(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学繊維ジャイロスコープに使用される装置であって、
コイル内面を有する実質的に円筒状の自立型検出コイルと、
中心軸を囲む円筒壁と構造体外面と各々中心軸の各端の二つの端面とを有する実質的に円筒状で剛性を有するコイル支持構造体と、
構造体外面に内方に向け形成した複数の第１の溝と、
構造体外面からコイル内面まで第１の接着剤を提供する形状で構造体外面に内方に向けて形成した複数のスロットとを備え、
前記第１の接着剤は、前記実質的に円筒状の自立型検出コイルを前記実質的に円筒状で剛性を有するコイル支持構造体に所定のパターンで接着し、少なくとも１つのギャップが前記コイル内面と前記円筒壁との間を分離している、
光学繊維ジャイロスコープに使用される装置。
【請求項２】
光学繊維ジャイロスコープに使用される装置であって、
コイル内面を有する実質的に円筒状の自立型検出コイルと、
中心軸を囲む円筒壁と構造体外面と各々中心軸の各端の二つの端面とを有する実質的に円筒状で剛性を有するコイル支持構造体と、
構造体外面に内方に向け形成した複数の第１の溝と、
バッファ外面とバッファ内面とを有するバッファと、
構造体外面の少なくとも一部からバッファ内面の少なくとも一部まで第１の接着剤を供給する形状で構造体外面に内方に向け形成した複数のスロットと、
バッファ外面をコイル内面に付着させる第２の接着剤と、
構造体外面を仕切る複数の環状区分と、
前記構造体外面上を円周方向に延び環状区分を縁取る複数の第２の溝とを備え、
前記第１の溝は中心軸と平行に前記構造体外面に沿って延びると共に、前記スロットは前記第１の溝と前記第２の溝で形成した仕切り内に含まれる、光学繊維ジャイロスコープに使用される装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学繊維ジャイロスコープに使用される装置において、
第３の接着剤を更に備え、環状区分は１つの内側区分と２つの外側環状区分を含み、第１の接着剤は内側環状区分とバッファ内面とに付着させ、第２の接着剤はバッファ外面とコイル内面とに付着させ、第３の接着剤は外側環状区分とバッファ内面とに付着させる、光学繊維ジャイロスコープに使用される装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は概して光学繊維ジャイロスコープに係り、特に本発明は光学繊維ジャイロスコープの検出コイルとハブの組立体に関する。
【０００２】
（背景技術）
光学繊維ジャイロスコープは回転運動の測定のために光波を伝送する光学繊維を用いる。光学繊維とは低損失、低歪みで長距離に亙り光信号を伝送するために用いるガラス繊維を束ねたものである。光学繊維は概してそれぞれ光学的屈折率の異なるガラス内心とガラス外被、並びにこれらのガラスを覆うプラスチック被覆とでなる。光学繊維は検出コイルとして知られる円筒構造体に強固に且つ独特に巻回される。
【０００３】
光学繊維ジャイロスコープではこれら光学繊維内を伝わる光はビームスプリッタで互いに同相で伝播する二つの逆伝播波に分割され、検出コイルの異なる端子に入る。光学繊維ジャイロスコープが回転していないときは二つの波は反対方向に同一の進路を通った後正確に同相で帰る。光学繊維ジャイロスコープが回転する、あるいは更に詳述すればコイルが回転している時は、コイルの一端から他端に至るまで一方の波は他方の波よりも長手の進路を進むため、二つの波の位相には相互に差が生じる。コイルの回転の速度は光が進行する媒体の速度とは光の速度は独立しているため、コイルに沿う如何なる２点間をも光が進むに必要とされる時間に影響しない。そこで二つの逆伝播波の各々の位相間の差異はコイルの回転を示し、電気回路を介して測定され得る。
【０００４】
