JPH0238912B2 - - Google Patents
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- JPH0238912B2 JPH0238912B2 JP59137990A JP13799084A JPH0238912B2 JP H0238912 B2 JPH0238912 B2 JP H0238912B2 JP 59137990 A JP59137990 A JP 59137990A JP 13799084 A JP13799084 A JP 13799084A JP H0238912 B2 JPH0238912 B2 JP H0238912B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P1/00—Details of instruments
- G01P1/006—Details of instruments used for thermal compensation
-
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- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
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- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
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- G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は力感知変換器、より詳細には、慣性
を受ける物体が加速された場合に生ずる力を測定
する加速度計に関する。
を受ける物体が加速された場合に生ずる力を測定
する加速度計に関する。
［従来の技術］
加速度を検出または測定しようとする物体に固
定する装置であつて、この装置をケースあるいは
ハウジングに１対の磁石構造体から成る磁石ユニ
ツトを配設し、磁石ユニツトの間に金属被覆を施
した溶融クオーツ製のフラツパを可撓的、すなわ
ち、たわむことが出来るように取り付け、このフ
ラツパの両面にコイルを配設し、コイルで永久磁
石を囲繞させ、物体が加速されると、フラツパを
空間内で静止させようとして、磁石ユニツトに対
して移動せしめ、その移動によつてフラツパの金
属被覆面と磁石ユニツトの間に１対のコンデンサ
を形成させ、フラツパの移動によつて一方のコン
デンサのキヤパシタンスの増加と他方のコンデン
サのキヤバシタンスの減少を、付随する平衡回路
と関連させて変調して加速度に比例する直流と
し、これを前記コイルにフイードバツクしてフラ
ツパを復元すると共に、その直流を検出すること
によつて加速度を測定する加速度計は周知であ
る。
定する装置であつて、この装置をケースあるいは
ハウジングに１対の磁石構造体から成る磁石ユニ
ツトを配設し、磁石ユニツトの間に金属被覆を施
した溶融クオーツ製のフラツパを可撓的、すなわ
ち、たわむことが出来るように取り付け、このフ
ラツパの両面にコイルを配設し、コイルで永久磁
石を囲繞させ、物体が加速されると、フラツパを
空間内で静止させようとして、磁石ユニツトに対
して移動せしめ、その移動によつてフラツパの金
属被覆面と磁石ユニツトの間に１対のコンデンサ
を形成させ、フラツパの移動によつて一方のコン
デンサのキヤパシタンスの増加と他方のコンデン
サのキヤバシタンスの減少を、付随する平衡回路
と関連させて変調して加速度に比例する直流と
し、これを前記コイルにフイードバツクしてフラ
ツパを復元すると共に、その直流を検出すること
によつて加速度を測定する加速度計は周知であ
る。
また、以上に述べた型式の加速度計において、
フラツパすなわち振子を弾性導電板、たとえばベ
リリウム銅板製とし、その一端部を１対のリング
状保持具で挟持するようにして構成した加速度計
は昭和52年実用新案出願公告第38218号および第
38219号に開示されている。
フラツパすなわち振子を弾性導電板、たとえばベ
リリウム銅板製とし、その一端部を１対のリング
状保持具で挟持するようにして構成した加速度計
は昭和52年実用新案出願公告第38218号および第
38219号に開示されている。
ところで、この種加速度計のフラツパを溶融ク
オーツなどの非導電性材料で構成する場合には、
その両側面に導電性の被覆を施すなどの操作を必
要とし、その工作も面倒であり、またフラツパや
ヒンジ形状を得るために特殊な加工方法が必要な
ため、経済的な面において多くの不利益がある。
オーツなどの非導電性材料で構成する場合には、
その両側面に導電性の被覆を施すなどの操作を必
要とし、その工作も面倒であり、またフラツパや
ヒンジ形状を得るために特殊な加工方法が必要な
ため、経済的な面において多くの不利益がある。
また、前掲実用新案出願公告に記載の加速度計
においては、加工上の経費を節約する意味から、
フラツパすなわち振子を弾性導電体、とくにベリ
リウム銅板で構成している。しかしながら、この
種加速度計は各部を精密に構成しなくてはなら
ず、とくに、フラツパを金属製とした場合に、フ
