JPS631975A - 加速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はカロ速度センサに関する。

従来の技術 自動車のサスペンションやその１ｍの機能部品袈１ｔｌ
ｌＪ　６１して、安全性、操縦性・安定性あるいは乗心
地性等を高める九めｆ、走行時における本体の上下・左
右・前後の方向の加速度を検出する所謂加速センサとし
ては、例えば特開昭５２−４９８７１号公報に示さ７”
Ｌｉｔものがある。この加速度センサは、ｉ体の上下・
左右・前後のうちのある一つの方向の加速度によって永
久磁石乞変位させ、この永久磁石の変位ｔホール素子と
してのホールＩＣの起可力の変化に変換てるようになっ
ている。

発明がノ袢決しようとてる問題点 しかしながら、このような従来の加速度センサにありｃ
は、ホールＩＣに内蔵さｎた単体ホール菓子に作用′ｆ
ろ永久磁石の磁束の向きが一方向に設足さγしているの
で、永久（庭石のある一つの向きの変位、具体的には前
後方向のうちの前向きの変位または後向きの変位によっ
て、単体ホール素子に生じるホール起電力の向きが一つ
になっている。

しかも、ホールエＣは温度依存性が強いために、加速度
センサの設置場所の雰囲気温度の変化によって、永久磁
石の同一変位に対しても起電力にばらつきを生じる。こ
の之め、雰囲気温度の変化に応じて起電カケ補正する必
要がある。しかし、この起電力の補正を行なう之めの補
正回路は、温度ｖ′ｒＩＬ気に変換てる温度センサとこ
ｎの出力を基準にホールＩＣの起電圧ｔ１１正する手段
とから構成されるので、回路構成が複雑になるばかりで
なく。

小形かつ軽量を望まｎる加速度センサ内に組込むことか
ら、加速度センサ自体が高価になる。

問題点を解決する九めの手段 このような問題点を解決でるために、この発明は、ケ・
−シングＶｃ揺動自在に支持した磁石と、この磁石の磁
束に応じて出力信号が変化する複数の磁気感応素子とン
備え、この複数の磁気感応素子ケ前記磁石の変位によっ
て〃いに逆向きの出力信号を発生する配列にし九構成に
しである。

作用 複数の磁気感応素子が磁石の変位によって互いに逆向き
の出力信号を生じるから、設置場所の雰囲気温度による
出力信号のばらつきケ互いに打消し什う作用をする。

実施例 以下、この発明の′実施例〉図面に基づいて詳述てろ。

第１〜７図において、１は合成樹脂のような非磁性材か
らなる筒状のケーシングであって、その内部には、２つ
の空間２．３が隔壁４によって図中左右に隔成さｎてい
る。この２つの空間２，３のうちの一方の空間２内には
、−個の永久磁石５が配置さｎｌこの永久磁石５は一方
の空間２０図中上下方向に配置されるリン青銅のような
非磁性材からなる板状の片持はり部材６の上部に固定さ
ｎており、その磁極Ｎ、８は片持はり部材６の板厚方向
（左右方向）両側方に位置さ−ｒ＋、″′Ｃいる。この
片持はり部材６の上部の板厚方向両側面それぞｎには、
非磁性材製のウェイト７．８が固定さｎｌこのウェイト
７．８は永久磁石３夕抱持して固定している。この片持
はり部材６の下端は一方の空間２の下部間ロケ密閉する
蓋体９の内面の左右方向略中夫部に固定さｎている。こ
の蓋体９の内面には、片持はり部材６の板厚方向両側に
おいて、左右障壁部１０．１１が配置・形成さｎている
。

−方の空間２内にはダンパオイル１２が封入さｎている
。まｔ前記北方の空間３内には磁気感応素子としてのリ
ニアタイプの複数のホールＩＣｌ３゜１４と、この複数
のホールＩＣｌ３．１４の起電力を増１１！ｌｊる演算
増幅装置１５が格納配置されている。この複数のホール
ＩＣ！１３．１４各々は、一つの単体ホール菓子１６．
１７および図外の信号処理回路とが半導体結晶中に集積
さ几て構成さｎている。この０数のホールＩＣｌ３．１
４は、隔壁４の永久磁石５に近接配置さｎｐ部分に取付
けら八ていると共に、片持はり部材６０図中左右方向（
板厚方向）への几わみによる永久磁石６の矢印Ｘ方向ま
たは矢印Ｙ方向への変位によって互いに逆向きの起′１
カケ発生する配列になっていて、第６図に示すような出
力特性ケ持っている。つまり、複数のホールエＣ１３，
１４の単体ホール素子１６，１７そｎぞ几に素子電流を
逆向きに流しておき、片持はり部材６が左右方向の外力
Ｙ受げずに第５図に示すように直立している場合には。

