JPH02290563A - 傾斜加速度計 - Google Patents
傾斜加速度計Info
- Publication number
- JPH02290563A JPH02290563A JP16009089A JP16009089A JPH02290563A JP H02290563 A JPH02290563 A JP H02290563A JP 16009089 A JP16009089 A JP 16009089A JP 16009089 A JP16009089 A JP 16009089A JP H02290563 A JPH02290563 A JP H02290563A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- acceleration
- fluid
- force
- tilt angle
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、科学実験、製造技術，さらに、土木建築等の
分野において、傾斜計や加速度計に用いられる傾斜加速
度計に関する。
分野において、傾斜計や加速度計に用いられる傾斜加速
度計に関する。
従来の技術
まず，従来における傾斜計としては、本出願人により傾
斜センサとして出願され、特開昭６４−１３４１４号公
報に開示されているものがある。
斜センサとして出願され、特開昭６４−１３４１４号公
報に開示されているものがある。
これは，第４図に示すように、台座１の内側に円板形状
をした検出面としてのダイヤフラム２が設けられ，この
表面にはＸ，Ｙ軸方向に沿って力の成分力を検出する検
出素子３が形成されている。
をした検出面としてのダイヤフラム２が設けられ，この
表面にはＸ，Ｙ軸方向に沿って力の成分力を検出する検
出素子３が形成されている。
また、このダイヤフラム３の中央部にはその下方に向け
て力伝達体４が設けられており、この力伝達体４の先端
には重もり５（以下、負荷責量と呼ぶ）が取付けられて
いる。このように構成された傾斜センサを傾けると、負
荷責量５自体の重力によりダイヤフラム２が変形し、こ
の変形に連れてその表面に形成された検出素子３がひず
み、これにぶりカの成分力を検出してその力が作用した
方向の基準面からの傾斜角を求めることができる。
て力伝達体４が設けられており、この力伝達体４の先端
には重もり５（以下、負荷責量と呼ぶ）が取付けられて
いる。このように構成された傾斜センサを傾けると、負
荷責量５自体の重力によりダイヤフラム２が変形し、こ
の変形に連れてその表面に形成された検出素子３がひず
み、これにぶりカの成分力を検出してその力が作用した
方向の基準面からの傾斜角を求めることができる。
発明が解決しようとする課題
上述したような傾斜センサにおいてその傾斜角を検出す
る方法は、負荷責量５に加わる重力を検出することによ
って行っているため、検出面となるダイヤフラム２に過
大な加速度が急激に加わったような場合、傾斜計の破壊
を招く恐れがある。
る方法は、負荷責量５に加わる重力を検出することによ
って行っているため、検出面となるダイヤフラム２に過
大な加速度が急激に加わったような場合、傾斜計の破壊
を招く恐れがある。
しかも、耐衝撃性を向上するために変位のリミツタ（変
位量を規制する）を物体近傍に設けようとすると、全体
の構成が複雑となり小型、軽量化を図る二とができない
という問題も生じる。
位量を規制する）を物体近傍に設けようとすると、全体
の構成が複雑となり小型、軽量化を図る二とができない
という問題も生じる。
そこで、そのような耐衝撃性に対する問題に対処するた
めに、特願平１−３４６７号に本出願人により傾斜計と
して先願に係るものとして出願されているものがある。
めに、特願平１−３４６７号に本出願人により傾斜計と
して先願に係るものとして出願されているものがある。
これは、第５図に示すように、流体６の充填された密閉
の容器７内に、その流体６の平均密度よりも小さな密度
を有する力覚センサ８に連設された負荷責量９を浸漬す
る。これにより、その負荷責量９に働く浮力の分力を検
出することによって傾斜角度を求めることができる。こ
の場合、負荷責量９自体の慣性質量は小さくなり、これ
に伴い加速度によって生じる力も小さくなるため、力覚
センサ８にそのような力が伝達された際の衝撃を大幅に
軽減することができ、これにより、前述した例（第４図
参照）に比べ耐衝撃性を一段と向上させることは可能と
なる。しかし、本従来例（第５図参照）の場合、その測
定が傾斜角度の測定に限ったものとなっており、その応
用範囲が非常に狭いものとなっている。
の容器７内に、その流体６の平均密度よりも小さな密度
を有する力覚センサ８に連設された負荷責量９を浸漬す
る。これにより、その負荷責量９に働く浮力の分力を検
出することによって傾斜角度を求めることができる。こ
