(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の長さと幅を有する柱状部材の両端部を保持して所定の位置に位置決めする柱状部材保持部であって、
前記柱状部材の２つの端部を、前記柱状部材の長さより短い間隔をあけて前記柱状部材の長手方向から挟むように配置されるとともに、それぞれ前記柱状部材の幅方向に２つに分けて構成される合計４つの長手方向当接片と、
前記柱状部材の２つの端部を、それぞれ前記柱状部材の端部の幅より狭い間隔をあけて前記柱状部材の幅方向から挟むように配置される４つの幅方向当接片と、
外部からの圧力が印加される４つの押圧部とを備え、
前記柱状部材の２つの端部に対応する位置において、互いに隣接して配置されるそれぞれ１つの前記長手方向当接片と前記幅方向当接片と前記押圧部が一体に形成されるとともに、前記４つの押圧部に圧力を加えて弾性変形させることによって前記４つの押圧部にそれぞれ一体に形成される前記長手方向当接片と前記幅方向当接片が移動して、互いに対向する２つの前記長手方向当接片の間隔と互いに対向する２つの前記幅方向当接片の間隔がそれぞれ一時的に前記柱状部材の長さおよび前記柱状部材の端部の幅より拡大するよう形成されていることを特徴とする柱状部材保持部。
【請求項２】
前記４つの長手方向当接片、前記４つの幅方向当接片、および前記４つの押圧部が、前記柱状部材が位置決めされる位置決め対象とともに１つの金属板を加工してなるリードフレームとして形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の柱状部材保持部。
【請求項３】
請求項１に記載の柱状部材保持部を用い、前記柱状部材である振動子に、該振動子を支持する支持部材を固定する振動ジャイロの製造方法であって、
前記柱状部材保持部の押圧部に圧力を加えて弾性変形させることによって、互いに対向する２つの前記長手方向当接片の間隔と互いに対向する２つの前記幅方向当接片の間隔を、それぞれ一時的に前記振動子の長さおよび前記振動子の端部の幅より広げる第１の工程と、
前記第１の工程によって広がった互いに対向する２つの前記長手方向当接片の間であって、かつ互いに対向する２つの前記幅方向当接片の間に、前記振動子を配置する第２の工程と、
前記柱状支持部材保持部の押圧部に加えていた圧力を取り去ることによって、互いに対向する２つの前記長手方向当接片および２つの前記幅方向当接片で前記振動子を挟持して、前記振動子を前記支持部材に対して位置決めする第３の工程と、
前記支持部材を前記振動子に固定する第４の工程と、
前記振動子から前記柱状部材保持部を取り除く第５の工程と、を有することを特徴とする振動ジャイロの製造方法。
【請求項４】
リードフレームとして形成された請求項２に記載の柱状部材保持部および前記位置決め対象である支持部材を用い、前記柱状部材である振動子に、該振動子を支持する前記支持部材を固定する振動ジャイロの製造方法であって、
前記リードフレームの前記柱状部材保持部の押圧部に圧力を加えて弾性変形させることによって、互いに対向する２つの前記長手方向当接片の間隔と互いに対向する２つの前記幅方向当接片の間隔を、それぞれ一時的に前記振動子の長さおよび前記振動子の端部の幅より広げる第１の工程と、
前記第１の工程によって広がった互いに対向する２つの前記長手方向当接片の間であって、かつ互いに対向する２つの前記幅方向当接片の間に、前記振動子を配置する第２の工程と、
前記柱状支持部材保持部の押圧部に加えていた圧力を取り去ることによって、互いに対向する２つの前記長手方向当接片および２つの前記幅方向当接片で前記振動子を挟持して、前記振動子を前記支持部材に対して位置決めする第３の工程と、
前記支持部材を前記振動子に固定する第４の工程と、
前記リードフレームから前記支持部材を切り離すことによって、前記振動子から前記柱状部材保持部を取り除く第５の工程と、を有することを特徴とする振動ジャイロの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柱状部材保持部およびそれを用いた振動ジャイロの製造方法、具体的には柱状部材保持部を用いて振動子と支持部材を高精度で位置決めして固定する振動ジャイロの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９に、従来の振動ジャイロにおける振動子部の斜視図を示す。図９において、振動子部１は振動子２と金属製の支持部材９、１０から構成されている。
