JP2002365307A - 加速度センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型で特に垂直軸方向の振動の検出に適した常
時オフ型の加速度センサーを得る。 【構成】加速度センサー１はその金属容器６の内部に慣
性体１０が配置され、蓋板５に固定された端子ピン３に
は複数の可動部８Ｂを有する可動接点８が導電的に固定
されている。可動部８Ｂは所定の弾性を有し、通常時に
はその先端を容器内面６Ａに接触せず、所定の値以上の
加速度において慣性体１０により撓められて先端を容器
内面６Ａに接触される。容器６には内側に突出した緩衝
部６Ｂが各可動部の間に位置するように成形され、慣性
体は緩衝部と接触し容器内面との間には所定の隙間を設
けるようにされている。 【効果】本センサーは常時オフ型なので、電池等で駆動
しても長期にわたり使用できる。また可動部の間に緩衝
部を配置したことで、可動部が慣性体と容器とで隙間な
く挟まれることを確実に防止し、可動部の延展等の塑性
変形を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主に振動加速度、特に縦
方向の微弱な振動を検出するのに適した小形の加速度セ
ンサーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のセンサーとしては例えば本出願
人による、特願２０００−４０３９号の落下センサーや
特願２０００−２８０１７６号の加速度センサーがあ
る。この加速度センサーについて図８の縦断面図及びそ
のＣ−Ｃ断面図である図９を参照して説明する。加速度
センサー１０１は一端が閉塞された円筒状の導電性金属
容器１０２とこの金属容器の開口部に固着される蓋板１
０３とで密閉容器が構成される。蓋板１０３は金属板の
中央に設けられた貫通孔に挿通された端子ピン１０４が
ガラスなどによって気密に固定されている。

【０００３】蓋板１０３の容器内部側には電気絶縁性の
樹脂などで作られたガイド１０５が配置されている。こ
のガイド１０５の中心には前記端子ピン１０４を挿通す
る貫通孔１０５Ａが設けられており、挿通された端子ピ
ン１０４の先端には金属性の固着板１０６が固定され、
この端子ピン１０４と固着板１０６とで挟持するように
充分な弾性を有する複数の羽根状接触部を等間隔に配置
された可動接点１０７が固着されている。またガイド１
０５の貫通孔の周囲には固着板１０６に対応した形状の
凹みが設けられ、可動接点１０７はこの凹みと固着板１
０６とで挟まれることにより所定の形状に整形される。

【０００４】金属容器１０２の閉塞端である底面側には
電気絶縁物による絶縁部材１０８が配置されている。ま
た金属容器１０２の筒状部には軸方向に沿って容器の内
周面を等分するように内部方向に突出するように成形さ
れた柱状の緩衝部１０２Ａが設けられており、この緩衝
部１０２Ａは前述した可動接点１０７と交互に位置する
ように配置される。さらに容器内部には慣性球１０９が
配置されている。この慣性球１０９は鋼球などで、可動
接点１０７を充分に撓ませることのできる質量を有して
いる。

【０００５】この加速度センサー１０１は通常、図８に
示すような姿勢で配置され、この状態において静止時に
は慣性球１０９が重力により可動接点１０７を撓めその
先端部を固定接点である金属容器１０２の筒状部内面に
接触させることで、端子ピン１０４と金属容器１０２と
の間の電路を構成している。この加速度センサー１０１
が自由落下状態になると見かけ上重力がかからなくなっ
た慣性球１０９は可動接点１０７の弾性により容器中央
方向に押し戻されるとともに、可動接点１０７は金属容
器１０２から離れ、端子ピン１０４と金属容器１０２と
の間の電路を開放する。そのため加速度センサー１０１
の通電状態を制御回路によって監視することにより、セ
ンサーが落下状態になったことを検出することができ
る。

