JPH03118424A - 振動センサ - 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］ 本発明は振動センサに関する。この振動センサは上下Ｇ
センサとして利用できる。

［従来の技術］ 振動センサの一例として横Ｇセンサを例にとって従来技
術を説明する。即ち、従来より例えば車両の分野では、
車両走行の際に発生する横Ｇを検知するための横Ｇセン
サが知られている。この横Ｇセンサは、水平方向にのび
る内壁面で区画された水平室もつ基部と、基部の水平室
に封入されたシリコーンオイルと、基部の水平室内にシ
リコーンオイルと共に配設された永久磁石製のコアと、
基部に配設された電磁誘導用のコイルとで構成されてい
る。このものでは横Ｇが作用すると、永久磁石のコアが
水平室内で横方向へ移動し、コイルを貫く磁束が時間的
に変化し、電磁誘導により磁束の変化に比例した誘導電
圧が・発生し、これにより横Ｇを検知する。

このものでは基部の水平室内に封入されたシリコーンオ
イルは、コアの撮動を減衰するためのものである。この
ように従来では水平室にシリコーンオイルを封入してい
る関係上、シリコーンオイルの漏れを防止するために水
平室をシール度の高い密閉室にする必要があった。従っ
てシール機構等を別途必要とし、そのぶん構造が複雑化
し、小型化、コストの面で不利であった。

本発明は上記した実情に鑑み開発されたものであり、そ
の目的は、シリコーンオイルを封入する方式を廃止し、
シール構造、小型化、コストの面で有利な振動センサを
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の撮動センサは、撮動系に配設され室をもつ基部
と、外側面をもち、基部の室内にこれを上室と王室とに
区画して配設され、外側面と室の内壁面との間に上室と
王室とを連通ずる微小隙間を形成する上下方向へ変位可
能な磁石製のコアと、基部の室内でコアを上下方向に変
位可能に弾性支持するバネ手段と、バネ手段で弾性支持
されたコアの上側および下側の少なくとも一方に配設さ
れ、コアの上下方向への変位に伴い誘導電圧が発生する
電磁誘導用のコイルとで構成され、コアが上下方向へ変
位するに伴い、上室及び王室の少なくとも一方に収容さ
れている空気を圧縮してコアの撮動を減衰させると共に
、コアの側方の微小隙間を空気軸受膜として用いること
を特徴とするものである。

本発明では、基部の室は基部自身の内壁面で形成しても
よく、あるいは、至をもつ他の部材を基部の空間部に挿
入して形成してもよい。室は密閉状態、半密閉状態とす
ることができるが、場合によっては微小隙間を空気軸受
膜として用いるがぎり、外部につながっていてもよい。

微小隙間の厚みはコアの種類、検知する振動の種類等に
応じて適宜選択できるが、例えば０．３〜０．８ｍｍ、
特に０．５〜０．７ｍｍにできる。バネ手段は、例えば
、コアを下から弾性支持する下バネ部と、コアを上から
弾性吊持する上ハネ部とで形成できる。この場合上バネ
部と下バネ部とのバネ定数を変えることができ、例えば
下バネ部のバネ定数を上バネ部のバネ定数よりも大きく
できる。また上バネ部と下バネ部の少なくとも一方がコ
アを引張るように作用させることができる。このように
すれば、撮動等により室内でコアが正位置から横方へず
れた場合に、横方へずれたコアを室内の正位置に戻すこ
とが容易となる。

バネ手段の種類はコアの重量、検知する振動の種類等に
応じて適宜選択でき、コイルバネ、り一フバネ（板バネ
）、円錐コイルバネ、場合によってはウレタンゴム等を
採用できる。

なおコアの外側面は後述する実施例のように平滑面状で
もよく、特殊な例では、コアの外側面に上下方向にのび
る突条部または溝部を形成することもできる。又場合に
よってはコアの外側面及び基部の室の内壁面の少なくと
も一方に、フッ素樹脂等からなる潤滑膜を設けることも
できる。

［作用］ コアが下方へ変位したときにはコアの下方に位置する王
室の空気は、コアにより圧縮され、微小隙間を介してコ
アの上方に位置する上室に徐々に移行する。また、コア
が上方へ移動したときにはコアの上方に位置する王室の
空気は、コアにより圧縮され、微小隙間を介してコアの
下方に位置する王室へ徐々に移行する。従ってコアの撮
動は減衰されると共に、微小隙間は空気の軸受膜として
機能し、コアの外側面と室の内壁面との摩擦抵抗は軽減
又は無くなる。

