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技術 改良されたIFOGハブとコイルとの熱的および機械的滑りインターフェイスを提供するためのシステムおよび方法

出願人 ノースロップグラマンガイダンスアンドエレクトロニクスカンパニーインコーポレイテッド
発明者 ホール,ジョン・アールリブマン,デイビッド・エフマクリーン,トーマス
出願日 2001年5月14日 (19年6ヶ月経過) 出願番号 2002-516569
公開日 2004年2月19日 (16年9ヶ月経過) 公開番号 2004-505265
状態 特許登録済
技術分野 ジャイロスコープ ライトガイド一般及び応用
主要キーワード 環境感度 内部ハブ 共振振動周波数 取付ハブ 偏り誤差 炭素複合物 結合不良 中心円筒
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図面 (1)

課題・解決手段

改良された滑りインターフェイスがそのまわりに位置づけられた中心に位置する円筒型ハブを含む光ファイバジャイロスコープで使用される回転センサを提供するためのシステムおよび方法である。中心ハブが、その一端から延びる実質的に平面の取付フランジを有し、中心ハブの回転軸は取付フランジの平面と直交する。注封材料に埋込まれる複数の光ファイバ同軸巻層を含むセンサコイルが、インターフェイスの外面のまわりに形成される。インターフェイスは、インターフェイスと注封コイルとの常なる熱的および機械つながりを維持しながら、注封コイルが、熱膨張によって中心ハブの軸方向に沿って膨張または収縮することを可能にする。このようにして、この発明は、注封コイルが熱膨張する間の、注封コイルの完全性とそのインターフェイスとのつながりとを維持し、したがって、回転センサ内の、温度によって誘起されるシュー偏り誤差を最小にする。

概要

背景

概要

改良された滑りインターフェイスがそのまわりに位置づけられた中心に位置する円筒型ハブを含む光ファイバジャイロスコープで使用される回転センサを提供するためのシステムおよび方法である。中心ハブが、その一端から延びる実質的に平面の取付フランジを有し、中心ハブの回転軸は取付フランジの平面と直交する。注封材料に埋込まれる複数の光ファイバ同軸巻層を含むセンサコイルが、インターフェイスの外面のまわりに形成される。インターフェイスは、インターフェイスと注封コイルとの常なる熱的および機械つながりを維持しながら、注封コイルが、熱膨張によって中心ハブの軸方向に沿って膨張または収縮することを可能にする。このようにして、この発明は、注封コイルが熱膨張する間の、注封コイルの完全性とそのインターフェイスとのつながりとを維持し、したがって、回転センサ内の、温度によって誘起されるシュー偏り誤差を最小にする。

目的

先行技術の前述の欠点および不利な点は、改良された、ハブからコイルへの滑りインターフェイスをそのまわりに置く中心に位置する円筒型ハブを含む光ファイバージャイロで使用される回転センサを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

光ファイバージャイロスコープで使用されるための回転センサであって、実質的に円筒型中心ハブとその一端に実質的に平面の取付フランジとを有するスプールと、注封材料に埋込まれる複数の光ファイバー同軸巻層を含むコイルとを含み、前記注封コイルは内面を有し、かつその一端が前記取付フランジの表面に固着されており、回転センサはさらに、前記中心ハブの外面と前記注封コイルの内面との間に位置づけられたインターフェイスを含み、前記インターフェイスは、前記注封コイルの熱膨張とともに変化する、前記中心ハブの軸方向に沿った長さを有する、回転センサ。

請求項2

前記インターフェイスは、前記注封コイルの内面と常に接触を維持しながら、前記注封コイルが前記中心ハブの軸方向に沿って膨張または収縮することを可能にする、請求項1に記載の回転センサ。

