JPH04110976U - 加速度検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 差動トランスを利用した加速度検出器の組立
精度を高め易くして製造を容易化し、同時にコスト削減
や、高性能化を図る。 【構成】 加速度に応じて移動する可動磁性体４を外周
に同心的に配置された差動トランスの１次コイル６ａ、
６ｂ、２次コイル７ａ、７ｂに貫通させてこの可動磁性
体４の両端部をそれぞれ板ばね３ａ、３ｂで支持する。
また、板ばね３ａ、３ｂは１次、２次コイル間の磁路と
なる磁性体ケース２の胴部２−1 の端面と蓋部２−2 の
端面間に挾んで固定する。さらに各板ばねの自由端は好
ましくは可動磁性体に結合する磁性体のピース５で固定
する。この構造であると検出器の性能を決める可動磁性
体両端のギャップｇの精度が蓋部２−2 、可動磁性体４
及びピース５の寸法精度で決まるため高精度を出し易く
組立てが容易になる。また、蓋部２−2 のかしめ固定と
同時に板ばねを固定できるので組立て工程、製造が簡素
化される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、自動車等、移動体の加速度を検出するための加速度検出器に関す る。

【０００２】

【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。

【０００３】 図３にその一例を示す。この差動トランス型加速度検出器４１は、図中Ａ方向 の加速度が印加されると、板ばね４３ａ、４３ｂに支持されている磁性体４４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４４の図中 右側の２次コイル４７ｂ内に存在する部分の長さが左側の２次コイル４７ａ内に 存在する部分の長さより長くなって２次コイル４７ａ、４７ｂの誘導電圧に差が 生じ、この差によって加速度が検出される。

【０００４】 図中、４６は１次コイル、４２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 。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

この種の検出器は、２次コイルと磁性体の相対位置変化で電圧差を生じさせる ので、高い位置決め精度が要求され、調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言う課題がある。

【０００６】 この考案は、この組立上の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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記の課題を解決するため、可動磁性体を差動トランスの１次コ イル、２次コイルに貫通させてコイルから突出した可動磁性体の両端部をそれぞ れ板ばねで支持し、この２枚の板ばねを上記差動トランスの外周部を覆う磁性体 ケースの胴部の端面と可動磁性体の移動方向両端部に所定のギャップを保って対 向させた上記ケースの蓋部の端面間に挾んで固定する。

【０００８】 この検出器は、ケースの蓋部を胴部の開口部に挿入し、胴部の開口縁をかしめ て上記蓋部を胴部に固定したり、可動磁性体の移動方向両端に磁性体のピースを 圧入するなどして結合し、このピースと可動磁性体間に上記板ばねの自由端を挾 んで固定したりすると精度確保や組立性の面でより好ましくなる。なお、可動磁 性体の両端に磁性体のピースを結合する場合には、このピースを可動磁性体の一 部と見なしてこのピースと磁性体ケースの蓋部との間に所定のギャップを確保す る。

【０００９】

【作用】

１次コイルによって発生した磁束は、可動磁性体を伝って２次コイルに達し、 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次コイル内の磁束通過量は、 １次コイルと２次コイル間に存在する磁気回路の磁気抵抗値によって決まるが、 この考案では、可動磁性体の両側に設けたケースの蓋部との間のギャップ（隙間 ）が変化して可動磁性体の変位量に対する磁束変化を大きくする動きをするので 検出感度が向上する。

【００１０】 即ち、加速度が生じて可動磁性体が一端側に移動すると、可動磁性体とその端 面に対向した磁性体ケースの蓋部との間のギャップは一端側で縮小し、他端側で 拡大する。そのため、一端側ではギャップによる磁気抵抗が減少して当該部の磁 束通過量（磁性体ケースを通って２次コイルに至る磁束通過量）が従来の構造に 比してより多くなり、他端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。この一端側と他端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。

【００１１】 このように、この考案の検出器の検出原理は、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従来の検出器 と違って、可動磁性体の両側で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（これは基準面が無い ので非常に難しい）が不要である。反面、可動磁性体の両端のギャップ精度を高 めることが必要になるが、この考案では板ばねを磁性体ケースの胴部の端面と蓋 部の端面間に挾んで固定しているため、その要求に簡単に応えることができる。 即ち、蓋部の板ばね挾持面から内面までの寸法及び、可動磁性体の端面から板ば ね取付け部までの寸法を正確に出すだけで両端のギャップ精度が充分に高まる。

【００１２】 なお、ケースの蓋部と胴部をかしめて固定する場合には、両者の接続と板ばね の固定が同時に完了するため、構造と組立て工程が更に簡素化される。

【００１３】 また、可動磁性体の両端に磁性体のピースを結合し、このピースを利用して板 ばねの自由端を固定する場合には、２枚の板ばね間の距離精度、板ばねからピー ス端面までの寸法精度を簡単に高めることができ、ギャップ精度の向上による高 感度化が図り易くなる。しかもこのとき、ピースを可動磁性体に対して圧入固定 すると、板ばねに対して無用の応力（例えば、溶接熱等による応力）が加わるこ とを回避できるため、性能の安定化にもつながる。

