JPH06333474A

JPH06333474A - リードスイッチを用いた衝撃センサの構造

Info

Publication number: JPH06333474A
Application number: JP12408093A
Authority: JP
Inventors: Kiyoharu Yoda; 清春依田
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1993-05-26
Filing date: 1993-05-26
Publication date: 1994-12-02

Abstract

(57)【要約】【目的】リードスイッチと永久磁石を組合せた構造を
有する衝撃センサにおいて、永久磁石の変位動作に躍動
がなく、その軌跡にバラツキがなく、さらに衝撃力に対
する慣性エネルギーを高価な永久磁石の質量に頼る必要
をなくするものである。【構成】衝撃力が印加しない無負荷状態では、リンク
機構１３は長方形であり、衝撃力が印加したとき、この
リンク機構１３は、平行四辺形に変位し、この変位した
リンク機構１３のロッド１５に装着した永久磁石１７に
よって、リードスイッチ２０の接点２１ａ、２１ｂが閉
じて、検出信号を出力するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リードスイッチと永久
磁石を組合せた構造を有する衝撃センサの構造に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の衝撃センサは、例えば、
特開平４−３１２７２５号公報に開示され、その構成を
図４に示すが、特に、図４は衝撃力のない無負荷状態を
示す。この構成の衝撃センサは、質量を持った永久磁石
とコイルばねの組合せにより、衝撃力を受けた際に生じ
る慣性力により、質量を有する永久磁石が変位し、内部
に組み合わされたリードスイッチを永久磁石によって励
磁し、駆動するものである。

【０００３】図４は従来の衝撃センサの構造を示す断面
図である。図において、１はハウジング、２はつば部２
ａを有する樹脂製の筒であり、この筒２は、ハウジング
１内に収容されている。３はリング状の永久磁石であ
り、この永久磁石３は、筒２の外周面にはめ込まれてお
り、しかも、コイルバネ４によって、そのつば部２ａに
圧接されている。５は接点６ａ、６ｂを有するリードス
イッチであり、このリードスイッチ５は、筒２の内部に
配置する。７および８は、端子であり、この端子７およ
び８は、それぞれ接点６ａ、６ｂに接続し、ハウジング
１の外部に露出する。

【０００４】次に、上記構成によるリードスイッチを用
いた衝撃センサの動作について説明する。まず、衝撃力
のない無負荷状態では、永久磁石３による励磁力は、距
離的に離れたリードスイッチ５に磁気的な影響力を及ぼ
すことができない。このため、このリードスイッチ５の
接点６ａ、６ｂは開放状態となり、端子７および８は、
通電してあっても、信号を得ることができない。そし
て、矢印方向９に、例えば、数Ｇｍ／ｓｅｃ²以上の衝
撃力が印加されると、永久磁石３は、コイルばね４のば
ね力に抗して、図４に示す位置まで、水平方向１０に変
位する。この永久磁石３の変位により、筒２の内部に位
置するリードスイッチ５は、励磁されて、その接点６
ａ、６ｂが閉じる。このため、端子７および８は、通電
し、信号を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のリードスイッチを用いた衝撃センサの構造では、
（Ａ）衝撃が印加された際、リング状永久磁石が変位を
生じるが、リング状永久磁石内壁と筒外周部との間に摩
擦が発生し、動作不能を生じ易いこと、（Ｂ）コイルば
ねを大量に製造する際、圧縮力等の機械的性能を均一化
するのが非常に難かしい。そのため、衝撃力に対する永
久磁石の変位量に、ばらつきを生じ、安定したセンサを
大量に供給するのが困難であること、（Ｃ）コイルばね
に絶えず、圧縮力が働いており、疲労から弾性を失い易
く、衝撃力に対する永久磁石の変位量に、ばらつきを生
じ易いこと、（Ｄ）慣性エネルギーを得るために、永久
磁石の質量に頼る必要があること、などという問題点が
あった。

