(57)【要約】【課題】  駆動・検出に棒の屈曲２次振動姿態を用い、高精度かつ支持が容易、構造簡素で実用性が高いジャイロセンサ振動体を提供すること。【解決手段】  弾性材料より成る実質的に真直な棒を主体とし、該棒はその長軸を含む第１の平面内において両端自由の２次の屈曲振動を圧電的に励振する駆動電極と、前記棒が前記長軸に平行な回転軸の回りに回転するとき前記平面と直交する平面である第２の平面に沿って発生するコリオリ力によって生起される振動を圧電的に検出する検出電極を備えているジャイロセンサ振動体。また、駆動電極と検出電極とは、棒の重心の反対側に配置されていること。また少なくとも棒の重心が弾性的に支持されていること。また棒は重心の両側で圧電性の方向が９０°異なっていること。また棒の両端寄りの部分に緩衝器を備えていること。【選択図】図１
2009168788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性材料より成る実質的に真直な棒を主体とし、該棒はその長軸を含む第１の平面内において両端自由の２次の屈曲振動を圧電的に励振する駆動電極と、前記棒が前記長軸に平行な回転軸の回りに回転するとき前記平面と直交する平面である第２の平面に沿って発生するコリオリ力によって生起される振動を圧電的に検出する検出電極を備えていることを特徴とするジャイロセンサ振動体。
【請求項２】
前記弾性材料は圧電性を有する材料であり、前記駆動電極および前記検出電極は前記棒の表面に形成された駆動電極膜と検出電極膜であることを特徴とする請求項１に記載のジャイロセンサ振動体。
【請求項３】
前記駆動電極と前記検出電極は、それぞれ前記重心の反対側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のジャイロセンサ振動体。
【請求項４】
前記棒は、その重心位置における断面が任意の方向に微小な傾斜を可能とするように弾性支持部材によって基台に支持されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のジャイロセンサ振動体。
【請求項５】
前記棒は、更に重心を除く節点位置付近においても他の弾性支持部材によって支持されていることを特徴とする請求項４に記載のジャイロセンサ振動体。
【請求項６】
前記重心を支持する支持部材と、重心を除く他の２箇所の節点位置をそれぞれ支持する他の２つの支持部材はすべて導体で形成され、前記駆動電極と前記検出電極に必要な３端子の引出線となっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のジャイロセンサ振動体。
【請求項７】
前記棒の、少なくとも前記長軸の周囲への移動を制限するため、前記重心よりも端部に近い位置において、緩衝器を設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のジャイロセンサ振動体。
【請求項８】
前記緩衝器の前記棒との当接部は、ゴム材で形成されていることを特徴とする請求項７に記載のジャイロセンサ振動体。
【請求項９】
圧電性を有する材料より成る前記棒は、ほぼ前記重心位置の両側において、圧電性の方向がほぼ９０°異なっている２つの部分から成ることを特徴とする請求項２ないし８のいずれかに記載のジャイロセンサ振動体。
【請求項１０】
前記２つの部分を結合する結合部材に、前記支持部材が取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載のジャイロセンサ振動体。
【請求項１１】
前記２つの部分はいずれも断面形状がほぼ正方形である棒材からなることを特徴とする請求項９または１０に記載のジャイロセンサ振動体。
【請求項１２】
前記２つの部分はいずれも断面形状が矩形である棒材からなることを特徴とする請求項９または１０に記載のジャイロセンサ振動体。
【請求項１３】
前記支持部材または前記他の支持部材は、板バネによって弾性を得ていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載のジャイロセンサ振動体。
