(57)【要約】  【課題】  異なる入力軸まわりの角速度をそれぞれ検出する複数のジャイロを備えたセンサの組立方法において、作業効率を向上させることができ、試験校正作業を低コストで簡単に行うことができるようにする。  【解決手段】  １つの平面上に配置された複数の基板要素１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃにそれぞれ対応するジャイロ１６Ｘ、１６Ｙ、１６Ｚをすべての入力軸を同じ方向に揃えて装着する工程と、入力軸の方向が揃ったジャイロ１６Ｘ、１６Ｙ、１６Ｚに対して、試験機２８により該入力軸回りの角速度を与えて、各ジャイロ１６Ｘ、１６Ｙ、１６Ｚの校正のための補正情報を取得する工程と、補正情報取得後に、それぞれのジャイロ１６Ｘ、１６Ｙ、１６Ｚの入力軸が異なる所望の方向に向くように基板要素１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを立体的に配置する工程と、を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる入力軸まわりの角速度をそれぞれ検出する複数のジャイロを備えたセンサの組立方法において、
１つの平面上に配置された複数の基板要素にそれぞれ対応するジャイロをすべての入力軸を同じ方向に揃えて装着する工程と、
試験機に前記基板要素を取り付け、前記入力軸の方向が揃ったジャイロに対して、試験機により該入力軸回りの角速度を与えて試験を行い、各ジャイロの校正のための補正情報を取得する工程と、
補正情報取得後に、それぞれのジャイロの入力軸が異なる所望の方向に向くように前記基板要素を立体的に配置する工程と、
を備えることを特徴とするセンサの組立方法。
【請求項２】
異なる軸方向の加速度をそれぞれ検出する複数の加速度計を備えたセンサの組立方法において、
１つの平面上に配置された複数の基板要素にそれぞれ対応する加速度をその検出軸方向が前記平面に平行に向くように装着する工程と、
試験機に前記基板要素を取り付け、前記検出軸が前記平面に平行に向いた加速度計に対して、各加速度計の校正のための補正情報を取得する工程と、
補正情報取得後に、それぞれの加速度計の検出軸が異なる所望の方向に向くように前記基板要素を立体的に配置する工程と、
を備えることを特徴とするセンサの組立方法。
【請求項３】
前記補正情報は、温度感度についての補正情報であることを特徴とする請求項１または２記載のセンサの組立方法。
【請求項４】
前記複数の基板要素は、１つの平面上に配置された状態で、折り曲げ可能な折曲部を介して互いに接続されており、前記基板要素を立体的に配置する工程は、折曲部を折り曲げて箱体に収納することを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のセンサの組立方法。
【請求項５】
前記装着する工程において、前記複数の基板要素のいずれか１つに前記補正情報を記録する記憶素子及びＣＰＵを装着し、該記憶素子及びＣＰＵが装着された基板要素と他の基板要素との間を可撓性結線手段によって結線することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセンサの組立方法。
【請求項６】
前記補正情報を取得する工程において、試験機には、同時に複数のセンサの基板要素を取り付けることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のセンサの組立方法。
【請求項７】
前記複数のセンサには、それぞれ異なる電圧を供給し、該異なる電圧のディジタル値をＩＤ情報として用いることを特徴とする請求項６記載のセンサの組立方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の組立方法によって組み立てられたセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる入力軸まわりの角速度をそれぞれ検出する複数のジャイロまたは異なる軸方向の加速度をそれぞれ検出する複数の加速度計を備えたセンサの組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のセンサの組立方法としては、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
この公報に記載された多軸検出型振動ジャイロは、各支持基板に振動体を取り付け、支持基板を略Ｌ字状になるように配置して、それぞれの支持基板を、電気線路を内蔵した折曲可能なフレキシブル基板を介して連結し、フレキシブル基板を折曲することにより１つの支持基板に対して他の支持基板を垂直に起立させて、ケースに収納するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３０６０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記公報に記載されたジャイロでは、校正のための各振動ジャイロの補正情報の取得については、支持基板に取り付ける前にそれぞれ個別に行っているか、または、組立後に行っていると考えられる。
【０００６】
取り付ける前に補正情報の取得を行う場合には、各ジャイロにシリアル番号を付与し、それぞれにデータ処理用ＣＰＵ及びメモリを用意しなければならず、その後についてもシリアル番号管理をしなければならず、手間がかかり、作業効率が悪いという問題がある。また、一度に大量に処理することも困難である。
