(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトを中心として回転する質量を含む装置の方向軸線に対する三軸加速度計の直交軸線の配向状態を識別するシステムであって、前記システムは、
前記三軸加速度計の前記直交軸線を前記装置の前記方向軸線に対応付けるよう構成された第１の標識と、
前記装置上における前記三軸加速度計の配置状態を表すよう構成された第２の標識とを有し、
前記第１の標識のうちの１つである第１の指標と前記第２の標識のうちの１つである第２の指標のペアリングが、前記三軸加速度計上の複数の場所に配置されている、システム。
【請求項２】
前記装置の前記方向軸線は、前記装置の前記シャフトに沿った軸方向軸線、前記軸方向軸線に直交する半径方向軸線、及び前記軸方向軸線及び前記半径方向軸線に直交する接線方向軸線を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の標識は、３つの識別子を含み、
前記３つの識別子のうちの第１の識別子は、前記装置の前記軸方向軸線と関連し、
前記３つの識別子のうちの第２の識別子は、前記装置の前記半径方向軸線と関連し、
前記３つの識別子のうちの第３の識別子は、前記装置の前記接線方向軸線と関連している、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の標識は、前記３つの識別子のシーケンスを含み、
各シーケンスは、前記３つの識別子の順序付きトリプレットを含み、
前記第１、第２及び第３の識別子は各々、各順序付きトリプレット中に１回生じる、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記配置状態は、前記装置の軸方向端面上における三軸加速度計配置状態と、
前記装置の軸方向フランク面上の三軸加速度計配置状態とを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記第２の標識は、各々が前記第２の指標である２つの図を含み、
前記２つの図のうちの第１の図は、前記装置の前記軸方向端面上における前記三軸加速度計配置状態を表し、
前記２つの図のうちの第２の図は、前記装置の前記軸方向フランク面上における前記三軸加速度計配置状態を表している、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
三軸加速度計の直交軸線に対応する、シャフト及び前記シャフトを中心として回転する質量を含む装置の前記シャフトに沿った軸方向軸線、前記軸方向軸線に直交する半径方向軸線、及び前記軸方向軸線及び前記半径方向軸線に直交する接線方向軸線を識別するシステムであって、前記システムは、
前記軸方向軸線、前記半径方向軸線、及び前記接線方向軸線に沿う加速度ベクトルを検出する三軸加速度計を有し、前記三軸加速度計は、第１、第２及び第３の直交軸線と、前記装置に結合されるよう構成された第１の表面と、前記第１の表面から前記第１の直交軸線に沿って間隔を置いて位置した第２の表面と、前記第１及び前記第２の表面の周縁部を互いに結合する側面を有し、
前記第１、第２及び第３の直交軸線を前記装置の前記軸方向軸線、前記半径方向軸線、及び前記接線方向軸線に対応付けるよう構成された第１の標識を有し、前記第１の標識は、前記軸方向軸線と関連した第１の識別子、前記半径方向軸線と関連した第２の識別子、及び前記接線方向軸線と関連した第３の識別子のシーケンスを含み、前記シーケンスの各々は、前記第１、第２及び第３の識別子の各々のうちの１つを含む順序付きトリプレットであり、
前記装置上における前記三軸加速度計の配置状態を表すよう構成された第２の標識を有し、前記第２の標識は、前記装置の軸方向端面上における前記三軸加速度計の配置状態を表す第１の図と、前記装置の軸方向フランク面上における前記三軸加速度計の配置状態を表す第２の図とを含み、
前記第１の標識のうちの１つと前記第１の図の第１のペアリングが、前記第２の表面及び前記側面のうちの一方の面である第１の面上における第１の場所に配置され、
前記第１の標識のうちの１つと前記第２の図の第２のペアリングが、前記第２の表面及び前記側面のうちの一方の面である前記第１の面上の第２の場所に配置され、
前記第１の標識のうちの１つと前記第２の標識のうちの１つの第３のペアリングが、前記第２の表面及び前記側面のうちの一方の面である前記第１の面上における第３の場所に配置され、
前記第１の標識のうちの１つと前記第２の標識のうちの１つの第４のペアリングが、前記第２の表面及び前記側面のうちの他方の面である第２の面上における第４の場所に配置され、
視線が、一般に、前記第１、前記第２、及び前記第３の直交軸線のうちの１つに一致し、前記第１及び前記第２のペアリングのうちの前記第１の指標の１つは、
（１）前記第１及び前記第２のペアリングの前記第１の指標が前記視線に沿って見て正立の姿勢を有していること、
（２）前記第３のペアリングの前記第１の指標が視線に沿って目に見えないか、或いは前記視線に沿って見て横向き又は倒立の姿勢のうちの一方を有していること、
（３）前記第４のペアリングの前記第１の指標が前記視線に沿って目に見えないこと、及び
（４）前記第１及び前記第２の図のうちの一方が前記装置上における前記三軸加速度計の前記配置状態にマッチしていることに基づいて、三軸加速度計の直交軸線に対応する、前記装置の前記軸方向軸線、前記半径方向軸線、及び前記接線方向軸線を識別する、システム。
