JPH0632627Y2 - センサ - Google Patents
センサInfo
- Publication number
- JPH0632627Y2 JPH0632627Y2 JP9970888U JP9970888U JPH0632627Y2 JP H0632627 Y2 JPH0632627 Y2 JP H0632627Y2 JP 9970888 U JP9970888 U JP 9970888U JP 9970888 U JP9970888 U JP 9970888U JP H0632627 Y2 JPH0632627 Y2 JP H0632627Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- sensor
- reference position
- magnetic field
- hollow portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、加速度や傾斜度を検出するためのセンサに
関するものである。
関するものである。
［従来の技術］ この種のセンサには、特開昭６３−１０９３７４号公報
に開示されているように、加速度や傾斜度の大きさを電
気的又は磁気的に検出するものがある。
に開示されているように、加速度や傾斜度の大きさを電
気的又は磁気的に検出するものがある。
第７図はこのようなセンサの基本構造を示している。セ
ンサ１′は内部に円形断面の空洞部３′を有するケーシ
ング２′を具備し、このケーシング２′の空洞部３′に
は磁性体としての鉄球４′が若干の隙間を有して移動自
在に収納されている。ケーシング２′の外側には差動ト
ランス（検出部材）５′，６′が取り付けられており、
この差動トランス５′，６′の中央が基準位置となって
いる。差動トランス５′，６′の外側には鉄球４′を基
準位置に引き付けるための磁界発生部材としての永久磁
石が該基準位置を中心にして配置されている。この永久
磁石は、上記特開昭６３−１０９３７４号公報に開示さ
れたセンサにおいてはリング状のものが用いられている
が、特開昭６１−６２８７０号公報に開示したセンサの
ように、対をなす平板状の永久磁石７′，８′を上記空
洞部３′を挟んで互いに異磁極を対向させて配置する場
合も少なくない。第７図のセンサ１′は後者の永久磁石
７′，８′を用いた例である。
ンサ１′は内部に円形断面の空洞部３′を有するケーシ
ング２′を具備し、このケーシング２′の空洞部３′に
は磁性体としての鉄球４′が若干の隙間を有して移動自
在に収納されている。ケーシング２′の外側には差動ト
ランス（検出部材）５′，６′が取り付けられており、
この差動トランス５′，６′の中央が基準位置となって
いる。差動トランス５′，６′の外側には鉄球４′を基
準位置に引き付けるための磁界発生部材としての永久磁
石が該基準位置を中心にして配置されている。この永久
磁石は、上記特開昭６３−１０９３７４号公報に開示さ
れたセンサにおいてはリング状のものが用いられている
が、特開昭６１−６２８７０号公報に開示したセンサの
ように、対をなす平板状の永久磁石７′，８′を上記空
洞部３′を挟んで互いに異磁極を対向させて配置する場
合も少なくない。第７図のセンサ１′は後者の永久磁石
７′，８′を用いた例である。
上記センサ１′を例えば加速度センサとして使用する場
合、加速度は次のように検出される。センサ１′が静止
状態又は等速度運動状態にある場合には、永久磁石
７′，８′により鉄球４′が上記基準位置に引き付けら
れて静止し、差動トランス５′，６′に差動出力は生じ
ない。一方、センサ１′が加速度運動状態にある場合に
は鉄球４′が慣性により加速度の方向と逆の方向に相対
移動し、鉄球４′に作用する慣性力と永久磁石７′，
８′による引き付け力とが釣り合う位置で静止する。こ
の鉄球４′の変位により差動トランス５′，６′に差動
出力が生じて、この差動出力から加速度が検出される。
合、加速度は次のように検出される。センサ１′が静止
状態又は等速度運動状態にある場合には、永久磁石
７′，８′により鉄球４′が上記基準位置に引き付けら
れて静止し、差動トランス５′，６′に差動出力は生じ
ない。一方、センサ１′が加速度運動状態にある場合に
は鉄球４′が慣性により加速度の方向と逆の方向に相対
移動し、鉄球４′に作用する慣性力と永久磁石７′，
８′による引き付け力とが釣り合う位置で静止する。こ
の鉄球４′の変位により差動トランス５′，６′に差動
出力が生じて、この差動出力から加速度が検出される。
［考案が解決しようとする課題］ 上記センサにおいては、永久磁石７′，８′の対向する
