JP4807110B2 - Support structure for accelerometer physical pendulum and accelerometer - Google Patents
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Description
本発明は加速度計における物理振子の支持構造及び加速度計に関するものであり、特に、レーザー干渉計を用いた加速度計において検出精度を高めることが可能な物理振子の支持構造に関するものである。 The present invention relates to a support structure for a physical pendulum in an accelerometer and an accelerometer, and more particularly to a support structure for a physical pendulum capable of increasing detection accuracy in an accelerometer using a laser interferometer.
従来技術(非特許文献1参照)のレーザー干渉計を用いた加速度計の構成を図7に示す。加速度の方向をZ軸、Z軸に直交する方向をX軸、Z軸及びX軸に直交する方向をY軸としている。この加速度計101は、例えば地震などの揺れの加速度を検出するもので、測定対象物上に取り付けられる基台102上に支柱103が立設され、その支柱103の垂直部103aに物理振子111が加速度に応じて振子運動可能なように垂直部103aに直交するように接続されている。
FIG. 7 shows the configuration of an accelerometer using a conventional laser interferometer (see Non-Patent Document 1). The direction of acceleration is the Z axis, the direction orthogonal to the Z axis is the X axis, and the direction orthogonal to the Z axis and the X axis is the Y axis. This
物理振子111は、板状の支持部112の一端に錘113が固定された構成を成し、支持部112の他端が支柱103の垂直部103aに金属薄板104を介して固定接続されている。また、物理振子111の支持部112の左右両側には、それぞれ物理振子111を支柱103側に付勢して物理振子111の振子運動の周期を長周期化するためのバネ部材105が配設されている。また、物理振子111の支持部112の上面と支柱103の水平部103bとの間には、物理振子111に振子運動を与えるとともに、物理振子111を支柱103に垂直に支持するための弾性手段としての恒弾性バネ106が設けられている。
The
また、物理振子111の上面と支柱103の水平部103bの底面との間には、物理振子111の振子運動を打ち消す方向に物理振子111を移動させる移動機構121が設けられている。この移動機構121は、物理振子111の上面に設けられた電磁石122と、支柱103の水平部103bにおいて電磁石122と対向する位置に設けられた磁石123とで構成され、制御回路141から電磁石122に制御信号が与えられることにより物理振子111の移動量が制御されるようになっている。
Further, a
また、物理振子111と基台102との間には、加速度に応じた物理振子111の移動位置を検出するレーザー干渉計131が設けられている。
Further, a
制御回路141には、レーザー干渉計131で測定された物理振子111の位置信号が入力され、その位置信号に基づいて物理振子111の振子運動を打ち消す(支柱103に対し相対的な動きが生じない)のに必要な移動動作を行うための制御信号を電磁石122に送信するようになっている。そして、この制御回路141から出力される制御信号に基づいて測定対象物の上下方向に加わった加速度を算出する。
The
このように構成された加速度計101においては、測定対象物が上下方向(図7のZ軸方向)に動いて物理振子111が上下方向の加速度を受けると、物理振子111が上下方向に振子運動する。この物理振子111の動き(変位)をレーザー干渉計131で測定して、その測定結果の位置信号を制御回路141に送信する。制御回路141は、その位置信号に基づいて物理振子111の振子運動を打ち消すように電磁石122に対し制御信号を与える。そのときの制御信号を解析することにより測定対象物の上下方向に加わった加速度を測定する。
上記従来技術の加速度計101の構成では、物理振子111を金属薄板104を介して支柱103に固定接続していることから、物理振子111の振子運動に金属薄板104のバネ性の影響が出やすく、このため、金属薄板のバネ性の影響が出ないように金属薄板104には薄い板バネ104を用いている。しかしながら、極めて薄くした板バネを用いた場合、今度は機械的な強度が不足し、バネ部材105の張力によって金属薄板104がS字状に変形したり、極端な場合は座屈が生じたりして物理振子111の位置安定性が損なわれ、引いてはレーザー干渉計の光軸がずれの許容範囲大きく外れて機能を損なうという問題があった。
In the configuration of the
また、振動周期を長期化するためのバネ部材105を物理振子111の左右両側に設けているが、それぞれのバネ部材105の張力を全く同一にすることは困難であることから、実際には張力のバラツキにより物理振子111にねじれ運動が発生してしまう。レーザー干渉計131は極めて高い精度で物理振子111の動きを検知することが可能であるが、これらのねじれ運動が発生するとレーザー干渉計131の測定結果にそのねじれ運動分の誤差が加わり、加速度を正しく検出出来ないという問題があった。
In addition, although the
このようなことから、物理振子のねじれ運動の発生を防止して精度の良い加速度測定が可能な物理振子の支持構造及びその支持構造を用いた加速度計の開発が望まれていた。 For this reason, it has been desired to develop a support structure for a physical pendulum capable of measuring acceleration with high accuracy by preventing the torsional motion of the physical pendulum, and an accelerometer using the support structure.
