JPH0645257Y2 - 加速度センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、上下方向の加速度を検出する加速度センサに
関する。

［従来の技術］ 特開昭63-109374号には、本願出願人の出願による加速
度センサが開示されている。この加速度センサは、筒状
ボビンと、このボビン内に収容された鋼球（磁性体）
と、ボビンの外周に装着された差動トランス（検出手
段）と、ボビン外に配された永久磁石とを備えている。
そして、差動トランスを装着したボビンと、永久磁石
は、スペーサと共にハウジング内に移動不能に収容され
ている。

上記加速度センサでは、永久磁石によって、加速度ゼロ
の時の上記鋼球の位置すなわち基準位置が決定される。
センサが加速運動をすると、鋼球は、加速方向に働く慣
性力と永久磁石により基準位置に引き戻そうとする力が
バランスした位置まで変位する。そして、この鋼球の基
準位置からの変位を上記差動トランスで検出することに
より、加速度を検出する。

上記差動トランスは、加速度がゼロの時に差動出力をゼ
ロとするのが好ましい。このため、差動トランスの差動
出力がゼロとなる鋼球の位置、すなわちボビン軸方向に
おける差動トランスの磁気的中心を、上記永久磁石によ
って決定される基準位置と一致させるように、ハウジン
グ内での差動トランスと永久磁石の相対的位置関係が定
められている。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、上記構成の加速度センサでは、ハウジング、
ボビン、スペーサの熱膨張率が異なるため、周囲温度が
変化した際、差動トランスと永久磁石との間の相対的位
置関係が微少量ではあるが変化し、上記差動トランスの
磁気的中心と永久磁石により決まる基準位置とが一致し
なくなることがある。また、温度変化によって永久磁石
の磁力も僅かながら変化する。このため、場合によって
は、温度変化による出力変化が大きくなり過ぎてしま
い、検出精度が低下するという問題があった。

本考案は、上記事情に鑑み、温度変化による出力変化の
度合を小さくすることのできる加速度センサを提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案の加速度センサは、軸線を上下方向に向けて配置
される筒状ボビンと、このボビン内に収容された磁性体
と、上記ボビン外に配置されたハウジングと、このハウ
ジングに固定され上記磁性体をボビン内の軸方向におけ
る基準位置に引き付ける磁石と、上記ボビンの外周に装
着されて磁性体の基準位置からの変位を検出する検出手
段とを備え、上記ボビンがハウジングよりも熱膨張率の
大きい材料で構成されているものにおいて、 上記ボビンの上端を上記ハウジングにより片持支持して
ボビンの下端側を自由端としたことを特徴としている。

［作用］ 上記の加速度センサにおいては、ボビンは、上端が固定
され下端側が自由端となっている。したがって、温度変
化があると、ボビンは上端を基点として上下に伸び縮み
する。例えば温度が上昇すると、ボビンは、ハウジング
に固定された永久磁石に対して相対的に下方に伸びる。
またその際、永久磁石の磁力も温度上昇により低下する
ため、加速度ゼロのときの磁性体の保持位置つまり基準
位置も下方に移動する。したがって、ボビンに装着され
た検出手段の中心位置と、永久磁石により定まる基準位
置とが、同方向に変位することになって、それにより両
位置の相対的なずれが小さくなり、温度変化による出力
変化が小さく押えられる。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

この加速度センサは、樹脂等の非磁性材からなる円筒状
のボビン１と、その外側に配された磁性材料製の角筒状
のハウジング（ヨーク）２と、ハウジング２の内面に互
いに対向するよう設けられた永久磁石３、３と、ボビン
１の外周に設けられた検出手段４と、ボビン１の内部に
収容された鋼球５と、を備えている。なお、ボビン１の
材料はハウジング２の材料よりも熱膨張率が大きい。

ハウジング２は上下方向に軸線を向けて配置されてお
り、その内部にはボビン１が、同じく軸線を上下方向に
向けて、ハウジング２に対して同軸的に収容されてい
る。ハウジング２の内面に固定された永久磁石３、３
は、円柱形状をなしており、対向する永久磁石３、３の
中心軸同士が一致している。これら永久磁石３、３はそ
の軸方向に磁化されており、互いに対向する部位が異極
になっている。

