JPH04122366U - 振動式加速度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 過大な加速度により振動子が破損しないよう
に、振子の振れを制限するストッパを容易に正しく動作
するように作ることを可能とする。 【構成】 枠状固定部１１内に振子１２が片持で取付け
られ、その振子１２の自由端に方形切込み２１が形成さ
れ、その内端に片持梁の振動子取付部２２が一体に形成
される。振動子取付部２２の自由端と固定部１１との間
に、振子１２と直角な方向に振動子１５が固定される。
加速度１６が固定部１１に印加され、それが過大な場合
は、振動子取付部２２がその薄肉ヒンジ２３で振子１２
に対し、曲り、かつ振子１２はストッパ１７に突き当
り、振動子１５に許容引張強度以上の応力が印加されな
い。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は固定部に片持梁として取付けられた振子と固定部との間に振動子を 連結し、その固定部が加速度を受けると、これに応じて振動子が伸縮し、その振 動子の固有振動周波数の変化により加速度を検出する振動式加速度計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２Ｂに従来の振動式加速度計を示す。枠状固定部１１内に振子１２が配され 、振子１２の一端は枠状固定部１１の１辺に連結されて、振子１２は片持梁とな っている。振子１２は固定部１１の枠内で回動できるように、つまり角変位でき るようにされ、このため振子１２の固定端の近くは薄肉ヒンジ１３とされている 。薄肉ヒンジ１３の軸心１４は固定部１１の枠面と、振子１２の長手方向との両 者に対し直角とされている。振子１２の自由端にこれとほぼ直角に延長した振動 子１５の一端が固定され、振動子１５の他端は固定部１１に固定される。

【０００３】 振動子１５は例えば水晶振動子であり、図に示していないが、その固有振動周 波数で励振されている。軸心１４及び振子１２の延長方向の両者に直角な方向に 加速度１６が固定部１１に印加されると、振子１２は、慣性によりその自由端が 加速度１６と反対方向に固定部１１に対し相対的に変位するように軸心１４を中 心に回動し、これに応じて振動子１５に引張応力、又は圧縮応力が生じ、振動子 １５の固有振動周波数が変化する。この固有振動周波数の変化方向と、変化量と から入力加速度の方向と大きさとが検出される。

【０００４】 過大な加速度が固定部１１に入力されると、振動子１５に過大な応力が生じ、 それが振動子１５の許容引張強度又は許容圧縮強度を超えた場合は振動子１５が 損傷する。これを防止するため、従来においては振子１２の振れの両側に、その 回動が所定値以上になるのを制限するストッパ１７，１８がそれぞれ枠状固定部 １１の内面に取付けられていた。つまり、過大な加速度が固定部１１に印加され ると、振子１２の自由端側がストッパ１７又は１８に突き当って止まり、この状 態より大きな応力が振動子１５に印加されない。ストッパ１７又は１８と振子１ ２との隙間の量により振子１２の自由端の最大変位及び振動子１５に印加される 最大応力が決まる。その最大応力が振動子１５の許容引張強度又は許容圧縮強度 以下になるようにストッパ１７，１８と振子１２との隙間量を調整していた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

以上のように振動式加速度計においては、過大な応力が振動子１５に印加され るのを防止するためにストッパ１７，１８を設けているが、振動子１５の最大許 容引張又は圧縮量は例えば１μm 以下と微小であるため、振子１２とストッパ１ ７，１８との各隙間をこの場合は１μm 以下にする必要がある。しかし、そのよ うな微小な隙間を正確に作ることは製造上大変なことであった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案によれば振子の一部に片持梁とされた振動子取付部が設けられ、その 振動子取付部の自由端部に振動子の一端が固定され、固定部に振子の延長方向及 びその回動の軸心の両者と直角な方向の加速度が加わると、その振動子取付部の 振子との連結部は、振動子取付部が回動可能な構造とされている。

