JPS62163972A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
- Publication number
- JPS62163972A JPS62163972A JP61006082A JP608286A JPS62163972A JP S62163972 A JPS62163972 A JP S62163972A JP 61006082 A JP61006082 A JP 61006082A JP 608286 A JP608286 A JP 608286A JP S62163972 A JPS62163972 A JP S62163972A
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- JP
- Japan
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- sphere
- inner sphere
- axis
- acceleration
- magnetic fluid
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- Pending
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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。
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、自動車等の移動体の加速度を検出するセン
サに関するものである。
サに関するものである。
（従来の技術）
従来の加速度センサは、ヒンジで支えた振り子の位置を
制御するのに必要な電流を検知することにより、加速度
を検出するものが主流であった。
制御するのに必要な電流を検知することにより、加速度
を検出するものが主流であった。
しかしながら、この種の加速度センサは、振り子等が衝
撃に対して弱く、精度が狂いやすい欠点があった。
撃に対して弱く、精度が狂いやすい欠点があった。
そこで、本出願人は先に、磁性流体の動きで加速度を検
出する方式を採用することによって衝撃に強い加速度セ
ンサを開発した（特開昭６０−２０３８６１号公翰参照
）。
出する方式を採用することによって衝撃に強い加速度セ
ンサを開発した（特開昭６０−２０３８６１号公翰参照
）。
（発明が解決しようとする問題点）
先に開発した加速度センサは衝撃に対して強いものであ
るが、１軸方向の加速度しか測定できず、例えば３軸方
向の加速度を検出するには、各軸にそれぞれ１個、即ち
計３個の加速度センサを必要としなければならない。
るが、１軸方向の加速度しか測定できず、例えば３軸方
向の加速度を検出するには、各軸にそれぞれ１個、即ち
計３個の加速度センサを必要としなければならない。
そこで、この発明は、衝撃に対して強いのみならず、１
個の加速度センサで複数軸の加速度を検出することがで
きる加速度センサを提供することを課題とする。
個の加速度センサで複数軸の加速度を検出することがで
きる加速度センサを提供することを課題とする。
（問題点を解決するための手段）
上記課題を達成するための第１の発明の構成は、中空の
外球と、この外球内に隙間を介して配置された内球と、
この外球と内球との間の隙間に封入された磁性流体と、
前記内球を遊動的に保持する保持手段と、前記内球の３
軸方向の位置を検出する検出手段とを具備することこと
を特徴とする。
外球と、この外球内に隙間を介して配置された内球と、
この外球と内球との間の隙間に封入された磁性流体と、
前記内球を遊動的に保持する保持手段と、前記内球の３
軸方向の位置を検出する検出手段とを具備することこと
を特徴とする。
また、第２の発明は、フィードバック式とするため、保
持手段の代わりに磁性流体に可変の磁気を与える可変磁
気発生手段を設けると共に、検出手段の出力に基づいて
前記内球の移動を妨げる制御信号を前記可変磁気発生手
段に出力する制御手段を付加したものである。
持手段の代わりに磁性流体に可変の磁気を与える可変磁
気発生手段を設けると共に、検出手段の出力に基づいて
前記内球の移動を妨げる制御信号を前記可変磁気発生手
段に出力する制御手段を付加したものである。
（作用）
したがって、第１及び第２の発明共に磁性流体で保持さ
れた内球の動きで加速度を検出する方式であるから、衝
撃に対して強（、また外球内に磁性流体を介して遊動的
に保持された内球はどの方向にも動くことができ、３軸
方向の加速度を検出することができ、そのため、上記課
題を達成することができるものである。
れた内球の動きで加速度を検出する方式であるから、衝
撃に対して強（、また外球内に磁性流体を介して遊動的
に保持された内球はどの方向にも動くことができ、３軸
方向の加速度を検出することができ、そのため、上記課
題を達成することができるものである。
（実施例）
第１図、第２図において、この発明の一実施例が示され
、加速度センサは、中空の外球１と、この外球１内に配
設される内球２とを有し、外球１の内周面３と内球２の
外周面４との隙間に後述する磁性流体５が封入され、内
球２は外球１内に磁性流体５を介して遊動的に保持され
ている。この外球１と内球２は非磁性体で構成される。
、加速度センサは、中空の外球１と、この外球１内に配
設される内球２とを有し、外球１の内周面３と内球２の
外周面４との隙間に後述する磁性流体５が封入され、内
球２は外球１内に磁性流体５を介して遊動的に保持され
ている。この外球１と内球２は非磁性体で構成される。
磁性流体５は、例えば直径が１００人程度の強磁性体粒
子ＦｅｚＯａを水、油等の種々の溶媒中に高濃度で分散
させたコロイド状の液体で、磁場を作用させても磁性体
粒子の沈降や凝集が起こらず、見掛は主液体自身が磁性
をもっているように振る舞うものである。
子ＦｅｚＯａを水、油等の種々の溶媒中に高濃度で分散
