DE19857521A1

DE19857521A1 - Beschleunigungserfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19857521A1
Application number: DE19857521A
Authority: DE
Inventors: Kazunori Sakamoto; Tateki Kawamura; Tsutomu Takeuchi; Koichi Fujita
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 1999-06-24
Also published as: US6093898A; JP3292690B2; JPH11174082A

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschleunigungserfassungs vorrichtung zur Erfassung einer Beschleunigung aufgrund z. B. einer Kollision eines Fahrzeugs. Eine derartige Beschleunigungserfassungsvorrichtung kann für einen Auslöser eines Sicherheitssystems, wie z. B. ein Airbagsystem für das Fahrzeug, verwendet werden.

Die am 13. September 1996 veröffentlichte JP-08-264088 A offenbart eine derartige Bauart der Beschleunigungserfassungsvorrichtung.

Die herkömmliche Beschleunigungserfassungsvorrichtung weist ein hohles Gehäuse, ein drehbar in dem hohlen Gehäuse gestütztes Gewicht, das ansprechend auf eine aufgebrachte Beschleunigung zu drehen ist, eine an dem Gewicht montierte Nocke, die einstückig mit dem Gewicht zu drehen ist, und eine durch die Drehung des Gewichts elektrisch geschlossene Kontaktbaugruppe auf. Die Kontaktbaugruppe berührt immer die Nocke, um eine Vorspannkraft auf die Nocke zum Halten des Gewichts an einer Ausgangsposition aufzubringen.

Wenn sich das Gewicht gegen die von elektrischen Kontakten auf die Nocke aufgebrachte Vorspannkraft dreht, schließt die Nocke elektrisch die Kontaktbaugruppe, um ein elektrisches Signal zu erzeugen.

Jedoch biegt sich die Kontaktbaugruppe bei der vorstehend genannten herkömmlichen Beschleunigungserfassungsvorrichtung weiter, solange sich das Gewicht weiter dreht. Entsprechend kann die Kontaktbaugruppe eine plastische Verformung aufgrund von häufigen Drehungen des Gewichts verursachen. Als Folge davon kann die Kontaktbaugruppe das Gewicht nicht zu der Ausgangsposition zurücksetzen, so daß die Kontaktbaugruppe nach einem Verschwinden der Beschleunigung geschlossen bleiben kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten herkömmlichen Nachteile zu lösen.

Ferner besteht ein Ziel der Erfindung darin, ein Gewicht an eine Ausgangsposition zuverlässig zurückzusetzen.

Außerdem besteht ein Ziel der Erfindung darin, eine Kontaktbaugruppe zuverlässig zu öffnen und zu schließen.

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe weist eine erfindungsgemäße Beschleunigungserfassungsvorrichtung auf:
ein Gehäuse;
ein drehbar innerhalb des Gehäuses montiertes Gewicht, das entlang einer Bewegungsbahn ansprechend auf eine aufgebrachte Beschleunigung zu drehen ist;
eine zwischen dem Gehäuse und dem Gewicht vorgesehene Feder zum Aufbringen einer Vorspannkraft auf das Gewicht gegen die Beschleunigung;
eine Kontaktbaugruppe, die im wesentlichen außerhalb der Bewegungsbahn des Gewichts vorgesehen ist und die durch das gedrehte Gewicht elektrisch zu schließen ist; und
eine Kontaktbewerkstelligungseinrichtung zum Halten des gleichen Abstands zwischen dem Gewicht und der Kontaktbaugruppe während der Drehung des Gewichts.

Das Gewicht dreht sich erfindungsgemäß gegen die Vorspannkraft der Feder, um die Kontaktbaugruppe elektrisch zu schließen, wenn die übermäßige Beschleunigung auf das Gewicht aufgebracht wird. Im Gegensatz dazu kehrt das Gewicht gemäß der Vorspannkraft der Feder zurück, um die Kontaktbaugruppe elektrisch zu öffnen, wenn die übermäßige Beschleunigung verschwindet. Weil die Vorspannkraft durch die von der Kontaktbaugruppe getrennten Feder erzeugt wird, kann die Vorspannkraft zuverlässig für eine längere Zeitdauer aufrechterhalten werden. Weiterhin kann sich das Gewicht ohne eine Beeinträchtigung durch die Kontaktbaugruppe drehen, weil die Kontaktbewerkstelligungseinrichtung die Kontaktbaugruppe von einer Bewegungsbahn des Gewichts fernhält. Weil die Kontaktbewerkstelligungseinrichtung den gleichen Abstand zwischen dem Gewicht und der Kontaktbaugruppe während der Drehung des Gewichts hält, kann die Kontaktbaugruppe in Übereinstimmung mit der auf das Gewicht aufgebrachten Beschleunigung zuverlässig geöffnet und geschlossen werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 ist eine Querschnittansicht einer erfindungsgemäßen Beschleunigungserfassungsvorrichtung.

