JPH0224570A - 加速度検出器 - Google Patents

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、車両等の移動体に搭載されてその移動体に加
えられる加速度を検出する加速度検出器に関するもので
ある。

（従来の技術） 移動体が運動するときには、その移動体に種々の大きさ
の加速度が加えられる。この加速度の大きさを検出する
ために、従来から、多くの加速度検出器が使用されてい
る。このような加速度検出器の一つに歪ゲージを用いた
加速度検出器がある。

第７図に示されているように、この加速度検出器Ｏ１は
ケース０２を備えており、このケース０２内には、板ば
ね０３の先端に取り付けられた可動体０４が図の上下方
向に移動可能に設けられている。加速度検出器Ｏ１に加
速度が加えられると、可動体０４が移動し、これに伴い
板ばね０３が湾曲する。板ばね０３の一方の面には歪ゲ
ージ０５が取り付けられており、この歪ゲージ０５は板
ばね０３の湾曲により歪信号を発生ずる。この歪信号は
出力コード０６を介して外部の増幅器０７に送られ、こ
の増幅器０７によって増幅されて、可動体０４に加えら
れた加速度の大きさに変換される。

この加速度検出器０１によれば、移動体に加えられる加
速度をアナログ的に検出することができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら５このような加速度検出器０１においては
、歪ゲージ０５を用いているので、増幅器０７は高感度
のものとしなければならない、また、歪ゲージ０５は周
囲温度によってその特性が変化するという温度ドリフト
の問題があり、その温度補償のために、加速度検出器０
１は高価で大型なものとなってしまうという問題点を有
し７てした。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、その目的は周囲温度に影響され難く、しかも小型で安
価な加速度検出器を得ることである。

（課題を解決するための手段） ＠述の課題を解決するために１本発明は、少なくとも下
端部に所定長さの磁石を具備し、加速度が生じたときに
回動軸回りに振子運動を行う振子と、前記磁石の軌道に
近接して配設され、前記振子が振子運動を行うとき前記
磁石によって順次作動される複数個のリードスイッチと
を備えている。

そして、前記磁石をその長さ方向が前記回動軸に対して
所定の角度傾斜するようにして配置し、また前記複数個
のリードスイッチをそれぞれ前記回動軸とほぼ平行にか
つ連続的に配設している。

請求項２の発明は、更に前記振子を平板状の扇形形状に
形成し、前記磁石の下端面を円弧面としている。

請求項３の発明は、前記振子に更に重りを併設している
。

（作用） このように構成された本発明の加速度検出器は、振子に
加速度が加えられると、振子がその加速度の大きさに応
じて振子運動を行う、複数個のリードスイッチは振子が
回動するにつれて磁石の磁界によりその磁石に最も近い
リードスイッチから順にオンとな−ってディジタル信号
を出力するようになる。その場合、オン状態となる、す
なわちディジタル信号を出力するり−ドスイッヂの組合
せが振子の回動角に応じて変化する。したがって、加速
度検出器は各リードスイッチが出力するディジタル信号
を全体として準アナログ的に把握して加速度を検出する
ようになる。

また、請求項２の発明は、磁石の下端面が円弧面とされ
ているので、一つのリードスイッチに対する磁石の磁界
の強さはそのリードスイッチの感磁領域を振子が回動す
る間はとんど変化し７なくほぼ一定である。

更に、請求項３の発明は、振子の重量が増大するので、
振子はその回転駆動力が大きくなって滑らかな安定した
回動を行うようになる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１〜４図は本発明による加速度検出器の一実施例を示
し、第１図はこの実施例の垂直断面図、第２図はこの実
施例に用いられる振子の正面図、第３図は第１図のＩＩ
Ｉ　−ＩＨ線に沿う断面図、および第４図はこの実施例
に用いられる複数個のリードスイッチの電気接続回路図
である。

第１図に示されているように、加速度検出器】はケース
２を備えている。このケース２内に振子３が回動軸４に
よりこの回動軸４を中心としてＸおよびＹ方向に回動可
能に取り付けられている。

第２図に示されているように、振子３は平板状の磁石に
よって形成され、下端部に向かって広がる扇形形状とさ
れている。第３図に示されているように、この振子３は
扇形を形成する垂直面が回動軸４と所定の角度αをなし
て交差するように配設される。この角度ａは、０°〈α
〈９０°の範囲に設定される。

