JPS6126626B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は全体として加速度感応装置に関し、更
に詳しくは線型加速度計に用いる永久磁石一可動
コイル再平衡装置に関する。

加速度感応装置は各種の装置に用いられて、そ
の中で本質的な感知機能を果している。装置の動
作に対する条件および利用技術が一段と進むにつ
れて、センサに対する次の如き要求が高まつてき
た。すなわち、より改良された感度，安定性，精
確さ，応答の直線性，信頼性ならびに堅牢性，即
応性そして更に低価格と言つた諸要求である。ま
た、広い温度範囲にわたつて、精度を維持すると
言う要求は、安定性，感度および応答の直線性に
関しては絶対的な要求であることは疑う余裕がな
い。現状の技術では、上述の要求を一挙に解決す
る解善はとても困難であり、たとえ、一つの要求
を満す改善が出来たとしても、それは他への不利
益な影響を伴わずにはいない。それにも拘らず、
知られる分野のすべてにわたつて優れた動作をす
る凡用加速度センサに対する要求は厳然として存
在しており、特に航空機，ミサイル誘導システム
の分野では尚更の要求である。

加速度計が備えなければならない作用の一つに
加速度感知質量が加速度によつて変位されたあ
と、それを所定の休止位置に戻す作用がある。こ
の作用を以後加速度計再平衡作用と呼ぶことにす
る。各種の再平衡装置がこれまでに考案され、ま
た現に採用されてきた。簡単で、値段も安い加速
度計では、色々な材料の弾性定数，スプリング定
数と云つたものに頼つて、再平衡に必要な力を作
り出している。ある種の加速度計、例えば懸垂ジ
ヤイロ加速度計では、慣性を利用して再平衡力を
作り出している。他の更に精密、かつ精確な加速
度計では、永久磁石−可動コイル型静電再平衡装
置を採用して来た。

この永久磁石−可動コイル再平衡装置は、動
作，価格の両面に対して可成りな見通しを与えて
きた。しかしながら、この種の装置の特徴の一つ
は、平衡維持のために入力加速度の関数としてコ
イル電流を変化させる必要があるため非線型応答
が発生することである。従来型のものでは、この
コイル電流変化が起磁力変化を生み、これが永久
磁石がつくる磁場を強める働きをしたり、または
その逆作用を与えることになり、結局のところコ
イルが位置する領域内の磁力線密度に影響を与え
てしまう。この磁力線密度の変化は、加速度計の
動作時、特に高入力加速度の場合に、応答の直線
性誤差となつて現れる。

この誤差を低減する方法としては、一つの磁気
回路の磁力線密度を増加させると同時に、他の磁
気回路の磁力線密度を減少させるようにコイル電
流が流れる２つの磁気回路を組むことが提唱され
て来た。確かに、コイル中の再平衡電流に基く非
線型応答を除却するには、そうした装置が理論的
に有効だが、その場合、同一の温度特性を持つ磁
気回路が必要となる。更に、磁気回路自体が本質
的に同一でなければ装置は効果を発揮しない。現
実の問題として、広い温度範囲にわたつて十分に
好一対をなす２つの磁気回路を設けるなど困難な
こと極りない。更に、従来型の永久磁石−可動コ
イル再平衡装置では、再平衡電流によつて生ずる
非線型応答を補償する十分な補償手段を設けるこ
とは困難であることが解つている。

更に、高性能加速度計に使用可能な満足すべき
再平衡装置を得るには、感知質量けん垂装置の機
械的零点と検出装置の電気的零点との関係を取扱
はねばならない。広い温度範囲にわたつて、精度
は零バイアスにおける最小変化と温度変化に伴う
目盛係数における最小変化とを示す。零バイアス
は入力軸に沿う弾性的制限および機械−電気各零
点間のずれに依存している。安定性は主として機
械−電気各零点間の安定な関係の結果として得ら
れる。

零バイアスの安定性が欠けるのはけん垂装置ま
たは検出装置の零点の動き、または検出装置自体
またはその関連回路に於ける電気的変動が原因と
なつている。当然のことながら、けん垂装置と検
出装置との間のいかなる電気的ないし機械的な連
結部分も零バイアスを狂わす有力な原因であるこ
とに間違いはない。揺動型の加速度計における零
バイアスの変化は、入力軸に関する感知質量の直
線運動に変化が生じたときに起るのが普通であ
る。こうした幾多の問題点は、安定かつ直線的な
（非揺動型の）けん垂装置と安定な検出装置を設
けること、またけん垂装置と検出装置との間にあ
る電気的ないし機械的な連結部分を最小にするこ
とによつて解決されるものである。

