JP2610239B2 - Moving state detection device - Google Patents

Moving state detection device

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JP2610239B2
JP2610239B2 JP1310600A JP31060089A JP2610239B2 JP 2610239 B2 JP2610239 B2 JP 2610239B2 JP 1310600 A JP1310600 A JP 1310600A JP 31060089 A JP31060089 A JP 31060089A JP 2610239 B2 JP2610239 B2 JP 2610239B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の利用分野) 本発明は、慣性力を利用して、絶対空間に対する角変
位を検出する移動状態検出装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving state detecting device that detects an angular displacement with respect to an absolute space using an inertial force.

(発明の背景) 従来この種の角変位検出装置は、特願昭63−126375
号、特願昭63−126374号、特願昭63−235158号、特願昭
63−126373号、特願昭63−255661号に於て提案されてい
るように、基本的には以下に詳説する構成を為すもので
あり、第10図〜第1図を用いて解説する。
(Background of the Invention) Conventionally, this kind of angular displacement detecting device is disclosed in Japanese Patent Application No. 63-126375.
No., Japanese Patent Application No. 63-126374, Japanese Patent Application No. 63-235158, Japanese Patent Application No.
As proposed in Japanese Patent Application No. 63-126373 and Japanese Patent Application No. 63-255661, it basically has the configuration described in detail below, and will be described with reference to FIGS. 10 to 1.

これらの図において、101は装置を構成する各部品を
取付ける基台、102は内部に浮体103及び液体104を封入
した室をもつ液体封入容器としての外筒であり、第12図
で詳細に図示されているコ字形の浮体保持体114が嵌合
して固定されるための溝部102aがその内側に形成されて
いる。103は磁気特性を有する浮体であり、軸103a回り
に回転自在に上記浮体保持体114により保持されてい
て、その中央ブロック一対の側面の両表面にはミラー10
9とこれを覆ってスリット110aを有するマスク110が取付
けられて、該中央ブロックのもう一対の側面からはそれ
ぞれ腕部が延出されている。又この浮体103は軸103a回
りの回転バランス及び液体内での浮力バランスがそれぞ
れとられたものとして構成される。
In these figures, 101 is a base for mounting each component constituting the apparatus, 102 is an outer cylinder as a liquid enclosure having a chamber in which a floating body 103 and a liquid 104 are enclosed, and is shown in detail in FIG. A groove 102a for fitting and fixing the U-shaped floating body holding body 114 formed therein is formed on the inside thereof. Reference numeral 103 denotes a floating body having magnetic properties, which is held by the floating body holding body 114 so as to be rotatable around an axis 103a.
9 and a mask 110 having a slit 110a are attached so as to cover the arm 9 and arms are respectively extended from the other pair of side surfaces of the central block. Further, the floating body 103 is configured such that the rotation balance around the shaft 103a and the buoyancy balance in the liquid are obtained.

104は外筒102に封入された液体である。105は通電に
より光を発生する発光素子(iRED)であり、発光素子保
持体107により上記基台101に取付けられている。106は
受ける光の位置によって出力の変化する光電変換素子か
ら成る受光素子(PSD)であり、光電変換素子保持体108
により上記基台101に取付け固定されている。そしてこ
れらの発光素子105及び受光素子106が、上記浮体103の
中央ブロック表面に取付けられているミラー109を介し
て光を伝送する方式の光学的な角変位検出の手段を構成
している。なお発光素子保持体107には発光素子105から
の光を導く光導部107aが形成されており、この光導部10
7aの先端には上記浮体103のミラー109を覆うマスク110
と同じスリット110aを有するマスク110が取付けられて
いる。なおこの光伝送は外筒102を通して行われるもの
であるから、該外筒102の全体あるいは光が当する部分
が透明体として設けられている。
104 is a liquid sealed in the outer cylinder 102. Reference numeral 105 denotes a light-emitting element (iRED) that generates light when energized, and is attached to the base 101 by a light-emitting element holder 107. Reference numeral 106 denotes a light receiving element (PSD) including a photoelectric conversion element whose output changes depending on the position of the received light, and a photoelectric conversion element holder 108.
To the base 101. The light emitting element 105 and the light receiving element 106 constitute optical angular displacement detection means of transmitting light through a mirror 109 mounted on the surface of the center block of the floating body 103. The light-emitting element holder 107 is provided with a light-guiding section 107a for guiding light from the light-emitting element 105.
At the end of 7a, a mask 110 covering the mirror 109 of the floating body 103 is provided.
A mask 110 having the same slit 110a is attached. Since this light transmission is performed through the outer cylinder 102, the entire outer cylinder 102 or a portion to which light is applied is provided as a transparent body.

119,120は一対のヨークであり、上記磁気特性を有す
る浮体103を一定位置(図示する姿勢の位置)で定置さ
せるための磁界作用を及ぼすように一対に設けられ、こ
れらの一端119a,120aは図示の如く外筒102の直径方向に
離間対向して設けられている。又これらはヨーク119,12
0の他端の間にはヨーク121が設けられていると共に、該
ヨーク121には電磁コイル122が外装嵌合して組付けられ
ている。これらの構成によりヨーク119,120,121及び浮
体103からなる磁気回路が構成され、電磁コイル122の作
り出す磁力により浮体103に磁気的な力を与えるもので
ある。
119 and 120 are a pair of yokes, which are provided in a pair so as to exert a magnetic field effect for fixing the floating body 103 having the above-mentioned magnetic characteristics at a fixed position (position shown in the figure). As described above, the outer cylinder 102 is provided so as to be spaced apart and opposed in the diameter direction. These are the yokes 119,12
A yoke 121 is provided between the other ends of the coils 0, and an electromagnetic coil 122 is externally fitted to the yoke 121 and assembled. With these configurations, a magnetic circuit composed of the yokes 119, 120, 121 and the floating body 103 is configured, and a magnetic force is applied to the floating body 103 by the magnetic force generated by the electromagnetic coil 122.

尚、上記した浮体103の回転自在の保持は次のように
して行われている。即ち浮体103は中央ブロックには第1
1図の断面図で示している上下に貫通の回転軸111が設け
られ、その上下端にはそれぞれ外向きに先端が尖鋭なピ
ボット112が圧入されている。一方前記した浮体保持体1
14のコ字形の上下腕の先端には互いに内向きに対向して
ピボット軸受け113が設けられ、上記ピボット112の尖鋭
な先端がこのピボット軸受け113に嵌合することで浮体
の保持がされる。
The above-mentioned rotatable holding of the floating body 103 is performed as follows. That is, the floating body 103 is the first in the central block.
A through-rotation shaft 111 is provided at the top and bottom as shown in the cross-sectional view of FIG. 1, and a pivot 112 having a sharp tip is press-fitted at the upper and lower ends thereof. On the other hand, the floating body holder 1 described above
Pivot bearings 113 are provided at the tips of the U-shaped upper and lower arms inwardly facing each other, and the sharp ends of the pivots 112 are fitted into the pivot bearings 113 to hold the floating body.

