KR960011396B1 - 가속도 검출기 - Google Patents

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Description

가속도 검출기

제1도는 본 발명에 따른 가속도 검출기의 일실시예의 개략도.

제2도는 제2실시예의 개략도.

제3도는 제3실시예의 개략도.

제4도는 제4실시예의 개략도.

제5도는 종래의 차동변압기 방식 가속도 검출기의 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가속도 검출기 2 : 케이스

2－1 : 원통체 2－2 : 덮개

3a,3b : 리프스프링 4 : 가동자성체

5 : 자석편 6a,6b : 주코일

7a,7b : 부코일 8 : 요오크

g : 간극

본 발명은 자동차와 같은 이동물체의 가속도를 검출하는 가속도 검출기에 관한 것이다.

공지의 가속도 검출기 중에는, 가속적으로 운동하는 자성체의 운동을 차동변압기를 이용하여 검출하는 가속도 검출기가 있다.

제5도는 그중의 하나의 실예를 도시한다. 가속도가 도면의 A방향으로 이 가속도 검출기에 작용하면 리프스프링(43a,43b)에 의해 지지되는 자성체(44)가 B 방향으로 이동하고 리프스프링을 탄성적으로 변형시킨다.

이러한 이동에 의해 우측 코일부(47b)내에 위치하는 자성체의 부분은 좌측부코일(47a)내에 위치하는 자성체의 부분보다 길게된다.

이것은 부코일(47a,47b)간의 유동전압의 차이를 발생시킨다. 이 차이에 의해 가속도가 검출된다. 제5도에서 번호 46은 주코일이고 42는 케이스이다.

이러한 방식의 검출기의 하나의 예는 일본 공개실용신안 실개소 59－95266호에 개시된다. 이러한 방식의 검출기는 부코일과 자성체 사이의 상대적 변위에 반응하여 유도전압차가 좌우코일 사이에서 발생하므로 주코일과 부코일 사이의 자기저항은 비교적 커지고 이에 따라 검출의 감도는 낮아지는 경향이 있다. 더욱이, 성능을 안정화시키기 위해 부품들의 상대위치는 정밀하게 설정되어야 한다. 이러한 것들은 시간이 드는 조정작업을 요하고 이에 따라 조립의 효율이 낮아지고 조립단가가 상승한다.

더욱이 위치설정에 대한 기준이 없기 때문에 정확한 조정이 곤란하고 이것은 안정된 성능을 얻는 것을 어렵게 한다.

본 발명은 이러한 단점을 제거하여 검출기의 검출 감도를 개선시키고 부품들의 상대적 위치설정의 정확성과 용이성을 도모하고 성능의 안정화, 조립의 단순화 조립단가의 절감등을 도모하는 것을 목적으로 한다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 발명은 케이스, 가속도하에서 이동가능하게 케이스 안에 장착된 가동자성체, 주코일과 부코일을 갖추고 가동자성체가 변위될때 부코일들 사이에서 차동출력이 발생되도록 배열된 차동변압기 및 가동자성체의 돌출단부를 지지하는 리프스프링으로 구성되며, 가동자성체는 주코일과 부코일을 통하여 연장되고 그 양단이 코일들로부터 돌출되며, 케이스는 차동변압기의 외주를 둘러싸는 원통체와 원통체의 양단의 개구부를 닫는 덮개로 구성되며, 덮개와 가동자성체의 양단은 자속이 흐를수 있는 소정의 간극을 규정하며, 리프스프링은 자성체의 단부면과 덮개 사이의 위치에 고정되는 것을 특징으로 하는 가속도 검출기를 제공한다.

본 발명의 가속도 검출기에 따르면, 케이스의 덮개가 원통체의 개구부 속으로 삽입된 후에 이들은 개구부의 에지를 따라 원통체를 코팅함으로써 원통체에 고정된다.

자석편은 가동자성체의 양단에 가압끼움되고 리프스프링의 자유단은 이들 사이에 끼워져 고정된다.