ラツパとこれを支持する金属部材との材料の相違
に基づく両者の熱膨脹係数の相違は、加速度計の
使用時における周囲温度により、フラツパの固定
部位に大きな熱応力を発生する。
においては、加工上の経費を節約する意味から、
フラツパすなわち振子を弾性導電体、とくにベリ
リウム銅板で構成している。しかしながら、この
種加速度計は各部を精密に構成しなくてはなら
ず、とくに、フラツパを金属製とした場合に、フ
ラツパとこれを支持する金属部材との材料の相違
に基づく両者の熱膨脹係数の相違は、加速度計の
使用時における周囲温度により、フラツパの固定
部位に大きな熱応力を発生する。
さらに、フラツパの両側面にコイルを取り付け
るに当つて、フラツパとコイルのボビンとの接合
部位についても、上述したと同様の問題があり、
これらコイルに給電するための導体に加わる負荷
なども、加速度計の作動の安定をみだす危険があ
る。
るに当つて、フラツパとコイルのボビンとの接合
部位についても、上述したと同様の問題があり、
これらコイルに給電するための導体に加わる負荷
なども、加速度計の作動の安定をみだす危険があ
る。
以上に述べた以外に、フラツパの可撓性ヒンジ
を構成するために、該当部分を工作することによ
つて生ずる製造上の回避することができない内部
応力、あるいはフラツパの作動に基づく偏向すな
わちバイアスなどは、加速度計の性能に多くの不
利益をもたらすものである。
を構成するために、該当部分を工作することによ
つて生ずる製造上の回避することができない内部
応力、あるいはフラツパの作動に基づく偏向すな
わちバイアスなどは、加速度計の性能に多くの不
利益をもたらすものである。
［発明の目的］
以上に述べた諸問題を考慮して、この発明の第
一の目的は、極めて精度が高く、作動において安
定した加速度計を提供することにある。
一の目的は、極めて精度が高く、作動において安
定した加速度計を提供することにある。
この発明の目的はフラツパを非磁性体の金属板
によつて構成し、フラツパとこれを支持する部材
との熱応力の影響をフラツパの作動に及ぼすこと
のないようにした加速度計を提供することにあ
る。
によつて構成し、フラツパとこれを支持する部材
との熱応力の影響をフラツパの作動に及ぼすこと
のないようにした加速度計を提供することにあ
る。
この発明のさらに目的とするところは、フラツ
パのヒンジ部に変形を与えることのないようにし
た加速度計を提供することにある。
パのヒンジ部に変形を与えることのないようにし
た加速度計を提供することにある。
また、この発明の目的は、フラツパに支持する
コイルのボビンの取付け部分に両者の材質の相違
による熱膨脹係数の差による応力を発生すること
のないようにした加速度計を提供することにあ
る。
コイルのボビンの取付け部分に両者の材質の相違
による熱膨脹係数の差による応力を発生すること
のないようにした加速度計を提供することにあ
る。
この発明の目的は、コイルに連結するための導
体によつて、フラツパのヒンジ部に不当な負荷を
与えることのない加速度計を提供することにあ
る。
体によつて、フラツパのヒンジ部に不当な負荷を
与えることのない加速度計を提供することにあ
る。
この発明の目的は、さらに、フラツパのヒンジ
部の加工によつて生ずるフラツパのバイアスな
ど、製造上不可避な誤差要因を補償することので
きる加速度計を提供することにある。
部の加工によつて生ずるフラツパのバイアスな
ど、製造上不可避な誤差要因を補償することので
きる加速度計を提供することにある。
なおまた、この発明の目的は経済的に製作でき
て、高性能な加速度計を提供することにある。
て、高性能な加速度計を提供することにある。
［発明の構成］
以上に述べた諸目的とその他の諸利益を達成す
るための、この発明による加速度計の最良とする
実施態様を、添付図面について詳細に説明する。
るための、この発明による加速度計の最良とする
実施態様を、添付図面について詳細に説明する。
この発明の加速度計１０は、第１図および第２
図に示すように、上部磁石構造体３０ａと、下部
磁石構造体３０ｂと、中間構造体１００とを具備
している。
図に示すように、上部磁石構造体３０ａと、下部
磁石構造体３０ｂと、中間構造体１００とを具備
している。
以上の各構造体は、とくに説明を加えない場
合、円筒形のものであつて、それぞれの中心軸線
Ｘ−Ｘは検出しようとする加速度の方向に平行で
ある。
合、円筒形のものであつて、それぞれの中心軸線
Ｘ−Ｘは検出しようとする加速度の方向に平行で
ある。
磁石構造体３０ａと３０ｂとはコツプ形の中空
体で開放する端部に内方に突出する縁部３２を有
する軟磁性材料、例えばニツケル−鉄系の合金、
たとえばパーマロイ製のステータ３４と、その内
部に取り付けた永久磁石３６とから成つていて、
永久磁石３６は第１図に示すように上部の磁石と
下部の磁石の対向する側の磁極が相反するように
取り付けてある。永久磁石３６の内側の端部には
ポール・ピース３８が、またその周囲には、その
磁束密度の温度変化を補正するために鉄系合金製
のシヤント４０を設けることが好ましい。ステー
タ３４の内方に突出する縁部３２は磁石３６のＳ
極端部との間に狭い環状の間隙４２をとつて磁石
３６の端部を囲繞している。これによつて、磁束
が矢印Ａで示すように、この間隙４２を放射方向
