JPH01112167A - Acceleration detector - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To detect acceleration as variation in electric resistance value by providing a pendulum type movable part which moves according to the acceleration and varying the intensity of a magnetic field operating on the magneto- resistance element of a detection part by the pendulum movable part corresponding to the acceleration. CONSTITUTION:The weight 3 of the pendulum movable part slants at a constant angle to its moving direction and a peripheral surface part 3a extends slantingly to the moving direction X. Therefore, when the peripheral surface part 3a in a state shown by a solid line moves in the moving direction X and enters a state shown by an imaginary line, it leaves the magneto-resistance element 6b and comes close to the magneto-resistance element 6a. When the peripheral surface made of a magnetic body moves from the state I shown by the solid line to the state II shown by the imaginary line, the intensity of the magnetic field produced by a magnet 8 becomes weak on the side of a magneto-resistance element 6b where the peripheral surface part 3a moves away. Therefore, the potential between terminals B and C varies.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、たとえば自動車等の移動体の加速度を検出
するための加速度検出器に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an acceleration detector for detecting the acceleration of a moving body such as an automobile.

［従来の技術］ 第１０図は、歪みゲージを用いた従来の加速度検出器を
示す構成図である。加速度検出器３１のケース３２内に
は、板ばね３３の先端に取付けられた可動体３４が図面
上下方向に移動可能に設けられている。加速度検出器３
１に加速度が加わると、可動体３４が移動し、これに伴
い仮ばね３３が湾曲する。板ばね３３の一方の面には歪
みゲージ３５が取付けられており、この歪みゲージ３５
は板ばね３３の湾曲により歪み信号を発生し、これを出
力コード３６を介して外部の増幅器３７に与える。与え
られた歪み信号は、増幅器３７において可動体３４に加
えられた加速度の値に変換される。[Prior Art] FIG. 10 is a configuration diagram showing a conventional acceleration detector using a strain gauge. Inside the case 32 of the acceleration detector 31, a movable body 34 attached to the tip of a leaf spring 33 is provided so as to be movable in the vertical direction in the drawing. Acceleration detector 3
When acceleration is applied to 1, the movable body 34 moves, and the temporary spring 33 bends accordingly. A strain gauge 35 is attached to one surface of the leaf spring 33.
generates a distortion signal by the bending of the leaf spring 33, and supplies this to an external amplifier 37 via an output cord 36. The applied strain signal is converted into a value of acceleration applied to the movable body 34 in the amplifier 37.

［発明か解決しようとする問題点］ ところが、このような従来の加速度検出器では、高感度
の増幅器を必要とするので、検出器自体が高価で、しか
も大型なものになるという問題点を有していた。[Problem to be solved by the invention] However, since such conventional acceleration detectors require a highly sensitive amplifier, they have the problem that the detector itself is expensive and large. Was.

この発明の］」的は、かかる従来の欠点を解消し、低価
格で小型化可能な加速度検出器を提供することにある。The object of the present invention is to eliminate such conventional drawbacks and to provide an acceleration detector that can be made small and inexpensive.

［問題点を解決するための手段および作用］この発明の
加速度検出器は、磁気抵抗素子を合する検出部と、検出
部の磁気抵抗素子に作用する磁場の強さを加速度に対応
させて変化させるように移動する振子状可動部とを備え
ている。この発明の検出器では、振子状可動部によって
加速度に対応して変化させた磁場の強さを、磁気抵抗素
子で電気抵抗の変化に変換し、振子状可動部に加えられ
た加速度をこの電気抵抗の変化から検出する。[Means and effects for solving the problem] The acceleration detector of the present invention includes a detection section that combines a magnetoresistive element, and a structure that changes the strength of the magnetic field acting on the magnetoresistive element of the detection section in accordance with acceleration. It is equipped with a pendulum-shaped movable part that moves so as to In the detector of this invention, the strength of the magnetic field, which is changed in accordance with the acceleration by the pendulum-shaped movable part, is converted into a change in electrical resistance by the magnetoresistive element, and the acceleration applied to the pendulum-shaped movable part is converted into a change in electrical resistance. Detect from changes in resistance.

