(57)【要約】【課題】一つのセンサによって並進加速度と回転加速度を精度よく測定することができしかも設置が容易である加速度センサを提供する。【解決手段】測定対象Ｍの加速度を測定するセンサであって、測定対象Ｍに両端が固定された、弾性材料によって形成された支持部材３と、支持部材３の両端間の中間に設けられた慣性部材４と、支持部材３に取り付けられたセンサ部１０と、を備えており、センサ部１０は、光ファイバー１１にファイバブラッググレーティングが形成されたＦＢＧ部１２を２つ有しており、２つのＦＢＧ部１２は、両者の軸方向が互いに平行となるように、支持部材３における慣性部材４を挟む位置に取り付けられている。【選択図】図１
2014032054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の加速度を測定するセンサであって、
測定対象に両端が固定される、弾性材料によって形成された支持部材と、
該支持部材の両端間の中間に設けられた慣性部材と、
前記支持部材に取り付けられたセンサ部と、を備えており、
該センサ部は、
光ファイバーにファイバブラッググレーティングが形成されたＦＢＧ部を２つ有しており、
２つのＦＢＧ部は、
両者の軸方向が互いに平行となるように、前記支持部材における慣性部材を挟む位置に取り付けられている
ことを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
前記２つのＦＢＧ部は、
前記慣性部材を挟んで互いに対称となるように設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。
【請求項３】
前記支持部材が板状の部材によって形成されており、
前記２つのＦＢＧ部は、
各ＦＢＧ部の軸方向と前記支持部材の軸方向とが互いに平行となるように、各ＦＢＧ部が前記支持部材の表面に固定されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の加速度センサ。
【請求項４】
測定対象の加速度を測定するセンサであって、
測定対象に固定される固定部材と、
先端が自由端となるように基端が前記固定部材に固定された、弾性材料によって形成された一対の支持部材と、
該一対の支持部材の先端に設けられた一対の慣性部材と、
該一対の支持部材に取り付けられたセンサ部と、を備えており、
前記一対の支持部材は、
前記固定部材を挟んで互いに対称となるように設けられており、
前記センサ部は、
光ファイバーにファイバブラッググレーティングが形成されたＦＢＧ部を２つ有しており、
該２つのＦＢＧ部は、
両者の軸方向が互いに平行となるように前記一対の支持部材にそれぞれ取り付けられている
ことを特徴とする加速度センサ。
【請求項５】
前記２つのＦＢＧ部は、
前記固定部材を挟んで互いに対称となるように設けられている
ことを特徴とする請求項４記載の加速度センサ。
【請求項６】
前記一対の支持部材が板状の部材によって形成されており、
前記一対の支持部材は、
該一対の支持部材の中心軸が、同一の基準面上に位置しかつ該基準面内に沿って揺動するように配設されており、
前記２つのＦＢＧ部は、
各ＦＢＧ部の軸方向が前記基準面と互いに平行となるように、各ＦＢＧ部が前記一対の支持部材にそれぞれ固定されている
ことを特徴とする請求項４または５記載の加速度センサ。
【請求項７】
前記センサ部は、
一本の光ファイバーにファイバブラッググレーティングを２ヶ所形成して、前記２つのＦＢＧ部を形成している
