JPH085655A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
- Publication number
- JPH085655A JPH085655A JP6134205A JP13420594A JPH085655A JP H085655 A JPH085655 A JP H085655A JP 6134205 A JP6134205 A JP 6134205A JP 13420594 A JP13420594 A JP 13420594A JP H085655 A JPH085655 A JP H085655A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acceleration sensor
- case
- permanent magnet
- yoke
- magnetic
- Prior art date
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- Pending
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車、車両等に用いられるエアバックシス
テムに用いられる加速度センサにおいて対衝撃性に強
く、高信頼性で、安価な加速度センサを提供することを
目的とする。 【構成】 ケース１１の内底面の中央部に検出コイル１
３を備えたセンターポール１４を有するヨーク１２と、
このヨーク上にセンターポール１４の高さより高い永久
磁石１５と、この永久磁石１５上に複数のピンホール１
７を有する第１の磁性円板１６と、この第１の磁性円板
上に第２の磁性円板１８とから構成することにより、対
衝撃性に強く安定した加速度センサを提供することがで
きる。
テムに用いられる加速度センサにおいて対衝撃性に強
く、高信頼性で、安価な加速度センサを提供することを
目的とする。 【構成】 ケース１１の内底面の中央部に検出コイル１
３を備えたセンターポール１４を有するヨーク１２と、
このヨーク上にセンターポール１４の高さより高い永久
磁石１５と、この永久磁石１５上に複数のピンホール１
７を有する第１の磁性円板１６と、この第１の磁性円板
上に第２の磁性円板１８とから構成することにより、対
衝撃性に強く安定した加速度センサを提供することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、車両等に用い
られるエアバックシステムに用いられる加速度センサに
関するものである。
られるエアバックシステムに用いられる加速度センサに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、エアバックシステムに用いる加速
度センサとして様々な種類のものが開発されており、特
に「電気−機械振動方式」が注目されている。
度センサとして様々な種類のものが開発されており、特
に「電気−機械振動方式」が注目されている。
【０００３】以下に従来の加速度センサについて、図を
参照しながら説明する。図５は、従来の加速度センサの
断面図である。図５において、１は中央部に突起部２を
有する円筒形のケースである。３はケース１の突起部２
の上面に設けられ、この突起部２よりも径の大きい振動
子である。４は振動子３の上面に設けられ、この振動子
３より径の小さい圧電素子である。５は振動子３の圧電
素子４がない部分の振動子外周部で、この振動子外周部
５は自由端となってたわんで変形する。６は圧電素子４
の上面に設けられた薄板状の電極で従来の加速度センサ
は構成されていた。
参照しながら説明する。図５は、従来の加速度センサの
断面図である。図５において、１は中央部に突起部２を
有する円筒形のケースである。３はケース１の突起部２
の上面に設けられ、この突起部２よりも径の大きい振動
子である。４は振動子３の上面に設けられ、この振動子
３より径の小さい圧電素子である。５は振動子３の圧電
素子４がない部分の振動子外周部で、この振動子外周部
５は自由端となってたわんで変形する。６は圧電素子４
の上面に設けられた薄板状の電極で従来の加速度センサ
は構成されていた。
【０００４】図６は、従来の加速度センサの要部である
電極構成の模式図である。図６に示すように、振動子３
の上面に設けられた電極は、互いに絶縁された第１、第
２、第３、第４の電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄから構成
され、対向する「第１の電極６ａと第３の電極６ｃ」お
