온도보상형 가속도계

申请号 KR1019890014061 申请日 1989-09-29 公开(公告)号 KR1019930005636B1 公开(公告)日 1993-06-23
申请人 오토모티브 시스템즈 라보라토리, 인코포레이티드; 发明人 레오나르드더블유.베르; 로버트비.콜텐; 도날드에이듀다;
摘要 내용 없음.
权利要求
  • 온도보상형 가속도계에 있어서, 내부에 통로가 연장된 하우징, 통로의 제1단부에 형성되고 온도에 응답하여 통로의 길이 방향으로 이동하는 정지구수단, 통로에 근접하여 상기 하우징에 고정된 투자성 소자와, 통로 내에 장설된 자기감지체로 구성되고, 상기 감지체는 자기바이어스에 상기 하우징의 가속력을 극복할 때까지 정지구수단에 대한 제1위치에 머물러 있도록 상기 투자성 소자를 통하여 자기적으로 편중되고 이후에 상기 감지체가 이러한 가속력에 응답하여 상기 제1위치로 부터 통로 내의 제2위치로 이동되며, 상기 자기바이어스는 상기 감지체를 상기 제2위치부근의 다른 위치로부터 상기 제1위치로 이동될 때에 상기 감지체에 의하여 작동가능한 스위치수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 온도보상형 가속도계.
  • 청구범위 1항에 있어서, 상기 정지구수단이 바이메탈 물질로 된 코일스프링으로 구성됨을 특징으로 하는 가속도계.
  • 청구범위 1항에 있어서, 상기 정지구수단이 온도의 하강시 상기 스위치수단을 향하여 통로의 길이방향으로 이동함을 특징으로 하는 가속도계.
  • 청구범위 1항에 있어서, 상기 스위치수단이 상기 제2위치로 상기 감지체의 이동시에 상기 감지체의 전도성 표면에 접하는 한 쌍의 전기적인 접점으로 구성되고, 상기 접점이 상기 감지체의 전도성 표면에 의하여 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 가속도계.
  • 청구범위 1항에 있어서, 통로내에서 상기 감지체의 이동을 감속시키기 위한 자기완충수단을 포함함을 특징으로 하는 가속도계.
  • 청구범위 5항에 있어서, 상기 자기완충수단이 통로를 둘러싸고 있는 전도성의 비자성체 튜우브로 구성되고, 통로내에서 상기 감지체의 이동이 상기 튜우브의 주연방향으로 전류가 흐르도록 유도하며, 상기 튜우브의 전류가 이러한 감지체의 이동에 반대되는 자기장을 발생함을 특징으로 하는 가속도계.
  • 청구범위 1항에 있어서, 상기 하우징이 가속력에 관계없이 상기 감지체를 상기 제2위치로 강제이동토록 상기 투자성 소자를 역전가능하게 자화시키기 위한 전환수단을 포함함을 특징으로 하는 가속도계.
  • 청구범위 7항에 있어서, 상기 투자성 소자를 역전가능하게 자화시키기 위한 전환수단이 상기 투자성 소자에 근접배치되는 코일과 이 코일를 통하여 직류를 공급하기 위한 전환수단으로 구성됨을 특징으로 하는 가속도계.
  • 청구범위 1항에 있어서, 상기 정지구수단에 대하여 상기 감지체의 자기바이어스를 증가시키도록 상기 투자성 소자를 역전가능하게 자화시키기 위한 전환수단을 포함하므로써, 상기 감지체를 상기 제2위치로 이동시키는데 필요한 가속력이 증가됨을 특징으로 하는 가속도계.
  • 청구범위 9항에 있어서, 상기 투자성 소자를 역전가능하게 자화시키기 위한 전환수단이 상기 투자성 소자에 근접한 코일과 이 코일을 통하여 직류를 공급하기 위한 전환수단으로 구성됨을 특징으로 하는 가속도계.
  • 청구범위 1항에 있어서, 상기 통로를 감싸는 자기차폐물을 포함함을 특징으로 하는 가속도계.
  • 청구범위 11항에 있어서, 상기 자기차폐물이 관상의 형태이고 상기 차폐물의 종축선이 통로의 종축선과 평행함을 특징으로 하는 가속도계.
  • 온도보상형 가속도계에 있어서, 튜우브, 이 튜우브의 일측단부를 구성하고 온도에 응답하여 상기 튜우브의 길이방으로 이동하는 정지구수단, 상기 튜우브에 근접배치된 투자성 소자와, 상기 튜우브내에 장설된 자기감지체로 구성되고, 상기 감지체는 자기바이어스가 상기 튜우브의 가속력을 극복할 때까지 정지구수단에 대한 제1위치에 머물러 있도록 상기 투자성 소자를 통하여 자기적으로 편중되고 이후에 상기 감지체가 이러한 가속력에 응답하여 상기 제1위치로 부터 튜우브 내의 제2위치로 이동되며, 상기 자기바이어스는 상기 감지체를 상기 제2위치 부근의 다른 위치로 부터 상기 제1위치로 충분히 복귀시킬 수 있는 크기이고, 상기 감지체가 상기 제2위치로 이동될 때에 상기 감지체에 의하여 작동가능한 스위치수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 온도 보상형 가속도계.
  • 청구범위 13항에 있어서, 상기 튜우브가 전도성의 비자성체 물질로 구성되고 상기 투자성 소자가 상기 튜우브로 부터 전기적으로 격리됨을 특징으로 하는 가속도계.
  • 청구범위 13항에 있어서, 상기 정지구수단이 상이한 팽창율을 갖는 적어도 두 물질로 된 코일스프링으로 구성됨을 특징으로 하는 가속도계.
  • 청구범위 13항에 있어서, 상기 투자성 소자에 근접하는 코일과 이 코일을 통하여 직류를 공급하기 위한 전환수단을 포함하므로써, 상기 투자성 소자가 코일에 전류를 공급시에 자화됨을 특징으로 하는 가속도계.
  • 说明书全文

