JPH0236361A

JPH0236361A - 加速度センサ

Info

Publication number: JPH0236361A
Application number: JP1145558A
Authority: JP
Inventors: Manfred Sondergeld; マンフレット・ソンデルゲルト; Claus Wissig; クラウス・ヴィッシグ
Original assignee: Gebrueder Schmidt Fabrik fuer Feinmechanik GmbH and Co KG
Current assignee: Gebrueder Schmidt Fabrik fuer Feinmechanik GmbH and Co KG
Priority date: 1988-06-10
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1990-02-06
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: DE3819759C1; DE58905737D1; US5013909A; EP0345722A2; JPH0648276B2; EP0345722A3; EP0345722B1

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】本発明は、加速度センサであって、光軸上で互いに対向
配設された投光器及び受光器と光軸を中心に回転対称な
可傾部品とを備え、可傾部品が第一動作位置のとき光軸
と同軸に配設され、且つ光軸と同軸な通し孔を有し、光
線が投光器から通し孔を通って受光器に達し、更に第一
動作位置のとき可傾部品を光軸方向に所定の力で接触面
上で保持する保持手段と案内手段とを備え、所定の力を
克服して光軸に垂直な１方向で可傾部品に加速度が作用
するとき前記案内手段は光軸から距離を置いて配設した
支点を中心に可傾部品が第二動作位置に限定傾頭運動す
るのを可能とし、通し孔が傾頭して光線の進路から外れ
、光軸方向に可傾部品を持ち一ヒげるのに必要な引離加
速度と、支点を中心とした可傾部品の傾頭に必要な傾頭
加速度との比が１より大き（なるよう、可傾部品の立体
的質量分布を構成し且つその重心を支点に対］〜相対的
に位置決めしたものに関する。

冒頭述べた種類の加速度センサがドイツ特許公開明細書
節３５　４０　９４７号により知られている。

該当する種類の加速度センサは例えば自動車において、
所定の加速度限界値を超えたことを検知して電気信す・
の形で通報するのに使用される３、これはなかんずく自
動車のｌ安全シスデｔ、にと−）で興味があり、そこで
は自動車が障害物に衝突１７又は、危険な原因によって
、通常の走行方向・ｋは異なる異常な走行運動を行うと
安全機能が作動する。安全機能とは例えばハザードウオ
ーニングフラッシャが投入され、車両ドアがセントラル
ロックされ、ロールベーが外れ、又は燃料の供給が中断
される等の点にある。それ故かかる目的に使用するセン
サは特定の加速度限界値を超えたことを検知するだけで
よいが、但し、路面に平行な平面上の、又はそこに顕著
なベクトル成分を有するあらゆる加速度について全周特
性でもってこれが可能でなければならない。

この目的に使用される周知の加速度センサではサイズモ
質量が測定系内で保持力により保持される。この保持力
とサイズモ質量は、所定の加速度限界値に達するとサイ
ズモ質量の加える慣性力が保持力を上まわるよう寸法設
計しである。サイズモ質量は次に特定の変位を完全に測
定し、こうして電気信号を解除することができ、この信
号を利用して次に安全系が作動させられる。センサによ
り発生した信号は例えば短時間発生する外乱信号を抑制
するため処理回路において処理することが知られている
。

ドイツ特許明細書箱３０　２２　８７８号により周知の
加速度限界スイッチでは強磁性体からなる球形慣性体が
永久磁石により静止位置で保持される。この球形慣性体
はセンサの空隙内にあり、所定の加速度限界値を超えな
いかぎり永久磁石の保持力により静止位置で保持される
。

この周知センサでは永久磁石が管状の強磁性磁気帰路鍋
体内で保持してあり、磁気晶路鍋体はＦ側の自由開口で
もって球形慣性体を保持する。慣性体を収容した空隙の
上側境界面を隔膜が形成し、隔膜は空隙から離れた側に
スイッチ素子を世持し。

ている。

この周知加速度センサが所定限界値より大きな加速度を
受けると球形慣性体は永久磁石の保持力を克服して管状
磁気帰路鍋体から持ち上がり、制御不能な形で、空隙の
側面を取り囲んだ案内壁に沿って上方に転動する。慣性
体に作用する加速度が十分に大きい場合慣性体は転勤路
上で相対向した隔膜に突接し、加速度が十分に高いと隔
膜が進出してスイッチ素子を操作する。

