JPH03142363A

JPH03142363A - 加速度発生装置

Info

Publication number: JPH03142363A
Application number: JP28096689A
Authority: JP
Inventors: Shogo Asano; 浅野　勝吾; Juhei Takahashi; 寿平高橋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-10-27
Filing date: 1989-10-27
Publication date: 1991-06-18
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPH0776775B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、加速度センサ等の加速度測定に使用される加
速度測定装置に関する。

従来の技術従来、この種の加速度測定装置は、第３図に示すように
、センタ軸３■を中心として矢印３２方向に公転する回
転アーム３３と、この回転アーム３３のセンタ軸３１か
ら半径ｒの端部に取り付けられて矢印３４方向にに自転
する回転テーブル３５とを備えている。この回転テーブ
ル３５の上に供試体である加速度センサ３６が取り付け
られ、回転アーム３３の公転速度によって加速度が決め
られ、回転テーブル３５の自転によって印加周波数が決
められ、ある印加周波数における加速度の大きさを測定
するようになっている。このときの加速度をａ１印加周
波数ｆおよび半径ｒとすると、α−ｒ（２πｆ）の関係
がある。

加速度を測定する別の装置として、第４図に示すような
重力加速度９を利用する単振り子方式のものがある。こ
の装置では、基端部を天板４１に揺動可能に固定されて
垂下された単振り子となる長さｌのレバー４２と、その
先端部に固定されたホルダ４３とを備えている。ホルダ
４３に供試体である加速度センサ４４がセットされ、矢
印４５および４６の方向に交互に振らせることにより発
生する加速度を測定する。このときの重力加速度ｑルー
バー長１１印加周波数（周期ともいう。）Ｔとの関係は
、Ｔ二２π「Ｔフ′ｉのようになる。

また、加速度α、重力加速度ｇルバー長１１落差Ｓとの
関係は、ａ−−（［１１／ｌ）Ｓとなる。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記従来の加速度測定装置では次のよう
な問題があった。

まず、第３図に示す装置では、自転および公転の速度を
独立して可変で′きるため、一つの印加周波数ｆに対し
て加速度ａを独立して可変できる利点はあるものの、回
転部分が自転と公転の２種類存在するため、機械的振動
ノイズが発生しやすく、また、電気摺動接点部が存在す
るため、電気的ノイズが発生しやすい問題がある。さら
に、装置が大型化して高価になりやすい問題がある。

次に、第４図に示す装置では、低周波数で供試体加速度
センサ４４を振らせるためには、または印加周波数Ｔを
大きくするためには、前記式から「７がきいてくるため
、レバー長ｌを大きくしなければならず、装置が大型化
する問題がある。また、レバー４２の放し方によって加
速度ａがばらつきやすいこと、および供試体加速度セン
サ４４の姿勢を常に一定に保つことが困難なこと等の問
題があった。

また、上記のいずれの加速度測定装置もＩＨｚ以下の超
低周波数領域での測定が極めて困難であるという問題が
あった。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり
、印加周波数がＩＨｚ以下の超低周波数領域であって、
しかも低加速度時の加速度の測定を高精度で測定でき、
しかも安価でコンパクトな加速度測定装置を提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、上記目的を達成するために、回転カムとレバ
ーとエアスライダとを組み合わせてリンク機構を構成し
、エアスライダの運動特性をカムのカム曲線を適正に選
択することにより得て、特にＩＨｚ以下の超低周波数、
低加速度領域での加速度を高精度に測定するようにした
ものである。

作用本発明は、上記のような構成により、次のような効果を
有する。すなわち、供試体がセットされるエアスライダ
の運動を、最大速度がもっとも大きくなるカム曲線、例
えばサイクロイド曲線になるようにリンクレバー機構の
運動特性を考慮した上で設定することにより、ｌＨｚ以
下の超低周波数領域での加速度測定を装置を大型化する
ことなく実現することができる。また、エアスライダと
いう低摩擦で振動の少ない滑らかな運動体を使用するこ
とにより、０．１Ｇ以下の低加速度でも高精度で測定す
ることができる。

実施例第１図は本発明の一実施例の構成を示す平面図、第２図
はその正面図である。第１図および第２図において、１
はＤＣモータであり、その動力は減速ユニット２を介し
て出力軸３から取り出される。３Ａは出力軸３を受ける
軸受けを固定するためのハウジングである。４はカムで
あり、キー５によって出力軸３に固定されている。６は
エアスライダ可動部であり、７は支点軸８を中心に揺動
してエアスライダ可動部６を往復動させるレバーである
。支点軸８はベース９に固定されている。カム４の外周
面のカム曲線は、エアスライダ可動部６の運動がレバー
７の運動を考慮した上でサイクロイド曲線になるように
形成されている。

レバー７の上面には、カムフォロワ１０，１１゜１２．
１３が回転可能に固定されている。１４はエアスライダ
可動部６の底面に形成された案内溝であり、カムフォロ
ワ１０，１１．１２．１３のいずれかが嵌合して移動案
内される。図においては、支点軸８から最も遠い位置の
カムフォロワ１３が案内溝１４に転勤可能に嵌合してい
る。１５はエアスライダ案内軸であり、その両端部１５
ａ、１５ｂがサブベース１６に固定されている。