【０００３】
このうち、振動子２は、厚み方向に分極されるとともに一方主面に第１の電極４と第２の電極５が形成された圧電体基板３と、厚み方向に分極されるとともに一方主面に第３の電極７が形成された圧電体基板６が、互いに分極の方向が逆になるように、第４の電極８を介して他方主面同士で貼り合わされて構成されている。支持部材９、１０は、それぞれ２つのＺ字状の屈曲部を有するように形成されており、圧電体基板６の一方主面上において、第３の電極７に例えばハンダや導電性接着剤によって電気的かつ機械的に固定されている。なお、最終的には圧電体基板３の一方主面上においても、支持部材９、１０と同様に第１の電極４と第２の電極５にまたがるように２つの支持部材が固定されるが、ここでは省略している。
【０００４】
図１０に、振動子２に支持部材９、１０を固定する方法を示すための展開斜視図を示す。
【０００５】
図１０に示すように、支持部材９、１０は、樹脂からなる枠状の振動子ベース１１の枠の内部に、振動子ベース１１の一方の内側面から対向する他方の内側面へと張り渡されている。ここで、振動子ベース１１は、支持部材９、１０を介して振動子２を中空に保持するとともに、振動子２の振動のエネルギーを枠内に閉じこめるためのもので、射出成形によって支持部材９、１０と一体に形成されている。
【０００６】
振動子２は振動子ベース１１の枠の内部において、支持部材９、１０の上に載せられて、その接触部において例えばハンダや導電性接着剤などによって接着・固定される。このとき、振動子２は圧電体基板６の一方主面が支持部材９、１０と接触するため、実際にはそこに形成された第３の電極７と金属製の支持部材９、１０が電気的かつ機械的に接続されることになる。
【０００７】
振動子２の振動が極力妨げられることが無く、しかも振動子２の振動が振動子ベース１１から外に極力漏れることが無いように、振動子２に支持部材９、１０を固定する際には、振動子２は支持部材９、１０の所定の位置、実際には中央部に位置決めする必要がある。そこで、振動子ベース１１の対向する２つの側壁の内側には、振動子２の両端を保持して支持部材９、１０に対して位置決めする柱状部材保持部１２、１３が設けられている。
【０００８】
ここで、図１１に柱状部材保持部１２の拡大斜視図を示す。柱状部材保持部１２は、振動子２の一方の端面に当接する長手方向当接片１２ａ、振動子２の一方の端部の幅方向両側面に当接する幅方向当接片１２ｂおよび１２ｃ、振動子２の一方の端部の底面に当接する底面当接片１２ｄ、腕部１２ｅおよび１２ｆを一体にして構成されている。腕部１２ｅおよび１２ｆは、それぞれ一端が幅方向当接片１２ｂおよび１２ｃに接続され、他端が振動子ベース１１の側壁の内側面に接続されることによって、長手方向当接片１２ａ、幅方向当接片１２ｂおよび１２ｃ、底面当接片１２ｄを振動子ベース１１の側壁の内側の中空に保持している。
振動子ベース１１の長手方向当接片１２に近接する部分には、両者が接触しないように、逃げのための凹部が形成されている。なお、詳細な説明は省略するが、柱状部材保持部１３も柱状部材保持部１２と全く同様に構成されている。
【０００９】
振動子２は、このように構成された柱状部材保持部１２、１３によって支持部材９、１０上の所定の場所に位置決めされ、その状態で支持部材９、１０に固定される。そして、振動子２と支持部材９、１０の固定後は、振動子２の振動の妨げにならないように、腕部１２ｅ、１２ｆを振動子ベース１１との接続部あるいは適当な位置で切断することによって、柱状部材保持部１２は取り除かれる。柱状部材保持部１３についても同様に取り除かれる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図１１に示した柱状部材保持部１２、１３の場合、柱状部材保持部１２の長手方向当接片１２ａと柱状部材保持部１３の長手方向当接片の間隔は、振動子２の長さが多少ばらついても収納できるように、振動子２の長さよりわずかに大きく形成されている。また、柱状部材保持部１２の幅方向当接片１２ｂと１２ｃの間隔も、振動子２の幅が多少ばらついても収納できるように、振動子２の幅よりわずかに大きく形成されている。柱状部材保持部１３における幅方向当接片についても同様に形成されている。
【００１１】
