JPS5926285Y2 - サ−ボ形加速度計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、サーボ形加速度計に関するものであって、詳
しくは磁気回路内に変位可能に配置された可動コイルの
変位に基づいて加速度を検出するように構成されたサー
ボ形加速度計における可動コイルの懸架構造に関するも
のである。

第１図は、このような加速度計の原理説明図であって、
１は永久磁石、２は円筒形のヨーク、３は可動コイルで
ある。

可動コイル３は、Ｘ軸方向には柔でｙ軸方向には剛な状
態でヨーク２の開口部に変位可能に配置されている。

なお、可動コイル３の変位量は、たとえば静電容量の変
位として電気的に検出されるが、検出手段は図示しない
。

また、可動コイル３には、検出手段の出力信号に応じて
可動コイル３を元の位置に戻すための励磁電流が加えら
れるが、励磁電流源も省略している。

このような構成において、可動コイル３に加速度αが加
わると、変位δ（δ＝ｍα／に、に：ばね定数、ｍ：質
量）が生じる。

ここで、可動コイル３には、変位δを打ち消すように電
流が加えられているので、加速度αによる力ｍαと可動
コイル３に生じる力Ｆとは常に平衡することになる。

したがって、可動コイル３に流れる電流の値から加速度
を検出することができる。

ところで、このような装置において、可動コイル３を配
置するのにあたっては、前述のように、Ｘ軸方向には柔
でｙ軸方向には剛な状態で配置しなければならない。

第２図は、従来の可動コイルの懸架構造の一例を示す構
成説明図であって、第１図と同等部分には同一符号を付
している。

第２図において、４はたとえばセラミックよりなる絶縁
スタッド、５は金属チップ、６は導電材よりなるフレク
シャである。

絶縁スタッド４は、互いに平行になるようにして１本は
ヨーク２に貫通固着され、１本は可動コイル３の外周に
固着されている。

なお、絶縁スタッド４の両端にはそれぞれ金属チップ５
が設けられている。

そして、ヨーク側の絶縁スタッドの金属チップと可動コ
イル側の絶縁スタッドの金属チップとの間にそれぞれフ
レクシャ６を配置して両端を半田付けにより固着する。

これにより、可動コイル３は、ヨーク側の絶縁スタッド
４に対して平行にかつ摩擦なく変位することができ、絶
縁スタッド４と直交する方向に対しては極めて剛な状態
で支持されることになる。

第３図は、第２図の懸架構造を有する加速度計の一例を
示す構成説明図であって、平面図を示している。

すなわち、従来の加速度計では、第２図に示すようなフ
レクシャ対を３組用いて、３次元空間で可動コイル３の
自由度をＸ方向のみに規制している。

なお、フレクシャ６はそれぞれ電気的に絶縁されている
ので、可動コイル３を外部に接続するための信号線とし
ても用いている。

しかし、このような従来の構成によれば、比較的部品点
数が多く、また、組立作業に多大の工数を要する等の欠
点がある。

本考案は、これらの欠点を解決するものであって、以下
、図面を用いて詳細に説明する。

第４図は、本考案に用いるフレクシャ７の一例を示す拡
大構成説明図である。

このフレクシャ７は、ばね性を有する導電材で形成され
たものであって、同心的に形成された外輪７１．内輪７
２、外輪７１の内周と内輪７２の外周とを等間隔に内輪
７２の接線方向に沿って連結する３個のフレクシャ辺７
３、外輪７１の内周に等間隔に形成された直径方向に沿
った３個の突起体７４、内輪７２の外周に等間隔に形成
された直径方向に沿った３個の突起体７５が、たとえば
エツチング加工により一体成形されたものである。

第５図は、このようなフレクシャ７を用いた本考案の一
実施例を示す要部の構成説明図であって、第１図と同等
部分には同一符号を付している。

第５図において、７ａ、７ｂは第４図に示したフレクシ
ャ、８はボビン、９，１５は電極、１０〜１４は保持体
である。

ボビン８は、可動コイル３が巻回されるものであって、
セラミックで構成されたものであり、その両端にはフレ
クシャ７の内輪を取り付けるための段付部が形成されて
いる。

電極９は、一方のフレクシャ７ａの内輪７２をボビン８
の一端の段付部に固着するための保持体としての機能と
可動コイル３の変位を静電容量の変化として電気的に検
出するための可動電極の機能とを有するものであって、
ボビン８の段付部に嵌合する段付部を有し、全表面に絶
縁膜が形成された円板状の導電体よりなるものを用いる
。

保持体１０は、他方のフレクシャ７ｂの内輪７２をボビ
ン８の他端の段付部に固着するものであって、ボビン８
の段付部に嵌合する段付部を有する環状のものを用いる
。

保持体１１は、フレクシャ７の外輪７１を保持するとと
もにヨーク２の一部を形成するものであって、軟磁性体
で環状に構成されたものであり、その両面には段付部が
形成されている。

