JPS61502492A - 精測変換器の取付装置 - 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】 精測変換器の取付装置 技術分野 この発明は精測変換器の取付装置、特に加速度計のような変換器の無応力の取付 装置に関するものである。

発明の背景 精測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。この様な応力 は、変換器が取付けられるケースや他の構造の機械的ゆがみや、変換器とケース 間の熱的膨張および収縮の差によって生じることがある。外部応力からの隔絶は 従順な取付装置の使用によって一般に達成できる。しかし、従順な取付装置はケ ースに対する変換器の正確で安定した整列を一般に設けない。多くの変換器にお いて、この様な整列は適切な作動を達成するために厄介である。また、従順な取 付装置はケースが振動にさらされるときに変換器の所要しない機械的振動の原因 となる。

外部応力に対して特に敏感な１つの墓の精測変換器は加速度計である。加速度計 は、ケースに対する位置または振動を変えるようできてはならない計器の一例で ある。１つの従来の加速度計取付技術は金属リンクやエポキシ樹脂の様な構造接 着剤によって加速度をケースに連結するようなす。この様な従来の従順でない取 付技術は加速度計と取付リングおよびケース間の熱膨張差にもとづいて加速度計 に伝達される応力に起因する。また、この様な従来技術はケースが機械的ゆがみ を受けるときに加速度計に応力を伝達する。ゆがみはケースの周囲支持体への取 付や、ケースおよび支持体間の熱膨張差によって起る。この様な応力の全ては精 測加速度の出力に影響を及ぼし、安定性の低下の原因となる。また、温度誘起応 力は温度による加速度計出力の増大された変化を生じ、加速度計出力に熱的にこ の発明は加速度計のような精測変換器の取付装置を提供するものである。取付装 置は立体的膨張差に対して従順であるが、ケースに係わる変換器の回転や転換に 対しては強固である。

推奨実施例において、この発明の取付装置は精測変換器を支持ケースと間隔を置 いて整列支持するようできる。取付装置は、第１．第２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。各取付部材の第１端部は変換器に接続 され、各取付部材の第２端部はケースに連接される。隣接取付部材の第１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崩成するよう橋絡部によっ て互に好適に連接され、隣接取付部材の第２端部は間隙によって好適に隔てられ る。少なくとも第１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 数を有した材料でつくられる。各取付部材の中間部は変換器とケース間の放射方 向の相対的な動きに対する抵抗が小さくて、変換器とて大きな抵抗を設けるよう できる。従って、変換器とケース間の熱膨張差は変換器に応力を作用することが な（、また変換器とケース間の不整列を生じることも第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６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、 第１図はこの発明の取付装置により取付けられる加速度計を示す。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。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に取付けるよう用いられる取付孔２４を有する。

変換器１４は全体的に円形で、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。宝換器１４は、加速度の方向と大きさを示す電気信号の発生に より検知軸心Ｓに沿った加速度に応答するようできる。

変換器１４は取付リング１６により励起リング２７にてケース１２に取付けられ る。後述する様に、変換器１４がケース１２に対して転換または回転運動を受け るべく自由にならないように変換器１４の正確で安定な整列を取付はリング１６ は設ける。しかし、取付リング１６は変換器１４とケース１２の間の放射方向ま たは三次元的熱膨張収縮差を許し、且つケース１２のゆがみに同じ様にもとづく 応力から変換器１４を隔絶するよう作用する。ケース１２のゆがみは、完全に平 らでない平面へのフランジ２２の取付けや或はフランジ２２と支持体との間の熱 膨張差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、弾性ビーム ３６により連接された上端部６２と下端部３４から夫々成る複数個の取付部材３ ０を有している。後述される様に、取付部材５０の上端部３２はケースｊ２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！＋Ｄの下端部 ３４は橋絡部３８によって隣接の取付部材６０の下端部６４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取付リングに取付 部材３０を連接する。この発明の実施においては、取付部材己０が橋絡部３８に よって互に連接されることは必要でない。しかし、橋絡部５８の利用は、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６０と、取付部材ＳＯ，変る。第５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をもったパッド４０を有す る。パッド４０は接着剤層４４により側壁ｊ８に！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構造用接着剤である。取付部材６ｏの下端部６ ４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５８（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内面をもったリングを形成するようにフランジ４６の断面 と同じにできる。この様な内面の曲率は励起リング２７の隣接外面の曲率と一致 するように決められる。

取付リングは、取付リングと変換器１４の間に強固な一体的接合部を形成する溶 着やろう付け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の間に接合部を形成する溶接継手５０の利用を示してい る。取付リングへの変換器１４の取付点は、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１シのフランジ２２から出来るだけ遠く成可 （隔てられる。

変換器１４ど取付リングが熱膨張収縮するときに生じられる応力が最小になる様 な具合に取付リングが変換器１４に取付けられることがこの発明の重要な特長で ある。この効果は、変換器１４、特に励起リング２７の熱膨張係数にはｙ等しい 熱膨張係数を有した材料から少なくとも下端部５４と橋絡部５８をつくることに よって達成される。取付リングと変換器１４間の介在する材料の層、例えば接着 剤層、は介在する眉が変換器１４や取付リングの熱膨張係数とはｙ等しい熱膨張 係数を有していなげれば一般的に使われるべきでない。