磁極の形状が鉄球４′の移動方向に沿って平坦な形状を
なしている。磁極の形状がこのようになっていると、鉄
球４′を基準位置に引き付ける力が弱い。何故ならば、
上記永久磁石７′，８′の磁力線は第８図に示すように
なり、対向する磁極の端部間を結ぶ磁力線は外側に膨ら
み、基準位置近傍に位置する鉄球４′を通らなくなるか
らである。したがって、大きな引き付け力を得るには大
きな永久磁石７′，８′が必要となり、センサ１′が大
きくなるという欠点があった。
磁極の形状が鉄球４′の移動方向に沿って平坦な形状を
なしている。磁極の形状がこのようになっていると、鉄
球４′を基準位置に引き付ける力が弱い。何故ならば、
上記永久磁石７′，８′の磁力線は第８図に示すように
なり、対向する磁極の端部間を結ぶ磁力線は外側に膨ら
み、基準位置近傍に位置する鉄球４′を通らなくなるか
らである。したがって、大きな引き付け力を得るには大
きな永久磁石７′，８′が必要となり、センサ１′が大
きくなるという欠点があった。
この考案は上述従来の技術の問題点に鑑みてなされたも
のであり、従来よりも小さな磁界発生部材で大きな引き
付け力を得るようにして、センサの小形化を図らんとす
ることを目的としている。
のであり、従来よりも小さな磁界発生部材で大きな引き
付け力を得るようにして、センサの小形化を図らんとす
ることを目的としている。
［課題を解決するための手段］ この考案は上記目的を達成するためになされたもので、
その要旨は、ケーシングの内部に設けられた空洞部に移
動自在に収納された磁性体と、上記磁性体を基準位置に
引き付けるために上記空洞部を挟んで対向配置された少
なくとも一対の磁界発生部材と、上記磁界発生部材の引
き付け力に抗して移動する上記磁性体の基準位置からの
変位量を電気的又は磁気的な変化量として検出する検出
部材とを具備するセンサにおいて、上記磁界発生部材の
互いに対向する磁極の形状が凸状（第一の考案）あるい
は凹状（第二の考案）をなし、その最大突出端（第一の
考案）あるいは最大へこみ端（第二の考案）を上記基準
位置にほぼ一致させていることを特徴とするセンサにあ
る。
その要旨は、ケーシングの内部に設けられた空洞部に移
動自在に収納された磁性体と、上記磁性体を基準位置に
引き付けるために上記空洞部を挟んで対向配置された少
なくとも一対の磁界発生部材と、上記磁界発生部材の引
き付け力に抗して移動する上記磁性体の基準位置からの
変位量を電気的又は磁気的な変化量として検出する検出
部材とを具備するセンサにおいて、上記磁界発生部材の
互いに対向する磁極の形状が凸状（第一の考案）あるい
は凹状（第二の考案）をなし、その最大突出端（第一の
考案）あるいは最大へこみ端（第二の考案）を上記基準
位置にほぼ一致させていることを特徴とするセンサにあ
る。
［作用］ 互いに対向する磁極の形状を上述のような形状にしたこ
とにより、両磁極間を結ぶ磁力線が基準位置寄りに集中
化され、磁極の端部からの磁力線の漏れが減少する。し
たがって、基準位置近傍における磁束密度が増大し、磁
性体を基準位置に引き付ける力が増大する。
とにより、両磁極間を結ぶ磁力線が基準位置寄りに集中
化され、磁極の端部からの磁力線の漏れが減少する。し
たがって、基準位置近傍における磁束密度が増大し、磁
性体を基準位置に引き付ける力が増大する。
［実施例］ 初めに、この出願に係る第一の考案の実施例を第１図か
ら第４図までの図面に基づいて説明する。
ら第４図までの図面に基づいて説明する。
第１図はこの出願に係る第一の考案の第一実施例におけ
るセンサ１の断面を示すものであり、この実施例では加
速度センサとして使用されるものである。
るセンサ１の断面を示すものであり、この実施例では加
速度センサとして使用されるものである。
センサ１は以下の点において従来のセンサ１′と同様の
構造をなしている。即ち、センサ１のケーシング２の内
部には細長い円筒状の空洞部３が形成されており、この
空洞部３には空洞部３の内径よりも若干小径の鉄球４が
空洞部３の軸心方向へ移動自在に収納されている。ケー
シング２の外周部には二つの凹部２ａ，２ｂが形成され
ており、各凹部２ａ，２ｂにはそれぞれ検出部材として
のトランス５，６を構成する一次コイル５ａ，６ａと二
次コイル５ｂ，６ｂが巻き付けられている。これらトラ
ンス５，６により鉄球４の位置を差動電圧として捕らえ
る差動トランスが構成される。トランス５，６の外側に
は、鉄球４をトランス５，６の中央、即ち基準位置に引
き付けるために、一対の永久磁石（磁界発生部材）７，
８がケーシング２を挟んで対向して配置されている。
構造をなしている。即ち、センサ１のケーシング２の内
部には細長い円筒状の空洞部３が形成されており、この
