JPH0618553A - 遠心式加速度校正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被校正加速度変換器に無用な振動を与えず所
定の加速度を正確に与え、駆動源や信号伝送系からのノ
イズの混入が殆どない状態で、動的加速度特性を得る。 【構成】 大ターンテーブル７は、エアベアリング４に
よって石定盤１上に回転可能に支持され、ブラシレスモ
ータ３１によって指定の速度で回転する。大ターンテー
ブル７の周辺寄りの空間部７ａ〜７ｄには、４つの小タ
ーンテーブル２８ａ〜２８ｄが上記同様にエアベアリン
グ２６ａ〜２６ｄによって支持され且つブラシレスモー
タ２２ａ〜２２ｄによって回転させられる。各小ターン
テーブル２８ａ〜２８ｄの載置部２９ａ〜２９ｄには、
被校正加速度変換器が、その中心を小ターンテーブル２
８ａ〜２８ｄの回転中心と一致するようにして固定され
る。各加速度変換器は、大ターンテーブル７および小タ
ーンテーブル２８ａ〜２８ｄの回転に応じて、周期的に
変動する加速度検出信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、遠心式加速度校正装
置に関し、より詳細には、ターンテーブルをブラシレス
モータによりダイレクト駆動するとともに、ターンテー
ブルをエアベアリングにて回転自在に支承して、高精度
に動的加速度の校正を行えるようにした遠心式加速度校
正装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】遠心式加速度校正装置は、ターンテーブ
ルの外周部に治具を介して、被校正加速度変換器（以下
「加速度変換器」という）を取り付け、このターンテー
ブルを水平面で回転させて、ターンテーブル上の加速度
変換器に遠心加速度を与え、この時の出力特性を校正
（測定）するものである。

【０００３】このような従来の遠心式加速度校正装置に
おいては、ターンテーブルを回転駆動するモータとして
は、誘導電動機を使用して、その回転力をベルト、多段
ギアボックス、クラッチなどを介して伝達し、停止時に
は、ブレーキで制動をかけるようにしている。

【０００４】加えて、モータの回転数制御も、オープン
ループ式により行っている。一方、ターンテーブルの回
転支持は、ボールベアリングにより、機械的に支持して
いる。

【０００５】また、ターンテーブルの回転に伴って、加
速度変換器が遠心加速度を検出するが、この検出された
検出出力は、信号伝送系を介して計測系に伝送される。
この信号伝送系としては、ターンテーブルが回転してい
ること、および測定系が静止した個所に設置されている
ことから、スリップリングとブラシを用いた機械的接触
によるアナログ伝送方式が採られている。

【０００６】この伝送系を経由した検出出力は、測定系
にアナログ信号で入力され、デジタル信号に変換された
後、入出力回路を経由して中央処理装置（以下「ＣＰ
Ｕ」という）に入力されるようになっている。

【０００７】このＣＰＵで所定の解析処理が行われた
後、表示装置に解析結果を表示したり、プリンタにプリ
ントアウトするようにしている。

【０００８】さらに、ターンテーブルに設けられている
加速度変換器への電源供給もスリップリング方式で行わ
れているのが一般である。

【０００９】このような遠心式加速度校正装置において
は、まず、ターンテーブルの回転駆動系においては、誘
導電動機などを使用しているために、ブラシの摺動ノイ
ズが発生し、それが検出出力中に混入するという難点が
あり、また、その駆動伝達系としてベルト、多段ギヤボ
ックス、クラッチ等を用いているから、装置が大型にな
るとともに、振動がターンテーブルに加わり、正確な加
速度を加速度変換器に与えることが困難であった。

【００１０】また、検出出力の伝送系もスリップリング
やブラシを使用した機械式のアナログ伝送方式によるも
のであるから、摺動部分での摩耗と接触不良および摺接
に伴うノイズの検出出力への重畳が不可避的である。

【００１１】さらに、測定系への電力の供給も上記と同
様に、スリップリングやブラシを使用する摺動式による
ものであるため、上述したと同様摺動部分での摩耗とノ
イズの混入が避けられないものである。

【００１２】このような従来の欠点を解消するために、
本件出願人は、特願平３−３９０３３号として遠心式加
速度測定装置に関する発明につき、先に出願した。

【００１３】その特徴の１つは、被校正加速度変換器に
所定の加速度を与えるための回転駆動源として直結駆動
するブラシレスモータを用いたことにある。

【００１４】すなわち、ブラシレスモータを用いること
によってモータブラシの摺動ノイズを無くし、その回転
駆動伝達にベルト等の伝達部材が介在させないことによ
り装置の大型化や伝達部材による振動ノイズの発生を抑
制している。

【００１５】また、他の特徴としては、被校正加速度変
換器に所定の加速度を与えるためのターンテーブルと、
装置本体（不動部材）との間に介在される軸受部にエア
ベアリングを用いることによって正確かつ機械的ノイズ
成分の少ないデータを得るようにしている。

【００１６】さらに他の特徴としては、被校正加速度変
換器の出力の増幅処理等をターンテーブルに内蔵された
アンプで行い、その増幅された信号をＡ／Ｄ変換し、デ
ジタル信号としてターンテーブルから装置本体（不動部
材）側に回転トランスを介して伝送させることによっ
て、外乱ノイズに対して非常に強いものとしている。

【００１７】ところで、加速度変換器の動的な校正方法
としては、比較校正方式、絶対校正方式が公的な機関
（例えば、財団法人機械電子検査検定協会）によって採
用されている。

【００１８】この比較校正方式というのは、基準加速度
変換器と被校正加速度変換器の２つを同一の往復型加振
装置の加振部に一体的に取付けて加振し、そのときの基
準加速度変換器の出力から算出された振動加速度データ
で被校正加速度変換器を校正するものである。

【００１９】また、上述の絶対校正方式というのは、往
復型加振装置上に被校正加速度変換器を取付けて加振
し、そのときの振動の変位振幅をレーザ干渉計で精密に
測定し、その加振周波数（振動数）から振動加速度等を
計算で求め、それを被校正加速度変換器の加速度データ
とするものである。

【００２０】そして、上述の比較方式の加速度校正装置
の場合、その校正精度は、０．５Hz〜５ｋHzの周波数領
域で２％程度であり、５Hz〜１０ｋHzの周波数領域で５
％程度とかなり低いという欠点がある。

【００２１】また、上述の絶対校正方式の加速度校正装
置は、その校正精度は、２０Hz〜５ｋHzの周波数領域で
１％前後であるが、２０Hz未満の低い周波数領域では、
使用不能であったり、所要の精度を満足しないという欠
点があった。

【００２２】一般に、校正のための装置としては、その
精度は、高いほど望ましいわけであるが、機構的、回路
構成的に自ずと限界がある。現状においては、悪くとも
１％以下、望ましくは０．５％以下の精度が要求されて
いるので、上述の比較校正方式の校正装置の場合、校正
装置として適合しないといわざるを得ない。

【００２３】一方、絶対校正方式の校正装置の場合、校
正装置として２０Hz〜５ｋHzの周波数領域においてはか
ろうじて適合するものであるが、校正システムの構成
が、加振器、この加振器を駆動するための周波数シンセ
サイザ・電力増幅器、振動の変位振幅を検出するための
レーザ発生器・２つの固定鏡・１つの振動鏡・１つのビ
ームスプリッタ・光電変換器・カウンタ・フィルタ・電
圧計、被校正加速度変換器の出力を校正する電荷増幅器
・電圧計、およびこれらのシステムを駆動制御・演算、
表示制御等を実行するコンピュータ等々を必要とする。

