JPS61262666A - 重錘変位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は２例えば自動車のサスペンションのダンパを
制御し、快適な乗り心地を得るために走行中の自動車に
作用する加速度を重錘を利用して検知するＧセンサー、
その他領斜角センサー等に適用される重錘変位検出装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は例えば実開昭５８−１６５６７０号公報に示さ
れている従来の重錘を利用したＧセンサーを示す図で、
同図において、（１）はケーシング、（２）は重錘（３
）を支えると共に支点を構成する支持板。

（４）は重錘（３）の揺動によって上下するスライダー
。

（５）は発光部（６）と受光部（７）とを収めたフォト
インタラプタで、スライダー（４）の上下動によって発
光部（６）、受光部（７）間の光軸がしゃ断される。

従来の重錘を利用し九Ｇセンサーは上記のよりに構成さ
れ、ある−足取上の加速度が作用すると支点（８）を起
点にして１重錘（３）の上に取り付けられた押し上げプ
レート（３ａ）が傾き、スライダー（４）が押し上げら
れ、フォトインタラプタ（５）の光軸をしゃ断して、加
速度が一定値を越えたことを受光部（６）によって電気
信号の変化として捕えることができるようになっている
。

〔発明が解決しよりとする問題点〕

前述のような従来の重錘を利用したＧセンサーでは０重
錘の動きを上下方向の動きに変換しているため摺動部の
摩擦の影響を受は安定した再現性を得にクク、また。使
用中の可動部の摩耗により。

その特性が徐々に変化する。また、支点から重錘の長さ
で決定される固有振動数を大きくできないために、低い
周波数の加速度にしか反応しないという問題点があった
。

この発明は前述のような問題点を解消するためになされ
たもので、再現性がよく、長期にわたる使用でもその特
性に変化が少ないＧセンサー、その他傾斜センサー等を
実現でき、また例えば大きな固有振動数を持つＧセンサ
ーを実現し得る重錘変位検出装置を得ることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る重錘変位検出装置は、一端部が固定され
た所定長さの第１の光ファイバ、一端部　−が固定され
た所定長さの第２の光ファイバ、前記光ファイバの少な
くとも一方に設けられた重錘。

前記第１の光ファイバに光を供給する光源、前記第１の
光ファイバを通った前記光源からの光を前記第２の光フ
ァイバに反射させる光反射体、及び前記第２の光ファイ
バを通った前記光反射体からの反射光を受光し前記重錘
の変位たよる前記受光光の変化を電気信号に変換する受
光部を備えている。

〔作用〕

この発明においては、光ファイバが固定部に固定され、
加速度、その他傾斜等による重錘の変位による光ファイ
バの動きを直接検知できるようになってお〕、摺動部の
存在による摩擦や摩耗の影響を受けない。また、一端固
定の支持構造なので。

その固有振動数は、第６図に示す重錘に応動してスライ
ドが上下動する構造のＧセンサーに比べて可成り大きく
なり、広い範囲の周波数にわたって安定して同一の加速
度を検知できる。また９反射板の反射率を段階的に変化
させることによって。

加速度、傾斜角の変化を受光部によってアナ四グ電気信
号に変換することができる。

〔発明の実施例゛〕

第１図及び第２図は、この発明の一実施例としてＧセン
サーの場合の一例を示す縦断側面図であり、　゛（９ａ
Ｘ９ｂ）は外部光しゃ断用の中空且つ密閉の上部容器、
　　（９ｃ）は外部光しゃ断用の中空且つ密閉下 の１部容器で０例えば自動車の車体（図示せず）等に固
定されてあり、所謂固定部である。ａ・は。

所定長さの第１及び第２の光ファイバ（１１ａＸ１１ｂ
）の上端部をファイバ貫通孔（１０ａ）部で固定し１両
ファイバ（１１ａＸ１１ｂ）　を固定の容器（９ｃ）内
に吊り下げるプレートで、このプレートα１と下部容器
（９ｃ）の上部外側に前記上部容器（９ａ）（９ｂ）が
所定の間隔Ａを隔てて取り付けられている。前記第１及
び第２の光ファイバ（１１ｍ）（１１ｂ）の下部先端に
はこれら光ファイバの揺動時の動きを大きくすると共に
固有振動数を調整するための重錘ａりが取り付けられて
いる。前記第１及び第２の光ファイバ（１１ｍ）（１１
ｂ）の上端部は図示のように左右に湾曲して２つに分か
れて水平に延びており、その左端側の先端に対向して発
光ダイオードのような発光素子つまり光源αｊが設けら
れてお〕、光源ａ３から発した光は第１の光７アイバ（
１１ａ）を通して、下部容器（９ｃ）内底部の板状光反
射体Ｉで反射され、光で作動するトランジスタ等の受光
素子つまり受光部α１に達するようになっている。また
、前記受光部（至）は前記第２の光ファイバ（１１ｂ）
の上端水平部の右端側先端に対向して前記上部容器（９
ｂ）内に配設され、光源０は他方の上部容器（９ｍ）内
に配設されている。光反射体Ｑ４は１重錘住ａに加速度
が作用し第１及び第２の光ファイバ（１１ａＸ１１ｂ）
が予め定めた角度以下の角度で揺れたとｔ！は光源αｊ
から出た光が第１及び第２の光ファイバを介して受光部
ａ！９に届くようにするために設けられている。αｅは
正の電源端子、ａっはリード線、α場は抵抗器、復ｓは
発光ダイオード（光源）ａｌのアノード端子、（２）は
トランジスタ（受光部）ａ！９のコレクタ端子、　ｒ２
ｎは負の電源端子、（２）はリード線、（至）は発光ダ
イオード（光源）（２）のカソード端子、（２）は抵抗
器、（ハ）はトランジスタ（受光部）（Ｅ！９のエミッ
タ端子、＠は電圧計である。正の電源端子（・に接続さ
れたリード線（１？）は抵抗器ｆＩＩを通して発光ダイ
オード（光源）（ＩＩＩのアノード端子α嚇およびトラ
ンジスタ（受光部〕住１のコレクタ端子（至）に接続さ
れる。また負の電源端子ＱＤに接続されたリード線（２
）は８発光ダイオード（光源）（Ｉ３のカソード端子（
２）および抵抗器（財）を通じトランジスタ（受光部）
ＣＬＳのエミッタ端子（ハ）に接続され、電圧計（至）
が抵抗（財）に並列に接続されている。