【請求項１４】
前記支持部材または前記他の支持部材は、線材によって弾性を得ていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載のジャイロセンサ振動体。
【請求項１５】
前記支持部材または前記他の支持部材は、ゴム材によって弾性を得ていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載のジャイロセンサ振動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、振動ジャイロスコープにおいて、回転角速度に比例した電気的信号を出力するセンサ振動体に関する。
【背景技術】
【０００２】  振動ジャイロスコープは、小型で簡便であり、消費電力も少ないため、運動の計測や姿勢制御用のセンサとして、車両やロボットあるいはカメラ等小型の携帯用電子機器に至るまで広く用いられている。角速度センサとして使用される振動体には種々な形式のものが提案され、小型化、感度や精度の向上、検出方向の多軸化、等の性能を競っている。棒の１次屈曲振動を用いたものがまず実用化されたが、次第に圧電性材料より成る音叉型振動体またはその変形と考えられる振動体を用いたものが次第に優勢となりつつある。しかし用途によっては、異なる長所を持つ他の形態のセンサ振動体が求められることがある。【０００３】  弾性体より成る棒（あるいは細長い板）の屈曲振動を利用したジャイロセンサ振動体の従来技術については、下記文献が例示される。【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−１９１９１６号公報
【特許文献２】実開昭５９−４０８１３号公報
【非特許文献１】日本音響学会誌５６巻１号（２０００）ｐｐ４７〜５５掲載「縦１次−屈曲２次の２重モード矩形版振動子を用いた圧電ジャイロ・センサ」富川義朗  後藤隆志  菅原澄夫
【０００５】  上記特許文献１、２は棒の１次屈曲振動を利用したジャイロセンサ振動体であるから、これらをまとめて従来例１とし、上記非特許文献１は棒の２次屈曲振動を用いたジャイロセンサ振動体であるから、これを従来例２とすることにする。【０００６】  従来例１のジャイロセンサ振動体の概略を図７に示した。（ａ）は主振動（励振駆動される基本振動）を示す斜視図、（ｂ）は振動体が棒の長軸に平行な回転軸の回りに回転したとき現れるコリオリ力によって生起される検出振動（振幅は回転角速度に比例する）を示す平面図である。１は断面矩形の弾性体（圧電材料）より成る棒状振動体、２はその長軸、２ａは長軸の振動姿態である。振動姿態は駆動、検出とも１次の屈曲振動であって、２個の節点（ノード）を有する。１１は棒状振動体１の側面の主振動のノード位置Ｎに固定された４本の支持線である。主振動の振動面は垂直方向で、検出振動の振動面は水平方向である。主振動は棒１の上面および下面に設けた圧電素子又は電極膜（図示せず）により励振され、検出振動による電圧は棒１の側面に設けた圧電素子又は電極膜（図示せず）により検出される。【０００７】  従来例２のジャイロセンサ振動体の要点を図８に示した。本センサ振動体は棒状振動体１の長手方向の伸縮振動を主振動とし、振動体が棒１の長軸に直交する方向の回転軸回りの回転運動によって現れるコリオリ力による、棒の２次屈曲振動を検出振動とする。図８（ａ）の平面図、（ｂ）の側面図（棒状振動体１の長軸方向より見た）は該略構造を表す。（ｃ）は主振動の振動姿態（伸張時）を表す平面図、（ｄ）はその電極配置と主振動の入出力特性を示す平面図、（ｅ）は検出振動の振動姿態を示す平面図、（ｆ）はその電極配置と検出電圧の出力特性を示す平面図である。【０００８】  図８において、１は棒状振動体、１２は支持柱、１３は接着剤で、支持柱１２の上部先端を棒状振動体１（圧電セラミクス又は水晶より成り、細長い平板状をなす）の中央下面に接着している。１４は主振動の振動姿態（伸張時のみを図示）、１５は検出振動の振動姿態（片側のみを図示）を示す。