Integral accelerometer that can sense the off-axis input

【発明の詳細な説明】 軸外れ入力を感知できる積分加速度計発明の背景本発明は加速に応じて通路内の第１の位置からその中の第２の位置に移動して、その中の第２の位置に到達したときに通路内に片持ちになった１対のビームの接点を物理的にブリッジする慣性または「感知」体を有する加速センサーに関するものである。 車両乗員安全拘束手段の作動を制御するために使用される既知の加速度計は一般的にその中に形成された円筒状の通路を有するハウジングと；通路内に位置づけられた球状または円筒状の感知体と；感知体に復帰付勢を提供する、すなわち通路内の第１の位置に感知体をわずかに付勢するための手段と；加速度入力に応じて通路内の第１の位置からその中の第２の位置に移動したときに感知体によって操作されるようにハウジングに取り付けられたスイッチ手段とから成る。 かかる加速度計は一般的に変動を「積分する」、すなわち通路内の感知体の運動は摩擦減衰、流体減衰、または磁気減衰によって減速される。 参照:Breedに対する米国特許第4,329,549号（gas damping through use of ball moving in closely-t oleranced tube）；Behrに対する米国特許第4,827,091号(magnetic damping thr ough use of a magnetic sensing mass in combination with encompassing con ductive,nonmagnetic rings)、など。 かかる既知の加速度計はその感知軸と、すなわち感知体がその中を移動する通路を形成する円筒の軸と一致する加速度入力を受けたときはうまく作動する。 したがって、加速時計の感知軸が自動車の長手方向軸と整列したときに、加速度計は「正面」衝撃を検出するのには最も有効である。 しかしながら、これと関連して、かかる既知の加速度計はいわゆる「軸外れ」 (off−axis)衝撃を検出するのに使用するには不適である。 とくに、車両が加速度計の感知軸に対して衝撃角度θを形成する衝撃軸に沿って加速度入力を受けるとき、感知軸に沿って加速度計の感知体に働く、結果的にもたらされる力は大幅に減少し、加速度計によって制御された拘束システムによって与えられる乗員保護の程度も付随して低下する。 言い換えれば、軸外れ衝撃で感知体に働く加速力Ａ _xは感知軸に投影された印加された加速力Ａの１つの成分にすぎず、さらに減速摩擦負荷Ｆを伴い、Ｆはそれ自体加えられた加速力Ａの垂直方向反作用成分Ｎに比例する。 この効果は次式を用いて要約できるだろう：

したがって、例えば、30度の、相対衝撃角度θで(すなわち、加速度入力が加速度計の感知軸から30度ずれてかけられた)、0.20の摺動摩擦係数μで車両に所与の加速度入力Ａが加えられたとき、感知体にかかる結果としての加速力Ａ

_xは加えられた加速度入力Ａの76.6％にすぎない。 最終結果として、車両が軸外れ加速度入力を受けたときに加速度計の引き外ししきい値がかなり増加し、それだけ乗員の安全が低下する。 軸外れ衝撃の場合の加速度計のしきい値のこのようなひずみは角度φで側壁を設定することによって減少させることができる。 この効果は次式を用いて要約できるだろう： したがって、加速度計が８度の側壁角度と0.20の摺動摩擦係数μを備えているとき、30度の相対衝撃角度θで加速度入力Ａが加えられたとき、加えられた加速度入力Ａのおよそ84.4％の加速力Ａ

