(57)【要約】      （修正有）【課題】永久磁石を収容する非磁性ケースに製造のばらつきがあっても、永久磁石と検出素子の中心位置にずれが生じ難い加速度センサを得る。【解決手段】非磁性ケース保持体８を非磁性ケース２が挿入される有底円筒状のチャンバー部６と非磁性ケース２の抜き側の端２ｂを塞ぐ蓋体７ｃを有する蓋体部７とからなるものとし、非磁性ケース２の抜き側の端２ｂの端面と該蓋体部７の蓋体７ｃの内面との間に第１のＯリング１５を設ける、又、非磁性ケース保持体８のチャンバー部６と蓋体部７との間に第２のＯリング１６を更に設ける。【選択図】図１
2008209236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状の非磁性ケースと、磁性流体と、該磁性流体を吸着して該非磁性ケース内を移動する永久磁石と、該永久磁石の位置を検出する検出素子と、該非磁性ケースを収容する非磁性ケース保持体と、該非磁性ケース保持体の外側に装着され、外周にボビン状のコイル巻回部を有する非磁性ケース外装体と、該非磁性ケース外装体のコイル巻回部に巻回され、該検出素子の出力に基づき、該永久磁石を元の位置に保持する電磁力を発生させる駆動コイルと、該駆動コイルの印加電流を制御するサーボ回路とを含む検出部を備える加速度センサであって、
該非磁性ケース保持体は該非磁性ケースが挿入される有底円筒状のチャンバー部と該非磁性ケースの抜き側の端面を塞ぐ蓋体を有する蓋体部とからなるものであり、該非磁性ケースの抜き側の端面と該蓋体部の蓋体の内面との間に第１のＯリングを設けたことを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
該非磁性ケース保持体の該チャンバー部と該蓋体部との間に第２のＯリングを更に設けたことを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。
【請求項３】
該非磁性ケースの両端を非磁性ケースの外側を通って接続する空気通路を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の加速度センサ。
【請求項４】
該非磁性ケース内における該永久磁石の移動可能範囲を該駆動コイルの電磁力が該永久磁石を元の位置に移動させる方向に作用する範囲内に規制する移動範囲規制手段を該非磁性ケースの両端側にそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加速度を測定する加速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開平８−１４５６６４号公報には、外装ケースと、内装ケースと、永久磁石と、磁気ホール素子とを有する傾斜角度検知器であって、外装ケースは、傾動可能に設置される器体であり、内装ケースは、非磁性体からなり、外装ケースに一体に取り付けられたものであり、永久磁石は、磁性流体が被着され、該磁性流体を介して内装ケース内に揺動可能に装着されたものであり、磁気ホール素子は、外装ケースに取り付けられ、磁界を媒体として永久磁石の内装ケース内での移動量を検出するものである傾斜角度検知器が開示されている（特許文献１参照）。この傾斜角度検知器は測定対象物の傾斜角を検出するものであるが、その技術は測定対象物の加速度を検出する加速度センサとして応用することが可能である。
【特許文献１】特開平８−１４５６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の前記の様な傾斜角度検知器においては、磁性流体を吸着した永久磁石は、底面が球面状の内装ケース上を移動するものであるが、永久磁石を収容する非磁性の内装ケースの製造のばらつきによって永久磁石とホール素子の中心位置にずれが生じ、正確な角度検出のできない検知器ができてしまうことがあった。
【０００４】