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサに関する。さらに詳しくは、ファイバブラッググレーティング（Fiber Bragg Grating：ＦＢＧ）が形成された光ファイバーを使用した加速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバブラッググレーティング（Fiber Bragg Grating：ＦＢＧ）とは、光ファイバーのコアに周期的な屈折率変化を形成したものである。ＦＢＧを設けた光ファイバーの場合、光を入射すると、ＦＢＧの特性に基づいて特定の波長の光が透過または反射する。このため、ＦＢＧの部分に歪が発生すると、ＦＢＧの変形（伸長または収縮）に基づいてグレーティングの格子間隔が変動し、透過または反射する光の周波数や波長が変化する。
【０００３】
ＦＢＧのこのような性質を利用して、振動や加速度を測定することが行われている（例えば、特許文献１、２）。
【０００４】
特許文献１、２の技術では、ＦＢＧが形成された光ファイバーに直接おもり等が連結されており、光ファイバーの伸縮を直接測定することにより振動を測定している。そして、特許文献２には、並進加速度、及び回転角加速度の計測が可能である旨の記載がある。
【０００５】
しかるに、特許文献１の技術では、両端が固定された光ファイバーの中間におもりが取り付けられているだけであるので、おもりがどの方向に移動しているかを把握することができない。したがって、振動等が生じていることは検出できても、加速度の方向を特定することはできない。
また、特許文献２では、６本以上の光ファイバーを使用するので、並進加速度及び回転角加速度を計測できる可能性はあるものの、構造が非常に複雑になる。
しかも、特許文献１、２の技術では、おもりの荷重が直接光ファイバーに加わることになるので、おもりに加わる加速度が大きくなると、光ファイバーが損傷してしまう可能性がある。
【０００６】
一方、光ファイバーを直接おもりに連結するのではなく、おもりに連結された部材（支持部材）に光ファイバーのＦＢＧを取り付け、その支持部材の変形をＦＢＧによって検出して、加速度を測定する技術が開発されている（特許文献３）。
【０００７】
特許文献３には、測定対象物自体あるいはその測定対象物に取り付けられた剛体で形成された固定部と、固定部の下面から固定端を支持されて鉛直方向に吊り下げられ他端が自由端とされた弾性体からなる検知体と、検知体の自由端に固定された錘と、検知体に設けられたファイバブラッググレーティング（センサＦＢＧ）と、光源を内蔵し反射波長を計測する波長計測器と、を備えた光式加速度計が開示されている。
【０００８】
特許文献３の光式加速度計では、測定対象物に加速度が生じたときに、固定部は測定対象物と一体で運動するが錘は慣性運動するため、両者間において加速度差が生じ、この加速度差によって検知体が屈曲し検知体に取り付けられているセンサＦＢＧも屈曲（変形）する。センサＦＢＧの変形割合は測定対象物の加速度に応じて変化するので、センサＦＢＧの変形割合、つまり、センサＦＢＧの伸縮歪を検知することによって、測定対象物の加速度を検出することができるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１２２８０号公報
【特許文献２】特開２００１−２８１３４７号公報
【特許文献３】特開２００５−３０７９６号公報
【発明の概要】
【００１０】
しかるに、特許文献３の光式加速度計では、一方向の加速度、つまり、検知体の屈曲方向と平行な方向の加速度しか測定できないので、測定対象物の加速度の方向が変化するような場合、つまり、回転加速度を測定するには、複数の光式加速度計を使用しなければならない。しかも、回転加速度を精度よく測定するには、複数の光式加速度計の相対的な位置を正確に位置決めてして設置しなければならないので、光式加速度計の設置に手間とコストがかかるという問題がある。