【００２４】そのため、非常に複雑かつ大がかりで高価
なものとなり、その上、校正操作も繁雑であるという欠
点があり、しかもこの絶対校正方式の校正装置も２０Hz
未満および５ｋHz以上の周波数領域の校正ができないと
いう致命的な問題を有しているのである。

【００２５】そこで、本出願人は、２０Hz未満の周波数
領域の校正を１％程度以下の高精度で行う方法を検討し
たところ、前述の遠心式加速度校正装置の一部を改良す
れば良いのではないかという案を考えた。

【００２６】即ち、この案に係る装置は、図１１に示す
ように遠心式で加速度を与えるためのモータ出力軸８０
に円盤状の大ターンテーブル８１を固定し、かつこの大
ターンテーブル８１の偏心部位（外周寄り）にモータ出
力軸８２に固定された小ターンテーブル８３を固定し、
この小ターンテーブル８３の偏心部位に被校正加速度変
換器８４を固定的に取付けるように構成するものであ
る。

【００２７】また、上記モータ出力軸８２は、大ターン
テーブル８１の盤面に対して回転自在に支持される。従
ってモータ出力軸８０を回転させることによって大ター
ンテーブル８１が回動し、その外周部に回転半径と角速
度に応じた遠心力が与えられる。

【００２８】ここで、大ターンテーブル８１と小ターン
テーブル８３とを１体に固定した場合、言い換えればモ
ータ出力軸８２を回転させない場合には、大ターンテー
ブル８１の回転により被校正加速度変換器８４にモータ
出力軸８０の中心から被校正加速度変換器８４の受感部
までの径方向長さとモータ出力軸８０の回転数（角速
度）とによって特定される一定の遠心力が与えられる。

【００２９】一方、この状態でモータ出力軸８２を回転
させると、小ターンテーブル８３が回転される。この状
態は、被校正加速度変換器８４とモータ出力軸８０の中
心との径方向長さがモータ出力軸８２の回転に伴い所定
の距離の範囲内で変化するものであり、被校正加速度変
換器８４の出力に着目すると、本来ならば一定の加速度
出力となるのであるが、小ターンテーブル８３が回転さ
れることによって変調されることになる。そして、この
ときの変調周波数は、小ターンテーブル８３の回転数に
等しいものになる。

【００３０】従って、小ターンテーブル８３の回転数
を、例えば毎秒２０回転とすれば２０Hzの周波数の加速
度出力が得られ、これ以下の周波数にすればその周波数
に対応した加速度出力を得ることができるのである。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】小ターンテーブル８３
の外周寄りに回転自在に支持された被校正加速度変換器
８４を大ターンテーブル８１と共に小ターンテーブル８
４を回転させることによって変調する形式の遠心式加速
度校正装置においては、その大ターンテーブル８１の回
転数が一定であっても、被校正加速度変換器８４を載せ
た小ターンテーブル８３の回転によって変調された加速
度出力は、図１２に示すような整ったｃｏｓ曲線を描か
ず、その特性曲線は、±方向に非対称であり、その波形
も図１４に示すように複雑なものとなる。

【００３２】これは、被校正加速度変換器８４には、小
ターンテーブル８３の回転に伴って発生する比較的小さ
い加速度と、大ターンテーブル８１の回転に伴って発生
する比較的大きな加速度とが印加されるが、小ターンテ
ーブル８３の回転に伴って大ターンテーブル８１のモー
タ出力軸８０から被校正加速度変換器８４の受感部まで
の距離が変化することによって大ターンテーブル８１の
回転により被校正加速度変換器８４が受ける加速度の値
が変化する。

【００３３】このため、実際には、モータ出力軸８０か
ら被校正加速度変換器８４の受感部までの距離の変化に
応じた出力変動と、被校正加速度変換器８４の受感軸の
向きが変化することによる出力変動とが重畳され、その
上、ターンテーブル８１，８４を回転させるときに生ず
る振動や回転むら等に基づく図１３に示すような微小な
ノイズ成分が重畳されて、その出力特性は、図１４に示
す出力特性曲線のような複雑なものとなり正確な動的加
速度の校正が困難となる。

【００３４】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、ターンテーブルに無
用な振動が生じたり与えられたりすることがなく、被校
正加速度変換器に動的加速度を正確に与えることがで
き、また、駆動源や信号伝送系からノイズを生ずること
がなく、真に被校正加速度変換器の出力のみを検出し得
ると共に、被校正加速度変換器の周波数特性を正確に得
られる遠心式加速度校正装置を提供することにある。

【００３５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、第１のブラシレスモータによ
り直結回転駆動され、被校正加速度変換器を取付けるた
めの加速度変換器載置部が自身の回転中心部に対して上
記被校正加速度変換器の受感軸中心と一致して形成され
た第１のターンテーブルと、この第１のターンテーブル
を回転自在に支承するエアベアリングでなる第１の軸受
部と、第２のブラシレスモータにより直結回転駆動さ
れ、上記第１のターンテーブルが上記第１の軸受部を介
して自身の回転中心部より偏心した部位に配設された第
２のターンテーブルと、この第２のターンテーブルを回
転自在に支承するエアベアリングでなる第２の軸受部
と、上記第１のターンテーブルの上記加速度変換器載置
部に取付けられた加速度変換器の出力を個別に増幅する
内蔵アンプと、この内蔵アンプから出力される信号を上
記第２のターンテーブル側に伝送する第１の回転トラン
スと、この第１の回転トランスの伝送信号を上記第２の
ターンテーブルから固定部側に伝送する第２の回転トラ
ンスと、を具備し、上記第２のブラシレスモータの回転
数を変化させることにより上記第１のターンテーブルに
所定の加速度を与え、上記第１のブラシレスモータを回
転させることにより上記第１のターンテーブルに載置さ
れた被校正加速度変換器に周波数変調成分を与え、その
ときの上記被校正加速度変換器の出力を上記第１および
第２の回転トランスを順次に介して固定部側へ導出する
ように構成したことを特徴としたものである。

【００３６】また、請求項２の発明は、第１のターンテ
ーブルの加速度変換器載置部に取付けられた加速度変換
器の出力を少なくとも増幅する信号調整手段と、この信
号調整手段から出力される信号をデジタル変換した並列
信号を直列信号に変換した後、変調処理を行う第１の信
号処理手段と、この第１の信号処理手段の出力信号を第
１の回転トランスおよび第２の回転トランスを順次に介
して固定部側で受けて復調処理して直列信号に変換処理
を行う第２の信号処理手段とを有することを特徴とした
ものである。

【００３７】

【作用】この発明は、第２のブラシレスモータにより第
２のターンテーブルを直結駆動して回転させ、しかも回
転された第２のターンテーブルをエアベアリングでなる
第２の軸受部により非接触状態で回転自在に支承するこ
とで、不要な振動が第２のターンテーブルに加わること
を防止している。

【００３８】また、第２のターンテーブルの偏心部位に
第１のターンテーブルを同様にエアベアリングでなる第
１の軸受部により非接触状態で回転自在に支承すること
で不要な振動が第１のターンテーブルに加わることを防
止している。この第１のターンテーブルに取付けられた
加速度変換器には、第２のターンテーブルの水平方向の
回転に伴う一定の加速度が与えられるが、第１のターン
テーブルの回転による受感軸の回転によってその感度が
変化して回転角（または時間）に対する出力の特性は、
ｃｏｓ曲線を描くようになる。

【００３９】その加速度は、回転する加速度変換器で検
出され、その検出出力は、個別の内蔵アンプに出力さ
れ、その内蔵アンプでは、その検出出力を適宜増幅し、
且つ必要に応じデジタル信号に変換する。