請求項3

前記インターフェイスは、前記中心ハブの軸方向に沿って互いから間隔をあけた複数の部分を含む、請求項2に記載の回転センサ。

請求項4

前記インターフェイスは、螺旋状に巻かれたばねを含む、請求項3に記載の回転センサ。

請求項5

前記インターフェイスは、間隔をあけた複数の円筒型のフープを含む、請求項3に記載の回転センサ。

請求項6

前記インターフェイスは、前記中心ハブと実質的に同じ熱膨張特徴を有する材料から形成される、請求項1に記載の回転センサ。

請求項7

前記インターフェイスにわたって位置づけられる第2の注封材料層をさらに含む、請求項1に記載の回転センサ。

請求項8

第2の注封材料は、前記注封コイルの注封材料と実質的に同じ熱膨張特性を有する、請求項7に記載の回転センサ。

請求項9

前記インターフェイスにわたって位置づけられる第2の注封材料層をさらに含み、前記第2の注封材料層は、前記インターフェイスの間隔をあけた部分の間の領域に延びる、請求項3に記載の回転センサ。

請求項10

前記インターフェイスの長さは、前記中心ハブの軸方向の長さよりも短い、請求項1に記載の回転センサ。

請求項11

前記中心ハブと、前記インターフェイスの内面上の少なくとも1つのポイントとの間に置かれる接着材料をさらに含む、請求項1に記載の回転センサ。

請求項12

前記接着剤は、前記取付フランジに対向する、前記中心ハブの端部上の前記中心ハブの周方向に等間隔に間をあけたポイントに位置づけられて、前記インターフェイス上に働く振動力を最小にする、請求項11に記載の回転センサ。

請求項13

前記中心ハブと前記インターフェイスとの間に位置づけらる取除くことのできる円筒型シムをさらに含み、前記円筒型シムは、前記インターフェイスが前記中心ハブに装着される間、前記インターフェイスをその所望の位置に保持し、装着が完了した後に円筒型シムは取除かれる、請求項1に記載の回転センサ。

請求項14

内面を有し、注封材料に封入される複数の光ファイバー巻層から形成され、さらに、少なくとも1つの取付フランジを含む種類のスプールの中心ハブの外面に巻かれるコイルを含む種類の回転センサを形成する方法であって、前記中心ハブの外面にわたってインターフェイスを位置づけるステップを含み、前記インターフェイスは、前記注封コイルの熱膨張とともに変化する、前記中心ハブの軸方向に沿った長さを有し、その方法はさらに、複数の光ファイバー巻きを前記インターフェイスのまわりに巻きさらに光ファイバー巻きを注封材料に封入することによって、前記注封コイルを前記インターフェイスにわたって形成するステップを含み、前記注封材料はさらに前記注封コイルを前記取付フランジに固着する、方法。

請求項15

前記注封コイルを前記インターフェイスにわたって形成する前に、第2の注封材料層を前記インターフェイスにわたって適用するステップをさらに含む、請求項14に記載の方法。

請求項16

前記第2の注封材料は、前記注封コイル内の注封材料と実質的に同じ熱膨張特性を有する、請求項15に記載の方法。

請求項17

前記インターフェイスは、前記中心ハブの軸方向に沿って互いから間隔をあけた複数の部分を含み、前記第2の注封材料層は、インターフェイスが前記中心ハブに沿った軸方向に収縮できるように、前記インターフェイスの間隔をあけた部分の間の区域に延びる、請求項15に記載の方法。

請求項18

前記中心ハブと前記インターフェイスとの間に延びる円筒型シムを前記中心ハブのまわりに位置づけて、前記中心ハブ上の前記インターフェイスの位置を制御する、ステップと、前記注封コイルが前記インターフェイスにわたって形成された後、前記円筒型シムを取除くステップとをさらに含む、請求項14に記載の方法。

請求項19

前記円筒型シムの除去によってできた、前記中心ハブと前記インターフェイスとの間のスペースで、前記中心ハブと前記インターフェイスの内面上の少なくとも1つのポイントとの間に接着剤を置くステップをさらに含む、請求項18に記載の方法。

請求項20

前記接着剤は、前記取付フランジに対向する、前記中心ハブの端部上において、前記中心ハブの周方向に等間隔に間をあけたポイントに置かれて、前記インターフェイス上で働く振動力を最小にする、請求項19に記載の方法。