この発明は、前記事情に鑑み、永久磁石を収容する非磁性ケースに製造のばらつきがあっても、永久磁石と検出素子の中心位置にずれが生じ難い加速度センサを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的をこの発明について述べれば、それは、略円筒状の非磁性ケースと、磁性流体と、該磁性流体を吸着して該非磁性ケース内を移動する永久磁石と、該永久磁石の位置を検出する検出素子と、該非磁性ケースを収容する非磁性ケース保持体と、該非磁性ケース保持体の外側に装着され、外周にボビン状のコイル巻回部を有する非磁性ケース外装体と、該非磁性ケース外装体のコイル巻回部に巻回され、該検出素子の出力に基づき、該永久磁石を元の位置に保持する電磁力を発生させる駆動コイルと、該駆動コイルの印加電流を制御するサーボ回路とを含む検出部を備える加速度センサであって、該非磁性ケース保持体は該非磁性ケースが挿入される有底円筒状のチャンバー部と該非磁性ケースの抜き側の端面を塞ぐ蓋体を有する蓋体部とからなるものであり、該非磁性ケースの抜き側の端面と該蓋体部の蓋体の内面との間に第１のＯリングを設けたことを特徴とする加速度センサ、である。
【０００６】
又、前記加速度センサにおいて、該非磁性ケース保持体の該チャンバー部と該蓋体部との間に第２のＯリングを更に設けたことを特徴とする加速度センサ、である。
【０００７】
又、前記加速度センサにおいて、該非磁性ケースの両端を非磁性ケースの外側を通って接続する空気通路を備えていることを特徴とする加速度センサ、である。
【０００８】
又、前記加速度センサにおいて、該非磁性ケース内における該永久磁石の移動可能範囲を該駆動コイルの電磁力が該永久磁石を元の位置に移動させる方向に作用する範囲内に規制する移動範囲規制手段を該非磁性ケースの両端側にそれぞれ備えていることを特徴とする加速度センサ、である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の加速度センサにおいては、非磁性ケースを非磁性ケース保持体の有底略円筒状のチャンバー部に挿入し、蓋体部の蓋体でチャンバー部の開口側を塞ぎ、更に非磁性ケースの抜き側の端面と非磁性ケース保持体の蓋体部の蓋体内面との間に第１のＯリングを設けたことで、非磁性ケースの寸法等に製造誤差があっても、第１のＯリングによってその誤差を吸収することができ、非磁性ケース内に収容される永久磁石の磁極中心を同一に位置させることができる。即ち、非磁性ケースを収容する非磁性ケース保持体の外側に駆動コイルが巻回される非磁性ケース外装体を装着することとしたので、非磁性ケース外装体の所定位置に検出素子を配置すれば、非磁性ケース内の永久磁石と検出素子の中心を同一垂線上に容易に一致させることができる。
【００１０】
従って、この発明の加速度センサにおいては、永久磁石を収容する非磁性ケースに製造のばらつきがあっても、永久磁石と検出素子の中心位置にずれが生じ難い加速度センサを得ることができる。
【００１１】
又、この発明の加速度センサにおいては、非磁性ケースの抜き側の端面と非磁性ケースの抜き側の端面と非磁性ケースの蓋体部の蓋体内面との間に第１のＯリングがあることで、非磁性ケースにかかる外力による衝撃を制振して緩和することができる。
【００１２】
更に、この発明の加速度センサにおいては、非磁性ケース保持体のチャンバー部と蓋体部との間に第２のＯリングを設けたことで、非磁性ケース保持体に非磁性ケースをシールして収容することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の加速度センサの実施の形態を図１及び２に基づき説明する。尚、図１はこの発明の加速度センサの縦断面図、図２は同上の横断面図である。
【００１４】
図１及び図２に示す様に、加速度センサ１は、その検出部１ａに、磁性流体５を吸着した永久磁石５’を収容し、両端２ａ、２ｂに開口を有する略円筒状の非磁性ケース２と、非磁性ケース２を収容する非磁性ケース保持体８と、非磁性ケース保持体８の外側に装着され、外周にボビン状のコイル巻回部３ｃを有する非磁性ケース外装体３と、永久磁石５’の位置を検出する検出素子であるホール素子１１と、非磁性ケース３のコイル巻回部３ｃに巻回され、ホール素子１１の出力に基づき、永久磁石を元の位置に保持するための電磁力を発生させる一対の駆動コイル１０ａ、１０ｂ等を備え、そして、非磁性ケース保持体８は非磁性ケース２が挿入される有底円筒状のチャンバー部６と非磁性ケース２の抜き側の端２ａを塞ぐ蓋体７ｃを有する蓋体部７とからなるものであり、非磁性ケース２の抜き側の端２ａの端面と該蓋体部７の蓋体７ｃの内面との間に第１のＯリング１５を備え、更に非磁性ケース保持体８のチャンバー部６と蓋体部７との間に第２のＯリング１６を備えている。