ボビン１は、上端にフランジ1Aを有しており、このフラ
ンジ1Aでハウジング２の上端面に固定されている。ボビ
ン１の下端は自由端とされ、同下端側は軸方向に自由に
伸び縮みできるようにされている。このボビン１は、内
部に収納空間を有しており、この収納空間内に鋼球５が
ボビン１の軸方向に移動自在に収納されている。その状
態でボビン１の下端開口部は、蓋６により塞がれてい
る。そして、鋼球５が永久磁石３、３の磁力により引き
付けられて、自身の自重とバランスする基準位置に保持
されている。なお、収納空間内にはダンパ液を封入して
もよい。

また、ボビン１の外周には、検出手段としての差動トラ
ンスを構成する１次コイル4A、２次コイル4Bが巻かれて
おり、鋼球５が上下の２次コイル4B、4Bの中央位置（磁
気的中心）から軸方向に変位した際、その変位量を加速
度の検出値として出力するようになっている。

そして、この加速度センサにおいては、基準温度20℃の
状態で加速度ゼロのとき、差動トランス４の差動出力が
ゼロとなるように、永久磁石３、３により決定される基
準位置と、差動トランス４の磁気的中心との相対的位置
関係が調整されている。つまり差動トランス25の磁気的
中心が基準位置と一致している。

なお、図において７で示すものは磁性材料で構成された
カバー、８で示すものは１次、２次コイル4A、4Bと接続
された端子である。

この加速度センサは上下方向の加速度を検出するもので
あり、図示のようにボビン１を上下方向に向けた姿勢で
車両等に装備される。そして、上下方向の加速度が作用
したときには、鋼球５が加速方向と反対方向の慣性力を
受けて基準位置から離れる。鋼球５は、この慣性力と、
永久磁石３、３による基準位置方向への引き付け力のバ
ランスする位置まで移動し、差動トランス４はその移動
量つまり加速度に対応した信号を出力する。

温度変化に際しては、加速度センサの各構成部材が熱膨
張または熱収縮する。ここでボビン１には差動トランス
４が装備され、ハウジング２には永久磁石３、３が固定
されている。したがって、温度変化による熱膨張、収縮
が差動トランス４と永久磁石３との間の相対的位置関係
に変化をもたらす。

例えば、温度が上昇すると、ハウジング２よりボビン１
の方が熱膨張率が大きいことから、差動トランス４の磁
気的中心が、永久磁石により決まる基準位置より下方に
移動する。しかし、温度が上昇した際には、同時に永久
磁石３の磁力も僅かながら弱まり、そのため鋼球５の保
持位置つまり基準位置が20℃のときの基準位置より下方
に移動する。逆に、温度が下降した場合は、基準位置も
磁気的中心も共に上方に移動する。このように、温度が
上昇、下降するに従い、基準位置も磁気的中心も同じ方
向に移動する。したがって、両位置の変位同士が相殺
し、両位置の相対的な位置ずれ量が小さくなる。このた
め、温度変化による出力変化の度合が小さくなる。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案の加速度センサにおいて
は、周囲の温度変化による永久磁石の磁力の変化とボビ
ンの熱膨張変化とが相殺するようになっている。したが
って、周囲温度が変化した場合も、永久磁石により定ま
る基準位置と検出手段の中心位置との相対的な位置ずれ
が小さくなり、温度変化による出力変化の度合が小さく
押えられ、高い検出精度が維持される。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本考案の一実施例の加速度センサの断面図で
ある。 １……ボビン、２……ハウジング、３……永久磁石、４
……差動トランス（検出手段）、５……鋼球（磁性
体）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸線を上下方向に向けて配置される筒状ボ
   ビンと、このボビン内に収容された磁性体と、上記ボビ
   ン外に配置されたハウジングと、このハウジングに固定
   され上記磁性体をボビン内の軸方向における基準位置に
   引き付ける磁石と、上記ボビンの外周に装着されて磁性
   体の基準位置からの変位を検出する検出手段とを備え、
   上記ボビンがハウジングよりも熱膨張率の大きい材料で
   構成されている加速度センサにおいて、 上記ボビンの上端を上記ハウジングにより片持支持して
   ボビンの下端側を自由端としたことを特徴とする加速度
   センサ。