JPH0672898B2 - 加速度センサ - Google Patents

加速度センサ

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JPH0672898B2
JPH0672898B2 JP63188548A JP18854888A JPH0672898B2 JP H0672898 B2 JPH0672898 B2 JP H0672898B2 JP 63188548 A JP63188548 A JP 63188548A JP 18854888 A JP18854888 A JP 18854888A JP H0672898 B2 JPH0672898 B2 JP H0672898B2
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    • H03K17/965Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/968Switches controlled by moving an element forming part of the switch using opto-electronic devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ケースのケース凹所内に地震質量として役立
つ回転対称な縦長の慣性体が設けられて、慣性体の休止
位置で送信器から受信器へ信号が行くのを可能にする貫
通縦穴を持ち、また端面に支持基底を持ち、この支持基
底により慣性体が、縦穴に対して直角に延びてこの縦穴
と一致する貫通穴を持つ支持片上に支持され、所定の加
速度振幅超過の際慣性体が支持基底の傾倒点の周りに偏
向され、それによる信号通路の遮断により始動制御信号
が発生される、特に事故の際自動車の乗客保護装置の自
動始動用加速度センサに関する。
〔従来の技術〕
このような加速度センサはドイツ連邦共和国特許出願公
開第3540948号明細書の第6図から公知である。対比可
能な加速度センサを国際公開第85/04627号も示してい
る。更に慣性体が永久磁石により休止位置に保持される
加速度センサも公知である(ドイツ連邦共和国特許第33
13033号明細書及びドイツ連邦共和国特許第3402387号明
細書)。
機械的な接点を持つ装置では、装置の寿命中に接点が汚
れたり腐食し、それにより必要な場合に開閉器の機能が
もはや保証されなくなることが不利とみなされ、一方光
電子検出を行なう公知の装置では、それがほぼ同じ切換
え動作をすることが不利とみなされる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従つて本発明の課題は、寿命にわたつて特に確実に動作
し、加速度の作用の際大きい立上り峻度を持つほぼデイ
ジタルな信号を発生するように、最初にあげた種類の加
速度センサを構成することである。
〔課題を解決するための手段〕
この課題を解決するため本発明によれば、慣性体が低残
磁性を持ち、支持片が環状永久磁石として構成され、環
状永久磁石の直径が慣性体の端面の直径にほぼ等しく、
支持基底の直径が端面の直径より小さく、環状永久磁石
上に平らに支持される支持基底から始まつて端面と環状
永久磁石との間に、放射状に開く環状間隙が形成されて
いる。
本発明による加速度センサの特に有利な構成及び発展
は、従属請求項の特徴により示されている。
〔実施例〕
本発明の実施例が図面に示されており、以下これについ
て説明する。
第1図に示す加速度センサ1は、なるべくプラスチツク
又はゴムから成る中空円筒状ケース2を持ち、そのケー
ス凹所3内に地震基質量として役立つ慣性体4が設けら
れている。慣性体4は回転対称で中高円錐状に形成され
て、貫通縦穴5を持ち、低残磁性材料から成つている。
しかし非常に小さい加速度を検出するため、慣性体4は
プラスチツク又はアルミニウムから成ることもでき、そ
の場合少なくともその下端面4.1に低残磁性の層6を例
えば箔、板片又は被覆として備えている。慣性体4は更
にその下端面4.1に直径dの平らな支持基底4.2を持ち、
この支持基底により、縦穴5に対して直角に延びて環状
永久磁石7.1として構成される支持片7上に支持され、
この支持片は縦穴5に一致する貫通穴8を持つている。
支持基底4.2の直径dは端面4.1の直径より著しく小さ
く、この端面は平らな支持基底4.2から始まつて平らな
環状永久磁石7.1に対して開き角αで放射状に開く環状
間隙9を区画している。
更に第1図には光電子装置の配置が示されている。縦穴
5の軸線上においてケースの上端壁2.1の部材10例えば
半導体チツプ上に、送信器11及び受信器12が反射センサ
13として設けられて、慣性体4の休止位置で非常に鋭く
集束された光線11.1が、縦穴5及びこれと一致する貫通
穴8を通つて、環状永久磁石7.1の下でケース底2.2に設
けられる反射体14例えば反射箔に当つて、これから受信
器12へ反射される。更にケース凹所3内で慣性体4の端
部の高さの所に緩衝体15が設けられている。この緩衝体
は例えば0リング、発泡材料環、又はケースが弾性材料
から成る場合環状隆起として構成されて、衝撃を防止す
るほかに慣性体の傾倒角を制限する役割も持つている。