従ってこの周知加速度センサはここで興味のある用途に
とって望ましい顕著な全周特性を有してはいるが、しか
し他方これには幾つか特徴的欠点がある。

周知加速度センサの欠点としてなかんずく球状慣性体の
軌跡運動が不定である。加速度分布の偶然的外乱により
、希望する軌跡最短区間から外れ、その結果球形慣性体
はそれに顕著な運動口モーメントにより例えば螺旋形軌
跡を描くこともある。

このことから切換閾値がかつてに変化するが、それは周
知加速度センサ構造の場合加速度限界値に関し、スイッ
チ素子が丁度（なお）解除されることになる明確な判定
基準を定義することができないからである。それ故周知
加速度センサにおいて危険な状態を見過ごしてしまうの
を防止するため、切換閾値はセンサがどの場合にもなお
応答するまで低減しなければならない。しかしこのこと
から他方で望ましくない誤通知を生じることになる。

なぜなら加速度分布が格別不都合な場合、限界状態を示
していない低い加速度値でも解除を既に惹き起こすこと
があるからである。

周知加速度センサの欠点として更に垂直方向の加速力も
解除を惹き起こすことがある。しかしこの所謂Ｚ感度は
自動車乗員安全システムの場合格別障害となる。なぜな
ら垂直方向の著しい加速値は経験によれば例えばエンジ
ンフード又はトランクリッドを強く閉じただけでも、又
自動車が高速で凸凹、例えば道路の穴、起伏又は縁石を
乗り超えた場合にも発生することがあるからである。

更にこの周知加速度センサでは欠点として切換接点が電
気機械式に構成してあり、自動車ボードの厳しい条件の
下で長期有用性をいつでも確保できるのではない。

最後に、周知センサの電気機械構造から、解除を行う球
状慣性体が切換接点内に衝突過程を惹き起こすことがあ
る。

前述の周知加速度センサをドイツ特許明細書箱３４　０
２　３８７号に記載しであるように改良する場合にも同
様のことが当てはまる。この改良態様では機械的接点に
なお光電バリヤが補足してあり、このバリヤは球の受座
と交差して水平に延びた穴により形成される。球の下部
が受座に載ると光電バリヤが遮断され、球が持ち上がる
とバリヤが開放される。周知加速度センサのこの改良態
様では更に、主に円錐形の法用出口室内にリブが母線に
沿って設けてあり、このリブは室の円錐形表面上で球の
旋回運動を防止する。

この措置で再現性を一層高めることができるのではある
が、ドイツ特許明細書箱３４　０２　３８７号に記載の
実施態様はもはや全指向性ではない。

なぜなら前記リブは球の運動を実質的に、互いに直交し
た作か４つの半径方向でのみ許すからである。更に、リ
ブが設けであることから、球はリブの下端点間を往復動
するときリブの下端より下で発振運動を起こすことがあ
る。

それに対し、冒頭指摘したドイツ特許公開明細書節３５
　４０　９４７号に記載されたように加速度センサを形
成すると、前記先行技術の数多くの欠点を取り除くこと
ができる。そこに記載された加速度センサは利点として
案内手段により可傾部品が１つの定義された傾頭運動の
み可能であり、しかも実質的に自動車の垂直軸と一致し
た主軸に垂直な〜β面でのみ可能であり、センサが応答
しなけれ°ばならない水平方向の加速度を厳密に定義す
ることができる。

更に、投光器、受光器及び切換可能な透過要素を有する
通し孔の形の光電バリヤを使用すると、ここでもあらゆ
る電気機械式切換要素が無用となり、従って冒頭述べた
加速度センサは自動車ボードで長期間使用しても機能を
維持する利点がある。

それにも拘らずこの冒頭述べた加速度センサもなお顕著
なＺ感度を示す欠点を有する。つまり可傾部品の希望す
る傾頭運動により可傾部品は垂直軸上に一定の遊びを有
して配設しなければならない。さもないと傾頭運動を行
うことができないからである。しかし他方でこのことは
、垂直方向の加速度値が大きいとき、やはり垂直方向に
働く付着力を可傾部品が少なくとも短時間でも克服する
ことができ又この瞬問には可傾部品を第二の動作位置に
移動させるのに水平方向の加速度は小さな値でも問に合
うことを意味する。この危険は実用上きわめて重要でも
ある。なぜなら、自動車の実用走行のとき現れる実際の
加速度過程のとき、例えば自動車が縁石に突接し又これ
により同時に水平方向で制動され且つ垂直方向で一時的
に下方に加速される場合、ベクトル分力を釘する加速度
があらゆる空間方向に常に現れるからである。

