JP2514412Y2 - 振り子式加速度センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、渦電流ブレーキによっ
て振り子が制動される振り子式加速度センサに関し、特
に渦電流ブレーキが作用する振り子の構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、加速度（傾斜角）を検出するセン
サとしては、振り子式，板ばね式等の傾斜角検知器によ
って構成されたものがある。それらはいずれも加速度あ
るいは重力による振り子の振動，板ばねの曲がりなどの
変位量を光センサ，磁気センサあるいは静電容量の変化
などにより電気信号に変換し、この電気信号に基づき被
測定体の加速度（傾斜角）を検出するものである。これ
らの加速度（傾斜角）検知器には、外部からの振動によ
る振り子，板ばねなど可動体の共振（あばれ）を防止す
る目的や、適正な応答特性を与える目的でダンパ機構が
付設されている。そのダンパ機構としては、例えば、シ
リコンオイルや不凍液などの液体を用いたものがある。
このように液体を用いてダンパ機構を構成した場合、そ
の密閉構造にコストがかかるという問題がある。さら
に、温度変化に起因して液体の粘性が変化することによ
ってダンピング特性が変化してしまう。すなわち、液体
を用いたダンパ機構では、温度変化によって応答特性が
変化してしまうという避けられない問題がある。このた
め、液体を用いたダンパ機構のこれらの欠点を解消する
目的で、磁気を利用したダンパ機構が採用されるように
なってきた。この磁気ダンパ機構は、非磁性導電材製の
振り子を挟んで永久磁石を対向配置した構造で、振り子
が揺動することに伴って生じる渦電流により振り子に制
動をかけるように構成されていた。すなわち、この磁気
ダンパ機構は温度変化に影響を受けないため、温度特性
に優れている。この従来の磁気ダンパ機構を備えた加速
度センサを図５ないし図８によって説明する。

【０００３】図５は従来の振り子式加速度センサの概略
構成を示す斜視図、図６は従来の振り子式加速度センサ
の正面図、図７は従来の振り子式加速度センサの側面
図、図８は従来の振り子式加速度センサの平面図であ
る。これらの図において、１は振り子式加速度センサ
で、この加速度センサ１は、揺動体としての振り子２が
支軸３を中心として揺動する構造のものである。前記振
り子２は非磁性導電材によって扇形に形成されている。
なお、図５〜図８においては、振り子２を揺動自在に支
持する加速度センサ１の支持台や、振り子２の変位量を
検出して電気信号に変換する検出手段等は省略してあ
る。

【０００４】４は磁気ダンパで、この磁気ダンパ４は、
断面コ字状のヨーク５と、このヨーク５に固着された永
久磁石６とを備え、ヨーク５および永久磁石６を振り子
２の両側に対向させて配置されている。前記断面コ字状
のヨーク５は、両端の磁極部５ａが振り子２側を向くよ
うに支持台（図示せず）に固定され、永久磁石６はヨー
ク５の幅方向中央部に取付けられている。すなわち、前
記磁極部５ａの先端の磁極面５ｂは振り子２の側面と対
向することになる。なお、永久磁石６は振り子２の軸方
向と平行な方向へ着磁されている。また、前記ヨーク５
の設置位置は、永久磁石６が支軸３の真下に位置づけら
れ、しかも振り子２の外周部に対向するように設定され
ている。

【０００５】次に、このように構成された従来の振り子
式加速度センサの動作を説明する。外部からの加速度が
振り子２に加えられたり、振り子用支持台が傾斜したり
すると、振り子２は支軸３を中心として揺動する。そし
て、その振り子２は、対向する永久磁石６間およびヨー
ク５間の磁束を横切ることになる。この磁束を図７およ
び図８中に矢印Φで示す。このように振り子２が磁束を
横切ることで、振り子２内に渦電流が発生し、渦電流ブ
レーキとなって振り子２に制動がかかることになる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかるに、このように
磁気を利用したダンパ機構を備えた振り子式加速度セン
サでは、振り子の変位方向に応じてダンパ効果に違いを
もたせることは困難であった。言い換えれば、振り子
は、加速度が加えられて振れるときと、加速度が加えら
れなくなって戻るときとで等しいダンパ効果をもって制
動される関係から、応答性が低くなってしまう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案に係る振り子式加
速度センサは、振り子における磁気ダンパと対向する部
分であって振り子の揺動方向片側に、磁気ダンパの磁束
を素通りさせる開き部を設けたものである。

【０００８】

【作用】振り子の開き部を設けた部分が磁気ダンパの磁
束を横切ったときに発生する渦電流は、開き部側とは反
対側の部分が横切ったときに発生する渦電流に較べて小
さくなる。このため、振り子が開き部側とは反対側へ揺
動したときのダンパ効果は、それとは反対側へ揺動した
ときに較べて小さくなる。

【０００９】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図１によって詳細
に説明する。図１は本考案に係る振り子式加速度センサ
の正面図である。同図において前記図５ないし図８で説
明したものと同一もしくは同等部材については、同一符
号を付し詳細な説明は省略する。なお、図１では振り子
の一部を破断して示した。図１において、１１は開き部
を構成する切欠きで、この切欠き１１は、振り子２にお
ける磁気ダンパ４と対向する部分の外周縁部であって振
り子２の揺動方向片側に形成されている。また、この切
欠き１１の切欠き幅Ａは切欠き全域にわたって一定とさ
れ、その外周縁は、支軸３を中心とする円弧状に形成さ
れている。

【００１０】上述したように形成された振り子２を備え
た振り子式加速度センサでは、外部からの加速度等によ
り振り子２が図１中矢印Ａ方向へ揺動すると、振り子２
は、対向する永久磁石６およびヨーク５間の全磁束を横
切るが、Ｂ方向へ揺動したときには磁束の一部が切欠き
１１を素通りするためにその一部しか横切らない。