Fig. 2 ist eine Querschnittansicht entlang der in Fig. 1 gezeigten Linie B-B.

Fig. 3, 4, 5 und 6 sind Teilquerschnittansichten der Beschleunigungserfassungsvorrichtung, die einen Betrieb der Erfindung zeigen.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, umfaßt ein hohles Kunststoffgehäuse 1 einen Stecker 11. Der Stecker 11 ist einstückig mit dem Gehäuse 1 ausgebildet. Das Gehäuse 1 umfaßt einen Innenraum 12, der durch eine Abdeckung 2 verschlossen ist. Die Abdeckung 2 ist mit dem Gehäuse 1 durch Ultraschallschweißen hermetisch verbunden. In dem Innenraum 12 sind ein Gewicht 3 und eine Kontaktbaugruppe 4 montiert.

Das Gewicht 3 hat eine sektorartige Form, die an ihrem Scheitelpunktteil durch einen Stift 5 drehbar gestützt ist. Beide Enden des Stifts 5 sind durch das Gehäuse 1 derart gestützt, daß das Gewicht 3 in dem Innenraum 12 gehalten ist. Ein Kunststoffabschnitt 31 ist einstückig mit dem Gewicht 3 gegossen. Der Kunststoffabschnitt 31 sieht einen bogenförmigen Umfang 3a vor, dessen Mitte sich bei dem Stift 5 befindet. Anschlagsabschnitte 31a und 31b sind an beiden Umfangsenden des Kunststoffabschnitts 31 ausgebildet. Die Anschlagsabschnitte 31a und 31b stehen von Seiten des Gewichts 3 vor, um das Innere des Gehäuses 1 berühren zu können. Der Stift 5 ist von einer Manschette 6 und einer Feder 7 umgeben. Die Feder 7 ist um die Manschette 7 geschlungen. Ein Ende 7a der Feder 7 ist an dem Gewicht 3 auf der Seite des Anschlags 31b eingehängt. Das andere Ende 7b der Feder 7 erstreckt sich entlang des Gehäuses 1, so daß es in ein Ende der Abdeckung 2 eingehängt ist. Das Gewicht 3 nimmt immer eine Vorspannkraft 1 von der Feder 7 auf, um zu einer Ausgangsposition zurückzukehren, an der der Anschlagsabschnitt 31a das Gehäuse 1 berührt.

