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公開番号2025020993
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023124660
出願日2023-07-31
発明の名称サーボ加速度計
出願人キヤノン電子株式会社
代理人
主分類G01P 15/13 20060101AFI20250205BHJP(測定;試験)
要約【課題】従来のサーボ速度計では、振子の支持部の一部が固定されていないため、衝撃や特定の周期を持つ振動が与えられると、固定されていない支持部が大きく変形して、振子が破損する可能性がある。
【解決手段】振子1に生じた慣性力、及び、トルカカップ13、14に巻き付けられたトルカコイル11、12に流れる電流とポールピース19,20を通る磁場とで生じるローレンツ力が平衡するサーボ加速度計であって、ポールピース19、20の周囲に設けられ、振子1の支持部10bを固定するヨーク15、16と、支持部10bのヨーク15、16に固定されていない表面に形成される薄膜配線10eと、を備え、ヨーク15、16は、支持部10bの薄膜配線10eを形成していない部分に対向する位置に突起部15b、16bを備えることを特徴とするサーボ速度計で解決する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
振子に生じた慣性力、及び、トルカカップに巻き付けられたトルカコイルに流れる電流とポールピースを通る磁場とで生じるローレンツ力が平衡するサーボ加速度計であって、
前記ポールピースの周囲に設けられ、前記振子の支持部を固定するヨークと、
前記支持部の前記ヨークに固定されていない表面に形成される薄膜配線と、を備え、
前記ヨークは、前記支持部の前記薄膜配線を形成していない部分に対向する位置に突起部を備える、ことを特徴とするサーボ加速度計。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記突起部は、前記支持部の前記薄膜配線を形成していない部分のみに対向する位置にあることを特徴とする請求項１に記載のサーボ加速度計。
【請求項３】
前記支持部と前記突起部が接触する加速度の値は、
いずれかの部分が耐久しない加速度である耐衝撃性の値よりも小さく、
前記突起部が前記支持部に接触しない状態で測定される加速度の検出範囲の最大値よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のサーボ加速度計。
【請求項４】
前記耐衝撃性の値は、１００～１０００Ｇの範囲の値であり、
前記加速度の検出範囲の最大値は、±１０～６０Ｇの範囲の値であることを特徴とする請求項３に記載のサーボ加速度計。
【請求項５】
前記加速度の検出範囲の最大値の２倍よりも大きい加速度が与えられると
前記支持部が前記突起部と接触することを特徴とする請求項３に記載のサーボ加速度計。
【請求項６】
前記振子が石英ガラスで構成され、
前記ヨークがインバー合金で構成され、
前記薄膜配線が金で構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のサーボ加速度計。
【請求項７】
前記突起部の表面の表面粗さがＲａ１．６μｍ未満であり、
前記突起部の角部がＲ形状、またはＣ面取りである
ことを特徴とする請求項１に記載のサーボ加速度計。
【請求項８】
前記振子が薄膜電極を有し、
前記ヨークが電極面を有し、
前記振子の変位を前記薄膜電極と前記電極面で生じる静電容量で検出し、
前記薄膜配線と前記突起部を除いた前記ヨークの表面の距離が、前記薄膜電極と前記電極面の距離の１０倍以上である
ことを特徴とする請求項１に記載のサーボ加速度計。
【請求項９】
前記薄膜配線に接合された導電性ワイヤを有し、
前記突起部の表面の位置が、前記導電性ワイヤと前記薄膜配線の接合部の位置と前記支持部を挟んで対向する
ことを特徴とする請求項１に記載のサーボ加速度計。
【請求項１０】
前記ヨークの表面の外周に前記突起部を有し、
前記薄膜配線が支持部の内周に有し、
前記支持部を固定する２つの固定部の中心位置から離れるほど前記突起部の高さが大きくなることを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載のサーボ加速度計。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は振子を用いた力サーボ加速度計に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来のサーボ加速度計は、磁気回路を形成するヨークユニットと、入力加速度で揺動する振子を備えている。振子は、加速度によって変位が生じる錘部と、錘部を懸架するヒンジと、ヒンジを介して錘部を固定する支持部で構成される。錘部の表面にはトルカカップが固定され、トルカカップにはトルカコイルが巻きつけられる。加速度の検出では、加速度で生じた錘部の変位を、振子やヨークユニットなどに形成された電極の隙間に生じる静電容量で検出し、電圧に変換・増幅してトルカコイルに印加する。そして、ヨークユニットが有する磁気空隙内の磁場と、トルカコイルに流れる電流によって生じるローレンツ力（復元力）により、錘部の変位をゼロに制御される。このときの復元力は慣性力と等しくなるので、加速度をトルカコイル電流から検知できる。
【０００３】
潜水艦や航空機、ロケットなどの慣性航法を必要とする乗物若しくは移動体では、その位置や速度を高精度に算出するために、１０μＧ（Ｇ：重力加速度）以下のセンサ分解能を持つサーボ加速度計が使用されている。これらが移動する際には機体には振動や衝撃が生じる為、サーボ加速度計には高い耐衝撃性と耐振動性が必要となる。
【０００４】
特許文献１では、振子の支持部はヨークユニットと、固定用部品に挟まれて固定される。これらの部品が支持部を挟みこむ領域は支持部の一部分であり、支持部には固定されない部分が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許０３２８８６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のサーボ速度計では、振子の支持部の一部が固定されていないため、衝撃や特定の周期を持つ振動が与えられると、固定されていない支持部が大きく変形して、振子が破損する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のサーボ加速度計は、振子に生じた慣性力、及び、トルカカップに巻き付けられたトルカコイルに流れる電流とポールピースを通る磁場とで生じるローレンツ力が平衡するサーボ加速度計であって、前記ポールピースの周囲に設けられ、前記振子の支持部を固定するヨークと、前記支持部の前記ヨークに固定されていない表面に形成される薄膜配線と、を備え、前記ヨークは、前記支持部の前記薄膜配線を形成していない部分に対向する位置に突起部を備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
支持部の変形を抑制し、振子が破損しにくいサーボ加速度計を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本実施例におけるサーボ加速度計の分解斜視図
本実施例におけるサーボ加速度計の断面図
実施例１における振子の正面図
実施例１における振子の背面図
実施例１におけるヨークユニットの正面図
実施例１におけるヨークユニットの正面図
実施例１における振子とヨークユニット、ヨークユニットの断面拡大図
実施例１における振子とヨークユニット、ヨークユニットの断面拡大図
実施例２における振子の背面図
実施例２におけるヨークユニットの正面図
実施例２における振子とヨークユニット、ヨークユニットの断面拡大図
実施例３における振子の背面図
実施例３におけるヨークユニットの正面図
実施例３における振子とヨークユニット、ヨークユニットの断面拡大図"
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について説明する。図１に本実施形態のサーボ加速度計の分解斜視図を、図２にはサーボ加速度計の断面図を示す。サーボ加速度計は円板や円筒形状の部品を重ねた装置であり、これら部品群の中心軸は一致している。
（【００１１】以降は省略されています）

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