上記したようにコアが上下方向へ変位すると、コイルの
端子間には誘導電圧が発生し、撮動が検知される。

［実施例］ 本発明の撮動センサを上下Ｇセンυに適用した一実施例
について第１図〜第３図を参照して説明する。

本実施例にかかる上下Ｇセンサ１は、鋼製の基部２と、
永久磁石製のコア３と、バネ手段４と、コイル５とで構
成されている。

基部２は上面が開口する空間部２ａをもち、振動系に配
設されている。基部２の空間部２ａにはポビン６か配置
されている。ボビン６は、円筒状の室６１を形成する内
壁面６０をもつ。内壁面６０の内径寸法はボビン６の全
高にわたり等しい。

ボビン６は樹脂製であり、フランジ部６１をもつ薄肉円
筒状の下ボビン部６２と、厚肉円筒状の中間ポビン部６
３と、フランジ部６４をもつ薄肉円筒状の上ボビン部６
５とで形成されている。ボビン６の内壁面６０で区画さ
れた室６１は蓋部材２２で実質的に密閉されている。但
し、後述する出力端子５ａ、５ｂを通す開口２２ｃが形
成されている。なお中間ボビン部６３にはコイル５の一
部を通すための溝部６３ａが上下方向へのばして形成さ
れている。上ボビン部６５のフランジ部６４にはコイル
５の巻き始めの出力端子５ａ、巻き終りの出力端子５ｂ
を通すための切欠溝部６４ａが形成されている。

コア３は、円柱状をなしており、基部２のボビン６の室
６１内にこれの内壁面６０と微小隙間２４を形成してお
り、上下方向へ変位可能に配設されている。なお基部２
のボビン６の室６１はコア３により上室６１ａと下室６
１ｂとに区画される。

微小隙間２４はコア３の周方向へ連続して形成されてい
ると共に、上室６１ａと下室６１ｂとを連通している。

本実施例では微小隙間２４の厚みｔＬｔｏ、３〜０．８
ｍｍ程度に設定されている。コア３の上部はＮ極とされ
、コア３の下部はＳ極とされている。

バネ手段４は、基部２のボビン６の室６１内で永久磁石
製のコア３を上下方向に変位可能に弾性支持する。バネ
手段４は、コア３の底面部と室６１の底面部６１ｅとの
間に介装された下コイルバネ４０と、コア３の上面部と
蓋部材２２の底面部との間に介装された上コイルバネ４
１とで形成されている。コア３は静止状態では上コイル
バネ４１と下コイルバネ４０とで中立位置に維持される
。

下コイルバネ４０は、コア３を引張り気味である。

その理由は、コア３を室６１の径方向中央へ戻しやすく
、よってコア３の外側面３ａと基部２のボビン６の室６
１の内壁面６０との間に形成される微小隙間２４の厚み
ｔをコア３の周方向にそって均一化し易いからである。

コイル５は、コア３の下側に配置された下コイル部５０
と、下コイル部５０につながりかつコア３の上側に配置
された上コイル部５１とで形成されている。第３図に示
すように下コイル部５０は下ボビン部６２に巻かれてお
り、上コイル部５１は上ボビン部６５に下コイル部５０
と逆向きに巻かれている。その理由は仮に上コイル部５
１の巻く方向と下コイル部５０の巻く方向とを同じ向き
にすると、コア３が中立位置の上方及び下方に変位をし
た際に、出力電圧は減殺されてしまい、所要の出力電圧
を出力できなくなるからである。

さて、上下Ｇが発生すると、上下Ｇの大きさに応じてコ
ア３が基部２のボビン６の室６１内で上下方向へ変位し
、従って電磁誘導によりコイル５の巻き始めの出力端子
５ａと巻き終りの出力端子５ｂとの間に誘導電圧が発生
する。この電圧により上下Ｇが検知される。第２図にコ
ア３が中立位置から下方へ変位した場合における磁束の
流れとコイル５の位置関係を示す。

ところで本実施例ではコア３の外側面３ａと基部２のボ
ビン６の室６１の内壁面６０との間にコア３の全周にわ
たり微小隙間２４が形成されている。従ってコア３が下
方へ変位したときには、コア３の下方の王室６１ｂの空
気はコア３に圧縮され、微小隙間２４を介して上室６１
ａに徐々に移行する。また、コア３が上方へ変位したと
きにはコア３の上方の上室６１ａの空気はコア３に圧縮
され、微小隙間２４を介して王室６１ｂに徐々に移行す
る。