_xが感知体上に発生する−−これは平行壁加速度計について先に計算した76.6％という数字に比べてかなりの改善に当たる。 実際、上記の式の計算は、軸外れ衝撃から伝達される加速度増加百分率は度数で表した側壁角度φにほぼ等しい。 したがって、先行技術には軸外れ衝撃を許容するために角度をつけた側壁を有する加速度計が教示されている。 例えば、Ｏrlandoに対する米国特許第3,774,12 8号は通路の側壁に含まれた角度内に向けられた加速度入力に応じて、水平方向に広がった通路内を、すなわち拡散する側壁を有する通路内を走行するボール形の感知体を特徴とする加速度計を教示している。 具体的には、ボール形の感知体は永久磁石によって通路内の「ボール収納部」(ball seat)または静止位置に付勢される。 平坦なフェライトの外部ブラケットが磁気復帰付勢のための適切な流動経路を提供する一方で、感知体に下向きの力をかけて跳ね上がりを防止する。 しかしながら残念なことに、加速度計に角度のある側壁を使用することで万事解決するわけではない。 かかる加速度計は軸外れ衝撃の場合の発火しきい値のひずみが少なくなる一方で、Ｏrlandが教示しているような加速度計は必然的に非積分型であることを特性とするが、それはその横断面の大きさの変化による通路内の感知体の運動を減速する十分な手段が欠けているからである。 さらに、かかる加速度計が磁気復帰付勢を使用する場合、側壁角度が増加するにつれて、側壁角度φの究極限度で、すべての所与の角度について有効な力対変位曲線を保証するためにそれだけ複雑な磁気回路が要求される。 くわえて、角度のある側壁の使用には接点設計と達成可能な接点ドエル（dwell）に関する問題があり、とくに多数の回路接点が所望である場合に問題となる。 さらに追加の自由度（yaw）がシステムダイナミクスや接点界面の制御で不利になることがある。 最後に、角度のある側壁を有する既知の加速度計は平行壁加速度計よりも製造が困難である。 したがって、望ましいのは角度のある側壁を有し、すべての所与の角度に沿って感知体の変位に対してほぼ同一の復帰付勢力対変位曲線と、増加した接点ドエルと、多重回路能力を特徴とし、さらに改善された試験性と再構成可能な機能を特徴とする積分加速度計である。

発明の要約本発明の目的は軸外れ衝撃の場合の信頼性を増すために水平方向に広がった通路、すなわち角度のある側壁を特徴とする積分または「減衰」加速度計を提供することである。 本発明のもう１つの目的は角度のある側壁を有し、それぞれの所与の角度に沿った所定の感知体の変位量に対してほぼ同一の復帰付勢力を特徴とする減衰加速度計を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、既知の設計に固有の制約のために、これまで可能であったものよりも大きな側壁角度φで角度をつけた側壁を特徴とする減衰加速度計を提供することである。 本発明の別の目的は、変位変動速度を元にした減衰を特徴とし、それによって接点ドエルが改善された軸外れ衝撃を感知することのできる加速度計を提供することである。 本発明の別の目的は単独の感知体だけを使用する多重回路閉鎖を特徴とする軸外れ衝撃を感知することのできる加速度計を提供することである。 本発明の別の目的は軸外れ衝撃を感知することのできる試験可能な積分加速度計を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、高いレベルの衝突判別を使用しているときに加速度計を再構成するために選択的に増加させることのできる磁気復帰付勢で特徴づけられた軸外れ衝撃を感知することのできる積分加速度計を提供することである。 本発明のさらに別の目的は角度のある側壁を有し、製造が容易なことを特徴とする積分加速度計を提供することである。 本発明によれば、加速度計は中心長手方向軸の周囲にその中に形成された水平方向に広がった通路、すなわちほぼ平坦な、水平基礎面と１対の垂直側壁を有する好適には長方形の横断面の通路を有するハウジングから成り、少なくとも１つの側壁が中心軸と拡散角度を形成して、通路の第１の端からその第２の端に中心軸にそって変位が増加するにつれて側壁の間の距離が増すことを特徴とする。 加速度計はさらに通路の第１の端の近傍でハウジングに固定された第１の磁気透過性の要素と、好適には、通路に対して直径方向にその上に位置づけられるようにハウジングに固定された第２の同一の磁気透過性要素を有し、第１の要素が通路の上に、第２の要素がその下に位置づけられる。 通路の中に位置づけられた磁気感知体は通路の第１の端内の第１の位置に向かって磁気的に付勢され、感知体はそれに対する磁気付勢を越えてハウジングにかけられた加速力に応じて通路内のその第１の位置から移動するような磁気透過性要素と磁気的に相互作用する。 