環境要因は逆伝播波間の位相差に悪影響を与える。これは温度若しくは物理的のひずみのような環境要因は、検出コイルの出力が回転で誘起される位相差からは区別できない二波間位相差を生じ得る。他の振動のような環境要因はハブに対するコイルの連動を誘発し、疑似的な出力に帰結する。一定の環境要因は検出コイルの実際の回転の測定を補正し得る。換言すれば入力零であれば検出コイルの出力は二つの逆伝播波間の位相差として現れる環境要因の結果としての非零出力を生じる。非零出力が一定であればコイル回転のみを示す正確な位相差を測定し得るように調整できる。しかしながら一定ではない非零出力は簡単に調整し得ず、回転と環境の影響の双方に基づく位相差を生じる結果を検出コイルに生じさせる。
【０００５】
上述のようにこのような環境要因の一つは温度である。光学繊維ジャイロスコープはその動作期間中種々の温度に晒される。温度変化は二つの形で検出コイルに影響する。第１に異なる温度膨張の結果として検出コイルは物理的歪みを受ける。第２に光学繊維の光の透過特性は温度と共に変化する。
【０００６】
光学繊維ジャイロスコープの検出コイルはハブとして知られるコイル支持構造を介してジャイロスコープ構成に組み込まれる。ハブとコイルはいずれもハブがコイルの半径に対して小さい半径を有した構成の中心軸に沿って延びるほぼ円筒形構造を有する。代表的にハブとコイルの各材料は異なる熱膨張係数を示す。例えば等方性材料製のハブの熱膨張は中心軸について軸方向と半径方向の双方において比較的均一を生じる。しかしながらコイルの熱膨張は軸方向と半径方向において不均一に生じる。詳述すればコイルは軸方向では等方性のハブと同じようにして比較的大きな熱膨張を示すが、半径方向においてはコイルは等方性のハブに対して比較的小さいか、あるいは負の熱膨張を示す。その結果、この例では光学繊維ジャイロスコープがそのコイルとハブに膨張が起きるような温度変化に晒された場合、ハブはコイルよりも早く半径方向に膨張するため、検出コイルに歪みが生じ、極端な場合にコイルに褶曲、ひびあるいは他の物理的不安定が生じる。
【０００７】
従ってコイルを付着するハブの選定に当たって、コイルとハブの熱膨張係数がほぼ等しいことが有利である。熱膨張係数を半径方向のみまたは軸方向のみについて密接に整合させることは簡単だが、両方向においてコイルの熱膨張係数に近似する一方、コイルをジャイロスコープの構造にコイルを結合するに適した、適切なハブ材料を見つけることは困難である。
【０００８】
コイル・ハブ間接着方式における各材料の選択に加えて、接着の方法もまた問題を含む。ハブをコイルに継続的に接着することは、接着剤がコイルに流体静力学的な圧力をかける束縛流体として作用するため温度変化の全域でコイルは望ましくないひずみを受けることとなる。
【０００９】
温度に加えて振動あるいはジャイロスコープの出力に影響する環境要因になる。振動はコイルのハブへの付着からコイルに誘引される。この振動は検出コイルの出力である逆伝播二波の位相間のバイアスに寄与する。これによってより正確なコイル回転情報を得るためにはコイルが経験する振動を減じる必要がある。
【００１０】
加えて各部品の許容範囲で働く現実的で扱い易い接着方式を開発することも必要である。詳述すればハブやコイルのような機械加工部品は代表的に寸法、形状等においてある程度の変化を見せる。代表的に各部品は所定の許容レベル内である成分公差を持つように製造される。部品をその特定の使途に合せて注文製作させること、即ち各ハブを各コイルの最終寸法と形状に基づいて注文機械加工することは極めてコスト高となる。従ってコイルをハブに固着するための許容公差レベル内で部品寸法の変化に自己適合する接着方式を設計する必要がある。
【００１１】