【０００６】この加速度センサー１０１の可動接点１０
７は非常に薄い金属板を使用しているので、慣性球１０
９と金属容器１０２とで可動接点１０７が隙間なく挟ま
れ圧迫される構造となっていると、落下による衝撃はも
ちろん、輸送時の振動などで繰り返し慣性球１０９が可
動接点１０７にあたるとその部分が延展されるなどして
塑性変形を起こし、センサーとしての特性が変化してし
まう可能性がある。そこでこの加速度センサー１０１に
おいては金属容器の筒状部内面である円筒面に可動接点
１０７と交互に緩衝部１０２Ａを設けたことにより、慣
性球１０９は隣り合う柱状部に接触することで金属容器
の内側の円筒面には直接接触しないようにされており、
そのためこの柱状部間に位置する可動接点が慣性球と金
属容器で隙間無く圧迫される形で挟まれることはない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この加速度センサーは
無重力状態を検出する他、振動の検出にも利用すること
ができるが通常時に接点間がオンになっているので特に
電池駆動で使用する場合には電力消費量が問題とされて
いた。そこで通常時には接点間がオフであり、所定の振
動などによって接点間をオンさせて信号出力する小型の
加速度センサーが求められていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の加速度センサー
は、導電性の端子ピンを貫通固定した蓋板と、金属製の
有底筒状容器とを有し、この容器の開口端には前記蓋板
が端子ピンを容器と電気的に絶縁するように固定されて
いる。容器内部には慣性体と電気絶縁物製のガイドが配
置されており、前記端子ピンの容器内部側には複数の可
動部を配置した可動接点が導電的に固定され、この可動
接点は前記ガイドによって配置決めされ、それぞれの可
動接点の可動部先端は自由状態では実質的な固定接点で
ある容器の内面に対して所定の距離となるように配置さ
れる。この可動部の弾性は通常時にはセンサーの姿勢に
かかわらずその先端を容器内面に接触させることのない
様にされていると共にセンサーの軸線に対して直角方向
に所定の値以上の加速度をうけると慣性体によってその
先端を容器内面に接触状態に至るまで撓められるように
設定されており、可動接点が慣性体と固定接点である容
器内面によって隙間のない状態に挟まれて圧迫されるの
を防止するために、それぞれの可動部の間に金属容器を
成形した緩衝部もしくは電気絶縁性部材で成形された緩
衝部が配置され、慣性体と固定接点との間に所定の隙間
を設けるようにされている。

【０００９】本発明によれば、通常状態では接点間が非
接触状態とされているので通電されることはなく、例え
ば駆動電源として電池などを使用した場合にも比較的単
純な回路のままで長期にわたり使用することができる。
また緩衝部を設けたことにより、緩衝部間に配置された
可動接点の可動部が慣性体と容器とで両部材の表面に隙
間なく挟まれることを確実に防止し、可動部の延展によ
る塑性変形を防止することができる。

【００１０】また他の特徴は、容器底面には前記慣性体
が導電的に容器底面と接触しないように電気絶縁体が配
置されていることにある。このように電気絶縁体を配置
することにより、慣性体が容器底面と接触しても電路を
閉じることは無く加速度センサーの誤動作を防止するこ
とができる。

【００１１】さらに他の特徴は、蓋板は金属板とこの金
属板に設けられた貫通孔に電気絶縁性充填材料によって
気密に貫通固定された端子ピンからなり、この金属板を
容器の開口端面に気密に固定して密閉容器を構成したこ
とにあり、容器内を気密にしたことにより汚損防止用ガ
スを封入して接触部の汚損や劣化による接触不良などを
防止することができる。

【００１２】さらに蓋板の金属板と容器との固定はレー
ザー溶接により行うことで、小型化された部品、特に薄
い容器に対して封入溶接時にも従来のいわゆる抵抗溶接
のような圧力をかける必要は無く、部品の変形を防ぐこ
とができる。

【００１３】また可動接点の端子ピンとの固定部分の中
央に貫通孔を設け、この貫通孔を介して金属製の固定板
と端子ピンの端面とを溶接固定することにより可動接点
は固定板と端子ピンとで導電的に挟持固定される。この
構造により慣性体と可動接点と端子ピンとの固着部との
間には少なくとも固定板が配置されるので、慣性球が可
動接点と端子ピンとの固着部に直接衝接することによる
可動接点の塑性変形を防止している。また薄い金属板で
ある可動接点の固定にあたり金属板を直接溶接せず、端
子ピンと固定板とで挟持固定することにより、溶接時に
発生する熱などで可動接点が歪み変形を起こすことを防
止できる。

【００１４】さらに可動接点の可動部の根元近傍をガイ
ドと固定板とで挟持して所定の形状に整形していること
により、可動接点を予め所定形状に変形しておく必要が
無くなり、取扱いが容易になる。また固定板の平面形状
を非円形とし、ガイドの凹部に固定板の平面形状に対応
する突起を設けることで、ガイドが固定板に対して回転
することを防ぎ、可動接点が固定後に変形されることを
防止できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら本発明に
ついて説明する。図１は本発明の加速度センサーにおけ
る第１実施例についての縦断面図を、また図２には図１
の加速度センサーのＡ−Ａ断面図を、さらに図３には図
１の加速度センサーで使用される部品の斜視図を示す。