【請求項８】
前記第１及び第２の表面は、全体として丸形であり、前記側面は、筒体を含む、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記三軸加速度計は、第１の結合部分を含み、
前記第１の結合部分は、加速度データを出力するよう構成され、
前記第１の結合部分は、前記第２及び第３の直交軸線のうちの一方に沿って延びる、請求項７記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１、第２及び前記第３のペアリングを含む第１の組をなす８つのペアリングが、前記第２の表面及び前記側面のうちの前記第１の面上の場所に配置され、
前記第４のペアリングを含む第２の組をなす８つのペアリングが、前記第２の表面及び前記側面のうちの前記第２の面上における場所に配置されている、請求項７記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１及び第２の標識は、基板上に配置されている、請求項７記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１及び第２の標識は、前記基板上に印刷され、
前記基板は、三軸加速度計に付着している、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
シャフト及び前記シャフトを中心として回転する質量体を含む装置の前記シャフトに沿った軸方向軸線、前記軸方向軸線に直交する半径方向軸線、及び前記軸方向軸線及び前記半径方向軸線に直交する接線方向軸線に沿う加速度ベクトルを検出する方法であって、前記方法は、
三軸加速度計を前記装置に取り付けて配置するステップを有し、
第１の標識のうちの１つと第２の標識のうちの１つを含むペアを、前記三軸加速度計上の場所でラベル表示するステップを有し、前記第１の標識は、三軸加速度計の直交軸線を前記装置の前記軸方向軸線、前記半径方向軸線、及び前記接線方向軸線に対応付け、前記第２の標識は、前記装置上における前記三軸加速度計の配置状態を表し、
前記三軸加速度計の前記直交軸線の各々に対応する、前記装置の前記軸方向軸線、前記半径方向軸線、及び前記接線方向軸線を識別するステップを有し、前記識別は、前記三軸加速度計を視線に沿って視認する行為、及び、前記ペアのうち、正立した第１の標識及び前記装置上における前記三軸加速度計の配置状態にマッチした第２の標識を含む１つのペアを観察する行為に基づく、方法。
【請求項１４】
前記第１の標識のマッピングは、前記軸方向軸線と関連した第１の識別子、前記半径方向軸線と関連した第２の識別子、及び前記接線方向軸線と関連した第３の識別子のシーケンスを順序付けするステップを含み、
前記シーケンスの各々は、前記第１、第２及び第３の識別子の各々のうちの１つを含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記マッピングは、６つの互いに異なる順序付けシーケンスを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記配置するステップは、前記三軸加速度計を前記装置の軸方向端面上に配置するステップ及び前記三軸加速度計を前記装置の軸方向フランク面上に配置するステップのうちの一方を含み、
前記第２の標識は、第１及び第２の図を含み、
前記第１の図は、前記装置の前記軸方向端面上に配置された前記三軸加速度計配置状態を表し、
前記第２の図は、前記装置の前記軸方向フランク面上に配置された前記三軸加速度計配置状態を表す、請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
前記ラベル表示するステップは、前記第１及び第２の標識を基板上に印刷するステップと、
前記基板を前記三軸加速度計に付着させるステップとを含む、請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多軸加速度計が分析されるべき装置に取り付けられている状態における多軸加速度計の軸方向配向状態の識別に関する。特に、本発明は、多軸加速度計が分析されるべき装置に取り付けられている状態における多軸加速度計の軸方向配向状態を識別するための標識の使用に関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は、２００８年１１月２６日に出願された米国特許出願第１２／３２４，６９６号（発明の名称：SYSTEM AND METHOD OF IDENTIFYING THE ORIENTATION OF A TRI-AXIAL ACCELEROMETER）の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９の規定による権益主張出願であり、この米国特許出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
加速度、即ち、速度の変化率は、方向と大きさの両方により定められるベクトルである。典型的には、加速度の大きさは、メートル／秒／秒（ｍ／ｓ2）で表され、或いは、一般にＧ力（又はｇ力）で表される。従来型単軸加速度計は、単軸加速度計が位置合わせされた軸線に沿って差し向けられる加速度を測定する。従来型三軸加速度計は、検出される加速度の方向を定める直交して差し向けられたセンサを用いて３次元空間内における加速度を測定する。三軸加速度計は、振動、アンバランス又は衝撃を含む加速度及び／又は重力により引き起こされる反力を検出することができる。
