JP4191576B2 - Angular velocity detector - Google Patents
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本発明は、軸線まわりに回転する角速度を検出する角速度計と、その角速度計を支持部材に弾性支持する弾性支持手段とを備えた角速度検出装置に関する。 The present invention relates to an angular velocity detection device including an angular velocity meter that detects an angular velocity that rotates around an axis, and elastic support means that elastically supports the angular velocity meter on a support member.
ラジコンの模型ヘリコプタに角速度検出用のジャイロを搭載する際に、エンジンの振動や着陸時の衝撃を緩衝すべく、ジャイロの検出軸方向の両端部を熱可塑性エラストマーやシリコンゴムよりなる一対の緩衝部材で保持容器に弾性支持したものが、下記特許文献1により公知である。
ところで上記従来のものは、緩衝部材の外周部に形成された断面L字状のフランジが変形することで、ジャイロの検出軸方向の変位と径方向の変位とを許容しているが、一対の緩衝部材がそれぞれ径方向一方側および径方向他方側に変形すると、ジャイロの軸線が検出軸方向に対して傾斜して角速度の検出精度が低下する可能性があった。また断面L字状のフランジ全体の剛性が低いので検出軸まわりの捩じり剛性も低くなり、検出軸まわりの回転がジャイロにそのまま伝達され難くなって角速度の検出精度が低下する可能性があった。 By the way, the above-mentioned conventional one allows the displacement of the gyro in the detection axis direction and the displacement in the radial direction by the deformation of the L-shaped flange formed on the outer peripheral portion of the buffer member. If the buffer members are deformed in the radial direction one side and the radial direction other side, respectively, there is a possibility that the gyro axis is inclined with respect to the detection axis direction and the angular velocity detection accuracy is lowered. In addition, since the rigidity of the L-shaped flange as a whole is low, the torsional rigidity around the detection axis is also low, and the rotation around the detection axis is difficult to be transmitted to the gyro as it is, which may reduce the accuracy of angular velocity detection. It was.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、角速度計に加わる振動や衝撃を効果的に遮断しながら角速度の検出精度を確保することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to assure angular velocity detection accuracy while effectively blocking vibration and impact applied to the angular velocity meter.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、軸線まわりに回転する角速度を検出する角速度計と、その角速度計を支持部材に弾性支持する弾性支持手段とを備えた角速度検出装置において、前記弾性支持手段は、軸線に直交する面内に配置され、中央部に角速度計を支持して軸線方向に変形可能なダイヤフラムばねと、軸線の周囲を囲むように支持部材に支持され、内周面の複数個所でダイヤフラムばねの外周部を支持して軸線を中心とする径方向に変形可能な円筒ばねとを備えたことを特徴とする角速度検出装置が提案される。 In order to achieve the above object, according to the invention described in claim 1, an angular velocity meter for detecting an angular velocity rotating around an axis and an elastic support means for elastically supporting the angular velocity meter on a support member are provided. In the angular velocity detection device, the elastic support means is disposed in a plane perpendicular to the axis, and supports a diaphragm spring that can be deformed in the axial direction by supporting the angular velocity meter at the center, and a support member so as to surround the periphery of the axis. There is proposed an angular velocity detecting device including a cylindrical spring that is supported and supports an outer peripheral portion of a diaphragm spring at a plurality of locations on an inner peripheral surface and is deformable in a radial direction around an axis.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、ダイヤフラムばねおよび円筒ばねに、それら変形速度を低下させる減衰部材を設けたことを特徴とする角速度検出装置が提案される。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, an angular velocity detecting device is provided in which a diaphragm member and a cylindrical spring are provided with a damping member for reducing the deformation speed. Is done.
