JPS6117959A - 加速度計 - Google Patents
加速度計Info
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- JPS6117959A JPS6117959A JP59137990A JP13799084A JPS6117959A JP S6117959 A JPS6117959 A JP S6117959A JP 59137990 A JP59137990 A JP 59137990A JP 13799084 A JP13799084 A JP 13799084A JP S6117959 A JPS6117959 A JP S6117959A
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- flapper
- accelerometer
- coil
- stator
- magnet
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P1/00—Details of instruments
- G01P1/006—Details of instruments used for thermal compensation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は力感知変換器、より詳細には、慣性を受ける
物体が加速された場合に生ずる力を測定する加速度計に
関する。
物体が加速された場合に生ずる力を測定する加速度計に
関する。
［従来の技術］
加３１度を検出Ｊ、たけ測定しようとＪる物体に固定す
る装置であって、この装置をケースあるいはハウジ〕／
グに１対の磁石構造体から成る磁石ユニットをＡｉ！
ｇＱ Ｌ／、磁石コニットの間に金属被覆を施した溶融
りＡ−ツ製の７ラツパを可撓的、すなわち、たわむこと
が出来るように取り付１−Ｊ 、このフラッパの両面に
］イルを配設し、コイルで永久磁石を囲繞させ、物体が
加速されると、フラッパを空間内で静止さけ−ようとし
て、磁石コニットに対して移動せしめ、その移動によっ
てフラッパの金属被覆面と磁石ユニットの間に１対の］
ンデン４ノ″を形成させ、フラッパの移動によって一方
のコンデンサのキャパシタンスの増加と使方のコンテン
１ノーのキャパシタンスの減少を、付随する平衡回路と
関連させて変調して加速度に比例する直流とし、これを
前記コイルにフィードバックしてフラッパを復元Ｊると
共に、その直流を検出することによって加速度を測定す
る加速度計は周知である。
る装置であって、この装置をケースあるいはハウジ〕／
グに１対の磁石構造体から成る磁石ユニットをＡｉ！
ｇＱ Ｌ／、磁石コニットの間に金属被覆を施した溶融
りＡ−ツ製の７ラツパを可撓的、すなわち、たわむこと
が出来るように取り付１−Ｊ 、このフラッパの両面に
］イルを配設し、コイルで永久磁石を囲繞させ、物体が
加速されると、フラッパを空間内で静止さけ−ようとし
て、磁石コニットに対して移動せしめ、その移動によっ
てフラッパの金属被覆面と磁石ユニットの間に１対の］
ンデン４ノ″を形成させ、フラッパの移動によって一方
のコンデンサのキャパシタンスの増加と使方のコンテン
１ノーのキャパシタンスの減少を、付随する平衡回路と
関連させて変調して加速度に比例する直流とし、これを
前記コイルにフィードバックしてフラッパを復元Ｊると
共に、その直流を検出することによって加速度を測定す
る加速度計は周知である。
また、以」−に述べた型式の加速度計において、フラッ
パすな４つら振子を弾１１導電板、たどえばベリリウム
銅板製とし、その一端部を１対のリング状保持貝で挟持
するにうにして構成した加速度計は昭和５２年実用新案
出願公告第３８２１８号および同第３８２１９月に開示
されている。
パすな４つら振子を弾１１導電板、たどえばベリリウム
銅板製とし、その一端部を１対のリング状保持貝で挟持
するにうにして構成した加速度計は昭和５２年実用新案
出願公告第３８２１８号および同第３８２１９月に開示
されている。
ところで、この種加速度計のフラッパを溶融クォーツな
どの非轡電性材別で構成する場合には、イの両側面に導
電体の被覆を施すなどの操作を必要どし、その工作も面
倒であり、またフラッパやヒンジ形状を１ワるために特
殊む加工方法が必要なため、経済的な面において多くの
不利益がある。
どの非轡電性材別で構成する場合には、イの両側面に導
電体の被覆を施すなどの操作を必要どし、その工作も面
倒であり、またフラッパやヒンジ形状を１ワるために特
殊む加工方法が必要なため、経済的な面において多くの
不利益がある。
また、前掲実用新案出願公告に記載の加速度計において
は、ｈ０王上の経費を節約する意味から、フラッパすな
わち振子を弾性導電体、とくにベリリウム銅板で構成し
ている。しかしながら、この種加速磨削は各部を精密に
構成しなくてはならず、とくに、フラッパを金属製とし
た場合に、フラッパとこれを支持する金属部材との材料
の相違に基づく両者の熱膨張係数の相違は、加速度計の
使用時における周囲温度により、フラッパの固定部位に