ドイツ特許公開明細書箱３５　４０　９４７号により周
知のこの加速度センサでは、傾頭加速度を０．４ｇ〜４
ｇ間で変えることができるよう、即ちＺ方向での引離加
速度、つまり１ｇの傾頭加速度に対する比が２．５〜０
．２５となるよう重心の位置を調節するようになってい
る。但し、周知加速度センサでは２方向で働くのが千カ
だけであり、つまり引離加速度が常に１ｇに等しいので
加速度比の範囲は限定されている。

ドイツ特許公開明細書箱３５　４０　９４７号により周
知の加速度センサを自動車に使用し、加速度センサの軸
線を垂線と一致させると、軸線上での可傾部品の重心位
置は可傾部品をやはり軸線方向で持ち上げるのに必要な
軸線方向での加速度値に影響しない。他方、軸線−ヒで
の重心位置は可傾部品の傾頭に必要な傾頭モーメントに
大きく影響する。なぜなら可傾部品のサイズモ質量が支
点に対し相対的に働（際の中心となるレバーアームを定
義するのは軸線上での重心位置であるからである。つま
り可傾部品の重心を比較的高くすると、希望する傾頭モ
ーメントは可傾部品の僅かな質量で既に達成することが
できる。このことから他方で引離加速度が高まる。なぜ
なら質量を低減すると加速度は一定した保持力を克服す
るため大きくならなければならないからである。だがま
た選択的に又は付加的に有利な仕方で、傾頭モーメント
値に影響を及ぼすことなく、保持力も高めることができ
る。従ってこのことは全体として、傾頭モーメントを一
定に保って引離加速度を垂直方向で著しく高めることが
でき、その結果、揚起した可傾部品の傾頭でもって前述
の誤解除を確実に排除できることを意味する。

ドイツ特許公開明細書箱３５　４０　９４７号により周
知の加速度センサでは更に解除時点における傾頭挙動が
十分に定義されていない欠点がある。つまり可傾部品は
細い円環面を有する接触面上に直立し、接触面は周辺部
で保持され、しかも装入部品により保持され、装入部品
は可傾部品の周面を下から密に四棒し且つ−Ｌ部は円錐
形に開口しており、可傾部品はこの円錐形穴のなかで横
方向に傾頭進出することができる。

このことは他方で、可傾部品が応答時点に接触面上に点
状に、つまり丁度接触面平面上にある１点で直立してい
るにすぎず、この点を中心に可傾部品はその外周面が傾
頭する。このことの欠点として、加速度分力がさまざま
な座標方向においてセンサに作用する実際の条件のもと
では可傾部品がきりもみ状態に陥り、即ち一次的傾頭方
向から付加的になお横方向に傾頭進出することがある。

可傾部品の定義された応答挙動にとってこれが不利であ
ることは明白である。

最後に、優先権の古い但し先行公開されなかったドイツ
特許明細書箱３７　２５　７５８号により、冒頭述べた
種類の加速度センサを改良し、接触面と可傾部品下面と
の問に半径方向外向きに開口した環状隙間を設け、更に
磁気取付具を設けることが知られている。こうして可傾
部品が横方向に傾頭進出するとき「スナップ族め効果」
が得られる。この場合つまり環状隙間が片側では閉じ、
反対側では開口し、物理法則に基づき吸引力が、閉じる
方の環状隙間の範囲では、開口する方の環状隙間の範囲
で吸引力が低下するよりも大きく増加する。

しかしながらこの加速度センサでも、可傾部品が差し当
たり接触面上にやはり点状に、つまり中央の平らな接触
範囲から半径方向に開口した環状隙問に移行する周辺部
の１点で直立しているので、応答時点における傾頭挙動
が十分に定義されていない。

そこで本発明は、冒頭指摘した種類のセンサを改良し、
Ｚ感度を一層低減し、正確に定義された切換挙動、従っ
てセンサの一層確実且つ信頼できる解除を達成し、誤解
除を一層低減できるようにすることを目的とする。

この目的が本発明によれば、可傾部品が半径方向に突出
した鍔を備え、その円周縁が接触面から垂直方向に距離
を有し且つ支点の場所であり、可傾部品が強磁性体から
なり、保持手段が軸方向に磁化した磁石を有し、可傾部
品が第一動作位置のときこの磁石に載ることにより達成
される。