    온도보상형 가속도계

    제1도는 본 발명에 따라 구성된 차량용 가속도계를 보인 것으로, 자기감지체가 통로내의 제1위치에서 정지구에 접하여 있고 밧데리가 코일에 전환가능하게 연결된 것을 보인 단면도.

    제2도는 본 발명 감지기에 사용된 이중나선형의 온도감응형 코일 스프링을 보인 측면도.

    제3도는 제2도에서 보인 코일스프링의 정면도.

    * 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

    10 : 가속도계 12 : 하우징

    14 : 튜우브 24 : 통로

    30 : 정지구조립체 34 : 코일스프링

    46 : 자기감지체 54 : 접점

    본 발명은 모우터 차량과 같은 어떤 물체의 가속상태를 감지하기 위한 수단에 관한 것이다.

    종래 자기바이어스형 가속감지기, 즉 가속도계는 원통형 통로를 갖는 하우징으로 구성되고 이 원통형 통로 내에는 이 통로의 제1단부를 향하여 자기적으로 편중되는 자기바이어스형 관성체, 즉 감지체가 장설되어 있다. 이러한 감지체의 자기바이어스는 감지체가 통로의 제1단부에 근접한 그 초기위치에 있을 때에 감지체에 대하여 최대편중력을 제공하는 잇점을 갖는다. 하우징이 자기바이어스 한계치를 능가하는 가속력을 받을 때에, 감지체는 통로를 따라서 그 제1단부로부터 그 타측단부의 제2위치를 향하여 이동하고 이러한 운동은 적당한 완충수단에 의하여 방해받아 감속된다.

    가속입력이 충분한 크기이고 감지체가 통로의 제2위치로 이동되는 중인 경우에 이 감지체는 한 쌍의 전기적인 접점을 연결함으로써 감지기 내의 스위치수단을 동작시키며, 이때에 승객보호장치의 에어백과 같이 이러한 스위치수단이 연결된 기구가 작동될 것이다. 이와같은 방법으로, 감지기는 가속입력을 하우징에 기계적으로 통합시킨다.