本出願人は上述のごとき諸問題を独特な単一永
久磁石−２可動コイル再平衡装置を設けることに
よつて解決した。この再平衡装置は可変容量検出
装置を有し、感知質量のけん垂装置と位置検出容
量の可動板とを共通要素で構成している。この構
成によれば、永久磁石によつてつくられる磁場に
対するコイルによる起磁力の影響を実質的に除去
することができ、さらにけん垂装置と検出装置と
の間のすべての電気的ないし機械的な連結部分を
取り除くことが出来る。このような特徴によつ
て、本出願人の提唱する再平衡装置を備えた線型
加速度計は、その簡素な構造と低いコストからは
今までに得られなかつた性能と信頼性とを提供す
ることができるものである。

本発明による線型加速度計再平衡装置は、基本
的には反対方向に向いた一対の放射状磁場を形成
するための永久磁石手段と反対方向に巻回され、
各磁場に一つが位置するようにした一対のコイル
を備えたけん垂された感知質量またはボビンとか
ら構成されている。再平衡装置はボビンを吊す装
置と共通の要素を有する検出手段と、検出信号に
応じてボビン上のコイルに再平衡電流を供給する
ためのサーボ増幅器とを備えている。検出手段は
第１と第２の可動容量板からなり、これら可動板
はボビンの端部に於いて、第１および第２けん垂
装置の部分を構成している。さらに、これら可動
板は一対の固定容量板の間にそれぞれ位置し、４
個の可変容量を形成している。この可変容量はサ
ーボ増幅器に位置信号を送るための４個の活性素
子からなるブリツジに接続している。

従つて、本発明の目的は優れた加速度計動作を
促進する線型加速度計再平衡装置を提供すること
にある。

更に、本発明の他の目的はコイルが位置してい
る磁場の強さに再平衡電流が影響を与えないよう
にした独特の永久磁石−可動コイル加速度計再平
衡装置を提供することにある。

更に、本発明明の他の目的は、コイルけん垂装
置位置検出装置間の電気的ないし機械的な連結部
分が最小であるようにした線型可動コイル型加速
度計再平衡装置を提供することにある。

更に、本発明の他の目的は可変容量位置検出手
段を備え、かつ可変容量の可動板がコイルけん垂
装置の一部を構成するようにした線型可動コイル
型加速度計を提供することにある。

更にまた、本発明の他の目的は位置検出手段が
４個の活性素子からなるブリツジ回路に結合され
た４個の可変容量からなる線型加速度計再平衡装
置を提供することにある。

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。

第１図および第２図は、本発明による再平衡装
置を備えた線型加速度計の第１実施例を示し、そ
の全体を参照番号１０で示してある。加速度計１
０は基本的には管状をした中央部１１と、一対の
端部キヤツプ１２，１３からなるハウジングを含
んで構成される。端部キヤツプ１２，１３は適当
な固定部材（図示せず）、例えば各端部キヤツプ
を通して中央部の周囲でその壁端に達する複数の
ボルト等によつて中央部１１に取付ける。このハ
ウジングは入力軸１４と一線に配列する。加速度
計はこの入力軸１４に沿つて感度を有することに
なる。

管状永久磁石１５はハウジングに納め、それに
一対のポールピース１６，１７を取りつける。磁
石１５，ポールピース１６，１７は端部キヤツプ
１２，１３をそれぞれ通つて延びる。ねじまたは
ボルト１８，１９によつてハウジング内の中央位
置に固定する。環状の透磁性材料で形成した磁束
帰還路構体またはスリーブ２０は中央部１１内で
磁石１５，ポールピース１６，１７の周囲に取付
けられ、一対の環状ギヤツプ２１，２２を磁気回
路内に形成する。ギヤツプ２１，２２は磁気回路
内の一対の直列ギヤツプからなつていて、そのギ
ヤツプの一つを通して磁束は外に向つて放射し、
他の一つを通して内に向つて放射する。

加速度感知ボビン、または質量２５は管状をな
し、磁石−ポールピース組立体１５−１７とスリ
ーブ２０との間に位置する。第１および第２のコ
イル２６，２７はボビンまたは質量２５上にあつ
てそれぞれギヤツプ２１，２２内の領域に位置す
る。磁気回路と協働するコイル２６，２７は入力
軸１４に沿つて所定の位置にボビン２５を正常に
保持するための再平衡強制装置の部分からなつて
いる。軸１４に平行な方向のコイル２６，２７の
寸法は対応するポールピース１６，１７の寸法お
よび近くにあるスリーブ２０の内方突出部よりも
わずかだけ小さくなつている。その結果、コイル
２６，２７に働く磁場は実質的にボビンのすべて
の位置に関して一様になる。この点については、
本出願人は米国特許第3152275号において詳細に
開示した。

