JPH10319034A - 加速度センサ - Google Patents

加速度センサ

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JPH10319034A
JPH10319034A JP12559997A JP12559997A JPH10319034A JP H10319034 A JPH10319034 A JP H10319034A JP 12559997 A JP12559997 A JP 12559997A JP 12559997 A JP12559997 A JP 12559997A JP H10319034 A JPH10319034 A JP H10319034A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration
elastic body
permanent magnet
acceleration sensor
fixed
Prior art date
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Pending
Application number
JP12559997A
Other languages
English (en)
Inventor
Shutaro Tajima
修太郎 田島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nagano Fujitsu Component Ltd
Original Assignee
Nagano Fujitsu Component Ltd
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Publication date
Application filed by Nagano Fujitsu Component Ltd filed Critical Nagano Fujitsu Component Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車に積載して速度制御に利用したり各種
装置に装着して地震の検出等に用いられる加速度センサ
に関し、外形が小さく安価で微弱な加速度から10G程
度の加速度まで広範囲に検出可能な加速度センサの提供
を目的とする。 【解決手段】 上記課題は形状記憶合金で形成され一端
が基台2に固定された弾性体7と、弾性体7の自由端に
固定された永久磁石4とを有し、加速度が印加されたと
き移動する永久磁石4の移動経路に面して、少なくとも
2個の磁気検出素子5が配設されてなる本発明の加速度
センサによって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車に積載して速
度制御に利用したり各種装置に装着して地震の検出等に
用いられる加速度センサに係り、特に外形が小さく安価
で微弱な加速度から10G程度の加速度まで広範囲の加
速度が検出可能な加速度センサに関する。
【0002】近年、振動や衝撃における加速度を電気信
号に変換する手段として加速度センサが広い分野におい
て利用されており、例えば、車両や航空機等の移動体で
は安全性を維持すると共に乗り心地を良くするため加速
度センサが利用されている。
【0003】また、地上に固定された建造物や構造物等
の場合は化学プラントやコンピュータ等の設備の地震に
よる破壊を防ぐと共に、それ等の設備の破壊に起因し発
生する爆発や漏電等の二次災害を防止する手段として加
速度センサを利用している。
【0004】加速度を電気信号に変える手段として既に
各種の加速度センサが開発されているがかかる用途に供
する加速度センサは、外形が小さく安価で微弱な加速度
から10G程度の加速度まで広範囲の加速度を検出でき
るものでなければならない。
【0005】そこで外形が小さく安価で微弱な加速度か
ら10G程度の加速度まで広範囲に検出可能な加速度セ
ンサの開発が望まれている。
【0006】
【従来の技術】図5は従来の加速度センサを示す斜視図
である。加速度を検出し自動車の速度制御を行う運転補
助機器や各種装置に内蔵され地震検出等に用いられる加
速度センサは、小型化ができると共に安価で微弱な加速
度から10G程度の加速度まで広範囲の加速度を検出で
きることが要求される。
【0007】図において従来の加速度センサはリン青銅
板等からなり固定部材1を介して一端が基台2に固定さ
れてなる弾性体3と、弾性体3の自由端側に固定され弾
性体3の面に対して垂直な方向に揺動自在に支持された
永久磁石4とを具えている。
【0008】また、永久磁石4の移動経路に面して配置
された2個の磁気検出素子5が印刷配線基板等からなる
基台2に搭載され、永久磁石4が固定された弾性体3と
磁気検出素子5とは基台2に固着されたキャップ6によ
って覆われ保護されている。
【0009】かかる加速度センサにおいて永久磁石4は
磁気検出素子5の中間に位置しており静止状態では電圧
は出力されないが、弾性体3の面に対して垂直方向の加
速度が印加されると永久磁石4は揺動しその振幅は加速
度の大きさにほぼ比例する。
【0010】その結果、永久磁石4の移動方向の磁気検
出素子5は出力電圧が増大して他方の磁気検出素子5は
出力電圧が減少し、2個の磁気検出素子5から出力され
る電圧はそれぞれ永久磁石4に印加された加速度の大き
さにほぼ比例して増減する。
【0011】したがって、印加された加速度の大きさと
磁気検出素子5から出力される電圧の関係を予め検定し
ておくことにより、このような加速度センサを自動車に
積載し速度制御に利用したり各種装置に装着し地震の検
出等に用いることができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、微弱な加速度
の検出を対象とし小型化された従来の加速度センサはリ
ン青銅板等からなる弾性体の板厚が薄く、例えば取扱い