    자기바이어스형 가속도계의 한 예가 1982년 5월 11일자 허여된 미국특허제 4329549호(Breed)에 소개된 바 있는데, 여기에서 관상형의 통로의 일측단부에 근접하여 하우징에 고정된 자석은 투자성 볼에 자기편중력을 가하며, 이에 의한 볼의 운동은 튜우브 내에 용입되어 있는 가스에 의하여 완충될 수 있게 되어 있다. 그러나, 볼이 튜우브를 따라서 그 일측단부의 초기위치로 부터 타측단부의 접점을 향하여 이동할 때에 가스완충력이 급격히 우세하게 되어 볼의 운동을 감속시킨다. 따라서 튜우브 내에 가스가 누설되지 않도록 하는 씨일이 손상을 받아 완충효과가 소실되는 경우에 초기의 자기편중력 한계치를 능가하는 가속도라면 볼이 튜우브의 타측단부 측으로 완전히 이동되어 감지기의 스위치 수단을 트리거시킬 것이다. 환언컨데, 상기 미국특허에 따라 구성된 가속도계는 가스완충효과가 없는 경우 가속입력을 적절히 기계적으로 통합시킬 수 없는 점이 있다. 또한 가스완충효과를 이용하는 경우 튜우브의 벽과 볼 사이의 간격이 극히 정밀하게 조절되어야 함으로 제조비용이 현저히 증가하는 점이 있다.

    아울러, 상기 미국특허에 소개된 볼내장형 튜우브의 구조는 가속입력의 방향이 튜우브의 종방향 축선과 완전히 일치하지 않음으로 가속입력을 정확히 통합시킬 수 없다. 한계자기바이어스가 지나치게 클때에 볼은 구르기 시작하여 튜우브의 길이를 따라서 병진운동하게 될 것이다. 어떠한 횡축선방향의 진동 또는 과도적인 가속이 존재하는 경우 볼과 튜우브내면의 한 부분, 즉 “지붕부분”과 접촉하게 될 것이며, 이때에 가속입력의 종방향 성분이 볼을 접점측으로 이동시킨다하여도 볼의 회전 운동은 볼이 튜우브의 제1단부를 향하여 복귀되게할 것이다.

    또한 상기 미국특허의 감지기에 있어서, 자기바이어스와 가스완충효과는 허용할 수 없는 온도변화에 민감하다. 특히 고정자석에 의하여 발생된 자속은 온도변화에 영향을 받아 볼에 대한 한계자기바이어스에 상당한 변화를 주게 된다. 그리고 어떤 온도에서 완충가스의 압축을 변화와 함께 볼과 튜우브의 근본적으로 상이한 열팽창계수가 조합되어 상기 미국특허에 따라 구성된 감지기의 완충특성에 좋지않은 영향을 줄 것이다.

    또한 본원 발명자들이 출원한 1988년 9월 23일자 미국특허출원 제07/248,143호에 있어서는 하우징내의 통로에서 그 일측단부에 근접하여 고정된 투자성 소자에 대하여 자기적으로 편중된 자기감지체를 갖는 가속도계가 소개되었다. 하우징이 자기편중력을 충분히 극복할 수 있는 가속력을 받을 때에 감지체가 통로타측단부의 접점측으로 이동되고 이러한 감지체의 이동이 통로를 둘러싸고 있는 다수의 전도성의 비자성체 링과 감지체의 자기 상호작용으로 완화된다. 통로의 타측단부에 위치하는 접점은 자기완충효과에 대한 온도효과를 보상하기 위하여 온도에 따라서 통로의 종방향으로 이동한다. 또한 이 가속도계는 통로를 둘러싸고 있는 다수의 전기적인 코일이 구성되어 있으며, 이 코일은 이를 통하여 직류를 공급하므로써 여기시키면 접점에 대하여 감지체가 통로의 제2위치로 이동하고 이로써 작동기의 작동성이 용이하게 확보될 수 있다. 또한 전류가 코일을 통하여 역방향으로 공급될 수 있어 자기편중력이 조절 가능하게 증가될 수 있다.

    그러나 상기 미국특허출원 제07/248,143호에 기술된 가속도계는 이미 언급된 바와 같이 미국특허의 감지기와 마찬가지로 감지체에 의하여 발생된 자속과 감지기의 한계자기바이어스에 대한 온도효과를 보상할 수 없다. 따라서 감지체에 의하여 발생된 자속이 온도증가에 대해 반대로 감소함으로써 한계자기바이어스도 감소되어 감지기에 의하여 제어되는 기구가 비교적 낮은 가속입력에도 조기 작동되는 위험이 있다.

