JPH0293371A - 加速度計 - Google Patents

加速度計

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JPH0293371A
JPH0293371A JP1054839A JP5483989A JPH0293371A JP H0293371 A JPH0293371 A JP H0293371A JP 1054839 A JP1054839 A JP 1054839A JP 5483989 A JP5483989 A JP 5483989A JP H0293371 A JPH0293371 A JP H0293371A
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    • H01H35/142Damping means to avoid unwanted response

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 本発明は自動車のような物体の加速度状態を検出するた
めの装置に関する。
従来の技術 従来の技術は、内部に形成されている円筒形の通路内に
内部錘、即ら検知錘、を有し、この検知錘が適当な押し
941手段によって通路の第1端部へ向けて押し付けら
れるようになされた加速度センサー、即ち加速度計、を
教示している。押し付け手段による押し付け力の閾値(
スレッシュホールド)を超える加速力をハウジングが受
けると、この検知錘は通路に沿って第1端部から伯端部
に於る第2位置へ向けて移動されるのであり、この動き
は適当な減資手段によって減速される。この加速度の入
力が検知錘を通路内で第2位置へ向けて移動させる程に
強力且つ継続する場合には、内部に備えられている一対
の電気的接点を検知錘がブリッジするようにしてセンサ
ー内のスイッチ手段をトリが−し、これによりこのスイ
ッチ手段と接続されている機器、例えば車輌乗員のため
の束縛(拘束)装置、が作動されるのである。このよう
にして、このセンサーはハウジングに対する加速度入力
を機械的に積分するのである。
従来の技術は、通路の第1端部へ向けて検知錘を押し付
け、且つ又、このセンサーに組み込まれているスイッチ
装置から離れる方向へ検知錘を押し付けるようになすた
めの、様々な1−ばね]或いは磁気的押し4=Jけ手段
を教示している。しかしながら、「ばね」の使用は、破
損によりハウジングが小さな加速力を受けたときに検知
錘がスイッチ手段をトリガーするような故障を生じる可
能性が高いことから望ましくないのである。
磁気的押し付け手段を使用する加速度計は、1982年
5月11日付けでブレッドに付与された米国特許用4.
329,549号に教示されている。これに於ては、通
路の第1端部に接近させてハウジングに固定された磁石
が磁気透過性の検知錘に対して磁気的な押し付け力を作
用させるのであり、検知錘の動きは通路内に充填されて
いるガスによって減衰されるようになっている。検知錘
のこのような磁気的押し付け方法は、検知錘が通路内の
第1端部に接近された初期位霞に位置するときに最大の
押し付け力を検知錘に作用させるという利点がある。し
かしながら、通路内のその初期位霞から第2の位置へ向
けて検知錘が通路に沿って移動する際、ガスによる減衰
力が直ぐに優勢となって検知錘の動きを減衰させるので
ある1、これにより、通路内にガスを保持するように釣
用づるシールが損なわれて減資用ガスの損失が生じると
、初期の磁気的な押し付け力の閾値を超える全ての加速
力が検知錘を通路内で第2の位置へ完全に変位させ、こ
れによりセンサーのスイッチ手段をトリガーするように
してしまうことが、容易に認識されよう。換言すれば、
上記米国特許用4゜329.549号によって構成され
た加速度計は減衰用ガスが無い状態で適正に機械的に加
速度入力を積分することができなくなるのである。更に
、ガスによる減衰を行う方法を採用するには、通路壁と
検知錘との間隙の公差の著しく厳密なコントロールが必
要とされるので、製造コストが高くなるということが重
大である。
このような公知のスイッチ手段を組み込/υだ電気回路
は、回路の診断を「り能とするために、その回路から延
在するリード線を分路(5hunt )するために抵抗
