２つの頂点を面取りした形状の断面を有する柱状体の振動子であって、面取りしたことで得られた２つの側面を含み、互いに隣接しない１つおきの計３つの側面全面に電極を形成した構造を特徴とする圧電振動ジャイロ用柱状振動子。
【請求項２】
圧電振動ジャイロ用柱状振動子の製造方法において、圧電体平板の表面に等間隔に溝を形成し、該溝部を含む前記圧電体平板の表裏面全体に電極を形成し、次に、裏面と表面の電極間に高電界を加えることで前記圧電体平板を厚さ方向に分極処理し、次に前記圧電体平板の表面を研磨して溝部以外の表面電極を削除し、更に前記圧電体平板の厚さ方向に且つ前記溝に沿って、前記圧電平板を切断加工することを特徴とする圧電振動ジャイロ用柱状振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動ジャイロ用柱状振動子に関するもので、特に自動車のナビゲーションシステムや姿勢制御、カメラ一体型ＶＴＲの手振れ防止装置等に用いられるジャイロスコープに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧電振動ジャイロは、速度を持つ物体に角速度が与えられると、その物体自身に速度方向と直角な方向にコリオリ力が発生するという力学現象を利用した角速度センサである。
【０００３】
電気的な信号を印加することで機械的な振動（駆動振動）を励起させることができ、且つ、駆動振動と直交する方向の機械的な振動（検出振動）の大きさを電気的に検出可能とした系において、予め、駆動振動を励起させた状態で、駆動振動面と検出振動面が交わる線と平行な軸を中心とした角速度を与えると、前述のコリオリ力の作用により、検出振動が発生し、出力電圧として検出される。検出された出力電圧は、駆動振動の大きさ及び角速度に比例するため、駆動振動の大きさを一定にした状態では、出力電圧の大きさから角速度の大きさを求めることができる。
【０００４】
振動ジャイロ用振動子には、様々な形状の振動子が提案されているが、圧電体からなる柱状の音片振動子は形状が簡素なことから小形で安価な振動ジャイロによく利用されている。
【０００５】
図４は、特許２６６０９４０号記載の従来の柱状振動子の一例を示す斜視図であり、圧電体からなる円柱２１の側面に、複数の電極２２を施し、所定の電極間に高電界を加えることで分極処理し、円柱２１の駆動振動を励起させることができる電極と、駆動振動と直交する方向の検出振動の大きさを電気的に検出可能とする電極を兼ね備えることで、圧電振動ジャイロ用柱状振動子としての機能を果たしている。構造がシンプルであることから、小形で安価な圧電振動ジャイロに大変適していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す従来の柱状振動子における電極の形成は、スクリーンマスクを用いた印刷等で生産性良く形成できるが、圧電振動ジャイロの更なる小形・低価格化の市場ニーズが高まるとともに、電極形成においも更なる生産性を向上できる柱状振動子の構造の提案が望まれている。また、複数の柱状振動子を同時に製造する際、従来の分極処理工程は、柱状振動子側面の複数の電極一つ一つをプロービングし電界を加える必要があり、工程が煩雑になり、時間を要するという問題点があった。
【０００７】
本発明の課題は、前述した問題点を解決し、電極形成及び分極処理が容易に行える、小型で安価な圧電振動ジャイロ用柱状振動子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、圧電体からなる柱状体の側面に複数の電極を施してなる圧電振動ジャイロ用柱状振動子において、四角形の頂点の内、隣り合う２つの頂点を面取りしたことで得られる形状の断面を有する柱状体であり、面取りしたことで得られた２つの側面を含み、隣接しない１つおきの計３つの側面全面に電極を形成した構造を特徴とする圧電振動ジャイロ用柱状振動子が得られる。
【０００９】
また、本発明によれば、圧電体平板の表面に等間隔に三角形溝または台形溝等の溝を形成し、該溝部を含む前記圧電体平板の表裏面全体に電極を形成し、次に、裏面と表面の電極間に高電界を加えることで前記圧電体平板を厚さ方向に分極処理し、次に前記圧電体平板の表面を研磨して溝部以外の表面電極を削除し、更に前記圧電体平板の厚さ方向に且つ前記溝に沿って、前記圧電平板を切断加工することを特徴とする圧電振動ジャイロ用柱状振動子の製造方法が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を用い説明する。
