專利名稱：制造振動陀螺儀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及振動陀螺儀的制造方法，具體地說，涉及一種制造陀螺儀的方法，所述陀螺儀譬如用于通過測定旋轉(zhuǎn)角速度檢測可動物體之運動的系統(tǒng)、通過檢測運動物體的位置而合宜地操縱運動物體的導(dǎo)航系統(tǒng)，或者用于振動吸收裝置，通過檢測因外界振動，如擺頭時產(chǎn)生的振動所引起的旋轉(zhuǎn)角速度而適當(dāng)?shù)匚照駝拥臄[頭控制裝置。
然而，上述相關(guān)技術(shù)中，振動陀螺儀的支承工具和外殼均為分離件，以致要給出外殼、支承工具、振動器的間隙及其尺寸精度，并且需要裝配為它們所用的夾具，從而產(chǎn)生因支承工具關(guān)于外殼的定位而使精度降低的問題，并因此產(chǎn)生因振動器關(guān)于所述外殼定位而使精度降低的問題。
具體地說，為使振動器的檢測軸變得與一個需要測定角速度的軸平行，是參照所述外殼的外形安裝所述振動陀螺儀的。然而，上述相關(guān)技術(shù)中，由于振動器關(guān)于外殼定位的精度較差，所以需要測定角速度的軸與振動器的檢測軸之間常會產(chǎn)生振動。在這種情況下，就使角速度的檢測效率與cosθ成正比地降低(θ＝需要測定角速度的軸與振動器的檢測軸之間的振動角)，以致不能精確地測定所述角速度。
為此，本發(fā)明提供一種制造振動陀螺儀的方法，所述陀螺儀包括振動器和外殼，所述外殼具有支架，用以支承在它上面所形成的振動器。所述方法包括如下步驟使定位件與外殼一體形成，所述定位件用于確定振動器關(guān)于所述外殼的位置；在由所述定位件使振動器關(guān)于所述外殼被定位的同時，由支架支承所述振動器。
本發(fā)明制造振動陀螺儀的方法還包括在由所述支架支承所述振動器的步驟之后，自所述外殼移去所述定位件的步驟。
當(dāng)采用基本結(jié)構(gòu)形式或著采用使用該基本形式結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)時，可以通過支承件由支架支承振動器。
按照本發(fā)明制造振動陀螺儀的方法，在由與外殼一體形成的定位件使振動器關(guān)于外殼定位的同時，由支架支承振動器。因此，按本發(fā)明振動陀螺儀制造方法制得的振動陀螺儀中，使振動器關(guān)于外殼定位的精度得到提高。從而，在關(guān)于外殼的外形安裝振動陀螺儀時，所述需要測定角速度的軸與振動器的檢測軸之間幾乎不會產(chǎn)生偏差，所以能夠精確地測定角速度。在已由所述支架支承振動器之后，從外殼移去所述定位件時，該定位件就不再成為障礙。
如圖2所示，振動器12包括譬如呈條狀的第一壓電基板14a和呈條狀的第二壓電基板14b。所述第一壓電基板14a和第二壓電基板14b彼此放置并結(jié)合在一起。第一壓電基板14a和第二壓電基板14b沿相反的厚度方向被極化。第一壓電基板14a和第二壓電基板14b可沿面對的方向被極化。
在第一壓電基板14a的主表面上形成兩個分段電極16和16，使其沿板的寬度方向彼此分開。在第二壓電基板14b的主表面上形成公用電極18。第一壓電基板14a和第二壓電基板14b之間形成中間電極20。