大きな熱応力を発生する。
は、ｈ０王上の経費を節約する意味から、フラッパすな
わち振子を弾性導電体、とくにベリリウム銅板で構成し
ている。しかしながら、この種加速磨削は各部を精密に
構成しなくてはならず、とくに、フラッパを金属製とし
た場合に、フラッパとこれを支持する金属部材との材料
の相違に基づく両者の熱膨張係数の相違は、加速度計の
使用時における周囲温度により、フラッパの固定部位に
大きな熱応力を発生する。
さらに、フラッパの両側面にコイルを取り付けるに当っ
て、フラッパとコイルのボビンとの接合部位についても
、上述したと同様の問題があり、これらコイルに給電す
るだめの導体に加わる負荷なども、加速度計の作動の安
定をみだす危険がある。
て、フラッパとコイルのボビンとの接合部位についても
、上述したと同様の問題があり、これらコイルに給電す
るだめの導体に加わる負荷なども、加速度計の作動の安
定をみだす危険がある。
以」−にｊｄ（べた以外に、フラッパの可撓性ヒンジを
構成するために、該当部分を工作することによって生ず
る製）告上の回避することができない内部応力、あるい
はフラッパの作動に基づく偏向すなわちバイアスなどは
、加速度計の性能に多くの不利益をもたらすものである
。
構成するために、該当部分を工作することによって生ず
る製）告上の回避することができない内部応力、あるい
はフラッパの作動に基づく偏向すなわちバイアスなどは
、加速度計の性能に多くの不利益をもたらすものである
。
［発明の目的］
以上に述べた諸問題を考慮して、この発明の第一の目的
は、極めて精度が高く、作動において安定した加速度計
を提供することにある。
は、極めて精度が高く、作動において安定した加速度計
を提供することにある。
−〇−
この発明の目的はフラッパを非磁性体の金属板によって
構成し、フラッパとこれを支持する部材どの熱応力の影
響を７ラツパの作動に及ぼずことのないにうにした加速
度計を提供することにある。
構成し、フラッパとこれを支持する部材どの熱応力の影
響を７ラツパの作動に及ぼずことのないにうにした加速
度計を提供することにある。
この発明のさらに目的とするところは、フラッパのヒン
ジ部に変形を与えることのないようにした加速磨削を提
供することにある。
ジ部に変形を与えることのないようにした加速磨削を提
供することにある。
また、この発明の目的（よ、フラッパに支持する］イル
のボビンの取イ」け部分に両者の月質の相違による熱１
１ａｊ服係数の差による応力を発生することのないよう
にした加３！１良計を提＋１ｊすることにある。
のボビンの取イ」け部分に両者の月質の相違による熱１
１ａｊ服係数の差による応力を発生することのないよう
にした加３！１良計を提＋１ｊすることにある。
この発明の目的は、コイルに連結するだめの導体によっ
て、フラッパのヒンジ部に不当な負荷を与えることのな
い加速Ｉｆｆ （ｆ）を提供することにある。
て、フラッパのヒンジ部に不当な負荷を与えることのな
い加速Ｉｆｆ （ｆ）を提供することにある。
この発明の目的は、さらに、フラッパのヒンジ部の加工
によって生ずるフラッパのバイアスなど、製造上不可避
な誤差要因を補償することのできる加速度バーを提供す
ることにある。
によって生ずるフラッパのバイアスなど、製造上不可避
な誤差要因を補償することのできる加速度バーを提供す
ることにある。
なおまた、この発明の目的は経済的に製作できて、高性
能な加速度計を提供することにある。
能な加速度計を提供することにある。
［発明の構成］
以上に）ホべた諸口的とその他の諸利益を達成するため
の、この発明による加速度計の最良とする実施態様を、
添付図面について詳細に説明する。
の、この発明による加速度計の最良とする実施態様を、
添付図面について詳細に説明する。
この発明の加速度計１０は、第１図おＪ：び第２図に示
Ｊように、上部磁石構）前体３０ ａと、下部Ｒｋ石構
）ろ体３０１）と、中間構造体１００どを具備している
。
Ｊように、上部磁石構）前体３０ ａと、下部Ｒｋ石構
）ろ体３０１）と、中間構造体１００どを具備している
。
以」−の各構造体は、どくに説明を加えない場合、円筒
形のものであって、それぞれの中心軸線×−×は検出し
Ｊ：うとする加速度の方向に平行である。
形のものであって、それぞれの中心軸線×−×は検出し
Ｊ：うとする加速度の方向に平行である。
磁石構造体３０ａと３０１１どは］ツブ形の中空体で開
放する９２１部に内方に突出する縁部３２を有する軟１
１ （１１月利、例えばニッケルー鉄系の合金、たとえ
ばパーマ［］イ製のステータ３４ど、その内部に取り付
けた永久！ｉ石３６とから成っていで、永久磁石３６は
第１図に示すにうに上部の磁石と下部の磁石の対向づ−
る側の磁極が相反するＪ：うに取り付（づである。永久
磁石３６の内側の端部にはポール・ピース３８が、また
その周囲には、その磁束密度の湿度変化を補正するため
に鉄系合金製のシャント４０を設けることが好ましい。
放する９２１部に内方に突出する縁部３２を有する軟１
１ （１１月利、例えばニッケルー鉄系の合金、たとえ
ばパーマ［］イ製のステータ３４ど、その内部に取り付