要するにコイル・ハブ間接着の最適化には幾つかの要因を考慮し得る。代表的にこれらの要因は上記で論じた環境要因、即ち熱膨張と収縮、振動と物理的ひずみである。しかしながら他の多くの要因もまた特定コイル・ハブ間接着方式における特定選択に影響する。これらは特に光学繊維ジャイロスコープが運転される応用、材料と方法の選択に伴う各種の製造方法とコストに係わる公差を含む。特に最も効果的なコイル・ハブ間接着方式はこれらの要因のバランスを取ることから帰結するが、それは特定の応用のために全ての要因が最適化されることはないためである。例えばハブ材料は軸方向または半径方向においてコイルの熱膨張特性を近似するものが選択されようが、両方向においてコイルの熱膨張特性を近似する材料を創出することが困難である。二者択一的にコイルの熱膨張特性を近似する合成材料を企図し得るとしても、このような合成材料は仕上作業工程を複雑化する。
【００１２】
（発明の開示）
従って温度、振動、物理的ひずみのような検出コイルへの環境による影響を減少して、コイルについての正確な回転情報を得るために光学繊維ジャイロスコープの性能を改善することは本発明の利点である。
【００１３】
本発明の他の利点は許容公差レベル内の部品寸法の変動には過敏ではない、検出コイルのハブへの固着のための接着方式を企図することにある。
【００１４】
本方式の他の利点は接着剤をコイル、とハブの間の接合領域間に位置する溝内にまで拡張させて、コイルへの流体静力学的な圧力の蓄積を最小化する接着方式を企図することにある。
【００１５】
上記の利点と他の利点は、コイル内面を有する独立したほぼ円筒状の検出コイルと、円筒壁面と外面とを有する剛性でほぼ円筒状のコイル支持構造またはハブと、ハブの外面に形成した複数の溝と、ハブの外面に形成した複数のスロットと、ハブをコイルに固着する接着剤とでなる光学繊維ジャイロスコープ用の接着方式による一形態において実現される。複数のマニホールドをハブの円筒壁面に設けて接着剤をコイル・ハブ組体のスロット内に導入させる。上述では接着剤はマニホールドに注入でき、スロットを経てコイルとハブの間に存在するギャップ内に進行する。過剰な接着剤は溝に流れ、コイルとハブの間の接合領域を分離する。溝とスロットの異なる方向付け、接着剤の異なる形態と量、そして厚さをコイルとハブの間の接着剤厚さを異なる厚さにして適切な接着を得る。
【００１６】
別の代表的な実施形態では、接着方式には更に応力バッファと付加的な接着剤を含み、コイルに対する環境の影響を更に減少させる。詳しくは第１の接着剤がバッファの内面をハブの外面に付着させる。第２の接着剤がバッファの外面をコイルの内面に付着させる。第１の接着剤は望ましくは柔軟または柔順であり、第２接着剤は望ましくは剛性でコイルの振動を小さくする。
【００１７】
本発明の更に完全な理解が図面を参照しつつ詳細な説明と請求の範囲を読むことにより促進される。図中同一の番号は同一の構成部品にする。
【００１８】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明は光学繊維ジャイロスコープへの環境的影響の負の効果を小さくし得るように光学繊維ジャイロスコープにおける支持構造に検出コイルを付着する接着方式を採用する。図１はほぼ円筒状の光学繊維検出コイル１２がほぼ円筒状の支持構造になり、例えばハブ１０に当接する。コイル１２とハブ１０はいずれも中心軸１１について方向付けられる。コイル１２とハブ１０の半径に対して比較的小さい空隙がコイル１２とハブ１０の間に存在し、空隙内には接着剤１４が適用されてコイル１２をハブ１０に付着する。
【００１９】