よび「第２の電極６ｂと第４の電極６ｄ」とが共通結線
され、それぞれ入力ドライブの入力端子７、出力端子８
に接続されていた。
電極構成の模式図である。図６に示すように、振動子３
の上面に設けられた電極は、互いに絶縁された第１、第
２、第３、第４の電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄから構成
され、対向する「第１の電極６ａと第３の電極６ｃ」お
よび「第２の電極６ｂと第４の電極６ｄ」とが共通結線
され、それぞれ入力ドライブの入力端子７、出力端子８
に接続されていた。
【０００５】以上のように構成された従来の加速度セン
サについて、以下にその動作について説明する。
サについて、以下にその動作について説明する。
【０００６】まず、通常の加速度を検知する動作は、ケ
ース１の外部から加速度がかかると、振動子３が変化し
てたわんで圧電素子４が歪み、その歪みに応じて加速度
に比例した電圧が生じ、電極６を通じて出力端子８より
出力して、加速度信号を得ていた。
ース１の外部から加速度がかかると、振動子３が変化し
てたわんで圧電素子４が歪み、その歪みに応じて加速度
に比例した電圧が生じ、電極６を通じて出力端子８より
出力して、加速度信号を得ていた。
【０００７】一方、加速度センサが正常に動作するか否
かの自己診断動作は、パルス信号を入力ドライブの入力
端子７から第１の電極６ａおよび第３の電極６ｃに入力
し、圧電素子４を逆圧電効果により歪みを生じさせ、そ
の歪みに応じて比例した電圧を電極６ａ，６ｂを通じて
出力端子８より出力し、入力端子７のパルス信号と出力
端子８とを比較し正常に動作しているかどうか自己診断
していた。
かの自己診断動作は、パルス信号を入力ドライブの入力
端子７から第１の電極６ａおよび第３の電極６ｃに入力
し、圧電素子４を逆圧電効果により歪みを生じさせ、そ
の歪みに応じて比例した電圧を電極６ａ，６ｂを通じて
出力端子８より出力し、入力端子７のパルス信号と出力
端子８とを比較し正常に動作しているかどうか自己診断
していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の加速度センサの構成では、圧電素子として圧電セラミ
ックが使用され、比較的薄くしないと所望の感度が取れ
なく、また薄くすると機械的強度が弱くなるので、圧電
素子４を単独で振動子３にすることができないため、振
動子３に圧電素子４を接着した構成となり、張り合わせ
の品質不良や工数が増加しかつ耐熱信頼性における課題
を有していた。
の加速度センサの構成では、圧電素子として圧電セラミ
ックが使用され、比較的薄くしないと所望の感度が取れ
なく、また薄くすると機械的強度が弱くなるので、圧電
素子４を単独で振動子３にすることができないため、振
動子３に圧電素子４を接着した構成となり、張り合わせ
の品質不良や工数が増加しかつ耐熱信頼性における課題
を有していた。
【０００９】また、自己診断機能を付けるため、１枚の
圧電素子４の面積をモニタ駆動用と加速度検出用に折半
して、出力電圧を半分にしているため、電極６を第１、
第２、第３、第４の電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの４つ
の分割電極としているため、加速度に対する出力感度が
半減するという課題を有していた。
圧電素子４の面積をモニタ駆動用と加速度検出用に折半
して、出力電圧を半分にしているため、電極６を第１、
第２、第３、第４の電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの４つ
の分割電極としているため、加速度に対する出力感度が
半減するという課題を有していた。
【００１０】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、対衝撃性に強く、高信頼性で、安価な加速度センサ
を提供することを目的とするものである。
で、対衝撃性に強く、高信頼性で、安価な加速度センサ
を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために本発明の加速度センサは、ケースと、このケー
スの内底面の中央部に検出コイルを備えたセンターポー
ルを有するヨークと、このヨーク上に前記ケースの内側
面と当接しかつ前記センターポールの高さより高いリン
グ型の永久磁石と、この永久磁石上に複数のピンホール
を有する第１の磁性円板と、この第１の磁性円板上にこ
の第１の磁性円板より小さい第２の磁性円板とからなる
構成を有している。
るために本発明の加速度センサは、ケースと、このケー
