(57)【要約】【課題】小型かつ安価であるとともに、加速度に加えて応力波の計測が可能な３軸加速度センサを提供する。【解決手段】加速度センサ１は、帯状金属板を折り曲げてなる板状部材３と、角柱状の金属部材からなる梁部材７と、梁部材７の先端部に支持された重錘８と、を備える。板状部材３は、筐体板金２への取付部となるＸＹ平面に沿った底壁４と、ＹＺ平面に沿って立ち上がった第１側壁５および第２側壁６を有し、第１側壁５から梁部材７がＸ方向に延びている。Ｘ方向歪みゲージ１１、Ｙ方向歪みゲージ１２およびＺ方向歪みゲージ１３によって３軸の加速度を測定される。Ｘ方向応力波歪みゲージ１４、Ｙ方向応力波歪みゲージ１５およびＺ方向応力波歪みゲージ１６によって各方向の応力波が計測される。【選択図】図２
2019095312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物への取付部となるＸＹ平面に沿った底壁を有するとともに、この底壁のＸ方向の両端からＹＺ平面に沿って立ち上がった第１側壁および第２側壁を有する板状部材と、
上記第１側壁の内側面に基端が固定され、かつＸ方向に延びた梁部材と、
この梁部材の先端部に支持された重錘と、
上記第１側壁のＹＺ平面に沿った表面に取り付けられ、上記第１側壁のＸ方向に沿った曲げに応答する第１歪みゲージと、
上記梁部材のＺＸ平面に沿った表面に取り付けられ、上記梁部材のＹ方向に沿った曲げに応答する第２歪みゲージと、
上記梁部材のＸＹ平面に沿った表面に取り付けられ、上記梁部材のＺ方向に沿った曲げに応答する第３歪みゲージと、
を備えてなる３軸加速度センサ。
【請求項２】
上記底壁のＸＹ平面に沿った表面に取り付けられ、上記対象物のＸ方向に沿った応力波に応答する第４歪みゲージと、
上記底壁のＸＹ平面に沿った表面に取り付けられ、上記対象物のＹ方向に沿った応力波に応答する第５歪みゲージと、
上記第２側壁のＹＺ平面に沿った表面に取り付けられ、上記対象物のＺ方向に沿った応力波に応答する第６歪みゲージと、
をさらに備えてなる請求項１に記載の３軸加速度センサ。
【請求項３】
各々の歪みゲージは、各部材の裏面の対称位置に誤差キャンセル用の同一の歪みゲージを備えている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の３軸加速度センサ。
【請求項４】
各々の歪みゲージとして、自己温度補償機能を備えた歪みゲージを用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の３軸加速度センサ。
【請求項５】
上記板状部材は金属板からなり、
上記梁部材は、上記板状部材の金属よりもヤング率が低い金属材料から角柱状に形成されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の３軸加速度センサ。
【請求項６】
電子機器を収容して輸送する板金製筐体を対象物として該筐体に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の３軸加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば情報通信機器のような電子機器を収容して輸送するための板金製筐体に取り付けられて用いられる３軸加速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば情報通信機器を長距離輸送する際に、製品を収容した筐体は、飛行機や船舶あるいは輸送車両内の様々な場面において衝撃荷重を受ける。そのため、一般に、ＪＩＳ規格に基づいた梱包落下衝撃試験等によって製品の耐衝撃性を検討した上で、製品の設計、製造ならびに出荷時の梱包を行っている。
