(57)【要約】【課題】本発明は、高周波数での応答性を良くすることができる加速度計を提供することを目的とするものである。【解決手段】容器１の溶媒１ａ中には、複数の磁性微粒子２が分散されている。容器１の両端には電極３が設けられ、電極３には電圧制御手段４が接続されている。容器１の周囲に設けられたコイル７Ａ，７Ｂが配置されており、コイル７Ａ，７Ｂ及び電圧制御手段４には、演算手段６が接続されている。コイル７Ａ，７Ｂのインダクタンスは、容器１に加えられた加速度による磁性微粒子２の分布変化に応じて変化する。演算手段６は、コイル７Ａ，７Ｂのインダクタンスの変化に基づいて容器１に加えられた加速度を検出する。電圧制御手段４は、演算手段６によって検出されたコイル７Ａ，７Ｂのインダクタンスの変化を打ち消すように電極３に電圧を印加する。【選択図】図１
2015036622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒を収納する容器と、
前記溶媒中に分散された複数の磁性微粒子と、
前記容器の両端に設けられた電極と、
前記電極に接続された電圧制御手段と、
前記容器の周囲に設けられたコイルと、
前記コイル及び前記電圧制御手段に接続された演算手段と
を備え、
前記コイルのインダクタンスは、前記容器に加えられた加速度による前記磁性微粒子の分布変化に応じて変化し、
前記演算手段は、前記コイルのインダクタンスの変化を検出した際に、前記コイルのインダクタンスの変化に基づいて前記容器に加えられた加速度を検出し、
前記電圧制御手段は、前記演算手段によって検出された前記コイルのインダクタンスの変化を打ち消すように前記電極に電圧を印加する
ことを特徴とする加速度計。
【請求項２】
前記電圧制御手段の両端に接続され、前記電極に印加される電圧を検出する電圧計
をさらに備え、
前記演算手段は、前記電圧計の出力を記憶する
ことを特徴とする請求項１記載の加速度計。
【請求項３】
前記磁性微粒子は、
フェライトを含有する微粒子本体と、
前記微粒子本体の表面に付加されたリンカーと、
前記リガンドに付加されるとともに電荷を帯びているリガンドと
を有する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加速度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度を検出する加速度計に関する。
【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、例えば下記の特許文献１等に示されている構成を挙げることができる。図４は、従来の加速度計を示す構成図である。図において、従来の加速度計では、磁性流体１０の周囲に永久磁石１１が配置されている。永久磁石１１の周囲には一対のコイル１２Ａ，１２Ｂが配置されている。コイル１２Ａ，１２Ｂには、演算手段１３が接続されている。
【０００３】
平常時、磁性流体１０は、永久磁石１１の磁力と表面張力とにより安定に分散している。磁性流体１０に加速度が加わると、その加速度に比例して磁性流体が変位する。磁性流体にはフェライトが含まれているので、磁性流体が変位に応じてコイル１２Ａ，１２Ｂのインダクタンスが変化する。演算手段１３は、コイル１２Ａ，１２Ｂのインダクタンスの変化に基づいて、磁性流体１０に加わった加速度を検出する。加速度が収まると、時間の経過とともに、永久磁石１１の磁力及び表面張力により磁性流体１０が元の位置に戻る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９１０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来の加速度計では、永久磁石により磁性流体の分布を制御しているので、磁性流体の分布を積極的に元に戻すことができず、高周波数での応答性が悪くなっている。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高周波数での応答性を良くすることができる加速度計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る加速度計は、溶媒を収納する容器と、溶媒中に分散された複数の磁性微粒子と、容器の両端に設けられた電極と、電極に接続された電圧制御手段と、容器の周囲に設けられたコイルと、コイル及び電圧制御手段に接続された演算手段とを備え、コイルのインダクタンスは、容器に加えられた加速度による磁性微粒子の分布変化に応じて変化し、演算手段は、コイルのインダクタンスの変化を検出した際に、コイルのインダクタンスの変化に基づいて容器に加えられた加速度を検出し、電圧制御手段は、演算手段によって検出されたコイルのインダクタンスの変化を打ち消すように電極に電圧を印加する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の加速度計によれば、電圧制御手段は、演算手段によって検出されたコイルのインダクタンスの変化を打ち消すように電極に電圧を印加するので、磁性微粒子の分布を積極的に元に戻すことができ、高周波数での応答性を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１による加速度計を示す構成図である。