コイル１２は代表的にガラス媒体から作った光学繊維からなる。各繊維はガラス内心とガラス外シェルを有し、内部ガラスと外部ガラスを光学的屈折率が異なる。プラスチック被覆またはジャケットでガラスを覆い、ガラス表面に傷が付かないように保護する。次いで光学繊維は特にボビン上に巻回され、接着され硬化されて、ボビンから分離される時にコイル１２が自立化するようにする。自立したコイル１２は、比較的厚みのある繊維の円筒壁を有するほぼ円筒状である。ボビンは通常繊維を何層にするものか、あるいは何回巻きとしたかに応じて、内径、高さおよび外径のようなコイル１２の寸法を設定する。代表的にコイル１２はボビンから一旦分離すると安定化のために温度循環を受ける。繊維の巻回中に受ける熱暴露または歪み緩和のために、コイル１２の寸法は初めはボビンが設立した寸法から僅かながら変化する。例えばコイル１２の直径はコイル１２をボビンから外した後０．１から０．２％変化する。
【００２０】
コイル１２は温度変動を検出してその変動に応じて熱膨張と収縮を示す。温度変化に晒された時、コイル１２は中心軸１１と半径方向については軸方向に不均一に拡がる。コイル１２の拡大率は部分的にはその材料組成に依る。
【００２１】
ハブ１０はコイル１２が付着される中心軸１１について方向付けしたほぼ円筒状の剛性構造を有する。代表的に中心軸からハブ１０の円筒壁の内面までの半径長は円筒壁の内面からその外面までの半径長より大であるが、他の円筒壁厚さもまた適切である。ハブ１０の円筒壁の外面は光学繊維ジャイロスコープの光学・電気回路に含められるようにコイル１２を支持する。
【００２２】
ハブ１０は各種の材料で作り得る。典型的なハブ用材料はＭＯＮＥＬ（登録商標）のような金属合金若しくはチタン、タングステン銅若しくはモリブデン銅のような冶金の粉末を用いて作った焼結金属複合材料、線条巻きガラス繊維・エポキシかガラス繊維・エポキシまたはアラミド・エポキシのような複合材料、ボロンあるいはシリコン、カーバイド若しくはグラファイトのようなセラミックで強化した金属マトリクス複合材、あるいは上記各材料のいずれかによる複合材料を含む。これらの材料はいずれも異なる熱膨張特性を示す。好適には各材料が８Ｅ−６  １／Ｋ以下の熱膨張係数を示す。留意すべき点は本発明がハブの材料によって限定されない点にある。ハブ材料の選択は部分的には光学繊維ジャイロスコープの特定の応用に基づくものであり、接着剤とハブの双方の選択に影響して特定の応用を最適化する。しかしながら一般にはハブ１０の熱膨張特性がコイル１２の熱膨張特性に極めて接近すれば、環境的影響は更に効果的に小さくなる。
【００２３】
本発明の一実施形態では、接着剤１４はハブ１０が含む複数のマニホールド１８を介してコイル・ハブ間接着領域内に導入される。マニホールド１８は軸方向に、即ち中心軸１と平行に、ハブ１０の円筒壁内に延長する。マニホールド１８は接着剤１４の複数のスロット２４内への流入を促進する。スロット２４は中心軸１１についてマニホールド１８からハブ１０の円筒壁を通り半径方向外向きに延びる。接着剤１４はマニホールド１８を介し比較的平均して、ハブ１０の外面、且つハブ１０とコイル１２間のギャップ内へ流動する。
【００２４】
マニホールド１８は他の方法よりも接着剤を相対的により平均し分布させ得る。例えば接着剤１４はコイル１２とハブ１０の各縁の間のギャップにおいてコイル・ハブ組体に導入される。この接着剤挿入方法はコイル１２に沿う軸方向の接着剤の均等分布をさせない。接着剤１４の大部分はコイル１２とハブ１０の縁に集まって、相対的に少量の接着剤のみがコイル１２とハブ１０の中心軸線に達する。
【００２５】
複数の第１の溝または切込み１６は中心軸１１についてハブ１０の外面に沿い軸方向に延長する。溝１６は半径方向の内底面と半径方向外方の上面開口とを有する。ハブ１０の外面が比較的平坦であれば余分な接着剤１４はマニホールド１８を介してスロット２４の底部に、スロット２４の上部からギャップを流れ、コイル１２とハブ１０の縁からコイル・ハブ組体を出る。従って本発明の典型的な実施形態では溝１６が含まれる。溝１６は余分な接着剤１４が蓄積する場所を提供することによりコイル・ハブ組体からの接着剤１４の流出を制御する。加えて溝１６は余分な接着剤１４が溝１６の全域を満たすように溝１６内に集まれば、コイル１２のハブ１０への付加的な付着を供する。詳しくは溝１６はスロット２４よりも大きであるが深くされ、溝１６はコイル１２をハブ１０に接合する接着剤１４のより大きな蓄積を可能にする。このように接着剤１４のより大きな蓄積は接着剤１４をより柔順にする。加えて溝１６はハブ１０とコイル１２間に分離した接合領域の配列を可能にする。分離した接合領域でのハブ１０とコイル１２の接合は各接合領域間に位置する溝１６内に接着剤を延びさせることによって流体静力学的圧力が発達することを防ぐ。