振動器12中的第一壓電基板14a和第二壓電基板14b沿相反的厚度方向被極化，以便在將驅(qū)動信號，如正弦信號加在兩個分段電極16和16與公用電極18之間時，所述第一壓電基板14a和第二壓電基板14b彼此相反地振動。在這種情況下，當(dāng)?shù)谝粔弘娀?4a沿與其主表面平行的方向伸展時，第二壓電基板14b沿與其主表面平行的方向收縮。相反，在第一壓電基板14a沿與其主表面平行的方向收縮時，第二壓電基板14b沿與其主表面平行的方向伸展。因此，隨著該二壓電基板14a和14b的一些部分處于從兩端沿其縱長方向略向內(nèi)而用作節(jié)點，第一壓電基板14a和第二壓電基板14b沿垂直于它們主表面的方向彎曲振動。
比如用焊劑或?qū)щ娬辰Y(jié)劑把基本上成矩形平板狀的四個相對的支承件22的中心部分22a按照振動器12的頂面和底面處的對應(yīng)節(jié)點安裝在四個對應(yīng)的位置，使振動器12從向上和向下的方向被夾起來。支承件22均為導(dǎo)電引線，用于將驅(qū)動信號提供給振動器12的分段電極16和16及公用電極18，并從振動器12的分段電極16和16及公用電極18獲得檢測信號。相應(yīng)地，所述支承件22之一的中心部分22a在振動器12頂面上沿其縱長方向與所述各分段電極16之一電連接，而另一個支承件22的中心部分22a在振動器12頂面上沿其縱長方向與另一分段電極16電連接。振動器12底面上的兩個支承件22的中心部分22a與公用電極18電連接。
上述各支承件22的中心部分22a被制成基本上為矩形平板狀的墊片。通過相應(yīng)的用于取得振動器12之振動邊界效應(yīng)的基本上成Z形的中間部分22b，在每一個相應(yīng)的頂部支承件22的中心部分22a兩側(cè)各形成矩形平板狀端部22c，而在每一個相應(yīng)的底部支承件22的中心部分22a的兩側(cè)各形成矩形平板狀端部22d。通過沖壓譬如恒定彈性金屬板材，如磷青銅片制成這些支承件22。
另外，此振動陀螺儀10還包括一個由比如合成樹脂制成的盒狀外殼30。設(shè)置四個成矩形平行板狀的支架32帶有電極32a，用以傳送來自比如振動器12的信號，沿外殼30寬度方向的每個側(cè)壁上的兩個支架與外殼30形成一體，而且彼此分離開來。
通過嵌入壓模，將安裝在振動器12底面上的兩個支承件22的四個端部22d整體模鑄在外殼30上，并安裝于其上。利用焊劑或?qū)щ娬辰Y(jié)劑，將安裝在振動器12頂面上的兩個支承件22的四個端部22c安裝到設(shè)在外殼30上四個支承件32的頂面的電極32a上。
為了制成這種振動陀螺儀10，要制成振動器12、各支承件22以及外殼30。在這種情況下，如圖3所示，除所述四個支架32外，在沿所述外殼30縱向的每個內(nèi)壁上，還提供兩個定位件34，它們與外殼30形成一體。設(shè)置定位件34，用于關(guān)于外殼30定位所述振動器12。每個定位件34包括呈方框形的保持部分36。每個保持部分36中形成一個凹窩38，與振動器12的相應(yīng)端部對應(yīng)。每個保持部分36通過兩個細(xì)L形頸40與外殼30連在一起。
通過嵌入壓模，使與兩個底部支撐件22的四個端部22d一體制成的四個支架32被置于外殼30上，并安裝于外殼上。
如圖3中的虛線所示，將振動器12的各端安裝在設(shè)于外殼30上的兩個定位件34之一的凹窩38上。這一安裝操作，使振動器12關(guān)于外殼30定位。
相應(yīng)地，隨著振動器12關(guān)于外殼30被定位，使用諸如焊劑或?qū)щ娬辰Y(jié)劑，將安裝在相應(yīng)支架32上的兩個支承件22安裝到振動器12的底面上。
如圖4所示，隨著振動器12關(guān)于外殼30被定位，將另外兩個支承件22安裝到振動器12的頂面和四個支架32的頂面上。