本発明に係る加速度計の物理振子の支持構造は、加速度に応じた物理振子の振子運動を測定し、測定結果に基づいて加速度を求める加速度計の物理振子の支持構造において、物理振子に振子運動を与えるとともに、物理振子を、加速度の方向に立設した支柱に垂直に支持する弾性手段と、物理振子を支柱側に付勢して物理振子の振子運動の周期を長周期化する付勢手段とを備え、物理振子は、一端にくさび部を有し他端に錘が固定された構成を有し、くさび部の先端が、支柱に設けられ且つくさび部の角度より大きい角度を有するV溝の先端に当接し、その当接部を支点に、物理振子の錘が加速度の方向に変位して振子運動するものであり、付勢手段は、付勢手段と支柱との接続位置が当接部より奥側に位置するように配置されているものである。 The support structure of a physical pendulum accelerometer according to the present invention is to measure the pendulum motion of pendulum in accordance with the acceleration, the physical pendulum of the support structure of the accelerometer to determine the acceleration on the basis of the measurement result, pendulum physical pendulum together impart kinetic, physical pendulum, a resilient means for supporting vertically the posts erected in the direction of the acceleration, it urges the long period of the cycle of the physical pendulum of the pendulum movement to urge the physical pendulum to the support side The physical pendulum has a configuration in which a wedge part is provided at one end and a weight is fixed at the other end, and the tip of the wedge part is provided on the support column and has an angle larger than the angle of the wedge part. The physical pendulum weight is displaced in the direction of acceleration with the abutting portion as a fulcrum, and the pendulum moves.The urging means has a contact position between the urging means and the column. It is arranged so that it is located behind the contact That.
以上に説明したように、本発明によれば、物理振子は、一端にくさび部を有し他端に錘が固定された構成を有し、くさび部の先端が、支柱に設けられ且つくさび部の角度より大きい角度を有するV溝の先端に当接し、その当接部を支点に、物理振子の錘が加速度の方向に変位して振子運動するものであり、付勢手段は、付勢手段と支柱との接続位置が当接部より奥側に位置するように配置したので、ねじれ運動を抑制することが可能となり、測定対象物に加わった加速度を正確に検知することが可能となる。
As described above, according to the present invention, the physical pendulum has a configuration in which a wedge portion is provided at one end and a weight is fixed to the other end, and the tip of the wedge portion is provided on the support column and the wedge portion. The physical pendulum weight is displaced in the direction of acceleration with the abutting portion being in contact with the tip of the V-groove having an angle larger than the angle, and the urging means is the urging means. Since the connection position between the support column and the support column is located on the back side of the contact portion, the torsional motion can be suppressed, and the acceleration applied to the measurement object can be accurately detected.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の加速度計の物理振子の支持構造を示す図である。図1において加速度の方向をZ軸、Z軸に直交する方向をX軸、Z軸及びX軸に直交する方向をY軸としている。