保持体１２は、フレクシャ７ｂの外輪７１を保持体１１
とで挾持するとともに、保持体１１と同様にヨーク２の
一部を形成するものであって、軟磁性体で環状に構成さ
れたものであり、その両面にはヨーク２および保持体１
１の段付部に嵌合するように段付部が形成されている。

保持体１３．１４は、フレクシャ７ａの外輪７１を挾持
するようにセラミックで環状に構成されたものであり、
対向面には互いに嵌合するように段付部が形成されてい
る。

電極１５は、電極９に対応した固定電極である。

これらは次のようにして懸架構造として組み立てられる
。

まず、可動コイル３が巻回されたボビン８の一端の段付
部にフレクシャ７ａの内輪７２を重ね合わせ、この内輪
７２を挟持するようにして電極９をボビン８の段付部に
嵌合固着する。

このようにしてフレクシャ７ａの内輪７２をボビン８に
固着した後、電極９とともにフレクシャ７ａの内輪７２
を第４図の破線ａ−ｃに沿うようにして部分的に切断す
る。

また、突起体７５に、可動コイル３の端部および電極９
の導電部とをそれぞれ電気的に接続する。

次に、保持体１３を保持体１１の段付部に嵌合固着した
後、これら保持体と同心的になるようにして、治具を介
して環状内にボビン８を配置する。

これにより、フレクシャ７ａの外輪７１は保持体１３の
段付部と重なり合う。

この外輪７１を挾持するようにして保持体１４を保持体
１３の段付部に嵌合固着する。

続いて、ボビン８の他端の段付部にフレクシャ７ｂの内
輪７２を重ね合わせ、この内輪７２を挟持するようにし
て保持体１０をボビン８の段付部に嵌合固着する。

これにより、フレクシャ７ｂの外輪７１は保持体１１の
段付部と重なり合う。

この外輪７１を挟持するようにして保持体１２を保持体
１１の段付部に嵌合固着する。

このようにしてフレクシャ７ｂをボビン８および保持体
１１に固着した後、保持体１４．１３とともにフレクシ
ャ７ａの外輪７１を第４図の破線ｄ〜ｆに沿うようにし
て部分的に切断する。

この結果、フレクシャ７ａの各フレクシャ辺７３は電気
的に分離されることになる。

したがって、外輪７１の内周に形成された突起体７４を
外部への接続端子として、可動コイル３および電極９を
外部回路に接続することができる。

以上の工程により、可動コイル３が巻回され電極９を有
するボビン８は、フレクシャ７のフレクシャ辺７３を介
して保持体１１の環状内、すなわちヨーク２の開口部に
変位可能に懸架されることになる。

なお、このように構成された懸架構造の機械的な特性は
、第３図の構成の懸架構造とほぼ同等の優れたものであ
ることが確認できた。

このようにして懸架構造を組み立てた後、永久磁石１に
ボビン８を嵌装するようにしてヨーク２に取り付ける。

なお、永久磁石１の着磁は組み立て後行なう。

この結果、可動コイル３の巻回されたボビン８は加速度
により変位し、その変位は電極９，１５間の静電容量と
して検出され、この容量変化に応じて可動コイル３の励
磁電流が変位を零にする力を生じるように制御される。

したがって、第１図のように、可動コイル３に流れる電
流の値から加速度の大きさを求めることができる。

なお、上記実施例では、フレクシャをエツチング加工に
より形成する例について説明したが、プレス等の打抜加
工でもよい。

また、本実施例では、静電容量の変化として加速度に対
応した変位を検出する加速度計の例について説明したが
、他の変位検出手段を用いる加速度計についても同様の
効果が得られる。

以上説明したように、本考案によれば、比較的簡単な構
成で、機械的特性に優れ、品質が均一で量産性に富むサ
ーボ形加速度計が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る加速度計の原理説明図、第２図は
従来の可動コイルの懸架構造の一例を示す構成説明図、
第３図は第２図の懸架構造を有する加速度計の一例を示
す構成説明図、第４図は本考案に用いるフレクシャの一
例を示す拡大構成説明図、第５図は第４図のフレクシャ
を用いた本考案の一実施例を示す要部の構成説明図であ
る。 １・・・・・・永久磁石、２・・・・・・ヨーク、３・
・・・・・可動コイル、７・・・・・・フレクシャ、８
・・・・・・ボビン、９，１５・・・・・・電極、１０
〜１５・・・・・・保持体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 磁気回路を形成するヨークの開口部に可動コイルを変位
   可能に配置して可動コイルにその変位と平衡させるため
   の電流を流し、平衡時の電流の大きさから加速度を検出
   するように構成されたサーボ形加速度計において、前記
   可動コイルをヨークに固着するための外周辺と可動コイ
   ルに固着するための内周辺および゛これら外周辺と内周
   辺とを連結する複数のフレクシャ辺とが一体成形された
   導電材よりなる２枚のフレクシャで挾持するようにして
   ヨークの開口部に懸架するとともに、一方のフレクシャ
   の外周辺および内周辺を部分的に切断して各フレクシャ
   辺を電気的に分離し、これら分離されたフレクシャ辺を
   信号線として用いることを特徴とするサーボ形加速度計
   。