ボビン２５は、その全体を参照番号30，31によ
つて示した一対の円板けん垂装置アセンブリを用
いて加速度計１０のハウジング内で機械的にけん
垂する。このけん垂組立体アセンブリ３０，３１
は本出願人による米国特許願第835274号に更に詳
細に開示されているが、本発明の理解を助けるた
め、それを以下に要約する。

各けん垂装置アセンブリは２枚の全く同一な外
側薄板層と一対の対称共面薄板を有する薄板積層
構造を有している。各外側層は３個の全体として
同心なリングからなつている。内側層は各々が外
部フランジ部，中間アーム，内部フランジ部を有
する一対の対称部分から成立つている。各中間ア
ームは第１のねじり部材によつて近隣の外部フラ
ンジ部に結合され、かつ第二のねじり部材によつ
て近隣の内部フランジ部に結合されている。内側
薄板の２つの部分の各々において対応するねじり
部材は平行軸に沿つて置かれている。内側薄板の
二つの部分は共に外側薄板に同じ大きさと形状を
有し、かつ外側薄板の間に電気的に絶縁されて接
着されている。したがつて、外側薄板はねじり部
材は別にして、内側薄板全体を硬くする役を果し
ている。

第１図，第２図の実施例のけん垂装置アセンブ
リを、更に詳しく第３図，第４図に示す。内側円
板全体を参照番号３２によつて示す。円板は弧状
スリツト３３によつて内，中，外の３つのリング
３４，３５，３６に分離され、更に全体を参照番
号３７，３８によつて示される一対の対称な共面
薄板に分離されている。特に、内側リング３４は
内側フランジ部３４ａ，３４ｂからなつている。
中間リング３５は一対の中間アーム３５ａ，３５
ｂからなつている。外側リング３６は一対の外側
フランジ部３６ａ，３６ｂからなつている。中間
アーム３５ａと３５ｂは近傍の内側フランジ部３
４ａ，３４ｂと、それぞれねじれ部材３９ａ，３
９ｂを介して結合され、かつ外側フランジ部３６
ａ，３６ｂとは他のねじれ部材４０ａ，４０ｂを
介して結合している。

したがつて、内側，外側フランジ部３４ａ，３
６ａ、中間アーム３５ａおよびねじれ部材３９
ａ，４０ａは一体となつて薄板３７の部分を形成
する。また、内側，外側フランジ部３４ｂ，３６
ｂ、中間アーム３５ｂおよびねじれ部材３９ｂ，
４０ｂも一対となつて薄板３８を形成する。第４
図に示すように、ねじれ部材３９ａ，３９ｂは第
１のヒンジ軸４１に関して配列したねじれヒンジ
手段を構成し、一方ねじれ部材４０ａ，４０ｂは
軸４１と平行な第２のヒンジ軸４２に関して一線
配列したねじれヒンジ手段を構成する。

円板３２は参照番号４３，４４で全体を示され
ている一対の円板の間に接着される。これら円板
４３，４４の各々は３つの全体として同心な薄板
リング部材に分離され、それらはリング３４，３
５，３６と寸法，形状とも同一である。特に、リ
ング３４は一対のリング部材４３ａ，４４ａ間に
接着される。リング３５はリング部材４３ｂ，４
４ｂ間で接着される。更に、リング３６はリング
部材４３ｃ，４４ｃ間に接着される。リング部材
４３ａ−ｃおよび４４ａ−ｃはねじれ部材３９
ａ，３９ｂ，４０ａ，４０ｂの周囲に拡大された
開口４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂ，４７ａ，
４７ｂ，４８ａ，４８ｂを備えるように形成され
る。したがつて、リング部材４３ａ−ｃ，４４ａ
−ｃはねじれ部材を除いて内側円板３２全体を覆
うようになる。後述の理由から、リング３４乃至
３６はリング部材４３ａ−ｃ，４４ａ−ｃの間で
絶縁材料を用いて接着されるので、内側薄板は外
側リング部材から電気的に絶縁されることにな
る。

第１図に示す通り、各けん垂装置アセンブリ３
０，３１の中心孔はボビン２５の外側端部の外周
にはまる寸法となつている。けん垂装置アセンブ
リの内側リングは、適当な材料、例えばエポキシ
セメントでしつかりとボビンに取付ける。けん垂
装置アセンブリ３０の外側リングは端部キヤツプ
１２とハウジングの中央部１１との間に固着す
る。同様にして、けん垂装置アセンブリ３１の外
側リングをキヤツプ１３と中心部１１との間に固
着する。