【００４０】この変換された出力は、第１のターンテー
ブルと第２のターンテーブルとの間および第２のターン
テーブルと固定部との間にそれぞれ設けられた第１およ
び第２の回転トランスを順次に経由して固定側の部位に
配置された測定系に伝送される。

【００４１】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て具体的に説明する。図１は、この発明に係る遠心式加
速度校正装置の一実施例の全体構成を示す正面図であ
る。

【００４２】図１において、１は、円板状に形成された
石定盤である。この石定盤１の下面は、オイルダンパや
エアダンパ等による防振装置２を介して支柱３に固定さ
れている。支柱３および防振装置２は、複数個（この例
の場合４個）設けられている。支柱３の下端は、平らな
床面に固定されている。

【００４３】石定盤１の中心部には、貫通したモータ収
納部が設けられており、ブラシレスモータ（以下単に
「モータ」と略称する）３１が収納されている。モータ
３１は、ベルトや変速用のギアボックスなどを介するこ
となく、直接に第２のターンテーブルとしての大ターン
テーブル７を回転するようになっており、大ターンテー
ブル７の中心部の下面に垂下された回転軸支部６とモー
タ３１の回転軸が直結されている。

【００４４】このモータ３１と大ターンテーブル７との
間には、第２の軸受部としてのエアベアリング４が介在
され、エアベアリング４の中心部に設けられた回転筒部
に大ターンテーブル７の回転軸支部６が嵌合連結され、
エアにより回転筒部が固定筒部に回転自在に支承される
ようになっている。

【００４５】エアベアリング４の外周面には、空気圧供
給部５が設けられている。空気圧供給部５には、図２に
示すエアクリーナ９から圧搾空気が供給され、これによ
って、大ターンテーブル７の回転軸支部６が嵌入された
回転筒部を非接触状態で回転自在に支承するようになっ
ている。

【００４６】図２は、この発明の全体の構成を概略的に
示したブロック図である。この図２より明らかなよう
に、上記エアクリーナ９には、エア源８が連結されてい
る。このエア源８から供給されるエアは、エアクリーナ
９で塵埃等を除去した後、所定の空気圧とするエアレギ
ュレータ（図示せず）で調圧（例えば、３〜１０kg／cm
² の所定の圧力に調圧）されるようになっている。

【００４７】この調圧されたエアは、上述のエアベアリ
ング４の空気圧供給部５に供給されるようになっている
とともに、図２に示すように、支柱３を通して、防振装
置２にも供給するようになっている。

【００４８】上記エアベアリング４と大ターンテーブル
７の回転軸支部６の詳細な構成は、図３の拡大断面図に
示されている。この図３において、まず、大ターンテー
ブル７の構成から述べる。

【００４９】ターンテーブル７の回転軸支部６は、その
中心部に円柱状の空胴部６１が形成され、その内部に図
示は省略したが、内蔵電気回路の一部である後述する混
合器２４、レギュレータ２５等が収納され、大ターンテ
ーブル７の周辺寄りの第１〜第４空間部７ａ〜７ｄに
は、第１〜第４回転駆動部２１ａ〜２１ｄのそれぞれを
構成する第１〜第４モータ２２ａ〜２２ｄ、第１〜第４
エンコーダ２３ａ〜２３ｄ等が設置されている。

【００５０】なお、符号２２ａ〜２２ｄにおける添字の
ａ〜ｄは、第１がａ、第２がｂ、第３がｃ、第４がｄに
対応して付されたもので、以下の説明中についても同様
である。この空胴部６１の上端は、カバー６７が固定さ
れて閉塞されている。

【００５１】また、回転軸支部６の上部には、コード類
などの収納部６２が設けられている。この収納部６２の
外周部には、収納部６２より径大に形成された部分に第
１〜第４回転駆動部２１ａ〜２１ｄ、第１〜第４回転測
定部１０ａ〜１０ｄを収納・設置するための第１〜第４
空間部７ａ〜７ｄを有する大ターンテーブル７が嵌合・
固定されている。

【００５２】この大ターンテーブル７は、水平方向に回
転自在になるように、まず、連結ブロック６３の環状凹
溝とエアベアリング４の回転筒部６４の外周部とを嵌合
させた上、連結ブロック６３の上面から複数本のボルト
６５，６５……を所定の角度間隔をもって挿通させ、回
転筒部６４に形成した雌ねじ穴に螺合させることで一体
的に連結されている。

【００５３】さらに、この連結ブロック６３の上面を、
大ターンテーブル７の回転軸支部６の下面に当接させた
状態で、回転軸支部６の上面側から複数本のボルト６
６，６６……を螺合させることで連結ブロック６３に回
転軸支部６を連結している。

【００５４】これにより、回転軸支部６は、連結ブロッ
ク６３を介してエアベアリング４の回転筒部６４に連結
されることになる。この回転筒部６４が、エアベアリン
グ４の固定筒部（図示せず）に対して微小間隙をもって
圧搾空気により回転自在に支承され、ひいては、大ター
ンテーブル７がエアベアリング４に対して水平方向に回
転自在に支承されることになる。

【００５５】説明を図３から図１に戻す。この図１に示
すように、モータ３１の下部には、その回転を検出する
ためのエンコーダ３２が取付けられ、また、固定部（石
定盤１等）と大ターンテーブル７との間には、両者を機
械的に無接触状態で信号伝達と電源供給を行わせるため
の回転トランスＴ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７ａ〜Ｔ７ｄ，Ｔ
８ａ〜Ｔ８ｄのそれぞれが介在されている。

【００５６】そして、上述の第２のターンテーブルとし
ての大ターンテーブル７の盤面には図４に示すようにそ
の回転中心である回転軸支部６の中心部０に対し等配角
度間隔で配設された第１のターンテーブルとしての４つ
の小ターンテーブル２８ａ〜２８ｄには、第１〜第４回
転測定部１０ａ〜１０ｄが設けられている。

【００５７】この第１〜第４小ターンテーブル２８ａ〜
２８ｄを回転駆動する構成部分については、上述したエ
アベアリング４、モータ３１、エンコーダ３２、回転ト
ランスＴ４、……と基本的に同一であり、その差は大き
さが異なるのみである。

【００５８】従って、第１小ターンテーブル２８ａを回
転駆動するために、第１回転トランスＴ１ａ，Ｔ２ａ，
Ｔ３ａと第１エンコーダ２３ａ、第１モータ２２ａ、第
１エアベアリング２６ａ、第１回転軸支部２７ａとが設
けられており、第１回転軸支部２７ａに第１小ターンテ
ーブル２８ａが固定されることになる。

【００５９】また、この第１小ターンテーブル２８ａの
中心部には、被校正加速度変換器である第１加速度変換
器１１ａをその受感軸の中心が第１小ターンテーブル２
８ａの回転中心と一致するように取付け固定するための
載置部２９ａが設けられている。

【００６０】そして、第２〜第４小ターンテーブル２８
ｂ〜２８ｄ、第２〜第４回転トランスＴ１ｂ〜Ｔ１ｄ、
Ｔ２ｂ〜Ｔ２ｄ、Ｔ３ｂ〜Ｔ３ｄ、第２〜第４エンコー
ダ２３ｂ〜２３ｄ、第２〜第４モータ２２ｂ〜２２ｄ、
第２〜第４エアベアリング２６ｂ〜２６ｄ、第２〜第４
回転軸支部２７ｂ〜２７ｄも、第１小ターンテーブル２
８ａ、第１回転トランスＴ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ、第１
エンコーダ２３ａ、第１モータ２２ａ、第１エアベアリ
ング２６ａ、第１回転軸支部２７ａと同様にそれぞれ構
成されている。