【０００４】
重力及び加速度の影響は、加速度計にとって見分けがつかない。その結果、三軸加速度計の出力は、重力に起因したオフセットを含む。このことは、地球の表面上に静止状態にある三軸加速度計が垂直方向に沿って１Ｇを示すということを意味している。三軸加速度計が運動にのみ起因した垂直方向加速度を測定するためには、重力に起因したオフセットを補償する調整が行われなければならない。それと同時に、三軸加速度計が運動に起因した水平方向加速度を測定するための調整は行われない。
【０００５】
加速度の正確な測定は、重力及び三軸加速度計が取り付けられている装置に対する三軸加速度計の配向状態を識別できるかどうかにかかっている。多くのオプションが装置への三軸加速度計の取付けに利用できるとすれば、三軸加速度計の配向状態の識別が不正確になる可能性も又大きい。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、第１の観点では、装置に対する三軸加速度計の配向状態を識別するシステムであって、装置は、シャフトを中心として回転する質量を含み、このシステムは、三軸加速度計の直交軸線を装置の方向軸線に対応付けるよう構成された第１の標識と、装置上における三軸加速度計の配置状態を表すよう構成された第２の標識とを有し、第１の指標（第１の標識のうちの１つを意味する）と第２の指標（第２の標識のうちの１つを意味する）のペアリングが、三軸加速度計上の複数の場所に配置されていることを特徴とするシステムを提供する。
【０００７】
本発明は、第２の観点では、装置の軸方向軸線、半径方向軸線、及び接線方向軸線を識別するシステムであって、装置は、シャフト及びシャフトを中心として回転する質量を含み、このシステムは、軸方向軸線、半径方向軸線、及び接線方向軸線に沿う加速度ベクトルを検出する三軸加速度計を有し、三軸加速度計は、第１、第２及び第３の直交軸線と、装置に結合されるよう構成された第１の表面と、第１の表面から第１の直交軸線に沿って間隔を置いて位置した第２の表面と、第１及び第２の表面の周縁部を互いに結合する側面を有し、システムは更に、第１、第２及び第３の直交軸線を装置の軸方向軸線、半径方向軸線、及び接線方向軸線に対応付けるよう構成された第１の標識を有し、第１の標識は、軸方向軸線と関連した第１の識別子、半径方向軸線と関連した第２の識別子、及び接線方向軸線と関連した第３の識別子のシーケンスを含み、シーケンスの各々は、第１、第２及び第３の識別子の各々のうちの１つを含む順序付きトリプレットであり、システムは更に、装置上における三軸加速度計の配置状態を表すよう構成された第２の標識を有し、第２の標識は、装置の軸方向端面上における三軸加速度計の配置状態を表す第１の図及び装置の軸方向フランク面上における三軸加速度計の配置状態を表す第２の図を含み、第１の標識のうちの１つと第１の図の第１のペアリングが、第２の表面及び側面のうちの第１の面上における第１の場所に配置され、第１の標識のうちの１つと第２の図の第２のペアリングが、第２の表面及び側面のうちの第１の面上の第２の場所に配置され、第１の標識のうちの１つと第２の標識のうちの１つの第３のペアリングが、第２の表面及び側面のうちの第１の面上における第３の場所に配置され、第１の標識のうちの１つと第２の標識のうちの１つの第４のペアリングが、第２の表面及び側面のうちの第２の面上における第４の場所に配置され、視線が、一般に、第１、第２及び第３の直交軸線のうちの１つに一致し、第１及び第２のペアリングのうちの第１の指標の１つは、（１）第１及び第２のペアリングのうちの第１の指標が視線に沿って見て直立の姿勢を有しているかどうか、（２）第３のペアリングのうちの第１の指標が視線に沿って目に見えないかどうか、或いは視線に沿って見て横向き又は逆さまの姿勢のうちの一方を有しているかどうか、（３）第４のペアリングのうちの第１の指標が視線に沿って目に見えないかどうか、及び（４）第１及び第２の図のうちの一方が装置上における三軸加速度計の配置状態にマッチしているかどうかに基づいて、装置の軸方向軸線、半径方向軸線、及び接線方向軸線を識別することを特徴とするシステムを提供する。
【０００８】
本発明は、第３の観点では、装置の軸方向軸線、半径方向軸線、及び接線方向軸線に沿う加速度ベクトルを検出する方法であって、装置は、シャフト及びシャフトを中心として回転する質量体を含み、この方法は、三軸加速度計を装置に取り付けて配置するステップと、第１の標識のうちの１つと第２の標識のうちの１つを含むペアを、三軸加速度計上の場所でラベル表示するステップとを有し、第１の標識は、三軸加速度計の直交軸線を装置の軸方向軸線、半径方向軸線、及び接線方向軸線に対応付け、第２の標識は、装置上における三軸加速度計の配置状態を表し、この方法は更に、装置の軸方向軸線、半径方向軸線、及び接線方向軸線を識別するステップを有し、識別は、三軸加速度計を視線に沿って視認する行為及び直立姿勢を備えた第１の標識及び装置上における三軸加速度計の配置状態にマッチした第２の標識を含むペアのうちの１つを観察する行為に基づくことを特徴とする方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態による三軸加速度計の概略図である。
【図２】装置及び本発明の実施形態による三軸加速度計の第１の組をなす３つの配置状態を示す概略図である。
