JPS63149569A - 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】 ［発明の利用分野］ 本発明は比較的低い周波数の振動を受ける機器の高精度
な振動検出に適したサーボ加速度計に関し、特には、カ
メラ等の機器に搭載されて、例えば手プレ振動を検出す
ることで像プレ防止を図るシステムに好適に利用できる
サーボ加速度計に関するものである。

［発明の背景］ 既知のように、例えばＩＨｚないしは１２１１ｚと低周
波数領域に分布しているカメラの振動のような非常に微
妙な振動を検出して像ブレの防止システムを構成させる
ような場合には、その検出を行なうために高精度な加速
度センサが必要であり、第３図はこのような目的に適し
た従来のサーボ加速度計の構造図を示している。

第３図において、１０１は外枠底部であり、この外枠底
部１０１とこれに一体固着される外枠蓋部１０５により
、剛性の小さい２枚の板状の支持バネ１０２の両端が支
持されていて、該支持バネ１０２によってコイル１０３
を取り付けた振り子１０４が揺動可能に吊り下げられて
いる。振り子１０４はそのバネ押え１０４ａ、１０４ｂ
により上記支持バネ１０２を挾むことで該支持バネと一
体化される。なお支持バネ１０２の外枠による支持は、
上記外枠底部１０１及び外枠側部１０１ａの振り子固定
部１０１ｃ、１０１ｄと、外枠側部１０１ａと蓋部１０
５の振り子固定部１０１ｂ、１０５ａにその上端、下端
が挾まれることで外枠に固定されている。

上記コイル１０３．及び振り子１０４の上下には、これ
らと離隔されて蓋部１０５　としての磁気回路板と永久
磁石１０８ａ、１０６ｂが対向して配置されていて、磁
気回路板は上述の如く外枠の蓋体も兼ねている。永久磁
石１０６ａ、に０６ｂは外枠１０１の底部に固定されて
いるｔｉｎ気回路背板１０７上に取り付けられている。

また上記撮り子１０４の中央部には厚み方向に貫通した
スリット１０８が設けられており、このスリット１０８
の上方の磁気回路板を兼ねる外枠の蓋部１０５には赤外
発光ダイオード等の投光器１０９が配置され、スリット
１０８の下方の磁気回路背板１０７上にはＰＳＤ等（Ｐ
ｏ５ｉｔｉｏｎ　５ｅｎｓｉｔｉｖｅＤｉｏｄｅ）の光
電式の変位測定器１１０が配置されている。１１５，１
１６は振り子１０４の振れ幅を制限するためのストッパ
であり、この振れ幅制限手段であるストッパによって支
持バネ１０２に必要以上に大きなねじれ力が作用しない
ようにさせている。

以上の構成において、いま加速度ａがＳ３図の外枠に対
し矢印で示すように働いたとすると、振り子１０４は相
対的に加速度ａと反対の方向に傾き、この振れ角はスリ
ット１０８を介する投光器１０９からのビームの変位測
定器１１０上の位置により検出できる。

ところで、上記永久磁石１０６ａからの６ｎ束は永久磁
石１０６ａ−コイル１０３−磁気回路板（１０５）−コ
イル１０３→永久磁石１０６ｂに、他方永久磁石１０６
ｂからの磁束は永久磁石１０６ｂ−磁気回路背板１０７
−永久磁石１０６ａを通り全体として閉６ｎ気回路を形
成しており、コイル１０３に対し垂直な方向の磁束を形
成するようになっている。そしてコイル１０３に制御電
流を流すことにより、フレミングの法則によって振り子
１０４を上記加速度ａの振れ方向に沿って両側に動かす
ことが出来るように設けられている。

第４図は上記構成の加速度計に用いられる加速度検出回
路の構成−例を示したものであり、この回路は、上記変
位検出器１１０からの出力を増幅する変位検出増幅器ｉ
ｌｌと、このフィードバック回路を安定な回路系とする
ための補償回路１１２と、上記変位検出増幅器１１１か
らの増幅された出力を更に電流増幅してコイル１０３に
通電するトランジスタ回路１１３　と、コイル１０３と
が直列的に接続されてなっている。そして本例において
は、上記コイル１０３に通電がなされた場合に外部加速
度ａによる振り子の振れ方向とは反対方向に力が発生す
るように、コイル１０３の巻線方向及び永久磁石１０８
ａ、１０６ｂの極性が設定されている。

