KR101915770B1 - 열탄성 코일패드 내장형 가속도계 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 진자 조립체의 상하에 각각 설치되는 복원코일과 코일패드를 포함하는 열탄성 코일패드 내장형 가속도계에 있어서, 코일패드는, 중심에서 복원코일을 향하는 방사 방향으로 연장 형성되는 세 개 이상의 외팔보와, 중심에서 먼 외팔보의 단부와 복원코일 사이에 개재되는 마운팅부를 포함하고, 마운팅부는 코일패드와 복원코일 사이에 형성되는 빈 공간인 완충홀과, 완충홀을 방사 방향으로 감싸는 완충보와, 완충홀을 방사 방향과 교차하는 접선 방향으로 감싸되 코일패드의 내주면과 접촉하는 지지보를 포함하는 열탄성 코일패드 내장형 가속도계를 개시한다.

Description

열탄성 코일패드 내장형 가속도계{ACCELEROMETER WITH THERMAL ELASTIC COIL PAD}

본 발명의 실시예들은 열탄성 코일패드 내장형 가속도계 에 관한 것이다.

가속도계는 인가되는 가속도량에 선형적 비례관계를 갖는 전류를 출력하는 기계 장치로써, 그 출력 전류의 온도에 따른 특성이 예측 가능한 함수 관계를 나타낼 때 온도복합오차가 최소화될 수 있다.

복원코일과 조립체 상태로 진자 상에 고정되는 세라믹 재질의 평판 코일패드는 상대적으로 큰 열팽창특성을 갖는 복원코일의 열변형을 균일하게 완충시키지 못함에 따라, 환산계수의 온도 히스테리시스를 포함하는 온도복합오차를 효과적으로 제거하기가 어렵다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 복원코일의 불균일한 열변형 현상을 왜곡 없이 완충시켜 환산계수의 온도안정성을 효과적으로 개선시킬 수 있는 열탄성 코일패드 내장형 가속도계를 제공하고자 한다.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 실시예들의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예는 진자 조립체의 상하에 각각 설치되는 복원코일과 코일패드를 포함하는 열탄성 코일패드 내장형 가속도계에 있어서, 코일패드는, 중심에서 복원코일을 향하는 방사 방향으로 연장 형성되는 세 개 이상의 외팔보와, 중심에서 먼 외팔보의 단부와 복원코일 사이에 개재되는 마운팅부를 포함하고, 마운팅부는 코일패드와 복원코일 사이에 형성되는 빈 공간인 완충홀과, 완충홀을 방사 방향으로 감싸는 완충보와, 완충홀을 방사 방향과 교차하는 접선 방향으로 감싸되 코일패드의 내주면과 접촉하는 지지보를 포함하는 열탄성 코일패드 내장형 가속도계를 개시한다.

본 실시예에 있어서, 코일패드는 복원코일과 코일패드, 코일패드와 진자 조립체의 수직 정렬을 위해 중심에 형성되는 정렬홀을 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 진자 조립체와 코일패드의 상측에 설치되는 상부 마그넷 조립체와, 진자 조립체와 코일패드의 하측에 설치되는 하부 마그넷 조립체와, 진자 조립체와 마그넷 조립체 사이에 개재되어 진자 조립체와 마그넷 조립체 사이를 전기적으로 절연하는 절연링을 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상부 마그넷 조립체와 하부 마그넷 조립체는 "ㄷ"형 단면을 갖는 체결링에 의해 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 복원코일 조립체가 온도변화 환경에 놓여 있을 경우, 조립체를 구성하는 복원코일과 코일패드의 열팽창계수가 상이함에 따라 발생하는 복원코일의 불균일한 열변형 현상을 왜곡 없이 완충시키고, 이에 의해 환산계수의 온도안정성을 효과적으로 개선할 수 있는 열탄성 코일패드 내장형 가속도계를 제공할 수 있다.

물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 실시에들의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명은, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열탄성 코일패드 내장형 가속도계의 단면을 나타내는 수직 단면도이다.
도 2는 도 1의 진자 조립체를 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 1의 복원코일과 코일패드를 도시하는 평면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상세한 설명 및 실시예들로부터 해당 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.

한편, 본 명세서에서 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하의 실시예들에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다.

또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 또한, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열탄성 코일패드 내장형 가속도계의 단면을 나타내는 수직 단면도이다.