【０００３】
しかしながら、ＪＩＳ規格に基づいた試験のみでは、輸送中に起こり得る衝撃荷重に対する製品の強度や梱包材ないし緩衝材の構成が必ずしも十分でない場合がある。そのため、筐体に加速度センサを設け、筐体に作用する衝撃荷重を常時計測することが望まれている。
【０００４】
さらに、上記のような電子機器輸送用の筐体に関しては、筐体に衝撃荷重が作用したときに、これによって発生する応力波を加速度センサが計測できることが望ましい。板金製筐体に生じた応力波の振幅がある値を越えると、板金からなる筐体は変形し、逆方向へ同じ応力波を与えない限り元に戻らない。従って、筐体の強度設計のためにも、応力波の振幅を計測できることが望ましい。
【０００５】
特許文献１には、可撓部を介して重錘部が支持されてなる片持梁に一対の起歪板を配置し、これらの起歪板に計４枚の歪みゲージを取り付けてなる１軸の加速度センサが開示されている。この加速度センサは、ケーシング内に収容された状態で加速度計測の対象となる対象物に取り付けられる。
【０００６】
また特許文献２には、半導体製造技術を利用して、方形のシリコンウエハの四隅に矩形の貫通部を形成するとともに、十字形に残った部分の中央部を厚肉部とし、かつこの厚肉部を支持する４つの薄肉部にそれぞれ一対の拡散歪みゲージを形成した３軸の加速度センサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１６７８８６号公報
【特許文献２】特許第３０３４６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の加速度センサは、１軸加速度センサであり、３軸の加速度を検知するためには３個組み合わせて用いる必要があるため、例えば電子機器輸送用の筐体に設けようとすると、筐体内のスペースを無駄に占有してしまい、好ましくない。
【０００９】
特許文献２の加速度センサは、変形し得るシリコンウエハそのものに拡散歪みゲージを形成した構成であるので、衝撃荷重を受けたときの応力波を計測することはできない。例えば、電子機器輸送用の筐体に何らかの衝撃荷重が加わった場合、これによって、筐体の板金表面上に縦波の応力波（板金を伸縮させる方向の歪み）が衝撃荷重と同じ方向に進行するようになる。文献２の加速度センサを板金製筐体の表面に取り付けたとすると、板金の撓みや捻りを検出することはできるものの、板金の表面上を進行する縦波の応力波（板金を伸縮させる方向の歪み）を計測することはできない。
【００１０】
また、従来市販されている公知の３軸加速度センサとりわけ１００００Ｈｚ〜２００００Ｈｚ程度までの計測が可能な３軸加速度センサは、いずれも高価であり、例えば電子機器を保護する筐体そのものよりも高価となるような場合には現実的に利用が困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る３軸加速度センサは、
対象物への取付部となるＸＹ平面に沿った底壁を有するとともに、この底壁のＸ方向の両端からＹＺ平面に沿って立ち上がった第１側壁および第２側壁を有する板状部材と、
上記第１側壁の内側面に基端が固定され、かつＸ方向に延びた梁部材と、
この梁部材の先端部に支持された重錘と、
上記第１側壁のＹＺ平面に沿った表面に取り付けられ、上記第１側壁のＸ方向に沿った曲げに応答する第１歪みゲージと、
上記梁部材のＸＹ平面に沿った表面に取り付けられ、上記梁部材のＹ方向に沿った曲げに応答する第２歪みゲージと、
上記梁部材のＹＺ平面に沿った表面に取り付けられ、上記梁部材のＺ方向に沿った曲げに応答する第３歪みゲージと、
を備えて構成されている。
【００１２】
