JPS61502073A

JPS61502073A - 複合材料製のスリ−ブによって変換器組立体に制御された予荷重を生じるための方法および装置

Info

Publication number: JPS61502073A
Application number: JP60502097A
Authority: JP
Inventors: ハンソン、リチヤード・エイ
Original assignee: サンドストランド・デ−タ・コントロ−ル・インコ−ポレ−テッド
Priority date: 1984-05-01
Filing date: 1985-04-25
Publication date: 1986-09-18
Also published as: EP0179143B1; EP0179143A4; IL74924A0; US4555945A; IL74924A; EP0179143A1; AU4355285A; IT8548014A0; NO855370L; DE3580445D1; WO1985005058A1

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】複合材料製のスリーブによって変換器組立体に制御された予荷重を生じるための方法および装置発明の背景この発明は変換器技術、特に変換器組立体に制御された予荷重を生じるための方法および装置に関するものである。

変換器組立体は、最終組立にて適宜な手段により互に締着される１つ以上の結合部分を一般に有している。

多くの変換器構造において、この締着力は変換器検知素子にてずれるよう導くことができる。この様な変換器の特別な例が、１９７２年１１月７日に許されこの出願と同一譲受人に譲渡されたヤコブにより発明された米国特許第３．７０２．０７３号明細書に記載される型の加速度計組立体がある。この設計は３つの主な構成部分すなわち上下ステータ間に挿入された保証質量組体、即ち振動子本体から成っている。振動子本体は、屈曲素子を介して外環状支持部材から片持支持された可動フラッパ、すなわちリードを有する。フラッパおよび外環状支持部材は、一体的に融合された石英部片として一般に設けられている。

円弧状コンデンサビックオフ板は、全沈着手段によって７ラツパの上および下面に形成される。更に、上および下刃回復、またはトルクコイルがフラッパの上右よび下面に取付けられる。各トルクコイルは１円筒体の縦軸心が中心を通って延びる線と一致していて振動子本体の頂部および底部に垂直になるように円筒状鉄心に巻かれフラッパ上に位置されている。

各ステータは、平面を通って設けられた孔を有するはゾ円筒状をなしている。孔内には永久磁石が収容されている。孔と永久磁石は、振動子本体のトルクコイルが孔内に嵌合し永久磁石が円筒形のトルクコイル内に位置されるように構成されている。従って、各ステータ永久磁石は、対応するトルクコイルを通って電流によって生じられる様に磁場をもった磁気回路形状をなしている。また、振動子本体に上および下コンデンサピックオフ板にてコンデンサを形成するようつくられたコンデンサ板がステータの平面上に設けられる。

従って、上および下ステータに対するフラッパの動きはフラッパの上および下面に形成されたコンデンサ間の異った容量変化にもとづく。

作動において、加速度計組立体は監視すべき物体に取付けられる。物体の加速度は、外環状支持部材と上および下ステータに対する振動子におけるフラッパの回転変位にもとづく。この変位により生じられる結果的な差動容量変化は適宜な回路により検知できる。回路は従って、トルクコイルに作用されるときにフラッパを中立位置に戻すようなす電流を生じる。フラッパを１回復”するよう必要とされる電流の大きさは加速度計の加速度に直接関連している。

ヤコブの特許明細書に記載される型の加速度計はステータと振動子本体間に生じられる応力にもとづく誤差をゆがめるよう敏感である。これら応力は、張力とフラッパの対応する変位とにもとづいて外環状支持部材を介して屈曲素子に伝達できる。このずれは、フラッパを再設置するようトルクコイルを介して電流を生じることによって応答する関連した回路により検知される。この様な修正電流は加速度計出力読取に対する偏向電流誤差を示す。

この様なずれた偏向発生応力の１つの源は変換器組立体を互に締着または固着するよう用いられる装置に見られる。一般に、ステータと振動子本体は軸方向に整列保持され、ベリーバンドが振動子本体の露出した縁部の上に設けられて上および下ステータに接着されている。１つの従来構造において１組立体を一緒に固着したボルトは、横方向支持に使用されるベリーバンドによって軸方向予荷重を設けている。

ベリーバンド型固着装置による問題は、ステータ材料とベリーバンド材料とステータにバンドを固着するよう用いられる接着材との間の熱膨張係数の差にもとづくフープ応力を固着装置が受けることである。結果として、変換器の温度の変化は接着材（一般にはエポキシ）とバンドとステータエレメント（一般に金属合場合、変換器組立体に対するボルトの膨張収縮はステータをゆがめる応力を生じる。

変換器設計においては、従って温度と時間と他の周囲影響とによって安定するような具合に変換器ステータを予荷重する装置を設けるよう高い精度の適用に特に好適である。

発明の概要この発明は変換器組立体に安定した制御された予荷重を生じるための方法と装置に関する。

簡単に述べると、この発明によれば、変換器組立体の第１および第２の結合部分の間に制御された予荷重を生じるための方法は、スリーブを設ける初期工程から成り、スリーブは側部を有しており、この側部はそこから突き出し且つ前以って決められた間隔が置かれた上部および下部のフランジを備えている。各フランジは結合部分の一方に結合されるような形に作られる。

側部は第１の熱膨張係数を有する第１の材料から形成される。スリーブは、更に、フランジの中間に配置されると共にフランジに対して前以って決められた間隔を有する内部スリーブエレメントを具備する。内部スリーブエレメントは第２の熱膨張係数を有する第２の材料から作られる。次いで、スリーブの温度が、内部スリーブエレメントがフランジに張力ストレスを作用しフランジ間の間隔を大きくするように制御される。

この後、各フランジが第１と第２の結合部分の１つに結合される。最後に、フランジ上の張力ストレスが減じられ、それによってフランジに圧縮力を生じてフランジ間の間隔を減じるように、スリツプの温度が制御される。この圧縮力が第１と第２の結合部分に伝えられ１両者間に前以って決められた圧縮性予荷重を生じる。

