JPS63109374A

JPS63109374A - センサ

Info

Publication number: JPS63109374A
Application number: JP25478886A
Authority: JP
Inventors: Takeo Kushida; 丈夫串田; Susumu Taira; 進平良
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1986-10-28
Filing date: 1986-10-28
Publication date: 1988-05-14

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）本発明は、加速度や傾斜度等を検出するセンサに関する
。

（従来の技術）加速度を検出するセンサとして、例えば特開昭６０−２
３３５６４号公報に示すものが本出願人により開発され
ている。このセンサは、ボビンの内部に磁性流体を封入
し、ボビンの外ｇＡ１こは、磁性流体を所定位置に引き
付けるための永久磁石等の磁界発生部材と、検出コイル
とを配置して−る。

そして、上記センサを移動体に設置し、移動体の加速時
に、磁性流体が磁界発生部材に抗して変位。

変形すると、これを検出コイルのインダクタンスの変化
として検出するものである。

なお、上記磁性流体は、強磁性体の微粒子を溶媒中に分
散させたコロイド状の液体であり、磁場を作用させても
強磁性体微粒子の沈澱や凝集がおこらず、見掛は上液体
自身が磁性をもっているように振舞うものである。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、上記センサの磁性流体では、強磁性微粒子が溶
媒中に分散していて含有磁性材の量が少ないため、発生
磁束数が少なく、この磁性流体の変位、変形に伴なう検
出コイルのインダクタンスの変化が小さかった。また、
このような小さなインダクタンスの変化を高精度で検出
するためには、検出コイルへの交流電流を厳密な正弦波
としたり、検出フィルを高精度で規定形状に巻いたりし
なければならなかった。

また、上記ボビンの内周面に磁性流体が付着する（いわ
ゆる濡れ）ため、付着残りが生じるおそれがあり、この
付着残り分により、検出出力がばらつき、再現性が悪化
する欠点があった。

さらに、上記付着に起因する抵抗により磁性流体の移動
が迅速でないため、応答性が悪かった。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、
その要りは、筒状ボビンの内部に磁性球を収納し、ボビ
ンの外側には、磁性球を所望位置に引き付ける磁界発生
部材と、磁性球の位置を磁気的に検出する検出コイルと
を配置したことを特徴とするセンサにある。

（作用）センサを例えば加速度測定に用いる場合、加速時に、磁
性球は加速度方向と反対方向に慣性力を受け、磁界発生
部材による引き付は力に抗して所定位置から変位しよう
とする。この磁性球の位置を検出コイルで検出して、加
速度を測定する。

上記作動において、磁性球の場合、含有磁性材の量が磁
性流体に比べて１０倍以上となるため、発生磁束数が増
加し、検出コイルのインダクタンスの大きな変化を検出
でき、検出精度が向上する。

したがって、検出コイルの巻き方を高精度にしたり、検
出コイルへ供給される交流を厳密な正弦波としなくても
済む。

磁性球は、移動に際して抵抗が少なく、しかも磁性流体
のようにボビンに付着しないので、応答性、再現性を向
上できる。

磁性球では含有磁性材の量が増加するため、磁界発生部
材に引かれる力が大きくなる。これは、磁界発生部材と
いうバネの強さが増加したことに相当するから、バネ−
質量系で見たとき、共振周波数が上がり周波数特性が向
上する。また、検出加速度範囲が拡大される。

また、磁性流体の場合にあった粘度温度変化による応答
変化もなくなった。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図
示のセンサは、ボビン１を有している。

このボビン１は、円筒部１ａと閉塞端部１ｂとを備えて
いて有底筒状をなし、Ｏリング２をはめ込んだ栓３によ
り閉じられており、内部に収納空間４を有している。こ
の収納空間４には磁性球、例えば鉄球５が収納されてい
る。この鉄球５はボビン１の円筒部１ａの内径より若干
小さい径を有し、−点でこの円筒部１ａの内面に接して
おり、ボビン１の長手方向に対して転がることが可能に
なっている。

ボビン１の円筒部１ａの外周には、検出フィル１０．１
０が円筒状の枠１１に巻かれた状態で配されている。こ
れら検出コイル１０．１０の境は、ボビン１の収納空間
４の中央に位置している。

上記検出コイル１０．１０の外側には、環状の永久磁石
１５（磁界発生部材）が配置されている。

この磁石１５の中央は、上記検出フィル１０．１０の境
に位置している。

上記ボビン１．検出コイル１０．１０および磁石１５は
、有底筒状をなすハウジング２０に収納されている。ハ
ウジング２０には蓋２１が取り付けられており、スペー
サ２２により上記構成部品が移動不能に収納されている
。

上記蓋２１には、コネクタ２５が挿入固定されており、
このコネクタ２５の端子には、スペーサ２２に形成され
た孔２２ａを通るリード線（図示しない）を介して、上
記検出コイル１０．１０が接続されている。また、コネ
クタ２５には、交流定電圧発生回路や信号処理回路等を
備えたコントロールユニット２６のコネクタ（図示しな
い）が接続されるようになっている。このコントロール
ユニット２６には表示器２７が接続されている。上記検
出コイル１０．１０は、上記コントロールユニット２６
の交流定電圧発生回路に接続され、その差動出力が上記
信号処理回路で検出されるようになっている。

