JPH0810232B2 - 加速度センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 公知の従来技術 本発明は請求の範囲第１項記載の上位概念による加速
度センサを前提とする。このような公知のセンサは制動
手段として液体、例えば油を用いるが、しかしそれは、
制動ないしは振動特性が粘度に依存し、従ってまた温度
に大きく依存するという欠点を有する。それにより時間
的に変化する加速度の測定時に付加的な測定誤差が生じ
る。その上更に電気ないしは電子信号処理装置を前記の
液体から完全に密に分離したり、液体の流出を阻止する
ために、密閉手段が必要とされる。それにより加速度セ
ンサは高価になる。

発明の利点 それに対して、請求の範囲第１項特徴部分の構成要件
を有する本発明による加速度センサは、制動ないしは振
動特性の温度依存性が極めて小さいという利点を有し、
非常に簡単に、安価にかつ軽量に構成される。

特に好適な本発明の構成が請求範囲従属項から明らか
である。板ばね、ないしはばね帯、又はねじりばねを使
用し、例えばセンサとしてホール素子を使用することに
より前記の装置は特にコンパクトにかつ軽量に構成され
る。このセンサは特に角加速度センサとしても構成する
ことができる。

図面 本発明の２つの実施例が下記の図面に示されており、
実施例の説明で詳細に説明される。第１図は第１の加速
度センサの側面図、第２図は平面図、第３図は矢印方向
から見て示す図、第４図は線図、第５図は角加速度セン
サの側面図、第６図は角加速度センサの背面図、第７図
は角加速度の細部の平面図を示す。

実施例の説明 図面では10により加速度センサの基板が示されてい
る。この基板から直角にウエブ11が上方に向かつて延び
ている。ウエブ11に板ばね12が、例えば点溶接により、
固定されている。この板ばねはほぼ長方形に構成されて
おり、狭幅面を垂直して基板10に対して平行に延びてい
る。板ばね12の自由端に渦電流板13が、例えば同じく点
溶接に固定されている。この渦電流板はほぼ長方形に構
成されており、板ばね12に対して構断方向に水平に位置
して延びている。この渦電流板はかご形の導磁性部材15
内に入り込んでいる。この導磁性部材は軟磁性体材料か
らなるのが好適である。導磁性部材15に相互に距離を置
いて２つの直方体の制動磁石16,17が設けられている。
これらの制動磁石は制動板ないしは渦電流板13に向かつ
て延びているが、しかし渦電流板には接触しない。導磁
性部材15の幅は渦電流板13の幅よりも少し大きい。従つ
てこの渦電流板は楽々と導磁性部材の中を往復振動する
ことができる。

板ばね12の自由端で、つまり渦電流板13が始まる箇所
で、突出部18が基板10に向かつて延びている。突出部18
の下端にセンサ磁石19が設けられている。このセンサ磁
石は対向するホール素子20と共働する。このホール素子
は基板10に固定されている。このホール素子に隣接して
基板に評価回路21が厚膜−又は薄膜技術で被着されてい
る。

渦電流板13は導磁性部材15および制動磁石16,17と共
に渦電流ブレーキを構成する。制動磁石は相互に反対方
向に磁化されている。この反対方向の磁化のため、渦電
流板13と制動磁石16,17との間の空隙の磁界は非常に不
均質であり、それにより渦電流板が往復振動する際の渦
電流形成が促進される。

この加速度センサは例えば車両の進行方向に対して垂
直に設けられる。板ばね12の端に渦電流板13として設け
られた慣性質量は板ばねに対して垂直に作用する加速度
に比例して変位せしめられる。この変位は板ばねのばね
定数及び慣性質量により定められる。渦電流による制動
は磁気回路の空隙における慣性質量、例えば渦電流板13
の運動により行われる。当該の変位の際に誘導される渦
電流により振動エネルギーが減衰される。板ばね−磁気
回路−系の適切な構成により所望の制動が達成できる。
慣性質量の変位量はセンサ磁石19およびホール素子20に
より測定され、比例する出力電圧に変換される。これに
ついては第４図による線図を参照のこと。

渦電流板13が純アルミニウムまたは銅から、板ばねが
トンバツク（Tombak）からなるのが有利である。

前記の磁気回路は振動の制動のほかに同時に機械的な
ストツパ（止め部材）として用いられる。従つて加速度
のピーク値が生じるさいに板ばねの破損が防止される。
加速度センサにより例えば自動車の搭乗者保護装置、例
えばベルト緊張装置を作動することができる。また例え
ば車両の制動時に生じる減速度を測定し、この信号によ
りアンチブロツク装置の作用を改善することができる。

第５図、第６図及び第７図による角加速度センサでは
基板10に捩れ棒25が垂直に固定されており、この捩れ棒
の先端に基板10に対して平行に延びる二重アーム26が固
定されている。この二重アームの一方にやはりセンサ磁
石19が固定されており、反対側の端は渦電流ブレーキ板
26Aを形成し、この渦電流ブレーキ板は導磁性部材15に
入り込む。この導磁性部材は基板10に固定されており、
両制動磁石16,17を収容する。その作用は最初に記載さ
れた実施例に基づいて自明であるが、捩れ棒の捩れによ
り回転角加速度が検出され、測定されかつ制動される点
で異なる。捩れ棒の代わりに捩れ針金又は別の摩擦の小
さい軸受も使用することができる。

更にセンサ磁石の磁化が運動方向を表せば、それによ
り測定すべき加速度とホール素子の出力電圧との間に直
線関係が得られるようになり、有利である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ばね−質量−系を有する加速度センサであ
   って、該加速度センサは、加速度を求めるための変位量
   測定系（19,20,21）を有しており、前記変位量測定系は
   ホール素子（20）と該ホール素子と共働するセンサ磁石
   （20）を有している、加速度センサにおいて、 前記ばね−質量−系に、加速度により運動せしめられる
   質量に対する渦電流制動装置が設けられており、前記渦
   電流制動装置は相互に逆向きに極性付けられた２つの磁
   石（16,17）と、内部に磁石が固定されている軟磁性材
   料から成る導磁性ケーシング（15）と、質量の主要部を
   形成する渦電流板（13）とからなり、前記渦電流板（1
   3）は空隙を介して前記磁石（16,17）から分離されてお
   り、さらに前記渦電流板（13）は、前記空隙内で相互に
   逆向きに極性付けられた磁石によって生ぜしめられる不
   均質な磁界により振動中に減衰されることを特徴とする
   加速度センサ。
2. 【請求項２】前記ばね−質量−系は、一方の側が緊定さ
   れその自由端部が渦電流板（13）を支持している板ばね
   （12）を有している、請求の範囲第１項記載の加速度セ
   ンサ
3. 【請求項３】ばね（25）はねじれ部材であり、該ねじれ
   部材に二重アーム（26）が固定されており、該二重アー
   ムの一方の端部にはセンサ磁石（19）が設けられ、他方
   の端部には渦電流制動装置（13〜17）が設けられてい
   る、請求の範囲第１項記載の加速度センサ。