Acceleration sensor

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加速度センサに係り、特に車両の衝突時などに生じる大きな速度変化を検知するのに好適な加速度センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の加速度センサとして、USP 4,82
7,091 号には、導電材料よりなる筒体と、該筒体の内部に筒体長手方向移動自在に装入された帯磁慣性体と、該帯磁慣性体の少なくとも該筒体長手方向の一端側の端面に設けられた導電体と、該筒体の長手方向の一端側に配置されており、帯磁慣性体の該導電体が接触することにより該導電体を介して導通される１対の電極と、該筒体の長手方向の他端側に配置されており、該帯磁慣性体と磁気的に吸引し合う磁性材料よりなる吸引体と、前記筒体に巻回された、帯磁慣性体の作動テスト用のコイルと、を備えたものが記載されている。

【０００３】この加速度センサにおいては、帯磁慣性体は吸引体と吸引し合っており、加速度センサに加速度が全く又は殆ど加えられていないときには、帯磁慣性体は筒体内の他端側に静止している。

【０００４】この加速度センサにある程度大きな加速度が加えられると、帯磁慣性体が吸引体との吸引力に抗しつつ移動する。 そして、帯磁慣性体が移動しつつあるときには、この筒体に誘導電流が流れ、帯磁慣性体に対し移動方向と反対方向に付勢する磁力が与えられ、帯磁慣性体にブレーキがかけられた状態となり、その移動速度が減少される。

【０００５】加速度が所定値（閾値）よりも小さいときには、帯磁慣性体は筒体の先端までは到達せず、中途まで移動したところで停止し、次いで吸引体との吸引力により他端側まで引き戻される。

【０００６】加速度が所定値（閾値）よりも大きいとき（即ち、例えば、この加速度センサが搭載されている車両が衝突したときなど）には、帯磁慣性体は筒体の一端側にまで到達する。 そして、帯磁慣性体の先端面の導電層が１対の電極の双方に接触して電極同志を導通する。
予め電極間に電圧をかけておくと、電極同志が短絡した時点で電極間に電流が流れる。 この電流により、車両が衝突したことが検出される。

【０００７】なお、前記テスト用コイルに通電すると、
帯磁慣性体を筒体の先端まで移動させて電極に当接させることができる。 このように、テスト用コイルを用いて帯磁慣性体の作動チェックを行なえる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らが種々検討を重ねたところ、加速度センサ周囲の温度が高くなると筒体の電気抵抗が相当に大きくなり、帯磁慣性体の移動に伴って生じる誘導電流が小さくなり帯磁慣性体に加えられる磁気的ブレーキ力が予定の大きさよりも小さくなることが認められた。

【０００９】逆に、加速度センサ周囲の温度が小さくなると、筒体の電気抵抗が相当に小さくなり、帯磁慣性体の移動に伴う誘導電流による上記磁気的ブレーキ力が予定値よりも大きくなる。

【００１０】このような帯磁慣性体に与えられるブレーキ（ダンピング）力の変動が著しい場合には、加速度センサの加速度検出性能の誤差も大きくなる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の加速度センサは、導電材料よりなる筒体と、該筒体の内部に筒体長手方向移動自在に装入された帯磁慣性体と、該帯磁慣性体の少なくとも該筒体長手方向の一端側の端面に設けられた導電体と、該筒体の長手方向の一端側に配置されており、帯磁慣性体の該導電体が接触することにより該導電体を介して導通される１対の電極と、該筒体の長手方向の他端側に配置されており、該帯磁慣性体と磁気的に吸引し合う磁性材料よりなる吸引体と、前記筒体に巻回された、帯磁慣性体の作動テスト用のコイルと、を備えた加速度センサにおいて、前記テスト用コイルとは別の、
帯磁慣性体を磁気的に付勢又は減勢可能なコイルを設けたことを特徴とするものである。

【００１２】なお、以下、このテスト用コイルを第１のコイルといい、該テスト用コイルとは別のコイルを第２
のコイルということがある。

【００１３】

【作用】かかる本発明の加速度センサにおいては、第２
のコイルに所要の電流を通電することにより帯磁慣性体に対し吸引体の磁気的吸引力と同方向又は反対方向の所望の大きさの力を加えることができるので、加速度センサの周囲温度が変化しても、帯磁慣性体の移動に伴って帯磁慣性体に与えられるブレーキ（ダンピング）力の変化を補償することができる。

【００１４】また、帯磁慣性体が移動すると、この移動速度に比例して第２のコイルに誘導起電力が発生するので、第２のコイルを用いて帯磁慣性体の移動速度を検出することもできる。

【００１５】

【実施例】以下図面を参照して実施例について説明する。 第１図は本発明の実施例に係る加速度センサの筒体長手方向の断面図である。

【００１６】第１図において、合成樹脂など非磁性材料よりなる筒状のボビン１０の内部に銅合金製の筒体１２
が保持されており、該筒体１２の内部に帯磁慣性体（マグネットアッセンブリ）１４が装入されている。 このマグネットアッセンブリ１４は円柱形状の永久磁石（マグネット）１６と、該マグネット１６を含む銅などの非磁性導電材料製の有底無蓋の円筒状のケース１８と、該ケース１８内にマグネット１６を保持しておくための合成樹脂製パッキング２０とを備えている。 このマグネットアッセンブリ１４は前記筒体１２の内部に筒体１２の長手方向移動自在に嵌入されている。

【００１７】ボビン１０は、その一端が筒体１２の内部に入り込む装入部２２となっており、該装入部２２の先端部分には開口２４が設けられている。 この装入部２２
の先端の側方向の位置においては、ボビン１０に１対のフランジ２６，２８が突設されており、これらフランジ２６，２８に挟まれて鉄などの磁性材料よりなるリング状の吸引体（リターンワッシャ）３０が設けられている。