請求項21

前記インターフェイスは、螺旋状に巻かれたばねである、請求項14に記載の方法。

請求項22

前記ばねは、前記ばねと前記中心ハブとの間のより強固なつながりを提供するために、前記中心ハブにわたって置かれる前に、引張られる、請求項21に記載の方法。

請求項23

前記インターフェイスは、間隔をあけた複数の円筒型フープを含む、請求項14に記載の方法。

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0001

この発明は一般に光ファイバージャイロスコープのためのセンサコイル取付ハブとの間の滑りインターフェイスに関し、具体的には、ファイバー応力による、温度によって誘起されたシュープ効果を最小にする、注封センサコイルを支持するための構成に関する。

0002

【関連分野の説明】
干渉型光ファイバージャイロスコープ(IFOG)は、光源ビームスプリッタ偏波保持(polarization maintaining:PM)ファイバーまたは低複屈折標準電気通信)ファイバーのいずれかから作られる光ファイバー検出コイル、(ときには2つ以上の)偏光子、および、ループビームスプリッタによって分光され検出コイル内を伝わる対向して伝搬する波になる、光源からの光のための検出器という主な部品を含む。関連の電子機器が、コイルの両端から現われる干渉し対向して伝搬する2つの光ビームの間の位相関係を測定する。周知のサニャック効果のため、2つのビームが経験する位相シフト間の差は、機器が固定されるプラットホーム回転率に比例する。

0003

環境因子が、対向して伝搬するビーム間の測定される位相シフト差に影響を及ぼし、誤差を生じさせるおそれがある。このような環境因子は、温度、振動、および磁界等の変数を含む。一般に、このような因子はコイル中に不均一に分配されている。これらの環境因子が、対向して伝搬する波の各々がコイルを伝わるときに互いに出会う光路における変化を誘起する。2つの波上で誘起される位相シフトは等しくないので、回転によって誘起された信号と区別できない望ましくない位相シフトが生じる。

0004

環境因子から生ずる感度のいくつかを減少させるための過去のアプローチは、センサコイル巻を接着材料マトリックス内に注封する注封化合物の使用を含んだ。このようなアプローチは、この出願の譲受人に譲渡された「低バイアス光ファイバージャイロスコープ用のセンサコイル(Sensor Coil for Low Bias Fiber OpticGyroscope)」と題された米国特許第5,321,593号と、この発明の譲受人に譲渡された「激しい振動および熱環境用の注封光ファイバージャイロセンサコイル(Potted Fiber Optic Gyro Sensor Coil for Stringent Vibration and Thermal Environments)」と題された米国特許第5,546,482号とで説明されており、この両方の開示はここで引用により援用される。注封材料慎重に選択することによって(特に弾性の観点において)、振動によって誘起されるバイアス、コイル亀裂、hパラメータ劣化、および温度ランプバイアス感度(temperature−ramp bias sensitivity)を減少させる結果となる。これらの構成において、コイルは、その膨張率がその上に重なるファイバー巻きのそれに近い炭素複合材料スプール上に形成される。スプールの熱膨張特性とファイバー巻きの熱膨張特性とを密に一致させさらにコイル注封材料を適切に選択することによって、そうしなかった場合には標準の金属スプールに作用するであろう、熱応力が引き起こすシュープのようなバイアスを最小にする。

0005

適切な注封材料とスプール材料との使用は、バイアス環境感度を最小にすることとなるであろうが、1対の端部フランジの間に挟まれる実質的に円筒型のハブを特徴とする従来の支持およびスプール設計を、注封コイルに「一致」させることは困難である。このことは、温度変化に応じたこのようなコイルの膨張非対称性のためである。注封コイルの軸方向の熱膨張率は大抵、径方向のそれの100倍のオーダである。残念ながら、対応する非対称性は、支持スプールに関しては存在しない。従来の設計および組成物のスプールはむしろ等方性の熱膨張特性を示す。この相対的なインバランスがコイル応力により偏り誤差を生じさせ、注封コイル内の注封材料に結合と亀裂の問題をもたらす。たとえば、スプールのハブの材料が注封コイルの放射状の熱膨張率にきわめて近いスプール−コイル構成では、コイルの軸方向の膨張は、ハブのそれを超えるであろう。その結果として、温度が上昇するとき、コイルが軸方向に著しく圧縮されるおそれがある。なぜならば、注封コイルの軸方向の膨張は、スプールの端部フランジの間の比較的「固定された」分離距離によって制限されるからである。さらに、コイル−ハブのインターフェイスでの差のある熱膨張率による応力は、破裂またはコイル亀裂のいずれかの結果となるおそれがある。一方で、注封コイルの軸方向の熱膨張率と密に一致する材料から作成されるスプールにおいては、温度変化に応じてハブが比較的大きく径方向に膨張することが予測され、このことは、径方向寸法が比較的固定されているコイルのファイバーが圧搾されることによって、性能を劣化させる。

