JP3190978B2 - Accelerometer - Google Patents

Accelerometer

Info

Publication number
JP3190978B2
JP3190978B2 JP27393491A JP27393491A JP3190978B2 JP 3190978 B2 JP3190978 B2 JP 3190978B2 JP 27393491 A JP27393491 A JP 27393491A JP 27393491 A JP27393491 A JP 27393491A JP 3190978 B2 JP3190978 B2 JP 3190978B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration
magnet
acceleration sensor
housing
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP27393491A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05113448A (en
Inventor
伊藤  隆
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.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Corp filed Critical Asahi Kasei Corp
Priority to JP27393491A priority Critical patent/JP3190978B2/en
Publication of JPH05113448A publication Critical patent/JPH05113448A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3190978B2 publication Critical patent/JP3190978B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の運動体の加
速度、振動等を検出する装置(加速度センサー)に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device (acceleration sensor) for detecting acceleration, vibration, etc. of a moving body such as an automobile.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、磁気センサーや磁石を利用した加
速度センサーとしては、図5のようにバネに固定された
検出質量の変位を検出質量に磁石や透磁性材料を用いる
ことにより、磁気センサーの出力変化として用いる方
法、あるいは、図6のように磁石の斥力を利用して磁石
自身により図5と同様なバネ系を形成するもの、あるい
は、図7のように磁石と磁石、あるいは透磁性材料との
引力を利用して、一定のしきい値以上の加速度により引
力に打ち勝って変位する検出質量を電気接点等を用いて
検知するもの等があった。しかし、第1のような方法で
は、磁気センサーの出力と加速度に対応した変位量の関
係が、複雑になり、精度良く測定するためには磁気セン
サーアレイを用いなければならないことから装置自体が
複雑になることや、一定のしきい値以上の加速度にのみ
反応するようにすることが困難なこと、又、動作チェッ
クや感度較正が難しいこと、更には腐食や疲労等のバネ
の信頼性上の問題等が存在していた。又、第2の方法で
は磁石の斥力を利用して第1の方法と同様なバネ系を形
成することにより、バネの信頼性上の問題はクリヤーで
きるが、第1の方法の残った問題点を解決することはで
きなかった。更に、第3の方法では、一定のしきい値以
上の加速度にのみ反応するようになっているが、磁石の
強さでしきい値を精度良く設定することは難しく、又、
加速度そのもののリアルタイムな定量性がないこと、1
度作動すると再度作動させるためには初期の位置に引き
戻すための何らかの手段が必要になること等の問題を持
っていた。
Conventionally, as the acceleration sensor using a magnetic sensor and magnet, by using a magnet or a magnetically permeable material to detect the mass displacement of the detection mass which is fixed to the spring as shown in Figure 5, the magnetic sensor A method of using as a change in output, or a method of forming a spring system similar to that of FIG. 5 by a magnet itself using repulsive force of a magnet as shown in FIG. 6 , or a magnet and a magnet or a magnetically permeable material as shown in FIG. And the like, which detects the detected mass that is displaced by overcoming the attractive force by an acceleration equal to or higher than a predetermined threshold value using an electric contact or the like using the attractive force. However, in the first method, the relationship between the output of the magnetic sensor and the amount of displacement corresponding to the acceleration becomes complicated, and the device itself is complicated because a magnetic sensor array must be used for accurate measurement. And it is difficult to respond only to acceleration exceeding a certain threshold value.It is also difficult to check the operation and calibrate the sensitivity. There were problems. Further, in the second method, by using the repulsive force of the magnet to form a spring system similar to the first method, the problem of the reliability of the spring can be cleared, but the remaining problem of the first method remains. Could not be solved. Further, in the third method, the apparatus reacts only to an acceleration equal to or higher than a certain threshold value. However, it is difficult to set the threshold value accurately with the strength of the magnet.
Lack of real-time quantification of acceleration itself
There was a problem that some operation for returning to the initial position is required to operate again after the operation.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は以上説
明した問題点を解消し、加速度のリアルタイムな定量が
できると同時に、反応する加速度のしきい値の設定が容
易であり、かつ、構造が簡単で、信頼性の高い加速度セ
ンサーを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems, to enable real-time quantification of acceleration, and to easily set a threshold value of a responsive acceleration. To provide an acceleration sensor that is simple and reliable.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、加速度の検出
質量である2個の磁石と、前記磁石が一軸上を自由に変
位できる通路を有するハウジングと、前記検出質量の変
位を磁束密度の変化として検知できるホール素子からな
っており、前記2個の磁石よりなる検出質量が、同極同
士を対向させることで斥力により、ハウジング両端部の
側壁に配置されており、前記ホール素子が前記ハウジン
グ内の中央にて磁石移動方向の磁束密度を検出するよう
に配置されていることを特徴とする加速度センサーであ
る。
According to the present invention, there are provided two magnets which are masses for detecting an acceleration, a housing having a passage through which the magnets can be freely displaced on one axis, and a method for measuring the displacement of the detected mass by the magnetic flux density. The Hall element can be detected as a change, and the detection mass composed of the two magnets is disposed on the side walls of both ends of the housing by repulsion by opposing the same poles, and the Hall element is provided in the housing.
To detect the magnetic flux density in the magnet movement direction at the center of the magnet.
An acceleration sensor, wherein the acceleration sensor is disposed at a position corresponding to the acceleration sensor.

