容量型加速度センサ
【課題】高温に耐性がある加速度センサを提供する。
【解決手段】加速度センサ１０は、断面及び表面積がほぼ同一である第１及び第２の凹面の表面１１、１２を備え、第１の表面１１が前記第２の表面１２と対面し、第１及び第２の表面１１、１２のそれぞれの上にある少なくとも１つの導電性領域を備え、第１及び第２の表面１１、１２の前記少なくとも１つの導電性領域が各々、それぞれの部分の表面中心の中央に位置しており、第１及び第２の表面１１、１２の間にその間で移動するように支持されたプルーフ質量２０を備え、プルーフ質量２０の少なくとも一部が導電性である。実施形態において、導電性部分は調整回路に接続される。
【解決手段】加速度センサ１０は、断面及び表面積がほぼ同一である第１及び第２の凹面の表面１１、１２を備え、第１の表面１１が前記第２の表面１２と対面し、第１及び第２の表面１１、１２のそれぞれの上にある少なくとも１つの導電性領域を備え、第１及び第２の表面１１、１２の前記少なくとも１つの導電性領域が各々、それぞれの部分の表面中心の中央に位置しており、第１及び第２の表面１１、１２の間にその間で移動するように支持されたプルーフ質量２０を備え、プルーフ質量２０の少なくとも一部が導電性である。実施形態において、導電性部分は調整回路に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は容量型加速度センサに関し、より具体的には極端な条件、特に高温に耐性がある加速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
加速度センサは加速度を測定するために使用され、幾つかの形態のものがある。容量型加速度センサは、２枚の導電性プレートの間である種のばねの上に懸架される振動又は慣性プルーフ質量と呼ばれる導電性質量を有する。空気や不活性ガスなどのガスが質量とプレートとの間の空間を満たす。この構成は２つのコンデンサを形成し、その１つは各々のプレートとプルーフ質量との間にあり、ガスは誘電体の作用を果たす。装置が加速されると、プルーフ質量は１方のプレート又は他方のプレートにさらに接近するように移動し、プルーフ質量と一方のプレートとの間の空隙を縮小する一方で、プルーフ質量と他方のプレートとの距離を増してコンデンサ内のキャパシタンスを変化させる。キャパシタンスを比較することによって、加速度の方向と大きさを判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第３，７０９，０４２号
【特許文献２】米国特許第５，５４５，４６１号
【特許文献３】米国特許第５，６２７，３１６号
【特許文献４】米国特許第５，７１０，３７６号
【特許文献５】米国特許第６，０４５，６４２号
【特許文献６】米国特許第６，１８２，５０９Ｂ１号
【特許文献７】米国特許第６，２６３，７３３Ｂ１号
【特許文献８】米国特許第７，１７８，４０１Ｂ２号
【特許文献９】米国特許第７，１７９，６７４Ｂ２号
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００７／０２０９４３７Ａ１号
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００８／０１２５７０１Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ほとんどの容量型加速度センサは、その構造上の理由により、１つの軸に沿った加速度しか測定することができない。１つ以上の軸に沿った加速度を測定するには、当該の各々の軸ごとに１つの加速度センサを備えなければならず、それが煩雑になることがある。また、容量型加速度センサはその材料及び構造により、ガスタービンで起こり得るような高温で故障し易い傾向がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ある実施形態では、加速度センサは表面の間で移動するように支持されたプルーフ質量（プルーフマス）の周囲で互いに対面する、表面積がほぼ同一である第１及び第２の凹面の表面を有する。表面及びプルーフ質量は、加速度を測定するために異なるキャパシタンスの判定を可能にする導電性部分を有する。
【０００６】
別の実施形態は、凹面の第１及び第２の表面を有する加速度センサを含むシステムを有しており、第１の表面は第２の表面に対面しており、各々の表面は第１及び第２の各表面のそれぞれの部分に少なくとも１つの導電性領域を有する。加速度センサは、第１及び第２の表面の間に、その間で移動するように支持されたプルーフ質量を備え、プルーフ質量の少なくとも一部は導電性である。システムは、第１及び第２の表面の各々の導電性領域とプルーフ質量の少なくとも一部の導電性領域とに接続され、第１及び第２の表面の各々の導電性領域とプルーフ質量の少なくとも一部の導電性領域との間のキャパシタンスを示すそれぞれの信号を供給するように構成された調整回路を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの斜視図である。
【図２】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの分解斜視図である。
【図３】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図４】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図５】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図６】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図７】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図８】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図９】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図１０】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図１１】実施形態による調整回路の概略図である。
【図１２】実施形態による調整回路の概略図である。
【図１３】実施形態による調整回路の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
添付の図面を参照し、本発明の実施形態による加速度センサの例を開示する。説明を目的とするため、多数の具体的な詳細を図面に示して以下で説明し、本発明の実施形態を十分に理解できるようにする。図示及び記載した詳細は例示であり、本発明の範囲を限定するものではない。しかし、これらの具体的な詳細なく本発明の実施形態を実行できることは明らかであろう。他の例では、周知の構造や装置を概略的に示し、図面を簡略化する。
【０００９】