Die Kontaktbaugruppe 4 weist weiterhin einen Kunststoffhauptkörper 41, eine erste Kupplungsleitung 42 und eine zweite Kupplungsleitung 43 auf. Der Kunststoffhauptkörper 41 ist in einen Raum gedrückt, der zwischen einem Gehäuse 1 und einem Paar Vorsprüngen 13 vorgesehen ist. Anders ausgedrückt, ist der Kunststoffhauptkörper 41 durch das Gehäuse 1 und die Vorsprünge 13 gehalten. Die Vorsprünge 13 sind einstückig mit dem Gehäuse 1 ausgebildet und erstrecken sich in Richtung auf die Abdeckung 2. Die erste und die zweite Kupplungsleitung 42, 43 sind durch Einsatzformen in den Hauptkörper 41 eingebettet. Enden der ersten und der zweiten Kupplungsleitung 42, 43 erstrecken sich durch das Gehäuse 1. Die erste und die zweite Kupplungsleitung 42, 43 sind mechanisch und elektrisch mit Anschlüssen 11a, 11b des Anschlußsteckers 11 durch Schweißungen verbunden. Die erste und die zweite Kupplungsleitung 42, 43 haben Gabeln 42a, 42b, 43a und 43b. Die ersten Gabeln 42a und 43a sind derart gebogen, daß sie von dem Hauptkörper 41 in Richtung auf den bogenförmigen Umfang 3a des Gewichts 3 vorstehen. Eine erste und eine zweite Elektrode 44, 45 sind mechanisch und elektrisch mit den ersten Gabeln 42a und 43a verbunden. Die erste und die zweite Elektrode 44, 45 erstrecken sich parallel in Richtung auf das Gewicht 3. Die zweite Elektrode 45 berührt den bogenförmigen Umfang 3a des Gewichts 3. Ein Ende der ersten Elektrode 44 ist in eine Nut 31c eingeführt, die auf dem bogenförmigen Umfang 3a des Gewichts 3 ausgebildet ist. Die erste Elektrode 44 berührt wahlweise die zweite Elektrode 45, je nach einer Position des Gewichts 3. Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel die erste und die zweite Elektrode 44, 45 von der ersten und der zweiten Kupplungsleitung 42, 43 getrennt gestaltet sind, ist es für den Fachmann offensichtlich, die erste und die zweite Elektrode 44, 45 durch Verlängerungen der ersten und der zweiten Kupplungsleitung 42, 43 einstückig mit der ersten und der zweiten Kupplungsleitung 42, 43 auszubilden. Die zweiten Gabeln 42b und 43b erstrecken sich von dem Hauptkörper 41 in Richtung auf die Abdeckung 2 und stehen davon vor. Ein elektrischer Widerstand 46 ist zwischen den zweiten Gabeln 42b und 43b angeschlossen. Ein elektrischer Widerstand zwischen der ersten und der zweiten Kupplungsleitung 42, 43 kann verändert werden und wird durch eine äußere Vorrichtung (nicht gezeigt) je nach der Position des Gewichts 3 erfaßt. Während die erste Elektrode 44 die zweite Elektrode 45 berührt, sind die erste und die zweite Kupplungsleitung 42, 43 durch die erste und die zweite Elektrode 44, 45 derart elektrisch verbunden, daß die äußere Vorrichtung einen niedrigen elektrischen Widerstand erfaßt. Im Gegensatz dazu erfaßt, während die erste Elektrode 44 die zweite Elektrode 45 nicht berührt, die äußere Vorrichtung einen durch den elektrischen Widerstand 46 erzeugten hohen elektrischen Widerstand. Falls die äußere Vorrichtung einen Nichtleitzustand zwischen der ersten und der zweiten Kupplungsleitung 42, 43 erfaßt, könnte ein Draht irgendwo zwischen der äußeren Vorrichtung und der ersten und der zweiten Kupplungsleitung 42, 43 unterbrochen sein.

Die Nut 31c ist auf dem bogenförmigen Umfang 3a des Gewichts 3 ausgebildet. Die Nut 31c ist auf dem bogenförmigen Umfang 3a geöffnet und erstreckt sich in Dickenrichtung des Gewichts 3 (d. h., Rechts-links- Richtung in Fig. 2). Ein Ende der ersten Elektrode 44 kann in die Nut 31c eingeführt sein. Die erste Elektrode 44 darf die zweite Elektrode 45 nicht berühren, während die erste Elektrode 44 in die Nut 31c eingeführt ist, so daß die erste und zweite Kupplungsleitung 42, 43 mit dem hohen elektrischen Widerstand verbunden sind. Die Nut 31c kann einfach und genau auf dem bogenförmigen Umfang 3a ausgebildet werden, weil der bogenförmige Umfang 3a auf dem Kunststoffabschnitt 31 ausgebildet ist. Weiterhin kann die Nut 31c ebenfalls exakt positioniert werden.

Das Gehäuse 1 wird in einem Metallkasten 8 untergebracht, nachdem das Gewicht 3 und die Kontaktbaugruppe 4 in dem Gehäuse angeordnet sind. Das Innere des Metallkastens 8 ist mit einem Dichtungsmittel 9 gefüllt, um das Gehäuse 1 abzudichten. Der Metallkasten 8 kann an einer Fahrzeugkarosserie montiert sein.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf Fig. 3, 4, 5 und 6 ein Betrieb der Beschleunigungserfassungs vorrichtung erläutert.

Fig. 3 zeigt den Zustand, bei dem keine Beschleunigung auf das Gewicht 3 aufgebracht ist. Das Gewicht 3 nimmt die Vorspannkraft von der Feder 7 auf, um an der Ausgangsposition zu sein, bei der der Anschlagsabschnitt 31a des Gewichts 3 das Gehäuse 1 berührt. Ein Ende der ersten Elektrode 44 ist in die Nut 31c des Gewichts 3 derart eingeführt, daß die erste Elektrode 44 von der zweiten Elektrode 45 getrennt ist. Ein Ende der zweiten Elektrode 45 befindet sich auf dem bogenförmigen Umfang 3a des Gewichts 3. Es besteht keine elektrisch Verbindung zwischen der ersten und zweiten Elektrode 44, 45, so daß der elektrische Widerstand zwischen der ersten und der zweiten Kupplungsleitung 42 und 43 hoch ist.