【００６１】なお、第１〜第４エアベアリング２６ａ〜
２６ｄへのエア供給は、石定盤１に取付けられたエアベ
アリング４に供給されるエアーの一部をバイパスして行
われるようになっている。また、上述の石定盤１上にお
いて、エアベアリング４および大ターンテーブル７の全
体を内包するように、安全カバーＡが石定盤１上に固定
されている。

【００６２】この安全カバーＡは、試験中万一、被校正
加速度変換器が小ターンテーブル２８ａ〜２８ｄの載置
部２９ａ〜２９ｄから外れた場合でも、遠心力により外
方向に飛散しないようにするためと、運転中に取扱者が
大ターンテーブル７等の回転部分に触れることを防止す
るためのものである。

【００６３】次に、図２、図４および図５により、検出
出力の伝送系と処理系について説明する。図５に示すよ
うに、この実施例では、４個の被校正加速度変換器が、
同時的に校正できるように構成されている。

【００６４】これらの被校正加速度変換器である第１〜
第４加速度変換器１１ａ〜１１ｄは、それぞれ図１ない
し図４で説明した４つの第１〜第４載置部２９ａ〜２９
ｄ上に、それぞれ自身の受感軸の中心が第１〜第４小タ
ーンテーブル２８ａ〜２８ｄの回転中心と合致させられ
て１個宛それぞれ収納載置されている。

【００６５】これらの第１〜第４加速度変換器１１ａ〜
１１ｄは、この例の場合片持ち支持でないひずみゲージ
式加速度変換器であり、各加速度変換器１１ａ〜１１ｄ
は、大ターンテーブル７の回転速度、すなわち加速度に
応じた歪み（具体的には、起歪板の曲げ）を検出して、
加速度検出出力を得るものであり、モータ３１の回転速
度を階段状に増加、あるいは減少させると、階段状に変
化する加速度が検出できるものである。

【００６６】先ず、第１回転測定部１０ａの回路構成に
ついて説明する。第１加速度変換器１１ａの出力は、シ
グナルコンディショナ１２ａに入力されるようになって
いる。

【００６７】このシグナルコンディショナ１２ａは、入
力を増幅する機能を有すると共に、所定のまたは任意の
校正値信号を出力する機能、所定の周波数範囲だけの信
号を出力するフィルタ機能、ひずみゲージ式の変換器に
含まれるブリッジ回路の抵抗不平衡成分およびまたは容
量不平衡成分を除去して自動的に平衡をとるオートバラ
ンス機能、温度補償の機能等を有する。

【００６８】このようなシグナルコンディショナ１２ａ
の出力は、Ａ／Ｄ変換器１３ａに入力されるようになっ
ている。このＡ／Ｄ変換器１３ａは、シグナルコンディ
ショナ１２ａから出力される信号を、コントローラ１６
ａのコントロール信号に基づき並列な１２ビットのデジ
タル信号に変換して、パラレル−シリアル（以下、「Ｐ
−Ｓ」という）変換器１４ａに出力するようになってい
る。

【００６９】このＰ−Ｓ変換器１４ａは、コントローラ
１６ａのコントロール信号により、Ａ／Ｄ変換器１３ａ
から出力されてくる１２ビットのデジタル信号を直列に
変換して、変調器１５ａに出力するようになっている。

【００７０】変調器１５ａ内には、図示されていない
が、発振器が内蔵されており、コントローラ１６ａの出
力信号に基づき、Ｐ−Ｓ変換器１４ａから入力される直
列に変換されたデータの「１」、「０」ごとに、変調を
かける。

【００７１】この実施例の場合、直列データの「１」を
５０ＫHz、「０」を２５ＫHzに発振器の出力信号（パル
ス信号）を変調して、回転トランスＴ２ａの１次側に出
力するようになっている。また、この変調器１５ａは、
自身のアドレス（４系統のいずれであるのか別）を特定
する判別信号を付加する機能も有している。

【００７２】尚、第２回転測定部１０ｂ〜１０ｄについ
ても、その詳細な図示は省略したが、第１回転測定部１
０ａと同様に構成されている。従って、第１回転測定部
１０ａとその関連回路、機構を代表として述べることと
する。

【００７３】次に固定部３０の回路構成について説明す
る。

【００７４】また、回転トランスＴ１ａの２次側巻線に
出力される交流電源は、レギュレータ１７ａに入力され
るようになっている。このレギュレータ１７ａは、入力
された交流を整流し、所定電圧の直流に安定化するもの
で、上述の加速度変換器１１ａ等の回路各部（第１回転
測定部１０ａの内部回路の各部）に電源供給をするもの
である。

【００７５】さらに回転トランスＴ３ａの２次側巻線に
は、制御信号ｃが出力され、この出力がコントローラ１
６ａに入力されるようになっている。

【００７６】なお、回転トランスＴ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３
ａは、回転部２０（大ターンテーブル７等）と第１回転
測定部（小ターンテーブル２８ａ）１０ａとの間に介在
されていて、回転トランスＴ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂは、
大ターンテーブル７と小ターンテーブル２８ｂとの間に
介在され、他の回転トランスＴ１ｃ，Ｔ１ｄ，Ｔ２ｃ，
Ｔ２ｄ，Ｔ３ｃ，Ｔ３ｄも同様である。

【００７７】次に、回転部２０の回路構成について説明
する。回転部２０は、上述したように大ターンテーブル
７、モータ２２ａ〜２２ｄ、レギュレータ２５、混合器
２４等で構成され、大ターンテーブル７の外周近傍に設
けられる小ターンテーブル２８ａを回転駆動すると共
に、その回転を検出・制御するための回転駆動部２１ａ
が４系統（第１〜第４回転駆動部２１ａ〜２１ｄ）設け
られている。

【００７８】第１回転駆動部２１ａを例にすれば、モー
タ２２ａの一側が大ターンテーブル７に固定され、他側
が第１小ターンテーブル２８ａを回転させるようになっ
ている。このときの回転は、エンコーダ２３ａによって
検出され、その出力が回転トランスＴ８ａを介して固定
部３０側に送出されるようになっている。

【００７９】また、モータ２２ａへの回転制御信号の供
給は、回転トランスＴ７ａを介して固定部３０側から行
われるようになっている。このような第１回転駆動部２
１ａが４系統（２１ａ〜２１ｄ）設けられているのであ
る。

【００８０】また、回転トランスＴ４の２次側巻線に生
じる交流電源は、そのまま第１回転トランスＴ１ａを介
して第１回転測定部１０ａ側に供給されると共に、レギ
ュレータ２５にも供給されるようになっている。このレ
ギュレータ２５は、上述のレギュレータ１７ａと同様の
もので、回転部２０を構成する回路各部に電源供給をす
るためのものである。

【００８１】さらに、第１〜第４回転測定部１０ａ〜１
０ｄの各出力を送出する第１〜第４変調器１５ａ〜１５
ｄの各測定データＤ１〜Ｄ４のそれぞれは、第１〜第４
回転トランスＴ２ａ〜Ｔ２ｄを介して混合器２４の４入
力端のそれぞれに入力されるようになっている。

【００８２】この混合器２４は、測定データＤ１〜Ｄ４
を混合して出力データＤとするものであるが、この実施
例では、測定データＤ１〜Ｄ４の生成タイミングを制御
（詳細は後述）して４系統の出力が順次に作られるよう
にしてあるので、概念的には混合器というよりは一種の
オア回路である。