【0005】以下本発明の加速度センサーについて、実
施例を示す図1を参照して説明する。図中において、1
は加速度の検出質量である磁石であり、2は検出質量で
ある磁石の変位を磁束密度の変化として検知できるホー
ル素子、3は検出質量である磁石が一軸上を自由に変位
できる通路を示しており、4はハウジング、5はハウジ
ング両端部の側壁、6はホール素子の入出力を取り出す
リードを示している。加速度の検出質量である2個の磁
石1は同極同士を対向させることで、互いの斥力によっ
てハウジング両端部の側壁5に押しつけられており、ハ
ウジング両端部の側壁5とは固定されていないことか
ら、ハウジング両端部の側壁5に押しつけられた力にま
さる加速度に対応して図2のように通路3内を自由に移
動することができる。この加速度と2個の磁石の斥力が
つりあった図2の状態における検出質量の変位との関係
は近似的に以下の運動方程式によって記述できる。
Hereinafter, an acceleration sensor according to the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, 1
Ho is the magnet which is detected by mass of the acceleration, 2 can detect the displacement of the magnet is detected by mass as a change in magnetic flux density
Reference numeral 3 denotes a passage through which a magnet serving as a detection mass can be freely displaced on one axis. Reference numeral 4 denotes a housing. Reference numeral 5 denotes side walls of both ends of the housing. Reference numeral 6 denotes a lead for taking out input and output of the Hall element . . The two magnets 1 that are the detected masses of acceleration are pressed against the side walls 5 at both ends of the housing by mutual repulsion by facing the same poles, and are not fixed to the side walls 5 at both ends of the housing. Thus, it is possible to freely move in the passage 3 as shown in FIG. 2 in accordance with the acceleration exceeding the force pressed against the side walls 5 at both ends of the housing. The relationship between this acceleration and the displacement of the detected mass in the state of FIG. 2 where the repulsive forces of the two magnets are balanced can be approximately described by the following equation of motion.

【0006】 ma=3M2 /2πμ04 (式1) ここで、mは磁石の質量、aはセンサーが受ける加速
度、Mは磁極の強さ、μ0 は真空中の透磁率、Lは2個
の磁石の中心間の距離である。加速度と2個の磁石の斥
力がつりあった状態における検出質量の変位量を磁束密
度の変化に対応した磁気センサーの出力として取り出す
ことで、加速度を測定することができる。図2のような
加速度と2個の磁石の斥力がつりあった状態において、
通路の中心に配置されたホール素子の位置における磁界
の強さは近似的に以下の式により表される。 H=2M/4πμ0 ×{(1/(L−L0 /2)3
(1/(L0 /2)3 )} (式2) ここで、L0 は静止もしくは等速直線運動時の2個の磁
石の中心間の距離である。
Ma = 3M 2 / 2πμ 0 L 4 (Equation 1) where m is the mass of the magnet, a is the acceleration received by the sensor, M is the strength of the magnetic pole, μ 0 is the magnetic permeability in vacuum, and L is The distance between the centers of the two magnets. The acceleration can be measured by extracting the displacement of the detected mass in a state where the acceleration and the repulsive force of the two magnets are balanced as an output of the magnetic sensor corresponding to the change in the magnetic flux density. In the state where the acceleration as shown in FIG. 2 and the repulsion of the two magnets are balanced,
The strength of the magnetic field at the position of the Hall element arranged at the center of the passage is approximately represented by the following equation. H = 2M / 4πμ 0 × { (1 / (L-L 0/2) 3 -
(1 / (L 0/2 ) 3 )} (Equation 2) Here, L 0 is the distance between the centers of the two magnets at the time of stationary or constant-speed linear motion.