このような構成では、重錘が片持ち梁となる梁部材によって支持され、さらにこの梁部材が片持ち状態の第１側壁によって支持されているため、対象物から重錘に加速度が作用すると、ＸＹＺの３軸について各々の成分が検出される。Ｘ方向の加速度により梁部材を支持する第１側壁にＸ方向に沿った曲げ歪みが生じ、このＸ方向の曲げ歪みは、第１歪みゲージによって検出される。Ｙ方向の加速度により梁部材にＹ方向に沿った曲げ歪みが生じ、このＹ方向の曲げ歪みは、第２歪みゲージによって検出される。Ｚ方向の加速度により梁部材にＺ方向の曲げ歪みが生じ、このＺ方向の曲げ歪みは、第３歪みゲージによって検出される。
【００１３】
好ましくは、本発明の３軸加速度センサは、
上記底壁のＸＹ平面に沿った表面に取り付けられ、上記対象物のＸ方向に沿った応力波に応答する第４歪みゲージと、
上記底壁のＸＹ平面に沿った表面に取り付けられ、上記対象物のＹ方向に沿った応力波に応答する第５歪みゲージと、
上記第２側壁のＹＺ平面に沿った表面に取り付けられ、上記対象物のＺ方向に沿った応力波に応答する第６歪みゲージと、
をさらに備えている。
【００１４】
このような３軸加速度センサでは、第４〜第６歪みゲージによって、３軸加速度センサが取り付けられている対象物（例えば板金製筐体）に衝撃荷重が作用した際に衝撃荷重の入力方向に沿って進行する縦波となる応力波の計測が可能である。すなわち、第４歪みゲージが検出するＸ方向に沿った歪みは、Ｘ方向の縦波の応力波の大きさに比例する。同様に、第５歪みゲージが検出するＹ方向に沿った歪みは、Ｙ方向の縦波の応力波の大きさに比例し、第６歪みゲージが検出するＺ方向に沿った歪みは、Ｚ方向の縦波の応力波の大きさに比例する。従って、ＸＹＺ方向の衝撃荷重を測定することが可能となる。
【００１５】
本発明の好ましい一つの態様では、各々の歪みゲージは、各部材の裏面の対称位置に誤差キャンセル用の同一の歪みゲージを備えている。例えば、第１歪みゲージであれば、第１側壁の外側面に当該第１歪みゲージが取り付けられているとすると、第１側壁の内側面に全く同じ歪みゲージが誤差キャンセル用の歪みゲージとして対称位置（換言すれば投影したときに互いに重なり合う全く同じ位置）に配置されている。他の第２〜第６歪みゲージについても同様である。
【００１６】
各々の歪みゲージとしては、自己温度補償機能を備えた歪みゲージを用いることが望ましい。これらの歪みゲージとしては、一般に市販されている歪みゲージを利用することが可能である。
【００１７】
好ましい一実施例においては、上記板状部材は金属板からなり、
上記梁部材は、上記板状部材の金属よりもヤング率が低い金属材料から角柱状に形成されている。
【００１８】
また、好ましい一つの態様では、本発明の３軸加速度センサは、電子機器を収容して輸送する板金製筐体を対象物として該筐体に取り付けられている。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、重錘に作用する加速度を梁部材と第１側壁の曲げ歪みとして第１〜第３歪みゲージによって３軸方向に容易に測定することができる。重錘および梁部材は板状部材の第１側壁と第２側壁との間に配置されるため、比較的に小型に構成することができ、また高価な部品を用いることがないため比較的に安価に製造することができる。従って、小型かつ安価な３軸加速度センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施例の３軸加速度センサの斜視図。
【図２】歪みゲージの配置を示す３軸加速度センサの斜視図。
【図３】Ｘ方向に沿った重錘の振動をモデル化して示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