けた永久！ｉ石３６とから成っていで、永久磁石３６は
第１図に示すにうに上部の磁石と下部の磁石の対向づ−
る側の磁極が相反するＪ：うに取り付（づである。永久
磁石３６の内側の端部にはポール・ピース３８が、また
その周囲には、その磁束密度の湿度変化を補正するため
に鉄系合金製のシャント４０を設けることが好ましい。
ステータ３４の内方に突出する縁部３２は磁石３６のＳ
極端部との間に狭い環状の間隙４２をとって１１石３６
の端部を囲繞している。これによって、磁束が矢印へで
示づように、この間隙１２を放ｑ・１方向に通過する。
極端部との間に狭い環状の間隙４２をとって１１石３６
の端部を囲繞している。これによって、磁束が矢印へで
示づように、この間隙１２を放ｑ・１方向に通過する。
中間構造体１００は加速度検知構造体を構成するもので
あって、支持リング１０２と、支持リング１０２に２箇
所のヒンジ部１０４で連結１）だフラッパすなわち振子
１０６とから成っている。支持リング１０２と７ラツパ
１０６とは一体構造のもので、バネ特性の１ぐれた恒弾
性非磁性金属、たとえばコバル１ヘーニッケル合金とし
て知られる「エルジロイ」 （商標名）その他を使用す
ることが望ましい。
あって、支持リング１０２と、支持リング１０２に２箇
所のヒンジ部１０４で連結１）だフラッパすなわち振子
１０６とから成っている。支持リング１０２と７ラツパ
１０６とは一体構造のもので、バネ特性の１ぐれた恒弾
性非磁性金属、たとえばコバル１ヘーニッケル合金とし
て知られる「エルジロイ」 （商標名）その他を使用す
ることが望ましい。
フラッパ１０６は支持リンク １０２と同一＝の厚さの
板体で、ヒンジ部１０４に近接する部分を除けば、人体
が円形をなし、支持リング１０２から弧状の狭い間隙１
０８をとって隔てられている。
板体で、ヒンジ部１０４に近接する部分を除けば、人体
が円形をなし、支持リング１０２から弧状の狭い間隙１
０８をとって隔てられている。
フラッパ１０６は恒弾１イ［非１１竹金属円板を第３図
に示すＪ：うに成形し、円板の中心Ｏを通る中心線に対
Ｊ−る角度θがそれぞれ約２８°をなす線が支持リング
１０２の内側縁１０９と交わる部位にヒンジ部１０４を
構成することが好ましい。ヒンジ部１０４（ま板体を両
面から加工して弧状の肉薄部分とりることによって形成
する。２個のヒンジ部１０４の中間には、長四角形の１
央き部分１１０を設け、電気的接続手段等の配設に便に
する。
に示すＪ：うに成形し、円板の中心Ｏを通る中心線に対
Ｊ−る角度θがそれぞれ約２８°をなす線が支持リング
１０２の内側縁１０９と交わる部位にヒンジ部１０４を
構成することが好ましい。ヒンジ部１０４（ま板体を両
面から加工して弧状の肉薄部分とりることによって形成
する。２個のヒンジ部１０４の中間には、長四角形の１
央き部分１１０を設け、電気的接続手段等の配設に便に
する。
なお、ヒンジ部１０４の位買を前ｉ１１’−シた通り円
板の中心線について約２８°の線が支持リング１０２の
内側縁１０９と交わる部位に選択するのは、電気的接続
手段等の空所として切抜ぎ部分１１０を設（」ることを
考慮した場合、支持リング１０２の熱応力による変形の
吊が最も少ない部位てあることから、ヒンジ部１０４に
外部応力の加わることを最小限にすることにおいて極め
て有効である。
板の中心線について約２８°の線が支持リング１０２の
内側縁１０９と交わる部位に選択するのは、電気的接続
手段等の空所として切抜ぎ部分１１０を設（」ることを
考慮した場合、支持リング１０２の熱応力による変形の
吊が最も少ない部位てあることから、ヒンジ部１０４に
外部応力の加わることを最小限にすることにおいて極め
て有効である。
フラッパ １０Ｇにはその上面１０６ａど下面１０６１
）とにトルク・コイル１１２ａと１１２ｂとが取り付（
Ｊられる。これらコイル１１２ａ、１１２ｂはボビン１
１４ａと１１４ｂとに巻き付（Ｊられるもので、ボビン
は従来から非ｒａ ＋’ｔで比重が小さく絶縁辿埋が容
易に行なえるものとしてアルミニウムが選択される。
）とにトルク・コイル１１２ａと１１２ｂとが取り付（
Ｊられる。これらコイル１１２ａ、１１２ｂはボビン１
１４ａと１１４ｂとに巻き付（Ｊられるもので、ボビン
は従来から非ｒａ ＋’ｔで比重が小さく絶縁辿埋が容
易に行なえるものとしてアルミニウムが選択される。
どころで、アルミニウム製のボヒ゛ン１１４をフラッパ
１０６に直接取りイ；１けると、両者の材質による熱膨
張係数の相違にＪ：り熱応力の発生が、加速麿計の測定
に誤差を及ぼずおてれがある。
１０６に直接取りイ；１けると、両者の材質による熱膨
張係数の相違にＪ：り熱応力の発生が、加速麿計の測定
に誤差を及ぼずおてれがある。
したがって、この発明においては、フラッパ１０６と同
じ材料、または同等の熱膨張係数をもつ金属材料製の支
持台１１６ａ、１１８１）を段ｔプ、支ｊキＩ台１１６
の一端をフラッパ１０６の表面に適当な手段、たとえば
接着剤を用いるなどして固着し、その他端にボビン１１
４をわじ１トめするなどして取り付けである。
じ材料、または同等の熱膨張係数をもつ金属材料製の支
持台１１６ａ、１１８１）を段ｔプ、支ｊキＩ台１１６