に通過する。
体で開放する端部に内方に突出する縁部３２を有
する軟磁性材料、例えばニツケル−鉄系の合金、
たとえばパーマロイ製のステータ３４と、その内
部に取り付けた永久磁石３６とから成つていて、
永久磁石３６は第１図に示すように上部の磁石と
下部の磁石の対向する側の磁極が相反するように
取り付けてある。永久磁石３６の内側の端部には
ポール・ピース３８が、またその周囲には、その
磁束密度の温度変化を補正するために鉄系合金製
のシヤント４０を設けることが好ましい。ステー
タ３４の内方に突出する縁部３２は磁石３６のＳ
極端部との間に狭い環状の間隙４２をとつて磁石
３６の端部を囲繞している。これによつて、磁束
が矢印Ａで示すように、この間隙４２を放射方向
に通過する。
中間構造体１００は加速度検知構造体を構成す
るものあつて、支持リング１０２と、支持リング
１０２に２箇所のヒンジ部１０４で連結したフラ
ツパすなわち振子１０６とから成つている。支持
リング１０２とフラツパ１０６とは一体構造のも
ので、バネ特性のすぐれた恒弾性非磁性金属、た
とえばコバルト−ニツケル合金として知られる
「エルジロイ」（商標名）その他を使用することが
望ましい。
るものあつて、支持リング１０２と、支持リング
１０２に２箇所のヒンジ部１０４で連結したフラ
ツパすなわち振子１０６とから成つている。支持
リング１０２とフラツパ１０６とは一体構造のも
ので、バネ特性のすぐれた恒弾性非磁性金属、た
とえばコバルト−ニツケル合金として知られる
「エルジロイ」（商標名）その他を使用することが
望ましい。
フラツパ１０６は支持リング１０２と同一の厚
さの板体で、ヒンジ部１０４に近接する部分を除
けば、体が円形をなし、支持リング１０２から弧
状の狭い間隙１０８をとつて隔てられている。
さの板体で、ヒンジ部１０４に近接する部分を除
けば、体が円形をなし、支持リング１０２から弧
状の狭い間隙１０８をとつて隔てられている。
フラツパ１０６は恒弾性非磁性金属円板を第３
図に示すように成形し、円板の中心Ｏを通る中心
線に対する角度θがそれぞれ約28゜をなす線が支
持リング１０２の内側縁１０９と交わる部位にヒ
ンジ部１０４を構成することが好ましい。ヒンジ
部１０４は板体を両面から加工して弧状の肉薄部
分とすることによつて形成する。２個のヒンジ部
１０４の中間には、長四角形の切抜き部分１１０
を設け、電気的接続手段等の配設に便にする。
図に示すように成形し、円板の中心Ｏを通る中心
線に対する角度θがそれぞれ約28゜をなす線が支
持リング１０２の内側縁１０９と交わる部位にヒ
ンジ部１０４を構成することが好ましい。ヒンジ
部１０４は板体を両面から加工して弧状の肉薄部
分とすることによつて形成する。２個のヒンジ部
１０４の中間には、長四角形の切抜き部分１１０
を設け、電気的接続手段等の配設に便にする。
なお、ヒンジ部１０４の位置を前述した通り円
板の中心線について約28゜の線が支持リング１０
２の内側縁１０９と交わる部品に選択するのは、
電気的接続手段等の空所として切抜き部分１１０
を設けることを考慮した場合、支持リング１０２
の熱応力による変形の量が最も少ない部位である
ことから、ヒンジ部１０４に外部応力の加わるこ
とを最小限にすることにおいて極めて有効であ
る。
板の中心線について約28゜の線が支持リング１０
２の内側縁１０９と交わる部品に選択するのは、
電気的接続手段等の空所として切抜き部分１１０
を設けることを考慮した場合、支持リング１０２
の熱応力による変形の量が最も少ない部位である
ことから、ヒンジ部１０４に外部応力の加わるこ
とを最小限にすることにおいて極めて有効であ
る。
フラツパ１０６にはその上面１０６ａと下面１
０６ｂとにトルク・コイル１１２ａと１１２ｂと
が取り付けられる。これらコイル１１２ａ，１１
２ｂはボビン１１４ａと１１４ｂとに巻き付けら
れるもので、ボビンは従来から非磁石で比重が小
さく絶縁処理が容易に行なえるものとしてアルミ
ニウムが選択される。
０６ｂとにトルク・コイル１１２ａと１１２ｂと
が取り付けられる。これらコイル１１２ａ，１１
２ｂはボビン１１４ａと１１４ｂとに巻き付けら
れるもので、ボビンは従来から非磁石で比重が小
さく絶縁処理が容易に行なえるものとしてアルミ
ニウムが選択される。
ところで、アルミニウム製のボビン１１４をフ
ラツパ１０６に直接取り付けると、両者の材質に
よる熱膨脹係数の相違により熱応力の発生が、加
速度計の測定に誤差を及ぼすおそれがある。した
がつて、この発明においては、フラツパ１０６と
同じ材料、または同等の熱膨脹係数をもつ金属材
料製の支持台１１６ａ，１１６ｂを設け、支持台
１１６の一端をフラツパ１０６の表面に適当な手
段、たとえば接着剤を用いるなどして固着し、そ
の他端にボビン１１４をねじ止めするなどして取
り付けてある。
ラツパ１０６に直接取り付けると、両者の材質に
よる熱膨脹係数の相違により熱応力の発生が、加
速度計の測定に誤差を及ぼすおそれがある。した
がつて、この発明においては、フラツパ１０６と
同じ材料、または同等の熱膨脹係数をもつ金属材
料製の支持台１１６ａ，１１６ｂを設け、支持台
１１６の一端をフラツパ１０６の表面に適当な手
段、たとえば接着剤を用いるなどして固着し、そ
の他端にボビン１１４をねじ止めするなどして取
り付けてある。