115は外筒の上蓋であり、シリコン接着剤等を用いる
公知の技術により外筒102にシール接着されている。116
はゴムパッキンであり、押え板117と上蓋115の間にサン
ドイッチされビス等により固定されている。
Reference numeral 115 denotes an upper cover of the outer cylinder, which is sealed to the outer cylinder 102 by a known technique using a silicone adhesive or the like. 116
Is a rubber packing, which is sandwiched between the holding plate 117 and the upper lid 115 and fixed with screws or the like.

以上の構成において、浮体103はいずれの姿勢におい
ても重力の影響による回転モーメントが発生することな
く、又ピボット軸に実質的に負荷が作用しないように、
上述の如く軸103a回りの回転バランス及び液体内での浮
力バランスがそれぞれとられたものとして構成される。
In the above configuration, the floating body 103 does not generate a rotational moment under the influence of gravity in any posture, and does not substantially apply a load to the pivot shaft.
As described above, the rotation balance around the shaft 103a and the buoyancy balance in the liquid are obtained.

かかる構成においては、外筒102が回転軸103a回りに
回転しても液体内部は慣性により動かないので、浮遊状
態にある浮体103は回転せず、従って外筒102と浮体103
は回転軸103a回りに相対的に回転することになる。これ
が相対角変位を検出する本装置の原理であり、これらの
相対的な角変位は、上記発光素子105,受光素子106を用
いた光学的検知手段で検出できる。
In such a configuration, even if the outer cylinder 102 rotates around the rotation axis 103a, the liquid inside does not move due to inertia, so the floating body 103 in a floating state does not rotate, and therefore, the outer cylinder 102 and the floating body 103
Rotates relatively around the rotation axis 103a. This is the principle of the present apparatus for detecting the relative angular displacement, and these relative angular displacements can be detected by the optical detecting means using the light emitting element 105 and the light receiving element 106.

なお、実際には外筒102の壁面の影響で封入された液
体内部に流れが生じ、これが浮体103に力を及ぼし粘性
力として作用するが、その影響は、壁面から浮体103ま
での距離、液体の粘性等を考慮して選択するこにより可
及的に小さくすることが可能である。
Actually, a flow occurs inside the sealed liquid due to the effect of the wall surface of the outer cylinder 102, which exerts a force on the floating body 103 and acts as a viscous force. Can be made as small as possible by selecting in consideration of the viscosity and the like.

さて、以上の構成を有する装置で角変位の検出は次の
ように行われる。
The detection of the angular displacement in the apparatus having the above configuration is performed as follows.

まず発光素子105から発せられた光は、光導部107aを
通り浮体103に照射され、ここでミラー109により反射さ
れて受光素子106に至る。そして上述しているように、
光導部107aの先端及び浮体103のミラー109の上にマスク
110か配置されているため、上記光の伝送の際に光はマ
スク110のスリット110aにより略平行光となり、受光素
子106の上にはボケのない像が形成されることになる。
First, light emitted from the light emitting element 105 is applied to the floating body 103 through the light guide 107a, where it is reflected by the mirror 109 and reaches the light receiving element. And as mentioned above,
A mask is provided on the tip of the light guide 107a and the mirror 109 of the floating body 103.
Since the light 110 is provided, the light becomes substantially parallel light due to the slit 110a of the mask 110 during the light transmission, and an image without blur is formed on the light receiving element 106.

そして外筒102,発光素子105,受光素子106はいずれも
基第101の上に固定されているものであって一体に運動
するので、外筒102と浮体103の間で相対的に角変位運動
が生じると、該変位に応じた量だけ受光素子106の上の
スリット像は移動することになる。従って受光した光の
位置によって出力の変化する光電変換素子である該受光
素子106の出力は該スリット像の位置変位に比例した出
力となり、該出力を情報として外筒102の角変位を検出
することができる。
Since the outer cylinder 102, the light emitting element 105, and the light receiving element 106 are all fixed on the base 101 and move integrally, the relative angular displacement movement between the outer cylinder 102 and the floating body 103 is performed. Occurs, the slit image on the light receiving element 106 moves by an amount corresponding to the displacement. Accordingly, the output of the light receiving element 106, which is a photoelectric conversion element whose output changes depending on the position of the received light, is an output proportional to the positional displacement of the slit image, and the angular displacement of the outer cylinder 102 is detected using the output as information. Can be.

以上の構成で形成された角変位検出装置を考えると、
浮体103は外部からの力を受けていない状態であるため
に、浮体103の姿勢を規制することができないから、そ
のままでは受光素子106の測定範囲内にスリット像が位
置するという保証がないことになるが、例えば上述した
電磁コイル122を用いて浮体103に弱い磁界作用を及ぼ
し、この磁界作用により該浮体103を第10図に示した定
常状態の位置に定置される力を与えバネ力として作用さ
せることができる。
Considering the angular displacement detection device formed with the above configuration,
Since the floating body 103 is not receiving a force from the outside, the posture of the floating body 103 cannot be regulated.Therefore, there is no guarantee that the slit image is located within the measurement range of the light receiving element 106 as it is. However, for example, a weak magnetic field is applied to the floating body 103 by using the above-described electromagnetic coil 122, and a force is applied to the floating body 103 at the steady state position shown in FIG. Can be done.

この磁界作用により浮体103に及ぼされるばね力は、
原理的には浮体103の外筒102に対して一定の姿勢に維持
させる(つまり、一体に移動させる)力であるから、そ
のばね力が強いと外筒102と浮対103は一体となって運動
してしまい、目的とする角変位のための相対角変位が生
じないという問題を招くが、磁界作用が液体104の慣性
に対し十分小さければ、比較的低い周波数の角変位にも
応答し得るよう構成できる。
The spring force exerted on the floating body 103 by this magnetic field action is:
In principle, it is a force that keeps the floating body 103 in a fixed posture with respect to the outer cylinder 102 (that is, moves it integrally), so if the spring force is strong, the outer cylinder 102 and the floating pair 103 are integrated. Movement causes a problem that a relative angular displacement does not occur for a target angular displacement. However, if the magnetic field action is sufficiently small with respect to the inertia of the liquid 104, it can respond to a relatively low frequency angular displacement. It can be configured as follows.