の一端をフラッパ１０６の表面に適当な手段、たとえば
接着剤を用いるなどして固着し、その他端にボビン１１
４をわじ１トめするなどして取り付けである。
ボビン１１４ａ、１１４ｂにそれぞれ巻きｆ４けられた
コイル１１２ａの巻き始めとコイル１１２ｂの巻き終り
の導１ｊ＋１１８ａと１１８１）とは、それぞれフラッ
パ１０６の上面１０６ａと下面１０６ｂとに沿ってフラ
ッパ１０６の切抜き部分１１０に導かれている。
コイル１１２ａの巻き始めとコイル１１２ｂの巻き終り
の導１ｊ＋１１８ａと１１８１）とは、それぞれフラッ
パ１０６の上面１０６ａと下面１０６ｂとに沿ってフラ
ッパ１０６の切抜き部分１１０に導かれている。
フラッパ１０６の切１友き部分１１０の７ラツパ側の端
縁の中央部位に絶縁体製の短い支柱１２０が取り付けて
あって、この支柱１２０の上＠１２０ａと下端１２ （
ｌ ｌ）どにコイルの導線１１８ａと１１８ ｂとがイ
れぞれ巻き付けられて終っている。支社１２０には、ま
た外部回路からコイル１１２に給電するための導線１２
２が導かれ、その端部１２２ａ、 １２２ｂがそれぞれ
コイルの＞５Ｉｊ１１１８ａと１１８ｂどに半田づけし
て接続しである。
縁の中央部位に絶縁体製の短い支柱１２０が取り付けて
あって、この支柱１２０の上＠１２０ａと下端１２ （
ｌ ｌ）どにコイルの導線１１８ａと１１８ ｂとがイ
れぞれ巻き付けられて終っている。支社１２０には、ま
た外部回路からコイル１１２に給電するための導線１２
２が導かれ、その端部１２２ａ、 １２２ｂがそれぞれ
コイルの＞５Ｉｊ１１１８ａと１１８ｂどに半田づけし
て接続しである。
この発明においては、とくに、支柱１２０について導か
れる導線１１２の端部１２２ａ、１２２１＋とコイルの
）９線１１８ａ、１１ｆｌｌ）との接続部位がフラッパ
１０６の厚ざの中央甲面においてヒンジ部１０４の中心
線Ｃ−、−Ｃ−１−に（＜１置にしである（第５図）。
れる導線１１２の端部１２２ａ、１２２１＋とコイルの
）９線１１８ａ、１１ｆｌｌ）との接続部位がフラッパ
１０６の厚ざの中央甲面においてヒンジ部１０４の中心
線Ｃ−、−Ｃ−１−に（＜１置にしである（第５図）。
このにうにすることによって、フラッパ１０６がヒンジ
部１０４の中心線Ｃ−Ｃを中心として振動するときに、
コイル１１２への給電用の導線１２２が７ラツパ１０Ｇ
に負荷を加えることを回避することができる。
部１０４の中心線Ｃ−Ｃを中心として振動するときに、
コイル１１２への給電用の導線１２２が７ラツパ１０Ｇ
に負荷を加えることを回避することができる。
以上に述べたにうに構成された中門構）も休１００は上
部磁石構造体３０ａど下部磁石構造体３０ｂとの中間に
、イれぞれ保持リング５０を介して配設する。
部磁石構造体３０ａど下部磁石構造体３０ｂとの中間に
、イれぞれ保持リング５０を介して配設する。
中間構造体１００を磁石構造体３０ａ、３０ｂの間に直
接に取り付けることなく、保持リング５０を介在させる
のは、磁石構造体３０のステータ３４の材質と中間構造
体１００の支持リング１０２の材質が異なるために、両
者をぢかに接触して固定すると、前述したように、膨眼
係数の相違による熱応力により加速亀削の測定に誤差を
１ｎりおそれがあるからである。したがって、保持リン
グ５０の材質はフラッパ１０６ど同一のＩＪ ｌ’ｌま
たは同等の熱膨張係数を１．ｖつた金属製材）１１製と
する。
接に取り付けることなく、保持リング５０を介在させる
のは、磁石構造体３０のステータ３４の材質と中間構造
体１００の支持リング１０２の材質が異なるために、両
者をぢかに接触して固定すると、前述したように、膨眼
係数の相違による熱応力により加速亀削の測定に誤差を
１ｎりおそれがあるからである。したがって、保持リン
グ５０の材質はフラッパ１０６ど同一のＩＪ ｌ’ｌま
たは同等の熱膨張係数を１．ｖつた金属製材）１１製と
する。
また、それぞれ材質の責なる磁石構造体３０のステータ
３４の環状の縁部３２が保持リング５０と相亙に全表面
で接触することを避けるために、この発明によれば、ス
テータ３４の環状の縁部３２の表面で、中間構造体１０
０の支柱１２０を通る中心線の中心Ｏに直交する線Ｙ−
Ｙ上に、上面が平１■な１対の台座４４が僅かに突出し
て形成しである。台座４４の円弧状の表面の両端部は線
Ｙ−Ｙを中心として所望の角度Ｐとし、その角度Ｐは４
２°とすることが好ましい。
３４の環状の縁部３２が保持リング５０と相亙に全表面
で接触することを避けるために、この発明によれば、ス
テータ３４の環状の縁部３２の表面で、中間構造体１０
０の支柱１２０を通る中心線の中心Ｏに直交する線Ｙ−
Ｙ上に、上面が平１■な１対の台座４４が僅かに突出し
て形成しである。台座４４の円弧状の表面の両端部は線
Ｙ−Ｙを中心として所望の角度Ｐとし、その角度Ｐは４
２°とすることが好ましい。
上部磁石構）代休３０ａと下部磁石構造体３０１）の、
それぞれのステータ３４の１対の弧状の台座４４の内側
において、ステータ３４の環状縁部３２の上面に馬蹄形
のピックオフ部材６０を固定する。このピックオフ部材
６０は絶縁体、たとえばセラミックス製とし、これを取