［実施例コ 第１図は、この発明の第１の実施例を示す概略断面図で
ある。加速度検出器１は、ケース１ｏ内の振子状可動部
２および検出部９がら構成されている。振子状可動部２
は、中央を垂直に曲げられた支持板４の両端に重り３を
固定し、支持板４の中央部近傍の回動中心軸５ａに取付
材５を介して支持されている。振子状可動部２は、回動
中心軸５ａを中心としてＸ方向あるいはＹ方向に回動可
能にされてい葛。また、振子状可動部２は回動中心軸５
ａを要とした扇形形状を有しており、円弧面に相当する
部分は、周面部３ａをなしている。Embodiment FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of the present invention. The acceleration detector 1 includes a pendulum-shaped movable part 2 and a detection part 9 inside a case 1o. Pendulum-shaped movable part 2
A weight 3 is fixed to both ends of a support plate 4 whose center is vertically bent, and is supported by a pivot shaft 5a near the center of the support plate 4 via a mounting member 5. The pendulum-shaped movable part 2 is rotatable in the X direction or the Y direction about the rotation center axis 5a. Moreover, the pendulum-shaped movable part 2 has a rotation center shaft 5.
It has a fan-shaped shape with a as its main point, and the portion corresponding to the circular arc surface forms a peripheral surface portion 3a.

この周面部３ａに向き合うようにケース１ｏ内に磁気抵
抗素子部６が設けられており、該磁気抵抗素子部６の下
方には固定板７を介して磁石８が設けられている。これ
らの磁気抵抗素子部６、固定板７および磁石８から検出
部９が構成されている。A magnetoresistive element section 6 is provided inside the case 1o so as to face this peripheral surface section 3a, and a magnet 8 is provided below the magnetoresistive element section 6 via a fixing plate 7. A detecting section 9 is constituted by the magnetic resistance element section 6, the fixed plate 7, and the magnet 8.

第２図は、第１図の実施例の磁気抵抗素子における測定
原理を説明するための構成図である。磁気抵抗素子部６
は、磁気抵抗素子６ａおよび磁気抵抗素子６ｂの２つの
素子から構成されている。FIG. 2 is a configuration diagram for explaining the measurement principle in the magnetoresistive element of the embodiment shown in FIG. Magnetoresistive element section 6
is composed of two elements: a magnetoresistive element 6a and a magnetoresistive element 6b.

磁気抵抗素子６ａおよび６ｂの一方端同士は接続されて
端子Ｂをなしている。また磁気抵抗素子６ａの他方端は
端子Ａをなし、磁気抵抗素子６ｂの他方端は端子Ｃをな
している。One ends of the magnetoresistive elements 6a and 6b are connected to form a terminal B. Further, the other end of the magnetoresistive element 6a constitutes a terminal A, and the other end of the magnetoresistive element 6b constitutes a terminal C.

振子状可動部の重り３は、その移動方向に対して一定の
角度で傾斜しており、周面部３ａは、第２図に示すよう
に移動方向Ｘに対して傾斜する方向に延びている。した
がって、周面部３ａが実線で示す状態から、移動方向Ｘ
方向に移動して、想像線で示す状態になると、磁気抵抗
素子６ｂから離れ、磁気抵抗素子６ａに近接する。The weight 3 of the pendulum-shaped movable part is inclined at a constant angle with respect to its moving direction, and the peripheral surface portion 3a extends in a direction inclined with respect to the moving direction X, as shown in FIG. Therefore, from the state where the peripheral surface portion 3a is shown by the solid line, the moving direction
When it moves in the direction shown by the imaginary line, it moves away from the magnetoresistive element 6b and approaches the magnetoresistive element 6a.

