JPH1144706A - Acceleration sensor - Google Patents

Acceleration sensor

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Publication number
JPH1144706A
JPH1144706A JP20361597A JP20361597A JPH1144706A JP H1144706 A JPH1144706 A JP H1144706A JP 20361597 A JP20361597 A JP 20361597A JP 20361597 A JP20361597 A JP 20361597A JP H1144706 A JPH1144706 A JP H1144706A
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JP
Japan
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pendulum
coil
acceleration
magnetic
acceleration sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP20361597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumihiro Kasano
文宏 笠野
Naohiro Taniguchi
直博 谷口
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP20361597A priority Critical patent/JPH1144706A/en
Publication of JPH1144706A publication Critical patent/JPH1144706A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acceleration sensor with a simpler structure. SOLUTION: This acceleration sensor is provided with a wound coil 1, a pendulum 2 made of a flexible magnetic material and cantilever-supported at the base end section 2a, two magnetic pieces 3, 4 having facing sections 3b, 4b facing both side faces of the tip section 2c of the pendulum 2 at the prescribed voids 3a, 4a respectively and inserted into the inner space la of the coil 1 respectively, a permanent magnet 5 magnetizing two magnetic pieces 3, 4 to different poles respectively, a detector 6 detecting the warp displacement quantity when acceleration is applied based on the change quantities of the electrostatic capacities existing in the prescribed voids 3a, 4a at two positions, and a readout section 8 reading the value of the exciting current for exciting the coil 1 so that the pendulum 2 is magnetized to negate the displacement of the pendulum 2 via feedback control based on the signal of the detector 6 and both magnetic attractions between the prescribed voids 3, 4 at two positions are equilibrated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、印加された加速度
による振子の変位を打ち消すようフィードバック制御す
ることによってその加速度を検知する、いわゆるサーボ
型の加速度センサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called servo type acceleration sensor for detecting the acceleration by performing feedback control so as to cancel the displacement of a pendulum due to an applied acceleration.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の加速度センサとして、図
3に示す構成のものが存在する。このものは、振子A 、
コイルB 、永久磁石C 、検出器D 、増幅器E 、読取部F
及びベースG を備えている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an acceleration sensor of this type having a configuration shown in FIG. This is a pendulum A,
Coil B, permanent magnet C, detector D, amplifier E, reading unit F
And a base G.

【0003】振子A は、可撓性を有する磁性材料によ
り、棒状に形成され、その基端部がベースG に片持ち支
持されている。
The pendulum A is formed in a rod shape from a flexible magnetic material, and its base end is cantilevered by a base G.

【0004】コイルB は、その中心軸が振子A の長手方
向に直交する方向であって、かつ両開口端部が振子A の
両側に位置した状態で振子A に固定されている。
The coil B is fixed to the pendulum A with its central axis in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the pendulum A and both open ends located on both sides of the pendulum A.

【0005】永久磁石C は、その一端部がコイルB の両
開口端部に挿入された状態で振子Aの両側にそれぞれ配
設され、その2個の永久磁石C,C の磁束が、コイルB の
中心軸と直交する方向にてコイルB の各コイル線と交差
するように発生している。
The permanent magnet C is disposed on each side of the pendulum A with one end inserted into both open ends of the coil B. The magnetic fluxes of the two permanent magnets C, C Are generated so as to intersect each coil wire of the coil B in a direction orthogonal to the central axis of the coil B.

【0006】検出器D は、振子A の先端部の両側にそれ
ぞれ配設された2個の検知コイルD,D に接続されてい
る。その2個の検知コイルD,D には、振子A を通った2
個の永久磁石C の磁束が、振子A の先端部から分かれて
平衡な状態でそれぞれ閉磁路を形成するよう流れてい
る。そして、加速度が印加されることによって撓んだ振
子A の先端部が2個の検知コイルD,D のいずれかの方向
へ変位すると、2個の検知コイルD,D の平衡状態が失わ
れてそれぞれに流れる磁速の増減が起こることによって
変位量に比例した電圧が発生し、その電圧を検出器D が
検知するようになっている。
The detector D is connected to two detection coils D, D provided on both sides of the tip of the pendulum A, respectively. The two detection coils D and D pass through the pendulum A
The magnetic fluxes of the permanent magnets C are separated from the tip of the pendulum A and flow so as to form closed magnetic paths in a balanced state. When the tip of the pendulum A bent by the application of the acceleration is displaced in either direction of the two detection coils D, D, the equilibrium state of the two detection coils D, D is lost. When the magnetic velocity flowing through each increases or decreases, a voltage proportional to the amount of displacement is generated, and the voltage is detected by the detector D.