【００８３】この混合器２４の出力端に生じる出力デー
タＤは、回転トランスＴ６を介して固定部３０側に送出
されるようになっている。

【００８４】次に、固定部３０の回路構成について説明
する。モータ３１にモータコントローラ３３から出力さ
れるモータ制御データＭ０が供給されるようになってい
る。このモータコントローラ３３は、メインコントロー
ラ３５から出力される制御信号Ｍと、第１〜第４回転ト
ランスＴ８ａ〜Ｔ８ｄのそれぞれから得られる第１〜第
４モータ制御信号Ｃ１〜Ｃ４とパルスジェネレータ３４
の出力信号とに基づいてモータ３１を直接に制御するも
のである。これと共に、第１〜第４モータ２２ａ〜２２
ｄも第１〜第４回転トランスＴ７ａ〜Ｔ７ｄを介して制
御するものである。

【００８５】回転トランスＴ６の２次側巻線に誘起した
「１」、「０」に対応する５０ＫHz、２５ＫHzの出力デ
ータＤは、復調器３８に入力されるようになっている。

【００８６】この復調器３８には、メインコントローラ
３５からのコントロール信号が入力されるようになって
いる。このコントロール信号により、復調器３８は、出
力データＤをデジタルの測定データに復調して、シリア
ル−パラレル（以下、「Ｓ−Ｐ」という）変換器３９に
出力するようになっている。

【００８７】また、復調器３８には、回転トランスＴ６
を介して入力される出力データＤ中に含まれるチャンネ
ル判別信号を解読し、その判別信号をメインコントロー
ラ３５に送り返す機能も有している。

【００８８】上記Ｓ−Ｐ変換器３９には、メインコント
ローラ３５からコントロール信号も入力されるようにな
っている。

【００８９】このコントロール信号に基づき、混合器２
４から出力される各回転測定部１０ａ〜１０ｄ毎の分離
されたデジタルの直列データが１２ビットの並列データ
に変換されるようになっている。

【００９０】この並列データは、メインコントローラ３
５からの出力信号に基づき４個のラッチ回路４０ａ〜４
０ｄにチャンネルごとに、すなわち、第１〜第４回転測
定部１０ａ〜１０ｄの出力に対応して、ラッチされるよ
うになっている。

【００９１】これらの４個のラッチ回路４０ａ〜４０ｄ
の各出力は、デジタル／アナログ変換器（以下、「Ｄ／
Ａ変換器」という）４３ａ〜４３ｄにそれぞれ入力され
るようになっているとともに、２進化１０進法変換器
（以下、「ＢＣＤ変換器」という）４１に出力するよう
になっている。

【００９２】このＢＣＤ変換器４１は、各ラッチ回路４
０ａ〜４０ｄごとの出力を入力して、２進化１０進法に
より、１０進数字に変換して、表示装置４２に出力する
ようになっている。表示装置４２としては、ＣＲＴ表示
装置等が該当する。

【００９３】さらに、メインコントローラ３５には、キ
ーボード３６が接続され、総合的な制御を指令できるよ
うになっていて、このメインコントローラ３５には、プ
リンタ３７が接続され、所望のハードコピーを得ること
ができるようになっている。

【００９４】上述のＤ／Ａ変換器４３ａ〜４３ｄの出力
は、信号処理回路４４を介して表示装置４２に入力され
るようになっている。この信号処理回路４４は、Ｄ／Ａ
変換器４３ａ〜４３ｄから出力される４系統の測定デー
タを、そのまま表示するに適正な信号に変換したり、複
数回に亘る測定の平均値を求めたり等々の処理をするも
ので、メインコントローラ３５から出力される制御信号
Ｓによってその処理形態を変更することができるように
なっている。

【００９５】またモータコントローラ３３には、スイッ
チ４５が接続され、モータ３１，２２ａ〜２２ｄ等の回
転を直接に（キーボード３６からの指令ではなく）制御
することができるようになっている。従って、操作者の
キーボード３６の操作により、信号処理回路４４で各種
データ処理がなされ、その解析処理結果は、プリンタ３
７により測定値データをプリントアウトすることもでき
るようになっている。

【００９６】図６は、解析処理系の配置の一例を示した
ものであり、キャスタ付きのラック５０中央部の棚板上
には、キーボード３６とメインコントローラ３５（ＣＰ
Ｕ）が配置されており、このメインコントローラ３５の
上部に図１で示した表示装置４２が配置され、上棚部に
プリンタ３７が載置されている。

【００９７】上記パルスジェネレータ３４、モータコン
トローラ３３、外部電源４７等は、図２に示すように、
キャスタ付きのラック７０内に組み込まれており、この
ラック７０の底部にノイズフィルタ７１、シールドトラ
ンス７２、メインスイッチ７３等が収納され、なお、図
２に示す表示器４６は、モータ回転数等を表示するもの
である。

【００９８】スイッチ４５を操作する毎に、回転数を変
化させられるようになっており、その設定回転速度は、
表示器４６で表示されるようになっている。

【００９９】このように構成された本施例の動作を、主
として図５を用いて説明する。加速度校正を開始するに
先立ってメインスイッチ７３（図２参照）を投入する
と、固定部３０に設けられた外部電源４７で生成される
安定化された電源が固定部３０に配置された各回路に電
源供給がなされる。

【０１００】また、この外部電源４７から出力される交
流電源の一部は、回転部２０と第１〜第４回転測定部１
０ａ〜１０ｄとに配置された各回路に電源供給するため
に、回転トランスＴ４の１次巻線（固定部３０に固定さ
れている）に供給される。

【０１０１】すると、回転トランスＴ４の２次巻線（回
転部２０に固定されている）に電磁的に誘導された電源
がレギュレータ２５に供給され、このレギュレータ２５
で整流、安定化され所定の直流電源として回転部２０に
配置された各回路に電源供給がなされる。

【０１０２】また、上述の回転トランスＴ４の２次巻線
（回転部２０に固定されている）に誘導された交流電源
は、第１〜第４回転測定部１０ａ〜１０ｄ側に伝送され
る。

【０１０３】詳しくは、回転トランスＴ１ａの１次巻線
に印加された交流電源が第１回転測定部１０ａの２次巻
線（回転トランスＴ１ａ）に交流電源が誘導されレギュ
レータ１７に印加される。このレギュレータ１７によっ
て安定化された直流電源は、第１回転測定部１０ａに含
まれる各回路に電源の供給がなされる。また、第２〜第
４回転測定部１０ｂ〜１０ｄのそれぞれの有する各回路
にも、上述同様にして回転トランスＴ１ｂ〜Ｔ１ｄを介
して電源の供給がなされる。

【０１０４】一方、固定部３０に設けられたメインコン
トローラ３５から送出される制御信号Ｃは、固定部３０
と回転部２０の間に介挿された回転トランスＴ５と、回
転部２０と第１〜第４回転測定部１０ａ〜１０ｄのそれ
ぞれに介挿された回転トランスＴ３ａ〜Ｔ３ｄのそれぞ
れとを通じて４つのコントローラ１６ａ〜１６ｄのそれ
ぞれに供給される。

【０１０５】また、第１〜第４回転測定部１０ａ〜１０
ｄのそれぞれから出力される第１〜第４測定データＤ１
〜Ｄ４のそれぞれも、第１〜第４回転測定部１０ａ〜１
０ｄと回転部２０との間に介挿された回転トランスＴ２
ａ〜Ｔ２ｄのそれぞれを通じて混合器２４に供給され
る。この混合器２４の出力データＤは、回転部２０と固
定部３０との間に介挿された回転トランスＴ６を通じて
固定部３０に配置された復調器３８に入力される。

