(57)【要約】  本発明は、圧電システム（２）と、震動質量体（３）と、基部プレート（４）とを備える加速度測定装置（１）に関し、加速の間に、震動質量体（３）はその加速度に比例する力を圧電システム（２）に与え、その力は、圧電システム（２）において圧電電荷を生成し、圧電電荷は、加速度信号として電気的に取り出されることができ、圧電システム（２）は、２つのシステム要素（２０、２０’）を含み、震動質量体（３）は、２つの質量要素（３０、３０’）を含み、予圧装置（４）は、質量要素（３０、３０’）に対してシステム要素（２０、２０’）を機械的に予圧する。
2019504306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電システム（２）と、震動質量体（３）と、予圧アセンブリ（４）とを備える加速度測定装置（１）であって、
加速の間に、前記震動質量体（３）は、その加速度に比例する力を前記圧電システム（２）に及ぼし、前記力は、前記圧電システム（２）において圧電電荷を生成し、前記圧電電荷は、加速度信号として電気的に取り出されることができ、
前記圧電システム（２）は、２つのシステム要素（２０、２０’）を備え、前記震動質量体（３）は、２つの質量要素（３０、３０’）を備え、前記予圧アセンブリ（４）は、前記質量要素（３０、３０’）に対して前記システム要素（２０、２０’）を機械的に予圧することを特徴とする、加速度測定装置（１）。
【請求項２】
前記システム要素（２０、２０’）、前記質量要素（３０、３０’）、及び前記予圧アセンブリ（４）は、圧電トランスデューサアセンブリ（１０）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の加速度測定装置（１）。
【請求項３】
機械的予圧を受けて、前記予圧アセンブリ（４）は、前記システム要素（２０、２０’）に直接機械的に接触していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の加速度測定装置（１）。
【請求項４】
各システム要素（２０、２０’）は、電気絶縁体要素（２１、２１’）を備え、機械的予圧を受けて、前記予圧アセンブリ（４）は、前記電気絶縁体要素（２１、２１’）に面接触していることを特徴とする、ことを特徴とする、請求項３に記載の加速度測定装置（１）。
【請求項５】
前記予圧アセンブリ（４）は、２つのカバー（４０、４０’）及びスリーブ（４１）を備え、前記カバー（４０、４０’）及びスリーブ（４１）は、前記震動質量体（３）上に配置され、前記震動質量体（３）上に配置された前記カバー（４０、４０’）は、機械的予圧を受けて、前記震動質量体（３）上に配置された前記スリーブ（４１）に材料接合されていることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の加速度測定装置（１）。
【請求項６】
前記システム要素（２０、２０’）は、前記質量要素（３０、３０’）の凹部（３２、３２’）に配置されていることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の加速度測定装置（１）。
【請求項７】
前記質量要素（３０、３０’）は、電気絶縁体（３１）によって互いに対して電気的に絶縁されていることを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の加速度測定装置（１）。
【請求項８】
各システム要素（２０、２０’）は、正電極（２２）及び負電極（２２’）を備え、前記正電極（２２）は正の圧電電荷を受け、前記負電極（２２’）は負の圧電電荷を受け、前記正電極（２２）は、前記第１の質量要素（３０）に電気的及び機械的に接続され、前記負電極（２２’）は、前記第２の質量要素（３０’）に電気的及び機械的に接続され、圧電電荷は、前記質量要素（３０、３０’）において加速度信号として取り出されることができることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の加速度測定装置（１）。
【請求項９】
前記加速度測定装置（１）は、開口部（５０）を有するハウジング（５）を備え、前記質量要素（３０、３０’）は、前記開口部（５０）を通して信号ケーブル（８）に電気的及び機械的に接続されていることを特徴とする、請求項８に記載の加速度測定装置（１）。