加速度計1は、例えば地震などの揺れの加速度を検出するもので、測定対象物に取り付けられる基台2と、基台2に立設された支柱3と、支柱3によって加速度の方向に変位可能に支持された物理振子11と、後述の制御回路41からの制御信号に基づいて物理振子11の振子運動を打ち消す方向に物理振子11を移動させる移動機構21と、物理振子11の振子運動による変位を測定して位置信号を出力するレーザー干渉計31と、レーザー干渉計31の位置信号に基づいて物理振子11の振子運動を打ち消すように移動機構21を制御し、その制御内容に基づいて物理振子11に加わった加速度を測定する制御回路41とを備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a support structure for a physical pendulum of an accelerometer according to
The
支柱3は、基台2に垂直で加速度方向に延びる垂直部3aと垂直部3aから基台2に対して平行に延びる水平部3bとから構成されている。
The
物理振子11は、一端が中央部から二つに分岐された支持部12と、その支持部12の他端に固定された錘13とで構成されており、分岐された二つの端部12aがそれぞれ金属薄板14を介して支柱3に固定されている。また、その二つの端部12aの間の中央部一ヶ所と支柱3との間には、物理振子11を支柱3側に付勢する付勢手段としてのバネ部材15が設けられている。このバネ部材15は、物理振子11の振子運動の周期を長周期化するために設けられたものである。また、物理振子11の支持部12の上面と支柱3の水平部3bとの間には、物理振子11に振子運動を与えるとともに、物理振子11を支柱3に垂直に支持するための恒弾性バネ16が設けられている。
The
また、レーザー干渉計31は、物理振子11と基台2との間に設けられている。次の図2に、レーザー干渉計31の構成を示す。
The
図2は、レーザー干渉計の説明図である。
レーザー干渉計31は、本例ではマイケルソン型干渉計で構成されている。レーザ発生装置32から出た光は、ハーフミラー33で2方向に分かれ、一方は物理振子11の下面に設けられた反射鏡(以下、可動鏡)34で反射してハーフミラー33に戻り、もう一方は固定鏡35で反射してハーフミラー33に戻る。そしてそこで光が重なった後、フォトダイオード36の方向に進み、フォトダイオード36で干渉の変化が測定される。その際、物理振子11が上下振動すると可動鏡34とハーフミラー33との間の間隔が変化するため、光路長が変化して干渉のパターンも変化する。この干渉のパターンの変化を測定することにより物理振子11の変位を測定することができる。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a laser interferometer.
In this example, the
図1の説明に戻る。移動機構21は、本例では、物理振子11の上面に設けられた電磁石22と、支柱3の水平部3bにおいて電磁石22と対向する位置に設けられた磁石23とで構成され、電磁石22に制御回路41から制御信号が与えられることにより物理振子11の移動量が制御されるようになっている。この移動機構21は、本例の構成に限られたものではなく、制御回路41からの制御信号によって物理振子11を上下方向に移動させることが可能な機構であればよく、例えば静電気力を用いたものであっても良い。
Returning to the description of FIG. In this example, the
制御回路41には、レーザー干渉計31で測定された物理振子11の位置信号が入力され、その位置信号に基づいて物理振子11の振子運動を打ち消す(支柱3に対し相対的な動きが生じない)のに必要な移動動作を行うための制御信号を電磁石22に送信するようになっている。そして、この制御回路41から出力される制御信号に基づいて測定対象物の上下方向に加わった加速度を算出する。
The
このように構成された加速度計1において、測定対象物が上下方向(図1のZ軸方向)に動いて物理振子11が上下方向の加速度を受けると、物理振子11が上下方向に振子運動する。この物理振子11の動き(変位)をレーザー干渉計31で測定して、その測定結果の位置信号が制御回路41に送信され、制御回路41は、その位置信号に基づいて物理振子11の振子運動を打ち消すように電磁石22に対し制御信号を送出する。そのときの制御信号を解析することにより測定対象物の上下方向に加わった加速度を測定する。
In the
ここで、本例の物理振子11の支持構造においては、物理振子11を支柱3側に付勢するためのバネ部材15を一本としているため、上記従来の物理振子11の両側にそれぞれバネ部材15を設けた場合の張力のばらつきによるねじれ運動の発生を抑制できる。また、物理振子11の分岐された二つの端部12aによって二ヶ所で金属薄板14を介して支柱3に固定接続するようにしたので、仮に物理振子11にねじれ運動を引き起こす力が加わったとしても、二枚の金属薄板14は互いに逆向きのモーメントになり、ねじれ運動を抑制することが可能となる。したがって、レーザー干渉計31の測定結果には物理振子11のねじれ運動の誤差が含まれず、測定対象物に加わった加速度を正確に検知することが可能となる。
Here, in the support structure of the
実施の形態2.
