(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１サーボモータ６と、該第１サーボモータ６によって回転される大径ターンテーブル１と、大径ターンテーブル１の外周適所に第２サーボモータ１１によって同ターンテーブル１に対して回転可能に取り付けられ、かつ、加速度センサを取付けることができる小径ターンテーブル９とを備えたターンテーブル式加速度発生装置であって、前記第２サーボモータはデータを取り込むための正方向の回転をさせる前に正回転とは逆方向の回転から始動し、その後正方向に回転させ加速度センサからの出力が周波数０Ｈｚ軸通過後にデータの取り込みを行うことを特徴とするターンテーブル式加速度発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、力、加速度、磁気等の加速度を検出する加速度センサの特性調査に好適なターンテーブル式加速度発生装置に関するものであり、特に加速度センサの特性調査時において、小径ターンテーブルを回転させるサーボモータの起動トルクによる発生加速度（ノイズ）を低減できるターンテーブル式加速度発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりロボットや飛行機等三次元で動く物体や、自動車等二次元平面で移動する物体の力、加速度、磁気などを加速度センサで検知し、この結果に基づいて物体の動き或いは物体に搭載した各種機器を夫々の目的に従って制御することが行われている。前記制御を実現するために現在では種々の形態の加速度センサが使用されているが、制御機器に加速度センサを組み込む場合、実際に使用する加速度センサがどのような特性をもった加速度センサであるかを把握しておく必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、加速度センサの諸特性を調査するために現在では振動試験機によって加速度センサの諸特性を調査しているが、この方法だと次のような問題点がある。
（１）振動試験機は、試験台上に搭載した被試験体に往復加速度を加えて加速度特性を調査するものであるが、試験機の機構上、試験台の往復動（上下動）中に多少試験台が傾くことがあり、正確に試験台を往復動させることが困難である。即ち、試験中に加速度センサに往復方向以外の成分が働くことになり、加速度を干渉出力を含んで計測することとなり、センサの諸特性を精密に調査するには十分ではない。
（２）前記振動試験機は振動発生装置を用いて加速度センサに実際に振動を与えて試験を行っているため、試験装置が大掛かりにならざるを得ず、その上、振動という動的加速度を実際に加速度センサに与えなければならないため、加速度センサの性能試験が面倒である。
【０００４】
このような背景において本発明者らは、上述の諸問題を解決するために、特性精度を飛躍的に向上できる新規な遠心力加速度試験機を提案した（特開平７−１１０３４２号公報参照）。この加速度試験機は、試験台上に搭載した加速度センサに遠心力によって所定方向、所定力の加速度（即ちＤＣ成分の加速度）を加え、これによって加速度センサの諸特性を精密に試験することができるというものである。
しかし、上記の遠心力加速度試験機は、加速度センサの特性調査時において、小径ターンテーブルを回転させる際にサーボモータの起動トルクによる加速度が発生し、この加速度がノイズとなって計測精度を低下させるという問題が判明してきた。即ち、加速度センサ特性を測定する際に小径ターンテーブルは第２サーボモータによって停止状態から回転状態へと移行する必要があるが、この時に、軸受けの摩擦抵抗、小径ターンテーブルの重量等によって、第２サーボモータには小径ターンテーブルを回転させるための起動トルクが発生し、この起動トルクによる加速度がノイズとなって精度の高い加速度センサ特性調査が難しいという問題が判明してきた。
【０００５】
そこで、本発明は、測定の精度を一段と向上させるために、小径ターンテーブルを回転させる際に、小径ターンテーブル駆動用のサーボモータは逆回転から始動し、正方向回転後、ゼロクロス点通過時からデータの取り込みを行うようにし、サーボモータの起動トルクによる加速度の影響を防止し加速度センサ特性の精度の良い計測を可能とすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明が採用した技術解決手段は、第１サーボモータ６と、該第１サーボモータ６によって回転される大径ターンテーブル１と、大径ターンテーブル１の外周適所に第２サーボモータ１１によって同ターンテーブル１に対して回転可能に取り付けられ、かつ、加速度センサを取付けることができる小径ターンテーブル９とを備えたターンテーブル式加速度発生装置であって、前記第２サーボモータはデータを取り込むための正方向の回転をさせる前に正回転とは逆方向の回転から始動し、その後正方向に回転させ加速度センサからの出力が周波数０Ｈｚ軸通過後にデータの取り込みを行うことを特徴とするターンテーブル式加速度発生装置である。
【０００７】
【実施形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の実施形態に係るターンテーブル式加速度発生装置の概略側面図、図２は同装置のターンテーブルの平面図、図３は同装置の配線図である。
以下図１、２を参照して、本発明の実施形態を説明すると、１は適宜直径を有し、アルミまたは銅等の非磁性体からなる大径ターンテーブルであり、この大径ターンテーブル１には回転軸２が固定手段３によって固定されており、大径ターンテーブル１の回転軸の上下端はターンテーブル支持アーム４で支持されている。ターンテーブル支持アーム４はターンテーブルの回転軸の上下を支持できるよう懐の深い図示の如き略コ字状に形成してあり、さらに補強部材４ａやカバー４ｂ等によって周囲が囲まれている。なおターンテーブル支持アーム４は大径ターンテーブル１の回転軸２を上下で支持できるものであれば、図示の形状のものに限定されることはない。
【０００８】