永久磁石５の磁束Φが各単体ホール素子１６．１７のホ
ール効果ヶ生じる磁束作用方向に対して９０“ずｎてお
り、この状態が各単体ホール菓子１６゜１７に作用する
磁束密度１０１に設定さ扛ている。

この磁束密度１０′σ〕状態から片持はり部材６に左向
きσ〕外力がかかり、永久磁石５が第５図の実線位置か
ら父方向に移動して一点鎖線で示τ位Ｉｔ　１Ａ１１に
変位てろと、複数のホールＩＣｌ３．１４＆）４１体ホ
ール素子１６．１７そｎぞ几に永久磁石５の磁束Φが下
向きにかかり（直交磁界が下向きにかかり）、複数のホ
ールＩａ１３，１４そｎぞｎからは、１３６図に磁束密
度１−１領域での符号ａ１ｇ＆！で示す逆向きσ〕出力
特性が得らｎるようになっている。こｎとを工逆に、前
記磁束密度１０１の状態から片持＆エリ部材６に右向き
の外力がかかり、永久磁石５が第５図σ）実線位置から
Ｙ方向ＶＣ移動して仮想線で示ｆ位貢側に変位すると、
複数のホールＴＯ１３，１４の単体ホール素子１ｆｌ、
１７をそｒしぞ７″ＬＶｒ永久磁石５０出束Φが上向き
にかかり（直交磁界か土向きにかかり）、複数のホール
ｒｃ１３゜１４そｎぞｎからは、第６図に磁束密度１＋
１領域での符号’　Ｉ　＋　’　ｌで示−「逆向きの出
力特性が得ら几ろようになつ℃いろ。前記演算増幅装置
１５は、（１１方の（ｆｉｔ　Ｈ，−Ｉｔ　ｓ内の隔嗜
４と対向する側壁１ａに取付けらｎ−Ｃホール丁ＣＩ３
．１４と電気的に接続さｎている。つまり第７図に示す
よう（で、演算増幅装置１５は２つの演算増幅器１８．
１９を備え、第１段の演算増幅器１８の反転入力端一に
は、−方のホールＩＣ１３（第６図の符号ａ、で示す出
力特性を有する）の出力端および電源ｚＯに接続さｎた
可変抵抗器２１の可動接点２１２１そｎぞ几が接続され
ている。この第１段の演算増幅器１８の非反転入力端＋
はプルダウン抵抗Ｒ，Ｙ介して接地さｎでいろ、この第
１段の演算増幅器１８には抵抗Ｒ，によって負帰還がか
けらｎでいろと共に、その出力端は第２段の演算増幅器
１９の非反転入力端子に接続さｎている。この第２段の
演算増幅器１９０反転入力端一には、他方σ〕ホールＩ
Ｃ１４（第６図σ）符号ａ！で示す出力特性な有する）
の出力端およびプルダウン抵抗Ｒ８それぞ几が接続さｎ
ている。この第２段の演算増幅器１９には抵抗Ｒ４によ
って正帰還がかけらｎｌいる。したがって、この演算増
幅装置ｉ１５は可変抵抗器２１を調整操作−［ることに
よって、複数のホールＩＣｌ３．１４の起電力を入力と
てろ差動増幅回路に構成さ几ている。

ま几、ＭＩＴｉ己ケーシング１における一０ｉＩｌ壁１
ｂの一方の空間２と対応でる部分には透視窓２２が投げ
らｒしている。この透視窓２２に−は透明又は半透明な
覆蓋２３が嵌殺状態で組付けらｎている。このケーシン
グ１グ）　−［１壁１ｂの透視窓２２０周縁ｍＫは、水
準目盛２４．２Ｆｌが投げらｎている。

他方、９聞２内ＩＣは、ダンパオイル１２の熱膨張によ
って一万〇）空１１１２が破壊さｒしるの？防止でるた
めに気泡ｚ６が封じ込めらｎｌおり、加速度センサを設
置するときに気泡２６の位ｍＶ、上記水準目盛２４ま九
は２５に位置合わせることによって、加速度センサの加
速度検出方向と、実加速度入力方向との位置合せを行う
所謂水準器２７になっている。このケーシング１の一９
１１１壁１ｂにおける他方の空間３と対応する部分には
、加速度センサの出力、つまりホールＩＣｌ３．１４の
磁束密度ＩＱＩ状態での演算増幅装置１５の出力がＩ□
ｌのときに点灯する調整用の表示灯２８が設げらｎてい
る。