【0007】検出器D の検知信号は、増幅器E によって
増幅された後、コイルB にフィードバックされ、変位量
に比例した励磁電流がコイルB に流される。そうする
と、永久磁石C,C の磁束は、コイルB の中心軸と直交す
る方向にて励磁電流の流れたコイルB の各コイル線と交
差することになるから、振子A に固定されているコイル
B が、ローレンツ力により振子A の変位を打ち消す方向
へ可動され、振子A が平衡状態に戻る。
After the detection signal of the detector D is amplified by the amplifier E, it is fed back to the coil B, and an exciting current proportional to the amount of displacement flows through the coil B. Then, the magnetic fluxes of the permanent magnets C, C cross each coil wire of the coil B in which the exciting current flows in a direction orthogonal to the center axis of the coil B, so that the coil fixed to the pendulum A
B is moved in a direction to cancel the displacement of the pendulum A by the Lorentz force, and the pendulum A returns to the equilibrium state.

【0008】このとき、コイルB に流れる励磁電流の値
は、印加された加速度に比例しており、読取部F では、
その励磁電流を抵抗に流すことによって発生する電圧と
して加速度を読み取る。
At this time, the value of the exciting current flowing through the coil B is proportional to the applied acceleration.
The acceleration is read as a voltage generated by passing the exciting current through the resistor.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の加速度
センサにあっては、印加された加速度による振子A の変
位を打ち消すようフィードバック制御することによっ
て、その加速度を検知できるものとなっている。
In the above-described conventional acceleration sensor, the acceleration can be detected by performing feedback control so as to cancel the displacement of the pendulum A due to the applied acceleration.

【0010】しかしながら、フィードバック制御のため
の励磁電流を流すコイルB は、振子A に固定されている
ために、振子A と一緒に可動することとなる。従って、
コイルB への配線を行うのに際し、可動に伴う断線防止
を配慮して行えるものにする必要があり、それだけ構造
が複雑なものとなる。
However, since the coil B through which the exciting current for feedback control flows is fixed to the pendulum A, it moves together with the pendulum A. Therefore,
When wiring to the coil B, it is necessary to take into consideration the prevention of disconnection due to movement, and the structure becomes complicated accordingly.

【0011】本発明は、上記の点に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、より簡単な構造となる
加速度センサを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an acceleration sensor having a simpler structure.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項1記載の発明は、巻回されたコイルと、
可撓性を有する磁性材料によりなり基端部が片持ち支持
された振子と、振子の先端部の両側面に対してそれぞれ
所定空隙を有して互いに対向する対向部を有してコイル
の内方空間にそれぞれ挿通された2個の磁性片と、2個
の磁性片をそれぞれ異極に磁化する永久磁石と、加速度
が印加されたときの撓み変位量を2箇所の前記所定空隙
に存在する静電容量の変化量により検知する検知器と、
検知器の信号に基づいて振子の変位を打ち消すようフィ
ードバック制御するために振子を磁化して2箇所の前記
所定空隙間の両磁気吸引力が平衡化されるようコイルを
励磁するための励磁電流の値を読み取る読取部と、を備
えた構成にしている。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 comprises a wound coil,
The coil includes a pendulum made of a flexible magnetic material and having a cantilevered base end, and opposing portions that oppose each other with a predetermined gap with respect to both side surfaces of the tip of the pendulum. Two magnetic pieces respectively inserted into the two spaces, a permanent magnet that magnetizes the two magnetic pieces to different polarities, and a deflection displacement amount when acceleration is applied exists in the two predetermined gaps. A detector that detects the amount of change in capacitance,
In order to perform feedback control to cancel the displacement of the pendulum based on the signal of the detector, magnetize the pendulum and excite the exciting current for exciting the coil so that both magnetic attractive forces of the two predetermined gaps are balanced. A reading unit for reading a value.

