JP7422114B2 - 加速度変換器 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態の加速度変換器10(以下では、「変換器10」という)の平面図である。図2は、変換器10の変換器本体20、および、その周辺の拡大図である。図3は、図2のD3-D3線に沿う断面図である。変換器10は、加速度を電気的出力に変換する。加速度変換器10は、例えば、自動車の衝突試験、構造物の衝撃強度の測定試験、または、機械の振動測定試験に用いられる。本実施形態の変換器10は、例えば、自動車の衝突試験に用いられ、感度方向XA(図8参照)の自動車の加速度を検出する。
図3に示されるように検出部50は、本体部80と、フレキシブル基板90と、歪みゲージ100と、錘110と、を備える。
図10は、フレキシブル基板90の平面図である。フレキシブル基板90の表面には、複数の電極パターン93が形成されている。フレキシブル基板90は、2つの第1部分91、および、3つの第2部分92を有する。2つの第1部分91と、3つの第2部分92とは、繋がっている。このため、フレキシブル基板90を基板取付部82に巻き付けるように配置することができる。2つの第1部分91のうちの一方は、基板取付部82の上側の第1取付面82Aに取り付けられる。2つの第1部分91のうちの他方は、基板取付部82の下側の第1取付面82Aに取り付けられる。3つの第2部分92のうちの電極パターン93が1つのみ形成されている2つの第2部分92は、基板取付部82の一方の第2取付面82Bに取り付けられる。3つの第2部分92のうちの複数の電極パターン93が形成されている1つの第2部分92は、基板取付部82の他方の第2取付面82Bに取り付けられる。基板取付部82にフレキシブル基板90を折り曲げて配置できるため、検出部50を小型に構成できる。
本実施形態の歪みゲージ100は、変換器10の使用目的に応じて、任意の公知の歪みゲージを用いることができる。本実施形態では、歪みゲージ100は、半導体歪みゲージである。本実施形態では、歪みゲージ100は、ゲージ取付部81の2つの第1凹部81Aの底面81AXにそれぞれ取り付けられる。換言すれば、本実施形態の変換器10は、2つの歪みゲージ100を有する。なお、変換器10が有する歪みゲージ100の数は、1つ、または、3つ以上であってもよい。例えば、変換器10が4つの歪みゲージ100を有する場合、出力がさらに高められる。
図3に示される錘110は、ゲージ取付部81の一方の端部81X(図4参照)に取り付けられる。このため、感度方向XAの加速度を好適に検出できる。錘110の形状は、任意に選択可能である。本実施形態では、錘110の形状は、ゲージ取付部81が挿入される孔を有する円環である。錘110を構成する材料は、任意に選択可能である。感度方向XAの加速度を好適に検出する観点から、錘110を構成する材料は、本体部80を構成する金属よりも比重の大きい金属であることが好ましい。より好ましくは、本体部80を構成する金属の比重に対する錘110を構成する金属の比重の割合RAは、6以上であることが好ましい。本実施形態では、錘110を構成する材料は、比重16.9のタングステン合金であり、割合RAは、6である。錘110を構成する材料として、比重の大きい金属を用いることによって、錘110の厚さ、および、径方向の寸法を小さくできる、換言すれば、錘110を小型化できる。錘110をケース60の開口62の近傍に配置できるため、例えば、3軸の加速度を検出するために、複数の変換器10を同じ測定対象物に取り付ける場合、複数の変換器10の錘110の位置を近づけることができる。このため、加速度の検出の精度が高められる。
図3等に示されるケース60は、例えば、中空の直方体形状であり、検出部50の一部を収容するケース内空間60Aを有する。ケース60を構成する材料は、任意に選択可能である。本実施形態では、ケース60を構成する材料は、オーステナイト系のステンレスである。ケース60を構成する材料は、例えば、マルテンサイト系またはフェライト系のステンレスであってもよい。ケース60の上面には、ケース60を貫通する貫通孔61(図2参照)が形成される。ケース内空間60Aのうちの歪みゲージ100の周囲の隙間には、ダンパーとして機能するシリコンオイル等の液体が貫通孔61を介して充填される。ケース内空間60Aのうちの歪みゲージ100の周囲に隙間には、アルゴンおよび窒素等の不活性ガス等の気体が貫通孔61を介して充填されていてもよい。なお、本体部80のうちの連結部83の近傍には、円筒形状のカラー120が取り付けられる。このため、ケース内空間60Aに充填されるダンパーとして機能する液体の体積を減らすことができる。
蓋70は、ケース60の開口62を閉じるようにケース60に取り付けられる。蓋70がケース60の開口62に取り付けられることによって、ケース内空間60Aが密閉される。例えば、変換器10の使用環境下において、気温が上昇した場合、ケース60の内圧が上昇し、ケース60内の空気が膨張する。このため、ケース60が破損するおそれがある。また、ケース60の内圧が上昇した場合、ケース内空間60Aに充填されているシリコンオイル等の液体が漏れ出すおそれがある。本実施形態では、ケース60の破損、および、ケース内空間60Aに充填されている液体が漏れ出すことを抑制できるように、蓋70が構成されている。蓋70は、ケース60の開口62に形成される段差63に嵌め込まれる。蓋70は、内蓋71および外蓋72を有する。