させたコロイド状の液体で、磁場を作用させても磁性体
粒子の沈降や凝集が起こらず、見掛は主液体自身が磁性
をもっているように振る舞うものである。
なお、外球１と内球２との隙間を全部磁性流体５で満た
してもよいが、磁性流体５と後述する媒体とで満たすよ
うにしてもよい。媒体は、例えば水等の液体又は窒素ガ
ス、アルゴンその他の不活性ガス、空気等の気体で、前
記磁性流体５と混じらず且つ磁性流体５と比重が異なる
もので、この比重の大小に応じて加速度センサの感度を
調整することができ、比重が小さい程感度を上げること
ができる。
してもよいが、磁性流体５と後述する媒体とで満たすよ
うにしてもよい。媒体は、例えば水等の液体又は窒素ガ
ス、アルゴンその他の不活性ガス、空気等の気体で、前
記磁性流体５と混じらず且つ磁性流体５と比重が異なる
もので、この比重の大小に応じて加速度センサの感度を
調整することができ、比重が小さい程感度を上げること
ができる。
検出手段６、可変磁気発生手段７はＸ軸、Ｙ軸。
Ｚ軸の各軸方向に沿ってそれぞれ一対設けられている。
検出手段６は、この実施例においては、内球２に当接す
る検出ロッド８の動きをポテンショメーク９によって検
出するものである。検出ロッド８ば外球１表面に突設さ
れたロンド保持部ＩＯの貫通孔１１を挿通し、バネ１２
により付勢されて先端が内球２の外周面４に当接してい
る。そして、内球２は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向にそれぞ
れ一対設けられた検出ロフト８によって、外球１の中心
に位置するように設定保持されている。検出ロンド８の
まわりのロッド保持部１０内周にはシール溝１２が形成
され、磁性流体シールにより外球ｌ内の磁性流体５の漏
れをなくしている。
る検出ロッド８の動きをポテンショメーク９によって検
出するものである。検出ロッド８ば外球１表面に突設さ
れたロンド保持部ＩＯの貫通孔１１を挿通し、バネ１２
により付勢されて先端が内球２の外周面４に当接してい
る。そして、内球２は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向にそれぞ
れ一対設けられた検出ロフト８によって、外球１の中心
に位置するように設定保持されている。検出ロンド８の
まわりのロッド保持部１０内周にはシール溝１２が形成
され、磁性流体シールにより外球ｌ内の磁性流体５の漏
れをなくしている。
そして、内球２の動きに伴う検出ロフト８の位置変化を
、ポテンショメータ９により抵抗値変化として検出し、
この変化は後述する制御手段１３に与えられる。
、ポテンショメータ９により抵抗値変化として検出し、
この変化は後述する制御手段１３に与えられる。
可変磁気発生手段７は、この実施例においては、電磁石
１４から構成される。外球１表面上にはロンド保持部１
０の周囲を覆うように有底円筒状のヨーク１５を配設し
、このヨーク１５の外球１例の端部に形成された二重円
筒状の巻枠部１６にコイル１７が巻かれて電磁石１４が
構成され、この可変磁気発生手段７は後述する制御手段
１３に接続される。
１４から構成される。外球１表面上にはロンド保持部１
０の周囲を覆うように有底円筒状のヨーク１５を配設し
、このヨーク１５の外球１例の端部に形成された二重円
筒状の巻枠部１６にコイル１７が巻かれて電磁石１４が
構成され、この可変磁気発生手段７は後述する制御手段
１３に接続される。
制御手段１３は、例えば差動増幅器等を使用して、内球
２の変位に対応するポテンショメータ９の抵抗値変化に
応じた電流を電磁石１４のコイル１７に流し、内球２の
移動を妨げるようにする。
２の変位に対応するポテンショメータ９の抵抗値変化に
応じた電流を電磁石１４のコイル１７に流し、内球２の
移動を妨げるようにする。
このようにして、制御手段１３からフィードバック電流
を取り出せば加速度を測定することができる。
を取り出せば加速度を測定することができる。
上記構成において、加速されていない場合には、Ｘ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸方向にそれぞれ一対設けられた検出ロッド８
によって、内球２は外球１の中心位置に保持されている
。そして、外部より加速度が加わると、内球２全体の比
重と磁性流体５の比重との大小関係により、内球２の比
重の方が大きいと、内球２は加速度の方向へ変位しよう
とし、内球２の比重の方が小さいと、加速度と反対の方
へ変位しようとする。このときの内球２の変位をＸ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸方向に設けられた検出ロッド８が検知し、そ
れぞれのポテンショメータ９の抵抗値を変化させる。こ
のそれぞれのポテンショメータ９の抵抗値の変化に基づ
いて、制御手段１３から加速度に対応するフィードバッ
ク電流が、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に設けられた
電磁石１４のコイル１７に通電される。このようにして
、電磁石１４が励磁されると、その電磁石１４により磁
性流体５がその電磁石１４の方へ集められて、電磁石１
４により磁場を加えられた磁性流体５（第２図の斜線部
）の圧力が上昇し、この圧力により内球２は加速度とバ
ランスして、内球２は外球１のほぼ中心位置に保持され
る。このときの各電磁石１４のコイル１７に通電された
フィードバック電流が加速度に対応し、制御手段１３か
らその加速度に対応する信号が出力され、３軸方向の加
速度が測定される。
Ｙ軸、Ｚ軸方向にそれぞれ一対設けられた検出ロッド８
によって、内球２は外球１の中心位置に保持されている
。そして、外部より加速度が加わると、内球２全体の比
重と磁性流体５の比重との大小関係により、内球２の比
重の方が大きいと、内球２は加速度の方向へ変位しよう
とし、内球２の比重の方が小さいと、加速度と反対の方