    끝으로, 가속도계는 대개 신뢰성을 높이기 위하여 쌍으로 설치된다. 예를들어 하나의 감지기가 특정분야에 맞추어진 비교적 높은 가속한계치를 갖는 제2감지기를 작동시킬 수 있는 비교적 낮은 가속한계치를 갖는다. 그러나, 고한계치의 감지기가 고장나서 “폐쇄”상태, 즉 이에 의하여 제어되는 기구의 전개를 요하는 가속상태를 정확히 나타내지 못하는 경우에 작동중인 감지기의 저가속한계치를 능가하는 어떠한 가속력이라도 기구를 전개시킬 것이다. 이러한 상태에서 고한계치 감지기의 고장에 의한 포트홀(pothole)의 경우에 에어백이 전개될 것이다. 따라서 작동감지기의 감지체에 임의로 편중력이 증가하고 고한계치 감지기가 “고장으로 폐쇄”될 때에 그 가속한계치가 증가하는 것이 크게 요구된다.

    본 발명의 목적은 종래 가스완충형 가속도계의 제한적인 제조허용공차가 없는 자기완충방식을 이용한 자기바이어스형 가속계를 제공하는데 있다.

    본 발명의 다른 목적은 자기편중력과 자기완충력 모두에 대한 온도효과를 자동으로 상하는 가속도계를 제공하는데 있다.

    본 발명의 다른 목적은 그 작동가능성을 시험하기 위한 수단이 결합된 가속도계를 제공하는데 있다.

    본 발명의 다른 목적은 한계편중력이 직류전류의 공급에 따라서 용이하게 증가될 수 있는 자기바이어스형 가속도계를 제공하는데 있다.

    본 발명의 가속도계는 감지기의 작동온도변화에 응답하여 통로의 길이 방향으로 이동하는 정지구가 일측단부에 형성된 관상의 통로가 연장된 하우징, 철 또는 강철와샤와 같이 정지구에 의하여 형성된 통로의 단부부근에서 하우징에 고정된 투자성소자와, 길이방향으로 분극된 한 쌍의 원통형 영구자석과 투자성 스페이서로 구성된 통로내의 자기감지체로 구성되고, 상기 자석은 한쌍의 동일자극이 대향되게 배치되도록 스페이스의 대향측에 고정된다. 이 스페이서의 두께는 감지체에 의하여 발생된 자속이 최대가 될 때에 그 포화현상을 방지할 수 있도록 선택된다.

    와샤를 향한 감지체의 자기바이어스는 감지체가 제2위치를 향하는 가속에 응답하여 이 감지체가 통로의 길이방향으로 이동될 때에 하우징의 가속에 의하여 극복될 때까지 정지구에 대하여 제1위치에 머물러 있도록한다. 이 감지체는 통로내의 제2위치에 이르렀을 때에 스위치수단을 작동시킴으로써 가속의 한계치에 이르렀음을 나타낸다. 본 발명의 우선실시형태에서, 예를 들어 스위치수단은 감지체가 통로 내의 제2위치로 이동시 이 감지체의 전도성 표면에 의하여 접촉되는 한 쌍의 전기접점으로 구성된다.

    또한 본 발명의 가속도계에는 통로 내에서 감지체의 이동을 감속시키기 위한 자기완충수단이 구성되어 있다. 우선실시형태에 있어서, 이러한 자기완충수단은 통로를 감싸고 감지체와 상호작용하는 전도성의 비자성체 튜우브로 구성된다. 특히, 통로내에서 감지체의 이동은 튜우브에 다수의 종방향으로 불연속적인 전류가 흐르도록 유도하며 실제로 이 전류는 주연 방향으로 흐르고 감지체의 이동속도와 감지체의 이동거리에 따라 변화한다. 각각 영향받는 튜우브의 종방향 부분에서 유도된 전류를 자장을 형성하고 이 자장은 감지체와 상호작용하여 감지체의 이동을 감속시킨다.

    또한 본 발명은 하우징의 가속에 관계없이 통로 내의 제2위치, 예를들어 통로의 제1단부에 근접한 전기적인 코일의 위치에 대한 감지체의 이동을 위한 전환가능한 자기편중수단과, 코일을 통하여 직류를 공급하기 위한 전환가능한 수단에 특징이 있다. 그리고, 코일을 통하여 흐르는 전류의 방향을 바꾸어주므로써 감지기의 응답성에 나쁜 영향을 주지 않고도 요구된 값까지 한계자기바이어스를 증가시킬 수 있다.