【図３】装置及び本発明の実施形態による三軸加速度計の第２の組をなす３つの配置状態を示す概略図である。
【図４】本発明の実施形態による標識を含む三軸加速度計の概略図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態による三軸加速度計の配向状態を識別する方法を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態による三軸加速度計の配向状態を識別する方法を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態による三軸加速度計の配向状態を識別する方法を示す図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態による三軸加速度計付属装置の概略図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態による三軸加速度計付属装置の概略図である。
【図７Ａ】装置及び本発明の別の実施形態による三軸加速度計の３つの配置状態を示す概略図である。
【図７Ｂ】装置及び本発明の別の実施形態による三軸加速度計の３つの配置状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態の特定の細部について装置を分析する分析システム及び方法に関して以下に説明する。本発明の実施形態に従って分析可能な装置は、運動中の質量を含む。「運動」という用語は、回転、往復動、振動、旋回、これらの組み合わせ又は質量の存在場所及び配列状態に対する任意他の連続した、交互の、周期的な且つ／或いは間欠的な変更を含む場合がある。装置としては、例えば、電機モータ、発電機、内燃エンジン、タービン、圧縮機、ポンプ、アクチュエータ、プロペラ、ホイール、歯車、プーリ、シャフト及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００１１】
「結合され」という用語は、２つ又は３つ以上のコンポーネント又は特徴相互間の種々の形式の関係を含む場合がある。さらに、「電気的に結合され」という表現は、２つ又は３つ以上のコンポーネント又は特徴を通電可能に結合する経路を含む場合があり、「磁気的に結合され」という表現は、磁界により結合された２つ又は３つ以上のコンポーネント又は特徴を含む場合があり、或いは、「機械的に結合され」という表現は、２つ又は３つ以上のコンポーネント又は特徴の物理的関連又は構造的結合を含む場合がある。さらに、本発明の幾つかの他の実施形態は、このセクションにおいて説明した事項とは異なる形態、コンポーネント、特徴又は手順を含む場合がある。したがって、当業者であれば、本発明は、追加の要素を備えた他の実施形態を取ることができ又は本発明は、図１〜図７Ｂに示されていてこれらを参照して以下に説明される要素のうちの幾つかが設けられていない他の実施形態を取ることができるということは理解されよう。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態としての三軸加速度計１００の概略図である。三軸加速度計１００は、ケース１１０に設けられた出力ポート１０４を有するのが良い。出力ポート１０４は、三軸加速度計１００への第１の結合部分、例えば電気コネクタを提供することができる。他の実施形態では、出力ポート１０４は、三軸加速度計１００に配線されたケーブル、ワイヤレス送信機、光ファイバコネクタ又は加速度データを三軸加速度計１００から伝送する任意他の装置を含むことができる。ケース１１０は、分析されるべき装置への取付け配置を容易にするような寸法形状のものであるのが良い。図１に示された実施形態では、ケース１１０は、分析されるべき装置への機械的結合を容易にするよう構成された丸形の第１の表面１１２、第１の表面１１２から間隔を置いて位置した丸形の第２の表面１１４及び第１の表面１１２及び第２の表面１１４の周縁部を互いに結合する円筒形側面１１６を有している。図１に示されているように、出力ポート１０４は、側面１１６から延びる電気コネクタであるのが良い。三軸加速度計１００は、第１の直交軸線Ｉ、第２の直交軸線ＩＩ及び第３の直交軸線ＩＩＩに沿って加速度を検出するよう配置された３つの加速度センサを含むのが良い。図１に示されている実施形態では、第１の表面１１２は、直交軸線のうちの１つ、例えば図１に示された第３の直交軸線ＩＩＩに沿って第２の表面１１４から間隔を置いて位置し、第２の直交軸線ＩＩ及び第３の直交軸線ＩＩＩは、第１の表面１１２及び第２の表面１１４に平行に投影状態で表されている。図１では、軸線Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩは、三軸加速度計１００の三軸直交基準計を示している。他の実施形態によれば、加速度計は、１本又は２本以上の軸線に沿う加速度を検出するよう配置された２つ以上又は２つ以下のセンサを有するのが良い。さらに、他の実施形態における多数の軸線の相対的角度関係は、互いに直交していなくても良い。さらに別の実施形態によれば、加速度計ケースは、長方形、立方体等を含む任意適当な形状のものであって良い。
【００１３】
