JPH04130072U - 振り子式加速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気ダンパが装着された振り子式加速度セン
サにおいて、加速時と減速時とで異なる応答特性をもた
せる。 【構成】 磁気ダンパの磁気回路を、振り子２の揺動軸
を通る鉛直線Ａに対して振り子の揺動方向に非対称とし
た。振り子２が揺動するときに生じる渦電流は振り子２
の揺動方向によってその値が異なるようになる。このた
め、渦電流値が小さくなる方へ揺動したときのダンパ効
果は、それとは反対側へ揺動したときに較べて小さくな
る。したがって、振り子２の変位方向に応じてダンパ効
果に違いをもたせることができ、加速時と減速時とで応
答特性を変えることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、渦電流ブレーキによって振り子が制動される振り子式加速度センサ に関し、特に渦電流ブレーキが作用する振り子の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、加速度（傾斜角）を検出するセンサとしては、振り子式，板ばね式等の 傾斜角検知器によって構成されたものがある。それらはいずれも加速度あるいは 重力による振り子の振動，板ばねの曲がりなどの変位量を光センサ，磁気センサ あるいは静電容量の変化などにより電気信号に変換し、この電気信号に基づき被 測定体の加速度（傾斜角）を検出するものである。これらの加速度（傾斜角）検 知器には、外部からの振動による振り子，板ばねなど可動体の共振（あばれ）を 防止する目的や、適正な応答特性を与える目的でダンパ機構が付設されている。 そのダンパ機構としては、例えば、シリコンオイルや不凍液などの液体を用いた ものがある。このように液体を用いてダンパ機構を構成した場合、その密閉構造 にコストがかかるという問題がある。さらに、温度変化に起因して液体の粘性が 変化することによってダンピング特性が変化してしまう。すなわち、液体を用い たダンパ機構では、温度変化によって応答特性が変化してしまうという避けられ ない問題がある。このため、液体を用いたダンパ機構のこれらの欠点を解消する 目的で、磁気を利用したダンパ機構が採用されるようになってきた。この磁気ダ ンパ機構は、非磁性導電材製の振り子を挟んで永久磁石を対向配置した構造で、 振り子が揺動することに伴って生じる渦電流により振り子に制動をかけるように 構成されていた。すなわち、この磁気ダンパ機構は温度変化に影響を受けないた め、温度特性に優れている。この従来の磁気ダンパ機構を備えた加速度センサを 図６ないし図９によって説明する。

【０００３】 図６は従来の振り子式加速度センサの概略構成を示す斜視図、図７は従来の振 り子式加速度センサの正面図、図８は従来の振り子式加速度センサの側面図、図 ９は従来の振り子式加速度センサの平面図である。これらの図において、１は振 り子式加速度センサで、この加速度センサ１は、揺動体としての振り子２が支軸 ３を中心として揺動する構造のものである。前記振り子２は非磁性導電材によっ て扇形に形成されている。なお、図６〜図９においては、振り子２を揺動自在に 支持する加速度センサ１の支持台や、振り子２の変位量を検出して電気信号に変 換する検出手段等は省略してある。

【０００４】 ４は磁気ダンパで、この磁気ダンパ４は、断面コ字状のヨーク５と、このヨー ク５に固着された永久磁石６とを備え、ヨーク５および永久磁石６を振り子２の 両側に対向配置させて構成されている。前記断面コ字状のヨーク５は、両端の磁 極部５ａが振り子２側を向くように支持台（図示せず）に固定され、永久磁石６ はヨーク５の幅方向中央部に取付けられている。すなわち、前記磁極部５ａの先 端の磁極面５ｂは振り子２の側面と対向することになる。なお、永久磁石６は振 り子２の軸方向と平行な方向へ着磁されている。また、前記ヨーク５の設置位置 は、永久磁石６が支軸３の真下に位置づけられ、しかも振り子２の外周部に対向 するように設定されている。