為防止定位件34約束振動器12的驅(qū)動和由振動器12的檢測，通過切割所述四個細(xì)頸40的基部，移去兩個定位件34，從而制成

圖1所示振動陀螺儀10。
在上述制造振動陀螺儀10的方法中，在通過定位件34使振動器12關(guān)于外殼30被定位的同時，振動器12受到各支架32的支承，而所述定位件34是與外殼30一體形成的。于是，在這樣的振動陀螺儀10中，使振動器12關(guān)于外殼30的定位精度得以被提高。因而，在參照外殼30的外形安裝這種振動陀螺儀10時，為需要測定角速度的軸與振動器12的檢測軸(中心軸)之間幾乎不產(chǎn)生偏差，以致可以精確地監(jiān)測角速度。
在上述制造振動陀螺儀10的方法中，各支架32與外殼30整體制成，從而不需要將各支架32安裝到外殼30上去的步驟，提高了把振動器12安裝到各支架32上的精度，使振動器12的特性穩(wěn)定，還可減少所用部件的數(shù)量，從而能夠得到低成本的振動陀螺儀。
在上述制造振動陀螺儀10的方法中，使所述振動陀螺儀10易于裝配，在裝配操作中無需夾具等，而且裝配的精度優(yōu)良。在這種情況下，當(dāng)通過模制樹脂而制成振動陀螺儀10的外殼30、支架32以及定位件34時，模制的精度高達比如±50μm，或者更小。
與此相比，在利用分立制成的外殼和支架并使用夾具裝配振動陀螺儀時，模制外殼的精度為±50μm，所述夾具的精度為±50μm，外殼與夾具處給出的間隙為±50μm，支架的模制精度為±50μm，支架與夾具處給出的間隙為±50μm等，使振動器關(guān)于外殼定位的精度降低。
即使外殼上設(shè)置保持支架的各個部件，每個部分會產(chǎn)生尺寸誤差，從而要有間隙，以致不能得到能夠與本申請發(fā)明的裝配定位精度相比的裝配定位精度。
在上述振動陀螺儀10中，采用振動器12的形狀成方柱形，各支承件22具有基本上成Z形的中間部分22b，各支架32的形狀呈矩形平行板狀，而各定位件34具有矩形形狀。不過，本發(fā)明中的這些部件可有其它形狀。
按照本發(fā)明，能夠制造使其振動器可關(guān)于外殼被精確定位的振動陀螺儀，而且振動器可精確地檢測角速度。
權(quán)利要求
1.一種制造振動陀螺儀的方法，所述陀螺儀包括振動器和外殼，所述外殼具有支架，用以支承在它上面所形成的振動器；所述方法包括如下步驟使定位件與外殼一體形成，所述定位件用于確定振動器關(guān)于所述外殼的位置；在由所述定位件使振動器關(guān)于所述外殼被定位的同時，由支架支承所述振動器。
2.按照權(quán)利要求1所述的制造振動陀螺儀的方法，其特征在于，還包括在由所述支架支承所述振動器的步驟之后，自所述外殼移去所述定位件的步驟。
3.按照權(quán)利要求1所述的制造振動陀螺儀的方法，其特征在于，通過支承件由所述支架支承所述振動器。
全文摘要
一種制造振動陀螺儀的方法,為了制造振動陀螺儀,制成振動器和外殼。與外殼整體制成支架和定位件。由定位件關(guān)于外殼定位所述振動器。隨著所述振動器由定位件關(guān)于外殼被定位,通過支承件由支架支承所述振動器。此后,從外殼移去所述定位件。本發(fā)明能夠制造振動陀螺儀,使它的振動器關(guān)于外殼被精確地定位,并能精確地測定角速度。
文檔編號H01L41/22GK1369690SQ02102579
公開日2002年9月18日 申請日期2002年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月29日
發(fā)明者江原和博, 小池雅人 申請人:株式會社村田制作所