しかしながら、上記従来例における構成では、浮対10
3はコイル122の作り出す磁界の磁気的抵抗を減ずる方向
へ動くように力を受けるものである。つまり、浮体103
−ヨーク119−ヨーク121−ヨーク120−浮体103で構成さ
れる閉磁路において、その磁気抵抗を小さくするべく浮
体103が動こうとするものである。具体的には、第10図
に示す様にヨーク119の先端119aと浮体103の長手方向と
ヨーク120の先端120aとが一直線上に並んだ状態が最も
磁気抵抗が小さく、従ってこの状態から変位が生じると
元に戻そうとする力が作用するのである。
However, in the configuration of the above conventional example, the float 10
Numeral 3 receives a force to move in a direction to reduce the magnetic resistance of the magnetic field generated by the coil 122. That is, the floating body 103
In the closed magnetic circuit composed of the yoke 119, the yoke 121, the yoke 120, and the floating body 103, the floating body 103 tends to move to reduce its magnetic resistance. Specifically, the state in which the tip 119a of the yoke 119, the longitudinal direction of the floating body 103, and the tip 120a of the yoke 120 are aligned on a straight line as shown in FIG. When it occurs, a force that tries to restore it acts.

前記した公開特許広報においていくつかの変形例の提
案が行われてはいるものの、基本的には上記の構成と変
るところはなく、磁気的作用力は閉磁路を形成するヨー
クの配置によって定まる一定方向へのばね力としてのみ
作用するものであった。
Although some modifications are proposed in the above-mentioned published patent publication, there is basically no difference from the above configuration, and the magnetic acting force is fixed by the arrangement of the yoke forming the closed magnetic circuit. It only acted as a spring force in the direction.

ところで、外筒102に封入する液体104には光透過性、
低粘性、高比重であることが要求される。光透過性は投
・受光素子を用いた位置検出を行うために不可欠であ
る。また、、液体104の粘性が外筒壁との作用で外筒102
と浮体103を一体に動かそうと作用して精度劣化を招く
が、該液体104の粘性が小さければその力が小さいので
精度向上につながる。また、同精度を維持して外筒102
の壁面と浮体103のギャップを小さくしてコンパクト化
を図ることも可能である。同様に高比重についても、慣
性を用いた検出装置であるので、慣性が大きくなる程精
度が向上することは言うまでもなく、高比重であればコ
ンパクト化に寄与するものである。
By the way, the liquid 104 sealed in the outer cylinder 102 has light transmittance,
Low viscosity and high specific gravity are required. Light transmittance is indispensable for performing position detection using a light emitting / receiving element. In addition, the viscosity of the liquid 104 acts on the outer cylinder
When the liquid 104 has a low viscosity, the force is small, which leads to an improvement in accuracy. Also, maintaining the same accuracy,
It is also possible to reduce the gap between the wall surface and the floating body 103 so as to reduce the size. Similarly, for a high specific gravity, since the detection device uses inertia, it goes without saying that the accuracy is improved as the inertia increases, and a high specific gravity contributes to compactness.

このように、液体104に課せられる制約は厳しく、該
液体104によって装置の性能、大きさが大きく影響を受
ける。上記の制約内にあり比較的良好な液体として、例
えばフッ素系の不活性液体があげられるが、この比重は
「1.8」前後のものである。そして、この比重に一致す
るように浮体103の材質を例えば鉄粉を含有させたプラ
スチック材PBT(ポリブチレンテレフタレート)にて構
成すれば、鉄分の含有率は重量パーセント30%、体積パ
ーセント7%程度のものである。従って、浮体103は7
%程度しか鉄粉を含まない為、その透磁率は極めて低い
ものである。即ち、浮体103−ヨーク119−ヨーク121−
ヨーク120−浮体103で構成される閉磁路の磁気抵抗は極
めて高いということになり、前記電磁コイル122が作り
出す磁界が浮体103に及ぼす力は極めて弱く効率が悪い
ために、電源消費が大きいものであった。
Thus, the restrictions imposed on the liquid 104 are severe, and the performance and size of the device are greatly affected by the liquid 104. As a relatively good liquid that is within the above restrictions, for example, a fluorine-based inert liquid can be mentioned, and its specific gravity is about “1.8”. If the material of the floating body 103 is made of, for example, a plastic material PBT (polybutylene terephthalate) containing iron powder so as to match this specific gravity, the iron content is about 30% by weight and about 7% by volume. belongs to. Therefore, the floating body 103 is 7
% Of iron powder, the permeability is extremely low. That is, the floating body 103-yoke 119-yoke 121-
The magnetic resistance of the closed magnetic path formed by the yoke 120 and the floating body 103 is extremely high, and the magnetic field generated by the electromagnetic coil 122 exerts a very weak force on the floating body 103, resulting in a low efficiency, resulting in a large power consumption. there were.

又、実際には浮体103の機械的なアンバランスによる
垂力の影響によって、静止状態での浮体とヨークが一直
線上にはならず、このアンバランスが大きくなると発光
素子105からの光が受光素子106から外れてしまう。従っ
てこの場合には、ヨーク109,120の位置を機械的に動か
すか、受光素子106の位置を機械的に動かすしかなく、
その為の調整機構が複雑になるという問題点もあった。
In addition, the floating body and the yoke in the stationary state do not actually align with each other due to the influence of the vertical force due to the mechanical unbalance of the floating body 103, and when the unbalance increases, the light from the light emitting element 105 receives light from the light emitting element 105. It deviates from 106. Therefore, in this case, the position of the yokes 109 and 120 must be mechanically moved, or the position of the light receiving element 106 must be mechanically moved.
There is also a problem that the adjustment mechanism for that purpose becomes complicated.

(発明の目的) 本発明の目的は、上述した問題点を解決し、小さな消
費電力により、該装置の特性を自在に変えることがで
き、更には可動部の移動状態を電気的に調整することの
できる移動状態検出装置を提供することである。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to freely change the characteristics of the device with small power consumption, and to electrically adjust the moving state of the movable part. It is an object of the present invention to provide a moving state detecting device capable of performing the following.

(発明の特徴) 上記目的を達成するために、本発明は、可動部と、該
可動部を密閉状態で移動可能に保持するための保持体
と、前記可動部と前記保持体の相対移動状態を検出する
ための検出手段と、前記可動部を含んだ閉磁路を形成す
るための閉磁形成手段と、通電により前記閉磁路から電
磁力を受けるように該閉磁路中の前記保持体外側に配置
され、該電磁力の作用により前記可動部を前記保持体に
対し相対移動させるための導電体とを有することを特徴
とするものである。
(Features of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention provides a movable part, a holder for holding the movable part movably in a closed state, and a relative movement state between the movable part and the holder. Detecting means for detecting a magnetic field, a closed magnetic path forming means for forming a closed magnetic path including the movable portion, and a magnetic field disposed outside the holding body in the closed magnetic path so as to receive an electromagnetic force from the closed magnetic path when energized. And a conductor for moving the movable portion relative to the holder by the action of the electromagnetic force.

(発明の実施例) 第1図〜第6図は本発明の第1の実施例を示すもので
あり、これら図を用いて以下に説明する。
(Embodiment of the Invention) Figs. 1 to 6 show a first embodiment of the present invention, which will be described below with reference to these drawings.