차동변압기는 수지로 만들어지고 양쪽에 구비된 2개의 보빈과 2쌍의 코일로 형성된다. 각 쌍의 코일은 주코일과 부코일로 구성되고 각각의 보빈에 동심원적으로 감긴다. 더욱이, 요오크가 보빈 사이에 일체적으로 구비되어 케이스에 고정된다. 보빈은 그 단부에 케이스의 덮개의 가압되는 돌출부를 구비하여 보빈을 고정위치에 유지시킨다.

이와는 달리, 보빈은 케이스의 원통체 내벽에 고정된 외주부를 가질 수도 있다. 이러한 배열은 정밀도를 개선시키고 조립을 단순화시키며 나아가 성능을 안정시킬 것이다. 자석편을 가동자성체의 양단에 결합시키면 자석편은 가동 자성체의 일부로 간주되므로 자석편과 자성체 케이스의 측벽 사이에는 소정의 간극이 생기게 된다.

주코일에 의해 발생된 자속은 가동자성체를 통하여 부코일로 전달되어 부코일에 전압을 유도한다. 유도 전압의 크기는 부코일을 통과하는 자속의 양으로 결정된다. 부코일을 통과하는 자속의 양은 또한 주코일과 부코일사이에 구비된 자기회로의 자기 저항에 의해 결정된다.

본 발명에 따르면 자동자성체와 케이스의 측벽 사이의 간극이 변화될 수 있도록 되어 있다. 이것은 자속의 변화폭을 증대시키는데 기여하고 이에 따라 검출감도를 증대시키게 된다.

즉, 가동자성체가 가속도하에서 한쪽 단부를 향해 이동하면, 가동자성체와 자성체 케이스의 측벽사이의 하나의 간극은 감소되고 다른 간극은 증대된다.

그 결과, 간극으로 인한 자기저항은 한쪽단부에서 감소되어 이부분을 통과하는 자속의 양(즉, 자기케이스를 통과하여 부코일로 향하는 자속의 양)은 종래기술의 구조에 비해서 증가된다.

다른 단부에서는 간극으로 인한 자기저항이 증대되어 전술한 것과 반대의 현상이 일어난다.

한쪽 단부에서는 자속밀도가 증가되고 다른쪽 단부에서는 감소되므로 자속밀도에 의해 유도되는 부코일의 전압사이의 차이는 종래기술에 비해 증대된다.

이러한 차이를 측정함으로써 아주 작은 가속도까지 검출할 수 있다.

본 발명에 따르면, 가동 자성체와 부코일의 상대위치에 따라 부코일들 사이에서 유도전압차가 발생되는 종래의 검출기와 달리, 전압차(검출기 출력)가 간극의 차이에 의해 발생된다. 이것은 코일과 가동자성체의 상대위치를 정밀하게 설정하는 것(이러한 작업은 기준면이 없기 때문에 매우 어려운 일이다)을 불필요하게 한다.

한편, 가동자성체의 양단의 간극의 크기는 물론 요오크와 코일간의 상대위치가 정밀하게 설정되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 가동자성체는 양단이 리프스프링에 의해 지지되고, 이 스프링은 다시 자성체 케이스의 단부면과 덮개의 단부면 사이에 고정된다.

따라서, 가동자성체의 양단부에서의 간극의 크기는 단지 가동자성체의 단부면으로부터 리프스프링의 장착부까지의 길이를 정밀하게 설정하는 것에 의해서 결정될 수 있다. 자석편이 가동자성체의 양단에 결합되고 리프스프링의 자유단이 그 사이에 고정된 본 발명의 또다른 배열에서, 2개의 리프스프링 간의 길이와 리프스프링과 자석편의 단부면 사이의 길이의 자동자성체의 양단부를 기준으로 삼음으로써 정밀하게 설정할 수 있다.

간극의 더 높은 정밀도는 더 높은 검출감도를 의미한다.

주코일과 부코일의 동심원적으로 감기는 요오크와 보빈을 일체적으로 형성함으로써 요오크와 코일의 상대위치는 정밀하게 설정될 수 있다.

