JPS6050476A - 重力計 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は重力針に関し、特に、弦振動式に係るもので
ある。

（ロ）従来技術 従来よりこの種の重力計は、剛性支持体に弦が連接され
、この弦が永久磁石を通って設けられ、この弦下端に錘
が吊下されて構成されている。そして、この弦に電流を
流すと、この弦が磁界を通っているので起電力が発生し
、この信号を増幅して再び弦に帰還することにより、弦
が定められた振動数で自励発振する。この振動数力面に
比例するところから、重力Ｇをめるようになっている。

しかし、この重力針においては、弦を直接支持体に連接
しているので、計器自体の特性として数１００　ｆｉｚ
の固有共振点を有するという欠点があった。つまり、剛
性支持体が外部要因などで振動し、弦がこの振動で何ら
かの影響を受けることになる。

従って、この共振を取り除く処理が必要となり、その方
法として弦を剛性支持体より切り離すことが考えられる
。そこで、剛性支持体に取付けられた仮バネに弦を連接
する一方、錘の下部に電磁ダンパを取付けたものがある
。この板バネはローパスフィルタを構成し、高い振動数
が弦に伝達されないようにしている。また、電磁ダンパ
ば錘に固設された銅リングが永久磁石に囲繞されて成り
、銅リングが移動すると、この移動を抑止して振動が弦
に伝達されないようにしている。

この重力針において、錘は２枚の板ハネを十字状に連接
して成るゼロクロス板バネによって支持され、錘が変動
しないように支えている。

ところが、弦が連接された前記板ハネは温度変化によっ
て先端が変位するため、錘が変動する場合がある。その
際、ゼロクロス板バネによって錘にモーメントが作用す
ることになる。つまり、ゼロクロス板バネのバネ力が錘
を元に戻すように作用することになり、弦に作用する錘
の張力が実際の錘の質量と異なることになる。これでは
正確な重力Ｇを測定できないという問題があった。

逆に、錘にゼロクロス板バネのモーメントが作用しない
ようにすると、このゼロクロス板バネのハネ力を極めて
弱くしなければならない。これでは錘の支持が不十分と
なり、輸送等に耐えられないという問題があった。

（ハ）目的 この発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、弦が連
接された板ハネが温度影響を受けても錘が変動しないよ
うにして、正確な重力測定が行え且つ錘の支持を正確に
行えるようにした重力計を提供するものである。

（ニ）構成 この発明は、上述した目的を達成するために、支持体に
板バネがその基端にて水平方向に取付けられ、この板バ
ネの先端に弦が連接され、この弦が磁石を通り、この弦
の下端に錘が吊下され、この錘に、磁界内に導体が位置
して成る電磁ダンパが設けられると共に、静止保持手段
が連接される一方、前記板バネの先端上面に接して押さ
え部材が設けられ、この押さえ部材に対して予め設定さ
れた温度範囲内で板バネの押圧力が作用してこの板バネ
が水平方向に支持されて成り、前記弦に振動電流を流し
てこの弦を振動させ、この振動数より重力を測定するよ
うに構成されている。

（ホ）実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図及び第２図に示すように、１は重力針であって、
弦振動式で、弦２の振動数より重力を測定するものであ
る。

この弦２の上端は板バネ３に連接され、下端には錘４が
吊下されている。更に、弦２は永久磁石５を通って設け
られており、この永久磁石５は縦溝５ａを有する平面視
略コ字状に形成されて支持体６に取付けられている。こ
の縦溝５ａ内に弦２が位置して磁界を鉛直方向に縦断し
ている。

前記板バネ３は、基端が支持体６に取付けられ、先端に
弦２が連接され、はぼ水平方向に延設されている。この
板バネ３はローパスフィルタを構成している。

更に、この板バネ３は、所定の温度雰囲気内で先端がや
や上方に湾曲した形状に形成されており、予め設定され
た微小の温度上昇変化が生した際、湾曲状態から水平状
態までの変位に構成されている。

板バネ３の先端上方には押さえ部材７　（剛体）が支持
体６に取付けられて設けられている。この押さえ部材７
の下面には板バネ３の先端が接しており、板バネ３を水
平状態に保持している。即ち、所定の温度状態で板バネ
３が上方に付勢しても押さえ部材７で規制されて水平状
態に維持され、予め設定された温度変化内でば板バネ３
は常時水平状態に保持されるようになっている。