そのため、振動子２は柱状部材保持部１２と１３で保持された状態においても、長手方向および幅方向にわずかながら移動可能となり、それによって振動子２と支持部材９、１０との位置決め精度が十分に得られないという問題がある。また、接着剤の硬化時の熱や振動によって、硬化の前後において振動子２と支持部材９、１０との位置関係が変化する可能性もある。そして、振動子２と支持部材９、１０との位置決め精度が不十分な場合には、振動子２の振動が不安定になったり、振動が外部に漏れるということがおきる。
【００１２】
また、振動子２の位置決め精度を改善するために、振動子２を柱状部材保持部内において長手方向や幅方向における１つの方向に押しつけるような機構を設けることも考えられるが、その場合には振動子２のばらつきに偏りが生じ、特に振動ジャイロの温度特性に何らかの傾きを与えてしまう可能性がある。
【００１３】
さらに、振動子２は自重によって支持部材９、１０に押しつけられているだけであるため、振動子の小型化・軽量化が進むことによって振動子を支持部材に押しつける力が不足し、接着剤の硬化時に振動子２が支持部材９、１０から浮いて導通不良が発生しやすくなるという問題もある。
【００１４】
本発明は上記の問題点を解決することを目的とするもので、振動子と支持部材を高い位置精度で安定に固定することのできる振動ジャイロの製造方法およびそれに用いられる柱状部材保持部を提供する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の柱状部材保持部は、所定の長さと幅を有する柱状部材の両端部を保持して所定の位置に位置決めする柱状部材保持部であって、前記柱状部材の２つの端部を、前記柱状部材の長さより短い間隔をあけて前記柱状部材の長手方向から挟むように配置されるとともに、それぞれ前記柱状部材の幅方向に２つに分けて構成される合計４つの長手方向当接片と、前記柱状部材の２つの端部を、それぞれ前記柱状部材の端部の幅より狭い間隔をあけて前記柱状部材の幅方向から挟むように配置される４つの幅方向当接片と、外部からの圧力が印加される４つの押圧部とを備え、前記柱状部材の２つの端部に対応する位置において、互いに隣接して配置されるそれぞれ１つの前記長手方向当接片と前記幅方向当接片と前記押圧部が一体に形成されるとともに、前記４つの押圧部に圧力を加えて弾性変形させることによって前記４つの押圧部にそれぞれ一体に形成される前記長手方向当接片と前記幅方向当接片が移動して、互いに対向する２つの前記長手方向当接片の間隔と互いに対向する２つの前記幅方向当接片の間隔がそれぞれ一時的に前記柱状部材の長さおよび前記柱状部材の端部の幅より拡大するように形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の柱状部材保持部は、前記４つの長手方向当接片、前記４つの幅方向当接片、および前記４つの押圧部が、前記柱状部材が位置決めされる位置決め対象とともに１つの金属板を加工してなるリードフレームとして形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の信号ジャイロの製造方法は、上記の前者の柱状部材保持部を用い、前記柱状部材である振動子に、該振動子を支持する支持部材を固定する振動ジャイロの製造方法であって、前記柱状部材保持部の押圧部に圧力を加えて弾性変形させることによって、互いに対向する２つの前記長手方向当接片の間隔と互いに対向する２つの前記幅方向当接片の間隔を、それぞれ一時的に前記振動子の長さおよび前記振動子の端部の幅より広げる第１の工程と、前記第１の工程によって広がった互いに対向する２つの前記長手方向当接片の間であって、かつ互いに対向する２つの前記幅方向当接片の間に、前記振動子を配置する第２の工程と、前記柱状支持部材保持部の押圧部に加えていた圧力を取り去ることによって、互いに対向する２つの前記長手方向当接片および２つの前記幅方向当接片で前記振動子を挟持して、前記振動子を前記支持部材に対して位置決めする第３の工程と、前記支持部材を前記振動子に固定する第４の工程と、前記振動子から前記柱状部材保持部を取り除く第５の工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の振動ジャイロの製造方法は、リードフレームとして形成された上記の後者の柱状部材保持部および前記位置決め対象である支持部材を用い、前記柱状部材である振動子に、該振動子を支持する前記支持部材を固定する振動ジャイロの製造方法であって、前記リードフレームの前記柱状部材保持部の押圧部に圧力を加えて弾性変形させることによって、互いに対向する２つの前記長手方向当接片の間隔と