図２は、装置２００の軸方向加速度、半径方向加速度及び接線方向加速度を検出する三軸加速度計１００の第１の組をなす３つの考えられる配置状態の概略図である。図２に示されているように、軸方向加速度は、装置２００の回転シャフト２０２に平行に延びる軸線Ａに沿って検出可能であり、半径方向加速度は、軸線Ａに対して半径方向に延びる軸線Ｒに沿って検出可能であり、接線方向加速度は、軸線Ａ，Ｒに対して垂直に延びる軸線Ｔに沿って検出可能である。かくして、図２に示すように、接線方向軸線Ｔはまた、軸方向フランク面２０６に（接線でなく）直交する。図２に示されている本発明の実施形態では、装置２００は、電気モータ、シャフトを中心として回転する質量を同様に含む別の装置又は運動中の質量を含む任意の装置であるのが良い。
【００１４】
装置２００は、軸方向端面２０４及び軸方向フランク面（側部表面）２０６を有するのが良い。図２に示された本発明の実施形態では、軸方向端面２０４及び軸方向フランク２０６は、ハウジングの一部分、固定子の一部分又は回転シャフト２０２に対して相対的に静止状態にある装置２００の別の部分であるのが良い。本明細書で用いられる「フランク面」という用語は、中心に対するその場所又は位置により識別される部分又は場所を含む場合がある。図２に示されているように、軸方向軸線Ａは、軸方向端面２０４を通って延び、軸方向フランク面２０６は、軸方向軸線Ａを包囲し、例えばこれを取り囲んでいる。三軸加速度計１００を装置２００の回転部分、例えばシャフト２０２に取り付けた状態に配置できる他の実施形態によれば、ワイヤレス送信機を用いると、加速度データを三軸加速度計１００から出力することができる。
【００１５】
引き続き図２を参照すると、装置２００に対する三軸加速度計１００の第１の配置状態Ｐ１（１）は、軸方向端面２０４上に位置している。本明細書で用いられる「場所」又は「配置状態」という用語は、三軸加速度計１００の例えば第１の表面１１２と装置２００との間の機械的結合を意味している。三軸加速度計１００の第２の配置状態Ｐ２（１）及び第３の配置状態Ｐ３（１）は、軸方向フランク面２０６上に位置している。第２の配置状態Ｐ２（１）は、装置２００の頂部上に位置し、第３の配置状態Ｐ３（１）は、装置２００の一方の側に位置している。第１の配置状態Ｐ１（１）では、第１の直交軸線Ｉは、半径方向軸線Ｒと対応付け関係をなし、第２の直交軸線ＩＩは、接線方向軸線Ｔと対応付け関係をなし、第３の直交軸線ＩＩＩは、軸方向軸線Ａと対応付け関係をなしている。本明細書において「（１つの）対応付け関係」、「（複数の）対応付け関係」及び「対応付け」という用語は、所与の組、例えば直交軸線の組に属する各軸線が別の組、例えば方向軸線の組に属する軸線と関連するような空間関係を意味している。第１の配置状態Ｐ１（１）に関し、直交軸線Ｉ〜ＩＩＩは、それぞれ、方向軸線ＲＴＡと対応付け関係をなしている。第２の配置状態Ｐ２（１）では、第１の直交軸線Ｉは、接線方向軸線Ｔと対応付け関係をなし、第２の直交軸線ＩＩは、軸方向軸線Ａと対応付け関係をなし、第３の直交軸線ＩＩＩは、半径方向軸線Ｒと対応付け関係をなしている。したがって、直交軸線Ｉ〜ＩＩＩは、第２の配置状態Ｐ２（１）についてそれぞれ方向軸線ＴＡＲと対応付け関係をなしている。第３の配置状態Ｐ３（１）では、第１の直交軸線Ｉは、半径方向軸線Ｒと対応付け関係をなし、第２の直交軸線ＩＩは、軸方向軸線Ａと対応付け関係をなし、第３の直交軸線ＩＩＩは、接線方向軸線Ｔと対応付け関係をなしている。したがって、直交軸線Ｉ〜ＩＩＩは、第３の配置状態Ｐ３（１）についてそれぞれ方向軸線ＲＡＴと対応付け関係をなしている。他の実施形態では、他の命名法“Ｒ”、“Ａ”及び“Ｔ”を用いることができる。他の適当な命名法としては、例えば、“ｘ”、“ｙ”及び“ｚ”又は“１”、“２”及び“３”が挙げられる。
【００１６】
図３は、図２に類似していて、装置２００の軸方向加速度、半径方向加速度及び接線方向加速度を検出する三軸加速度計１００の第２の組をなす考えられる３つの配置状態の概略図である。しかしながら、図３に示されているように、三軸加速度計１００の直交軸線は、装置２００の方向軸線に対して異なる向きに差し向けられ、かかる差し向けは、例えば三軸加速度計１００を装置２００に取り付けて配置する前に三軸加速度計１００を回したときに生じる。かくして、図３に示されている本発明の実施形態では、装置２００に対する三軸加速度計１００の第１の配置状態Ｐ１（２）では、第１の直交軸線Ｉは、接線方向軸線Ｔと対応付け関係をなし、第２の直交軸線ＩＩは、半径方向軸線Ｒと対応付け関係をなし、第３の直交軸線ＩＩＩは、軸方向軸線Ａと対応付け関係をなしている。したがって、直交軸線Ｉ〜ＩＩＩは、第１の配置状態Ｐ１（２）に関し、それぞれ、方向軸線ＴＲＡと対応付け関係をなしている。第２の配置状態Ｐ２（２）では、第１の直交軸線Ｉは、軸方向軸線Ａと対応付け関係をなし、第２の直交軸線ＩＩは、接線方向軸線Ｔと対応付け関係をなし、第３の直交軸線ＩＩＩは、半径方向軸線Ｒと対応付け関係をなしている。したがって、直交軸線Ｉ〜ＩＩＩは、第２の配置状態Ｐ２（２）に関して、それぞれ、方向軸線ＡＴＲと対応付け関係をなしている。第３の配置状態Ｐ３（２）では、第１の直交軸線Ｉは、軸方向軸線Ａと対応付け関係をなし、第２の直交軸線ＩＩは、半径方向軸線Ｒと対応付け関係をなし、第３の直交軸線ＩＩＩは、接線方向軸線Ｔと対応付け関係をなしている。したがって、直交軸線Ｉ〜ＩＩＩは、第３の配置状態Ｐ３（２）に関し、それぞれ、方向軸線ＡＲＴと対応付け関係をなしている。
【００１７】
図２及び図３に示されているように、装置２００に対する三軸加速度計１００の種々の取付け配置状態により、方向軸線に対する直交軸線の対応付け関係の仕方が変化している。したがって、配置状態を取りうる仕方の数によっては、軸方向加速度、半径方向加速度及び接線方向加速度を不正確に識別する可能性が増大する。