도 1을 참조하면, 열탄성 코일패드 내장형 가속도계(100)는 기준판(101)과 상부덮개(102), 진자 조립체(103), 상부 마그넷 조립체(104), 하부 마그넷 조립체(105), 체결링(106) 및 고정링(107)을 포함할 수 있다(이들 구성요소 중, 하기에서 설명되지 않은 구성요소들은 이미 공지된 것으로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 한국 등록특허공보 제10-334229호 참조).

진자 조립체(103)는 단결정 실리콘으로 된 얇은 진자판(109)을 구비하고 있으며, 굴성 플렉셔(108)를 통해 연결되는 진자판(109)과 돌출부(110)를 갖는 지지 프레임(111)을 포함할 수 있다.

지지 프레임(111)의 표면의 상하에 형성되는 돌출부(110)는, 두 개의 절연링(112)(113)에 의해 지지되어 상부 마그넷 조립체(104)와 하부 마그넷 조립체(105) 사이에 고정되고, 이에 의해 진자 조립체(103)가 상부 마그넷 조립체(104)와 하부 마그넷 조립체(105) 사이에 정렬된 상태로 조립될 수 있다.

상부 마그넷 조립체(104)와 하부 마그넷 조립체(105)는 각각 상부 마그넷 하우징(114)과 하부 마그넷 하우징(115), 상부 마그넷(116)과 하부 마그넷(117) 및 상부 마그넷캡(118)과 하부 마그넷캡(119)으로 구성되며, 상부 마그넷 하우징(114)과 하부 마그넷 하우징(115)은 상술한 절연링(112)(113)과 결합될 수 있다.

진자 조립체(103)와 상부 마그넷 하우징(114) 및 하부 마그넷 하우징(115)은 내부단자판(120)을 통해 서보 전자회로(미도시)와 연결될 수 잇다.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 열탄성 코일패드 내장형 가속도계(100)는 진자 조립체(103)를 사이에 두고, 상부 마그넷 조립체(104)와 하부 마그넷 조립체(105)를 고정시키는 체결링(106)을 더 포함할 수 있다. 체결링(106)은 진자 조립체(103)와 상부 마그넷 조립체(104)와 하부 마그넷 조립체(105)를 에워싸는 모양으로 구성되어 있다.

또한, 열탄성 코일패드 내장형 가속도계(100)는 기준판(101)에 하부 마그넷 조립체(105)를 고정시키는 고정링(107)을 포함할 수 있다.

또한, 열탄성 코일패드 내장형 가속도계(100)는 도 1에 도시한 바와 같이 상부덮개(102)를 구비하여 내부에 설치된 구성요소들을 외부의 물리적 충격으로부터 보호하여 손상되는 것을 방지하고, 전자기적 간섭을 최소화할 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여 진자 조립체(103)에 대해 더 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 진자 조립체를 도시하는 평면도이다.

도 2를 참조하면, 진자 조립체(103)는 굴성 플렉셔(108)를 구비할 수 있으며, 이러한 굴성 플렉셔(108)는 서로 평행을 이루도록 적어도 두 개 이상으로 구비될 수 있다. 굴성 플렉셔(108)는 진자판(109)과 지지 프레임(111) 사이에 위치하면서 진자 조립체(103)의 팬들럼 축(y-y)을 기준으로 대칭을 이루도록 배치될 수 있다.

진자판(109)의 중앙에는 정렬홀(121)이 형성될 수 있으며, 이 정렬홀(121)은 복원코일(122)(123)과 코일패드(124)(125)를 접착제로 접합시킬 때 정렬 기준이 될 수 있다.

복원코일(122)(123)은 두 개의 복원코일 단자(126)(127)가 표면에 결합된 코일패드(124)(125)를 통해 진자판(109)에 결합되며, 상부 마그넷 조립체(104)와 하부 마그넷 조립체(105) 사이에 형성되는 틈(공극)에 배치될 수 있다.

복원코일(122)(123)을 부착시키기 위해 사용되는 코일패드(124)(125)는 절연체로 만들어지며, 코일의 전기적 연결을 위한 복원코일 단자(126)(127)가 굴성 플렉셔(108)의 일측에 부착되어 있다.

복원코일 단자(126)(127)는, 복원코일(122)(123)에 토커 구동 전류를 전달하는 전류공급선(128)(129)을 통해 지지 프레임(111)의 표면의 단자(130)(131)와 전기적으로 연결되어 있다. 복원코일(122)(123)은 서로 직렬로 연결되어 있으며, 상부 복원코일(122)의 인입단과 하부 복원코일(123)의 인출단은 고가속도계 재평형회로 출력단(미도시) 및 고가속도계 출력 단자(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여 복원코일(122)(123)과 코일패드(124)(125)에 대해 더 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 도 1의 복원코일과 코일패드를 도시하는 평면도이다.