ハウジング上のスイッチ手段は通路内の前記感知体の変位に応じて動作し、感知体が通路内の第１の位置からその中の第２の位置に移動したとき、感知体上の電導性表面が通路内に突出している１対のビーム接点をブリッジする。 加速度計はさらに通路内の感知体の移動を減衰する手段も備えている。 具体的には、加速度計は通路の近傍でハウジングに固定された、銅板などの、第１の電導性の磁気非透過性要素と、好適には、通路に対して直径方向にその上に位置づけられるようにハウジングに固定された第２の同一の平板を有し、第１の要素が通路の上に、第２の要素がその下に位置づけられる。 この点に関して、減衰板が磁気的に透過性の要素の中に入れ子になって板をより大きな磁束密度に露出するのが望ましい。 磁気感知体が通路内を移動することによって板の中に渦電流が発生し、今度はそれが第２の磁場を発生して感知体のそれ以上の運動に対して抵抗する。 本発明によれば、感知体の磁気軸は通路内のその運動平面に直角方向に延長する、すなわちその磁気軸は通路の底面に対して垂直方向に延長する。 感知体の磁気軸が垂直方向であることによって、磁気透過性要素の材料と寸法を正しく選択すれば、側壁の間のそれぞれのまたすべての所与の角度に沿ってその第１の位置からの感知体の変位についてほぼ同一の復帰付勢力対距離の曲線が得られ、大きな側壁角度φを使用しても感知体に働く磁気復帰付勢の所望の力対変位曲線は乱れない。 また、１対の磁気透過性要素を使用したとき、その磁極のそれぞれを介して感知体に対称的な復帰付勢が加えられる。 さらに、磁極と減衰板を真向かいに相対させると、結果的に隣接する減衰板を通る磁束密度が増加して、定量的により大きな減衰効果が得られる。 また、本発明の別の特徴によれば、それぞれの減衰板の幅寸法は加速度計中心軸にほぼ平行な方向に延長するにつれて増加し、 それによって増加減衰効果とともに通路内の感知体変位が増加し、今度はそれが、接点ドエルを向上させる。 好適態様において、感知体はパック型（平円盤型）に成形される、すなわち直円柱の長手方向断面で、その磁気軸はその中心軸と心出しされる。 この形状によって多重回路スイッチ手段は、通路内に突出している離散した１対のビーム接点をブリッジする感知体上に軸方向に形成された電導性の円周状の表面を使用する場合のように、通路内の感知体の移動を感知できるようになる。 接点梱包の大きな融通性は、単に球形または平坦ではなく、パック（平円盤）の円筒状接点表面によって提供される別の特徴である。 例えば、ビーム接点の対はそれが通路内のその第１の位置を取ったときに、またはハウジングへの加速度入力によって通路内のその第２の位置に移動したときに感知体によってブリッジさせることができる。 本発明の別の特徴によれば、加速度計は感知体を通路内のその第１の位置から変位させて電磁的に移動するための手段を備え、それによって加速度計のスイッチ手段の操作性を定期的に試験することができる。 好適態様において、感知体をその第１の位置から電磁的に変位させる手段はほぼ通路の上に位置づけられるようにハウジング上に取り付けられた第１の垂直巻きコイルと、ほぼ通路の下に位置づけられるようにハウジングに取り付けられた第２の垂直巻きコイルとからなり、第２のコイルは第１のコイルと同じ方向に巻かれている。 それぞれのコイルは好適には楕円形でハウジングに取り付けられ、その長軸が加速度計の中心軸にほぼ平行な方向に延長し、それによってコイルの作動行程を延長している。 さらに、感知体に復帰付勢を提供するために使用される磁気透過性要素はそれぞれ好適には区分されているか、もしくは、その効率を上げるためにそれぞれの試験コイルに対してコイルの磁気回路の一部を形成するように位置づけられている。 試験コイルを励起させると、その結果磁場が磁気復帰付勢にうち勝って感知体を通路内の第２の位置に変位させる。 本発明の別の特徴によれば、試験コイルを通って向けられた電流は逆転させられて、感知体を通路内のその第１の位置に向けてますます強く磁気的に付勢し、 それによって加速度計の引き外ししきい値を増加させ、それとともに制御される乗員安全拘束具の効果を最大にする目的で加速度計が「再構成される」。