ボビン１１４ａ，１１４ｂにそれぞれ巻き付け
られたコイル１１２ａの巻き始めとコイル１１２
ｂの巻き終りの導線１１８ａと１１８ｂとは、そ
れぞれフラツパ１０６の上面１０６ａと下面１０
６ｂとに沿つてフラツパ１０６の切抜き部分１１
０に導かれている。
られたコイル１１２ａの巻き始めとコイル１１２
ｂの巻き終りの導線１１８ａと１１８ｂとは、そ
れぞれフラツパ１０６の上面１０６ａと下面１０
６ｂとに沿つてフラツパ１０６の切抜き部分１１
０に導かれている。
フラツパ１０６の切抜き部分１１０のフラツパ
側の端縁の中央部位に絶縁体製の短い支柱１２０
が取り付けてあつて、この支柱１２０の上端１２
０ａと下端１２０ｂとにコイルの導線１１８ａと
１１８ｂがそれぞれ巻き付けられて終つている。
支柱１２０には、また外部回路からコイル１１２
に給電するための導線１２２が導かれ、その端部
１２２ａ，１２２ｂがそれぞれコイイルの導線１
１８ａと１１８ｂとに半田づけして接続してあ
る。
側の端縁の中央部位に絶縁体製の短い支柱１２０
が取り付けてあつて、この支柱１２０の上端１２
０ａと下端１２０ｂとにコイルの導線１１８ａと
１１８ｂがそれぞれ巻き付けられて終つている。
支柱１２０には、また外部回路からコイル１１２
に給電するための導線１２２が導かれ、その端部
１２２ａ，１２２ｂがそれぞれコイイルの導線１
１８ａと１１８ｂとに半田づけして接続してあ
る。
この発明においては、とくに、支柱１２０につ
いて導かれる導線１２２の端部１２２ａ，１２２
ｂとコイルの導線１１８ａ，１１８ｂとの接続部
位がフラツパ１０６の厚さの中央平面においてヒ
ンジ部１０４の中心線Ｃ−Ｃ上に位置してある
（第５図）。このようにすることによつて、フラツ
パ１０６がヒンジ部１０４の中心線Ｃ−Ｃを中心
として振動するときに、コイル１１２への給電用
の導線１２２がフラツパ１０６に負荷を加えるこ
とを回避することができる。
いて導かれる導線１２２の端部１２２ａ，１２２
ｂとコイルの導線１１８ａ，１１８ｂとの接続部
位がフラツパ１０６の厚さの中央平面においてヒ
ンジ部１０４の中心線Ｃ−Ｃ上に位置してある
（第５図）。このようにすることによつて、フラツ
パ１０６がヒンジ部１０４の中心線Ｃ−Ｃを中心
として振動するときに、コイル１１２への給電用
の導線１２２がフラツパ１０６に負荷を加えるこ
とを回避することができる。
以上に述べたように構成された中間構造体１０
０は上部磁石構造体３０ａと下部磁石構造体３０
ｂとの中間に、それぞれ保持リング５０を介して
配設する。
０は上部磁石構造体３０ａと下部磁石構造体３０
ｂとの中間に、それぞれ保持リング５０を介して
配設する。
中間構造体１００を磁石構造体３０ａ，３０ｂ
の間に直接に取り付けることなく、保持リング５
０を介在させるのは、磁石構造体３０のステータ
３４の材質と中間構造体１００の支持リング１０
２の材質が異なるために、両者をぢかに接触して
固定すると、前述したように、膨脹係数の相違に
よる熱応力により加速度計の測定に誤差を招くお
それがあるからである。したがつて、保持リング
５０の材質はフラツパ１０６と同一の材料または
同等の熱膨脹係数を持つた金属製材料製とする。
の間に直接に取り付けることなく、保持リング５
０を介在させるのは、磁石構造体３０のステータ
３４の材質と中間構造体１００の支持リング１０
２の材質が異なるために、両者をぢかに接触して
固定すると、前述したように、膨脹係数の相違に
よる熱応力により加速度計の測定に誤差を招くお
それがあるからである。したがつて、保持リング
５０の材質はフラツパ１０６と同一の材料または
同等の熱膨脹係数を持つた金属製材料製とする。
また、それぞれ材質の異なる磁石構造体３０の
ステータ３４の環状の縁部３２が保持リング５０
と相互に全表面で接触することを避けるために、
この発明によれば、ステータ３４の環状の縁部３
２の表面で、中間構造体１００の支柱１２０を通
る中心線の中心Ｏに直交する線Ｙ−Ｙ上に、上面
が平坦な１対の台座４４が僅かに突出して形成し
てある。台座４４の円弧状の表面の両端部は線Ｙ
−Ｙを中心として所望の角度Ｐとし、その角度Ｐ
は42゜とすることが好ましい。
ステータ３４の環状の縁部３２が保持リング５０
と相互に全表面で接触することを避けるために、
この発明によれば、ステータ３４の環状の縁部３
２の表面で、中間構造体１００の支柱１２０を通
る中心線の中心Ｏに直交する線Ｙ−Ｙ上に、上面
が平坦な１対の台座４４が僅かに突出して形成し
てある。台座４４の円弧状の表面の両端部は線Ｙ
−Ｙを中心として所望の角度Ｐとし、その角度Ｐ
は42゜とすることが好ましい。
上部磁石構造体３０ａと下部磁石構造体３０ｂ
の、それぞれのステータ３４の１対の弧状の台座
４４の内側において、ステータ３４の環状縁部３
２の上面に馬蹄形のピツクオフ部材６０を固定す
る。このピツクオフ部材６０は絶縁体、たとえば
セラミツクス製とし、これを取付けた時に、フラ
ツパ１０６に対面する側の表面に、例えばニツケ
ルなどの金属被膜を蒸着したものとする。この金
属被膜は適当な導線を介して外部の電気回路に接
続され、接地した金属フラツパ１０６との間にキ
ヤパシタンスを形成し、フラツパ１０６の移動が
キヤパシタンスの変化として電気的に取り出され
る。なお、フラツパ１０６は前述したように金属