この措置の利点として、可傾部品は接触面より上で垂直
に配設された支点を中心に回転するので、差し当たり解
除時点における傾頭挙動がはるかに良好に定義される。

つまり傾頭モーメントは専ら重心と支点との垂直方向距
離から計算することができ、この支点はつまり加速度が
水平方向に働くとき可傾部品の当接点であり、それ故傾
頭運動の開始に責任がある。次に傾頭運動が始まると可
傾部品は２点で案内され、つまり一方で既に触れた支点
で案内され、この支点はケーシングの取り囲む壁体を滑
り落ちる一方、可傾部品接触面の周辺点は半径方向内向
きに滑る。傾頭する可傾部品を垂直平面上にある２点で
このように案内する利点として可傾部品はこの垂直平面
上でのみ傾頭し、横方向に滑り出ることがない。

更に、磁気取付具という周知の措置は垂直方向保持ツノ
を広い限界内で調整することができ、２方向における引
離加速度が自然の重力により制限されない利点を有する
。

可傾部品が概ね円筒形の頭部を備え、頭部の下部が、半
径方向に突出した鍔に移行し、更に頭部の下面に旋削溝
を設けた本発明加速度センサの好ましい１構成において
、好ましくは、頭部を重心より下側で先細に形成しであ
る。

この措置の利点として、旋削溝を頭部内にまで上に延ば
して形成することにより、重心位置を支点に対し相対的
に希望どおり高くすることができる。旋削溝をそれが重
心自体の軸方向位置まで達するよう寸法付与すると、こ
のことは可傾部品の全高が限定されている場合重心位置
の最適化という利点が得られる。つまり旋削溝を上方に
過度に延ばすと、可傾部品の質量が旋削溝より上では、
頭部の基部及び旋削溝境界壁の質量に対し徐々に小さく
なり、最後に旋削溝を上方に更に大きくすると重心位置
が再び逆転し、重心は下方に降下する。ここで本提案措
置により最適化が実現される。

上記実施例の別の好ましい１構成では鍔が円周くぼみを
備えている。

この措置も利点として頭部基部の質伍分が一層低減し、
こうして重心位置が軸方向で一層高くなる。

更に、可傾部品と磁石との問に所定の厚さの非磁性座金
を配設すると格別好ましい。

この措置の利点として、一方で座金を設けることにより
可傾部品基部用に平らな接触面を生成することができる
。つまりここで問題となる種類の通常の磁石、特にフェ
ライトは表面が比較的粗いという性質を有し、磁石での
可傾部品の付着挙動は可傾部品が例えばフェライトの凸
凹表面に接触している正確な位置に依存するので、この
付着挙動を正確に再現可能に調整することはできない。

しかし可傾部品と磁石との問に非磁性座金を設けるとな
お別の利点として、座金の厚さに対する付着力の依存は
座金が厚くなればなるほど危険でなくなる。確かに、こ
うして付着力の絶対値も低減するのではあるが、しかし
このことはここで問題となる大きさの磁石では磁石を適
宜に選択することで問題なく補償することができる。非
磁性座金により形成される比較的大きな空隙はしかし指
摘した理由から、座金が厚いとき製造変動が危険でない
という利点を有する。

その他の利点は明細書及び思付した図面から明らかとな
る。

上記特徴及び以下なお説明する特徴は勿論その都度挙げ
た組合せにおいてだけでなく、本発明の枠から逸脱する
ことなく別の組合せや単独でも適用することができる。

本発明の実施例を図面に示し、以下詳しく説明する。

第１，２図において１０は自動車の受動的乗員安全シス
テムに使用される加速度センサの全体である。座標系１
１が加速度センサ１０の取付状態を示す。加速度センサ
１０はその主軸が座標系１１の、垂直に一致したＺ軸方
向に配設しである。

加速度センサ１０は、水平面上、即ち座標系１１のｘ／
ｙ平面上に主要分力がある加速度限界値を検知し通報す
るのに役立つ。

加速度センサ１０は蓋部１５、保持部１６及び１＝部１
７を有し、これらの部材は好ましくは合成樹脂射出成形
品からなり、軸方向で互いに嵌合して固着することがで
きる。