図3は、実施の形態2の加速度計の物理振子の支持構造を示す図である。図3において、図1に示した実施の形態1と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。また、図3には、物理振子11の支持構造部分のみを図示し、その他の構成(加速度を測定するための電気的構成部分等)については図1と同様であり図示省略している。
FIG. 3 is a diagram illustrating a support structure of a physical pendulum of the accelerometer according to the second embodiment. In FIG. 3, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG. FIG. 3 shows only the support structure portion of the
実施の形態2の物理振子11の支持構造51は、図1に示した実施の形態1の物理振子11の支持構造において、物理振子11の支持部12を、先端を二つに分岐せずに全体長方形状とした支持部52とするとともに、その支持部52先端をくさび状とし、且つ、支柱3において、物理振子11のくさび部52aとの接続部分にV溝53を設けたものである。なお、V溝53の角度は、くさび部52aの角度よりも大きく形成されており、物理振子11のくさび部52aの先端が支柱3のV溝53の先端に当接し、その当接部を支点に物理振子11の錘13が加速度の方向に変位して振子運動するようになっている。
The
また、実施の形態1の物理振子11において分岐された二つの端部12aの中央部一ヶ所と支柱3との間に設けられていたバネ部材15に代えて、このバネ部材15と同様の機能を発揮するバネ部材54が物理振子11の左右両側に配設されている。
Further, in place of the
ここで、物理振子11のくさび部52aと支柱3のV溝53の材料は互いに異なるものとし、本例では物理振子11に靭性材料の鋼材、支柱3のV溝53には脆性材料のサファイヤを用いている。このように物理振子11のくさび部52aと支柱3のV溝53部分とで異なる材料を用いる理由について以下に述べる。
Here, it is assumed that the material of the
まず、物理振子11のくさび部52aと支柱3のV溝53との当接部について注目すると、くさび部52aとV溝53との当接部には特別な潤滑層は設けられていなく、乾燥摩擦の状態で互いに接触している。この場合、物理振子11の運動方向が逆転する地点、すなわち、物理振子11が上方に振子運動して上死点に到達した後、下方に振子運動を開始する地点で、物理振子11のくさび部52aと支柱3のV溝53との当接部の摩擦が動摩擦から静止摩擦に切り替わり、物理振子11の運動速度の飛躍が起きる。このように物理振子11の運動速度が過度に飛躍すると、レーザー干渉計31の測定結果に不連続点ができるため計測に誤差が生じ、検出される加速度の精度に影響する。したがって、くさび部52aとV溝53との当接部における静止摩擦はできる限り減少させる必要がある。
First, paying attention to the contact portion between the
また、当接部での摩擦により、磨耗や損傷による寸法変化が発生し、いずれは振子運動の軌道に変化が生じ、レーザー光の光軸にズレが生じて加速度の検出精度が劣化することが予想される。そこで、本例では、くさび部52aを靭性材(鋼)、V溝53を脆性材(サファイヤ)として、靭性材料と脆性材料との組み合わせにしているため、同種の材料(靭性材−靭性材あるいは脆性材−脆性材)の場合に比して、当接部の変形や摩耗による寸法変化を防止可能となっている。
In addition, friction at the abutment part may cause dimensional changes due to wear and damage, eventually causing changes in the trajectory of the pendulum movement, resulting in deviations in the optical axis of the laser beam, and deterioration in acceleration detection accuracy. is expected. Therefore, in this example, since the
すなわち、靭性材料同士の場合には当接部分が変形を起こしやすく、また、脆性材料同士の場合には摩耗が起こりやすいことからレーザー光の光軸のズレが大きくなると思われる。これに対し、本例のように、靭性材−脆性材の組み合わせとした場合にはレーザー光の光軸のズレが小さいことが実験により確認されている。また、靭性材−脆性材の組み合わせの場合もくさび部52aの変形が多少生じるが、実際の変形量は光軸精度に対し極めて小さいものであるため、加速度検出精度の劣化は実用上問題にならない。
That is, in the case of the tough materials, the contact portion is likely to be deformed, and in the case of the brittle materials, the wear is likely to occur. On the other hand, it has been confirmed by experiments that when the combination of a tough material and a brittle material is used as in the present example, the deviation of the optical axis of the laser beam is small. Also, in the case of a combination of tough material and brittle material, the