スの内底面の中央部に検出コイルを備えたセンターポー
ルを有するヨークと、このヨーク上に前記ケースの内側
面と当接しかつ前記センターポールの高さより高いリン
グ型の永久磁石と、この永久磁石上に複数のピンホール
を有する第１の磁性円板と、この第１の磁性円板上にこ
の第１の磁性円板より小さい第２の磁性円板とからなる
構成を有している。
【００１２】
【作用】この構成によって、第１の磁性円板および第２
の磁性円板が振動し加速度に応じた起電力が発生し、こ
の起電力を検出することにより、加速度センサに加わっ
た加速度の値を検出できる。
の磁性円板が振動し加速度に応じた起電力が発生し、こ
の起電力を検出することにより、加速度センサに加わっ
た加速度の値を検出できる。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の一実施例における加速度セ
ンサについて説明する。
ンサについて説明する。
【００１４】図１は、本発明の一実施例における加速度
センサの断面図である。図１において、１１は透磁性の
良い磁性体で成形したケースである。１２はケース１１
の内底面に設けられた円板状のヨークで、このヨーク１
２は中央部に検出コイル１３の磁芯であるセンターポー
ル１４を有し、両端部上にはケース１１と当設かつセン
ターポール１４の高さより高いリング型の永久磁石１５
を有している。２１は永久磁石１５と検出コイル１３間
のヨーク１２上に設けられた上面が永久磁石１５の方向
に傾いたショートリングで、磁束変化による交流分を多
く検出するための交流的半短絡回路である。１６は永久
磁石１５上に設けられた第１の磁性円板である。この第
１の磁性円板１６は、複数のピンホール１７を有し、こ
のピンホール１７を挟む前後を通気させ、温度変化によ
る空気の膨脹による第１の磁性円板１６がバランス位置
からずれることを防ぐものである。
センサの断面図である。図１において、１１は透磁性の
良い磁性体で成形したケースである。１２はケース１１
の内底面に設けられた円板状のヨークで、このヨーク１
２は中央部に検出コイル１３の磁芯であるセンターポー
ル１４を有し、両端部上にはケース１１と当設かつセン
ターポール１４の高さより高いリング型の永久磁石１５
を有している。２１は永久磁石１５と検出コイル１３間
のヨーク１２上に設けられた上面が永久磁石１５の方向
に傾いたショートリングで、磁束変化による交流分を多
く検出するための交流的半短絡回路である。１６は永久
磁石１５上に設けられた第１の磁性円板である。この第
１の磁性円板１６は、複数のピンホール１７を有し、こ
のピンホール１７を挟む前後を通気させ、温度変化によ
る空気の膨脹による第１の磁性円板１６がバランス位置
からずれることを防ぐものである。
【００１５】１８は第１の磁性円板１６上に設けられ、
第１の磁性円板１６の中央部分に磁束が集中するように
第１の磁性円板１６より厚く、直径の小さい第２の磁性
円板である。１９は第１の磁性円板１６上の第２の磁性
円板１８側とケース１１とで挟まれた前気室である。２
０は検出コイルに電気的に接続された端子で、検出コイ
ル１３の出力用に、または自己診断機能に用いるパルス
入力用として用いられる。
第１の磁性円板１６の中央部分に磁束が集中するように
第１の磁性円板１６より厚く、直径の小さい第２の磁性
円板である。１９は第１の磁性円板１６上の第２の磁性
円板１８側とケース１１とで挟まれた前気室である。２
０は検出コイルに電気的に接続された端子で、検出コイ
ル１３の出力用に、または自己診断機能に用いるパルス
入力用として用いられる。
【００１６】以上のように構成された加速度センサにつ
いて、以下にその動作について説明する。
いて、以下にその動作について説明する。
【００１７】まず、第１、第２の磁性円板１６，１８の
中心軸方向（図１の矢印「Ｖ」（上下）方向）に所定の
衝撃加速を受けると、第１、第２の磁性円板１６，１８
は上下に振動する。すなわち、第１、第２の磁性円板１
６，１８が振動すれば電磁変換器の理論により、空隙の
磁束が変化し検出コイル１３に第１、第２の磁性円板１
６，１８の加速度に応じた起電力が発生する。この起電
力を検出することにより、センサに加わった加速度の値
を検出する。
中心軸方向（図１の矢印「Ｖ」（上下）方向）に所定の
衝撃加速を受けると、第１、第２の磁性円板１６，１８
は上下に振動する。すなわち、第１、第２の磁性円板１
６，１８が振動すれば電磁変換器の理論により、空隙の
磁束が変化し検出コイル１３に第１、第２の磁性円板１
６，１８の加速度に応じた起電力が発生する。この起電
力を検出することにより、センサに加わった加速度の値