【０００７】
組立後に補正情報の取得を行う場合には、異なる入力軸となったジャイロに同じ角速度が印加されるようにレートテーブルに取り付ける必要があり、そのためには正確に角度付けを行う治具が必要となり、治具の製作に手間がかかり、作業効率が悪いという問題がある。治具を使わない場合には、組み立てられたジャイロ毎に複数回の試験を行うことも考えられるが、試験機は高価な設備で、使用回数に応じたメンテナンスが必要となり、温度感度についての補正情報の取得のためには温度制御可能なレートテーブルを使用する必要があり、低温にするために高価な液体窒素を要するために、試験回数が多くなるとそれだけ多大なコストがかかるという問題がある。複数の加速度計を備えるセンサにおいても、同様の問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる課題に鑑みなされたもので、作業効率を向上させることができ、校正のためのジャイロまたは加速度計の補正情報の取得作業を低コストで簡単に行うことができる、センサの組立方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、異なる入力軸まわりの角速度をそれぞれ検出する複数のジャイロを備えたセンサの組立方法において、
１つの平面上に配置された複数の基板要素にそれぞれ対応するジャイロをすべての入力軸を同じ方向に揃えて装着する工程と、
試験機に前記基板要素を取り付け、前記入力軸の方向が揃ったジャイロに対して、試験機により該入力軸回りの角速度を与えて試験を行い、各ジャイロの校正のための補正情報を取得する工程と、
補正情報取得後に、それぞれのジャイロの入力軸が異なる所望の方向に向くように前記基板要素を立体的に配置する工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、異なる軸方向の加速度をそれぞれ検出する複数の加速度計を備えたセンサの組立方法において、
１つの平面上に配置された複数の基板要素にそれぞれ対応する加速度をその検出軸方向が前記平面に平行に向くように装着する工程と、
試験機に前記基板要素を取り付け、前記検出軸が前記平面に平行に向いた加速度計に対して、各加速度計の校正のための補正情報を取得する工程と、
補正情報取得後に、それぞれの加速度計の検出軸が異なる所望の方向に向くように前記基板要素を立体的に配置する工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
１つの平面上に複数の基板要素が配置された状態において、各基板要素はジャイロの入力軸または加速度計の検出軸の方向を維持できる程度に互いに拘束されることが好ましい。拘束は、例えば、基板要素同士が直接一体的に連結することによっても、または、基板要素同士を電気的に接続する結線手段によって間接的に連結することによっても、行なうことができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の前記補正情報が、温度感度についての補正情報であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のものにおいて、前記複数の基板要素が、１つの平面上に配置された状態で、折り曲げ可能な折曲部を介して互いに接続されており、前記基板要素を立体的に配置する工程は、折曲部を折り曲げて箱体に収納することを含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の前記装着する工程において、前記複数の基板要素のいずれか１つに前記補正情報を記録する記憶素子及びＣＰＵを装着し、該記憶素子及びＣＰＵが装着された基板要素と他の基板要素との間を可撓性結線手段によって結線することを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の前記補正情報を取得する工程において、試験機には、同時に複数のセンサの基板要素を取り付けることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の前記複数の基板に、それぞれ異なる電圧を供給し、該異なる電圧のディジタル値をＩＤ情報として用いることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の組立方法によって組み立てられたセンサを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、１つの平面上に配置された複数の基板要素にそれぞれ対応するジャイロをすべての入力軸を同じ方向に揃えて装着することにより、この状態ですべてのジャイロに等しい角速度を印加することができる。このため、特別な治具を使用することなく試験機に取り付けて、ジャイロの校正のための補正情報を取得することができるようになる。このため、試験の回数を減らすことができて、作業効率を向上させることができ、低コストで補正情報を取得することができるようになる。
補正情報取得後に、基板要素を立体的に配置することで、ジャイロの入力軸が互いに異なる所望の方向に向くようにすることができ、製品として完成させることができる。
