(57)【要約】【課題】サーボ型加速度計を入力加速度の方向と感度軸が直交する横方向に取付けた場合に出力が極力ゼロとなるようにする。【解決手段】感度軸と垂直となる方向に配置される可動極板１０と、ヒンジ１２を介して該可動極板１０を振動可能に保持する枠体１４と、外部振動により変位した前記可動極板１０を吸引して元の位置に戻すための、前記可動極板１０の両側に配設されたフォースコイル１６とを備え、該フォースコイル１６に流れる電流から、外部振動により発生した加速度を検知するようにされたサーボ型加速度計において、一方のフォースコイル１６にテストコイル４０が配設され、他方のフォースコイル１６に、前記テストコイル４０に対応する重り（テストコイル４０）が配設されている。【選択図】図９
2018115963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感度軸と垂直となる方向に配置される可動極板と、
ヒンジを介して該可動極板を振動可能に保持する枠体と、
外部振動により変位した前記可動極板を吸引して元の位置に戻すための、前記可動極板の両側に配設されたフォースコイルとを備え、
該フォースコイルに流れる電流から、外部振動により発生した加速度を検知するようにされたサーボ型加速度計において、
一方のフォースコイルにテストコイルが配設され、
他方のフォースコイルに、前記テストコイルに対応する重りが配設されていることを特徴とするサーボ型加速度計。
【請求項２】
前記重りもテストコイルであることを特徴とする請求項１に記載のサーボ型加速度計。
【請求項３】
前記２つのテストコイルが電気的に並列に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のサーボ型加速度計。
【請求項４】
前記２つのテストコイルが電気的に直列に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のサーボ型加速度計。
【請求項５】
前記テストコイルから中継端子までの配線が、前記可動極板に関して対称に配設されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のサーボ型加速度計。
【請求項６】
前記テストコイルから中継端子までの配線パターンが、前記ヒンジの両側面に対称に成膜されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のサーボ型加速度計。
【請求項７】
前記テストコイルが、前記フォースコイルの外周に巻回されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のサーボ型加速度計。
【請求項８】
前記重りがダミーコイルであることを特徴とする請求項１に記載のサーボ型加速度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボ型加速度計に係り、特に、可動極板の両側にフォースコイルが配設されたサーボ型加速度計の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜３に示されるように、可動極板の両側にフォースコイルが配設されたサーボ型加速度計が知られている。
【０００３】
このような従来のサーボ型加速度計の機構部８の基本構造の例を図１（縦断面図）及び図２（図１のII−II線に沿う横断面図）に示す。感度軸と垂直となる方向に配設される、例えば石英ガラス製の可動極板１０は、薄肉のヒンジ１２を介して枠体１４と結合されており、外部振動により可動極板１０が感度方向（図１の上下方向）に振動可能となっている。また、可動極板１０の上下にはフォースコイル１６が取り付けられている。ヨーク２２、永久磁石２４、トッププレート２６により構成された磁気回路２０が枠体１４を挟むように上下に取り付けられ、連結リング３０により強固に接着固定されている。可動極板１０の上下面と、対向する位置にあるヨーク２２の端部との間で静電容量検出部３２が形成されている。外部振動により磁気回路２０側と可動部（可動極板１０＋コイル用アセンブリ）が相対変位することにより、上下の静電容量に差が生じる。この容量差を「ゼロ」にするようにフォースコイル１６に電流が流れ、可動極板１０を元の位置「ゼロ位置」に戻す。この時フォースコイル１６に流れる電流が、外部振動により発生した加速度に比例した値として出力される。
【０００４】
なお、図１には加速度に比例した電圧を出力するための電装部及び前記機構部８と電装部を組み込むためのケースは表記されていない。
【０００５】
このようなサーボ型加速度計の健全性を確認する方法として、図３や図４に例示する如く、フォースコイル１６とは別にテストコイル４０を設け、このテストコイル４０に外部から駆動信号（正弦波、ステップ入力など）を入力し、その時の加速度計出力応答を確認する方法がある。ここで、テストコイル４０は２個のフォースコイル１６のどちらか一方（図３、図４では上方）の外周に巻かれる。固定側の中継端子４２との接続方法としては、図３に例示した如く、テストコイル４０の端末（巻き始め、巻き終り）から中継端子４２まで数十μｍの銅線で空中配線４４によりボンディング接続する方法や、図４、図５（図４のＶ−Ｖ線に沿う横断面図）及び図６（図５のVI−VI線に沿う要部の縦断面図）に例示する如く、可動極板１０の表面に導電性材料の薄膜パターン４６を形成し、この薄膜パターン４６をヒンジ１２を経由して枠体１４まで連続的に形成させ、テストコイル４０と薄膜パターン４６を導電性接着剤などにより電気的に接続する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２８１６７０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８１２９８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１７４９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図３、図４に示したサーボ型加速度計を横方向に取り付けた場合の図を、それぞれ図７、図８に示す。機構部８の構造は可動部（可動極板１０＋コイルアセンブリ）に対して左右対称構造であり、ヒンジ１２により吊り下げられた可動部は重力加速度に対して安定状態で、感度軸に対して直交している為、出力は「０」となるのが理想である。しかしながら、図７、図８に示すようにテストコイル４０が一方（図では右側）にある場合は可動部の重心位置が幾何学中心からずれる（図では右側）。この場合、幾何学中心から重心までの距離と可動部質量により回転力（トルク）が発生し、その回転力による可動部位置のずれをキャンセルするためにフォースコイル１６に電流が流れ、それがオフセットとして出力されてしまう。
【０００８】