【0013】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記磁性片は、前記対向部が局部的に幅広
く形成された構成にしている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the magnetic piece has a structure in which the facing portion is locally formed to be wide.

【0014】請求項3記載の発明は、請求項1又は2の
いずれかに記載の発明において、前記振子は、その基端
部近傍に薄肉部が設けられた構成にしている。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the pendulum has a structure in which a thin portion is provided near a base end thereof.

【0015】請求項4記載の発明は、請求項3記載の発
明において、前記薄肉部は複数個設けられたものであっ
て、複数個の前記薄肉部は前記振子の基端部及び先端部
のそれぞれの中央を結ぶ線に対して略対称に設けられた
構成にしている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, a plurality of the thin portions are provided, and the plurality of the thin portions are formed at a base end and a tip end of the pendulum. It is configured to be provided substantially symmetrically with respect to a line connecting the centers.

【0016】請求項5記載の発明は、請求項1乃至4の
いずれかに記載の発明において、前記読取部は、前記励
磁電流の流れる方向も読み取る構成にしている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the reading section also reads a direction in which the exciting current flows.

【0017】請求項6記載の発明は、請求項1乃至5の
いずれかに記載の発明において、前記振子及び前記2個
の磁性片は、前記コイルが巻回されたコイル枠に支持さ
れた構成にしている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect, the pendulum and the two magnetic pieces are supported by a coil frame around which the coil is wound. I have to.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図1及び図
2に基づいて以下に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0019】1 はコイルで、コイル枠11の巻胴部11a に
巻回されている。2 は振子で、可撓性を有する磁性材料
によりな、平面視口字状に形成され、基端部2aがコイル
枠11の一方鍔部11b に延設された延設部11c に片持ち支
持して固定されている。なお、図2では、コイル枠11を
省略している。この振子2 の基端部2aの近傍には、薄肉
部2b,2b が設けられている。詳しくは、薄肉部2b,2b
は、振子2 の基端部2a及び先端部2cのそれぞれの中央を
結ぶ線に対して略対称に設けられている。
Reference numeral 1 denotes a coil, which is wound around a winding drum 11a of a coil frame 11. Reference numeral 2 denotes a pendulum, which is made of a flexible magnetic material and is formed in a square shape in plan view, and has a base end 2a that is cantilevered by an extension 11c that extends from the one flange 11b of the coil frame 11. It is fixed. In FIG. 2, the coil frame 11 is omitted. Near the base end 2a of the pendulum 2, thin portions 2b, 2b are provided. For details, see the thin section 2b, 2b
Are provided substantially symmetrically with respect to a line connecting the centers of the base end 2a and the tip 2c of the pendulum 2.

【0020】3,4 は2個の磁性片で、磁性材料により、
平面視T字状をなし、振子2 の先端部2cの両側面に対し
てそれぞれ所定空隙3a,4a を有して互いに対向する対向
部3b,4b となる先端部が局部的に幅広く形成されてい
る。これらの磁性片3,4 は、コイル1 、詳しくはコイル
枠11の巻胴部11a の内方空間1aにそれぞれ挿通された状
態で、コイル枠11の一方鍔部11b と延設部11c との間に
固定されている。
Reference numerals 3 and 4 denote two magnetic pieces.
It has a T-shape in a plan view, and has a predetermined gap 3a, 4a with respect to both side surfaces of the tip 2c of the pendulum 2, and the tip portions which become the opposing portions 3b, 4b opposing each other are locally widened. I have. The magnetic pieces 3 and 4 are inserted into the coil 1, more specifically, into the inner space 1 a of the winding body 11 a of the coil frame 11, and are connected to one of the flange 11 b and the extension 11 c of the coil frame 11. It is fixed in between.

【0021】5 は永久磁石で、2個の磁性片3,4 の間に
挟持されて、コイル枠11の巻胴部11a の内方空間に固定
されている。この永久磁石5 は、両磁性片をそれぞれ異
極に、例えば一方磁性片3 をN極に他方磁性片4 をS極
にそれぞれ磁化している。
Reference numeral 5 denotes a permanent magnet which is sandwiched between the two magnetic pieces 3 and 4 and is fixed in the space inside the winding drum portion 11a of the coil frame 11. In the permanent magnet 5, both magnetic pieces are magnetized to different polarities, for example, one magnetic piece 3 is magnetized to the N pole and the other magnetic piece 4 is magnetized to the S pole.