互いに対向する２つの前記幅方向当接片の間隔を、それぞれ一時的に前記振動子の長さおよび前記振動子の端部の幅より広げる第１の工程と、前記第１の工程によって広がった互いに対向する２つの前記長手方向当接片の間であって、かつ互いに対向する２つの前記幅方向当接片の間に、前記振動子を配置する第２の工程と、前記柱状支持部材保持部の押圧部に加えていた圧力を取り去ることによって、互いに対向する２つの前記長手方向当接片および２つの前記幅方向当接片で前記振動子を挟持して、前記振動子を前記支持部材に対して位置決めする第３の工程と、前記支持部材を前記振動子に固定する第４の工程と、前記リードフレームから前記支持部材を切り離すことによって、前記振動子から前記柱状部材保持部を取り除く第５の工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
このように構成および実施することにより、本発明の柱状部材保持部およびそれを用いた振動ジャイロの製造方法においては、振動子と支持部材を高い位置精度で安定に固定することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の柱状部材保持部の一実施例の拡大斜視図を示す。また、図２にその平面図を、図３にその正面図を示す。図１ないし３において、図１１と同一の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
【００２１】
図１において、柱状部材保持部２０は、振動子２の一方の端面に当接する長手方向当接片２０ａおよび２０ｂ、振動子２の一方の端部の幅方向両側面に当接する幅方向当接片２０ｃおよび２０ｄ、振動子２の一方の端部の底面に当接する底面当接片２０ｅおよび２０ｆ、腕部２０ｇおよび２０ｈ、固定部２０ｉおよび２０ｊから構成されている。このうち、長手方向当接片２０ａ、幅方向当接片２０ｃ、底面当接片２０ｅ、腕部２０ｇ、固定部２０ｉが一体に形成されている。また、長手方向当接片２０ｂ、幅方向当接片２０ｄ、底面当接片２０ｆ、腕部２０ｈ、固定部２０ｊも一体に形成されている。固定部２０ｉ、２０ｊは振動子ベース１１の１つの側壁の内側面に接続され、固定部２０ｉと幅方向当接片２０ｃは腕部２０ｇを介して、固定部２０ｊと幅方向当接片２０ｄは腕部２０ｈを介してそれぞれ接続されている。すなわち、固定部２０ｉと腕部２０ｇで長手方向当接片２０ａ、幅方向当接片２０ｃ、底面当接片２０ｅを振動子ベース１１の内側面中空に保持している。また、固定部２０ｊと腕部２０ｈで長手方向当接片２０ｂ、幅方向当接片２０ｄ、底面当接片２０ｆを振動子ベース１１の側壁の内側の中空に保持している。
【００２２】
この柱状部材保持部２０においては、長手方向当接片２０ａと２０ｂが従来の柱状部材保持部１２における長手方向当接片１２ａに相当する。また、底面当接片２０ｆと２０ｇが従来の柱状部材保持部１２における底面当接片１２ｄに相当する。
【００２３】
なお、振動子ベース１１の柱状部材保持部２０が設けられた側壁と対向するもう１つの側壁の内側にも同様の構成のもう１つの柱状部材保持部が設けられている。
【００２４】
柱状部材保持部２０の長手方向当接片２０ａおよび２０ｂと対向するもう１つの柱状部材保持部の２つの長手方向当接片との間隔は、振動子２の長さよりわずかに短く形成されている。また、柱状部材保持部２０の幅方向当接片２０ｃと２０ｄの間隔は、振動子２の幅よりわずかに短く形成されている。対向するもう１つの柱状部材保持部における幅方向当接片についても同様に形成されている。
【００２５】
固定部２０ｉ、２０ｊは四角形の板状に形成され、その一辺が振動子ベース１１の側壁に接続されている。そのため、固定部２０ｉ、２０ｊの振動子ベースに接続されていない方の２つのコーナー部分は、上下方向からの圧力に対して変形しやすくなっている。さらに、内部に略三角形状の穴が設けられているため、特に腕部２０ｇ、２０ｈとの接続位置に近いコーナー部分が変形しやすくなっている。本発明においては、この部分を押圧部と呼び、固定部２０ｉ、２０ｊの押圧部の符号をそれぞれ２０ｍ、２０ｎとする。なお、対向するもう１つの側壁に接続して設けられた柱状部材保持部においても同様に押圧部を有している。
【００２６】
このように構成された柱状部材保持部２０を用いた振動ジャイロの製造方法について以下に説明する。
【００２７】