【請求項１０】
前記信号ケーブル（８）は、２つの電気信号導体（８０、８０’）を備え、前記電気信号導体（８０、８０’）は、前記質量要素（３０、３０’）に直接的又は間接的に電気的及び機械的に接続され、前記電気信号導体（８０、８０’）は、前記質量要素（３０、３０’）から加速度信号を電気的に伝達することを特徴とする、請求項９に記載の加速度測定装置（１）。
【請求項１１】
各電極（２２、２２’）は、ヒンジによって互いに機械的に接続された複数の電極表面を備え、前記電極表面によって、各電極（２２、２２’）は複数の圧電要素（２３、２３’、２３’’）から圧電電荷を収集することを特徴とする、請求項８〜１０の何れか一項に記載の加速度測定装置（１）。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか一項に記載の加速度測定装置（１）を製造するための方法であって、前記システム要素（２０、２０’）は、前記質量要素（３０、３０’）の間に配置されていることを特徴とする、方法。
【請求項１３】
前記予圧アセンブリ（４）の２つのカバー（４０、４０’）及びスリーブ（４１）は、前記震動質量体（３）上に配置され、前記震動質量体（３）上に配置された前記カバー（４０、４０’）は、機械的予圧を受けて、前記震動質量体（３）上に配置された前記スリーブ（４１）に材料接合されていることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記システム要素（２０、２０’）、前記質量要素（３０、３０’）、及び前記予圧アセンブリ（４）は、圧電トランスデューサアセンブリ（１０）を形成し、前記圧電トランスデューサアセンブリ（１０）は、前記加速度測定装置（１）のハウジング（５）に導入され、前記予圧アセンブリ（４）は、前記ハウジング（５）の底部に材料接合され、前記加速度測定装置（１）のカバー（６）は、前記ハウジング（５）の上側縁部上に取り付けられ、前記カバー（６）は、前記ハウジング（５）の前記上側縁部に材料接合されていることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記システム要素（２０、２０’）は、前記質量要素（３０、３０’）に電気的に接続され、前記加速度測定装置（１）のハウジング（５）は、開口部（５０）を有し、前記質量要素（３０、３０’）は、前記開口部（５０）を通して信号ケーブル（８）に電気的及び機械的に接続されていることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の序文による加速度測定装置及びその加速度測定装置を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、圧電システムと、震動質量体（セイスミック・マス、Ｓｅｉｓｍｉｃ  Ｍａｓｓ）と、予圧スリーブと、基部プレートとを備える加速度測定装置を示す。圧電システムは、予圧スリーブによって震動質量体と基部プレートとの間において機械的に予圧される。加速の間に、震動質量体は、その加速度に比例する力を圧電システムに及ぼす。正及び負の加速度の両方が、機械的予圧のため、検出されることができる。この力自体は、圧電システムにおいて、加速度信号として電気的に取り出されることができる圧電電荷を生成する。これらの加速度信号は力の大きさに比例する。電気的に取り出された加速度信号は、電気的に増幅され、評価ユニットにおいて評価されることができる。
【０００３】
衝撃及び振動を測定するためのこのような加速度測定装置は、出願人によって型式名８００２Ｋで商業的に流通している。加速度測定装置は、ステンレス鋼製の機械的に強固なハウジングに配置される。データシート番号８００２＿００＿２０５ｄ＿０７．０５によれば、それは２０グラムの重量を有し、取付ボルトによって任意の被測定物に取り付けられることができる。測定範囲は±１０００ｇの範囲内であって、共振周波数は４０ｋＨｚであって、動作温度範囲は−７０℃〜＋１２０℃である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】スイス国特許出願公開第３９９０２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の第１の目的は、この周知の加速度測定装置を改善することにある。本発明の別の目的は、このような加速度測定装置を製造する費用効果の高い方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の目的は、独立請求項の特徴によって達成される。