第１図に示すように、けん垂装置アセンブリ３
０はねじれ部材が第４図に示す軸４１，４２に対
応するヒンジ軸５０，５１と一線になるように位
置させる。けん垂装置アセンブリ３１はねじれ部
材が軸４１，４２に対応するヒンジ軸５２，５３
と一線になるように配列する。軸５０，５１は入
力軸１４に直角な第１の面内にあり、かつ軸１４
から互に逆方向，等距離にある。軸５２，５３は
軸５０，５１と平行し、かつ軸１４から互に逆方
向，等距離にあり、更に軸１４に直角な第２の平
面内にある。対応ヒンジ軸（軸５０，５２と軸５
１，５３）は軸１４に関して互いに逆側に位置し
ている。

けん垂装置アセンブリ３０，３１の各々の内側
リング部材は、加速度計ハウジングに関するボビ
ン２５の位置を表わす信号を発生する可変容量検
出手段の可動板を構成する。各けん垂装置アセン
ブリの可動板はハウジングに設けられた一対の固
定容量板の間に置かれる。特に、けん垂装置アセ
ンブリ３０の可動板は固定板５４，５５の間に置
かれ、けん垂装置アセンブリ３１のそれは固定板
５６，５７の間に位置される。固定板５４，５７
は端部キヤツプ１２，１３内の絶縁リング５８，
５９上に設けられる。固定板５５，５６はハウジ
ング中央部１１の両端にある絶縁リング６０，６
１上に設けられる。このように構成することによ
つて、各可動板の各面とそれに面する固定板との
間にそれぞれ１個、計４個の可変容量を効果的に
形成することができる。後述するように、これら
可変容量はボビン２５の動きを高感度で検出する
４つの活性素子からなるブリツジ回路を構成する
ように接続される。

けん垂装置アセンブリ３０の内側薄板はコイル
２６，２７への電流供給に用いられる。特に、内
側薄板の内側フランジ部がコイルと接続される。
外側フランジ部は電気的ジヤンパ６３を介して電
子回路パツケージ６２中のサーボ増巾器に接続さ
れ、素子６４とジヤンパ６５を介して電流を供給
する。同様にして、けん垂アセンブリ３１の内側
薄板はけん垂アセンブリの可動容量板へおよびま
たは可動容量板から信号を送るのに使用される。
内側フランジ部は容量板に接続され、外側フラン
ジ部はジヤンパ６７を介して電子回路パツケージ
６６内の容量ブリツヂ励起源に接続され、素子６
８およびジヤンパ６９を介して電流を供給する。
前述の如く、けん垂アセンブリの内側薄板は互に
かつアセンブリの外側リング部材から電気的に絶
縁され、４本のフレキシブル・リードとしてその
役割りを果す。

第５図に示す加速度計の実施例は、基本的にけ
ん垂組立体アセンブリの設計において第１図，第
２図に示したものと異なつている。第５図の実施
例ではけん垂装置アセンブリをボビン内に配置す
るよう考慮が払われており、第１図，第２図の場
合のボビン外配置とは対照的である。更に、この
実施例の特異点は、第１図，第２図の実施例の対
向配置とは対照的に、けん垂装置アセンブリの外
側および内側リングがそれぞれボビンおよびハウ
ジングに取付けられていることである。

第５図では、加速度計全体を参照番号７０によ
つて示した。加速度計７０は環状中央部７１を備
えたハウジングを含んで構成されている。環状中
央部７１は磁束帰還路として働く。端部キヤツプ
７２および７３は中央部７１の周囲で各キヤツプ
を通して中央部の壁端にまで延びる複数のねじ７
４によつて中央部７１の対向端に取付けられてい
る。ハウジングは入力軸７５と一線に配列され、
この入力軸７５に沿つて加速度計７０は加速度に
有感度となる。

管状の永久磁石７７はハウジング内に配置さ
れ、一対のポールピース７８，７９を取付けられ
る。磁石７７，ポールピース７８，７９はねじま
たはボルト８０，８１によつてハウジングに取付
けられている。磁石７７，ポールピース７８，７
９およびそれを取囲むハウジングの環状中央部７
１は一対の環状ギヤツプ８２，８３を形成するよ
うに配置し、そのギヤツプの一つには外向きの放
射状磁束が形成され、他の一つには内向き放射状
磁束が形成されるようにする。