を曲型的に使用している。しかしながらこの回路の診断
は、「開J  (open)状態、例えば検知錘が通路
内の第2位置へ移動することができないような場合、に
センサーの欠陥を検知することができず、或いは又、セ
ンサーの減資特性が変化した場合、分路抵抗は完全に機
能するセンサーとして表示を続けるので、センサーの欠
陥を検知することができない、ということが容易に認識
されよう。このように、センサー自体の作動をテストで
きることは、作動を確認することのため、従ってそのセ
ンサーを組み込んだ12Mの信頼性を確認することのた
め、に重要となるのである。
発明が解“しようとする 本発明の目的は、従来技術のガスにより減衰される加速
度計に於る1型的な14i端に厳しい製造公差を不要と
するために、磁気的な減衰を利用する磁気的な押し付け
を採用した加速度J1を提供することである。
本発明の他の目的は、その作動性をテストできるように
するための手段が組み込まれた加速度計を提供すること
である。
同 点を解決するための手段 本発明による加速度計は、内部に円筒形の通路を形成さ
れたハウジングと、ハウジング内の通路に接近させてハ
ウジングに固定されたスヂールワツシャーのような磁気
透過性部材と、を含んで構成される。この通路内に配置
された磁性の検知錘はそのワッシャーへ向けて磁気的に
押し付けられ、ハウジングにこの磁気的な押し付け力よ
り大きな加速度が作用される迄はワッシャーに接近され
た通路内の初期位霞に保持されるようになされるのであ
り、磁気的な押し付け力より大きな加速度が作用される
と、この加速度に応答して検知錘は通路内の第2位置へ
向けて変位されるようになされるのである。この磁気的
な押し付け力は、ハウジングに作用した加速度入力が減
衰されると、第2位置より手前の全ての位置から通路内
の初期位霞へ検知錘を復帰させることができるような強
さとされている。
この加速度計は更に、ハウジングに作用する加速度とは
無関係に通路内の第2位置へ検知錘を移動させるための
、ハウジングを取り囲む電気コイル及びそのコイルを通
して一方向電流パルスを導くようになすためのスイッチ
操作手段のような、スイッチ操作できる磁気的押し付け
手段と、通路内での検知錘の移動を減速させるための、
通路を取り囲む複数の軸線方向に間隔を隔てた′fI電
性リングのような、磁気的減衰手段と、を含んで構成さ
れる。通路内での検知錘の動きは各リングに電流を誘起
する。この電流は、リングに対する検知錘の移動速度及
びリングからの検知錘の距離によって変化する。各リン
グに誘起された電流は磁場を発生し、この磁場は検知錘
の動きを減速させるように作用するのである。
ハウジングに備えられたスイッチ手段は、検知錘が通路
内を第2位置へ移動したときに作動される。例えば、こ
の加速度組の好ましい実施例に於ては、このスイッチ手
段は一対の導電性ビームによって構成されるのであり、
これらの導電性ビームは通路内に突出されるようにハウ
ジングに固定され、通路内で検知錘が第2位置へ移eす
ることでその検知錘の導Ii性表面と係合されるように
なされる。好ましくは、これらのビームはバイメタル材
料で作られてそれらの自由端部がセンサーの温度変化に
応じて通路の軸線方向へ移動できるようになされ、これ
により検知錘によって発生される磁束密度及び磁気的減
衰リングの抵抗に影響する温度によって生じる磁気的減
衰力の変化を補償するように、通路内の初期位霞から通
路内の第2位置へ至る距離を調整できるようになされる
のである。
実施例 図面を自照すれば、本発明によって構成された車両用の
加速度計10はハウジング12を含む・このハウジング
12は非磁性スチールやプラスチックのような非磁性材
料で形成された本体部分14を有している。このハウジ
ング本体14には円筒形空間16が形成されており、こ
の空間16はハウジング本体14の一端18からその内
部を軸線方向に延在されている。ハウジング12は更に
、プラスチックのような電気的絶縁材料によって作られ
ているキャップ20を含む。この−IA1ツブ20はハ
ウジング本体14の一端18に対して適当な接着剤によ
る等の方法で固定される。これにより、ハウジング空間
16は加速度計10の最終的な組み立ての際にシールさ
れることになる。このようにしてキャリヤ20とハウジ
ング本体14との間に形成される一体性は、この加速1
