(57)【要約】【課題】  加速度検出対象物に対して容易に設置できる加速度検出装置を提供する。【解決手段】  加速度検出装置１は、台車（加速度検出対象物）に取り付けられるフレーム１０と、このフレーム１０に収められる一対の各センサ基板２０と、加速度センサチップ２とを備え、フレーム１０は車両側の支持部材（加速度検出対象物）に着座する座面１１と、各センサ基板２０を着座させる各センサ基板取付面１３，１９とを有し、フレーム１０の座面１１と直交しかつ各センサ基板取付面１３，１９と平行に延びる各平面を仮想感度軸設定面とし、各加速度センサチップ２を複数の感度軸が各仮想感度軸設定面において互いに平行とならないようにかつ座面１１に対して傾斜するように各センサ基板２０に介装した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度検出対象物に取り付けられる架台と、所定の感度軸方向について加速度を検出する対の加速度センサチップと、この各加速度センサチップが接続される対のセンサ基板とを備え、架台に加速度検出対象物に固定される設置基準面と、この設置基準面に対して傾斜し各センサ基板を着座させる対のセンサ基板取付面とをそれぞれ形成し、前記設置基準面に直交するとともに対の各センサ基板取付面と直交する平面を仮想感度軸設定面とし、この仮想感度軸設定面において前記各センサ基板を前記各加速度センサチップの感度軸が互いに平行とならないようにかつ前記設置基準面に対して傾斜するように配置したことを特徴とする加速度検出装置。
【請求項２】
前記架台に二対のセンサ基板取付面を形成し、対の各センサ基板取付面と直交する各仮想感度軸設定面を互いに直交させたことを特徴とする請求項１に記載の加速度検出装置。
【請求項３】
前記加速度センサチップの各感度軸を前記設置基準面に対して角度４５°づつ傾斜させたことを特徴とする請求項１または２に記載の加速度検出装置。
【請求項４】
加速度検出対象物に取り付けられるフレームと、このフレームに取り付けられる筐体とを備え、この筐体は前記フレームの座面に着座する設置基準面と、この設置基準面に開口して前記架台が収められる収装室とを有したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の加速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度検出対象物に設置されて、その加速度を検出する加速度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の加速度センサとしては、例えば、加速度検出対象物の動きに合わせて揺れようとする振り子と、この振り子の位置を検出する検出装置とを備え、この検出装置により検出される振り子の位置を電磁コイルへの通電により発生する力で動かないようにフィードバック制御するものがある。そして、このとき振り子に働く力が振り子に加わる加速度（すなわち加速度検出対象物の加速度）と等しいことに着目して、加速度検出対象物の加速度を電磁コイルに流れる電流値として検出する。
【０００３】
従来、特許文献１に開示された加速度検出装置は、所定の感度軸方向について加速度を検出する一対の加速度センサを備え、これらの各加速度センサの感度軸が鉛直平面内で互いに平行とならないように水平軸方向に対して傾斜している。これにより、加速度検出対象物に生じる加速度に応じて一対の加速度センサから検出信号がそれぞれ出力される。
【０００４】
コントローラは、各加速度センサから出力される検出信号に基づいて検出すべき所定の方向の加速度を演算し、加速度検出が行われる。
【０００５】
一対の加速度センサは水平軸に対してそれぞれ所定の傾斜角度をもって配置され、加速度検出対象物の静止時においても、重力加速度に基づく出力をするので、コントローラはこの出力の値を、正常時に出力されるべき値と比較することにより、静止時においても加速度センサの故障検知が行われる。
【特許文献１】特開平１１−２１１７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の加速度検出装置にあっては、例えば車両に設置して車両の横揺れを検出する場合、各加速度センサの感度軸を所定位置に配置することが難しいという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、加速度検出対象物に対して容易に設置できる加速度検出装置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】
【０００８】