図１及び２に示すように、ある実施形態による加速度センサ１０は、第１及び第２のプレート１３、１４内に形成された半球形で凹面の第１及び第２の表面１１、１２を含み、第１の表面１１は第２の表面１２に対面している。例示的実施形態では半球形表面が示されているが、第１及び第２の表面がほぼ同じ断面と表面積を有していれば、多角形表面、楕円形表面、双曲面、及び放物面などを含むがこれらに限定されないその他の形状を本発明の範囲内で使用することができよう。図示した例示的実施形態では、第１及び第２の表面１１、１２は、ほぼ同じ曲率半径、表面積、奥行き及びプレート１３、１４の表面での外周などを含むがこれらに限定されないその他の寸法のものである。第１及び第２の表面１１、１２は各々、導電性領域であるか、又は導電性領域を取り付けた少なくとも１つの部分を有しており、各々の導電性領域はそれぞれの部分の表面中心の中央に位置している。振動又は慣性プルーフ質量２０は、屈曲プレートなどのばね状部材３０によって第１と第２の表面１１、１２の間に懸架されているので、プルーフ質量２０は少なくとも１つの次元で運動することができる。例示的実施形態では半球形のプルーフ質量２０が示されているが、多角形、楕円形、双曲面、及び放物面の断面などを含むがこれらに限定されないその他の形状又は断面を本発明の範囲内で使用することができよう。ある実施形態のばね状部材３０は、プルーフ質量２０を加速度センサの縦軸に沿った運動に制約しているが、他の実施形態では、ばね状部材３０によって二次元又は三次元の運動が可能である。既知のように、多次元空間における物体の移動は、軸に沿った運動成分で表わすことができる。例えば、二次元運動は互いに垂直な２つの軸に沿った運動の成分で表わすことができる。同様に、例えば三次元運動は互いに垂直な３本の軸に沿った運動の成分で表わすことができる。
【００１０】
プルーフ質量２０の少なくとも一部は導電性である。プルーフ質量２０と第１及び第２の表面１１、１２との間の空間２５は、誘電体として作用するガスで満たされる。ある実施形態では、ガスはヘリウムなどの高温で不活性、又は低活性のガスであるが、本明細書に記載の目的に適する低活性であればその他のガスを使用することができる。ばねが撓むことができるように、ある実施形態の第１及び第２の各プレートは、それぞれの半球形表面１１、１２の開口部の周囲に円錐台形の切り欠き部１５、１６などの切り欠き部を含む。第１及び第２のプレート１３、１４の係合面１７、１８の残りの部分は屈曲プレートに係合し、これを保持する。複数の実施形態では、第１及び第２のプレート１３、１４、ばね状部材３０、及びプルーフ質量は非導電性材料から製造される。ある実施形態での第１及び第２のプレート１３、１４及びプルーフ質量２０の導電性部分は、プレート１３、１４の第１及び第２の表面１１、１２、及びプルーフ質量２０に金属コーティングを施すことによって形成される。このようなコーティングには厚さがあるが、厚さがほぼ均一であるならば厚さの影響は平衡され、且つ／又は無視できる。高温の用途での実施形態では、実施形態の金属コーティングは融点が高い金属から製造されるので、加速度センサがさらされる高温でもコーティングはかき乱されない。
【００１１】
高温の用途の実施形態の第１及び第２のプレート１３、１４が製造される材料は、高温に耐性があるセラミック材料である。他の用途には本発明の範囲で適切な他の材料を使用することができる。プレート１３、１４は図１及び２では円筒形として示されているが、実施形態では他の形状を使用することができる。同様に、屈曲プレート３０の運動を可能にする切り欠き部１５、１６は円錐台形として示されているが、屈曲プレート３０の適切な運動に適応するならば他の形状を利用することもできる。振動又は慣性プルーフ質量２０が製造される材料として他の適宜の材料を使用することもできるが、特に高温の用途での実施形態においてはセラミック材料である。
【００１２】
図１に示すように、屈曲プレート３０は、屈曲プレート３０の内周がプルーフ質量２０と共に移動するようにプルーフ質量２０に取り付けられる。屈曲プレート３０の外周は上部プレート１３及び下部プレート１４の端部１７、１８によって保持される。アセンブリを互いに保持し、誘電ガスを保持する密閉室を設けるために外部ハウジング４０を含めることができる。高温の用途での実施形態には、外部ハウジングはステンレス鋼、セラミック又はその他の適宜の耐熱性材料でよい。図１に示した外部ハウジング４０は一例であるに過ぎず、本発明の範囲から逸脱することなく外部ハウジングのその他の形状、サイズ、種類及び組み立てを使用することもできる。
【００１３】
図３及び４に示すように、ある実施形態の各々の半球形表面１１、１２は、導電性領域３１０、３２０をそれぞれ取り付けた１つの部分を有する。図３及び４の実施形態では、各々の表面１１、１２の全体を金属でコーティングして導電性領域３１０、３２０を形成するが、コーティングする領域が同じサイズであり、導電性領域３１０、３２０の中心が、これらがコーティングされるそれぞれの表面の表面中心と一致するならば、より小さいコーティング領域を利用して導電性領域３１０、３２０を形成することもできる。各々の導電性領域３１０、３２０はプルーフ質量２０と共にコンデンサを形成する。単一のコーティング部分３１０、３２０が各々の表面上にある場合は、加速度センサ１０が軸に沿った加速、又は少なくともその成分を受けると、加速度センサ１０はプルーフ質量２０の偏向に誘発されたキャパシタンスの変化による単一の軸に沿った加速度の成分を測定することができる。例えば、図３に示すように、ｚ軸で示された単一の測定軸は半球の中心を通っている。
【００１４】
図５及び６に示すように、ある実施形態では、導電性領域４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０及び４８０であり、又はこれらの領域を取り付けた各々の半球形表面１１、１２内の４つの部分を用いる。これらの領域の組み合わせは、三次元での加速度又はその成分を測定するために使用される。８つの導電性領域４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０及び４８０は、導電性領域の隣接する１つから電気的に絶縁される。電気的絶縁は例えば、表面にコーティングされていない部分を残して領域の間に境界を形成することによって達成される。各々の導電性領域は、離間されたプルーフ質量と共に効果的にコンデンサを形成する。対向する一対の領域は、それぞれの対向する領域を通る軸に沿って加速度又は少なくともその成分を測定することができる対向するコンデンサを形成する。また、対向する一対の領域のセット又はグループを使用して、それぞれの対向する一対の領域のグループを通る軸に沿って加速度又は少なくともその成分を測定することができる。例えば、実施形態では、図５及び６に示すように８つの導電性領域の組み合わせを使用して、例えば互いに垂直な３本の直交軸に沿った加速度の成分を測定することによって、空間内の加速度の測定が可能である。図６に示すｙ軸に沿った加速度成分の測定は、例えば、第１のセットの領域４１０及び４５０の総キャパシタンスを第２のセットの領域４３０及び４７０の総キャパシタンスと比較することによって達成でき、図６に示すｘ軸に沿った加速度成分の測定は、第３のセットの領域４２０及び４６０の総キャパシタンスを第４のセットの領域４４０及び４８０の総キャパシタンスと比較することによって達成でき、またｚ軸に沿った加速度成分の測定は、第５のセットの領域４１０−４４０の総キャパシタンスを第６のセット領域４５０−４８０の総キャパシタンスと比較することによって達成できる。実施形態で別のセットと向きの領域を使用しても同様の結果が得られる。