上の不注意から固い床上に落とすと100G程度の加速
度が印加され以後使用不可能になる場合がある。
【0013】また、各種装置に装着後も事故等に起因し
当初想定していた加速度よりも遙に大きい加速度が印加
される場合があり、突発的に大きい加速度が印加される
と薄い弾性体は根元から変形しそれ以降の検出精度が低
下するという問題があった。
【0014】本発明の目的は外形が小さく安価で微弱な
加速度から10G程度の加速度まで広範囲に検出可能な
加速度センサを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】図1は本発明になる加速
度センサを示す斜視図である。なお全図を通し同じ対象
物は同一記号で表している。
【0016】上記課題は形状記憶合金で形成され一端が
基台2に固定された弾性体7と、弾性体7の自由端に固
定された永久磁石4とを有し、加速度が印加されたとき
移動する永久磁石4の移動経路に面して、少なくとも2
個の磁気検出素子5が配設されている本発明の加速度セ
ンサによって達成される。
【0017】このように形状記憶合金で形成され一端が
基台に固定された弾性体と、弾性体の自由端に固定され
た永久磁石とを有する本発明の加速度センサは、突発的
に大きい加速度が印加されて弾性体が変形しても、弾性
体が元の形状に復旧可能な環境に放置することで、再び
変形前と同等の特性を有する加速度センサとして使用す
ることができるため加速度センサの購入費用が低減され
る。
【0018】しかも、変形に対する安全率を大きくとる
必要がなく弾性体を比較的微弱な加速度に対応させると
共に、弾性体が変形した後の加速度と磁気検出素子の出
力電圧との関係を予め検定しておくことで、想定してい
た加速度より大きい加速度が印加された場合も磁気検出
素子の出力電圧から加速度を検出することができる。
【0019】即ち、外形が小さく安価で微弱な加速度か
ら10G程度の加速度まで広範囲に検出可能な加速度セ
ンサを実現することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下添付図により本発明の実施例
について説明する。図2は本発明の他の実施例を示す斜
視図、図3は本発明の他の実施例の動作を説明する図、
図4は本発明の更に別の実施例を説明する図である。
【0021】本発明になる加速度センサの一実施例は図
1に示す如く固定部材1を介して一端が基台2に固定さ
れてなる弾性体7と、弾性体7の自由端側に固定され弾
性体7の面に対して垂直な方向に揺動自在に支持された
永久磁石4とを具えている。
【0022】また、永久磁石4の移動経路に面して配置
された2個の磁気検出素子5が印刷配線基板等からなる
基台2に搭載され、永久磁石4が固定された弾性体7と
磁気検出素子5とは基台2に固着されたキャップ6によ
って覆われ保護されている。
【0023】かかる加速度センサにおいて永久磁石4は
磁気検出素子5の中間に位置しており静止状態では電圧
は出力されないが、弾性体7の面に対して垂直方向の加
速度が印加されると永久磁石4は揺動しその振幅は加速
度の大きさにほぼ比例する。
【0024】その結果、永久磁石4の移動方向の磁気検
出素子5は出力電圧が増大して他方の磁気検出素子5は
出力電圧が減少し、2個の磁気検出素子5から出力され
る電圧はそれぞれ永久磁石4に印加された加速度の大き
さにほぼ比例して増減する。
【0025】したがって、印加された加速度の大きさと
磁気検出素子5から出力される電圧の関係を予め検定し
ておくことにより、このような加速度センサを自動車に
積載し速度制御に利用したり各種装置に装着し地震の検
出等に用いることができる。
【0026】本発明の加速度センサは従来の加速度セン
サと異なり弾性体7が例えばニチノール(NiTi)系形状
記憶合金からなり、変形しても加速度センサの使用温度
条件に比べて遙に高い60℃まで加熱することで復元可
能なように設定されている。
【0027】即ち、突発的に大きい加速度が印加されて
弾性体が変形した場合でも弾性体が復元可能な環境に放
置することにより、再び変形前と同等の特性を有する加
速度センサとして使用することができるため加速度セン
サの購入費用が低減される。
【0028】しかも、容易に復元できるため変形に対す
る安全率を大きくとる必要がなく比較的微弱な加速度に
対応させると共に、変形後の加速度と出力電圧との関係
を予め検定しておくことで大きい加速度が印加された場
合も検出することができる。
【0029】本発明になる加速度センサの他の実施例は
図2に示す如く固定部材1を介し一端が基台2に固定さ
れてなる弾性体7と、弾性体7の自由端側に固定され弾
性体7の面に対して垂直な方向に揺動自在に支持された
永久磁石4とを具えている。
【0030】また、永久磁石4の移動経路に面して配置
された2個の磁気検出素子5が印刷配線基板等からなる
基台2に搭載され、永久磁石4が設定された範囲の外ま
で移動したとき弾性体7に当接するストッパ8が弾性体
7の両側に配設されている。
【0031】かかる加速度センサでは図3に実線で示す
如く弾性体7が変形する前は0Vを中心として正負の電
圧が出力されるが、一点鎖線で示す点に到達すると弾性
体7がストッパ8に当接して変形し電圧の出力変化が正
負のいずれか一方にずれる。
【0032】前記実施例の場合は大きい加速度が印加さ
れると弾性体7は根元から変形して永久磁石4が磁気検
出素子5から外れ、変形後の加速度と磁気検出素子5の
出力電圧との関係を予め検定しておいても検出可能な領
域が狭い範囲に限定される。
【0033】しかし、本実施例では弾性体7がストッパ
8に当接した部分において変形するため永久磁石4の位
置ずれ量が小さく、変形後の加速度と磁気検出素子5の
出力電圧との関係を予め検定しておくことにより検出可
能な領域が拡大可能になる。
【0034】また、弾性体7は根元から変形しないため
変形後は元に戻り永久磁石4が再び微弱な加速度に対応
して揺動するため、図3に破線で示す如く中心がずれて
