JP2550133B2 - 加速度検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、自動車等の移動体における加速度を検出
するために搭載される加速度検出器に関する。

［従来の技術］ 以下、この種の加速度検出器を説明する。

第４図は、歪ゲージを用いた加速度検出器41を示して
いる。ケース42内に、板バネ43で担持された可動体44が
上下動自在に設けられていて、この加速度検出器41に上
／下方向の加速度が加わると、前記可動体44に加速度に
比例する力が下／上方向に加わり、板バネ43が湾曲する
ので、板バネ43に固定して設けた歪ゲージ45も歪む。こ
のときの歪ゲージ45で生じた歪信号は、出力コード46を
介して制御部47に入力され、増幅器48で増幅された電圧
が所定のしきい値を上回ったとき、電圧比較回路49より
出力部50に加速度検出信号として出力されるようになっ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上述のような歪ゲージを用いたものは、高
感度の増幅器48を必要とするので価格の低廉化を妨げる
問題があった。

この発明は、上述した問題点をなくすためになされた
ものであり、安価で故障検出が容易な加速度検出器を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、作用した加速度に呼応して移動する重り
と、この重りの移動と連動してわずかに移動し、その後
は前記重りの移動を磁気的に拘束する固定子と、前記重
りまたは前記固定子の移動を検出する第１の検出素子
と、前記重りが前記固定子の拘束力を越えて移動するこ
とを検出する第２の検出素子とを備えたことを特徴とす
る。

［作用］ 磁力にて接合している重りと固定子は加速度に呼応し
て移動し、第１の検出素子は固定子の移動を検知する。
第１の検出素子の検出状況より重り及び固定子が固着等
による作動不良を生じているか否かが判断できる。尚、
固定子の移動量は制限されているので、固定子と接合し
ている重りの移動量も制限される。さらに強い加速度が
作用した場合、重りは磁力による固定子との拘束力を振
り切り移動する。第２の検出素子は、固定子より離れて
移動する重りの移動を検出する。

［実施例］ 第１の実施例 本発明の一実施例を示す第１図において、加速度検出
器１のケース２内には、ケース２の内面2aと振子３の側
面3aとが相向き合い、そして接近して短冊状の振子３が
振子３の一端部を貫通する回転軸４により吊り下げられ
ている。また、振子３は着磁されており、例えば振子３
の一端はＳ極、他端はＮ極である。吊り下げられた振子
３の下端部と対向するケース２の内面2aにはケース２の
内外面を貫通する孔2bが設けられている。この孔2bには
孔2bを摺動可能でありＴ字型の断面形状を有する固定子
５が設けられる。また固定子５の端部5bは磁性材料から
構成される。固定子５は固定子５の台座5aをケース２の
外表面2cより適宜な間隔を有し突出させ、固定子５の端
部5bを振子３の磁力により振子３の側面3aに接合した状
態である。尚、台座5aは孔2bを通過できない大きさであ
り、台座5aの側面5cには導電部材5dが設けられている。
尚、固定子５と導電部材5dとは電気的に絶縁されてい
る。また、ケース２の外表面2cの孔2bが設けられた周辺
には固定子５の台座5aに設けられた導電部材5dと接触可
能なように接点6a及び6bが設けられる。接点6a及び6bに
はリード線6cが接続され、例えば接点6aはプラス極、接
点6bはマイナス極に接続されている。

また、ケース２の内部下面2dの振子３が回動する軌跡
に対向する部分には、振子３の磁力によりスイッチがオ
ン、オフするリードスイッチ７が設置される。リードス
イッチ７にはリード線８が接続され、リード線８はケー
ス２の外部へ導かれる。