このように構成された物理振子11の支持構造51においては、物理振子11を、金属薄板等を用いず直接支柱3に接触するようにし、また、材質も鋼を用いているので、バネ部材54の張力を高めてもS字、座屈などの変形は生じず、物理振子11の位置安定性を確保することができる。また、くさび部52aとV溝53とが線状に接触しているため、物理振子11の両側に設けられたバネ部材54の張力に差があったとしても、物理振子11のねじれ運動(図示Y軸まわりのねじれ、図示Z軸まわりのねじれ)に対する逆向きのモーメントが発生するため、ねじれ運動を抑制することが可能となる。したがって、レーザー干渉計31の測定結果には物理振子11のねじれ運動の誤差が含まれず、測定対象物に加わった加速度を正確に検知することが可能となる。
In the
なお、ここではくさび部52aを鋼(靭性材)、V溝53をサファイヤ(脆性材)としたが、靭性、脆性の各材料はこれに限定するものではない。またくさび部52aとV溝53の靭脆性関係は逆でも良い。
Here, the
靭性材としては例えば1000系・2000系・3000系・4000系・5000系・6000系・7000系アルミニウム、無酸素銅、タフピッチ銅、リン脱酸銅、リン青銅、アルミニウム青銅、シリコン青銅、洋白、ベリリウム銅、クローム銅、黄銅、ネーバル黄銅、高力黄銅、砲金、オーステナイト系・オーステナイトフェライト系・フェライト系・マルテンサイト系・析出硬化系ステンレス、一般構造用圧延鋼、機械構造用炭素鋼、炭素工具鋼、高速度工具鋼、合金工具鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、マンガン鋼、マンガンクロム鋼、耐熱鋼、鋼炭素クロム軸受け鋼、アルミニウムクロムモリブデン鋼、タングステン等の金属類および合金類、また、完全な靭性材料ではないが類似の性質により実用可能なABS、ACS、アルキド樹脂、アミノ樹脂、ASA、ビスマレイミドトリアジン樹脂、セルロースプラスチック、塩素化ポリエーテル、塩素化ポリエチレン、アリル樹脂、エポキシ樹脂、エチレンαオレフィン共重合体、エチレン酢酸ビニル塩化ビニル共重合体、エチレン塩化ビニル共重合体、EVA樹脂、フッ素樹脂、フラン樹脂、アイオノマー、液晶プラスチック、メタクリルスチレン共重合体、ニトリル樹脂、芳香族ポリエステル、オレフィンビニルアルコール共重合体、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアリレート、ポリアリルスルホン、ポリベンゾイミダゾール、ポリブタジエン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルスルホン、ポリチオエーテルスルホン、低密度・高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアミノビスマレイミド、ポリケトン、メタクリル樹脂、ポリメチルペンテン、変性ポリオレフィン、透明ポリオレフィン、ポリプロピレン、ポリフェニルエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリスチレン、SAN樹脂、スチレン共重合体、ブタジエンスチレン樹脂、ポリウレタン、ポリビニルアセタール、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、アクリル変性ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、シリコーン、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル系エポキシ、ポリ酢酸ビニル、キシレン樹脂、硬質ゴム等のプラスチックスおよび繊維類や粒子類の添加による強化プラスチックスが挙げられる。また、金属・合金類は焼きいれ処理などにより結晶構造や組成や硬度を変化させてもよい。 Examples of tough materials include 1000 series, 2000 series, 3000 series, 4000 series, 5000 series, 6000 series, 7000 series aluminum, oxygen-free copper, tough pitch copper, phosphorous deoxidized copper, phosphor bronze, aluminum bronze, silicon bronze, and western white. , Beryllium copper, chrome copper, brass, naval brass, high strength brass, gunmetal, austenitic, austenitic ferrite, ferrite, martensite, precipitation hardened stainless steel, general structural rolled steel, carbon steel for mechanical structure, carbon Tool steel, high speed tool steel, alloy tool steel, nickel chrome steel, nickel chrome molybdenum steel, chrome steel, chrome molybdenum steel, manganese steel, manganese chrome steel, heat resistant steel, steel carbon chrome bearing steel, aluminum chrome molybdenum steel, tungsten Metals and alloys, etc., and not tough materials ABS, ACS, alkyd resin, amino resin, ASA, bismaleimide triazine resin, cellulose