【０１０６】また、図２と図１０に示されているスイッ
チ４５の操作でモータ３１，モータ２２ａ〜２２ｄの各
回転速度を設定することによって、４つの加速度変換器
１１ａ〜１１ｄに与える加速度の大きさと周波数変調成
分の周波数を設定する。この設定回転速度と周波数は、
表示器４６（図２参照）に表示される。

【０１０７】詳しくは、スイッチ４５で設定されたデー
タが、モータコントローラ３３で解読され、各モータ３
１，２２ａ〜２２ｄを設定した回転数とするに適正なモ
ータ制御信号Ｍ０，Ｍ１〜Ｍ４が生成され、これによっ
て、各モータ３１，２２ａ〜２２ｄは回転駆動制御され
る。

【０１０８】この設定された回転速度でモータ３１，２
２ａ〜２２ｄが回転すると、モータの実回転速度は、エ
ンコーダ３２，２３ａ〜２３ｄでそれぞれ測定され、そ
の測定値をエンコードして、エンコーダ３２，２３ａ〜
２３ｄの出力が制御信号Ｃ０，Ｃ１〜Ｃ４としてモータ
コントローラ３３に送られる。

【０１０９】モータコントローラ３３は、パルスジェネ
レータ３４から入力されるクロックパルスとエンコーダ
３２，２３ａ〜２３ｄの出力の制御信号Ｃ０，Ｃ１〜Ｃ
４とのそれぞれの位相を比較し、その位相差に応じてモ
ータ３１，２２ａ〜２２ｄの回転数が上記設定回転数と
なるように回転速度の制御を行う。

【０１１０】このモータ３１，２２ａ〜２２ｄは、ブラ
シレスモータであり、しかもダイレクトに大ターンテー
ブル７と小ターンテーブル２８ａ〜２８ｄを回転駆動す
るので、高い芯ぶれ精度と少いジッタ（ＪＩＴＴＥＲ）
でターンテーブル５を回転することができる。

【０１１１】図７は、このモータ３１の指令電圧対回転
数の関係を示す特性図であり、この図７からも明からな
ように、指令電圧に対して回転数がほぼ直線的であり、
また、図８は、ジッタ対回転数の関係を示す特性図であ
り、ジッタが非常に少ないことがわかる。

【０１１２】さらに、図９は、モータ４の立ち上がり、
立ち下がり特性を示すものであり、立ち上がり、立ち下
がりが対称的であり、むらのないことがわかる。

【０１１３】この図７〜図９のように、このブラシレス
モータの特性が優れていることがわかる。したがって、
モータ３１に直接ドライブされる大ターンテーブル７の
回転に芯ぶれがなく極めて安定し、ひいては、第１〜第
４回転測定部１０ａ〜１０ｄに非常に正確な加速度を与
えることができる。

【０１１４】また、モータ３１によって回転される大タ
ーンテーブル７の回転軸支部６は、エアベアリング４の
回転筒部６４と一体化され、エアベアリング４の固定筒
部に対し非接触状態で回転自在に軸支されているので、
機械的振動を発生することがない。その上、摩耗や焼付
けがなく、モータ３１や回転トランスＴ４〜Ｔ６，Ｔ７
ａ〜Ｔ７ｄ，Ｔ８ａ〜Ｔ８ｄからは、従来のようなブラ
シによるノイズが発生しないから、第１〜第４回転測定
部１０ａ〜１０ｄに、第１〜第４回転の検出出力にノイ
ズが重畳されることがなくなるのである。

【０１１５】また、モータ２２ａ〜２２ｄの回転駆動部
とその利点については、上述のモータ３１に比して設定
回転速度が異なるだけであり、概ね同様であるのでその
説明は省略する。

【０１１６】このようにして、大ターンテーブル７およ
び小ターンテーブル２８ａ〜２８ｄの回転および回転支
承を行うことにより、大ターンテーブル７の回転速度に
応じた加速度に小ターンテーブル２８ａ〜２８ｄの回転
速度に応じた変調成分を加味したものを加速度変換器１
１ａ〜１１ｄに与えることができる。

【０１１７】従って設定された回転数Ｎ₁ で回転する大
ターンテーブル７により加速度変換器１１ａ〜１１ｄ
は、次のような加速度を受けることになる。なお、４つ
の加速度変換器１１ａ〜１１ｄのそれぞれの加速度が求
められるようになっているが、説明の繁雑さを避ける意
味で、ここでは１つの加速度変換器１１ａについて代表
して説明することとする。

【０１１８】図４に示すように第１の加速度変換器１１
ａは、大ターンテーブル７の回転速度と半径Ｒに対応し
た一定の加速度α₁ を受ける。

【０１１９】このとき加速度変換器１１ａは、その受感
軸が大ターンテーブル７の中心０を通る放射方向軸と一
致し、かつその受感軸正（＋）方向が回転の中心０を向
いている場合には、上述の一定加速度に対応した正
（＋）の検出出力が得られ、回転の中心０と反対の方向
を向いている場合には、上述の一定加速度に対応した負
（−）の検出出力が得られる。

【０１２０】ところが、加速度変換器１１ａの受感軸が
大ターンテーブルの放射方向軸に対し、０°から９０°
の角度θにわたってずれていくと、加速度変換器１１ａ
の受感部に作用する加速度成分が、以下に述べる関係で
減少し、検出出力は正の最大から０にわたって減少して
いく。

【０１２１】また、受感軸が、大ターンテーブル７の放
射放向軸に対し、９０°から１８０°の角度にわたって
ずれていくと、加速度変換器１１ａの受感部に作用する
加速度成分が次第に負の方向に増大し、検出出力は、０
から負の最大に変化し、以下同様に角度θが、１８０°
〜２７０°および２７０°〜３６０°にわたってずれる
と、負の最大から０および０から正の最大へと変化す
る。

【０１２２】このことを一般式で表わせば、次のように
なる。先ず、大ターンテーブル７の中心０と加速度変換
器１１ａの受感軸中心（第１回転測定部を構成する小タ
ーンテーブル２８ａの回転中心）までの偏心距離をＲと
し、大ターンテーブル７の角速度をω₁ （回転数Ｎ₁ ｒ
ｐｍ）とし、小ターンテーブル２８ａの角速度をω
₂（回転数Ｎ₂ ｒｐｍ）とすると、加速度変換器１１ａ
には、次式に示す加速度α₁ が与えられる。

【０１２３】 α₁ ＝Ｒ・ω₁ ²＝Ｒ（２・π・Ｎ₁ ／６０）² また、加速度変換器１１ａには、受感軸のずれ角θに応
じた成分の加速度が作用し、θ＝０°または３６０°の
ときには正のピーク値である加速度＋α₂ が作用し、θ
＝１８０°のときには負のピーク値である加速度−α₂
が作用することとなる。

【０１２４】この場合の加速度α₂ とずれ角θとの関係
は、α₂ ＝Ｒ・ω₁ ²・ｃｏｓθ＝Ｒ（２・π・Ｎ₁ ／６
０）² ・ｃｏｓθとなる。

【０１２５】ここで、θ＝０°の角度位置から、一定回
転数Ｎ₂ （ｒｐｍ）で小ターンテーブル２８ａが回転す
るものとすれば、 θ＝（２・π・Ｎ₂ ／６０）ｔ であるから、ｔ秒後の受感部に作用する加速度α₂ の成
分は、 α₂ ＝Ｒ（２・π・Ｎ₁ ／６０）ｃｏｓ（２・π・Ｎ
₂ ／６０）ｔ で表わされるのである。