付けた時に、フラッパ１０６に対面Ｊる側の表面に、例
えばニッケルなどの金属被膜を蒸着したものとする。こ
の金属被膜は適当な導線を介して外部の電気回路に接続
され、接地した金属フラッパ１０６との間にキャパシタ
ンスを形成し、フラッパ１００の移動がキャパシタンス
の変化として電気的に取り出される。なお、フラッパ１
０６は前述したように金属製であるから、これを接地す
ることは容易で、フラッパ１０６の支持リング１０２に
接地線を接続することによって達成することができるの
で、接地とフラッパ １０６との結線に当ってフラッパ
１０Ｇに何等の機械的あるいは物理的負荷が加わること
がない。
それぞれのステータ３４の１対の弧状の台座４４の内側
において、ステータ３４の環状縁部３２の上面に馬蹄形
のピックオフ部材６０を固定する。このピックオフ部材
６０は絶縁体、たとえばセラミックス製とし、これを取
付けた時に、フラッパ１０６に対面Ｊる側の表面に、例
えばニッケルなどの金属被膜を蒸着したものとする。こ
の金属被膜は適当な導線を介して外部の電気回路に接続
され、接地した金属フラッパ１０６との間にキャパシタ
ンスを形成し、フラッパ１００の移動がキャパシタンス
の変化として電気的に取り出される。なお、フラッパ１
０６は前述したように金属製であるから、これを接地す
ることは容易で、フラッパ１０６の支持リング１０２に
接地線を接続することによって達成することができるの
で、接地とフラッパ １０６との結線に当ってフラッパ
１０Ｇに何等の機械的あるいは物理的負荷が加わること
がない。
この発明の加速度目に適用づ−る電気回路の略図を第７
図に示す。前述したように、フラッパ１０６はそれと一
体の支持リング１０２を介して接地してあり、１対のと
ツクオフ部材６０は位置検出器および増幅器１５０に接
続しである。位置検出器および増幅器１５０は検出器励
磁回路１６０と補償回路１ｉｌ １７０に接続してあり
、補償回路網１７０は増幅器１５０を介してトルク・コ
イル１１２に接続しである。
図に示す。前述したように、フラッパ１０６はそれと一
体の支持リング１０２を介して接地してあり、１対のと
ツクオフ部材６０は位置検出器および増幅器１５０に接
続しである。位置検出器および増幅器１５０は検出器励
磁回路１６０と補償回路１ｉｌ １７０に接続してあり
、補償回路網１７０は増幅器１５０を介してトルク・コ
イル１１２に接続しである。
この発明によれば、ステータ３４内に固定した上下１対
の永久磁石３６はフラッパ１０Ｇを支持するたけのトル
クを１ヘルク・コイル１１２に発生さけるため強力な磁
束密度を発生させるものである。
の永久磁石３６はフラッパ１０Ｇを支持するたけのトル
クを１ヘルク・コイル１１２に発生さけるため強力な磁
束密度を発生させるものである。
フラッパ１０６は一体構造の支持リング１０２について
、２本のヒンジ部１０４で接続しである。
、２本のヒンジ部１０４で接続しである。
このヒンジ部１０４を極めて薄く加工するために、たと
えば放電加工などを適用すると、フラッパ１０６のこの
部分の上面と下面との加工による応力の発生が、フラッ
パ１０Ｇを支持リング１０２と同一平面よりも、極く僅
少ながら、上下いずれかに偏向させる。このことは、専
らヒンジ部１０４の加工のみでなく、加速度計の各部の
組立後においてら発生するもので、この種加速度計の段
目および製作に当って、まったく不可避の誤差要因とな
る。
えば放電加工などを適用すると、フラッパ１０６のこの
部分の上面と下面との加工による応力の発生が、フラッ
パ１０Ｇを支持リング１０２と同一平面よりも、極く僅
少ながら、上下いずれかに偏向させる。このことは、専
らヒンジ部１０４の加工のみでなく、加速度計の各部の
組立後においてら発生するもので、この種加速度計の段
目および製作に当って、まったく不可避の誤差要因とな
る。
以上のｊ：うなフラッパ１０６の偏向は、加速度計の使
用時に、フラッパ１０６が中立の平衡位置にあって、測
定される加速度が当然ゼロであるべき筈にもかかわらず
、誤差出力を「バイアス」とし検知する。
用時に、フラッパ１０６が中立の平衡位置にあって、測
定される加速度が当然ゼロであるべき筈にもかかわらず
、誤差出力を「バイアス」とし検知する。
しかしながら、この発明においては、このようなフラッ
パ１０６の幅面を、加速度計を組立てた後において補正
することができる。すなわち、フラッパ１０６は非磁性
金属製であるが、不純物の存在などにより極めて微小な
磁気特性を具備する。したがって、上下に配置された永
久磁石３６の漏洩弁の磁気力に上記フラッパ１０６が反
応し、このトルクをコン１−ロールすることにより上記
フラッパ１０６の偏向と平衡させることによって行う。
パ１０６の幅面を、加速度計を組立てた後において補正
することができる。すなわち、フラッパ１０６は非磁性
金属製であるが、不純物の存在などにより極めて微小な
磁気特性を具備する。したがって、上下に配置された永
久磁石３６の漏洩弁の磁気力に上記フラッパ１０６が反
応し、このトルクをコン１−ロールすることにより上記
フラッパ１０６の偏向と平衡させることによって行う。