［実施例の構成の説明］
図１および図２は、この発明に係る３軸加速度センサ１の一実施例を示している。この加速度センサ１は、測定対象物として、電子機器例えば情報通信機器を長距離輸送する際に情報通信機器を収容する板金製筐体の適宜箇所に取り付けられている。図では、加速度センサ１が取り付けられた筐体の板金２の一部のみを示している。この板金２は、筐体の正面板や側面板などの適宜な箇所でよく、筐体の内部の仕切り板などであってもよい。筐体を構成する板金２は、冷間圧延鋼板のような鉄系あるいはステンレス鋼板などの金属板からなり、例えば、１〜２．５ｍｍ程度の板厚を有している。なお、図１および図２には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの３軸を図示してあるが、図示例では、板金２の面に沿ってＸ方向およびＹ方向を定義し、板金２の厚み方向をＺ方向とする。
【００２３】
加速度センサ１は、帯状金属板を折り曲げてなる板状部材３と、角柱状の金属部材からなる梁部材７と、梁部材７の先端部に支持された重錘８と、板状部材３および梁部材７の所定位置に貼着された複数の歪みゲージ１１〜１６と、から大略構成されている。
【００２４】
板状部材３は、板金２への取付部となるＸＹ平面に沿った長方形状の底壁４を中央部に有し、かつこの底壁４のＸ方向の両端からＹＺ平面に沿って立ち上がった第１側壁５および第２側壁６を有する。つまり、第１側壁５および第２側壁６は、底壁４の両端から９０°折れ曲がった形に形成されていて、互いに対向している。一実施例では、第１側壁５および第２側壁６は、それぞれ略正方形状をなし、基本的に対称の形状をなしている。底壁４は、板金２表面に重ねられ、かつ複数本（例えば４本）のネジ９によって板金２に堅固に固定されている。
【００２５】
板状部材３は、板金２と同様に、冷間圧延鋼板のような鉄系あるいはステンレス鋼板などの比較的剛性の高い金属板から構成されている。板状部材３の板厚は、板金２の板厚と同等か板金２よりも少し厚いことが好ましく、例えば、１〜５ｍｍ程度である。
【００２６】
上記梁部材７は、図示例では断面正方形の角柱形状をなしており、基端が第１側壁５の先端部の内側面に固定されている。詳しくは、第１側壁５を貫通するネジ１８が梁部材７の基端部に螺合しており、このネジ１８によって梁部材７が第１側壁５に堅固に取り付けられている。そして、梁部材７は、板状部材３の第１側壁５から第２側壁６へ向かってＸ方向に直線的に延びている。梁部材７は、ＺＸ平面に沿った一対の第１側面７ａと、ＸＹ平面に沿った一対の第２側面７ｂと、を有する。なお、梁部材７は、必ずしも角柱形状に限られるものではないが、Ｙ軸およびＺ軸方向への曲げ歪みの測定精度などの点から断面正方形の角柱形状とすることが最も現実的である。
【００２７】
梁部材７は、金属材料から構成されており、板金２や板状部材３を構成する金属材料よりもヤング率が低い金属、例えばアルミニウム合金から形成されている。
【００２８】
重錘８は、図示例では、立方体形状をなし、梁部材７の先端に固定されている。詳しくは、重錘８を貫通するネジ１９が梁部材７の先端部に螺合しており、このネジ１９によって重錘８が梁部材７に堅固に取り付けられている。重錘８は、それぞれＸＹ平面、ＹＺ平面およびＺＸ平面に沿った６つの面を有し、各々の面は、梁部材７の断面よりも大きなものとなっている。なお、重錘８は、板状部材３の第１側壁５および第２側壁６により画定される空間内に位置し、少なくとも大部分がこの空間内に収まっている一方、底壁４を固定するネジ９の頭部に対して互いに干渉することがないように僅かな間隙が確保されている。重錘８は、梁部材７よりも密度の高い金属、例えば、鉄やステンレス鋼から構成されている。