더욱이 덮개와 자성체의 케이스를 코킹에 의해 일체적으로 고정함으로써 리프스프링은 자동적으로 고정될 수 있다.

이것은 구조 및 조립작업을 단순화시킨다.

자석편이 가동자성체에 가압끼움되는 배열에서는(용접열등에 기인하는) 응력등이 발생하지 않는다. 이것은 성능의 안정에 기여한다.

보빈이 케이스에 양단 또는 외주에 고정되는 배열에서, 보빈은 케이스 내에서 변위되지 않을 것이다. 이것은 별도의 부가적인 고정 부품이 필요치 않게 되어서 성능의 안정 뿐만 아니라 구조의 단순화에도 기여한다.

본 발명에 따른 가속도 검출기에서, 가동 자성체는 그 양단부가 케이스체의 단부면과 덮개 사이에 유지되는 리프스프링에 의해 지지된다.

이것은 리프스프링과 케이스의 덮개의 내표면 사이의 치수정밀도 및, 이에 따라 가동자성체의 양단에 구비된 간극의 정밀도를 향상시킨다.

더욱이 케이스체와 덮개를 코킹에 의해 고정시킴에 의해 케이스 부품을 결합시킬 때 리크스프링이 정위치에 고정되므로 전체구조는 물론 조립공정도 단순화될 수 있다.

또한 자성재료로 만든 편이 가동자성체의 양단에 가압끼움에 의해 연결되어 리프스프링의 자유단을 상기 편과 가동자성체 사이에 고정하는 배열에서 리프스프링과 평의 단부면 사이의 치수가 정밀하게 설정될 수 있고 이에 따라 리프스프링 사이의 거리 및 간극의 크기가 정밀하게 설정될 수 있다.

더욱이 리프스프링은 불필요한 응력을 받지 않게 된다.

이것은 더 높은 감도와 더 안정된 성능에 기여한다.

주코일과 부코일이 수지제로 되고 요오크와 일체로 된 보빈 둘레에 동심원적으로 감긴 배열에서 보빈과 요오크의 상대위치의 정밀도는 용이하게 개선될 수 있다. 전체구조 및 조립공정이 단순화 될 수 있다.

더욱이 리프스프링은 불필요한 응력을 받지 않게 된다.

이것은 더 높은 감도와 더 안정된 성능에 기여한다.

주코일과 부코일이 수지제로 되고 요오크와 일체로 된 보빈 둘레에 동심원적으로 감긴 배열에서 보빈과 요오크의 상대위치의 정밀도는 용이하게 개선될 수 있다. 전체구조 및 조립공정이 단순화될 수 있다.

따라서 본 발명은 제작이 용이하고 가격이 저렴하 고성능 가속도 검출기를 제공하게 된다.

본 발명의 다른 특징과 목적들은 첨부도면을 참조하여 이후에 기술되는 설명으로부터 명백하게 드러날 것이다.

제1도는 본 발명의 1실시예를 개략적으로 도시한다.

가속도 검출기(1)는 자성재료로 만든 케이스(2)를 구비한다.

케이스(2)는 원통체(2－1)와 원통체 양단의 개구부를 닫는 2개의 컴형상의 덮개(2－2)로 구성된다. 리프스프링(3a,3b)은 그 양단이 덮개의 축방향 당접면과 원통체 사이에 끼워진다(제1도의 C참조).

좌우덮개(2－2)는 원통체(2－1)의 개구부에 삽입된다.

원통체는 개구부둘레에서 안쪽으로 휘어진(또는 코킹된) 얇은 예지부를 가져서 원통체와 덮개를 결합시키고 나아가 리프스프링(3a,3b)를 결합시킨다.

가동자성체(4)는 리프스프링(3a,3b)의 중앙부 사이에서 축방향으로 연장된다.

가동자성체에는 그 양단에 구멍이 형성되어 그 속으로 자석편(5)의 돌출부가 가압끼움되어 리프스프링(3a,3b)의 자유단이 가동자성체(4)에 고정된다.