発明の一構成において、内部スリーブエレメントは、スリーブの側部よりも大きな熱膨張係数を有する材料から形成される。第１の温度にて内部スリーブエレメントがフランジに比較的高い張力ストレスを作用し。

第２の減じられた温度にて内部スリーブ要素がフランジに比較的低い張力ストレスを作用するように、内部スリーブエレメントの寸法が決められる。次いで、スリーブが第１の温度に熱せられ、フランジに張力ストレスを生じて両者間の間隔を広げる。各フランジは結合部分に結合された後、スリーブが第２の温度に冷却され、これによってフランジに圧縮力を生じ、この圧縮力が圧縮性の予荷重として結合部分に伝えられる。

内部スリーブエレメントが第２の温度にてフランジに比較的低い張力ストレスを作用し、高い記憶温度にて内部スリーブエレメントがフランジに比較的高い張力ストレスを作用するような寸法に前以って形成された記憶合金から内部スリーブエレメントが形成されてもよい。この構成において、スリーブが前記記憶温度に熱せられてフランジに張力ストレスを生じ、フランジ間の間隔を大きくする。

また、内部スリーブエレメントは、スリーブの側部よりも低い熱膨張係数を有する記憶合金から形成されてもよい。記憶合金は第１の温度にてフランジに比較的高い張力を加えるように前以って形成され、第２の高い記憶温度にて内部スリーブエレメントはフランジに比較的低い張力を加える。熱することによる等してフランジに張力を与えてフランジ間の間隔を大きクシ。

次いで、前以って形成された内部スリーブエレメントが第１の温度にてフランジ間の間隔を維持するために挿入される。次に、フランジが結合部分に結合され１組立体が、変換器の最も高い作動温度以上となるべく選ばれた記憶温度に熱せられる。記憶温度にて内部スリーブエレメントは収縮し、これによって組立体を冷却すると圧縮性予荷重がフランジ間に生じられる。

変換器組立体装置は、軸線方向に整列された第１と第２の結合部分を有する検知装置から成り、各結合部分は結合部分同士を互いに締結するために与えられる力を受ける受け面を有している。締結装置は結合部分に制御された圧縮性の予荷重を与える。この締結装置は、側部と、そこから突き出し前以って決められた間隔が置かれた上部および下部フランジとを有するスリーブから成る。各フランジは結合部分の受け面の一方に結合されるように形成されている。側部は第１の熱材は、更に、フランジの間に配置されると共に第２の熱膨張係数を有する第２の材料から形成された内部スリーブエレメントを具備する。内部スリーブエレメントがフランジに張力ストレスを作用してフランジ間の間隔を広げるように、フランジが第１の温度にて結合部分の受け面に結合される。この後、スリーブが第２の温度に調節され、フランジ上の張力ストレスが減じられるようになっており、これによってフランジに圧縮力を生じてフランジ間の間隔を減じ、この圧縮力が第１と第２の結合部分に伝えられてその間に前以って決められた予荷重を生じる。

変換器組立体装置の一構成において、内部スリーブエレメントは、側部よりも高い熱膨張係数を有する材料から作られる。第１の温度にて内部スリーブエレメントがフランジに比較的高い張カストレスを加え、第２の減じられた温度にて内部スリーブエレメントがフランジに比較的低い張力ストレスを作用するように。

内部スリーブエレメントは寸法法めされる。

図面の簡単な説明第１図は従来の加速度計の構成を示す分解斜視図である。

第２図は第１図に示されるような変換器において用いるための改良された従来の振動子本体の平面図である。

第３図は本発明の締結装置により固定された第１図の変換器組立体を示す斜視図である。

第４図は第３図に示される変換器組立体と締結装置の断面側面図である。

第５図は第３，４図の組立体に予荷重を生じるための−の方法を詳説する流れ図である。

第６図は第３，４図の変換器組立体に予荷重を生じるための別の方法゛を示す流れ図である。

詳細な説明第１図はヤコプの米国特許第３．７０２．０７５号明細書に記載される一般の型の加速度計の分解図である。こ＼で、符号１０で概略示される加速度計は３つの主要な構成部材すなわち符号１２で概略示される振動子本体と、上および下ステータすなわち磁石装置１４．１６とから成っている。ステータ１４．＋６は平面１８．２０を夫々有する円筒状で、振動子本体１２の設けられた部分と当接合致するようできる。孔２２の如き孔には。

中央に設けられた永久磁石が固着または中に形成されるように各ステータ１４．１６の中央部に設けられている。下ステータ１６の孔２２は円筒永久磁石２４を受けるよう示されているが、上ステータの対応する孔と永久磁石は図示されない。電気接触柱２６．２８は下ステータ１６の平面２０の互に隔てられた孔内に設けられる。加速度計の組立てにて、接触柱２６．２８は振動子本体にパッドを接触するよう電気接続を設ける。

振動子本体１２は質量素子、一般にフラッパまたはリード３０と呼ばれる。から成っている。フラッパ３０ははゾ円形で、一対の屈曲素子３４．３６を介して外環状支持部材３２に連結されている。フラッパ３０と外環状支持部材３２と屈曲素子３４．５６は一体的融着石英部片として好適につくられている。

円弧状コンデンサピックオフ板３８はフラッパ３０の上面に全沈積による様にして形成される。対応するコンデンサピックオフ板（図示しない）はフラッパ３０の下面の外周に沿って円弧状に延びている。

一対のトルクコイル４０．４２はフラッパ３０の上および下面に夫々取付けられる。各トルクコイルは筒状鉄心の銅線の多巻線から成る。トルクコイル４０．４２は、各トルクコイルの縦軸心が振動子本体１２の中心を通りフラッパ３０の上および下面に垂直に延びる線と一致するようにフラッパ３０に取付けられる。板３８の様なコンデンサピックオフ板と上および下トルクコイル４０．４２への電気的接続は、外環状支持部材３２に形成された接触パッド４０．５０に屈曲素子３４．３６の上に延びる薄膜ピックオフリード４４．４６によって設けられる。