0006

注封センサコイルの非対称な径方向の熱膨張率と軸方向の熱膨張率とを備えた従来のスプール設計における前述の熱的不均衡の結果として生じる、熱によって誘起されたシュープバイアスに対処するために、単一の取付フランジ内部ハブとを備えるスプールを設計する試みがあった。これらの構成では、コイルはその中心軸フランジ面を横断するようにハブに取付けられ、、コイルは、単一の取付フランジから注封コイルの反対側にある第2のフランジという制限なしに軸方向に自由に延びることができる。たとえば、この発明の譲受人に譲渡された「低摩擦ブイターフイスを備えたジャイロセンサコイル(Gyro Sensor Coil with Low−Friction Hub Interface)」と題されたビリンスキー他(Bilinski et al.)による米国特許第5,545,892号は、非接着材料でコートされた中心ハブを有する単一の取付フランジおよび中心ハブアセンブリーを開示する。非接着材料は、比較的摩擦のない表面を提供し、その上では、注封コイルの最も内側の層が滑ることができ、熱に晒されたとき、その著しい軸方向の膨張に対応する。この引用の開示は、ここで引用によって援用される。

技術分野

0007

中心ハブに非接着コーティングを使用するこのアプローチは、注封コイルが温度変化に反応して軸方向に延びることを可能にするが、注封コイルは中心ハブに機械的にはつながれておらず、注封コイルがある温度変化によって熱膨張または圧縮を経験するとき、注封コイルは非接着コーティングの表面から物理的に分離するおそれがある。この機械的分離によって、注封コイルは中心ハブから熱的に断絶され、このため、IFOGのシュープによるバイアス挙動が突然変化する結果になるおそれがある。さらに、注封コイルが中心ハブから分離されることによって、それは、スプールに対し注封コイルが静置していない(free−standing) 構成であることから生じる、振動によって誘起されるバイアス効果に晒される。このようなバイアス効果は、注封コイルの共振周波数での振動を含む環境で特に強くなるおそれがある。その上、軸方向のコイルの膨張効果を克服するためのこのようなデバイス動作メカニズムは、注封コイルのハブ表面上を自由に滑る能力に依存する。ハブ上のコーティングに少しでも不完全性があれば、時として、有害な、いわゆる「スティックスリップ現象を起こすおそれがある。この効果は、コイルファイバーの不規則で準周期性の応力を引き起こし、ジャイロ出力における予測不可能な偏り誤差の結果となるおそれがある。

0008

先行技術の前述の欠点および不利な点は、改良された、ハブからコイルへの滑りインターフェイスをそのまわりに置く中心に位置する円筒型ハブを含む光ファイバージャイロで使用される回転センサを提供するこの発明によって、緩和される。中心ハブは、その端部の1つから延びる、実質的に平面の取付フランジを有し、中心ハブの回転軸は取付フランジの面と直交する。注封材料に埋込まれる複数の光ファイバー同軸巻層を含むセンサコイルが、滑りインターフェイスの外面のまわりに形成される。滑りインターフェイスは、インターフェイスと注封コイルと常に熱的および機械的つながりを維持しながら、注封コイルが、熱膨張によって中心ハブの軸方向に沿って膨張または収縮することを可能にする。このようにして、この発明は、注封コイルが熱膨張する間の注封コイルと滑りインターフェイスとのつながりの完全性を維持し、したがって、回転センサにおける、温度によって誘起されるシュープ偏り誤差を最小にする。

0009

新規であると思われるこの発明の特徴が、添付の請求項の詳細事項とともに述べられる。この発明は、その構成と動作様態との両方に関して、さらなる利点とともに、参照番号が図を通して同じ部分を示す添付の図とともに読まれると、以下の説明を参照することによって十分に理解されるであろう。

