JP2002311046A - サーボ型加速度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネットハウジングの閉塞板に溶着した磁
気補強板が熱膨張時に閉塞板の板面から浮き上がる現象
を解消する。 【解決手段】 筒部と、この筒部の一端側を閉塞する閉
塞板とを具備した一対のマグネットハウジングを筒部の
開口面を対向させて配置し、この開口面の間にペンデュ
ラムを挟み付けて固定し、ペンデュラムの可動部の変位
を検出し、その検出信号によりペンデュアム可動部を中
立点に押し戻す電磁力を発生するトルカーコイルを具備
し、マグネットハウジングの閉塞板の板面に円盤形状の
磁気補強板を積層して構成されるサーボ型加速度計にお
いて、磁気補強板にこの磁気補強板の直径方向に変形可
能な弾性変形可能部を形成し、この弾性変形可能部を閉
塞板に溶着した構造としたサーボ型加速度計。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は永久磁石をそれぞ
れ備えた二つのマグネットハウジングによってペンデュ
ラムの固定部を挟み付けて保持し、そのペンデュラムの
可動部分の変位を検出し、この可動部分を中立点に押し
戻そうとする力を電磁力により発生するトルカーコイル
を備えたサーボ型加速度計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の加速度計は例えば図５に
示すように、２個のマグネットハウジング１００により
ペンデュラム１０の固定部１１（図６参照）を挟み付け
て２個のマグネットハウジング１００の間にペンデュラ
ム１０を保持している。ハウジング１００はつぼ形の磁
気ヨーク、つまり筒部１１０と、この筒部１１０の一端
を閉塞する閉塞板１１１とが一体に構成され、そのつぼ
形マグネットハウジングにおいて軸芯を一致させて永久
磁石１１２が閉塞板１１１に固定される。永久磁石１１
２の閉塞板１１１とは反対側の面にポールピース１１３
が取付けられている。この場合永久磁石１１２のポール
ピース１１３と反対側にも板状ポールピース１１４を永
久磁石１１２に接着させ、その板状ポールピース１１４
が閉塞板１１１の中心に形成された孔１１５を通じて閉
塞板１１１にレーザ溶接されている。筒部１１０の開口
部分の内側にはポールピース１１３の周面と対向してリ
ング状突部１１６が一体に形成され、このリング状突部
１１６とポールピース１１３との間に環状磁気空隙１１
７を形成する。

【０００３】マグネットハウジング１００の筒部１１０
の各開口面の縁により図６に示したペンデュラム１０の
固定部１１が挟まれて保持される。この状態で、２個の
マグネットハウジング１００はその外周面に巡らした帯
状体２１によりお互いに連結固定される。なおペンデュ
ラム１０は固定部１１と可動部１２の間に図６に示すよ
うにヒンジ１３が形成され、このヒンジ１３により可動
部１２は加速度の向きに応じて２個のマグネットハウジ
ング１００の何れかの方向に変位する。ペンデュラム１
０の両側にトルカーコイル３１、３２が取り付けられ
る。これらトルカーコイル３１、３２はそれぞれ環状磁
気空隙１１７の軸芯と同軸上に位置している。またペン
デュラム１０の可動部１２には図５及び図６に示すよう
に２個のマグネットハウジング１００のそれぞれと対向
して静電容量検出用電極３３、３４が形成され、可動部
１２の変位を検出できるように構成されている。

【０００４】マグネットハウジング１００は連結された
状態で筒状筐体４０内に収容され、筒状筐体４０の一端
側の外周に取付用つば４１が一体に形成され、他端側の
内周面とマグネットハウジング１００の外周面との間に
リング５０が介挿されると共にリング５０はこれらと接
着剤で強固に接着されて２個のマグネットハウジング１
００が筒状筐体４０に固定される。このリング５０によ
る固定の後、筒状筐体４０の一端に端板４２がレーザ溶
接されて、気密的に塞がれる。安定性のために、取付用
つば４１側の内周面とマグネットハウジング１００の外
周面との間にリング５２が柔軟性のある接着剤５３によ
り接着される。

【０００５】筒状筐体４０の取付用つば４１側の端にこ
れを塞ぐようにサーボ増幅アセンブリ部６０が密封して
取り付けられる。このサーボ増幅アセンブリ部６０内に
は、電極３３、３４と磁気ヨーク間の静電容量により検
出されたペンデュラム１０の変位と対応する電気信号を
増幅してトルカーコイル３１、３２に供給し、トルカー
コイル３１、３２に流れる電流と、環状磁気空隙１１７
の磁界とにより電磁力によりペンデュラム１０の可動部
１２をその中立点に押し戻そうとする力が発生するよう
に構成されている。アセンブリ部６０内にはそのため電
気回路が配線基板６１上に実装されている。