本発明の加速度検出装置は、加速度検出対象物に取り付けられる架台と、所定の感度軸方向について加速度を検出する対の加速度センサチップと、この各加速度センサチップが接続される対のセンサ基板とを備え、架台に加速度検出対象物に固定される設置基準面と、この設置基準面に対して傾斜し各センサ基板を着座させる対のセンサ基板取付面とをそれぞれ形成し、設置基準面に直交するとともに対の各センサ基板取付面と直交する平面を仮想感度軸設定面とし、この仮想感度軸設定面において各センサ基板を各加速度センサチップの感度軸が互いに平行とならないようにかつ設置基準面に対して傾斜するように配置したことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、加速度検出装置は架台をその設置基準面が水平になるように加速度検出対象物に取り付けることにより、各加速度センサチップの感度軸が鉛直平面内で水平軸に対して所定角度で傾斜するように配置されるため、筐体の取り付け作業を容易に行うことができる。
【００１０】
加速度検出装置は加速度センサチップの感度軸が水平軸に対してそれぞれ所定の傾斜角度をもって配置されることにより、加速度検出対象物の静止時においても重力加速度に基づく出力をするので、この出力の値を正常時に出力されるべき値と比較することにより、静止時においても加速度センサの故障検知が行われる。
【００１１】
筐体を各加速度センサチップの感度軸が例えば車両に対して左右方向に延びるように配置することにより、加速度検出装置は車両に生じる左右方向の加速度を検出し、この検出信号に応じて車両の横揺れを抑える制御を行うことができる。そして、筐体を各加速度センサチップの感度軸が例えば車両に対して前後方向に延びるように配置することにより、加速度検出装置は車両に生じる前後方向の加速度を検出し、車両の各種制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１に示すように、加速度検出装置１は鉄道車両の台車（加速度検出対象物）に取り付けられ、台車の左右方向と前後方向の加速度をそれぞれ検出するものである。
【００１４】
加速度検出装置１は、台車に取り付けられるフレーム１０と、このフレーム１０に取り付けられる筐体５０と、フレーム１０及び筐体５０を介して台車に取り付けられる架台４０と、この架台４０に取り付けられる４つのセンサ基板２０と、この各センサ基板２０に介装される４つの加速度センサチップ２と、同じく各センサ基板２０に接続されフレーム１０の外側へと延びるケーブル３０とを備え、各加速度センサチップ２の検出信号が各センサ基板２０とケーブル３０を介して図示しないコントローラに出力されるようになっている。
【００１５】
フレーム１０は、台車の支持部材（加速度検出対象物）に固定される座面１１と、左右に突出する対のフランジ部１５と、各フランジ部１５に形成されたボルト穴１６とを有する。フレーム１０は各ボルト穴１６を挿通する図示しない４本のボルトを介して台車の支持部材に締結される。
【００１６】
筐体５０はフレーム１０の座面１２に着座する設置基準面５１と、この設置基準面５１に開口して架台４０が収められる収装室５２とを有する。
【００１７】
架台４０はフレーム１０の座面１２に着座する設置基準面４９と、筐体５０の内壁５３に嵌合する側壁４８とを有する。
【００１８】
筐体５０が２本のボルト５３を介してフレーム１０に締結され、架台４０は筐体５０とフレーム１０の間で固定される。
【００１９】
架台４０はペントルーフ形に傾斜するセンサ基板取付面４１〜４４を有し、各センサ基板取付面４１〜４４に各センサ基板２０を着座させて固定する。
【００２０】
ここで設置基準面４９，５１に対して直交するとともに、互いに直交する平面を縦方向中心面と横縦方向中心面とする。
【００２１】
センサ基板取付面４１，４２は縦方向中心面に対して対称的に形成され、縦方向中心面に対して４５°づつ傾斜する。センサ基板取付面４１，４２はそれぞれ車両の左右方向に向いて傾斜する。
【００２２】
センサ基板取付面４３，４４は横方向中心面に対して対称的に形成され、横方向中心面に対して４５°づつ傾斜する。センサ基板取付面４３，４４はそれぞれ車両の左右方向に向いて傾斜する。
【００２３】
各センサ基板２０は矩形の平板状に形成される。各センサ基板２０は各センサ基板取付面４１〜４４に着座し、２本のネジ９を介して架台４０に締結される。チップ本体６は直方体の外形を持ち、各センサ基板２０に対して平行に取り付けられる。
【００２４】
加速度センサチップ２は、そのチップ本体６と、このチップ本体６から延びる複数の端子７とを有する。各端子７が各センサ基板２０の回路に半田付けされる。