【０１２６】今までの説明における加速度変換器１１ａ
の受感軸の放射方向軸に対する上記ずれ角θおよび時間
と加速度の変化の関係は、図１０に示すようになる。

【０１２７】さて加速度変換器１１ａの出力は、シグナ
ルコンディショナ１２ａに入力され、不平衡成分の除去
等が行われＡ／Ｄ変換器１３ａに入力され１２ビットの
並列的なデジタル信号に変換される。

【０１２８】このデジタル信号は、Ｐ−Ｓ変換器１４に
よって直列的なデジタル信号に変換され変調器１５に入
力される。

【０１２９】この変調器１５ａは、その入力データの
「１」「０」に対応して変調をかける。本実施例では、
上述したように、直列のデータの「１」を５０ＫHz，
「０」を２５ＫHzのパルス波で変調をかけるものであ
る。

【０１３０】さらにこの変調器１５ａにおいては、加速
度変換器１１ａの測定データに、第１の回転測定部１０
ａの出力であることを特定づける判別信号（符号）を付
加している。また、Ａ／Ｄ変換のタイミングやＰ−Ｓ変
換のタイミング等は、制御信号Ｃ（固定部３０のメイン
コントローラ３５から送出される）を受けたコントロー
ラ１６ａによってすべて制御されるようになっている。

【０１３１】一方、第２〜第４回転測定部１０ｂ〜１０
ｄにおいても、上述同様にして加速度変換器１１ｂ〜１
１ｄの出力が、測定データＤ２〜Ｄ４として得られるよ
うになっている。

【０１３２】なお、変調器１５ａ〜１５ｄのそれぞれか
ら出力される４系統の測定データＤ１〜Ｄ４の生成タイ
ミングが同時的にならないように、制御信号Ｃが、メイ
ンコントローラ３５から生成されている。

【０１３３】従って、第１〜第４回転測定部１０ａ〜１
０ｄのそれぞれから出力される４系統の測定データＤ１
〜Ｄ４は、回転トランスＴ２ａ〜Ｔ２ｄのそれぞれを介
して、回転部２０に設けられた混合器２４に入力され
る。

【０１３４】この混合器２４の出力データＤは、回転部
２０と固定部３０との間に介挿された回転トランスＴ６
を介して、固定部３０に設けられた復調器３８に入力さ
れる。この復調器３８は、メインコントローラ３５の出
力信号に基づき、出力データＤを復調して、「１」，
「０」の直列データを出力して、Ｓ−Ｐ変換器３９に送
出すると共に出力デンタＤに含まれる判別符号を解読し
メインコントローラ３５にその結果を送り帰す。

【０１３５】Ｓ−Ｐ変換器３９は、メインコントローラ
３５からの出力信号に基づき、復調器３８から送られて
くる直列データの復調信号を並列データに変換して、第
１〜第４回転測定部１０ａ〜１０ｄから順次に出力され
る測定データＤ１〜Ｄ４が検出されるごとに、メインコ
ントローラ３５のコントロール信号に基づきラッチ回路
４０ａ〜４０ｄにラッチする。

【０１３６】各ラッチ回路４０ａ〜４０ｄにラッチされ
た並列データは、Ｄ／Ａ変換器４３ａ〜４３ｄに送ら
れ、このＤ／Ａ変換器４３ａ〜４３ｄにより第１〜第４
回転測定部１０ａ〜１０ｄで測定データが得られるごと
にその検出出力がアナログ信号に変換されて信号処理回
路４４に出力される。

【０１３７】また、ラッチ回路４０ａ〜４０ｄの出力
は、それぞれＢＣＤ変換器４１で２進化１０進法により
１０進数字に変換されて、表示装置４２によって表示さ
れる。

【０１３８】一方、Ｓ−Ｐ変換器３９から出力される並
列データは、図６に示すメインコントローラ３５に送ら
れることにより、４つの加速度変換器１１ａ〜１１ｄの
検出出力の解析処理を行うこともでき、この解析処理結
果は、操作者がキーボード３６の操作により、表示装置
４２に表示させたり、プリンタ３７でプリントアウトす
ることができる。

【０１３９】このような解析処理系に汎用パーソナルコ
ンピュータを使用して製品履歴管理を行ったり、統計処
理機能をもたせることも可能である。

【０１４０】勿論、パーソナルコンピュータに代えて専
用マイクロコンピュータを使用することもできる。

【０１４１】次に、スイッチ４５の操作により、モータ
３１の回転速度の設定を階段状に切り換えれば、その階
段状の回転の切換えに応じて、加速度変換器１１ａ〜１
１ｄには、階段状の加速度が印加されることになり、そ
のときの加速度変換器の各出力を導出することができ、
従って、加速度設定の多段化のプログラム化が実現でき
る。

【０１４２】また、スイッチ４５の操作もしくはキーボ
ードの操作によって、４系統のモータ２２ａ〜２２ｄの
回転速度を任意に設定すれば、測定データの変調周波数
を変化させることができる。

【０１４３】例えば、モータ２２ａ〜２２ｄの回転数を
高くすれば高い周波数の特性を得ることができ、逆にモ
ータ回転数を低くすれば低い周波数の特性を得ることが
できる。また、４系統のモータ２２ａ〜２２ｄの回転数
をすべて同一回転数に設定しなくても良く、被校正加速
度変換器の校正対象の周波数に合致して任意に設定すれ
ば良い。

【０１４４】このように、この実施例によれば、大ター
ンテーブル７をダイレクトに回転駆動するモータ３１を
ブラシレス化したものを用いるとともに、大ターンテー
ブル７の回転軸支部６をエアベアリング４により非接触
状態で回転自在に支承し、この大ターンテーブル７に小
ターンテーブル２８ａ〜２８ｄを配設して回転させ、し
かも大ターンテーブル７と小ターンテーブル２８ａ〜２
８ｄの間にエアベアリング２６ａ〜２６ｄを介在させ、
複数の加速度変換器１１ａ〜１１ｄの加速度検出出力
を、各加速度変換器１１ａ〜１１ｄの検出出力ごとに選
択して、Ａ／Ｄ変換器３３ａ〜３３ｄでデジタル信号に
変換した後、Ｐ−Ｓ変換器１４ａ〜１４ｄで直列データ
に変換し、変調器１５ａ〜１５ｄで直列データの
「１」，「０」をそれぞれ５０ＫHz，２５ＫHzに変調
し、その変調信号を回転トランスＴ２ａ〜Ｔ２ｄを介し
て非接触状態で固定部３０側に配置された復調器３８に
伝送するようにしたので、モータ３１，２２ａ〜２２ｄ
での騒音の発生、損耗がなくなり、低消費電力化が可能
であり、また、ノイズが検出出力に重畳することもな
く、しかも全体を小型に構成できるという利点が得られ
る。

【０１４５】また、エアベアリング４，２６ａ〜２６ｄ
による回転支持であるから、スラスト、ラジアルのいず
れの方向の回転精度も、０．０５μｍ程度に高めること
ができ、その分正確な加速度を発生させることができ
る。

【０１４６】なお、この発明は、上述の実施例に限定さ
れることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、
種々の変形実施が可能である。

【０１４７】例えば、小ターンテーブルは、実施例のよ
うに９０°間隔で４個設ける場合に限られるものではな
く、２，３個ましくはそれ以上設けてもよい。ただし、
全体の回転バランス（動バランス）を考えた場合には、
その配設角度を等配角度にすることが望ましい。

【０１４８】また、小ターンテーブルを複数個設けたと
きのそれぞれの回転方向は、同方向でも反対方向でも良
いが、動バランスを保持するためには、互いに対向する
小ターンテーブルを互いに反対方向に回転させることが
望ましい。