一連の接触パッド５２は、外環状支持部材Ｓ２の上面まわりに角度をもった間隔を置いて形成されている。

対応する接触パッド（図示しない）が支持部材３２の下面に形成されている。接触パッドは一般に酸食刻によりつくられる。

加速度計１０の組立において、振動子本体１２は。

接触パッド５２により形成される接触点にて夫々上および下ステータ１４，１６間に支持される。

また、加速度計１０の組立はコンデンサ組を形成する。第１コンデンサは、上コンデンサピックオフ板３８と上ステータ１４の平面１８から成る間隔を置いたほぼ平行な板を有する。第２コンデンサは、フラッパ（図示しない）の下面と下ステータ１６の平面２０に設けられたコンデンサピックオフ板によって形成されている。外環状支持部材３２と上下ステータ１４，１６の平面１８．２０に対するフラッパ３０のゆがみはこれら２つのコンデンサの容量の差動変化を生じる。

また、加速度計の組立は、磁石２４の様な永久磁石と孔２２の様な孔の壁との間に形成された環状空所内に同軸的に受けられたトルクコイル４０．４２にもとづく。

第１図に示される加速度計１０の最終組立において。

ステータ１４，１６の両端に作用される軸方向の力は、振動子本体１２の接触パッド５２に軸受面１８．２０が当接するようなす。ベリーバンド６０がそこで組立体１０の外円筒面まわりに設けられ、ベリーバンド６０が振動子本体１２の縁部に対して中心決めされる。エポキシの様な適宜な接着材（図示しない）がバンドの縁部とステータ１４，１６の対応する隣接部分にくっ付けられ、これによってステータ１４’　、　１６と振動子本体１２が互に一体的に固着される。

作動にて、加速度計１０は、測定すべき軸心と整列した検知軸心７０にて監視すべき物体に取付けられる。

物体の加速度は、２つのコンデンサの容量の結果的な差動変化にて外環状支持部材３２とステータ１４，１６に対する振子におけるフラッパ３０の回転変位にもとづく。容量の変化は、トルクコイル４０．４２の巻線に流れる電流を周知のサーボの様に生じる適宜な検知回路（図示しない）によって検知される。この電流は。

磁石２４の様なステータ永久磁石との組合せにて静止位置に対してフラッパ３２を“回復”するようなす力を生じる磁場にもとづく。コイル４０．４２を流れる電流は加速度計の加速度に直接関連し、この様に適宜な加速度読取をなすよう使用できる。

上に検討した様に、第１図の従来加速度計設計は。

接着材トベリーバンド６０とステータ１４，１６間の材料特性の相違にもとづくずれた偏倚誤差を受ける。特に、エポキシが普通である接着材の熱膨張係数は、バンド６０とステータ１４，１６を形成するよう用いられる金属合金の熱膨張係数と異っている。この様に、接着材とバンド６０とステータ１４．１６の間に生じられる熱応力はパッド５２を介して外環状支持部材３２に伝達される。これら伝達される応力は屈曲素子３４．５６コイル４０．４２を介して電流を生じこれによってフラッパ５０を位置決めすることにより応答するサーボ検出器回路（図示しない）により検知される。フラ・、・バ３０の合成位置変化は屈曲素子５４．３６が反対モーメントを生じるようなし、これによって加速度計出力に偏向ｒれ誤差電流を生じる。後に述べられる様に、この発明は、温度と時間と他の周囲の影響に対して安定な制御された変換器予荷重を設けるこ吉によってずれた偏向誤差の源を実質的に減少し或は除去する方法と装置を教えるものである。

この発明は、１９８１年２月１７日付で許されてこの発′明と同一・譲受人に譲渡されたハンソンにより発明された米国特許第４．２５０，７５７号明細書に記載された第１図の加速度計に対する改良の包含に特に適している。この特許に記載される様１こ、第２図を参照するに、第１図の加速度計に関連した上述した型の偏向誤差は、コンデンサピックオフ板の重心を通って延びる軸心上に振動子本体の外環状支持部材上の接触パッドがもし整列され＼ば減少できる。

従って、第２図を参照して、振動子本体１２’は、一対の屈曲素子３４’、３６ ’によって外環状支持部材３２’から吊下られたフラッパ３０’を有する。円弧状コンデンサピックオフ板３１３’はフラッパ３０’の一側に全沈着による様にして成形されている。対応するコンデンサピックオフ板（図示しない）はフラッパ３０’の下面の外周１ご沿って円弧状に延びている。

一連の接触パ・ソド５２′は外環状支持部材３２１の上面まわり角度をも−）で間隔を置いて形成されている。対応する接触バンド（図示しない）は支持部材３２’のＦ面に形成される。

第２図に示される振動子本体１２’の特別な特長は。

容量性板ビックオフ領域３８’の重心Ｃを通って延びる軸心上に対向する接触パッド５２’の下縁があるこ♂である。この様な具合にパッド５２’を設けることによって、ステータ１４．１６を一緒に緊締することにより外環状支持部材３２冒ζ生じられる応力にもとづく第１図の加速度計１０の検知軸心（すなわち縦軸心）に平行なピックオフ素子ｓａ’の重心Ｃの動きは相当に減少される。この減少は、ピックオフ領域３８１の重心Ｃまわりのフラッパ３０′の回転が回転軸心のどちらの側にも等しいピックオフ効果を生じ、これによって屈曲素子５４’、５６’の応力にもとづくピックオフ誤差を無効にするようなすことにもとづいている。

第５図は変換器組立体１０を示す斜視図であり、この図において、ステータ１４，１６は軸線方向に並べられており、振動子本体１２における外支持部材３２の接触パッド５２を圧している。

この発明は変換器組立体１０に軸線方向の圧縮力を与え、それによってステータ１４，１６と振動子本体１２とを一体に締結するための方法および装置に関するものである。

締結装置は、符号１００で一般に示されているスリーブを具備しており、このスリーブ１００は、側部１０２と、そこから各々突き出している上部および下部のフランジ１０４　、　＋　０６を有している。上部および下部のフランジ１０４，１０６は、以下に述べられるように。