蓋部１５が第一の空洞１８を取り囲み、この空洞内に保
持部１６の第一円筒形延長部１９が２方向に突出してい
る。第一円筒形延長部１９は上面の中央に投光器用、好
ましくは発光ダイオード（ＬＥＤ）２１用取付具２０を
有する。発光ダイオード２１は周知の端子２２を備えて
いる。この発光ダイオード２１はその発光側が真下に、
第一円筒形延長部１９により取り囲まれた第二空洞２５
内を向くよう位置決めしである。発光ダイオード２１は
２方向に光線２６を放射する。

第二空洞２５が上側範囲に第一円筒壁２７を備え、この
壁に下側で続いた円錐壁２８は下側がやはり第二の縮径
円筒壁２９に移行している。第二円筒壁２９が止り穴の
壁面を形成し、この穴にトーラス形永久磁石３０が嵌入
しである。この永久磁石３０はＺ軸方向に磁化され、上
面は所定厚の座金３１で施蓋しである。

トーラス形永久磁石３０の中央穴に保持部１６の第二円
筒形延長部３５が通しである。第二円筒形延長部３５は
軸方同大３６を備えている。保持部１６の下面に１個の
受光素子３７、例えばホトトランジスタ又はホトダイオ
ードが配設しである。

受光素子３７の端子３８は、下から保持部１６に嵌入し
たプリント配線板３９に接続しである。プリント配線板
３９は別の電子部品４０、例えば、発光ダイオード２１
及び受光素子３７用及びこれらにより発生した信号用に
給電ユニット、増幅ユニット又は評価ユニットを担持し
ている。

第二空洞２５内で座金３１の上に強磁性体からなる可傾
コーンがあり、これは回転対称に形成され、全体に符号
４５としである。

可傾コーン４５が上側範囲に充実頭部４６を有し、該頭
部には中央穴４７が穿孔しであるだけである。可傾コー
ン４５は下部が円周鍔４８に移行し、鍔４８より下では
環状基部４９に移行している。

可傾コーン４５が水平面上に僅かな遊隙のみ有して移動
できるよう、鍔４８は直径が第二円筒壁２９の内径に合
わせである。

永久磁石３０の働きにより可傾コーン４５は２方向を下
向きに働く付着力で座金３１にしっかり保持されるが、
この点は後に第３図に関連してなお詳しく説明する。可
傾コーン４５が鍔４８を介し第二円筒壁２９内で調心さ
れることに基づきコーンはＺ軸と同心に調整される。従
って発光ダイオード２１より放出した光線２６は穴４７
．３６を通って受光素子３７に入射する。電子部品４０
により受光素子３７の正の出力信号は可傾コーン４５の
静止状態又は第一動作位置として検知される。

しかし座標系１１のｘ／ｙ平面に主分力を持つ加速度が
加速度センサ１０に作用するとこの水平加速度は、充実
頭部４６の故に重心が座金３１からなり高い位置にある
可傾コーン４５に作用する。

特定の加速度限界値を超えると可傾コーン４５は、それ
に作用する傾頭モーメントが永久磁石３０の加える付着
力を克服するので横方向に傾頭する。

この傾頭運動の支点は鍔４８の円周縁である。

第２図にこの傾頭運動が示してあり、この場合Ｘ方向の
加速度が最大値であると仮定しである。

矢印５５はコーン４５の傾頭運動を示唆する。

可傾コーン４５の鍔４８が第２図の場合右側円周縁の支
点でもって第二空洞２５の第二円筒壁２９で支持される
ので、可傾コーン４５の傾頭運動は案内された状態で起
きる。

傾頭運動中の可傾コーン４５の案内は、第二円筒形延長
部３５の外面と可傾コーン４５の基部４９の内面とにそ
れぞれ形削り部５６．５７を設け、可傾コーン４５の基
部４９が傾頭運動中一種のスライドガイドのように第二
円筒形延長部３５上で案内されるよう形削り部を互いに
相補構成することにより、−層改善することができる。

運転中発生する物理作用を説明するため第３図に一部切
欠いた斜視図で可傾コーン４５が示しである。

可傾コーン４５がその傾頭運動中鍔４８の外縁にある支
点りを中心に回転することは既に説明した。ところでこ
の支点りに座標系ｘ　／　ｙ　／　ｚをとり、可傾コー
ン４５の重心Ｓの座標をＸ　３　、　　Ｚ　ｓで算定す
ることができる。強磁性体からなる可傾コーン４５を永
久磁石３０に載せ、その磁束密度をＢ、基部５つの接触
面をＡとすると以下のことが当てはまる。