第1〜3図において、1は装置を構成する各部品を取
付ける他板、2は内部に後述の浮体3及び液体4を封入
した室をもつ外筒である。3は軸3b回りに回転自在に後
述の浮体保持体5により保持された浮体で、突起3aには
スリット状の反射面が形成されており、永久磁石から成
る材料にて構成されて上記軸3b方向に着磁されている。
また、この浮体3は軸3b回りの回転バランス及び浮力バ
ランスがそれぞれとられたものとして構成されている。
In FIGS. 1 to 3, reference numeral 1 denotes an additional plate for mounting each component constituting the apparatus, and 2 denotes an outer cylinder having a chamber in which a floating body 3 and a liquid 4 described later are sealed. Reference numeral 3 denotes a floating body rotatably held around a shaft 3b by a floating body holding body 5 which will be described later. The projection 3a has a slit-like reflecting surface formed of a material made of a permanent magnet. It is magnetized in the direction.
Further, the floating body 3 is configured such that the balance of rotation about the axis 3b and the balance of buoyancy are obtained.

5は後述のピボット軸受13を介いて浮体3を保持した
状態で外筒2に固定されている浮体保持体である。6は
他板1に取付けられたコの字形状のヨークで、浮体3と
共に閉磁路を形成している。7は巻線コイルで、浮体3
とヨーク6の間に配置されて外筒2と固定関係に設けら
れている。8は通電により光を発生する発光素子(iRE
D)であり、他板1に取付けられている。9は受ける光
の位置によって出力の変化する受光素子(PSD)であ
り、他板1に取付けられている。そして、これら発光素
子8及び受光素子9が上記浮体3の突起(反射面)3aを
介して光を伝送する方式の光学的な角変位検出の手段を
構成している。
Reference numeral 5 denotes a floating body holder that is fixed to the outer cylinder 2 while holding the floating body 3 via a pivot bearing 13 described later. Reference numeral 6 denotes a U-shaped yoke attached to the other plate 1, which forms a closed magnetic path together with the floating body 3. Reference numeral 7 denotes a winding coil, and a floating body 3
And the yoke 6, and is provided in a fixed relationship with the outer cylinder 2. 8 is a light emitting element (iRE
D), which is attached to the other plate 1. Reference numeral 9 denotes a light receiving element (PSD) whose output changes depending on the position of the received light, and is attached to the other plate 1. The light emitting element 8 and the light receiving element 9 constitute optical angular displacement detecting means of transmitting light through the projection (reflection surface) 3a of the floating body 3.

10は発光素子8の前面に配置されたマスクで、光を透
過するスリット穴10aを有している。11は外筒2に取付
けられたストッパ部材で、定められた範囲以上浮体3が
回転しないように回転規制をしている。
Reference numeral 10 denotes a mask disposed on the front surface of the light emitting element 8 and has a slit 10a for transmitting light. Reference numeral 11 denotes a stopper member attached to the outer cylinder 2, which regulates rotation so that the floating body 3 does not rotate beyond a predetermined range.

尚上記した浮体3の回転自在の保持は次のようにして
行われている。即ち浮体3の中心には第2図のA−A断
面で示すように、上下に先端が尖鋭なピボット12が圧入
されている。一方、前記の浮体保持体5のコ字形の上下
腕の先端には互いに内向きに対向してピボット軸受13が
設けられ、上記ピボット12の尖鋭な先端がこのピボッタ
軸受13に嵌合することで浮体の保持がされる。
Incidentally, the above-mentioned rotatable holding of the floating body 3 is performed as follows. That is, a pivot 12 having a sharp tip at the top and bottom is press-fitted into the center of the floating body 3 as shown by the AA section in FIG. On the other hand, pivot bearings 13 are provided at the ends of the U-shaped upper and lower arms of the floating body holder 5 so as to face inward each other, and the sharp ends of the pivots 12 are fitted into the pivot bearings 13. The floating body is held.

14は外筒2の上蓋であり、シリコン接着剤等を用いた
公知の技術により該外筒2内に液体4を封入すべくシー
ル接着されている。
Reference numeral 14 denotes an upper cover of the outer cylinder 2, which is sealed and sealed so as to enclose the liquid 4 in the outer cylinder 2 by a known technique using a silicone adhesive or the like.

以上の構成において、浮体3はいずれの姿勢において
も重力の影響による回転モーメントが発生することな
く、またピボット軸に実質的に負荷が作用しないよう
に、回転軸3b回りに対し対称形状をしているうえに、液
体4と同比重の材料にて構成されている。実現には、ア
ンバランス成分ゼロというのは不可能であるが、形状誤
差分は比重差分だけしたアンバランスとして作用しない
ので実質的には十分小さく、慣性に対する摩擦のSN比が
極めて良好であることは容易に理解できよう。
In the above configuration, the floating body 3 has a symmetrical shape around the rotation axis 3b so that no rotation moment is generated by the influence of gravity in any posture, and substantially no load acts on the pivot axis. In addition, it is made of a material having the same specific gravity as the liquid 4. To achieve this, it is impossible to achieve zero unbalance component, but the shape error does not act as an unbalance that is only the specific gravity difference, so it is practically sufficiently small, and the SN ratio of friction against inertia is extremely good. Is easy to understand.

かかる構成においては、外筒2が回転軸3b回りに回転
しても内部の液体4は慣性により絶対空間に対し静止す
るので、浮遊状態にある浮体3は回転せず、従って外筒
2と浮体3は回転軸3b回りに相対的に回転することにな
る。これらの相対的な角変位は、上記発光素子8,受光素
子9を用いた光学的検知手段で検出できる。
In such a configuration, even if the outer cylinder 2 rotates around the rotation axis 3b, the internal liquid 4 remains stationary with respect to the absolute space due to inertia, so that the floating body 3 in a floating state does not rotate, and accordingly, the outer cylinder 2 and the floating body 3 3 rotates relatively around the rotation axis 3b. These relative angular displacements can be detected by optical detecting means using the light emitting element 8 and the light receiving element 9.

さて、以上の構成を有する装置で角変位の検出は次の
ように行われる。
The detection of the angular displacement in the apparatus having the above configuration is performed as follows.

まず、受光素子8から発せられた光はマスク10のスリ
ット穴10aを通過し浮体3に照射され、ここで突起3aの
スリット状反射面により反射されて受光素子9に至る。
上記光は伝送の際にはこの光はスリット穴10aとスリッ
ト状反射面とにより略平行光となり、受光素子9の上に
はボケのない像が形成されることになる。
First, the light emitted from the light receiving element 8 passes through the slit hole 10a of the mask 10 and irradiates the floating body 3, where it is reflected by the slit-shaped reflecting surface of the projection 3a and reaches the light receiving element 9.
When transmitting the light, the light becomes substantially parallel light by the slit hole 10a and the slit-shaped reflection surface, and an image without blur is formed on the light receiving element 9.