【００１８】ボビン１０には、さらに別のフランジ３２
が設けられており、前記フランジ２８と該フランジ３２
との間に第１のコイル３４が巻装されている。 ボビン１
０の他端側においてはさらに別のフランジ３６が設けられており、このフランジ３６と前記フランジ３２との間に第２のコイル３７が巻装されている。

【００１９】前記フランジ３６にコンタクトホルダ３８
が取り付けられている。 このコンタクトホルダ３８は、
合成樹脂製のものであり、１対の電極４０，４２が埋設されている。 電極４０，４２の先端側はコンタクトホルダ３８の中央部の開口４４内に突出しており、かつ電極４０，４２の先端側は円弧状に湾曲し、その一部が筒体１２の先端面とほぼ面一となるように位置されている。

【００２０】図示はしないが、電極４０，４２の後端側にはリード線が接続され、電極４０，４２の間に電圧を印加可能としている。

【００２１】このように構成された加速度センサにおいて、外力が加えられない状態においては、マグネットアッセンブリ１４はリターンワッシャ３０と吸引し合うことにより、該マグネットアッセンブリ１４の後端が装入部２２の先端面に当接する図示の後退限に位置している。 矢印Ａ方向に外力が作用すると、マグネットアッセンブリ１４はリターンワッシャ３０との吸引力に抗しつつ矢印Ａ方向に移動する。 この移動に伴って、銅合金製の筒体１２には誘導電流が流れ、この誘導電流によって生ずる磁界がマグネットアッセンブリ１４に対し移動方向と反対方向の磁力を与え、マグネットアッセンブリ１
４にブレーキがかけられる。

【００２２】加速度センサに加えられる外力が小さい場合には、マグネットアッセンブリ１４が筒体１２の途中に到達した段階で停止し、やがてリターンワッシャ３０
とマグネットアッセンブリ１４との吸引力によりマグネットアッセンブリ１４は第１図の後退限まで戻る。

【００２３】車両衝突時等に発生する大きな外力が矢印Ａ方向に加えられると、マグネットアッセンブリ１４は筒体１２の先端まで前進し、電極４０，４２に接触する。 そうすると、マグネットアッセンブリ１４の導電材料製のケース１８が電極４０，４２を短絡し、両電極４
０，４２間に電流が流れる。 これにより、予定された閾値よりも大きな加速度変化が生じたことが検知され、車両衝突が検知される。

【００２４】なお、前記第１のコイル３４はこの加速度センサの作動チェックを行なうためのものである。 即ち、このコイル３４に通電すると、マグネットアッセンブリ１４を矢印Ａ方向に付勢する磁界が該コイル３４から発生し、マグネットアッセンブリ１４は筒体１２の先端まで前進し、電極４０，４２を短絡する。 このようにコイル３４に通電を行なってマグネットアッセンブリ１
４を強制的に移動させることにより、マグネットアッセンブリ１４が正常に進退し得るか否か、そして、電極４
０，４２が短絡され得るか否かをチェックすることができる。

【００２５】前記第２のコイル３７は、例えば筒体１２
の温度による抵抗変動に伴うマグネットアッセンブリ１
４のブレーキ力の変動を補償する用途に用いられる。 即ち、加速度センサの周囲温度が予め定められた基準温度よりも上昇すると、筒体１２の電気抵抗が大きくなり、
マグネットアッセンブリ１４の移動により発生する誘導電流が小さくなり、マグネットアッセンブリ１４に加えられるブレーキ力が小さくなる。 このような場合には、
第２のコイル３７にこのブレーキの減少分を補償するように通電し、マグネットアッセンブリ１４に正規のブレーキ力を与える。 逆に、加速度センサの周囲温度が基準温度よりも低くなった場合には、マグネットアッセンブリ１４に加えられるブレーキ力が予定値よりも大きくなるよう、このような場合には、ブレーキ力の過大分だけ減勢するように第２のコイル３７に通電する。 このように、第２のコイル３７を用いてマグネットアッセンブリ１４に加えられるブレーキ力の温度補償を行なえる。

【００２６】なおマグネットアッセンブリ１４が移動するときには、この移動速度に応じた大きさの誘導起電力が第２のコイル３７に発生するから、この誘導起電力を測定することによりマグネットアッセンブリ１４の移動速度を検出できる。 そして、この移動速度を判別することにより加速度センサの作動チェックを行なうこともできる。

【００２７】さらに、この第２のコイルを用いて次のような作動を行なわせることもできる。 第１のコイルに異常が生じた時に第２のコイルでバックアップすることができる。 第１のコイルの異常の有無のチェックができる。

【００２８】

【発明の効果】以上の通り、本発明の加速度センサは帯磁慣性体が内装された導電材料製筒体に、動作テスト用の第１のコイルの他に、多用途に供しうる第２のコイルを設けたものであり、該第２のコイルを用いて車両衝突を判断するか加速度閾値の温度変動に伴う変化がきわめて小さなものとすることができる。 そしてこれにより、
気温等が大きく変化しても常に正確に車両衝突を検知することが可能となる。

【００２９】また、本発明の加速度センサによると、帯磁慣性体の移動速度を検出して加速度センサの作動チェックを行なうこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は本発明の実施例に係る加速度センサの断面図である。

【符号の説明】

１０ ボビン １２ 筒体 １４ マグネットアセンブリ (帯磁慣性体） １６ マグネット ３０ リターンワッシャ（吸引体） ３４ 第１のコイル ３７ 第２のコイル ４０ 電極 ４２ 電極

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