0010

【好ましい実施例の詳細な説明】
以下の説明は、当業者がこの発明を実施できるように提供され、さらに発明者が企図するこの発明を実施するためのベストモードを述べる。しかし種々の修正が依然として当業者にとって容易に明らかであろう。なぜならば、この発明の一般的な原理は、改良されたIFOGハブとコイルとの熱的および機械的滑りインターフェイス提供するためのシステムおよび方法を提供するようにここで具体的に定義されるからである。

0011

図1は、この発明に従って形成された光ファイバージャイロスコープのための回転センサ10の斜視図であり、それは、コイルの中心軸(破線17で図示)が単一の取付フランジ18の面に対して直交する種類のスプール16に係合する複数の光ファイバー14の巻きを含むセンサコイル12を有する。スプール16は、一端から放射状に延びる取付フランジ18を有する中心円筒型ハブ20を含む。センサ10は、中心ハブ20のまわりに予め定められた構造で、連続した光ファイバー14を巻くことによって形成される。巻きプロセスの間、またはその後、コイル12に注封材料を含浸し、この注封材料はさらにコイル12を取付フランジ18に結合するのに役立つ。代わりに、注封コイル12を取付フランジ18に接着するために、接着材料の別の層を使用してもよい。

0012

注封コイルが熱膨張の間に中心ハブから分離するという、先行技術の回転センサに付随するシュープ偏り誤差の効果を克服するために、この発明の回転センサ10は、図2で示されるように、注封コイル12と中心ハブ20との間に置かれる滑りインターフェイス22を含む。注封コイル12の最も内側の層24は、滑りインターフェイス22の上に、かつそれに接触した状態で巻かれる。静置していないコイル構成とは対照的に、注封コイル12は滑りインターフェイス22とのつながりを通してスプール16の中心ハブ20によって径方向に支持されているため、それは静置している。その結果として、注封コイル12それ自体は、その共振周波数付近の、またはその共振周波数での振動を受けやすい独立構造を構成しない。むしろ、それは、滑りインターフェイス22との密な接触とさらに取付フランジ18につけられることとの両方によって、スプール16に固定されており、それは、共振周波数が静置していない注封コイルのそれよりもずっと高い、組み合わせられた複合構造を形成する。

0013

注封コイル12と常に熱的および機械的つながりを維持しながら、中心ハブ20の軸方向に沿った、注封コイル12の熱膨張を可能にすることによって、滑りインターフェイス22はシュープ偏り誤差を最小限にする。滑りインターフェイス22は好ましくは、滑りインターフェイス22とハブ20との間のギャップが最小となるように、中心ハブ20の外径よりも僅かに大きな内径を有する螺旋状に巻かれたばねを含む。滑りインターフェイス22は、螺旋状に巻かれたばねを含むと以下で説明されるが、滑りインターフェイス22はまた、中心ハブ20に沿って間隔をあけた関係で置かれる複数の個別フープまたはリングを含むことができ、またはそれは、中心ハブ20の軸方向に沿って互いから間隔をあけた複数の部分を有する他の類似の構造を含むこともできるということは、この発明の発明者の意図するところである。

0014

中心ハブ20は好ましくは、チタン等の低熱膨張特性を有する材料、適切な炭素複合物または他の低熱膨張材料から形成される。滑りインターフェイス22と中心ハブ20との間の熱応力を最小にするために、滑りインターフェイス22は、中心ハブ20と実質的に同じ熱膨張特性を有する材料から形成される。滑りインターフェイス22は、中心ハブ20の外径の軸方向に沿って延びる静止長L1を有し、滑りインターフェイス22が中心ハブ20の軸方向に沿って延びることができるように、滑りインターフェイス22の長さL1は中心ハブ20の軸方向の長さL2よりも短い。滑りインターフェイス22の螺旋状の巻きが、スペース26により、中心ハブ20の軸方向に分離され、滑りインターフェイス22が中心ハブ20に沿って収縮することをさらに可能にする。滑りインターフェイス22の螺旋状に巻かれたばね構造では、スペース26は、ばね滑りインターフェイス22の静止長L1内に存在することができ、または、滑りインターフェイス22を引張って、これらのスペース26を滑りインターフェイス22の間隔をあけた部分の間に提供することもできる。滑りインターフェイス22をこのように引張ることによって、ばね滑りインターフェイス22の内径が中心ハブ20の外径にわたって締めつけられ、このことはさらにラジアル振動抵抗することになる。引張量は、所望のラジアル振動パフォーマンスに基づいて選ぶことができる。