以上の構成のサーボ加速度計の作動原理を説明すると、
いま上記構成の加速度計に外部から加速度ａが加わった
とすると、振り子１０４は慣性力により外枠に対して相
対的に反対方向に振れ、従って振り子１０４に設けられ
ているスリット１０８が第４図のし方向に移動する。こ
のために投光器１０９から変位検出器１１０に入射する
光束の中心が変位し、変位検出器＋１０からその変位量
に比例した出力が発生する。

その出力は、第４図の回路により上述の如くを変位検出
増幅器１１１で増幅し、更にトランジスタ回路１１３に
より電流増幅してコイル１０３に通電する。

以上のように、コイル１０３に制御電流の通電があると
振り子１０４には外部加速度ａのし方向とは逆の方向で
あるＲ方向への力が発生し、変位検出器１１０に入射す
る光束が上記外部加速度ａの加わらない時の初期位置に
戻るように、制御電流が調整して発生される。

なおこの際、コイル１０３を流れる制御電流の値は振り
子１０４に加わる力に比例しており、更に振り子１０４
に加わる力は振り子を原点に戻す力、つまり外部加速度
ａの大きさに比例しているから、抵抗１１４を通して電
流を電圧■として読取ることにより、例えばカメラの像
プレ防止システム等に必要な制御情報としての加速度ａ
の大きさを求めることができる。

ところで、以上の構成をなすサーボ加速度計により、目
的とする加速度の検出を高精度に行なうことができるこ
とになるのであるか、反面において上記の加速度計はそ
の構造上の問題から組立て精度が厳しく求められ、組立
ての効率化が図ることが難しいという問題があった。

例えば第５図に示すように、コイル１０３と振り子１０
４の取付は関係において、一般に該コイルはエナメル線
等による巻線として形成されるものであるために個々の
製品毎の寸法バラツキは比較的大ぎく、したがってこの
コイルか組付けられる振り子の組付は部（例えば嵌合圧
の凹部、開口等）は、上記バラツキによる寸法の最大の
ものも組付は可能であるように十分大きくして設けてお
くことが必要になる。しかしそうすることにより、小さ
めのものについては正確な姿勢で取付けることが難しく
なって、コイルが振り子に対し斜めに組付けされてしま
う結果となるのである。

そしてこのようなコイルの斜め取ｆ」けか生ずれば、加
速度計による検出精度を損なう結果となる。

また、振り子１０４のコイル１０３に通電するための配
線は該振り子の振れ動作に支障することのないようして
設ける必要があって、このために上記従来構成の加速度
計にあっては、支持バネ１０２付近に設けた不図示のタ
ーミナルを介してコイルと上記第４図の回路との接続を
与える構成を採用するのが通常的となっているが、この
ような構成では、組立て作業も繁雑となり、またコイル
とターミナル間の配線あるいは接続部のハンダ等が大き
くなると、永久磁石１０６ａ、１０６ｂ　、磁気回路板
としての蓋部１０５等との干渉を招く虞れがあるという
問題もあった。

更にまた上記構成の加速度計における別の問題として、
上述のストッパを用いて形成さえているように、振り子
の変位が必要以上に大きくならないように適当な振れ幅
制限手段を設けるのが通常であるが、上記第３図で示し
た例の如く外枠１０１にストッパ１１５，１１６を設け
る方式では、該ストッパを外枠部材に一体に形成させて
おくには該外枠が複雑な形状をなしていることからその
ような部品の製造に問題を招くことになり、また当該ス
トッパは磁界を乱さないように非磁性体を用いて形成す
ることが望まれるのであるが、外枠には磁気回路形成の
ために磁性体を用いるケースが多いことからすれば、こ
れらを外枠と一体の部品として形成させることか実質的
に難しい。したがって上記ストッパは結局のところ別部
品として準備しこれを外枠に取付けるという面倒な工程
を採用しなければならないという問題もあた。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上記した構造の加速度泪において、従
来時間のかかフていた組立て作業の短縮化を図り、また
作業の容易化の実現に有効な加速度計を提供するところ
にある。