たとえば、フラッパ１０Ｇがそのヒンジ部１０４より下
方に偏向している場合について説明する。
方に偏向している場合について説明する。
組立てられた加速磨削１０を第８図に矢印Ｎ−８で示す
方向の磁界の中に入れる。すると、上部永久磁石３６ａ
と下部永久磁石３６１）との磁極の方向が相反するので
、下部永久磁石３６ｈの方が減磁されて、上部永久磁石
３６ａの漏洩磁束が下部永久磁石３６ｂのそれよりも大
となり、非磁性金属製ではあるが僅かに磁性を有するフ
ラッパ１０６はヒンジ部１０４を支点として上方の吸引
トルクを受け、フラッパ１０Ｂの下方への偏向を補正す
ることができる。このフラッパ１０Ｇの偏向の補正に当
って加えるべき磁界の強度は、フラツパ１０６の偏向の
吊に応じて適当に選択する。また、フラッパ１０Ｇの偏
向が前述と反対の方向、すなわちフラッパ１０６が上方
に偏向している場合には、加速度計１０に与える磁界の
方向を前記矢印Ｎ−３と逆方向にすることによって前記
と同様におこなうことができる。
方向の磁界の中に入れる。すると、上部永久磁石３６ａ
と下部永久磁石３６１）との磁極の方向が相反するので
、下部永久磁石３６ｈの方が減磁されて、上部永久磁石
３６ａの漏洩磁束が下部永久磁石３６ｂのそれよりも大
となり、非磁性金属製ではあるが僅かに磁性を有するフ
ラッパ１０６はヒンジ部１０４を支点として上方の吸引
トルクを受け、フラッパ１０Ｂの下方への偏向を補正す
ることができる。このフラッパ１０Ｇの偏向の補正に当
って加えるべき磁界の強度は、フラツパ１０６の偏向の
吊に応じて適当に選択する。また、フラッパ１０Ｇの偏
向が前述と反対の方向、すなわちフラッパ１０６が上方
に偏向している場合には、加速度計１０に与える磁界の
方向を前記矢印Ｎ−３と逆方向にすることによって前記
と同様におこなうことができる。
［発明の効果］
この発明の加速度計は、以上に説明したところから充分
に理解できるように、各部品の材質の相違に起因し、加
速度測定時の環境にＪ：つで生ずる変形を未然に防止す
ると共に、製作に当って回避することのできないフラッ
パの偏向を、加速度計の組立て後に補正することができ
るという格別の効果を有する。
に理解できるように、各部品の材質の相違に起因し、加
速度測定時の環境にＪ：つで生ずる変形を未然に防止す
ると共に、製作に当って回避することのできないフラッ
パの偏向を、加速度計の組立て後に補正することができ
るという格別の効果を有する。
先ず第１点として、フラッパ１０６を支持リング１０２
と一体で非磁性金属、とくにコバルト−ニッケル合金製
としたことは、そのヒンジ部１０４に応力によって生ず
るクリープを極度に微小なものとすることができる。い
ま、同一条件において、フラッパを仙の金属、チタン合
金、ベリリウム合金をもって製作し、加速度計の通常も
つとも良く用いられる環境として６５℃の温度において
の時間ど加速度計の誤差どの関係を示すと第９図のとお
りであって、この発明のものが、そのクリープの特性に
おいていかに倒れているか判る。
と一体で非磁性金属、とくにコバルト−ニッケル合金製
としたことは、そのヒンジ部１０４に応力によって生ず
るクリープを極度に微小なものとすることができる。い
ま、同一条件において、フラッパを仙の金属、チタン合
金、ベリリウム合金をもって製作し、加速度計の通常も
つとも良く用いられる環境として６５℃の温度において
の時間ど加速度計の誤差どの関係を示すと第９図のとお
りであって、この発明のものが、そのクリープの特性に
おいていかに倒れているか判る。
次に、この発明によれば、保持リング５０とステータ３
４の周縁部３２とを全面が接触することイ１く、直径的
に対向する２つの部位の台座４４においてのみ接触でき
ようにしたことにより、ステータ３４と保持リング５０
との間に発生する熱応力を最も解放しイックするもので
ある。さらに、このことはまた、フラッパ１０６のヒン
ジ部１０１の位置を、前記両台座４４を通る中心線Ｙ−
Ｙに直交する中心線について２８°の位置に選定した場
合に、イの点の接線βの傾きの変化量が、保持リングの
変形時において最も少い支持方法であることにおいて有
効である。第１０図はこの発明の２点支持の場合（ａ
＞とそれ以上の支持方法の例として３点支持の場合（１
））とを説明づ−るものである。
４の周縁部３２とを全面が接触することイ１く、直径的
に対向する２つの部位の台座４４においてのみ接触でき
ようにしたことにより、ステータ３４と保持リング５０
との間に発生する熱応力を最も解放しイックするもので
ある。さらに、このことはまた、フラッパ１０６のヒン
ジ部１０１の位置を、前記両台座４４を通る中心線Ｙ−
Ｙに直交する中心線について２８°の位置に選定した場
合に、イの点の接線βの傾きの変化量が、保持リングの
変形時において最も少い支持方法であることにおいて有
効である。第１０図はこの発明の２点支持の場合（ａ
＞とそれ以上の支持方法の例として３点支持の場合（１
））とを説明づ−るものである。
さらに、加速度計の中枢部品である中間構造体１００の
各部の構成と、コイル１１２のボビン１１４の支持台１
１６を７ラツパ１０６と同質の材料とし、またコイル１