【０００６】加速度計において、各構成部品間に熱膨張
係数の比較的大きな差があると環境温度の変化などによ
り熱応力が発生してバイアス誤差が生じ、かつそれが変
化すると、正しい動作をしなくなる。このような点から
従来においてはペンデュラム１０と、２個のマグネット
ハウジング１００とは熱膨張係数がほぼ等しい材料が用
いられていた。因みに、ペンデュラム１０は熱膨張係数
が小さい溶融石英で構成され、マグネットハウジング１
００はインバーで構成されていた。マグネットハウジン
グ１００をインバーで構成した場合、閉塞板１１１が薄
く形成されるので、特に高温時に閉塞板１１１の磁気特
性が劣化し、例えば加速度の検出感度が低下する等の不
都合が生じる。

【０００７】マグネットハウジング１００の磁気特性、
特に高温時にマグネットハウジング１００の磁気特性の
劣化を補強するために従来より閉塞板１１１の板面に円
盤状の磁気補強板１２０を溶着している。図７に磁気補
強板１２０の溶着の様子を示す。図７に示すＳＰは磁気
補強板１２０をマグネットハウジング１００の閉塞板１
１１の面にスポット溶着した溶着点を示す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図７に示した磁気補強
板１２０の溶着構造によれば、熱的なストレスが与えら
れると、磁気補強板１２０の熱膨張率とマグネットハウ
ジング１００の熱膨張率との違いによって例えば図８に
示すように磁気補強板１２０の伸びによって磁気補強板
１２０は閉塞板１１１の板面から浮き上がってしまう現
象が発生し、この現象によりマグネットハウジング１０
０の磁気特性が変動し、これにより例えば加速度の検出
感度が変動するなどの欠点が発生する。

【０００９】この発明の目的は、熱的なストレスが与え
られても磁気補強板がマグネットハウジングの閉塞板か
ら浮き上がってしまう現象の発生を回避し、検出感度の
変動などが発生しない、安定して動作するサーボ型加速
度計を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１で
は、筒部と、この筒部の一端側を閉塞する閉塞板とを具
備した一対のマグネットハウジングを筒部の開口面を互
に対向させて配置し、この開口面の間にペンデュラムの
固定部を挟み付けて２個のマグネットハウジングの間に
固定し、ペンデュラムの可動部の変位を検出し、その検
出信号により可動部を中立点に押し戻す電磁力を発生す
るトルカーコイルを具備し、マグネットハウジングの閉
塞板の板面に円盤状の磁気補強板を積層して構成される
サーボ型加速度計において、磁気補強板にこの磁気補強
板の直径方向に弾性変形可能な弾性変形可能部を形成
し、この弾性変形可能部を閉塞板に溶着した構造とした
サーボ型加速度計を提案する。

【００１１】この発明の請求項２では、請求項１記載の
サーボ型加速度計において、磁気補強板の周辺の近傍に
孔を形成し、この孔と磁気補強板の外周との間を弾性変
形可能部分としたサーボ型加速度計を提案する。この発
明の請求項３では、請求項１記載のサーボ型加速度計に
おいて、磁気補強板の周辺近傍に周方向に延長された切
欠を形成し、この切欠によって形成された突片部分を弾
性変形可能部としたサーボ型加速度計を提案する。作用 この発明の構成よれば熱ストレスが印加され磁気補強板
が熱膨張しても、その熱膨張は弾性変形可能部で吸収さ
れる。この結果、磁気補強板がマグネットハウジング１
００の閉塞板１１１の板面から浮き上がってしまう現象
が発生することはなく、熱ストレスによって検出感度が
低下するような不都合が発生することもない。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１にこの発明の要部の実施例を
示す。図中１１１はマグネットハウジング１００を構成
する閉塞板、１２０はこの閉塞板１１１に溶着した磁気
補強板を示す。この発明ではこの磁気補強板１２０に弾
性変形可能部１２１を形成し、この弾性変形可能部１２
１を閉塞板１１１に溶着した構造とした点を特徴とする
ものである。弾性変形可能部１２１としては図１に示す
実施例では磁気補強板１２０の周辺の近傍に孔１２２を
形成し、この孔１２２と磁気補強板１２０の周縁との間
の部分を弾性変形可能部１２１とした例を示す。図１の
実施例では更に、孔１２２を磁気補強板１２０の周方向
に延長した長孔とした実施例を示す。孔１２２を長孔形
状としたことにより、弾性変形可能部１２１の形状を周
方向に長く形成することができる。このように弾性変形
可能部１２１を磁気補強板１２０の周方向に長く形成す
ることにより、この弾性変形可能部１２０は磁気補強板
１２０の直径方向に大きく変形することができる。この
結果、磁気補強板１２０が熱膨張して直径方向に大きく
突出変形しても、図２に示すように弾性変形可能部１２
１が変形して吸収することができる。従って、溶着点Ｓ
Ｐに大きな力が加わることがなく、磁気補強板１２０が
閉塞板１１１の板面から浮き上がる現象が阻止される。