可傾コーン４５を永久磁石３０上で保持する付着力ＦＨ
は次の関係を満たす。

ＦＨ＝ＡＢ２ｃｏｎｓｔ更に、質ｉｍの可傾コーン４５に作用する重力加速度ｇ
を考慮するなら、可傾コーン４５をＺ方向で永久磁石３
０から上に持ち上げるのに加えねばならない引離力ＦＡ
はＦ　Ａ＝Ｆ　ｕ　＋　ｍ　ｇ　＝ｍ　ａ　Ａ−ここにａ
Ａは引離加速度である。

可傾コーン４５を横方向に傾頭させるのに加えねばなら
ない傾頭力ＦＫはＦ　　＝ｒｎａＫ。

ここにａＫは傾頭加速度、即ちここでの関連で問題とな
る水平加速度限界値である。

傾頭モーメントＭＫはこの場合Ｍ　ｙ、　−Ｆ　ＫＺ　ｓ・それに対応して引離モーメントＭＡはＭＡ　”’　（Ｆ　＋ｒ　＋　ｒｎ　ｇ　）　Ｘ　ｓで
あり、傾頭モーメントＭＫと引離モーメントＭＡはそれ
ぞれ支点りを基準とする。

傾頭条件が満たされるのはＭ　Ｋ　””　Ｍ　ｐ。

が妥当とするときであり、そのことがらａ　Ａ／　ａ　
Ｋ＝　Ｚ　３　／　Ｘ　３となる。従って引離加速度ａ
Ａ及び傾頭加速度ａＫの商は支点りに対する重心Ｓの相
対的座標Ｚ３．Ｘ３の商に一致する。即ち換言するなら
、可傾コーンの直径が設計上与えられ、従ってＸ８が一
定であり、そして水平面上での加速度限界値がやはり与
えられ、即ちａＫが一定であるなら引離加速度ａＡはｚ
８が大きくなればなるほど、即ち重心Ｓが高ければ高い
ほど、希望する如く大きくなる。

第４図に示す可傾コーン６０は頭部が実質的に連続円筒
部６１からなり、円筒部は下側で回転双曲面６２に移行
している。基部６３は回転双曲面６２とは逆向きの円錐
面６４により形成される。

可傾コーン６０の下面の方から丸みのある旋削溝６５が
設けである。可傾コーン６０は軸方向高さｈの全体にわ
たって連続した穴６６を備えている。

可傾コーン６０の実際的１実施例では軸方向高さｈが約
１０＋＋＋ｍ、全直径、即ちＸｓ値の２倍が約８．８叩
、円筒部６１の直径ｄ１が約５　ｍｍ　ｓ丸みのある旋
削溝６５の直径ｄ２は約５ｍｍ、基部６３の外径ｄ３は
約６ｔａｍ、穴６６の内？’４　ｄ　４は約１．８ｍｍ
である。基部６３の下面から支点りまでの平均高さＺ１
２は約２ｍｍである。Ｚ軸上の重心Ｓと支点りとの距離
Ｚ８は約３．２ｍｍである。円錐面６４の傾き角αは約
４５°、丸みのある旋削溝６５は最大傾き角が約１０″
である。

可傾コーン６０は軟鉄からなり、例えば永久磁石ヒに配
設することができる。永久磁石は略号ＨＦ８／２２のハ
ードフェライトからなり、軸方向に磁化してあり、外径
８．８ｍｍ、内径４ｍｍ、高さ２．２５ｍｍである。か
かる保持磁石でもって２００ｍＴの磁束密度を達成する
ことができる。

座金３１の厚さが０．５〜１．０ｍｎ＋であるときその
付着力ＦＩＩは４ｐ　（０，０４Ｎ）程度である。

可傾コーン６０の上記寸法付与から、引離加速度ａＡの
傾頭加速度ａＫに対する比は座標比Ｚ　ｓ　／　Ｘ　ｓ
に応じて約０．７３にすぎないことが明らかとなる。こ
れは、可傾コーン６０が永久磁石３０から持ち上がるの
は既に垂直加速度が水平面上の加速度限界値の０．７３
倍にすぎないときであることを意味する。