所定の大きさで間隔が置かれている。側部１０２は弓形で、変換器組立体１０の円筒形外面の半径と同じ半径を有している。上部および下部のフランジ１０４，１０６は、それぞれ、弓形の側部１０２の凹面側に突き出している。

内部スリーブエレメント１１０は弓形で、スリーブの側部１０２と同じ半径を有している。内部スリーブエレメント１１０は上部および下部のフランジ１０４゜１０６の間に配置され、接合剤または他の適当な手段により側部１０２の凹面に取り付けられている。変換器組立体１０の作動温度において、内部スリーブエレメント１１０の上端と上部フランジ１０４の内面との間に有限の隙間１１２が存するように１内部スリーブ要素１１０の軸線方向の大きさが定められている。

スリーブ１００の円弧の大きさは弦１２０により定められる。この発明の好適な実施例において、スリーブ１００から変換器組立体１ｏに伝えられる締結力が、第５図および第６図について詳細に説明されている如く、ステータｊ４．＋６を介して接触パッド５２に軸線方向に伝えられるように２弦１２０が選ばれている。

接触パッド５２は、振動子要素の両面に設けられている容量性ピックオフプレート領域の重心を通って延びる軸線上に配置されている（第２図）。このようにスリーブ１００を形成することによって、スリーブ１００と変換器組立体１０との間に生じる応力の変動が１重心に整列されたパッド５２に軸線方向に伝えられる。

この態様において、容量性ピックオフ領域と、それに対応するステータプレート領域との間における差動キャパシタンスの変化が最小になるという事実によって。

スリーブ１００から変換器組立体１０に伝えられる予荷重の変化がいかなるものであっても、関連の回路のオフセット・バイアス電流は最小となる。

第４図は第３図に示されているような変換器組立体１０きスリーブ１００の部分断面側面図である。軸線方向に並べられると共に、振動子１２の外支持部材３２の接触パッド（図示しない）を圧している上部と下部のステータｉ４，１６が図示されている。スリーブ１００は側部１０２から成り、側部１０２はそこからそれぞれ突き出している上部および下部のフランジ１０４，１０６を有している。

内部スリーブニレメンｈ　４１０は弓形の側部１０２の凹面に接着されている。

変換器組立体１０の通常の作動温度にて、内部スリーブエレメント１１０の軸線方向の端部と上部フランジ＋０４の下面との間に隙間１１２が形成される。

変換器組立体１０にスリーブ１００を取り付けるための基本的な方法は、スリーブ１００の温度を制御する第１の工程を有しており、これによって内部スリーブエレメント１１０が上部および下部のフランジ１０４゜１０６にそれぞれ張力ストレスを作用し、両者間の間隔を広げる。次いで、フランジ１０４，１０６はステータ１４．１６の対応する受け面と結合される。この後、上部および下部のフランジ１０４，１０６に内部スリーブエレメント１１０により作用された張力ストレスが減じられるように、スリーブ１００の温度が制御され、これによってフランジ１０４　、１０６に圧縮力が生じられて両者間の間隔が減じられるようになる。この圧縮力はステータ１４，１６に伝えられ、ステータ１４，１６と振動子本体１２の外環状支持部材３２との間に前取って決められた圧縮性の予荷重を生じる。

上記構成を形成するための別の方法が第５図および第６図に示されている。

第５図について説明する。第５図は第３図と第４図の予荷重が与えられた変換器組立体を形成するための手順を示した流れ図であり、２０２にて内部スリーブエレメントはスリーブ１００の側部１０２よりも大きな熱膨張係数を有するように選ばれる。次いで、２０４にてスリーブ１００は、内部スリーブエレメント１１０、　が膨張してフランジ１０４，１０６に比較的高い張力ストレスを作用し１両者間の間隔を大きくするような温度まで熱せられる。２０６にて、フランジ１０４　、１０６はステータに結合される。これはエポキシ樹脂等の接合剤を用いてステータ１４．１６にフランジ１０４　、１０６を接着することによって達成され、或は第３図に示されるように、フランジ１０４．、ＩＣ１６が変換器組立体の上部と下部の受け面を圧するように当該受は面の適所に配置されてもよい。

２０８にて、スリーブ＋００は変換器の作動温度内に冷却される。この温度で内部スリーブエレメント１１０は十分に縮み、フランジ１０４，１０６の張力ストレスを減じる。この減じられた張力ストレスによりフランジ１０４，１０６上に圧縮力が働き、フランジ１０４゜１０６間の間隔を減じる。この圧縮力は、軸線方向の圧縮性予荷重としてステータ１４，１６および振動子本体１２の外環状支持部材３２に伝えられる。

第６図は第３図と第４図の変換器組立体および締結装置を組み立てるための別の手順を示す論理的な流れ図である。

３０２にて、内部スリーブエレメント１１０は記憶合金から形成されている。記憶合金は成る温度では柔軟に変形させるが、それよりも高い記憶温度まで上げられると、元の形状ζこ完全に復元される。多くの記憶合金は、鉄と白金、インジウムとカドミウム、鉄とニッケル、ニッケルとアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルとチタニウム、および、銅と亜鉛とアルミニウムの数種の合金を含む従来から知られているものである。内部スリーブエレメント１１０を形成するための特有の記憶合金の選択は、特定の使用態様に依存し。

作動環境や費用等に対する特有の記憶合金の適合性のような要素も含んでいる。

３０４にて、内部スリーブエレメント１１０の記憶合金は、スリーブ１００の側部よりも高い熱膨張係数を有するように選ばれる。内部スリーブエレメント１１０は、変換器組立体の作動温度にて側部１０２とフランジ１０４，１０６内にて嵌合されると共にこれらに比較的小さい張力ストレスを作用するように、３０６にて予め形作られる。