図面の簡単な説明図１は通路内のその第１の位置または「静止」位置にある磁気感知体を示す、 本発明による改良された加速度計の横断面の長手方向図である；また 図２は接点を越えて通路の広がった端の中への、加速度計の中心軸に沿ってみた、図１の線２＝２に沿った加速度計の横断面図である。 図３は角度のある側壁を備えた通路と、加速度計の中心軸に平行に延びた減衰板の多角形の切断を示す図１の線３−３に沿った加速度計の横断面図である。 図４は本発明の加速度計の開示された好適態様に使用されたパック型の磁気感知体の展開側面図である。

好適態様の詳細な説明図１において、本発明の加速度計の例としての態様10は中心長手方向軸16の周囲に形成されたほぼ長方形の断面の水平に広がった内部通路14を有するハウジング12から成る。 具体的には、通路14はほぼ平坦な、水平底面18と１対の垂直側壁20を有し、それぞれの側壁20は加速度計の中心長手方向軸16と拡散角度φを形成している。 角度のある側壁20の使用によって２つの側壁20の間の任意の「所与の角度」(included angle)に沿って加速度計10に対する「軸外れ」加速度入力の場合でも側壁20との有害な摩擦接触の可能性が減らされる。 加速度計10はさらに、通路14に対して直径方向に位置づけられ、第１の磁気透過性要素22が通路14の上に位置づけられ、第２の磁気透過性要素22が通路14の下に位置づけられるように通路14の第１の端24の近傍でハウジング12に固定された、同一の第１と第２の磁気透過性要素22を備えている。 通路14内に位置する磁気感知体26は磁気透過性の要素22のそれぞれと磁気的に相互に作用して、通路14の第１の端24内の第１の位置に向かって磁気的に付勢され、それに対する磁気付勢を越えてハウジング12にかかった加速力に応じて感知体26がその第１の、または「静止」位置から通路14内の第２の位置まで移動する。 好適態様10において、感知体26はパック型に、すなわち直円柱の長手方向断面の形に成形される。 また、好適態様10は、その中のその第１の位置から離れる通路14内の感知体26の変位に応じて動作するハウジング12の上の多重回路スイッチ手段によって有利に特徴づけられる。 具体的には、パック型の感知体26はその側面の上に１対の軸方向に隔てられた電導性の円周状表面28を備え、感知体26が通路14内のその第１の位置からその中の第２の位置に移動したときに、通路14内に突出している２対の離散したビーム接点30を接触させる。 本発明によれば、感知体26の磁気軸は通路14内のその運動平面に対して垂直方法に延長する、すなわちその磁気軸は通路の底面18に対して垂直方向に延長する。 このように、好適態様のパック型の感知体26の場合、感知体26の磁気軸はその中心長手方向軸と心出しされる。 感知体26の磁気軸を垂直に向けることによって、磁気透過性要素22の材料と寸法を正しく選択すれば、側壁20の間のそれぞれのまたすべての所与の角度に沿ったその第１の位置からの感知体の変位についてほぼ同一の復帰付勢力対距離の曲線が得られる。 さらに、磁気軸を垂直に向けることによって、その磁極のそれぞれと磁気透過性要素22との相互作用によって、それぞれ、感知体26に垂直対称的な復帰付勢が発生する。 さらに、磁気軸を垂直に向けることによって、通路14内で感知体26の純粋な回転に対して一定の復帰付勢が確保される。 加速度計の好適態様10はさらに通路14内の感知体26の運動を減衰する手段を備えている。 具体的には、同一の第１と第２の電導性磁気非透過性板32が通路14の近傍でハウジング12に取り付けられている。 図面に示した好適態様10において、 第１と第２の減衰板32は、第１の板32が通路14の上に位置づけられ、第２の板32 が通路14の下に位置づけられて、通路14に対して直径方向にその上に位置づけられるようにハウジング12に固定されている。 この点で、減衰板32が磁気透過性要素の中に入れ子になって、板をより大きな磁束密度に露出するのが望ましい。 事実、図面に示したとおり、第１と第２の板32はそれ自体が通路14の、それぞれ、 底面18と上面34を形成する付加機能を実行することが可能であり、それによって加速度計10の製造は大幅に簡略化され、スイッチ接点設計により大きな柔軟性が与えられる。 