【００１５】
ある実施形態では、前述の半球形表面ごとに１つの導電性領域の場合と同様に、各々の導電性領域の中心がその導電性領域がコーティングされるそれぞれの部分の表面中心と一致するならば、導電性領域はこれらの領域がコーティングされる表面のそれぞれの部分より小さくてもよい。また、実施形態では導電性領域は全て同じサイズであるべきである。
【００１６】
実施形態に従ったより一般的な原則は、対向する導電性領域によって形成される対向する一対のコンデンサ、又はコンデンサの対向する対称的なセット又はグループ及びプルーフ質量は、対向する導電性部分の中心、及び初期位置のプルーフ質量の中心を通る軸に沿って加速度を測定することができるということである。従って、実施形態では前述のように半球形表面ごとに１つ又は４つの導電性領域に限定されるのではなく、所定の状況に対して適切なように２つ、３つ、５つ又はそれ以上の導電性領域を有することができる。現在の製造基準では、ある実施形態を使用するにはあまりにも困難であり、且つコストが高くなるが、製造上の改良と向上によって、有用であるかもしれない実施例の全てではないにせよ多くの実施例をより簡単に、且つ低コストで製造できるようになることが期待される。
【００１７】
例えば、図７及び８に見られるように、ある実施形態による平面での加速度を測定できる加速度センサが示されている。各々の半球形表面１１、１２は、互いに電気的に絶縁された２つの導電性領域５１０、５２０、５３０、５４０を有する。前述のように、電気的絶縁は、単に表面の一部をコーティングしないままに残して、領域の間に所望の境界を形成することによって達成される。各々の領域は離間されたプルーフ質量２０と共にそれぞれのコンデンサを形成し、対向する一対の領域５１０／５４０、５２０／５３０は、一対の領域のうちの１つの領域のキャパシタンスをその領域、又は一対の領域のうちの他の領域のキャパシタンスと比較するだけで、それぞれの対向する一対の領域を通る軸に沿って加速度成分を測定することができる。図３及び図５〜９に示すｘ軸及びｚ軸によって形成されるｘ−ｚ面での加速度の測定は、加速度センサ又は少なくとも半球形表面が適切な向きにあれば達成可能である。従って、ｘ−ｚ面での測定は、ｚ軸については上部領域５１０、５２０の総キャパシタンスを底部領域５３０、５４０の総キャパシタンスと比較し、ｘ軸については一方の側の領域５１０、５３０の総キャパシタンスを他方の側５２０、５４０の総キャパシタンスと比較することによって達成できる。
【００１８】
図９及び１０に示すように、ある実施形態による代替の３軸加速度センサは、互いに電気的に絶縁された６つの導電性領域６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０を使用しており、そのうちの３つの領域は各々の半球形表面１１、１２内にある。この場合も、電気的絶縁は表面の一部をコーティングしないままに残して領域の間に境界を形成することによって達成可能である。半球１１、１２の導電性領域はほぼ同一の配置であるが、一方の領域を他の領域に対してｘ−ｙ面で互いに１８０度回転させて、プルーフ質量２０に対して上部の半球１１の領域６１０、６２０、６３０を下部の半球１２の対応する領域６４０、６５０、６６０とは反対に配置する。各々の領域は離間されたプルーフ質量２０と共にそれぞれのコンデンサを有効に形成し、対向する一対の領域６１０／６６０、６２０／６５０、及び６３０／６４０は、それぞれの対向する一対の領域の中心を通る軸に沿って加速度又は少なくともその成分を測定することができる。図９及び１０に示す対向する３対の領域を使用することによって、３本の軸に沿った測定が可能になるので、加速度センサ１０の方向を適切に向けることによって、且つ／又は調整回路及び／又は処理ハードウエア及び／又はソフトウエアで適用される適宜の修正係数によって、互いに垂直な直交軸に沿った加速度成分を測定することができる。
【００１９】
半球形表面ごとに１つ及び４つの導電性領域を使用する前述の実施形態の場合と同様に、実施形態の導電性領域は、各々の導電性領域の中心がその導電性領域がコーティングされるそれぞれの部分の表面中心と一致するならば、導電性領域はこれらの領域がコーティングされる表面のそれぞれの部分より小さくてもよい。また、実施形態では導電性領域は全て同じサイズであるべきである。
【００２０】
前述のように、実施形態ではプルーフ質量及び対向する一対のコンデンサ又は対向する対称的なコンデンサのセット又はグループは調整回路に接続される。調整回路は各コンデンサ又はコンデンサのグループとプルーフ質量との間のキャパシタンスを監視し、対向する一対の対称的なコンデンサのセット又はグループの間のキャパシタンス差を示す電圧などのそれぞれの信号を供給する。各信号は、監視されたキャパシタンスの初期値からの変化度の関数として加速度センサが受ける加速度の大きさ及び／又は方向を示す。
【００２１】
従って、図１１に示すように、単一軸の加速度測定は、第１のコンデンサ又はコンデンサのセットからなる第１のキャパシタンス１１１０と第２のコンデンサ又はコンデンサのセット１１２０からなる第２のキャパシタンス１１２０とを調整回路１１３０に接続することによって達成可能である。調整回路１１３０は、第１のキャパシタンスと第２のキャパシタンス１１１０、１１２０との間のキャパシタンス差を示す信号１１４０を供給する。信号１１４０は、第１及び第２のキャパシタンス１１１０、１１２０の初期値からの変化度の関数として加速度センサが受ける加速度の大きさ及び／又は方向を示す。例えば、表１に示すように、調整回路１１３０を以下のように利用できよう。
【００２２】
【表１】
【００２３】
各例のセットは、実施形態の特定の状況にとって適切ならば第１のキャパシタンス１１１０と第２のキャパシタンス１１２０とで切り換えることができる。
【００２４】
同様に、図１２に示すように、加速度の２軸測定は第１、第２、第３及び第４のキャパシタンス１２１０〜１２４０を調整回路１２５０に接続することによって達成可能である。前述のように、各キャパシタンスは単一のコンデンサでもよく、コンデンサのセットでもよい。調整回路１２５０は、第１のキャパシタンス１２１０と第２のキャパシタンス１２２０との間のキャパシタンス差を示す第１の信号１２６０と、第３のキャパシタンスと第４のキャパシタンスとの間のキャパシタンス差を示す第２の信号１２７０とを供給する。例えば、表２に示すように、調整回路１２５０を以下のように利用できよう。
【００２５】
【表２】
【００２６】
各例のセットは、実施形態の特定の状況にとって適切ならば第１／第３のキャパシタンス１２１０／１２３０と第２／第４のキャパシタンス１２２０／１２４０とで切り換えることができる。