低残磁性を持つ慣性体4の端面4.1のこの特別な構成に
よつて、慣性体4は環状永久磁石7.1の特定の保持力に
よつて固定されるだけでなく、その対称軸線上に心出し
され、環状永久磁石の比較的大きい表面とその対称に延
びる磁力線とによつて、傾倒過程における慣性体のよろ
めき又は回転が防止される。
光電装置13,14の使用は、その寿命中に加速度センサの
不断の検査が可能であるという利点を持つている。
〔作用〕
さて加速度センサの使用中にx−y面内の加速度振幅が
所定値を超過すると、比較的小径の縦穴5により、慣性
体4が対称軸(光軸)から僅か偏向しても、第2図のよ
うに信号通路が遮断され、それにより始動制御信号が発
生される。所定の加速度限界値の超過の際ほぼデイジタ
ルな信号に必要なスナツプ効果は、環状永久磁石7.1と
共同作用する慣性体4の端面4.1の特別な形成によつて
得られ、しかも2つの物体の間の磁気吸引力がその間隙
(空隙)の2乗に比例して減少するという物理法則を利
用して得られる。第2図からわかるように、いずれかの
方向へ所定の加速度振幅の超過の際、慣性体4はその休
止位置から支持基底4.2の直径d上にある傾倒点kの周
りに傾倒し、その支持基底4.2及び端面4.1の部分4.1.1
(x状ハツチング)が環状永久磁石7.1から離れる。磁
気吸引力と空隙との上述した2乗関数は、放射状に開く
環状間隙9との共同作用により、環状永久磁石7.1から
離れる部分4.1.1における吸引力が比例関係以上に減少
し、環状永久磁石へ接近する部分4.1.2(斜線のハツチ
ング)においては累増し、即ちこの部分がますます強く
吸引されるようにする。従つて慣性体4が一旦その休止
位置から離されると、上述した磁気条件により傾倒過程
が強められるか又は加速され、そのスナツプ効果により
ほぼデイジタルな切換え動作が行なわれる。
同じ切換え動作が第3図による構成でも行なわれ、ここ
で環状永久磁石7.1の上面7.1.1は平らな支持基底4.2か
ら始まつて慣性平4の平らな端面4.1に対して放射状に
開く環状間隙9を区画している。この図から更にわかる
ように、緩衝体15をケースの代りに慣性体4自体に設け
ることができる。
第4図はたる状の慣性体4を示し、第5図は切頭円錐状
の慣性体4を示し、この形状は、必要な切換え限界値及
び切換え品質に応じて、慣性体の重心の位置及び支持基
底の面の大きさに関係して選ぶことができる。
第1図では反射センサ13がケースの上端壁2.1に設けら
れ、反射体14がケース底2.2に設けられているが、この
配置を逆にすることも可能で、部材10の下方へ向く接点
ピン10.1が印刷配線板上に加速度センサ全体を固定する
のにも役立つことによつて、印刷配線板上における加速
度センサ1の取付けが簡単化されるという利点がある。
しかし原理的には、電子評価装置17全体例えば時限素
子、モノフロツプ及び電子開閉器もケース2に一体化す
ることができるので、全体として非常にこじんまりした
構造が得られる。
反射センサをなくして、第6図による加速度センサ1に
おけるように、送信器11を、縦穴5の一方の側に受信器
12を他方の側に設けることも可能である。この場合第1
図ないし第5図による実施例とは異なり、慣性体4はそ
の下端面4.1の縦穴5の範囲に凹所状切欠き16を持ち、
対応して形成されて縦穴5に一致する慣通穴8.1を持つ
ケース突起2.3がこの凹所状切欠きへ入り込み、ケース
底2.2上に更に環状永久磁石7.1が設けられている。この
環状永久磁石7.1上に直径dの平らな円環状支持基底4.2
を持つ慣性体4が支持され、端面4.1は支持基底4.2から
始まつて平らな環状永久磁石7.1に対して開き角αで放
射状に開く環状間隙9を区画している。
凹所状切欠き16を持つ慣性体4及びケース突起2.3を持
つケース2の特別な構成は、慣性体の傾倒部これを再び
休止位置へ戻し、場合によつてはケース内で慣性体が動
かなくなるのを確実に防止するという目的に役立つ。
一般に慣性体及び/又は環状永久磁石の大きさ、例えば
慣性体の長さに反比例する開き角α、支持基底の直径d
等の選択により、すべての方向に応動する加速度センサ
の応動限界値及び特に切換え特性を変えることができ
る。しかし支持基底4.2の直径dと端面4.1の直径との比
が1:1.5ないし1:5に選ばれると有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による加速度センサの概略縦断面図、第
2図は偏向した位置にある第1図の加速度センサの縦断
面図、第3図ないし第5図は加速度センサの異なる構成
の縦断面図、第6図は本発明による加速度センサの更に
別の実施例の縦断面図である。 1……加速度センサ、2……ケース、3……ケース凹
所、4……慣性体、4.1……端面、4.2……支持基底、5
……縦穴、7……支持片、7.1……環状永久磁石、8…
…貫通穴、9……放射状に開く環状間隙、11……送信
器、11.1……信号通路、12……受信器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フオルケル・ペトリ ドイツ連邦共和国アイトリンゲン・カルヴ エル・シユトラーセ16 (72)発明者 ハーラルト・プフイストネル ドイツ連邦共和国シユトウツガルト80・ア ウヴイーゼンシユトラーセ8