このときコア３の振動は、上室６１ａ、下室６１ｂ内で
圧縮された空気により減衰されると共に、微小隙間２４
を空気の軸受膜として利用できる。

よって、コア３の外側面３ａとボビン６の室６１の内壁
面６０との摩擦抵抗を軽減することができる。故に、コ
ア３の振動を減衰させつつ、コア３の外側面３ａとボビ
ン６の室６１の内壁面６０との接触度を軽減でき、上下
Ｇセンサ１としての感度を良好に確保することができ、
長寿命、低ヒステリシスのものが得られる。

しかも本実施例では前述したように圧縮された空気でコ
ア３の振動を減衰できるので室６１に減衰用のシリコー
ンオイルを封入する必要がなく、シリコーンオイルの漏
れを考慮する必要がなく、それだけシール機構を簡略化
または廃止でき、従来に比較して構造の簡略化、コスト
の低減に有利である。

また本発明の撮動センサの他の実施例を第４図および第
５図に示す。この実施例の構成は基本的には前記した実
施例の場合と同じであり、同一部分には同一の符号を付
す。ただし、この実施例ではバネ手段４はボビン６の室
６１の内壁面６０とコア３の外側面３ａとの間に位置し
て空間６６内に介装されたリーフバネ４５で形成されて
おり、合計３個のリーフバネ４５でコア３の外側面３ａ
を弾性支持している。

この実施例ではリーフバネ４５を使用しているので、コ
ア３が横方へずれた場合でもコア３を室６１の径方向の
中央である正位置に復元するのに有利である。

［適用例］ 上記した第１図に示す上下Ｇセンサ１をショックアブソ
ーバに適用したー適用例について第６図を参照して説明
する。このショックアブソーバ八は車体と各車輪との間
に合計４個配設されている。

このショックアブソーバＡは、筒形状のハウジング１０
０と、車体側にボルトで固定されかつハウジング１００
内に位置する中空室１１０をもつ第１ピストンロツド１
０２と、第１ピストンロツド１０２の螺子部に螺合され
て連結された第２ピストンロツド１０４と、第１ピスト
ンロンド１０２内に回転可能に配置されたシャフト１０
６と、第２ピストンロツド１０４の下部に連結されたピ
ストン１０８と、第１ピストンロツド１０２の中空室１
１０に配置されシャフト１０６を回転する励磁コイル１
１２と、シャフト１０６に係合し周方向へ回転するスプ
ールバルブ１１６と、を具備している。なお、第１ピス
トンロツド１０２、第２ピストンロツド１０４の材質は
鋼である。

第２ピストンロツド１０４にはオイル通路１１８が形成
されている。ピストン１０８はハウジング１００内を、
下部の第１の油Ｗ１２０と上部の第２の油室１２２とに
区画している。ピストン１０８には連通孔１０８ａ、１
０８ｂが形成されており、更にチエツクバルブ１２４．
１２６．１２７が設けられている。チエツクバルブ１２
４はそのバネ作用により常時付勢されており、第２の油
室１２２から第１の油Ｗ１２０へのみ作動油を移動させ
得る。チエツクバルブ１２６はそのバネ作用により常時
付勢されており、第１の油室１２０から第２の油室１２
２へのみ作動油を移動させ得る。チエツクバルブ１２７
とリテーナ１３５との間にはスプリング１３６が介装さ
れている。第２ピストンロツド１０４にはこれの径方向
へ貫通する貫通孔１３８が適数個形成されている。貫通
孔１３８にはスプリング１４０を介して一方向弁を形成
するチエツクボール１４２が配置されている。

スプールバルブ１１６は通路１４４をもつ。

そして、励磁コイル１１２に通電されると、シャフト１
０６が回転し、これによりスプールバルブ１１６が回転
し、スプールバルブ１１６の通路１４４と貫通孔１３８
とが連通するので、第１の油室１２０の作動油は通路１
１８、通路１４４、チエツクボール１４２、貫通孔１３
８を通過して第２の油室１２２に流入することができる
。その他に第１の油室１２０の作動油はチエツクバルブ
１２６からも第２の油室１２２に流入することができる
ので、結局、オリフィス開口面積が大きくなり、減衰力
は低め（ソフト）となる。

また励磁コイル１１２を切替えると、シャフト１０６が
元に戻り、これによりスプールバルブ１１６が戻り、ス
プールバルブ１１６の通路１４４と貫通孔１３８とが非
連通状態となるので、第１の油室１２０の作動油は通路
１１８、通路１４４、チエツクボール１４２、貫通孔１
３８を通過できない。従ってこの場合には、第１の油室
１２０の作動油は連通孔１０８ｂ、チエツクバルブ１２
６から第２の油室１２２に流入するだけとなり、結局、
オリフィス開口面積が小さくなり、減衰力は高め（ハー
ド）となる。