両振動モードの共振周波数は、棒の辺比を適宜に選んで縮退関係にさせ、検出振幅が極力大きくなるようにしている。（ｄ）は板面を４分する駆動電極膜８を示す。（板の裏面には対向電極がある。）主振動の振動姿態の対称性により、４つの駆動電極に印加される駆動電圧は全て同じである。このことを、各電極端子５を黒く塗りつぶして示した。（ｆ）は同じ電極８を検出に用いた場合であるが、板面の部分的な伸縮が（ｅ）図の如く長軸２の両側で反対になるので、電極端子５に現れる電圧は、図示のように異なる。即ち、駆動電圧をＶ、屈曲振動によって１個の電極に現れる検出電圧をΔＶとすると、黒く塗りつぶした電極端子５にはＶ＋ΔＶの電圧が発生し、白抜きの電極端子５にはＶ−ΔＶが発生する。そこでこれら電極を差動的に接続することによって、必要な検出電圧２ΔＶを検出することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  従来例１，２とも、センサ振動体は単純な形状（直方体）でよいので、高精度の加工ができ、それが高精度の検出動作につながるメリットがある。しかし次の課題がある。従来例１においては、支持線１１の固定点Ｎにおける検出振動による棒表面の歪みはゼロではない。また棒の重心は振幅の腹であるので支持部として用いることができない。また従来例２においては、棒の重心位置Ｇを支持することができて力学的な安定が良いが、主振動による伸縮のため表面歪みはゼロにならず、また重心は検出振動によって回転するので、接着剤を用いて支持すると、振動体のＱ値を十分高くすることができない。【００１０】  本発明の目的は、形状が単純で加工精度が出し易い棒状の振動体の長所を生かすと共に、振動歪みに影響され難くかつ簡素な支持構造を適用して、回転検出精度が高く、実用的なジャイロセンサ振動体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、本発明のジャイロセンサ振動体は、以下の（１）〜（１５）の特徴のいずれかを備える。
（１）弾性材料より成る実質的に真直な棒を主体とし、該棒はその長軸を含む第１の平面内において両端自由の２次の屈曲振動を圧電的に励振する駆動電極と、前記棒が前記長軸に平行な回転軸の回りに回転するとき前記平面と直交する平面である第２の平面に沿って発生するコリオリ力によって生起される振動を圧電的に検出する検出電極を備えていること。
（２）上記（１）に加えて更に、前記弾性材料は圧電性を有する材料であり、前記駆動電極および前記検出電極は前記棒の表面に形成された駆動電極膜と検出電極膜であること。
（３）上記（１）又は（２）に加えて更に、前記駆動電極と前記検出電極は、それぞれ前記重心の反対側に配置されていること。
（４）上記（１）ないし（３）のいずれかに加えて更に、前記棒は、その重心位置における断面が任意の方向に微小な傾斜を可能とするように弾性支持部材によって基台に支持されていること。
（５）上記（４）に加えて更に、前記棒は、更に重心を除く節点位置付近においても他の弾性支持部材によって支持されていること。
（６）上記（１）ないし（５）のいずれかに加えて更に、前記重心を支持する支持部材と、重心を除く他の２箇所の節点位置をそれぞれ支持する他の２つの支持部材はすべて導体で形成され、前記駆動電極と前記検出電極に必要な３端子の引出線となっていること。
（７）上記（１）ないし（６）のいずれかに加えて更に、前記棒の、少なくとも前記長軸の周囲への移動を制限するため、前記重心よりも端部に近い位置において、緩衝器を設けたこと。
（８）上記（７）に加えて更に、前記緩衝器の前記棒との当接部は、ゴム材で形成されていること。
（９）上記（２）ないし（８）のいずれかに加えて更に、圧電性を有する材料より成る前記棒は、ほぼ前記重心位置の両側において、圧電性の方向がほぼ９０°異なっている２つの部分から成ること。
（１０）上記（９）に加えて更に、前記２つの部分を結合する結合部材に、前記支持部材が取り付けられていること。
（１１）上記（９）又は（１０）のいずれかに加えて更に、前記２つの部分はいずれも断面形状がほぼ正方形である棒材からなること。