【００１６】加速度センサー１は金属板２の貫通孔２Ａ
に導電性の端子ピン３を挿通し、ガラスのような電気絶
縁性充填材４で気密に固定した蓋板５と、一端を閉塞さ
れた有底筒状の金属容器６とで気密容器が構成されてい
る。ここで実施例の加速度センサー１は金属容器６の円
筒部の外径が3.3mm、板厚は0.15mmである。そのため従
来の加速度センサー等で使われているリングプロジェク
ション溶接のような電気抵抗溶接等では溶接時に圧力を
かける必要があるために、容器が変形してしまう可能性
がある。また溶接用のフランジを設ければ良いが、容器
の外径よりも大きなフランジを設けることは小型化の妨
げとなる。そこで蓋板の金属板２と金属容器６の端面に
圧力のかからない方法で気密に固定することが望まし
く、例えば実施例においてはレーザー溶接で気密に固着
されている。また気密容器内には窒素ガスやヘリウムガ
スのような汚損防止用ガスを封入しておくことにより、
金属容器６の内面や後述する電極表面が酸化したりする
不具合を防止でき長期にわたって安定した導通状態を得
ることができる。

【００１７】蓋板５の密閉容器内面側には電気絶縁物製
のガイド７が設けられている。ガイド７のほぼ中央には
端子ピン３が挿通される貫通孔７Ａが設けられ、この貫
通孔７Ａを囲むように窪み７Ｂが設けられている。また
窪み７Ｂの周囲には後述する固定板を正規位置に導くた
めの突起状誘導部７Ｃが複数設けられている。さらにこ
の実施例では誘導部７Ｃの外周部分及び蓋板側の面にそ
れぞれ突起７Ｄが設けられており、ガイド７が組みつけ
られた時にこの突起７Ｄが金属容器６や蓋板５に若干潰
されながら押しつけられることにより部品の寸法誤差や
組み付け時の誤差を実質的に吸収し、部品間のがたつき
などを防止することができる。

【００１８】可動接点８は薄く且つ充分な弾性のある導
電材からなり、例えばこの実施例では厚さが１２μｍの
リン青銅板が使用されている。この可動接点８は中央に
貫通孔８Ａが設けられその周囲に複数の可動部としての
羽根状部８Ｂが等間隔で配置されている。組付け前の可
動接点８は図３に示すように中心から羽根状部８Ｂを放
射状に展開した形状をしており、それぞれの羽根状部８
Ｂは可動部として充分な弾性を有している。金属製の固
定板９はガイド７の窪み７Ｂの形状に対応した平面形状
をしており、周囲の切り欠き部９Ａをガイドの誘導部７
Ｃに沿わせて窪み７Ｂに配置される。ここで可動接点８
を羽根状部８Ｂが誘導部７Ｃにかからないように載置し
た後に固定板９を窪み７Ｂにはめこむことにより、羽根
状部８Ｂは窪み７Ｂの外周部と固定板９の周縁部とに挟
まれて所定の形状、つまりそれぞれの羽根状部が中心軸
に対して等距離で配置されるように整形保持される。こ
の状態で固定板９を可動接点の貫通孔８Ａを介して端子
ピン３の端面に溶接することにより両者が固定されると
共に、両者に挟まれた可動接点８も端子ピン３に対して
機械的且つ電気的に接続固定される。

【００１９】密閉容器内には慣性体として慣性球１０が
配置されている。実施例においてこの慣性球１０は鋼球
であり、図１のような姿勢に加速度センサー１が載置さ
れた場合は、静止時には可動接点の羽根状部８Ｂを弾性
変形させるが、このとき羽根状部８Ｂの弾性と慣性球１
０の質量は羽根状部の先端部が金属容器６の容器内周面
６Ａに近接するが接触はしない状態で釣合うように調整
されている。この時、羽根状部８Ｂによって保持された
慣性球１０も容器内周面６Ａや後述する凸状の緩衝部６
Ｂに接触することはない。

【００２０】また可動接点８の羽根状部８Ｂは慣性球１
０の図示左右方向への動きは規制しないので、慣性球１
０として鋼球などの導電体を使用した場合には金属容器
６の閉塞端である底面６Ｃに慣性球１０が接触して電路
を形成する可能性があるが、本発明ではその可能性があ
る範囲には凹部６Ｄが設けられ、この凹部６Ｄには電気
絶縁物として樹脂等の絶縁部材１１が固定されている。
そのため、慣性球１０が金属容器底面６Ｃ側に接触して
も電路が形成されることはない。この絶縁部材１１とし
ては接着剤のような樹脂材料を直接塗布・硬化させても
良いし、板状のものを固着しても良い。また直接塗布す
る樹脂材料としてはエポキシ樹脂等の各種のものが使用
できるが、作業性等を考慮すると紫外線硬化形の接着剤
などを使うことがより好ましい。また慣性球１０自体を
電気絶縁性材料で構成したり電気絶縁性皮膜などで覆っ
た場合にはこの絶縁物１１は不要であることは言うまで
もない。