【０００７】
本発明は、圧電システムと、震動質量体と、予圧アセンブリとを備える加速度測定装置に関し、加速の間に、震動質量体はその加速度に比例する力を圧電システムに及ぼし、その力は、圧電システムにおいて圧電電荷を生成し、圧電電荷は、加速度信号として電気的に取り出されることができ、圧電システムは、２つのシステム要素を備え、震動質量体は、２つの質量要素を備え、予圧アセンブリは、質量要素に対してシステム要素を機械的に予圧する。
【０００８】
２つの質量要素からなる震動質量体の利点は、質量要素の間にシステム要素が配置されるために、圧電システムが機械的に予圧されることができ、基部プレートのような更なる構成要素が機械的予圧を達成するために必要とされないことである。予圧アセンブリは、質量要素に対して２つのシステム要素を備える圧電システムを機械的に予圧する。このようにして、結果として得られた圧電トランスデューサアセンブリは、取り付ける前に電気的及び機械的な試験及び貯蔵の対象になることができる。従って、加速度測定装置の製造は、費用効果が高い。
【０００９】
以下に、図面を参照して、本発明の実施形態がより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】加速度測定装置の一部の断面図を示す。
【図２】予圧アセンブリ、ハウジング、及びカバーがない場合の図１による加速度測定装置の一部の斜視図を示す。
【図３】予圧アセンブリによる機械的予圧前の図１又は図２による加速度測定装置の圧電トランスデューサアセンブリの断面図を示す。
【図４】予圧アセンブリによる機械的予圧後の図３による圧電トランスデューサアセンブリの断面図を示す。
【図５】図１又は図２による加速度測定装置の震動質量体に対する圧電システムの電気的接続の図を示す。
【図６】図１又は図２による加速度測定装置の圧電システムの電極の斜視図を示す。
【図７】電気接点及び信号ケーブルを有する図１又は図２による加速度測定装置の一部の断面図を示す。
【図８】保護スリーブを取り付ける前の図７による加速度測定装置の斜視図を示す。
【図９】保護スリーブを取り付けた後の図８による加速度測定装置の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、加速度測定装置１の実施形態の一部の断面図を示す。断面は、垂直方向軸線ＡＡ’及び長手方向軸線ＢＢ’に沿って延伸する。加速度測定装置１の水平方向軸線ＣＣ’は、図２による斜視図に示される。３つの軸線は互いに直交して延伸し、加速度測定装置１の中心Ｏで交差する。
【００１２】
加速度測定装置１は、純金属、ニッケル合金、コバルト合金、鉄合金、等のような機械的に耐性のある材料で作られた、ハウジング５及びカバー６を備える。垂直方向軸線ＡＡ’に関して、ハウジング５は、断面において中空の円筒形状を有し、一方、カバー６は、断面において円形である。本発明を知っている当業者はまた、多角形等のような異なる断面形状を有するハウジング及びカバーを提供してもよい。ハウジング５及びカバー６は、互いに機械的に接続される。機械的接続は、溶接、拡散溶接、熱圧着、はんだ付け、等のような材料接合によって達成される。ハウジング５及びカバー６は、汚染（塵埃、湿気、等）のような有害な環境条件並びに電磁放射の形態の電気及び電磁干渉の影響から加速度測定装置１を保護する。
【００１３】