そして外筒2,発光素子8,受光素子9はいずれも他板1
に固定されているものであって一体に運動するので、外
筒2と浮体3の間で相対的な角変位運動が生じると、該
変位に応じた量だけ受光素子9上のスリット像は移動す
ることになる。従って、受光した光の位置によって出力
の変化する光電変換素子である該受光素子9の出力は、
該スリット像の位置変位に比例した出力となり、該出力
を情報として外筒2の角変位を検出することができる。
The outer cylinder 2, the light emitting element 8, and the light receiving element 9 are all other plate 1
, And moves integrally, so that when a relative angular displacement movement occurs between the outer cylinder 2 and the floating body 3, the slit image on the light receiving element 9 moves by an amount corresponding to the displacement. Will do. Therefore, the output of the light receiving element 9, which is a photoelectric conversion element whose output changes according to the position of the received light,
The output is proportional to the positional displacement of the slit image, and the angular displacement of the outer cylinder 2 can be detected using the output as information.

ところで、前述したように浮体3は液体4と同比重を
もつ永久磁石材料にて構成されているが、それは例えば
次の様にして成すものである。
By the way, as described above, the floating body 3 is made of a permanent magnet material having the same specific gravity as the liquid 4, which is formed, for example, as follows.

液体として前述のフッ素系の不活性液体を用いた場
合、プラスチック材をベースにフィラーとして永久磁石
材料(例えばフェライト等)の微粉を含有させてその含
有率を調整すれば、体積含有率8%前後にて液体の比重
「1.8」と同程度の比重にすることは容易である。かか
る材料にて浮体3を成形した後、又は同時に前記軸3b方
向に着磁すれば、浮体3は永久磁石としての性質を持つ
こととなる。
When the above-mentioned fluorine-based inert liquid is used as the liquid, if the content is adjusted by adding a fine powder of a permanent magnet material (for example, ferrite) as a filler based on a plastic material, the volume content is about 8%. It is easy to set the specific gravity of the liquid to about the same as the specific gravity of “1.8”. If the floating body 3 is magnetized in the direction of the shaft 3b after or at the same time as the floating body 3 is formed from such a material, the floating body 3 has properties as a permanent magnet.

第4図は浮体3とヨーク6と巻線コイル7の関係を表
した、第3図B−B断面である。
FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 3, showing the relationship among the floating body 3, the yoke 6, and the coil 7.

該図の如く浮体3は軸3b方向に着磁されており、この
図では上側がN極、下側がS極に着磁されている。N極
から出た磁力線はコの字型のヨーク6を通り、S極に入
るという閉磁路を構成しており、この磁路内に配置され
た巻線コイル7に図の様に紙面裏側から表側へ電流を流
せば、フレミングの左手の法則に従って該巻線コイル7
は矢印f方向に力を受ける。ところが、該巻線コイル7
は前述したように外筒2に対し固定されていることから
動くことができず、よってその反作用である矢印F方向
に力が働き、該力によって浮対3が駆動されることにな
る。この力は巻線コイル7に流す電流に比例し、力の方
向も電流を上記とは逆に流せば逆方向に働くことは言う
までもないことである。即ち本実施例の構成に於ては、
浮体3を自在に駆動することが可能である。
As shown in the figure, the floating body 3 is magnetized in the direction of the axis 3b. In this figure, the upper side is magnetized to the N pole and the lower side is magnetized to the S pole. The magnetic field lines coming out of the N pole pass through a U-shaped yoke 6 and enter the S pole to form a closed magnetic circuit, and a winding coil 7 arranged in this magnetic path is formed from the back of the paper as shown in the figure. If a current is passed to the front side, the coil 7
Receives a force in the direction of arrow f. However, the winding coil 7
Cannot move because it is fixed to the outer cylinder 2 as described above, so that a force acts in the direction of arrow F, which is the reaction, and the float 3 is driven by the force. This force is proportional to the current flowing through the winding coil 7, and it goes without saying that the direction of the force also acts in the opposite direction if the current flows in the opposite direction. That is, in the configuration of the present embodiment,
The floating body 3 can be driven freely.

又、浮体3とヨークの作る閉磁路について考えると、
従来は非常に透磁率の低かった浮体そのものが永久磁石
を形成しており、上記閉磁路の磁気的抵抗は非常に大き
なものである。従って、従来はその磁気的抵抗に打ち勝
って磁界を形成するべく電磁コイルに過大な電流を流さ
ねばならなかったが、該実施例に於ては永久磁石の作る
磁界内に配置された巻線コイル7によって電磁駆動力を
発生し、浮体3を駆動するという構成であるので、その
電気−磁気の変換効率は格段に向上し、省エネルギーと
なる。
Also, considering the closed magnetic circuit formed by the floating body 3 and the yoke,
Conventionally, the floating body itself having a very low magnetic permeability forms a permanent magnet, and the magnetic resistance of the closed magnetic path is very large. Therefore, conventionally, an excessive current had to be applied to the electromagnetic coil in order to form a magnetic field by overcoming the reluctance, but in the present embodiment, the winding coil disposed in the magnetic field created by the permanent magnet was used. 7 generates an electromagnetic driving force to drive the floating body 3, so that the electric-magnetic conversion efficiency is remarkably improved and energy is saved.

次に、該実施例の制御を司る全体回路構成を第5図に
示す。
Next, FIG. 5 shows an overall circuit configuration for controlling the embodiment.

第5図Aの部分は、外筒2に対して浮体3の位置を検
出する為の位置検出回路であり、発光素子8から発せら
れた赤外光の浮体3での反射光を位置検出用受光素子9
で検出する基本構成である。
FIG. 5A shows a position detecting circuit for detecting the position of the floating body 3 with respect to the outer cylinder 2, and detects the reflected light of the infrared light emitted from the light emitting element 8 on the floating body 3 for position detection. Light receiving element 9
This is the basic configuration to detect.

受光素子9で発生した光電流Ia,Ibは、既知の通り受
光素子9へ入射する赤外光の重心位置に応じて分流さ
れ、それぞれオペアンプ30,抵抗31,コンデンサ32で構成
される電流−電圧変換回路及びオペアンプ33,抵抗34,コ
ンデンサ35で構成される電流−電圧変換回路で電圧Va,V
bに変換される。この電圧Va,Vbは次段に配置される、オ
ペアンプ36,抵抗37,38,39,40で構成される差動増幅器へ
入力され、ここで差信号(Va−Vb)が得られ、又オペア
ンプ41,抵抗42,43,44で構成される加算増幅器へも入力
され、ここで和信号(Va+Vb)が得られる。この和信号
(Va+Vb)は抵抗46を介してオペアンプ45の反転入力端
子へ接続されているので、オペアンプ45,フィードバッ
ク抵抗47,電流値検出用抵抗49,トランジスタ50にて構成
される定電流タイプのiREDドライバ回路は、和信号(Va
+Vb)の値に応じて発光素子8への通電電流を可変さ
せ、結果として該和信号(Va+Vb)がオペアンプ45の非
反転入力端子に接続されている基準電圧KVCに等しくな
るように、負帰還の制御が為されている。
As is known, the photocurrents Ia and Ib generated by the light receiving element 9 are divided according to the position of the center of gravity of the infrared light incident on the light receiving element 9, and the current-voltage is composed of an operational amplifier 30, a resistor 31, and a capacitor 32, respectively. The conversion circuit and the current-voltage conversion circuit composed of the operational amplifier 33, the resistor 34 and the capacitor 35
Converted to b. These voltages Va and Vb are inputted to a differential amplifier comprising an operational amplifier 36 and resistors 37, 38, 39 and 40 arranged at the next stage, where a difference signal (Va−Vb) is obtained. The sum signal (Va + Vb) is obtained also from the summing amplifier constituted by 41 and the resistors 42, 43 and 44. Since the sum signal (Va + Vb) is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 45 via the resistor 46, the constant current type of the operational amplifier 45, the feedback resistor 47, the current detecting resistor 49, and the transistor 50 The iRED driver circuit outputs the sum signal (Va
+ Vb), the current supplied to the light emitting element 8 is varied, and as a result, the negative feedback is performed so that the sum signal (Va + Vb) becomes equal to the reference voltage KVC connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 45. Is controlled.