m1[1110の連続作動に関して重大なことではない
ということを付言することは中要である。ハウジング本
体14の外ねじ22及び外7ランジ24はこの加速度計
10を車両(図示せず)に対して取り付け容易となすの
である。
ストッパー26は円筒形の絶縁プラグ28を含んでなり
、又、スチールワッシャー30のような磁気透過性8I
l材がハウジング空間16内に圧力嵌めによって固定さ
れている。銅のような非磁性の導電性材料によって作ら
れ、且つ又、ハウジング空間16の内径よりも小さな外
径を有する第1スリーブ、即ちリング32、がハウジン
グ空間16内でス1−ツバ−26に当接されて配置され
ている。
第1リング32と同じ内径及び外径を有する第2リング
34がハウジング空間16内に配置されており、これは
第1環状スペーサー36によって第1リング32から軸
線方向に間隔を隔てられている。第1スペーサー36は
リング32及び34と同じ内径を有し、又、圧力嵌めに
よる等の方法でハウジング空間16内に固定されていて
、第1リング32を第2リング34から電気的に絶縁す
るように働く。このように電気的に絶縁する理由は後述
する。第2の絶縁スペーサー38らリング32及び34
と同じ内径を有していて、ハウジング空間16内で第2
リング34に当接するように該空間16内に配置されて
いる。又、第2絶縁スペーサー38は圧力嵌めによる等
の方法でハウジング空間16内に固定されている。加速
度泪10の最終的な組み立て作業によって第2スペーサ
ー38はハウジング12のキャップ20に当接され、こ
れにより第2スペーサー38のための付加的な支持が行
われることになる。
リング32及び34はこのようにして第2図に示すよう
にそれぞれストッパー26と第1スペーサー36及び第
1と第2スベーナ−36及び38、によってハウジング
空間16に対して軸線方向に固定される。更に、即ら2
6及び第1スベー号−36は段付の内面及び外面40及
び42をそれぞれ有し、この面がそれぞれ第1リング3
2の内面44及び第2リング34の外面46と係合して
、両リング32及び34がハウジング空間16と同心的
に保持されるのである。
このようにして第1リング32、第1スペーサー36、
第2リング34及び第2スペーサー38のそれぞれの内
面44.52.54及び56によってハウジング12内
に正確な円筒形の通路50が形成されるのである。この
通路50の第1端部58はストッパー26によって形成
され、これによりワツシ17−30は通路50に対して
接近配置されるが電気的には絶縁されるのである。通路
50の第2端部60はハウジング12のキャップ20に
よって形成される。
第3図〜第5図を参照すれば、第1の一対の電気ターミ
ナル62がキャップ20を通して延在され、一体の導電
性ビーム、即ち接点、64を含むようになっている。こ
のビームの自由端部66はキャリヤ20から第2fa部
60の付近で通路50内へ突出されている。これらのビ
ーム64は、例えば銅及びステンレススチールで作られ
たバイメタル板で構成されるのが好ましい。このように
してビーム64は通路50内の温度変化に応じて通路5
0内を軸線方向へ移動し、これによりこの加速度計の応
答が後述するように温度の影響に対して調整できるよう
になすのである。
例えばネオジム、鉄及びホlり素を含有する磁性材料で
作られた正確な円筒形の検知&!7oがハウジング12
の通路50内に収容されている。この検知錘7oは長手
方向に磁化されていて、…極72及び74がそれぞれ長
手方向の両端に現れるようになされている。この検知錘
70はストッパー26に接近された、従ってワッシャー
30に接近された通路50内の初期位霞に、検知錘70
及びワッシャー30の間の磁気作用力によって保持され
ている。閾値を超える加速度が検知if!70に作用す
る際に生じる作用力は検知錘70に作用するこの磁気的
押し付け力より大きく、これにより検知錘70はその加
速度の作用に応答して通路50の第2端部60に近い通
路内の第2位置へ向けて移動される。更に詳しくは、通
路50内に於る検知錘70のための第2位置は、検知錘
70の導電性表面72がビーム64と接触して、これに
よりビーム64が検知錘70によって電気的にブリッジ
されるようになされる位置である。ビーム64は通路5