加速度計測装置１は、震動質量体３を備える。震動質量体３は、球形状であって、中心Ｏの周りに配置され、複数の、好ましくは２つの質量要素３０、３０’と、電気絶縁体３１とを備える。質量要素３０、３０’は、純金属、ニッケル合金、コバルト合金、鉄合金、等のような機械的に耐性のある材料で作られる。電気絶縁体３１は、セラミックス、Ａｌ２Ｏ３セラミックス、サファイア、等のような電気的に絶縁性で機械的に剛性の材料で作られる。垂直方向軸線ＡＡ’に関して、質量要素３０、３０’は断面において円筒形であって、一方、電気絶縁体３１は断面において矩形である。しかし、本発明を知っている当業者はまた、多角形、円形、等のような異なる断面形状を有する質量要素及び電気絶縁体を提供してもよい。質量要素３０、３０’は、好ましくは等しい部品である。垂直方向軸線ＡＡ’に関して、電気絶縁体３１は、質量要素３０、３０’の間に配置され、質量要素３０、３０’を互いから電気的に絶縁する。質量要素３０、３０’及び電気絶縁体３１は、互いに直接機械的に接触する。電気絶縁体３１の絶縁抵抗は、１０１０Ω以上である。質量要素３０、３０’は、それらの空間的な拡張のために容易に電気的及び機械的に互いに接続されることができる。質量要素３０、３０’には、それらの長手方向軸線に関する両端部において、凹部３２、３２’が設けられる。これらの凹部３２、３２’は、長手方向軸線ＢＢ’に関して断面において矩形である。しかし、この場合においても、本発明を知っている当業者は、円形等のような異なる断面形状を提供してもよい。
【００１４】
加速度測定装置１は、圧電システム２を備える。圧電システム２は、複数の、好ましくは２つのシステム要素２０、２０’を備える。これらのシステム要素２０、２０’は、構成において同一である。システム要素２０、２０’の構成は、図５に示される。各システム要素２０、２０’は、複数の電気絶縁体要素２１、２１’と、複数の電極２２、２２’と、複数の圧電要素２３、２３’、２３’’とを備える。好ましくは、各システム要素２０、２０’は２つの電気絶縁体要素２１、２１’を含む。電気絶縁体要素２１、２１’は、長手方向軸線ＢＢ’に関して断面において矩形であって、セラミックス、Ａｌ２Ｏ３セラミックス、サファイア、等のような電気的に絶縁性で機械的に剛性の材料で作られる。電気絶縁体要素２１、２１’の絶縁抵抗は、１０１０Ω以上である。更に、電極２２、２２’はまた、長手方向軸線ＢＢ’に関して断面において矩形であって、純金属、ニッケル合金、コバルト合金、鉄合金、等のような導電性材料で作られる。図６は、電極２２、２２’の斜視図を示す。好ましくは、各システム要素２０、２０’は、２つの電極２２、２２’を備える。各電極２２、２２’は、単一の断片から作られ、複数の、好ましくは２つのヒンジによって互いに機械的に接続された複数の、好ましくは３つの電極表面を備える。その電極表面上で、電極２２、２２’は、複数の、好ましくは３の圧電要素２３、２３’、２３’’から圧電電荷を収集する。長手方向軸線ＢＢ’に関して、圧電要素２３、２３’、２３’’は、断面において矩形であって、水晶（ＳｉＯ２単結晶）、ガロゲルマニウム酸カルシウム（Ｃａ３Ｇａ２Ｇｅ４Ｏ１４又はＣＧＧ）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４又はＬＧＳ）、トルマリン、オルトリン酸ガリウム、圧電セラミック、等のような圧電材料から作られる。圧電要素２３、２３’、２３’’は、力が受けられるように高い感度を保証する結晶学的配向で切断される。好ましくは、圧電材料は、縦方向又は横方向の剪断効果のための高い感度を有する。この目的のために、圧電要素２３、２３’、２３’’は、負及び正の圧電電荷が、剪断応力の軸線に垂直又は平行な表面上にそれぞれ生成されるように配向される。図５においては、正及び負の圧電電荷は＋及び−で示される。これらの圧電電荷は、加速度信号として電気的に取り出されることができる。本発明を知っている当業者は、電気絶縁体構成要素、電極、及び圧電要素のために、円等のような他の断面形状を提供してもよい。
【００１５】
図５による圧電システム２を示す図においては、３つの圧電要素２３、２３’、２３’’は、２つの電気絶縁体要素２１、２１’の間に配置される。第１の電気絶縁体要素２１は中心Ｏから離れて面し、第２の電気絶縁体要素２１’は中心Ｏに面する。図１〜図４においては、これらの５つの要素は、凹部３２、３２’内に配置される積み重ねとして示される。これらの凹部３２、３２’は、システム要素２０、２０’を本質的に完全に収容するような寸法である。副詞「本質的に」には、±１０％の不正確さが含まれる。この結果、圧電システム２及び震動質量体３は、空間を節約するように構築され、すなわち、圧電システム２は、震動質量体３の球形表面内に最大空間効率で配置される。
