JPH0236129Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、自動車等の移動体の加速度を検出
する加速度センサに関する。

（従来の技術） 従来の加速度センサの一つに特開昭57−72067
号公報に示されたものがある。これは、弾性体に
非晶質金属軟磁性体を接合すると共に前記弾性体
の一端に重りを設けてコアを構成し、このコアの
他端を中空のケーシング内に固定し、加速により
前記非晶質金属軟磁性体が弾性体と共に歪むの
で、この歪量を電気コイルにて検出し、加速度を
電気信号として測定するようになつている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、かかる従来例にあつては、コア
の弾性体を歪ましてその歪量で加速度を検出する
方式であるため、弾性体の長さが短くすると装置
を小型化できる反面、感度を悪くするし、弾性体
の長さを長くすればその逆に感度を良くすること
ができる反面、装置の大型化を招くという問題点
があつた。

そこで、この考案は、小型、軽量であつて、し
かも感度良好である加速度センサを提供すること
を課題としている。

（問題点を解決するための手段） しかして、この考案の要旨とするところは、コ
ンデンサを構成する少なくとも２つの電極と、こ
の電極間で移動自在に配置された磁性流体と、こ
の磁性流体を基準位置に戻す磁気を発生する可変
磁気発生手段と、前記磁性流体の移動により変化
する前記コンデンサの容量を基準値と比較してそ
の差に応じた電気信号を前記可変磁気発生手段に
出力するフイードバツク手段とを具備し、このフ
イードバツク手段の出力により加速度を電気信号
として検出するようにしたことにある。

（作用） したがつて、加速を受けると、それによる慣性
力を受けて磁性流体が移動するが、この磁性流体
の移動に対応した磁気がフイードバツク手段を介
して可変磁気発生手段に発生し、磁性流体を基準
位置に戻し、このときの電気信号にて加速度を検
出するようにしてあるので、可動部分が磁性流体
であつてしかもこの磁性流体の移動量が極めて小
さいため、小型、軽量のものとすることができる
と共に、サーボ方式としてあるので感度も良好で
あり、そのため、上記課題を達成することができ
るものである。

（実施例） 以下、この考案の実施例を図面により説明す
る。

第２図、第３図において、この考案の加速度セ
ンサの機械的な構成が示され、ハウジング１は、
基台２上に蓋体３が固定されて構成され、このハ
ウジング１内に可変磁気発生手段４が収納されて
いる。この可変磁気発生手段４は電磁石から構成
され、方形状の鉄心５の両側にボビン６ａ，６ｂ
が鉄心５の周囲を覆う形で設けられており、該ボ
ビン６ａ，６にコイル７ａ，７ｂが巻かれてい
る。そして、鉄心５の上下面には、突部８ａ，８
ｂが内側に突出して形成されており、前記コイル
７ａ，７ｂに通電すると、鉄心５に磁気回路が形
成されて前記突部８ａ，８ｂに相異なる磁極が発
生するようになつている。

また、前記鉄心５内には非磁性体から成る中空
の容器９が前記突部８ａ，８ｂで挟まれるように
して配置されており、この容器９の両側が前記ハ
ウジング１の蓋体２に支持されている。

さらに、前記容器９内には、平板状の電極１０
ａ，１０ｂと１１とが上下に配置されている。上
方の電極１０ａ，１０ｂは、容器９の中心で２つ
に分割され、下方の電極１１は、上方の２つの電
極１０ａ，１０ｂに対向した共通電極となつてお
り、該電極１０ａと１１及び１０ｂと１１により
２つのコンデンサ１２ａ，１２ｂが構成されてい
る。そして、電極１０ａ，１０ｂと電極１１との
間の空間に下記する磁性流体１３が移動自在に配
置されている。

上記磁性流体１３は、周知のように、例えば直
径が100Å程度の磁性体粒子Fe₃O₄を水や油等の
種々の溶媒中に高濃度で分散させたコロイド状の
液体で、磁場を作用させても磁性体粒子の沈降や
凝集が起こらず、見掛け上液体自身が磁性をもつ
ているように振る舞うものである。そして、この
磁性流体１３は、この考案の加速度センサが設け
られる移動体の加速による慣性力を左右方向に受
け、これにより該磁性流体１３が移動すると、コ
ンデンサ１２ａ，１２ｂの誘電率、即ち、コンデ
ンサ１２ａ，１２ｂの静電容量が変化するように
なつていると共に、この磁性流体１３には前記可
変磁気発生手段４により該磁性流体１３が容器９
の中心位置に戻るように上下方向の磁場が作用し
ている。