【0022】6 は検知器で、2個の磁性片3,4 及び振子
2 の基端部2aに接続され、2箇所の上記所定空隙3a,4a
に存在する静電容量の差を検知するようになっている。
すなわち、加速度が印加されて振子2 が撓むと、その振
子2 の先端部2cが2個の磁性片3,4 間の中央位置にある
平衡状態からいずれかの方向へ変位することによって、
2箇所の上記所定空隙3a,4a に存在する静電容量に差が
生じるので、その差を加速度に応じた振子2 の撓み変位
量の信号として検知するのである。
Reference numeral 6 denotes a detector, two magnetic pieces 3, 4 and a pendulum.
2 are connected to the base end 2a of the second predetermined gap 3a, 4a
The difference between the capacitances existing in the two is detected.
That is, when acceleration is applied and the pendulum 2 bends, the tip 2c of the pendulum 2 is displaced in any direction from the equilibrium state at the center position between the two magnetic pieces 3 and 4,
Since there is a difference between the capacitances existing in the two predetermined gaps 3a and 4a, the difference is detected as a signal of the amount of bending displacement of the pendulum 2 according to the acceleration.

【0023】7 は増幅器で、検知器6 及びコイルの一端
に接続され、検知器6 の検知信号を増幅する。その増幅
された検知信号は、コイル1 にフィードバックされ、振
子2の先端部2aの変位を打ち消すよう、印加された加速
度に比例し励磁電流が、増幅器7 に接続されている電源
(図示せず)から供給されて、コイル1 に流れる。
Reference numeral 7 denotes an amplifier, which is connected to the detector 6 and one end of the coil, and amplifies a detection signal from the detector 6. The amplified detection signal is fed back to the coil 1 so that the excitation current is proportional to the applied acceleration and a power supply (not shown) connected to the amplifier 7 so as to cancel the displacement of the tip 2a of the pendulum 2. And flows through the coil 1.

【0024】詳しくは、例えば、加速度が印加されて平
衡状態にあった振子2 の先端部2cが、一方の磁性片3 側
に近づく方向へ変位したとすると、2箇所の所定空隙3
a,4aにおいては、上記したように静電容量に差が生じる
とともに、その静電容量の差に比例する形で、永久磁石
5 で異極に磁化された2個の磁性片3,4 により振子2の
先端部2cに働く両磁気吸引力も、一方の磁性片3 の方が
強くなるが、検知器6の検知信号に基づいた振子2 の変
位量に比例する励磁電流がコイル1 に流されて振子2 の
先端部2cがN極に磁化されることによって、振子2 の先
端部2cは一方の磁性片3 により反発力を、他方の磁性片
4 により吸引力をそれぞれ受ける。そうすると、振子2
の先端部2cはその変位を打ち消す方向である2個の磁性
片3,4 間を中央位置方向へ可動されて平衡状態に戻る。
その結果、2個の所定空隙3a,4aにおける両静電容量及
び両磁気吸引力が平衡化される。加速度の印加方向が上
記と逆の場合は、コイル1 の励磁電流も逆方向に流れる
ことになる。
More specifically, for example, if the tip 2c of the pendulum 2 which has been in an equilibrium state due to acceleration is displaced in a direction approaching one of the magnetic pieces 3, the two predetermined gaps 3 are provided.
In a and 4a, as described above, a difference occurs in the capacitance, and a permanent magnet is formed in proportion to the difference in the capacitance.
The two magnetic pieces 3 and 4 magnetized in different polarities in step 5 also cause the two magnetic attraction forces acting on the tip 2c of the pendulum 2 to be stronger in one of the magnetic pieces 3 but based on the detection signal of the detector 6. When the exciting current proportional to the amount of displacement of the pendulum 2 flows through the coil 1 and the tip 2c of the pendulum 2 is magnetized to the N pole, the tip 2c of the pendulum 2 generates a repulsive force by one magnetic piece 3. , The other magnetic piece
4 receives the suction force. Then, pendulum 2
Is moved toward the center position between the two magnetic pieces 3 and 4 in the direction to cancel the displacement, and returns to the equilibrium state.
As a result, both capacitances and both magnetic attractive forces in the two predetermined gaps 3a and 4a are balanced. When the acceleration application direction is opposite to the above, the exciting current of the coil 1 also flows in the opposite direction.