【0007】従って、 B=μ0 H (式3) であることにより、磁束密度を磁気センサーの出力V
outとして取り出すことで、式1、式2、式3より決ま
る図3のような関係により、加速度をリアルタイムで測
定することができる。本発明の加速度センサーにおいて
は式1、式2よりわかるように、検出質量である2個の
磁石の質量mや磁極の強さMだけでなく、2個の磁石の
間の距離L0を変えることにより、反応する加速度のし
きい値を自由に変えることができるという特徴を持つ。
即ち、ハウジングの長さを変更することにより反応する
加速度のしきい値を自由に変えることができる。
Accordingly, since B = μ 0 H (Equation 3), the magnetic flux density is determined by the output V of the magnetic sensor.
By taking out as out, the acceleration can be measured in real time according to the relationship shown in FIG. 3 determined by Expressions 1, 2, and 3. In the acceleration sensor of the present invention, as can be seen from Equations 1 and 2, not only the mass m of the two magnets, which is the detected mass, or the strength M of the magnetic pole, but also the distance L 0 between the two magnets is changed. This has the characteristic that the threshold value of the responsive acceleration can be freely changed.
That is, by changing the length of the housing, it is possible to freely change the threshold value of the acceleration that reacts.

【0008】本発明の反応する加速度のしきい値を自由
に変えることができるという特徴を持つ加速度センサー
において検出質量である磁石の変位を磁束密度の変化と
して検知するホール素子は、加速度をリアルタイムで精
度良く測定するという観点から、出力電圧V out が磁束
密度Bに比例するものが特に好ましい。又、ホール素子
を制御駆動機能を持たせた集積回路とハイブリット化も
しくはモノリシック化することで1つのパッケージにし
たホールICを用いることも好ましいものである。又、
本発明に用いられる検出質量である磁石の変位を磁束密
度の変化として検知するホール素子は一軸上の±両方向
の加速度に対して対称的な±両方向の出力電圧V o が得
られるように、ハウジング内の磁石移動方向の磁束密度
が相殺されて零である通路中央に磁石移動方向の磁束密
度を検出するように配置される。
In the acceleration sensor according to the present invention, in which the threshold value of the responsive acceleration can be freely changed , the displacement of the magnet, which is the detected mass, is determined by the change of the magnetic flux density.
Hall element that detects and detects acceleration in real time
The output voltage V out is the magnetic flux
Those that are proportional to the density B are particularly preferred. Also, Hall element
Integrated with integrated circuit with control drive function
Or into a single package by making it monolithic
It is also preferable to use a Hall IC that has been used. or,
The displacement of the magnet, which is the detection mass used in the present invention, is
Hall element detected as a change in degree is ± two directions on one axis
The resulting symmetrical ± bidirectional output voltage V o is relative acceleration
The magnetic flux density in the direction of magnet movement in the housing
The magnetic flux density in the direction of magnet movement is
It is arranged to detect the degree.

【0009】又、本発明の加速度センサーにおいて用い
られるハウジングは、非磁性の金属材料もしくは樹脂材
料により形成された円筒形もしくは角形のパイプ等と両
端部のふたより構成されるが、検出質量である磁石が移
動する通路部の内壁は、磁石移動時の摩擦抵抗を最小限
に抑える必要から十分平滑であることが要求される。こ
の為、金属材料の場合電解研磨その他の方法で内壁を鏡
面研磨したものや、テフロン樹脂等をコーティングした
ものが好ましく用いられ、樹脂材料の場合、テフロン樹
脂等を用いることも好ましく行われる。又、磁石とハウ
ジングとの接触面積を最小に抑える目的で、磁石の軸中
心に穴部を設け、ハウジングにこの磁石の穴部を通し、
スライドさせるための支持柱を設けることも好ましい方
法である。更に、本発明の加速度センサーに用いられる
ハウジングにおいては、通路内の空気抵抗をなくす目的
で、磁石移動時に空気を逃がすための穴部をハウジング
のパイプ部、ふた部に設けることも好ましく行われ、
又、パイプ部の内壁に同様の目的で、予め軸方向に溝を
入れておくことも好ましく行われる。
The housing used in the acceleration sensor according to the present invention comprises a cylindrical or square pipe made of a non-magnetic metal material or a resin material, and lids at both ends. The inner wall of the passage in which the magnet moves is required to be sufficiently smooth to minimize the frictional resistance during the movement of the magnet. For this reason, in the case of a metal material, a material whose inner wall is mirror-polished by electrolytic polishing or another method, or a material coated with a Teflon resin or the like is preferably used. In the case of a resin material, a Teflon resin or the like is preferably used. Also, for the purpose of minimizing the contact area between the magnet and the housing, a hole is provided at the center of the magnet axis, and the hole of the magnet is passed through the housing,
Providing a supporting column for sliding is also a preferable method. Further, in the housing used for the acceleration sensor of the present invention, in order to eliminate air resistance in the passage, it is also preferable to provide a hole portion for releasing air when the magnet is moved in the pipe portion and the lid portion of the housing,
It is also preferable to previously form a groove in the inner wall of the pipe portion in the axial direction for the same purpose.