ボビン１の収納空間４内には、空気や油等の流体を封入
してもよいし、負圧ないしは真空にしてもよい。

上記ボビン１．栓３．枠１１．ハウジング２０．スペー
サ２２は、非磁性材料で形成されている。

上述構成のセンサを移動体に取り付けてその加速度を検
出する場合について説明する。移動体が加速されていな
い場合には、鉄球５は磁石１５の磁力により引き付けら
れて、ボビン１の収納空間４の中央、すなわち検出コイ
ル１０．１０の境に位置している。したがって、雨検出
コイル１０の差動出力はゼロである。コントロールユニ
ット２６の信号処理回路では、上記差動出力をデジタル
信号に変換して表示器２７に送り、この表示器２７でゼ
ロ値をデジタル表示する。

移動体が左右いずれかに加速されると、鉄球５がその加
速方向と逆の方向へ慣性力を受け、磁石１５の磁力に抗
して移動する。この鉄球５の位置の変化により、検出フ
ィルｉｏ、ｉｏの自己インダクタンスが変化し、差動出
力が生じる。この結果、表示器２７では加速度をプラス
値又はマイナス値でデジタル表示する。

上記作動において、鉄球５全体が磁性材であり発生磁束
数が多く、加速時に上記検出コイル１０゜１０の自己イ
ンダクタンスの変化が太き（、差動出力も大きくするこ
とができる。このため、検出精度を高（することができ
る。

また、鉄球５は一点でのみボビン１の内周面に接触し、
しかも磁性流体の場合のような付着抵抗を受けずに転が
ることができるので、迅速に変位が可能であり、応答性
を向上できる。

さらに、磁性流体のような付着残りがないので、検出出
力のバラツキが無くなり再現性を向上できる。

上記センサは加速度検出に限らず、傾斜度検出にも使用
できる。この場合には、センサが傾いた時に鉄球５が傾
斜方向に変位する。

第２図の実施例では、ボビン１の収納空間４内に少量の
磁性流体３０が収納されている。この磁性流体３０は磁
石１５に引き付けられて、鉄球５の周囲に環状をなして
配される。この場合、鉄球５と磁性流体３０により、検
出フィル１０．１０で検出されるべき磁性部が構成され
、この磁性部の形状が円柱形状となるため、鉄球５だけ
の場合と比べて、磁束を安定させることができる。また
、このように少量の磁性流体３０は、鉄球５とともに常
に移動するため、潤滑効果をもった溶媒を磁性流体３０
に対し使用することにより、常に潤滑したい転勤面に、
潤滑剤を配することができる。

なお、この実施例では、磁性流体３０は少量であるので
、ボビン１の円筒部１ａへの付着に伴なう応答性、再現
性への悪影響は殆どない。また、この実施例では、鉄球
５と磁性流体３０によって収納空間４が２分されてしま
うから、この収納空間４を負圧または真空にしたり、バ
イパス通路を設けることにより、鉄球５および磁性流体
３０の移動を円滑にするのが好ましい。

本発明は上記実施例に制約されず種々の態様が可能であ
る。例えば、磁界発生部材として、永久磁石の代わりに
電磁コイルを用いてもよい。この電磁コイルは一定の磁
界を発生させてもよいし、可変の磁界を発生させてもよ
い。なお、電磁コイルが可変の磁界を発生させる場合、
例えば、検出フィルの差動出力をフィードバックさせて
、この出力がゼロになるように電磁コイルの供給電圧を
制御し、この電磁コイルの供給電圧を検出することによ
り加速度や傾斜を測定する。

また、磁界発生部材は検出コイルより内側に配置しても
よい。

更に、上記実施例では２つの検出コイルの自己インダク
タンスの変化を差動出力として検出したが、左右に一次
コイルおよび二次フィルからなるトランスを２ｍ配置し
、その二次フィルの差動出力を検出してもよい、また、
加速や傾斜の方向を検出する必要がない場合には、ボビ
ンの周囲に配される検出コイルは１個でもよい。

更に、第１図において、ボビン１の底部１ａと栓３の内
面にゴムを貼り付けて、磁性球が当たった時のクッショ
ンにしてもよい。

（発明の効果）以上説明したように、本発明では、磁性球を用いるので
、検出精度が向上し、検出コイルの巻き方を高精度にし
たり、検出フィルへ供給される交流を厳密な正弦波とし
なくても済む。また、応答性、再現性、周波数特性、温
度に対する安定性を向上できる。

さらに、磁性流体の場合における流体量の計量の必要が
なく、また溶媒の蒸発に対する注意等、磁性球の場合不
要で、生産工程が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例をなすセンサのＩａｆｒ面図
、第２図は他の実施例を示す要部断面図である。１・・・ボビン、５・・・磁性球（鉄球）、１０・・・
検出コイル、１５・・・磁界発生部材（永久磁石）。

Claims

【特許請求の範囲】

　筒状ボビンの内部に磁性球を収納し、ボビンの外側に
は、磁性球を所望位置に引き付ける磁界発生部材と、磁
性球の位置を磁気的に検出する検出コイルとを配置した
ことを特徴とするセンサ。