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公開番号2025020995
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023124662
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】振子の支持部の変形を抑えて、良好な配線の接合を得ることを課題とする。
【解決手段】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ヨーク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、振子1はヒンジ10cを介して支持部10bに懸架され、支持部10bは表面に薄膜配線10eを備え、薄膜記配線10eが金属ワイヤ24と接続している第1の接続部を備え、金属ワイヤ24における第1の接続部の反対側である第2の接続部が端子25の端面に接続され、支持部10bにおける第1の接続部の裏面に接するものがなく、2つの固定部の間に前記ヒンジと前記第1の接続部が配置され、支持部10bで囲われる内側の領域が支持部10bの厚み方向に引き出された空間内に端子25が存在し、金属ワイヤ24と第1の接続部における薄膜配線10eの表面が貴金属材料であることを特徴とする。
【選択図】図6
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ヨーク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、
前記振子はヒンジを介して支持部に懸架され、
前記支持部は前記ヨークに固定される２つの固定部を持ち、
前記支持部は表面に薄膜配線を備え、
前記薄膜配線が金属ワイヤと接続している第１の接続部を備え、
前記金属ワイヤにおける第１の接続部の反対側である第２の接続部が端子の端面に接続され、
前記支持部における前記第１の接続部の裏面に接するものがなく、
前記２つの固定部の間に前記ヒンジと前記第１の接続部が配置され、
前記支持部で囲われる内側の領域が前記支持部の厚み方向に
引き出された空間内に前記端子が存在し、
前記金属ワイヤと、前記第１の接続部における前記薄膜配線の表面が貴金属材料であることを特徴とするサーボ速度計。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記端子の端面の表面が貴金属材料であることを特徴とする請求項１に記載のサーボ速度計。
【請求項３】
前記貴金属材料がＡｕおよびＡｕ合金から選択される少なくとも一種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４】
前記ヒンジを２つ備え、
前記端子は、２つの前記ヒンジの外側の端部と、前記振子の中心部の端部と、前記支持部で囲われる内側の領域が前記支持部の厚み方向に引き出された空間内に存在することを特徴とする請求項１に記載のサーボ速度計。
【請求項５】
前記ヒンジを２つ備え、
前記端子は、２つの前記ヒンジの内側の端部と、前記振子の中心部の端部と、前記支持部で囲われる内側の領域が前記支持部の厚み方向に引き出された空間内に存在することを特徴とする請求項１に記載のサーボ速度計。
【請求項６】
前記振子が石英ガラス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】
前記薄膜配線の表面の貴金属材料の厚みが２００ｎｍ以上であり、
前記薄膜配線の表面の貴金属材料の表面粗さがＲａ１０ｎｍ以下であり、
前記端子の端面の表面の貴金属材料の厚みが２μｍ以上であり、
前記端子の端面の表面の貴金属材料の表面粗さがＲａ０．４μｍ以下であり、
前記貴金属材料の純度が９９．９９％以上であり、
前記端子の端面と、前記ヨークに前記端子を固定する固定部の距離は１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１～６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 2,200 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。ヨークユニットは、磁束を生み出す永久磁石と内部に磁束が通るポールピースとヨークで構成され、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懸架する支持部で構成される。錘部の表面にはトルカコイルが巻きつけされたトルカカップが固定され、錘部と共に加速度を受けて揺動する。錘部の変位は、錘部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として検出され、電圧に変換・増幅された電流がトルカコイルに供給される。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】
例えば、特許文献１のサーボ加速度においては、トルカコイルへの通電や振子の変位を検出するために、振子支持部の薄膜配線と電気的に接続される端子を備える。接続部品となる金属ワイヤを薄膜配線にはんだ付けをすると、その下地である振子の支持部が熱応力よって変形し、センサ精度が低下する可能性がある。また、熱応力を軽減するために加工温度を低下させると、良好な接合は得られない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表平１１－５１１２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
振子の支持部の変形を抑えて、良好な配線の接合を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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ヨーク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、前記振子はヒンジを介して支持部に懸架され、前記支持部は前記ヨークに固定される２つの固定部を持ち、前記支持部は表面に薄膜配線を備え、前記薄膜配線が金属ワイヤと接続している第１の接続部を備え、前記金属ワイヤにおける第１の接続部の反対側である第２の接続部が端子の端面に接続され、前記支持部における前記第１の接続部の裏面に接するものがなく、前記２つの固定部の間に前記ヒンジと前記第１の接続部が配置され、前記支持部で囲われる内側の領域が前記支持部の厚み方向に引き出された空間内に前記端子が存在し、前記金属ワイヤと、前記第１の接続部における前記薄膜配線の表面が貴金属材料であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
振子の支持部の変形を抑えて、良好な配線の接合を得られる加速度計を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施例１におけるサーボ加速度計の分解斜視図
実施例１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における振子とヨークユニットの組立体の正面図
実施例１におけるワイヤボンディングの構成図
実施例１における支持部の断面図
実施例２におけるサーボ加速度計の分解斜視図
実施例２におけるサーボ加速度計の断面図
実施例２における振子の正面図
実施例２における振子の背面図
実施例２における振子とヨークユニットの組立体の正面図
実施例２におけるワイヤボンディングの構成図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について説明する。図１はこの発明によるサーボ加速度計の一実施例の構成を示したものであり、構成部品の分解斜視図である。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。
【００１０】
振子１は、振子の基部１０の表面にトルカコイル１１、１２を巻回されたトルカカップ１３、１４が固定される。トルカカップ１３、１４の固定の方法は、エポキシ系接着剤などによる接着や、ネジなどを用いた機械的な固定、溶接などを用いた接合が挙げられる。トルカカップ１３、１４の材質は非磁性で軽量な材料が適しており、アルミ合金やチタン合金、樹脂材料などで構成される。トルカコイル１１、１２は線形状で金属材料の金属ワイヤで構成され、その材料には高い導電性が必要となるため、銅や銅合金、アルミ、アルミ合金などが適している。金属ワイヤの外周には、ポリウレタンやポリエステル、ポリエステルイミドなどで構成される絶縁層を備え、その外周には、主にポリビニルブチラルやポリアミド、ポリエステルなどで構成される融着層を備える。金属ワイヤ２４はトルカカップ１３、１４に巻きつけられた後に、隣接する融着層同士が接着することで、トルカコイル１１、１２の形状が固定される。融着層の接着方法は、溶剤を塗布する方法や、加熱による軟化・融解が挙げられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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