上記のように構成された加速度検出器１は例えば自動
車の適宜な箇所にケース２の下面2dを水平とし設置され
る。加速度検出器１に加速度が作用していない場合、振
子３は重力により垂直方向を向いた状態であり、振子３
と磁力により接合している固定子５の台座5aの導電部材
5dと接点6a及び6bとは接触していない。従って接点6aと
6bは電気的にオフの状態である。矢印Ａの方向にある一
定以下の第１の加速度が作用した場合、振子３及び振子
３と磁力により接合している固定子５が、回転軸４を中
心として矢印Ｂの方向へ回動する。よって固定子５の台
座5aの導電部材5dが孔2bの周辺に設けられた接点6a及び
6bと接触することにより、接点6aと6bは導電部材5dを介
して短絡するので、接点6aと6bは電気的にオン状態とな
る。また、固定子５の台座5aはケース２の孔2bを通過で
きないので、固定子５の移動は抑制され固定子５に磁力
にて接合している振子３の回動も抑制される。従ってこ
の第１の加速度ではリードスイッチ７はオフの状態であ
る。尚、作用した加速度が減少すると、振子３は重力に
より垂直方向へ回動し、振子３と接合している固定子５
も元の位置へ戻る。従って固定子５の台座5aの導電部材
5dと接点6a及び6bは非接触となるので接点6aと6bは電気
的にオフ状態となる。

次に、ある一定以上の第２の加速度が矢印Ａの方向へ
作用した場合、前述したように接点6aと6bは電気的にオ
ン状態となるとともに固定子５の移動は抑制されるが、
振子３は固定子５との磁力による拘束力を振り切ってさ
らに回動する。これによってリードスイッチ７には振子
３の磁力が作用し、リードスイッチ７はオフ状態からオ
ン状態に変化する。このようにリードスイッチ７の電気
信号の変化を検出することで、ある一定以上の第２の加
速度が加速度検出器に作用したことがわかる。尚、加速
度が減少した場合、振子３は重力により垂直方向に戻ろ
うとするのでリードスイッチ７に作用する振子３の磁力
は弱まり、リードスイッチ７はオン状態からオフ状態に
戻る。さらに振子３が垂直方向へ戻ると、振子３と固定
子５は、磁力により接合するとともに固定子５の台座5a
の導電部材5dと接点6a及び6bとは非接触な状態に戻り、
接点6a及び6bはオン状態からオフ状態に戻る。

上述したように本加速度検出器１は２段階の加速度を
検知することが可能である。また、接点6a及び6bのオ
ン、オフ状態を検出することで、振子３が固着し、回動
不能になっているかどうかを判断することができる。

また、固定子５がケース２に固定されている場合に比
べ、本実施例のように固定子５を自由に移動可能とする
領域を設けることにより、加速度が加速度検出器１に印
加されたとき、振子３には上記加速度による力と上記移
動可能な領域を固定子５が移動する間に生じる振子３の
慣性力とが加わる。従って、固定子５の移動可能な領域
長さを調整することにより、振子３が固定子５から離れ
るのに必要な加速度を調整することができる。

尚、本実施例では第２の加速度を検知する素子として
リードスイッチを用いたが、ホールIC、コイル等を使用
し振子３の磁力を検知してもよい。

第２の実施例 第２図は本発明の他の実施例を示したもので、第１の
実施例と基本的な構造は同一であるので、相違する箇所
のみ以下に記載する。尚、第１の実施例に示した部材と
同様の部材については同一の符号を付している。

第１の実施例において振子３は着磁されていたが、本
実施例では振子３は磁性体にて製作される。一方振子３
と接合する固定子５の端部5bは着磁されている。このよ
うな固定子５は、固定子５の台座5aがケース２の外側に
位置するように、固定子５の端部5bをスプリング10及び
ケース２の孔2bを貫通して設けられる。尚、振子３が垂
直方向に吊り下げられた状態にて固定子５の端部5bは、
振子３の側面3aに磁力にて接合する状態である。またこ
の状態のとき、ケース２の内部下面2dには振子３の下面
3bと相対向する位置に、磁気を感知することでオン、オ
フ動作をするホールIC11が設けられる。さらにケース２
の内部には、振子３が矢印Ｂ方向に回動した際、振子３
と接触する位置にマイクロスイッチ12が設けられる。マ
イクロスイッチ12にはリード線８が接続され、リード線
８はケース２の外部へ導かれる。