また、ケース２の底には、支持台５が固設されており、
この支持台５の上に基板６が固定されている。基板６の
上には、スイッチ体７が振子３の下端円弧面３ａに所定
の間隔を置いて対向するようにして設けられている。第
３図から明らかなように、このスイッチ体７は、振子３
の中立位置、すなわち回動軸４の中心の直下の位置から
Ｘ方向側に配設された４個のリードスイッチ７ａ７ｂ、
７ｃ、７ｄとＹ方向に配設された４個のリードスイッチ
７ａ’、７ｂ′、７ｃ゛、７ｄ′とから構成されている
。これらのリードスイッチ７ａ〜７ｄおよび７ａ′〜７
ｄ’はそれぞれ振子３の振子運動の方向にかつその振子
３の軌道に近接して連続的に配置されている。

第４図に示されているように、各リードスイッチ７ａ〜
７ｄおよび７ａ’〜７ｄ゛はそれぞれその一端が接地さ
れているとともに、その他端はコンビ二一夕等の電子装
置部８の対応する入力端子８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄおよ
び８ａ、８ｂ８ｃ’、８ｄ’に接続されている。

次に、この実施例の作用について説明する。

加速度検出器ｌは移動体に回動軸４がその移動方向Ａに
直交するようにして取り付けられる。

移動体が移動開始する時あるいは移動中に増速する時に
は、移動体に正の加速度が加えられ、この加速度はケー
ス２および回動軸４に伝えられる。このため、振子３は
第１図においてＸ方向に回動する。その場合、振子３の
回動角θは発生した加速度の大きさに比例している。

第５図に示されているように、振子３の回動角θがθ置
こなると、振子３の中立位置に最も近いリードスイッチ
７ａは磁石の磁界の強さが大きくなるのでオンとなる。

したがって、リードスイッチ７ａは電子装置部８の入力
端子８ａにディジタル信号を出力する。振子３の回動角
θがθ２になると、隣りのリードスイッチ７ｂが同様に
オンとなり、リードスイッチ７ｂは電子装置部８の入力
端子８ｂにディジタル信号を出力する。この結果、この
時点から２個のリードスイッチ７ａ。

７ｂがオン状態となる。

更に、振子３の回動角θがθ、になると、リードスイッ
チ７ａがオフとなるとともに、リードスイッチ７ｃがオ
ンと、なる、したがって、リードスイッチ７ａが電子装
置部８に信号を出力しなくなるのに対して、リードスイ
ッチ７Ｃが電子装置部８の入力端子８Ｃに信号を出力す
るようになる。

この結果、リードスイッチ７ｂと７０とがオン状態とな
っている。

振子３が更に回動して、回動角θが０４になると、リー
ドスイッチ７ｂがオフとなるとともに、リードスイッチ
７ｄがオンとなる。したがって、リードスイッチ７ｂが
信号を出力しなくなるのに対し、リードスイッチ７ｄが
信号を出力するようになる。この結果、２個のリードス
イッチ７ｃ。

７ｄがオン状態となっている。

加速度が大きいため回動角θが０５になると、リードス
イッチ７Ｃがオフとなり、リードスイッチ７Ｇは電子装
置部８に信号を出力しなくなる。

このときには、リードスイッチ７ｄのみがオン状態とな
っている。

回動角θがθ、になると、リードスイッチ７ｄがオフと
なり、リードスイッチ７ｄは電子装置部８に信号を出力
しなくなる。シ゛たがって、このときには、すべてのリ
ードスイッチ７８〜７ｂがオフ状態となる。その場合、
振子３の下端面が円弧面となっているので、一つのリー
ドスイッチに対する磁石の磁界の強さはそのリードスイ
ッチの感磁領域を振子３が回動する間はぼ一定となる。

振子３の回動角θに対する各リードスイッチ７ａ〜７ｄ
のオン・オフ状態をを表にまとめると、表１のようにな
る。

表１から明らかなように、オン状態となるリードスイッ
チＬＳは、例えば回動角θが０２では７ａと７ｂ、θ□
では°７ｂと７ｃ、θ４では７ｃと７ｄであるように、
振子３の回動角θの大きさ、すなわち加速度の大きさに
応じて、オン状態となるリードスイッチ７ａ〜７ｄの組
合せが変化する。

電子装置部８は各リードスイッチ７ａ〜７ｄかものディ
ジタル信号のオン・オフ情報に基づいて表１．振子の回
動角　に対する　リードスイッチの　ね　オフ　状態オ
ン状態となっているリードスイッチの組合せを判別し、
この判別結果に基づいて移動体に加えられた加速度の大
きさを把握する。その場合、リードスイッチ７ａ〜７ｄ
から出力される信号がディジタル信号であるにもかかわ
らず、加速度の大きさに応じてオン状態となるリードス
イッチの組合せが変化するので、電子装置部８は加速度
の大きさを準アナログ的に把握するようになる。