【００２９】
このように重錘８が梁部材７の先端部に取り付けられることで、梁部材７は、先端に重錘８を備えた片持ち梁として構成される。また、板状部材３の底壁４から立ち上がった第１側壁５も、梁部材７を介して重錘８を支持していることから、一種の片持ち梁として構成される。
【００３０】
歪みゲージ１１〜１６は、いずれも、測定面に接着剤を介して貼り付ける形式の市販の歪みゲージからなり、基本的に同一の歪みゲージが用いられている。歪みゲージとしては、温度による抵抗変化や材料の熱膨張さらにはケーブルの抵抗変化などの温度依存性を排除した自己温度補償機能を備えたものが望ましい。
【００３１】
歪みゲージ１１〜１６の配置は、図２に示されている。なお、図示するように各歪みゲージ１１〜１６は、細長い形状をなしており、その長手方向が歪み検出方向である。
【００３２】
Ｘ方向歪みゲージ１１（請求項の第１歪みゲージに相当）は、第１側壁５の基部（つまり底壁４側の端部）付近において該第１側壁５のＸＹ平面に沿った表面に取り付けられている。詳しくは、第１側壁５のＸ方向に沿った曲げ歪みに応答するように、その方向が設定されている。またＸ方向歪みゲージ１１は、第１側壁５のＹ方向の寸法の中央に位置している。
【００３３】
Ｙ方向歪みゲージ１２（請求項の第２歪みゲージに相当）は、梁部材７のＺＸ平面に沿った第１側面７ａの基部（第１側壁５側の端部）表面に取り付けられている。詳しくは、梁部材７のＹ方向に沿った曲げ歪みに応答するように、その方向が設定されている。またＹ方向歪みゲージ１２は、第１側面７ａのＺ方向の寸法の中央に位置している。
【００３４】
Ｚ方向歪みゲージ１３（請求項の第３歪みゲージに相当）は、梁部材７のＸＹ平面に沿った第２側面７ｂの基部（第１側壁５側の端部）表面に取り付けられている。詳しくは、梁部材７のＺ方向に沿った曲げ歪みに応答するように、その方向が設定されている。またＺ方向歪みゲージ１３は、第２側面７ｂのＹ方向の寸法の中央に位置している。
【００３５】
以上の３種の歪みゲージ１１〜１３は、ＸＹＺ３軸の加速度を計測するためのものである。
【００３６】
実施例の加速度センサ１は、さらに、衝撃荷重により筐体の板金２に生じる応力波の計測のために、Ｘ方向応力波歪みゲージ１４（請求項の第４歪みゲージに相当）、Ｙ方向応力波歪みゲージ１５（請求項の第５歪みゲージに相当）、Ｚ方向応力波歪みゲージ１６（請求項の第６歪みゲージに相当）を備えている。
【００３７】
Ｘ方向応力波歪みゲージ１４は、板状部材３の底壁４のＸＹ平面に沿った表面に取り付けられている。詳しくは、板金２のＸ方向に沿った応力波（Ｘ方向に沿った引張圧縮歪み）に応答するように、その方向が設定されている。Ｘ方向応力波歪みゲージ１４は、底壁４のＸ方向の寸法の中央に位置し、かつＹ方向の寸法の中央に位置している。
【００３８】
Ｙ方向応力波歪みゲージ１５は、同じく板状部材３の底壁４のＸＹ平面に沿った表面に取り付けられている。詳しくは、板金２のＹ方向に沿った応力波（Ｙ方向に沿った引張圧縮歪み）に応答するように、その方向が設定されている。Ｙ方向応力波歪みゲージ１５は、底壁４のＸ方向の中央に位置し、かつＹ方向については底壁４の上縁部に位置している。
【００３９】
Ｚ方向応力波歪みゲージ１６は、板状部材３の第２側壁６のＹＺ平面に沿った表面に取り付けられている。詳しくは、板金２のＺ方向に沿った応力波（Ｚ方向に沿った引張圧縮歪み）に応答するように、その方向が設定されている。Ｚ方向応力波歪みゲージ１６は、第２側壁６のＹ方向の寸法の中央に位置し、かつＺ方向については、底壁４寄りの端部に位置している。
【００４０】