を検出する。
【００１８】図２は、図１における加速度センサの周波
数特性を示す図である。この加速度センサの周波数特性
の検出方法は、加速度センサをＢ＆Ｋ社製のＴＹＰＥ４
８０９を用いて、一定の加速度Ｇを与えた場合の開放出
力と周波数特性を示したものである。従って縦軸は１Ｇ
当りの出力電圧を示している。図２から明らかなよう
に、検出電圧は、従来の圧電形や抵抗歪率形に比べ１Ｇ
当り１ｍＶと非常に大きい。本実施例ではマグネットの
大きさがφ９（外径）×１．２であり、これをφ１８×
２に大きくすれば、検出電圧として１０ｍＶ／Ｇを得
た。この様に高感度であるから、Ｓ／Ｎ、温度ドリフト
補正等に優れ、安価である。
数特性を示す図である。この加速度センサの周波数特性
の検出方法は、加速度センサをＢ＆Ｋ社製のＴＹＰＥ４
８０９を用いて、一定の加速度Ｇを与えた場合の開放出
力と周波数特性を示したものである。従って縦軸は１Ｇ
当りの出力電圧を示している。図２から明らかなよう
に、検出電圧は、従来の圧電形や抵抗歪率形に比べ１Ｇ
当り１ｍＶと非常に大きい。本実施例ではマグネットの
大きさがφ９（外径）×１．２であり、これをφ１８×
２に大きくすれば、検出電圧として１０ｍＶ／Ｇを得
た。この様に高感度であるから、Ｓ／Ｎ、温度ドリフト
補正等に優れ、安価である。
【００１９】図３は、図１における加速度センサに自己
診断手段を接続した回路図である。ここで、自己診断と
は、加速度センサが故障しているかどうかを外部から電
気的に診断できる機能をいう。
診断手段を接続した回路図である。ここで、自己診断と
は、加速度センサが故障しているかどうかを外部から電
気的に診断できる機能をいう。
【００２０】図３において、３０は加速度センサ３１の
一方の出力端子２０ａと自己診断手段３２の出力端子３
３ａ間に接続したダイオードである。３４は加速度セン
サ３１の他方の出力端子２０ｂに接続された第１のスイ
ッチである。３５は加速度センサ３１の出力端子２０
ａ，２０ｂ間に接続された直流電源３６のパルス開閉第
２のスイッチである。３３ｂは加速度の出力端子と直流
電源の共通コモン端子である。
一方の出力端子２０ａと自己診断手段３２の出力端子３
３ａ間に接続したダイオードである。３４は加速度セン
サ３１の他方の出力端子２０ｂに接続された第１のスイ
ッチである。３５は加速度センサ３１の出力端子２０
ａ，２０ｂ間に接続された直流電源３６のパルス開閉第
２のスイッチである。３３ｂは加速度の出力端子と直流
電源の共通コモン端子である。
【００２１】まず、第２のスイッチ３５を閉じたり、開
いたりすることにより、加速度センサ３１の端子２０に
直流電源３６のパルス信号を入力する。このとき、出力
端子３３ａ側に直流電源３６の電圧が流れ込まないよう
に第１のスイッチ３４、ダイオード３０により加速度セ
ンサ３１の出力が得られ、この出力と加速度センサの入
力とを比較することにより自己診断できる。
いたりすることにより、加速度センサ３１の端子２０に
直流電源３６のパルス信号を入力する。このとき、出力
端子３３ａ側に直流電源３６の電圧が流れ込まないよう
に第１のスイッチ３４、ダイオード３０により加速度セ
ンサ３１の出力が得られ、この出力と加速度センサの入
力とを比較することにより自己診断できる。
【００２２】また、図４に示すように、永久磁石（図示
せず）に対向するケース１１の外周面にハウジング３０
を設け、ケース１１とハウジング３０間に、乾いた砂、
無機質からなる粉末、発泡プラスチックビーズ、発泡体
のいずれかからなる緩衝材３１を備えることにより、ケ
ース１１の側面からの耐振動ノイズに強い加速度センサ
を提供できる。
せず）に対向するケース１１の外周面にハウジング３０
を設け、ケース１１とハウジング３０間に、乾いた砂、
無機質からなる粉末、発泡プラスチックビーズ、発泡体
のいずれかからなる緩衝材３１を備えることにより、ケ
ース１１の側面からの耐振動ノイズに強い加速度センサ
を提供できる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本発明は、ケースと、こ
のケースの内底面の中央部に検出コイルを備えたセンタ
ーポールを有するヨークと、このヨーク上に前記ケース
の内側面と当接しかつ前記センターポールの高さより高
いリング型の永久磁石と、この永久磁石上に複数のピン
ホールを有する第１の磁性円板と、この第１の磁性円板
上にこの第１の磁性円板より小さい第２の磁性円板とか
らなる構成にすることにより、共振周波数を下げると共
に高感度にし、又、ショートリングの上面を変磁石側に
傾けたショートリングにより出力感度を高め、耐衝撃性