上記のように構成された加速度検出器１は、第１の実
施例に示した加速度検出器と同様に２段階の加速度を検
出することができる。

加速度検出器１に加速度が作用していない場合、振子
３と固定子５は磁力で接合され、さらに固定子５の台座
5aとケース２の外表面2cの間隙にはスプリング10が設け
られているので、第１の実施例のように振子３の回動は
自由ではなく振子３はスプリング10の圧縮力により所定
の位置に固定されている。

矢印Ａの方向にある一定以下の第１の加速度が作用し
た場合、振子３は矢印Ｂの方向へ回動し始める。それに
ともなって振子３に磁力で接合している固定子５もスプ
リング10の圧縮力に逆らって振子３とともに移動する。
固定子５が移動することで、ホールIC11に対する固定子
の端部5bの磁気の作用が強くなり、ホールIC11は端部5b
の磁力により出力信号を発生し、第１の加速度を検知す
ることができる。

さらに矢印Ａの方向に加速度が作用した場合、固定子
５の台座5aがケース２の側面2cとスプリング10を介して
接触するので、固定子５は移動不可能となるが、振子３
は固定子５の磁力を振り切りさらに矢印Ｂの方向へ回動
する。よって振子３はマイクロスイッチ12に設置される
スイッチを押し込み、マイクロスイッチ12はオフ状態よ
りオン状態となる。従ってマイクロスイッチ12のオン、
オフ状態を検知することで、第２の加速度を検出するこ
とができる。

尚、加速度が減少及び作用しなくなった場合、振子３
は重力により垂直方向に戻るので、マイクロスイッチ12
に設置されたスイッチは元の状態に戻り、マイクロスイ
ッチ12はオンからオフに変化し、さらにホールIC11に作
用する固定子５の磁力も弱くなり、ホールICの出力はゼ
ロとなり加速度検出器１は元の状態に戻る。

本実施例においても、第１の実施例と同様に固定子５
の移動可能な長さを調整することにより、振子３に印加
される慣性力が調整され、第２の加速度の検知レベルが
調整できる。

第３の実施例 第３図は本発明のさらに他の実施例を示したもので、
本加速度検出器１も第１及び第２の実施例と同様に２段
階の加速度を検出できるものである。

ケース15の内部には磁性体にてなる磁性体球16とこの
磁性体球16が移動可能な空胴17が設けられている。ま
た、空胴17の壁面18の中央部には壁面18を貫通する孔19
が設けられ、この孔19には孔19を摺動する固定子20が設
けられる。固定子20は、孔19を貫通するシャフト20a
と、このシャフト20aの両端に付属し空胴17の壁面18を
はさむ台座20b及び20cより構成され、固定子20はＨ形の
断面形状を有するものである。固定子20のシャフト20a
の縦方向の長さは、壁面18の厚さに間隙21を加えた長さ
であり、従って固定子20は間隙21の寸法分のみ孔19を摺
動することができる。また、固定子20の２つの台座20
b、20cは着磁されている。

ケース15の外表面上には発光素子22と受光素子23が相
対向して設置される。尚、発光素子22と受光素子23が設
置されたケース15の外表面と空胴17とは孔22a及び23aが
あけられ、発光素子22から発せられた光は空胴17を通過
し受光素子23にて受光される。発光素子22と受光素子23
の設置位置は、空胴17内に位置する固定子20の台座20b
が壁面18に接触し、かつ台座20bに磁力にて磁性体球16
が接合している場合には発光素子22の発する光が遮断さ
れず、固定子20が間隙21寸法分のみ空胴17内へ移動した
場合には、発光素子22の発した光が磁性体球16にて遮断
されるような位置である。さらに、発光素子22及び受光
素子23が設置された位置より壁面18と反対方向には、発
光素子22及び受光素子23と適宜な間隔を有して、発光素
子24及び受光素子25がケース15の表面上に同様に設置さ
れる。