１２に給電する導線１２２のコイル１１２の巻線の端部
との接続部位をフラッパ１０６の厚さの中央平面におい
てヒンジ部１０４の中心線Ｃ−Ｃ十に一致させたこと等
は、加速度計に生ずる凡ゆる誤差を解間する上で優れた
効果を発揮するものである。
各部の構成と、コイル１１２のボビン１１４の支持台１
１６を７ラツパ１０６と同質の材料とし、またコイル１
１２に給電する導線１２２のコイル１１２の巻線の端部
との接続部位をフラッパ１０６の厚さの中央平面におい
てヒンジ部１０４の中心線Ｃ−Ｃ十に一致させたこと等
は、加速度計に生ずる凡ゆる誤差を解間する上で優れた
効果を発揮するものである。
以上、この発明の最も好ましい実施態様について述べた
が、この発明の加速度計はその特許請求の範囲に記載の
技術的内容において変更して実施をすることができるも
のである。
が、この発明の加速度計はその特許請求の範囲に記載の
技術的内容において変更して実施をすることができるも
のである。
第１図はこの発明の加速度計の縦断面図、第２図は加速
度計の分解組立斜視図、第３図はフラッパと支持リング
の平面図、第４図は第３図の線■−ｖについて矢印方向
に見た断面図、第５図は中間構造体の平面図、第６図は
第５図の線■−可についての断面図、第７図はこの発明
の加速度計の電気回路の略図、第８図はこの発明の加速
度計の補正を説明するための略図、第９図はこの発明の
加速度計のフラッパと他の材質の７ラツパとのクリープ
誤差を比較する線図、第１０図はこの発明の加速度計の
２点支持（ａ）と他の３点支持（１））との効果を説明
する略図である。 添付図面において主要部を表わづ゛符月を列挙すると、
次の通りである。 １０・・・加速度計 ３０・・・磁石構造体 ３０ａ・・・上部磁石構造体 ３０ｂ・・・下部磁石構造体 ３２・・・ステータの縁部 ３４・・・ステータ ３６・・・永久磁石 ４４・・・台座 ５０・・・保持リング ６０・・・ピックオフ部材 １００・・・中間構造体 １０２・・・支持リング １０４・・・ヒンジ部 １０Ｇ・・・フラッパ １１２・・・コイル １１４・・・ボビン １１６・・・ボビン支持台 １２２・・・コイル用給電導線 呈２図 ×１ 第３図 ＋ 嘉４図 ｔｄ ≧
度計の分解組立斜視図、第３図はフラッパと支持リング
の平面図、第４図は第３図の線■−ｖについて矢印方向
に見た断面図、第５図は中間構造体の平面図、第６図は
第５図の線■−可についての断面図、第７図はこの発明
の加速度計の電気回路の略図、第８図はこの発明の加速
度計の補正を説明するための略図、第９図はこの発明の
加速度計のフラッパと他の材質の７ラツパとのクリープ
誤差を比較する線図、第１０図はこの発明の加速度計の
２点支持（ａ）と他の３点支持（１））との効果を説明
する略図である。 添付図面において主要部を表わづ゛符月を列挙すると、
次の通りである。 １０・・・加速度計 ３０・・・磁石構造体 ３０ａ・・・上部磁石構造体 ３０ｂ・・・下部磁石構造体 ３２・・・ステータの縁部 ３４・・・ステータ ３６・・・永久磁石 ４４・・・台座 ５０・・・保持リング ６０・・・ピックオフ部材 １００・・・中間構造体 １０２・・・支持リング １０４・・・ヒンジ部 １０Ｇ・・・フラッパ １１２・・・コイル １１４・・・ボビン １１６・・・ボビン支持台 １２２・・・コイル用給電導線 呈２図 ×１ 第３図 ＋ 嘉４図 ｔｄ ≧
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、搭載した物体の加速度を測定する加速度計であつて
、前記加速度計を （ａ）加速度計の検出軸線に沿って整列した対向面を具
備する第一のステータと第二のス テータとを有する磁石構造体と、 （ｂ）前記ステータのそれぞれの対向面の直径的に対向
する部位に設けた表面が平坦な支 持台座と、 （ｃ）前記支持台座と接触するように配設する１対の保
持リングと、 （ｄ）前記保持リングの中間に固定する加速度検知構造
体とから成るものとし、前記加速 度検知構造体を非磁性金属製で一体に形成 したフラッパと支持リングとから成るもの とし、前記フラッパを前記支持リングに互 に間隔をとった２カ所のヒンジ部において 可撓的に接続し、前記フラッパの各々の表 面の中央部に前記フラッパと同一の金属製 の支持台を介してコイルを巻回するボビン を配設し、前記コイルに給電する導線とコ イルの導線との接続点を前記両ヒンジ部を 通る中心線上に設けたことと、 （ｅ）前記各ステータに馬蹄形のピックオフ部材を取り
付け前記コイルを囲繞するように したことと、 （ｆ）前記各ステータを中空で環状の縁部を有するもの
とし、その内部に永久磁石を固定 し、しかも第一のステータ内の磁石の一方 の磁極と第二のステータ内の磁石の対面す る側の磁極とを同一の極性のものとしたこ とを特徴とする加速度計。 ２、前記支持台座の円弧上の幅を前記軸線の中心におい
て直交する軸線を中心として両側に凡そ２１°の角度の
ものとする特許請求の範囲第１項に記載の加速度計。 ３、前記保持リングを前記フラッパと同一の材質のもの
とした特許請求の範囲第１項の記載の加速度計。 ４、前記フラッパを前記支持リングと接続する２個のヒ