まず第１の工程として、振動子ベース１１に設けられた柱状部材保持部２０の２つの固定部２０ｉ、２０ｊの押圧部２０ｍ、２０ｎに下から上に向かう圧力を加える。実際には押圧部２０ｍ、２０ｎをピンのようなもので下から突き上げる。それによって、固定部２０ｉ、２０ｊは上方に反るように弾性変形する。このとき、押圧部２０ｍ、２０ｎの近傍に接続されている腕部２０ｇ、２０ｆも、特に幅方向当接片２０ｃ、２０ｄと接続されている方の端部が大きく上方に移動する。ただ、この場合、固定部２０ｉ、２０ｊの振動子ベース１１との接続部が変形の支点になるため、腕部２０ｇ、２０ｆの幅方向当接片２０ｃ、２０ｄと接続されている方の端部は単に上方に移動するだけではなく、互いに離れ、しかも振動子ベース１１の固定部２０ｉ、２０ｊが接続されている側壁に近づくように移動する。これに従って、腕部２０ｇに接続されている長手方向当接片２０ａと幅方向当接片２０ｃと底部当接片２０ｅ、および腕部２０ｈに接続されている長手方向当接片２０ｂと幅方向当接片２０ｄと底部当接片２０ｆも、上方に移動するとともに、互いに離れ、しかも振動子ベース１１の固定部２０ｉ、２０ｊが接続されている側壁に近づくように移動する。なお、柱状部材保持部２０と対向するもう１つの柱状部材保持部においても、押圧部に同様の圧力が加えられ、長手方向当接片と幅方向当接片と底部当接片が同様の動きをする。
【００２８】
図４および図５に、このときの柱状部材保持部２０の動作を示す正面図とＡ−Ａ断面図を示す。図４および図５において、（ａ）は押圧部に圧力を加える前の状態、（ｂ）は圧力を加えている状態をそれぞれ示している。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、押圧部２０ｍ、２０ｎに圧力を加える前の柱状部材保持部２０の２つの幅方向当接片２０ｃと２０ｄの間隔はＷ１で、振動子２の一端の幅より狭くなるように設定されている。そして、図４（ｂ）に示すように、押圧部２０ｍ、２０ｎに圧力を加えて固定部２０ｉ、２０ｊを弾性変形させることによって、２つの幅方向当接片２０ｃと２０ｄの間隔はＷ２に拡がる。この間隔ｗ２が振動子の端部の幅より大きくなるように、押圧部２０ｍ、２０ｎに加える圧力をあらかじめ決めてある。なお、図４（ｂ）において、２つの白抜き矢印は、押圧部２０ｍ、２０ｎに加える圧力とその方向を示している。
【００３０】
また、図５（ａ）に示すように、押圧部２０ｍ、２０ｎに圧力を加える前の柱状部材保持部２０の長手方向当接片２０ａおよび２０ｂと対向するもう１つの柱状部材保持部の２つの長手方向当接片との間隔はＬ１で、振動子２の長さよりわずかに短くなるように設定されている。そして、図５（ｂ）に示すように、押圧部２０ｍ、２０ｎに圧力を加えて固定部２０ｉ、２０ｊを弾性変形させることによって、それぞれ２つずつの長手方向当接片の間隔はＬ２に拡がる。この間隔Ｌ２が振動子の長さより大きくなるように、押圧部２０ｍ、２０ｎに加える圧力をあらかじめ決めてある。
【００３１】
このように、第１の工程として押圧部２０ｍ、２０ｎに圧力を加えることによって、簡単に柱状部材保持部２０の長手方向当接片２０ａおよび２０ｂと、対向するもう１つの柱状部材保持部の長手方向当接片の間隔を振動子２の長さより大きくすることができる。また、柱状部材保持部２０の幅方向当接片２０ｃと２０ｄの間隔、およびもう１つの柱状部材保持部の２つの幅方向当接片の間隔を振動子２の幅より大きくすることができる。
【００３２】
次に、第２の工程として、第１の工程によって広がった互いに２つの柱状部材保持部の対向する２つずつの長手方向当接片の間であって、かつ互いに対向する２つずつの幅方向当接片の間であって、しかも対向する２つの底部当接片の上に振動子２を配置する。この状態においては振動子２は水平方向に移動し得るため、その位置精度は十分ではない。
【００３３】
次に、第３の工程として、柱状部材保持部２０の押圧部２０ｍ、２０ｎおよびもう１つの柱状部材保持部の押圧部に加えていた圧力を取り去る。これによって柱状部材保持部２０の固定部２０ｉ、２０ｊおよびもう１つの柱状部材保持部の固定部の変形が解消され、長手方向当接片および幅方向当接片および底部当接片が元の位置に戻る。その際、振動子２は４つの長手方向当接片によって長手方向から挟まれ、それぞれ２つの幅方向当接片によってその端部が幅方向から挟まれて支持部材９、１０に対して位置決めされる。その際、振動子２にはいずれかの方向から偏った圧力が加えられているわけではないので、対向するそれぞれ４つの長手方向当接片および幅方向当接片の略中央部に位置することになり、支持部材９、１０に対して高い精度で位置決めされる。しかも、振動子２には水平方向四方から力が加わっている状態であるため、外部からの力が加わらない限り水平方向への移動の自由度はない。