へ変位しようとする。このときの内球２の変位をＸ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸方向に設けられた検出ロッド８が検知し、そ
れぞれのポテンショメータ９の抵抗値を変化させる。こ
のそれぞれのポテンショメータ９の抵抗値の変化に基づ
いて、制御手段１３から加速度に対応するフィードバッ
ク電流が、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に設けられた
電磁石１４のコイル１７に通電される。このようにして
、電磁石１４が励磁されると、その電磁石１４により磁
性流体５がその電磁石１４の方へ集められて、電磁石１
４により磁場を加えられた磁性流体５（第２図の斜線部
）の圧力が上昇し、この圧力により内球２は加速度とバ
ランスして、内球２は外球１のほぼ中心位置に保持され
る。このときの各電磁石１４のコイル１７に通電された
フィードバック電流が加速度に対応し、制御手段１３か
らその加速度に対応する信号が出力され、３軸方向の加
速度が測定される。
このように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ一対設けられ
た検出ロッド８によって、内球２の加速度による移動方
向を知り、この移動方向に対応するいくつかの電磁石１
４を励磁することにより、内球２を中心位置に制御でき
、励磁した電磁石１４の電流値より加速度の方向と大き
さが３軸で検出できる。
た検出ロッド８によって、内球２の加速度による移動方
向を知り、この移動方向に対応するいくつかの電磁石１
４を励磁することにより、内球２を中心位置に制御でき
、励磁した電磁石１４の電流値より加速度の方向と大き
さが３軸で検出できる。
なお、上記実施例では、検出手段６、可変磁気発生手段
７を３軸に設けた例を示したが、勿論この発明はこれに
限らず、２軸あるいは４軸以上の軸方向に設けてもよい
ことは勿論である。
７を３軸に設けた例を示したが、勿論この発明はこれに
限らず、２軸あるいは４軸以上の軸方向に設けてもよい
ことは勿論である。
また、検出ロッド８の代わりに、第３図に示すように、
外球１８の一部を切り落とした切欠部に円板状の綱板１
９を取り付けてバネとし、この板バネ１９により内球２
を中心に保持するようにすることもできる。このとき、
内球２の変位は板バネ１９の歪を検出することによって
知ることもできるし、仮バネ１９の外側に小さな磁石を
取り付け、ホール素子等によって検出するようにするこ
ともできる。
外球１８の一部を切り落とした切欠部に円板状の綱板１
９を取り付けてバネとし、この板バネ１９により内球２
を中心に保持するようにすることもできる。このとき、
内球２の変位は板バネ１９の歪を検出することによって
知ることもできるし、仮バネ１９の外側に小さな磁石を
取り付け、ホール素子等によって検出するようにするこ
ともできる。
（発明の効果）
以上述べたように、この発明によれば、磁性流体を用い
て検出部分における機械的な支持機構を不要にしたので
、故障を少なくして信顛性を向上させることができる。
て検出部分における機械的な支持機構を不要にしたので
、故障を少なくして信顛性を向上させることができる。
また、外球内に磁性流体を介して遊動的に保持された内
球はどの方向にも変位でき、この内球の変位により加速
度を検出する方式であるから、１個の加速度センサによ
って３軸の加速度を検出することができる。また、制御
手段によりフィードバックする方式上すれば、外乱に対
して補正がなされ、検出精度を良好にすることができる
ものである。
球はどの方向にも変位でき、この内球の変位により加速
度を検出する方式であるから、１個の加速度センサによ
って３軸の加速度を検出することができる。また、制御
手段によりフィードバックする方式上すれば、外乱に対
して補正がなされ、検出精度を良好にすることができる
ものである。
第１図はこの発明の一実施例を示す概略説明図、第２図
は同要部を示す断面図、第３図は他の実施例の要部を示
す断面図である。 １．１８・・・外球、２・・・内球、５・・・磁性流体
、６・・・検出手段、７・・・可変磁気発生手段、１３
・・・制御手段。
は同要部を示す断面図、第３図は他の実施例の要部を示
す断面図である。 １．１８・・・外球、２・・・内球、５・・・磁性流体
、６・・・検出手段、７・・・可変磁気発生手段、１３
・・・制御手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、中空の外球と、この外球内に隙間を介して配置され
た内球と、この外球と内球との間の隙間に封入された磁
性流体と、前記内球を外球内に遊動的に保持する保持手
段と、前記内球の３軸方向の位置を検出する検出手段と
を具備することを特徴すと加速度センサ。 ２、中空の外球と、この外球内に隙間を介して配置され
た内球と、この外球と内球との間の隙間に封入された磁
性流体と、前記内球の３軸方向の位置を検出する検出手
段と、前記磁性流体に可変の磁気を与える可変磁気発生
手段と、前記検出手段の出力に基づいて前記内球の移動
を妨げる制御信号を前記可変磁気発生手段に出力する制
御手段とを具備することを特徴とする加速度センサ。 ３、可変磁気発生手段は電磁石から構成されたことを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61006082A JPS62163972A (ja) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61006082A JPS62163972A (ja) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | 加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62163972A true JPS62163972A (ja) | 1987-07-20 |
Family