【００１５】
この発明の加速度センサ１においては、非磁性ケース２を非磁性ケース保持体８の有底略円筒状のチャンバー部６に挿入し、蓋体部７の蓋体７ｃでチャンバー部６の開口側６ａを塞ぎ、更に非磁性ケース２の抜き側の端２ａの端面と非磁性ケース保持体８の蓋体部７の蓋体７ｃ内面との間に第１のＯリング１５を設けたことで、非磁性ケース２の寸法等に製造の誤差があっても、第１のＯリング１５によってその誤差を吸収することができ、非磁性ケース２内に収容される永久磁石５’の磁極中心を同一に位置させることができ、その様に非磁性ケース２を収容する非磁性ケース保持体８の外側に駆動コイル１０ａ、１０ｂが巻回される非磁性ケース外装体３を装着することとしたので、非磁性ケース外装体３の所定位置にホール素子１１が配置すれば、非磁性ケース２内の永久磁石５’とホール素子１１の中心を同一垂線上に容易に一致させることができる。
【００１６】
従って、この発明の加速度センサ１においては、永久磁石５’を収容する非磁性ケース２に製造のばらつきがあっても、永久磁石５’とホール素子１１の中心位置にずれが生じ難くすることができる。
【００１７】
又、この発明の加速度センサにおいては、非磁性ケース２の抜き側の端２ｂの端面と非磁性ケース保持体８の蓋体部７の蓋体７ｃ内面との間に第１のＯリング１５があることで、非磁性ケース２にかかる外力による衝撃を制振して緩和することができる。
【００１８】
更に、この発明の加速度センサ１においては、非磁性ケース保持体８のチャンバー部６と蓋体部７との間に第２のＯリング１６を設けたことで、非磁性ケース保持体８に非磁性ケース２をシールして収容することができる。
【００１９】
この発明の加速度センサ１について、前記において説明した構成も含めて更に詳細に説明する。図１及び図２に示す様に、加速度センサ１は、検出部１ａに、両端２ａ、２ｂが開口する略円筒状の非磁性ケース２と、全体が覆われる様に磁性流体５を吸着した状態で非磁性ケース２内に収容され、非磁性ケース２内をその長さ方向に移動可能な永久磁石５’と、非磁性ケース２を収容する非磁性ケース保持体８と、非磁性ケース２と非磁性ケース保持体８との間に設けられ、非磁性ケース２の両端２ａ、２ｂをその外側を通って接続する空気通路９ａ、９ｂと、上下２パーツ（３ａ、３ｂ）からなり、非磁性ケース保持体８の外側に装着され、外周部にボビン状のコイル巻回部３ｃを有する非磁性ケース外装体３と、非磁性ケース外装体３のコイル巻回部３ｃに巻回され、永久磁石５’を元の位置に保持する様な電磁力を発生し、非磁性ケース２内に収容される永久磁石５’の両磁極端側をそれぞれ包囲する様に間隔をおいて配される一対の駆動コイル１０ａ、１０ｂと、非磁性ケース外装体３の外側で、且つ駆動コイル１０ａ、１０ｂ間に配され、永久磁石５’の位置を検出する検出素子であるホール素子１１と、非磁性ケース外装体３の上側パーツ３ａの脚部３ｄに取りつけられ、駆動コイル１０の端子１０ｃが接続され、駆動コイル１０ａ、１０ｂの印加電流を制御するサーボ回路等を有するメイン基板１２と、非磁性ケース外装体３の下側パーツ３ｂの脚部３ｅに取り付けられ、ホール素子１１が実装される検出素子基板１３等を備えている。
【００２０】
非磁性ケース保持体８は、非磁性ケース２が挿入され、非磁性ケース２の挿入側の端２ｂの開口を塞ぐ底部６ｂを有する有底略円筒状のチャンバー部６と、非磁性ケース挿入部６の開口側６ａに挿入される筒状のガイド部７ａを有し、その筒状のガイド部７ａに、チャンバー部６の内側面と非磁性ケース２の外側面との間に嵌入される嵌入部７ｂを有すると共に、非磁性ケース２の抜き側の端２ａの開口を塞ぐ蓋体７ｃを有し、チャンバー部６の開口側６ａを塞ぐ蓋体部７によって構成されている。チャンバー部６の底部６ｂと、蓋体部７の蓋体７ｃは、空気通路９ａ、９ｂの両端９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆとの間で空気が流動可能となる様に、一部を薄肉としている。尚、チャンバー部６の内側面には底部６ｂに向けて軽度のテーパが付されており、非磁性ケース保持体８内において、非磁性ケース２の外側面は、その挿入側の端２ａ側はチャンバー部６の底部６ｂ側内側面に内接し、その抜き側の端２ａは蓋体部７の嵌入部７ｂの内側面に内接している。これにより、非磁性ケース２を非磁性ケース保持体８のチャンバー部６内への挿入が容易であると共に、蓋体部７を閉じれば、非磁性ケース２を非磁性ケース保持体８内に位置固定で収容することができる。