の場合、負荷責量９自体の慣性質量は小さくなり、これ
に伴い加速度によって生じる力も小さくなるため、力覚
センサ８にそのような力が伝達された際の衝撃を大幅に
軽減することができ、これにより、前述した例（第４図
参照）に比べ耐衝撃性を一段と向上させることは可能と
なる。しかし、本従来例（第５図参照）の場合、その測
定が傾斜角度の測定に限ったものとなっており、その応
用範囲が非常に狭いものとなっている。
課題を解決するための手段
そこで，このような問題点を解決するために、請求項１
記載の発明は、完全密閉された容器を設け、この容器中
に非圧縮性の流体を充填し、前記容器の内壁に非接触状
態で前記流体中に浮く前記流体の密度よりも小さな平均
密度を有する負荷責量を設け、この負荷責量を前記流体
中で支持部材により支持し、前記負荷責量の変位を検出
する傾斜角検出手段を設けた。
記載の発明は、完全密閉された容器を設け、この容器中
に非圧縮性の流体を充填し、前記容器の内壁に非接触状
態で前記流体中に浮く前記流体の密度よりも小さな平均
密度を有する負荷責量を設け、この負荷責量を前記流体
中で支持部材により支持し、前記負荷責量の変位を検出
する傾斜角検出手段を設けた。
請求項２記載の発明は、完全密閉された容器を設け、こ
の容器中に非圧縮性の流体を充填し、前記容器の内壁に
非接触状態で前記流体中に浮く前記流体の密度よりも小
さな平均密度を有する負荷責量を設け、この負荷責量を
前記流体中で支持部材により支持し、前記負荷責量に加
わる力を検出する加速度検出手段を設けた。
の容器中に非圧縮性の流体を充填し、前記容器の内壁に
非接触状態で前記流体中に浮く前記流体の密度よりも小
さな平均密度を有する負荷責量を設け、この負荷責量を
前記流体中で支持部材により支持し、前記負荷責量に加
わる力を検出する加速度検出手段を設けた。
作用
請求項１記載の発明により、容器が傾くと、流体よりも
小さな密度をもつ負荷責量には浮力が作用した状態とな
り、この浮力の分力を傾斜角検出手段により検出するこ
とによって傾斜角度を求めることができる。
小さな密度をもつ負荷責量には浮力が作用した状態とな
り、この浮力の分力を傾斜角検出手段により検出するこ
とによって傾斜角度を求めることができる。
請求項２記載の発明により、容器全体の系に加速度が生
じると、負荷責量よりも非圧縮性の流体の方に力が大き
く働き、これにより負荷責量には加速度の向きとは逆向
きの力が作用し、その力による負荷責量の変位を加速度
検出手段により検出することによって加速度を求めるこ
とができる。
じると、負荷責量よりも非圧縮性の流体の方に力が大き
く働き、これにより負荷責量には加速度の向きとは逆向
きの力が作用し、その力による負荷責量の変位を加速度
検出手段により検出することによって加速度を求めるこ
とができる。
実施例
本発明の第一の実施例を第１図に基づいて説明する。箱
型形状をした完全密閉された容器１ｏ内には、非圧縮性
の流体１１が充填されている。前記流体１１中には、こ
の流体１１の密度よりも）Ｊｚさな平均密度を有する負
荷責量としての中空球１２が浮いている。この中空球１
２は、支持部材としてのアーム１３を介して前記容器１
０の底面１４に連設されている。これにより、前記中空
球１２は、前記容器１０の内壁に非接触状態で前記流体
１１中に浮いた状態になっている。また、前記容器１０
の外部上面には、前記中空球１２の基準面としての水平
面Ｈ内の変位を検出する傾斜角検出手段としての傾斜角
検出回路１５が取付けられている。
型形状をした完全密閉された容器１ｏ内には、非圧縮性
の流体１１が充填されている。前記流体１１中には、こ
の流体１１の密度よりも）Ｊｚさな平均密度を有する負
荷責量としての中空球１２が浮いている。この中空球１
２は、支持部材としてのアーム１３を介して前記容器１
０の底面１４に連設されている。これにより、前記中空
球１２は、前記容器１０の内壁に非接触状態で前記流体
１１中に浮いた状態になっている。また、前記容器１０
の外部上面には、前記中空球１２の基準面としての水平
面Ｈ内の変位を検出する傾斜角検出手段としての傾斜角
検出回路１５が取付けられている。
この場合、負荷責量としては、上述した中空球１２の他
に、例えば、ビンボン玉のように中空の樹脂、又は、発
泡スチロール、又は，発泡スチロール状のものをコーテ
ィングしたものを用いることができる。また、流体１１
としては、例えば、水（密度＝１．０）やグリセリン（
密度＝１．２）、アルコール等を用いることができ、さ
らに、完全密閉した形で安全が確認できるようであれば
、水銀（密度＝１３．５）を使用することも可能である
。
に、例えば、ビンボン玉のように中空の樹脂、又は、発
泡スチロール、又は，発泡スチロール状のものをコーテ
ィングしたものを用いることができる。また、流体１１
としては、例えば、水（密度＝１．０）やグリセリン（
密度＝１．２）、アルコール等を用いることができ、さ