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記事情に鑑み、一つのセンサによって並進加速度と回転加速度を精度よく測定することができしかも設置が容易である加速度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１発明の加速度センサは、測定対象の加速度を測定するセンサであって、測定対象に両端が固定される、弾性材料によって形成された支持部材と、該支持部材の両端間の中間に設けられた慣性部材と、前記支持部材に取り付けられたセンサ部と、を備えており、該センサ部は、光ファイバーにファイバブラッググレーティングが形成されたＦＢＧ部を２つ有しており、２つのＦＢＧ部は、両者の軸方向が互いに平行となるように、前記支持部材における慣性部材を挟む位置に取り付けられていることを特徴とする。
第２発明の加速度センサは、第１発明において、前記２つのＦＢＧ部は、前記慣性部材を挟んで互いに対称となるように設けられていることを特徴とする。
第３発明の加速度センサは、第１または第２発明において、前記支持部材が板状の部材によって形成されており、前記２つのＦＢＧ部は、各ＦＢＧ部の軸方向と前記支持部材の軸方向とが互いに平行となるように、各ＦＢＧ部が前記支持部材の表面に固定されていることを特徴とする。
第４発明の加速度センサは、測定対象の加速度を測定するセンサであって、測定対象に固定される固定部材と、先端が自由端となるように基端が前記固定部材に固定された、弾性材料によって形成された一対の支持部材と、該一対の支持部材の先端に設けられた一対の慣性部材と、該一対の支持部材に取り付けられたセンサ部と、を備えており、前記一対の支持部材は、前記固定部材を挟んで互いに対称となるように設けられており、前記センサ部は、光ファイバーにファイバブラッググレーティングが形成されたＦＢＧ部を２つ有しており、該２つのＦＢＧ部は、両者の軸方向が互いに平行となるように前記一対の支持部材にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする。
第５発明の加速度センサは、第４発明において、前記２つのＦＢＧ部は、前記固定部材を挟んで互いに対称となるように設けられていることを特徴とする。
第６発明の加速度センサは、第４または第５発明において、前記一対の支持部材が板状の部材によって形成されており、前記一対の支持部材は、該一対の支持部材の中心軸が、同一の基準面上に位置しかつ該基準面内に沿って揺動するように配設されており、前記２つのＦＢＧ部は、各ＦＢＧ部の軸方向が前記基準面と互いに平行となるように、各ＦＢＧ部が前記一対の支持部材にそれぞれ固定されていることを特徴とする。
第７発明の加速度センサは、第１乃至６のいずれかに発明において、前記センサ部は、一本の光ファイバーにファイバブラッググレーティングを２ヶ所形成して、前記２つのＦＢＧ部を形成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１発明によれば、支持部材の両端を測定対象に取り付けておけば、測定対象の移動加速度が変化すると、測定対象と慣性部材との間で移動加速度に差が生じる。すると、この移動加速度の差に起因して、支持部材には、移動加速度の差に対応した変形、つまり、測定対象の加速度に対応した変形が生じる。支持部材には、センサ部のＦＢＧ部が取り付けられているので、支持部材の変形に対応して、ＦＢＧ部にも歪が発生する。このため、ＦＢＧ部の歪を測定すれば、支持部材に発生している変形を把握できるので、この支持部材の変形に基づいて、測定対象の加速度を測定することができる。しかも、２つのＦＢＧが慣性部材を挟むように設けられているので、２つのＦＢＧの変形状態に基づいて、測定対象の並進加速度だけでなく、回転加速度も測定することができる。
第２発明によれば、測定対象の並進加速度および回転加速度を正確に測定することができる。
第３発明によれば、支持部材はその表面と交差する方向にその移動が制限されるので、支持部材の表面の法線方向と加速度を測定したい方向とを一致させれば、所定の方向の加速度を精度よく測定することができる。