【００１６】
２つの電極２２、２２’は、それらの３つの電極表面で圧電要素２３、２３’、２３’’の表面に配置される。好ましくは、電極２２、２２’は、等しい部品である。正電極２２は、圧電要素２３、２３’、２３’’の表面から正の圧電電荷を受け、一方、負電極２２'は、圧電要素２３、２３’、２３’’の表面から負の圧電電荷を受ける。電極２２、２２’のそれぞれの一方の端部２４、２４’は、質量要素３０、３０’に電気的及び機械的に接続される。正電極２２は、その端部２４を介して、中心Ｏ及び垂直方向軸線ＡＡ’に関して上側の第１の質量要素３０に電気的及び機械的に接続される。負電極２２’は、その端部２４’を介して、中心Ｏ及び垂直方向軸線ＡＡ’に関して下側の第２の質量要素３０’に電気的及び機械的に接続される。電気的及び機械的接続は、圧入、摩擦嵌め、等のような締まり嵌めによって、質量要素３０、３０’の表面において達成される。このようにして、負及び正の圧電電荷は、電極２２、２２’によって加速度信号として電気的に取り出され、質量要素３０、３０’に電気的に伝達される。
【００１７】
加速度測定装置１は、２つのカバー４０、４０’とスリーブ４１とからなる予圧アセンブリ４を備える。図３及び図４に示されるように、カバー４０、４０’は、長手方向軸線ＢＢ’に関して断面において湾曲され、一方、スリーブ４１の形状は、長手方向軸線ＢＢ’に関して断面において中空の円筒形である。予圧アセンブリ４は、純金属、ニッケル合金、コバルト合金、鉄合金、等のような機械的に剛性の材料で作られる。しかし、本発明を知っている当業者はまた、多角形等のような異なる断面形状を有するカバー及びスリーブを提供してもよい。好ましくは、カバー４０、４０’は等しい部品である。スリーブ４１は締結要素４２を含む。締結要素４２は、（示されていない）測定対象への機械的接続を保証する。機械的接続は、ねじ接続等のような機械的な力係止接続である。
【００１８】
予圧アセンブリ４は、震動質量体３及び圧電システム２を実質的に完全に取り囲む。カバー４０、４０’の各々は、震動質量体３の外側表面の一部を取り囲む。中心Ｏ及び長手方向軸線ＢＢ’に関して、左側の第１のカバー４０は、震動質量体３の第１の外側表面の一部を取り囲み、右側の第２のカバー４０’は、震動質量体３の第２の外側表面の一部を取り囲む。中心Ｏ及び長手方向軸線ＢＢ’に関して、スリーブ４１は、震動質量体３の中央部分を取り囲む。カバー４０、４０’及びスリーブ４１は部分的に重なる。中心Ｏ及び長手方向軸線ＢＢ’に関して、左側の第１のカバー４０はスリーブ４１の第１の端部と重なり、右側の第２のカバー４０’はスリーブ４１の第２の端部と重なる。システム要素２０、２０’の領域においては、カバー４０、４０’は、システム要素２０、２０’と直接機械的に接触する。中心Ｏ及び長手方向軸線ＢＢ’に関して、左側の第１のカバー４０は、第１のシステム要素２０の第２の電気絶縁体要素２１’と機械的に接触し、右側の第２のカバー４０’は、第２のシステム要素２０’の第２の電気絶縁体要素２１’と機械的に接触する。この機械的接触は、中心Ｏから離れて面する第２の電気絶縁体要素２１’の外側表面上の面接触である。機械的予圧は、第２の電気絶縁体要素２１’の外側表面上にクランプ力を加えることによって達成される。特許文献１において説明される技術水準と比較すると、クランプ力ははるかに大きい断面積に加えられる。特許文献１によるクランプスリーブは、小さい断面積を有するリング形状の突出部を介してクランプ力を震動質量体に加える。本発明による実質的により大きい断面積のため、対応するより高いクランプ力が加えられることができ、好ましくは、クランプ力は１００％高く、好ましくは、データシート番号８００２＿００＿２０５ｄ＿０７．０５による従来技術より５００％高い。
【００１９】