下方側のターンテーブル支持アーム４にはスラストベアリング５が設けられており、このスラストベアリング５に回転軸２が軸支持されているとともに、大径ターンテーブル１駆動用のサーボモータ６（以下第１サーボモータ６という）が取り付けられている。第１サーボモータ６は不図示の電力供給線、制御信号線を介して制御機器と接続されている。
第１サーボモータ６の出力軸６ａはカップリング７を介して大径ターンテーブル１の回転軸２の下端部と連結されており、また大径ターンテーブル１の回転軸２の上端はベアリング８を介してターンテーブル支持アーム４の上方側に軸支されている。上述の構成により、第１サーボモータ６が駆動すると大径ターンテーブル１もターンテーブル支持アームに対して回転することになる。
【０００９】
大径ターンテーブル１の適宜位置にはセンサ台としての小径ターンテーブル９が回転自在に軸支されており、この小径ターンテーブル９の回転軸１０に小径ターンテーブル９駆動用のサーボモータ１１（以下第２サーボモータという）の出力軸が連結され、第２サーボモータ１１が駆動すると小径ターンテーブル９が回転するようになっている。
大径ターンテーブル１には回転バランスをとるために前記小径ターンテーブル９と第２サーボモータ１１との重量に見合ったバランサ１２が所定の位置に設けられており、大径ターンテーブル１がスムーズに回転できるようにしてある。
図３において、大径ターンテーブル１の回転軸２の大径ターンテーブル１より下側適所には第１スリップリング１３が配置され、この第１スリップリング１３に前述の第２サーボモータ１１に電力を供給するための電力供給、制御信号線１４および大径ターンテーブル１のアース線１５が接続されている。即ち、大径ターンテーブル１は第１スリップリング１３を介して接地されておりシールド板としての機能も果たす構成となっており、また、第２サーボモータ１１は大径ターンテーブル１が回転中でも第１スリップリング１３を介して装置外の制御機器から電力、制御信号が伝達される構成となっている。
【００１０】
大径ターンテーブル１の回転軸２には大径ターンテーブル１より上側適所（本例ではターンテーブル支持アーム４の上方部分）に第２スリップリング１６が配置され、この第２スリップリング１６に小径ターンテーブル９上に乗せた加速度センサからの信号を取り出す、信号取り出し線１７の一端が接続されている。信号取り出し線１７の他端は、小径ターンテーブル９の回転軸に設けた第３スリップリング１８に接続されている。このため回転している小径ターンテーブル９上の加速度センサからの信号は、小径ターンテーブル９および大径ターンテーブル１がともに回転中であっても第３、第２スリップリング１８、１６を介して装置外の測定機器により計測できる構成となっている。
【００１１】
上記の如く構成されたターンテーブル式加速度発生装置では以下のようにして加速度センサの特性試験がおこなわれる。
１．大径ターンテーブル１上の小径ターンテーブル９に加速度センサ２０を固定する。
２．第１サーボモータ６によって大径ターンテーブル１を回転させ遠心力を発生させ、同時に小径ターンテーブル９を第２サーボモータ１１によって回転させながら加速度センサ２０に対して所定方向、所定力の加速度を発生させ、加速度センサの特性を測定する。
３．第１サーボモータ６には電力供給、制御信号線を介して制御機器から電力が供給され、また第２サーボモータ１１には第１スリップリング１３を介して図外の制御機器から電力供給、制御信号等が供給される。なお、大径ターンテーブル１は第１スリップリング１３を介してアースされている。
４．加速度センサ２０からの信号は、小径ターンテーブル９の回転軸に設けた第３スリップリング１８、大径ターンテーブル１の上側に配線した信号取り出し線１７、第２スリップリング１６を介して計測器に伝達され、所定のデータが収集される。
【００１２】
ところで上記特性測定の際に、本形態では、第２サーボモータの起動トルクによるノイズを防止するために、図４に示すように、第２サーボモータを起動する際に逆回転から始動し、正方向回転後、ゼロクロス点通過後にデータの取り込みを行うようにした。このため、ゼロ点からの正確な特性が可能となり、加速度センサの周波数特性をノイズのない０．１Ｈｚ時の出力信号から計測が可能となった。
なお、上述の起動トルクの影響の排除手法は、上記構成のターンテーブル式加速度発生装置に限らず、遠心力加速度試験機に広く適用できるものであることは当然である。
【００１３】
【発明の効果】
以上詳細に述べた如く本発明によれば、本ターンテーブル式加速度発生装置において、加速度センサ特性計測時に、第２サーボモータを逆回転から始動し、正方向回転後、ゼロクロス点通過後にデータの取り込みを行うようにしたため、第２サーボモータの起動トルクの発生を防止でき精度のよい加速度センサ特性の計測ができるという優れた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るターンテーブル式加速度発生装置の概略側面図である。
【図２】同装置のターンテーブルの平面図である。
【図３】同装置の配線図である。
【図４】第２サーボモータの起動時の状態を示すグラフである。
【符号の説明】
１          大径ターンテーブル
２          回転軸
３          固定手段
４          ターンテーブル支持アーム
５          スラストベアリング
６          第１サーボモータ
６ａ        出力軸
７          カップリング
８          ベアリング
９          小径ターンテーブル
１０          回転軸
１１          第２サーボモータ
１２          バランサ
１３          第１スリップリング
１４          制御信号線
１５          アース線
１６          第２スリップリング
１７          信号取り出し線
１８          第３スリップリング
２０          加速度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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