(57)【要約】【課題】本発明は、差動トランスを用い、コアを引張りばねで一方向に付勢した状態で、加速度を検出することを目的とする。【解決手段】本発明による加速度計は、差動トランス(10)のステータコイル(2)の案内孔(3)内に設けられたコア(4)を引張りばね(7)で一方向に常時付勢し、加速度(a)が印加された時のコア(4)の移動に基づいて加速度ａ＝ｍｘ／ｋ（ｍはコア４の質量、ｋは引張りばね７のばね定数、ｘはコア４の変位量）を検出する構成である。【選択図】図１
2010066004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次コイル(P)及び二次コイル(S1,S2)からなるステータコイル(2)を内設した筒状ケース(1)と、前記ステータコイル(2)の軸心位置に形成された案内孔(3)内に移動自在に設けられたコア(4)と、前記筒状ケース(1)の両端に設けられ前記案内孔(3)の両端を塞ぐための一対の第１、第２端板(5,6)と、前記案内孔(3)内に配設され前記第１端板(5)と前記コア(4)との間に位置して前記コア(4)を一方向へ付勢するための引張りばね(7)と、を備え、
前記コア(4)に対して外部から加速度(a)が付加された場合、前記コア(4)は前記引張りばね(7)のばね力に抗して移動することを特徴とする加速度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度計に関し、特に、直線移動型の差動トランスを用い、コアを引張りばねで一方向に付勢した状態で、加速度を検出するための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の加速度計としては、一般に、特許文献１で開示された静電式の構成及び機械式の構成を挙げることができ、この静電式の構成の場合は、機械式に左右に振れるマス部に対して一対の電極を設け、各電極とマス部との間隔の変化による静電容量の変化によって両方向の加速度の有無又は大きさを検出している。
また、機械式の構成は、文献名を挙げてはいないが、機械式に構成された振り子の振り角度を機械式の接点又は電気、磁気、光学等のセンサを用いて検出する構成が採用されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の加速度計は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の特許文献１に開示された構成の場合、左右に振れる質量体からなる加速度検出用素子部に対して一対の検出用電極を配置しているため、高温、高湿度等の悪環境下においては、測定可能限度があるため、あまり悪環境下では使用することが困難であった。
【０００５】
また、前述の機械式の振り子の動きを機械式の接点又は電気、磁気、光学等のセンサを用いる構成は、加速度計としての装置の全体形状が大型となり、小型化及び軽量化が極めて困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による加速度計は、一次コイル及び二次コイルからなるステータコイルを内設した筒状ケースと、前記ステータコイルの軸心位置に形成された案内孔内に移動自在に設けられたコアと、前記筒状ケースの両端に設けられ前記案内孔の両端を塞ぐための一対の第１、第２端板と、前記案内孔内に配設され前記第１端板と前記コアとの間に位置して前記コアを一方向へ付勢するための引張りばねと、を備え、前記コアに対して外部から加速度が付加された場合、前記コアは前記引張りばねのばね力に抗して移動する構成である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による加速度計は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、一次コイル及び二次コイルからなるステータコイルを内設した筒状ケースと、前記ステータコイルの軸心位置に形成された案内孔内に移動自在に設けられたコアと、前記筒状ケースの両端に設けられ前記案内孔の両端を塞ぐための一対の第１、第２端板と、前記案内孔内に配設され前記第１端板と前記コアとの間に位置して前記コアを一方向へ付勢するための引張りばねと、を備え、前記コアに対して外部から加速度が付加された場合、前記コアは前記引張りばねのばね力に抗して移動するため、耐熱、耐水、耐衝撃性等の耐環境特性を備えた加速度計を得ることができる。
また、加速度を検出する検出素子の構成としては、直線型差動トランスを用いているため、構造が小径長手状となり、飛翔体等の直線可動部材の加速度動作を検出するために最適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、直線移動型の差動トランスを用い、コアを引張りばねで一方向に付勢した状態で、加速度を検出するようにした加速度計を提供することを目的とする。
【実施例】
【０００９】