３０８にてスリーブ１００は記憶合金の記憶温度まで熱せられる。その結果、原形となる記憶合金と共に内部スリーブエレメント１１０の熱膨張によりフランジ１０４，１０６に大きな張力ストレスが生じ、フランジ１０４　、１０６間の間隔が大きくなる。次いで、スリーブのフランジ１０４，１０６は変換器組立体１０のステータ１４．１６と結合される。フランジ１０４，１０６はエポキシ樹脂等によりステータ１４，１６に接合され、或は第３図の実施例にて示されるように、内部スリーブエレメント１１０からの大きな張力ストレスの影響下におけるフランジ１０４　、１０６間の間隔は、フランジ１０４゜１０６がステータ１４．＋６の上部と下部の受け面上に係合してフランジ１０４，１０６がこれら受け面を圧するように選ばれるとよい。

次いで、３１２にて、変換器組立体１０がその作動温度内まで冷却され、内部スリーブエレメント１１０は収縮し、フランジ１０４　、１０６上の張力ストレスを減じ或は零にし、これによって圧縮性の予荷重を生じる。

この予荷重はステータ１４，１／ｉと外支持部材３２に伝えられ、これらの間に軸線方向の圧縮性予荷重を生じる。

３２０にて、内部スリーブエレメント１１０の記憶合金はスリーブ１００の側部１０２によりも小さい熱膨張係数の材料から作られている。内部スリーブエレメント１１０は、３２２にて、変換器組立体１０の作動温度で側部１０２よりも長い軸線方向寸法となるように予め形成される。そして、フランジ１０４，１０６との間の間隔が、引っ張ることにより或は側部１０２の温度を上げることにより大きくされ、このようにして。

内部スリーブエレメント１１０がフランジ１０４　、１０６の間に挿入される。

３２４にて、フランジ１０４　、１０６が変換器の通常の作動温度でスリーブ１００と共にステータ１４，１６に結合される。前述した如く、フランジ１０４，１０６はステータ１４．＋６に接合剤により結合され、或はフランジ１０４，１０６がステータ１４．１６の上面と下面に係合して圧するように、内部スリーブエレメント１１０により与えられた張力ストレスの下でフランジ１０４，１０６間に間隔を設けることによって、フランジ＋　０４　、　＋　０６はステータ１４ｉ６に結合される。

次いで、組立体は６２６にて記憶温度に熱せられ。

内部スリーブエレメント１１０を収縮させ、これによってフランジ１０４１．１０６に圧縮力を生じさせ、この圧縮力は振動子本体１２の外支持部材３２とステータ１４、＋６に伝えられ、これらの間に軸線方向の圧縮性予荷重を生じる。

ここに述べられたような締結装置は１従来知られている変換器予荷重・締結装置を大きく改善している。

′　スリーブ１〔ＪＯの側部１０２とフランジ１０４，１０６はステータ１４，１６と同じ合金から形成されるとよい。

このようにすると、材料の熱膨張係数が一致し、スリーブ１００と変換器組立体１０との間に熱的に生じる応力を最小にする。変換器組立体１０の通常の作動範囲内で、隙間１１２が内部スリーブエレメント１１０とフランジ１０４，１０６の内面との間に設けられ、これにより内部スリーブエレメント１１０はフランジ１０４゜１０６間の間隔に与える影響を最小とし、変換器組立体１０に荷重が伝えられる、ということが注目される。

更に、ここに述べられたような締結部材は所要の締結力を生じるように設計されるとよく、この締結力は組立体毎に一定である。

この発明の好適な実施例が詳細に述べられているが、この発明の真の精神および範囲内にある限りその変形や変更が可能なことは明らかである。

例えば、一対の突出しているフランジ１０４，１０６を有しているスリーブ１００が述べられているが、フランジ１０４，１０６のいずれ力１一方或は両者は限られた広さとすることができ、溶接または他の適当な固着手段を介して対応するステータの側面と接触関係で結合される。

浄書（内容に変更なし）１、事件の表示ＰＣＴ／ＵＳ　８５１００７５４２、発明の名称複合材料製のスリーブによって変換器組立体に制御された予荷重を生じるための方法および装置３、補正をする者事件との関係　特許出願人名　称　サンドストランド・データ・コントロール・イン住所　東京都千代田区丸の内二丁目４番１号丸の内ビルディング４階７、補正の内容（１）別紙書面の通り（２）別紙委任状の通り（３）別紙翻訳文の浄書（内容に変更なし）を提出する。