検出精度の低下は考えられるがそれ以後印加される加速
度を検出することができる。
【0035】加速度センサにおいて永久磁石4の磁気を
検知する磁気検出素子5としてホール素子や磁気抵抗素
子が考えられるが、加速度センサを小型化するには磁気
抵抗素子、特にバーバーポール型の磁気抵抗素子の方が
ホール素子より有効である。
【0036】即ち、図4(b) に示す如くホール素子51は
n型半導体からなる薄片52の相対する端面53、54間に電
圧を印加すると共に、薄片52に対し垂直に磁束密度Bの
一様な磁界を印加して相対する電極55、56間に生じる電
位差を利用するものである。
【0037】永久磁石4の移動方向は基台2に対して平
行であり永久磁石4により基台2と平行な磁界が形成さ
れるものとすると、ホール素子51は図示の如く薄片52が
基台2に対して垂直になるよう実装されるため加速度セ
ンサの低背化が阻害される。
【0038】一方、図4(a) に示す如くバーバーポール
型の磁気抵抗素子57は基板58上に形成された磁気検出パ
ターン59を具備し、強磁性体薄膜からなる磁気検出パタ
ーン59は基板58の長さ方向に対して45度傾斜させたつづ
ら折り状に形成されている。
【0039】かかるバーバーポール型の磁気抵抗素子57
は磁束密度Bの一様な磁界が基板58の面に対して平行に
印加されると共に、つづら折り状の磁気検出パターン59
に対し45度傾斜した方向から印加されると磁気検出パタ
ーン59の抵抗値が変化する。
【0040】したがって、磁気抵抗素子57は基台2の上
面に水平に装着することで永久磁石4によって形成され
る磁界を検出でき、例えば、磁気抵抗素子57を永久磁石
4と基台2との間に配設することで加速度センサの小型
化と低背化とが実現される。
【0041】このように形状記憶合金で形成され一端が
基台に固定された弾性体と、弾性体の自由端に固定され
た永久磁石とを有する本発明の加速度センサは、突発的
に大きい加速度が印加されて弾性体が変形しても、弾性
体が元の形状に復旧可能な環境に放置することで、再び
変形前と同等の特性を有する加速度センサとして使用す
ることができるため加速度センサの購入費用が低減され
る。
【0042】しかも、変形に対する安全率を大きくとる
必要がなく弾性体を比較的微弱な加速度に対応させると
共に、弾性体が変形した後の加速度と磁気検出素子の出
力電圧との関係を予め検定しておくことで、想定してい
た加速度より大きい加速度が印加された場合も磁気検出
素子の出力電圧から加速度を検出することができる。
【0043】即ち、外形が小さく安価で微弱な加速度か
ら10G程度の加速度まで広範囲に検出可能な加速度セ
ンサを実現することができる。
【0044】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば外形が小さく
安価で微弱な加速度から10G程度の加速度まで広範囲
に検出可能な加速度センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明になる加速度センサを示す斜視図であ
る。
【図2】 本発明の他の実施例を示す斜視図である。
【図3】 本発明の他の実施例の動作を説明する図であ
る。
【図4】 本発明の更に別の実施例を説明する図であ
る。
【図5】 従来の加速度センサを示す斜視図である。
【符号の説明】
1 固定部材 2 基台 4 永久磁石 5 磁気検出素子 6 キャップ 7 弾性体 8 ストッパ 51 ホール素子 52 薄片 53、54 端面 55、56 電極 57 磁気抵抗素子 58 基板 59 磁気検出パターン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 形状記憶合金で形成され一端が基台に固
    定された弾性体と、該弾性体の自由端に固定された永久
    磁石とを有し、 加速度が印加されたとき移動する該永久磁石の移動経路
    に面して、少なくとも2個の磁気検出素子が配設されて
    いることを特徴とする加速度センサ。
  2. 【請求項2】 加速度が印加され前記永久磁石が予め設
    定された範囲の外まで移動したとき、前記弾性体に当接
    するストッパが、該弾性体の両側に配設されていること
    を特徴とする請求項1記載の加速度センサ。
  3. 【請求項3】 前記磁気検出素子が、磁気抵抗素子であ
    ることを特徴とする請求項1記載の加速度センサ。
  4. 【請求項4】 前記磁気抵抗素子が、バーバーポール型
    の磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項3記載の
    加速度センサ。
JP12559997A 1997-05-15 1997-05-15 加速度センサ Pending JPH10319034A (ja)

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JP12559997A JPH10319034A (ja) 1997-05-15 1997-05-15 加速度センサ

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JP12559997A JPH10319034A (ja) 1997-05-15 1997-05-15 加速度センサ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007093448A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Aichi Steel Works Ltd モーションセンサ及びこれを用いた携帯電話機
CN116754792A (zh) * 2023-05-24 2023-09-15 宁波萨瑞通讯有限公司 加速度方向判断电路及方法

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