【００２１】
空気通路９ａ、９ｂは、具体的には、チャンバー部６の内側面、蓋体部７の嵌入部７ｂの内側面及び蓋体部７ｃの内面に形成されて設けられており、非磁性ケース２の周壁に一対平行に設けられている。この空気通路９ａ、９ｂがあることで、非磁性ケース２内を非磁性ケース保持体８によって外部から封じつつも、非磁性ケース２の両端２ａ、２ｂと空気通路９ａ、９ｂの両端９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆとの間で空気が流動可能となるので、図示の様に非磁性ケース２内でその内径と永久磁石５’に吸着した状態の磁性流体５の外径との間の隙間をなくして、クロストークによる精度低下を抑制しつつも、永久磁石５’は非磁性ケース２内をその長さ方向、即ち測定方向Ａ１に円滑に移動可能にすることができる。
【００２２】
非磁性ケース保持体８には、一方はチャンバー部６の底部６ｂより非磁性ケース２の挿入側の端２ｂを介して非磁性ケース２内に延在する如く設けられ、他方は蓋体部７の蓋体７ｃより非磁性ケース２の抜き側の端２ａを介して非磁性ケース２内に延在する如く設けられ、互いに対向する先端ストッパ部１４ｃ、１４ｄを有し、非磁性ケース２内の永久磁石５’の測定方向移動範囲Ｌを規制する一対の棒状の位置規制部材１４ａ、１４ｂが設けられている。この位置規制部材１４ａ、１４ｂの先端ストッパ部１４ｃ、１４ｄの位置は、それぞれ、それらを非磁性ケース２を介して包囲する駆動コイル１０ａ、１０ｂの巻回幅の略中間線Ｘａ、Ｘｂ上に配されている。この棒状の位置規制部材１４ａ、１４ｂがあることによって、非磁性ケース２内の永久磁石５’の測定方向移動範囲Lを、駆動コイル１０ａ、１０ｂの電磁力が永久磁石５’を元の位置に移動させる方向に作用する範囲内、即ちセンシング範囲内に規制することができる。
【００２３】
そして、前記した様に、非磁性ケース２の抜き側の端２ａの端面と蓋体部７の蓋体７ｃの内面との間には、非磁性ケース２と蓋体部７の間に配されると共に、非磁性ケース２の長さの寸法誤差を吸収し、又非磁性ケース２にかかる外力も吸収する第１のＯリング１５が設けられており、更に、蓋体部７のガイド部７ａの外側面とチャンバー部６の内側面との間には、蓋体部７とチャンバー部６の間をシールする第２のＯリング１６が設けられている。
【００２４】
尚、ホール素子１１は、感磁面を貫く垂直方向の磁界を検出するいわゆる横型のものであるが、その感磁面１１ａは永久磁石５’の測定方向に対して平行となる向きで設けられている。これにより、ホール素子１１は、感磁面１１ａが永久磁石５’の磁界方向に対して接線方向に向くこととなり、印加される磁束密度は感磁面１１ａが永久磁石５’の測定方向に対して垂直方向に向く場合に比して小さくはなるが、ホール素子１１の出力において生じる電位差は大きくすることができるので、その大きな電位差によって、磁束密度の微小な変化に対してであっても、その変化を量として捉えるのを容易にすることができ、即ち、微小な加速度に対しても高感度且つ高精度にそれを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態の加速度センサの縦断面図である。
【図２】同上の横断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１      加速度センサ
２      非磁性ケース
３      非磁性ケース外装体
５      磁性流体
５’    永久磁石
６      チャンバー部
７      蓋体部
８      非磁性ケース保持体
９ａ    空気通路
９ｂ    空気通路
１０ａ  駆動コイル
１０ｂ  駆動コイル
１１    ホール素子
１２    メイン基板
１３    検出素子基板
１４ａ  位置制御部材
１４ｂ  位置制御部材
１５    第１のＯリング
１６    第２のＯリング
【図１】
2008209236.tif 000003
【図２】
2008209236.tif 000004