【００２６】
接着剤１４は、ハブ１０とコイル１２間の熱膨張係数の差を最小化する、即ちコイル１２の温度環境を均一にしてコイル１２に誘起される振動を最小にするように選択する。加えて接着剤１４は比較的均一に硬化するよう選択する。接着剤１４はシリコンゴムあるいは自然加硫ゴム（ＲＴＶゴム）製のものが適切で、ジャイロスコープが晒される環境温度に対する硬さ若しくは熱伝導性のような特性において安定である。
【００２７】
接着剤は一以上の付加的材料で充填され、振動誘起硬化を最小にして光学繊維ジャイロスコープの性能を高める。典型的な充填材料はガラス粒子、石英、グラファイト粉、カーボンブラックおよび酸化アルミニウム粉を含む。変更した接着剤、即ち接着剤と充填材料の組み合わせ、例えばＲＴＶゴムとカーボンブラック充填材を用いることが有利である。充填した接着剤は熱負荷時に柔軟性を維持し、重力荷重あるいは振動付加時にも高い剛性を示す。換言すれば充填接着剤はジャイロスコープの温度性能の妥協なしでコイルとハブ間の接着の剛性を増加する。
【００２８】
適切な柔軟な接着剤は１０００ｐｓｉ（７０．３ｋｇ／ｓｑ  ｃｍ）にほぼ等しいか、それ以下のヤング率を有するＲＴＶゴムまたはシリコンゴムである。適切なより硬質の接着剤は結果的な組成物が２０００ｐｓｉ（１４０．３ｋｇ／ｓｑ  ｃｍ）にほぼ等しいかそれ以下となるように充填材料を組み入れる。接着剤の特性、例えばヤング率と接着剤の厚さの選定はジャイロスコープを用いる特性応用と環境次第である。一般に代表的に接着剤層の厚さは０．０１５インチ厚とするが、この値は特定の応用に応じて変わり得る。柔順なコイル・ハブ接合は軟く且つ厚い接着剤層によって適宜に得られる、例えば高温度負荷の場合に用いられるよう、より硬い接合には薄い硬性接着剤層によって適宜に得られ、例えば高振動入力の場合に用い得る。
【００２９】
接着剤方式の幾つかの異なる実施形態がコイル１２のハブ１０への付着に用いられる。代表的にこれらの方式は各種のハブ、溝またはスロット構成を有する。いずれの実施形態を選択するかは特定の応用、ハブ材料並びに接着剤材料に依ることが望ましい。加えてスロット２４と溝１６の長さ、幅、深さを異なる実施形態の各々において変更し、所望の接着特性を得る。
【００３０】
例えば一実施形態では接着剤とハブ材料の選択が、時間変化する検出コイル内の温度勾配を最小にして温度との光学繊維の光透過特性の変化から帰着するジャイロスコープの出力の変化を軽減する。これらの達成には一部をハブで形成した恒温容器内に検出コイルを先ず収容する。高熱伝導性のハブ材料が温度勾配の最小化に有利であり、ハブの温度質量（材料の比熱の質量倍）が温度変化率を最小化する。低熱伝導率のハブ対コイル接着剤は検出コイルへの熱伝導比を小さくし、検出コイル周囲の温度対称を維持する。
【００３１】
図２はハブ１０が中心軸（図２に図示せず）に対してハブ１０の外面に沿って軸方向に延びる溝１６を含む、本発明の一実施形態の側面図である。溝１６はハブ１０の全軸長またはそれ以下の長さで良い。加えて溝１６の幅は特定の応用に応じて変え得るが、スロット２４の幅よりは広いことが適切である。スロット２４もまたハブ１０の縁部より短い距離ハブ１０に沿って軸方向に延びる。スロット２４の長さも変えられるが、コイル１２の軸長よりは小さく、溝１６の軸長より小さいことが適切である。この実施形態では代表的にコイル１２のハブ１０への接着に単一の接着剤のみを使用する。
