JPH03206969A

JPH03206969A - 加速度検出器

Info

Publication number: JPH03206969A
Application number: JP279790A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Saito; 英敏斉藤; Masahiro Kume; 昌宏粂
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1990-01-10
Filing date: 1990-01-10
Publication date: 1991-09-10
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: JP2722742B2

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〕この発明は、自動車等、移動体の加減速度を検出するた
めの加速度検出器に関する。

〔従来の技術］周知の加速度検出器の中に、加速度によって移動する磁
性体の動きを差動トランスで検出するものがある。

第５図にその一例を示す。この差動トランス型加速検出
器５１は、図中Ａ方向の加速度が印加されると、板ばね
５３ａ、５３ｂに支持されている磁性体５４が各板ばね
を弾性変形させて図中Ｂ方向に移動する．その移動で磁
性体５４の図中右側の２次コイル５７ｂ内に存在する部
分の長さが左側の２次コイル５７ａ内に存在する部分の
長さより長くなって２次コイル５７ａ、５７ｂのＸｔｔ
圧に差が生し、この差によって加速度が検出される。

図中、５６はｌ次コイル、５２はケースである．なお、
この種の検出器の具体的な従来例としては、実開昭５９
−９５２６６号公報に示されるものなどがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

この種の検出器は、微小な加速度に対しては磁性体が微
量しか動かないので２次コイル間に明確な電圧差が発生
せず、従って、検出感度が悪いと云う難点がある。

また、磁性体を仮ばねで懸架している場合には、過度な
加速度が印加されると板ばねが永久変形を起こしたり破
壊されるなどの問題がある。

さらに、２次コイルと磁性体の相対位置変化で電圧差を
生しさるので、高い位置決め精度が要求され、滴整に手
間取るなどして組立能率が下がり、組立費も高くなると
云う問題もある。

この発明は、これ等の諸問題を無くした差動トランス型
の加速度検出器を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の課題を解央するため、加速度に応じ
て移動する可動磁性体を差動トランスの両側のコイル間
において板ばねで支持し、さらに、この可動磁性体の移
動方向両側に、ケースで支持した磁性体のストッパを、
その一端をトランスのコイル内部に存在させて、かつ、
可動磁性体との間で磁束伝達が行われる距離を保って設
ける。

なお、トランスの１次コイルの設置点は、ストンバの外
周部、可動磁性体の外周部のいずれであってもよい，また、ケースの少なくとも一部を磁性体で形威したり、
板ばね両側のコイル間に磁性体のヨークを設置すると好
ましい。

〔作用〕

１次コイルによって発生した磁界は、スト・冫バから可
動磁性体に、或いは可動磁性体からスト・ノバに伝わっ
て（この伝達順位の関係は１次コイルの設置点によって
変わる）２次コイル内に達し、２次コイルに電圧が誘起
される。このときの誘導電圧の大きさは、２次コイル内
を通過する磁束の量によって決まり、また、その２次コ
イル内磁束通過量は、板ばねの両側に存在する磁気回路
の磁気抵抗値によって決まるが、この発明では磁性体の
ストッパが回路中の全磁気抵抗を減少させ、かつ、可動
磁性体の変位量に対する磁束変化を大きくする働きをす
るので検出感度が向上する。

即ち、加速度が生して可動磁性体が一方のストッパ側に
移動すると、可動磁性体とストソバとの間のギヤ，プは
一方のストツバ側で縮小し・他方のストツパ側で拡大す
る。そのため、一方のストンバ側ではギャップによる磁
気抵抗が減少して当該部の磁束通通量が従来の構造に比
してより多くなり、他方のストッパ側ではギャップによ
る磁気抵抗が増大して上記とは逆の現象が生じる．この
板ばね両側における磁束通過量の増減作用により、通過
磁束に誘起される２次コイルの電圧にも従来以上の大き
な差が生じ、従って、この差を測定すれば微小加速度の
検出も可能となる。

このように、この発明の検出器の検出原理は、従来のよ
うに、可動磁性体と２次コイルとの相対位置変化によっ
て２つの２次コイル間に誘導電圧差を生じさせるのでは
なく、２つのストフパとの間のギャップ差によって電圧
差（検出器出力）を生じさせるため、コイルと可動磁性
体の相対位置精度の確保が不要である。また、ストソパ
が磁路を構威して２つの磁気回路における全磁気抵抗を
減少させるので、微小な磁気抵抗の変化に対する検出感
度が高まり、加速度対比での出力電圧が非常に大きくな
る。