国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

（１）．（ａ）スリーブと、前記スリーブに設けられその側部から突出すると共に所定の間隔をおいて形成された上部フランジ及び下部フランジと、前記各フランジは結合部分のうち、一方の結合部分と結合し、前記端部は第１の熱膨張係数を有する第１の材料よりなり、前記スリーブは前記各フランジの中間に配設された内部スリーブエレメントを有すると共に各フランジに関し所要の間隔を有し、前記内部スリーブエレメントは第２の熱膨張係数を有する第２の材料よりなり：（ｂ）それらの間隔を増加させるため各フランジ間の張力ストレスを前記内部スリーブエレメントが作用させるように、前記スリーブの温度を制御する工程と：（ｃ）前記第１及び第２結合部分の一方に各フランジを結合させる工程と：（ｄ）前記各フランジ上の張力ストレスが減少され、それにより、各フランジに圧縮力を生じ、それらの間の間隔を減少させ、前記圧縮力が前記第１及び第２結合部分に伝達され、それらの間に前もって決められた圧縮的な予荷重を生じる工程と：よりなることを特徴とする変換器組立体の第１及び第２結合部分間における制御された予荷重を生じるための方法。
（２）．（ａ）前記側部は弓形であり、円筒状外周の半径とほぼ等しい半径を有するように形成され：（ｂ）前記フランジは前記側部から凹部内へ突出して形成され、前記各フランジ間の間隔は前記整列された結合部分の軸長に関して決められており：（ｃ）前記内部スリーブエレメントは前記側部と同じ半径の形状に弓形となり、前記内部スリーブエレメントは前記フランジの中間における側部に接合していること：よりなり、前記第１及び第２連結部分がほぼ円筒状であり、センサー体が結合部分の長軸を整列させてなると共に円筒状外面が形成され、それらの間に軸的な圧縮が付加されるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１項における変換器組立体の第１及び第２結合部分間における制御された予荷重を生じるための方法。
（３）．（ａ）前記側部よりも高い熱膨張係数を有する材料からなる内部スリーブエレメントを得る工程と、第１の温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて高い張力ストレスを作用するように前記内部スリーブエレメントが大きくなり、第２の温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて低い張力ストレスを作用すると共に：（ｂ）前記スリーブを第１の温度迄加熱する工程と：（ｃ）前記スリーブを第２の温度迄冷却する工程とよりなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の変換器組立体の第１及び第２結合部分間における制御された予荷重を生じるための方法。
（４）．（ａ）前記側部よりも高い熱膨張係数を有する材料からなる内部スリーブを得る工程と、第１の温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて高い張力ストレスを作用するように前記内部スリーブエレメントが大きくなり、第２の温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて低い張力ストレスを作用すると共に；（ｂ）前記スリーブを第１の温度迄加熱する工程と：（ｃ）前記スリーブを第２の温度迄冷却する工程とよりなることを特徴とする請求の範囲第２項記載の変換器組立体の第１及び第２結合部分間における制御された予荷重を生じるための方法。
（５）．（ａ）前記内部スリーブエレメントは記憶合金よりなり、前記記憶合金は前記内部スリーブエレメントが第２の温度で各フランジ上に比較的低い張力ストレスを発生するような形状に構成され、上昇した記憶温度で前記内部スリーブエレメントは前記フランジ上に比較的高い張力ストレスを発生する工程と、（ｂ）前記スリーブを前記記憶温度迄加熱する工程とよりなることを特徴とする請求の範囲第３項記載の変換器組立体の第１及び第２結合部分間における制御された予荷重を生じるための方法。
（６）．（ａ）前記内部スリーブエレメントは形状記憶合金よりなり、前記記憶合金は前記内部スリーブエレメントが第２の温度で各フランジ上に比較的低い張力ストレスを発生するような形状に構成され、上昇した記憶温度で前記内部スリーブエレメントは前記フランジ上に比較的高い張力ストレスを発生する工程と、（ｂ）何前記スリーブを前記記憶温度迄加熱する工程とよりなることを特徴とする請求の範囲第４項記載の変換器組立体の第１及び第２結合部分間における制御された予荷重を生じるための方法。
（７）．（ａ）前記内部スリーブエレメントは前記側部より低い熱膨張係数を有する記憶合金よりなり、前記記憶合金は第１の温度で前記フランジに比較的高い張力ストレスを発生するように構成され、第２の温度である上昇した記憶温度で、前記内部スリーブエレメントは前記フランジ上に比較的低い張力ストレスを発生し、前記第１の温度で前記内部スリーブエレメントはそれらの間において間隔を増加させるために所要の張力下で各フランジの中間に位置するように配設する工程と、（ｂ）前記スリーブの温度を記憶温度に制御する工程とを備えたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の変換器組立体の第１及び第２結合部分間における制御された予荷重を生じるための方法。
（８）．（ａ）前記内部スリーブエレメントは前記側部より低い熱膨張係数を有する記憶合金よりなり、前記記憶合金は第１の温度で前記フランジに比較的高い張力ストレスを発生するように構成され、第２の温度である上昇した記憶温度で、前記内部スリーブエレメントは前記フランジ上に比較的低い張力ストレスを発生し、前記第１の温度で前記内部スリーブエレメントはそれらの間において間隔を増加させるために所要の張力下で各フランジの中間に位置するように配設する工程と、（ｂ）前記スリーブの温度を記憶温度に制御する工程とを備えたことを特徴とする請求の範囲第２項記載の変換器組立体の第１及び第２結合部分間における制御された予荷重を生じるための方法。
（９）．（ａ）第１及び第２のステータと集合体を有する変換器組立体を備え、前記集合体は外部支持部材内の動作のために吊された質量体を有し、前記ステータは前記集合体の対向側部に配設されると共に前記外部支持部材の対向面上に軸受するための軸受面を有し、前記ステータは適用された予荷重力を受けるための受け面を有し；（ｂ）スリーブと、前記スリーブは前もって間隔をあけそこから突出して形成された下部及び上部フランジを有する側部を有し、各フランジはステータ受け面の１方と結合するように形成され、前記側部は第１の熱膨張係数を有する第１の材料よりなり、前記スリーブは各フランジの中間に配設された内部スリーブエレメントを含み、前記内部スリーブエレメントは第２の熱膨張係数を有する第２の材料よりなり；（ｃ）前記スリーブの温度を制御し、前記内部スリーブエレメントがそれらの間で間隔を前もって増加するために各フランジ上に張力ストレスを生じる工程と、（ｄ）前記第１及び第２ステータの一方にフランジを結合する工程と、（ｅ）前記スリーブの温度を制御し、前記フランジ上の張力ストレスは減少され、それによって間隔を減少させるべく各フランジ上に圧縮力を生じると共に、前記圧縮力は、前記第１及び第２ステータと前記外部支持部材との間において所定の予荷重を発生するための第１及び第２ステータに伝達される工程とよりなることを特徴とする変換器の組立方法。