【０００７】

【実施例】

図１にこの考案の実施例を示し、図２Ｂと対応する部分は同一符号を付けてあ る。この例では板状振子１２の自由端に方形切込み２１が形成され、切込み２１ の内端に振動子取付部２２の一端が連結される。つまり振動子取付部２２はその 軸心１４側の一端が振子１２に連結された片持梁である。この振動子取付部２２ の自由端に振動子１５の一端が固定され、振動子１５は振子１２と直角に延長し 、他端は固定部１１に固定される。振動子取付部２２の振子１２との連結部は、 固定部１１に、振子１２及び軸心１４の両者と直角な方向の加速度が印加される と振動子取付部２２が振子１２に対し回動することが可能とされる。このため、 この例では振動子取付部２２の振子１２との連結部は、薄肉ヒンジ１３と平行し た薄肉ヒンジ２３とされている。振子１２と振動子取付部２２とは例えば板状溶 融石英を化学エッチングして一体のものとして同時に作ることができる。

【０００８】 この構成において、例えば図１に示すように固定部１１に、その枠面内で振子 １２と直角でストッパ１７から１８へ向かう方向の加速度１６が印加されると、 振子１２は軸心１４を中心としてストッパ１７側に角変位し、振動子取付部２２ は、上記角変位の影響を受け、振動子１５には引張応力が生じ、振動子１５の固 有振動周波数が低くなる。この固有振動周波数を検出して加速度の大きさ及び方 向を従来と同様に検出できる。

【０００９】 加速度１６が過大な場合は、振子１２が大きく角変位し、振動子取付部２２は 振動子１５に連結されているため、振動子取付部２２は薄肉ヒンジ２３を中心に 振子１２に対しストッパ１７と反対方向に回動し、図２Ａに示すようになり、ま た振子１２の自由端はストッパ１７に突き当る。従って振子１２の自由端の最大 変位量ΔＤに対し、振動子取付部２２の自由端の最大変位量Δｄはかなり小さな ものとなる。このため、振動子１５は過大な引張応力を受けるおそれがない。

【００１０】 振動子取付部２２の自由端の最大変位量Δｄを、振動子１５の最大許容引張強 度と対応する値より小さくし、従ってΔｄは著しく小さく、例えば１μm 程度で あるが、振子１２の自由端の最大変位量ΔＤ、つまり振子１２とストッパ１７と の間隙ΔＤをΔｄに対し十分大きくすることができ、目的とする制限値Δｄを得 るためのΔＤの設定を容易に行うことができる。つまりΔＤに対する精度はΔＤ ／ΔｄだけΔｄに要求される精度よりもゆるくなる。

【００１１】 上述では過大な引張応力に対する振動子１５の保護を例としたが、同様に過大 な圧縮応力に対する振動子１５の保護も同様に容易に行うことができる。振動子 取付部２２は振動子１５に過大な引張又は圧縮応力が印加されないように薄肉ヒ ンジ２３を中心に振子１２に対して回動し、許容値以上の引張又は圧縮応力が振 動子１５に印加されることを防ぐため、振動子取付部２２の振子１２に対する取 付け位置や、その振子１２に対する回動軸心の方向は任意に選定することができ る。また振動子取付部２２の自由端に、振動子１５と反対方向に延長した他の振 動子を固定部１１との間に取付けて、両振動子の固有振動周波数の変化が加速度 により互いに逆に変化し、その両固有振動周波数の差を検出するように構成する こともできる。

【００１２】

【考案の効果】

以上述べたようにこの考案によれば振子の一部に片持梁の振動子取付部を設け 、これに振動子を固定し、過大な加速度が固定部に加わると、振動子取付部が振 子に対して回動して、振動子に過大な応力が印加されない。この時、振動子取付 部の最大変位量に対し、振子の最大変位量を著しく大きくすることができるため 、振子の自由端の変位をこの最大許容変位内に制限するように振子とストッパと の間隔を調整すればよく加速度計を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例を示す一部を破断した斜視
図。

【図２】Ａは図１の加速度計において振子がストッパに
当った状態を示す側面図、Ｂは従来の加速度計を示す側
面図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定部に振子が回動可能に片持支持さ
   れ、その振子の延長方向及び上記回動の軸心の両者と直
   角な方向に延長した振動子が上記振子と上記固定部との
   間に取付けられ、かつ上記振子の所定値以上の回動を受
   け止めるストッパが上記固定部に設けられた振動式加速
   度計において、上記振子の一部に片持梁とされた振動子
   取付部が設けられ、その振動子取付部の自由端部に上記
   振動子が固定され、上記固定部に上記振子の延長方向及
   び上記回動の軸心の両者と直角な方向の加速度が加わる
   と上記振動子取付部が上記振子に対し回動することが可
   能とされていることを特徴とする振動式加速度計。