JPH02285263A - 加速度検出器 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、たとえば自動車等の移動体の加速度を検出
するための加速度検出器に関するものである。

［従来の技術］ 第１０図は、歪ゲージを用いた従来の加速度検出器を示
す構成図である。加速度検出器３１のケース３２内には
、板ばね３３の先端に取付けられた可動体３４が図面上
下方向に移動可能に設けられている。加速度検出器３１
に加速度が加わると、可動体３４が移動し、これに伴な
い板ばね３３が湾曲する。板ばね３３の一方の面には歪
ゲージ３５が取付けられており、この歪ゲージ３５は板
ばね３３の湾曲により歪信号を発生し、これを出力コー
ド３６を介して外部の増幅器３７に与える。

与えられた歪信号は、増幅器３７において可動体３４に
加えられた加速度の値に変換される。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、このような従来の加速度検出器では、高感度
の増幅器を必要とするので、検出器自体が高価で、しか
も大型なものになるという問題点を有していた。

この発明の目的は、かかる従来の欠点を解消し、低価格
で小型化可能な加速度検出器を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明の加速度検出器は、感磁素子を有する検出部と
、？＃ｊ定対象である加速度に対応して検出部の感磁素
子に作用する磁場の強さを変化させるように移動する振
子状可動部とを備え、検出部の感磁素子は加速度の加わ
る方向に対しほぼ垂直方向に２列に並べられ、加速度の
加わる方向には１個もしくは複数個の感磁素子が配置さ
れており、垂直方向の感磁素子間の間隔をｔとし、加速
度の加わる方向に１個の感磁素子が配置されている場合
には感磁素子の加速度の加わる方向の長さを、加速度の
加わる方向に複数個の感磁素子が並べられている場合に
は、並べられている感磁素子の両端間の距離を楚とした
とき、 感磁素子と振子状可動部のなす傾きθが、θ≦Ｔａｎ−
’　　（ｔ／史） で示される範囲内であることを特徴としている。

［発明の作用効果］ この発明によれば、作用した加速度に応じて移動するよ
うな振子状可動部を備え、この振子状可動部により検出
部の感磁素子に作用する磁場の強さを加速度に対応させ
て変化させ、加速度を検出しており、このときの振子状
可動部と前記感磁素子のなす傾きを所定の範囲内にする
ことにより、高い出力とし、高感度で、低価格かつ小型
化可能な加速度検出器とすることができる。

［実施例］ 第１図は、この発明の第１の実施例を示す概略断面図で
ある。加速度検出器１は、ケース１０内の振子状可動部
２および検出部９から構成されている。振子状可動部２
は、中央を垂直に曲げられた支持板４の両端に重り３を
固定し、支持板４の中央部近傍の回動中心軸５ａに取付
材５を介して支持されている。振子状可動部２は、回動
中心軸５ａを中心としてＸ方向あるいはＹ方向に回動可
能にされている。また、振子状可動部２は回動中心軸５
ａを要とした扇形形状を有しており、円弧面に相当する
部分は、周面部３ａをなしている。

この周面部３ａに向き合うようにケース１０内に感磁索
子としての磁気抵抗素子部６が設けられており、該磁気
抵抗素子部６の下方には固定板７を介して磁石８が設け
られている。この磁気抵抗素子部６、固定板７および磁
石８から検出部９が構成されている。

第２図は、第１図の実施例の磁気抵抗素子における測定
原理を説明するための構成図である。磁気抵抗素子部６
は、磁気抵抗素子６ａおよび磁気抵抗素子６ｂの２つの
素子から構成されている。

磁気抵抗素子６ａおよび６ｂの一方端どうしは接続され
て端子Ｂをなしている。また磁気抵抗素子６ａの他方端
は端子Ａをなし、磁気抵抗素子６ｂの他方端は端子Ｃを
なしている。