Wenn eine übermäßige Beschleunigung jenseits eines vorbestimmten Werts in einer Richtung A aufgrund z. B. einer Kollision des Fahrzeugs auftritt, dreht sich in diesem Zustand das Gewicht 3 gegen die Vorspannkraft der Feder 7 und die Trägheitskraft des Gewichts 3, bis der Anschlagsabschnitt 31b das Gehäuse 1 berührt, wie in Fig. 6 gezeigt. Während sich das Gewicht 3 dreht, wie in Fig. 4 gezeigt, tritt die erste Elektrode 44 aus der Nut 31c des Gewichts 3 derart heraus, daß die erste Elektrode 44 auf dem bogenförmigen Umfang 3a des Gewichts 3 gleitet. Die erste Elektrode 44 wird während des Austritts von der Nut 31c derart gebogen, daß die erste Elektrode 44 mit der zweiten Elektrode 45 in Berührung gebracht wird.

Folglich wird die erste Kupplungsleitung 42 mit der zweiten Kupplungsleitung 43 elektrisch verbunden. Die übermäßige Beschleunigung wird aufgrund einer Verringerung des elektrischen Widerstands zwischen der ersten und der zweiten Kupplungsleitung 42, 43 erfaßt.

Während der Drehung des Gewichts 3, wie in Fig. 4, 5 und 6 gezeigt, gleitet die erste Elektrode 44 auf dem bogenförmigen Umfang 3a des Gewichts 3. Während die erste Elektrode 44 auf dem bogenförmigen Umfang 3a des Gewichts 3 gleitet, wird die zweite Elektrode 45 durch die erste Elektrode 44 derart gedrückt und gebogen, daß die zweite Elektrode 45 von dem bogenförmigen Umfang 3a abhebt. Anders ausgedrückt, wird die erste Elektrode 44 zwischen der zweiten Elektrode 45 und dem bogenförmigen Umfang 3a des Gewichts 3 derart eingeklemmt, daß eine Federkraft der zweiten Elektrode 45 den elektrischen Kontakt zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 44, 45 in zuverlässiger Weise hält. Weil der bogenförmige Umfang 3a den gleichen Abstand von dem Drehmittelpunkt des Gewichts 3 hält, werden die erste und die zweite Elektrode 44, 45 nicht über das notwendige Maß hinaus gebogen, während die erste Elektrode 44 auf dem bogenförmigen Umfang 3a des Gewichts 3 gleitet. Wie erläutert, kann bei diesem Ausführungsbeispiel der elektrische Kontakt zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 44, 45 während der Drehung des Gewichts 3 derart gut aufrecht erhalten werden, daß ein Erzeugen eines vorübergehenden Nicht- Berührens oder eines Prellens zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 44, 45 zuverlässig verhindert werden kann. Weiterhin kann die erste Elektrode 44 leicht auf dem bogenförmigen Umfang 3a gleiten, weil der bogenförmige Umfang 3a des Gewichts 3 ein Teil des Kunststoffabschnitts 31 ist. Folglich kann sich das Gewicht 3 sehr störungsfrei drehen.

Nachdem die Beschleunigung in der Richtung A verschwindet, kann sich das Gewicht 3 in einer Umkehrrichtung drehen, um zu der Ausgangsposition zurückzukehren, wie in Fig. 3 gezeigt. Wie bereits erläutert, berührt der Anschlagsabschnitt 31a bei der Ausgangsposition des Gewichts 3 das Gehäuse 1. Entsprechend wird ein Ende der ersten Elektrode 44 in die Nut 31c des Gewichts 3 wiedereingeführt, um die erste Elektrode 44 von der zweiten Elektrode 45 außer Eingriff zu bringen. Folglich wird der hohe elektrische Widerstand zwischen der ersten und zweiten Kupplungsleitung 42, 43 erfaßt.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel dreht sich das Gewicht 3 gegen die Vorspannkraft der Feder 7, um die Kontaktbaugruppe 4 elektrisch zu schließen, wenn die übermäßige Beschleunigung auf das Gewicht 3 aufgebracht wird. Im Gegensatz dazu kehrt das Gewicht 3 gemäß der Vorspannkraft der Feder 7 zurück, um die Kontaktbaugruppe 4 elektrisch zu öffnen, wenn die übermäßige Beschleunigung verschwindet. Weil die Vorspannkraft durch die von der Kontaktbaugruppe 4 getrennten Feder 7 erzeugt wird, kann die Vorspannkraft zuverlässig für eine längere Zeitdauer aufrechterhalten werden. Weiterhin kann sich das Gewicht 3 ohne eine Beeinträchtigung durch die Kontaktbaugruppe 4 drehen, weil der bogenförmige Umfang 3a des Gewichts 3 die Kontaktbaugruppe 4 von der Bewegungsbahn des Gewichts 3 fernhält. Weil der bogenförmige Umfang 3a den gleichen Abstand zwischen dem Gewicht 3 und der Kontaktbaugruppe 4 während der Drehung des Gewicht 3 hält, kann die Kontaktbaugruppe 4 in Übereinstimmung mit der auf das Gewicht 3 aufgebrachten Beschleunigung zuverlässig geöffnet und geschlossen werden.