【００３２】
図３は本発明の他の実施形態の側面図で、ハブ１０の外面を円周方向に延びる複数の第２の溝１６によって、ハブ外面を複数の環状区分２８，３０に分割してある。この「分割」はコイル１２とハブ１０の間の接着特性を多数の点において注文通りに作成し得るようにする。特にこの「分割」は第１の接着剤をコイル１２の中心軸線近くに塗布し、第２の接着剤をコイル１２の軸端近くに塗布し得るようにする。第１の接着剤は第２の接着剤より硬くしてコイル１２とハブ１０の間の軸および回転硬さを増加させる。第２の接着剤は第１の接着剤より軟くして、コイル１２の熱膨張を抑制することなくコイル１２とハブ１０の間の角硬度が得られるコイル１２とハブ１０間の従順結合を生じさせる。この多重の接着剤構成は温度変化と振動に晒された時のジャイロスコープの高性能をもたらす。逆の接着剤組体、即ち第１の接着剤を軟く、第２の接着剤を硬くすれば、振動の存在下でジャイロスコープの高性能が得られるが、コイルの温度検出性の妥協を伴う。この実施形態では３つの環状区分を示すが、それ以上または以下の個数の区分としても良い。
【００３３】
図３は第１の溝１６と第２の溝２６が創生する溝「グリッド」を示す。スロット２４はこのグリッド内に幾つでも方向付けして設置し得る。例えば図３ではスロット２４はハブ１０の外面に沿って中央区分２８と端縁区分３０の間に交互に設置されている。マニホールド１８（図３には示さない）はハブ１０の外端からスロット２４への接着剤の移動を促進する。
【００３４】
図４は本発明の他の実施形態を側面図で示し、ハブ１０の半径を中心軸１１（図４には示さない）に対して軸方向に変化されている。詳述すればハブ１０の半径はテーパ付けされ、その軸中心線において半径を大にし、端部において小さくしてある。この実施形態ではコイル１２をハブ１０に接合する、ハブ１０の軸長に沿う接着剤１４の厚さを不均一にする。接着剤１４はハブ１０の軸中心で薄く、ハブ１０の端部で厚くなる。接着剤１４の選択に応じて、軸中心線での接着剤１４の厚い層が軸線と回転における硬さを増加する一方、端部における厚い接着剤１４層がコイル１２の熱膨張を抑制することなくコイル１２とハブ１０間の角硬度を得させる。
【００３５】
図５は本発明の他の実施形態を示す側面図であり、コイル１２とハブ１０の間の接着剤の分布を変化させている。この実施形態では接着剤１４の円周長がハブ１０の外面に沿い軸方向に変化し、一方接着剤１４の半径方向厚さが相対的に一定に保たれる。詳述すれば溝１６がハブ１０の両端９に対して対角線方向にハブ１０の外面に配設されてほぼダイヤモンド形の区分が形成される。これらのダイヤモンド形区分のほぼ中心にスロット２４があり、スロット２４を接着剤１４が通過してコイル１２（図５に図示せず）をハブ１０に接合する。溝１６の方向付けがハブ１０の軸中心線におけるその外面の大きい表面領域とその端部９の小さい表面領域とに接着剤１４を付着される。軸中心線の接着剤１４の大きい表面領域が軸と回転の硬度を増加させ、端部９における接着剤１４の小さい表面領域がコイル１２の熱膨張を抑制することなくコイル１２とハブ１０の間の角硬度を得させる。溝１６は接着剤が存在するハブ１０の領域を分離し、不連続の接合領域を形成する。
【００３６】
接着方式は光学繊維ジャイロスコープを運転する環境と整合するように適切に注文通りに製作される。本発明による接着剤方式用の適切な接着剤の選定時に考慮される要因が多数存在する。例えば光学繊維ジャイロスコープの大量生産においては、ボビンから外した際における膨張と収縮の後でのコイル１２の対応する最終寸法にハブを正確に寸法づけることが重要である。各ハブ１０を各コイル１２の結果的な形状に注文製作することはコスト的に許されない。適宜にはハブ１０を適切なギャップを取り得る各コイル１２の内径内に納まるように機械加工する。しかしながら特にコイル１２とハブ１０の実寸法には何等かの変化がある。従って接着取付けの構成の目標はこのような変化に鈍感である。ハブ１０をコイル１２に接着する接着剤は部品寸法の可能な組み合わせとは適切に仕事することになる。