また、移動体が六方向に移動中に減速すると、その移動
体には負の加速度、すなわち減速度が加えられる。この
減速度は回動軸４を介して振子３に伝えられるので、振
子３はＹ方向に回動する。

その場合、振子３の回動角θは発生した減速度の大きさ
に比例している。なお、この場合には、振子３がＸ方向
とは逆方向に回動することになるが、以下の説明におい
ては、振子３の回動角θの値は絶対値で表わすものとす
る。

第５図に示されているように、振子３の回動角θがＯＩ
になると、振子３の中立位置に最も近いリードスイッチ
７ａ’は磁石の磁界の強さが大きくなるのでオンとなる
。したがって、リードスイッチ７ａ’は電子装置部８の
入力端子８ａ’に信号を出力する。振子３の回動角θが
０２になると、隣りのリードスイッチ７ｂ’が同様にオ
ンとなり、リードスイッチ７ｂ’は電子装置部８の入力
端子８ｂ’に信号を出力する。この結果、このときから
２個のリードスイッチ７ａ’、７ｂ゛がオン状態となる
。

更に、振子３の回動角θがθ、になると、リードスイッ
チ７ａ’がオフとなるとともに、リードスイッチ７Ｃ’
がオンとなる。したがって、リードスイッチ７ａ’が電
子装置部８に信号を出力しなくなるのに対して、リード
スイッチ７Ｃ’が電子装置部８の入力端子８ｃ’に信号
を出力する。

この結果、この時点から２個のリードスイッチ７ｂ’、
７ｃ’がオン状態となる。

振子３が更に回動して回動角θが０４になると、リード
スイッチ７ｂ′がオフとなるとともに、リードスイッチ
７ｄ′がオンとなる。したがって、リードスイッチ７ｂ
’が電子装置部８に信号を出力しなくなるのに対して、
リードスイッチ７ｄ′が信号を出力する。このときには
、２個のリードスイッチ７ｃ’、７ｄ’がオン状態とな
る。

更に回動角θがθ、になると、リードスイッチ７０′が
オフとなり、リードスイッチ７ｃ′は電子装置部８に信
号を出力しなくなる。このときには、リードスイッチ７
ｄ′のみがオン状態となりている。

更に回動角θが０６になると、リードスイッチ７ｄ　が
オフとなり、リードスイッチ７ｄは電子装置部８に信号
を出力しなくなる。したがって、このときには、すべて
のリードスイッチ７ａ’〜７ｂ’がオフ状態となる。

振子３０回動角θに対する各リードスイッチ７ａ’〜７
ｄ゛のオン・オフ状態を表にまとめ表２　振子の回動角
　に対する　リードスイッチの　オン・オフ　状！島る
と、表２のようになる。

表２から明らかなように、オン状態となるリードスイッ
チＬＳは、例えば回動角θがθ２では７ａ’と７ｂ′、
θ、では７ｂ’と７ｃ’、θ４では７ｃ’と７ｄ′であ
るように、振子３の回動角θの大きさ、すなわち加速度
の大きさに応じて、オン状態となるリードスイッチ７ａ
’〜７ｄ’の組合せが変化する。

電子装置部８は各リードスイッチ７ａ′〜７ｄ’からの
オン・オフ信号の情報に基づいてオン状態となっている
リードスイッチの組合せを判別し、この判別結果に基づ
いて移動体に加えられた加速度の大きさを把握する。こ
の場合にも、リードスイッチ７ａ’〜７ｄ’から出力さ
れる信号がディジタル信号であるにもかかわらず、減速
度の大きさに応じてオン状態となるリードスイッチの組
合せが変化するので、電子装置部８は加速度の大きさを
準アナログ的に把握するようになる。

第６図は本発明による加速度検出器の他の実施例を示す
垂直断面図である。

なお、前述の実施例と対応する構成要素には同じ符号を
付すことにより、その詳細な説明は省略する。

第６図に示されているように、この実施例においては、
支持台５′はその上面が振子３の振子運動の方向に５す
なわち回動軸４と直交する方向に所定角傾斜するように
して形成されている。したがって、スイッチ体７も同方
向に同角度傾斜して配設されている。

このように、スイッチ体７を傾斜して配置するようにす
れば、その傾斜角を適宜決定することにより、リードス
イッチ７ａ〜７ｄおよび７ａ’〜７ｄ′の動作点を任意
に調整して設定することができるようになる。

この実施例の作用は前述の実施例とほぼ同じであるので
、その説明は省略する。

なお、前述の二つの実施例においては、いずれもリード
スイッチ７ａ〜７ｄ、７ａ′〜７ｄ’をそれぞれＸ方向
に４個およびＹ方向に４個設けるものとしているが、本
発明はこれに限定されるものではなく、これらリードス
イッチをこれよりも多くあるいはこれよりも少なく設け
るようにしてもよい、その場合、リードスイッチの数が
多くなるにつれて振子３と回動軸４とのなす角度αを大
きくなるように設定する。このようにすれば、加速度検
出器ｌはよりアナログ的に加速度の大きさを把握するこ
とができるようになる。