plastic, chlorinated polyether, chlorinated polyethylene, allyl resin, epoxy resin, ethylene α-olefin copolymer, Ethylene vinyl acetate vinyl chloride copolymer, ethylene vinyl chloride copolymer, EVA resin, fluororesin, furan resin, ionomer, liquid crystal plastic, methacrylstyrene copolymer, nitrile resin, aromatic polyester, olefin vinyl alcohol copolymer, Phenolic resin, polyacetal, polyamide, polyamideimide, polyarylate, polyallylsulfone, polybenzimidazole, polybutadiene, polybutylene, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyether Teretherketone, polyetherimide, polyetherketone, polyethernitrile, polyethersulfone, polythioethersulfone, low density / high density polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, polyaminobismaleimide, polyketone, methacrylic resin, polymethylpentene, modified Polyolefin, transparent polyolefin, polypropylene, polyphenyl ether, polyphenylene sulfide, polysulfone, polystyrene, SAN resin, styrene copolymer, butadiene styrene resin, polyurethane, polyvinyl acetal, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, acrylic modified polyvinyl chloride, polychlorinated Vinylidene, silicone, unsaturated polyester resin, vinyl ester epoxy, polyvinyl acetate, xylene Fat, reinforced plastics and the like by the addition of plastics and fibers and particles such hard rubber. Metals and alloys may be changed in crystal structure, composition and hardness by tempering treatment.
脆性材としては硬度が7以上の鉱物、例えば、ダイヤモンドなどの元素鉱物、セン晶石、鉄セン晶石、マンガンセン晶石、亜鉛セン晶石、金緑石、鋼玉、石英、リンケイ石、玉髄、コース石などの酸化鉱物、方ホウ石などのホウ酸塩鉱物、苦土カンラン石、ザクロ石族、ジルコン、紅柱石、トパズ(黄玉)、十字石、緑柱石、キン青石、電気石、オノ石、ヒスイ輝石、リチア輝石、ダンブリ石などのケイ酸塩鉱物が挙げられる。これらは天然に産出された鉱石を加工し用いても良いが、加工が困難であったり材料単価が高価な場合には、金属、無機材料、プラスチックス等を加工成形した母材表面のみに粉体接着したり人工的に母材表面で膜あるいは粒子を合成したり物理的に被覆する方法を用いても同様の効果が得られる。 Brittle materials include minerals with a hardness of 7 or more, such as elemental minerals such as diamond, sensite, ironsenite, manganesesenite, zincsenite, gold dolomite, steel balls, quartz, phosphosilicate, and chalcedony , Oxidized minerals such as coeurite, borate minerals such as calcite, mafic olivine, garnet group, zircon, columbite, topaz, cruciform, green beryl, quinousite, tourmaline, ono Examples include silicate minerals such as stones, jadeite, lithiateite, and dumbstone. Naturally produced ores may be processed and used. However, if processing is difficult or the unit price of the material is expensive, the powder is applied only to the surface of the base material processed with metal, inorganic material, plastics, etc. The same effect can be obtained by using a method of body bonding, artificially synthesizing a film or particles on the surface of the base material, or physical coating.