上記のような加速度検出器26は、例えば自動車の適宜
な位置に空胴17を水平とし設置される。加速度検出器26
に加速度が作用していない場合、固定子20の台座20bと
壁面18が接触し、さらに台座20bに磁性体球16が接合し
ているので、発光素子22及び24から発せられた光は、受
光素子23及び25にて受光され、受光素子23及び25はオン
状態である。次に矢印Ａの方向に加速度が作用した場
合、固定子20は間隙21の寸法分のみ空胴17内へ移動し停
止する。また固定子20に接合している磁性体球16も固定
子20とともに移動し発光素子22より発せられる光軸をさ
えぎる。従って受光素子23は光を受光しないのでオフ状
態に変化する。しかし発光素子24から発せられる光軸は
さえぎられていないので、受光素子25はオン状態を維持
している。

さらに矢印Ａの方向に加速度が作用した場合、磁性体
球16は固定子20と接合している磁力を振り切り矢印Ｂ方
向へ移動する。従って発光素子22及び24から発せられた
光は磁性体球16により遮断され、受光素子23及び25はオ
フ状態となる。このように加速度検出器26も２段階の加
速度を検知することができる。尚、作用した加速度が減
少もしくは作用しなくなった場合、磁性体球16は固定子
20の台座20bの磁気により固定子20に接合し元の状態に
戻る。従って受光素子23及び25は再びオン状態に戻る。
尚、上述では空胴17を移動する移動体を球状としたが、
円筒状のものでもよい。

以上の第１から第３の実施例に示したように、本加速
度検出器は第１の加速度と第１の加速度より大きい第２
の加速度の２段階の加速度を検知できる。また、第１の
加速度を検知することで、加速度検出器が正常に作動し
ているか否かを確認することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、作用する加速度
にてわずかに移動する固定子と、この固定子の移動を検
知する第１の検出素子と、前記固定子に磁力にて接合
し、この磁力による拘束力を越える加速度が作用した場
合のみ固定子と分離する重りと、固定子より分離した重
りの移動を検出する第２の検出素子を備えることで、本
加速度検出器は２段階の加速度を検出することができる
とともに第１及び第２の検出素子から出力される電気信
号は高感度の増幅器を必要としない。従って加速度検出
器の価格の低廉化が可能となる。また、第１の検出素子
の作動状況より加速度に呼応する移動部分の作動不良等
の異常を判断することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例を示す加速度検出器の
縦断面図、第２図は、本発明の第２の実施例を示す加速
度検出器の縦断面図、第３図は、本発明の第３の実施例
を示す加速度検出器の縦断面図、第４図は、従来の加速
度検出器の縦断面図及び加速度検出器に接続される装置
の概略を示した図である。 ３……振子、５……固定子、6a、6b……接点、 ７……リードスイッチ、11……ホールIC、 12……マイクロスイッチ、16……磁性体球、 20……固定子、22、24……発光素子、 23、25……受光素子。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作用した加速度に呼応して移動する重り
   と、 この重りの移動と連動してわずかに移動し、その後は前
   記重りの移動を磁気的に拘束する固定子と、 前記重りまたは前記固定子の移動を検出する第１の検出
   素子と、 前記重りが前記固定子の拘束力を越えて移動することを
   検出する第２の検出素子と を備えたことを特徴とする加速度検出器。
2. 【請求項２】前記第１の検出素子が電気接点からなり、
   導電部を有する前記固定子が前記第１の検出素子と接す
   ることで電気接点が導電状態となるように構成された請
   求項１記載の加速度検出器。
3. 【請求項３】加速度検知器を構成するケースの一部に前
   記固定子が移動可能な孔を有する請求項１又は２記載の
   加速度検出器。
4. 【請求項４】前記ケースとこのケースより突出した固定
   子の間に、重りと固定子の拘束力よりも弱い力で圧縮さ
   れるバネ材を有する請求項３記載の加速度検出器。