尚、コンデンサ48はこの帰還系が発振しないようにす
る為の位相補償用コンデンサで、抵抗47との組合せによ
って全体の帯域を決定している。
The capacitor 48 is a phase compensating capacitor for preventing the feedback system from oscillating, and determines the entire band by a combination with the resistor 47.

以上の様に、受光素子9で発生する光電流を常に一定
に保つようにすれば、受光素子9の2つの出力の差信号
(Va−Vb)により、温度等の変化や素子のばらつき等の
影響を受けずに常に正しく外筒2と浮体3の相対位置を
検出することが可能となる。
As described above, if the photocurrent generated in the light receiving element 9 is always kept constant, the difference signal (Va−Vb) between the two outputs of the light receiving element 9 can be used to control the change in temperature and the like and the variation in the element. It is possible to always correctly detect the relative position between the outer cylinder 2 and the floating body 3 without being affected.

次に、第5図Bの部分は、本実施例に於てセンサとし
てのパラメータを決定する為の演算回路である。
Next, the part of FIG. 5B is an arithmetic circuit for determining parameters as a sensor in the present embodiment.

オペアンプ36の出力である差信号(Va−Vb)は、ゲイ
ン設定用抵抗57を介してオペアンプ55の反転入力端子に
接続され、オペアンプ55はフィードバック抵抗56が接続
されており、従ってゲイン設定用抵抗57,56の値によっ
て該装置全体のパラメータが設定されることになる。ま
た、オペアンプ58の非反転入力端子には可変抵抗59で設
定される基準電位が接続されており、オペアンプ58で構
成されるバッファアンプの出力は抵抗60を介してオペア
ンプ55の非反転入力端子に接続される。従って、オペア
ンプ55のDCレベルは可変抵抗59の設定される値によって
可変されることになる。
The difference signal (Va−Vb) which is the output of the operational amplifier 36 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 55 via the gain setting resistor 57, and the operational amplifier 55 is connected to the feedback resistor 56. The values of 57 and 56 set the parameters of the entire apparatus. The reference potential set by the variable resistor 59 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 58, and the output of the buffer amplifier composed of the operational amplifier 58 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 55 via the resistor 60. Connected. Therefore, the DC level of the operational amplifier 55 is varied by the value set by the variable resistor 59.

第5図Cの部分は、実際に巻線コイル7を駆動する為
のドライバ回路部分で、オペアンプ51,トランジスタ52,
53,電流検出用抵抗54によってプッシュプルタイプの定
電流回路が構成され、第1図の矢印で示したX,Yのいず
れの方向に対しても電流を流すことでき、よってオペア
ンプ51の非反転入力端子に印加された前記オペアンプ55
の出力電圧に比例した電流が巻線コイル7に通電され
る。
The part of FIG. 5C is a driver circuit part for actually driving the winding coil 7, and includes an operational amplifier 51, a transistor 52,
A push-pull type constant current circuit is formed by the resistor 53 and the current detecting resistor 54, and a current can flow in any of the X and Y directions indicated by arrows in FIG. The operational amplifier 55 applied to the input terminal
Is supplied to the coil 7.

以上のような回路構成に依れば、外筒2と浮体3の差
信号、つまりは相対位置信号Va−Vb)に比例した電流を
巻線コイル7へ通電することによって、前述した様に浮
体3とヨーク6で構成される閉磁路内でフレミングの左
手の法則に基く力が発生し、この力は当然巻線コイル7
の電流値に比例することから、外筒2と浮体3の相対値
に比例した力を発生することになる。
According to the circuit configuration as described above, the current proportional to the difference signal between the outer cylinder 2 and the floating body 3, that is, the relative position signal Va-Vb) is supplied to the winding coil 7 to thereby make the floating body as described above. A force based on Fleming's left-hand rule is generated in a closed magnetic circuit composed of the coil 3 and the yoke 6, and this force is naturally
Therefore, a force proportional to the relative value between the outer cylinder 2 and the floating body 3 is generated.

次に、本実施例の角変位検出装置としての特性を、第
6図に示した周波数上の伝達特性を用いて説明してい
く。
Next, the characteristics of the angular displacement detecting device according to the present embodiment will be described using the transfer characteristics on frequency shown in FIG.

入力としてのI(S)は外筒2の絶対空間に対する変
位を示したものであり、又、本実施例装置によって検出
される出力角変位O(S)は、浮体3の絶対空間に対す
る変位R(S)と入力角変位I(S)の相対関係から検
出される為、以下の式で表される。
I (S) as an input indicates the displacement of the outer cylinder 2 with respect to the absolute space, and the output angular displacement O (S) detected by the apparatus of the present embodiment is the displacement R of the floating body 3 with respect to the absolute space. Since it is detected from the relative relationship between (S) and the input angular displacement I (S), it is expressed by the following equation.