【００１３】図３はこの発明の要部の他の実施例を示
す。この実施例では磁気補強板１２０の周辺の近傍に、
周辺に沿う方向に切欠１２３を形成し、この切欠１２３
の形成によって成形される突片部分を弾性変形可能部１
２１とした場合を示す。図３では切欠１２３を１個所に
形成した例を示すが、実際には磁気補強板１２０の周辺
に複数個形成する。図４はこの発明の要部の更に他の実
施例を示す。この実施例では磁気補強板１２０の周辺に
凹部１２４を形成し、この凹部１２４の内側に楕円形の
リング状部１２５を形成し、このリング状部１２５の長
軸方向の中央部分を閉塞板１１１に溶着した場合を示
す。従って、この場合はリング状部１２５の長軸方向の
中央部分が弾性変形可能部１２１となる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
マグネットハウジング１００より熱膨張係数が大きい磁
気補強板１２０をマグネットハウジング１００の閉塞板
１１１に溶着しても、その溶着点ＳＰを磁気補強板１２
０に形成した弾性変形可能部１２１にとることにより、
磁気補強板１２０が熱膨張しても溶着点ＳＰに掛かる応
力は弾性変形可能部１２１の弾性変形により吸収され、
磁気補強板１２０は自由に外向に膨張することができ
る。

【００１５】この結果、磁気補強板１２０は閉塞板１１
１から浮き上がる現象が発生することはなく、閉塞板１
１１の板面に密着した姿勢を維持することができる。従
って、熱ストレスにより閉塞板１１１の磁気特性が変動
することはなく、広い温度範囲にわたって安定に動作す
るサーボ型加速度計を提供することができる利点が得ら
れ、その効果は実用に供して頗る大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の要部の一実施例を説明するための端
面図。

【図２】図１の実施例の動作状況を説明するための端面
図。

【図３】この発明の要部の変形実施例を説明するための
端面図。

【図４】この発明の要部の更に他の変形実施例を説明す
るための端面図。

【図５】サーボ型加速度計の構造を説明するための断面
図。

【図６】図５に示したサーボ型加速度計に用いられてい
るペンデュラムの構造を説明するための側面図。

【図７】発明が解決しようとする部分の従来の技術を説
明するための端面図。

【図８】従来の技術の欠点を説明するための側面図。

【符号の説明】

１０ ペンデュラム １１ 固定部 １２ 可動部 １３ ヒンジ １００ マグネットハウジング １１０ 筒部 １１１ 閉塞板 １２０ 磁気補強板 １２１ 弾性変形可能部 １２２ 孔 １２３ 切欠 １２５ リング状部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒部と、この筒部の一端側を閉塞する閉
   塞板とを具備した一対のマグネットハウジングを上記筒
   部の開口面を互に対向させて配置し、この開口面の間に
   ペンデュラムを挟み付けて固定し、ペンデュラムの可動
   部の変位を検出し、その検出信号により上記可動部を中
   立点に押し戻す電磁力を発生するトルカーコイルを具備
   し、上記マグネットハウジングの閉塞板の板面に円盤状
   の磁気補強板を積層して構成されるサーボ型加速度計に
   おいて、 上記磁気補強板にこの磁気補強板の直径方向に弾性変形
   可能な弾性変形可能部を形成し、この弾性変形可能部を
   上記閉塞板に溶着した構造としたことを特徴とするサー
   ボ型加速度計。
2. 【請求項２】 請求項１記載のサーボ型加速度計におい
   て、上記磁気補強板の周辺近傍に孔を形成し、この孔と
   上記磁気補強板の周辺との間の部分を弾性変形可能部分
   としたことを特徴とするサーボ型加速度計。
3. 【請求項３】 請求項１記載のサーボ型加速度計におい
   て、上記磁気補強板の周辺近傍に周方向に延長された切
   欠を形成し、この切欠によって形成された突片部分を弾
   性変形可能部としたことを特徴とするサーボ型加速度
   計。