前述のボビンまたは質量２５と同様の加速度感
知ボビンまたは質量８５を磁石−ポールピース・
アセンブリ７７−７９とハウジングの環状中央部
７１との間にけん垂する。磁気回路と協働する第
１，第２コイル８６，８７は、入力軸７５に沿つ
て所定の位置に質量８５を正常に保持するための
再平衡強制装置の一部を構成している。

ボビン８５は、その全体を参照番号９０，９１
で示される一対の同一な平板円形けん垂装置アセ
ンブリによつてけん垂される。けん垂装置アセン
ブリ９０の詳細を第６図に示した。これは構造的
には前述のけん垂装置アセンブリ３０，３１と同
様である。即ち、３層の薄板からなつていて、そ
のうち外側２層が同一のものから構成されてい
る。第６図に示す通り、外側層の各々は３つの全
体として同心な共面リング部材からなり、外側リ
ング部材１００，中間リング部材１０１および内
側リング部材１０２から成つている。けん垂装置
アセンブリ３０，３１の説明で述べた通り、薄板
の内側層は、第６図に示す軸１０３の対向する側
にある２個の分離された部分からなつていて、そ
れらは軸１０３に関して対称となつている。

上述の分離された部分と、ねじれ部材１０５，
１０６，１０７，１０８との間の分離部分を除い
ては、けん垂装置アセンブリ９０の内側および外
側の層は実質的に同一の形状を有し、かつ軸７５
に関し直角な平面内にある。ねじれ部材１０５，
１０６，はヒンジ軸１１０に関し一線に配列され
たねじれヒンジ手段から成つている。一方ねじれ
部材１０７，１０８はヒンジ軸１１０に平行なヒ
ンジ軸１１１に関し一線に配列されたねじれヒン
ジ手段を構成する。第６図から解るように、けん
垂装置アセンブリは、ヒンジ軸１１０，１１１間
の中間リングの一部によつて形成される中間アー
ムがその半径方向寸法を、１つのねじれヒンジ手
段近傍で最小寸法r₁を取り、そこから他のねじれ
ヒンジ手段近傍で最大寸法r₂を取るように変化す
る形状に形成されている。

けん垂装置アセンブリ９０，９１の外側リング
はボビン８５の端部に合うように形成されてい
て、そこにしつかりと取付けられる。アセンブリ
９０の内側リングは一対の絶縁支持板１１２，１
１３と一対のスペーサ１１５の間に複数のねじ１
１６を用いて留められている。アセンブリ９１の
内側リングは同様にして一対の絶縁支持板１２
０，１２１と一対のスペーサ１２２との間に、複
数のねじ１２３を用いて留められている。

第１図，第２図の実施例に関して述べたよう
に、けん垂装置アセンブリの中間リングにおける
内側薄板は加速度計の可動部分と静止部分との間
で電気信号を伝えるフレキシブル・リードの役割
を演ずる。アセンブリ９０における中間リングの
内側薄板によつて形成されるような２本のフレキ
シブル・リードはボビン８５上のコイル８６，８
７に電流を供給するために用いられる。一方アセ
ンブリ９１の中間リングの内側薄板は可変容量検
出手段の可動板を形成するアセンブリ９０，９１
の外側リング部材へ電気信号を送る役割を果す。
アセンブリ９０のリング部材で形成された可動板
は絶縁板１１２，１１３上の一対の固定容量板１
２５，１２６間にそれぞれ配置される。同一の固
定容量板１２７，１２８は絶縁板１２０，１２１
を用いて、アセンブリ９１の外側リングの反対側
にそれぞれ接近して設けられる。導電体１２９，
１３０は固定容量板１２７，１２８へ電気信号を
送るために示している。同様の導電体（図示せ
ず）が容量板１２５，１２６への信号送信用とし
て設けられている。

けん垂装置アセンブリ中で種々の要素が結線さ
れて４活性素子からなる可変容量位置検出装置を
構成し、加速計において可動電気要素に対するフ
レキシブル・リードとしての役割を果す様子を第
７図に示す。すでに図示した加速度計と第７図を
関連づけるため、第７図中の参照番号は第１図，
第２図に対応させた。直列に接続され、かつドツ
トで示される方向に巻回されたコイル２６，２７
を有するボビン２５が示されている。このように
構成すると、コイルに流れる電流によつて目消す
る起磁力を得ることが出来る。コイル２６，２７
はけん垂装置アセンブリ３０の内側薄板３７，３
８間に接続される。この薄板は導電手段１５０，
１５１と協働して回路パツケージ６２のサーボ増
幅器の端子１５２，１５３から再平衡電流を取り
出す。