第３図は、第１の実施例の検出部の等価回路を示してお
り、Ｒ８は磁気抵抗素子６ａの抵抗を示しており、ＲＢ
は磁気抵抗素子６ｂの抵抗を示している。第２図に示す
ように磁性体からなる周面部３ａが実線の状態（Ｉ）か
ら想像線で示す状態（ｎ）に移動すると、磁石８により
生じた磁場の強さは、周面部３ａが近接する磁気抵抗素
子６ａで大きくなり、周面部３ａが遠ざかる磁気抵抗素
子６ｂ側で弱くなる。したがって、第３図に示す端子Ｂ
一端子Ｃの間に電位の変化が生じる。FIG. 3 shows an equivalent circuit of the detection section of the first embodiment, where R8 represents the resistance of the magnetoresistive element 6a, and RB
indicates the resistance of the magnetoresistive element 6b. As shown in FIG. 2, when the peripheral surface part 3a made of a magnetic material moves from the state (I) shown by the solid line to the state (n) shown by the imaginary line, the strength of the magnetic field generated by the magnet 8 changes as the peripheral surface part 3a approaches. It becomes larger on the magnetoresistive element 6a side, and becomes weaker on the magnetoresistive element 6b side, where the peripheral surface portion 3a moves away. Therefore, terminal B shown in FIG.
A change in potential occurs between one terminal C.

したがって、第４図で示す（Ｉ）および（ＩＩ）のよう
に、加速度と第３図における端子Ｂおよび０間の出力電
圧は比例関係を有する。このように比例関係から、２つ
の磁気抵抗素子を用いて差動的に検出することにより、
温度変化等によって生じる出力電圧のドリフトを低減さ
せることができるとともに、１素子を用いる場合の２倍
の感度で加速度を検出することができる。Therefore, as shown in (I) and (II) in FIG. 4, the acceleration and the output voltage between terminals B and 0 in FIG. 3 have a proportional relationship. Based on the proportional relationship, by differentially detecting using two magnetoresistive elements,
Drift in the output voltage caused by temperature changes, etc. can be reduced, and acceleration can be detected with twice the sensitivity as when using one element.

第５図は、この発明の第２の実施例に用いられる磁気抵
抗素子を示す構成図である。このように、磁気抵抗素子
を折曲がった線状のパターンに形成することにより、磁
気抵抗素子６ｃおよび６ｄにおける抵抗値を高くするこ
とができ、より検出感度を高めることができる。FIG. 5 is a configuration diagram showing a magnetoresistive element used in a second embodiment of the invention. By forming the magnetoresistive elements in a bent linear pattern in this way, the resistance values of the magnetoresistive elements 6c and 6d can be increased, and the detection sensitivity can be further improved.

第６図は、この発明の第３の実施例の検出部における電
気抵抗素子の配置状態を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the arrangement of electrical resistance elements in the detection section of the third embodiment of the present invention.

また、第７図は、同じく第３の実施例の検出部の等価回
路を示す図である。この第３の実施例のように、検出部
に４つの磁気抵抗素子を設け、それぞれの磁気抵抗素子
を移動方向に対し垂直な方向に２列、移動方向に対し平
行な方向に２列配置し、それぞれを第６図および第７図
に示すように接合することによりブリッジ回路を形成す
ることができる。このような検出部の構成にすることに
より、磁気抵抗素子を２つ用いた場合に比べ、さらに検
出感度を２倍に上昇させることができる。なお、第６図
において６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈはそれぞれ磁気抵抗素
子を示し、第７図においてＲＥ　、　ＲＦ、ＲＧ　ＳＲ
，は、それぞれ各磁気抵抗素子の抵抗を示している。ま
た、Ｇ、Ｈ，Ｒ，Ｊはそれぞれ端子を示している。Further, FIG. 7 is a diagram showing an equivalent circuit of the detection section of the third embodiment. As in this third embodiment, four magnetoresistive elements are provided in the detection section, and each magnetoresistive element is arranged in two rows in a direction perpendicular to the movement direction and in two rows in a direction parallel to the movement direction. , can be connected to each other as shown in FIGS. 6 and 7 to form a bridge circuit. By configuring the detection section in this manner, the detection sensitivity can be further increased by twice as compared to the case where two magnetoresistive elements are used. In addition, in FIG. 6, 6e, 6f, 6g, and 6h each indicate a magnetoresistive element, and in FIG. 7, RE, RF, RG SR
, respectively indicate the resistance of each magnetoresistive element. Further, G, H, R, and J each indicate a terminal.