【０００６】本発明は、以上述べたリンク状永久磁石
が、動作不能になり易いこと、コイルばねの機械的性能
が均一化せず、リンク状永久磁石の変化量に、ばらつき
が生ずる、などの問題点を除去するため、リンク機構に
永久磁石を装着し、衝撃力の印加によって、リンク機構
が変位し、その永久磁石によってリードスイッチを励磁
して、検出信号を出力するようにした優れた構造を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るリードスイ
ッチを用いた衝撃センサは、衝撃力が印加しない無負荷
状態では、正方形あるいは長方形をなし、衝撃力が印加
したとき、平行四辺形に変形するリンク機構と、このリ
ンク機構を正方形あるいは長方形の中立状態に保持する
永久磁石および磁性材料と、リードスイッチを励磁する
ために、リンク機構に設けた励磁用の永久磁石と、衝撃
力が印加し、リンク機構が平行四辺形になったとき、変
位した励磁用の永久磁石によって接点が閉成し、検出信
号を出力するリードスイッチとを備えたものである。

【０００８】

【作用】本発明は、リンク機構に永久磁石を設けたの
で、永久磁石の変位動作に躍動がなく、しかもその変位
の際、その軌跡にバラツキがない。さらに、衝撃力に対
する慣性エネルギーを高価な永久磁石の質量に頼る必要
をなくすことができる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明に係るリードスイッチを用いた
衝撃センサの構造の一実施例を示す断面側面図であり、
衝撃力のない無負荷状態を示す。図において、１２はハ
ウジング、１３はリンク機構であり、このリンク機構１
３は、アーム１４ａおよび１４ｂ、このアーム１４ａお
よび１４ｂの一端にそれぞれ装着するロッド１５から構
成され、このアーム１４ａおよび１４ｂの他端は、それ
ぞれ軸１６ａ，１６ｂによりハウジング１２の天井部１
２ａに回動自在に装着する。１７は永久磁石であり、こ
の永久磁石１７は、リンク機構１３のロッド１５の中間
位置に固着する。１８は磁性材料であり、この磁性材料
１８は、リンク機構１３のアーム１４ａに固着する。１
９は永久磁石であり、この永久磁石１９は、この磁性材
料１８に対向したハウジング１２の位置に固定し、永久
磁石１９による磁性材料１８への吸引力によって、リン
ク機構１３が、例えば外部からの微少な衝撃力等によっ
て、変位しないように働き、中立状態を保持する。２０
はリードスイッチであり、このリードスイッチ２０は、
ハウジング１２に固着し、第１の形状としての長方形を
有するリンク機構１３が、図２に示すように、第２の形
状としての平行四辺形に変位し、永久磁石１７が対峙す
る位置に固着する。２１ａおよび２１ｂは、このリード
スイッチ２０の接点である。２２ａおよび２２ｂは、こ
のリードスイッチ２０の接点２１ａおよび２１ｂにそれ
ぞれ接続する端子、２３は、リンク機構１３のオーバー
ラン防止用ブロックであり、このオーバーラン防止用ブ
ロック２３は、ハウジング１２の側面に固着し、その形
状、材質、硬度を考慮することによって、反力の吸収等
を行い、リードスイッチ２０の閉接点形成時間を得るこ
とができる。

【００１０】なお、図１は、衝撃力が印加されていない
状態、すなわち、静状態であり、リンク機構１３は長方
形であり、軸１６ａおよび１６ｂによってハウジング１
２の天井部１２ａに吊り下げられている。

【００１１】次に、上記構成によるリードスイッチを用
いた衝撃センサの動作について、図２および図３を参照
して説明する。まず、外部から衝撃センサに、例えば、
矢印方向２４から数Ｇｍ／ｓｅｃ²以上の衝撃力が印加
したとき、リンク機構１３に反力が働くと、この反力が
永久磁石１９による磁性材料１８への吸引力、いわゆる
中立状態を保持する吸引力を上廻ったとき、長方形を有
するリンク機構１３は、中立状態を失い、自由度のある
矢印方向２５に向って変位する。すなわち、長方形であ
ったリンク機構１３は、図２に示すように、平行四辺形
に変形すると、そのロッド１５に固着した永久磁石１７
が、図２および図３に示すように、リードスイッチ２０
に対峙する位置に移動する。このため、リードスイッチ
２０は、永久磁石によって励磁され、その接点２１ａお
よび２１ｂが閉成状態になる。そこで、この接点２１ａ
および２１ｂにそれぞれ接続する端子２３ａおよび２３
ｂが通電する。このように、リードスイッチ２０は、任
意に設定した衝撃力に対する検出信号が出力する。

【００１２】そして、外部からの衝撃力が除去された状
態では、永久磁石１９により、リンク機構１３のアーム
１４ａに固着した磁性材料１８を吸引する。このため、
平行四辺形に変形されたリンク機構１３は、長方形に復
帰し、中立状態に保持することができる。