また、図７ではテストコイル４０の中継端子４２への接続を空中配線４４としているが、この空中配線４４が可動部位置のずれを引き起こす。一方、図８ではテストコイル４０の中継端子４２への接続方法として、ヒンジ１２に導電性材料による薄膜パターン４６を形成している。しかしながらこの薄膜パターン４６はヒンジ１２の一方の面（図では右側面）のみにある為、膜応力により可動部位置のずれを引き起こす。これらによりオフセット出力が発生してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、サーボ型加速度計を、重力加速度の方向と感度軸が直交する横方向に取付けた場合に、出力が極力０となるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、感度軸と垂直となる方向に配置される可動極板と、ヒンジを介して該可動極板を振動可能に保持する枠体と、外部振動により変位した前記可動極板を吸引して元の位置に戻すための、前記可動極板の両側に配設されたフォースコイルとを備え、該フォースコイルに流れる電流から、外部振動により発生した加速度を検知するようにされたサーボ型加速度計において、一方のフォースコイルにテストコイルを配設し、他方のフォースコイルに、前記テストコイルに対応する重りを配設することにより、前記課題を解決するものである。
【００１１】
ここで、前記重りもテストコイルとすることができる。
【００１２】
又、前記２つのテストコイルを電気的に並列に接続することができる。
【００１３】
又、前記２つのテストコイルを電気的に直列に接続することができる。
【００１４】
又、前記テストコイルから中継端子までの配線を、前記可動極板に関して対称に配設することができる。
【００１５】
又、前記テストコイルから中継端子までの配線パターンを、前記ヒンジの両側面に対照に成膜することができる。
【００１６】
又、前記テストコイルを、前記フォースコイルの外周に巻回することができる。
【００１７】
又、前記重りをダミーコイルとすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、テストコイルが配設されていないフォースコイルにも、テストコイルに対応する重りを配設したので、機構部の可動部重心と幾何学中心を極力一致させることができる。従って、可動部の重心位置が幾何学中心からずれることにより発生する回転力を防止して、オフセット出力を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来のサーボ型加速度計の機構部の基本構造の例を示す縦断面図
【図２】図１のII−II線に沿う横断面図
【図３】フォースコイルとは別にテストコイルを設け、空中配線により中継端子と接続した例を示す縦断面図
【図４】フォースコイルと別にテストコイルを設け、薄膜パターンにより中継端子と接続した例を示す縦断面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う横断面図
【図６】図５のVI−VI線に沿う要部縦断面図
【図７】図３の例の問題点を説明するための縦断面図
【図８】図４の例の問題点を説明するための縦断面図
【図９】本発明の第１実施形態の構成を示す縦断面図
【図１０】同じく電装部の例を模式的に示す回路図
【図１１】本発明の第２実施形態の構成を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態及び実施例に記載した内容により限定されるものではない。又、以下に記載した実施形態及び実施例における構成要件には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。更に、以下に記載した実施形態及び実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせてもよいし、適宜選択して用いてもよい。
【００２１】
本発明の第１実施形態は、図４に示したような薄膜パターンを用いたサーボ型加速度計において、図９に示す如く、左右両側のフォースコイル１６の外周にテストコイル４０を等量巻き付けると共に、テストコイル４０と中継端子４２を接続する薄膜パターン４６もヒンジ１２の左右両面に同様のパターンで成膜したものである。
【００２２】
図において５０はピックアップケース（以下、単にケースと称する）、６０は、機構部８と共にケース５０内に収容される電装部である。
【００２３】
電装部６０の例を図１０に模式的に示す。図において、６２はサーボ増幅器、６４は抵抗器である。
【００２４】
テストコイルラインの外部への取出しは、中継端子４２から電装部６０を経由し、ケーブルや端子で取出される。
【００２５】
２つのテストコイルラインは並列に取出してもいいし、中継端子４２あるいは電装部６０内で直列接続して取出しても良い。並列接続の場合には、何らかの理由で一方のテストコイルが断線しても、もう一方のテストコイルでサーボ型加速度計の健全性を確認することができる。一方、直列接続の場合は並列接続の場合と同じ電流で２倍の駆動力を発生させることができ、テストコイルを半分のサイズに小さくすることができる。
【００２６】
本実施形態においては、空中配線を用いていないので、アンバランスの発生を抑える効果が高い。
【００２７】
次に、図３に例示したような空中配線４４を有するサーボ型加速度計に適用した本発明の第２実施形態を図１１に示す。
【００２８】
本実施形態においても、第１実施形態と同様にテストコイル４０を左右両側のフォースコイル１６に等量巻き付けると共に、ヒンジ１２の左右両側に空中配線４４を対称に設けたものである。
【００２９】
本実施形態においても、空中配線４４に発生する力を均等にすることができる。
【００３０】
なお、前記実施形態においては、いずれも両側のフォースコイル１６に同じテストコイル４０が設けられていたが、一方のテストコイルを外部と配線しないダミーコイルとしたり、あるいはテストコイルでなく重りとすることも可能である。
【符号の説明】
【００３１】
８…機構部
１０…可動極板
１２…ヒンジ
１４…枠体
１６…フォースコイル
２０…磁気回路
２２…ヨーク
２４…永久磁石
３０…連結リング
３２…静電容量検出部
４０…テストコイル
４２…中継端子
４４…空中配線
４６…薄膜パターン
５０…（ピックアップ）ケース
６０…電装部
６２…サーボ増幅器
６４…抵抗器
【図１】
2018115963.tif 000003
【図２】
2018115963.tif 000004
【図３】
2018115963.tif 000005
【図４】
2018115963.tif 000006
【図５】
2018115963.tif 000007
【図６】
2018115963.tif 000008
【図７】
2018115963.tif 000009
【図８】
2018115963.tif 000010
【図９】
2018115963.tif 000011
【図１０】
2018115963.tif 000012
【図１１】
2018115963.tif 000013