JPH04264265A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車など移動体の
加減速度を検出するための加速度検出器、特にサーボ式
の加速度検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のサーボ式の加速度検出器としては
、振子にトルカコイルを有し、加速度の印加による振子
の振れを光量変化または静電容量変化により検出し、永
久磁石とトルカコイルから成るトルカ部により振子を振
れ量零の平衡点に戻し、この時にトルカコイルに流れる
電流を計測して加速度を検出するものがある。

【０００３】図４にその一例を示す。このサーボ式加速
度検出器５１に図中Ａ方向に加速度を印加すると、振子
５３がＢ方向に移動する。この変位を点線枠内に示した
光式または静電容量式の変位検出部５５で電気信号に変
換し、この電気信号を電気回路により増幅してトルカコ
イル５７ａ、５７ｂに帰還し、上記トルカコイルと永久
磁石５８ａ、５８ｂで構成されるトルカ部に発生した電
磁力で振子を平衡点に戻す。

【０００４】なお、この種の加速度検出器の具体例とし
ては、特開昭５８−９０１７３号公報に示されるものな
どがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の加速度
検出器は、トルカ部と変位検出部が分離した構造となっ
ているため、部品点数が増え構造が複雑になり組立費が
高くなるという課題がある。

【０００６】また、光式または静電容量式の変位検出部
を採用したものは、耐環境性に劣り、変位検出部が水、
ほこり等の付着による影響を受ける。そのため、加速度
検出器のケースを気密封止する必要があり、高い加工精
度が要求されて加工費も高くなるという課題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するため、加速度に応じて移動する可動磁性体を
板バネ等で支持し、可動磁性体と可動磁性体の外周に配
置した差動トランスの１次コイルと２次コイルにより変
位検出部を形成する。また、この変位検出部からの電気
信号を増幅して帰還するトルカ部は、帰還信号に応じた
電流が流れるトルカコイルを有し、定位置に固定された
このトルカコイルの発生磁束で可動磁性体と可動磁性体
を吸引させるための相手部材を磁化し、両者の間に働く
吸引力が平衡点への戻し力として働く構成となして変位
検出部と一体化する。

【０００８】なお、トルカコイルは、後述するように、
可動磁性体の外周に配置してもよいし、可動磁性体の移
動方向両端に対向する位置に配置してもよい。

【０００９】

【作用】１次コイルに交流電流を流して交流磁界を発生
させると、１次コイルにより発生した磁束が、可動磁性
体を介して２次コイルに電圧を誘起させる。この時の誘
起電圧の大きさは、２次コイル内を通過する磁束の量に
よって決まり、一方、２次コイル内を通過する磁束の量
は、可動磁性体の変位量によって決まる。従って変位検
出部からは加速度に応じた出力が得られる。

【００１０】この加速度に比例した変位検出部からの出
力信号は、増幅してトルカコイルに帰還する。電流がト
ルカコイルに流れると、トルカコイルに流れる電流量に
比例した磁場が発生し、この磁場中に置かれた可動磁性
体と可動磁性体を吸引させるための相手部材が磁化され
、それ等の間にトルカコイルに流れる電流量の二乗に比
例した引っ張り力（磁気吸引力）が発生する。この可動
磁性体の両側に働く引っ張り力を可動磁性体の両側に配
置したトルカコイルに流す電流量を加減する事により、
可動磁性体に働くトルクの方向を加速度を受けて可動磁
性体が変位する方向と逆になるようにする。これにより
可動磁性体は常に平衡点に戻されるようになり、トルカ
コイルに流れる電流から加速度を検出することができる
。

【００１１】この様に、この発明では、変位検出部に差
動トランスを用いているので耐環境性に優れ、必ずしも
気密封止を必要としない。また、トルカ部に永久磁石を
使用していないため永久磁石の劣化等による出力変化の
心配が無く、組立も容易になる。さらに、変位検出部と
トルカ部を一体化しているため形状が大きくならず、構
造も簡単で安価なサーボ式の加速度検出器となる。

【００１２】

【実施例】図１に第１実施例の概略構成図を示す。この
加速度検出器１は、磁性体のケース２に板バネ３の一端
を固定し、この板バネ３の他端、即ち自由端に所定質量
の可動磁性体４を固着してある。可動磁性体４の外周に
は、１次コイル５ａ、５ｂと磁束の変化を検出する２次
コイル６ａ、６ｂ、さらに可動磁性体４を平衡点に戻す
ためのトルクを発生させるトルカコイル７ａ、７ｂを、
同心円上に積層配置してある。ケース２に支持された磁
性体の変位ストッパ８ａ、８ｂは、可動磁性体４の過大
な移動を制限し、板バネ３の永久変形及び破損を防いで
いる。さらに、この変位ストッパ８ａ、８ｂはトルカコ
イル７ａ、７ｂと可動磁性体４とでトルカ部を形成して
いる。また、ケース２は磁性体であるため磁気シールド
効果があり、外部磁界の影響がトルカ部に及ばない構造
となっていると共に、磁気回路の構成による２次コイル
出力の増加につながっている。なお、図示の板バネ３は
振子を代用してもよい。