【００２５】
各センサ基板２０の回路にはケーブル３０の各導線（図示せず）が半田付けによって接続される。
【００２６】
各加速度センサチップ２は、その感度軸方向の動きに合わせて揺れようとする振り子と、この振り子に働く力に応じた出力を発生する素子と、この素子を駆動して加速度検出信号を出力する回路とを有するものである。
【００２７】
各加速度センサチップ２の各感度軸は、チップ本体６の中央部を起点とし、直方体の外形を持つチップ本体６の頂面部６ａと直交するように配置されている。
【００２８】
設置基準面４９に直交するとともに対の各センサ基板取付面４１，４２、４３，４４と直交する各平面をそれぞれ仮想感度軸設定面とし、この仮想感度軸設定面において各センサ基板２０を各加速度センサチップ２の感度軸が互いに平行とならないようにかつ設置基準面４９に対して傾斜するように配置する。
【００２９】
センサ基板取付面４１，４２に取り付けられる各加速度センサチップ２の各感度軸は、縦方向中心面に対して対称的に形成され、縦方向中心面に対して４５°づつ傾斜する。センサ基板取付面４１，４２はそれぞれ車両の左右方向に向いて傾斜する。
【００３０】
センサ基板取付面４３，４４に取り付けられる各加速度センサチップ２の各感度軸は横方向中心面に対して対称的に形成され、横方向中心面に対して４５°づつ傾斜する。センサ基板取付面４３，４４はそれぞれ車両の左右方向に向いて傾斜する。
【００３１】
以上のように加速度検出装置１は構成され、次に作用及び効果について説明する。
【００３２】
架台４０、筐体５０の各設置基準面４９，５１が水平になるように台車の支持部材（加速度検出対象物）に取り付けることにより、各加速度センサチップ２の各感度軸が鉛直平面内において水平軸方向に対して所定角度で傾斜するように配置されるため、加速度検出装置１はフレーム１０の取り付け作業を容易に行うことができる。
【００３３】
コントローラは、各センサ基板取付面４１，４２に取り付けられる各加速度センサチップ２の出力を基に左右に延びる横軸方向の水平加速度と鉛直加速度をそれぞれ演算するとともに、各センサ基板取付面４３，４４に取り付けられる各加速度センサチップ２の出力を基に前後軸方向の水平加速度と縦軸方向の鉛直加速度をそれぞれ演算する
。
【００３４】
各センサ基板取付面４１，４２に取り付けられる各加速度センサチップ２の各感度軸は車両左右方向に延びていることにより、各加速度センサチップ２の出力を基に台車に生じる左右方向の加速度を検出し、この検出信号に応じて車両の横揺れを抑える制御を行うことができる。
【００３５】
各センサ基板取付面４３，４４に取り付けられる各加速度センサチップ２の各感度軸は車両前後方向に延びていることにより、各加速度センサチップ２の出力を基に台車に生じる前後方向の加速度を検出し、この検出信号に応じて車両の各種制御を行うことができる。
【００３６】
各加速度センサチップ２の感度軸は、鉛直面に対して同一角度４５°づつ傾斜しているため、加速度検出装置１の取り付け誤差があったとしても、加速度検出装置１の水平加速度に相当する出力は、鉛直加速度の影響を受けないものとすることができ、検出精度を損なわない。
【００３７】
コントローラは、加速度検出対象物（加速度検出装置１）の静止時において検出される鉛直方向の加速度を重力加速度と比較し、加速度検出装置１（各加速度センサチップ２）の故障を検知する。
【００３８】
台車（加速度検出対象物）に取り付けられるフレーム１０と、このフレーム１０に取り付けられる筐体５０とを備え、筐体５０はフレーム１０の座面１２に着座する設置基準面５１と、この設置基準面５１に開口して架台４０が収められる収装室５２とを有する構造のため、センサ基板２０及び加速度センサチップ２の防水がはかられる。
【００３９】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の加速度検出装置は、車両や建築物の揺れを検出するものや、他の機械等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態を示す加速度検出装置の平面図。
【図２】同じく加速度検出装置の断面図。
【符号の説明】
【００４２】
１  加速度検出装置
２  加速度センサチップ
２０  センサ基板
４０  架台
４１〜４４  センサ基板取付面
４９  設置基準面
５０  筐体
５１  設置基準面
５２  収装室
【図１】
2006337197.tif 000003
【図２】
2006337197.tif 000004