第４発明によれば、固定部材を測定対象に取り付けておけば、測定対象の移動加速度が変化すると、固定部材と慣性部材との間（言い換えれば測定対象と慣性部材との間）で移動量に差が生じる。すると、この移動加速度に差に起因して、支持部材には、移動加速度に差に対応した変形、つまり、測定対象の加速度に対応した変形が生じる。一対の支持部材には、センサ部のＦＢＧ部がそれぞれ取り付けられているので、一対の支持部材の変形に対応して、各ＦＢＧ部にも歪が発生する。したがって、各ＦＢＧ部の歪を測定すれば、一対の支持部材に発生している変形を把握できるので、この一対の支持部材の変形に基づいて、測定対象の加速度を測定することができる。しかも、一対の支持部材が固定部材を挟むように設けられている。つまり、２つのＦＢＧが固定部材を挟むように設けられているので、２つのＦＢＧの変形状態に基づいて、測定対象の並進加速度だけでなく、回転加速度も測定することができる。
第５発明によれば、測定対象の並進加速度および回転加速度を正確に測定することができる。
第６発明によれば、一対の支持部材の変形が基準面に沿った方向に制限されるので、基準面が加速度を測定したい方向となるようにすれば、所定の方向の加速度を精度よく測定することができる。
第７発明によれば、光ファイバーが一本だけであるので、複数のＦＢＧ部の歪測定を一つの装置で行うことができる。したがって、センサを使用した際に、測定機器などを小型化簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の加速度センサ１の概略説明図であり、（Ａ）は支持部材３を直接測定対象Ｍに固定した場合の概略説明図であり、（Ｂ）はケース２を介して支持部材２を測定対象Ｍに固定した場合の概略説明図である。
【図２】本実施形態の加速度センサ１が取り付けられた測定対象Ｍに加速度が加わって場合の説明図であり、（Ａ）並進加速度が加わった場合の説明図であり、（Ｂ）は回転加速度が加わった場合の説明図である。
【図３】他の実施形態の加速度センサ１の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本実施形態の加速度センサ１は、ファイバブラッググレーティング（Fiber Bragg Grating：ＦＢＧ）が形成された光ファイバーを使用して、センサが取り付けられた測定対象Ｍに対して加わる加速度を測定するためのセンサであって、一つの加速度センサ１によって、並進加速度だけでなく、回転加速度も測定できるようにしたことに特徴を有している。
【００１６】
本発明の加速度センサ１は、電磁波などの影響により、電気的なセンサを使用することが難しい装置であって、並進加速度だけでなく、回転加速度が発生する可能性がある測定対象Ｍに取り付けて使用することができる。例えば、自動車や飛行機、鉄道などに取り付けて使用することができるが、測定対象Ｍはとくに限定されない。
【００１７】
（本実施形態の加速度センサ１の説明）
図１に示すように、本実施形態の加速度センサ１は、測定対象Ｍに取り付けられる支持部材３と、支持部材３に設けられた慣性部材４と、支持部材３に取り付けられるセンサ部１０と、を備えている。
【００１８】
（支持部材３について）
まず、支持部材３は、軸方向に沿って延びた長尺な部材であって、その軸方向の両端が測定対象Ｍに取り付けられるものである。例えば、測定対象Ｍが、図１（Ａ）に示すような互いに離間した一対の壁面Ｗ１，Ｗ２を有する場合であれば、支持部材３の両端をそれぞれ一対の壁面Ｗ１，Ｗ２に固定すればよい。
【００１９】
この支持部材３は、弾性を有する素材によって形成された部材であり、両端間で撓んだりして変形することができるようになっている。