（１２）上記（９）又は（１０）のいずれかに加えて更に、前記２つの部分はいずれも断面形状が矩形である棒材からなること。
（１３）上記（１）ないし（１２）のいずれかに加えて更に、前記支持部材または前記他の支持部材は、板バネによって弾性を得ていること。
（１４）上記（１）ないし（１２）のいずれかに加えて更に、前記支持部材または前記他の支持部材は、線材によって弾性を得ていること。
（１５）上記（１）ないし（１２）のいずれかに加えて更に、前記支持部材または前記他の支持部材は、ゴム材によって弾性を得ていること。
【発明の効果】
【００１２】  本発明によって、以下の諸効果のうちの一つ以上を備えたジャイロセンサ振動体を提供することができた効果がある。即ち、駆動・検出共に棒の２次屈曲振動を用いることによって、形状が単純で加工精度が出し易い棒状の振動体の長所を生かし、性能を高度に安定化させることができた。また駆動電極と検出電極とを棒の重心を挟んで反対側に配置したことにより、検出電圧にノイズとして混入する駆動電圧を減らすことができた。また棒の重心位置を支持しすることにより、バランスがよく歪みの影響が極めて小さい支持構造を実現できた。また移動制限部材を設けることにより振動体の強度を実用的に高めることができた。また重心を挟んで圧電性の方向を変えた振動片を結合したことにより、駆動・検出いずれにおいてもその能率を高めた電極配置とすることができた。また支持部材の工夫により、強度が高く検出振動を妨害することが少ない支持構造を得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  まず最良の実施形態として実施例１を説明し、更にいくつかの観点で極めて良好であると判断される種々の実施例やその変形例について図面を援用して説明する。
【実施例１】
【００１４】  図１の各図は本発明の実施例１の構造と動作を示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は支持部材の形状を示す左側面図、（ｄ）は基本振動の振動姿態、（ｅ）はコリオリ力による振動姿態、（ｆ）は駆動電極膜の断面配置図、（ｇ）は検出電極の断面配置図である。
棒状振動体１は棒の中央の重心Ｇの位置で、板バネ状の支持部材４によって基台３上に水平に支持される。基台３は図示しないが、振動体を収容する気密（真空）容器の一部であることが高精度ジャイロセンサとしてはより好ましい。棒状振動体１は圧電性の弾性材料である水晶材より成り、結晶軸であるＸ，Ｙ，Ｚ軸は例えば図（ａ）、（ｂ）に示した方向にほぼ向いているが、周波数温度特性等の調整のため多少変わることがある。【００１５】  駆動（励振）電極と検出電極は必須であるがそれらの平面形状は図示されていない。動作には駆動端子、検出端子、共通端子（接地端子）の３端子を要するが、本実施例では、棒状振動体１の重心部表面に設けた金属膜（図示せず）に接合された金属板バネ状の支持部材４を共通端子とし、また駆動端子と検出端子は二つの振動節点の表面に設けた電極端子（パッド）５より細くて柔軟なリード線７を経由して各々端子支柱６に導き、それらを外部回路（図示せず）に接続している。【００１６】  棒状振動体１は、励振電極によって図（ｄ）で示すように水平面内（ＸＹ面内）の２次の屈曲振動モードで励振される。屈曲２次モードでは、重心Ｇは不動である。他に２個の節点（ノード）があり、その位置は棒状振動体が十分細くかつ一様断面である場合、その両端面から棒の全長の約１３．２％の位置にある。（棒の屈曲１次モードでは、２個の節点は両端面から約２２．４％の位置にあるので、２次モードではずっと端面寄りになる。）この棒が図（ａ）に示すようにその長軸２に平行な回転軸の回りに角速度Ωで回転運動をすると、コリオリ力により、図（ｅ）に示すように垂直面内（ＹＺ面内）の２次の屈曲振動が生起され、振幅はΩに比例する。この振動による変形を、他のジャイロセンサと同様に圧電的に検出することによって、回転角速度の上記長軸方向の成分を知ることができる。