また本発明の他の目的は、振り子運動に対してのコイル
の組付は姿勢の精度が十分高く得られる構造の加速度計
を提供するところにある。

さらにまた本発明の別の目的は、振り子の振れ動作制限
を与えるための構造をできるだけ簡素化して、部品点数
の削減、低コスト化の実現に優れた高精度な加速度計を
提供せんとするところにある。

［発明の概要］ 而して上記した目的を実現するためになされた本発明よ
りなる加速度計の特徴は、コイルを有する振り子と、該
振り子を磁界中で振り子運動可能に支持する振り子支持
手段と、上記コイルに電気的に接続されていて、振り子
の振り子運動を検出しながらその振り子運動を抑制する
ように該コイルに制御電流を流す制御回路とを備え、該
制御電流の値を上記振り子に作用した加速度の情報とす
るようにした加速度計において、上記コイルは振り子を
構成するシート部材に予めプリントして形成させたとい
う構造をなすところにある。

上記構成において、振り子とコイルの一体化したシート
は、例えばポリエステル、ポリイミド等の材料を用いて
打ち抜き等の手法により形成させることができ、該シー
ト部材は平面状の形態を維持するに十分な剛性を有する
ものとして設けられる。このようなシート部材にコイル
を予めプリント形成させておくには、例えば既知の写真
的手法を用いてシート部材の表面にコイル状の銅線をメ
ッキするなどの方法を採用することができる。

［発明の実施例］ 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図（ａ）は、本発明により形成された加速度計の振
り子構成概要−例を示したりのであり、上記第３図に示
した加速度計の振り子に代えて使用されるものである。

この図は本例の振り子を示し、中央開口４ｅを有する概
ね矩形状に裁断して形成された振り千木体部４の表面及
び裏面にコイル部３がプリントされて一体化されてなり
ている。

そして本例の該シート状の振り子の揺動先端部には、外
部加速度を受けて慣性揺動をするための重り４ａ、４ｂ
が一対の位置決めピン４ｃ、４ｃによりカシメ固定され
ていると共に、スリット８を有するスリット用シート８
ａも該位置決めピン４ｃ、４ｃによって同時にカシメ固
定されてなっている。このような構成により、スリット
８のシート状の振り千木体部４に対する位置関係は予め
正確な位置精度を確保して与えることが可能となる。

上記したシート状の振り千木体部４の中央間口４ｅ、及
びスリット８を通して第３図における投光器９からの光
が変位検出器１１０に届くのは、上記第３図の例の場合
と同じである。

次にかかる構成の振り子の支持バネ２との組付き関係に
つき説明する。この支持バネ２は上記第３図で示した支
持バネ１０２と同じものである。

本例の振り子は、第１図（ｂ）に示したように外枠（図
示せず）に固定支持されて垂直方向に延設されている支
持バネ２に対し、挾持ブラケット１６がそのバネ挾持部
１６ａ、１６ｂにより挾持する形式で固定されると共に
、この挟持ブラケット１６のバネ挾持部１６ａｊ６　ｂ
とは略直ｆＺ＋をな才１辰り子支持部１６ｃに切欠き１
６ｄを設けて、該切欠に’１６ｄが上記シート状振り千
木体部４の揺動根元部に設けられた切欠き４ａ部分に組
合いされて、接着剤により接着固定されることで形成さ
れてなっている。

また本例の振り子においては、振り千木体部４の揺動根
元部付近にまで至るようにコイル部３の引出し線４ｆ、
４３がプリントされている。

すなわち上記振り千木体部４の表面と裏面にプリントさ
れたコイル部は、中央間口４ｅを通し一連に結線されて
いて、かつその表面側のコイル部の最外周に位置するコ
イルの端部は上記引出し線４ｆに連なり、また裏面側の
コイル部の最外周に位置するコイル部の端部は公知のス
ルーホール技術により上記引出し線４ｇに連なるように
結線されている。