また、振子３は例えばタングステン−銅合金やｐｂ重合
金の重合金を必要に応じて複合することにより形成する
こともできる。これにより、振子３の重量が大きくなる
ので振子３の駆動力が大きくなる。ところで、振子３と
リードスイッチ７ａ〜７ｄ、７ａ’〜７ｄ’との間に磁
界による吸引力が作用しており、振子３の駆動力が小さ
い場合、この吸引力によって振子３が加速度の大きさに
比例することなく途中で止まってしまうことがある。そ
こで、このように振子３の駆動力を大きくすれば、振子
３は滑らかな安定した振子運動を行うことができるよう
になる。なお、単に振子３に重りを付けるようにしても
よい。

更に、前述の実施例では振子３を磁石で形成するように
しているが、振子３の下端部のみを磁石で形成し、他の
部分を磁石以外の部材で形成することもできる。

更に、振子３の上部と下部とを所定角根ることにより振
子３を形成することもできる。このようにすれば、振子
３を回動軸４に傾斜させて支持させる必要がないので、
振子３の回動軸４への支持はより簡単になる。しかし、
この場合には、振子３を捩る工程が必要となるので工数
が多くなり、コストも若干高くなる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明による加速度検
出器は、少なくとも下端部が所定長さの磁石とされた振
子を、その磁石の長さ方向が回動軸に対して所定の角度
傾斜するようにして配置するとともに、複数個のリード
スイッチをそれぞれ前記回動軸とほぼ平行にかつ連続的
に配設しているので、複数個のリードスイッチは振子が
回動するにつれて磁石に最も近いリードスイッチから順
にオンとなってディジタル信号を出力するようになる。

その場合、振子の回動角、すなわち加速度の大きさに応
じてオン状態となるリードスイッチの組合せが変化する
。したがって、加速度検出器は複数のリードスイッチの
ディジタル信号を全体として準アナログ的に捉えること
ができるようになり、加速度の時間的変化をディジタル
信号を用いて簡単に検出することが可能となる。

また、リードスイッチを用いているので、周囲温度に注
意を払う必要がなくなるばかりでなく、従来のような高
感度の増幅器を必要としなくなる。したがって、加速度
検出器を高精度であり、しかも小型で低価格の検出器と
することができる。

更に、請求項２の発明は、振子の下端面を円弧面として
いるので、振子がリードスイッチの感磁領域を回動する
間そのリードスイッチに対する磁界の強さはほぼ一定と
なる。したがって、リードスイッチを安定して作動させ
ることが可能となる。

更に、請求項３の発明は、振子に重りを併設しているの
で、振子の回転駆動力が大きくなる。したがって、振子
は滑らかに安定して回動するようになり、加速度検出器
はより正確に加速度を検出することができるものとなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加速度検出器の一実施例を示す垂
直断面図、第２図はこの実施例に用いられている振子の
正面図、第３図は第１図におけるＩＩ＋−■Ｉ線に沿う
概略断面図、第４図はリードスイッチの電気的接続回路
図、第５図はこの実施例の作用を説明する説明図、第６
図は本発明による加速度検出器の他の実施例を示す第１
図と同様の垂直断面図、第７図は従来の加速度検出器を
示す垂直断面図である。 ｌ・・・加速度検出器　　　　３・・・振子４・・・回
動軸 ７ａ、７ｂ、７ｃ、Ｔｄ−・・リードスイッチ？ａ’　
、　７ｂ’　、７ｃ′、　７ｄ’−リードスイッチ第 図 Ａ 第２図 第 図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）．少なくとも下端部が所定長さの磁石とされ、加
   速度が生じたときに回動軸回りに振子運動を行う振子と
   、この振子が振子運動を行うとき前記磁石の軌道に近接
   して配設され、前記磁石によって順次作動される複数個
   のリードスイッチとを備え、 前記磁石はその長さ方向が前記回動軸に対して所定の角
   度傾斜するようにして配置され、 前記複数個のリードスイッチは、それぞれ前記回動軸と
   ほぼ平行にかつ連続的に配設されていることを特徴とす
   る加速度検出器。
2. （２）．前記振子は平板状の扇形形状に形成されていて
   、前記磁石の下端面が円弧面とされていることを特徴と
   する請求項１記載の加速度検出器。
3. （３）．前記振子には更に重りが併設されていることを
   特徴とする請求項１または２記載の加速度検出器。