尚、実施例のクロスメンバ11は本発明の支持部材に対応する。
In addition, the
請求項1の構成によれば、軸線に直交する面内に配置されて軸線方向に変形可能なダイヤフラムばねの中央部に角速度計を支持したので、軸線方向の振動や衝撃に対してダイヤフラムばねを容易に変形させて有効な緩衝作用を発揮させながら、軸線まわりの回転に対して強い剛性を示すダイヤフラムばねにより前記回転をそのまま角速度計に伝達し、角速度の検出精度を高めることができる。また軸線の周囲を囲むように支持部材に支持された円筒ばねの内周面の複数個所でダイヤフラムばねの外周部を支持したので、軸線を中心とする径方向の振動や衝撃に対して円筒ばねを容易に変形させて有効な緩衝作用を発揮させながら、軸線まわりの回転に対して強い剛性を示す円筒ばねにより前記回転をそのまま角速度計に伝達し、角速度の検出精度を高めることができる。しかもダイヤフラムばねおよび円筒ばねは角速度計を軸線に対して傾斜させる荷重に対しても高い剛性を示すため、角速度計が傾斜して検出精度が低下する虞がない。 According to the configuration of the first aspect, since the angular velocity meter is supported in the central portion of the diaphragm spring that is arranged in a plane orthogonal to the axis and can be deformed in the axis direction, the diaphragm spring is prevented from vibration or shock in the axis direction. The rotation is transmitted as it is to the angular velocity meter by a diaphragm spring that exhibits strong rigidity against rotation around the axis while being easily deformed to exhibit an effective buffering action, and the angular velocity detection accuracy can be improved. Further, since the outer peripheral portion of the diaphragm spring is supported at a plurality of locations on the inner peripheral surface of the cylindrical spring supported by the support member so as to surround the periphery of the axis, the cylindrical spring is resistant to radial vibration and impact centered on the axis. The rotation is transmitted as it is to the angular velocity meter by a cylindrical spring having a strong rigidity against the rotation around the axis line, and the detection accuracy of the angular velocity can be improved. In addition, since the diaphragm spring and the cylindrical spring exhibit high rigidity even with respect to a load that causes the angular velocity meter to be inclined with respect to the axis, there is no risk that the angular velocity meter is inclined and the detection accuracy is not lowered.
請求項2の構成によれば、ダイヤフラムばねおよび円筒ばねに減衰部材を設けたので、ダイヤフラムばねおよび円筒ばねの変形速度を低下させ、またダイヤフラムばねおよび円筒ばねの変形後の振動を効果的に減衰させて外乱に対する緩衝効果を更に高めることができる。 According to the configuration of the second aspect, since the damping member is provided in the diaphragm spring and the cylindrical spring, the deformation speed of the diaphragm spring and the cylindrical spring is reduced, and the vibration after the deformation of the diaphragm spring and the cylindrical spring is effectively damped. Thus, the buffering effect against disturbance can be further enhanced.
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
図1〜図3は本発明の一実施例を示すもので、図1は角速度検出装置の正面図、図2は図1の2−2線断面図、図3は角速度検出装置の分解図である。 1 to 3 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a front view of an angular velocity detection device, FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded view of the angular velocity detection device. is there.
自動車のロールオーバー(横転)を検出してエアバッグの展開を制御すべく、車体前後方向に延びる軸線Lまわりのロール角速度が角速度検出装置Sによって検出される。角速度検出装置Sは前記軸線Lに直交する取付面に支持されるもので、本実施例では車体左右方向に配置されたクロスメンバ11の前面に取り付けられる。
The angular velocity detection device S detects a roll angular velocity about an axis L extending in the longitudinal direction of the vehicle body in order to detect the rollover (rollover) of the automobile and control the deployment of the airbag. The angular velocity detection device S is supported on a mounting surface orthogonal to the axis L, and in this embodiment is mounted on the front surface of the