この欠点を防止するため可傾コーンは、以下第５〜９図
を基に説明するように重心Ｓの軸方向位置を高めること
で改善することができる。

第５図は実質的に第１〜３図の可傾コーンと一致した可
傾コーン４５の第一実施例を示す。

第５図にはっきり認められるように可傾コーン４５は下
側円筒形旋削溝５０を有し、これが下側では円錐形旋削
溝５１に移行している。それに対応して可傾コーン４５
の外面は下方に円錐壁５２を付けて造形してあり、円錐
壁は鍔４８の平らな径向き表面５３に移行している。鍔
４８は基部４９に移行する範囲の下面がやはり円錐面５
４として構成しである。

円錐面５４は可傾コーン４５が第二動作位置にあるとき
（第２図参照）、可傾コーン４５の傾頭角度が円錐面５
４の迎え角と丁度同じ大きさであるなら、スナップ嵌め
効果を惹き起こすことができる。この場合つまり可傾コ
ーン４５は第２図に示す第二動作位置のとき円錐面５４
の母線に載り、この第二動作位置のとき保持力が比較的
高く、可傾コーン４５は復帰モーメントが再びそれに加
わるまでそこに係止される。

第５図からはっきり認められるように可傾コーン４５は
下部範囲が実質的に中空に構成してあり、その重心Ｓは
第４図に示す可傾コーン６０の重心より明らかに高い。

実用時に判明したように、例えば重心Ｓが円筒形旋削溝
５０の概ね−り端に位置するとき、円筒形旋削溝５０は
Ｚ軸方向を上方に重心Ｓの最大高さまで延長される。円
筒形旋削溝５０を更に−ｈ方に延長するなら重心Ｓが再
び下方に移動するが、それはこの場合可傾コーン４５の
基部の質量分が、全高りが有限のとき頭部４６範囲の残
りの質量より再び重要さを増すからである。

第５図の実施例の場合加速度の商は例えば１．１３であ
り、比較のため第５〜９図には第４図と同じ尺度を選択
し、ｈ、ｘ、ｄ、ｄ　　の量も一定と仮定しである。

第６図の変形態様では、コーン４５ａの基部範囲の質量
分を低減するため、鍔４８範囲の平らな表面５３に代え
いまや（ぼみ７０が鍔４８ａの範囲に設けである違いを
除けば、可傾コーン４５ａの構成は可傾コーン４５の構
成に等しい。その他の点て・」”法を変えない場合この
ことで重心Ｓの位置が高くなり、このことで再び加速度
の商が約１．２２の値に高まる。

第７図の変形態様では可傾コーン４５ｂが重心Ｓの下で
半径方向に狭めてあり、その箇所に、第５図の当該要素
に一致した鍔４８ｂ又は基部４９ｂにやはり移行するた
め円錐形構造をＨする。

第７図に示す円錐部７５と円錐形旋削溝７６とを有する
この構造では加速度の商が約１．１３となる。

第８図の実施例では可傾コーン４５ｃが重心Ｓより下で
やはり軸方向に狭めであるが、しかしこの場合縮径円筒
部８０を有し、これが下側でまず半径方向拡張部８１に
、そして次に円錐部８２に移行している。旋削溝８３は
切頭円錐形状である。

この実施態様では加速度の商が約１．１６となる。

最後に、第９図はなお第７図の変形態様に殆ど一致した
変形態様の可傾コーン４５ｄを示す。可傾コーン４５ｄ
の基部範囲で質量分を低減するため鍔４８ｄの範囲にの
みやはりくぼみ８５が設けである。

第９図の実施態様では加速度の商が例えば約１．２６と
なる。

結果においてこのことは、水平加速度限界値が受動的乗
員安全システムの実用」二望ましい例えば４ｇの場合第
５〜９図の可傾コーンを有する本発明加速度センサの引
離加速度ａＡが約５ｇとなる一方、第４図の可傾コーン
の実施態様では引離加速度ａＡが３ｇとなることを意味
する。３ｇから５ｇへの引離加速度ａＡのこの上昇はし
かし本発明加速度センサー０の性能データの本質的向上
を意味する。