【００２１】通常状態では上述したように電路を形成し
ない加速度センサー１であるが、振動のような加速度が
加えられると羽根状部８Ｂに対する押圧力は慣性球１０
の質量と加速度の積に応じて増減する。それに伴い羽根
状部１０の撓み量も増減するので、撓み量が大きくなっ
た時に金属容器内周面６Ａに近接している羽根状部の先
端は容器内周面に接触する。こうして加速度センサー１
は振動によって電路を形成し信号出力することができ
る。

【００２２】可動接点８は非常に薄いリン青銅板のよう
なしなやかな材料でできているが、端子ピン３との固着
部近傍のように応力が集中する部分に慣性球１０が衝突
した場合などには、可動接点が塑性変形を起こしてしま
うことがある。そこで本実施例においては可動接点８を
固定板９と端子ピン３とで導電的に挟持固定する構造と
したことにより、可動接点８と端子ピン３との固着部を
金属性の固定板９で覆うことができ、慣性球１０がここ
まで達するようなことがあっても固着部近傍で可動接点
に直接に接触することはなくなる。そのため可動接点の
塑性変形を防止することができる。

【００２３】さらに実施例においてはガイド７の誘導部
７Ｃ先端の位置を、慣性球１０が端子ピン３の端部、つ
まり端子ピン３と可動接点８との固着部にまで達するこ
とを防止できる位置に設定している。つまり実施例では
３ヶ所均等な間隔で設けられた誘導部７Ｃの内側先端部
分が慣性球１０に当接し受け止めることにより、慣性球
がそれ以上端子ピン側に移動・接触することを防いでい
る。そのため端子ピン３と可動接点８との固着部近傍は
もちろん、金属性の固定板９に接触することも無くな
る。

【００２４】またこの可動接点８は薄くしなやかな金属
板であるため、慣性球１０と金属容器６とで直接挟まれ
て圧迫される構造とされていると、落下時の衝撃加速度
や輸送などにおける繰り返し振動によって羽根状部が延
展や永久変形を起こし加速度センサーの特性変化や故障
の原因となる可能性がある。

【００２５】そこでこの実施例においては金属容器６の
筒状部には容器内周面６Ａを等分するように内部方向に
突出した柱状の緩衝部６Ｂがプレスなどにより成形され
ている。実施例ではこの緩衝部６Ｂは可動接点の羽根状
部８Ｂと同数で且つ等間隔に成形されており、蓋板と容
器との固着時に羽根状部８Ｂが隣り合う緩衝部６Ｂと６
Ｂの間に配置されるように位置決めされる。また緩衝部
６Ｂの突出量及び間隔は慣性球１０が金属容器６の周縁
部に達するときにも、慣性球の表面と容器内周面６Ａと
は羽根状部８Ｂの厚さより充分大きい所定の距離を保
ち、慣性球の表面は容器内周面に直接当接しないように
設定される。そのため大きな加速度が印加されて慣性球
１０が羽根状部を撓め緩衝部６Ｂにまで達した時にも、
この緩衝部間に位置する羽根状部８Ｂは、慣性球１０と
容器内周面６Ａとで隙間なく挟まれることは無い。

【００２６】そのため加速度センサー１は落下時の衝撃
加速度や輸送などにおける繰り返し振動を受けても可動
接点８を慣性球１０と金属容器６とによって繰り返し圧
迫することはないので羽根状部の延展等もなく、整形さ
れた当初の形状を保つことができるので加速度センサー
の特性変化を防止することができる。また慣性球１０は
容器内周面まで達しなくても、慣性球が緩衝部６Ｂと接
触した時点で弾性変形された可動接点の羽根状部８Ｂの
先端が固定接点である容器内周面６Ａに接触するように
配置されているので端子ピン３と金属容器６との間の電
路は確実に閉じられる。

【００２７】次に加速度センサー１の動作について説明
する。この加速度センサーは図１のようにセンサーの中
心軸が水平になるように配置される。通常の静止状態に
おいては慣性球１０は金属容器６内において可動接点８
の可動部たる羽根状部８Ｂによって保持される形で最下
部にまで達することはなく、ここで羽根状部の先端もま
た容器内周面６Ａには達していない。慣性球１０は容器
の底面部分に接触しているが、この接触面は合成樹脂等
の電気絶縁部材１１で覆われており、電気的に接続され
ることはない。このように通常状態では電極である端子
ピン３と金属容器６との間は電気的に非導通状態であ
り、この加速度センサーは常時オフ型のセンサーとして
構成される。