【００１７】  図１（ｃ）に示した、重心Ｇに設けられた金属材料より成る板バネ状の支持部材４は、ＨＤＤ装置などにおいて磁気ヘッドの面を磁気ディスクの表面に対して平行を保ちかつなじませるように保持するために用いられている、ジンバルバネと呼ばれることがあるバネ部材を応用したものである。支持部材４は、バネ性を有する金属薄板を打抜き又はエッチング技法により形成したもので、内枠４ａ、中枠４ｂ、外枠４ｃを、くびれ部分である各２個の垂直軸４ｄと水平軸４ｅにて連結した構造を有し、基台３上にバネ面を立てて固着される。４ｆは必要があれば用いられる取付穴である。棒状振動体１（断面で表されている）は内枠４ａの穴に重心位置まで挿通され、表面の金属膜と適量のハンダ又は（導電）接着剤等で固着される。固着部４ｇとして示した狭い枠状の斜線部は、そのハンダ等が振動体表面の金属膜から濡れ上がる部分を表している。【００１８】  棒状振動体１の重心Ｇは、２次屈曲振動モードにおいては不動であるが、重心Ｇを含む断面は駆動・検出の動作において水平・垂直いずれの方向にも僅かに傾斜することが可能でなければならない。本実施例の支持部材４は、垂直軸４ｄ、水平軸４ｅの捩れに中枠４ｂの若干の曲げを加えた弾性変形により、内枠４ａ部分の傾斜を摩擦損失を生じることなく可能にしている。もう一つ重要な点は、上記モードの自由振動においては理論上、重心を含む断面には曲げモーメントが発生していない（剪断力のみが作用する）ことである。従って重心近傍の棒の表面では材料の伸縮歪みがゼロに近く、この部分にハンダや接着剤が付着していてもその範囲が狭ければ棒状振動体１のＱ値を低下させることが少ない。従って棒状振動体１の重心Ｇと支持部材４とを、センサとしての機能を損なうことなく強固に固着することができ、外力に対して丈夫なセンサ振動体を構成できる。（従来例１に用いられる１次屈曲振動モードでは、重心での屈曲歪みと変位は最大であるし、従来例２においては、重心表面には励振の伸縮振動による表面歪みの最大値が発生しており、本実施例の重心のような好都合な点は棒上には存在しない。）【００１９】  次に駆動（励振）電極と検出電極の配置について述べる。図１（ｆ）断面図のように、駆動用の電極膜５ａ、５ｂは棒状振動体１の周囲４側面に配置される（図示を容易にするため、電極膜を棒の表面から離して描いてある）。白抜きで描いた電極膜５ａは共通電極、塗りつぶした駆動電極膜５ｂには外部の発振回路（図示せず）の出力端子から駆動電圧が供給される。棒状振動体１の断面内には電界Ｅが生じ、棒状振動体１を水平面内で屈曲させる。断面図（ｇ）に検出用の電極膜５ａ、５ｂを示す。これらの間にもし電圧を与えれば、横向きの電界Ｅが生じて棒状振動体１を垂直面内で屈曲させるが、逆に垂直面内で棒が屈曲すると圧電逆効果によって両電極間に検出電圧が生じるので、検出電極膜５ｃを検出端子に接続する。検出端子は外部の検出回路（図示せず）及び前記発振回路の入力端子に接続される。共通電極膜５ａは支持部材４に接続し接地する。なお図（ｇ）を駆動電極に、図（ｆ）を検出電極に用いてもよいし、また棒状振動体１を長軸２の回りに９０°回転し、駆動を垂直面内での屈曲、検出を水平面内での屈曲としてもよい。【００２０】  駆動電極と検出電極は棒状振動体１の表面の異なる位置に配置されるのが良いが、駆動と検出のいずれにも２次屈曲振動モードを用いる本発明においては、それぞれの電極を、重心Ｇを挟んで互いに反対側に位置する棒の側面に、それぞれ分離して配置するとよい。即ち重心Ｇの一方側の大部分では電極配置を（ｆ）のようにし、重心Ｇの他方の側の大部分（最大ではほぼ半長まで可能）では電極配置を（ｇ）のようにする。これは、曲げモーメントの長軸上の分布が重心に関して点対称的であり、しかも重心の各片側では曲げモーメントは同符号で、かつ駆動・検出の効率が高い最大曲率部分は重心の両側に離れて生じていることによる。駆動電極膜５ｂと検出電極膜５ｃとを重心Ｇを挟んで反対側に設け、それらをある程度離しておくことにより、駆動信号が検出電極で拾われノイズとなる恐れが少なくなるので好ましい。また駆動端子、検出端子は重心Ｇを挟んで反対側に設けることも容易となり、配置構成が合理的となる。