に強く安定した加速度センサを提供することができる。
のケースの内底面の中央部に検出コイルを備えたセンタ
ーポールを有するヨークと、このヨーク上に前記ケース
の内側面と当接しかつ前記センターポールの高さより高
いリング型の永久磁石と、この永久磁石上に複数のピン
ホールを有する第１の磁性円板と、この第１の磁性円板
上にこの第１の磁性円板より小さい第２の磁性円板とか
らなる構成にすることにより、共振周波数を下げると共
に高感度にし、又、ショートリングの上面を変磁石側に
傾けたショートリングにより出力感度を高め、耐衝撃性
に強く安定した加速度センサを提供することができる。
【００２４】さらに、二重の密閉構造にした電磁変換器
であるから、騒音、振動ノイズに強い高信頼度性の加速
度センサを提供することができる。
であるから、騒音、振動ノイズに強い高信頼度性の加速
度センサを提供することができる。
【図１】本発明の一実施例における加速度センサの断面
図
図
【図２】同検出電圧と周波数特性との関係を示す図
【図３】同加速度センサに自己診断手段を接続した図
【図４】同ケースの側面に緩衝材を設けた側面図
【図５】従来例における加速度センサの断面図
【図６】同要部である電極構成の模式図
【符号の説明】 １１ ケース １２ ヨーク １３ 検出コイル １４ センターポール １５ 永久磁石 １６ 第１の磁性円板 １７ ピンホール １８ 第２の磁性円板 ２１ ショートリング
Claims (5)
- 【請求項１】 ケースと、このケースの内底面の中央部
に検出コイルを備えたセンターポールを有するヨーク
と、このヨーク上に前記ケースの内側面と当接しかつ前
記センターポールの高さより高いリング型の永久磁石
と、この永久磁石上に複数のピンホールあるいはくい欠
き部を有する第１の磁性円板と、この第１の磁性円板上
にこの第１の磁性円板より小さい第２の磁性円板とから
なる加速度センサ。 - 【請求項２】 永久磁石と検出コイル間のヨーク上に上
面が前記永久磁石に傾いたショートリングを備えた請求
項１記載の加速度センサ。 - 【請求項３】 ケースと、このケースの内底面の中央部
に検出コイルを備えたセンターポールを有するヨーク
と、このヨーク上に前記ケースの内側面と当接しかつ前
記センターポールの高さより高いリング型の永久磁石
と、この永久磁石上に複数のピンホールを有する第１の
磁性円板と、この第１の磁性円板上にこの第１の磁性円
板より小さい第２の磁性円板とを備え、前記検出コイル
に自己診断手段を接続した加速度センサ。 - 【請求項４】 永久磁石に対向するケースの外周面に緩
衝材を備えた請求項１記載の加速度センサ。 - 【請求項５】 ケースおよび緩衝材を透磁性の良い磁性
体で形成される請求項１または４記載の加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6134205A JPH085655A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6134205A JPH085655A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085655A true JPH085655A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15122885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6134205A Pending JPH085655A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085655A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005522667A (ja) * | 2000-09-01 | 2005-07-28 | シュルンベルジェ ホールディングス リミテッド | ジオフォン及びジオフォン製造方法 |
-
1994
- 1994-06-16 JP JP6134205A patent/JPH085655A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005522667A (ja) * | 2000-09-01 | 2005-07-28 | シュルンベルジェ ホールディングス リミテッド | ジオフォン及びジオフォン製造方法 |
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