【００２８】加速度センサー１が振動を受けると羽根状
部８Ｂにかかる慣性球１０の見かけ上の重量が変化す
る。例えば加速度センサーに０．２Ｇの縦振動が加えら
れたときに電路が形成されるようにするには、羽根状部
８Ｂが慣性球の１．２倍の重量を受けた時にその先端部
が容器内周部６Ａに接触するように設定されている。

【００２９】ここで０．２Ｇ以上の縦振動が加速度セン
サーに与えられると、撓められた羽根状部８Ｂはその先
端を容器内周部６Ａに接触させる。またその振動にあわ
せて羽根状部と容器内周部は接触・開離を繰り返すこと
になる。例えばこの信号変化を制御回路などで検出する
ことにより、この加速度センサー及びそれが取り付けら
れた制御対象機器に振動が与えられたことが判り、適切
な制御処理を行うことができる。また制御回路を用いる
ことなく発光ダイオードやブザーなどに直接通電する構
成とすることもできる。こうして通常時には電路を開い
ており、振動が与えられた時に電路を閉じる常時オフ型
の構造としたことにより、待機時の電力の消費を抑える
ことができ、特に電池などの容量が限られた電源で駆動
する場合に回路の長寿命化を図ることができる。

【００３０】またこの加速度センサー１においては金属
容器６の筒状部に容器内周面６Ａを等分するように内部
方向に突出した柱状の緩衝部６Ｂをプレスなどにより成
形するとともに羽根状部８Ｂをこの緩衝部間に配置した
ことにより、慣性球１０は大きな加速度を受けた場合に
も容器内周面に接触する前に複数の緩衝部６Ｂ上に衝接
することによってそれ以上容器の外側に移動することを
阻止される。こうして慣性球１０は容器内周面６Ａとは
所定の距離をおくことにより羽根状部８Ｂを隙間なく挟
み込むことを防止している。よって加速度センサーに衝
撃加速度などが与えられた場合や比較的大きな振動が長
期間に亘って与えられた場合にも羽根状部に慣性球によ
る応力が集中したり、長期に亘る延展で塑性変形したり
する恐れはなくなる。

【００３１】また慣性球１０として鋼球のような導電体
を使用することで、慣性球が緩衝部に接触した時の端子
ピン３と金属容器６の間の電路は、羽根状部８Ａと金属
容器６が直接接触する経路と、羽根状部８Ａから慣性球
１０を介して緩衝部６Ｂで金属容器６に至る経路の２経
路となるので導通不良が発生する可能性をより低減でき
る。

【００３２】上述の第１実施例においては金属容器にプ
レス加工で柱状の緩衝部を設け底面に絶縁部材を配置し
たものについて述べたが、この緩衝部と絶縁部材を共に
樹脂成形品のような電気絶縁性材料とすることもでき
る。この例について第２実施例として図４乃至図６を参
照しながら説明する。図４はこの実施例の加速度センサ
ーの縦断面図であり、図５はそのＢ−Ｂ断面矢視図であ
り（ａ）は慣性球が存在している状態を、また（ｂ）は
慣性球を除いたと仮定した状態を示す。さらに図６はこ
の加速度センサーに使用されるガイドと絶縁部材を説明
するための斜視図である。

【００３３】この加速度センサー２１は前述の例と同様
に金属板２２の貫通孔２２Ａに導電性の端子ピン２３を
挿通し、ガラスのような電気絶縁性充填材２４で気密に
固定した蓋板２５と、一端を閉塞された有底筒状の金属
容器２６とで気密容器が構成されている。蓋板２５の密
閉容器内面側には電気絶縁物製のガイド２７が設けられ
ている。ガイド２７のほぼ中央には端子ピン２３が挿通
され、この端子ピン２３の位置を中心として窪み２７Ｂ
が設けられている。また窪み２７Ｂの周囲には後述する
固定板を正規位置に導くための突起状誘導部２７Ｃが複
数設けられている。

【００３４】可動接点２８は薄く且つ充分な弾性のある
リン青銅板などが使用されており、複数の可動部である
羽根状部２８Ａが等間隔で配置されている。この実施例
においても組付け前の可動接点２８は羽根状部２８Ａを
放射状に展開した形状をしており、金属製の固定板２９
を窪み２７Ｂにはめこむことにより、窪み２７Ｂの外周
部と固定板２９の周縁部とに挟まれた羽根状部２８Ａは
所定の形状に整形保持される。この状態で固定板２９を
端子ピン２３の端面に溶接することにより両者が固定さ
れると共に、両者に挟まれた可動接点２８も端子ピン２
３に対して機械的且つ電気的に接続固定される。