【００１３】この第１実施例の加速度検出器１は、変位
ストッパ８ａ、８ｂが吸引の相手部材となってトルカコ
イルの発生磁場により可動磁性体４と共に磁化され、可
動磁性体と変位ストッパ間に磁気吸引力が生じる。例え
ば、この磁気吸引力は、今、図のＡ方向に加速度が加わ
ったとすると、変位検出部からの帰還信号（図示しない
電気回路で増幅した後の信号）の大きさに応じてトルカ
コイルの電流が７ａ側で増加し、７ｂ側で減少するよう
にすると変位ストッパ８ａと可動磁性体４との間に生じ
る磁気吸引力が８ｂと４との間に生じる吸引力よりも大
となる。従って、この両端の吸引力の差で可動磁性体が
変位零の平衡点に戻される。入力加速度は、このときに
トルカコイルに流れる電流が加速度に対応しているので
この電流から求めることができる。なお、可動磁性体を
変位零の平衡点に戻す方法は上記以外の手段も考えられ
る。例えば、トルカコイル７ａに一定電流を流しておけ
ば、可動磁性体４はＡ方向に一定の力で引っ張られる。 この時、トルカコイル７ｂには、可動磁性体４の変位に
応じた電流を流す。つまり、可動磁性体４がＡ方向に移
動した時はＢ方向への吸引力を強め、逆にＢ方向へ移動
した時はＢ方向への吸引力を弱める。こうして、可動磁
性体４が変位零の平衡点に戻される。

【００１４】また、片側のトルカコイルのみを用いて、
可動磁性体を平衡点に追従させることも可能である。こ
の場合、例えばトルカコイル７ａにオフセット電流を流
すと可動磁性体はＡ方向に引っ張られる。この時の可動
磁性体の位置を平衡点とする。Ｂ方向には、板バネがた
わむことにより一定のバネ力が生じる。従って、平衡点
からの可動磁性体の変位に応じた電流をトルカコイル７
ａに流し、Ａ方向への力を強めたり弱めたりする事によ
り可動磁性体を平衡点に追従させる事ができる。

【００１５】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、板バネ１３ａ、１３ｂを
２枚用いている点、及びヨーク１９を用いている点、さ
らに変位ストッパをケース１２で代用している点が第１
実施例と相違している。本実施例では、板バネを２枚用
いているため図中Ａ及びＢ方向以外の加速度入力による
可動磁性体１４の変位の影響を低減する効果がある。ま
た、ヨーク１９を用いているので磁気回路の構成による
２次コイル出力の増加とトルカ部の発生トルクの増加に
つながっている。さらに、変位ストッパをケース１２で
代用しているため構造が簡単になっている。

【００１６】図３は、第３実施例の概略構成図である。 この加速度検出器２１も基本構造は、前２者と同じであ
り、これらと同様の働きをする。但し、板バネ２３が両
持ち構造となっている点と、トルカコイル２７ａ、２７
ｂを可動磁性体２４の移動方向両端と対向した位置に配
置している点が前２者と異なっている。本実施例も第２
実施例と同様に、板バネの両持ち構造により可動磁性体
２４の安定な動きを確保できる。また、本実施例では、
トルカコイルの磁束が可動磁性体２４に直接作用するの
で変位ストッパ２８ａ、２８ｂを非磁性体となすことも
可能である。

【００１７】なお、各実施例とも耐振性を良くするため
に、ケース内にダンパ液を封入することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の加速度
検出器は差動トランス方式の変位検出部とトルカ部とを
一体化したので小型化が期待できる。

【００１９】また、その一体化により構造が簡素化され
るため組立費等を削減でき、さらに、変位検出部に差動
トランスを用いているので耐環境性に優れており、気密
封止等が必須で無くなるので加工費も削減でき、コスト
面で有利になる。

【００２０】さらに、トルカ部に永久磁石を使用してい
ないので磁石の劣化による出力変化の心配がなく、組立
も容易になると云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の加速度検出器の一例を示す概略構成
図

【図２】他の実施例の概略構成図

【図３】他の実施例の概略構成図

【図４】従来のサーボ式加速度検出器の概略構成図

【符号の説明】

１、１１、２１、５１　　加速度検出器２、１２、２２
、５２　　ケース ３、１３ａ、１３ｂ、２３　　板バネ ４、１４、２４　　可動磁性体 ５ａ、５ｂ、１５ａ、１５ｂ、２５ａ、２５ｂ　　１次
コイル ６ａ、６ｂ、１６ａ、１６ｂ、２６ａ、２６ｂ　　２次
コイル ７ａ、７ｂ、１７ａ、１７ｂ、２７ａ、２７ｂ、５７ａ
、５７ｂ　　トルカコイル ８ａ、８ｂ、２８ａ、２８ｂ　　変位ストッパ１９、５
９ａ、５９ｂ　　ヨーク ５３　　振子 ５４　　ヒンジ ５５　　変位検出部 ５８ａ、５８ｂ　　永久磁石

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　加速度に応じて移動する可動磁性体と
   、この可動磁性体の変位を検出して電気信号を発生する
   差動トランス方式の変位検出部と、この変位検出部から
   の電気信号を増幅して帰還し上記可動磁性体を変位零の
   平衡点に戻すトルカ部と、これ等を収めるケースを有し
   、かつ、トルカ部は、帰還信号に応じた電流が流れるト
   ルカコイルを有し、定位置に固定されたこのトルカコイ
   ルの発生磁束で可動磁性体と可動磁性体を吸引させるた
   めの相手部材を磁化し、両者の間に働く吸引力が平衡点
   への戻し力として働くようにしたことを特徴とするサー
   ボ式の加速度検出器。
2. 【請求項２】　　トルカコイルを上記可動磁性体の外周
   に配置した請求項１記載の加速度検出器。
3. 【請求項３】　　トルカコイルを、上記可動磁性体の移
   動方向両端に対向する位置に配置した請求項１記載の加
   速度検出器。
4. 【請求項４】　　上記ケースを磁性体とし、かつこのケ
   ースに可動磁性体の移動量を規制する変位ストッパを設
   けた請求項１、２又は３に記載の加速度検出器。