例えば、支持部材３として、金属製の棒材やワイヤー等を使用することができるが、板状の部材が好ましい。板状の部材であれば、ほぼその表面の法線方向に沿った撓み変形しかしないと考えることができる。すると、後述するように、センサ部１０で測定対象Ｍの加速度を測定したときに、測定された加速度の方向を正確に特定できる。言い換えれば、支持部材３が撓む方向の加速度だけを測定できるので、測定対象Ｍに加わる所定の方向の加速度の測定精度を高くすることができる。例えば、図１（Ａ）において、支持部材３が紙面に垂直な方向に幅を有する板材であれば、支持部材３は、板状の表面の法線方向、言い換えれば、図１の上下方向（つまり板材の厚さ方向）にしか撓むことができない。したがって、支持部材３が撓む方向である、図１の上下方向の加速度だけしか測定できないので、測定された加速度の方向を正確に特定できる。
【００２０】
（慣性部材４について）
図１（Ａ）に示すように、支持部材３の両端間の中間部には、おもりなどの慣性部材４が設けられている。言い換えれば、慣性部材４は、支持部材３を介して測定対象Ｍに取り付けられている。この慣性部材４は、測定対象Ｍに加速度が加わったときに、支持部材３をその両端間で撓ませることができる程度の質量を有するように形成されている。
なお、測定対象Ｍに加速度が加わったときに、支持部材３自身の質量だけで支持部材３に撓みが発生する場合には、慣性部材４を設けなくてもよいが、慣性部材４を設けておけば、加速度に対する測定感度を向上させることができる点で好ましい。
【００２１】
（センサ部１０について）
図１に示すように、本実施形態の加速度センサ１はセンサ部１０を備えている。このセンサ部１０は、ファイバブラッググレーティング（Fiber Bragg Grating：ＦＢＧ）が形成された部分（以下、ＦＢＧ部１２という）を有する２本の光ファイバー１１を備えている。
【００２２】
まず、ＦＢＧとは、光ファイバーのコアに周期的な屈折率変化を形成したものである。ＦＢＧを設けた光ファイバーの場合、光を入射すると、ＦＢＧの特性に基づいて特定の波長の光が透過または反射する。一方、ＦＢＧが変形（伸長または収縮）すると、この変形に伴ってグレーティングの格子間隔が変動し、透過または反射する光の波長が変化する。このため、光ファイバーにＦＢＧを形成して、ＦＢＧが形成された部分を物体に取り付けて、光ファイバーに光を入射し、ＦＢＧを透過または反射する光の周波数の変化（周波数シフト）や波長の変化（波長シフト）を測定する。すると、この周波数シフトや波長シフトに基づいて、物体においてＦＢＧが取り付けられている部分の変形を把握することができるのである。
【００２３】
本実施形態の加速度センサ１のセンサ部１０では、光ファイバー１１のコアにＦＢＧを形成してＦＢＧ部１２が設けられており、この光ファイバー１１におけるＦＢＧ部１２が上記支持部材３に取り付けられている。具体的には、ＦＢＧ部１２は、測定対象Ｍに対して加速度が加わって支持部材３がその両端間で撓んだときに、その軸方向の長さが変化するように支持部材３に取り付けられている。例えば、支持部材３が板状の部材によって形成されている場合には、２つのＦＢＧ部１２は、各ＦＢＧ部１２の軸方向（図１（Ａ）では左右方向）と支持部材３の軸方向（図１（Ａ）では左右方向）とが互いに平行となるように支持部材３の表面に固定される。
【００２４】
図１に示すように、光ファイバー１１は、その一端が制御装置ＣＤに接続可能に設けられている。具体的には、光ファイバー１１の一端にはカプラ等が設けられており、このカプラ等を制御装置ＣＤに接続すれば、制御装置ＣＤから光ファイバー１１に対して所定の強度を有する入射光を供給でき、また、入射光がＦＢＧ部１２で反射された反射光を制御装置ＣＤが受光可能となるようになっている。
また、制御装置ＣＤは、受光した反射光の周波数または波長を測定し、測定された周波数または波長に基づいてＦＢＧ部１２の変形（歪）を算出する機能を有している。言い換えれば、制御装置ＣＤは、反射光の周波数シフトまたは波長シフトに基づいて、ＦＢＧ部１２の歪、つまり、支持部材３の変形を算出する機能を有しているのである。
【００２５】
なお、制御装置ＣＤには、例えば、光スペクトラムアナライザーなどを使用できるが、反射光の周波数や波長を検出できる機能を有していればよい。
