JPH02147864A

JPH02147864A - 加速度センサー

Info

Publication number: JPH02147864A
Application number: JP63299414A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Moriyama; 森山　茂則
Original assignee: NIPPON AREFU KK; Nippon Aleph Corp
Current assignee: NIPPON AREFU KK; Nippon Aleph Corp
Priority date: 1988-11-29
Filing date: 1988-11-29
Publication date: 1990-06-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば自動車等のスキッド制御の際に車体の
加速度を検出するための加速度センサーに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、このような加速度センサーとしては、例えば水銀
スイッチを利用した加速度センサーが多く使用されてお
り、例えば第４図に示すように構成されている。

即ち、加速度センサー１は、加速度を検出すべき方向（
例えば、自動車の前後方向）に関して、互いに反対方向
に傾斜して配設された二個の水銀スイッチ２及び３を有
していて、該水銀スイッチ２．３は、その接点部２ａ、
３ａがそれぞれ下側に位置するように配設され、静止状
態では接点部２ａ、３ａの電極間は水銀により導通状態
になっている。

このように構成された加速度センサー１によれば、矢印
Ａで示す前進方向または矢印Ｂで示す後進方向に加速度
が生じた場合には、この加速度により水銀スイッチ２ま
たは３内に封入された水銀が移動し、加速度が一定のレ
ベル、例えば０．０３　Ｇ以上に達したとき上記水銀は
接点部２ａまたは３ａから離隔することになり、接点部
２ａまたは３ａの二つの電極間は非導通になることから
、該接点部２ａまたは３ａのオンオフを適宜の電気回路
等にて処理することにより、前進方向または後進方向の
加速度の検出が行なわれ得る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような構成の加速度センサー１にお
いては、水銀スイッチ２．３の傾斜角度が固定されてい
るので、検出すべき加速度はただ一点であり、従って検
出した加速度による所望の制御動作が一点制御しか設定
できなかった。さらに、水銀に常時通電が行なわれてい
るために、長時間の使用により該水銀や接点部が劣化し
て動作不良を起こし、センサーの寿命も短かいものであ
った。またその加速度の検出動作が水銀のもつ流動性に
基づいていることから、例えば自動車等の振動によって
水銀が揺れることにより、加速度の検出レベルが変動し
または誤動作が生ずることとなり、精確な加速度の検出
を行なうことが困難であった。

本発明は、以上の点に鑑み、高い検出精度が得られると
共に、複数レベルの加速度が検出され得る、加速度セン
サーを提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記目的は、
本発明によれば、加速度を検出すべき方向に関して傾斜
して配設される円筒状の中空部と、この円筒状中空部内
に転動可能に挿入された球体と、上記円筒状中空部の長
手方向中間位置で側壁に対向するように設けられた少な
くとも一組の窓と、この窓の一方から上記円筒状中空部
内を通って他方の窓に達する検出用光路を形成するよう
に各組の窓に備えられたそれぞれ一対の発光部及び受光
部とを具備するように構成した加速度センサーにより達
成される。

この発明によれば、検出すべき方向に加速度が生じてい
ない場合には、円筒状中空部内に挿入された球体は、こ
の円筒状中空部の一番低い位置である一端部に位置する
ことから、いずれの対の発光部から受光部への検出用光
路も球体により遮断されず、従って各発光部から射出し
た光が該円筒状中空部内を通ってそれぞれ受光部に入射
する。

そこで、この受光部からの出力信号を適宜に処理するこ
とにより、上記球体が円筒状中空部の中間位置にはない
こと、即ち本加速度センサーには加速度が生じていない
ことが積出される。

一方、検出方向に加速度が生じた場合には、円筒状中空
部内に挿入された球体に慣性が作用し、この球体がその
加速度に基づいて円筒状中空部の傾斜角度にしたがって
該円筒状中空部内を転動しながら上昇することになる。

したがって、加速度が一定レベル以上である場合には、
該球体が一対の発光部から受光部への検出用光路を遮断
することになって、これにより該受光部には光が入射し
ないことから、同様に該受光部からの出力信号を適宜に
処理することにより、本加速度センサーに一定レベル以
上の加速度が生じていることが検出されることになる。

本加速度センサーにおいては、検出すべき加速度が機械
的及び光学的に検出されるため、長時間の使用によって
加速度の検出精度が変動したり、振動によって誤動作す
るようなことがなく、常に一定の高い検出精度が得られ
ると共に、複数組の発光部及び受光部が備えられている
場合には、複数レベルの加速度が検出され、これによっ
て多点制御が可能になり、より細かい制御動作を行なう
ことができるようになる。

〔実施例〕

以下、図面に示した一実施例に基づいて本発明の詳細な
説明する。

第１図は１１本発明による加速度センサーの−実施例を
示しており、この加速度センサーＩＯは、ケース１１の
内部空間１２が、加速度を検出すべき方向に傾斜する円
筒状に形成されており、その上下端は閉じられている。

