【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.13】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23KT1220

利用課題名 / Title

圧電振動ジャイロの加工と振動特性評価

利用した実施機関 / Support Institute

京都大学 / Kyoto Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials

キーワード / Keywords

ニオブ酸リチウム,振動ジャイロスコープ,圧電効果,センサ/ Sensor,3D積層技術/ 3D lamination technology

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

Amit Banerjee

所属名 / Affiliation

京都大学　大学院工学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

森田健司

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

KT-321：光ヘテロダイン微小振動測定装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

本研究はMEMSジャイロスコープの小型化・高性能化のために，優れた圧電特性を有するニオブ酸リチウムを用いた円筒振動子を作製した．共振周波数が低い円筒壁面が傾く2次のワイングラス振動モードを用いることで，小型化しながら低い共振周波数を実現した．デジタルロックインアンプを用いでジャイロスコープとして制御し，角速度の検出に成功した．

実験 / Experimental

KT-321:光ヘテロダイン微小振動測定装置を用いて円筒振動子側壁の上面の水平方向の振動を測定した．共振周波数付近で駆動周波数を10 Hz刻みに変更し，振動振幅の周波数応答を測定した．

結果と考察 / Results and Discussion

ヘテロダイン微小振動測定装置の横振動モードにより測定した円筒振動子の振動振幅の周波数応答をFig. 1に示す．圧電効果を考慮した有限要素解析の結果とインピーダンスアナライザで電気的に測定した周波数応答から，測定した共振振動が2次のワイングラス振動モードであることを確認した．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 Mechanical vibration amplitude measured by heterodyne vibrometer.

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. 森田健司，土屋智由，荒屋和貴，今村恒彦，谷内雅紀，高性能小型圧電ジャイロスコープのための単結晶ニオブ酸リチウム円筒振動子の開発，第40回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム，熊本，2023年11月6-8日，6P5-PS-34
2. Kenji Morita, Toshiyuki Tsuchiya, Kazutaka Araya, Tsunehiko Imamura, Masanori Yachi, Single Crystal Lithium Niobate Cylindrical Resonator for High-Performance Miniature Piezoelectric Gyroscope, The 11th IEEE International Symposium on Inertial Sensors & Systems, Hiroshima (March 25-28, 2024)

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件