図３及び図４は、圧電システム２の機械的予圧のためのプロセスのステップを断面において示す。第１のプロセスステップにおいては、電気絶縁体３１は、垂直方向軸線ＡＡ’に関して質量要素３０、３０’の間に配置される。その後、システム要素２０、２０’は、垂直方向軸線ＡＡ’に関して質量要素３０、３０’の間の凹部３２、３２’に配置される。別のステップにおいては、各電極２２、２２’の一方の端部は、質量要素３０、３０’のうちの一方に電気的及び機械的に接続される。その後、カバー４０、４０’及びスリーブ４１が、震動質量体３上に配置される。これによって、カバー４０、４０’がスリーブ４１の端部と重なる。更に別のプロセスステップにおいては、カバー４０、４０’は、質量要素３０、３０’に対して機械的にシステム要素２０、２０’を予圧する。この機械的に予圧された状態において、カバー４０、４０’は、スリーブ４１の端部の領域においてスリーブ４１に材料接合される。材料接合は、溶接、拡散溶接、熱圧着、はんだ付け、等によって達成される。図４に示されるように、カバー４０、４０’は、環状溶接部４３、４３’によってスリーブ４１にそれぞれ機械的に接続される。溶接部４３、４３’は、接合ツールにとって容易に到達可能であって、この結果、容易に製造される。また、溶接部４３、４３’は、湾曲されたカバー４０、４０’の半径方向の端部において作り上げられて、それらの半径は、溶接残留応力を低く維持するようにサイズが相対的に大きい。
【００２０】
圧電システム２、震動質量体３、及び予圧アセンブリ４は、圧電トランスデューサアセンブリ１０を形成する。それがハウジング５に組み立てられる前に、圧電トランスデューサアセンブリ１０は、電気的及び機械的に試験されることができ、且つ、貯蔵されることができる。
【００２１】
図７は、図１及び図２による加速度測定装置１の実施形態の一部を、水平方向軸線ＣＣ’に沿った断面において示す。図８及び図９は、対応する斜視図を示す。圧電トランスデューサアセンブリ１０は、ハウジング５に取り付けられる。この目的のために、第１のプロセスステップにおいては、圧電トランスデューサアセンブリ１０は、ハウジング５の中に導入され、スリーブ４１の領域において材料接合によって中心Ｏに関してハウジング５の底部に取り付けられる。材料接合は、溶接、拡散溶接、熱圧着、はんだ付け、等によって達成される。別のプロセスステップにおいては、カバー６は、中心Ｏに関してハウジング５の上側縁部上に取り付けられ、ハウジング５に材料接合される。この材料接合はまた、溶接、拡散溶接、熱圧着、はんだ付け、等によって達成される。
【００２２】
ハウジング５には、中心Ｏに関して水平方向軸線ＣＣ’における端部に開口部５０が設けられる。質量要素３０、３０’は、この開口部を通してハウジング５の外側から到達可能である。更なるプロセスステップにおいては、電気接点要素７、７’が、質量要素３０、３０’に電気的及び機械的に接続される。電気接触要素７、７’は、円筒形状であって、純金属、ニッケル合金、コバルト合金、鉄合金、等のような導電性材料からなる。電気的及び機械的接続は、溶接、拡散溶接、熱圧着、はんだ付け、等のような材料接合によってなされる。図７及び図８に示される実施形態においては、電気接触要素７、７’は、質量要素３０、３０’の表面から開口部５０の領域の中に延伸している短いワイヤである。短いワイヤは、動作中の機械的応力に対して非常に耐性があって、この結果、耐久性があって、費用効果が高いという利点を有する。
【００２３】
信号ケーブル８を介して、加速度測定装置１は、（示されていない）評価ユニットに電気的に接続されることができる。加速度信号は、電気的に増幅され、評価ユニットにおいて評価されることができる。信号ケーブル８は、信号ケーブルシース及び２つの電気信号導体８０、８０’を備える。信号ケーブルシースは、電気信号導体８０、８０’を汚染（塵埃、湿気、等）のような有害な環境条件から保護する。信号ケーブルシースは、同軸電磁シールドを備えてもよく、電磁放射の形態の電気及び電磁干渉の影響から信号導体を保護してもよい。電気信号導体８０、８０’は、純金属、ニッケル合金、コバルト合金、鉄合金、等のような導電性材料で作られる。中心Ｏに関して電気信号導体８０、８０’の前端部は、電気接点要素７、７’に電気的及び機械的に接続される。材料接合、形態嵌め、及び締まり嵌めのような任意の電気的及び機械的接続が使用されてもよい。このようにして、電気信号導体８０、８０’は、質量要素３０、３０’に間接的に電気的及び機械的に接続される。加速度信号は、質量要素３０、３０’によって電気接点要素７、７’を介して電気信号導体８０、８０’に間接的に電気的に伝達される。しかし、本発明を知っている当業者はまた、電気接点要素と電気信号導体を単一の断片として提供してもよく、電気信号導体と質量要素との間の接続を直接の電気的及び機械的接続として設計してもよい。この場合、加速度信号は、質量要素から電気信号導体に直接電気的に伝達される。