運転の際に、磁気感知体26が通路14内を移動することによって、板32の中に渦電流が発生し、今度はそれが第２の磁場を発生してその相対時間的速度に比例する感知体26のそれ以上の運動に対して抵抗する。 結果として生じる動的制動効果が感知体26の運動を減衰して、経時的に加速度入力の「積分」を提供する。 また、本発明によれば、感知体26の磁気軸が垂直に向けられているので磁極と減衰板32が直接相対し、既知の設計でこれまで経験したものより定量的により大きな減衰効果が得られる。 好適には、それぞれの減衰板32の幅寸法は加速度計中心長手方向軸16にほぼ平行な方向に延長するにつれて増加し、それによって増加減衰効果とともに通路14内の感知体変位が増加し、今度はそれが、接点ドエルを向上させる。 それぞれの減衰板32の好適多角形形状は図３からすぐわかるだろう。 本発明の別の特徴によれば、加速度計の好適態様10は感知体26を通路14内のその第１の位置から電磁的に変位させるための手段を備え、それによって加速度計のスイッチ手段の操作性を定期的に試験することができる。 具体的には、ほぼ通路14の上に位置づけられるように、第１の垂直巻きコイル36がハウジング12上に取り付けられ、ほぼ通路14の下に位置づけられるように、第２の同一の垂直巻きコイル38がハウジング12上に取り付けられ、第２のコイル38は第１のコイル36 と同じ方向に巻かれている。 それぞれのコイル36、38は好適には楕円形でハウジング12に取り付けられ、その長軸が加速度計10の中心長手方向軸にほぼ平行な方向に延長し、それによってそれぞれのコイル36、38の作動行程を延長している。 さらに、好適には、感知体26に復帰付勢を提供するために使用された磁気透過性要素22はそれぞれ区分され、そうでなければ、コイルの磁気回路の一部を形成し、それによってその効率を向上させるようにそれぞれの試験コイル36、38に対して位置づけられている。 試験コイル36、38を励起させると、その結果磁場が磁気復帰付勢にうち勝って感知体26を通路14内の第２の位置に変位させる。 本発明の別の特徴によれば、試験コイル36、38を通って向けられた電流は逆転されて、感知体26を通路14内のその第１の位置に向けてますます強く磁気的に付勢し、それによって加速度計の引き外ししきい値を増加させ、それとともに制御される乗員安全拘束具（図示されていない）の効果を最大にする目的で加速度計10が「再構成される」。 上述のごとく、好適態様に使用されたパック型の感知体26は通路14内に突出している２対の離散ビーム接点30をブリッジさせるためにその円周の周囲に２つの軸方向に間隔を置いた伝導性表面28を備えている。 図４は、とくに絶縁上面キャップ40と、第１の円周状伝導性表面28を提供する第１の伝導性スリーブ42と、垂直磁性軸を有する円筒状の磁石44と、環状の絶縁碍子46と、第２の伝導性表面28 を提供する第２の伝導性スリーブ48と、絶縁底キャップ50から成る、感知体26の好適構造態様の展開した側面図を示している。 組立が容易になるように係合するキャップ40,50は好適には射出成型された、低摩擦材料、たとえは18％PTFE、２ ％シリコンのナイロン６／６などで製造し、感知体26に対する摩擦の静的、および動的影響を低減する。 最後に、注意するのは、本発明が感知体26、磁気透過性要素22,および／または通路14の第１の端24の協力的設計を考えていることであり、それによって、例えば、そのパック上の形状を形成する直円柱断面内の感知体26の磁気軸の偏心配置によって達成されるように、通路14内でその第１の位置に付勢されたときに感知体26が公称方向に復帰するのが助長される。 