O(S)=I(S)−R(S) ……(1) 又、この出力角変位O(S)は、外筒2と浮体3の相
対角変位であり、従来例で説明したように外筒2に封入
された液体4の粘性によって該外筒2と浮体3の相対速
度に比例した粘性力ηSO(S)が発生する。一方、、ヨ
ーク6の幅が浮体3の移動方向に対して無限大に広げれ
ば、本来巻線コイル7への通電を行わない状態では磁力
によるばね力は発生しない筈であるが、実際にはヨーク
6の幅が有限であることから、従来例で説明した様に、
その力は微弱ながら、ばね力KO(S)も働く。更に本実
施例では、前述した方法によって外筒2と浮体3の相対
変位に比例した電流を巻線コイル7に通電して力を発生
させることにより、新たなばね力を加えることができ
る。ここで、本実施例ではコイル通電によるばね力KCL
O(S)は元のばね力KO(S)を強める方向に作用し、
ゲイン設定用抵抗57の値によって任意のばね力を発生す
ることが可能である。
O (S) = I (S) -R (S) (1) Further, the output angular displacement O (S) is a relative angular displacement between the outer cylinder 2 and the floating body 3 as described in the conventional example. The viscous force ηSO (S) proportional to the relative speed between the outer cylinder 2 and the floating body 3 is generated by the viscosity of the liquid 4 sealed in the outer cylinder 2. On the other hand, if the width of the yoke 6 is increased to infinity with respect to the moving direction of the floating body 3, the spring force due to the magnetic force should not be generated unless the winding coil 7 is energized. Since the width of the yoke 6 is finite, as described in the conventional example,
Although the force is weak, the spring force KO (S) also works. Further, in this embodiment, a new spring force can be applied by applying a current proportional to the relative displacement between the outer cylinder 2 and the floating body 3 to the winding coil 7 to generate a force by the method described above. Here, in the present embodiment, the spring force KCL due to coil energization
O (S) acts to increase the original spring force KO (S),
An arbitrary spring force can be generated by the value of the gain setting resistor 57.

以上の力が浮体3に働く力と考えると、外筒2内の液
体4の慣性モーメントJを使って、絶対空間に対する浮
体3の角変位R(S)を表現すると、 の式で表される。
Assuming that the above force acts on the floating body 3, the angular displacement R (S) of the floating body 3 with respect to the absolute space is expressed by using the moment of inertia J of the liquid 4 in the outer cylinder 2. It is represented by the following equation.

上記の(1),(2)式を使って、本実施例における
伝達特性を表すと、 の式となる。
Using the above equations (1) and (2), the transfer characteristics in the present embodiment are expressed as follows. It becomes the formula of.

上記(3)式は2次のハイパスフィルタの特性を示し
ており、巻線コイル7によるばね力によってその周波数
特性が決定されるのは明らかである。
The above equation (3) shows the characteristics of the secondary high-pass filter, and it is clear that the frequency characteristics are determined by the spring force of the winding coil 7.

また、可変抵抗56の値によってオペアンプ55のDCレベ
ルが可変することから、巻線コイル7へ通電されるDC的
な電流も同様に変化し、よってこのコイル電流値によっ
て浮体3の基準位置を電気的に自由にコントロールする
ことができる。
In addition, since the DC level of the operational amplifier 55 varies according to the value of the variable resistor 56, the DC-like current supplied to the winding coil 7 similarly changes, so that the reference position of the floating body 3 is electrically controlled by the coil current value. Can be controlled freely.

尚、この実施例では、外筒2と浮体3の相対変位に比
例した力が作用するばね力を与えているが、相対速度に
比例した粘性力や相対加速度に比例した慣性力等様々な
制御が可能となるものである。
In this embodiment, a spring force is applied in which a force proportional to the relative displacement between the outer cylinder 2 and the floating body 3 is applied. However, various controls such as a viscous force proportional to the relative speed and an inertia force proportional to the relative acceleration are provided. Is possible.

第7図は本発明の第2の実施例を示す断面図であり、
第1の実施例と同機能の部材は同一記号を付し、その説
明は省略する。
FIG. 7 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.
Members having the same functions as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

101は磁気特性を有する材料にて構成された浮体で、
例えばプラスチック材をベースに透磁率の高い鉄粉を含
有させた材料にて成るものであり、第1の実施例と同様
に軸3a回りに回転自在に浮体保持体5により保持され、
不図示の突起101a(3aに対応する)にはスリット状の反
射面が形成されている。102は永久磁石、103,104はヨー
クで、永久磁石102−ヨーク103−浮体101−ヨーク104−
永久磁石103の経路にて閉磁路を構成している。
101 is a floating body made of a material having magnetic properties,
For example, it is made of a material containing iron powder having a high magnetic permeability based on a plastic material, and is held by the floating holder 5 so as to be rotatable around the shaft 3a in the same manner as in the first embodiment.
The projection 101a (corresponding to 3a) (not shown) has a slit-shaped reflection surface. 102 is a permanent magnet, 103 and 104 are yokes, and the permanent magnet 102-yoke 103-floating body 101-yoke 104-
The path of the permanent magnet 103 forms a closed magnetic path.

この様な閉磁気回路においても、第1の実施例を示す
第4図と同様な閉磁路を構成できるものであり、従って
該磁路内に配置された巻線コイル7に電流を流せばフレ
ミングの左手の法則に従って該巻線コイル7は力を受け
る。かくして、浮体101は第1の実施例と同様に反作用
としての力を受けて駆動されることとなる。
Even in such a closed magnetic circuit, a closed magnetic circuit similar to that shown in FIG. 4 showing the first embodiment can be constructed. Therefore, if a current is supplied to the winding coil 7 arranged in the magnetic path, framing is performed. The winding coil 7 receives a force according to the left-hand rule. Thus, the floating body 101 is driven by receiving a reaction force as in the first embodiment.

以上の説明から明らかなように、この第2の実施例に
おける構成においても第1の実施例と同様の効果を得ら
れるものである。
As is clear from the above description, the same effect as in the first embodiment can be obtained in the configuration of the second embodiment.

又、動作制御を司る電化回路については第1の実施例
に示すそれと同じであるので、ここでは説明を省略す
る。
Further, the electrification circuit for controlling the operation is the same as that shown in the first embodiment, and the description is omitted here.

第8図は本発明の第3の実施例を示す断面図であり、
第1の実施例と同機能の部材は同一記号を付し、その説
明は省略する。
FIG. 8 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention,
Members having the same functions as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

201は磁気特性を有する材料にて構成された浮体で、
例えばプラスチック材をベースに透磁率の高い鉄粉を含
有させた材料にてなるものであり、第1の実施例と同様
に軸3a回りに回転自在に浮体保持体5により保持され、
不図示の突起201a(3aに対応する)にはスリット状の反
斜面が形成されている。202はボビンに巻線を施したコ
イルボビンで、その中心には鉄芯203が貫通されてお
り、公知の電磁石装置206を構成している。204,205はヨ
ークで、電磁石装置206−ヨーク204−浮体201−ヨーク2
05−電磁石装置206の経路にて閉磁路を構成している。
201 is a floating body made of a material having magnetic properties,
For example, it is made of a material containing iron powder having a high magnetic permeability based on a plastic material, and is held by the floating body holder 5 so as to be rotatable around the shaft 3a as in the first embodiment.
An unillustrated projection 201a (corresponding to 3a) is formed with a slit-shaped anti-slope. Reference numeral 202 denotes a coil bobbin in which a bobbin is wound, and an iron core 203 penetrates the center of the bobbin, thereby forming a known electromagnet device 206. Reference numerals 204 and 205 denote yokes, each of which includes an electromagnet device 206, a yoke 204, a floating body 201, and a yoke 2.
05—The path of the electromagnet device 206 constitutes a closed magnetic circuit.