【００１３】なお、永久磁石１７を含むリンク機構１３
の各辺の形状、材質、比重等を考慮することにより、検
出時間を制御できることは、もちろんである。

【００１４】また、リンク機構１３のアーム１４ａ、１
４ｂの長さを変化させることにより、永久磁石１７とリ
ードスイッチ２０の位置関係が多様性を増すことが可能
となり、例えば、アーム１４ａとアーム１４ｂの長さに
差をつけることにより、永久磁石１７を水平移動させる
ことも可能となり、正確な励磁範囲を得ることができ
る。また、以上の説明では、衝撃力が印加しない無負荷
状態では、長方形としたが、正方形などの第１の形状と
し、衝撃力が印加したとき、平行四辺形としたが、ひし
形などの第２の形状としてもよいことはもちろんであ
る。

【００１５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係るリードスイッチを用いた衝撃センサの構造によれ
ば、リンク機構を採用することにより、（Ａ）永久磁石
の変位動作に、躍動がないため、摩擦による障害での動
作不良を防止できること、（Ｂ）リンク機構の復帰を、
永久磁石と磁性材料によって行なうため、製造時の機械
的性能のバラツキを考慮する必要がなく、量産性に優れ
ること、（Ｃ）永久磁石が変位する際、その軌跡に、バ
ラツキがなく、極めて正確な励磁範囲が得られ、かつ再
現性に優れていること、（Ｄ）リンク機構の質量によっ
て、衝撃力に対する慣性エネルギーが得られるため、高
価な永久磁石の質量に頼る必要がないこと、などの効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリードスイッチを用いた衝撃セン
サの構造の一実施例を示す断面側面図である。

【図２】図１の動作を説明するための断面側面図であ
る。

【図３】図２における永久磁石とリードスイッチの位置
を示す側面図である。

【図４】従来のリードスイッチを用いた衝撃センサの構
造を示す断面図である。

【図５】図４の動作を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１３リンク機構１４ａ、１４ｂアーム１５ロッド１７永久磁石１８磁性材料１９永久磁石２０リードスイッチ２３オーバーラン防止用ブロック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リードスイッチと永久磁石を組合せた構
造の衝撃センサにおいて、衝撃力が印加しない無負荷状態では、第１の形状をと
り、衝撃力が印加したとき、第２の形状に変形するリン
ク機構と、このリンク機構を第１の形状である中立状態
に保持する永久磁石および磁性材料と、リードスイッチ
を励磁するために、前記リンク機構に設けた励磁用の永
久磁石と、衝撃力が印加し、リンク機構が第２の形状に
なったとき、変位した前記励磁用の永久磁石によって接
点が閉成し、検出信号を出力するリードスイッチとを備
えたことを特徴とするリードスイッチを用いた衝撃セン
サの構造。
【請求項２】リードスイッチと永久磁石を組合せた構
造の衝撃センサにおいて、衝撃力が印加しない無負荷状
態では、第１の形状をとり、衝撃力が印加したとき、第
２の形状に変形するリンク機構と、このリンク機構を第
１の形状である中立状態に保持する永久磁石および磁性
材料と、リードスイッチを励磁するために、リンク機構
に設けた励磁用の永久磁石と、衝撃力が印加し、リンク
機構が第２の形状になったとき、変位した励磁用の永久
磁石によって接点が閉成し、検出信号を出力するリード
スイッチと、衝撃力が印加し、リンク機構が第２の形状
になるときのオーバーランを防止するオーバーラン防止
手段とを備えたことを特徴とするリードスイッチを用い
た衝撃センサの構造。
【請求項３】前記リンク機構は、平行に設置され、そ
れぞれの一端がハウジングに回動自在に軸支された２本
のアームと、この２本のアームの各他端に回動自在に装
着したロッドから構成したことを特徴とする請求項１記
載のリードスイッチを用いた衝撃センサの構造。
【請求項４】前記リンク機構を正方形あるいは長方形
の中立状態に保持するための前記永久磁石および前記磁
性材料であって、この磁性材料は、リンク機構の一方の
アームの側面に設け、この永久磁石は、前記磁性材料に
対向するハウジングに固定したことを特徴とする請求項
１記載のリードスイッチを用いた衝撃センサの構造。