【0010】又、本発明の加速度センサーにおいて用い
られる加速度の検出質量である磁石は、小型で強く、残
留磁束密度Br、保磁力Hc、最大エネルギー積BHmax
の大きいものであれば何でも良いが、フェライト磁石、
サマリウムコバルト磁石、ネオジウム鉄ボロン磁石等が
好ましく用いられ、その平滑な表面状態から前記材料を
用いたプラスチックマグネットは特に好ましく用いられ
る。又、本発明で用いられる磁石の形状については前述
の磁石とハウジングとの接触面積を最小に抑え、摩擦抵
抗を最小にする目的や通路内の空気抵抗をなくす目的
で、軸方向に穴部や溝部を持ったものを用いても良い。
[0010] Also, the magnet is detected by mass of the acceleration used in the acceleration sensor of the present invention is strong in small, remanence B r, the coercive force H c, the maximum energy product BH max
Anything can be used as long as it is large, but ferrite magnets,
Samarium cobalt magnets, neodymium iron boron magnets and the like are preferably used, and plastic magnets using the above materials are particularly preferably used because of their smooth surface state. Further, regarding the shape of the magnet used in the present invention, for the purpose of minimizing the contact area between the magnet and the housing described above and minimizing frictional resistance and eliminating air resistance in the passage, a hole or a hole is formed in the axial direction. A member having a groove may be used.

【0011】又、本発明の加速度センサーは、検出質量
としての2個の磁石を同極同士を対向させることで、斥
力により、ハウジング両端部の側壁に配置されているこ
とを特徴とするが、反応する加速度のしきい値や感度を
自由に変える手段の1つとして、磁石の質量mを大きく
するために、磁石とおもりを組み合わせて1つの検出質
量として用いても良く、このような場合も本発明の範囲
である。
Further, the acceleration sensor according to the present invention is characterized in that two magnets as detection masses are arranged on the side walls of both ends of the housing by repulsion by opposing the same poles to each other. In order to increase the mass m of the magnet, one of the means for freely changing the threshold value and sensitivity of the acceleration to be reacted may be used in combination with a magnet and a weight as one detection mass. It is within the scope of the present invention.

【0012】又、本発明の加速度センサーにおいては、
センサーの感度や反応する必要のある周波数の程度によ
り、検出質量である磁石が加速度の大きさに応じて変位
する通路内に、潤滑剤のような機能を持つ粘性流体を充
填することで、バネ系におけるダンパーの機能を持たせ
ることも好ましく行われる。このダンパー機能は粘性流
体の粘度を変えることで調節することが可能であり、粘
度の小さな流体を充填することで、主に潤滑剤を目的と
して用いることも好ましく行われる。
Further, in the acceleration sensor of the present invention,
Depending on the sensitivity of the sensor and the degree of frequency required to react, the magnet that is the detected mass is filled with a viscous fluid having a function like a lubricant in the passage where the magnet is displaced according to the magnitude of the acceleration. It is also preferable to provide a function of a damper in the system. The damper function can be adjusted by changing the viscosity of the viscous fluid, and it is also preferable to use a lubricant mainly for the purpose of filling the fluid with a low viscosity.