【００３４】
さらに、振動子２は、支持部材９、１０に対して位置決めされるだけではなく、長手方向当接片や幅方向当接片によって挟まれ、しかも弾性変形した固定部が元に戻ろうとする力によって、下の方向に力が加えられている。すなわち支持部材９、１０に押しつけられている。そのため、振動子２の自重によって支持部材９、１０と接触する場合に比較して両者が互いに押しつけられる力が強く、接触部の位置が安定する。
【００３５】
なお、このとき振動子２と支持部材９、１０の接触部の少なくとも一方側にはハンダや導電性接着剤が塗布されているものとする。
【００３６】
次に、第４の工程として、ハンダを溶かしたり導電性接着剤に熱を加えて硬化させるなどして振動子２と支持部材９、１０を固定する。その際、振動子２と支持部材９、１０が互いに押しつけられているために、両者の位置関係が変化したり導通不良が発生したりする可能性はほとんど無い。
【００３７】
最後に、第５の工程として、振動子ベース１１の側壁と２つの柱状部材保持部の４つの固定部との接続部、あるいは２つの柱状部材保持部の４つの腕部の適当な位置が切断されることによって、２つの柱状部材保持部が取り除かれる。
【００３８】
このように、本発明の振動ジャイロの製造方法においては、柱状部材保持部２０を備えた振動子ベース１１を用いることによって、支持部材９、１０を振動子２に高い位置精度で安定に固定することができる。また、柱状部材保持部には振動子を支持部材に押しつける機能を持っているため、振動子が軽量化しても支持部材との接続が不安定になることがなく、導通不良の発生を防止することができる。そして、支持部材と振動子との位置精度を高め、安定に固定することによって、振動子の振動の安定性を向上させ、しかも振動が外部に漏れるのを防止することができる。
【００３９】
ところで、振動ジャイロの製造方法において、振動子を固定する支持部材は必ずしもあらかじめ振動子ベースと一体に形成されているわけではない。例えばフープ状のリードフレームの一部として支持部材が供給され、リードフレームの状態で支持部材と振動子を固定し、その後でリードフレームから振動子ごと支持部材をカットして振動子ベースに固定するという製造方法も考えられる。その際、リードフレームに支持部材とともに柱状部材保持部が一体に形成されていれば、支持部材と振動子との位置精度をさらに向上させることができる。
【００４０】
図６に、このようなリードフレームに支持部材と一体に形成された、本発明の柱状部材保持部の別の実施例の斜視図を示す。
【００４１】
図６において、リードフレーム３３は、枠部３１と、１つの金属板を加工して枠部３１と一体に連続して形成された柱状部材保持部３０および支持部材３２から構成されている。なお、１つの振動子に対応する柱状部材保持部は、振動子の２つの端部に対応して２つ存在するが、ここでは１つの端部に対応する柱状部材保持部３０のみを図示し、全く同じ構成のもう１つの柱状部材保持部の図示を省略している。また、１つの振動子の１つの面に固定する支持部材も２つ存在するが、ここでは１つの支持部材３２のみを図示し、もう１つの支持部材の図示を省略している。
【００４２】
図６に示す柱状部材保持部３０は、振動子２の一方の端面に当接する長手方向当接片３０ａおよび３０ｂ、振動子２の一方の端部の幅方向両側面に当接する幅方向当接片３０ｃおよび３０ｄ、振動子２の一方の端部の底面に当接する底面当接片３０ｅおよび３０ｆ、腕部３０ｇおよび３０ｈ、固定部３０ｉおよび３０ｊから構成されている。このうち、長手方向当接片３０ａ、幅方向当接片３０ｃ、底面当接片３０ｅ、腕部３０ｇ、固定部３０ｉが一体に形成されている。また、長手方向当接片３０ｂ、幅方向当接片３０ｄ、底面当接片３０ｆ、腕部３０ｈ、固定部３０ｊも一体に形成されている。固定部３０ｉ、３０ｊはリードフレーム３３の枠部３１に接続され、固定部３０ｉと底面当接片３０ｅは腕部３０ｇを介して、固定部３０ｊと底面当接片３０ｄは腕部３０ｈを介してそれぞれ接続されている。すなわち、固定部３０ｉと腕部３０ｇで長手方向当接片３０ａ、幅方向当接片３０ｃ、底面当接片３０ｅをリードフレーム３３の枠内の中空に保持している。また、固定部３０ｊと腕部３０ｈで長手方向当接片３０ｂ、幅方向当接片３０ｄ、底面当接片３０ｆをリードフレーム３３の枠内の中空に保持している。