このほか、ストフパが可動磁性体の過度な動きを制限す
るので、板ばねに無理な荷重が加わることもない。

〔実施例〕

第１図に第１実施例の概要を示す。この加速度検出器１
は、ケース２に板ばね３の一端を固定し、この板ばねの
他端、即ち自由端に所定賞量の可動磁性体４を固着して
ある．また、可動磁性体４の両側には、磁性体から威る
ストノパ５ａ、５ｂをケース２で支持して、かつ、可動
磁性体４との間に所定のギャンブを確保して設置してあ
る。さらに、可動磁性体４とストツパ５ａ、５ｂの外周
部には、磁束を発生させる１次コイル６ａ、６ｂと、磁
束の変化を検出する２次コイル７ａ、７ｂを同心的に設
置してある。なお、各コイルの支持は、ストッパで行な
ってもよいし、ケースで支持しても差し支えない。

以上の如く構威した第ｌ実施例の検出器は、移動体の加
減速時に可動磁性体４に対し、その質量をＭとするとＦ
＝Ｍ−Ｇなる力が加わる。この力Ｆは、板ばね３の弾性
力と均衡する位置まで板ばねを弾性変形させて可動磁性
体４を変位させる。

この際の変位量は、板ばね３のばね定数と可動磁性体４
の質量Ｍが一定であるなら加速度Ｇに比例し、従って、
ストッパ５ａ、５ｂと可動磁性体４との間のギャップも
加速度Ｇに比例して変化する。

このギャップの変化は、今、仮に加速度検出器１に対し
て図中八方向の加速度が加わったとすると、可動磁性体
４はＢ方向に移動するので、ストンバ５ｂ側で減少し、
ストツバ５ａ側で増大する。

そのため、ストツバ５ｂ側ではこのストツパから磁性体
４への磁束移動がスムーズになって１次コイル６ｂから
２次コイル７ｂへの磁束伝達量が増加し、２次コイルに
加速度０時よりも大きな電圧が誘起される。一方、スト
ッパ５ａ側ではギャソプの増大により磁気抵抗が大きく
なるため、２次コイル７ａ内を通過する磁束が減少して
出力電圧も小さくなる。そして、このときの２次コイル
出力は、前述の作用によって７ｂのそれが従来以上に大
きくなり、７ａのそれは従来以下に小さくなる。従って
、加速度対比での両コイルの出力差も従来に比して当然
に大きくなり、このために、高感度検出が望めるように
なる。

また、今、図中Ａ方向に作用する加速度が過大であった
とすると、可動磁性体４はストッパ５ｂに当ってそれ以
上の移動が阻止される。従って、過大加速度による板ば
ね３の過度の撓みも起こらず、板ばねの永久変形、破損
の問題も無くなる。

第２図は、第２実施例の概略構戒図である．この加速度
検出器１１は、第１実施例と同様の構戊を持ち、同様の
働きをするが、板ばね１３が上下の２点を固定した両持
ち構造になっている点と、１次コイル１６ａ、１６ｂを
可動磁性体１４の外周に同心配置し、その外側（移動方
向前後）に２次コイル１７ａ、１７ｂを配置した点、及
びストノパ１５ａ、１５ｂをケース１２と一体化した点
は第１実施例と異なる。この欅に、１次コイルを内側（
板ばね側）に、２次コイルを外側（ケース側）に配置す
ると、検出器の大型化を招かずに可動磁性体１４のサイ
ズ、重量を増大させることができ、高感度化の面で一層
有利になる．また、質量の大きな可動磁性体１４は、正
規の方向の加速度だけでなく、上下方向等の加速度によ
っても動きを生じて出力電圧を変化させる恐れがあるが
、図のような両持ち構造は、この問題も防止できると云
う効果がある。

このほか、本実施例では、ストツパのみならず、ケース
全体も磁性体で形威したが、このことも、コイル周辺の
磁気回路の磁気抵抗を小さくして全磁気抵抗中に占める
ギャップ部の磁気抵抗の割合を増大させる結果につなが
るので、加速度のより一層の高感度検出に有効に作用す
る．次に、第３図に第３実施例の概略構造を示す。

この加速度検出器２１も、基本構造は第１、第２実施例
と同じであり、これ等と同様の働きをする。

但し、可動磁性体２４を片持ちの平行な２枚の板ばね２
３ａ、２３ｂで支持したこと、２次コイル２７ａ、２？
ｂを１次コイル２６ａ、２６ｂの外周に同心配置したこ
とば前２者と異なる。

