JPH032570A - 加速度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は加速度計、特にサーボ型加速度計に関する。

〔従来の技術〕

本発明が改良の対象とする従来の加速度計の一例を、そ
の断面図及び一部を除いた平面図である第３図及び第４
図を用いて説明する。

第３及び第４図に於いて、（１）は加速度を検出する棒
状の振子で、これは、薄肉部（２）、即ち可撓部を有す
る可撓継手、即ちヒンジ（３）により支持されている。

この振子〔１〕は、ヒンジ（３〕の薄肉部（２）を支点
きして、第３図の紙面と平行なｘ−Ｘ方向のみに回動で
きる。ヒンジ（３）の一端は、第１の基台又はフレーム
（４）のヒンジ取付台部（５）に、ヒンジ押え板（６）
を介して、例えばネジ等により、確実に取付けられてい
る。又、振子（１）には、２個の円筒状のトルカコイル
（７）　（７’）がヒンジ〔３）の薄肉部〔２）の回動
軸、即ち〇一〇軸に対して垂直に取付けられている。円
板状の永久磁石（８）及び円柱状のポールピース〔９）
が一方のトルカコイル（７）に接触することなく、その
内部に挿入されるように、第１のフレーム（４）に、例
えば接着剤により取付けられ、第１のトルカマグネ７）
（３０）を構成する。この第１のフレーム（４）は、電
磁軟鉄で成形されているため、永久磁石（８）によりポ
ールピース（９）との間で、磁気回路を構成し、ヨーク
　（リターンパス）の役目をしており、これ等は、トル
カコイル（７）と共に、一方のトルカを構成する。この
第１のフレーム（４）には、振子（１）の偏位を検出す
る２個の受光素子（１０）及び（１０’）と発光素子（
１１）とからなる優位検出装置が取付けられる。

一方、第２の基台又はフレーム（１２）は、第１のフレ
ーム（４）と同じく、電磁軟鉄で成形され、トルカコイ
ル（７′）に接触せず且つその内部に在る如く、この第
２のフレーム（１２）に接着された永久磁石（１３）　
及びポールピース（１４）との間で、磁気回路を構成し
、ヨークの役目を持つ。この第２のフレーム（１２）、
永久磁石（１３）及びポールピース（１４）の組立体ハ
、第２のトルカマグネノＮ３１）を構成する。

第１のフレーム（４）の嵌合部（１５）に、第２のフレ
ーム（１２）の嵌合部（１６）を挿入し、両者を一体化
する。

第１のフレーム（４〕及び第２のフレーム（１２）には
、図示せずも、振子（１）の動作範囲を制限するストッ
パが設けられており、ネジによりストッパを、それぞれ
回転移動し、振子（１）の制限範囲を自由に調整するこ
とが可能である。

上述した構成部品は、すでに加速度計としての機能を備
えており、これらを、図示せずも、ケースに複数のネジ
で固定し、ケースと一体化すると共に、ケース内を気密
保持できるようにする。

偏位検出器を構成する受光素子（１０）及び（１０’）
等よりの電気信号や、トルカコイル（７）、（７’）に
フィードバック電流を供給するためのリード線（図示せ
ず）等の外部端子（２２）を、端子ケース（２３）に、
それぞれ気密構造に接着すると共に、それ等の一端が上
記ケースの内部に在る如く、端子ケース（２３）をケー
スに気密に接着する。端子ケース（２３）の中央の開口
部（２４〉を介して、内部の装置の電気系の結線等を行
い、ケースの内部を真空又は不活性気体（例えばヘリウ
ムガス）等を充填しながら、蓋（２５）を開口部（２４
）に接着し、ケースの内部を気密状態に保持し、部品の
劣化等を防止し、長期間に亘り性能を安定に保持する。

上述の構成による加速度計において、その中心軸Ｘ−Ｘ
軸方向に加速度が作用すると、振子（１）はヒンジ（３
）の薄肉部（２）を支点として、微少偏位し、発光素子
（１１）より振子（１）で遮蔽又は分割され、偏位検出
器の受光素子（１０）及び（ｔｏ’）に入射する光が変
化するので、これ等より偏位に対応した電気信号が得ら
れる。この電気信号に比例した電流をトルカコイル（７
）、（７’）にフィードバックし、これにより、振子（
１）を、受光素子（１０〉及び（１０’）の電気信号出
力が零になるように拘束する。この電気信号、即ち拘束
電流は、加速度に比例しているため、この電流を計測す
ることにより、人力加速度を知ることができるものであ
る。

尚、第４図に於いて、（１９−３）は、上述の加速度計
を取付ける為の取付孔である。

しかしながら、このような従来の加速度計においては、
永久磁石（８）の起磁力が周囲温度の変化に対応して変
動し、人力加速度に対する出力信号の比、即ちスケール
ファクタが温度変化によって変動するため、高精度の加
速度計が得られないという問題があった。

従って、本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもので
、その目的は上記従来の課題を一掃した新規な加速度計
を提供せんとするものである。

〔課題を解決するための手段夛７Ａ作１１　］本発明に
よれば、壺型ヨーク（４，１２）、その内側中央に取付
けた円盤状永久磁石（８，１３）及びポールピース（９
，１４）からなるトルカマグネット（３’０．３１＞を
有する加速度計において、上記トルカマグネ・ソトの中
央に貫通孔（４０）を設けると共に、該貫通孔に整磁合
金製のスプール部材（５０）を挿入固定することにより
スケールファクタが温度変化に全く影響されないことを
特徴とする加速度計が得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を、第１及び第２を参照して説
明する。