0015

上で説明されたように、注封コイル12は、温度サイクルを経験するとき、体積膨張および収縮を経験し、このことは、軸方向の熱膨張と径方向の熱膨張とが不均衡になるという結果になる。膨張できかつ収縮できる滑りインターフェイス22上に注封コイル12を形成することによって、滑りインターフェイス22の構造は、注封コイル12の熱膨張とともに軸方向に膨張できかつ収縮できる表面を提供する。注封コイル12の軸方向の熱膨張により滑りインターフェイス22と注封コイル12とが一体に運動することによって、滑りインターフェイス22と注封コイル12との間に熱応力が生じることが妨げられる。熱応力のこのような減少によって、注封コイル12内の注封材料における亀裂の形成が妨げられ、注封コイル12と滑りインターフェイス22との機械的結合の完全性が維持され、したがって、注封コイル12内の注封材料にできる亀裂から生じ、さらに熱膨張の間に中心ハブ20から機械的におよび熱的に分離される注封コイル12から生じたであろうシュープ偏り誤差が最小にされる。この発明の回転センサ10は、中心ハブ20と注封コイル12との間に滑りインターフェイス22を設け、それは、径方向および軸方向の程度の大きく異なる熱膨張を吸収する能力犠牲にすることなしに、振動入力の範囲を超えて、コイル構造共振振動周波数を増加させる。

0016

図3で示されるようなこの発明のまた別の好ましい実施例では、注封コイル12を巻く前に、注封材料の基層30が滑りインターフェイス22にわたって形成される。注封コイルの第1の層24の光ファイバーが巻きプロセスの間に圧縮されること、または圧搾されることを妨げるために、基層30は、注封コイル12を巻くことのできるより平滑で、かつより柔軟な表面を提供する。したがって、基層30はさらに注封コイル12内のファイバー応力を減少させる手助けをする。2つの注封材料の間の熱応力を最小にするように、基層30は好ましくは、注封コイル12で使用される注封材料と同じものを含むか、または、注封コイル12で使用される注封材料の熱膨張特性に実質的に一致する他の材料を含んでもよい。基層30は、滑りインターフェイス22の間隔をあけた部分の間のスペース26に延び、滑りインターフェイス22が中心ハブ20の軸方向に沿って収縮することを可能にする。

0017

この発明の実施例の各々では、滑りインターフェイス22、注封コイル12、基層30、および注封ハブ20のそれぞれの所望の熱膨張特性を含む種々の設計考慮事項に依存して、特定のサイズ、形状、および滑りインターフェイス22の構成を選ぶことができる。滑りインターフェイス22の構成を選択するときに考慮に入れられるであろうまた他のファクタは、中心ハブ20からの所望の熱伝達中心コイル12が熱膨張する間の滑りインターフェイス22の運動から生じる、中心ハブ20と滑りインターフェイス22との間の摩擦量、および注封コイル12の特定の巻きを含むが、それらに制限されてはいない。前述の設計考慮事項に基づいて、滑りインターフェイス22の螺旋状の巻きまたはリングの特定の断面形状を可変に選ぶことができる。たとえば、図4で示されるように、注封コイル12を巻く平滑で平坦な表面を設けるために、滑りインターフェイス22は、矩形の断面形状を有することができる。さらに、注封コイル12と基層30との特定の熱膨張特性に依存して、インターフェイス22の巻きの数と、滑りインターフェイス22の、間隔をあけた部分の間のスペース26の長さとを選択することもできる。

