加速度センサ

【目的】傾斜配置による誤動作を生じない加速度センサを提供する。
【構成】非磁性ケース１と、マグネット２と、磁気応動スイッチ３と、支持装置５とを有する。マグネット２は、非磁性ケース１内に配置され磁性流体４によって支持されて非磁性ケース１の底部１０１の内面上に浮上している。磁気応動スイッチ３はマグネット２の位置に応動するように、底部１０１の下方外部に配置されている。支持装置５は、それが傾斜したときにも非磁性ケース１が傾斜前の水平位置を保つように、非磁性ケース１を支持している。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、振動等に伴う加速度を検出する加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の加速度センサに類似した従来技術としては、特開昭６３ー２１８８４号公報、特開昭６３ー３１７７１２号公報、特開昭６３ー２６５２０号公報、実開昭６３ー１４１４１５号公報、実開昭６３ー７００１７号公報等で知られた傾斜センサがある。図９はその基本的な構成を示す平面図、図１０は同じくその部分断面図である。図において、１は非磁性材料で構成された非磁性ケース、２はマグネット、３は磁気応動スイッチである。非磁性ケース１は、底部１０１と、その全周に連続して起立する側壁面１０２とを有する。マグネット２は非磁性ケース１の内部に配置され、磁性流体４によって支持されて底部１０１の内面上に浮上している。磁気応動スイッチ３は、底部１０１の下方外部に配置されていて、マグネット２の位置に応動する。
【０００３】図１０に示すように、振動等に伴う加速度を受けると、マグネット２が磁性流体４によって支持されながら移動し、磁気応動スイッチ３との相対位置が変化する。磁気応動スイッチ３は、マグネット２の位置に関して、有感領域Ｓ１と不感領域Ｓ２とを有する。有感領域Ｓ１は磁気応動スイッチ３がマグネット２の生じる磁界の作用を受けてスイッチ動作をする領域であり、不感領域Ｓ２は磁気応動スイッチ３がマグネット２の磁界の影響を実質的に受けない領域である。磁気応動スイッチ３は有感領域Ｓ１でオンとなれば不感領域Ｓ２ではオフとなる。これにより磁気応動スイッチ３がマグネット２の磁界に応動してオンまたはオフの動作をし、加速度が検出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、加速度センサを取付けてある対象物が地盤沈下等、何等かの原因によって傾斜し、または対象物に対する加速度センサの取付け状態が変化したために、加速度センサが傾斜した場合、マグネット２が図１１に示すように傾斜方向に移動してしまう。このため、傾斜方向では、マグネット２が小さい加速度で不感領域Ｓ２に入ってしまい、傾斜方向に対する加速度応答特性が敏感になる。これに対して、傾斜方向とは反対方向では、不感領域Ｓ２までの距離が大きくなり、マグネット２が不感領域Ｓ２内に入るのに大きな加速度を必要とするから、検出動作が鈍感になる。このため、誤動作を生じ易くなる。
【０００５】そこで、本発明の課題は、上述した従来の問題点を解決し、傾斜配置による誤動作を生じない加速度センサを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した課題解決のため、本発明は、非磁性ケースと、マグネットと、磁気応動スイッチと、支持装置とを有する加速度センサであって、前記マグネットは、前記非磁性ケース内に配置され磁性流体によって支持されて前記非磁性ケースの底部内面上に浮上しており、前記磁気応動スイッチは、前記マグネットの位置に応動するように、前記底部の下方外部に配置されており、前記支持装置は、それが傾斜したとき前記非磁性ケースが傾斜前の水平位置を保つように、前記非磁性ケースを支持していることを特徴とする。
【０００７】
【作用】マグネットは、非磁性ケース内に配置され磁性流体によって支持されて底部の内面上に浮上しており、磁気応動スイッチはマグネットの位置に応動するように、非磁性ケースの底部の下方外部に配置されているから、加速度を受けた場合、マグネットが自己の慣性により、磁性流体によって支持されながら、ケースの底部内面上を移動し、磁気応動スイッチとの相対位置が変化する。これにより、磁気応動スイッチがマグネットの磁界に応動してオンまたはオフの動作をし、加速度が検出される。