（従来例１でも棒の重心を挟むように駆動電極と検出電極を配置することはできないことはないが、駆動又は検出効果が最も大きい最大歪みは重心位置を含んで生じるので、その部分が駆動・検出電極の一方又は両方に属さないことになり、有効利用できない不利がある。）【００２１】  本実施例１では、���状振動体１を正方形断面の棒とした。これは水平方向の屈曲振動の固有振動数と垂直方向の屈曲振動の固有振動数とを等しく設定し、共振によって検出電圧を最大にするためである。このような寸法条件の設定は、音叉等と比較すると、棒は単純な直方体形状でよいから、ラッピング等の高精度加工により歩留りよく達成することが可能となる。断面が正方形に近い場合、その方向性を判別するには、例えば棒の端面の＋Ｘ側にあるエッジに適宜な面取り加工を行っておけばよい（その分の質量欠損は、必要ならば棒の長さを微増させて補正することができる）。また検出動作を安定化するため、検出モードの固有振動数を駆動周波数から故意に所定量外すことも行われるが、この離調度付与を行う場合も上記高精度加工によって、断面形状の辺比を正確に設定し、特性を安定化させることができる。【００２２】  次に、実施例１及び後述する他の実施例にも適用できる、図１（ｃ）ジンバルバネ構造に代わる数種の支持構造の変形例について説明する。図２（ａ）〜（ｅ）は本発明のジャイロセンサ振動体に用いられる各種の板バネ状の支持部材４および支持構造の実施例を示す図である。【００２３】  図２（ａ）、（ｂ）は、ジンバルバネとほぼ同じ効果を発揮するが、棒状振動体１の周囲への張出し寸法量が、少なくともある方向ではやや小さくなるようにしたものである。（ｃ）は支持部材４を左右の支持バネに分離し小型にした支持構造の３面図である。片側の支持部材の端部４ｇは棒状振動体１の側面に（導電的に）接着される。逆Ｕ字形のバネ部は棒の表面から離してある。（ｃ）はバネ部を渦巻き形とし、しかもバネ面を棒状振動体１に平行に沿わせて（振動体表面からは僅か離しておく）センサ振動体の横幅を小さくしたものである。（ｄ）はバネ部を蛇腹形屈曲形状とした他は前例と同様である。
図１（ｃ）のジンバルバネを含め、これら図２の各種のバネは、棒状振動体１の重心Ｇの支持のみに限らず、節点（ノード点）を支持するためにも用いることができる。また、例えば（ｃ）のように接着部分４ｇがバネ部の面またはバネ形状の撓みの中心から外れているような支持部材の場合には、接着部分４ｇは重心Ｇ又はノード点Ｎ位置からやや外れる。またこれらの支持部材４を、駆動、検出電極のリード線に兼用することができる。【００２４】  図３は板バネを用いない他の数種の支持構造を例示したもので、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は支持店部分の断面図、（ｄ）は棒状振動体１の端面側から見た側面図である。（ａ）は支持線１１を用いた支持構造である。従来の棒状水晶振動子によく用いられた支持構造は、振動子のノード位置表面に頭部を釘の頭状に成形したネイルヘッドワイヤをハンダ付けしたものであったが、接合部で壊れ易く脆弱な構造であった。本発明においては振動体を貫通する支持線を用いて強度を飛躍的に高めている。１ｃは棒状振動体の重心又はノード点位置に両側から設けた例えば円錐状の凹部、１ｄはそれらを繋ぐ貫通穴である。凹部と穴の内面には電極膜と接続している金属膜を形成する。支持線１１は中間部にストッパーとなる鍔部１ａを設け、支持線１１は貫通穴１ｄの近傍でハンダ又は導電接着剤１１ｂにて固着される。直交する面内で振動するので、真に不動な重心又はノード点は棒状振動体１の表面にはなく中心部にのみ存在する。この構成は正にその点を支持しようとするものであり、重心又は接点を含む断面をいずれの方向へも傾斜可能に支持する。【００２５】  （ｂ）は前例のように棒状振動体１の両側面に設けた円錐穴１ｃにゴム材４ｈを充填し、その内部に頭つき支持線１１を埋設した構造を図示している。ゴム材４ｈの弾性変形により、棒断面の任意方向への傾斜を容易にした。