【図２】図１の磁性微粒子を示す説明図である。
【図３】図２のリンカーの一例を示す説明図である。
【図４】従来の加速度計を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による加速度計を示す構成図であり、図２は図１の磁性微粒子を示す説明図であり、図３は図２のリンカー２１の一例を示す説明図である。図１において、容器１は、超純水等からなる溶媒１ａを収納している。溶媒１ａには、複数の磁性微粒子２が分散されている。
【００１１】
図２に示すように、磁性微粒子２は、微粒子本体２０と、複数のリンカー２１と、複数のリガンド２２とを有している。微粒子本体２０は、ＧＭＡ（グリシジルメタクリレート）等を素材とするビーズ状のものであり、内部に複数のフェライト２０ａの粒子を含有している。リンカー２１は、微粒子本体２０の表面に付加された物質である。リンカー２１としては、エチレングリコールジグリシジルエーテルの誘導体（図３に例示）等を用いることができる。リガンド２２は、各リンカー２１にそれぞれ付加された物質であり、電荷を帯びている。リガンド２２としては、カルボキシル基を多く持つ高分子等を用いることができる。なお、図２のフェライト２０ａ、リンカー２１及びリガンド２２は例示的に示したものであり、実際には、磁性微粒子２はより多くのフェライト２０ａ、リンカー２１及びリガンド２２を有している。
【００１２】
図１に戻り、容器１の両端には、電極３が取付けられている。電極３には、電圧制御手段４が接続されている。電圧制御手段４は、直流電源等からなるものであり、電極３に印加する電圧の大きさ及び極性を制御する。電圧制御手段４には、電圧制御手段４から電極３に印加される電圧を検出する電圧計５が接続されている。電圧制御手段４及び電圧計５は、ＣＰＵ及びＲＡＭ等からなる演算手段６が接続されている。
【００１３】
容器１の外周には、容器１の長手方向に沿って並べて配置されたコイル７Ａ，７Ｂが配置されている。コイル７Ａ，７Ｂは、演算手段６に接続されている。
【００１４】
次に、図１の加速度計の動作を説明する。平常時、磁性微粒子２のリガンド２２が電荷を帯びていることから、磁性微粒子２は、互いに反発し合い溶媒１ａ中で均一に分散されている。容器１に加速度が加えられると、その加速度の影響を受けて磁性微粒子２の分布に偏りが生じる。磁性微粒子２の微粒子本体２０がフェライト２０ａの粒子を含有していることから、磁性微粒子２の分布の変化に応じてコイル７Ａ，７Ｂのインダクタンスが変化する。演算手段６は、コイル７Ａ，７Ｂのインダクタンスの変化を検出した際に、このコイル７Ａ，７Ｂのインダクタンスの変化に基づいて、容器１に加えられた加速度を検出する。
【００１５】
コイル７Ａ，７Ｂのインダクタンスの変化は、演算手段６から電圧制御手段４に入力される。電圧制御手段４は、コイル７Ａ，７Ｂのインダクタンスの変化を打ち消すように、すなわち磁性微粒子２の分布の変化を打ち消すように電極３に電圧を印加する。これにより、磁性微粒子２の分布を積極的に元の状態に戻すことができ、高周波数での応答性を良くすることができる。
【００１６】
電圧計５の出力は、演算手段６により記憶される。この電圧計５の出力は、磁性微粒子２の分布の変化に対応するデータであり、演算手段６によって検出された加速度を検証するために使用できる。
【００１７】
磁性微粒子２のリガンド２２を構成する物質は、望まれる磁性微粒子２の特性に応じて任意に変更可能である。リガンド２２として電荷量が大きな物質を用いると、電気泳動（電極３に印加される電圧）の影響を受けやすくなり、高周波数での応答性を良くすることができる。一方で、リンカー２１として分子量が大きな物質を用いると、加速度に対してリニアに応答させることができる。これは、粒子が小さいと熱運動やブラウン運動による影響を受けやすくなるので、分子量を大きくすることでそれらの影響を小さくできることに起因する。
【００１８】
このような加速度計では、電圧制御手段４は、演算手段６によって検出されたコイル７Ａ，７Ｂのインダクタンスの変化を打ち消すように電極３に電圧を印加するので、磁性微粒子２の分布を積極的に元の状態に戻すことができる。これにより、永久磁石を用いる従来構成と比べて、高周波数での応答性を良くすることができる。
【００１９】
また、電圧計５の出力が演算手段６に記憶されるので、演算手段６によって検出された加速度を検証でき、信頼性を向上できる。
【００２０】
さらに、磁性微粒子２がリンカー２１に付加されるとともに電荷を帯びているリガンド２２を有しているので、リガンド２２を変更することで、高周波数での応答性等の加速度計の特性を容易に調節することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１  容器
１ａ  溶媒
２  磁性微粒子
３  電極
４  電圧制御手段
５  電圧計
６  演算手段
７Ａ，７Ｂ  コイル
２０ａ  フェライト
２０  微粒子本体
２１  リンカー
２２  リガンド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015036622.tif 000006