JPH0810149B2 - 精測変換器の取付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は精密変換器の取付装置、特に加速度計のよ
うな精密変換器を歪み無く取付けるための取付装置に関
するものである。

発明の背景 精密変換器を外部応力から隔絶することがしばしば必
要とされる。この様な外部応力は、変換器が取付けられ
るケースや他の構造体等の機械的ゆがみ、変換器とケー
スとの間の熱膨張収縮差等によって生じることがある。
外部応力からの隔絶は適合容易な取付装置の使用によっ
て一般的に達成できる。しかし、適合容易な取付装置
は、ケースに対する変換器の正確で安定した整合を一般
的に設けていない。多くの変換器において、この様な整
合は適切な作動の達成に制限される。また、適合容易な
取付装置は、ケースが振動を受ける時に、変換器の好ま
しくない機械的な振動の原因となる。

外部応力に対して特に敏感な精密変換器の１つとして
加速度計がある。加速度計は、ケースに対する位置また
は振動を変えてはならない計器の１つである。従来の加
速度計の取付手段としては金属リングや、エポキシ樹脂
の様な接着剤等によって加速度計をケースに結合してい
る。この様な従来の取付手段は、加速度計と取付リング
およびケース間の熱膨張収縮差に基づいて加速度計に応
力を伝達する原因になる。また、この様な従来の取付手
段はケースが機械的ゆがみを受ける時に、加速度計に応
力を伝達する。ゆがみは、ケースを周囲の支持体に取付
ける際や、或いはケースと支持体の間の熱膨張収縮差等
によって起こる。全てのこの様な応力は精密加速度計の
出力に影響を及ぼしたり、安定性を低下する原因とな
る。また、熱誘起される応力は温度による加速度計出力
の増大された変化を生じたり、加速度計出力に熱的に誘
起される誤差を生じる。

発明の要約 この発明は、加速度計のような精密変換器の取付装置
を提供するものである。取付装置は熱膨張収縮差に対し
て順応するが、ケースに対する変換器の回転や動きに対
しては厳格である。

推奨実施例において、この発明の取付装置は、精密変
換器を支持ケースと間隔を置いて整合支持することが出
来る。取付装置は、上端部および下端部と弾性中間部と
を夫々有する複数個の取付部材を有している。各取付部
材の下端部は変換器に連結され、各取付部材の上端部は
ケースに連結される。隣接取付部材の下端部は、連続す
る内方を向いた取付面を有する取付リングを形成するよ
う橋絡部によって互いに好適に接合され、隣接取付部材
の上端部は間隙によって好適に隔てられている。少なく
とも下端部と橋絡部は、変換器の熱膨張係数と大体等し
い熱膨張係数を有した材料で造られる。各取付部材の中
間部は変換器とケースの間の径方向の相対的な動きに対
する抵抗が小さくて、変換器とケースとの間の径方向と
垂直な方向との相対的な動きに対しては大きな抵抗を設
けるよう出来る。従って、変換器とケースの間の熱膨張
収縮差は変換器に応力を作用することがなく、また、変
換器とケースとの間の不整合を生じることもない。

図面の簡単な説明 第１図はこの発明の取付装置によりケースに取付けら
れた加速度計の斜視図、 第２図は第１図の取付リングの斜視図、 第３図は変換器とケース間の１つの取付部材の連結を
示す断面図、 第４図は取付リングの一部の側面図、 である。

発明の詳細な説明 第１図はこの発明の取付装置によって取付けられる加
速度計を示している。第１図の加速度計はケース12と変
換器14と取付リング16を有する。また、ケース12は円筒
状の側壁18と底壁20とフランジ22を有する。フランジ22
は、ケース12と加速度計を支持構造体に取付けるように
用いられる取付孔24を有する。

変換器14は全体の形状が円形で、胴バンド28によって
連結された励起リング26、27を有する。変換器14は、加
速度の方向と大きさを示す電気信号の発生によって検知
軸心Ｓ方向の加速度に応答することが出来る。変換器14
は、取付リング16により励起リング27においてケース12
に取付けられる。後述する様に、取付リング16は変換器
14を正確に安定して取付けるので、変換器14がケース12
に対して動いたり回転することが出来ない。しかし、取
付リング16は変換器14とケース12の間の径方向または垂
直方向の熱膨張収縮差を許しており、且つケース12のゆ
がみに基づく応力からは変換器14を隔絶している。ケー
ス12のゆがみは、完全に平らでない平面にフランジ22を
取付けた場合や、或はフランジ22と支持体との間の熱膨
張収縮差等によって生じることがある。