けん垂装置アセンブリ３０のフランジ部３４
ａ，３４ｂは薄板リング部材４３ａ，４４ａ間に
接合され、一方この薄板リング部材４３ａ，４４
ａは可変容量位置検出装置の可動板を形成する。
この可動板は導体１５５，アセンブリ３１の第１
内側薄板および導体手段１５６を介して基準零電
位またはアース１５４に接続される。したがつ
て、リング部材４３ａ，４４ａは位置検出装置の
残りの部分を、内側フランジ３４ａ，３４ｂを通
つてコイル２６，２７へと流れる電流の影響から
効果的に遮蔽する。第２の可動容板１５７はアセ
ンブリ３１の外側リング部材から成り、アセンブ
リ３１の第２内側薄板および導体手段１５９を介
して回路パツケージ６６中のブリツジ励起源の端
子１５８に接続される。固定容量板５４，５７は
共にブリツジ回路の結節点１６０に接続される。
固定容量板５５，５６は共にブリツジ回路の結節
点１６１に接続される。

第８図のブロツク図は本発明の再平衡装置の動
作説明図である。説明のために、第８図に示され
る各要素には第１図，第２図および第７図の要素
に対応して参照番号を付番した。

固定板５４と可動板４３ａ−４４ａとの間、可
動板４３ａ−４４ａと固定板５５の間、固定板５
６と可動板１５７の間および可動板１５７と固定
板５７との間に形成される４つの可変容量は第８
図では記号C₁，C₂，C₃，およびC₄として示し
た。容量C₁乃至C₄は容量C₁，C₂間で接地された
ブリツジ結節点１５４を有する４活性素子ブリツ
ジ回路の中に接続される。零基準電位で結節点１
５４に接続された端子を持つ回路パツケージ６６
におけるブリツジ励起源は、容量C₃，C₄間のブ
リツジ結節点１５８に対し低歪高周波ブリツジ励
起信号を供給する。本発明の再平衡装置では
100KCの励起周波数が適当であることが解つた。
この励起源はまた端子１６２に於いて、回路パツ
ケーシ６６中のサーボ増幅器の復調器に与えられ
る基準電位を発生する。

上述の如く、本発明によれば、共通の要素によ
つて感知ボビンまたは質量をけん垂し、同時に容
量の可動板を構成するようにした４活性素子可変
容量位置検出装置を含む独特の加速度計再平衡装
置が得られる。このように可変容量検出装置の一
部とけん垂のための要素とを同一ないし共通の要
素で構成したことによつて、けん垂装置と位置検
出装置との間の電気的ないし機械的な連絡部分を
別に設ける必要がなくなる利点が得られる。ま
た、この構成により得られる更に固有な特徴は、
極めて優れた温度安定性が得られることである。
これは、すべての容量が同一でありかつ温度に対
して同様に変化することに起因している。可動再
平衡コイルの電流に起因する直線性の誤差も、こ
の独特な単一永久磁石−複可動コイル構成によつ
て除去することが出来る。