【００２４】
加速度測定装置１は、保護スリーブ９を備える。保護スリーブ９は、中空の円筒形状であって、純金属、ニッケル合金、コバルト合金、鉄合金、プラスチック、セラミック、等のような機械的に耐性のある材料で作られる。更なるプロセスステップにおいては、開口部５０は、スリーブ９によって封止され、信号ケーブル８は引っ張りが緩和される。この目的のために、保護スリーブ９は、図８及び図９に示されるようにケーブル８上で引っ張られる。電気信号導体が電気接点要素７、７’に電気的及び機械的に接続された後、保護スリーブ９は、図９において矢印によって示されるように、ハウジング５に対して引っ張られる。保護スリーブは、ディスク９０及びチューブ９１を備える。ディスク９０及びチューブ９１は、単一の断片で作られる。ディスク９０の直径は、ディスク９０によって開口部５０を完全に封止するために充分である。その後、ディスク９０の半径方向外側の縁部は、ハウジング５に機械的に接続される。機械的接続は、溶接、拡散溶接、熱圧着、はんだ付け、等のような材料接合によって行われる。このようにして、機械的接続は、開口部５０の気密封止を形成する。更に、チューブ９１は、信号ケーブルシースの外径よりわずかに大きい直径を有する。そして、チューブ９１及び信号ケーブルシースは、機械的に互いに接続される。機械的接続は、接着、はんだ付け、等のような材料接合、又は圧着、クランプ、等のような圧力嵌めによって行われる。機械的接続は、電気接点要素７、７’への電気信号導体の電気的及び機械的接続の引っ張りを緩和する。
【００２５】
加速度測定装置１の構成要素が作られる材料は、−７０℃から＋７００℃の範囲の動作温度が達成されるような材料である。従って、ハウジング５、カバー６、質量要素３０、３０’、電極２２、２２’、及び予圧アセンブリ４を組み上げるための材料は、好ましくは材料番号２．４９６９又は２．４６３２を有するニッケル合金から選択される。
【符号の説明】
【００２６】
ＡＡ’                  垂直方向軸線
ＢＢ’                  長手方向軸線
ＣＣ’                  水平方向軸線
Ｏ                      中心
１                      加速度測定装置
２                      圧電システム
３                      震動質量体
４                      予圧アセンブリ
５                      ハウジング
６                      カバー
７、７’                電気接点要素
８                      信号ケーブル
９                      保護スリーブ
１０                    圧電トランスデューサアセンブリ
２０、２０’            システム要素
２１、２１’            電気絶縁体要素
２２、２２’            電極
２３、２３’、２３’’  圧電要素
２４、２４’            電極の端部
３０、３０’            質量要素
３１                    電気絶縁体
３２、３２’            凹部
４０、４０’            カバー
４１                    スリーブ
４２                    締結要素
４３、４３’            溶接部
５０                    開口部
８０、８０’            電気信号導体
９０                    ディスク
９１                    チューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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