空洞部３には空洞部３の内径よりも若干小径の鉄球４が
空洞部３の軸心方向へ移動自在に収納されている。ケー
シング２の外周部には二つの凹部２ａ，２ｂが形成され
ており、各凹部２ａ，２ｂにはそれぞれ検出部材として
のトランス５，６を構成する一次コイル５ａ，６ａと二
次コイル５ｂ，６ｂが巻き付けられている。これらトラ
ンス５，６により鉄球４の位置を差動電圧として捕らえ
る差動トランスが構成される。トランス５，６の外側に
は、鉄球４をトランス５，６の中央、即ち基準位置に引
き付けるために、一対の永久磁石（磁界発生部材）７，
８がケーシング２を挟んで対向して配置されている。
このセンサ１が従来のセンサ１′と相違する点は、上記
永久磁石７，８の磁極の形状にある。この永久磁石７，
８の互いに対向する磁極７ａ，８ａは球形の一部からな
る凸状をなしており、その凸状部を互いに接近させるよ
うにケーシング２方向へ突出させている。そして最大突
出端が各永久磁石７，８の中央になっていて基準位置に
一致するように配置されている。
永久磁石７，８の磁極の形状にある。この永久磁石７，
８の互いに対向する磁極７ａ，８ａは球形の一部からな
る凸状をなしており、その凸状部を互いに接近させるよ
うにケーシング２方向へ突出させている。そして最大突
出端が各永久磁石７，８の中央になっていて基準位置に
一致するように配置されている。
各永久磁石７，８の互いに対向する磁極７ａ，８ａを上
記形状にしたことにより、両磁極７ａ，８ａ間を結ぶ磁
力線が基準位置寄りに集中化され、磁極７ａ，８ａの端
部からの磁力線の漏れが非常に減少する。第２図はこれ
を説明するために、永久磁石７，８間に現れる磁力線を
鉄球４との関係において表示した図である。
記形状にしたことにより、両磁極７ａ，８ａ間を結ぶ磁
力線が基準位置寄りに集中化され、磁極７ａ，８ａの端
部からの磁力線の漏れが非常に減少する。第２図はこれ
を説明するために、永久磁石７，８間に現れる磁力線を
鉄球４との関係において表示した図である。
したがって、基準位置近傍における磁束密度が増大し
て、鉄球４を基準位置に引き付ける力が増大する。その
結果、従来のセンサ１′の永久磁石７′，８′よりも小
さな永久磁石７，８で同じ大きさの引き付け力を得るこ
とができるので、センサ１の小形化を図ることができ
る。
て、鉄球４を基準位置に引き付ける力が増大する。その
結果、従来のセンサ１′の永久磁石７′，８′よりも小
さな永久磁石７，８で同じ大きさの引き付け力を得るこ
とができるので、センサ１の小形化を図ることができ
る。
尚、上述構成のセンサ１による加速度の検出原理につい
ては従来のセンサ１′と何等変わるところがないので、
その説明は省略する。
ては従来のセンサ１′と何等変わるところがないので、
その説明は省略する。
第３図はこの出願に係る第一の考案の第二実施例におけ
るセンサ１の断面を示したものである。第二実施例のセ
ンサ１が上記第一実施例のセンサ１と相違する点は、永
久磁石７，８の互いに対向する磁極７ａ，８ａの形状に
ある。これらの磁極７ａ，８ａもケーシング２方向へ突
出する凸状をなしているがその形状は球状ではなく、先
端部が平坦面になっており、両端部がテーパー面になっ
ている。又、上記平坦面の中央が基準位置に一致してい
る。第４図はこの永久磁石７，８間に現れる磁力線を鉄
球４との関係において表示した図であり、第一実施例の
場合と同様に両磁極７ａ，８ａ間を結ぶ磁力線が基準位
置寄りに集中化するので、鉄球４を基準位置に引き付け
る力が増大し、センサ１の小形化を図ることができる。
るセンサ１の断面を示したものである。第二実施例のセ
ンサ１が上記第一実施例のセンサ１と相違する点は、永
久磁石７，８の互いに対向する磁極７ａ，８ａの形状に
ある。これらの磁極７ａ，８ａもケーシング２方向へ突
出する凸状をなしているがその形状は球状ではなく、先
端部が平坦面になっており、両端部がテーパー面になっ
ている。又、上記平坦面の中央が基準位置に一致してい
る。第４図はこの永久磁石７，８間に現れる磁力線を鉄
球４との関係において表示した図であり、第一実施例の
場合と同様に両磁極７ａ，８ａ間を結ぶ磁力線が基準位
置寄りに集中化するので、鉄球４を基準位置に引き付け
る力が増大し、センサ１の小形化を図ることができる。
次に、第５図及び第６図に基づいて、この出願に係る第
二の考案によるセンサ１を説明する。第二の考案による
センサ１が上記第一の考案によるセンサ１と相違する点
は、永久磁石７，８の互いに対向する磁極の形状だけで
あり、他の構成は第一の考案によるセンサ１と何等変わ
るところはない。以下、相違点のみ説明し、第一の考案