また、光ファイバー１１は、その一端だけでなく、その他端も制御装置ＣＤに接続されていてもよい。この場合には、反射光だけでなく、ＦＢＧ部１２を透過した透過光を測定することも可能となるので、この透過光および／または反射光の周波数シフトまたは波長シフトに基づいて、ＦＢＧ部１２の歪、つまり、支持部材３の変形を算出することも可能となる。
【００２６】
（本実施形態の加速度センサ１による加速度測定の説明）
つぎに、図１および図２に基づいて、本実施形態の加速度センサ１による加速度測定について説明する。
なお、図２では、支持部材３などの動きを理解しやすくするために、センサ部１０は省略している。
また、以下では、反射光の周波数シフトに基づいてＦＢＧ部１２の歪を検出する場合を説明するが、反射光の波長の変化に基づいてＦＢＧ部１２の歪を検出することもできるのは、いうまでもない。
【００２７】
図１に示すように、測定対象Ｍにおける一対の対向する壁面Ｗ１，Ｗ２間に本実施形態の加速度センサ１を固定する。具体的には、支持部材３の両端を壁面Ｗ１，Ｗ２にそれぞれ固定する。なお、支持部材３は板状の部材であって図１における上下方向にしか撓まないようになっており、その一方の面（図１および図２では上側の面）に２つのＦＢＧ部１２が設けられている。
【００２８】
図１の状態から、測定対象Ｍが図２（Ａ）に示す矢印の方向に運動した場合、慣性部材４と測定対象Ｍとを連結する支持部材３が弾性を有しているので、慣性部材４は慣性によって測定対象Ｍの移動に追従できない。このため、両者の間には、移動加速度の差が生じ、支持部材３は、慣性部材４と測定対象Ｍの壁面Ｗ１，Ｗ２との間で同じ方向（図２（Ａ）では下向き）に撓む。すると、支持部材３の撓みによってＦＢＧ部１２に歪が発生するから、その状態で制御装置ＣＤから光ファイバー１１に光を入射すると、ＦＢＧ部１２からの反射光および／または透過光には周波数シフトが生じる。
【００２９】
ここで、測定対象Ｍ（つまり、壁面Ｗ１，Ｗ２を有する物体）が同じ速度で同じ方向に移動した場合には、２つのＦＢＧ部１２の周波数シフトはほぼ同じ傾向を示す。具体的には、一方のＦＢＧ部１２における周波数シフトが周波数が高くなる方向にシフトした場合には、他方のＦＢＧ部１２でも周波数シフトが周波数が高くなる方向にシフトする。
したがって、２つのＦＢＧ部１２の周波数シフトに基づいて、制御装置ＣＤが、測定対象Ｍに並進加速度が加わっている状態であることを判断することができる。
【００３０】
また、図１の状態から、測定対象Ｍ（つまり、壁面Ｗ１，Ｗ２を有する物体）が図２（Ｂ）に示すように慣性部材４を中心として回転するように運動した場合にも、慣性部材４は慣性によって測定対象Ｍの移動に追従できない。このため、両者の間には、移動加速度の差が生じ、支持部材３は、慣性部材４と測定対象Ｍの壁面Ｗ１，Ｗ２との間で撓み、ＦＢＧ部１２に歪が発生する。このとき、並進加速度が加わる場合と異なり、支持部材３は逆方向に撓むので、２つのＦＢＧ部１２の周波数シフトは逆の傾向を示す。具体的には、一方のＦＢＧ部１２における周波数シフトは周波数が高くなる方向にシフトするが、他方のＦＢＧ部１２における周波数シフトは周波数が低くなる方向にシフトする。
したがって、２つのＦＢＧ部１２の周波数シフトに基づいて、制御装置ＣＤが、測定対象Ｍに回転加速度が加わっている状態であることを判断することができる。
【００３１】
なお、測定対象Ｍの回転中心と慣性部材４の中心とがズレている場合には、測定対象Ｍに回転加速度が加わっても、並進加速度が加わっている場合と同様に、支持部材３は、慣性部材４と測定対象Ｍの壁面Ｗ１，Ｗ２との間で同じ方向に撓む。しかし、回転加速度が加わった場合には、回転中心から２つのＦＢＧ部１２までの距離に差ができる。このため、２つのＦＢＧ部１２が設けられている位置において、支持部材３は同じ方向に撓んでも撓み量には差が生じ、周波数シフト量に差が生じる。したがって、２つのＦＢＧ部１２における周波数シフト量を比較すれば、測定対象Ｍの回転中心と慣性部材４の中心とがズレていても、測定対象Ｍに回転加速度が加わっている状態であることを判断することができる。そして、周波数シフト量の差を算出すれば、慣性部材４から測定対象Ｍの回転中心までの距離を算出することもできる。