製であるから、これを接地することは容易で、フ
ラツパ１０６の支持リング１０２に接地線を接続
することによつて達成することができるので、接
地とフラツパ１０６との結線に当つてフラツパ１
０６に何等の機械的あるいは物理的負荷が加わる
ことがない。
の、それぞれのステータ３４の１対の弧状の台座
４４の内側において、ステータ３４の環状縁部３
２の上面に馬蹄形のピツクオフ部材６０を固定す
る。このピツクオフ部材６０は絶縁体、たとえば
セラミツクス製とし、これを取付けた時に、フラ
ツパ１０６に対面する側の表面に、例えばニツケ
ルなどの金属被膜を蒸着したものとする。この金
属被膜は適当な導線を介して外部の電気回路に接
続され、接地した金属フラツパ１０６との間にキ
ヤパシタンスを形成し、フラツパ１０６の移動が
キヤパシタンスの変化として電気的に取り出され
る。なお、フラツパ１０６は前述したように金属
製であるから、これを接地することは容易で、フ
ラツパ１０６の支持リング１０２に接地線を接続
することによつて達成することができるので、接
地とフラツパ１０６との結線に当つてフラツパ１
０６に何等の機械的あるいは物理的負荷が加わる
ことがない。
この発明の加速度計に適用する電気回路の略図
を第７図に示す。前述したように、フラツパ１０
６はそれと一体の支持リング１０２を介して接地
してあり、１対のピツクオフ部材６０は位置検出
器および増幅器１５０に接続してある。位置検出
器および幅器１５０は検出器励回路１６０と補償
回路網１７０に接続してあり、補償回路網１７０
は増幅器１５０を介してトルク・コイル１１２に
接続してある。
を第７図に示す。前述したように、フラツパ１０
６はそれと一体の支持リング１０２を介して接地
してあり、１対のピツクオフ部材６０は位置検出
器および増幅器１５０に接続してある。位置検出
器および幅器１５０は検出器励回路１６０と補償
回路網１７０に接続してあり、補償回路網１７０
は増幅器１５０を介してトルク・コイル１１２に
接続してある。
この発明によれば、ステータ３４内に固定した
上下１対の永久磁石３６はフラツパ１０６を支持
するだけのトルクをトルク・コイル１１２に発生
させるため強力な磁束密度を発生させるものであ
る。
上下１対の永久磁石３６はフラツパ１０６を支持
するだけのトルクをトルク・コイル１１２に発生
させるため強力な磁束密度を発生させるものであ
る。
フラツパ１０６は一体構造の支持リング１０２
について、２本のヒンジ部１０４で接続してあ
る。このヒンジ部１０４を極めて薄く加工するた
めに、たとえば放電加工などを適用すると、フラ
ツパ１０６のこの部分の上面と下面との加工によ
る応力の発生が、フラツパ１０６を支持リング１
０２と同一平面よりも、極く僅少ながら、上下い
ずれかに偏向させる。このことは、専らンジ部１
０４の加工のみでなく、加速度計の各部の組立後
においても発生するもので、この種加速度計の設
計および製作に当つて、まつたく不可避の誤差要
因となる。
について、２本のヒンジ部１０４で接続してあ
る。このヒンジ部１０４を極めて薄く加工するた
めに、たとえば放電加工などを適用すると、フラ
ツパ１０６のこの部分の上面と下面との加工によ
る応力の発生が、フラツパ１０６を支持リング１
０２と同一平面よりも、極く僅少ながら、上下い
ずれかに偏向させる。このことは、専らンジ部１
０４の加工のみでなく、加速度計の各部の組立後
においても発生するもので、この種加速度計の設
計および製作に当つて、まつたく不可避の誤差要
因となる。
以上のようなフラツパ１０６の偏向は、加速度
計の使用時に、フラツパ１０６が中立の平衡位置
にあつて、測定される加速度が当然ゼロであるべ
き筈にもかかわらず、誤差出力を「バイアス」と
し検知する。
計の使用時に、フラツパ１０６が中立の平衡位置
にあつて、測定される加速度が当然ゼロであるべ
き筈にもかかわらず、誤差出力を「バイアス」と
し検知する。
しかしながら、この発明においては、このよう
なフラツパ１０６の偏向を、加速度計を組立てた
後において補正することができる。すなわち、フ
ラツパ１０６は非磁性金属製であるが、不純物の
存在などにより極めて微小な磁気特性を具備す
る。したがつて、上下に配置された永久磁石３６
の漏洩分の磁気力に上記フラツパ１０６が反応
し、このトルクをコントロールすることにより上
記フラツパ１０６の偏向と平衡させることによつ
て行う。
なフラツパ１０６の偏向を、加速度計を組立てた
後において補正することができる。すなわち、フ
ラツパ１０６は非磁性金属製であるが、不純物の
存在などにより極めて微小な磁気特性を具備す
る。したがつて、上下に配置された永久磁石３６
の漏洩分の磁気力に上記フラツパ１０６が反応
し、このトルクをコントロールすることにより上
記フラツパ１０６の偏向と平衡させることによつ
て行う。
たとえば、フラツパ１０６がそのヒンジ部１０
４より下方に偏向している場合について説明す
る。組立てられた加速度計１０を第８図に印Ｎ−
Ｓで示す方向の磁界の中に入れる。すると、上部
永久磁石３６ａと下部永久磁石３６ｂとの磁極の
方向が相反するので、下部永久磁石３６ｂの方が
減磁されて、上部永久磁石３６ａの漏洩磁束が下
部永久磁石３６ｂのそれよりも大となり、非磁性
金属製ではあるが僅かに磁性を有するフラツパ１