本適用例では第６図に示すように、第１ビストンロツド
１０２の中空室１１０内に上下Ｇセンサ１が配設されて
いる。具体的にはシャフト１０６に穴を形成し、その穴
にボビン６、コア３、下コイルバネ４０、上コイルバネ
４１、下コイル部５０、上コイル部５１等を装入し、そ
の１卦シ一ル部１５０を介してその穴を蓋部材１５１で
密閉している。従ってシャフト１０６が上下Ｇセンサ１
を保持する基部となる。

この第６図に示す適用例においても、コア３の外側面３
ａとボビン６の室６１の内壁面６０との間に形成される
微小隙間２４を空気軸受膜として利用できるので、コア
３の外側面３ａとボビン６の室６１の内壁面６０との接
触度を軽減でき、上下Ｇセンサ１としての感度、寿命を
良好に確保することができる。

また本適用例では、上下Ｇセンサ１がショックアブソー
バＡの第１ピストンロツド１０２のデッドスペースであ
る中空室１１０内に配置されているので、ショックアブ
ソーバＡに上下Ｇセンサ１を別途設けても、ショックア
ブソーバＡ自体の縦方向の長さ寸法が増大することを回
避することができ、小形化に有利である。

また本適用例では、上下Ｇセンサ１で上下Ｇをセンシン
グする時とスプールバルブ１１６を回転作動させショッ
クアブソーバＡの減衰力を切替える時とは、同時ではな
く、時間的に異ならせる。

故に、スプールバルブ１１６を回転作動させている場合
には上下Ｇセンサ１でセンシングを行なわず、従って特
別な磁気シールド構造にせずとも、スプールバルブ１１
６を回転作動させる励磁コイル１１２の磁界が上下Ｇセ
ンサ１によるセンシングに与える影響を回避できる。

又本適用例では励磁コイル１１２に通電して励磁する際
には、励磁コイル１１２の外周側に位置する第１ピスト
ンロツド１０２の筒部１０２ｂが磁路の一部となるもの
であるが、筒部１０２ｂは上下Ｇセンサ１の］イル５に
通電する際の磁路の一部ともなり、磁路の共通化を図り
得、そのぶん構造の簡略化に有利である。

［発明の効果］ 本発明の振動センサによれば、室に収容されている空気
の圧縮でコアの振動を減衰することができると共に、微
小隙間を空気の軸受膜として利用でき、コアの外側面と
室の内壁面との摩擦抵抗を軽減することができる。故に
、コアの外側面と室の内壁面との接触度を軽減でき、撮
動センサとしての感度を確保することができ、その長寿
命化にも有利である。

しかも本発明の振動センサによれば、室に収容されてい
る空気の圧縮でコアの振動を減衰できるので、室にシリ
コーンオイルを封入する必要がなく、それだれシール機
構を簡略化または廃止でき、構造の簡略化、コストの低
減に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は上
下Ｇセンサの縦断面図、第２図はコアが下方へ移動した
場合の磁束の流れとコイルとの関係を示す縦断面図、第
３図は上下センサの要部の斜視図でおる。 第４図および第５図は本発明の他の実施例を示し、第４
図は第５図のＩＶ　−ＩＶ線に沿う上下Ｇセンサの要部
の横断面図、第５図は上下Ｇセンサの要部の縦断面図で
ある。第６図はショックアブソーバに適用した適用例を
示す縦断面図である。 図中、１は上下センサ（振動センサ〉、２は基部、２４
は微小隙間、３はコア、４はバネ手段、５はコイルを示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）振動系に配設され室をもつ基部と、 外側面をもち、前記基部の室内にこれを上室とに区画し
   て配設され、前記外側面と前記室の内壁面との間に前記
   上室と下室とを連通する微小隙間を形成する上下方向へ
   変位可能な磁石製のコアと、前記基部の室内で前記コア
   を上下方向に変位可能に弾性支持するバネ手段と、 前記バネ手段で弾性支持された前記コアの上側および下
   側の少なくとも一方に配設され、前記コアの上下方向へ
   の変位に伴い誘導電圧が発生する電磁誘導用のコイルと
   で構成され、 前記コアが上下方向へ変位するに伴い、前記上室及び前
   記下室の少なくとも一方に収容されている空気を圧縮し
   て前記コアの振動を減衰させると共に、前記コアの側方
   の前記微小隙間を空気軸受膜として用いることを特徴と
   する振動センサ。