らに、完全密閉した形で安全が確認できるようであれば
、水銀（密度＝１３．５）を使用することも可能である
。
また、支持部材としてのアーム１３には、中空球１２の
変位を検出するために柔らかな性質を有する材料、例え
ば、鋼、アルミニウム、リン青銅等による板バネや、又
は、樹脂、繊維等による糸（ひもを含む）状のものを利
用することができる。
変位を検出するために柔らかな性質を有する材料、例え
ば、鋼、アルミニウム、リン青銅等による板バネや、又
は、樹脂、繊維等による糸（ひもを含む）状のものを利
用することができる。
このような構成において、中空球１２の密度の方が流体
１１の密度よりも小さいため、その中空球１２には常に
浮力が作用した状態になっている．そして、今、容器１
ｏが水平面Ｈから角度θだけ傾いたとすると、中空球１
２は鉛直上方に働く浮力により傾斜角θに比例した量だ
け位置が変化する。この変化は傾斜角検出回路１５によ
り検出されて、これによりその傾斜角θを求めることが
できる。
１１の密度よりも小さいため、その中空球１２には常に
浮力が作用した状態になっている．そして、今、容器１
ｏが水平面Ｈから角度θだけ傾いたとすると、中空球１
２は鉛直上方に働く浮力により傾斜角θに比例した量だ
け位置が変化する。この変化は傾斜角検出回路１５によ
り検出されて、これによりその傾斜角θを求めることが
できる。
その傾斜角検出回路１５により検出する具体的な方法と
しては、中空球１２の表面に形成された図示しない光源
から発せられた光、又は、中空球１２の表面での反射光
による光を、対向する位置の容器ｌｏ側に取付けられた
図示しないＰＳＤ（ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔ
ｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）により検出することによっ
て行うことができる。また、この他の検出方法としては
、例えば、第２図に示すように、コイル１６に電流を流
すことによって中空球１２の位置が変化する関係を利用
して、その傾斜により生じた変位を元の位置に回復させ
るように、そのコイル１６に流す電流量を求めることに
より傾斜角の測定を行うことができる。
しては、中空球１２の表面に形成された図示しない光源
から発せられた光、又は、中空球１２の表面での反射光
による光を、対向する位置の容器ｌｏ側に取付けられた
図示しないＰＳＤ（ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔ
ｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）により検出することによっ
て行うことができる。また、この他の検出方法としては
、例えば、第２図に示すように、コイル１６に電流を流
すことによって中空球１２の位置が変化する関係を利用
して、その傾斜により生じた変位を元の位置に回復させ
るように、そのコイル１６に流す電流量を求めることに
より傾斜角の測定を行うことができる。
次に、本発明の第二の実施例を第３図に基づいて説明す
る。これは、傾斜角検出手段の構成を変えたものである
。すなわち、傾斜角検出手段として力覚センサ１７（第
４図参照）を用い、その力伝達体１８の先端に前述した
ような中空球１２を連設し、これら一体化したものを完
全密閉された容器ｌｏ内に配設した構成である。今、容
器１０が水平面Ｈから角度θだけ傾いたとすると、水平
面Ｈ内に浮力の分力が発生する。この力を力覚センサ１
７により検出することで傾斜角θを検出することができ
る。
る。これは、傾斜角検出手段の構成を変えたものである
。すなわち、傾斜角検出手段として力覚センサ１７（第
４図参照）を用い、その力伝達体１８の先端に前述した
ような中空球１２を連設し、これら一体化したものを完
全密閉された容器ｌｏ内に配設した構成である。今、容
器１０が水平面Ｈから角度θだけ傾いたとすると、水平
面Ｈ内に浮力の分力が発生する。この力を力覚センサ１
７により検出することで傾斜角θを検出することができ
る。
また、これまで述べた２つの実施例は、傾斜角を求める
場合について述べたが、そのような系全体に加速度が生
じた場合にもその検出を行うことができる。例えば、今
、加速度が発生した場合、中空球１２よりも非圧縮性の
流体１１に大きな力が作用し、これにより中空球１２に
は加速度の向きとは逆向きの力が働くため、その力によ
る中空球１２の変位を加速度検出手段により検出するこ
とによって加速度の測定を行うことができる。このよう
に検出手段の構成を変えることによって、傾斜角の測定
のみならず，加速度の測定も行うことができ、これによ
りその応用範囲を一段と広げることが可能となる。
場合について述べたが、そのような系全体に加速度が生
じた場合にもその検出を行うことができる。例えば、今
、加速度が発生した場合、中空球１２よりも非圧縮性の