【００３２】
以上のごとくであるから、本実施形態の加速度センサ１を使用すれば、一つの加速度センサ１でも、加速度センサ１が取り付けられた測定対象Ｍの並進加速度と回転加速度の両方を測定することができるのである。
【００３３】
（ＦＢＧ部１２の配設位置について）
なお、支持部材３に対して、２つのＦＢＧ部１２を取り付ける取り付け方はとくに限定されないが、上述したように、支持部材３が板状の部材で形成されている場合には、２つのＦＢＧ部１２を、その軸方向が板状の部材の軸方向と一致するように設けることが好ましい。この場合、支持部材３はその表面と交差する方向にその移動が制限されるので、支持部材３の表面の法線方向と加速度を測定したい方向とを一致させれば、所定の方向の加速度を精度よく測定することができる。
【００３４】
また、上記例では、２つのＦＢＧ部１２を支持部材３の一方の面、つまり、支持部材３における同じ側の面に取り付けた場合を説明した。しかし、２つのＦＢＧ部１２は、必ずしも同じ側の面に設けなくてもよく、逆側の面に設けてもよい。この場合には、周波数シフトの傾向が上記例とは逆の傾向となる。つまり、並進加速度が測定対象Ｍに加わった場合には２つのＦＢＧ部１２の周波数シフトは逆の傾向を示し、回転加速度が測定対象Ｍに加わった場合には２つのＦＢＧ部１２の周波数シフトは同じ傾向を示すようになる。
【００３５】
さらに、２つのＦＢＧ部１２は、慣性部材４を挟むように取り付けられていればよい。
しかし、支持部材３の各端部から慣性部材４までの距離が同じである場合、つまり、支持部材３が慣性部材４を挟んで対称となるように測定対象Ｍに設けられているような場合には、２つのＦＢＧ部１２も慣性部材４を挟んで互いに対称となるように設けられていることが好ましい。この場合には、慣性部材４を挟んで対称な位置に発生する歪に基づいて加速度を算出するので、測定対象Ｍの並進加速度および回転加速度を正確に測定することができるという利点が得られる。また、光信号処理を簡単にすることができる場合もある。
【００３６】
（支持部材３および慣性部材４について）
また、支持部材３の曲げ剛性はとくに限定されず、また、慣性部材４の質量もとくに限定されない。これらは、測定対象Ｍに加わる最大加速度や、加速度を測定する精度に合わせて適宜適切に設定すればよい。
そして、支持部材３の形状や素材ももちろん限定されないが、バネ鋼やリン青銅を素材として、振動モードが単純な形状とすれば、精度を向上させることができるので好ましい。
【００３７】
同様に、慣性部材４の質量もとくに限定されず、測定対象Ｍに加速度が加わったときに、支持部材３に曲げや撓みなどの変形を生じさせることができる程度の質量であればよい。そして、慣性部材４の形状や素材ももちろん限定されないが、密度の大きい材料を素材として、慣性モーメントの大きい形状とすれば、精度を向上させることができるので好ましい。
【００３８】
例えば、測定対象Ｍが車両などであれば、支持部材３として、両端間の長さが５０〜１００ｍｍ程度、厚さが０．２〜０．５ｍｍ程度のリン青銅製の板材を使用し、慣性部材４として質量約６ｇ（素材：鉛）などを使用すれば、測定対象Ｍに加わる並進加速度や回転加速度を精度よく測定することができるし、センサを小型化できるなどの利点が得られる。
【００３９】
（他の実施形態の加速度センサ１）
測定対象Ｍが上記のごとき一対の壁面Ｗ１，Ｗ２を有していない場合であっても、図１（Ｂ）に示すように、一対の壁面２ａ，２ｂを有するケース２を設けて、このケース２内に支持部材３を配設して、このケース２を測定対象Ｍに取り付ければよい。すると、上述した場合と同様に、測定対象Ｍの加速度を測定することができる。