    와샤와의 자기상호작용에 의한 감지체의 자기바이어스는 하우징의 가속입력이 감소될 때에 제2위치에 근접한 다른 어떠한 위치로부터 감지체가 통로 내의 제1위치로 충분히 복귀될 수 있도록 한다. 이미 언급된 바와 같이, 정지구는 감지기의 작동온도 변화에 따라서 통로의 종방향으로 이동한다. 특히 우선실시형태에 있어서, 온도감응형 정지구는 바이메탈물질로 구성된 코일스프링으로 구성된다. 온도가 떨어지면 감지체와 와샤사이의 최소간격이 증가하여 코일스프링이 늘어나고 정지구가 스위치수단을 향하여 통로의 종방향으로 이동함으로서 통로의 스트로크가 줄어든다. 이러한 낮은 온도에서 감지체의 자석에 의하여 발생된 자속의 증가와, 완충튜우브 내에서 전류흐름에 대한 저항의 동시 강하와 자기완충력의 증가가 조합될 때에 그 결과는 감지기 작동온도의 감소기도 불구하고 감지체가 통로 내의 제2위치로 이동되는데에는 유사한 가속입력이 요구되는 것이다. 마찬가지로 감지기가 높은 온도를 받을 때에는 코일스프링이 짧아져 감지체와 와샤사이의 최소간격이 감소함으로서 통로의 스트로크가 증가한다. 다시 높은 온도에서 감지체의 자석에 의하여 발생된 자속의 감소와, 완충튜우브 내를 흐르는 전류흐름에 대한 저항이 동시 상승과 자기완충력의 감소가 조합될 때에 그 결과는 통로내의 제2위치로 감지체가 이동하는데 유사한 가속입력이 요구되는 것이다.

    본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

    본 발명에 따라 구성된 차량용 가속도계(10)가 제1도에 도시되어 있다. 철 또는 강철제의 하우징(12) 내에는 밀봉 슬리이브(16)로 지지된 구리와 같은 전성의 비투자성 재질로 된 튜우브(14)가 내장되어 있다. 이 슬리이브(16)는 플라스틱과 같은 절연물질로 구성되는 것이 좋으며 튜우브(14)는 강제삽입방법 또는 접착제를 이용하는 방법으로 고정되는 것이 좋다. 또한 이후 상세히 설명되는 바와 같은 목적으로 슬리이브(16)의 일측단부에 형성된 방사상 플랜지(20)를 이용하여 슬리이브(16)의 외측면과 하우징(12) 사이에 환상공간(18)이 형성된다. 제2의 방사상 스페이서(22)는 하우징(12)에 대하여 슬리이브(16)의 타측단부를 지지하므로써 부가적인 지지수단이 제공된다.

    따라서 하우징(12) 내에는 튜우브(14)의 내면(26)에 의하여 정원형의 원통형 통로(24)가 형성된다. 이 통로(24)의 제1단부(28)에는 절연체(32)와, 제2도 및 제3도에 보다 상세히 보인 바와 같이 이중나선을 구성토록 권취된 바이메탈 스트립과 같이 상이한 팽창율을 갖는 적어도 두 개의 물질로 구성된 코일스프링(34)와 같은 온도감응소자로 구성되는 정지구조립체(30)가 구성되어 있다. 예를들어 코일스프링(34)에 적합한 물질로서는 미국 텍사스주 셔만에 소재하는 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드(Texas Instruments Incorporated)에서 “TRUFLEX M7”(상품명)으로 판매하고 있는 서모스텟트 메탈이 있다. 코일스프링(34)은 하우징(12)의 돌출부(36)에 의하여 튜우브(14)의 종축선과 일렬로 정렬되고 환상의 끼움쇠(38)를 이용하여 종방향으로 조절될 수 있다. 절연체(32)는 원통형 또는 재두원추형의 형태로 튜우브(14)와 동심원을 이루도록 하는 것이 좋다.

    초기에 통로(24) 내에서 정지구(30)의 종방향위치, 즉 감지기의 공칭 작동온도에서의 위치는 코일스프링(34)과 하우징(12) 사이에 배치된 끼움쇠(38)의 수를 조절하므로서 설정된다. 정지구(30)는 절연체(32)의 방사상턱(40)이 플라스틱 슬리이브(16)에 결합됨으로써 제한되는 범위내에서 온도의 하강에 따라 제1도에서 보인 우측으로 이동된다. 온도가 상승하면 정지구(30)는 절연체(32)의 단부(42)가 끼움쇠(38)에 접하는 범위까지 제1도에서 좌측으로 이동된다. 그러나 이들 범위 내에서 정지구(30)는 감지기의 작동온도변화에 감응하여 통로(24)의 종방향으로 자유롭게 이동하여 본 발명 가속도계(10)의 감도가 이후 상세히 설명되는 바와 같이 온도효과에 대해 조절된다.