ンジ部を前記検出軸線に直交する平面において前記両フ
ランジ部の中心を通る軸線について約２８°の線が前記
支持リングの内側縁と交わる部位に選択する特許請求の
範囲第１項に記載の加速度計。 ５、前記フラッパをコバルト−ニッケル合金製とした特
許請求の範囲第１項に記載の加速度計。 ６、前記ヒンジ部の加工に起因する前記フラッパの偏向
を前記永久磁石のいずれか一方の磁束密度を調整するこ
とによって補正するものとした特許請求の範囲第１項に
記載の加速度計。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137990A JPS6117959A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 加速度計 |
| US06/745,642 US4658647A (en) | 1984-07-05 | 1985-06-17 | Accelerometer |
| GB8516180A GB2162317B (en) | 1984-07-05 | 1985-06-26 | Accelerometer |
| CA000485932A CA1236991A (en) | 1984-07-05 | 1985-06-28 | Accelerometer |
| DE19853523593 DE3523593A1 (de) | 1984-07-05 | 1985-07-02 | Beschleunigungsmessgeraet |
| FR858510209A FR2567271B1 (fr) | 1984-07-05 | 1985-07-04 | Accelerometre |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137990A JPS6117959A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 加速度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6117959A true JPS6117959A (ja) | 1986-01-25 |
| JPH0238912B2 JPH0238912B2 (ja) | 1990-09-03 |
Family
ID=15211481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59137990A Granted JPS6117959A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 加速度計 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4658647A (ja) |
| JP (1) | JPS6117959A (ja) |
| CA (1) | CA1236991A (ja) |
| DE (1) | DE3523593A1 (ja) |
| FR (1) | FR2567271B1 (ja) |
| GB (1) | GB2162317B (ja) |
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| CN107703329A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-02-16 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 用于高分辨率石英挠性加速度计的真空保持结构 |
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-
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- 1985-06-26 GB GB8516180A patent/GB2162317B/en not_active Expired
- 1985-06-28 CA CA000485932A patent/CA1236991A/en not_active Expired
- 1985-07-02 DE DE19853523593 patent/DE3523593A1/de active Granted
- 1985-07-04 FR FR858510209A patent/FR2567271B1/fr not_active Expired
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| CN107703329A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-02-16 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 用于高分辨率石英挠性加速度计的真空保持结构 |
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