取付リング16が第２図に詳細に示されている。取付リ
ング16は、弾性中間部である弾性ビーム36により連接さ
れた上端部32と下端部34から夫々成る複数個の取付部材
30によって構成される。後述される様に、取付部材30の
上端部32はケース12に取付けられ、下端部34は変換器14
に取付けられる。各取付部材30の下端部34は橋絡部38に
よって隣接の取付部材30の下端部34に連接されている。
橋絡部38はこれによって第２図に示される様に単一の円
筒状の取付リングの形に取付部材30を連接する。この発
明の実施においては、取付部材30が橋絡部38によって互
いに連接されることは必要でない。しかし、橋絡部38を
用いることは、加速度計の製作と組立てを十分容易にす
るために好適である。

第3,4図は、取付部材30と、取付部材30、変換器14お
よびケース12間の連結とを詳細に示している。第３図に
明示される様に、取付部材30の上端部32は、外方を向い
た面42を持ったパッド40を有する。面42は、ケース12の
側壁18の隣接の内壁の形状に合致する円筒形状をしてい
る。パッド40は接着剤層44によって側壁18に接合され
る。接着剤層44の適した材料はエポキシ樹脂のような接
着剤である。取付部材30の下端部34は内方に突出するフ
ランジ46を有し、このフランジ46は変換器14の励起リン
グ27の隣接の外面の形状に合致する形状をもった円筒形
の内面48を有する。橋絡部38（第４図）の断面は、橋絡
部38が取付部材30の下端部34と一緒に、連続する円筒状
の内面を有するリングを形成する様な具合にフランジ46
の断面と同じに出来る。この様な内面の曲率は連続リン
グ27の隣接外面の曲率と一致するように決められる。取
付リング16は、取付リング16と変換器14の間に強固な一
体的な接合部を形成する溶接やろう付け等の様な方法に
よって励起リング27に接合される。第３図は、フランジ
46と励起リング27との間に接合部を形成する溶接継手50
の使用を示している。取付リング16に変換器14を取付け
る場所は、フランジ46から変換器14への応力の伝達を最
小にするためにケース12のフランジ22から出来るだけ離
すことが好適である。

この様に、取付部材30の上端部32はパッド40の厚さ分
だけ、また、下端部34はフランジ46の厚さ分だけ夫々ビ
ーム36の厚さよりも更に厚くなっている。

変換器14と取付リング16が熱膨張収縮する時に発生す
る応力が最小になる様な具合に、取付リング16が変換器
14に取付けられることがこの発明の重要な特長である。
これは、変換器14、特に励起リング27の熱膨張係数にほ
ゞ等しい熱膨張係数を有した材料から下端部34と橋絡部
38を造ることによって達成される。取付リング16と変換
器14の間に介在する材料の層、例えば接着剤の層、は介
在する層が変換器14や取付リング16の熱膨張係数とほゞ
等しい熱膨張係数を有していなければ一般的に使われる
べきではない。同様に、取付リング16を変換器14に接合
するために溶接またはろう付工程が使用される場合に
は、使用される充填金属やろう付材料は変換器14および
取付リング16の熱膨張係数と合致する熱膨張係数を有す
るべきである。推奨実施例では、取付リング16は励起リ
ング27を形成する金属と同じ金属で造られ、充填金属を
用いることなく励起リング27に溶接される。小さな熱膨
張係数のために、インバー、すなわち36％ニッケル・鉄
合金は励起リング27および取付リング16の製造に特に適
した金属である。

一般的に、取付リング16の熱膨張係数をケース12と接
着剤層44の熱膨張係数に一致させることは実用的でな
い。取付部材30の上端部32は、従って互いに当接または
接合されないのが好適で、代わりに間隙56（第４図）に
よって隔てられる。この様な間隙56は、取付リング16と
接着剤層44とケース12の間の熱膨張収縮差に基づいて同
様に起こる高フープ応力を除去または大いに低減する。
取付リング16が取付けられる励起リング27の熱膨張係数
に取付リング16の熱膨張係数が一致されるために、取付
部財30の下端部34間には同様な間隙が必要でない。