同様に、取付リングを変換器に接合するよう溶接またはろう何工程が使用される 場合には、使用される充填金属やろう竹材料は変換器および取付リングの熱膨張 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１ ６は励起リング２７を形成する金属と同じ金属で専らつ（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６６％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。

一般に、ケース１２や接着剤層４４の熱膨張係数に取付リング１６の熱膨張係数 を合致するよう実用的でない。取付部材６０の上端部３２は従って互に当接また は接合されないのが好適で、代りに間隙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 縮差にもとづいて同様に起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、取付部材６０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６図の矢印５２．５４により示される放射方向を向いたコン プライアンス軸をビーム３６が有するようにつくられる。各ビーム５６のコンプ ライアンス軸は変換器１４の中心線と好適に交叉する。しかし、ビーム６６は矢 印５２．５４と垂直な方向Ｋ例えばビーム３６の長さＬに沿って第３図の図面の 内外の方向に強固であるようにつくられる。変換器１４、取付リング１６、ケー ス１２間の放射方向または三次元的熱膨張（収縮）差は従ってビーム６６のコン プライアンス軸に沿った変換器１４およびケース１２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、コンプライアンス軸に垂直なビーム３６の強固 さは、変換器１４がケース１２に対して回転したり全体移動を受けるよう自由で ない取付装置にもとづく。

、ビーム３６の必要なコンプライアンス特性は、ビーム３６の厚さＴよりも実質 的に大きな各ビーム６６０幅Ｗと長さＬをつ（ることによって好適に達成される 。

各ビーム３６の［Ｗは、各ビーム３６が実質的に平らで放射方向に従順であるよ うに取付リング１６０円周に関して勿論制限されなげればならない。一般に、約 １０：１と２０：１の間の幅対厚さ比が最適であるが、変換器の特性や取付リン グの材料にもとづいて他の割合も使用できる。１つの推奨取付リングは２４個の 取付部材を有し、各取付部材のビームは約２１：１の長さ対厚さ比と、約１２： １の幅対厚さ比を有する。隣接取付部材間の間隔、例えば間隙５６０幅は熱膨張 や地震入力にもとづくビーム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６６から延びる間隔は、 ビーム３６と変換器１４とケース１２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。

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 ず、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。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．精測変換器を支持ケースと間隔を置いて整列して支持する取付装置において 、第１，第２の端部と弾性中間部とを夫々有する複数個の取付部材から成り、各 取付部材の第１端部は変換器に接続され、各取付部材の第２端部はケースに接続 され、少なくとも第１端部は変換器の熱膨脹係数とほゞ等しい熱膨脹係数を有し た材料でつくられ、各取付部材の中間部は変換器とケース間の放射方向の相対的 な動きに対する小さな抵抗と、変換器とケース間の放射方向の垂直な方向の相対 的な動きに対する大きな抵抗とを設けるようでき、これによつて変換器とケース 間の熱膨脹収縮差が変換器に応力を作用せず且つ変換器とケース間に不整列を生 じないようになつた取付装置。 取付部材と橋絡部が連続する取付リングを形成するように、隣接取付部材の第１ 端部が橋絡部によつて互に連接され、橋絡部は変換器の熱膨脹係数とほゞ等しい 熱膨脹係数を有した材料からつくられた請求の範囲第１項記載の取付装置。 各中間部は１つのコンブライアンス軸心と互に且つコンブライアンス軸心に対し て垂直な２つの非コンブライアンス軸心とをもったビームを有し、各ビームのコ ンブライアンス軸心が放射方向に配列された請求の範囲第２項記載の取付装置。 ４．変換器は形状がほゞ円形で、各ビームのコンブライアンス軸心が変換器の中 心線と交叉し、各ビームの長手方向寸法が変換器の円形軸心と整列された請求の 範囲第３項記載の取付装置。 ５．第１端部と橋絡部は連続した円筒形の内方を向いた取付面を形成し、取付リ ングが取付面にて変換器に連接された請求の範囲第４項記載の取付装置。 ６．変換器は円形取付部を有し、取付リングが変換器に取付部にて連結され、取 付部と取付リングが同一材料でつくられている請求の範囲第５項記載の取付装置 。 ７．材料がインバーである請求の範囲第６項記載の取付装置。 ８．取付リングが溶接により取付部に連結された請求の範囲第６項記載の取付装 置。 ９．ビームのコンブライアンス軸心が厚さ方向寸法に対応するように各ビームの 幅と長さがビームの厚さよりも実質的に大きく、ビームの厚さ方向寸法が放射方 向と整列され、これによつてビームは変換器とケース間の熱膨張差に対する比較 的小さな抵抗と、ケースに対する変換器の全体移動および回転に対する大きな抵 抗とを有している請求の範囲第３項記載の取付装置。 １０．隣接取付部材の第２端部が間隙により互に隔てられた請求の範囲第２項記 載の取付装置。 １１．各取付部材の第２端部が接着剤によつてケースに連結された請求の範囲第 １０項記載の取付装置。