【００２７】
同様に、図１３に示すように、加速度の３軸測定は第１、第２、第３、第４、第５及び第６のキャパシタンス１３１０−１３６０を調整回路１３７０に接続することによって達成可能である。前述のように、各キャパシタンスは単一のコンデンサでもよく、コンデンサのセットでもよい。調整回路１３７０は、第１のキャパシタンス１３１０と第２のキャパシタンス１３２０との間のキャパシタンス差を示す第１の信号１３８０と、第３のキャパシタンス１３３０と第４のキャパシタンス１３４０との間のキャパシタンス差を示す第２の信号１３８５と、第５のキャパシタンス１３５０と第６のキャパシタンス１３６０とのキャパシタンス差を示す第３の信号１３９０とを供給する。例えば、表３に示すように、調整回路１３７０を以下のように利用できよう。
【００２８】
【表３】
【００２９】
各例のセットは、実施形態の特定の状況にとって適切ならば第１／第３／第５のキャパシタンス１３１０／１３３０／１３５０と第２／第４／第６のキャパシタンス１３２０／１３４０／１３６０とで切り換えることができる。
【００３０】
実施形態を本明細書に開示するように利用することによって、コンパクトで頑強な加速度センサが提供される。特に、ガスタービンの場合のような極端な高温に耐えられる多軸加速度センサが提供される。
【００３１】
１つ又は複数の例示的実施形態を参照して本発明を記載したが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能であり、同等物の置き換えも可能であることは当業者に理解されよう。また、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の状況や材料を本発明の教示に適合するように修正することもできる。従って、本発明は、発明を実施するための最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されず、特許請求の範囲内のあらゆる実施形態を含むことを目的としている。
【符号の説明】
【００３２】
１０ 加速度センサ
１１、１２ 第１及び第２の表面
１３、１４ 第１及び第２のプレート
２０ 振動又は慣性プルーフ質量
３０ ばね状部材
２５ 空間
１５、１６ 切り欠き部
１７、１８ 係合面
４０ 外部ハウジング
３１０、３２０ 図３−４の導電性領域
４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０、４８０ 図５−６の導電性領域
５１０、５２０、５３０、５４０ 図７−８の導電性領域
６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０ 図９−１０の導電性領域
１１１０ 図１１の第１のキャパシタンス
１１２０ 図１１の第２のキャパシタンス
１１３０ 図１１の調整回路
１１４０ 図１１の信号
１２１０、１２２０、１２３０、１２４０ 図１２の第１、第２、第３及び第４のキャパシタンス
１２５０ 図１２の調整回路
１２６０ 図１２の第１の信号
１２７０ 図１２の第２の信号
１３１０、１３２０、１３３０、１３４０、１３５０、１３６０ 図１３の第１、第２、第３、第４、第５及び第６のキャパシタンス
１３７０ 図１３の調整回路
１３８０ 図１３の第１の信号
１３８５ 図１３の第２の信号
１３９０ 図１３の第３の信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は容量型加速度センサに関し、より具体的には極端な条件、特に高温に耐性がある加速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
加速度センサは加速度を測定するために使用され、幾つかの形態のものがある。容量型加速度センサは、２枚の導電性プレートの間である種のばねの上に懸架される振動又は慣性プルーフ質量と呼ばれる導電性質量を有する。空気や不活性ガスなどのガスが質量とプレートとの間の空間を満たす。この構成は２つのコンデンサを形成し、その１つは各々のプレートとプルーフ質量との間にあり、ガスは誘電体の作用を果たす。装置が加速されると、プルーフ質量は１方のプレート又は他方のプレートにさらに接近するように移動し、プルーフ質量と一方のプレートとの間の空隙を縮小する一方で、プルーフ質量と他方のプレートとの距離を増してコンデンサ内のキャパシタンスを変化させる。キャパシタンスを比較することによって、加速度の方向と大きさを判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第３，７０９，０４２号
【特許文献２】米国特許第５，５４５，４６１号
【特許文献３】米国特許第５，６２７，３１６号
【特許文献４】米国特許第５，７１０，３７６号
【特許文献５】米国特許第６，０４５，６４２号
【特許文献６】米国特許第６，１８２，５０９Ｂ１号
【特許文献７】米国特許第６，２６３，７３３Ｂ１号
【特許文献８】米国特許第７，１７８，４０１Ｂ２号
【特許文献９】米国特許第７，１７９，６７４Ｂ２号
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００７／０２０９４３７Ａ１号
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００８／０１２５７０１Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ほとんどの容量型加速度センサは、その構造上の理由により、１つの軸に沿った加速度しか測定することができない。１つ以上の軸に沿った加速度を測定するには、当該の各々の軸ごとに１つの加速度センサを備えなければならず、それが煩雑になることがある。また、容量型加速度センサはその材料及び構造により、ガスタービンで起こり得るような高温で故障し易い傾向がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ある実施形態では、加速度センサは表面の間で移動するように支持されたプルーフ質量（プルーフマス）の周囲で互いに対面する、表面積がほぼ同一である第１及び第２の凹面の表面を有する。表面及びプルーフ質量は、加速度を測定するために異なるキャパシタンスの判定を可能にする導電性部分を有する。
【０００６】
別の実施形態は、凹面の第１及び第２の表面を有する加速度センサを含むシステムを有しており、第１の表面は第２の表面に対面しており、各々の表面は第１及び第２の各表面のそれぞれの部分に少なくとも１つの導電性領域を有する。加速度センサは、第１及び第２の表面の間に、その間で移動するように支持されたプルーフ質量を備え、プルーフ質量の少なくとも一部は導電性である。システムは、第１及び第２の表面の各々の導電性領域とプルーフ質量の少なくとも一部の導電性領域とに接続され、第１及び第２の表面の各々の導電性領域とプルーフ質量の少なくとも一部の導電性領域との間のキャパシタンスを示すそれぞれの信号を供給するように構成された調整回路を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの斜視図である。