【００１８】
図４は、本発明の実施形態に従って、第１の標識３００及び第２の標識４００を含む三軸加速度計１００の概略図である。本明細書における「標識（indicia ）」という用語は、「指標（indicium）」の複数形として用いられており、この指標は、或るものの存在又は性状を示す符号を含む場合がある。
【００１９】
第１の標識３００は、三軸加速度計１００の直交軸線を装置２００の方向軸線に対応付けるよう構成されている。第１の標識３００は、３つの識別子、即ち、装置２００の軸方向軸線Ａと関連した第１の識別子Ａ、装置２００の半径方向軸線Ｒと関連した第２の識別子Ｒ及び装置２００の接線方向軸線Ｔと関連した第３の識別子Ｔを用いている。第１の標識３００は、第１、第２及び第３の識別子Ａ，Ｒ，Ｔのシーケンスを含み、各シーケンスは、３つの識別子の順序付きトリプレットであり、第１、第２及び第３の識別子Ａ，Ｒ，Ｔは、各順序付きトリプレット中に１回生じる。かくして、本発明の実施形態によれば、６つの考えられる順序付けシーケンス、即ち、ＡＲＴ，ＡＴＲ，ＲＡＴ，ＲＴＡ，ＴＡＲ，ＴＲＡが存在する。本発明の他の実施形態によれば、識別子としては、択一的な英数文字、記号、色又は順序付きトリプレットのシーケンス中に組み合わせることができる他の印若しくは表示が挙げられる。
【００２０】
第２の標識４００は、装置２００上における三軸加速度計１００の配置状態を表すよう構成されている。第２の標識４００は、第１の図４０２及び第２の図４０４を含むのが良い。図４に示されている本発明の実施形態によれば、第１の図４０２は、装置２００の軸方向端面２０４上における三軸加速度計１００の配置状態を表し、第２の図４０４は、装置２００の軸方向フランク面２０６上における三軸加速度計１００の配置状態を表している。他の実施形態として、追加の又は異なる図、重力の方向を示す図及び／又は装置２００の頂部上又は一方の側に位置する軸方向フランク面の配置状態を区別する図を用いることができる。
【００２１】
引き続き図４を参照すると、第１の指標（即ち、第１の標識３００のうちの１つ）と第２の指標（即ち、第２の標識４００のうちの１つ）のペアリング５００が三軸加速度計１００のケース１１０上の複数の場所に配置されている。本発明では、参照符号３００，４００，５００は、第１の標識、第２の標識及びペアリングをそれぞれ総称的に示しており、これに対し、アルファベット小文字であるａ，ｂ，ｃ，．．．は、第１の指標、第２の指標及びペアをそれぞれ特定的に識別するために総称的参照符号の後に添えられている。かくして、第１のペア５００ａは、第１の指標３００ａ及び第２の指標４００ａを含む。図４に示されている本発明の実施形態によれば、第１の指標３００ａは、シーケンスＲＡＴであり、第２の指標４００ａは、第２の図４０４であり、従って、第１のペア５００ａは、ＲＡＴと第２の図４０４の組み合わせである。同様に、第２のペア５００ｂは、ＲＴＡと第１の図４０２の組み合わせであり、即ち、第１の指標３００ｂは、シーケンスＲＴＡであり、第２の指標４００ｂは、第１の図４０２である。続けて説明すると、第３のペア５００ｃは、ＴＲＡと第１の図４０２の組み合わせであり、即ち、第１の指標３００ｃは、シーケンスＴＲＡであり、第２の指標４００ｃは、第１の図４０２である。第１のペア５００ａ、第２のペア５００ｂ及び第３のペア５００ｃは、ケース１１０の第２の表面１１４上の場所に配置されている。
【００２２】
図４に示されているように、第１の図４０２は、ペア５００ｃ〜５００ｅにより共有されており、ペア５００ａ及び５００ｆ〜５００ｈは、個々の第２の図４０４を有している。他の実施形態では、ペア５００ａ及び５００ｆ〜５００ｈは、単一の図を共有しても良く、ペア５００ｂ〜５００ｅは、個々の図を有しても良く、或いは、ペア５００ａ〜５００ｈのサブセットは、単一の図を共有しても良く、これに対し、ペア５００ａ〜５００ｈの別のサブセットは、個々の図を有しても良い。第１の図４０２及び第２の図４０４は、図４に示されているようにグループ分けされるのが良く、内方に位置したペア５００ｂ〜５００ｅは、第２の図４０４を含み、外方に配置されたペア５００ａ及び５００ｆ〜５００ｈは、第１の図４０２を含む。本発明の他の実施形態では、第２の表面１１４の同一直径に沿って配置されたペアの場所は、第１の指標の姿勢が維持されることを条件として交換可能である。本明細書において用いられる「姿勢」という用語は、ケース１１０に対する第１の指標の角度配置状態を含む場合がある。本発明の考えられる姿勢としては、正立、横向き及び倒立（逆さま）が挙げられる。図４に示されているように、ペア５００ａ，５００ｂは、正立であり、ペア５００ｃ，５００ｅ，５００ｆ，５００ｈは、横向きであり、ペア５００ｄ，５００ｇは倒立（逆さま）である。
【００２３】