本発明の好適態様を開示したが、本発明は本発明の精神または付属の請求の範囲を逸脱することなしに変更できることに注意しなければならない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年９月２４日【補正内容】 請求の範囲１． その中で第一軸の周りに形成される内部通路が実質的に平らな底面および一対の側壁を有し、側壁のうち少なくとも一方は、前記通路の第一端部から前記通路の第二端部に向かって、前記第一の軸に沿った変位の増加とともに両側壁間の距離が増加するよう前記第一の軸と広がり角を形成している前記内部通路を有するハウジングと； 前記通路に近接して前記ハウジングに固定される少なくとも一つの磁気透過性要素と； 前記通路内でその磁気軸が前記通路の底面におおむね垂直な第一方向に延伸し、前記通路の第一端部中の第一の位置に向かって磁気的に付勢されるように前記付勢要素と磁気的に干渉し、前記ハウジングに対する前記磁気付勢を超える加速力の印加に応じて前記第一位置から移動する磁気感知体と； 前記通路に近接して前記ハウジングに固定される少なくとも一つの導電性、 磁気非透過性の減衰要素を含み、前記ハウジング内の前記感知体の運動が前記減衰要素内に渦電流を発生させる前記通路内の前記感知体の運動を減衰させる手段と； 前記通路内での前記感知体の変位に応答する前記ハウジング上のスイッチ手段と； から構成されることを特徴とする積分加速度計。 ２． 前記通路が実質的に底面に垂直である側壁を有し、おおむね長方形断面であることを特徴とする、請求項１に記載の加速度計。 ３． 前記スイッチ手段が前記通路内に突出する第一の一対の接点と、前記感知体が前記通路内の前記第二の位置に変位するとき、前記第一の一対の接点と接触する前記感知体上の第一の導電面を含むことを特徴とする、請求項１に記載の加速度計。 ４． 前記スイッチ手段が 前記通路内に突出する第二の一対の接点および前記感知体が前記通路内の前記第二の位置に変位するときその第二の一対の接点に接触する前記感知体上の第二の導電面を含むことを特徴とする、請求項３に記載の加速度計。 ５． 前記の少なくとも一つの付勢要素が前記第一の軸におおむね平行な方向に伸びていることを特徴とする、請求項１に記載の加速度計。 ６． 前記の少なくとも一つの減衰要素が前記通路の底面に対して平行な関係で前記ハウジングに固定される平板を含むことを特徴とする、請求項１に記載の加速度計。 ７． 前記平板の一部が前記第一の軸におおむね平行な方向に伸び、前記平板の延伸部分の幅寸法が前記通路の第一端部から前記通路の第二端部に向かって前記第一の軸に沿った変位の増加とともに変化することを特徴とする、請求項６に記載の加速度計。 ８． 前記スイッチ手段を前記ハウジングへの加速度入力に関わりなく作動させるように前記感知体を前記第一位置から電磁気的に変位させる手段を含むことを特徴とする、請求項１に記載の加速度計。 ９． 前記感知体を電磁気的に変位させる前記の手段が、前記ハウジング上に取り付けた第一のコイルを含み、前記第一のコイルが通路の底面におおむね垂直な方向に伸びる第二の軸の周りに巻かれていることを特徴とする、請求項９に記載の加速度計。 １０． 前記第一のコイルが主軸を持つように長方形であり、前記第一のコイルの主軸が前記第一の軸におおむね平行に伸びていることを特徴とする、請求項10に記載の加速度計。 １１． 前記感知体を電磁気的に変位させる前記手段がさらに前記通路に関して、 前記第一のコイルに対し正反対であるように前記ハウジング上に取り付けた第二のコイルを有し、前記第二のコイルは前記第二の軸の周りに前記第一のコイルと同方向に巻かれていることを特徴とする、請求項10に記載の加速度計。 １２． 前記の少なくとも一つの付勢要素が前記電磁気的変位手段の磁気回路の一部を構成していることを特徴とする、請求項８に記載の加速度計。 １３． 前記電磁気的変位手段がさらに前記感知体の付勢を前記通路内の前記第一位置に向かって増加させるように作用させることを特徴とする、請求項９に記載の加速度計。 １４． 第一の軸の周りに形成される内部通路を有するハウジングと； 前記通路に近接して前記ハウジングに固定する少くとも一つの磁気透過性付勢要素と； 第一の磁極と第二の磁極の間に伸びる磁気軸を有し、前記通路内の第一位置に向かって磁気的に付勢されるように前記付勢要素と磁気的に相互作用し、前記ハウジングに対する前記磁気的付勢を超える加速力の印加に応じて前記通路内の前記第一の位置から移動するように、前記通路内に配置される磁気感知体と； 前記感知体の前記ハウジング内での運動が前記減衰要素内に渦電流を発生させて前記感知体の前記通路内での運動を減衰する前記通路に近接して前記ハウジングに固定する少くとも一つの導電性、磁気非透過性減衰要素と； 前記通路内での前記感知体の変位に応答する前記ハウジング上のスイッチ手段と； から構成される加速度計において、 前記通路が実質的に平坦な底面および一対の側壁を有し、少なくとも一方の側壁は前記感知体が前記第一位置から変位するとき、前記第一軸に沿っての変位の増加とともに側壁間の距離が増加するような広がり角を形成し、 前記感知体の磁気軸が前記通路の底面におおむね垂直な方向に延伸している所の改良。 １５． 前記通路が実質的に底面に垂直である側壁を有するおおむね長方形の断面であり、前記の少なくとも一つの減衰要素が前記通路の底面に関し平行に前記ハウジングに固定する平板からなっていることを特徴とする、請求項14に記載の加速度計。 １６． 前記平板の一部が前記第一軸におおむね平行な方向に伸び、前記平板の伸張部分の幅寸法が前記第一軸に沿って前記通路内の前記第一位置から離れる方向の変位の増加とともに変化することを特徴とする、請求項15に記載の加速度計１７． 前記感知体がパック型（平円盤型）であり、前記スイッチ手段が前記通路内に突出する二対の別個の接点および前記感知体が前記通路内の第二位置に変位するときそれぞれ前記二対の接点に接触する前記感知体上の一対の別個の導電性周辺面を含むことを特徴とする、請求項14に記載の加速度計。 １８． 前記スイッチ手段が前記ハウジングへの加速度入力に関わりなく作動するように前記感知体を前記第一位置から電磁気的に変位させる手段を含むことを特徴とする、請求項14に記載の加速度計。 １９． 前記の少なくとも一つの付勢要素が前記電磁気的変位手段の磁気回路の一部を形成することを特徴とする、請求項14に記載の加速度計。 ２０． 前記電磁気的変位手段がさらに前記通路内の前記第一位置に向かって前記感知体の付勢を増加するように作用することを特徴とする、請求項19に記載の加速度計。 ２１． その中で第一の軸の周りに形成される内部通路を有し、前記内部通路が実質的に平らな底面および一対の側壁を有し、側壁のうち少なくとも一方は、前記通路の第一端部から前記通路の第二端部に向かって、前記第１の軸に沿った変位の増加とともに両側壁間の距離が増加するように前記第一軸と広がり角を形成している前記内部通路を有するハウジングと；、 前記通路に近接して前記ハウジングに固定される第一の少くとも一つの磁気透過性付勢要素と； 前記通路内でその磁気軸が前記通路の底面におおむね垂直な第一方向に延伸し、前記感知体が前記通路の第一端部中の第一位置に向かって磁気的に付勢されるように前記第一の付勢要素と磁気的に干渉し、前記ハウジングに対する前記磁気付勢を超える加速力の印加に応じて前記第一位置から移動する前記通路内に配置されるパック型（平円盤型）磁気感知体と； 前記通路に近接して前記ハウジングに固定される第二の少くとも一つの減衰導電性、磁気非透過性の要素を含み、前記ハウジング内の前記感知体の運動が前記第二の減衰要素内に渦電流を発生させる前記通路内の前記感知体の運動を減衰させる手段と； 前記通路内での前記感知体の変位に応答する前記ハウジング上のスイッチ手段と； から構成されることを特徴とする、積分加速度計。 グ12から成る。 具体的には、通路14はほぼ平坦な、水平底面18と１対の垂直側壁20を有し、それぞれの側壁20は加速度計の中心長手方向軸16と拡散角度φを形成している。 角度のある側壁20の使用によって２つの側壁20の間の任意の「所与の角度」(included angle)に沿って加速度計10に対する「軸外れ」加速度入力の場合でも側壁20との有害な摩擦接触の可能性が減らされる。 加速度計10はさらに、通路14に対して直径方向に位置づけられ、第１の磁気透過性要素22が通路14の上に位置づけられ、第２の磁気透過性要素22が通路14の下に位置づけられるように通路14の第１の端24の近傍でハウジング12に固定された、同一の第１と第２の磁気透過性要素22を備えている。 通路14内に位置する磁気感知体26は磁気透過性の要素22のそれぞれと磁気的に相互に作用して、通路14の第１の端24内の第１の位置に向かって磁気的に付勢され、それに対する磁気付勢を越えてハウジング12にかかった加速力に応じて感知体26がその第１の、または「静止」位置から通路14内の第２の位置まで移動する。 