（１０）．（ａ）前記スリーブは、前記側部が弓形であり、円筒状外周の半径とほぼ等しい半径を有するように形成され、（ｂ）前記フランジは前記側部から凹部内へ突出して形成され、前記各フランジ間の間隔は前記整列された第１及び第２ステータと集合体の軸長に関して決められており：（ｃ）前記内部スリーブエレメントは前記側部と同じ半径の形状に弓形となり、前記内部スリーブエレメントは前記フランジの中間における側部に接合していること；よりなり、前記第１及び第２ステータと集合体をほぼ円筒状となすと共に、前記各ステータと集合体の組立体は整列した長軸を有し、それによって円筒状外面を形成する工程よりなることを特徴とする請求の範囲第９項記載の変換器の組立方法。
（１１）．（ａ）内部スリーブエレメントは前記側部の熱膨張係数よりも高い熱膨張係数を有する材料からなり、第１の温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて高い張力ストレスを作用するように前記内部スリーブエレメントが大きくなり、第２の温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて低い張力ストレスを作用すると共に；（ｂ）前記スリーブを第１の温度迄加熱する工程と：（ｃ）前記スリーブを第２の温度迄冷却する工程とよりなることを特徴とする請求の範囲第９項記載の変換器の組立方法。
（１２）．（ａ）内部スリーブエレメントは前記側部の熱膨張係数よりも高い熱膨張係数を有する材料からなり、第１の温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて高い張力ストレスを作用するように前記内部スリーブエレメントが大きくなり、第２の温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて低い張力ストレスを作用すると共に、（ｂ）前記スリーブを第１の温度迄加熱する工程と、（ｃ）前記スリーブを第２の温度迄冷却する工程とよりなることを特徴とする請求の範囲第１０項記載の変換器の組立方法。
（１３）．（ａ）前記内部スリーブエレメントは記憶合金よりなり、前記記憶合金は前記内部スリーブエレメントが第２の温度で各フランジ上に比較的低い張力ストレスを発生するような形状に構成され、上昇した記憶温度で前記金属合金は前記フランジ上に比較的高い張力ストレスを発生する工程と、（ｂ）前記スリーブを前記記憶温度迄加熱する工程とよりなることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の変換器の組立方法。
（１４）．（ａ）前記内部スリーブエレメントは記憶合金よりなり、前記記憶合金は前記スリーブエレメントが第２の温度で各フランジ上に比較的低い張力ストレスを発生するような形状に構成され、上昇した記憶温度で前記金属合金は前記フランジ上に比較的高い張力ストレスを発生する工程と、（ｂ）前記スリーブを前記記憶温度迄加熱する工程とよりなることを特徴とする請求の範囲第１２項記載の変換器の組立方法。
（１５）．（ａ）前記内部スリーブエレメントは前記側部より低い熱膨張係数を有する記憶合金よりなり、前記記憶合金は第１の温度で前記フランジに比較的高い張力ストレスを発生するように構成され、第２の温度である上昇した記憶温度で、前記記憶合金は前記フランジ上に比較的低い張力ストレスを発生し、前記第１の温度で前記内部スリーブエレメントはそれらの間において間隔を増加させるために所要の張力下で各フランジの中間に位置するように配設する工程と、（ｂ）前記スリーブの温度を記憶温度に制御する工程とを備えたことを特徴とする請求の範囲第９項記載の変換器の組立方法。
（１６）．（ａ）前記内部スリーブエレメントは前記側部より低い熱膨張係数を有する記憶合金よりなり、前記記憶合金は第２の温度で前記フランジに比較的高い張力ストレスを発生するように構成され、第１の温度である上昇した記憶温度で、前記記憶合金は前記フランジ上に比較的低い張力ストレスを発生し、前記第１の温度で前記内部スリーブエレメントはそれらの間において間隔を増加させるために所要の張力下で各フランジの中間に位置するように配設する工程と、（ｂ）前記スリーブの温度を記憶温度に制御する工程とを備えたことを特徴とする請求の範囲第１０項記載の変換器の組立方法。
（１７）．（ａ）前記集合体は所定位置の接触部を有する外部支持部材を有し、前記接触部は前記集合体と第１及び第２ステータの間の接触領域をなすと共に、（ｂ）前記各フランジが前記接触領域と軸上で整列されているように、スリーブのフランジは第１及び第２ステータ上の受け面と結合する工程よりなることを特徴とする請求の範囲第９項記載の変換器の組立方法。
（１８）．（ａ）前記質量エレメントの対向側には容量板部が形成され、（ｂ）前記容量板部の中心を横切るような軸に接触部をあらかじめ設ける工程とよりなることを特徴とする請求の範囲第１７項記載の変換器の組立方法。
（１９）．（ａ）前記質量エレメントの対向側には容量板部が形成され、（ｂ）前記接触領域を有する集合体の支持部材は質量体と第１及び第２ステータの間の接触領域を限定し、前記接触領域は容量板部の中心を横切る軸上の位置に位置している工程とよりなることを特徴とする請求の範囲第１０項記載の変換器の組立方法。
（２０）．（ａ）前記スリーブは第１及び第２ステータ上の受け部と結合する前記フランジを有し、変換器本体にスリーブによってもたらされた圧縮力が前記接触領域と軸的に整列するようにした工程とよりなることを特徴とする請求の範囲第１９項記載の変換器の組立方法。
（２１）．第１及び第２の軸整列された結合部分を有するセンサ体と、前記結合部分はこの結合部分をクランプするため、クランプ力を受けるための受け面を有し、前記結合部分に制御された圧縮軸予荷重を印加するためのクランプ手段と、前記クランプ手段は所定の間隔で形成された上部及び下部フランジを有する側部を備えたスリーブよりなり、各フランジは結合部分受け面の一方と結合し、前記側部は第１の熱膨張係数を有する第１の材料よりなり、前記スリーブは各フランジの中間に位置する内部スリーブエレメントを有し、前記内部スリーブエレメントは第２の熱膨張係数を有する第２の材料よりなり、前記各フランジは、前記内部スリーブエレメントが所定の増加する間隔で各フランジ上に張力ストレスを生じるように、第１の温度で結合部分受け部に結合され、その後、スリーブは前記フランジ上の張力ストレスが減少されそれらの間の間隔が減少するようにフランジ上の圧縮力を生ずるように、第２の温度に制御され、前記圧縮力はそれらの間で所定の予荷重を生ずるため第１及び第２結合部分に伝達されることよりなる変換器組立体。