0018

図5を参照すると、この発明の回転センサ52のまた別の好ましい実施例が示され、そこでは、回転センサ52が形成される間滑りインターフェイス22を所望の位置に保持するために、中心ハブ20と滑りインターフェイス22との間のギャップに円筒型シム50が位置づけられる。滑りインターフェイス22を中心ハブ20のまわりに位置づけることができるように、滑りインターフェイス22の内径は、中心ハブ20の外径よりも僅かに大きい。ある温度変化を経験するとき、滑りインターフェイス22が圧縮できるように、中心ハブ20と滑りインターフェイス22との間に小さなギャップを残すこともまた望ましい。中心ハブ20の外径と滑りインターフェイス22の内径との間のこのギャップを塞ぐために、シム50が利用されており、シム50は、滑りインターフェイス22の内面と摩擦的に係合することによって、形成プロセスの間それを所望の位置に保持する。基層30が滑りインターフェイス22にわたって形成された後、注封コイルが巻かれ、すべての注封材料が硬化し、回転センサ10の構成部分は、それらの所望の位置に設定され、そこでシム50が取除かれる。シム50は、金属材料、または、滑りインターフェイス22に摩擦的に係合しさらにそれをその所望の位置に保持するのに十分な剛性を有する類似の他の材料から形成されるべきである。シム50は円筒型であると説明されているが、シム50は、中心ハブ20とインターフェイス22との間のスペースを塞ぐいかなる断面を含んでもよい。

0019

シム50をいったん取除くと、図6で示されるように、滑りインターフェイス22と中心ハブ20との間でシムが占めていた領域にギャップ52ができる。硬化した注封材料を介して注封コイル12を取付フランジ18に装着することによって、中心ハブ20に対する、注封コイル12の径方向のセンタリングが提供される。取付フランジ18に対向するスプールの端部での、コイルパック12および滑りインターフェイス22構造の並進振動に抵抗するために、前記取付フランジ18に対向する端部のギャップ52に接着材料54の少なくとも1つのタックを置くことができる。コイルパック12の振動運動を最小にするために、周方向に等間隔に間をあけた複数の接着タック54を好ましくはギャップ52の中心ハブ20のまわりに位置づける。シム50を取除いた後、接着材料の連続層または弾性のOリングを、取付フランジ18に対向するスプールの端部のギャップ52に位置づけることもまた可能である。接着タック54は、注封コイル12の熱膨張とともに滑りインターフェイス22が軸方向に動くことを可能にしながら、並進振動に抵抗するのに十分な剛性を有する接着材料から形成されるべきである。

発明の概要

0020

前述の説明からわかるように、この発明の改良されたIFOGハブとコイルとの滑りインターフェイスは、注封コイルがその上に巻かれ、注封コイルの熱膨張の間、注封コイルと常に熱的および機械的接触を維持する熱伝導性層を提供する。その上、この発明のIFOGハブとコイルとの滑りインターフェイスで形成される回転センサは、周囲環境に存在する温度変化と振動とによる偏り誤差からは実質的に無縁である。さらに、この発明に従って形成されるIFOGのための回転センサは、コイル応力を減少させ、注封コイル内の注封材料で結合不良と亀裂起こることを妨げる。

図面の簡単な説明

0021

前述の実施例の各々では、この発明の改良されたIFOGハブとコイルとの熱的および機械的滑りインターフェイスを提供するためのシステムの異なる構造が、別々に各実施例で説明されている。しかし、ここで説明された各実施例の別々の側面をここで説明された他の実施例と併せ得ることが、この発明の発明者の完全な意図である。発明の範囲と思想から逸れることなしに、説明されたばかりの好ましい実施例のさまざまな適応および修正を形作ることが可能であることを、当業者は理解するであろう。それゆえ、添付の請求項の範囲内で、ここで特定的に説明された以外のやり方でこの発明を実行することができることが理解されるべきである。

【図1】
この発明に従って形成される回転センサの好ましい実施例の斜視図である。
【図2】
一般に線2−2に沿って見られた図1の回転センサの断面図である。
【図3】
この発明に従って形成される回転センサの別の好ましい実施例の部分断面図である。
【図4】
この発明に従って形成される回転センサのまた別の好ましい実施例の部分断面図である。
【図5】
円筒型シムを使用して形成される、この発明の別の好ましい実施例に従った部分的に構築された回転センサの斜視図である。
【図6】
図5の回転センサの部分断面図である。

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