（ｃ）では円錐穴を設ける代わりに側面にゴム材４ｈをドーム状に盛り上げ、その内部にネイルヘッドワイヤ１１を埋設している。これら支持線を用いた支持構造の実施例においては、支持線の長さを振動体１の振動周波数に共振するように選び、それによって振動の抵抗を下げるようにしてもよい。（ｄ）では支持線を用いず、棒状振動体１の重心又はノード点の周囲に例えば断面円形のゴムのＯ−リングを嵌め、そのゴムリング４ｉの周囲の一部を基板（図示せず）上の保持部材４ｊで支持した構造である。これらの実施例で、ゴム材４ｈやゴムリング４ｉに導電フィラーを混入していない場合は、電極端子に接続する柔軟なリード線を別の位置に設ける。
【実施例２】
【００２６】  図４は本発明の実施例２を示す部分斜視図である。実施例２においては、水晶材より成る棒状振動体１を重心位置で２分し、一方を長軸の回りに９０°回転した上で端面を突合せ再接合してある。図４にて２点鎖線で示した振動片ａ、振動片ｂはそれらの近傍に示した結晶軸の方向からわかるように、上記のような捩れ回転関係になっている。結合部材１０は金属の薄板よりなり、樋状をなし、その内面が、振動片ａ、振動片ｂに設けた接合用金属膜（図示しないし、共通電極膜と接続していてもよい）とハンダ又は接着剤の薄層で結合される。実施例１の段落００１８で述べたように、重心点付近は移動せず微小回転するのみで歪みも少ないので、結合部材１０の質量や慣性能率、接着剤等の悪影響が少ない。一方、駆動電極にも検出電極にも電気−機械変換効率がよいとされる、図１（ｆ）に示す方の断面配置を採用することができ、検出感度や耐ノイズ性を向上させ得るメリットがある。なお振動片ａ、振動片ｂは共に正方形・同大の断面を与えると接合は容易・正確であるが、多少の差を設けてもよい。また接合部材は金属以外の材質を用いてもよい。
【実施例３】
【００２７】  図５は本発明の実施例３を示し、（ａ）は結合部材の斜視図、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれセンサ振動片の片側における電極配置を示す斜視図、（ｄ）、（ｅ）はセンサ振動体の基本振動または検出振動の振動姿態を示す図である。
実施例３では振動片ａ、振動片ｂを、矩形断面でかなり大きな辺比を持つ板材にしたものである。斜視図（ａ）に示した結合部材１０は合成樹脂、セラミックス又は金属材より成り、直交するスリットを持っている。各振動片は斜視図（ｂ）又は（ｃ）に示すような板状の圧電体であり、例えばニオブ酸リチウムのＸ軸１２８°回転Ｙ板が用いられる。（ｂ）、（ｃ）は駆動又は検出電極の２種類の結線を示す。このような板材を結合部材１０のスリットに両側から挿入・固着され一体化する。図５（ｅ）は駆動の振動姿態、（ｆ）はそれと振動面が直交している検出時の振動姿態を表している。
【実施例４】
【００２８】  これまで説明したように、棒状振動体１はその重心を弾性的に支持されているので、例えば音叉型振動体に用いられる片持ち的な支持構造に比べればより好ましい支持がなされていると言えるが、それでも過大な衝撃加速度が加わったり、あるいは回転的な衝撃が加わったりすると破損する恐れがある。実施例４ではそのような事故を防止するための安全性を与えた構造を例示する。図６は本実施例４における緩衝器構造を示し、（ａ）はセンサ振動体を含む部分断面図、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ他の実施例である緩衝器単体の斜視図である。【００２９】  図６（ａ）において、断面が示された９は緩衝器であり、棒状振動体１の軸方向の移動、又は重心回りの回転運動を所定の範囲内に制限することによって、振動体自体や支持系や接続系の破損を防ぐために設けたものである。９ａ、９ｂは緩衝部材保持体で基板３上に固着される。９ｃは緩衝部材で、柔軟なゴム材より成り、過大衝撃時には棒状振動体とソフトに接触する。緩衝部材保持体９ａは軸方向の並進運動の制限用で棒の端面に近く設置され、緩衝部材保持体９ｂは回転運動の制限用で、振動体１と接触してもなるべく振動を妨害しないようにノード点（節点）位置を囲むように設けられる。