次に前述の実施例の動作について説明する。前述のＧセ
ンサーにおいて、常時は第１図に示すように、光源（１
３を出た光は第１の光ファイバ（１１ａ）を通）、矢印
で示すように光反射体α尋によって反射され、第２の光
ファイバ（１ｌ　ｂ）を通り受光部α１に達している。

このため、受光部へ４は導逸しその両端子０１＠の電位
ははｙ等しくなり、抵抗（財）の両端つま）電圧計の両
端に電位差が生じる。しかし。

水平面内の何れかの方向９例えば図の右の方向に所定値
以上の加速度が作用すると、第２図に示すように１重錘
ａｚの揺れつまり変位量が大きくなり。

即ち第１及び第２の光ファイバ（１１ａ）（１１ｂ）の
揺れつまり湾曲が大きくな）、光源住ｊから出た光は第
１の光ファイバ（１１ａ）　ｔ−通力、矢印で示さｎる
ように光反射体Ｉで第１図の場合とは異なった方向に反
射され、第２の光ファイバ（１１ｂ）に反射光が入らな
いため、即ち受光部一に光が届かないため。

受光部住＄は不導通となシ、抵抗（財）の両端つまり電
圧計（支）の両端に電差が生じなくなる。光反射体ａ４
の反射面側の形状は光ファイバ（１１ａＸ１１ｂ）が成
る一定角以上揺れたとき、光が受光部１１に届かないよ
うに決定されているため、電圧計（ハ）両端の電位差が
等しくなったとき、予じめ各方向毎に定めた加速度以上
の値が作用したことを検知できる。

なお、前述の第１図及び第２図に示す実施例では、光反
射体Ｉを、常時は光を反射し加速度が作用したときに光
を反射しないように構成した場合を例示したが、第３図
に縦断側面図で示すように。

光反射体ＩＯ中央部に孔（１４ａ）　ｆｔ設け、第１及
び第２の光ファイバ（１１ａＸ１　ｌｂ）が予め定めた
角度以上揺れたとき即ち湾曲したときに、第１の光ファ
イバ（１１ｍ）から出た光を第２の光ファイバ（１１ｂ
）へと反射させるようにしてもその性能に変夛はなく、
前記第１図及び第２図の実施例と同様の効果を奏する。

また、第４図に示すように１反射面が連続的な平面であ
る光反射体ａ瘤を使用すれば、第１及び第２の光ファイ
バ（１１ａ）（１１ｂ）の下端と光反射体収尋の反射面
との間の距離が両党ファイバ（１１ａＸ１１ｂ）の揺れ
度合９例えば加速度の度合、に応じて連続的に変化し、
第１の光ファイバ（Ｈａ）から第２の光ファイバ（１ｌ
ｂ）に入る光の量が連続的に変化するので、電圧計（２
）の読みから前述の両ファイバ（１１ａ）（１１ｂ）の
揺れ度合９例えば加速度の度合、を知ることができる。

更に、第５図に示すように、光反射体ａ４１を平面的に
見て放射方向に順に１反射率の異なる複数個の円板状０
円環状の光反射区域（１４ｂ）（１４ｃ）（１４ｄ）を
配設すれば８両ファイバ（１１ａ）（１１ｂ）の揺れ度
合、例えば加速度の度合、に応じて光反射体も尋の光反
射率が段階的に変化し、抵抗（財）の両端電圧も段階的
に変化する。

また、前述の各実施例の何れも９図示全体を上下逆さに
し配置しても前述の実施例と同様の効果を奏する。更に
１重錘αａを第１及び第２の光ファイバ（１１ａ）（１
１ｂ）の何れか一方のみに取り付けても前述の実施例と
同様な効果を奏することができ。

