(57)【要約】【課題】単純な構成と検知手段であらゆる方向に対して振動・衝撃の検出精度を向上させ、自動リセット機能とその状態を検知する手段を有する加速度センサーを提供すること。【解決手段】外部からの上向きに作用する力による振動・衝撃によって該テーブルの裏面中心に突起した支柱が該容器底面に接触したことを検知する手段を有し、テーパー状にへこんだテーブル面の中心上に可動自在な状態で設置した球が、テーパー面により元の位置に自動的に復帰する機能を有する加速度センサーにおいて、前記テーブルの中心に球が位置していること検知する手段を有することを特徴とする。【選択図】図１
2006010549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に円形テーパー状にへこんだテーブル面の中心上に可動自在な状態で設置した球と、外部から作用する力による振動・衝撃・傾斜によって該球が移動し容器内壁面に接触したことを検知する手段を有し該テーブルの裏面中心に突起した支柱を有し、該容器底面上に設置した中心に該テーブルの上下動をガイドする穴のあるスペーサーとバネ等の弾性体で該テーブルを支え、外部からの上向きに作用する力による振動・衝撃によって該テーブルの裏面中心に突起した支柱が該容器底面に接触したことを検知する手段を有し、テーパー状にへこんだテーブル面の中心上に可動自在な状態で設置した球が、テーパー面により元の位置に自動的に復帰（リセット）する機能を有する加速度センサーにおいて、
前記テーブルの中心に球が位置していること検知する手段を有することを特徴とする加速度センサー。
【請求項２】
請求項１記載のセンサーを用いて球の状態を分析し、センサー異常や衝撃・振動・傾斜の程度に応じた信号を出力する手段を有することを特徴とする安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃・振動・傾斜を検知する加速度センサー及びこれを備える安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加速度センサーとしては、特許文献１に記載されているように、導電性端子板と呼んでいる平面の底板と導電性キャップ部材で封じられた空間に可動自在の球体を収納し、導電性キャップ部材の上面に圧電素子板を粘着して構成されているものがある。
【０００３】
又、特許文献２，３に記載されているように傾斜凹部をケース底面に形成し、その面の中心に球を安定保持するための手段と検知手段を球の上面に設置して構成されているもの等がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２９２２０４号公報
【特許文献２】特開平１０−１９７５５３号公報
【特許文献３】特開平１０−１９７５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、球体の位置が不確定であらゆる方向に感度を持つが、より精度の高い振動・衝撃の検知をすることが難しく、誤検出の頻度も高い。
【０００６】
又、特許文献２，３では球の保持や加速度の検知手段を球の上部に機械的な手段で実現しているため複雑化している。又、特許文献２ではＯＮ／ＯＦＦの検知しかできず、ＯＮ状態を保持するので特定用途には有効であるが、多用途にしようとするとリセット機構が必要になる。
【０００７】
本発明では、第１に単純な構成と検知手段であらゆる方向に対して振動・衝撃の検出精度を向上させ、自動リセット機能、即ち球を容器内の中心に位置させる機能とその状態を検知する手段を有する加速度センサーと第２に第１のセンサーを用いて振動・衝撃・傾斜の状態信号を出力する機能を有する安全装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では、容器内に円形テーパー状にへこんだテーブル面の中心上に可動自在な状態で設置した球と、外部から作用する力による振動・衝撃・傾斜によって該球が移動し容器内壁面に接触したことを検知する手段を有し該テーブルの裏面中心に突起した支柱を有し、該容器底面上に設置した中心に該テーブルの上下動をガイドする穴のあるスペーサーとバネ等の弾性体で該テーブルを支え、外部からの上向きに作用する力による振動・衝撃によって該テーブルの裏面中心に突起した支柱が該容器底面に接触したことを検知する手段を有し、テーパー状にへこんだテーブル面の中心上に可動自在な状態で設置した球が、テーパー面により元の位置に自動的に復帰（リセット）する機能を有する加速度センサーにおいて、該テーブルの中心に該球が位置していること検知する手段を有する特徴としている。
【０００９】
又、本発明は、センサー異常や衝撃・振動・傾斜の程度に応じた信号を出力する手段を含んで安全装置を構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、平面だけでなく上下方向の振動・衝撃と傾斜の検出を単純な構成で実現でき、全方向に対して感度を持ち、誤検出がなく検出精度が向上する。又、加速度センサーの異常を知らせたり、衝撃・振動・傾斜の程度に応じて非常停止信号や一時停止信号、更にそのレベルを出力する機能を有する安全装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明に係る加速度センサーの実施形態を三次元の全方向から作用する振動・衝撃・傾斜を検知するセンサーを例にしてその縦断面を示したものである。
【００１３】
加速度センサーは、自由に運動が可能な状態の導電性の球１、球を中心に保持することと検知する振動・衝撃の強さ・傾きの状態を決める所定のへこんだテーパー面と裏面中心に突起軸、その軸を中心軸とする穴を有する導電性のテーブル２、テーブル２を保持するバネ等の弾性体３、弾性体３を受け更にテーブル２を中心に位置させるための穴付きスペーサー４、接触を検知するための導電性のシート５，６と導電性のシート６に接する外側が絶縁層で上下両端及び内部が導電性の弾性プローブピン９、更にそれらを封じ込めるための容器７と蓋８で構成される。
【００１４】