ここで、歪みゲージ１１〜１６の各々は、各部材の裏面の対称位置に誤差キャンセル用の同一の歪みゲージを備えている。換言すれば、Ｘ方向歪みゲージ１１、Ｙ方向歪みゲージ１２、Ｚ方向歪みゲージ１３、Ｘ方向応力波歪みゲージ１４、Ｙ方向応力波歪みゲージ１５、Ｚ方向応力波歪みゲージ１６は、それぞれ一対の歪みゲージを組み合わせて構成されている。例えば、Ｘ方向歪みゲージ１１は、図２では第１側壁５の外側面に示されているが、第１側壁５の内側面の同じ位置（Ｘ方向に投影したときに互いに重なり合う位置）に同じ歪みゲージが配置されている。他のＹ方向歪みゲージ１２、Ｚ方向歪みゲージ１３、Ｘ方向応力波歪みゲージ１４、Ｙ方向応力波歪みゲージ１５、Ｚ方向応力波歪みゲージ１６についても同様である。
【００４１】
［加速度の測定の説明］
加速度センサ１が取り付けられている筐体（板金２）が何らかの衝撃荷重を受けると、重錘８に正弦波の加速度が発生する。板状部材３の第１側壁５および梁部材７は、いずれも片持ち梁となるので、重錘８の加速度に伴い、それぞれ、正弦波の曲げ振動を発生する。
【００４２】
この正弦波の曲げ振動の周波数と重錘８の正弦波の加速度の周波数は互いに等しく、両者は同期したものとなる。第１側壁５のＸ方向の曲げ歪みは、Ｘ方向歪みゲージ１１によって測定できる。同様に、梁部材７のＹ方向の曲げ歪みは、Ｙ方向歪みゲージ１２によって測定でき、梁部材７のＺ方向の曲げ歪みは、Ｚ方向歪みゲージ１３によって測定できる。これらによって、重錘８の加速度の周波数を測定できる。
【００４３】
さらに、第１側壁５や梁部材７が曲げ振動時に発生する歪みの大きさは、重錘８の加速度の振幅と比例関係にある。従って、各歪みゲージ１１〜１３が検出する歪みの大きさから重錘８の加速度の振幅を計算することができる。
【００４４】
図３は、一例として筐体（板金２）にＸ方向の加速度が作用したときの重錘８および第１側壁５の挙動をモデル化して示した説明図である。
【００４５】
衝撃荷重により重錘８がX方向に正弦波の加速度を発生すると、板状部材３の第１側壁５は、X方向に正弦波の曲げ振動を始める。このとき、Ｘ方向歪みゲージ１１は、第１側壁５の曲げ振動によって伸縮し、正弦波の単振動を出力する。このＸ方向歪みゲージ１１の単振動の周期は、重錘８のX方向に沿った正弦波の加速度の周期と同期しており、かつＸ方向歪みゲージ１１の単振動の振幅は、重錘８のX方向に沿った正弦波の加速度の振幅と比例関係にある。そのため、Ｘ方向歪みゲージ１１の単振動の振幅を計測することで重錘８の加速度の振幅が求められる。
【００４６】
具体的には、重錘８の質量をM[kg]、加速度の振幅をA[m/s2]、重錘８からＸ方向歪みゲージ１１までのＺ方向の距離をL[m]、第１側壁５の厚みをh[m]、第１側壁５の断面二次モーメントをIとすると、Ｘ方向歪みゲージ１１で測定される歪みεxは、
εx＝MALh/２I・・・式１
という関係になる。
【００４７】
そのため、重錘８の加速度A[m/s2]は、
A＝２Iεx/MLh・・・式２
となる。
【００４８】
ここで、知りたいのは重錘８の加速度Aではなく筐体（板金２）の加速度であるが、筐体（板金２）の加速度の周期と重錘８の加速度の周期は同期しており、かつ筐体（板金２）の加速度の振幅は重錘８の加速度の振幅から計算可能である。
【００４９】
具体的には、加速度センサ１が取り付けられている板金２の変位をU＝Bsin(ωt)[m]と置くと、加速度はω2Bsin(ωt)[m/s2]となる。従って、板金２の加速度の振幅はω2Bとなる。但し、ωは板金２の加速度の角周波数である。
【００５０】
このとき、図３に示す曲げ振動のモデルにおいて、重錘８のＸ方向の変位ｘを、
【００５１】
【数１】
2019095312.tif 000003
【００５２】
と置くと、下記の式３が得られる。
【００５３】
【数２】