０６はヒンジ部１０４を支点として上方の吸引ト
ルクを受け、フラツパ１０６の下方への偏向を補
正することができる。このフラツパ１０６の偏向
の補正に当つて加えるべき磁界の強度は、フラツ
パ１０６の偏向の量に応じて適当に選択する。ま
た、フラツパ１０６の偏向が前述と反対の方向、
すなわちフラツパ１０６が上方に偏向している場
合には、加速度計１０に与える磁界の方向を前記
矢印Ｎ−Ｓと逆方向にすることによつて前記と同
様におこなうことができる。
４より下方に偏向している場合について説明す
る。組立てられた加速度計１０を第８図に印Ｎ−
Ｓで示す方向の磁界の中に入れる。すると、上部
永久磁石３６ａと下部永久磁石３６ｂとの磁極の
方向が相反するので、下部永久磁石３６ｂの方が
減磁されて、上部永久磁石３６ａの漏洩磁束が下
部永久磁石３６ｂのそれよりも大となり、非磁性
金属製ではあるが僅かに磁性を有するフラツパ１
０６はヒンジ部１０４を支点として上方の吸引ト
ルクを受け、フラツパ１０６の下方への偏向を補
正することができる。このフラツパ１０６の偏向
の補正に当つて加えるべき磁界の強度は、フラツ
パ１０６の偏向の量に応じて適当に選択する。ま
た、フラツパ１０６の偏向が前述と反対の方向、
すなわちフラツパ１０６が上方に偏向している場
合には、加速度計１０に与える磁界の方向を前記
矢印Ｎ−Ｓと逆方向にすることによつて前記と同
様におこなうことができる。
［発明の効果］
この発明の加速度計は、以上に説明したところ
から充分に理解できるように、各部品の材質の相
違に起因し、加速度測定時の環境によつて生ずる
変形を未然に防止すると共に、製作に当つて回避
することのできないフラツパの偏向を、加速度計
の組立て後に補正することができるという格別の
効果を有する。
から充分に理解できるように、各部品の材質の相
違に起因し、加速度測定時の環境によつて生ずる
変形を未然に防止すると共に、製作に当つて回避
することのできないフラツパの偏向を、加速度計
の組立て後に補正することができるという格別の
効果を有する。
先ず第１点として、フラツパ１０６を支持リン
グ１０２と一体で非磁性金属、とくにコバルト−
ニツケル合金製としたことは、そのヒンジ部１０
４に応力によつて生ずるクリプを極度に微小なも
のとすることができる。いま、同一条件におい
て、フラツパを他の金属、チタン合金、ベリリウ
ム合金をもつて製作し、加速度計の通常もつとも
良く用いられる環境として65℃の温度においての
時間と加速度計の誤差との関係を示すと第９図の
とおりであつて、この発明のものが、そのクリー
プの特性においていかに優れているか判る。
グ１０２と一体で非磁性金属、とくにコバルト−
ニツケル合金製としたことは、そのヒンジ部１０
４に応力によつて生ずるクリプを極度に微小なも
のとすることができる。いま、同一条件におい
て、フラツパを他の金属、チタン合金、ベリリウ
ム合金をもつて製作し、加速度計の通常もつとも
良く用いられる環境として65℃の温度においての
時間と加速度計の誤差との関係を示すと第９図の
とおりであつて、この発明のものが、そのクリー
プの特性においていかに優れているか判る。
次に、この発明によれば、保持リング５０とス
テータ３４の周縁部３２とを全面が接触すること
なく、直径的に対向する２つの部位の台座４４に
おいてのみ接触できるようにしたことにより、ス
テータ３４と保持リング５０との間に発生する熱
応力を最も解放しやすくするものである。さら
に、このことはまた、フラツパ１０６のヒンジ部
１０４の位置を、前記両台座４４を通る中心線Ｙ
−Ｙに直交する中心線について28゜の位置に選定
した場合に、その点の接線ｌの傾きの変化量が、
保持リングの変形時において最も少い支持方法で
あることにおいて有効である。第１０図はこの発
明の２点支持の場合ａとそれ以上の支持方法の例
として３点支持の場合ｂとを説明するものであ
る。
テータ３４の周縁部３２とを全面が接触すること
なく、直径的に対向する２つの部位の台座４４に
おいてのみ接触できるようにしたことにより、ス
テータ３４と保持リング５０との間に発生する熱
応力を最も解放しやすくするものである。さら
に、このことはまた、フラツパ１０６のヒンジ部
１０４の位置を、前記両台座４４を通る中心線Ｙ
−Ｙに直交する中心線について28゜の位置に選定
した場合に、その点の接線ｌの傾きの変化量が、
保持リングの変形時において最も少い支持方法で
あることにおいて有効である。第１０図はこの発
明の２点支持の場合ａとそれ以上の支持方法の例
として３点支持の場合ｂとを説明するものであ
る。
さらに、加速度計の中枢部品である中間構造体
１００の各部の構成と、コイル１１２のボビン１
１４の支持台１１６をフラツパ１０６と同質の材
料とし、またコイル１１２に給電する導線１２２
のコイル１１２の巻線の端部との接続部位をフラ
ツパ１０６の厚さの中央平面においてヒンジ部１
０４の中心線Ｃ−Ｃ上に一致させたこと等は、加
速度計に生ずる凡ゆる誤差を解消する上で優れた
効果を発揮するものである。
１００の各部の構成と、コイル１１２のボビン１
１４の支持台１１６をフラツパ１０６と同質の材
料とし、またコイル１１２に給電する導線１２２
のコイル１１２の巻線の端部との接続部位をフラ
ツパ１０６の厚さの中央平面においてヒンジ部１
０４の中心線Ｃ−Ｃ上に一致させたこと等は、加
