JPH01167672A - 加速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ この発明は移動体の加速度、を電気的又は磁気的に検出
する加速度センサに関する。

［従来の技術１ 従来、この種の加速度センサとしては、種々のものが実
施化されているが、第２図に示すようなものがある。

第２図は特開昭６０−２３３５６４号公報に開示された
加速度センサを示す断面図である。

この加速度センサは、ケース１を有している。ケース１
は、一端部が０リング２を嵌め込んだ栓３により閉じら
れている。この結果、ケース１内には軸方向に延びる断
面円形の密閉された収納空間４が形成されている。

この収納空間４には例えば磁性流体５が収納されている
。この磁性流体５はケース１の軸方向に対して移動する
ことができる。

ケース１の外周には、差動トランス６が配置されている
。この差動トランス６はボビン７の左半分および右半分
にそれぞれ巻かれた一対の二次コイル８，８と、これら
二次コイル８，８の外周に均等に巻かれた一次コイル９
とを備えている。二次コイル８，８の境は、上記収納空
間４の軸方向の中央に位置しており、上記磁性流体５の
基準位置を提供している。

差動トランス６の外側には、環状の永久磁石１０が配置
されている。この磁石１０の軸方向の中央は、上記二次
コイル８，８の境すなわち基準位置と一致しており、こ
のため、永久磁石１０は磁性流体５を基準位置に引き付
けるようになっている。

上記ケース１、差動トランス６、及び永久磁石１０は筒
状のスペーサ１１とともに、ハウジング１２に収納され
、蓋１３に覆われている。

上記構成の加速度センサの使用に際し、加速度センサを
測定対象としての移動体に取り付け、その移動体の加速
度を検出する。

詳述すると、移動体が左右いずれかに加速されると、磁
性流体５がその加速方向と逆の方向に慣性力を受け、磁
石１０の磁力に抗して移動する。

この磁性流体５の移動の変化に対応した差動出力信号が
差動トランス６から出力される。

したがって信号処理回路から得られた検出出力は移動体
の加速度の方向および大きさの情報を含んでいる。

［発明の解決しようとする問題点］ しかし、前記加速度センサの構成では、移動体の上下方
向の加速度の検出に際しては、磁性流体に重力が作用す
るため、磁石で磁性流体を基準位値に引き付けることが
できず、上下方向の加速度の検出が困難であった。

また、ケースの内周面に磁性流体が付着するので、付着
残りが生じる恐れがあり、この付着残り分により、検出
出力がばらつき、再現性が悪化していた。

さらに、付着に起因する抵抗により、磁性流体の移動が
迅速でないため、応答性が悪かった。

［問題点を解決するための手段１ この発明は、前記問題点を除去するためになされたもの
であり、その構成は、筒状をなし、磁性流体を収納した
収納空間を有するケースと、このケースの収納空間に移
動可能に設けられ、収納空間を仕切って二つの流体室を
形成する非磁性体と、ケースの両端のうち少なくとも一
端に設けられ、前記流体室を基準容量に磁気的に保持す
る磁界発生手段と、ケースの外側に配置され、前記基準
容量からの流体室の容量変化を電気的又は磁気的な変化
として検出する検出手段とを備えたことを要胃とする。

［作用１ 前述構成の加速度センサで加速度を検出する場合、加速
度センサを取り付けた移動体が加速されると、非磁性体
は加速方向と逆の方向に慣性力を受けて移動する。

その結果、磁界発生手段によって基準容量に保持されて
いた各流体室の容量が変化する。検出手段は基準容量か
らの流体室の容量変化を電気的又は磁気的な変化として
検出する。検出信号は加速度の方向及び大きさの情報を
含んでいる。

［実施例１ 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は実施例に係る加速度センサを示す断面図である
。

第１図に示す加速度センサは有底円筒状をなすケース２
０を有し、ケース２０の内部には上下方向に延びる断面
円形の収納空間２１が形成されている。二の収納空間２
１には磁性流体２２が収納されるとともに、中心に連通
孔２３を有する非磁性体２４がスライド可能に設けられ
ている。