2019095312.tif 000004
【００５４】
但し、Cは履歴減衰係数、Eはヤング率、k は曲げ剛性係数で、ｋ＝L3/3EIである。
【００５５】
ここから、下記の式４が得られる。
【００５６】
【数３】
2019095312.tif 000005
【００５７】
重錘８の加速度Aの振幅|A|は、
|A|＝ω2α・・・式５
となる。
【００５８】
従って、式４と式５とから筐体（板金２）の加速度の振幅ω2Bが求まる。
【００５９】
以上の関係は、Ｙ方向歪みゲージ１２およびＺ方向歪みゲージ１３についても同様であるので、加速度センサ１に設けられたＸ方向歪みゲージ１１、Ｙ方向歪みゲージ１２およびＺ方向歪みゲージ１３によってＸＹＺの３軸の加速度の計測が可能である。
【００６０】
［応力波の計測の説明］
次に筐体（板金２）表面上に生じる縦波の応力波の測定について説明する。筐体の何れかの箇所に衝撃荷重が加わった際には、筐体の板金表面上に縦波の応力波が衝撃荷重と同じ方向に進行する。この応力波の周波数は、加速度センサ１に設けられたＸ方向応力波歪みゲージ１４、Ｙ方向応力波歪みゲージ１５およびＺ方向応力波歪みゲージ１６が検出する歪みの周波数に同期する。そして、応力波の振幅は、これら歪みゲージ１４〜１６の歪みの振幅と比例する。従って、各歪みゲージ１４〜１６の歪みの振幅を測定することで、筐体（板金２）表面上の縦波の応力波の振幅を計算できる。
【００６１】
例えば、X方向の応力波について説明すると、Ｘ方向応力波歪みゲージ１４が検出した歪みεxは、筐体の板金２表面上に発生するＸ方向の縦波の応力波σx[N/m2]に比例し、
σx＝Ｅ・εx・・・式６
である。但し、Ｅはヤング率である。
【００６２】
そのため、Ｘ方向応力波歪みゲージ１４の値を測定することで、X方向の応力波の大きさを計算できる。
【００６３】
上記の関係は、Ｙ方向応力波歪みゲージ１５およびＺ方向応力波歪みゲージ１６についても同様であるので、図２に示したように配置されたＸ方向応力波歪みゲージ１４、Ｙ方向応力波歪みゲージ１５およびＺ方向応力波歪みゲージ１６によって筐体に加わったＸＹＺ方向の衝撃荷重を測定することが可能になる。
【００６４】
なお、前述したように、各歪みゲージ１４〜１６をそれぞれ対として配置することで、対象とする歪み以外の要因による誤差をキャンセルすることが可能である。
【００６５】
このように、上記実施例の３軸加速度センサ１によれば、例えば情報通信機器の長距離輸送に用いられる筐体に何らかの衝撃荷重が加わったような場合に、３軸の加速度を測定することができるとともに、板金表面上を衝撃荷重と同じ方向に進行する縦波の応力波を計測することができる。また、実施例の加速度センサ１は、第１側壁５および第２側壁６を備えた板状部材３の内側に梁部材７および重錘８が収容されたような構成となることから、十分に小型に構成することができる。しかも、市販の一般的な歪みゲージを利用して構成することができ、格別に高価な部品を必要としないので、安価に提供することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１…加速度センサ
２…板金（筐体）
３…板状部材
５…第１側壁
６…第２側壁
７…梁部材
８…重錘
１１…Ｘ方向歪みゲージ（第１歪みゲージ）
１２…Ｙ方向歪みゲージ（第２歪みゲージ）
１３…Ｚ方向歪みゲージ（第３歪みゲージ）
１４…Ｘ方向応力波歪みゲージ（第４歪みゲージ）
１５…Ｙ方向応力波歪みゲージ（第５歪みゲージ）
１６…Ｚ方向応力波歪みゲージ（第６歪みゲージ）
【図１】
2019095312.tif 000006
【図２】
2019095312.tif 000007
【図３】
2019095312.tif 000008