好適態様10において、感知体26はパック型に、すなわち直円柱の長手方向断面の形に成形される。 また、好適態様10は、その中のその第１の位置から離れる通路14内の感知体26の変位に応じて動作するハウジング12の上の多重回路スイッチ手段によって有利に特徴づけられる。 具体的には、パック型の感知体26はその側面の上に１対の軸方向に隔てられた電導性の円周状表面28を備え、感知体26が通路14内のその第１の位置からその中の第２の位置に移動したときに、図２からよく分かるとおり、通路14内に突出している２対の離散したビーム接点30を接触させる。 本発明によれば、感知体26の磁気軸は通路14内のその運動平面に対して垂直方法に延長する、すなわちその磁気軸は通路の底面18に対して垂直方向に延長する。 このように、好適態様のパック型の感知体26の場合、感知体26の磁気軸はその中心長手方向軸と心出しされる。 感知体26の磁気軸を垂直に向けることによって、磁気透過性要素22の材料と寸法を正しく選択すれば、側壁20の間のそれぞれのまたすべての所与の角度に沿ったその第１の位置からの感知体の変位についてほぼ同一の復帰付勢力対距離の曲線が得られる。 さらに、磁気軸を垂直に向けることによって、その磁極のそれぞれと磁気透過性要素22との相互作用によって、それぞれ、感知体26に垂直対称的な復帰付勢が発生する。 さらに、磁気軸を垂直に向けることによって、通路14内で感知体26の純粋な回転に対して一定の復帰付勢が確保される。 加速度計の好適態様10はさらに通路14内の感知体26の運動を減衰する手段を備えている。 具体的には、同一の第１と第２の電導性磁気非透過性板32が通路14の近傍でハウジング12に取り付けられている。 図面に示した好適態様10において、 第１と第２の減衰板32は、第１の板32が通路14の上に位置づけられ、第２の板32 が通路14の下に位置づけられて、通路14に対して直径方向にその上に位置づけられるようにハウジング12に固定されている。 この点で、減衰板32が磁気透過性要素の中に入れ子になって、板をより大きな磁束密度に露出するのが望ましい。 事実、図面に示したとおり、第１と第２の板32はそれ自体が通路14の、それぞれ、 底面18と上面34を形成する付加機能を実行することが可能であり、それによって加速度計10の製造は大幅に簡略化され、スイッチ接点設計により大きな柔軟性が与えられる。 運転の際に、磁気感知体26が通路14内を移動することによって、板32の中に渦電流が発生し、今度はそれが第２の磁場を発生してその相対時間的速度に比例する感知体26のそれ以上の運動に対して抵抗する。 結果として生じる動的制動効果が感知体26の運動を減衰して、経時的に加速度入力の「積分」を提供する。 また、本発明によれば、感知体26の磁気軸が垂直に向けられているので磁極と減衰板32が直接相対し、既知の設計でこれまで経験したものより定量的により大きな減衰効果が得られる。 好適には、それぞれの減衰板32の幅寸法は加速度計中心長手方向軸16にほぼ平行な方向に延長するにつれて増加し、それによって増加減衰効果とともに通路14内の感知体変位が増加し、今度はそれが、接点ドエルを向上させる。 それぞれの減衰板32の好適多角形形状は図３からすぐわかるだろう。 本発明の別の特徴によれば、加速度計の好適態様10は感知体26を通路14内のその第１の位置から電磁的に変位させるための手段を備え、それによって加速度計のスイッチ手段の操作性を定期的に試験することができる。 具体的には、ほぼ通路14の上に位置づけられるように、第１の垂直巻きコイル36がハウジング12上に取り付けられ、ほぼ通路14の下に位置づけられるように、第２の同一の垂直巻

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マレスコ，マイケル ダブリュ. アメリカ合衆国 ミシガン州48103、アン アーバー、グレンブルック コート 2615 (72)発明者 アンダーソン，スティーブン ジェイ. アメリカ合衆国 ミシガン州48191、ウィ リス、バントン ロード 10654