도 3을 참조하면, 코일패드(124)는 중심에서 복원코일(122)을 향하는 방사 방향으로 연장 형성되는 세 개 이상의 외팔보(124b)와, 중심에서 먼 외팔보(124b)의 단부와 복원코일(122) 사이에 개재되는 마운팅부(124m)를 포함하고, 마운팅부(124m)는 코일패드(124)와 복원코일(122) 사이에 형성되는 빈 공간인 완충홀(124m_h)과, 완충홀(124m_h)을 방사방향으로 감싸는 완충보(124m_b)와, 완충홀(124m_h)을 방사 방향과 교차하는 접선 방향으로 감싸되 코일패드(124)의 내주면과 접촉하는 지지보(124m_s)를 포함할 수 있다.

상기와 같은 구조에 따르면, 복원코일(122)과 코일패드(124)의 열팽창계수가 상이함에 따라 발생되는 복원코일(122)의 불균일한 열변형을 환충홀(124m_h)이 흡수할 수 있다. 즉, 복원코일(122)에서 열변형이 발생할 경우, 복원코일(122)의 열변형은 복원코일(122)의 내주면과 접촉하는 지지보(124m_s)에 전달되며, 지지보(124m_s)는 완충홀(124m_h)이 제공하는 빈 공간 내에서 외팔보(124b) 측으로 소정 간격만큼 변형됨으로써, 결과적으로 복원코일(122)에서 발생하는 열변형은 왜곡 없이 외팔보(124b)와 마운팅부(124m)의 구조적인 특징을 통해 완충될 수 있다. 이에 따라, 열탄성 코일패드 내장형 가속도계(100)에 대한 환산계수의 온도 히스테리시스를 포함하는 온도복합오차를 효과적으로 개선할 수 있다.

본 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 요인들에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 열탄성 코일패드 내장형 가속도계 114: 상부 마그넷 하우징
101: 기준판 115: 하부 마그넷 하우징
102: 상부덮개 116: 상부 마그넷
103: 진자 조립체 117: 하부 마그넷
104: 상부 마그넷 조립체 118: 상부 마그넷캡
105: 하부 마그넷 조립체 119: 하부 마그넷캡
106: 체결링 120: 내부단자판
107: 고정링 121: 정렬홀
108: 굴성 플렉셔 122, 123: 복원코일
109: 진자판 124, 125: 코일패드
110: 돌출부 126, 127: 복원코일 단자
111: 지지 프레임 128,129: 전류공급선
112, 113: 절연링 130, 131: 단자

Claims (4)

1. 진자 조립체의 상하에 각각 설치되는 복원코일과 코일패드를 포함하는 열탄성 코일패드 내장형 가속도계에 있어서,
   상기 코일패드는,
   중심에서 상기 복원코일을 향하는 방사 방향으로 연장 형성되는 세 개 이상의 외팔보와,
   상기 중심에서 먼 상기 외팔보의 단부와 상기 복원코일 사이에 개재되는 마운팅부를 포함하고,
   상기 마운팅부는 상기 코일패드와 상기 복원코일 사이에 형성되는 빈 공간인 완충홀과, 상기 완충홀을 상기 방사 방향으로 감싸는 완충보와, 상기 완충홀을 상기 방사 방향과 교차하는 접선 방향으로 감싸되 상기 코일패드의 내주면과 접촉하는 지지보를 포함하는, 열탄성 코일패드 내장형 가속도계.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 코일패드는 상기 복원코일과 상기 코일패드, 상기 코일패드와 상기 진자 조립체의 수직 정렬을 위해 상기 중심에 형성되는 정렬홀을 더 포함하는, 열탄성 코일패드 내장형 가속도계.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 진자 조립체와 상기 코일패드의 상측에 설치되는 상부 마그넷 조립체와,
   상기 진자 조립체와 상기 코일패드의 하측에 설치되는 하부 마그넷 조립체와,
   상기 진자 조립체와 상기 마그넷 조립체 사이에 개재되어 상기 진자 조립체와 상기 마그넷 조립체 사이를 전기적으로 절연하는 절연링을 더 포함하는, 열탄성 코일패드 내장형 가속도계.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 상부 마그넷 조립체와 상기 하부 마그넷 조립체는 "ㄷ"형 단면을 갖는 체결링에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는, 열탄성 코일패드 내장형 가속도계.

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