流体１１に大きな力が作用し、これにより中空球１２に
は加速度の向きとは逆向きの力が働くため、その力によ
る中空球１２の変位を加速度検出手段により検出するこ
とによって加速度の測定を行うことができる。このよう
に検出手段の構成を変えることによって、傾斜角の測定
のみならず，加速度の測定も行うことができ、これによ
りその応用範囲を一段と広げることが可能となる。
なお、本発明でいう「負荷責量』とは、単に「重り」を
意味するものである。
意味するものである。
発明の効果
本発明は、完全密閉された容器を設け、この容器中に非
圧縮性の流体を充填し、前記容器の内壁に非接触状態で
前記流体中に浮く前記流体の密度よりも小さな平均密度
を有する負荷責量を設け、この負荷責量を前記流体中で
支持部材により支持し，前記負荷責量の基準面からの変
位を検出する傾斜角検出手段を設けたので、容器の傾き
に応じて負荷責量に作用する浮力の分力を傾斜角検出手
段により検出することによってその傾斜角度を測定する
ことができるものである。また、傾斜角検出手段の代わ
りに加速度検出手段を設けたので、容器全体の系に加速
度が生じると、負荷責量よりも非圧縮性の流体の方に力
が大きく働き、負荷責量には加速度の向きとは逆向きの
力が作用し、その力による負荷責量の変位をその加速度
検出手段により検出することにより加速度の測定を行う
ことができるものである。
圧縮性の流体を充填し、前記容器の内壁に非接触状態で
前記流体中に浮く前記流体の密度よりも小さな平均密度
を有する負荷責量を設け、この負荷責量を前記流体中で
支持部材により支持し，前記負荷責量の基準面からの変
位を検出する傾斜角検出手段を設けたので、容器の傾き
に応じて負荷責量に作用する浮力の分力を傾斜角検出手
段により検出することによってその傾斜角度を測定する
ことができるものである。また、傾斜角検出手段の代わ
りに加速度検出手段を設けたので、容器全体の系に加速
度が生じると、負荷責量よりも非圧縮性の流体の方に力
が大きく働き、負荷責量には加速度の向きとは逆向きの
力が作用し、その力による負荷責量の変位をその加速度
検出手段により検出することにより加速度の測定を行う
ことができるものである。
５図は本発明の先願に係る他の従来例を示す縦断側面図
である。
である。
Claims (2)
- １．完全密閉された容器と、この容器中に充填された非
圧縮性の流体と、前記容器の内壁に非接触状態で前記流
体中に浮く前記流体の密度よりも小さな平均密度を有す
る負荷質量と、この負荷質量を前記流体中で支持する支
持部材と、前記負荷質量の変位を検出する傾斜角検出手
段とよりなることを特徴とする傾斜加速度計。 - ２．完全密閉された容器と、この容器中に充填された非
圧縮性の流体と、前記容器の内壁に非接触状態で前記流
体中に浮く前記流体の密度よりも小さな平均密度を有す
る負荷質量と、この負荷質量を前記流体中で支持する支
持部材と、前記負荷責量に加わる力を検出する加速度検
出手段とよりなることを特徴とする傾斜加速度計。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP346789 | 1989-01-10 | ||
| JP1-3467 | 1989-01-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02290563A true JPH02290563A (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=11558134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16009089A Pending JPH02290563A (ja) | 1989-01-10 | 1989-06-22 | 傾斜加速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02290563A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018105779A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | アルプス電気株式会社 | 移動体用検知装置 |
-
1989
- 1989-06-22 JP JP16009089A patent/JPH02290563A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018105779A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | アルプス電気株式会社 | 移動体用検知装置 |
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