第８図は、この発明の第４の実施例を示す概略断面図で
ある。この第４の実施例では、固定板７の下に磁石が設
けられていない。さらに、第１の実施例における重り３
には磁性体が用いられていたが、この第４の実施例では
、重り１３として磁石が用いられており、その周面部１
３ａは全体が磁石となっている。その他の構成について
は、第１の実施例と同様であるので同一符号を付して説
明を省略する。第１の実施例では、固定板の下に設けら
れた磁石から生じた磁界を、磁性体からなる重り３の移
動によって変化させていたが、この第４の実施例では、
重り１３自体が磁石からなり、この重り１３の移動によ
り直接に磁気抵抗素子に与えられる磁界の強さを変化さ
せる。このように、周面部１３ａ自体を磁石から形成さ
せることにより、固定板の下に設ける磁石を省くことが
でき、さらに小型化を図ることができる。なお、このよ
うに周面部１３ａに磁石を用いた場合であっても、第１
の実施例と同様に固定板の下に磁石を設けることも可能
である。このように別個の磁石をさらに設ければ、検出
感度をさらに向上させることができる。FIG. 8 is a schematic sectional view showing a fourth embodiment of the invention. In this fourth embodiment, no magnet is provided under the fixed plate 7. Furthermore, the weight 3 in the first embodiment
In the fourth embodiment, a magnet is used as the weight 13, and its peripheral surface 1
3a is entirely a magnet. The other configurations are the same as those in the first embodiment, so the same reference numerals are given and the explanation will be omitted. In the first embodiment, the magnetic field generated from the magnet provided under the fixed plate was changed by moving the weight 3 made of magnetic material, but in this fourth embodiment,
The weight 13 itself is made of a magnet, and the movement of the weight 13 directly changes the strength of the magnetic field applied to the magnetoresistive element. By forming the peripheral surface portion 13a itself from a magnet in this way, the magnet provided under the fixed plate can be omitted, and further miniaturization can be achieved. Note that even if a magnet is used for the peripheral surface portion 13a in this way, the first
It is also possible to provide a magnet under the fixed plate as in the embodiment. By further providing separate magnets in this way, detection sensitivity can be further improved.

以上の実施例では、振子状可動部の周面部を、振子状可
動部の移動方向に対し一定の傾きを有するように設け、
振子状可動部の移動により、その周面部を磁気抵抗素子
から横方向にずらせることによって磁界の強さに変化を
与えている。しかしながら、振子状可動部の周面部を移
動方向と平行な方向に設けることも可能である。この場
合、周面部の一部のみを磁性体または磁石とし、その部
分の移動による影響で磁気抵抗素子に与える磁界の強さ
に変化を与えることができる。In the above embodiments, the peripheral surface of the pendulum-shaped movable part is provided so as to have a constant inclination with respect to the moving direction of the pendulum-shaped movable part,
By moving the pendulum-shaped movable part, the strength of the magnetic field is changed by shifting its circumferential surface from the magnetoresistive element in the lateral direction. However, it is also possible to provide the peripheral surface portion of the pendulum-like movable portion in a direction parallel to the moving direction. In this case, only a part of the peripheral surface is made of a magnetic material or a magnet, and the strength of the magnetic field applied to the magnetoresistive element can be changed by the influence of movement of that part.

また、第９図に示すように、重り２３を扇形の円弧面と
せずにさらに湾曲した形状にし、重り２３の周面部２３
ａの各点と回動中心軸２５ａとの間の距離を連続的に変
化させたような形状の振子状可動部２２としてもよい。Moreover, as shown in FIG. 9, the weight 23 is not made into a fan-shaped circular arc surface but is made into a further curved shape, so that the peripheral surface 23 of the weight 23
The pendulum-shaped movable portion 22 may have a shape in which the distance between each point a and the rotation center axis 25a is continuously changed.