によるセンサ１と同一態様部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。
二の考案によるセンサ１を説明する。第二の考案による
センサ１が上記第一の考案によるセンサ１と相違する点
は、永久磁石７，８の互いに対向する磁極の形状だけで
あり、他の構成は第一の考案によるセンサ１と何等変わ
るところはない。以下、相違点のみ説明し、第一の考案
によるセンサ１と同一態様部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。
上記センサ１における永久磁石７，８の互いに対向する
磁極７ａ，８ａは凹球形の一部をなす凹状をなしてお
り、その最大へこみ端が永久磁石７，８の中央になって
いて基準位置に一致するように配置されている。各永久
磁石７，８の互いに対向する磁極７ａ，８ａを上記形状
にしたことにより、第一の考案のセンサ１と同様に両磁
極７ａ，８ａ間を結ぶ磁力線が基準位置寄りに集中化さ
れ、磁極７ａ，８ａの端部からの磁力線の漏れが非常に
減少する。第６図はこの永久磁石７，８間に現れる磁力
線を鉄球４との関係において表示した図である。したが
って、基準位置近傍における磁束密度が増大して、鉄球
４が基準位置に引き付ける力が増大する。その結果、第
一の考案のセンサ１と同様にセンサの小形化を図ること
ができる。
磁極７ａ，８ａは凹球形の一部をなす凹状をなしてお
り、その最大へこみ端が永久磁石７，８の中央になって
いて基準位置に一致するように配置されている。各永久
磁石７，８の互いに対向する磁極７ａ，８ａを上記形状
にしたことにより、第一の考案のセンサ１と同様に両磁
極７ａ，８ａ間を結ぶ磁力線が基準位置寄りに集中化さ
れ、磁極７ａ，８ａの端部からの磁力線の漏れが非常に
減少する。第６図はこの永久磁石７，８間に現れる磁力
線を鉄球４との関係において表示した図である。したが
って、基準位置近傍における磁束密度が増大して、鉄球
４が基準位置に引き付ける力が増大する。その結果、第
一の考案のセンサ１と同様にセンサの小形化を図ること
ができる。
この考案は上述実施例に制約されず種々の態様が採用可
能である。
能である。
例えば磁界発生部材は永久磁石に限るものではなく、電
磁石であってもよく、その場合の磁極は電磁コイルの内
側に挿入された磁性材からなる心材となる。
磁石であってもよく、その場合の磁極は電磁コイルの内
側に挿入された磁性材からなる心材となる。
又、磁性体は球状の磁性剛体に限るものではなく、軸心
を移動方向に一致させた円柱状の磁性剛体であってもよ
いし、あるいは磁性剛体ではなく磁性流体であってもよ
い。
を移動方向に一致させた円柱状の磁性剛体であってもよ
いし、あるいは磁性剛体ではなく磁性流体であってもよ
い。
更に、トランスに代わる検出部材として、空洞部を挟ん
で対向する各一対の半円筒状の電極板により構成された
コンデンサを用いてもよい。この場合には、磁性体の移
動、変形によって誘電率が変化し、その結果、各コンデ
ンサの静電容量が変化する。この静電容量の変化を検出
することにより加速度が求められる。
で対向する各一対の半円筒状の電極板により構成された
コンデンサを用いてもよい。この場合には、磁性体の移
動、変形によって誘電率が変化し、その結果、各コンデ
ンサの静電容量が変化する。この静電容量の変化を検出
することにより加速度が求められる。
又、磁界発生部材として前記電磁石を用い、インダクタ
ンスの変化あるいは静電容量の変化に基づく出力信号を
この電磁石の電磁コイルの供給電圧制御回路にフィード
バックさせて、磁性体が常に基準位置に位置するように
上記電磁コイルの供給電圧を制御し、この供給電圧を検
出して演算処理することによって、加速度を求めるよう
にしてもよい。
ンスの変化あるいは静電容量の変化に基づく出力信号を
この電磁石の電磁コイルの供給電圧制御回路にフィード
バックさせて、磁性体が常に基準位置に位置するように
上記電磁コイルの供給電圧を制御し、この供給電圧を検
出して演算処理することによって、加速度を求めるよう
にしてもよい。
尚、上述各センサを傾斜度センサとして使用することが
可能なことは勿論である。
可能なことは勿論である。
［考案の効果］ 以上説明したように、この考案によれば、磁界発生部材
の互いに対向する磁極の形状が凸状（第一の考案）ある
いは凹状（第二の考案）をなし、且つ、その最大突出端
（第一の考案）あるいは最大へこみ端（第二の考案）が
ほぼ基準位置に一致していることにより、両磁極間を結
ぶ磁力線が基準位置寄りに集中化し、基準位置近傍にお
ける磁束密度が増大して、磁性体を基準位置に引き付け
る力が増大する。その結果、センサの小形化を図ること
ができるという優れた効果が奏される。