    철 또는 강철제 와샤(44)와 같은 투자성 소자가 이를 플라스틱 슬리이브(16)의 주위에 강제 끼워마춤방법으로 통로(24)의 제1단부(28)에 인접하여 고정된다. 우선 실시형태에 있어서, 와샤(44)는 튜우브(14)에 근접배치되나 전기적으로는 절연되어 있다. 특히 와샤(44)는 통로(24) 내에 위치하는 자기감지체(46)가 이와 자기적으로 상호작용하여 가속입력이 없는 경우 감지기의 작동범위를 통하여 정지구(30)에 대한 통로(24)의 제1위치에 감지기(46)가 놓이도록 배치된다.

    와샤(44)의 정확한 구조, 즉 그 두께와 내외경은 감지체(46)가 통로(24) 내의 “안정”위치에 놓여 있을 때 요구된 한계자기바이어스를 얻을 수 있도록 조절된다. 통로(24) 내에서 온도에 감응하는 정지구(30)의 운동은 감지체(46)에 의하여 발생된 자속의 온도효과를 오프셋트하도록 와샤(44)와 감지체(46) 사이의 최소간극을 조절함으로써 감지체(46)의 한계자기바이어스가 감지기(10)의 전작동온도범위에서 거의 일정하게 유지된다.

    감지체(46) 자체는 예를 들어 네오디뮴, 철 및 보론으로 구성된 분말 물질로 구성되는 한 쌍의 원통형 자석(48)으로 구성되고 이들의 종방향 단부에 자극이 형성되도록 자화된다. 또한 감지체(46)는 철과 같은 투자성 물질로 구성되는 스페이서(50)로 구성된다. 특히 자석(48)은 한 쌍의 동일자극이 반대방향으로 배치되도록 스페이서(50)의 양측에 고정된다. 예를 들어 제1도는 대향된 “N”극을 갖는 감지체(46)의 자석(48)을 보이고 있다. 스페이서(50)는 자화된 이 스페이서(50)의 내면으로 부터 주위의 튜우브(14)로 자력선을 옮기는데 필요하다. 따라서 스페이서(50)의 두께는 이 스페이서 물질의 자기포화를 방지하는 한편 감지체(46)에 의하여 발생된 자속을 최대화하도록 선택되는 것이 좋다.

    본 발명 가속도계의 이중자석 감지체(46)에 의하여 발생된 자장내에서는 동일한 자기물질로 구성되고 동일한 외형크기를 갖는 종래기술의 단일자석 감지체에 비하여 자속이 40% 증가하였음이 관찰되었다.

    스페이서(50)의 직경은 이 스페이서가 자석(48)의 주연 밖으로 돌출되지 않도록 자석(48)의 직경보다 작게 되어 있으며, 만약 스페이서가 돌출되어 있다면 이 돌출된 변부에 의하여 스페이서(50)와 튜우브(14) 사이의 접촉이 이루어져 튜우브(14)의 마모가 증가할 것이고 통로(24) 내에서 감지체(46)의 이동에 대한 마찰저항의 증가로 감지기의 감도가 떨어질 것이다. 또한 자석(48)과 감지체의 스페이서(50)는 튜우브(14)와의 전기적인 접촉이 이루어질 수 있도록 한다. 자석의 전기적인 저항과 스페이서의 전기적인 저항은 튜우브(14)의 저항보다 현저히 커서 그 결과의 자기완충력이 이러한 접촉으로 영향을 받지 아니한다.

    제1도에서, 통로(24)의 제2단부는 하우징(12)의 타측단부를 구성하는 캡(52)으로 구성된다. 한 쌍의 전기접점(54)이 튜우브(14)의 개방단부를 가로질러 돌출되도록 캡(52)에 착설된다. 접점(54)은 전기적인 접촉이 양호하게되고 내식성을 높이기 위하여 금도금된 베릴륨-동합금으로 구성되는 것이 좋다. 또한 하우징(12)은 본 발명 가속도계(10)의 작동에 나쁜 영향을 줄 수도 있는 습기나 다른 오염물질이 침투되는 것을 방지하기 위하여 주연플랜지의 결합으로 최종조립중 캡(52)의 부착시에 밀봉되는 것이 좋다. 그러나 캡(52)과 하우징(12) 사이의 완벽한 밀폐는 감지기의 작동에 꼭 필요한 것은 아니다.