【図２】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの分解斜視図である。
【図３】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図４】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図５】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図６】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図７】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図８】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図９】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図１０】本明細書に開示した実施形態による加速度センサの半球形の表面の概略図である。
【図１１】実施形態による調整回路の概略図である。
【図１２】実施形態による調整回路の概略図である。
【図１３】実施形態による調整回路の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
添付の図面を参照し、本発明の実施形態による加速度センサの例を開示する。説明を目的とするため、多数の具体的な詳細を図面に示して以下で説明し、本発明の実施形態を十分に理解できるようにする。図示及び記載した詳細は例示であり、本発明の範囲を限定するものではない。しかし、これらの具体的な詳細なく本発明の実施形態を実行できることは明らかであろう。他の例では、周知の構造や装置を概略的に示し、図面を簡略化する。
【０００９】
図１及び２に示すように、ある実施形態による加速度センサ１０は、第１及び第２のプレート１３、１４内に形成された半球形で凹面の第１及び第２の表面１１、１２を含み、第１の表面１１は第２の表面１２に対面している。例示的実施形態では半球形表面が示されているが、第１及び第２の表面がほぼ同じ断面と表面積を有していれば、多角形表面、楕円形表面、双曲面、及び放物面などを含むがこれらに限定されないその他の形状を本発明の範囲内で使用することができよう。図示した例示的実施形態では、第１及び第２の表面１１、１２は、ほぼ同じ曲率半径、表面積、奥行き及びプレート１３、１４の表面での外周などを含むがこれらに限定されないその他の寸法のものである。第１及び第２の表面１１、１２は各々、導電性領域であるか、又は導電性領域を取り付けた少なくとも１つの部分を有しており、各々の導電性領域はそれぞれの部分の表面中心の中央に位置している。振動又は慣性プルーフ質量２０は、屈曲プレートなどのばね状部材３０によって第１と第２の表面１１、１２の間に懸架されているので、プルーフ質量２０は少なくとも１つの次元で運動することができる。例示的実施形態では半球形のプルーフ質量２０が示されているが、多角形、楕円形、双曲面、及び放物面の断面などを含むがこれらに限定されないその他の形状又は断面を本発明の範囲内で使用することができよう。ある実施形態のばね状部材３０は、プルーフ質量２０を加速度センサの縦軸に沿った運動に制約しているが、他の実施形態では、ばね状部材３０によって二次元又は三次元の運動が可能である。既知のように、多次元空間における物体の移動は、軸に沿った運動成分で表わすことができる。例えば、二次元運動は互いに垂直な２つの軸に沿った運動の成分で表わすことができる。同様に、例えば三次元運動は互いに垂直な３本の軸に沿った運動の成分で表わすことができる。
【００１０】
プルーフ質量２０の少なくとも一部は導電性である。プルーフ質量２０と第１及び第２の表面１１、１２との間の空間２５は、誘電体として作用するガスで満たされる。ある実施形態では、ガスはヘリウムなどの高温で不活性、又は低活性のガスであるが、本明細書に記載の目的に適する低活性であればその他のガスを使用することができる。ばねが撓むことができるように、ある実施形態の第１及び第２の各プレートは、それぞれの半球形表面１１、１２の開口部の周囲に円錐台形の切り欠き部１５、１６などの切り欠き部を含む。第１及び第２のプレート１３、１４の係合面１７、１８の残りの部分は屈曲プレートに係合し、これを保持する。複数の実施形態では、第１及び第２のプレート１３、１４、ばね状部材３０、及びプルーフ質量は非導電性材料から製造される。ある実施形態での第１及び第２のプレート１３、１４及びプルーフ質量２０の導電性部分は、プレート１３、１４の第１及び第２の表面１１、１２、及びプルーフ質量２０に金属コーティングを施すことによって形成される。このようなコーティングには厚さがあるが、厚さがほぼ均一であるならば厚さの影響は平衡され、且つ／又は無視できる。高温の用途での実施形態では、実施形態の金属コーティングは融点が高い金属から製造されるので、加速度センサがさらされる高温でもコーティングはかき乱されない。
【００１１】
高温の用途の実施形態の第１及び第２のプレート１３、１４が製造される材料は、高温に耐性があるセラミック材料である。他の用途には本発明の範囲で適切な他の材料を使用することができる。プレート１３、１４は図１及び２では円筒形として示されているが、実施形態では他の形状を使用することができる。同様に、屈曲プレート３０の運動を可能にする切り欠き部１５、１６は円錐台形として示されているが、屈曲プレート３０の適切な運動に適応するならば他の形状を利用することもできる。振動又は慣性プルーフ質量２０が製造される材料として他の適宜の材料を使用することもできるが、特に高温の用途での実施形態においてはセラミック材料である。
【００１２】
図１に示すように、屈曲プレート３０は、屈曲プレート３０の内周がプルーフ質量２０と共に移動するようにプルーフ質量２０に取り付けられる。屈曲プレート３０の外周は上部プレート１３及び下部プレート１４の端部１７、１８によって保持される。アセンブリを互いに保持し、誘電ガスを保持する密閉室を設けるために外部ハウジング４０を含めることができる。高温の用途での実施形態には、外部ハウジングはステンレス鋼、セラミック又はその他の適宜の耐熱性材料でよい。図１に示した外部ハウジング４０は一例であるに過ぎず、本発明の範囲から逸脱することなく外部ハウジングのその他の形状、サイズ、種類及び組み立てを使用することもできる。
【００１３】