さらに図５Ａを参照すると、９番目のペア５００ｉ及び１０番目の５００ｊは、ケース１１０の側面１１６上の場所に配置されている。９番目のペア５００ｉは、ＴＡＲと第２の図４０４の組み合わせであり、即ち、第１の指標３００ｉは、シーケンスＴＡＲであり、第２の指標４００ｉは、第２の図４０４である。同様に、１０番目のペア５００ｊは、ＡＴＲと第１の図４０２の組み合わせであり、即ち、第１の指標３００ｊは、シーケンスＡＴＲであり、第２の指標４００ｊは、第１の図４０２である。図４及び図５Ａ〜図５Ｃに示されている本発明の実施形態によれば、全部で１６個のペアリング５００がケース１１０上に配置されている。ペアリング５００のうちの８つは、第２の表面１１４上に配置され、８つのペアリングが側面１１６上に配置されている。分かり易くするために、第１〜第８までのペア５００ａ〜５００ｈは、第２の表面１１４上に配置するものとして説明され、９番目から１６番目までのペア５００ｉ〜５００ｐ（特に、これらのうち全てが図示されているわけではない）が側面１１６上に配置されているものとして説明されている。しかしながら、異なる番号付けの慣例を用いてペアリング５００がケース１１０上に配置されている場所の順序を表示することができる。本発明の別の実施形態によれば、最初の３つのペア５００ａ〜５００ｃが第２の表面１１４上の場所に配置され、第４のペア５００ｄが側面１１６上の場所に配置され、残りの１２個のうちの任意の５つのペア５００ｅ〜５００ｐが第２の表面１１４上の場所に配置され、ペア５００ｅ〜５００ｐの残りの７つが側面１１６上の場所に配置されるのが良い。
【００２４】
本発明の一実施形態によれば、第１の標識３００及び第２の標識４００の各ペア５００は、三軸加速度計１００のケース１１０に付着させることができるラベル、例えば基板上に配置されるのが良い。本発明の他の実施形態によれば、各ペア５００は、ケース１１０上に印刷可能であり又は違ったやり方で直接印付け可能であり、或いは、ケース１１０上に彫刻され又は違ったやり方で直接形成できる。
【００２５】
図５Ａ〜図５Ｃを参照すると、以下は、本発明の実施形態に従って三軸加速度計１００の配向状態を識別する方法の説明である。本発明の実施形態によれば、三軸加速度計１００の配向状態を装置２００に対して正確に識別することにより、装置２００の軸方向軸線Ａ、半径方向軸線Ｒ及び接線方向軸線Ｔに沿う加速度ベクトルの測定が可能である。三軸加速度計１００を装置２００上に取り付けて配置する。三軸加速度計１００の配置は、装置２００の軸方向端面２０４上に又は装置２００の軸方向フランク面２０６上に位置した状態であるのが良い。装置２００の回転シャフト２０２が水平に延びる本発明の実施形態によれば、装置２００の軸方向フランク面２０６上の配置は、装置２００の頂部上か装置２００の側部上かのいずれかに位置した状態であって良い。本発明の実施形態によれば、三軸加速度計１００のケース１１０は、第２の表面１１４及び側面１１６上のような複数の場所に配置されたラベルを含む。各ラベルは、例えば第１の標識３００のうちの１つ及び第２の標識４００のうちの１つを含む少なくとも１つのペア５００を含む。かくして、ラベルは、三軸加速度計の直交軸線を装置２００の軸方向軸線Ａ、半径方向軸線Ｒ及び接線方向軸線Ｔ（例えば、第１の標識３００）に対応付けするよう第１の識別子Ａ、第２の識別子Ｒ及び第３の識別子Ｔを用いると共に装置に対する三軸加速度計の取付け配置状態を表す図を用いたペアリングを含む。本発明の実施形態によれば、装置２００の軸方向軸線Ａ、半径方向軸線Ｒ及び接線方向軸線Ｔは、視線Ｓに沿って三軸加速度計１００を視認する行為及び少なくとも１つのペア５００を観察する行為を含む要因の組み合わせに基づいて識別される。装置２００の軸方向軸線Ａ、半径方向軸線Ｒ及び接線方向軸線Ｔを正確に識別するペア５００は、直立の姿勢を有する第１の指標を含むと共に装置２００上における三軸加速度計１００の配置状態にマッチした第２の指標を含み、これらは各々、視線Ｓに沿って視認される。
【００２６】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の実施形態としての三軸加速度計付属装置６００の概略図である。付属装置６００は、ペア５００ａ〜５００ｐで印付けされており、三軸加速度計１００に取り外し可能か永続的かのいずれかの仕方で固定されている。かくして、付属装置６００は、既存の三軸加速度計、例えば、ペアリング５００で印付けされていない三軸加速度計に固定できる。図６Ａ及び図６Ｂに示されているように、付属装置を三軸加速度計１００の第２の表面１１４に固定することができ、かかる付属装置は、円筒形の形態のものであるのが良い。他の実施形態によれば、他の三軸加速度計に異なる仕方で固定できる種々の形態を想定できる。
【００２７】
図７Ａ及び図７Ｂは、装置及び本発明の別の実施形態としての三軸加速度計１００の３つの配置状態の概略図である。図７Ａ及び図７Ｂは、図２及び図３に類似していて、装置２００の軸方向加速度、半径方向加速度及び接線方向加速度を検出する三軸加速度計１００の第３の組をなす３つの考えられる配置状態の概略図である。図７Ａに示されているように、第１の配置状態Ｐ１（３）は、全体として、図２の第１の配置状態Ｐ１（１）に類似している。かくして、第１の配置状態Ｐ１（３）では、第１の直交軸線Ｉは、半径方向軸線Ｒと対応付け関係をなし、第２の直交軸線ＩＩは、接線方向軸線Ｔと対応付け関係をなし、第３の直交軸線ＩＩＩは、軸方向軸線Ａと対応付け関係をなしている。即ち、直交軸線Ｉ〜ＩＩＩは、それぞれ方向軸線ＲＴＡと対応づけ関係をなしている。しかしながら、図７Ｂに示されているように、三軸加速度計１００の直交軸線は、装置２００の方向軸線に対して異なる配向状態に差し向けられ、かかる差し向けは、例えば三軸加速度計１００を装置２００に取り付けて配置する前に三軸加速度計１００を図２に示す配向状態に対して１８０°回したときに生じる。かくして、図７Ｂに示されている本発明の実施形態では、第２の配置状態Ｐ２（３）では、第１の直交軸線Ｉは、接線方向軸線Ｔと対応付け関係をなし、第２の直交軸線ＩＩは、軸方向軸線Ａと対応付け関係をなし、第３の直交軸線ＩＩＩは、半径方向軸線Ｒと対応付け関係をなしている。したがって、直交軸線Ｉ〜ＩＩＩは、第２の配置状態Ｐ２（３）についてそれぞれ方向軸線ＴＡＲと対応付け関係をなしている。第３の配置状態Ｐ３（３）では、第１の直交軸線Ｉは、半径方向軸線Ｒと対応付け関係をなし、第２の直交軸線ＩＩは、軸方向軸線Ａと対応付け関係をなし、第３の直交軸線ＩＩＩは、接線方向軸線Ｔと対応付け関係をなしている。したがって、直交軸線Ｉ〜ＩＩＩは、装置２００に対して三軸加速度計１００の第３の配置状態Ｐ３（３）についてそれぞれ方向軸線ＲＡＴと対応付け関係をなしている。