かかる構成において、コイルボビン202に電流を流せ
ば鉄芯203は磁化されるので、第1の実施例に示す第4
図と同様な閉磁路が形成されることとなる。そこで、該
磁路内に配置された巻線コイル7に電流を流せばフレン
ミングの左手の法則に従って力を受け、従って浮体201
は第1の実施例と同様に反作用としての力を受けて駆動
されることとなる。
In such a configuration, if a current is applied to the coil bobbin 202, the iron core 203 is magnetized.
A closed magnetic path similar to that shown in the figure is formed. Therefore, when an electric current is applied to the winding coil 7 arranged in the magnetic path, a force is applied in accordance with Fleming's left hand rule.
Is driven by receiving a reaction force as in the first embodiment.

第9図は第3の実施例における回路構成を示す図で、
これは第5図の回路に電磁石装置206(コイルボビン20
2)への通電を行う、オペアンプ61,トランジスタ62,抵
抗63で構成される定電流ドライバ回路を加えたものであ
り、オペアンプ61の非反転入力端子に接続されている基
準電圧KVCを抵抗63の抵抗値で割った電流が上記電磁石
装置206(コイルボビン202)に通電され、前述した様な
力が発生する。
FIG. 9 is a diagram showing a circuit configuration in the third embodiment.
This is equivalent to the circuit shown in FIG.
2) A constant current driver circuit composed of an operational amplifier 61, a transistor 62, and a resistor 63 for energizing the operational amplifier 61 is added. The reference voltage KVC connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 61 is The current divided by the resistance value is supplied to the electromagnet device 206 (coil bobbin 202), and the above-described force is generated.

本実施例によれば、浮体3の任意の位置に駆動するこ
とが可能となるので、バネ項,粘性項,慣性項等を自由
に作り出すことができるという効果があり、角変位検出
装置としての特性を自在に変えることが可能である他、
液体の選択範囲を広げることも可能となった。
According to the present embodiment, since the floating body 3 can be driven to an arbitrary position, it is possible to freely create a spring term, a viscosity term, an inertia term, and the like. In addition to being able to freely change the characteristics,
It has also become possible to expand the selection range of liquids.

又、浮体3のアンバランスによって生じる基準位置か
らのずれに対しても、巻線コイル7に通電するDC電流の
値を可変させることより、複雑となる調整機構をを用い
ず容易にその調整が可能となる。
Also, the deviation from the reference position caused by the unbalance of the floating body 3 can be easily adjusted without using a complicated adjustment mechanism by changing the value of the DC current supplied to the winding coil 7. It becomes possible.

更に、本発明によって電磁効率は大幅に向上し、消費
電力が非常に小さくて済むといった効果もある。
In addition, the present invention has the effect that the electromagnetic efficiency is greatly improved and the power consumption is very small.

(発明と実施例の対応) 以上の実施例において、浮対3,101,201が本発明の可
動部に、外筒2及び浮体保持体5が保持体に、突起3a、
発光素子8、受光素子9及びマスク10が検出手段に、ヨ
ーク6、或いは永久磁石102及びヨーク103,104、或いは
鉄心203及びヨーク204,205が閉磁路形成手段に、巻線コ
イル7が導電体に、それぞれ相当する。
(Correspondence between the invention and the embodiment) In the above embodiments, the floating pairs 3, 101, 201 are the movable parts of the present invention, the outer cylinder 2 and the floating body holder 5 are the holders, the projections 3a,
The light emitting element 8, the light receiving element 9 and the mask 10 correspond to the detecting means, the yoke 6, or the permanent magnets 102 and the yokes 103 and 104, or the iron core 203 and the yokes 204 and 205 correspond to the closed magnetic path forming means, and the winding coil 7 corresponds to the conductor. I do.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明よれば、小さな消費電力
により、該装置の特性を自在に変えることができ、更に
は可動部の移動状態を電気的に調整できる構成が得られ
ると共に、密閉構造の中に配線する必要がないので、上
記の構成が複雑化を招くことなく得られる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, it is possible to freely change the characteristics of the device with small power consumption and obtain a configuration in which the moving state of the movable unit can be electrically adjusted. In addition, since there is no need to perform wiring in a sealed structure, the above configuration can be obtained without causing complication.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1の実施例における機械的構成を示
す平面図、第2図は第1図A−A断面図、第3図は本発
明の第1の実施例における機械的構成を示す斜視図、第
4図は第1図B−B断面図、第5図は本発明の第1の実
施例を示す電気回路及び機械的構成図、第6図はその特
性を説明するための図、第7図は本発明の第2の実施例
における要部断面図、第8図は本発明の第3の実施例に
おける要部断面図、第9図は同じく本発明の第3の実施
例における電気回路及び機械的構成図、第10図は従来装
置の機械的構成を示す平面図、第11図は第10図A−A断
面図、第12図は第11図の要部構成を示す分解斜視図であ
る。 2……外筒、3……浮体、4……液体、6……ヨーク、
7……巻線コイル、8……投光素子、9……受光素子、
A……位置検出回路、B……演算回路、101……浮体、1
02……永久磁石、103,104……ヨーク、201……浮体、20
2……ボビンコイル、203……鉄心、204,205……ヨー
ク、206……電磁石装置。
FIG. 1 is a plan view showing a mechanical structure according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a mechanical structure according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 1, FIG. 5 is an electric circuit and mechanical configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 7, FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of a second embodiment of the present invention, FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of a third embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 10 is a plan view showing a mechanical configuration of a conventional device, FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 10, and FIG. 12 is a main configuration of FIG. FIG. 2 ... outer cylinder, 3 ... floating body, 4 ... liquid, 6 ... yoke,
7 ... winding coil, 8 ... light emitting element, 9 ... light receiving element,
A: position detection circuit, B: arithmetic circuit, 101: floating body, 1
02 ... permanent magnet, 103, 104 ... yoke, 201 ... floating body, 20
2 ... bobbin coil, 203 ... iron core, 204, 205 ... yoke, 206 ... electromagnet device.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】可動部と、該可動部を密閉状態で移動可能
に保持するための保持体と、前記可動部と前記保持体の
相対移動状態を検出するための検出手段と、前記可動部
を含んだ閉磁路を形成するための閉磁路形成手段と、通
電により前記閉磁路から電磁力を受けるように該閉磁路
中の前記保持体外側に配置され、該電磁力の作用により
前記可動部を前記保持体に対し相対移動させるための導
電体とを有することを特徴とする移動状態検出装置。
A movable portion; a holder for movably holding the movable portion in a closed state; detecting means for detecting a relative movement state between the movable portion and the holder; Closed-magnetic-path forming means for forming a closed magnetic path including: a movable magnetic section disposed outside the holding body in the closed magnetic path so as to receive an electromagnetic force from the closed magnetic path when energized; And a conductor for relatively moving the holding member with respect to the holding member.
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