0の温度変化に応じて通路50内を軸線方向に移動する
ので、検知錘7oの1゛ストローク」、即ち検知錘7o
が通路50内で第1位置から第2位置へ移動しなければ
ならない距離、はビーム64によって自動調整され、こ
れにより検知錘70の磁気的特性並びにリング32及び
34による抵抗に影響する温度作用を補償することがで
きるのである。
検知錘70に作用する磁気的押し付け力、即ち検知錘7
0とワッシャー30の間の磁気的な作用力は、ハウジン
グ12に対する加速度入力に応じた第2位置より手前の
全ての位置からストッパー26に近い初期位霞へ検知錘
70を戻すのに十分な強さを有している、ということが
付言される。
加速度計10のリング32及び34は検知錘70に対し
て磁気的な減衰を与えるのであり、これは検知&!70
の移動速度に比例して変化する。更に詳しくは、リング
32及び34は、検知a70の磁場によって電流を誘起
することによって検知錘70の移動に対抗する磁場、を
形成する。
この実施例である加速度計10に於ては、検知錘70が
通路50内の初期位霞に位置されているときは、第1リ
ング32は通路50の長手方向に、検知&!7oの磁極
72に接近されるように配置されている。同様に、第2
リング34は、検知錘70が初期位霞に位置するときは
その検知錘70の他側の磁極74に接近するように通路
50を取り囲んでいる。リング32及び34は第1スペ
ーナ−36によって互いに電気的に絶縁されており、異
なる強さの直流電流が誘起できるようになされていて、
検知錘7oの両リングに対する移動によって第1リング
32に誘起されるM流は第2リング34に誘起される電
流と円周方向に反対に誘起されるようになされている。
温度変化に起因するリング32及び34による抵抗並び
に検知錘7゜により発生される磁束@麿に於る変化は上
述したようにビーム64の軸線方向の移動によって検知
錘70のストロークが調整されることで補正されるので
ある。このようにして、加速度計10は作動温度の変化
に係わらずに、ハウジング12に作用する加速麿入力を
正確に連続的に積分するのである。
リング32及び34と検知錘70との間の相互作用によ
って生じる磁気的減資作用は、検知錘70と通路50を
形成している内面42.52.54および56との間の
間隙に濁して極端に厳密な公差を不要となすことが明ら
かである。例えば、磁性検知錘70と通路50を形成す
る表向との間隙78は、従来技術のガスによる減衰を行
うセンサーの典型的な要求値20ミクロンに比較して、
0、25〜0.50mg+ (TO/1000〜20/
1000in )の程度とされることができる。更に、
この加速度計10に使用される磁気的押し付け力学段は
、ハウジング本体14とキャップ20との間に形成され
るシールの不良によって悪影響を受けることはなく、従
来技術によるガス減衰式センサーのように固有の欠陥態
様となり得ない。
一対の第1及び第2の電気コイル80及び82がそれぞ
れ第1及び第2のリング32及び34の回りに逆方向に
巻回され、第1及び第2のリング32及び34の表面と
ハウジング空間16との間に配置されている。このよう
にして、第1コイル80は通路5o内の検知錘70の初
期位霞に近い通[50の部分を環り囲み、又、第2コイ
ル82は通路50内の検知錘70の第2位置に近い通路
50の部分を取り囲んでいる。第2の対の電気ターミナ
ル86はキャップ20をn通し、第2スペーサー38内
へ延在されていて、それぞれ第1及び第2のコイル80
及び82をワイヤー88及び90によって第2図に示す
ようにそれでれ接続するようになっている。、第1コイ
ル80の出力側はワイヤー92によって第2コイル82
の入力側に接続されている。この91′ヤー92は第1
コイル80の出力側と第2コイル82の入力側との間を
のばされている。この接続によって、第2の対をなすタ
ーミナル86の間の回路が完成されるのである。
第2図を参照すればこの加速度計の作動は、第2の対を
なすターミナル86を横断して電圧を印加させることに
より一方向電流パルスをコイル80及び82を通して流
すことによってテストされる。この電圧の印加は、スイ
ッチ96によってターミナル86の間にバッテリー94
を接FAすることによって行われる。これにより形成さ
れる磁場は、ワッシャー30に対して検知錘70JF!