이러한 상태에서 자석편(5)의 외측 단부와 케이스의 측벽(또는 덮개(2－2)의 내벽과의 사이에 소정의 간극(g)이 제공된다.

가동자성체(4)의 둘레에 주코일(6a,6b)이 동심원적으로 구비되어 자속을 발생시키고, 부코일(7a,7b)은 자속의 변화를 검출한다. 도면을 통해서 명백한 바와 같이 코일(6a,7b)이 좌우쌍으로 구비되며 코일의 각각의 쌍은 그중 하나(6b,7b)가 다른 하나(6a,7a)의 위에 겹쳐져 있다.

제1실시예에서, 이동물체가 가속 또는 감속되면, 가동자성체(4, 질량은 M)는 F=M.G의 힘을 받게 된다. 리프스프링(3a,3b)은 리프스프링(3a,3b)의 스프링력과 균형을 이룰때까지 힘 F에 의해 변형되고, 이에 따라 가동자성체(4)가 변위된다 이러한 변위는 스프링(3a,3b)의 스프링상수와 질량 M이 일정하다면 가속도 G에 비례한다. 그러므로 덮개(2－2)의 내표면과 자석편(5)의 단부면 사이의 간극(g)은 가속도 G에 비례하여 변한다.

가속도 검출기(1)가 도면의 A방향으로 가속되면 가동자성체(4)는 B방향으로 이동할 것이다. 그러므로 우측의 간극은 감소되고 좌측의 간극은 증대될 것이다. 이것은 우측덮개(2－2)와 가동자성체(4) 사이의 자속 흐름을 원활하게 할 것이고 이에 따라 주코일(6b)로부터 부코일(7b)로의 자속전달이 증가될 것이다. 그러므로 부코일에 유도되는 전압은 가속도가 0인 경우보다 크게 될 것이다. 반대로 좌측에서는 증가된 간극 크기로 인해 자기저항이 증가될 것이다. 이것은 부코일(7a)을 통한 자속의 흐름을 감소시켜서 출력 전압도 감소시키게 된다. 전술한 바로부터 이 상태에서는 종래기술에 비해 부코일(7b)의 출력은 커지고 부코일(7a)의 출력은 작아진다는 것이 명백해진다.

그러므로 가속도에 따른 코일간의 출력차이가 종래의 장치에 비해 증가된다.

이것은 검출기의 감도를 증가시키는데 기여한다.

만약 그림의 A방향으로 작용하는 가속도가 지나치면 가동자성체(4)는 덮개의 내표면과 맞닿게 되어 더이상 이동이 저지된다.

그러므로 비록 과대한 가속도가 작용해도 리프스프링(3a,3b)은 과도한 굴절, 영속적인 변형 또는 파괴로부터 보호된다.

이러한 배열로해서 가동자성체의 양단에 제공되는 간극을 포함하여 여러 치수의 정밀도가 용이하게 향상되고, 조립공정도 단순화될 수 있다.

제2도는 본 발명의 제2의 실시예를 개략적으로 도시한다.

이 가속도 검출기(11)는 구조와 기능에 있어서 제1의 실시예와 유사하다.

차이점은 단지 2개의 리프스프링(13a,13b)이 캔틸레버 형태이고 가동자성체(14)의 양단에 돌출부가 구비되어 여기에 링형상체(15)가 가압끼움되어 리프스프링의 자유단을 가동자성체(14)에 고정시키는 것이다.

링형상체(15)의 사용에 의해 부품이 용이하게 가공될 수 있다.

제3도는 본 발명의 제3실시예를 개략적으로 도시한다.

가속도검출기(21)는 주코일(26a,26b)과 부코일(27a,27b)를 구비한다.

코일(26a,27a)과 코일(26b,27b)는 쌍으로 구비되어 전자(26a,27a) 위에 후자(26b,27b)가 놓여져 수지제의 보빈(29)둘레에 동심원적으로 감겨져 자성체(24)의 양쪽 둘레에 구비되는 코일유닛을 이룬다.