実施の形態3.
図4は、実施の形態3の加速度計の物理振子の支持構造を示す図である。図4において、図1に示した実施の形態1と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。また、図4には、物理振子11の支持構造部分のみを図示し、その他の構成(加速度を測定するための電気的構成部分等)については図1と同様であり図示省略している。
FIG. 4 is a diagram illustrating a support structure of a physical pendulum of the accelerometer according to the third embodiment. In FIG. 4, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG. 4 shows only the support structure portion of the
実施の形態3の物理振子11の支持構造61は、いわば実施の形態1と実施の形態2と組み合わせた構造であり、図1に示した実施の形態1の物理振子11の支持構造において、支柱3と物理振子11との接続部分に、実施の形態2の構造を採用したものである。すなわち、実施の形態3においては、物理振子11において分岐された二つの端部12aの先端をくさび状に形成してくさび部62aを構成するとともに、支柱3において、二つの端部12aとの接続部分にV溝63を設けたものである。なお、V溝63は支柱3のX軸方向の一方の端面から他方の端面にかけて形成されている。また、V溝63のV字の角度は、くさび部62aの先端角度よりも大きく形成されており、物理振子11のくさび部62aの先端が支柱3のV溝63の先端に当接し、その当接部を支点に物理振子11の錘13が加速度の方向に変位して振子運動するようになっている。
The
また、物理振子11のくさび部62aと支柱3のV溝63の材料を互いに異なるものとした点についても実施の形態2と同様である。
Moreover, it is the same as that of
かかる構造とすることにより、実施の形態1及び実施の形態2と同様の作用効果が得られる。 By adopting such a structure, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.
実施の形態4.
図5は、実施の形態4の加速度計の物理振子の支持構造を示す図である。図5において、図4に示した実施の形態3と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。また、図5には、物理振子11の支持構造部分のみを図示し、その他の構成(加速度を測定するための電気的構成部分等)については図1と同様であり図示省略している。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a support structure of a physical pendulum of the accelerometer according to the fourth embodiment. In FIG. 5, the same parts as those of the third embodiment shown in FIG. 5 shows only the support structure portion of the
実施の形態4の物理振子11の支持構造71は、物理振子11のくさび部62aがV溝63の延出方向に移動してV溝63から逸脱するのを防止する規制手段を設けたものである。規制手段としては、本例では、V溝63を含む支柱3の端面部分を塞ぐ板材72で構成されている。物理振子11が、例えば支柱3に衝撃が加わるなどしてX軸方向に動いてしまうと、その動きにより、検出される加速度に誤差が生じてしまう。このため、板材72を設けてX軸方向の移動を規制するようにしている。
The
このように構成された物理振子11の支持構造71によれば、加速度測定時や設置の際に振動や衝撃が加わったとしても、物理振子11のくさび部62aがX軸方向に移動するのを板材72によって防止することができるため、加速度を正確に検出することが可能となる。
According to the
なお、規制手段は図示の構成に限られたものではなく、例えばV溝63を支柱3のX軸方向の端面から端面に渡って設けるのに代えて、図6に示すように、物理振子11の分岐された二つの端部12aに対向する部分のみにV溝63を設けた構成としてもよく、この場合も同様に物理振子11のくさび部62aがX軸方向に移動するのを防止することができる。
The restricting means is not limited to the configuration shown in the figure. For example, instead of providing the
1 加速度計
2 基台
3 支柱
11 物理振子
12 支持部
12a 端部
13 錘
14 金属薄板
15 バネ部材(付勢手段)
16 恒弾性バネ(弾性手段)
31 レーザー干渉計
41 制御回路
51 物理振子の支持構造
52 支持部
52a くさび部
53 V溝
54 バネ部材
61 物理振子の支持構造
62a くさび部
63 V溝
71 物理振子の支持構造
72 板材
DESCRIPTION OF
16 Constant elastic spring (elastic means)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記物理振子に振子運動を与えるとともに、前記物理振子を、加速度の方向に立設した支柱に垂直に支持する弾性手段と、前記物理振子を前記支柱側に付勢して前記物理振子の振子運動の周期を長周期化する付勢手段とを備え、
前記物理振子は、一端にくさび部を有し他端に錘が固定された構成を有し、前記くさび部の先端が、前記支柱に設けられ且つ前記くさび部の角度より大きい角度を有するV溝の先端に当接し、その当接部を支点に、前記物理振子の前記錘が加速度の方向に変位して振子運動するものであり、