【００３５】この実施例では金属容器２６の閉塞端側に
前述のガイド２７と対応する電気絶縁物を成形した絶縁
部材３０が配置され、慣性球３１が収納されている。こ
の絶縁部材３０は金属容器２６の閉塞端面をほぼ覆うと
共に、慣性球が移動したときに当接する複数の柱状の緩
衝部３０Ａ及び３０Ｂを有している。この緩衝部３０Ａ
及び３０Ｂは等間隔で設けられるとともにそれぞれガイ
ド２７の対応面に合わせた長さとされており、緩衝部３
０Ａの先端がガイドの周縁部に設けられた凹部２７Ｄに
はめ込まれることにより両者の位置関係が確定する。こ
の位置において緩衝部３０Ｂの先端は突起状誘導部２７
Ｃの端面に当接または近接し、それぞれの緩衝部の間に
前述の羽根状部２８Ａが配置される。また緩衝部３０Ａ
及び３０Ｂの幅や厚さは慣性球３１が直接金属容器２６
に接触しないように設定されている。

【００３６】この加速度センサー２１においても前述の
例と同様にセンサーの中心軸が水平になるように配置さ
れ、この姿勢において静止時には可動接点の羽根状部２
８Ａは慣性球３１の重量に抗して、先端を固定接点であ
る金属容器２６の内壁に接触しないように設定されてい
る。振動などにより図示上下方向の加速度変化が加えら
れると、慣性球３１の見かけ上の重量が変動し所定値以
上の振動において羽根状部２８Ａ先端は金属容器の内壁
と接触開離を繰り返すようになる。こうして確実に垂直
方向の振動を検出することができる。

【００３７】また前述した第１実施例の加速度センサー
１が金属容器６にプレス加工等で緩衝部６Ｂを設けてい
たのに対して、本実施例の加速度センサー２１において
は電気絶縁性材料で成形された緩衝部３０Ａ及び３０Ｂ
が設けられている。例えば可動接点の接触圧力をある程
度大きくするために加速度センサー全体を大きくした場
合には慣性球も質量が増えるので、衝撃時などには緩衝
部との接触部分に大きな力がかかり緩衝部を金属製にす
ると、慣性球の表面に傷がつくなどして加速度センサー
としての特性に影響を及ぼす可能性が大きくなる。これ
に対して本実施例においては緩衝部２８Ａはエンジニア
リングプラスチックスのように金属と比較して硬度の低
いものを使用できるので、慣性球の質量が増えても輸送
時などにおける衝撃等で慣性球３１に傷はつきにくく加
速度センサーとしての特性変化や動作不良が起こる可能
性は低くなる。

【００３８】なお、本実施例においては緩衝部３０Ａ及
び３０Ｂが絶縁部材３０と一体に成形されているものを
例に説明したが、その形態はこれに限るものではなくガ
イド２７と一体に成形してもまたそれぞれを独立させて
容器内に固定してもよい事は言うまでもない。

【００３９】さらに上述の各例においては慣性体を球と
したものを例に説明したが、例えば容器の円筒部内径を
３mmとした場合には、慣性球の直径は２．４mmとなる。
このように慣性球が非常に小さくなると、慣性球が鋼球
である場合でもその質量は５７mg程度しかない。例えば
加速度スイッチ１が移動物や持ち運び可能な機器に取り
付けられることを想定した場合、この慣性球を使用して
歩行時程度の弱い振動程度で動作させるためには可動接
点の厚みを１２μｍ程度の非常に薄いものとしなければ
ならない。そこで密閉容器内の慣性体の質量を増加させ
るために、円筒形のような非球形状としてより有効に体
積を増やすようにしてもよい。図７に示す第３実施例の
加速度センサー５１はその一例である。なお、前述した
第１の実施例と同じ部品には同じ記号を付してそれぞれ
の詳細な説明は省略する。この加速度センサー５１に使
用している慣性体５２は一方が他方よりも直径の大きな
いわゆる洋ナシ型の回転体であり、その直径の小さい側
がガイド７の誘導部７Ｃに囲まれた空間に遊嵌状態で納
まるように配置されている。この慣性体５２の最大径を
前述の球体と同じにした場合、長手方向に延ばした分だ
け球体よりも容積を増やすことができ、慣性体としての
質量を増やすことができる。