【００４３】
柱状部材保持部３０の長手方向当接片３０ａおよび３０ｂと対向するもう１つの柱状部材保持部の２つの長手方向当接片との間隔は、振動子２の長さよりわずかに短く形成されている。また、柱状部材保持部３０の幅方向当接片３０ｃと３０ｄの間隔は、振動子２の幅よりわずかに短く形成されている。対向するもう１つの柱状部材保持部における幅方向当接片についても同様に形成されている。
【００４４】
固定部３０ｉ、３０ｊは、枠部３１と部分的に接続されているだけなので、腕部３０ｇ、３０ｈと固定部３０ｉ、３０ｊとの接続部に上下方向から加わる圧力によって上下方向に弾性変形しやすくなっている。固定部３０ｉ、３０ｊが変形すると、腕部３０ｇ、３０ｈはそれに接続して形成されている長手方向当接片３０ａ、幅方向当接片３０ｃ、底面当接片３０ｅ、および長手方向当接片３０ｂ、幅方向当接片３０ｄ、底面当接片３０ｆとともに上下方向に移動する。本発明においては、この上下方向から圧力が加わる腕部３０ｇ、３０ｈと固定部３０ｉ、３０ｊとの接続部を押圧部と呼び、押圧部の符号をそれぞれ３０ｍ、３０ｎとする。ただし、図６においては押圧部３０ｎは幅方向当接片３０ｄの陰になっているために表示を省略している。
【００４５】
このように構成された柱状部材保持部３０においても、押圧部３０ｍ、３０ｎに下から上に向かう圧力を加えることによって、腕部３０ｇに接続されている長手方向当接片３０ａと長手方向当接片３０ｂは、上方に移動するとともに、互いに離れ、しかも対向するもう１つの柱状部材保持部の長手方向当接片との間隔が振動子２の長さより少し拡がる。また、幅方向当接片３０ｃ、３０ｄも上方に移動するとともに、その間隔が振動子２の幅より少し拡がる。そして、互いに２つの柱状部材保持部の対向する２つずつの長手方向当接片の間であって、かつ互いに対向する２つずつの幅方向当接片の間であって、しかも対向する２つの底部当接片の上に振動子２を配置して押圧部に加えていた圧力を取り去ることによって、振動子２は４つの長手方向当接片によって長手方向から挟まれ、それぞれ２つの幅方向当接片によってその端部が幅方向から挟まれて２つの支持部材に対して位置決めされる。その際、振動子２にはいずれかの方向から偏った圧力が加えられているわけではないので、対向するそれぞれ４つの長手方向当接片および幅方向当接片の略中央部に位置し、支持部材に対して高い精度で位置決めされる。しかも、振動子２には水平方向四方から力が加わっている状態であるため、外部からの力が加わらない限り水平方向への移動の自由度もない。
【００４６】
さらに、振動子２は、支持部材に対して位置決めされるだけではなく、長手方向当接片や幅方向当接片によって挟まれ、しかも長手方向当接片や幅方向当接片の元に戻ろうとする力によって、下の方向に力が加えられる。すなわち支持部材に押しつけられる。そのため、振動子２の自重によって支持部材と接触する場合に比較して両者が押しつけられる力が強く、安定する。
【００４７】
なお、このとき振動子２と２つの支持部材の接触部の少なくとも一方側にはハンダや導電性接着剤が塗布されているものとする。
【００４８】
振動子２と支持部材を固定した後は、支持部材を振動子ベースに固定する。そして、その状態で例えば柱状部材保持部３０の腕部３０ｇ、３０ｈと固定部３０ｉ、３０ｊとの接続部を切り離し、同時に、支持部材をリードフレーム３３の枠部３１から切り離すことによって、振動子２からリードフレーム３３の枠部３１と柱状部材保持部３０を取り除くことができる。このようにして、振動子２は支持部材によって振動子ベースの内側の中空に保持される。
【００４９】
このように、本発明の柱状部材保持部を用いることによって、支持部材３２を含む２つの支持部材を振動子２に高い位置精度で安定に固定することができる。しかも、図１に示した柱状部材保持部２０の場合と異なり、柱状部材保持部と支持部材が同じリードフレーム３３に一体に形成されているため、柱状部材保持部と支持部材との間の位置精度をさらに高くすることができ、柱状部材保持部２０を用いる場合よりさらに高い位置精度で支持部材を振動子２に固定することができる。また、柱状部材保持部には振動子を支持部材に押しつける機能を持っているため、振動子が軽量化しても支持部材との接続が不安定になることがない。そして、支持部材と振動子との位置精度を高めることによって、振動子の振動の安定性をさらに向上させ、しかも振動が外部に漏れるのを防止することができる。
【００５０】