【０００５】 次に、このように構成された従来の振り子式加速度センサの動作を説明する。 外部からの加速度が振り子２に加えられたり、振り子用支持台が傾斜したりする と、振り子２は支軸３を中心として揺動する。そして、その振り子２は、対向す る永久磁石６間およびヨーク５間の磁束を横切ることになる。この磁束を図８お よび図９中に矢印Φで示す。このように振り子２が磁束を横切ることで、振り子 ２内に渦電流が発生し、渦電流ブレーキとなって振り子２に制動がかかることに なる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかるに、このように磁気を利用したダンパ機構を備えた振り子式加速度セン サでは、振り子の変位方向に応じてダンパ効果に違いをもたせることは困難であ った。言い換えれば、振り子は、加速度が加えられて振れるときと、加速度が加 えられなくなって戻るときとで等しいダンパ効果をもって制動される関係から、 応答性が低くなってしまう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る振り子式加速度センサは、磁気ダンパの磁気回路を、振り子の揺 動軸を通る鉛直線に対して振り子の揺動方向に非対称としたものである。

【０００８】

【作用】

振り子が揺動するときに生じる渦電流は振り子の揺動方向によってその値が異 なるから、渦電流値が小さくなる方へ揺動したときのダンパ効果は、それとは反 対側へ揺動したときに較べて小さくなる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１によって詳細に説明する。 図１は本考案に係る振り子式加速度センサの正面図である。同図において前記 図６ないし図９で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を 付し詳細な説明は省略する。なお、図１では振り子の一部を破断して示した。図 １において、１１は本考案に係る振り子式加速度センサで、この振り子式加速度 センサ１１は、磁気ダンパ４の位置が変えてある以外は従来のものと同等に構成 されている。

【００１０】 前記磁気ダンパ４は、振り子２の揺動軸を通る鉛直線（図１中一点鎖線Ａで示 す）に対して振り子２の揺動方向片側へ遍在されている。また、この磁気ダンパ ４は、静止状態の振り子２に対してヨーク５の磁極面５ｂが全面にわたって対向 するように、全体が僅かに傾けられている。すなわち、磁気ダンパ４の磁気回路 は、振り子２の揺動軸を通る鉛直線Ａに対して振り子２の揺動方向に非対称とな る。

【００１１】 上述したように構成された振り子式加速度センサでは、外部からの加速度等に より振り子２が図１中矢印Ａ方向へ揺動すると、振り子２は、対向する永久磁石 ６およびヨーク５間の全磁束を横切るが、Ｂ方向へ（左側へ）揺動したときには 振り子２の端部（図１における右側端部）がヨーク５の図１における右側の磁極 部５ａから外れるため、磁気ダンパ４の一部の磁束しか横切らなくなる。

【００１２】 したがって、振り子２が揺動するときに生じる渦電流は振り子の揺動方向によ ってその値が異なるから、Ｂ方向へ揺動したとき（渦電流値が小さくなる方へ揺 動したとき）のダンパ効果は、それとは反対側のＡ方向へ揺動したときに較べて 小さくなる。

【００１３】 本考案に係る振り子式加速度センサは、例えば自動車に搭載されてタイヤが空 転するのを制御するシステムや、アンチロックブレーキシステムに使用される。 この種のシステムは、車両の車軸に配設された回転センサ等によりタイヤの回転 速度を検出すると共に、本考案の加速度センサで車両の加速度を検出し、タイヤ の回転速度と車両の加速度とから常にタイヤが路面をグリップするようにエンジ ンの回転数やブレーキ力を制御するように構成されている。すなわち、タイヤの 回転速度が増加しているいるにも係わらず車両が加速していない状態のときは、 タイヤが空転していると判断してエンジンの回転数を下げるように制御し、また 、タイヤの回転速度が減少しているにも係わらず車両が減速していない場合はタ イヤがロックしていると判断してブレーキを緩めるように制御する。

【００１４】 このようなシステムにおいて従来の加速度センサを使用すると、通常車両の減 速度（ブレーキ力）は加速時より急激に大きく変動するため、減速時に合わせて 加速度検出器の応答特性を早くすると、路面からの振動等により振り子があばれ てしまう。本考案の振り子式加速度センサを使用すると、通常走行時や加速時に は応答を遅らせ、減速時のみ応答を早めることができるので、車両の最適制御が できるようになる。

