JP2005338018A

JP2005338018A - センサ

Info

Publication number: JP2005338018A
Application number: JP2004160529A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kunimi; 敬国見; Masatomo Mori; 雅友森; Takahiro Tsunoda; 貴弘角田
Original assignee: Akebono Research and Development Centre Ltd
Current assignee: Akebono Research and Development Centre Ltd
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】ガイド部材内に移動自在の磁性体を配置し、この磁性体をガイド部材の側方に配置した磁気電気交換素子および磁石により検出することで傾斜角度あるいは加速度を検出できるようにしたセンサを提供する。
【解決手段】ガイド部材１と、前記ガイド部材内に移動可能に配置した移動体２と、前記ガイド部材の側面の一方の側に固定した磁気電気交換素子４と、前記磁気電気交換素子４に対向してガイド部材の側面の他方側に配置した磁石５とを有することを特徴とするセンサである。本発明によれば、傾斜時に移動体検知用として磁界変化によって抵抗値が変化するＭＲ素子（磁気電気交換素子）を用いることでセンサを小型化することができ、製造コストも安価にできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁性体を利用して傾斜角度や加速度等を検出するセンサに関するものであり、より詳細には、ガイド部材内に移動自在の磁性体を配置し、この磁性体をガイド部材の側方に配置した磁気電気交換素子および磁石により検出することで傾斜角度あるいは加速度を検出できるようにしたセンサに関するものである。

従来、傾斜センサとしては、金属球と接点や近接スイッチの組み合わせによって構成したものが、また、磁気センサーを利用したものとして特許文献１（実開平５−３３０１３号公報）に記載されたもの等が知られている。

実開平５−３３０１３号公報

上記公報に記載されている傾斜センサは、垂直方向下方に円弧状に湾曲された非磁性体製の筒体と、この筒体内に磁性流体と、挿入された磁石と、前記筒体の長手方向に沿って所定の間隔に配置された複数の磁気センサーと、これら磁気センサーに接続され、各磁気センサーの磁気検知状態を検出する磁気検出回路とを備えている。このように構成された磁気センサーは、磁石が筒体内を磁性流体の潤滑作用により自由に動ける状態にあるため、筒体の傾斜角度をその円弧状に変化させると、磁石は最下位の位置に常に移動し、この結果、筒体の最下位の位置に対応する位置の磁気センサーが磁石の磁気を検知したか否かを磁気検出回路で検出することにより、種々の傾斜角度がわかるようになっている。

しかしながら、上記のような傾斜センサでは、傾斜センサの実装方法に手間がかかるとともに、小型化が難しい。また、筒体内に磁石を使用しているため、磁石を球状に形状加工する必要があり、加工費が高くなる等の問題がある。
本発明は、ガイド部材内に移動自在に磁性材からなる移動体を配置し、この移動体をガイド部材の側方に配置した磁気電気交換素子および磁石によって検出することで、傾斜角度あるいは加速度を検出できるようにしたセンサを提供することを目的とする。
本センサは、移動体として磁石ではなく、磁性材を使用したため、移動体の形状を自由に選択することができ、移動体の加工が容易である。また電子部品と同様に実装できるため、安価である。

本発明が採用した技術解決手段は、
ガイド部材と、前記ガイド部材内を移動可能な移動体とを備えたセンサにおいて、前記移動体を磁性体とすると共に、前記ガイド部材の側面の一方の側に配置した磁気電気交換素子と、前記磁気電気交換素子に対向してガイド部材の側面の他方側に配置した磁石とを有することを特徴とするセンサである。
また、前記ガイド部材は筒体に形成され、同筒体内には液体が満たされており、前記移動体は前記筒体内で移動可能に配置されていることを特徴とするセンサである。
また、前記磁気電気交換素子は、ＭＲ素子、ホール素子のいずれかであることを特徴とするセンサである。
また、前記磁気電気交換素子は、制御回路基板に実装されていることを特徴とするセンサである。

本発明によれば、傾斜時に移動体検知用として磁界変化によって抵抗値が変化するＭＲ素子（磁気電気交換素子）を用いることで小型化することができ、製造コストも安価にできる。なお、一般的なＭＲ素子は略３．０×３．０（ｍｍ）程度であり、この結果センサの小型化が可能である。
移動体として磁石でなく、磁性材を使用したため、移動体の形状を自由に選択することができ、移動体の加工が容易である。
また電子部品と同様に実装できるため、安価である。本センサの実装方法が電子部品と同様の実装ができるため、安価である。
任意に感度方向に対して容易に設定できる。
管内の液体粘度、管の内径、管内の移動体径を変えることで、チャタリングを抑制、周波数応答性を任意で設定できる。
また、本発明は、所定の加速度により移動体が移動する現象を利用して、加速度を検知する加速度センサにも使用することができる。
等の優れた効果を奏することができる。

本発明は、ガイド部材内に移動自在に磁性材からなる移動体を配置し、この移動体をガイド部材の側方に配置した磁気電気交換素子および磁石によって検出することで、傾斜角度あるいは加速度を検出できるようにしたものである。

以下、本発明の実施例を説明すると、図１に本実施例としてのセンサの概略図を示す。
図１において、１はガイド部材、２はガイド部材内に収納された磁性材からなる移動体、３はガイド部材内に満たされた液体、４はガイド部材の一側に配置された磁気電気交換素子（たとえばＭＲ素子やホール素子等）、５は前記磁気電気交換素子に対向するガイド部材の他側に配置された磁石である。