尚、可変磁気発生手段４の上方には電子回路の
配線基板１４が設けられ、この配線基板１４に電
子回路部品１５が接続されている。

第１図において、上記加速度センサに設けられ
た電気的な構成が示され、前記電極フイードバツ
ク手段１６は、前記コンデンサ１２ａ，１２ｂの
静電容量の変化を前記可変磁気発生手段４にフイ
ードバツクするためのもので、第１及び第２の容
量検出部１７ａ，１７ｂ、比較部１８並びに増幅
部１９から構成されている。容量検出部１７ａ，
１７ｂは例えば交流ブリツジ回路から成り、第１
の容量検出部１７ａに前記電極１０ａ，１１が、
第２の容量検出部１７ｂに前記電極１０ｂ，１１
がそれぞれ接続され、コンデンサ１２ａ，１２ｂ
の容量を電流値として検出する。該容量検出部１
７ａ，１７ｂの出力電流は、比較部１８において
比較され、この比較部１８からは両者の差に比例
した電流が出力される。そして、この比較部１８
で比較演算されたコンデンサ１２ａ，１２ｂの容
量の差に相当する電流が増幅部１９において増幅
され、前記可変磁気発生手段４に出力され、さら
に抵抗２０により電圧値に変換されて出力端子２
１ａ，２１ｂから出力電圧V₀として出力するも
のである。

上記構成において、加速度を受けていない場合
には、可変磁気発生手段４のコイル７ａ，７ｂに
は一定の電流が流され、磁性流体１３は容器９の
中心に位置し、このため、コンデンサ１２ａ，１
２ｂの容量が等しく、出力端子２０ａ，２０ｂの
出力電圧V₀は一定であり、この一定電圧を初期
値とする。ここで、加速を受けると、磁性流体に
はその加速方向とは逆の慣性力を受けて移動し、
コンデンサ１２ａ，１２ｂの容量が加速度に対応
して変化する。これによりフイードバツク手段１
６においては、容量検出部１７ａ，１７ｂの出力
電流が変化し、比較部１８においてその差に等し
い電流値が得られ、増幅部１９で増幅して前記可
変磁気発生手段４にフイードバツクされ、そのフ
イードバツクされた電流が抵抗２０により電圧値
として出力されると共に、可変磁気発生手段４に
おいては加速に対向する磁気が発生し、磁性流体
１３を容器９の中心位置に戻すものである。

尚、上記実施例においては、コンデンサを２つ
設け、一方のコンデンサの容量を基準値として他
方のコンデンサの容量との差を求め、左右両方向
の加速度を検出するようにしているが、他の実施
例として、コンデンサを１つとして一方向のみの
加速度を検出することもでき、この場合はコンデ
ンサの容量を一定の基準値と比較する。また、上
記実施例においては、コンデンサの電極に磁性流
体が直接に接触するようになつているが、前記電
極の表面にテフロン（商品名）等でコーテイング
して、電極の酸化を防止すると共に、磁性流体の
流れを良くすることもできる。

（考案の効果） 以上述べたように、この考案によれば、加速を
受けて移動する部分を磁性流体とすると共に、こ
の磁性流体の位置をコンデンサの容量に変換し、
このコンデンサの容量変化を可変磁気発生手段に
フイードバツクするようにしたので、磁性流体を
用いる点とサーボ式とした点とにより小型、軽量
で、且つ感度が良好な加速度センサを提供するこ
とができる。また、可動部分が磁性流体から構成
して検出部分における機械的な支持機構を不要と
したので、耐久性、信頼性が向上する等の効果を
奏する。尚、上記加速度センサを傾かせると、磁
性流体に重力加速度が作用し、コンデンサの容量
が変化するので、加速度センサを設置している装
置の傾斜角度を測定することが可能で、傾斜角セ
ンサとして用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例における加速度セ
ンサの電気回路を示すブロツク図、第２図は同上
の加速度センサの縦断面図、第３図は第２図の中
央断面図である。 ４……可変磁気発生手段、１０ａ，１０ｂ，１
１……電極、１２ａ，１２ｂ……コンデンサ、１
３……磁性流体、１６……フイードバツク手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. コンデンサを構成する少なくとも２つの電極
   と、この電極間で移動自在に配置された磁性流体
   と、この磁性流体を基準位置に戻す磁気を発生す
   る可変磁気発生手段と、前記磁性流体の移動によ
   り変化する前記コンデンサの容量を基準値と比較
   してその差に応じた電気信号を前記可変磁気発生
   手段に出力するフイードバツク手段とを具備し、
   このフイードバツク手段の出力により加速度を電
   気信号として検出することを特徴とする加速度セ
   ンサ。