【０１４９】さらに、エアベアリングの固定側と回転側
の材質としては、ステンレス、セラミック、カーボン系
素材、アルミニウム等が用いられるが、万一エアの供給
が停止した場合に焼付きを生じないようにするには、セ
ラミック同士の組合せ、ステンレスとカーボン系素材の
組合せを用いることが望ましい。

【０１５０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、ターンテーブルの回転駆動をブラシレスモータでダ
イレクト駆動するようにしたので、先ず第１に、クラッ
チや変速機構などが不要となり、装置全体の小型化が実
現でき、第２に、ノイズの発生が抑止されることに加え
て、加速度設定の多段化が容易になり、自動プログラム
加速度校正が実現可能となる。

【０１５１】また、ターンテーブルの回転支承は、エア
ベアリングにより非接触状態で行うから、スラスト、ラ
ジアルのいずれに対しても高精度な回転支持が実現さ
れ、加えて、ノイズの発生もなくなり、従って、高精度
な加速度校正を行うことができる。

【０１５２】さらに、各加速度変換器の加速度検出出力
を内蔵アンプで増幅した後、回転トランスを介して伝送
するようにしているから、この場合においても、非接触
状態が維持され、上記同様、ノイズの発生を抑制できる
とともに、機械的摩耗部分を皆無とした遠心式加速度校
正装置を提供することができ、また加速度発生の基準と
なる較正装置としても応用範囲が広がる。

【０１５３】また、加速度変換器１１ａ〜１１ｄの受感
部に静的加速度のみならず、周波数変調成分を加えた動
的加速度をも与えることができ、広範囲の周波数領域に
おける加速度変換器１１ａ〜１１ｄの出力を校正するこ
とができる。特に従来、不可能とされていた２０ＫHz未
満の特性を０．３％以内の精度をもって校正することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る遠心式加速度校正装置の一実施
例の全体構成を一部破断して示す正面図である。

【図２】図１の実施例の全体の概略的構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】図１の実施例のターンテーブルとエアベアリン
グとの関連部分の拡大断面図である。

【図４】図１の実施例の大ターンテーブルと小ターンテ
ーブルの位置関係を示す概略原理図である。

【図５】図１の実施例の信号伝送系と回転駆動系の部分
のブロック図である。

【図６】図１の実施例における解析処理系の配置関係を
示す説明図である。

【図７】図１の実施例のモータの指令電圧対回転数の関
係を示す特性図である。

【図８】図１の実施例のモータの回転速度対ジッタの関
係を示す特性図である。

【図９】図１の実施例のモータの指令電圧対回転速度の
関係を示す特性図である。

【図１０】図１の実施例の動作を説明するための波形図
である。

【図１１】動的加速度を与え得る加速度検出装置の一思
考例を模式的に示す平面図である。

【図１２】遠心式加速度検出装置に与えるべき理想の特
性曲線を示す波形図である。

【図１３】従来型の遠心式加速度検出装置におけるノイ
ズ成分を含んだ波形図である。

【図１４】図１１に示す思考案に係る遠心式加速度検出
装置における出力特性を示す波形図である。

【符号の説明】

１ 石定盤 ２ 防振装置 ３ 支柱 ４ エアベアリング ５ 空気圧供給部 ６ 回転軸支部 ７ 大ターンテーブル ７ａ〜７ｄ 第１〜第４空間部 ８ エア源 ９ エアクリーナ １０ａ〜１０ｄ 第１回転測定部〜第４回転測定部 １１ａ〜１１ｄ 加速度変換器 １２ａ〜１２ｄ シグナルコンディショナ １３ａ〜１３ｄ Ａ／Ｄ変換器 １４ａ〜１４ｄ Ｐ−Ｓ変換器 １５ａ〜１５ｄ 変調器 １６ａ〜１６ｄ コントローラ １７ａ〜１７ｄ レギュレータ ２０ 回転部 ２１ａ〜２１ｄ 回転駆動部 ２２ａ〜２２ｄ モータ ２３ａ〜２３ｄ，３２ エンコーダ ２４ 混合器 ２５ レギュレータ ２６ａ〜２６ｄ エアベアリング ２７ａ〜２７ｄ 回転軸支部 ２８ａ〜２８ｄ 第１〜第４小ターンテーブル ３０ 固定部 ３３ モータコントローラ ３４ パルスジェネレータ ３５ メインコントローラ ３６ キーボード ３７ プリンタ ３８ 復調器 ３９ Ｓ−Ｐ変換器 ４０ａ〜４０ｄ ラッチ回路 ４１ ＢＣＤ変換器 ４２ 表示装置 ４３ａ〜４３ｄ Ｄ／Ａ変換器 ４４ 信号処理回路 ４５ スイッチ ４６ 表示器 ４７ 外部電源 ５０，７０ ラック ６１ 空胴部 ６２ 収納部 ６３ 連結ブロック ６４ 回転筒部 ６５，６６ ボルト ６７ カバー Ｔ１ａ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｄ，Ｔ２ａ，Ｔ２ｂ，Ｔ
２ｃ，Ｔ２ｄ，Ｔ３ａ，Ｔ３ｂ，Ｔ３ｃ，Ｔ３ｄ，Ｔ
４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７ａ，Ｔ７ｃ，Ｔ７ｃ，Ｔ７ｄ，Ｔ
８ａ，Ｔ８ｂ，Ｔ８ｃ，Ｔ８ｄ 回転トランス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のブラシレスモータにより直結回
   転駆動され、被校正加速度変換器を取付けるための加速
   度変換器載置部が自身の回転中心部に対して上記被校正
   加速度変換器の受感軸中心と一致して形成された第１の
   ターンテーブルと、 この第１のターンテーブルを回転自在に支承するエアベ
   アリングでなる第１の軸受部と、 第２のブラシレスモータにより直結回転駆動され、上記
   第１のターンテーブルが上記第１の軸受部を介して自身
   の回転中心部より偏心した部位に配設された第２のター
   ンテーブルと、 この第２のターンテーブルを回転自在に支承するエアベ
   アリングでなる第２の軸受部と、 上記第１のターンテーブルの上記加速度変換器載置部に
   取付けられた加速度変換器の出力を個別に増幅する内蔵
   アンプと、 この内蔵アンプから出力される信号を上記第２のターン
   テーブル側に伝送する第１の回転トランスと、 この第１の回転トランスの伝送信号を上記第２のターン
   テーブルから固定部側に伝送する第２の回転トランス
   と、 を具備し、上記第２のブラシレスモータの回転数を変化
   させることにより上記第１のターンテーブルに所定の加
   速度を与え、上記第１のブラシレスモータを回転させる
   ことにより上記第１のターンテーブルに載置された被校
   正加速度変換器に周波数変調成分を与え、そのときの上
   記被校正加速度変換器の出力を上記第１および第２の回
   転トランスを順次に介して固定部側へ導出するように構
   成したことを特徴とする遠心式加速度校正装置。
2. 【請求項２】 第１のターンテーブルの加速度変換器
   載置部に取付けられた加速度変換器の出力を少なくとも
   増幅する信号調整手段と、この信号調整手段から出力さ
   れる信号をデジタル変換した並列信号を直列信号に変換
   した後、変調処理を行う第１の信号処理手段と、この第
   １の信号処理手段の出力信号を第１の回転トランスおよ
   び第２の回転トランスを順次に介して固定部側で受けて
   復調処理して直列信号に変換処理を行う第２の信号処理
   手段とを有することを特徴とした請求項１に記載の遠心
   式加速度校正装置。