各ビーム36は、第３図の矢印52、54によって示される
径方向を向いた適合容易な順応方向を有するよう造られ
る。各ビーム36の適合容易な順応方向は変換器14の中心
線と好適に交叉する。しかし、ビーム36は矢印52、54と
ほゞ直角な方向、例えば第３図に示されるビーム36の長
さＬに沿った方向には強固に造られている。変換器14と
取付リング16とケース12の間の径方向または垂直方向の
熱膨張収縮差は、従って、ビーム36の矢印52、54の方向
に沿った変換器14とケース12の間の動きの違いに起因す
る。従って、ビーム36は、変換器14に十分な応力を伝達
することなく動きの違いを吸収するよう撓む。しかし、
矢印52、54方向に直角なビーム36の強固さは、変換器14
がケース12に対して自由に回転したり動いたり出来ない
ようにしている取付装置に基づいている。

ビーム36の必要な順応性は、ビーム36の厚さＴよりも
各ビーム36の幅Ｗと長さＬを実質的に大きく造ることに
よって好適に達成される。各ビーム36の幅Ｗは、各ビー
ム36が実質的に平らで、且つ径方向に順応するように取
付リング16の円周に関して勿論制限されなければならな
い。一般的に、約10:1と20:1の間の幅対厚さ比が最適で
あるが、変換器14の特性や取付リング16の材料に基いて
他の割合も使用できる。１つの推奨される取付リング16
は24個の取付部材30を有し、各取付部材30のビーム36は
約21:1の長さ対厚さ比と、約12:1の幅対厚さ比を有す
る。隣接する取付部材30間の間隔、例えば間隙56の幅は
熱膨張収縮や地震等に基づくビーム36間の干渉を避ける
よう十分大きくすべきである。第３図を参照するに、パ
ッド40とフランジ46がビーム36から延びる間隔は、ビー
ム36と変換器14とケース12の間の干渉を避けるように同
様に十分大きくすべきである。

上述した様に達成されるこの発明の精密変換器の取付
装置に依れば、取付部材30のビーム36の上端部32および
下端部34の夫々の厚さを中間部の弾性ビーム36の厚さよ
りも厚く造ることによって、熱膨張収縮に対して径方向
に良好に順応し、回転や垂直方向の動きに対しては強固
に対抗するよう変換器14を取付リング16を介してケース
12に取付けることが出来る。

この発明の推奨実施例が図示説明されたが、変更が当
業者には明らかになることが理解すべきである。従っ
て、この発明は図示説明した特別な実施例に制限される
ものでなく、この発明の真の範囲と精神は以下の請求範
囲により決められるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−148437（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−127309（ＪＰ，Ｕ) 米国特許3601343（ＵＳ，Ａ) 米国特許4266157（ＵＳ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ほゞ円柱形の精密変換器を間隔を置いてほ
   ゞ円筒形の支持ケースにより支持する取付装置におい
   て、 弾性中間部により接合され且つ弾性中間部の厚さよりも
   夫々厚い上端部および下端部を有しており、下端部が径
   方向内方を向いていると共に精密変換器に接合され、上
   端部が径方向外方を向き且つ支持ケースに接合され、ほ
   ゞ軸方向に整列した間隙を形成するように互いに隔てら
   れている複数個の取付部材、 該取付部材と共にほゞ城廓状のバンドを形成するように
   リング状に隣接の取付部材を間隔を置いて下端部におい
   て接合する複数個の橋絡部、 から成り、橋絡部と各取付部材の下端部は精密変換器の
   熱膨張係数にほゞ等しい熱膨張係数を有する材料で造ら
   れ、該上下両端部は弾性中間部の上下両端部からほゞ同
   じ大きさで軸方向に延びており、各弾性中間部の幅と長
   さは厚さよりも大きく、幅と厚さの比が約10:1以下で、
   長さと厚さの比が約20:1以下であり、これによって該上
   下両端部が精密変換器の軸心と直角な方向の動きに順応
   できるようにされていることを特徴とする精密変換器の
   取付装置。