角速度検出装置Sは円柱状の角速度計12を備えており、円形の皿状に形成された一対の金属製のダイヤフラムばね13,13の中央部に挟まれた状態で、それそれ3本のボルト14…で固定される。一対のダイヤフラムばね13,13の対向面には、発泡性のシリコンゴムよりなるドーナツ状の減衰部材15が接着により固定される。この状態で、角速度計12は減衰部材との間に環状の隙間を存した状態で、一対のダイヤフラムばね13,13および減衰部材15により囲まれた空間に収納される。角速度計12から延びるハーネス16は、後側のダイヤフラムばね13の中央に形成した孔13aを通して前記空間から外部に導き出される。
The angular velocity detection device S is provided with a cylindrical
軸線L上に中心を位置させた金属製の円筒ばね17が一対のダイヤフラムばね13,13の周囲を囲むように配置されており、その内周面に120°間隔で固定された3個のスペーサ18…を貫通する各2本のボルト19,19が、それぞれ一対のダイヤフラムばね13,13の外周部に螺合する。これにより、角速度計12、ダイヤフラムばね13,13および減衰部材15よりなるアセンブリが、円筒ばね17の内部に保持される。円筒ばね17の内周面に、発泡性のシリコンゴムよりなる3個の円弧状の減衰部材20…が、前記3個のスペーサ18…と干渉しないように接着される。3個の減衰部材20…の内周面と一対のダイヤフラムばね13,13の外周面との間に環状の隙間が形成される。
A metal
円筒ばね17の外周面に、前記3個のスペーサ18…の中間に位置するように120°間隔で配置された3個の円筒状のブラケット21…が溶接される。3個の円筒状のブラケット21…は三角形の基板22の頂点部分に溶接されており、ブラケット21…および基板22を貫通する3本のボルト23…で角速度検出装置Sがクロスメンバ11の前面に固定される。
Three
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
角速度検出装置Sを搭載した自動車がロールオーバーすると、クロスメンバ11の回転が基板22、ブラケット21…、円筒ばね17、スペーサ18…および一対のダイヤフラムばね13,13を介して角速度計12に伝達され、角速度計12が軸線Lまわりに回転することでロールオーバーの角速度が検出される。このとき、円筒ばね17は軸線Lまわりに回転する方向に高い剛性を示し、またダイヤフラムばね13,13も軸線Lまわりに回転する方向に高い剛性を示すため、クロスメンバ11の回転はそのまま角速度計12に伝達されて検出精度の低下が防止される。
When the automobile equipped with the angular velocity detection device S rolls over, the rotation of the
角速度検出装置Sに軸線L方向の振動や衝撃が入力されると、軸線L方向の荷重に対して低い剛性を示す一対のダイヤフラムばね13,13が軸線L方向に容易に撓むことで、前記振動や衝撃が角速度計12に伝達されるのが防止される。このとき減衰部材15の作用でダイヤフラムばね13,13の変形速度が減少し、かつ変形後の振動が速やかに減衰するために緩衝効果が高められる。
When vibration or impact in the direction of the axis L is input to the angular velocity detection device S, the pair of
また角速度検出装置Sに軸線Lを中心とする径方向の振動や衝撃が入力されると、径方向の荷重に対して低い剛性を示す円筒ばね17が3個のブラケット21…の中間部分で径方向に容易に撓むことで、前記振動や衝撃が角速度計12に伝達されるのが防止される。このとき減衰部材20…の作用で円筒ばね17の変形速度が減少し、かつ変形後の振動が速やかに減衰するために緩衝効果が高められる。
When a radial vibration or impact centered on the axis L is input to the angular velocity detection device S, a
更に、ダイヤフラムばね13,13および円筒ばね17は角速度計12を軸線Lに対して傾斜させる荷重に対しても高い剛性を示すため、角速度計12が傾斜して検出精度が低下する虞がない。
Furthermore, since the diaphragm springs 13 and 13 and the
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、ダイヤフラムばね13,13および円筒ばね17の材質は金属に限定されず、任意の弾性材料を採用することができる。
For example, the material of the diaphragm springs 13 and 13 and the
またダイヤフラムばね13は必ずしも2個必要ではなく、1個であっても良い。
Further, two
11 クロスメンバ(支持部材)
12 角速度計
13 ダイヤフラムばね
15 減衰部材
17 円筒ばね
20 減衰部材
L 軸線
11 Cross member (support member)
12
Claims (2)
前記弾性支持手段は、
軸線(L)に直交する面内に配置され、中央部に角速度計(12)を支持して軸線(L)方向に変形可能なダイヤフラムばね(13)と、
軸線(L)の周囲を囲むように支持部材(11)に支持され、内周面の複数個所でダイヤフラムばね(13)の外周部を支持して軸線(L)を中心とする径方向に変形可能な円筒ばね(17)と、
を備えたことを特徴とする角速度検出装置。 In an angular velocity detection device comprising an angular velocity meter (12) for detecting an angular velocity rotating around an axis (L), and elastic support means for elastically supporting the angular velocity meter (12) on a support member (11),
The elastic support means is
A diaphragm spring (13) disposed in a plane perpendicular to the axis (L) and supporting an angular velocity meter (12) in the center and deformable in the direction of the axis (L);
The support member (11) is supported so as to surround the periphery of the axis (L), and the outer periphery of the diaphragm spring (13) is supported at a plurality of locations on the inner peripheral surface to deform in the radial direction about the axis (L). A possible cylindrical spring (17);
An angular velocity detection device comprising:
The angular velocity detection device according to claim 1, wherein a damping member (15, 20) for reducing the deformation speed is provided on the diaphragm spring (13) and the cylindrical spring (17).
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