速度計に生ずる凡ゆる誤差を解消する上で優れた
効果を発揮するものである。
以上、この発明の最も好ましい実施態様につい
て述べたが、この発明の加速度計はその特許請求
の範囲に記載の技術的内容において変更して実施
をすることができるものである。
て述べたが、この発明の加速度計はその特許請求
の範囲に記載の技術的内容において変更して実施
をすることができるものである。
第１図はこの発明の加速度計の縦断面図、第２
図は加速度計の分解組立斜視図、第３図はフラツ
パと支持リングの平面図、第４図は第３図の線
−について矢印方向に見た断面図、第５図は中
間構造体の平面図、第６図は第５図の線−に
ついての断面図、第７図はこの発明の加速度計の
電気回路の略図、第８図はこの発明の加速度計の
補正を説明するための略図、第９図はこの発明の
加速度計のフラツパと他の材質のフラツパとのク
リープ誤差を比較する線図、第１０図はこの発明
の加速度計の２点支持ａと他の３点支持ｂとの効
果を説明する略図である。添付図面において主要
部を表わす符号を列挙すると、次の通りである。 １０……加速度計、３０……磁石構造体、３０
ａ……上部磁石構造体、３０ｂ……下部磁石構造
体、３２……ステータの縁部、３４……ステー
タ、３６……永久磁石、４４……台座、５０……
保持リング、６０……ピツクオフ部材、１００…
…中間構造体、１０２……支持リング、１０４…
…ヒンジ部、１０６……フラツパ、１１２……コ
イル、１１４……ボビン、１１６……ボビン支持
台、１２２……コイル用給電導線。
図は加速度計の分解組立斜視図、第３図はフラツ
パと支持リングの平面図、第４図は第３図の線
−について矢印方向に見た断面図、第５図は中
間構造体の平面図、第６図は第５図の線−に
ついての断面図、第７図はこの発明の加速度計の
電気回路の略図、第８図はこの発明の加速度計の
補正を説明するための略図、第９図はこの発明の
加速度計のフラツパと他の材質のフラツパとのク
リープ誤差を比較する線図、第１０図はこの発明
の加速度計の２点支持ａと他の３点支持ｂとの効
果を説明する略図である。添付図面において主要
部を表わす符号を列挙すると、次の通りである。 １０……加速度計、３０……磁石構造体、３０
ａ……上部磁石構造体、３０ｂ……下部磁石構造
体、３２……ステータの縁部、３４……ステー
タ、３６……永久磁石、４４……台座、５０……
保持リング、６０……ピツクオフ部材、１００…
…中間構造体、１０２……支持リング、１０４…
…ヒンジ部、１０６……フラツパ、１１２……コ
イル、１１４……ボビン、１１６……ボビン支持
台、１２２……コイル用給電導線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 搭載した物体の加速度を測定する加速度計で
あつて、前記加速度計を (a) 加速度計の検出軸線に沿つて整列した対向面
を具備する第一のステータと第二のステータと
を有する磁石構造体と、 (b) 前記ステータのそれぞれの対向面の直径的に
対向する部位に設けた表面が平坦な円弧状の支
持台座と、 (c) 前記支持台座と接触するように配設する１対
の保持リングと、 (d) 前記保持リングの中間に固定する加速度検知
構造体とから成るものとし、前記加速度検知構
造体を非磁性金属製で一体に形成したフラツパ
と支持リングとから成るものとし、前記フラツ
パを前記支持リングに互に間隔をとつた２カ所
のヒンジ部において可撓的に接続し、前記フラ
ツパの各々の表面の中央部に前記フラツパと同
一の金属製で同一の熱膨脹係数の支持台を介し
てコイルを巻回するボビンを配設し、前記コイ
ルに給電する導線とコイルの導線との接続点を
前記両ヒンジ部を通る中心線上に設けたこと
と、 (e) 前記各ステータに馬蹄形のピツクオフ部材を
取り付け前記コイルを囲繞するようにしたこと
と、 (f) 前記各ステータを中空で環状の縁部を有する
ものとし、その内部に永久磁石を固定し、しか
も第一のステータ内の磁石の一方の磁極と第二
のステータ内の磁石の対面する側の磁極とを同
一の極性のものとしたことを特徴とする加速度
計。 ２ 前記非磁性金属をコバルト−ニツケル合金と
した特許請求の範囲第１項に記載の加速度計。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137990A JPS6117959A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 加速度計 |
| US06/745,642 US4658647A (en) | 1984-07-05 | 1985-06-17 | Accelerometer |
| GB8516180A GB2162317B (en) | 1984-07-05 | 1985-06-26 | Accelerometer |
| CA000485932A CA1236991A (en) | 1984-07-05 | 1985-06-28 | Accelerometer |
| DE19853523593 DE3523593A1 (de) | 1984-07-05 | 1985-07-02 | Beschleunigungsmessgeraet |