    작동에 있어서, 감지체(46)는 통로(24) 내에서 정지구(30)에 접하여 있는 제1위치에 머물러 있도록 와샤(44)를 향하여 자기적으로 편중되어 있으며 감지체와 와샤 사이의 한계자기바이어스가 하우징(12)의 가속 입력으로 능가하게 될 때에 감지체(46)는 통로(24)의 제2단부에 근접한 제2위치를 향하여 이러한 가속력에 응답하여 이동된다. 특히 통로(24) 내에서 감지체(46)의 제2위치는 이 감지체(46)의 전도성 표면(56)이 접점(54)와 접촉하는 위치이며 이로써 접점(54)는 감지체(46)에 의하여 전기적으로 연결된다. 감지체(56)의 전도성 표면(56)은 전기적 접촉이 양호하도록 하고 내식성을 높이기 위하여 금도금된 구리소자로 되어 있다. 제2정지구(58)는 감지체(46)가 튜우브(14)로 부터 이탈되는 것을 방지하고 감지기가 심한 가속력을 받거나 이후 상세히 설명되는 바와 같이 감지기의 시험중에 접점(54)이 심하게 굽혀지는 것을 방지한다.

    감지체(46)의 자기바이어스, 즉 감지체(46)와 와샤(44) 사이의 자기 흡인력은 하우징(12)에 대한 가속입력이 감소되었을 때에 제2위치에 근접한 통로(24) 내의 어떤 위치로 부터 정지구(30)측을 향하여 제1위치에 감지체(46)가 충분히 복귀될 수 있도록 한다. 튜우브(14)의 내면(26) 또는 감지체(46)의 방사상 최외측부는 미끄럼마찰을 줄이기 위하여 테프로 코팅되는 것이 좋다.

    정지구(30)와 통로(24) 내에서 감지체(46)의 제1위치가 온도변화에 응답하여 통로(24)의 종방향으로 이동하는 한 통로(24)의 “스트로크”, 즉 정지구(30)측의 통로(24) 내에서 그 제1위치로 부터 제2위치로 이동되는 거리는 이후 상세히 설명되는 바와 같이 감지체(46)에 대한 자기특성과 튜우브(14)의 전기적인 저항에 대한 온도효과를 보상하도록 자동적으로 조절되어야 한다.

    가속도계(10)의 튜우브(14)는 감지체(46)의 이러한 이동속도에 비례하여 변화하는 감지체(46)를 자기적으로 완충시킨다. 특히 튜우브(14)는 감지체(46)의 자기장에 의한 전류의 온도를 통하여 감지체(46)의 이러한 운동에 반대가 되는 자장을 형성한다. 완충 튜우브(14)는 통로(24)를 구성하는 다른 소자(도시하지 않았음)를 둘러싸고 있거나 그 자신이 제1도에서 보인 바와 같은 통로(24)를 형성한다.

    또한 튜우브(14)는 종방향으로 간격을 둔 다수의 전도성 링(도시하지 않았음)으로 대체될 수 있으며 이들 링은 상대적으로 감지체(46)가 이동할 때에 반대방향으로 흐르는 상이한 진폭의 직류가 유도될 수 있도록 하기 위하여 절스페이서(역시 도시하지 않았음)으로 상호 전기적으로 격리될 수 있다.

    그러나 우선 실시형태에 있어서, 감지체(46)의 자극피치는 실질적인 문제로서 단일 튜우브(14)만이 사용될 수 있다. 감지체(46)의 자장은 이로 인하여 영향을 받는 튜우브(14)의 부분으로 흐르는 주연방향의 전류흐름을 감소시키는 것으로 믿는다. 따라서 감지체(46)의 자극에 인접한 역기전류는 튜우브(14)의 길이방향으로 흐르지 않음으로 서로 상쇄되지도 않는다.

    튜우브(14)의 저항변화에 의한 자기완충장의 변화와 온도변화에 의하여 감지체(46)에 의해 발생된 자속밀도는 이미 언급된 바와 같이 통로(24)의 스트로크를 조절함으로써 적응될 수 있다. 따라서 가속도계(10)는 그 작동온도의 변화에도 불구하고 하우징(12)에 계속하여 가속입력을 정확히 통합한다.