【００２８】
引き続き図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、配置状態Ｐ１（３）〜Ｐ３（３）の各々について視線Ｓが示されている。各視線Ｓに関し、２つのペアリング５００は、直立した姿勢の第１の指標３００を有し、これら２つのペアリング５００は、円で囲んだ領域Ｃ２に示されている。さらに、各視線Ｓに関し、円で囲んだ領域Ｃ２内の２つのペアリング５００のうちの一方は、装置２００上における三軸加速度計１００の配置状態にマッチした第２の指標４００を有し、このペアリング５００は、円で囲んだ領域Ｃ１に示されている。したがって、円で囲んだ領域Ｃ１内のペアリング５００の第１の指標３００は、装置２００に対する三軸加速度計１００の配向状態を識別し、それにより、三軸加速度計１００により測定される軸方向加速度ベクトル、半径方向加速度ベクトル及び接線方向加速度ベクトルを正確に識別することができる。
【００２９】
本発明の実施形態の特定の細部がこれら実施形態の完全な理解が得られるよう本明細書及び図面に記載されている。しかしながら、当業者であれば、本発明にこれら詳細のうちの幾つか又は追加の詳細を加えなくても本発明を実施できることは理解されよう。周知の構造及び機能は、本発明の実施形態に関する説明を不必要に分かりにくくするのを避けるために詳細には示されておらず又は説明されていない。
【００３０】
説明における前後の関係上、明確に別段の必要がない場合、原文明細書及び原文特許請求の範囲全体にわたり、「〜を有する」、「〜を含む」という単語等は、排他的又は網羅的な意味ではなく、包括的な意味で解釈されるべきであり、即ち、「〜を含むが、これらには限定されない」という意味である。さらに、本明細書において用いられている「本明細書において」、「上記」、「下記」及びこれらに類似した副次的単語は、本発明を全体として言及しているはずであり、本発明の任意特定の部分について言っているものではない。前後関係から許される限り、上記詳細な説明に係るセクションにおいて単数形又は複数形を用いた用語は、それぞれ複数形又は単数形を含むことも可能である。２つ又は３つ以上の項目の一覧に関して単語「又は」は、この単語について以下の解釈、即ち、一覧中の項目のうちの任意の１つ、一覧中の項目の全て、一覧中の項目の任意の組み合わせの全てに及ぶ。
【００３１】
実施形態に関する上述の詳細な説明は、本明細書に挙げた内容が全てではなく、或いは、本発明を開示した形態そのものに限定するものではない。本発明の特定の実施形態及び実施例が例示の目的で記載されているが、本発明の範囲内において、種々の均等範囲に属する改造例が当業者により想到可能である。
【００３２】
本明細書において提供された本発明の教示を上述の分析システム以外のシステムに利用することができる。上述の種々の実施形態の特徴を組み合わせ又は変更して別の実施形態を提供することができる。
【００３３】
上述の詳細な説明に照らして、本発明に対するこれら変更及び他の変更を行うことができる。上述の説明は、本発明の或る特定の実施形態に関すると共に想定された最適実施態様に関するが、上記内容が本明細書においてたとえどのように詳細に説明されているとしても、本発明を多くの仕方で実施することができる。本発明の実施形態の細部は、これらの具体的な詳細においてかなり多様であって良く、これらは、本明細書において開示した本発明により依然として含まれる。
【００３４】
詳細な説明で用いられている用語は、これが本発明の或る特定の実施形態の詳細な説明と関連して用いられている場合であっても、その最も広い妥当な仕方で解釈されるものである。或る特定の用語が誇張されている場合があるが、任意の限定された仕方で解釈されるようになった用語は、例えばこの詳細な説明に係るセクションにおいて明白に且つ具体的に定義される。一般に、添付の特許請求の範囲で用いられる用語は、上述の詳細な説明に係るセクションがかかる用語を明示して定義していない場合であっても、本発明を本明細書に開示した特定の実施形態に制限するものと解されてはならない。したがって、本発明の実際の範囲は、本明細書に開示した実施形態を含むだけでなく、特許請求の範囲に記載された本発明を実施し又は具体化する全ての均等な仕方を含む。
【００３５】
本発明の或る特定の観点が特許請求の範囲に示されている或る特定の請求項の形態で以下に提供されているが、本発明者は、本発明の種々の観点を任意の数の請求項の形態で想定している。したがって、本発明者は、別の請求項を追加する権利を、本発明の他の観点に関するかかる追加の請求項の形態の手続きを遂行するために、本願の出願後において有ものである。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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