組立途中で補正情報の取得を行うので、各ジャイロのシリアル番号管理といったものを不要にすることができる。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、すべての加速度計を平面上に配置した状態にして、その検出軸方向が前記平面に平行に向くようにすることができるので、すべての加速度計に対して重力が印加されない状態で補正情報を一度に取得することができるようになる。このため、試験の回数を減らすことができて、作業効率を向上させることができ、低コストで補正情報を取得することができるようになる。
補正情報取得後に、基板要素を立体的に配置することで、加速度計の検出軸が互いに異なる所望の方向に向くようにすることができ、製品として完成させることができる。
組立途中で補正情報の取得を行うので、各加速度計のシリアル番号管理といったものを不要にすることができる。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、補正情報が温度感度情報であり、高価な低温試験についても、試験回数を低減させることができるので、低コストで補正情報を取得することができるようになる。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、補正情報取得中は各ジャイロまたは各加速度計が一体的に連結された状態で行うことができ、補正情報取得後は、基板要素を折曲部で折り曲げ、必要があれば基板要素を分離することで、簡単に基板要素を立体的に配置することができる。
【００２２】
請求項５記載の発明によれば、取得した補正情報を基板要素のいずれかに装着された記憶素子に記録しておくことで、シリアル管理が不要となり、データ処理の手間を簡素化することができるようになる。可撓性結線手段によって基板要素間を結線するために、基板要素を立体的に配置する前後において結線状態を維持することができる。
【００２３】
請求項６記載の発明によれば、一度に複数のセンサを試験機に取り付けて同時に補正情報の取得を行なうことにより、より作業効率を向上させて、低コストで補正情報を取得することができるようになる。
【００２４】
請求項７記載の発明によれば、一度に複数のセンサの識別を、それぞれのセンサに異なる電圧を供給することで行なうことができ、作業効率を向上させることができる。
【００２５】
請求項８記載の発明によれば、低コストでセンサを製造することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態によるセンサ１の組立方法の手順を表すフローチャートである。
【００２７】
まず、センサ組立の準備工程として、複数の基板要素１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃから構成される基板１０が用意される（ステップＳ０）。複数の基板要素１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、Ｌ字形状に配置されており、互いの隣接部分は折曲部１４，１４となって折曲可能となっているが、折曲前は、１つの平面上に配置される。折曲部１４は、具体的には、図４に示したようにＶ字カットラインで構成されることができる。
【００２８】
次の装着工程で、各基板要素１２上に適宜ジャイロ１６または加速度計１８が装着される（ステップＳ１）、具体的には、中央の基板要素１２Ａに、Ｚ軸まわりの角速度を検出するＺジャイロ１６Ｚと、Ｘ軸方向の加速度を検出するＸ加速度計１８Ｘと、Ｙ軸方向の加速度を検出するＹ加速度計１８Ｙとが、装着・接続される。中央の基板要素１２Ａの一辺を介して隣接する基板要素１２Ｂには、Ｙ軸まわりの角速度を検出するＹジャイロ１６Ｙが装着・接続され、中央の基板要素１２Ａの別の一辺を介して隣接する基板要素１２Ｃには、Ｘ軸まわりの角速度を検出するＸジャイロ１６Ｘと、Ｚ軸方向の加速度を検出するＺ加速度計１８Ｚとが装着・接続される。
【００２９】
図２及び図３（ａ）に示す状態では、各基板要素１２はすべて同一平面上に配置されており、この状態においては、すべてのジャイロ、即ち、Ｘジャイロ１６Ｘ、Ｙジャイロ１６Ｙ、Ｚジャイロ１６Ｚの入力軸はすべて同じ方向（紙面に垂直な方向）に揃えて配置されている。また、すべての加速度計、即ち、Ｘ加速度計１８Ｘ、Ｙ加速度計１８Ｙ、Ｚ加速度計１８Ｚの検出軸方向はすべて前記平面に平行に配置されている。
【００３０】
また、中央の基板要素１２Ａには、ＣＰＵ２０と不揮発性記憶素子としてのＥＥＰＲＯＭ２２とが装着される。
【００３１】
各基板要素１２間は、可撓性結線手段としての電線２４、２４、・・・によって結線されており、電線２４を介して各ジャイロ１６及び各加速度計１８の出力信号はＣＰＵ２０に入力されるように接続される。
【００３２】
次の試験校正工程（ステップＳ２）では、図２及び図３（ｂ）に示したように平面の基板１０の状態で試験を行い、ジャイロ１６及び加速度計１８の校正のための補正情報の取得が行われる。具体的には、ジャイロ１６に関しては、温度制御可能な試験機である一軸レートテーブル２８に取り付けて、温度感度の測定と、＋方向と−方向の直線性の測定がなされる。このときに、すべてのジャイロ１６の入力軸が揃っているので、この入力軸回りに角速度を印加することで、一度にすべてのジャイロ１６に等しく角速度を与えることができる。ジャイロ１６からの出力信号と外部から入力される温度情報は、ＣＰＵ２０に入力されて、そこでデータ処理、即ち、温度に依存した補正係数の演算が行なわれて、温度情報と関連付けてＥＥＰＲＯＭ２２に記録される。
【００３３】