【0025】8 は読取部で、コイル1 の他端に抵抗が接
続され、印加された加速度に比例したコイル1 の電流を
抵抗に流し、その抵抗の両端に発生する電圧を読み取る
ことによって加速度の値が検知される。このとき、励磁
電流の流れる方向も読み取ることによって、加速度の印
加方向も検知される。
Reference numeral 8 denotes a reading unit. A resistor is connected to the other end of the coil 1, a current of the coil 1 proportional to the applied acceleration is passed through the resistor, and a voltage generated at both ends of the resistor is read to read the acceleration. The value is detected. At this time, the direction in which the acceleration current is applied is also detected by reading the direction in which the exciting current flows.

【0026】かかる加速度センサにあっては、加速度を
印加したときの振子2 の変位を打ち消すようフィードバ
ックするための励磁電流を流すコイル1 は、その巻回し
た内方空間にそれぞれ挿通された2個の磁性片3,4 の対
向部3b,4b に先端部2cの両側面が所定空隙3a,4a を有し
てそれぞれ対向する振子2 とは固定されていないため、
振子2 が撓んで変位したときに一緒に可動せず、固定し
た状態にあって、コイル1 断線が起こり難いので、可動
に伴う断線防止を配慮した配線を必要としない簡単な構
造とすることができる。
In such an acceleration sensor, two coils 1 each of which passes an exciting current for feeding back so as to cancel the displacement of the pendulum 2 when the acceleration is applied are inserted into the wound inner space. Since the opposing portions 3b, 4b of the magnetic pieces 3, 4 have predetermined gaps 3a, 4a on both side surfaces of the tip 2c and are not fixed to the opposing pendulum 2,
When the pendulum 2 is flexed and displaced, it does not move together and is fixed, and the coil 1 is hardly disconnected.Therefore, it is possible to adopt a simple structure that does not require wiring to prevent disconnection due to movement. it can.

【0027】また、局部的に幅広く形成された対向部3
b,4b は、幅が均一に形成されたものに比較して面積が
増大するから、所定空隙3a,4a に存在する静電容量の変
化量も面積の増大に応じて大きくなり、撓み変位量の検
知精度が高くなるので、ひいては、加速度の検知精度を
高くすることができる。
Further, the facing portion 3 formed locally and widely.
Since the areas b and 4b increase in area as compared with those having a uniform width, the amount of change in the capacitance existing in the predetermined gaps 3a and 4a also increases with the increase in the area, and the amount of deflection displacement increases. , The detection accuracy of the acceleration becomes higher, and thus the detection accuracy of the acceleration can be increased.

【0028】また、振子2 は、基端部2a近傍に薄肉部2b
が設けられているから、より小さな加速度でも撓むため
に、加速度の検知精度がより高くなる。
The pendulum 2 has a thin portion 2b near the base 2a.
Is provided, even if the acceleration is smaller, the sensor is bent, so that the accuracy of detecting the acceleration is higher.

【0029】また、複数個の薄肉部2b,2b は、振子2 の
片持ち支持された基端部2aの中央と静電容量が変化する
先端部2cの中央とを結ぶ線に対して略対称に設けられて
いるから、いずれか一方の薄肉部2b側のみ大きく撓むこ
とがなくなって、振子2 が捻られる状態で撓まなくなる
ので、磁性片3,4 の対向部3b,4b に対向する先端部2cも
捻られなくなり、加速度の検知の際の誤差を小さくする
ことができる。
The plurality of thin portions 2b, 2b are substantially symmetrical with respect to a line connecting the center of the cantilevered base end 2a of the pendulum 2 and the center of the tip 2c where the capacitance changes. Is provided, the only one thin portion 2b side does not bend significantly, and the pendulum 2 does not bend in a twisted state, so that it faces the opposing portions 3b, 4b of the magnetic pieces 3, 4. The tip 2c is no longer twisted, and an error in detecting acceleration can be reduced.