【００１１】したがって、振り子２の切欠き１１を設け
た部分が磁気ダンパ４の磁束を横切ったときに発生する
渦電流は、切欠き１１が設けられた側とは反対側の部分
が横切ったときに発生する渦電流に較べて小さくなる。
このため、振り子２が図中Ｂ方向へ揺動したときのダン
パ効果は、Ａ方向へ揺動したときに較べて小さくなる。

【００１２】本考案に係る振り子式加速度センサは、例
えば自動車に搭載されてタイヤが空転するのを制御する
システムや、アンチロックブレーキシステムに使用され
る。この種のシステムは、車両の車軸に配設された回転
センサ等によりタイヤの回転速度を検出すると共に、本
考案の加速度センサで車両の加速度を検出し、タイヤの
回転速度と車両の加速度とから常にタイヤが路面をグリ
ップするようにエンジンの回転数やブレーキ力を制御す
るように構成されている。すなわち、タイヤの回転速度
が増加しているいるにも係わらず車両が加速していない
状態のときは、タイヤが空転していると判断してエンジ
ンの回転数を下げるように制御し、また、タイヤの回転
速度が減少しているにも係わらず車両が減速していない
場合はタイヤがロックしていると判断してブレーキを緩
めるように制御する。

【００１３】このようなシステムにおいて従来の加速度
センサを使用すると、通常車両の減速度（ブレーキ力）
は加速時より急激に大きく変動するため、減速時に合わ
せて加速度検出器の応答特性を早くすると、路面からの
振動等により振り子があばれてしまう。本考案の振り子
式加速度センサを使用すると、通常走行時や加速時には
応答を遅らせ、減速時のみ応答を早めることができるの
で、車両の最適制御ができるようになる。

【００１４】なお、上記実施例では開き部を切欠き１１
によって構成した例を示したが、本考案はこのような限
定にとらわれることなく、図２〜図４に示すように構成
することもできる。図２は振り子に開口部を設けた他の
実施例を示す正面図、図３は切欠きの切欠き幅を徐々に
拡げた他の実施例を示す正面図、図４は振り子に磁束透
過用の小孔を多数設けた他の実施例を示す正面図であ
る。これらの図において前記図１で説明したものと同一
もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説
明は省略する。

【００１５】図２において、１２は振り子２に設けられ
た開口部で、この開口部１２は略扇状に形成されてお
り、振り子２の揺動方向片側に振り子２を貫通するよう
に形成されている。なお、この開口部１２の配設位置
も、振り子２における磁気ダンパ４と対向する部分に設
定されている。

【００１６】図３において、１３は振り子２の外周縁部
に形成された切欠きで、この切欠き１３は、振り子２の
中心から一方の揺動端側へ向かうにしたがって切欠き幅
が次第に広くなるように形成されている。このように切
欠き１３を形成すると、振り子２が矢印Ｂ方向へ揺動す
るときには揺動量が多くなるにしたがってダンパ効果が
小さくなる。

【００１７】図４において、１４は振り子２に穿設され
た小孔で、この小孔１４は、振り子２における磁気ダン
パ４と対向する部分であって揺動方向片側に配設されて
おり、振り子２に多数穿設されている。図２〜図４に示
すように構成しても、振り子２が図中Ｂ方向へ揺動した
ときのダンパ効果は、Ａ方向へ揺動したときに較べて小
さくなる。

【００１８】

【考案の効果】以上説明したように本考案に係る振り子
式加速度センサは、振り子における磁気ダンパと対向す
る部分であって振り子の揺動方向片側に、磁気ダンパの
磁束を素通りさせる開き部を設けたため、振り子の開き
部を設けた部分が磁気ダンパの磁束を横切ったときに発
生する渦電流は、開き部側とは反対側の部分が横切った
ときに発生する渦電流に較べて小さくなる。このため、
振り子が開き部側とは反対側へ揺動したときのダンパ効
果は、それとは反対側へ揺動したときに較べて小さくな
る。したがって、振り子の変位方向に応じてダンパ効果
に違いをもたせることができるから、加速時と減速時と
で異なる応答特性をもった振り子式加速度センサを得る
ことができる。また、開き部の開口面積を振り子の揺動
方向に対して変えることで、加速時あるいは減速時のい
ずれか一方へ振り子が揺動しているときに、任意の所で
応答特性を変化させることもできるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る振り子式加速度センサの正面図で
ある。

【図２】振り子に開口部を設けた他の実施例を示す正面
図である。

【図３】切欠きの切欠き幅を徐々に拡げた他の実施例を
示す正面図である。

【図４】振り子に磁束透過用の小孔を多数設けた他の実
施例を示す正面図である。

【図５】従来の振り子式加速度センサの概略構成を示す
斜視図である。

【図６】従来の振り子式加速度センサの正面図である。

【図７】従来の振り子式加速度センサの側面図である。

【図８】従来の振り子式加速度センサの平面図である。

【符号の説明】

１ 振り子式加速度センサ ２ 振り子 ４ 磁気ダンパ ５ ヨーク ６ 永久磁石 １１ 切欠き １２ 開口部 １３ 切欠き １４ 小孔

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 扇形振り子の側方に、振り子側を向く断
   面コ字状のヨークおよび永久磁石からなり振り子を渦電
   流ブレーキによって制動する磁気ダンパが配設され、前
   記振り子の変位量から加速度を検出する振り子式加速度
   センサにおいて、前記振り子における磁気ダンパと対向
   する部分であって振り子の揺動方向片側に、前記磁気ダ
   ンパの磁束を素通りさせる開き部を設けたことを特徴と
   する振り子式加速度センサ。