この場合は１重錘ａのが設けられていない方の光ファイ
バの揺れ度合が小さい場合に使用するのが好ましい。

また、前述の各実施例では光ファイバに光ファイバと別
体の重錘を取り付けたものを例示したが。

光ファイバ自体で重錘を形成しても前述の実施例と同様
な効果を奏する。

前述の図示実施例９図示しない実施例（変形例）から明
らかなように、前述の実施例は、一端部が固定された所
定長さの第１の光ファイバ（１１ａ）。

一端部が固定された所定長さの第２の光ファイバ（１１
ｂ）、前記光ファイバ（１ｔａ）（１１ｂ）の少なくと
も一方に設けられ九重錘ａ麺、前記第１の光ファイバ（
１１ｍ）に光を供給する光源αｊ、前記第１の光ファイ
バ（１１ａ）　ｔ−通った前記光源αｊからの光を前記
第２の光ファイバ（１１ｂ）へと反射させる光反射体α
４゜及び前記第２の光ファイバ（１１ｂ）　’ｉ通った
前記光反射体Ｉからの反射光を受光し前記重錘α２の変
位による前記受光光の変化を電気信号に変換する受光部
（ＩｃＪを備えた構成であり、また、第１図〜第３図に
示す実施例は、光ファイバ（１１ａ）（１１ｂ）の揺れ
或いは湾曲が所定量以上になったことつまり重錘ａａの
変位の度合が所定値以上になったことを検出するもので
あり、第４図及び第５図の実施例は。

光ファイバ（１ｔａ）（１ｔｂ）の揺れ或いは湾曲に応
じて即ち重錘ａ３の変位に応じてその大きさそのものを
検出できるものである。

なお、前述の第１図〜第５図に示す実施例は加速度を検
出するＧセンサーの場合について例示したが、前述の実
施例の説明から理解できるように。

例えば第１図の状態において容器（９ａＸ９ｂ　Ｘ９Ｃ
）自体が例えば左側に傾斜した場合には、下部容器（９
ｃ）と両党ファイバ（１１ａＸ１１ｂ）　、重錘恨りと
の相対的位置関係は第２図と同様になり、従って、傾斜
角、傾斜度合１等をも検出できる。

倒れにせよ、第６図に示す従来装置のような押し上げプ
レート（３ｇ）、スライダー（４）が不要であり。

しかも、第６図のように重錘（３）の揺動を機械的に許
す工夫を支持板（２）に施したりスライダー（４）の上
下動を許す構造とする必要がないため、摩擦による誤動
作や摩耗による信頼性の低下は生じない。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、一端部が固定された所
定長さの第１の光ファイバ、一端部が固定された所定長
さの第２の光ファイバ、前記光ファイバの少、なくとも
一方に設けられた重錘、前記第１の光ファイバに光を供
給する光源、前記第１の光ファイバを通った前記光源か
らの光を前記第２の光ファイバへと反射させる光反射体
、及び前記第２の光ファイバを通った前記光反射体から
の反射光を受光する受光部を備えた構成であるので。

摩擦、摩耗の影響を受けることなく１重錘の変位。

例えば加速度、傾斜度等、が所定値を越えたこと。

或いはその量の大きさを高精度に安価な装置で検出する
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例ｆｃＧセンサー〇場合につ
いて示す縦断側面図、第２図は第１図のＧセンサーの動
作状態を示す縦断側面図、第３図〜第５図はそれぞれこ
の発明の互いに異なる他の実図において、　　（９ａＸ
９ｂＸ９ｃ）は固定の容器、αｌは固定のプレー）、　
　（１１ｇ）は第１の光ファイバ。 （１１ｂ）は第２の光ファイバ、αりは重錘、（Ｉ３は
光源。 （１４１は光反射体、α３は受光部である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端部が固定された所定長さの第１の光ファイバ
   、一端部が固定された所定長さの第２の光ファイバ、前
   記光ファイバの少なくとも一方に設けられた重錘、前記
   第１の光ファイバに光を供給する光源、前記第１の光フ
   ァイバを通つた前記光源からの光を前記第２の光ファイ
   バへと反射させる光反射体、及び前記第２の光ファイバ
   を通つた前記光反射体からの反射光を受光する受光部を
   備えた重錘変位検出装置。
2. （２）反射体は、重錘の変位による光ファイバの所定量
   の湾曲状態下で第１の光ファイバから第２の光ファイバ
   へ光を反射しなくなる構成の反射体であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項の重錘変位検出装置。
3. （３）反射体は、重錘の変位による光ファイバの所定量
   の湾曲状態下での第１の光ファイバから第２の光ファイ
   バへの光が反射する構成の反射体であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の重錘変位検出装置。
4. （４）反射体は、重錘の変位量に応じて第１の光ファイ
   バから第２の光ファイバへの反射率が変るように構成さ
   れた反射板を備えていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の重錘変位検出装置。
5. （５）重錘が加速度に応じて変位することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項〜第４項の何れか一に記載の重錘
   変位検出装置。
6. （６）重錘が、光ファイバを固定する固定部の傾斜に応
   じて前記固定部に対して相対的に変位することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項〜第４項の何れか一に記載の
   重錘変位検出装置。