JPH0727783A - 加速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型、軽量で、かつ精度の高い加速度センサ
を提供する。 【構成】 ケーシング本体９には、支持台１１、および
プリント基板７を介して、支持部材１３、１３が設置さ
れており、この支持部材１３、１３により両端部を支持
されるとともに、湾曲された状態で架設され、外力を受
けて弾性変形可能とされるように光ファイバ６が設置さ
れている。また、プリント基板７上には、光ファイバ６
内に光を供給する発光素子１４と、光ファイバ６を伝播
してきた光を検知する受光素子１５とが具備されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動車のサス
ペンションコントローラ等、加速度を検知すべく装置に
搭載される加速度センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種産業用、民生用装置に搭載されて加
速度を検知するセンサには種々のタイプのものがある
が、例えば、車両姿勢の制御を目的とする自動車のサス
ペンションコントローラに搭載されて、自動車の走行時
において車体の前後方向、横方向、あるいは上下方向に
発生する加速度を検知するセンサとしては次に示すもの
が知られている。

【０００３】図２は、車体の前後方向、または横方向の
加速度を検知する前後・横加速度センサ１の構造を示す
図であって、符号２は振り子、符号３は振り子２が吊設
された薄膜ゲージ、符号４はハイブリッドＩＣ基板であ
る。この前後・横加速度センサ１における加速度の検出
は、振り子２に加わる慣性力がこの振り子２を支持する
薄膜ゲージ３を変形させることによって行なわれるよう
になっている。

【０００４】すなわち、薄膜ゲージ３は図２における左
右方向に延在して、その周囲に配設された支持部材間に
介装された梁の役目をなしており、この梁の中央に振り
子２が吊設された形態となっている。したがって、図２
における左右方向を車体の前後方向、紙面に垂直な方向
を横方向としたとき、前後方向の加速度が発生すると薄
膜ゲージ３には曲げ歪みが発生し、横方向の加速度が発
生すると薄膜ゲージ３にはねじり歪みが発生する。そこ
で、薄膜ゲージ３に生じたこれら歪みを電気信号として
取り出すことにより、この前後・横加速度センサ１は前
後方向、または横方向の加速度を検知することができ
る。

【０００５】以上に、車体の前後方向、または横方向の
加速度を検知するセンサについて説明したが、上下方向
の加速度を検知するセンサも、振り子と薄膜ゲージで構
成されるものであり、薄膜ゲージに生じた歪みにより加
速度を検知するという動作原理も前記と同様のものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
加速度センサは、内部に振り子が設置されるとともに、
振り子が振れるだけの空間を必要とするので、加速度セ
ンサ自体が重量化、大型化してしまうという問題があっ
た。

【０００７】さらに、自動車走行時において、薄膜ゲー
ジは間断なく繰り返し歪みを受けるので、薄膜ゲージの
消耗は大きいものであり、加速度センサにおける薄膜ゲ
ージ部分の精度に限界があるという問題もあった。

【０００８】本発明は、前記の課題を解決するためにな
されたものであって、小型、軽量で、かつ精度の高い加
速度センサを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の加速度センサは、離間して配設された複
数の支持部と、これら支持部に両端部を支持されて、湾
曲された状態で前記支持部間に架設されるとともに、外
力を受けたときに湾曲部分の曲率が増大、または減少す
る方向に弾性変形可能とされる光ファイバと、該光ファ
イバ内に光を供給する光源と、前記光ファイバを伝播し
てきた光を検知する受光器とを有して構成されているこ
とを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明の加速度センサによれば、加速度センサ
が加速度を受けた際に生じる慣性力により、その湾曲部
分の曲率が変化するように、光ファイバに弾性変形が生
じる。このとき、光ファイバを伝播する光の屈折率が変
化することにより光の透過量が変化し、加速度センサは
加速度を検知することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を参照して説
明する。図１は、光ファイバ加速度センサ（加速度セン
サ）を示す図であって、符号６はこのセンサにおける検
知部をなす光ファイバ、符号７はプリント基板、符号８
はケーシングである。この光ファイバ加速度センサ５
は、加速度が発生したときに生じる慣性力によって検知
部である光ファイバ６が変形すると、光ファイバ６中を
透過する光の透過量が変化することを利用したものであ
る。

【００１２】ケーシング８は、断面が略Ｕ字状に形成さ
れたケーシング本体９と、このケーシング本体９にピン
等の螺着手段によって装着される底板１０とから構成さ
れている。そして、ケーシング本体９内部には、支持台
１１、１１を介して、剛性が高く、経年変化のない金属
ベースプリント基板７が固定されている。