この第３実施例は、片持ちの板ばねを２枚用いているの
で、両持ち構造と同様に可動磁性体の安定な動きを確保
できる一方で、片持ち構造と同様に可動磁性体の大きな
変位量を確保でき、安定化と高出力化の相反する性能を
同時に満足させることが可能となる．また、１次コイルと２次コイルを積層したことでコイル
の巻き幅を狭くすることができるので、加速度の作用す
る方向の設置スペースを確保し難いときに有利である．第４図はこの発明の第４実施例を示している。

この加速度検出器３１は、２次コイル７ａ、７ｂ間に磁
気抵抗を減少させる磁性体のヨーク８を設置した点を除
いて他の構戒は第１実施例と同しである。ヨーク８ば、
１次コイル６ａで発生した磁束を可動磁性体４、ヨーク
８、磁性体製ケース２を経由して再びストッパ５ａ内に
帰還させる働きをする（コイル６ｂ側も同様）。従って
、磁気回路中の高磁気抵抗部はストツパと可動磁性体と
の間のギャップ部のみとなり、ギャップ変動による出力
の変化がより鮮明になって検出感度がより高まる。

〔効果〕

以上述べたように、この発明の加速度検出器は、可動磁
性体の移動方向両側に磁性体のストツパを設け、この２
つのストツパと可動磁性体との間のギャップ差で２次コ
イル内を通過する磁束量を変化させるようにしたので、
可動磁性体と２次コイルの相対位置変化で差電圧を生し
させる従来の検出器と違って、可動磁性体の変位置に対
する磁束変化、つまりは差電圧（出力）が大きくなり、
高感度検出が望めるようになる．また、両側のストッパが可動磁性体の過度な動きを制限
するので、板ばねの過剰な撓みを無くしてその板ばねの
永久変形、破壊も防止することができる。

さらに、上述したように、ストツパとの間のギャノブ差
を利用して差電圧を生しさせるので、各挿部品の位置決
めも容易になる。即ち、一般にコイルは樹脂製ボビンに
巻かれているので寸法精度が悪い。従って、従来方式に
よれば可動磁性体とコイルの相対位夏精度がどうしても
悪くなる。しかし、この発明の構造では、ギャップ精度
が高精度加工の可能な金属加工品の組合せで決まり、ま
た、そのギャンプによって出力が決まるので、組立時の
位置決めは上述したように容易である。

このほかケース本体の少なくとも磁路構戒部を磁性体で
形威する場合、或いはコイル間にヨークを設置する場合
には、磁気回路中の磁気抵抗が更に小さくなるので、出
力アンプが計れる．従って、この発明によれば小型でも
高感度検出が可能となり、また、過大加速度、衝撃等に
対する信頼性も増し、さらに、製造も容易になってコス
ト削減も計れると云う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の加速度検出器の一実施例を示す概
略構戒図、第２図乃至第４図は他の実施例の概略ｉｔ戒
図、第５図は従来の差動トランス型加速度検出器を示す
図である。１、１１、２１、３１・・・・・・加速度検出器、２、
１２、２２・・・・・・ケース、３、１３、２３ａ、２３ｂ・・・・・・板ばね、４、１
４、２４・・・・・・可動磁性体、５ａ、５ｂ、１５ａ
、１５ｂ、２５ａ、２　５　ｂ　−・・・・・磁性体の
ストッパ、６ａ、６ｂ、１６ａ、１６ｂ、２６ａ、２　６　ｂ　・
・・１次コイル、７ａ、７ｂ、１７ａ、１７ｂ、２７ａ、２　７　ｂ　・
・・２次コイル、８・・・・・・ヨーク。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加速度に応じて移動する可動磁性体の変位で差動
トランスの２次コイル間に出力差を生じさせて加速度を
検出する加速度検出器において、上記可動磁性体をコイ
ル間において板ばねで支持し、さらに、この可動磁性体
の移動方向両側に、ケースで支持した磁性体のストッパ
を、その一端をトランスのコイル内部に存在させて、か
つ、可動磁性体との間で磁束伝達が行われる距離を保っ
て設けたことを特徴とする加速度検出器。
（２）上記ストッパの外周部に上記トランスの１次コイ
ルを同心配置してある請求項（１）記載の加速度検出器
。
（３）上記可動磁性体の外周部に上記トランスの１次コ
イルを同心配置してある請求項（１）記載の加速度検出
器。
（４）上記ケースの一部又は全体を磁性体で構成してあ
る請求項の（１）、（２）又は（３）に記載の加速度検
出器。
（５）上記板ばねを境とした両側のコイル間に、磁性体
のヨークを設置した請求項の（１）乃至（４）のいずれ
かに記載の加速度検出器。