【０００８】支持装置は、それが傾斜したとき非磁性ケースが傾斜前の水平位置を保つように、非磁性ケースを支持しているから、加速度センサを取付けてある対象物が地盤沈下等、何等かの原因によって傾斜し、または対象物に対する加速度センサの取付け状態が変化したために、支持装置が傾斜した場合でも、非磁性ケースの内部に位置するマグネットの位置は不変であり、傾斜の影響を受けることなく加速度を検知することができる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明に係る加速度センサの平面図、図２は同じくその部分断面図である。図において、１は非磁性ケース、２はマグネット、３は磁気応動スイッチ、４は磁性流体、５は支持装置、ｇは重力の方向を示している。
【００１０】ケース１は、底部１０１と、その全周に連続して起立する側壁面１０２とを有しており、底部１０１の平面形状が実質的に円形となっている。図示では、底部１０１の内面は凹面状となっているが、平面状であってもよい。ケース１は従来と同様に、アルミニュウムまたはプラスチック等の非磁性材料を用いて構成する。マグネット２はケース１の内部に配置され磁性流体４によって支持されて底部１０１の内面１１１上に浮上している。マグネット２は上下方向または径方向に着磁されている。磁性流体４は、コバルト、鉄、ニッケル等の微粒子磁性粉を比較的粘性の低い液体、例えばケロシン、水等に分散させたものであって、一般には界面活性剤を微粒子に吸着させ、安定分散させてある。
【００１１】磁気応動スイッチ３は、ケース１に対して固定した関係となるように配置されている。図示では縦方向に設置されているが、横方向に設置する場合もある。また、単数に限らず、複数であってもよい。磁気応動スイッチ３は、マグネット５１の位置に関して、有感領域Ｓ１と不感領域Ｓ２とを有する。有感領域Ｓ１は磁気応動スイッチ３がマグネット５１の磁界の作用を受けてスイッチ動作する領域であり、不感領域Ｓ２は磁気応動スイッチ３がマグネット５１の磁界の影響を実質的に受けない領域である。磁気応動スイッチ３は、有感領域Ｓ１でオンとなれば、不感領域Ｓ２ではオフになる。
【００１２】支持装置５は、それが傾斜したときに、非磁性ケース１が傾斜前の水平位置を保つように、非磁性ケースを支持している。図示の支持装置５は、支持ケース５１と軸受とを有する。支持ケース５１は非磁性ケース１との間に必要な空間を確保できる容積を持ち、非磁性ケース１を内蔵している。軸受は、磁性流体５２と、マグネット５３とを含み、マグネット５３が支持ケース５１の底面に取付けられ、磁性流体５２がマグネット５３に付着し非磁性ケース１を支持している。磁性流体５２及びマグネット５３で構成される軸受は、非磁性ケース１の安定支持のために必要な個数、例えば３〜４組程度設けるとよい。
【００１３】上述のように、マグネット２は、非磁性ケース１の内部に配置され磁性流体４によって支持されて底部１０１の内面上に浮上しており、磁気応動スイッチ３はマグネット２の位置に応動するように、非磁性ケース１の底部１０１の下方外部に配置されているから、矢印ａまたはｂの方向の加速度を受けた場合、マグネット２が自己の慣性により、磁性流体４によって支持されながら、ケース１の底部１０１の内面上を同方向ａまたはｂに移動し、磁気応動スイッチ３との相対位置が変化する。そして、マグネット２が有感領域Ｓ１から不感領域Ｓ２に入るように移動した場合、磁気応動スイッチ３がマグネット２の磁界に応動してオンまたはオフの動作をし、加速度が検出される。
【００１４】また、図２に示すように、加速度センサを取付けてある対象物が地盤沈下等、何等かの原因によって傾斜し、または対象物に対する加速度センサの取付け状態が変化したために、支持装置５の支持ケース５１が水平方向に対して角度θだけ傾斜した場合、支持ケース５１は磁性流体５２とマグネット５３とによる潤滑軸受作用を受けながら、非磁性ケース１が傾斜前と同じ位置を保つように滑動する。従って、支持装置５の傾斜の影響を受けることなく、所定の加速度検知特性を維持することができる。
【００１５】図３は本発明に係る加速度センサの別の実施例を示す図である。図において、図１及び図２と同一の参照符号は同一性ある構成部分を示している。支持装置５は、支持体となる支持ケース５１と、吊糸５４とを有し、支持ケース５１が非磁性ケース１を内蔵し、吊糸５４が非磁性ケース１の蓋１０３と支持ケース５１の蓋との間に連結されている。吊糸５４は金属線または非金属線によって構成できる。
【００１６】この実施例の場合も、上述した実施例と同様の基本的な加速度検知動作が得られる。また、図４に示すように、支持装置５の支持ケース５１が傾斜した場合、非磁性ケース１は吊糸５４によって吊下げられて傾斜前と同じ水平位置を保つから、支持装置５の傾斜の影響を受けることなく、加速度を検知することができる。