【００３７】
仮に接着剤１４がコイル１２の最終内径内あるいはハブ１０の外径の変動若しくは誤差を許すように選択されれば有利である。例えばコイル１２とハブ１０の間の望ましいギャップが５０００分の１インチに決まったとすると、コイル１２を形成したボビンから外した後でのコイル１２の内径の１０００または２０００分の１インチの減少は顕著な減少である。ギャップ領域におけるこの減少は、コイル１２をハブ１０に整合する接着剤１４の厚さにおける減少に相当する。従って特定の応用のための接着剤１４の適切な選択はそのコイル１２とハブ１０の間の厚さの変動を許容する一方、コイル１２とハブ１０の間の接着をなお満足なものにし得る。
【００３８】
加えて適切な接着剤１４を選択してハブ１０とコイル１２間の熱膨張差を最小にし得る。充分に従順な接着剤は熱膨張差を最小にするが、このような従順な接着剤は他の環境要因を小さくするには適切でない。
【００３９】
接着剤１４はまたハブ１０からコイル１２に伝達される振動の最小化のためにも選択される。コイル１２の取付点における振動は仕上げ製品の振動特性を識ることで決定される。コイル１２の感度を環境振動から最小とするには、軸方向と半径方向の双方でコイル１２とハブ１０間に硬い取付けを得ることが望ましい。これはコイル１２が経験するはずみと揺れを小さくする。より硬い取付けは、接着面領域を増加するか、より硬い接着剤をコイル１２の軸中心に塗布すれば達成され得る。
【００４０】
コイル１２への環境の影響はまたコイル１２とハブ１０間に付加的な材料層を含ませることで最小化し得る。図６はこの点の本発明による実施形態を横断面で示す。詳細には図６はハブ１０とコイル１２間に設置した接着剤１４を含む。図７に示す本発明の他の実施形態は応力バッファ２２と二つの接着剤層、即ち接着剤１４と接着剤２０の追加を示す。図７は接着剤１４を介して（図６に示すコイル１２の内面の代わりに）バッファ２２の内面に付着させたハブ１０の外面を示す。接着剤１４は複数のマニホールド、スロットおよび溝を用いて上述のコイル・ハブ組体に導入される。接着剤２０はバッファ２２の内面をコイル１２の内面に付着させる。
【００４１】
接着剤２０は現在公知の、また後述の満足な方法を用いてバッファ２２をコイル１２に付着する。例えばコイル１２は上述のようにボビン上に巻回される。次いで接着剤２０がコイル１２の外面に塗布され、応力バッファ２２が接着剤２０の上に巻回される。他の形態ではコイル１２とバッファ２２は２つの個別の自立性、非剛性構造に巻回され、バッファ２２の円筒状外面とコイル１２の円筒状内面との間にギャップを設けるように構成される。接着剤２０はこのギャップ内に注入され、真空ないし圧力注入技術の援助でほぼ均一に分布される。接着剤２０用の適切な材料は上述の接着剤１４用にリストした材料、例えば自己硬化エポキシ材料を含む。
【００４２】
バッファ２２はハブ１０の円筒壁に比較して細い円筒壁を有するほぼ円筒形態である。バッファ２２は非光学的に機能するグラスファイバかグラファイトの複合構造、あるいはハブ１０について上述した材料のいずれかで作られる。上述したようにバッファ２２は適切にはコイル１２と同様、あるいは現在公知の、または後述のいずれかの他の方法でボビン上に構成される非剛性の巻回構造である。接着剤を使用して巻回構造をバッファ２２に結束する。
【００４３】
繊維を巻回バッファ２２に接合する接着剤特性は半径方向の層位置で変わる。内側の層には比較的軟いボンドが用いてハブ１０への従順性を持たせる。接着剤強度の漸進的増が接着剤が晒される紫外線エネルギの程度を変化させることによって達成される。紫外線エネルギは、例えば時間の関数、露出、組成の変更等として変化させる。