振子状可動部の重り３は、加速度の加わる方向Ｘに対し
て一定の角度αで傾斜しており、周面部３ａは、第２図
に示すように加速度の加わる方向Ｘに対して傾斜する方
向に延びている。したがって、周面部３ａが実線で示す
状態から、加速度の加わる方向Ｘ方向に移動して想像線
で示す状態になると、磁気抵抗素子６ｂから離れ、磁気
抵抗素子６ａに近接する。

第３図は、第１の実施例の検出部の等価回路を示してお
り、ＲＡは磁気抵抗素子６ａの抵抗を示しており、Ｒａ
は磁気抵抗素子６ｂの抵抗を示している。第２図に示す
ように磁性体からなる周面部３ａが実線の状態（１）か
ら想像線で示す状態（Ｉｆ）に移動すると、磁石８によ
り生じた磁場の強さは、周面部３ａが近接する磁気抵抗
素子６ａで大きくなり、周面部３ａが遠ざかる磁気抵抗
素子６ｂ側で弱くなる。したがって、第３図に示す端子
Ｂ一端子Ｃの間に電位の変化が生じる。

したがって、第４図で示す（１）および（Ｉｆ）のよう
に、加速度と第３図における端子Ｂおよび端子Ｃ間の出
力電圧は比例関係を有する。このように比例関係から、
２つの磁気抵抗素子を用いて差動的に検出することによ
り、温度変化等によって生じる出力電圧のドリフトを低
減させることができるとともに、１索子を用いる場合の
２倍の感度で加速度を検出することができる。

第２図に示すように磁気抵抗素子部６ａと６ｂの間の距
離をｔｌとし、磁気抵抗素子６ａおよび６ｂの加速度の
加わる方向の長さを見、とし、それぞれｔｌを０．６ｍ
ｍ、　ｆＬ、を２ｍｍとなるように構成した加速度検出
器において、振子状可動部が加速度の加わる方向に対し
てなす傾きθの出力比に対する影響を調べた。θの設定
角度を０゜５、　１１．　１７．および２１とし、出力
比を測定し、表１にその結果を示した。

（以下余白） 表１ Ｔａｎ−’　　（ｔ／１１）の値は、上記の値を挿入す
ると、１６．６ｄｅｇとなる。表１の出力比は、θの設
定角度がＯｄｅｇの場合の出力比を１としたときの相対
的な出力比を示しており、θが大きくなるほど出力比が
低下している。表１に示されるように、θが１６．６ｄ
ｅｇより太き（なると出力が大幅に低下する。したがっ
て、θをθ≦Ｔａｎ−’　　（ｔ／見） で示される範囲内とすることにより、高い出力を得るこ
とができる。

第５図は、この発明の第２の実施例に用いられる磁気抵
抗素子を示す構成図である。このように、磁気抵抗素子
を折れ曲がった線状のパターンに形成することにより、
磁気抵抗素子６Ｃおよび６ｄにおける抵抗値を高くする
ことができ、より検出感度を高めることができる。

第６図は、この発明の第３の実施例の検出部における磁
気抵抗素子の配置状態を示す図である。

また、第７図は、同じく第３の実施例の検出部の等価回
路を示す図である。この第３の実施例のように、検出部
に４つの磁気抵抗素子を設け、それぞれの磁気抵抗素子
を加速度の加わる方向に対しほぼ垂直な方向に２列、移
動方向に対し平行な方向に２列配置し、それぞれを第６
図および第７図に示すように接合することにより、ブリ
ッジ回路を形成することができる。このような検出部の
構成にすることにより、磁気抵抗素子を２つ用いた場合
に比べ、さらに検出感度を２倍に上昇させることができ
る。なお、第６図において、６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈは
それぞれ磁気抵抗素子を示し、第７図においてＲＥ　＊
　ＲＦ　＊　ＲＧ　ｒ　ＲＮは、それぞれ各磁気抵抗素
子抵抗を示している。また、Ｇ。

Ｈ，Ｒ，Ｊはそれぞれ端子を示している。

第８図は、上述のこの発明の第３の実施例における振子
状可動部が加速度の加わる方向に対してなす傾きθを説
明するための図である。このように、加速度が加わる方
向に対し磁気抵抗素子が複数個並べられている場合には
、並べられている磁気抵抗素子の両端間の距離を鉦、と
し、また加速度が加わる方向に対し垂直方向の磁気抵抗
素子間の間隔をｔ２として、θの範囲を規定する。