【００１５】 なお、上記実施例では磁気ダンパ４の磁気回路を鉛直軸Ａに対して非対称とす るために磁気ダンパ４自体の配置位置をずらした例を示したが、本考案はこのよ うな限定にとらわれることなく、図２〜図５に示すように構成することもできる 。 図２は磁気ダンパのヨークの位置を非対称にした他の実施例を示す正面図、図 ３はヨークの磁極部の厚みを非対称にした他の実施例を示す正面図、図４は同じ く平面図、図５は振り子を挟んで対向するヨークの磁極部どうしの間隔を非対称 にした他の実施例を示す平面図である。これらの図において前記図１で説明した ものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する 。図２において、１２はヨーク５の一方の磁極部で、この磁極部１２は、静止状 態の振り子２の一方の（図２中右側の）揺動端部と対向する位置に位置づけられ ている。 このように構成すると、振り子２が図中矢印Ｂ方向へ揺動したときには振り子 ２の端部（図２における右側端部）がヨーク５の磁極部１２から速やかに外れる から、そのときには磁気ダンパ４の一部の磁束しか振り子２は横切らなくなる。 このため、このように構成しても振り子２が揺動するときに生じる渦電流は振り 子の揺動方向によってその値が異なることになる。

【００１６】 図３および図４において、１３および１４はヨーク５の磁極部で、図において 左側に位置する磁極部１３の厚みＴ₁は、右側に位置する磁極部１４の厚みＴ₂よ り小さく設定されている。なお、この実施例で使用する振り子２は前記各実施例 で示した振り子より揺動用扇部分が幅狭に形成されており、前記磁極部１３，１ ４は静止状態の振り子２の揺動端部と対向する位置に位置づけられている。 このように構成すると、磁極部１３側と磁極部１４側とでは磁束密度が異なる ようになるので、振り子２が揺動するときに生じる渦電流は振り子２の揺動方向 によってその値が異なることになる。

【００１７】 図５において、１５および１６はヨーク５の磁極部で、図において左側に位置 する磁極部１５の突出寸法Ｌ₁は、右側に位置する磁極部１６の突出寸法Ｌ₂より 小さく設定されている。そして、これらの磁極部１５，１６を備えたヨーク５は 、右側の磁極部１６を振り子２に接近させるようにして振り子２の両側に対向配 置されている。 このように構成すると、磁極部１５どうしの間隔が磁極部１６どうしの間隔よ り広くなって磁極部１５側と磁極部１６側４とでは磁界の強さが異なるようにな るので、振り子２が揺動するときに生じる渦電流は振り子の揺動方向によってそ の値が異なることになる。 図２〜図４に示すように構成しても、振り子２が図中Ｂ方向へ揺動したときの ダンパ効果は、Ａ方向へ揺動したときに較べて小さくなる。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係る振り子式加速度センサは、磁気ダンパの磁気 回路を、振り子の揺動軸を通る鉛直線に対して振り子の揺動方向に非対称とした ため、振り子が揺動するときに生じる渦電流は振り子の揺動方向によってその値 が異なるから、渦電流値が小さくなる方へ揺動したときのダンパ効果は、それと は反対側へ揺動したときに較べて小さくなる。したがって、振り子の変位方向に 応じてダンパ効果に違いをもたせることができるから、加速時と減速時とで異な る応答特性をもった振り子式加速度センサを得ることができる。また、磁気ダン パの磁気回路の構造を振り子の揺動方向に対して変えることで、加速時あるいは 減速時のいずれか一方へ振り子が揺動しているときに、任意の所で応答特性を変 化させることもできるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る振り子式加速度センサの正面図で
ある。

【図２】磁気ダンパのヨークの位置を非対称にした他の
実施例を示す正面図である。

【図３】ヨークの磁極部の厚みを非対称にした他の実施
例を示す正面図である。

【図４】ヨークの磁極部の厚みを非対称にした他の実施
例を示す平面図である。

【図５】振り子を挟んで対向するヨークの磁極部どうし
の間隔を非対称にした他の実施例を示す平面図である。

【図６】従来の振り子式加速度センサの概略構成を示す
斜視図である。

【図７】従来の振り子式加速度センサの正面図である。

【図８】従来の振り子式加速度センサの側面図である。

【図９】従来の振り子式加速度センサの平面図である。

【符号の説明】

２ 振り子 ４ 磁気ダンパ ５ ヨーク ６ 永久磁石 １１ 振り子式加速度センサ １２ 磁極部 １３ 磁極部 １４ 磁極部 １５ 磁極部 １６ 磁極部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 扇形振り子の側方に、振り子側を向く断
   面コ字状のヨークおよび永久磁石からなり振り子を渦電
   流ブレーキによって制動する磁気ダンパが配設され、前
   記振り子の変位量から加速度を検出する振り子式加速度
   センサにおいて、前記磁気ダンパの磁気回路を、振り子
   の揺動軸を通る鉛直線に対して振り子の揺動方向に非対
   称としたことを特徴とする振り子式加速度センサ。