−磁気的に引き付けるように検知錘7oに作用している
磁気的な押し付け力に勝り検知錘7oはその初期位霞か
ら、或いは初期位霞と第2位置との間の何れかの位置か
ら、通路50内の第2位置へ移動されるのである。第2
位置に到達することにより、検知錘70の導電性表面7
2がビーム64の自由端部66をブリッジし、これによ
り完全なセンサー機能が確認されるのである。
両コイルを通して流れる電流の方向は逆にされ、通路内
での初期位霞へ向けた検知錘の押し付け力を増大してい
ることが付言される。
第6図は筒状磁性囲い板98によって収容された加速度
計10のハウジング本体14を示している。この囲い板
98は加速度計10の外部の磁場及び磁性物質から検知
錘7oをシールドするよう4゜ に作用する。この囲い板98は検知錘70と相互作用し
て、通路50を形成している而44.52゜54及び5
6と係合させるように検知錘を押圧するのであって、こ
のような係合は上述した外部の磁場及び磁性物質により
センサーの応答に作用する予期しない影響に対して好ま
しいことである。
更に、囲い板98は第6図に示すようにハウジング12
内で非対称配置され、囲い板98と検知錘70との間の
磁気的相互作用が検知錘に作用する重力に対抗する傾向
を示すようにされて、これにより検知!!70と通路面
44.52.54及び56との間の重力による係合が最
小限となされるようにすることができるのである。
本発明の好ましい実施例がここに説明されたが、本発明
は特許請求の範囲の欄に記載した発明の精神及び範囲か
ら逸脱することなく変更することが可能であることをa
Σ識しなければならない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明により構成された自動中用加速度計の
端面図。 第2図は、第1図の加速度計の線2−2に沿う横断面図
であって、接点ビームが省略され、ストッパーに近い通
路内の初期位霞にて磁性の検知錘を示しているとともに
、入力ターミナルを横断してスイッチ操作可能に接続さ
れたバッテリーを小す横断面図。 であり、加速痘計に作用する加速度入力によって第2位
置より手前の位置へ通路内を移動されている検知錘を示
す図面。 第4図は、第3図のn4−4に沿う加速度計の部分的に
破断した横断面図。 第5図は、第3図の1!!5−5に沿う加速度計の横断
面図。 第6図は、磁性囲い板肉に収容された加速度刊1を示し
ており、該囲い板の長手方向軸線が通路の長手方向軸線
と平行であるが偏倚されていて、これにより重力並びに
外部の磁場が検知錘に与える影響を最小限に押えている
状態を示す図面。 10・・・加速度zト、12・・・ハウジング、14・
・・ハウジング本体、16・・・ハウジング空間、18
・・・ハウジング空間の一端、20・・・キャップ、2
6・・・ストッパー 28・・・絶縁プラグ、30・・
・磁気透過性部材即らワッ部材−32,34・・・リン
グ、36.38・・・スペーサー40.42,44,4
6.52,54.56・・・表面、 50・・・通路、58・・・通路の第1端部、60・・
・通路の第2端部、62・・・第1ターミナル、64・
・・ビーム、66・・・ビームの自由端部、7o・・・
検知錘、72.74・・・磁極、78・・・間隙、80
.82・・・電気コイル、86・・・ターミナル、90
.92・・・ワイヤー、94・・・バッテリー96・・
・スイッチ、98・・・囲い板。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内部に円筒形の通路を形成されているハウジング
    と、 前記通路に接近させて前記ハウジングに固定された磁気
    透過性部材と、 前記通路内に配置され、前記磁気透過性部材へ向けて磁
    気的に押し付けられることによって、この磁気的な押し
    付け力よりも大きな加速度が前記ハウジングに作用する
    迄は、前記通路内で前記磁気透過性部材に接近された初
    期位置に保持されるようになされている検知錘であって
    、前記磁気的な押し付け力よりも大きな加速度が前記ハ
    ウジングに作用することによってその加速度に応答して
    前記通路内の第2位置へ向かって変位されるようになっ
    ており、前記磁気的な押し付け力は検知錘を前記ハウジ
    ング内で前記第2位置より手前の全ての位置から前記初
    期位置へ復帰させるのに十分な強さとされている前記検
    知錘と、 前記通路内での前記検知錘の移動を減速するための磁気
    的減衰手段と、 前記ハウジングに取り付けられ、前記検知錘が前記通路
    内の前記第2位置へ変位するときに該検知錘によって作
    動されるスイツチ手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする加速度計。