【００４４】
接着剤１４は上述した熱膨張不整合と振動誘起バイアスエラーを最小にし、バッファ２２と接着剤２０の追加はこれらの負の環境要因を更に小さくする。バッファ２２はコイル１２とハブ１０の間の熱膨張特性の不整合によってコイル１２に直接誘起される応力と歪みの減少に効果がある。詳しくはコイル１２とハブ１０の間の材料層の増加と共にこれらの負の環境要因は次第に減じるので、バッファ２２はコイル１２に加わる歪みを部分的に吸収する。バッファ２２はバッファ２２の熱膨張係数がハブ１０とコイル１２の軸方向熱膨張のほぼ算数的平均となるようにコイル１２とハブ１０間の熱膨張不整合を小さくする。
【００４５】
加えてバッファ２２はコイル１２とハブ１０間の強固な結合を提供することによってコイル１２の出力における振動誘起バイアスエラーが最小になる。バッファ２２はコイル１２の共振をより高い周波数範囲に増加してコイル１２の振動への感度を下げる。換言するとバッファ２２がなければ振動共振は軸方向のはねと揺れをコイル１２に生じさせる。この共振は少なくとも部分的には硬い接着剤を加えることで抑制できる。バッファ２２は巻回材料を結束する軟い接着剤で作られたとしても、一接着剤のみよりは相当に強力であり、振動誘起バイアスエラーを減じる点で秀れている。
【００４６】
両接着剤１４および２０は接着方式を最適化するように選択される。詳しくは両接着剤１４および２０は互いに関連し合って働いてコイル１２が晒される温度変化と振動を最小にする。適切には接着剤１４はコイル１２とハブ１０の間に従順な取付けをもたらすと共に、コイル１２とハブ１０の間の熱膨張特性の整合させる助けとなる、可撓性あるいはより軟い接着剤である。他方接着剤２０はコイル１２が晒される振動を小さくする助けとなる、より硬い従順性の少ない接着剤である。
【００４７】
上述の各実施形態のいずれかの組み合わせが本発明に従ってコイル１２をハブ１０に付着させるために用い得ることに留意すべきである。これは溝の方向付け、スロットの方向付け、環状リング分割、ハブ、接着剤ないしバッファの適宜の組み合わせを含む。
【００４８】
上述の説明は本発明の典型的な実施形態のものであり、本発明がこれによって限定されないことを理解すべきである。本発明の設計上、構成上、実行上の各種変更が請求範囲に記載の本発明の精神と特許請求の範囲を逸脱することなく可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１はハブに接着した典型的な検出コイルの断面図である。
【図２】  図２は接着剤としてコイルを除去した典型的なハブの側面図である。
【図３】  図３は接着剤とコイルを除去した、円周方向に延びる溝と軸方向に延びる溝を有する典型的なハブの側面図である。
【図４】  図４は接着剤とコイルをハブの側面から除去した、半径方向に接着剤の厚さを変えた典型的なハブの側面図である。
【図５】  図５は対角線状に延びる溝と、軸方向に分布の変化する接着剤を有し、コイルを除いた典型的なハブの側面図である。
【図６】  図６はハブに接着した典型的な検出コイルの断面図である。
【図７】  図７はバッファを介してハブに接着した典型的な検出コイルの断面図である。
【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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【図６】
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【図７】
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