【００１７】図５は本発明に係る加速度センサの更に別の実施例を示す図である。支持装置５は、支持ケース５１の内部に軸受となる液体５５を有し、液体５５によって非磁性ケース１を浮上させてある。液体５５としては、各種の液体の他に、磁性流体等も使用できる。この実施例においても、上述した各実施例と同様の基本的な加速度検知動作が得られる。また、図６に示すように、支持装置５の支持ケース５１が傾斜した場合、非磁性ケース１は液体５５の潤滑軸受作用を受けて傾斜前と同じ位置を保つから、支持装置５の傾斜の影響を受けることなく、加速度を検知することができる。
【００１８】図７は本発明に係る加速度センサの更に別の実施例を示している。支持装置５は支持体５６と吊糸５７とを含んでいる。この実施例でも、上述した各実施例と同様の基本的な加速度検知動作が得られる。また、図８に示すように、支持装置５の支持ケース５１が傾斜した場合、非磁性ケース１は吊糸５７によって吊下げられて傾斜前と同じ位置を保つから、支持装置５の傾斜の影響を受けることなく、加速度を検知することができる。
【００１９】支持装置５としては、図示の実施例の他にバネで支持する構造等もあり得る。また、非磁性ケース１の揺動等を抑制する手段としてダンパ機構を付加することも有効である。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次のような効果が得られる。
（ａ）マグネットは、非磁性ケース内に配置され磁性流体によって支持されて底部の内面上に浮上しており、磁気応動スイッチはマグネットの位置に応動するように、非磁性ケースの底部の下方外部に配置されているから、磁気応動スイッチに対するマグネットの相対移動により加速度を検出する加速度センサを提供できる。
（ｂ）支持装置は、それが傾斜したとき非磁性ケースが傾斜前の水平位置を保つように、非磁性ケースを支持しているから、加速度センサを取付けてある対象物が地盤沈下等、何等かの原因によって傾斜し、または対象物に対する加速度センサの取付け状態が変化したために、支持装置が傾斜した場合でも、傾斜の影響を受けることなく、所定の加速度検知特性を維持し得る加速度センサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る加速度センサの構成を示す図である。
【図２】図１に示した本発明に係る加速度センサの動作を説明する図である。
【図３】本発明に係る加速度センサの別の構成例を示す図である。
【図４】図３に示した加速度センサの動作を説明する図である。
【図５】本発明に係る加速度センサの別の構成例を示す図である。
【図６】図５に示した加速度センサの動作を説明する図である。
【図７】本発明に係る加速度センサの別の構成例を示す図である。
【図８】図７に示した加速度センサの動作を説明する図である。
【図９】従来の係る加速度センサの平面図である。
【図１０】従来の係る加速度センサの部分断面図である。
【図１１】従来の加速度センサの動作を説明する平面図である。
【符号の説明】
１ケース
１０１底部
２マグネット
３磁気応動スイッチ
４磁性流体
５支持装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】非磁性ケースと、マグネットと、磁気応動スイッチと、支持装置とを有する加速度センサであって、前記マグネットは、前記非磁性ケース内に配置され磁性流体によって支持されて前記非磁性ケースの底部内面上に浮上しており、前記磁気応動スイッチは、前記マグネットの位置に応動するように、前記底部の下方外部に配置されており、前記支持装置は、それが傾斜したとき前記非磁性ケースが傾斜前の水平位置を保つように、前記非磁性ケースを支持していることを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】前記支持装置は、支持ケースと、軸受とを有し、前記支持ケースが前記非磁性ケースを内蔵し、前記軸受が前記非磁性ケースを支持していることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項３】前記軸受は、液体であることを特徴とする請求項２に記載の加速度センサ。
【請求項４】前記軸受は、磁性流体と、マグネットとを含み、前記マグネットが前記支持ケースの底面に取付けられ、前記磁性流体が前記マグネットに付着し前記非磁性ケースを支持していることを特徴とする請求項２に記載の加速度センサ。
【請求項５】前記支持装置は、支持体と、吊糸とを有し、前記吊糸の一端が前記支持体に固定され、他端側が前記非磁性ケースに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。

【図１】