【００１１】
図１は、本発明における圧電振動ジャイロ用柱状振動子の実施の形態を示す斜視図である。柱状体１は、四角形の頂点の内、隣り合う２つの頂点を面取りした断面形状が六角形形状の柱状体１からなり、該柱状体１の側面の内、面取りしたことで得られた２つの側面全面に、それぞれ検出電極３及び４を有し、面取りされていない側面全面には駆動電極２を有する。
【００１２】
図２には、図１に示した柱状振動子の屈曲振動の腹部近傍の断面図を示す。分極処理は、図中の矢印５の方向が示す通り、２つの検出電極３及び４から駆動電極２に向かって分極処理する。これにより、面取りしていない角周辺に偏った分極分布をもたせることとなる。よって、前記柱状振動子の駆動電極２と検出電極３及び４の間に交流電圧を印加することで、前記面取りしていない角周辺に偏った変位分布を発生し、Ｘ方向に駆動振動を励起させることができる、と同時に、検出電極３及び４に発生する電荷の差を測定することでＹ方向の検出振動を検出することができ、圧電振動ジャイロ用柱状振動子としての機能を果たす。面取りされた面は、同じ形状であれば良く、略平面が適しているが、曲面等であっても良い。
【００１３】
次に、本発明の実施の形態における具体的な製造方法について、図３を用いて以下に説明する。
【００１４】
まず、図３（ａ）には圧電平板１１を示す。次に、図３（ｂ）に示すように、圧電体平板１１の表面にダイシングソーにより、等間隔に三角形溝または台形溝等を形成し、無電界メッキ法で、圧電体平板１１の表裏面全体に電極１２を形成する。ここで、ダイシングに使用するブレードの先端は、表裏が対称な三角形または台形形状等に加工しておくことが必要である。また、電極形成後、圧電体平板１１の側面に付着した不要な電極を削除するため、圧電平板１１の外周を切断除去する。
【００１５】
次に、図３（ｃ）示すように、裏面と表面の電極間に高電圧を加えることで分極５の方向に分極処理する。尚、分極の程度は、表面と裏面の距離が近い部分が強くなる。
【００１６】
次に、図３（ｄ）に示すように、圧電体平板１１の表面が十分現れる所定の寸法まで、圧電体平板１１の表面を研磨する。最後に、図３（ｅ）に示すように、圧電体平板の厚さ方向に、且つ三角形溝または台形溝等に沿って、ダイシングソーで圧電平板１１を切断加工する。こうして、図１に示す柱状振動子が得られる。
【００１７】
以上の説明の通り、本発明の柱状振動子は、構造が大変簡素であり、電極形成位置に工夫を施しているため、製造も至って簡素な方法がとれる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明における圧電振動ジャイロ用柱状振動子によれば、特別なパターンマスクを使用せず、複数の電極形成が行え、また、多数のプロービングを必要とせずに複数の柱状振動子を同時に分極処理することができる、小型で安価な圧電振動ジャイロ用柱状振動子及びその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる圧電振動ジャイロ用柱状振動子を示す斜視図。
【図２】図１に示した柱状振動子の屈曲振動の腹部近傍の断面図。
【図３】本発明の実施の形態における具体的な製造の説明図。図３（ａ）は、圧電平板の断面図、図３（ｂ）は、溝加工後、表裏面に電極を形成した断面図、図３（ｃ）は、分極処理後の分極状態を示す断面図、図３（ｄ）は、圧電板表面の研磨後の断面図、図３（ｅ）は、圧電平板の厚み方向に溝に沿って切断加工した後の断面図。
【図４】従来の柱状振動子の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
１，２１　　柱状体
２　　駆動電極
３，４　　検出電極
５　　分極の方向を示す矢印
１１　　圧電体平板
１２　　電極
１３　　圧電体平板の表面
２１　　円柱
２２　　電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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