この場合、振子状可動部２２が移動することにより、周
面部２３ａと磁気抵抗素子６との間の距離が変化し、磁
気抵抗索子６に与える磁界の強さを変化させることがで
きる。なお、第９図において２４は支持板、２５は取付
材を示しており、その他の第１図と同一符号は、相当部
分を示している。In this case, by moving the pendulum-shaped movable part 22, the distance between the peripheral surface part 23a and the magnetoresistive element 6 changes, and the strength of the magnetic field applied to the magnetoresistive cable 6 can be changed. In FIG. 9, reference numeral 24 indicates a support plate, 25 indicates a mounting member, and other reference numerals identical to those in FIG. 1 indicate corresponding parts.

＝　　１０　− なお、この発明で用いることのできる振子状可動部は、
上述の実施例のような形状のものに限定されるものでは
なく、検出部の磁気抵抗素子に作用する磁場の強さを加
速度に対応させて変化させるように移動するものであれ
ば、いかなるものも用いることができる。= 10 − In addition, the pendulum-shaped movable part that can be used in this invention is
The shape is not limited to those in the above-mentioned embodiments, but any shape can be used as long as it moves in a manner that changes the strength of the magnetic field acting on the magnetoresistive element of the detection unit in accordance with acceleration. can also be used.

［発明の効果］ この発明によれば、作用した加速度に応じて移動するよ
うな振子状可動部を備え、この振子状可動部により検出
部の磁気抵抗素子に作用する磁場の強さを加速度に対応
させて変化させ、電気抵抗値の変化として加速度を検出
している。したがって、従来のような高感度の増幅器を
必要とせず、低価格で、かつ小型化可能な加速度検出器
とすることができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, a pendulum-shaped movable part that moves according to the applied acceleration is provided, and the pendulum-shaped movable part converts the strength of the magnetic field acting on the magnetoresistive element of the detection part into acceleration. The acceleration is detected as a change in the electrical resistance value. Therefore, it is possible to provide an acceleration detector that does not require a high-sensitivity amplifier like the conventional one, is inexpensive, and can be miniaturized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、この発明の第１の実施例を示す概略断面図で
ある。第２図は、第１の実施例の磁気抵抗素子における
測定原理を説明するための構成図である。第３図は、第
１の実施例の検出部の等価回路を示す図である。第４図
は、第１の実施例における加速度と第３図における端子
Ｂおよび０間の出力電圧の関係を示す図である。第５図
は、第２の実施例に用いられる磁気抵抗素子を示す構成
図である。第６図は、第３の実施例の検出部における磁
気抵抗素子の配置状態を示す図である。第７図は、第３
の実施例の検出部の等価回路を示す図である。第８図は
、第４の実施例を示す概略断面図である。第９図は、第
５の実施例を示す概略断面図である。第１０図は、従来
の加速度検出器を示す構成図である。 図において、２は振子状可動部、３．　１３．　２３は
重り、３ａ、１３ａ、２３ａは周面部、５ａ。 ２５ａは回動中心軸、６は磁気抵抗素子部、６ａ。 ６ｂ、・・・６ｈは磁気抵抗素子、８は磁石、９は検出
部を示す。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of the invention. FIG. 2 is a configuration diagram for explaining the measurement principle in the magnetoresistive element of the first embodiment. FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of the detection section of the first embodiment. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between acceleration and the output voltage between terminals B and 0 in FIG. 3 in the first embodiment. FIG. 5 is a configuration diagram showing a magnetoresistive element used in the second embodiment. FIG. 6 is a diagram showing the arrangement of magnetoresistive elements in the detection section of the third embodiment. Figure 7 shows the third
It is a figure which shows the equivalent circuit of the detection part of Example. FIG. 8 is a schematic sectional view showing the fourth embodiment. FIG. 9 is a schematic sectional view showing the fifth embodiment. FIG. 10 is a configuration diagram showing a conventional acceleration detector. In the figure, 2 is a pendulum-shaped movable part, 3. 13. 23 is a weight, 3a, 13a, 23a are peripheral parts, and 5a. 25a is a rotation center axis; 6 is a magnetoresistive element portion; 6a; 6b, . . . , 6h are magnetoresistive elements, 8 is a magnet, and 9 is a detection section.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）磁気抵抗素子を有する検出部と、前記検出部の磁