【0030】また、フィードバック制御するための励磁
電流の流れる方向を読み取ることによって、加速度の値
と共に、その印加方向も検知できる。
By reading the direction in which the exciting current flows for feedback control, it is possible to detect not only the value of the acceleration but also the direction in which it is applied.

【0031】また、振子2 及び2個の磁性片3,4 が、い
ずれもコイル1 が巻回されたコイル枠11に支持されてい
るから、2個の磁性片3,4 が振子2 の先端部2cの両側面
に対してそれぞれ設ける所定間隔3a,4a を精度良く設定
でき、それだけ加速度の検知精度も向上する。
Further, since the pendulum 2 and the two magnetic pieces 3 and 4 are both supported by the coil frame 11 around which the coil 1 is wound, the two magnetic pieces 3 and 4 are attached to the tip of the pendulum 2. The predetermined intervals 3a and 4a provided on both side surfaces of the portion 2c can be set with high accuracy, and the acceleration detection accuracy can be improved accordingly.

【0032】なお、本実施形態では、磁性片3,4 は、対
向部3b,4b が局部的に幅広く形成されているが、例え
ば、加速度の検知精度が十分に高い場合には、幅が均一
に形成されてもよい。
In the present embodiment, the opposing portions 3b and 4b of the magnetic pieces 3 and 4 are locally formed to be wide. However, for example, when the accuracy of detecting the acceleration is sufficiently high, the width is uniform. May be formed.

【0033】また、本実施形態では、振子2 は、基端部
2a近傍に撓み易い薄肉部2bが設けられているが、例え
ば、印加される加速度を検知するのに必要な撓み変位量
が十分確保できるような場合には、その必要はない。
In this embodiment, the pendulum 2 has a base end portion.
The thin portion 2b which is easily bent is provided in the vicinity of 2a. However, this is not necessary when, for example, the amount of bending displacement necessary for detecting the applied acceleration can be sufficiently ensured.

【0034】また、本実施形態では、複数個の薄肉部2
b,2b は、振子2 の基端部2a及び先端部2cのそれぞれの
中央を結ぶ線に対して略対称に設けられているが、例え
ば、いずれか一方の薄肉部2b側のみ大きく撓む恐れがな
い場合には、このように設けられなくてもよい。
In this embodiment, a plurality of thin portions 2
Although b and 2b are provided substantially symmetrically with respect to a line connecting the centers of the base end 2a and the tip 2c of the pendulum 2, for example, there is a possibility that only one of the thin portions 2b is largely bent. When there is no, there is no need to provide such.

【0035】また、本実施形態では、読取部8 は、励磁
電流の流れる方向も読み取るようになっているが、例え
ば、印加される加速度の印加される方向が決まっている
ような場合には、その必要はない。
In the present embodiment, the reading unit 8 reads the direction in which the exciting current flows. For example, when the direction in which the applied acceleration is applied is determined, That is not needed.

【0036】また、本実施形態では、振子2 及び2個の
磁性片3,4 は、コイル1 が巻回されたコイル枠11に支持
されているが、例えば、コイル枠11の機械的強度が余り
強くないような場合には、強度の強い基台等の別にも設
けた部材に支持してもよく、限定されない。
In this embodiment, the pendulum 2 and the two magnetic pieces 3 and 4 are supported by the coil frame 11 around which the coil 1 is wound. For example, the mechanical strength of the coil frame 11 is reduced. In a case where the strength is not so strong, the support may be supported by a member provided separately such as a strong base or the like, and there is no limitation.

【0037】その場合、振子2 の先端部2cの両側面に対
してそれぞれ所定空隙3a,4a を有して互いに対向する対
向部3b,4b を有してコイル1 の内方空間1aにそれぞれ挿
通されるならば、コイルを巻回するのに、本実施形態の
ようにコイル枠11を使用せずに、コイル1 自身だけで中
空状に巻回したものであってもよい。
In this case, the pendulum 2 has opposed portions 3b, 4b having predetermined gaps 3a, 4a with respect to both side surfaces of the tip 2c of the pendulum 2, and is inserted into the inner space 1a of the coil 1 respectively. If so, the coil may be wound in a hollow shape by the coil 1 itself without using the coil frame 11 as in the present embodiment.