前記付勢手段は、前記付勢手段と前記支柱との接続位置が前記当接部より奥側に位置するように配置されていることを特徴とする加速度計の物理振子の支持構造。 In the support structure of the physical pendulum of the accelerometer that measures the pendulum motion of the physical pendulum according to the acceleration and calculates the acceleration based on the measurement result,
Together impart pendulum motion to said physical pendulum, the pendulum, and resilient means for supporting vertically the posts erected in the direction of the acceleration, the pendulum of the pendulum pre Symbol physical pendulum biases the strut side An urging means for prolonging the cycle of movement,
The physical pendulum has a configuration in which a wedge portion is provided at one end and a weight is fixed to the other end, and a tip of the wedge portion is provided on the support column and has a larger angle than the angle of the wedge portion. The weight of the physical pendulum is displaced in the direction of acceleration and the pendulum moves with the contact portion as a fulcrum ,
The support structure for a physical pendulum of an accelerometer , wherein the biasing means is disposed so that a connection position between the biasing means and the support column is located on the back side of the contact portion .
前記物理振子に振子運動を与えるとともに、前記物理振子を、加速度の方向に立設した支柱に垂直に支持する弾性手段と、前記物理振子の両側に設けられ、前記物理振子を前記支柱側に付勢して前記物理振子の振子運動の周期を長周期化する付勢手段とを備え、
前記物理振子は、一端にくさび部を有し他端に錘が固定された構成を有し、前記くさび部の先端が、前記支柱に設けられ且つ前記くさび部の角度より大きい角度を有するV溝の先端に当接し、その当接部を支点に、前記物理振子の前記錘が加速度の方向に変位して振子運動するものであり、
前記付勢手段は、前記付勢手段と前記支柱との接続位置が前記当接部より奥側に位置するように配置されていることを特徴とする加速度計の物理振子の支持構造。 In the support structure of the physical pendulum of the accelerometer that measures the pendulum motion of the physical pendulum according to the acceleration and calculates the acceleration based on the measurement result,
Provided with a pendulum motion to the physical pendulum, elastic means for supporting the physical pendulum perpendicularly to a support column erected in the direction of acceleration, provided on both sides of the physical pendulum, and attaching the physical pendulum to the support column side Energizing means for enlarging the period of the pendulum motion of the physical pendulum,
The physical pendulum has a configuration in which a wedge portion is provided at one end and a weight is fixed to the other end, and a tip of the wedge portion is provided on the support column and has a larger angle than the angle of the wedge portion. The weight of the physical pendulum is displaced in the direction of acceleration and the pendulum moves with the contact portion as a fulcrum ,
The support structure for a physical pendulum of an accelerometer , wherein the biasing means is disposed so that a connection position between the biasing means and the support column is located on the back side of the contact portion .
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