요오크(28)가 보빈(29)사이 및 코일유닛에 구비되어 이들과 일체로 된다.

보빈(29)은 그 양단에서 측벽(22－2)에 의해 유지되는 돌출부(29a,29b)를 가져서 보빈(29)을 케이스(22)내의 정위치에 유지시킨다.

이것은 조립작업을 더욱 단순화시키는데 기여한다.

제4도는 본 발명의 제4실시예를 개략적으로 도시한다.

이 실시예는 요오크(38)가 보빈(39)을 형성할 때 보빈 사이에 삽입되어 서로 일체적으로 된 점과 보빈(39)은 제3실시예와 같이 보빈을 그 단부에서 고정하는 대신 케이스(32－1)의 내주면에 그 외주부를 고정시킨 것이다.

이러한 배열로 해서 요오크(38) 및 보빈(39)은 좀 더 견고하게 연결될 수 있고 이로써 이들을 상대적 위치설정의 정밀도가 더욱 용이하게 향상된다.

전술한 설명으로부터 본 발명에 따른 가속도 검출기의 최상의 형태는 제1 및 제2실시예의 검출기에 제3 및 제4실시예에서와 같이 장착된 코일 및 요오크를 가지는 것임을 알 수 있을 것이다.

Claims (8)

1. 케이스, 가속도하에서 이동가능하게 케이스안에 장착된 가동자성체, 주코일과 부코일을 갖추고 가동자성체가 변위될 때 부코일들 사이에서 차동출력이 발생되도록 배열된 차동변압기 및 가동자성체의 돌출단부를 지지하는 리프스프링으로 구성되며, 상기 가동자성체는 주코일과 부코일을 통하여 연장되고 그 양단이 코일들로부터 돌출되며, 상기 케이스는 차동변압기의 외주를 둘러싸는 원통체와 원통체의 양단의 개구부를 닫는 덮개로 구성되며 상기 덮개와 상기 가동자성체의 양단은 자속이 흐를 수 있는 소정의 간극을 규정하며, 상기 리프스프링은 상기 자성체 단부면과 상기 덮개 사이의 위치에 고정되는 것을 특징으로 하는 가속도 검출기.
2. 제1항에 있어서, 상기 케이스의 상기 덮개는 상기 원통체의 상기 개구부에 삽입되어 상기 원통체와 상기 덮개를 함께 코팅함으로써 상기 원통체에 고정되는 것을 특징으로 하는 가속도 검출기.
3. 제1항 내지 제2항에 있어서, 자석편이 상기 가동 자성체의 단부에 결합되고 상기 리프스프링의 단부는 이들 사이의 위치에 고정되는 것을 특징으로하는 가속도 검출기.
4. 제3항에 있어서, 상기 가동 자성체는 그 단부면에 구멍이나 돌출부를 구비하여 여기에 상기 자석편이 가압끼움되는 것을 특징으로 하는 가속도 검출기.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차동변압기는 수지제의 한쌍의 보빈으로 구성되고, 상기 하나의 주코일 및 하나의 부코일은 상기 각각의 보빔에 동심원적으로 감기며, 요오크가 상기 보빈 사이에 일체적으로 구비되어 상기 요오크가 상기 케이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 가속도 검출기.
6. 제5항에 있어서, 상기 요오크는 상기 보빈을 형성할 때 상기 보빈 사이에 삽입되어 일체적으로 되는 것을 특징으로 하는 가속도 검출기.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 보빈과 상기 요오크로 구성되는 조립체가 그 양단에 돌출부를 구비하여 상기 케이스의 상기 덮개에 대하여 가압되어 상기 보빈을 고저위치에 유지하는 것을 특징으로 하는 가속도 검출기.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 조립체는 상기 케이스의 상기 원통체의 내벽에 고정되는 외주부를 가지는 것을 특징으로 하는 가속도 검출기.