上述の如く、本発明は二つの実施例について説
明して来たが、本発明がこれら実施例にのみ限定
されるものでないことは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の単一永久磁石−２可動コイル
再平衡装置を備えた線型加速度計の第１の実施例
および本発明の第１のデザインによるけん垂組立
体アセンブリ並びに可変容量位置検出器を示す分
解図、第２図は第１図の加速度計の断面図、第３
図は第１図，第２図の加速度計に用いられたけん
垂装置アセンブリおよび可変容量位置検出器の分
解図、第４図は第３図のけん垂装置アセンブリお
よび位置検出器の平面図、第５図は本発明による
単一永久磁石−２可動コイル再平衡装置を備えた
線型加速度計の第２の実施例および第２のデザイ
ンによるけん垂装置アセンブリおよび可変容量位
置検出器の断面図、第６図は第５図の加速度計に
用いたけん垂装置アセンブリと位置検出器の平面
図、第７図はけん垂装置アセンブリの各要素が感
知質量またはボビンをけん垂保持しボビン位置を
示す信号を発生し、位置信号および再平衡電流を
搬送する様子を示す概略図、第８図は第１図，第
２図および第７図に示した加速度計に用いた再平
衡装置のブロツク図である。 １０，７０……加速度計、１１，７１……ハウ
ジング中央部、１２，１３，７２，７３……端部
キヤツプ、１４，７５……入力軸、１５，７７…
…永久磁石、１６，１７，７８，７９……ポール
ピース、２０……スリーブ、２５，８５……感知
ボビン又は質量、３０，３１，９０，９１……け
ん垂装置アセンブリ、３２……内側円板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力軸に沿つて可動にけん垂された感知質量
   の少くとも一部を形成するコイルがその中に位置
   する磁場を発生する、前記入力軸に対して不動の
   磁石手段と、入力軸に沿う所定位置に感知質量を
   保持するようにコイルに電流を供給するサーボ装
   置と、所定位置に対する感知質量の変位を表す信
   号を供給するための検出手段を備えた加速度感応
   装置において、コイル電流に起因する誤差を最小
   にする再平衡強制手段は、入力軸と一線に配列し
   た永久磁石と、この永久磁石と協働して、実質的
   に内に向けられた放射状の磁場を含む第１の環状
   ギヤツプと実質的に外に向けられた放射状の磁場
   を含む第２の環状ギヤツプとを確定し、前記永久
   磁石と同心であつてかつ、実質的には入力軸に沿
   つて磁石と同じ広がりをもつ透磁性のスリーブ
   と、前記永久磁石とスリーブとの間で入力軸に沿
   つて可動にけん垂された管状のボビンにして、逆
   方向に巻回され、かつ互に直列に接続されて、第
   １および第２の環状ギヤツプの中央にそれぞれ位
   置する第１および第２のコイルを有する管状のボ
   ビンと、前記第１および第２のコイルを介して位
   置決め電流を発生するためのサーボ装置とからな
   り、上記位置決め電流は前記第１および第２のコ
   イルの電流によつてつくられる磁束が、互に反対
   方向に向けられるため、第１および第２のギヤツ
   プ内の磁束に実質的な影響を与えないことを特徴
   とする加速度感応装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の加速度感応装
   置において、 第１および第２の環状ギヤツプ内の磁場は入力
   軸に沿うギヤツプ範囲にわたつて実質的に一様で
   あり、かつ入力軸に沿つて第１および第２のコイ
   ルの各々が占める範囲は各ギヤツプの軸方向範囲
   よりも短いことを特徴とする加速度感応装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の加速度感応装
   置において、 第１および第２の環状ギヤツプ内の磁場は入力
   軸に沿うギヤツプ範囲にわたつて実質的に一様で
   あり、かつ入力軸に沿つて第１および第２コイル
   の各々が占める範囲は各ギヤツプの軸方向範囲よ
   りも短くされており、 前記ボビンは、第１および第２のねじれヒン
   ジ・アセンブリによつてけん垂されており、この
   ねじれヒンジ・アセンブリの各々は、入力軸に直
   角でかつその両側にある第１および第２の平行な
   ヒンジ軸に沿つて設けられている第１および第２
   のねじれヒンジ手段と、この第１および第２のね
   じれヒンジ手段を結ぶ中間アーム手段と、上記磁
   石手段に対する固定位置において第１のねじれヒ
   ンジ手段を支持する第１のフランジ手段と、上記
   管状ボビンの一端に前記第２のねじれヒンジ手段
   を接続する第２のフランジ手段とからなることを
   特徴とする加速度感応装置。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の加速度感応装
   置に於いて、 前記第１のねじれヒンジ手段は第１のヒンジ軸
   に沿つて離れて位置する第１および第２のねじれ
   部材からなり、前記第２のねじれヒンジ手段は第
   ２のヒンジ軸に沿つて離れて位置する第３および
   第４のねじれ部材からなり、前記中間アーム手段
   は第１と第３のねじれ部材を結合する第１の中間
   アームと、第２と第４のねじれ部材を結合する第
   ２の中間アームとからなり、前記第１のフランジ
   手段は第１および第２のねじれ部材にそれぞれ結
   合された第１および第２のフランジ部からなり、
   前記第２のフランジ手段は第３および第４のねじ
   れ部材にそれぞれ結合した第３および第４のフラ
   ンジ部からなつていることを特徴とする加速度感