最後に第１０図はなお、座金３１により実現される空隙
幅２　と付着力ＦＩＩとの関係を示す。

ＬＳこの曲線９０は周知の双曲線勾配を有し、付着力Ｆ　は
空隙幅”ＬＳの増加に伴い減少する。

軸のパラメータが第１０図に示す通りの場合動作点９１
は曲線９０のうち、空隙幅ｚＬＳの変化に対する付着力
ＦＨの依存関係が危険でない平坦部に選択することがで
きる。例えば、付着力ＦＩＩを３〜４ｐ　（０，０３〜
０．０４Ｎ）とするため空隙幅ＺＬｓは０．８〜０．９
ｍｍに調整することができる。これらの値は非磁性座金
と軟鉄製可傾コーンとをＨするハードフェライト環状磁
石の上記実施例に関係する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加速度センサの１実施例の横断面
概要図であり、可傾部品は第一動作位置、つまり静止位
置にある。第２図は第１図と同様の図であり、但し可傾部品は水平
面上で所定の加速度限界値を超えたことに相当する第二
動作位置にある。第３図は本発明による加速度センサの動作様式を説明す
る可傾部品斜視図。第４図は可傾部品の垂直断面図。第５〜９図は本発明による可傾部品の５つの実施例を示
す垂直断面図。第１０図は本発明による加速度センサにおいて空隙幅に
対する付着力の依存を説明する線図。Ｏ・・・・・・・・・加速度センサト・・・・・・・・投光器６・・・・・・・・・光　線０・・・・・・・・・磁　石１・・・・・・・・・座　金７・・・・・・・・・受光器５・・・・・・・・・可傾部品Ｆｉｇ、１Ｆｉｇ、２

Claims

【特許請求の範囲】

　１．加速度センサ（１０）であって、光軸（ｚ）上で
互いに対向配設された投光器（２１）及び受光器（３７
）と光軸（ｚ）を中心に回転対称な可傾部品（４５；６
０）とを備え、可傾部品が第一動作位置のとき光軸（ｚ
）と同軸に配設され、且つ光軸（ｚ）と同軸な通し孔（
４７；６６）を有し、光線（２６）が投光器（２１）か
ら通し孔（４７：６６）を通って受光器（３７）に達し
、更に第一動作位置のとき可傾部品（４５；６０）を光
軸（ｚ）方向に所定の力（Ｆ＿Ｈ）で接触面（Ａ）上で
保持する保持手段（３０，３１）と案内手段（２７，２
９，３１，４６，４８，４９）とを備え、所定の力（Ｆ
＿Ｈ）を克服して光軸（ｚ）に垂直な１方向（ｘ，ｙ）
で可傾部品（４５；６０）に加速度（ａ＿ｘ）が作用す
るとき前記案内手段は光軸から距離（ｘ＿Ｓ）を置いて
配設した支点（Ｄ）を中心に可傾部品（４５；６０）が
第二動作位置に限定傾頭運動（５５）するのを可能とし
、通し孔（４７；６６）が傾頭して光線（２６）の進路
から外れ、光軸（ｚ）方向に可傾部品（４５）を持ち上
げるのに必要な引離加速度（ａ＿Λ）と、支点（Ｄ）を
中心とした可傾部品（４５）の傾頭に必要な傾頭加速度
（ａ＿Ｋ）との比が１より大きくなるよう、可傾部品（
４５）の立体的質量分布を構成し且つその重心（Ｓ）を
支点（Ｄ）に対し相対的に位置決めしたものにおいて、
可傾部品（４５：６０）が半径方向に突出した鍔（４８
）を備え、その円周縁が接触面（Ａ）から垂直方向に距
離（ｚ＿Ｆ）を有し且つ支点（Ｄ）の場所であり、可傾
部品（４５；６０）が強磁性体からなり、保持手段が軸
方向に磁化した磁石（３０）を有し、可傾部品（４５；
６０）が第一動作位置のときこの磁石に載ることを特徴
とする加速度センサ。
　２．請求項１記載のものにおいて、可傾部品（４５；
６０）が概ね円筒形の頭部（４６；６１）を備え、頭部
の下部が、半径方向に突出した鍔（４８）に移行し、頭
部（４６ｂ；４６ｃ；４６ｄ）が重心（Ｓ）の下側で先
細（７５；８０）に形成してあることを特徴とする加速
度センサ。
　３．請求項１又は２記載のものにおいて、鍔（４８ａ
；４８ｄ）が円周くぼみ（７０；８５）を備えているこ
とを特徴とする加速度センサ。
　４．請求項１〜３のいずれか１項又は複数項記載のも
のにおいて、可傾部品（４５）と磁石（３０）との問に
所定の厚さの非磁性座金（３１）を配設したことを特徴
とする加速度センサ。