ID=11628628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61006082A Pending JPS62163972A (ja) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62163972A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0290061A (ja) * | 1988-09-28 | 1990-03-29 | Nippon Soken Inc | ２次元加速度センサ |
| DE3932457A1 (de) * | 1988-09-28 | 1990-03-29 | Nippon Soken | Beschleunigungssensor |
| DE10027641A1 (de) * | 2000-06-02 | 2002-01-10 | Daimler Chrysler Ag | Überrollsensor |
| US6985134B2 (en) | 1999-11-03 | 2006-01-10 | Innalabs Technologies, Inc. | Computer input device |
| EP1640727A1 (en) * | 2004-09-23 | 2006-03-29 | Innalabs Technologies, Inc. | Magnetofluidic accelerometer |
| US7061469B2 (en) * | 2000-02-24 | 2006-06-13 | Innalabs Technologies, Inc. | Method of data input into a computer |
| US7178399B2 (en) | 2004-03-03 | 2007-02-20 | Innalabs Technologies, Inc. | Housing for magnetofluidic accelerometer |
| US7292223B2 (en) | 2000-02-24 | 2007-11-06 | Innalabs Technologies, Inc. | Location tracking device |
| RU2468374C1 (ru) * | 2011-04-27 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Высокоточный космический акселерометр |
-
1986
- 1986-01-14 JP JP61006082A patent/JPS62163972A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3932457A1 (de) * | 1988-09-28 | 1990-03-29 | Nippon Soken | Beschleunigungssensor |
| US4984463A (en) * | 1988-09-28 | 1991-01-15 | Nippon Soken, Inc. | Two-dimensional acceleration sensor |
| JPH0290061A (ja) * | 1988-09-28 | 1990-03-29 | Nippon Soken Inc | ２次元加速度センサ |
| US6985134B2 (en) | 1999-11-03 | 2006-01-10 | Innalabs Technologies, Inc. | Computer input device |
| US7295184B2 (en) | 1999-11-03 | 2007-11-13 | Innalabs Technologies, Inc. | Computer input device |
| US7292223B2 (en) | 2000-02-24 | 2007-11-06 | Innalabs Technologies, Inc. | Location tracking device |
| US7296469B2 (en) | 2000-02-24 | 2007-11-20 | Innalabs Technologies, Inc. | Magnetofluidic accelerometer with active suspension |
| US7061469B2 (en) * | 2000-02-24 | 2006-06-13 | Innalabs Technologies, Inc. | Method of data input into a computer |
| DE10027641A1 (de) * | 2000-06-02 | 2002-01-10 | Daimler Chrysler Ag | Überrollsensor |
| DE10027641C2 (de) * | 2000-06-02 | 2003-04-17 | Daimler Chrysler Ag | Überrollsensor |
| US7178399B2 (en) | 2004-03-03 | 2007-02-20 | Innalabs Technologies, Inc. | Housing for magnetofluidic accelerometer |
| EP1640727A1 (en) * | 2004-09-23 | 2006-03-29 | Innalabs Technologies, Inc. | Magnetofluidic accelerometer |
| RU2468374C1 (ru) * | 2011-04-27 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Высокоточный космический акселерометр |
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