ガイド部材１は、ガイド部材１内に収納された移動体２（磁性体）の移動をスムーズにガイドする機能を有するものであり、本例では、円筒体を使用しているが、必ずしも円筒体に限定することなく、適宜形状の一定断面を有するガイド部材１を使用することも可能である。ガイド部材１内には移動体２がガイド部材１内で移動する際に、移動体２に対して適宜抵抗を付与できるよう液体３が封入されている。この液体３はシリコーンオイル等が適当である。なお、ガイド部材１内に液体３を必ず封入する必要はなく、適宜省略することも可能である。

ガイド部材１内に収納される移動体２は、図１のものは球状をしているが、その形状は球状に限定することなく、図２に示すように、円筒型、角型など種々の形状のもの、さらには重力やその他の加速度によって移動できる形状のものであれば種々の形状のものを採用することができる。ガイド部材１の一側に配置する磁気電気交換素子４は、図示せぬ磁気検出回路に接続されている。ガイド部材１の一側に配置した磁気電気交換素子４と他側に配置した磁石５との間に移動体２が入ってくると、磁界変化が生じ、この変化を磁気電気交換素子４が検知して磁性体の有無（即ち傾き等）を検知できるようになっている。

以上の構成からなるセンサの作用を説明する。
図１に示すように、このセンサは所定の状態（図では水平状態）にセットされている。移動体２は、図示のように、ガイド部材１の一側に配置する磁気電気交換素子４とガイド部材１の他側に配置した磁気電気交換素子４との間からは外れた位置にあり、また、磁石と磁気電気交換素子４とがガイド部材１の直径分だけ離れているため磁気電気交換素子４には抵抗値の変化は生じず、傾斜信号を出さない。
この状態から、センサが傾いたりあるいは所定の加速度が発生して移動体２が、ガイド部材１の一側に配置する磁気電気交換素子４とガイド部材１の他側に配置した磁石５との間に移動すると、移動体２が磁性体で構成されているため、磁石５と磁気電気交換素子４との間に磁界変化が生じ、この磁界変化を磁気電気交換素子４が検知して傾斜や加速度を検出できる。

本実施例は、上記のようにガイド部材１の側方に磁気電気交換素子４に対向して磁石５を配置したため、磁界を変化させる機能を有する移動体２は、磁石である必要はなくなり、磁性体であればよいことになる。この結果、移動体２の形状加工が極めて容易となり、種々の形状の移動体を採用することが可能となった。また、移動体２が磁性体であるため、磁石に近づくと吸引されることになり、この結果、移動体２の移動時にダンピング作用を与えることができる。

またガイド部材１内に液体３を封入した場合には、液体３の粘度を変えたり、移動体２の径を変化させガイド部材１内壁と移動体２の外周との間の隙間を変えることで、移動体２の移動速度や移動体２のチャタリング現象の抑制、あるいは周波数応答性を任意に設定することができる。なお、液体３としてはシリコーンオイル、あるいはシリコーンオイルと同様の性質を有する種々のオイル等を使用することができる。また、オイルの粘度を変化させることで、移動体のダンピング係数を任意に設定することができる。

次に第２実施例について図３を参照して説明する。
図に示すものは、上記構成からなるセンサを一つのパッケージ１０にモールドし、電子基板に実装できるようにしたものである。この時パッケージ１０内に構造物１１を形成し、センサの取り付け角度（具体的にはガイド部材１の取り付け角度）を様々に設定できるようにする。このようにすることで、任意の感度方向の加速度に対して容易にセンサを設定することができる。

次に第３実施例について図４、図５を参照して説明する。
図に示すものは、上記構成からなるセンサを電子基板上に取り付けたものである。図中（ａ）はセンサのガイド部材１を電子基板上に支持部材１２で支持して取り付けた例であり、磁気電気交換素子４を電子基板にハンダ１３によって取り付けている。図５に図４（ａ）の斜視図を示す。また図４（ｂ）は、電子基板上に前述したパッケージ型のセンサを接着材や溶接（ハンダ付け）１３等により取り付けた例である。

以上、本発明に係るセンサについて説明をしたが、ガイド部材や移動体の形状は上述した例に限定されることなく、同様の機能を達成できるものであれば、種々の形状のものを使用することができる。また、ガイド部材１内に液体３を封入しない構成のセンサの場合には、磁気電気交換素子の近傍に移動体の移動を制限する摩擦部材等を配置することで、移動体のチャタリング等を防止することができる。
さらに本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。

本発明は、二輪車転倒検知センサ、加速度センサ、傾斜センサ等に利用することができる。

第１実施例としてのセンサの概略図である。移動体２の他の例を示す図である。第２実施例としてのセンサの構成図である。第３実施例としてのセンサの構成図である。図４（ａ）の斜視図である。

符号の説明

１ガイド部材
２移動体
３ガイド部材内に満たされた液体
４ガイド部材の一側に配置された磁気電気交換素子
５ガイド部材の他側に配置された磁石

Claims

ガイド部材と、前記ガイド部材内を移動可能な移動体とを備えたセンサにおいて、前記移動体を磁性体とすると共に、前記ガイド部材の側面の一方の側に配置した磁気電気交換素子と、前記磁気電気交換素子に対向してガイド部材の側面の他方側に配置した磁石とを有することを特徴とするセンサ。
前記ガイド部材は筒体に形成され、同筒体内には液体が満たされており、前記移動体は前記筒体内で移動可能に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
前記磁気電気交換素子は、ＭＲ素子、ホール素子のいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ。
前記磁気電気交換素子は、制御回路基板に実装されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のセンサ。