この内部空間１２の長手方向に沿った側壁には、複数個
所（図示の場合３個所）で、それぞれ−組の窓１２ａ、
１２ｂ、１２ｃが対向して設けられており、各組の窓１
２ａ、１２ｂ、１２ｃには、それぞれ一対の発光素子１
３ａ、１３ｂ、１３ｃと受光素子１４ａ、１４ｂ、１４
ｃが取り付けられている。ここで、各発光素子１３ａ、
１３ｂ。

１３ｃは、図示しない外部の駆動回路から給電されるこ
とにより、光が対となる受光素子１４ａ。

１４ｂ、１４ｃに向かって射出され、該受光素子１４ａ
、１４ｂ、１４ｃは、光が入射した場合、図示しない処
理回路に信号を出力するようになっている。さらに、内
部空間１２内には、この内部空間１２内を自由に転動し
得るように、鋼球、プラスチック球等の球体１５が挿入
されている。

本発明による加速度センサー１０は以上のように構成さ
れており、次にその作用を説明する。

検出すべき方向に加速度が生じていない場合には、加速
度センサーＩＯの球体１５は重力により内部空間１２の
一番低い位置、即ち一方の端部に位置することとなり、
このとき該球体１５はいずれの対の発光素子１３ａ、１
３ｂ、１３ｃから受光素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃへの
検出用光路も遮断していない、したがって、各受光素子
１４ａ。

１４ｂ、１４ｃは、対向する発光素子１３ａ、　１３ｂ
。

１３ｃから入射した光を受けて、ＬレベルまたはＨレベ
ルの信号を出力することとなり、該受光素子１４ａ、１
４ｂ、１４ｃからの信号を適宜に処理することによって
、いずれの検出用光路も開放状態にあること、即ち該球
体１５が内部空間１２の下端部に位置すること、従って
本加速度センサー１０に加速度が作用していないことが
検出され得る。

ここで、本加速度センサーｌＯに加速度が作用せしめら
れると、第２図に示すように、球体１５は、この加速度
に基づいて慣性が作用することになり、該内部空間１２
の傾斜角度にしたがってその内面を重力に抗して転動し
ながら上昇することになる。

その際、加速度が比較的低い第一の所定レベル、例えば
０．０１Ｃ；以上であるときには、該球体１５が一番下
側の検出用光路、即ち発光素子１３ａ及び受光素子１４
ａによる検出用光路を遮断することになる。これにより
、発光素子１３ａから射出された光は、球体１５の表面
に当たって反射されることになるので、対向する受光素
子１４ａには光が入射せず、従って該受光素子１４ａは
反転してＨレベルまたはＬレベルの信号を出力すること
となり、該信号を適宜に処理することによって、第一の
対の発光素子１３ａ及び受光素子１４ａによる検出用光
路のみが遮断されていること、即ち本加速度センサー１
０には第一のレベル以上の加速度が作用していることが
検出され得る。

同様にして、本加速度センサーＩＯに前記第一のレベル
より高い第二のレベル、例えば０．０６Ｃ以上の加速度
が作用した場合には、下方から二番目の対の発光素子１
３ｂ及び受光素子１４ｂによる検出用光路が球体１５に
より遮断され、これにより受光素子１４ｂの出力のみが
反転することとなる。したがって本加速度センサー１０
には第二のレベル以上の加速度が作用していることが検
出され、また上記第二のレベルよりさらに高い第三のレ
ベル、例えば０．１′Ｇ以上の加速度が作用した場合に
は、全く同様に三番目の対の発光素子１３ｃ及び受光素
子１４ｃによる検出用光路が球体１５、により遮断され
ることとなる。これによって受光素子１４ｃの出力が反
転することから、本加速度センサー１０には第三のレベ
ル以上の加速度が作用していることが検出され得る。

向、検出すべき加速度の検出精度、検出範囲等に対応し
て、内部空間１２の形状１球体１５の直径及び比重等を
任意に決定することによって、例えば内部空間１２の形
状を下方では傾斜角度が小さく、上方へいくに従って傾
斜角度が大きくなるように選定することによって、所望
の検出精度を得ることが可能である。

実際の使用においては、上述のように構成された加速度
センサー１０を第２図に示した従来の加速度センサー１
の場合と同様に、それぞれ前後方向に互いに反対側に傾
斜する二個の本加速度センサー１０を一組にして、前進
方向及び後進方向の加速度を検出することになるが、第
３図に示すように、前進方向の加速度を検出する加速度
センサー１０ａ及び後進方向の加速度を検出する加速度
センサーｔａｂの他に、右進方向の加速度を検出する加
速度センサー１０ｃ及び左進方向の加速度を検出する加
速度センサー１０ｄを設けるようにしてもよい。この場
合、加速度センサー１０Ｃ８１０ｄは、それぞれ点線で
示すように右進及び左進に沿って配設するようにしても
よい。