【0013】又、本発明の加速度センサーにおいては、
図4のように加速度に対応した検出質量である磁石の変
位を打ち消す磁場を発生するためのコイルを用いて、こ
のコイルに流す電流量を検知することにより高精度の測
定を行う、いわゆるサーボ型センサーとして用いること
も好ましく行われる。この場合、加速度センサーが加速
度を受けることにより、検出質量である磁石が移動する
ことでその変位量に応じた出力をホール素子が発生する
が、このホール素子の出力に応じてこれを打ち消すよう
に、コイルに電流が流される。この電流量を検知するこ
とにより、加速度の高精度測定を行うことができる。
又、この場合、前記加速度の検出質量である磁石が自由
に変位できる通路に、粘性流体が充填されていてもよい
ことはいうまでもない。
In the acceleration sensor according to the present invention,
As shown in FIG. 4 , a so-called servo type that performs high-precision measurement by using a coil for generating a magnetic field for canceling the displacement of a magnet, which is a detected mass corresponding to the acceleration, and detecting the amount of current flowing through this coil. It is also preferably used as a sensor. In this case, when the acceleration sensor receives the acceleration, the Hall element generates an output corresponding to the displacement amount by the movement of the magnet as the detected mass, and the Hall element cancels the output according to the output of the Hall element. , A current is passed through the coil. By detecting this amount of current, highly accurate measurement of acceleration can be performed.
In this case, it goes without saying that a viscous fluid may be filled in a passage in which the magnet, which is the detection mass of the acceleration, is freely displaceable.

【0014】又、本発明の加速度センサーにおいては、
外部磁界の影響をなくす目的で、センサー自身に磁気シ
ールド等の手段を施しても良く、又、磁石の減磁を抑え
る目的で、適当な磁気回路等をハウジング周辺部に組む
ことも好ましく行われる。
In the acceleration sensor according to the present invention,
For the purpose of eliminating the influence of the external magnetic field, the sensor itself may be provided with a means such as a magnetic shield, and for the purpose of suppressing the demagnetization of the magnet, it is also preferable to form an appropriate magnetic circuit or the like around the housing. .

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

【0016】[0016]

【実施例1】内壁を電解研磨により平滑にした内径3.
1mm、長さ18mmのAl製パイプの中央部にホール
素子が入る大きさの穴を開けた上で、横方向よりホール
素子を挿入し、樹脂を用いて固めることで、ホール素子
がパイプの軸方向の磁束密度を測定することができるよ
うにセットした。次に、東北金属製のサマリウムコバル
トよりなるプラスチックマグネットLJ−120を用い
て直径3.0mmφ、高さ4mmの円柱状に成形した重
さ0.2g、表面磁束密度2.2kGの2個の磁石を同
極同士を対向させるようにパイプ内にセットした上で、
ハウジング両端部にAl製のふたをすることで、斥力に
より、検出質量である2個の磁石がハウジング両端部の
側壁に押しつけられている図1のような構造の加速度セ
ンサーを作製した。
Example 1 Inner diameter of inner wall smoothed by electrolytic polishing
A 1 mm, 18 mm long Al pipe was made with a hole large enough to receive the Hall element, and the Hall element was inserted from the lateral direction and solidified using resin. It was set so that the magnetic flux density in the direction could be measured. Next, using a plastic magnet LJ-120 made of samarium cobalt manufactured by Tohoku Metal Co., Ltd., two magnets having a weight of 0.2 g and a surface magnetic flux density of 2.2 kG were formed into a column having a diameter of 3.0 mm and a height of 4 mm. After setting in the pipe so that the same poles face each other,
By making Al lids on both ends of the housing, an acceleration sensor having a structure as shown in FIG. 1 was produced in which two magnets as detection masses were pressed against the side walls of both ends of the housing by repulsive force.

【0017】なお、予め加速度センサーのハウジングの
パイプ部およびふた部には通路内の空気抵抗をなくす目
的で、磁石移動時に空気を逃がすための穴を形成した。
続いて、ふた部に形成した穴より棒を入れることにより
図2のように磁石を強制的に移動させることで、磁石の
変位量とホール素子出力の関係について調べ、加速度セ
ンサーの仮想動作チェックおよび感度較正を行った。
In order to eliminate air resistance in the passage, holes are formed in the pipe portion and the lid portion of the housing of the acceleration sensor to allow air to escape when the magnet is moved.
Then, by inserting a rod through the hole formed in the lid, the magnet is forcibly moved as shown in FIG. 2, thereby examining the relationship between the displacement of the magnet and the output of the Hall element. Calibration was performed.