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ケースのケース凹所内に地震質量として役
    立つ回転対称な縦長の慣性体が設けられて、慣性体の休
    止位置で送信器から受信器へ信号が行くのを可能にする
    貫通縦穴を持ち、また端面に支持基底を持ち、この支持
    基底により慣性体が、縦穴に対して直角に延びてこの縦
    穴と一致する貫通穴を持つ支持片上に支持され、所定の
    加速度振幅超過の際慣性体が支持基底の傾倒点の周りに
    偏向され、それによる信号通路の遮断により始動制御信
    号が発生されるものにおいて、慣性体(4)が低残磁性
    を持ち、支持片(7)が環状永久磁石(7.1)として構
    成され、環状永久磁石(7.1)の直径が慣性体(4)の
    端面(4.1)の直径にほぼ等しく、支持基底(4.2)の直
    径(d)が端面(4.1)の直径より小さく、環状永久磁
    石(7.1)上に平らに支持される支持基底(4.2)から始
    まつて端面(4.1)と環状永久磁石(7.1)との間に、放
    射状に開く環状間隙(9)が形成されていることを特徴
    とする、加速度センサ。
  2. 【請求項2】慣性体(4)が非磁性材料から成り、少な
    くともその端面(4.1)に低残磁性層(6)を持つてい
    ることを特徴とする、請求項1に記載の加速度センサ。
  3. 【請求項3】慣性体(4)の端面(4.1)が、平らな支
    持基底(4.2)から始まつて平らな環状永久磁石(7.1)
    に対して放射状に開く環状間隙(9)を区画しているこ
    とを特徴とする、請求項1に記載の加速度センサ。
  4. 【請求項4】環状永久磁石(7.1)の上面(7.1.1)が、
    平らな支持基底(4.2)から始まつて平らな端面(4.1)
    に対して放射状に開く環状間隙(9)を区画しているこ
    とを特徴とする、請求項1に記載の加速度センサ。(第
    3図)
  5. 【請求項5】慣性体(4)がその端面(4.1)とは反対
    の端部に緩衝体(15)を持つていることを特徴とする、
    請求項1に記載の加速度センサ。(第3図)
  6. 【請求項6】ケース凹所(3)内で慣性体(4)の高さ
    の所に緩衝体(15)が設けられていることを特徴とす
    る、請求項1に記載の加速度センサ。
  7. 【請求項7】ケース(2)が非磁性弾性材料から成るこ
    とを特徴とする、請求項1に記載の加速度センサ。
  8. 【請求項8】送信器(11)と受信器(12)が縦穴(5)
    の延長線上に対向してケース(2,2.1,2.2)に設けられ
    ていることを特徴とする、請求項1に記載の加速度セン
    サ。(第6図)
  9. 【請求項9】送信器(11)及び受信器(12)が反射セン
    サ(13)として構成されて、縦穴(5)の延長線上で反
    射体(14)に対向してケース(2)内に設けられている
    ことを特徴とする、請求項1に記載の加速度センサ。
    (第1図)
  10. 【請求項10】慣性体(4)の支持基底(4.2)の直径
    (d)と端面(4.1)の直径との比が約1:1.5ないし1:5
    であることを特徴とする、請求項1に記載の加速度セン
    サ。
  11. 【請求項11】環状間隙(9)の開き角(α)が慣性体
    (4)の長さに対して反比例していることを特徴とす
    る、請求項1に記載の加速度センサ。
  12. 【請求項12】慣性体(4)が切頭円錐状、中高円錐
    状、切り株状又はたる状に形成されていることを特徴と
    する、請求項1に記載の加速度センサ。
  13. 【請求項13】慣性体(4)の下端面(4.1)が縦穴
    (5)の範囲に凹所状切欠き(16)を持ち、この凹所状
    切欠きへ対応した形状のケース突起(2.3)が入り込ん
    でいることを特徴とする、請求項1に記載の加速度セン
    サ。
  14. 【請求項14】ケース(2)のケース凹所(3)へ更に
    加速度センサの電子評価装置(17)が一体化されている
    ことを特徴とする、請求項1に記載の加速度センサ。
  15. 【請求項15】加速度センサが部材(10,10.1)により
    差込み可能に印刷配線板又は給電端子に接続可能である
    ことを特徴とする、請求項1に記載の加速度センサ。
JP63188548A 1987-08-04 1988-07-29 加速度センサ Expired - Lifetime JPH0672898B2 (ja)

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DE3725758A DE3725758C1 (ja) 1987-08-04 1987-08-04
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JPS6454362A JPS6454362A (en) 1989-03-01
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JP63188548A Expired - Lifetime JPH0672898B2 (ja) 1987-08-04 1988-07-29 加速度センサ

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JP (1) JPH0672898B2 (ja)
DE (1) DE3725758C1 (ja)
FR (1) FR2619222B1 (ja)
GB (1) GB2207752B (ja)
IT (1) IT1224863B (ja)
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