  2. (2)前記磁気的減衰手段が前記通路を取り囲む導電性
    リングを含み、前記通路内での前記検知鍾の移動が前記
    リングに電流を誘起し、該リングに誘起された前記電流
    が前記検知錘の前記移動に対抗する磁場を発生するよう
    になされていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載の加速度計。
  3. (3)前記スイツチ手段が前記通路内に突出されている
    一対の導電性ビームを含み、該導電性ビームは前記検知
    錘が前記通路内の前記第2位置へ移動することによつて
    該検知錘の導電性表面と係合するようになされていて、
    この係合によって前記導電性ビームが前記検知錘の導電
    性表面を介して電気的にブリツジされるようになされて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の加
    速度計。
  4. (4)前記導電性ビームが温度変化に応答して前記通路
    の軸線方向に移動するようになされていることを特徴と
    する特許請求の範囲第3項に記載の加速度計。
  5. (5)前記導電性ビームがバイメタル板で構成されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の加速
    度計。
  6. (6)前記ハウジングを取り囲む筒状磁性囲い板を含み
    、該筒状磁性囲い板の長手方向軸線が前記通路の長手方
    向軸線と平行であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載の加速度計。
  7. (7)前記筒状磁性囲い板の長手方向軸線が前記通路の
    長手方向軸線と同軸線とされていることを特徴とする特
    許請求の範囲第2項に記載の加速度計。
  8. (8)内部に形成された円筒形の通路に接近させて磁気
    透過性部材が固定されているハウジングと、前記通路内
    に配置され、前記磁気透過性部材へ向けて磁気的に押し
    付けられることによって、この磁気的な押し付け力より
    も大きな加速度が前記ハウジングに作用する迄は、前記
    通路内で前記磁気透過性部材に接近された初期位霞に保
    持されるようになされている検知錘であって、前記磁気
    的な押し付け力よりも大きな加速度が前記ハウジングに
    作用することによってその加速度に応答して前記通路内
    の第2位置へ向かって変位されるようになっており、前
    記磁気的な押し付け力は検知錘を前記ハウジング内で前
    記第2位置より手前の全ての位置から前記初期位置へ復
    帰させるのに十分な強さとされている前記検知錘と、 前記ハウジングに作用する加速度とは無関係に前記通路
    内の前記第2位置へ前記検知錘を移動させるためのスイ
    ツチ操作できる磁気的押し付け手段と、 前記ハウジングに取り付けられ、前記検知錘が前記通路
    内の前記第2位置へ変位するときに該検知錘によって作
    動されるスイツチ手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする加速度計。
  9. (9)前記スイツチ操作できる磁気的押し付け手段が、
    前記通路を取り囲んでいる電気コイル、及び該電気コイ
    ルを通して直流電流を導くようになすためのスイツチ操
    作手段を含んで構成されたことを特徴とする特許請求の
    範囲第8項に記載の加速度計。
  10. (10)前記スイツチ手段が前記通路内に突出されてい
    る一対の導電性ビームを含み、該導電性ビームは前記検
    知錘が前記通路内の前記第2位置へ移動することによっ
    て該検知錘の導電性表面と係合するようになされていて
    、この係合によって前記導電性ビームが前記検知錘の導
    電性表面を介して電気的にブリツジされるようになされ
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第8項に記載の
    加速度計。
  11. (11)前記ハウジングを取り囲む筒状磁性囲い板を含
    み、該筒状磁性囲い板の長手方向軸線が前記通路の長手
    方向軸線と平行であることを特徴とする特許請求の範囲
    第8項に記載の加速度計。
  12. (12)前記筒状磁性囲い板の長手方向軸線が前記通路
    の長手方向軸線と同軸線とされていることを特徴とする
    特許請求の範囲第11項に記載の加速度計。
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