【0038】[0038]

【発明の効果】請求項1記載の発明は、加速度を印加し
たときの振子の変位を打ち消すようフィードバックする
ための励磁電流を流すコイルは、その巻回した内方空間
にそれぞれ挿通された2個の磁性片の対向部に先端部の
両側面が所定空隙を有してそれぞれ対向する振子とは固
定されていないため、振子が撓んで変位したときに一緒
に可動せず、固定した状態にあって、コイル断線が起こ
り難いので、可動に伴う断線防止を配慮した配線を必要
としない簡単な構造とすることができる。
According to the first aspect of the present invention, two coils, each of which is provided with an exciting current for feeding back so as to cancel the displacement of the pendulum when an acceleration is applied, are inserted into the wound inner space, respectively. The two sides of the tip end of the opposing portion of the magnetic piece do not have a predetermined gap and are not fixed to the opposing pendulum, so when the pendulum is bent and displaced, it does not move together and remains in a fixed state. Since the coil is hardly disconnected, it is possible to provide a simple structure that does not require wiring in consideration of prevention of disconnection due to movement.

【0039】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明の効果に加えて、局部的に幅広く形成された対向部
は、幅が均一に形成されたものに比較して面積が増大す
るから、所定空隙に存在する静電容量の変化量も面積の
増大に応じて大きくなり、撓み変位量の検知精度が高く
なるので、ひいては、加速度の検知精度を高くすること
ができる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, the opposed portion formed locally wide has an increased area as compared with the case where the width is formed uniformly. Accordingly, the amount of change in the capacitance existing in the predetermined gap also increases with an increase in the area, and the accuracy of detecting the amount of bending displacement increases, so that the accuracy of detecting the acceleration can be increased.

【0040】請求項3記載の発明は、請求項1又は2の
いずれかに記載の発明の効果に加えて、振子は、基端部
近傍に薄肉部が設けられているから、より小さな加速度
でも撓むために、加速度の検知精度がより高くなる。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the effects of the first or second aspect, the pendulum is provided with a thin portion near the base end, so that even a smaller acceleration can be obtained. Due to the bending, the accuracy of detecting the acceleration becomes higher.

【0041】請求項4記載の発明は、複数個の薄肉部
は、振子の片持ち支持された基端部の中央と静電容量が
変化する先端部の中央とを結ぶ線に対して略対称に設け
られているから、いずれか一方の薄肉部側のみが大きく
撓むことがなくなって、振子が捻られる状態で撓まなく
なるので、磁性片の対向部に対向する先端部も捻られな
くなり、加速度の検知の際の誤差を小さくすることがで
きる。
According to a fourth aspect of the present invention, the plurality of thin portions are substantially symmetrical with respect to a line connecting the center of the cantilevered base end of the pendulum and the center of the tip end where the capacitance changes. Since only one of the thin-walled portions does not bend significantly, and the pendulum does not bend in a twisted state, the tip end of the magnetic piece facing the opposing portion is not twisted, An error in detecting the acceleration can be reduced.

【0042】請求項5記載の発明は、請求項1乃至4の
いずれかに記載の発明の効果に加えて、フィードバック
制御するための励磁電流の流れる方向を読み取ることに
よって、加速度の値と共に、その印加方向も検知でき
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, by reading the direction of the exciting current flowing for feedback control, the value of the acceleration together with the value of the acceleration can be obtained. The direction of application can also be detected.

【0043】請求項6記載の発明は、請求項1乃至5の
いずれかに記載の発明の効果に加えて、振子及び2個の
磁性片が、いずれもコイルが巻回されたコイル枠に支持
されているから、2個の磁性片が振子の先端部の両側面
に対してそれぞれ設ける所定間隔を精度良く設定でき、
それだけ加速度の検知精度も向上する。
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the pendulum and the two magnetic pieces are all supported by the coil frame around which the coil is wound. Since the two magnetic pieces are provided on both side surfaces of the tip of the pendulum, predetermined intervals can be accurately set.
Accuracy of acceleration detection is also improved accordingly.