前記錘４の下部には電磁ダンパ８が設けられており、こ
の電磁ダンパ８は永久磁石８ａと銅リング８ｂとより構
成されている。この永久磁石８ａは周回溝８ｃを有して
支持体６に設置されている。

銅リング８ｂは錘４の下面に穿設されて周回溝８Ｃに位
置し、支持体６の高い振動に対して銅リング８ｂが移動
すると、この銅リング８ｂが磁界を縦断しているので、
この移動が抑止され、弦２の減衰を阻止している。

さらに、錘４には静止保持手段９が連繋されており、こ
の静止保持手段９はゼロクロス板バネ９ａで構成され、
このゼロクロス板バネ９ａは２枚の板ハネが十字状に連
接されて構成されている。

このゼロクロス板バネ９ａは一端が支持体６に取付けら
れ、他端が連接部材９ｂを介して錘４に取付けられ、錘
４を外部負荷が作用することなく支持している。

次に、この重力計１の重力測定動作について説明する。

錘４が吊下された弦２に電流を流すと、永久磁石５より
住する磁界内を弦２が通っているので、この弦２が振動
することになる。そして、この張力を電気信号として導
出し、図示しない帰還回路の増幅器で増幅した後、再び
弦２に戻して振動電流を通すと、この弦２は定められた
振動数で自励発振する。

この発振周波数ｆは次式で表される。

ｆ＝１／２β語「ζ７ｊ β１弦２の長さ ０８弦２の線密度 Ｍ：錘４の質量 Ｇ：重力加速度 従って、周波数ｆをめることにより、重力加速度Ｇ（単
に重力という）を計測する。

この重力計１において、計器自体が固有共振点（例えば
数１００１４ｚ）で振動しても、高周波数は板バネ３で
除去される一方、低周波数は銅リング８ｂの移動で抑止
されて除去されることになり、弦２に対する共振周波数
が取り除かれる。

一方、板ハネ３は所定温度で上方に湾曲するが、押さえ
部材７で規制されて水平状態に支持されており、しかも
、予め設定された温度変化内においては、先端の変位が
生じることがない。つまり、上方への変位は押さえ部材
７で規制される一方、下方への変位は予め備えられた上
方への押圧力が減少するのみで、水平状態より下方に生
じない。

よって、板バネ３は常時水平状態に保持され、錘４が常
に定位置に保持され、外部負荷の作用が防止されている
。

尚、板バネ３が許容する温度変化は微小であり、それ以
上の温度変化は計器全体の外部制御で行うようになって
いる。

またなお、この実施例の静止保持手段９はゼロクロス板
バネを用いたが、この発明はこれらに限られず、無負荷
で錘を支持できるものであればよい。

（へ）効果 以上のように、この発明重力針によれば、弦が連接され
た板バネが温度変化によって変化しないので、錘が変動
しないことになり、弦の振動数から重力を正確に測定す
ることができる。例えば、数μＧＡＬの分解能を得るこ
とができるから、精度を著しく向上させることができる
。

また、板バネのをするローパスフィルタとしての機能を
保ったまま錘の変動を防止することができるから、より
信頼性を高めることができる。

また、ゼロクロス板バネを用いた際、この板バネのバネ
力を強めにすることができるので、計器自体の機械的強
度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示しており、第１図は重力
計の概略側面図、第２図は同概略正面図である。 １：重力計、　２：弦、 ３：板バネ、　４：錘、 ５：永久磁石、　６：支持体、 ７：押さえ部材、８：電磁ダンパ、 ８ａ：永久磁石、８ｂ：銅リング、 ９：静止保持手段、　９ａ：ゼロクロス板バネ特許出願
人　−株式会社島津製作所 代理人　弁理士　中　村　茂　信 第１図 １ ａ 第２図 ↓ ｄσ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）支持体に板バネがその基端にて水平方向に取付け
   られ、この板ハネの先端に弦が連接され、この弦が磁石
   を通り、この弦の下端に錘が吊下され、この錘に、磁界
   内に導体が位置して成る電磁ダンパが設けられると共に
   、静止保持手段が連接される一方、前記板ハネの先端上
   面に接して押さえ部材が設けられ、この押さえ部材に対
   して予め設定された温度範囲内で板ハネの押圧力が作用
   してこの板ハネが水平方向に支持されて成り、前記弦に
   振動電流を流してこの弦を振動させ、この振動数より重
   力を測定することを特徴とする重力計。
2. （２）前記静止保持手段は、２枚の板バネが十字状に連
   接されて成るゼロクロス板バネで構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の重力計。