以上の実施例構造によルば、皿体の上下・左右・前後の
うちのある一つの方向の加速度によって、片持はり部材
６がＸ方向の向きとＹ方向の向きとに念わむように、ケ
ーシング１を車体の所定部分に、水準目盛２４．２５と
気泡２６とからなる水重器２７によってケーシングの水
平を採りながら取付ける。−方、ホールＩＣ！１３　、
１４と演算増幅装［１５とに通電し、図外の操作杆によ
って可変抵抗器２１の可動接点２１ａを摺動操作して、
表示灯２８を点灯させるように、加速度センサの出力−
１１’ａｌｌＡ整を行なう、すると、自動車の加速。

制ｍ、上下揺動あるいは左右方向への傾き等によって加
速度が生じｔ場合、この加速度が片持はり部材６に作用
し工、該片持はり部材６の上部（自由端部）が蓋体９と
の連接部分Ｚ中心として九わみ、永久磁石５がＸ方向ま
たはＹ方向に変位し、直交磁界が永久磁石５からホール
ＩＣｌ３．１４の単体ホール素子１６　、１７＆Ｃ作用
して、該ホールｒｃ１３，１４の起電力に基づいて演算
増幅装＠ｉｓの出力１１１１１Ｓａに所要の電気出力が
得らｎるのである、この際、第６図に仮想線で示す高温
時の特性あるいは点線で示す低温時の特性から明らかな
ように、加速度センサの設置場所の雰囲気温度の変化に
よつτ、ホールＩＣｌ３．１４の起電力は、永久磁石５
の同一変位、即ち同一の磁束密度Ｂ、に対してもその値
がＥｌ、　Ｐ　、（高温時）、”’　ｔ　＊　Ｅ４　（
低温時）とばらつく。しかしながら、この起電力Ｅ、〜
Ｅ４のばらつきは、複数のホールＩＣｌ３．１４が互い
に逆向きの出力特性になっているので、この複数のホー
ルＩＣｌ３，１４の出力を差動増幅する増演増幅装［１
５の出力端からは、前記温度変化に伴なう誤差の除去さ
几之真の電気出力が取り出せろ。ま念、−方の空間２内
にはダンパオイル１２が封入さｎているので、瞬間的な
加速度の変化に関しては、ダンパオイル１２が片持はり
部材６のたわみへの減衰力として作用するので、加速度
センサの応答性が安定する。しかもウェイト７．８によ
って片持はり部材６のたわみ瞳が適正に調整さｎている
。

ま友前記実施例においてはケーシング１に付ｌた水準目
盛２４．２５と一方の空間２内に封じ込めらｎる気泡２
６とからなる水準器２７を例示したものを図示して説明
したけれども、第１図に仮想線で示すように、透明容器
２９内に気泡３０が形成さｎるように液体ヶ封入してな
る水準器３１！ケーシング１の外周面に取付けても同様
の効果がある。

さらに１ａ合により′Ｃは、図示は省略するが、ホール
素子は単体ホール素子だけで構成することもできる。こ
の場合にはホールＩＣの信号処理回路！４ は演算増幅装置内に組付けてもよい、また、他の磁気感
応素子例えば、磁気抵抗素子等を用いることもで鎗ろ。

発明の効果 以上のように本発明によｎば、複数の磁気感応素子を磁
石の変位によって互いに逆向きの出力信号！発生でる配
列にしであるので、雰囲気温度の変化によって、磁石の
同一変位に対する出力信号のばらつきを、〃いに打消し
合うことができる。

この結果、温度依存在の強い磁気感応素子Ｙ便うことに
よって生じる温度センサとこ几の出力を基準に侮気惑応
菓子の出力信号を修正てる手段とからなる回路構成の複
雑な出力信号の補旧回路ｔ′４１略てることができる。

したがって加速度センサを安価に提供できる新規な効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示″ｆ全体斜視図、第２
図は第１図のｌｌ−１線に沿う断面図、第３図は＠２図
の■−■線に沿う断面図、第４図レエ第２図σ）Ｎ−’
Ｎ線に沿う断面図、第５図はこの発明の作用説明図、第
６図はホールｒｃの磁束密度と起電力との関係を示す出
力特性図、第７図はホールＩＣと演′纂増幅器との電気
回路図である。 １・・・ケーシング、５・・・永久磁石（磁石）、１３
゜Ｉ４・・・ホールＩＣ（磁気感応素子）、１６　、１
７・・・単体ホール素子（磁気感応素子）。 外２名 第６図 砿ｆ？、乞　夏　（Ｇｕｓｓ　） 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ケーシングに揺動自在に支持した磁石と、この磁石の
   磁束に応じて出力信号が変化する複数の磁気感応素子と
   、を備え、この複数の磁気感応素子を前記磁石の変位に
   よつて互いに逆向きの出力信号を発生する配列にしたこ
   とを特徴とする加速度センサ。