    튜우브(14)와 감지체(46) 사이의 상호작용으로 발생된 전자기완충효과는 감지체(46)와 튜우브(14)의 내면(26) 사이의 간극에 대한 정밀한 제조허용공차의 필요성을 배제한다. 예를 들어 본 발명의 감지체에 있어서 이러한 간극은 종래 기술의 기체완충형 감지기에서 전형적으로 매우 작은 20미크론이 요구되는 것에 반하여 약 10/1000인지 정도이다. 더욱이 본 발명 가속도계(10)에 사용된 자기완충효과는 하우징(12)과 캡(52) 사이에 형성된 씨일의 파손에 의하여 영향을 받지 않으므로 종래 기술의 기체완충형 감지기와 같은 본질적인 고장원인이 없다.

    전도성 와이어(60)가 권취되어 플라스틱 슬리이브(16), 슬리이브의 방사상 플랜지(20)와, 와샤(44)와 함께 코일을 구성한다. 코일(60)은 감지체(46)의 제1위치에 근접하여 튜우브(14)를 둘러싸고 있고, 하우징(12)은 코일(60)의 여기시에 발생된 자속을 위한 부가적인 자속로를 형성한다. 한 쌍의 배선(62)이 제1도에서 개략적으로 보인 바와 같이 스위치(66)를 통하여 코일(60)을 밧데리(64)에 연결하도록 하우징(12)을 통하여 연장되어 있다.

    가속도계(10)의 작동가능성은 코일(60)을 통하여 단일방향 전류펄스를 공급함으로써 시험된다. 이에 따라서 자장이 와샤(44)를 자화시키고 이 와샤는 감지체(46)를 통로(24) 내의 제2위치로 밀어낸다. 예를 들어 제1도에서 보인 감지체(46)의 자극방향에 대하여 전류는 와샤가 전자석의 “S”극으로 변환되도록 코일(60)을 통하여 흐르므로써 감지체는 순간적으로 그 제1위치, 또는 제1위치와 제2위치 사이의 어떠한 위치로 부터 통로(24) 내의 제2위치로 이동된다. 제2위치에 이르렀을 때에 감지체(46)의 전도성 표면(56)이 접점(54)을 연결하여 완전한 감지기 기능이 확인될 수 있다.

    종래 시험가능한 가속도계와는 반대로 본 발명은 코일(60)을 여자시에 반발력만이 작용하므로 와샤(44)에 대한 감지체(46)의 자기흡인력에 의한 감지체에 자기바이어스를 가할 필요성을 배제한다. 코일(60)이 선택적으로 여기게 될 때에 감지체(46)의 자석(48)이 탈자되는 위험이 감소된다.

    코일(60)을 통하여 흐르는 전류의 방향은 정지구(30)에 대하여 감지체를 편중시키는 자력을 증가시키기 위하여 역전될 수 있으므로 가속도계는 보다 높은 가속한계치를 나타내도록 재조정될 수 있다. 예를 들어, 본 발명 가속도계가 제2 고한계감지기를 위한 저한계 작동감지기로서 사용되는 경우, 전자의 한계치는 후자의 고장시에 증가되어 장치의 신뢰성이 실제로 개선된다.

    감지기 하우징(12)과 캡(52)은 외부전자기장으로 부터 감지체(46)를 격리하기 위하여 철 또는 강철로 구성되어야 한다. 그리고 하우징(12)이 감지체를 통로표면(26)과 결합될 수 있도록 하기 위하여 감지체(46)와 자기적으로 상호작용하는 반면에 이러한 결합은 외부자기장과 물질에 의한 감지기응답의 예견치 않은 효과를 보이지 않을 것이다. 더우기 하우징(12)은 튜우브(14)에 대하여 비대칭형으로 배치되어 하우징(12)과 감지체(46) 사이의 자기상호작용은 감지체의 중력에 반작용하므로 중력에 의한 감지체(46)와 튜우브(14)의 내면사이의 결합효과가 최소화 된다.

    이상과 같이 본 발명이 우선실시형태로서 설명되었으나 본 발명은 그 기술사상이나 범위를 벗어남이 없이 수정이 가능한 것임을 밝혀둔다.

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