このスライド可能な非磁性体２４により、収納空間２１
が上下に仕切られて上下方向に膨縮する第１および第２
の流体室２５．２６が形成されている。

これら第１および第２の流体室２５．２６内の磁性流体
２２．２２に磁力を及ぼす第１および第２の永久磁石２
７．２８　　（磁界発生手段）が同極同士で対向するよ
うに収納空間２１の上下端にスペーサ３７を介して配置
されている。その結果、第１および第２の流体室２５．
２６内の磁性流体２２．２２に及ぼす永久磁石２７．２
８の磁力と非磁性体２４の重力の大きさを設定すること
により、非磁性体２４が収納空間２１の軸方向の中央に
位置し、第１および第２の流体室２５．２６がともに基
準容量に保持されるようになっている。

ケース１の外周には差動トランス３０　（検出手段）が
配置されている。この差動トランス３０はボビン２９の
上半分および下半分にそれぞれ巻かれた一対の二次コイ
ル３２．３３と、これら二次コイル３２．３３の外周に
均等に巻かれた一次フイル３１とを備えている。二次コ
イル３２．３３の境は収納空間２１の軸方向の中央に位
置し、第１および第２の流体室２５．２６が基準容量に
あるとき、差動出力がゼロとなるように設定されている
。

収納空間２１の開口、部は０リング３４を嵌め込んだ栓
３５により閉じられ、差動トランス３０はリング３６に
より抜は止めされている。

上述構成の加速度センサで加速度を検出する場合は、加
速度センサを測定対象としての移動体（図示しない）に
取り付け、その移動体の加速度を検出する。

詳述すると、移動体が定速又は停止している状態では、
非磁性体２４はその重力と磁性流体２２に及ぼす磁石２
７．２８の磁力とにより収納空間２１の軸方向の中央に
位置している。その結果、第１および第２の流体室２５
．２６はともに基準容量にある。したがって、差動トラ
ンス３０からの差動出力はゼロである。

移動体が上下いずれかに加速されると、非磁性体２４が
その加速方向と逆の方向に慣性力を受けて移動する。そ
の結果、第１および第２の流体室２５．２６内の磁性流
体２２．２２の容量が変化し、これに伴い二次コイル３
２．３３のインダクタンスも変化する。差動トランス３
０はインダクタンスの変化に対応した差動出力信号を出
力する。この差動出力信号は加速度の方向及び大こさの
情報を含んでいる。

この発明は上記実施例に制約されず、種々の態様が可能
であることは勿論である。

例えば、この実施例では、移動体の上下方向の加速度を
検出する加速度センサで説明したが、これに限らず、ケ
ースの軸方向を変えることによってあらゆる方向の加速
度をも検出することがで鰺る。水平方向の加速度検出の
場合、非磁性体の重力を考慮しなくてもよい。またケー
スの両端に配置した永久磁石は異極同士で対向させるこ
ともできる。さらに、磁性流体に形成した連通孔に代え
て第１及び第２の流体室間を接続するバイパス通路を設
けることもできる。非磁性体とケースの内周面との隙間
を磁性流体の通路としてもよい。また更には、磁界発生
手段として、永久磁石の代わりに電磁コイルを用いても
よい。この場合、差動トランスの差動出力をフィードバ
ックさせ、差動出力がゼロになるように電磁コイルの供
給電圧を制御し、この電磁フィルの供給電圧を検出する
ことにより、加速度を測定することができる。また、検
出手段として静電容量の変化を検出する手段を設けるこ
ともできる。

［発明の効果１ 以上説明したように、この発明によれば、ケースの軸方
向を変えることによってあらゆる方向の加速度が検出で
き、特に、上下方向の加速度の検出精度が向上し、傾斜
度の測定も可能となる。

また、従来問題となっていた付着残りが生じる恐れがな
く、検出出力の再現性や応答性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る加速度センサの断面図
、第２図は従来例に係る加速度センサの断面図である。 ２０・・・ケース、　２１・・・収納空間、　２２・・
・磁性流体、　２４・・・非磁性体、　２５．２６・・
・流体室、　２７．２８・・・磁界発生手段（永久磁石
）、３０・・・検出手段（差動トランス）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　筒状をなし、磁性流体を収納した収納空間を有するケ
   ースと、 このケースの収納空間に移動可能に設けられ、収納空間
   を仕切って二つの流体室を形成する非磁性体と、 ケースの両端のうち少なくとも一端に設けられ、流体室
   を基準容量に磁気的に保持する磁界発生手段と、 ケースの外側に配置され、前記基準容量からの流体室の
   容量変化を電気的又は磁気的な変化として検出する検出
   手段とを備えたことを特徴とする加速度センサ。