【0018】更に、製作した加速度センサーを用いて加
速度と出力電圧の関係を実測した結果を図3に実測点と
して示す。ほとんど計算通りに、加速度を磁気センサー
の位置における磁束密度の大きさとして測定できたこと
を示している。このように本発明の加速度センサーにお
いては、加速度のリアルタイムな定量が可能であり、
又、反応する加速度のしきい値の設定は磁石の質量mや
磁極の強さMだけでなく、ハウジングの長さを変更する
ことにより容易にできることが理解できる。又、本発明
の加速度センサーにおいて、従来の加速度センサーでは
難しかった仮想動作チェックや感度較正が容易に行える
ことは、本実施例中に示した通りである。
Further, FIG. 3 shows the results of actual measurement of the relationship between acceleration and output voltage using the manufactured acceleration sensor. This shows that the acceleration could be measured as the magnitude of the magnetic flux density at the position of the magnetic sensor, almost as calculated. Thus, in the acceleration sensor of the present invention, real-time quantification of acceleration is possible,
Further, it can be understood that the setting of the threshold value of the reaction acceleration can be easily performed by changing not only the mass m of the magnet and the strength M of the magnetic pole but also the length of the housing. In addition, in the acceleration sensor of the present invention, it is possible to easily perform the virtual operation check and the sensitivity calibration, which are difficult with the conventional acceleration sensor, as described in the present embodiment.

【0019】又、本発明の加速度センサーにおいては、
応用として図4のように加速度に対応した検出質量であ
る磁石の変位を打ち消す磁場を発生するためのコイルを
追加するという簡単な改造で、このコイルに流す電流量
を検知することにより高精度の測定を行えることは前述
の通りである。
Further, in the acceleration sensor according to the present invention,
As an application, as shown in Fig. 4, a simple modification to add a coil to generate a magnetic field that cancels out the displacement of the magnet, which is the detected mass corresponding to the acceleration, enables high-precision detection by detecting the amount of current flowing through this coil. The measurement can be performed as described above.

【0020】[0020]

【実施例2】実施例1と同様に内壁を電解研磨により平
滑にした内径3.1mm、長さ18mmのAl製パイプ
の中央部にホール素子が入る大きさの穴を開けた上で、
横方向よりホール素子を挿入し、樹脂を用いて固めるこ
とで、ホール素子がパイプの軸方向の磁束密度を測定す
ることができるようにセットした。次に、東北金属製の
サマリウムコバルトよりなるプラスチックマグネットL
J−120を用いて直径3.0mmφ、高さ4mmの円
柱状に成形した重さ0.2g、表面磁束密度2.2kG
の2個の磁石を同極同士を対向させるようにパイプ内に
セットするとともに、パイプ内に潤滑油を充填し、ハウ
ジング両端部にAl製のふたをすることで、斥力によ
り、検出質量である2個の磁石がハウジング両端部の側
壁に押しつけられている図1のような構造の加速度セン
サーを作製した。なお、予めパイプ部の内壁には磁石移
動時の抵抗を減らす目的で、潤滑油の逃げ道となる溝を
軸方向に入れておいた。更に、製作した加速度センサー
を用いて加速度と出力電圧の関係を実測したところ、潤
滑油を充填したことによるダンパー機能により、一定の
加速度に対する出力電圧の値は実施例1の場合に比べて
小さくなったが、加速度に対して反応する出力電圧の傾
向は実施例1とほぼ同様であった。
EXAMPLE 2 A hole having a size for receiving a Hall element was formed in the center of an Al pipe having an inner diameter of 3.1 mm and a length of 18 mm, the inner wall of which was smoothed by electrolytic polishing in the same manner as in Example 1.
The Hall element was inserted from the lateral direction, and was set using a resin. The Hall element was set so that the magnetic flux density in the axial direction of the pipe could be measured. Next, a plastic magnet L made of samarium cobalt made of Tohoku Metal
J-120 was used to form a column having a diameter of 3.0 mmφ and a height of 4 mm, weighing 0.2 g, and a surface magnetic flux density of 2.2 kG.
By setting the two magnets in the pipe so that the same poles face each other, filling the pipe with lubricating oil, and covering both ends of the housing with Al-made lids, the repelling force is used to detect the mass. An acceleration sensor having a structure as shown in FIG. 1 in which two magnets are pressed against the side walls of both ends of the housing was manufactured. A groove serving as an escape route for lubricating oil was previously formed in the inner wall of the pipe in order to reduce the resistance during the movement of the magnet. Further, when the relationship between the acceleration and the output voltage was actually measured using the manufactured acceleration sensor, the value of the output voltage with respect to the constant acceleration was smaller than that of the first embodiment due to the damper function due to the filling of the lubricating oil. However, the tendency of the output voltage responding to the acceleration was almost the same as in the first embodiment.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明の加速度センサーは加速度の検出
質量である2個の磁石が同極同士を対向させることで、
斥力により、ハウジング両端部の側壁に押しつけられて
いるという構造をとることにより、革新的に簡単な構造
の加速度センサーを実現したものであり、これにより加
速度センサーの信頼性と量産性を大幅に向上させたもの
である。即ち、従来の図5、図6に示したような1つの
検出質量を持つ加速度センサーのバネ系を分解し、2つ
の検出質量に±両方向の加速度の測定を分担させるよう
にしたことにより、検出質量である2個の磁石の質量m
や磁極の強さMだけでなく、2個の磁石の間の距離L0
を変えることで、容易に反応する加速度のしきい値を変
えることができるようにしたものである。具体的には、
本発明の加速度センサーにおいてはハウジングの長さを
変更することにより反応する加速度のしきい値を自由に
変えることができる。
According to the acceleration sensor of the present invention, two magnets which are masses for detecting acceleration have the same poles facing each other.
By adopting a structure in which the housing is pressed against the side walls of both ends of the housing by repulsion, the acceleration sensor with a simple and innovative structure has been realized, thereby greatly improving the reliability and mass productivity of the acceleration sensor. It was made. That is, the spring system of the conventional acceleration sensor having one detected mass as shown in FIGS. 5 and 6 is disassembled, and the two detected masses are allowed to perform the measurement of the acceleration in both directions. Mass m of the two magnets, which is the mass
Not only the strength M of the or poles, the distance between the two magnets L 0
By changing the threshold value, it is possible to change the threshold value of the acceleration that easily reacts. In particular,
In the acceleration sensor of the present invention, the threshold value of the acceleration to be reacted can be freely changed by changing the length of the housing.