（２２）．軸整列された結合部分の外面は全体がほぼ円筒形状をなし、スリーブのクランプ手段は、前記側部が軸整列された結合部分の外面の半径とほぼ等しい半径の形状をなすように構成され、前記フランジは前記側部から凹側部に突出していることを特徴とする請求の範囲第２１項記載の変換器組立体。
（２３）．前記内部スリーブエレメントは前記側部よりも高い熱膨張係数を有する材料からなり、さらに、第１の温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて高い張力ストレスを作用するように前記内部スリーブエレメントが大きくなり、第２の温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて低い張力ストレスを作用するようにしたことを特徴とする請求の範囲第２１項記載の変換器組立体。
（２４）．前記内部スリーブエレメントは記憶合金よりなり、前記記憶合金は前記内部スリーブエレメントが第２の温度で各フランジ上に比較的低い張力ストレスを発生するような形状に構成され、上昇した記憶温度で前記内部スリーブエレメントは前記フランジ上に比較的高い張力ストレスを発生するようにしたことを特徴とする請求の範囲第２３項記載の変換器組立体。
（２５）．前記内部スリーブエレメントは前記側部よりも高い熱膨張係数を有する材料からなり、さらに、第１の温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて高い張力ストレスを作用するように前記内部スリーブエレメントが大きくなり、第２の温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて低い張力ストレスを作用するようにしたことを特徴とする請求の範囲第２２項記載の変換器組立体。
（２６）．前記内部スリーブエレメントは記憶合金よりなり、前記記憶合金は前記内部スリーブエレメントが第２の温度で各フランジ上に比較的低い張力ストレスを発生するような形状に構成され、上昇した記憶温度で前記内部スリーブエレメントは前記フランジ上に比較的高い張力ストレスを発生するようにしたことを特徴とする請求の範囲第２５項記載の変換器組立体。
（２７）．前記内部スリーブエレメントは前記側部よりも低い熱膨張係数を有する材料からなり、前記記憶合金は第１の温度で各フランジ上に比較的高い張力ストレスを作用し、第２の記憶温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて低い張力ストレスを作用するようにしたことを特徴とする請求の範囲第２１項記載の変換器組立体。
（２８）．前記内部スリーブエレメントは前記側部よりも低い熱膨張係数を有する材料からなり、前記記憶合金は第１の温度で各フランジ上に比較的高い張力ストレスを作用し、第２の記憶温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて低い張力ストレスを作用するようにしたことを特徴とする請求の範囲第２２項記載の変換器組立体。
（２９）．外部支持部材内に作動可能に吊された質量エレメントを有する集合体と、第１及び第２ステータと、前記ステータは軸整列した集合体の対向側に位置しており、さらに、外部支持部材の対向面を軸受するための軸受面を有し、前記各ステータはクランプ力を受けるための所定の受け面を有しており；前記第１及び第２ステータと集合体に制御された圧縮軸予荷重を印加するためのクランプ手段と、前記クランプ手段は所定の間隔で形成された上部及び下部フランジを有する側部を備えたスリーブよりなり、各フランジは結合部分受け面の一方と結合し、前記側部は第１の熱膨張係数を有する第１の材料よりなり、前記スリーブは各フランジの中間に位置する内部スリーブエレメントを有し、前記内部スリーブエレメントは第２の熱膨張係数を有す第２の材料よりなり、前記各フランジは、前記内部スリーブエレメントが所定の増加する間隔で各フランジ上にストレスを生じるように、第１の温度でステータ受け部に結合され、その後、スリーブは前記フランジ上の張力ストレスが減少されそれらの間の間隔が減少するようにフランジ上の圧縮力を生じるように、第２の温度に制御され、前記圧縮力はそれらの間で所定の予荷重を生ずるため第１及び第２ステータに伝達されるようにしたことを特徴とする変換器組立体。
（３０）．前記集合体及び各ステータの外表面はほぼ円筒状であり、ほぼその外径も円筒状をなしていると共に、スリーブのクランプ手段は、前記側部が軸整列された結合部分の外面の半径とほぼ等しい半径の形状をなすように構成され、前記フランジは前記側部から凹側部に突出していることを特徴とする請求の範囲第２９項記載の変換器組立体。
（３１）．前記集合体の支持部材は各ステータと集合体間の所定の接触領域を得るため所定位置の接触パッドを有しており、各ステータの各フランジと各受け部はスリーブから集合体及びステータに伝達された圧縮予荷重が前記接触領域と軸整列するように形成されていることを特徴とする請求の範囲第３０項記載の変換器組立体。
（３２）．前記質量エレメントの対向側には容量板部が形成され、前記外部支持接触パッドは前記容量板部の中心に関して整列されていることを特徴とする請求の範囲第３１項記載の変換器組立体。
（３３）．前記内部スリーブエレメントは前記側部よりも高い熱膨張係数を有する材料からなり、さらに第１の温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて高い張力ストレスを作用するように作用し、第２の温度で前記内部スリーブエレメントが前記フランジにおいて低い張力ストレスを作用するようにしたことを特徴とする請求の範囲第３２項記載の変換器組立体。
（３４）．前記内部スリーブエレメントは記憶合金よりなり、前記記憶合金は、前記内部スリーブエレメントが第２の温度で各フランジ上に比較的低い張力ストレスを生じるように形成されており、上昇した記憶温度で前記内部スリーブエレメントは各フランジに比較的高い張力ストレスを生じていることを特徴とする請求の範囲第２９項記載の変換器。
（３５）．前記内部スリーブエレメントは前記側部よりも低い熱膨張係数を有する記憶合金よりなり、前記記憶合金は第１の温度で前記各フランジに比較的高い張力ストレスを生じるように構成され、第２の上昇した記憶温度で前記内部スリーブエレメントは前記各フランジに比較的低い張力ストレスを生じるようにしたことを特徴とする請求の範囲第３１項記載の変換器組立体。