また、上記実施例においては、内部空間１２の側壁に設
けられた窓１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対して、それぞれ
−個の発光素子１３ａ、１３ｂ。

１３ｃを備えるようにしているが、ただ一つの発光素子
を使用し、該発光素子から射出する光を、光ファイバー
を使用することにより、善意１２ａ。

１２ｂ、１２ｃに導くようにしてもよく、これにより部
品点数が少なくなり、組立コストが低減せしめられ得る
。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、加速度を検出すべき
方向に関して傾斜して配設される円筒状中空部と、該円
筒状中空部内に転動可能に挿入された球体と、該円筒状
中空部の長手方向中間位置で側壁に対向するように設け
られた少なくとも一組の窓と、該窓の一方から上記円筒
状中空部内を通って他方の窓に達する検出用光路を形成
するように各組の窓に備えられたそれぞれ一対の発光部
及び受光部とを含んでいるように、加速度センサーを構
成した。

したがって、検出すべき方向に加速度が生じていない場
合には、円筒状中空部内に挿入された球体が、この円筒
状中空部の一番低い位置である一端部に位置することと
なって、いずれの対の発光部から受光部への検出用光路
も球体により遮断されない、そのため、各発光部から射
出した光は該円筒状中空部内を通ってそれぞれ受光部に
入射し、該受光部からの出力信号を適宜に処理すること
により、該球体が該円筒状中空部の中間位置にはないこ
と、即ち本加速度センサーには加速度が生じていないこ
とが奢灸出されることになる。

また検出方向に加速度が生じた場合には、該円筒状中空
部内に挿入された球体に慣性が作用し、この球体がその
加速度に基づいて円筒状中空部の傾斜角度にしたがって
この円筒状中空部内を転動しながら上昇する。

その際、加速度が一定レベル以上である場合には、球体
が一対の発光部から受光部への検出用光路を遮断するこ
とになって、これにより該受光部には光が入射しないこ
とから、同様に該受光部からの出力信号を適宜に処理す
ることによって、本加速度センサーに一定レベル以上の
加速度が生じていることが検出されることになる。

本加速度センサーにおいては、検出すべき加速度が機械
的及び光学的に検出されるため、長時間の使用によって
加速度の検出精度が変動したり、振動によって誤動作す
るようなことがな（、常に一定の高い検出精度が得られ
ると共に、センサーの長寿命化が達成されることになる
。

さらに、複数組の発光部及び受光部が備えられている場
合には、複数レベルの加速度が検出され得ることになり
、これによって多点制御が可能になり、例えば本加速度
センサーを使用して自動車のスキッド制御を行なうよう
な場合には、複数段階の加速度に対応してより細かい制
御動作を行なうことができるようになり、自動車の走行
安定性及び安全性が向上せしめられることになる。

かくして本発明によれば、高い検出精度が得られると共
に、複数レベルの加速度が検出され得る極めて優れた加
速度センサーが提供され得ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加速度センサーの一実施例を示す
概略断面図、第２図（Ａ）は第１図の実施例の概略側面
図、同図（Ｂ）は検出状態を示す概略側面図、第３図は第１図の加速度センサーの使用例を示す概略図
である。第４図は従来の加速度センサーの一例を示す概略側面図
である。１０．１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ−加速度センサ
ー；　１１・・・ケース；　１２・・・内部空間；１３
ａ、１３ｂ、１３ｃｍ・・発光素子；１４ａ、１４ｂ、
　　１４ｃｍ・・受光素子：１５・・・球体。特許出願人：株式会社日本アレフ代　理　人：弁理士　平　山　−室

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加速度を検出すべき方向に関して傾斜して配設さ
れる円筒状中空部と、該円筒状中空部内に転動可能に挿
入された球体と、上記円筒状中空部の長手方向中間位置
で側壁に対向するように設けられた一組の窓と、該窓の
一方から上記円筒状中空部内を通って他方の窓に達する
検出用光路を形成するようにそれぞれ該窓に備えられた
一対の発光部及び受光部とを含んでいることを特徴とす
る、加速度センサー。
（２）加速度を検出すべき方向に関して傾斜して配設さ
れる円筒状中空部と、該円筒状中空部内に転動可能に挿
入された球体と、上記円筒状中空部の長手方向中間の複
数位置で側壁に対向するように設けられた複数組の窓と
、該窓の一方から上記円筒状中空部内を通って他方の窓
に達する検出用光路を形成するように各組の窓に備えら
れたそれぞれ一対の発光部及び受光部とを含んでいるこ
とを特徴とする加速度センサー。