【００４０】
とくに、ケース２内に支持部材３等を封入した場合には、本実施形態の加速度センサ１を一体のセンサセットとして取り扱うことができる。この場合、センサ部１０の光ファイバー１１が他の部材と干渉して損傷したりすることを防ぐことができるので、本実施形態の加速度センサ１の取り扱い性が向上する。そして、ケース２を測定対象Ｍに取り付けるだけで加速度センサ１を測定対象Ｍに設置できるので、本実施形態の加速度センサ１を測定対象Ｍに取り付けるための作業工数も少なくすることができる。
【００４１】
また、上記例では、センサ部１０が、ＦＢＧ部１２を有する光ファイバー１１を２本使用する場合を説明した。
しかし、図３（Ａ）に示すように、１本の光ファイバー１１にＦＢＧ部１２を２箇所設けて、支持部材３において慣性部材１４を挟む位置に各ＦＢＧ部１２を設けてもよい。この場合には、制御装置ＣＤを減らすことができるので、加速度センサ１を用いた測定のために必要な設備を小型化簡素化できるので好ましい。
【００４２】
さらに、図３（Ｂ）に示すように、測定対象Ｍの一対の壁面Ｗ１，Ｗ２間に弾性をほとんど有しない固定部材５を固定し、この固定部材５に一対の支持部材３，３を設けて、この一対の支持部材３，３にそれぞれセンサ部１０のＦＢＧ部１２，１２を取り付けてもよい。
【００４３】
この場合には、一対の支持部材３，３を弾性材料によって形成し、一対の支持部材３，３を、その先端が自由端となるようにその基端を固定部材５に固定する。つまり、一対の支持部材３，３の先端がその基端を支点として揺動できるように（言い換えれば、一対の支持部材３，３が撓むことができるように）、一対の支持部材３，３を固定部材５に固定する。例えば、図３（Ｂ）であれば、固定部材５の軸方向、つまり、一対の壁面Ｗ１，Ｗ２の法線方向（図３では左右方向）に沿って揺動できるように、一対の支持部材３，３を固定する。そして、一対の支持部材３，３の先端に慣性部材４をそれぞれ設ける。すると、一対の壁面Ｗ１，Ｗ２間に支持部材３を設けた場合（図１参照）と同様に、測定対象Ｍの加速度が発生すると、一対の支持部材３，３が撓んで変形する。この変形を一対の支持部材３，３に設けた２つのＦＢＧ部１２の周波数シフトに基づいて測定すれば、測定対象Ｍの加速度が並進加速度であるか、また、回転加速度であるかを把握することができる。
【００４４】
とくに、一対の支持部材３，３の中心軸が、同一の基準面上に位置しかつ基準面内に沿って揺動するように配設されている場合には、２つのＦＢＧ部１２，１２を、その軸方向が基準面と互いに平行となるように一対の支持部材３，３にそれぞれ固定することが好ましい。この場合、一対の支持部材３，３の変形が基準面に沿った方向に制限されているので、基準面の面方向が加速度を測定したい方向と平行となるようにすれば、所定の方向、つまり、基準面の面方向に沿って発生する加速度を精度よく測定することができる。
【００４５】
そして、図３（Ｂ）に示すような構造とした場合には、図１に示すような構造とした場合に比べて、加速度センサ１の設計の自由度が高くなるという利点が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の加速度センサは、電気的なノイズが発生する電気自動車などの装置や構造物などの加速度や振動の測定に適している。
【符号の説明】
【００４７】
１        加速度センサ
３        支持部材
４        慣性部材
５        固定部材
１０        センサ部
１１        光ファイバー
１２        ＦＢＧ部
Ｍ        測定対象
【図１】
2014032054.tif 000003
【図２】
2014032054.tif 000004
【図３】
2014032054.tif 000005