以上のように構成された変換器10によれば、次の効果を得ることができる。
本体部80は、第1凹部81Aを有するため、感度方向XAの剛性が低下する。感度方向XAと直交する方向XBの加速度の感度が高くなることを抑制しつつ、感度方向XAの加速度の感度が高められる。このため、加速度を好適に検出できる。
本体部80は、正面視において、感度方向XAと直交する方向XBの長さLBは、感度方向XAの長さLA以上であるため、感度方向XAと直交する方向XBの加速度の感度が高くなることがより抑制される。
本体部80は、感度方向XAにおいて、第1凹部81Aの底面81AXよりも本体部80の中央に向けて凹む第2凹部81Bを有する。感度方向XAの剛性がより低下するため、感度方向XAの加速度の感度がより高められる。
錘110を構成する金属の比重は、本体部80を構成する金属の比重よりも重いため、加速度をより好適に検出できる。
本体部80を構成する金属の比重に対する錘110を構成する金属の比重の割合は、6以上であるため、加速度をより好適に検出できる。
上記実施形態は本発明に関する加速度変換器が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に関する加速度変換器は、実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、または、実施形態に新たな構成を付加した形態である。以下に実施形態の変形例の幾つかの例を示す。
上記実施形態では、本体部80のゲージ取付部81は、4つの第2凹部81Bを有していたが、ゲージ取付部81から少なくとも1つの第2凹部81Bを省略してもよい。また、ゲージ取付部81は、5つ以上の第2凹部81Bを有していてもよい。
上記実施形態では、ゲージ取付部81の長手方向の概ね中央に第2凹部81Bが形成されたが、第2凹部81Bは、ゲージ取付部81の長手方向において、一方の端部81Xより、または、他方の端部81Yよりの位置に形成されてもよい。
50 :検出部
80 :本体部
81A :第1凹部
81AX:底面
81B :第2凹部
100 :歪みゲージ
110 :錘
Claims (5)
- 加速度を電気的出力に変換する検出部を備える加速度変換器であって、
前記検出部は、
歪みゲージと、
前記歪みゲージが取り付けられる本体部を有し、
前記本体部は、自由端および固定端を有する片持ち梁構造であり、前記感度方向に凹む第1凹部を有し、
前記歪みゲージは、前記第1凹部の底面に取り付けられる
加速度変換器。 - 前記本体部は、正面視において、前記感度方向と直交する方向の長さは、前記感度方向の長さ以上である
請求項1に記載の加速度変換器。 - 前記本体部は、前記感度方向において、前記第1凹部の底面よりも前記本体部の中央に向けて凹む第2凹部をさらに有する
請求項1または2に記載の加速度変換器。 - 前記本体部は、金属によって構成され、
前記本体部に取り付けられ、金属によって構成される錘をさらに有し、
前記錘を構成する金属の比重は、前記本体部を構成する金属の比重よりも重い
請求項1~3のいずれか一項に記載の加速度変換器。 - 前記本体部を構成する金属の比重に対する前記錘を構成する金属の比重の割合は、6以上である
請求項4に記載の加速度変換器。
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---|---|---|---|---|
JP2003315358A (ja) | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Aisin Seiki Co Ltd | 加速度センサ |
JP2006349525A (ja) | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Sharp Corp | 半導体装置、半導体センサおよびその製造方法 |
JP4328469B2 (ja) | 1998-06-19 | 2009-09-09 | ボストン サイエンティフィック リミテッド | 器官の全厚を切除するデバイス及びシステム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4328469B2 (ja) | 1998-06-19 | 2009-09-09 | ボストン サイエンティフィック リミテッド | 器官の全厚を切除するデバイス及びシステム |
JP2003315358A (ja) | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Aisin Seiki Co Ltd | 加速度センサ |
JP2006349525A (ja) | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Sharp Corp | 半導体装置、半導体センサおよびその製造方法 |
CN102435775A (zh) | 2011-09-22 | 2012-05-02 | 重庆大学 | 应变式三维加速度传感器 |
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