図３及び４に示すように、ある実施形態の各々の半球形表面１１、１２は、導電性領域３１０、３２０をそれぞれ取り付けた１つの部分を有する。図３及び４の実施形態では、各々の表面１１、１２の全体を金属でコーティングして導電性領域３１０、３２０を形成するが、コーティングする領域が同じサイズであり、導電性領域３１０、３２０の中心が、これらがコーティングされるそれぞれの表面の表面中心と一致するならば、より小さいコーティング領域を利用して導電性領域３１０、３２０を形成することもできる。各々の導電性領域３１０、３２０はプルーフ質量２０と共にコンデンサを形成する。単一のコーティング部分３１０、３２０が各々の表面上にある場合は、加速度センサ１０が軸に沿った加速、又は少なくともその成分を受けると、加速度センサ１０はプルーフ質量２０の偏向に誘発されたキャパシタンスの変化による単一の軸に沿った加速度の成分を測定することができる。例えば、図３に示すように、ｚ軸で示された単一の測定軸は半球の中心を通っている。
【００１４】
図５及び６に示すように、ある実施形態では、導電性領域４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０及び４８０であり、又はこれらの領域を取り付けた各々の半球形表面１１、１２内の４つの部分を用いる。これらの領域の組み合わせは、三次元での加速度又はその成分を測定するために使用される。８つの導電性領域４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０及び４８０は、導電性領域の隣接する１つから電気的に絶縁される。電気的絶縁は例えば、表面にコーティングされていない部分を残して領域の間に境界を形成することによって達成される。各々の導電性領域は、離間されたプルーフ質量と共に効果的にコンデンサを形成する。対向する一対の領域は、それぞれの対向する領域を通る軸に沿って加速度又は少なくともその成分を測定することができる対向するコンデンサを形成する。また、対向する一対の領域のセット又はグループを使用して、それぞれの対向する一対の領域のグループを通る軸に沿って加速度又は少なくともその成分を測定することができる。例えば、実施形態では、図５及び６に示すように８つの導電性領域の組み合わせを使用して、例えば互いに垂直な３本の直交軸に沿った加速度の成分を測定することによって、空間内の加速度の測定が可能である。図６に示すｙ軸に沿った加速度成分の測定は、例えば、第１のセットの領域４１０及び４５０の総キャパシタンスを第２のセットの領域４３０及び４７０の総キャパシタンスと比較することによって達成でき、図６に示すｘ軸に沿った加速度成分の測定は、第３のセットの領域４２０及び４６０の総キャパシタンスを第４のセットの領域４４０及び４８０の総キャパシタンスと比較することによって達成でき、またｚ軸に沿った加速度成分の測定は、第５のセットの領域４１０−４４０の総キャパシタンスを第６のセット領域４５０−４８０の総キャパシタンスと比較することによって達成できる。実施形態で別のセットと向きの領域を使用しても同様の結果が得られる。
【００１５】
ある実施形態では、前述の半球形表面ごとに１つの導電性領域の場合と同様に、各々の導電性領域の中心がその導電性領域がコーティングされるそれぞれの部分の表面中心と一致するならば、導電性領域はこれらの領域がコーティングされる表面のそれぞれの部分より小さくてもよい。また、実施形態では導電性領域は全て同じサイズであるべきである。
【００１６】
実施形態に従ったより一般的な原則は、対向する導電性領域によって形成される対向する一対のコンデンサ、又はコンデンサの対向する対称的なセット又はグループ及びプルーフ質量は、対向する導電性部分の中心、及び初期位置のプルーフ質量の中心を通る軸に沿って加速度を測定することができるということである。従って、実施形態では前述のように半球形表面ごとに１つ又は４つの導電性領域に限定されるのではなく、所定の状況に対して適切なように２つ、３つ、５つ又はそれ以上の導電性領域を有することができる。現在の製造基準では、ある実施形態を使用するにはあまりにも困難であり、且つコストが高くなるが、製造上の改良と向上によって、有用であるかもしれない実施例の全てではないにせよ多くの実施例をより簡単に、且つ低コストで製造できるようになることが期待される。
【００１７】
例えば、図７及び８に見られるように、ある実施形態による平面での加速度を測定できる加速度センサが示されている。各々の半球形表面１１、１２は、互いに電気的に絶縁された２つの導電性領域５１０、５２０、５３０、５４０を有する。前述のように、電気的絶縁は、単に表面の一部をコーティングしないままに残して、領域の間に所望の境界を形成することによって達成される。各々の領域は離間されたプルーフ質量２０と共にそれぞれのコンデンサを形成し、対向する一対の領域５１０／５４０、５２０／５３０は、一対の領域のうちの１つの領域のキャパシタンスをその領域、又は一対の領域のうちの他の領域のキャパシタンスと比較するだけで、それぞれの対向する一対の領域を通る軸に沿って加速度成分を測定することができる。図３及び図５〜９に示すｘ軸及びｚ軸によって形成されるｘ−ｚ面での加速度の測定は、加速度センサ又は少なくとも半球形表面が適切な向きにあれば達成可能である。従って、ｘ−ｚ面での測定は、ｚ軸については上部領域５１０、５２０の総キャパシタンスを底部領域５３０、５４０の総キャパシタンスと比較し、ｘ軸については一方の側の領域５１０、５３０の総キャパシタンスを他方の側５２０、５４０の総キャパシタンスと比較することによって達成できる。
【００１８】
図９及び１０に示すように、ある実施形態による代替の３軸加速度センサは、互いに電気的に絶縁された６つの導電性領域６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０を使用しており、そのうちの３つの領域は各々の半球形表面１１、１２内にある。この場合も、電気的絶縁は表面の一部をコーティングしないままに残して領域の間に境界を形成することによって達成可能である。半球１１、１２の導電性領域はほぼ同一の配置であるが、一方の領域を他の領域に対してｘ−ｙ面で互いに１８０度回転させて、プルーフ質量２０に対して上部の半球１１の領域６１０、６２０、６３０を下部の半球１２の対応する領域６４０、６５０、６６０とは反対に配置する。各々の領域は離間されたプルーフ質量２０と共にそれぞれのコンデンサを有効に形成し、対向する一対の領域６１０／６６０、６２０／６５０、及び６３０／６４０は、それぞれの対向する一対の領域の中心を通る軸に沿って加速度又は少なくともその成分を測定することができる。図９及び１０に示す対向する３対の領域を使用することによって、３本の軸に沿った測定が可能になるので、加速度センサ１０の方向を適切に向けることによって、且つ／又は調整回路及び／又は処理ハードウエア及び／又はソフトウエアで適用される適宜の修正係数によって、互いに垂直な直交軸に沿った加速度成分を測定することができる。
【００１９】
半球形表面ごとに１つ及び４つの導電性領域を使用する前述の実施形態の場合と同様に、実施形態の導電性領域は、各々の導電性領域の中心がその導電性領域がコーティングされるそれぞれの部分の表面中心と一致するならば、導電性領域はこれらの領域がコーティングされる表面のそれぞれの部分より小さくてもよい。また、実施形態では導電性領域は全て同じサイズであるべきである。
【００２０】