気抵抗素子に作用する磁場の強さを加速度に対応させて
変化させるように移動する振子状可動部とを備える、加
速度検出器。(1) An acceleration detector comprising: a detection section having a magnetoresistive element; and a pendulum-shaped movable section that moves so as to change the strength of a magnetic field acting on the magnetoresistive element of the detection section in accordance with acceleration. （２）前記振子状可動部が、移動方向に沿って前記検出
部の磁気抵抗素子と向き合う周面部を有する、特許請求
の範囲第１項記載の加速度検出器。(2) The acceleration detector according to claim 1, wherein the pendulum-shaped movable portion has a peripheral surface portion facing the magnetoresistive element of the detection portion along the moving direction. （３）前記振子状可動部の周面部と前記磁気抵抗素子と
の間の距離が、前記振子状可動部の移動により変化して
、前記磁気抵抗素子に作用する磁場の強さを変化させる
、特許請求の範囲第２項記載の加速度検出器。(3) The distance between the peripheral surface of the pendulum-shaped movable part and the magnetoresistive element is changed by the movement of the pendulum-shaped movable part, thereby changing the strength of the magnetic field acting on the magnetoresistive element. An acceleration detector according to claim 2. （４）前記振子状可動部の周面部全体が磁性体または磁
石から形成されている、特許請求の範囲第３項記載の加
速度検出器。(4) The acceleration detector according to claim 3, wherein the entire circumferential surface of the pendulum-shaped movable portion is formed of a magnetic material or a magnet. （５）前記振子状可動部が扇形形状を有し、移動方向に
対し一定の傾きを有する円弧面を周面部としている、特
許請求の範囲第２、３または４項記載の加速度検出器。(5) The acceleration detector according to claim 2, 3 or 4, wherein the pendulum-like movable part has a fan-shaped shape, and the peripheral surface is an arcuate surface having a constant inclination with respect to the direction of movement. （６）前記検出部は２つの磁気抵抗素子を有し、各磁気
抵抗素子は移動方向に対して垂直な方向に並べて配置さ
れる、特許請求の範囲第５項記載の加速度検出器。(6) The acceleration detector according to claim 5, wherein the detection section has two magnetoresistive elements, and each magnetoresistive element is arranged side by side in a direction perpendicular to the direction of movement. （７）前記検出部は４つの磁気抵抗素子を有し、各磁気
抵抗素子は移動方向に対して垂直な方向に２列、平行な
方向に２列配置されており、各磁気抵抗素子によりブリ
ッジ回路が形成されている、特許請求の範囲第５項記載
の加速度検出器。(7) The detection section has four magnetoresistive elements, and each magnetoresistive element is arranged in two rows in a direction perpendicular to the moving direction and in two rows in a parallel direction. The acceleration detector according to claim 5, wherein a circuit is formed. （８）前記振子状可動部の形状が周面部の各点と回動中
心の軸との間の距離を連続的に変化させるような形状で
ある、特許請求の範囲第２、３または４項記載の加速度
検出器。(8) Claims 2, 3, or 4, wherein the shape of the pendulum-like movable portion is such that the distance between each point on the peripheral surface portion and the rotation center axis is continuously changed. Acceleration detector described. （９）前記振子状可動部の周面部と前記磁気抵抗素子と
の間の距離は、前記振子状可動部が移動してもほとんど
変化しない、特許請求の範囲第２項記載の加速度検出器
。(9) The acceleration detector according to claim 2, wherein the distance between the peripheral surface of the pendulum-shaped movable part and the magnetoresistive element hardly changes even if the pendulum-shaped movable part moves. （１０）前記振子状可動部の周面部の一部が磁性体また
は磁石から形成されている、特許請求の範囲第９項記載
の加速度検出器。(10) The acceleration detector according to claim 9, wherein a part of the peripheral surface of the pendulum-shaped movable part is formed of a magnetic material or a magnet. （１１）前記磁気抵抗素子を介し前記振子状可動部と反
対側に磁石が設けられている、特許請求の範囲第１〜１
０項のいずれか１項に記載の加速度検出器。(11) Claims 1 to 1, wherein a magnet is provided on the opposite side of the pendulum-shaped movable part via the magnetic resistance element.
The acceleration detector according to any one of item 0.