以上のように構成された加速度センサーの実施例を安全装置に適用した図面を参照して説明する。
【００１５】
図２は本実施例に係る加速度センサー部を用いた安全装置を実現させるための構成図で、加速度センサー部と信号処理部から成る。図３（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る加速度センサーを用いた安全装置としての機能実現させるための信号処理部のプロセッサ１０のプログラム、即ち安全装置プログラムの動作をフローチャートで示したものである。以下、それらの図を参照して本実施例に係る加速度センサー及び該センサーを用いた安全装置の動作を構成と共に説明する。
【００１６】
図２において、加速度センサー部の導電性のテーブル２と信号処理部の検出信号出力１１が導電線で接続され、側面導電性フィルム５と下面導電性フィルム５が信号処理部の検出信号入力１２が導電線で接続されている。安全装置が立ち上がると安全装置プログラムのメインプログラムが起動し、図３（ａ）のフローチャートで示すように、本発明の加速度センサーを用いた安全装置は、加速度センサー部がリセット状態、即ち、図２の球１がテーブル２の中心に位置し、プローブピン９に接触していることをチェックする。もし、リセット状態にない場合はセンサー異常１５をＯＮにして、正常になるまで待つ。リセット状態の場合はセンサー異常１５をＯＦＦにして、外部からの検知モード１７待ち状態になる。モード１は、本発明の加速度センサーが単純に所定以上の強さの振動・衝撃・傾斜に応答して、信号処理に検知させ外部に非常停止信号を出力するモードである。このモードでの加速度センサーと動作と、信号処理部の動作を図３（ｂ）のフローチャートに沿ってより詳細に説明する。
【００１７】
外部により検知モード信号を通じてモード１が選択されると図３（ａ）のフローチャートで示すようにメインプログラムがモード１処理を起動する。モード１処理が図３（ｂ）のフローチャートで示すように図２信号処理部の検出信号出力１１を“Ｈ”にした後、図２信号処理部の検出信号入力１２が“Ｌ”になるまで待つ。この間、球１の重量と大きさ、テーブル２の径とテーパーの角度によって決まる振動・衝撃の強さ以上の振動・衝撃を発生させる外力Ｆxyが本発明の加速度センサーに作用すると、導電性の球１は慣性力により点線で描かれたようにテーブル２の面を転がり側面導電性フィルム５と接触する。このとき、導電性の球１はスイッチの機能を果たし導電性のテーブル２と側面導電性フィルム５が導電性の球１を通じて通電状態となり図２信号処理部の検出信号入力１２が“Ｈ”となる。
【００１８】
又、外力Ｆz により発生した振動・衝撃がテーブル２を支える弾性体３のバネ定数によってきまる値を超えたとき慣性力により導電性のテーブル２の突起部が下面導電性フィルム６と接触し、上記外力Ｆxyの場合と同様に図２信号処理部の検出信号入力１２が“Ｈ”となる。更に、本発明の加速度センサーが外力により導電性のテーブル２のテーパーの角度以上に傾くと、導電性の球１は導電性のテーブル２の面を転がり側面導電性フィルム５と接触し、図２信号処理部の検出信号入力１２が“Ｈ”となる。
【００１９】
信号処理部は、図３（ｂ）のフローチャートに示すように、図２の信号処理部の検出信号入力が“Ｈ”になったことを検出して、非常停止信号出力１３を“ＯＮ”にする。外部からリセット信号入力１６を“ＯＮ“にすると検出信号出力１１を“Ｌ”にし、非常停止信号出力１３を“ＯＦＦ”にしてモード１処理を終了してメインプログラムに戻る。加速度センサーの球１も振動・衝撃がなくなると、テーブル２のテーパー状にへこんだ面の中心に静止しリセット状態となる。
【００２０】
モード２は、本発明の加速度センサーが所定以上の強さの振動・衝撃・傾斜に応答し、信号処理部はその応答の過渡特性を分析し、振動・衝撃の強さを推測して外部に非常停止信号か一時停止を出力するモードである。このモードでの加速度センサーと動作と、信号処理部の動作を図３（ｃ）のフローチャートに沿ってより詳細に説明する。外部により検知モード信号を通じてモード２が選択されると図３（ｃ）のフローチャートで示すようにメインプログラムがモード２処理を起動する。
【００２１】
モード２処理が図３（ｃ）のフローチャートで示すように図２信号処理部の検出信号出力１１を“Ｈ”にして検出信号入力１２が“Ｈ”から“Ｌ”に変化するのを待つ。検出信号入力１２が“Ｈ”から“Ｌ”に変化すると、検出信号出力１１を“パルス”出力にする。導電性の球１と側面導電性フィルム５の接触や導電性のテーブル２と下面導電性フィルム６の接触が発生すると、検出信号出力１１からの“パルス”が検出信号入力１２に入力される。このとき、第１パルスを検出してからパルス測定のタイマーを起動し、所定の時間、検出信号出力１１から出力される“パルス”に同期して検出信号入力１２に入力する信号の状態を記録する。記録が終了してから、記録されたデータを分析し、振動・衝撃の強さを推定し、非常停止１３を出力するか一時停止１４を出力するか、誤検出としてどちらの信号も出力しないかを判断し、出力処理を行う。以下、外部からのリセット１６待ち状態になり、モード１処理と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る加速度センサーの実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係る加速度センサーを用いた安全装置の実施例を示す構成図である。
【図３】信号処理部フローチャートである。
【符号の説明】
【００２３】
１  球
２  テーブル
３  バネ類の弾性体
４  スペーサー
５  側面導電性フィルム
６  下面導電性フィルム
７  絶縁容器
８  絶縁蓋
９  プロ−バピン
１０  プロセッサ
１１  検出信号出力部
１２  検出信号入力部
１３  非常停止信号出力部
１４  一時停止信号出力部
１５  センサー異常信号出力部
１６  リセット信号入力部
１７  検知モード入力部
【図１】
2006010549.tif 000003
【図２】
2006010549.tif 000004
【図３】
2006010549.tif 000005