このように加速度の加わる方向に複数個の磁気抵抗素子
が並べられている場合にも、 θ≦Ｔａｎ−’　　（ｔ／復） で示される範囲内に傾きθを設定することにより、高い
出力を得ることができる。

第９図は、この発明の第４の実施例を示す概略断面図で
ある。この第４の実施例では、固定板７の下に磁石が設
けられていない。さらに、第１の実施例における重り３
には磁性体が用いられていたが、この第４の実施例では
、重り１３として磁石が用いられており、その周辺部１
３ａは全体が磁石となっている。その他の構成について
は、第１の実施例と同様であるので同一符号を付して説
明を省略する。第１の実施例では、固定板の下に設けら
れた磁石から生じた磁界を、磁性体からなる重り３の移
動によって変化させていたが、この第４の実施例では、
重り１３ａ体が磁石からなり、この重り１３の移動によ
り直接に磁気抵抗素子に与えられる磁界の強さを変化さ
せる。このように、周辺部１３ａ自体を磁石から形成さ
せることにより、固定板の下に設ける磁石を省くことが
でき、さらに小型化を図ることができる。なお、このよ
うに周面部１３ａに磁石を用いた場合であっても、第１
の実施例と同様に固定板の下に磁石を設けることも可能
である。このように別個の磁石をさらに設ければ、検出
感度をさらに向上させることができる。

なお、この発明で用いることのできる振子状可動部は、
上述の実施例のような形状のものに限定されるものでは
なく、検出部の磁気抵抗素子に作用する磁場の強さを加
速度に対応させて変化させるように移動するものであれ
ば、いかなるものも用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１の実施例を示す概略断面図で
ある。第２図は、第１の実施例の磁気抵抗素子における
測定原理を説明するための構成図である。第３図は、第
１の実施例の検出部の等価回路を示す図である。第４図
は、第１の実施例における加速度と第３図における端子
Ｂおよび０間の出力電圧の関係を示す図である。第５図
は、第２の実施例に用いられる磁気抵抗素子を示す構成
図であるみ第６図は、第３の実施例の検出部における磁
気抵抗素子の配置状態を示す図である。第７図は、第３
の実施例の検出部の等価回路の図である。第８図は、第
３の実施例における振子状可動部の傾きθを説明するた
めの概略図である。第９図は、第４の実施例を示す概略
断面図である。 第１０図は、従来の加速度検出器を示す構成図である。 図において、２は振子状可動部、３．　１３．　２３は
重り、３ａ、１３ａ、２３ａは周面部、５ａ。 ２５ａは回動中心軸、６は磁気抵抗素子部、６ａ。 ６ｂ、・・・６ｈは磁気抵抗素子、８は磁石、９は検出
部を示す。 特許出願人　住友電気工業株式会社 萬２＠ 渠３図 第４図 第５図 ８６図 第７口 第８０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）感磁素子を有する検出部と、測定対象である加速
   度に対応して前記検出部の感磁素子に作用する磁場の強
   さを変化させるように移動する振子状可動部とを備え、 　前記検出部の感磁素子は前記加速度の加わる方向に対
   しほぼ垂直方向に２列に並べられ、前記加速度の加わる
   方向には１個もしくは複数個が配置されており、 　前記垂直方向の感磁素子間の間隔をｔとし、前記加速
   度の加わる方向に１個の感磁素子が配置されている場合
   には感磁素子の加速度の加わる方向の長さを、前記加速
   度の加わる方向に複数個の感磁素子が並べられている場
   合には、並べられている感磁素子の両端間の距離をｌと
   したとき、 　前記感磁素子に対して前記振子状可動部がなす傾きθ
   が、 　θ≦Ｔａｎ＾−＾１（ｔ／ｌ） で示される範囲内であることを特徴とする、加速度検出
   器。