   応装置。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の加速度感応装
   置において、 前記第１と、第３のねじれ部材、前記第１の中
   間アームおよび前記第１と、第３のフランジ部は
   一体となつて第１の薄板層を構成し、前記第２と
   第４のねじれ部材、前記第２の中間アームおよび
   前記第２と第４フランジ部は一体となつて第２の
   薄板層を構成することを特徴とする加速度感応装
   置。 ６ 特許請求の範囲第５項に記載の加速度感応装
   置に於いて、 前記第１と第２のフランジ部は第１および第２
   の薄板リング部材の間に接着され、かつ両者から
   電気的に絶縁されていて、前記第１と第２の中間
   アームは第３および第４の薄板リング部材間で接
   着され、かつ両者から電気的に絶縁されていて、
   さらに前記第３と、第４のフランジ部は第５およ
   び第６の薄板リング部材の間で接着され、かつ両
   者から電気的に絶縁されていることを特徴とする
   加速度感応装置。 ７ 特許請求の範囲第５項に記載の加速度感応装
   置に於いて、 前記第１と第２のフランジ部は第１および第２
   の薄板リング部材の間に接着され、かつ両者から
   電気的に絶縁されていて、前記第１と第２の中間
   アームは第３および第４の薄板リング部材間で接
   着され、かつ両者から電気的に絶縁されていて、
   さらに前記第３と第４のフランジ部は第５および
   第６の薄板リング部材の間で接着され、かつ両者
   から電気的に絶縁されており、前記第１と第３の
   ねじれ部材、第１の中間アームおよび第１と第３
   のフランジ部が第１のねじれヒンジ・アセンブリ
   においては第１の導電体を形成するとともに前記
   第２と第４のねじれ部材、前記第２の中間アーム
   および前記第２と第４のフランジ部が第１のねじ
   れヒンジ・アセンブリにおいては第２の導電体を
   形成み、前記第１と第２の導電体は前記ボビン上
   の第１および第２のコイルに位置決め電流を供給
   する役割を果すことを特徴とする加速度感応装
   置。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載の加速度感応装
   置において、第１および第２のねじれヒンジ・ア
   センブリの各々における前記第５と第６の薄板リ
   ング部材は、前記管状ボビンの所定位置からの変
   位を表す位置信号を与える可変容量検出手段にお
   ける可動容量板を含むことを特徴とする加速度感
   応装置。 ９ 特許請求の範囲第５項に記載の加速度感応装
   置に於いて、前記第１と第２のフランジ部は第１
   および第２の薄板リング部材の間に接着され、か
   つ両者から電気的に絶縁されていて、前記第１と
   第２の中間アームは第３および第４の薄板リング
   部材間で接着され、かつ両者から電気的に絶縁さ
   れていて、さらに前記第３と第４のフランジ部は
   第５および第６の薄板リング部材の間で接着さ
   れ、かつ両者から電気的に絶縁されており、 前記第１と第３のねじれ部材、第１の中間アー
   ムおよび第１と第３のフランジ部が第１のねじれ
   ヒンジ・アセンブリにおいては第１の導電体を形
   成するとともに、前記第２と第４のねじれ部材、
   前記第２の中間アームおよび前記第２と第４のフ
   ランジ部が第１のねじれヒンジ・アセンブリにお
   いては第２の導電体を形成し、前記第１と第２の
   導電体は前記ボビン上の第１および第２のコイル
   に位置決め電流を供給する役割を果し、 第１および第２のねじれヒンジ・アセンブリの
   各々における前記第５と第６の薄板リング部材
   は、前記管状ボビンの所定位置からの変位を表す
   位置信号を与える可変容量検出手段における可動
   容量板を含んでおり、 前記第１と第３のねじれ部材、前記第１の中間
   アームおよび前記第１と第３のフランジ部が第２
   のねじれヒンジ・アセンブリにおいては第３の導
   電体を形成するとともに、前記第２と第４ねじれ
   部材、前記第２の中間アームおよび前記第２と第
   ４フランジ部が第２のねじれヒンジ・アセンブリ
   においては第４の導電体を形成し、前記第３と第
   ４の導電体は可変容量検出手段における前記可動
   容量板から電気信号を取り出す役割を果すことを
   特徴とする加速度感応装置。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載の加速度感応
   装置において、 前記可変容量検出手段は、前記ボビンが入力軸
   に沿つて動くと互に逆に変化する容量を持つ第１
   および第２の容量を形成する第１および第２の固
   定容量板の間に位置する第１の可動容量板と、前
   記ボビンが入力軸に沿つて動くと互に逆に変化す
   る容量を持つ第３および第４の容量を形成する第
   ３および第４固定容量板の間に位置する第２の可
   動容量板と、前記ボビンの軸方向運動を示す出力
   を生ずるブリツジ回路に前記第１，第２，第３お
   よび第４の容量を電気的に接続する手段とから構
   成されていることを特徴とする加速度感応装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項に記載の加速度感
   応装置において、 第１および第２の可動容量板のうち前記第１の
   ねじれヒンジ・アセンブリにおける可動容量板は
   零基準電位に保たれ、これによつて前記ブリツジ
   回路は前記第１および第２の導電体を介して第１
   および第２のコイルに与えられる位置決め電流の
   影響から遮蔽されることを特徴とする加速度感応
   装置。