| FR858510209A FR2567271B1 (fr) | 1984-07-05 | 1985-07-04 | Accelerometre |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137990A JPS6117959A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 加速度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6117959A JPS6117959A (ja) | 1986-01-25 |
| JPH0238912B2 true JPH0238912B2 (ja) | 1990-09-03 |
Family
ID=15211481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59137990A Granted JPS6117959A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 加速度計 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4658647A (ja) |
| JP (1) | JPS6117959A (ja) |
| CA (1) | CA1236991A (ja) |
| DE (1) | DE3523593A1 (ja) |
| FR (1) | FR2567271B1 (ja) |
| GB (1) | GB2162317B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5330620B1 (ja) * | 2013-04-17 | 2013-10-30 | リオン株式会社 | サーボ式加速度センサ |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4697455A (en) * | 1986-04-16 | 1987-10-06 | Sundstrand Data Control, Inc. | Accelerometer coil mounting system |
| US4854169A (en) * | 1987-06-15 | 1989-08-08 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd. | Accelerometer |
| JPS6412274A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-17 | Japan Aviation Electron | Flapper of accelerometer |
| JPS6468662A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-14 | Japan Aviation Electron | Temperature compensating circuit for accelerometer |
| US5008774A (en) * | 1989-02-28 | 1991-04-16 | United Technologies Corporation | Capacitive accelerometer with mid-plane proof mass |
| US4930043A (en) * | 1989-02-28 | 1990-05-29 | United Technologies | Closed-loop capacitive accelerometer with spring constraint |
| JP2789218B2 (ja) * | 1989-05-29 | 1998-08-20 | 株式会社トキメック | 加速度計 |
| US5239871A (en) * | 1990-12-17 | 1993-08-31 | Texas Instruments Incorporated | Capacitive accelerometer |
| US5203210A (en) * | 1991-06-11 | 1993-04-20 | Sundstrand Corporation | Accelerometer with fastener isolation |
| WO1996010185A1 (fr) * | 1994-06-27 | 1996-04-04 | Sergei Feodosievich Konovalov | Accelerometre a compensation |
| RU2155964C1 (ru) * | 1999-06-23 | 2000-09-10 | Коновалов Сергей Феодосьевич | Компенсационный маятниковый акселерометр |
| US7331229B2 (en) * | 2004-12-09 | 2008-02-19 | The Boeing Company | Magnetic null accelerometer |
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