併せて、加速度計１８Ｘ、１８Ｙ、１８Ｚについての温度感度の測定がなされ、加速度計１８からの出力信号と外部から入力される温度情報がＣＰＵ２０に入力されて、そこで、データ処理、即ち、温度に依存した補正係数の演算が行なわれて、温度情報と関連付けてＥＥＰＲＯＭ２２に記録される。すべての加速度計１８の検出軸方向が同一平面内にあるので、これらに対して等しく重力が印加されない状態で、試験を行なうことができる。
【００３４】
ここで、ジャイロ１６及び加速度計１８からの出力信号は、ＣＰＵ２０に入力されるだけでなく、外部のコンピュータに出力されるようにしてもよく、外部のコンピュータにて品質管理処理を行なうことができる。即ち、品質が不良とされたものについては排除する製品検査工程を併せて行なうことができる。また、任意には、外部のコンピュータで補正係数の演算といったデータ処理を行なうようにしてもよい。
【００３５】
そして、次の組立工程（ステップＳ３）において、前記折曲部１４を折り曲げて、基板要素１２Ｂ及び１２Ｃをそれぞれ基板要素１２Ａに対して直角になるように起立させて、箱体２６内に取り付ける（図３（ｃ））。箱体２６は、ほぼ直方体をなすべくその内面形状が３つの直交する内面を有しており、それぞれの基板要素１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、箱体２６の該当する内面にネジ２７によって固定される。これによって、基板要素１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、互いに直交状態を維持するべく箱体２６に支持される。こうして、各ジャイロ１６の入力軸及び各加速度計１８の検出軸は所望の方向に指向される。さらに箱体２６の開口部分をプレートで覆って、センサ１が完成する（図３（ｄ））。
【００３６】
こうして補正情報の取得を行なうための試験の手間を簡略化し、作業効率及びコストを低減することができる。また、在庫の保管に際しては、基板要素１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを折り曲げる前の平面状の基板１０の状態で嵩張ることなく保管しておくことができる。
【００３７】
以上の説明は、１つのセンサの組立についてであったが、より効率を図るためには、複数個のセンサに対して試験校正工程、即ち校正のための補正情報の取得を行なう工程を一度に実施することができる。図５は、この工程を行なう場合のブロック図である。
【００３８】
予め各基板１０には、Ａ／Ｄコンバータ３０と、ＣＡＮ（Controller Area Network）ユニット３２が装着されている（尚、図５では、基板１０に装着されたジャイロ及び加速度計は図示省略している）。一度にレートテーブルに複数の基板１０が取り付けられ、各基板１０は、外部の電圧生成回路４０と収録用コンピュータ４２にそれぞれ接続される。電圧生成回路４０からは、各基板１０に共通の電源電圧が供給されると共に、各基板１０のＡ／Ｄコンバータ３０には、電圧生成回路４０からそれぞれ異なる電圧が入力される。そして、ＣＡＮユニット３２は、ＣＡＮバス３４を介して収録用コンピュータ４２に接続される。
【００３９】
各基板１０のＡ／Ｄコンバータ３０は、入力されたアナログ電圧をディジタル変換する。変換されたディジタル値は、ＣＰＵ２０を介してＥＥＰＲＯＭ２２に、ＣＡＮのＩＤデータとして格納される。こうして、各基板１０のＩＤデータの付与を、電圧生成回路４０からの個別の電圧供給で行なうことにより、各基板１０のＩＤデータの付与の入力の手間を省くことができる。
【００４０】
収録用コンピュータ４２では、各基板１０からのジャイロ１６及び加速度計１８の出力信号をＩＤデータと共にＣＡＮバス３４を介して取り込みこれらをＩＤデータと関連付けて内蔵、外付けまたは着脱可能なメモリに記録すると共に、それぞれの温度に対応する補正係数の演算を行なって、各基板１０に送信する。各基板１０のＣＰＵ２０は、補正係数を温度情報と関連付けてＥＥＰＲＯＭ２２に格納する。
【００４１】
また、収録用コンピュータ４２では、取り込んだ各基板１０からのジャイロ１６及び加速度計１８の出力信号から、品質判定を行う。例えば、求めた補正係数が所定範囲を外れる場合には、不良と判定し、そのＩＤデータを出力する。
【００４２】
こうして、一度に多数の基板１０についての補正情報の取得を行なうことにより、作業効率及びコストを一層低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の組立手順を表すフローチャートである。
【図２】第１の工程において、１つの平面上に配置された複数の基板要素にジャイロ及び加速度計を配置した状態を表す平面図である。
【図３】本発明の組立手順を表す斜視図である。
【図４】図２の４−４線に沿って見た断面図である。
【図５】複数の基板に対して同時に補正情報を取得する場合のブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  センサ
１０  基板
１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）  基板要素
１４  折曲部
１６（１６Ｘ、１６Ｙ、１６Ｚ）  ジャイロ
１８（１８Ｘ、１８Ｙ、１８Ｚ）  加速度計
２０  ＣＰＵ
２２  ＥＥＰＲＯＭ（記憶素子）
２４  電線（可撓性結線手段）
２８  一軸レートテーブル(試験機)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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