前述のように、実施形態ではプルーフ質量及び対向する一対のコンデンサ又は対向する対称的なコンデンサのセット又はグループは調整回路に接続される。調整回路は各コンデンサ又はコンデンサのグループとプルーフ質量との間のキャパシタンスを監視し、対向する一対の対称的なコンデンサのセット又はグループの間のキャパシタンス差を示す電圧などのそれぞれの信号を供給する。各信号は、監視されたキャパシタンスの初期値からの変化度の関数として加速度センサが受ける加速度の大きさ及び／又は方向を示す。
【００２１】
従って、図１１に示すように、単一軸の加速度測定は、第１のコンデンサ又はコンデンサのセットからなる第１のキャパシタンス１１１０と第２のコンデンサ又はコンデンサのセット１１２０からなる第２のキャパシタンス１１２０とを調整回路１１３０に接続することによって達成可能である。調整回路１１３０は、第１のキャパシタンスと第２のキャパシタンス１１１０、１１２０との間のキャパシタンス差を示す信号１１４０を供給する。信号１１４０は、第１及び第２のキャパシタンス１１１０、１１２０の初期値からの変化度の関数として加速度センサが受ける加速度の大きさ及び／又は方向を示す。例えば、表１に示すように、調整回路１１３０を以下のように利用できよう。
【００２２】
【表１】
【００２３】
各例のセットは、実施形態の特定の状況にとって適切ならば第１のキャパシタンス１１１０と第２のキャパシタンス１１２０とで切り換えることができる。
【００２４】
同様に、図１２に示すように、加速度の２軸測定は第１、第２、第３及び第４のキャパシタンス１２１０〜１２４０を調整回路１２５０に接続することによって達成可能である。前述のように、各キャパシタンスは単一のコンデンサでもよく、コンデンサのセットでもよい。調整回路１２５０は、第１のキャパシタンス１２１０と第２のキャパシタンス１２２０との間のキャパシタンス差を示す第１の信号１２６０と、第３のキャパシタンスと第４のキャパシタンスとの間のキャパシタンス差を示す第２の信号１２７０とを供給する。例えば、表２に示すように、調整回路１２５０を以下のように利用できよう。
【００２５】
【表２】
【００２６】
各例のセットは、実施形態の特定の状況にとって適切ならば第１／第３のキャパシタンス１２１０／１２３０と第２／第４のキャパシタンス１２２０／１２４０とで切り換えることができる。
【００２７】
同様に、図１３に示すように、加速度の３軸測定は第１、第２、第３、第４、第５及び第６のキャパシタンス１３１０−１３６０を調整回路１３７０に接続することによって達成可能である。前述のように、各キャパシタンスは単一のコンデンサでもよく、コンデンサのセットでもよい。調整回路１３７０は、第１のキャパシタンス１３１０と第２のキャパシタンス１３２０との間のキャパシタンス差を示す第１の信号１３８０と、第３のキャパシタンス１３３０と第４のキャパシタンス１３４０との間のキャパシタンス差を示す第２の信号１３８５と、第５のキャパシタンス１３５０と第６のキャパシタンス１３６０とのキャパシタンス差を示す第３の信号１３９０とを供給する。例えば、表３に示すように、調整回路１３７０を以下のように利用できよう。
【００２８】
【表３】
【００２９】
各例のセットは、実施形態の特定の状況にとって適切ならば第１／第３／第５のキャパシタンス１３１０／１３３０／１３５０と第２／第４／第６のキャパシタンス１３２０／１３４０／１３６０とで切り換えることができる。
【００３０】
実施形態を本明細書に開示するように利用することによって、コンパクトで頑強な加速度センサが提供される。特に、ガスタービンの場合のような極端な高温に耐えられる多軸加速度センサが提供される。
【００３１】
１つ又は複数の例示的実施形態を参照して本発明を記載したが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能であり、同等物の置き換えも可能であることは当業者に理解されよう。また、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の状況や材料を本発明の教示に適合するように修正することもできる。従って、本発明は、発明を実施するための最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されず、特許請求の範囲内のあらゆる実施形態を含むことを目的としている。
【符号の説明】
【００３２】
１０ 加速度センサ
１１、１２ 第１及び第２の表面
１３、１４ 第１及び第２のプレート
２０ 振動又は慣性プルーフ質量
３０ ばね状部材
２５ 空間
１５、１６ 切り欠き部
１７、１８ 係合面
４０ 外部ハウジング
３１０、３２０ 図３−４の導電性領域
４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０、４８０ 図５−６の導電性領域
５１０、５２０、５３０、５４０ 図７−８の導電性領域
６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０ 図９−１０の導電性領域
１１１０ 図１１の第１のキャパシタンス
１１２０ 図１１の第２のキャパシタンス
１１３０ 図１１の調整回路
１１４０ 図１１の信号
１２１０、１２２０、１２３０、１２４０ 図１２の第１、第２、第３及び第４のキャパシタンス
１２５０ 図１２の調整回路
１２６０ 図１２の第１の信号
１２７０ 図１２の第２の信号
１３１０、１３２０、１３３０、１３４０、１３５０、１３６０ 図１３の第１、第２、第３、第４、第５及び第６のキャパシタンス
１３７０ 図１３の調整回路
１３８０ 図１３の第１の信号
１３８５ 図１３の第２の信号
１３９０ 図１３の第３の信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度センサ（１０）であって、
断面及び表面積がほぼ同一である第１及び第２の凹面の表面（１１、１２）を備え、前記第１の表面が前記第２の表面と対面し、
前記第１及び第２の表面（１１、１２）のそれぞれの上にある少なくとも１つの導電性領域を備え、前記第１及び第２の表面（１１、１２）の前記少なくとも１つの導電性領域が各々、それぞれの部分の表面中心の中央に位置しており、
前記第１及び第２の表面（１１、１２）の間にその間で移動するように支持されたプルーフ質量を備え、前記プルーフ質量の少なくとも一部が導電性である加速度センサ。
【請求項２】
前記第１及び第２の表面（１１、１２）は、半径がほぼ同一の略半球形である、請求項１に記載の加速度センサ（１０）。
【請求項３】
前記第１及び第２の表面（１１、１２）はそれぞれの第１及び第２のプレート（１３、１４）に形成され、前記加速度センサ（１０）は、前記プルーフ質量を支持し、前記第１及び第２のプレート（１３、１４）によって支持される屈曲プレートをさらに備える、請求項１または２に記載の加速度センサ（１０）。
【請求項４】
前記第１及び第２の表面（１１、１２）の各々の少なくとも１つの導電性領域は、互いに電気的に絶縁され、前記第１の表面の導電性領域が対向する前記第２の対応表面を有するように配置された複数の導電性領域である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の加速度センサ（１０）。