の互いに対向する磁極の形状が凸状（第一の考案）ある
いは凹状（第二の考案）をなし、且つ、その最大突出端
（第一の考案）あるいは最大へこみ端（第二の考案）が
ほぼ基準位置に一致していることにより、両磁極間を結
ぶ磁力線が基準位置寄りに集中化し、基準位置近傍にお
ける磁束密度が増大して、磁性体を基準位置に引き付け
る力が増大する。その結果、センサの小形化を図ること
ができるという優れた効果が奏される。
第１図、第２図、及び第３図、第４図はそれぞれこの出
願に係る第一の考案によるセンサの第一実施例、及び第
二実施例を示すものであり、第１図及び第３図はセンサ
の縦断面図、第２図及び第４図は磁極間に現れる磁力線
を磁性体との関係において表示した図である。第５図、
第６図はこの出願に係る第二の考案によるセンサの第１
図、第２図に相当する図面である。 又、第７図、第８図は従来のセンサの第１図、第２図に
相当する図面である。 １……センサ、２……ケーシング、 ３……空洞部、４……鉄球（磁性体）、 ５，６……トランス（検出部材）、 ７，８……永久磁石（磁界発生部材）、 ７ａ，８ａ……磁極。
願に係る第一の考案によるセンサの第一実施例、及び第
二実施例を示すものであり、第１図及び第３図はセンサ
の縦断面図、第２図及び第４図は磁極間に現れる磁力線
を磁性体との関係において表示した図である。第５図、
第６図はこの出願に係る第二の考案によるセンサの第１
図、第２図に相当する図面である。 又、第７図、第８図は従来のセンサの第１図、第２図に
相当する図面である。 １……センサ、２……ケーシング、 ３……空洞部、４……鉄球（磁性体）、 ５，６……トランス（検出部材）、 ７，８……永久磁石（磁界発生部材）、 ７ａ，８ａ……磁極。
Claims (2)
- 【請求項１】ケーシングの内部に設けられた空洞部に移
動自在に収納された磁性体と、上記磁性体を基準位置に
引き付けるために上記空洞部を挟んで対向配置された少
なくとも一対の磁界発生部材と、上記磁界発生部材の引
き付け力に抗して移動する上記磁性体の基準位置からの
変位量を電気的又は磁気的な変化量として検出する検出
部材とを具備するセンサにおいて、上記磁界発生部材の
互いに対向する磁極の形状が凸状をなし、その最大突出
端を上記基準位置にほぼ一致させていることを特徴とす
るセンサ。 - 【請求項２】ケーシングの内部に設けられた空洞部に移
動自在に収納された磁性体と、上記磁性体を基準位置に
引き付けるために上記空洞部を挟んで対向配置された少
なくとも一対の磁界発生部材と、上記磁界発生部材の引
き付け力に抗して移動する上記磁性体の基準位置からの
変位量を電気的又は磁気的な変化量として検出する検出
部材とを具備するセンサにおいて、上記磁界発生部材の
互いに対向する磁極の形状が凹状をなし、その最大へこ
み端を上記基準位置にほぼ一致させていることを特徴と
するセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9970888U JPH0632627Y2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9970888U JPH0632627Y2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221563U JPH0221563U (ja) | 1990-02-13 |
| JPH0632627Y2 true JPH0632627Y2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=31327121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9970888U Expired - Lifetime JPH0632627Y2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632627Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2555025Y2 (ja) * | 1989-11-08 | 1997-11-19 | 日本精工株式会社 | 加速度センサ |
-
1988
- 1988-07-27 JP JP9970888U patent/JPH0632627Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0221563U (ja) | 1990-02-13 |
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