１７．１８はエアスライダ可動部６の移動を許容するた
めにサブベース１６に設けられた穴である。１９はカム
４を軸受はハウジング３Ａに押し付ける押さえプレート
であり、２０はレバー７の下部に回転可能に固定された
従節カムフォロワ２１を常にカム４の外周面に押し付け
るためのスプリングである。２２は架台であり、装置全
体を支持する。架台２２の底部には、外部からの振動の
侵入を防ぐために防振ゴム２３が貼り付けられている。

エアスライダ案内軸１５もまた、防振ゴム２４によって
サブベース１６から振動的に絶縁されている。２５はエ
アスライダ可動部６の上面の供試体保持部であり、ここ
に供試体である加速度センサがセットされる。セットす
るための保持機構は図示を省略されている。２６はカム
４の定位置を検出するための位置検知センサ、２７およ
び２８はそれぞれ架台２２に固定されたＤＣモータコン
トローラおよびＤＣモータドライバである。

次に上記実施例の動作について説明する。まず、ＤＣモ
ータコントローラ２７からの入力指令によりＤＣモータ
ｌが回転してカム４が回転すると、レバー７が支点軸８
を中心にして矢印ａ、ｂの方向にカム曲線に沿って揺動
運動をする。これにより、エアスライダ可動部６が矢印
Ａ、Ｂの方向に往復直線運動をする。

このエアスライダ可動部６の往復運動特性は、カム４の
カム曲線にしたがってサイクロイド曲線となり、往復運
動それぞれの行程で各１回ずつサイクロイド曲線運動を
することになる。したがって、エアスライダ可動部６上
面の保持部２５にセットされた供試用加速度センサは、
カム４の１回転で往復各１回のサイクロイド曲線運動す
なわち計２回のサイクロイド運動を行うことになり、こ
の運動によって発生する加速度の大きさに応じて出力を
出すため、印加加速度に対応する供試用加速度センサの
出力値が、オシロスコープやペンレコーダなどの出力装
置によって測定されることになる。印加周波数は、ＤＣ
モータ１の回転数を変えることによって決められる。

サイクロイド曲線の最大加速度は、単弦曲線の場合の約
１．３倍となるので、供試用加速度センサに同一の加速
度を与えるには単弦曲線の場合よりも小さなストローク
で済むことになる。

また、供試用加速度センサがエアスライダに保持されて
いるため、振動の少ない滑らかな運動を実現することが
でき、また回転部分等の可動部からの振動が供試用加速
度センサに伝わるのを遮断することができ、さらに往復
運動時の摩擦抵抗等を極力低減することができるので、
加速度センサにサイクロイド曲線運動をより忠実に行わ
せることができる。

また、エアスライダ案内軸１５の両端部１５ａ、１５ｂ
を別の位置に取り付けるとともに、エアスライダ可動部
６の案内溝１４にレバー７の別のカムフォロワ１０，１
１．１２を嵌合させることにより、供試される加速度セ
ンサの出力値範囲に応じて、エアスライダ可動部６のス
トロークを変えることができる。

このように、上記実施例によれば、カム曲線として最大
加速度の大きいサイクロイド曲線を使用しているため、
ＩＨｚ以下の超低周波数の領域においても装置のストロ
ークをそれほど大きくしないで加速度の測定を行うこと
ができる。また、供試用加速度センサをエアスライダ可
動部６上面の保持部２５で保持するとともに、架台２２
やエアスライダ案内軸１５を防振ゴム２３．２４で支持
しているので、０．１Ｇ以下の低加速度でも高精度に測
定することができるという効果を有する。

なお、供試用加速度センサに与えられる運動曲線すなわ
ちカム４のカム曲線は、供試体である加速度センサの種
類あるいは必要とする測定値の種類に応じて種々に変更
することができるものである。

発明の効果本発明は、上記実施例から明らかなように、所定の運動
特性を得るためのカム曲線を有するカムと、このカムを
回転駆動することによって揺動されるレバーと、供試体
を保持してこのレバーによって往復運動されるエアスラ
イダとを備えているので、超低周波数領域で、しかも低
加速度時の加速度を高精度に信頼性高く測定することが
でき、しかも安価でコンパクトな加速度測定装置を実現
することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における加速度測定装置の平
面図、第２図は同装置の正面図、第３図は従来の加速度
測定装置の概略構成図、第４図は従来の別の加速度測定
装置の概略構成図である。１・・・ＤＣモータ、２・・・減速ユニット、３・・・
出力軸、４・・・カム、５・・・キー、６・・・エアス
ライダ可動部、７・・・レバー　８・・・支点軸、９・
・・ベース、１０．１１，１２，１３．・・・カムフォ
ロワ、１４・・・案内溝、１５・・・エアスライダ案内
軸、１５ａ、１５ｂ・・・エアスライダ案内軸端部１．
１６・・・サフヘース、１７．１８・・・エアスライダ
可動部用穴、１９・・・押さえプレート、２０・・・ス
プリング、２１・・・従節カムフォロワ、２２・・・架
台、２３．２４・・・防振ゴム、２５・・・供試体保持
部、２６・・・位置検知センサ、２７・・・ＤＣモータ
コントローラ、２８・・ＤＣモータドライバ。

Claims

【特許請求の範囲】

所定の運動特性を得るためのカム曲線を有するカムと、
前記カムを回転駆動するモータと、前記カムによって駆
動されて揺動運動をするレバーと、前記レバーによって
駆動されて往復運動をするとともに供試体を保持するエ
アスライダとを備えた加速度測定装置。