【００４０】なお上述の各実施例の説明においては慣性
体の質量に対して可動接点を薄くしなやかにすることに
よって、特に垂直方向の振動検出に適した加速度センサ
ーとしたものを中心に説明したが、このように加速度セ
ンサーを中心軸が水平になるように配置した場合、慣性
体の下に位置する羽根状部は常に慣性球の質量を重力加
速度１Ｇで受けているため、各羽根状部の剛性・弾性が
同じ場合には加速度センサーの縦方向と横方向とでは加
速度に対する感度に１Ｇの差が出てしまう。例えば縦振
動に対する感度を０．２Ｇとした場合には横振動に対す
る感度は１．２Ｇとなってしまい、数倍の差となってし
まう。また逆に横振動に対しての感度を基準にした場合
にはそれよりも１Ｇ小さい縦振動によって加速度センサ
ーは信号を出力してしまう。

【００４１】しかしながら例えば羽根状部の剛性を上げ
たり慣性体の質量を下げることによって可動接点の慣性
体に対する相対的な剛性を上げた場合には、加速度セン
サーはその中心軸に対して直角な全方向に対してほぼ均
一な特性と見なすことができる。例えば加速度センサー
を１００Ｇで動作する衝撃検出用加速度センサーとした
場合には、重力加速度による前述の１Ｇの差はセンサー
としての動作加速度に対して１％となるのでこのような
場合には加速度の方向による感度の違いは許容誤差範囲
として認めることができる。もちろん加速度センサーの
取付け姿勢を規定して方向毎に羽根状部の幅や厚み、羽
根状部先端と容器内面との間隔などを調整することによ
りその差を小さくすることは可能である。また加速度セ
ンサーを中心軸が垂直になるように配置した場合には、
可動接点の剛性や慣性体の質量にかかわらず水平方向の
全方向について加速度センサーの動作特性をほぼ均一に
できることは言うまでもない。

【００４２】本発明ではそれぞれの実施例において述べ
た様に、可動接点をこれとは別体とされた慣性体で駆動
する構造としたことにより、特に可動接点の可動部の駆
動方向に対して直角に力がはたらいた場合にも可動部が
挫屈するような過剰な応力がかかることは無い。そのた
め片持ち梁の先端に重錘を配置したいわゆるカンチレバ
ー方式のセンサーよりも高い耐衝撃性能を得ることがで
きる。

【００４３】また上述の各実施例では蓋板を構成する金
属板と金属容器とを溶接して密閉構造としたものを例に
述べたが、密閉の程度がそれほど高くなくてもよい場合
には蓋板に金属板を使う必要はなく、端子ピンを金属容
器と電気的に絶縁できる構造であればよく、いわゆるカ
シメや溶着等の手段で蓋板と容器を固定したものであっ
てもよい。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、いわゆる常時オフ型の
加速度センサーとすることで電池駆動のように電源容量
が限られている場合においても寿命の延長が容易にな
り、また容器内に設けた緩衝部によって慣性体の衝接に
よる可動接点の塑性変形を防止し長期的に加速度センサ
ーとしての特性を安定させることができる。

【００４５】また可動接点を固定板と端子ピンとで挟持
固定する構造としたことにより、慣性体の可動接点と端
子ピンとの固着部近傍への接触を防ぎ可動接点の塑性変
形を防止している。また薄い金属板である可動接点の固
定にあたり金属板を直接溶接せず、端子ピンと固定板と
で挟持固定したことにより溶接時に発生する熱などで可
動接点が歪み変形を起こすことを防止できる。さらに可
動接点の可動部の根元近傍をガイドと固定板とで挟持し
て所定の形状に整形していることにより、可動接点を予
め所定形状に変形しておく必要が無くなり取扱いが容易
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加速度センサーの第１実施例を示す縦
断面図

【図２】図１の加速度センサーのＡ−Ａ断面矢視図

【図３】図１の加速度センサーに使用される部品の斜視
図

【図４】本発明の加速度センサーの第２実施例を示す縦
断面図

【図５】図４の加速度センサーのＢ−Ｂ断面矢視図

【図６】図４の加速度センサーに使用される部品の斜視
図

【図７】本発明の加速度センサーの第３実施例を示す縦
断面図

【図８】従来の加速度センサーの一例を示す縦断面図

【図９】図８の加速度センサーのＣ−Ｃ断面矢視図

【符号の説明】

１、２１、５１：加速度センサー ２、２２：金属板 ３、２３：端子ピン ４、２４：電気絶縁性充填材 ５、２５：蓋板 ６、２６：金属容器 ６Ｂ：緩衝部 ７、２７：ガイド ８、２８：可動接点 ８Ｂ、２８Ａ：羽根状部 ９、２９：固定板 １０、３１：慣性球（慣性体） １１、３０：絶縁部材（電気絶縁体） ３０Ａ、３０Ｂ：緩衝部 ５２：慣性体