第１図は、本発明の主要部であるスケールファクタ温度
補償用のスプール部材（５０）を内蔵した第１のトルカ
マグネット僉（３０）の断面図である。尚、第２のトル
カマグネッ）　（３１）は、第１のトルカマグネット（
３０）と同様の構造なので、その図示及び説明を省略す
る。又、本発明の加速度計上しての他の構成は、第３及
び第４図に示した従来例と全く同様なので、図示を省略
すると共に、その説明も省略する。

第１図に於いて、（４０）は第１のトルカマグネット（
３０）、即ち第１のフレーム（４）、永久磁石（８）及
びポールピース（９）の中央に設けた開孔である。尚、
第１のフレーム（４）（ヨーク）は第１図に示ず如く中
央に凹部〈４八）を有する壺型なので、壺型ヨークと称
する。（５０）は磁気抵抗が温度の上昇と共に増加する
整磁合金製のスプール部材で、このスプール部材（５０
）は、中央部の直径の細い円柱状の磁束補償部（５２）
と、その両端に接続した直径の太い円柱形状の磁束導入
部（５１）、　（５１）　　とから構成され、上記開孔
（４０）に挿入され、その直径の太い磁束導入部（５１
）、　（５１）　　に於いて開口（４０）に固定される
。

尚、円板状の永久磁石（８）及び円柱状のポールピース
（９）は、共に、壺型ヨーク（４）に、その凹部（４Ａ
）に於いて同心状に固定されている。又、上記開孔（４
０）は、壺型ヨーク（４）、永久磁石（８）及びポール
ピース（９）の中央を貫通して形成されている。

第２図は本発明の原理説明図である。

今、マグネット、即ち永久磁石（８）の発生する磁束を
Φ８、その磁束密度をＢ８、磁束Φ。の磁路の断面積を
八〇、ポールピース（９）よりトルカコイル（７）の位
置までの空隙Ｇを通り壺型ヨーク（４）に到る磁束をΦ
。、その磁束密度Ｂ０、磁束Φ６の磁路の断面積を八〇
、又、ポールピース（９）よりスプール部材（５０）を
通り磁束補償部（５２）へ到る磁束をΦ５、その磁束密
度Ｂ３、磁束Φ５の磁路の断面積をＡＳとし、説明を簡
素にするため濾洩磁束がないものとすれば第２図より Φ□−Φ。＋Φｓ　　　　　　　　　　−−＝　（１）
’Ａ、Ｂ、−八ｃ　Ｂｃへ＋　Ａｓ　Ｂｓ　　　　＝　
＝　＝　（２）空隙（Ｇ）を通る磁束Φ、の磁束密度Ｂ
。が温度Ｔに関せず一定（ｃｌＢＧ／ｃＪＴ＝０）とい
う条件と、各磁路の断面積の温度変化はないものとすれ
ば、次式（３）が成立する。

即ち、永久磁石（８）の起磁力の温度係数をαい整磁合
金の磁束密度の温度係数をα、とずれば但し、ＢＭ、、
　Ｂｓｏは動作状態における永久磁石（８）及び整磁合
金の磁束密度である。即ち、磁束ΦＳが通る磁路である
スプール部材（５ｏ）の磁束補償部（５２）の断面積Ａ
ｓ　を、上記（６）式を満足するように設計することに
より、空隙（ＧＶを通る磁束密度Ｂ１、即ち加速度計の
スケールファクタの温度による変動をゼロとすることが
出来る。尚、スプール部材（５０）の磁束導入部（５１
）の直径が磁束補償部（５２）の直径に比して十分大き
い値に設計する必要があるが、この理由は、スプール部
材（５Ｑ）と開孔（４０）との間のギヤングのバラツキ
が磁気抵抗変化として磁束補償部（５２）の磁束密度Ｂ
、のバラツキとなる影響を少なくする為である。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように本発明によれば以下の効果が得
られる。

１、トルカマグネットの中央に開孔を設け、これに整磁
合金製のスプール部材を挿入固定するという簡単な構造
及び単純な部品により、スケールファクタの温度変化に
よる変動のない高性能な加速度計が得られる。

２、　スプール部材の磁束補償部の直径に比して磁束導
入部の直径を十分大きい値に設定することにより、開孔
（４０〉と磁束導入１（５１）　、！＝の隙間のバラツ
キの影響の少ない温度補償装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるトルカマグネットの断面図、第２
図はその原理説明図、第３図は従来の加速度計の縦断面
図、第４図はその一部を除いた平断面図である。 図に於いて、（１）は振子、（２）は薄肉部、（３）は
ヒンジ、（４）は第１のフレーム、（７１（７’）はト
ルカ、（８）（１３）は永久磁石、（９）、（１４）は
ポールピース、（１０）。 （１０’）は受光素子、（１１）は発光素子、（３０）
は第１のトルカマグネット、（５０）はスプール部材を
それぞれ示す。 代 理 人 松 隈 秀 盛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、壺型ヨーク、その内側中央に取付けた円盤状永久磁
   石及びポールピースからなるトルカマグネットを有する
   加速度計において、上記トルカマグネットの中央に貫通
   孔を設けると共に、該貫通孔に整磁合金型のスプール部
   材を挿入固定することによりスケールファクタが温度変
   化に全く影響されないことを特徴とする加速度計。 ２、上記スプール部材は直径の細い磁束補償部と、その
   両端に夫々設けた直径の太い磁束導入部とより成ること
   を特徴とする上記特許請求の範囲第１項記載の加速度計
   。 ３、上記磁束導入部の直径を上記貫通孔の内径と略々等
   しく設定したことを特徴とする上記特許請求の範囲第２
   項記載の加速度計。