なお接続端子（リード線の付着位置）は図１（ａ）よりも重心近くに移動した。斜視図（ｂ）、（ｃ）は更に構造を簡略化したもので、棒状振動体１の端部が周囲に所定の間隙を保って挿入される、凹部つきのゴム材９ｃを内部に有する緩衝器９を示す。その保持体は図示を省略した。（ｂ）の緩衝器９では棒状振動体１の側面が緩衝部材９ｃと接触し、（ｃ）では棒状振動体のエッジが緩衝部材保持体９と接触する。【００３０】  以上各実施例について述べたが、本発明は既述の実施例に限定されるものではない。例えば、各実施例の特徴を任意に組み合わせてもよいし、従来技術を含む他の要素を導入してもよい。また棒状振動体を構成する材料として、例示した以外の材料例えば恒弾性金属材料、セラミックス、又は他の圧電性の材料（ランガサイト、タンタル酸リチウム等）を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】  本発明は、高い形状精度と実用的な支持構造を持つジャイロセンサ振動体を提供するものであるから、産業上の利用可能性は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】  本発明の実施例１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は基本振動の振動姿態、（ｅ）はコリオリ力による振動姿態、（ｆ）は駆動電極膜の断面配置図、（ｇ）は検出電極の断面配置図である。
【図２】  （ａ）〜（ｅ）は本発明のジャイロセンサ振動体に用いられる各種の支持バネおよび支持構造の実施例を示す図である。
【図３】  （ａ）〜（ｄ）は本発明のジャイロセンサ振動体に用いられる他の各種の支持構造の実施例を示す断面図である。
【図４】  本発明の実施例２を示す部分斜視図である。
【図５】  本発明の実施例３を示し、（ａ）は結合部材の斜視図、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれセンサ振動片の片側における電極配置を示す斜視図、（ｄ）、（ｅ）はセンサ振動体の基本振動または検出振動の振動姿態を示す図である。
【図６】  本発明の実施例４における緩衝器構造を示し、（ａ）はセンサ振動体を含む部分断面図、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ他の実施例である緩衝器単体の斜視図である。
【図７】  従来例１のジャイロセンサ振動体を示し、（ａ）は斜視図と主振動の振動姿態、（ｂ）は平面図と検出振動の振動姿態を示す図である。
【図８】  従来例２ジャイロセンサ振動体を示し、（ａ）は概略の平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は主振動の振動姿態を示す平面図、（ｄ）はその電極配置と出力特性を示す平面図、（ｅ）は検出振動の振動姿態を示す平面図、（ｆ）はその電極配置と出力特性を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３３】  １  棒状振動体
１ａ振動片ａ、１ｂ振動片ｂ、１ｃ凹部、１ｄ貫通穴
２  振動体の長軸
２ａ長軸の振動姿態
３  基台
４  支持部材
４ａ内枠、４ｂ中枠、４ｃ外枠、４ｄ垂直軸、４ｅ水平軸、４ｆ取付穴、４ｇ固着部    ４ｈゴム材、４ｉゴムリング、  ４ｊ保持部材
５  電極端子
５ａ共通電極膜、５ｂ駆動電極膜、５ｃ検出電極膜
６  端子支柱
７  リード線
８、８ａ、８ｂ  電極膜
９  緩衝器
９ａ、９ｂ緩衝材保持体、９ｃ緩衝部材
１０  結合部材
１１  支持線
１１ａ鍔部、１１ｂハンダ
１２  支持柱
１３  接着剤
１４  駆動振動姿態
１５  検出振動姿態
Ｇ  振動体の重心
Ｎ  振動の節点（ノード点）
Ｅ  電界
Ω  角速度
【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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