【００１３】また、このプリント基板７上には支持部材
（支持部）１３、１３が配設され、光ファイバ６がその
両端部を支持部材１３、１３により支持されて設置され
ている。光ファイバ６は可撓性を有するとともに、外力
を受けたときに弾性変形可能とされており、その中央部
は、底板１０側に向けて突出するように湾曲されてい
る。また、プリント基板７上には光ファイバ６に光を供
給するための発光素子（光源）１４、および光ファイバ
６を伝播してきた光を受光して電気信号に変換する受光
素子（受光器）１５が実装されている。さらに、光ファ
イバ６両端部の支持部材１３、１３を介して、光ファイ
バ６と発光素子１４、および受光素子１５は接続されて
いる。

【００１４】以上構成の光ファイバ加速度センサ５を、
例えば、自動車のセンターコンソール内に底板１０が車
体後方側を向くように取り付けると、自動車の前後方向
に発生する加速度を検知することができる。以下、この
場合における光ファイバ加速度センサ５の作用について
説明する。

【００１５】自動車が発進するとき等の加速時には、光
ファイバ加速度センサ５、およびセンサ内部の光ファイ
バ６は、図１に示す矢印Ａの方向に慣性力を受ける。す
ると、光ファイバ６中央の湾曲部はさらに曲率が増加す
る方向に若干変形し、この変形によって光ファイバ６内
を伝播する光は光弾性効果により屈折率を増加させ、慣
性力が作用していないときの透過光量を基準としたと
き、その透過光量は減少する。

【００１６】また、自動車が制動されるとき等の減速時
には、光ファイバ加速度センサ５、および光ファイバ６
は、図１に示す矢印Ｂの方向に慣性力を受ける。する
と、光ファイバ６中央の湾曲部は曲率が減少する方向に
若干変形し、この変形によって光ファイバ６内を伝播す
る光は屈折率を減少させ、慣性力が作用していないとき
の透過光量を基準としたとき、その透過光量は増加す
る。

【００１７】したがって、光ファイバ６に接続された受
光素子１４が、慣性力が作用していないときの透過光量
を基準値として、加速度発生に応じて増減する透過光量
をそれに対応した電気信号として取り出すことによっ
て、この光ファイバ加速度センサ５は自動車の加速、お
よび減速時の加速度を検知することができる。

【００１８】本実施例においては、加速度を検知する主
要部が、光ファイバ６、発光素子１４、受光素子１５の
みによって構成されており、センサの構造は非常に簡単
である。したがって、光ファイバ加速度センサ５自体を
小型化、軽量化することができる。

【００１９】また、光ファイバ６中央の湾曲部周辺が若
干量変形するものの、光ファイバ加速度センサ５全体に
おいては、大きな変形が生じるような可動部を有してい
ないので、部品の精度も長時間の使用で変化することな
く、光ファイバ加速度センサ５自体の精度を高いものと
することができる。

【００２０】なお、本実施例においては、光ファイバ６
をプリント基板７に取り付けるようにしたが、例えば、
光ファイバ６を別途、鋼板等に取り付けるようにし、回
路部とは分離する構成としてもよい。また、光ファイバ
加速度センサ５を、自動車の前後方向の加速度を検知す
るべく底板１０を車体後方側に向けて取り付けるように
したが、この取り付け方向を変えることにより、自動車
の横方向、あるいは上下方向の加速度を検知するように
も構成できる。また、１個の光ファイバ加速度センサで
複数の方向の加速度検知を行なうために、ケーシング内
に異なる方向に湾曲された複数の光ファイバを設置する
構成としてもよい。また、光ファイバ、発光素子、受光
素子の種類や性能については、加速度に応じた慣性力に
よる光ファイバの変形の度合、あるいはこの変形時の透
過光量の変化に応じて、所望の検知感度が得られるよう
に、適宜設定することができる。なお、この光ファイバ
加速度センサは、自動車のサスペンションコントローラ
以外の各種装置に適用できることは勿論である。

【００２１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の加
速度センサは、光ファイバ、光源、受光器等を有した構
成とされており、従来例のような振り子等の部品を必要
としないため、センサの構造は非常に簡単である。した
がって、加速度センサ自体を小型化、軽量化することが
できる。

【００２２】また、従来例での薄膜ゲージに相当する大
きな変形が生じる可動部を有していないので、部品の精
度も高いものとなり、加速度センサ自体の精度を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の加速度センサの一実施例を示す縦断
面図である。

【図２】 従来の加速度センサの一例を示す縦断面図で
ある。

【符号の説明】

５…光ファイバ加速度センサ（加速度センサ）、６…光
ファイバ、１３…支持部材（支持部）、１４…発光素子
（光源）、１５…受光素子（受光器）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 離間して配設された複数の支持部（１
   ３、１３）と、 これら支持部（１３、１３）に両端部を支持されて、湾
   曲された状態で前記支持部（１３、１３）間に架設され
   るとともに、外力を受けたときに湾曲部分の曲率が増
   大、または減少する方向に弾性変形可能とされる光ファ
   イバ（６）と、 該光ファイバ（６）内に光を供給する光源（１４）と、 前記光ファイバ（６）を伝播してきた光を検知する受光
   器（１５）とを有して構成されていることを特徴とする
   加速度センサ。