【００１４】

【実施例】

図１に第１実施例の概要を示す。この加速度検出器１は磁性体で作られたケー ス２を有している。このケース２は筒状の胴部２−1 と、この胴部の両端の開口 を閉じるカップ状の２個の蓋部２−2 とから成り、各蓋部と胴部の軸方向突き合 わせ面間にそれぞれ両持ち構造を成す板ばね３ａ、３ｂの両端を挟んでいる（図 のｃ点が挾持部）。左右の蓋部２−2 は胴部２−1 の開口部に挿入されており、 胴部の薄肉になっている開口端縁部を内側に屈曲させて（かしめて）胴部と蓋部 を互に固定し、板ばね３ａ、３ｂもこのときに同時に固定している。

【００１５】 板ばね３ａ、３ｂの中央部間には可動磁性体４が配置され、この可動磁性体の 両端面に加工した孔に磁性体ピース５の凸部を圧入して板ばね３ａ、３ｂの自由 端を可動磁性体４に固定している。この状態で、ピース５の他端面とケースの蓋 部２−2 の内面との間に所定のギャップｇが確保されている。

【００１６】 可動磁性体４の外周には、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いる。これ等のコイル は図から判るように６ａと７ａ、６ｂと７ｂをそれぞれ対にして積層し、その対 のコイルを左右に分けて配置してある。また、この対のコイル間にはヨーク８を 配置してある。

【００１７】 以上の如く構成した第１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 ３ａ、３ｂ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３ａ、３ｂ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、蓋部２−2 の内面とピース ５の端面との間のギャップｇも加速度Ｇに比例して変化する。

【００１８】 このギャップの変化は、今、仮に加速検出器１に対して図中Ａ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、右側で減少し、左側 で増大する。そのため、右側の蓋部２−2 と可動磁性体４との間の磁束移動がス 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の時よりも大きな電圧が誘起される。一方、左側ではギャッ 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。

【００１９】 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は蓋部の内面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３ａ、３ｂ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。

【００２０】 さらに、上記のような組立構造にする事により、可動磁性体両端のギャップを 初めとする各種寸法精度を容易に高めることができると共に、組立工程そのもの が簡素化される。

【００２１】 図２は、第２実施例の概略構成図である。この加速度検出器１１は、第１実施 例と同様の構成を持ち、同様の働きをする。但し、２つの板ばね１３ａ、１３ｂ が片持ちばりを成すことと、可動磁性体１４の両端に小径の凸部を設けその凸部 の外周にリング状のピース１５を圧入することにより可動磁性体１４に各板ばね の自由端を固定していることが第１実施例と相違している。このように板ばねの 自由端の取付けにリング状のピース５を用いることにより、部品の加工がより容 易になる。

【００２２】

【考案の効果】

以上述べたように、この考案の加速度検出器は、磁性体ケースの胴部の端面と 蓋部の端面との間に板ばねを挾んで固定したので、可動磁性体の両端のギャップ 精度を左右する板ばねとケースの蓋部内面間の寸法精度を容易に高めることがで きる。

【００２３】 また、ケースの胴部と蓋部をかしめて固定するものは、ケース部品の接続と同 時に板ばねを固定できるので組立工程や構造が簡素化される。

【００２４】 さらに、可動磁性体の両端部に磁性体のピースを圧入するなどして結合し、そ のピースと可動磁性体間に板ばねの自由端を固定するものは、板ばね間の距離と ギャップ精度を左右する板ばねとピース他端面間の寸法を精度良く設定でき、板 ばねに不必要な応力が加わることも回避できるため、更なる高感度化や性能の安 定化が図れる。

【００２５】 従って、本考案によれば、加速度検出器の高性能化、製造の容易化、コスト削 減を併せて実現できると云う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の加速度検出器の一実施例を示す概略
構成図

【図２】他の実施例の概略構成図

【図３】従来の差動トランス型加速度検出器を示す図

【符号の説明】

１、１１、４１ 加速度検出器 ２、１２ 磁性体のケース ２−1 、１２−1 ケースの胴部 ２−2 、１２−2 ケースの蓋部 ３ａ、３ｂ、１３ａ、１３ｂ、４３ａ、４３ｂ 板ばね ４、１４、４４ 可動磁性体 ５、１５ 磁性体のピース ６ａ、６ｂ、１６ａ、１６ｂ、４６ １次コイル ７ａ、７ｂ、１７ａ、１７ｂ、４７ａ、４７ｂ ２次コ
イル ８、１８ ヨーク ｃ 板ばねの挾持部 ｇ ギャップ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項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
   体を差動トランスの１次コイル、２次コイルに貫通させ
   てコイルから突出した可動磁性体の両端部をそれぞれ板
   ばねで支持し、この２枚の板ばねを上記差動トランスの
   外周部を覆う磁性体ケースの胴部の端面と可動磁性体の
   移動方向両端部に所定のギャップを保って対向させた上
   記ケースの蓋部の端面間に挾んで固定したことを特徴と
   する加速度検出器。
2. 【請求項２】 上記ケースの蓋部を胴部の開口部に挿入
   し、胴部の開口縁をかしめて上記蓋部を胴部に固定して
   ある請求項１記載の加速度検出器。
3. 【請求項３】 可動磁性体の移動方向両端に磁性体のピ
   ースを結合し、このピースと可動磁性体間に上記板ばね
   の自由端を挾んで固定してある請求項１又は２記載の加
   速度検出器。
4. 【請求項４】 上記ピースを可動磁性体の端面に形成し
   た孔又は小径凸部に圧入して結合してある請求項３記載
   の加速度検出器。