以上によって形成されている本例の振り子は、振り千木
体部４を挟持ブラケット１６によって支持バネ１６に固
定させることかでき、しかも従来のようなコイル部と外
部電気回路への結線のためのターミナルを用いることな
く、上記コイル部からの引出し線４ｆ、４ｇを利用して
外部電気回路との結線を簡易に行なうことができるとい
う効果が得られる利点がある。また振り千木体部にコイ
ル部及びスリットを予め精度よく位置決めして形成させ
ておくことかできるため、加速度計組立て後の検出加速
度の方向と、振り子の揺動方向を高精度に一致させるこ
とにも効果があるという利点が得られる。

なお、上記した本例においては、振り千木体部４にその
揺動方向両側の縁部に突起１７ａ、１７ｂを形成させて
あり、この突起＋７ａ、１７ｂによって外枠との間で揺
動限界を定めるようにしておくことで、従来の例におい
”Ｃ説明した外枠へのストッパ１１５，１１６を省略で
きるという効果も得られている。

第２図は本発明の他の実施例を示したものであり、この
例においては、振り千木体部４′にスリット形成用の部
材を固定させることに代えて、該振り千木体部に中央開
口を形成させることなくスリット８′を直接形成させて
いると共に、振り千木体部４の揺動先端部に固定する重
りをビス１８．１９を用いて構成させたーという特徴を
有している。

このような構成によれば、上記第１図の例に比べてその
組立て作業性の簡易化、部品点数の削減が一層図られる
という効果が得られる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明よりなる加速度計は、振り子
とコイルを一体にプリントとしたシートとして用いるこ
とにより、従来時間のかかっていた組立て作業を短縮化
させると共に、作業の容易化を実現させ、更に振り子運
動に対してのコイルの組付は姿勢の精度か十分高く得ろ
れる効果がある。

また上記シートに振り子の振れ幅制限用の耳を設けてお
くことにより、従来外枠に形成させていたストッパを廃
止することを可能となし、部品点数の削減、低コスト化
の実現に（里ワた効果を有するという特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明よりなる加速度計の
振り子の構造−例を示した図、第２図は本発明よりなる
他の実施例の振り子の単品を示した図である。 図面第３図は本発明が適用される加速度計の従来構成の
一例を展開図で示した図、第４図はサーボ加速度計の回
路の一例を示した図で、第５図は従来の振り子部分の構
成を部品を展開して示した図である。 ２．１０２：支持バネ　　３：コイル部４．４′：シー
ト状の振り千木体部 ４ａ、　４ｂ：重り ４ｃ：位置決めピン ４ｄ：切欠き　　　　　４ｅ：中央間口４ｆ、４ｇ：引
出し線 ８．８′：、スリット　８ａミニスリット材１７ａ、１
７ｂ：突起 １８．１９：　（重り用の）ビス １０１；外枠底部　　　１０１ａ　：外枠側部１０１ｂ
、１０１ｃ、１０１ｄ：振り子固定部１０４：振り子　
　　　　１０４ａ、１０４ｂ：バネ押え１０４ｃ　：振
り子コイル組込み部 １０５：蓋部　　　　　　１０５ａ　：振り子固定部１
０６ａ、１０６ｂ：永久６ｎ石 １０７：１ｉｉｉ気回路背板　　１０８・スリット１０
９：　：投光器　　　　１１Ｏ：変位検出器１１１：変
位検出増幅器　１１２・補償回路１１３・トランジスタ
回路 １１４：抵抗　　　　　　　１１５．ｌ１６＋ストツパ
、。）　第１図　（ｂ） Ｃ 第２図 第４３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コイルを担持する振り子と、該振り子を磁界中で振り子
   運動可能に支持する振り子支持手段と、上記コイルに電
   気的に接続されていて、振り子の振り子運動を検出しな
   がらその振り子運動を抑制するように該コイルに制御電
   流を流す制御回路とを備え、該制御電流の値を上記振り
   子に作用した加速度の情報に利用するようにした加速度
   計において、上記コイルは振り子を構成するシート部材
   上に予めプリントして形成されていることを特徴とする
   加速度計。