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

【図1】本発明の一実施形態を回路図とともに示す断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention together with a circuit diagram.

【図2】同上の部分斜視図である。FIG. 2 is a partial perspective view of the same.

【図3】従来例を回路図とともに示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional example together with a circuit diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コイル 1a 内方空間 11 コイル枠 2 振子 2a 基端部 2b 薄肉部 2c 先端部 3 磁性片 3a 所定間隔 3b 対向部 4 磁性片 4a 所定間隔 4b 対向部 5 永久磁石 6 検知器 8 読取部 1 Coil 1a Inner space 11 Coil frame 2 Pendulum 2a Base 2b Thin part 2c Tip 3 Magnetic piece 3a Predetermined interval 3b Opposing part 4 Magnetic piece 4a Predetermined interval 4b Opposing part 5 Permanent magnet 6 Detector 8 Reading unit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 巻回されたコイルと、可撓性を有する磁
性材料によりなり基端部が片持ち支持された振子と、振
子の先端部の両側面に対してそれぞれ所定空隙を有して
互いに対向する対向部を有してコイルの内方空間にそれ
ぞれ挿通された2個の磁性片と、2個の磁性片をそれぞ
れ異極に磁化する永久磁石と、加速度が印加されたとき
の撓み変位量を2箇所の前記所定空隙に存在する静電容
量の変化量により検知する検知器と、検知器の信号に基
づいて振子の変位を打ち消すようフィードバック制御す
るために振子を磁化して2箇所の前記所定空隙間の両磁
気吸引力が平衡化されるようコイルを励磁するための励
磁電流の値を読み取る読取部と、を備えたことを特徴と
する加速度センサ。
1. A pendulum having a wound coil, a pendulum made of a flexible magnetic material and having a base end cantilevered, and a predetermined gap with respect to both side surfaces of a tip end of the pendulum. Two magnetic pieces each having an opposing portion facing each other and inserted into the inner space of the coil, permanent magnets for magnetizing the two magnetic pieces to different polarities, and bending when acceleration is applied A detector for detecting the amount of displacement based on the amount of change in the capacitance existing in the two predetermined gaps; and magnetizing the pendulum for feedback control to cancel the displacement of the pendulum based on a signal from the detector. A reading unit for reading a value of an exciting current for exciting the coil so that both magnetic attractive forces in the predetermined gap are balanced.
【請求項2】 前記磁性片は、前記対向部が局部的に幅
広く形成されたことを特徴とする請求項1記載の加速度
センサ。
2. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the opposing portion of the magnetic piece is locally wide.
【請求項3】 前記振子は、その基端部近傍に薄肉部が
設けられたことを特徴とする請求項1又は2のいずれか
に記載の加速度センサ。
3. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the pendulum is provided with a thin portion near a base end thereof.
【請求項4】 前記薄肉部は複数個設けられたものであ
って、複数個の前記薄肉部は前記振子の基端部及び先端
部のそれぞれの中央を結ぶ線に対して略対称に設けられ
たことを特徴とする請求項3記載の加速度センサ。
4. The thin-walled portion is provided with a plurality of thin-walled portions, and the plurality of thin-walled portions are provided substantially symmetrically with respect to a line connecting centers of a base end and a tip end of the pendulum. The acceleration sensor according to claim 3, wherein:
【請求項5】 前記読取部は、前記励磁電流の流れる方
向も読み取るよう成したことを特徴とする請求項1乃至
4のいずれかに記載の加速度センサ。
5. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the reading unit reads a direction in which the exciting current flows.
【請求項6】 前記振子及び前記2個の磁性片は、前記
コイルが巻回されたコイル枠に支持されたことを特徴と
する請求項1乃至5のいずれかに記載の加速度センサ。
6. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the pendulum and the two magnetic pieces are supported by a coil frame around which the coil is wound.
JP20361597A 1997-07-29 1997-07-29 Acceleration sensor Pending JPH1144706A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2421083A (en) * 2004-12-09 2006-06-14 Boeing Co Magnetic Null Accelerometer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2421083A (en) * 2004-12-09 2006-06-14 Boeing Co Magnetic Null Accelerometer
GB2421083B (en) * 2004-12-09 2008-07-16 Boeing Co Magnetic null accelerometer

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