【請求項５】
複数の導電性領域は各々、４つの導電性領域（４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０、４８０）を備える、請求項４に記載の加速度センサ（１０）。
【請求項６】
前記プルーフ質量は、初期位置では前記第１及び第２の表面（１１、１２）の曲率中心と同心であり、半径は前記第１及び第２の表面（１１、１２）の半径よりも小さい、請求項２に記載の加速度センサ（１０）。
【請求項７】
システムであって、
凹面の第１及び第２の表面（１１、１２）を備え、前記第１の表面は前記第２の表面と対面し、
前記各々の第１及び第２の表面（１１、１２）のそれぞれの部分上の少なくとも１つの導電性領域を備え、
前記第１及び第２の表面（１１、１２）の間にその間で移動するように支持されたプルーフ質量を備え、前記プルーフ質量の少なくとも一部が導電性である加速度センサ（１０）と、
前記第１及び第２の表面（１１、１２）の各々の導電性領域とプルーフ質量の少なくとも一部の導電性領域とに接続され、前記第１及び第２の表面（１１、１２）の各々の導電性領域とプルーフ質量の少なくとも一部の導電性領域との間のキャパシタンスを示すそれぞれの信号を供給するように構成された調整回路とを備えるシステム。
【請求項８】
前記第１及び第２の表面（１１、１２）の各々の少なくとも１つの導電性領域は、それぞれ第１の複数の領域と第２の複数の領域であり、前記第１の複数の領域は各々、前記第２の複数の領域の対応する対向導電性領域を有する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１及び第２の複数の導電性領域は各々４つの導電性領域（４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０、４８０）を含み、それらのそれぞれの部分は各々、前記第１及び第２の表面（１１、１２）のそれぞれの１つの約４分の１である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記調整回路は、第１のセットの導電性領域と対向する第２のセットの導電性領域との第１のキャパシタンス差を示す第１の信号と、第３のセットの導電性領域と対向する第４のセットの導電性領域との第２のキャパシタンス差を示す第２の信号と、第５のセットの導電性領域と対向する第６のセットの導電性領域とのキャパシタンス差を示す第３の信号とを供給する請求項８に記載のシステム。
【請求項１】
加速度センサ（１０）であって、
断面及び表面積がほぼ同一である第１及び第２の凹面の表面（１１、１２）を備え、前記第１の表面が前記第２の表面と対面し、
前記第１及び第２の表面（１１、１２）のそれぞれの上にある少なくとも１つの導電性領域を備え、前記第１及び第２の表面（１１、１２）の前記少なくとも１つの導電性領域が各々、それぞれの部分の表面中心の中央に位置しており、
前記第１及び第２の表面（１１、１２）の間にその間で移動するように支持されたプルーフ質量を備え、前記プルーフ質量の少なくとも一部が導電性である加速度センサ。
【請求項２】
前記第１及び第２の表面（１１、１２）は、半径がほぼ同一の略半球形である、請求項１に記載の加速度センサ（１０）。
【請求項３】
前記第１及び第２の表面（１１、１２）はそれぞれの第１及び第２のプレート（１３、１４）に形成され、前記加速度センサ（１０）は、前記プルーフ質量を支持し、前記第１及び第２のプレート（１３、１４）によって支持される屈曲プレートをさらに備える、請求項１または２に記載の加速度センサ（１０）。
【請求項４】
前記第１及び第２の表面（１１、１２）の各々の少なくとも１つの導電性領域は、互いに電気的に絶縁され、前記第１の表面の導電性領域が対向する前記第２の対応表面を有するように配置された複数の導電性領域である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の加速度センサ（１０）。
【請求項５】
複数の導電性領域は各々、４つの導電性領域（４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０、４８０）を備える、請求項４に記載の加速度センサ（１０）。
【請求項６】
前記プルーフ質量は、初期位置では前記第１及び第２の表面（１１、１２）の曲率中心と同心であり、半径は前記第１及び第２の表面（１１、１２）の半径よりも小さい、請求項２に記載の加速度センサ（１０）。
【請求項７】
システムであって、
凹面の第１及び第２の表面（１１、１２）を備え、前記第１の表面は前記第２の表面と対面し、
前記各々の第１及び第２の表面（１１、１２）のそれぞれの部分上の少なくとも１つの導電性領域を備え、
前記第１及び第２の表面（１１、１２）の間にその間で移動するように支持されたプルーフ質量を備え、前記プルーフ質量の少なくとも一部が導電性である加速度センサ（１０）と、
前記第１及び第２の表面（１１、１２）の各々の導電性領域とプルーフ質量の少なくとも一部の導電性領域とに接続され、前記第１及び第２の表面（１１、１２）の各々の導電性領域とプルーフ質量の少なくとも一部の導電性領域との間のキャパシタンスを示すそれぞれの信号を供給するように構成された調整回路とを備えるシステム。
【請求項８】
前記第１及び第２の表面（１１、１２）の各々の少なくとも１つの導電性領域は、それぞれ第１の複数の領域と第２の複数の領域であり、前記第１の複数の領域は各々、前記第２の複数の領域の対応する対向導電性領域を有する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１及び第２の複数の導電性領域は各々４つの導電性領域（４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０、４８０）を含み、それらのそれぞれの部分は各々、前記第１及び第２の表面（１１、１２）のそれぞれの１つの約４分の１である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記調整回路は、第１のセットの導電性領域と対向する第２のセットの導電性領域との第１のキャパシタンス差を示す第１の信号と、第３のセットの導電性領域と対向する第４のセットの導電性領域との第２のキャパシタンス差を示す第２の信号と、第５のセットの導電性領域と対向する第６のセットの導電性領域とのキャパシタンス差を示す第３の信号とを供給する請求項８に記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−８５４０１（Ｐ２０１０−８５４０１Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１８３５０（Ｐ２００９−２１８３５０）
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
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