【0022】又、このような構造により、ホール素子を
検出質量である磁石が変位する軸方向の磁束密度を測定
するように配置することが可能となったことから、検出
質量の変位を磁束密度の強さとして簡単に精度良く測定
できるようになり、加速度のリアルタイムな定量を実現
したものである。更に、本発明の加速度センサーにおい
ては従来の加速度センサーでは難しかった仮想動作チェ
ックや感度較正が容易に行えることから、量産時の製品
チェックが容易であり、その革新的に簡単な構造ととも
に量産上のメリットは大きく、低コストで信頼性の高い
加速度センサーを量産することを可能にしたものであ
る。
Further, with such a structure, it becomes possible to arrange the Hall element so as to measure the magnetic flux density in the axial direction in which the magnet, which is the detected mass, is displaced. The displacement can be easily and accurately measured as the intensity of the magnetic flux density, and real-time quantification of the acceleration is realized. Furthermore, in the acceleration sensor according to the present invention, the virtual operation check and the sensitivity calibration, which were difficult with the conventional acceleration sensor, can be easily performed, so that the product check at the time of mass production is easy. The merit is great, and it has made it possible to mass-produce low-cost and highly reliable acceleration sensors.

【0023】以上述べたように、本発明の加速度センサ
ーは、その革新的に簡単な構造により、加速度の高精度
の測定を実現しつつ、高い信頼性と高い量産性を実現し
たものであり、反応する加速度のしきい値を自由に変え
ることができるという特徴から、自動車その他のエアバ
ック等の用途をはじめとして広い用途で利用することが
できることから、本発明の工業的メリットは大きくはか
りしれない。
As described above, the acceleration sensor of the present invention realizes high reliability and high mass productivity while realizing high-accuracy measurement of acceleration by its innovative and simple structure. From the feature that the threshold value of the responsive acceleration can be freely changed, it can be used in a wide range of applications including applications such as automobiles and other airbags, so that the industrial merit of the present invention cannot be largely measured. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の加速度センサーの構造を示す図。(静
止もしくは等速直線運動時における状態を示す図。)
FIG. 1 is a diagram showing a structure of an acceleration sensor of the present invention. (The figure which shows the state at the time of stationary or linear motion at constant velocity.)

【図2】本発明の加速度センサーの加速度運動時におけ
る状態を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a state of the acceleration sensor according to the present invention during an acceleration motion.

【図3】本発明の加速度センサーの加速度と出力電圧の
関係を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between acceleration and output voltage of the acceleration sensor of the present invention.

【図4】 本発明のサーボ型加速度センサーの構造を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing a structure of a servo type acceleration sensor of the present invention.

【図5】 ホール素子 や磁石を利用した従来の加速度セン
サーを示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a conventional acceleration sensor using a Hall element and a magnet.

【図6】 ホール素子 や磁石を利用した従来の加速度セン
サーを示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a conventional acceleration sensor using a Hall element and a magnet.