なお、上記の各実施例においては、支持部材の端部を振動子ベースに固定するタイプの振動ジャイロを示したが、枠状の振動子ベースを用いず、支持部材の端部を下に曲げて部品搭載基板に直接固定するタイプの振動ジャイロでも構わない。
【００５１】
図７に、このようなリードフレームに、端部を部品搭載基板に直接固定する支持部材と一体に形成された、本発明の柱状部材保持部のさらに別の実施例の斜視図を示す。図７において、図６と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
【００５２】
図７において、リードフレーム４０の、図６に示したリードフレーム３３との違いは、支持部材３２を支持部材４１に変えた点だけで、リードフレーム３３と同様に１つの金属板を加工して形成されている。リードフレーム４０における柱状部材保持部３０の役割はリードフレーム３３の場合と全く同じであるため説明を省略するが、全く同様の作用効果を奏するものである。
【００５３】
図８に、リードフレーム４０を用いて製造された振動ジャイロの斜視図を示す。図８において、図７と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
【００５４】
図８において、振動ジャイロ５０は、振動子２を４つの支持部材４１、４２、４３、４４を介して部品搭載基板４５上の中空に保持して構成されている。４つの支持部材４１、４２、４３、４４は、振動子２の厚み方向および幅方向の振動を抑制しないように、いくつもの屈曲部を備えている。そして、振動子２の各電極は支持部材４１、４２、４３、４４を介して部品搭載基板４５上に形成される振動子２を厚み方向に屈曲振動させる駆動回路やコリオリ力を検出するための回路（図示は省略）と接続されている。なお、部品搭載基板４５上には振動子２や各回路を覆うカバーが設けられるが、ここでは省略している。
【００５５】
このように構成された振動ジャイロ５０においては、リードフレーム４０に形成された柱状部材保持部３０を用いて振動子２と支持部材との固定を行うため、振動子の振動の安定性を向上させ、しかも振動が外部に漏れるのを防止することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の柱状部材保持部およびそれを用いた振動ジャイロの製造方法においては、柱状部材保持部が柱状部材である振動子の２つの端部を水平方向から挟むそれぞれ４つの長手方向当接片と幅方向当接片を備え、これらを圧力による弾性変形を利用して広げたところに振動子を配置し、その後圧力を除去することによって振動子を所定の位置に配置し、その状態で振動子と支持部材を固定することによって、振動子と支持部材を高い位置精度で安定に固定することができ、振動ジャイロの性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の柱状部材保持部の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の柱状部材保持部を示す平面図である。
【図３】図１の柱状部材保持部を示す正面図である。
【図４】図１の柱状部材保持部の弾性変形を説明するための正面図である。
【図５】図１の柱状部材保持部の弾性変形を説明するための断面図である。
【図６】本発明の柱状部材保持部の別の実施例を示す斜視図である。
【図７】本発明の柱状部材保持部のさらに別の実施例を示す斜視図である。
【図８】図７の柱状部材保持部を用いて製造した振動ジャイロを示す斜視図である。
【図９】従来の振動ジャイロの振動子部を示す斜視図である。
【図１０】従来の振動子に支持部材を固定する方法を説明するための展開斜視図である。
【図１１】従来の柱状部材保持部を示す斜視図である。
【符号の説明】
２…振動子
９、１０、３２、４１、４１、４３、４４…支持部材
１１…振動子ベース
２０、３０…柱状部材保持部
２０ａ、２０ｂ、３０ａ、３０ｂ…長手方向当接片
２０ｃ、２０ｄ、３０ｃ、３０ｄ…幅方向当接片
２０ｅ、２０ｆ、３０ｅ、３０ｆ…底面当接片
２０ｇ、２０ｈ、３０ｇ、３０ｈ…腕部
２０ｉ、２０ｊ、３０ｉ、３０ｊ…固定部
２０ｍ、２０ｎ、３０ｍ、３０ｎ…押圧部
３１…枠部
３３、４０…リードフレーム
４５…部品搭載基板
５０…振動ジャイロ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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