以下、図面と共に本発明による加速度計の好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１で示されるものは筒状ケースであり、この筒状ケース１内には、励磁コイルである一次コイルＰと出力コイルである一対の二次コイルＳ１、Ｓ２からなるステータコイル２が内設されている。
【００１０】
前記ステータコイル２の軸心位置には、長手形状に形成された案内孔３が形成され、この案内孔３内には磁性材からなり両端にスライダ４Ａ、４Ｂを有する円柱状のコア４が矢印Ａの左右何れかの方向にも摺動自在に設けられている。
前記筒状ケース１の両端には、前記ステータコイル２の両端に位置し、前記案内孔３の両端を塞ぐように配設された一対の第１、第２端板５、６が設けられている。
【００１１】
前記案内孔３内の第１端板５とコア４との間には、スプリング等からなる引張りばね７が配設され、この引張りばね７の一端７ａは前記第１端板５に接続され、その他端７ｂは前記コア４の端部４ａに接続されている。
前記コア４は、前記引張りばね７により常時矢印Ｂの方向に付勢されており、前述の筒状ケース１、ステータコイル２、各端板５、６及びコア４により差動トランス１０を構成し、この差動トランス１０と引張りばね７とにより加速度計１１を構成している。
【００１２】
前記差動トランス１０を周知の構造としてその構成と動作を説明すると、図２から図４で示される通りである。尚、図１と同一部分には同一符号を付して説明する。
すなわち、図２において符号１で示されるものは円筒状の筒状ケースであり、この筒状ケース１の両端には第１、第２の端板５、６が設けられ、この筒状ケース１の内壁１ａには、一次コイルＰ及び一対の二次コイルＳ１、Ｓ２からなるステータコイル２を有するボビン１Ａが設けられている。
【００１３】
前記各端板５、６間には、軸体１２が矢印Ａの方向に沿って往復直動自在に設けられており、この軸体１２は各端板５、６を貫通して外方へ突出している。
前記ボビン１Ａは、前記各端板５、６に対して充填樹脂１３によって封止及び固定され、前記ステータコイル２に接続されたケーブル１４又はリード線１５が外方へ導出されている。
【００１４】
前記軸体１２には、磁性体からなるコア４が設けられ、このコア４は前記ステータコイル２に対応し、この軸体１２が図示しない被検出部材に接続され、前記筒状ケース１に対して伸長Ｂ及び収縮Ｃ側へ直動するように構成されている。
【００１５】
前記ステータコイル２は、図３に示されるように結線され、前記各二次コイルＳ１、Ｓ２は中点ＣＴを介して各々接続され、出力電力Ｖａ、Ｖｂが出力されるように構成されている。
【００１６】
前記コア４が、図２で示されるように、ステータコイル２の長手方向に対して中央位置にある時は、一次コイルＰと一対の二次コイルＳ１、Ｓ２の両コイルとの磁気的結合の度合いは等しく、コア４が収縮Ｃ側へ移動すると、一次コイルＰと二次コイルＳ２との磁気的結合度が強まり、逆に、一次コイルＰと二次コイルＳ１との磁気的結合度は弱まる。
【００１７】
前記磁気的結合度は、各二次コイルＳ１、Ｓ２の誘起起電力が出力電圧Ｖａ、Ｖｂで表され、この出力電圧Ｖａ、Ｖｂは、コア４の変位量に比例した交流電圧となり、このコア４の電気的な中立位置Ｄは、図４に示されるように、出力電圧Ｖａ、ＶｂがＶａ＝Ｖｂで０Ｖとなる位置で、製品（ＬＶＤＴ）を出荷する時は、この電気的な中立位置Ｄとなるように、ボビン１Ａとコア４の相対位置を固定して構成されていた。
【００１８】
前述の図１の構成において、差動トランス１０の長手方向に沿って加速度ａが加わると、この加速度ａが質量ｍのコア４へ加わったことによるコア４の直線位置の変位量ｘを差動トランス１０によって測定する。尚、この変位量ｘは周知のように出力電圧Ｖａ、Ｖｂのレベルにより得られる。
前述の場合、前記コア４を支える引張りばね７のばね定数ｋとコア４の質量ｍ及び差動トランス１０によって測定した変位量ｘを用い、加速度ａ＝ｍｘ／ｋとして算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による加速度計を示す構成図である。
【図２】図１の差動トランスを示す構成図である。
【図３】図１及び図２のステータコイルを示す結線図である。
【図４】図１と図２の差動トランスの出力電圧を示す特性図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    筒状ケース
２    ステータコイル
Ｐ    一次コイル
Ｓ１、Ｓ２    二次コイル
３    案内孔
４    コア
４Ａ、４Ｂ    スライダ
４ａ    端部
５、６    第１、第２端板
７    引張りばね
ｋ    ばね定数
ｍ    質量
ａ    加速度
７ａ    一端
７ｂ    他端
１０    差動トランス
【図１】
2010066004.tif 000003
【図２】
2010066004.tif 000004
【図３】
2010066004.tif 000005
【図４】
2010066004.tif 000006