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性の端子ピンを貫通固定された蓋板
   と、金属製の有底筒状容器とを有し、この容器の開口端
   には前記蓋板が端子ピンを容器と電気的に絶縁するよう
   に固定されており、容器内部には慣性体と電気絶縁物製
   のガイドが配置され、前記端子ピンの容器内部側には複
   数の可動部を配置した可動接点が導電的に固定され、こ
   の可動接点は前記ガイドによって配置決めされ、それぞ
   れの可動接点の可動部先端は自由状態では実質的な固定
   接点である容器の内面に対して所定の距離となるように
   配置され、またこの可動部の弾性は通常時にはセンサー
   の姿勢にかかわらずその先端を容器内面に接触させるこ
   とのない様にされていると共にセンサーの軸線に対して
   直角方向に所定の値以上の加速度をうけると慣性体によ
   ってその先端を容器内面に接触状態に至るまで撓められ
   るように設定されており、可動接点が慣性体と固定接点
   によって隙間のない状態に挟まれて圧迫されるのを防止
   するために、金属容器にはそれぞれの可動部の間に内面
   方向に突出した緩衝部が成形され、慣性体と固定接点と
   の間に所定の隙間を設けるようにしたことを特徴とする
   加速度センサー。
2. 【請求項２】 慣性体は容器の筒状部において緩衝部で
   のみ直接接触するようにされたことを特徴とする請求項
   １に記載の加速度センサー。
3. 【請求項３】 導電性の端子ピンを貫通固定された蓋板
   と、金属製の有底筒状容器とを有し、この容器の開口端
   には前記蓋板が端子ピンを容器と電気的に絶縁するよう
   に固定されており、容器内部には電気絶縁性のガイドと
   球状の慣性体が配置され、前記端子ピンの容器内部側に
   は複数の可動部を配置した可動接点が導電的に固定さ
   れ、この可動接点は前記ガイドによって配置決めされ、
   それぞれの可動接点の可動部先端は自由状態では実質的
   な固定接点である容器の内面に対して所定の距離となる
   ように配置され、またこの可動部の弾性は通常時にはセ
   ンサーの姿勢にかかわらずその先端を容器内面に接触さ
   せることのない様にされていると共にセンサーの軸線に
   対して直角方向に所定の値以上の加速度をうけると慣性
   体によってその先端を容器内面に接触状態に至るまで撓
   められるように設定されており、可動接点が慣性体と固
   定接点によって隙間のない状態に挟まれて圧迫されるの
   を防止するために、それぞれの可動部の間には電気絶縁
   性の緩衝部が配置され、慣性体と固定接点との間に所定
   の隙間を設けるようにしたことを特徴とする加速度セン
   サー。
4. 【請求項４】 容器底面には電気絶縁体が配置され、前
   記慣性体が導電的に容器底面と接触しないようにされて
   いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に
   記載の加速度センサー。
5. 【請求項５】 可動部はセンサーが水平に配置されたと
   きに慣性体の重量を受けて弾性的に変形して先端を容器
   内面に非接触状態で近接させると共に振動などにより加
   速度が加えられて慣性体の見かけ上の重量が所定値にま
   で増加すると先端を容器に接触させるように構成された
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載
   の加速度センサー。
6. 【請求項６】 蓋板は金属板と端子ピンからなり、金属
   板に設けられた貫通孔に端子ピンを電気絶縁性充填材料
   によって気密に貫通固定し、この金属板を容器の開口端
   面に気密に固定して密閉容器を構成したことを特徴とす
   る請求項１乃至５のいずれか１項に記載の加速度センサ
   ー。
7. 【請求項７】 蓋板の金属板と容器との固定はレーザー
   溶接により行われることを特徴とする請求項６に記載の
   加速度センサー。
8. 【請求項８】 可動接点には端子ピンとの固定部分の中
   央に貫通孔が設けられ、この貫通孔を介して金属製の固
   定板と端子ピンの端面とを溶接固定することにより可動
   接点を固定板と端子ピンとで導電的に挟持固定し、少な
   くともこの固定板によって慣性体が可動接点と端子ピン
   との固着部に直接接触しないようにされていることを特
   徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の加速度
   センサー。
9. 【請求項９】 ガイドの端子ピン側には固定板の形状に
   合わせた凹部が設けられ、固定板をこの凹部に配置する
   際にガイドと固定板との間に可動接点を配置し、可動接
   点の可動部の根元近傍をこのガイドと固定板とで挟持し
   て所定の形状に整形していることを特徴とする請求項８
   に記載の加速度センサー。
10. 【請求項１０】 固定板の平面形状を非円形とし、ガイ
    ドの凹部に固定板の平面形状に対応する突起を設けるこ
    とによりガイドが固定板に対して回転することを防ぐこ
    とを特徴とする請求項９に記載の加速度センサー。