【図7】 ホール素子 や磁石を利用した従来の加速度セン
サーを示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a conventional acceleration sensor using a Hall element and a magnet.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁石(検出質量) 2 ホール素子 3 通路 4 ハウジング(パイプ部) 5 ハウジング(両端側壁部) 6 リード線 7 コイル 8 バネ 9 固定磁石 10 導電性材料 11 電気接点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnet (detection mass) 2 Hall element 3 Passage 4 Housing (pipe part) 5 Housing (both side wall parts) 6 Lead wire 7 Coil 8 Spring 9 Fixed magnet 10 Conductive material 11 Electrical contact

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 加速度の検出質量である2個の磁石と、
前記磁石が一軸上を自由に変位できる通路を有するハウ
ジングと、前記検出質量の変位を磁束密度の変化として
検知できるホール素子からなっており、前記2個の磁石
よりなる検出質量が、同極同士を対向させることで斥力
により、ハウジング両端部の側壁に配置されており、前
記ホール素子が前記ハウジング内の中央にて磁石移動方
向の磁束密度を検出するように配置されていることを特
徴とする加速度センサー。
1. Two magnets that are masses for detecting acceleration,
The magnet comprises a housing having a passage through which the magnet can be freely displaced on one axis, and a Hall element capable of detecting the displacement of the detected mass as a change in magnetic flux density. The detected mass composed of the two magnets has the same polarity. the by repulsive force by causing opposing, it is arranged on the side wall of the housing end portions, front
The Hall element moves the magnet in the center of the housing.
An acceleration sensor, wherein the acceleration sensor is arranged to detect a magnetic flux density in a direction .
【請求項2】 前記加速度の検出質量である磁石の変位
を打ち消す磁場を発生するためのコイルを有することを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のサーボ型加速度
センサー。
2. The servo type acceleration sensor according to claim 1, further comprising a coil for generating a magnetic field for canceling a displacement of a magnet which is a mass for detecting the acceleration.
JP27393491A 1991-10-22 1991-10-22 Accelerometer Expired - Lifetime JP3190978B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27393491A JP3190978B2 (en) 1991-10-22 1991-10-22 Accelerometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27393491A JP3190978B2 (en) 1991-10-22 1991-10-22 Accelerometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05113448A JPH05113448A (en) 1993-05-07
JP3190978B2 true JP3190978B2 (en) 2001-07-23

Family

ID=17534611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27393491A Expired - Lifetime JP3190978B2 (en) 1991-10-22 1991-10-22 Accelerometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3190978B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004286616A (en) * 2003-03-24 2004-10-14 Tdk Corp Acceleration sensor
JP2008209234A (en) * 2007-02-26 2008-09-11 Nohmi Bosai Ltd Acceleration sensor
JP2008209235A (en) * 2007-02-26 2008-09-11 Nohmi Bosai Ltd Acceleration sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05113448A (en) 1993-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070214889A1 (en) Magnetofluidic unidirectional accelerometer
US5027657A (en) Acceleration sensor with cantilevered bending beam
EP1737120A1 (en) Voice coil actuator with embedded capacitive sensor for motion, position and/or acceleration detection
JPH02138875A (en) Acceleration sensor
US4665362A (en) Magnetic-type of analog distance sensor having a hall effect sensing element
KR20060060575A (en) Linear position sensor
EP0474352A1 (en) Quick-response accelerometer
US4901571A (en) Acceleration pickup
JP3190978B2 (en) Accelerometer
CN106643820A (en) Inner cone angle magnetic liquid inertia sensor for rectangular permanent magnet
US7199578B2 (en) Measurement device including a hall sensor disposed in a magnetic tube
JPS61134601A (en) Magnetic type displacement sensor
SE467575B (en) The mare SENSOR
US5133214A (en) Adjustment of scale factor linearity in a servo accelerometer
US8258778B2 (en) Simplified micro-magnetic sensor for acceleration, position, tilt, and vibration
JP3425610B2 (en) Piston type accumulator piston position detector
JPH0666830A (en) Electrodymanic acceleration sensor
JPS63109374A (en) Sensor
JPH02205775A (en) Acceleration sensor
JPH01174983A (en) Acceleration measuring apparatus
JP2784246B2 (en) Vibration meter
JPH10325719A (en) Sensor for inclination and acceleration
JPH01199101A (en) Electromagnetic actuator having position detecting function
JPS62229076A (en) Acceleration detector
JPH025388Y2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010417

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080525

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090525

Year of fee payment: 8

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090525

Year of fee payment: 8

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110525

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110525

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120525

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120525

Year of fee payment: 11