Ferner kann das Gewicht 3 leicht und genau hergestellt werden, weil die Nut 31c auf dem Kunststoffabschnitt 31 des Gewichts 3 ausgebildet ist.

Weiterhin kann die erste Elektrode 44 auf dem bogenförmigen Umfang 3a leicht gleiten, weil der bogenförmige Umfang 3a des Gewichts 3 ein Teil des Kunststoffabschnitts 31 ist. Anders ausgedrückt, kann sich das Gewicht 3 sehr störungsfrei drehen.

Darüber hinaus kann die Kontaktbaugruppe 4 in Übereinstimmung mit der auf das Gewicht 3 aufgebrachten Beschleunigung geöffnet und geschlossen werden, weil der bogenförmige Umfang 3a des Gewichts 3 den gleichen Abstand zwischen dem Gewicht 3 und der Kontaktbaugruppe 4 während der Drehung des Gewichts 3 hält.

Zusammenfassend ist eine erfindungsgemäße Beschleunigungserfassungsvorrichtung offenbart, die ein Gehäuse 1, ein drehbar innerhalb des Gehäuses montiertes Gewicht 3, das entlang einer Bewegungsbahn ansprechend auf eine aufgebrachte Beschleunigung zu drehen ist, eine zwischen dem Gehäuse 1 und dem Gewicht 3 vorgesehene Feder 7, um eine Vorspannkraft auf das Gewicht 3 gegen die Beschleunigung aufzubringen, eine Kontaktbaugruppe 4, die im wesentlichen außerhalb der Bewegungsbahn des Gewichts 3 vorgesehen ist und durch das gedrehte Gewicht 3 geschlossen wird, und einen bogenförmigen Umfang 3a zum Halten des gleichen Abstands zwischen dem Gewicht 3 und der Kontaktbaugruppe 4 während der Drehung des Gewichts 3 aufweist. Das Gewicht 3 dreht sich gegen die Vorspannkraft der Feder 7, um die Kontaktbaugruppe 4 elektrisch zu schließen, wenn die übermäßige Beschleunigung auf das Gewicht 3 aufgebracht wird. Im Gegensatz dazu kehrt das Gewicht 3 gemäß der Vorspannkraft der Feder 7 zurück, um die Kontaktbaugruppe 4 elektrisch zu öffnen, wenn die übermäßige Beschleunigung verschwindet. Weil die Vorspannkraft durch die von der Kontaktbaugruppe 4 getrennte Feder 7 erzeugt wird, kann die Vorspannkraft zuverlässig für eine längere Zeitdauer aufrechterhalten werden. Weiterhin kann sich das Gewicht 3 ohne eine Beeinträchtigung der Kontaktbaugruppe 4 drehen, weil der bogenförmige Umfang 3a des Gewichts 3 die Kontaktbaugruppe 4 von der Bewegungsbahn des Gewichts 3 fernhält.

Claims

1. Beschleunigungserfassungsvorrichtung, mit:
einem Gehäuse (1);
einem drehbar innerhalb des Gehäuses montierten Gewicht (3), das entlang einer Bewegungsbahn ansprechend auf eine aufgebrachte Beschleunigung zu drehen ist;
einer zwischen dem Gehäuse (1) und dem Gewicht (3) vorgesehenen Feder (7) zum Aufbringen einer Vorspannkraft auf das Gewicht (3) gegen die Beschleunigung;
einer Kontaktbaugruppe (4), die im wesentlichen außerhalb der Bewegungsbahn des Gewichts (3) vorgesehen ist und die durch das gedrehte Gewicht (3) elektrisch geschlossen wird; und
einer Kontaktbewerkstelligungseinrichtung (3a) zum Halten des gleichen Abstands zwischen dem Gewicht (3) und der Kontaktbaugruppe (4) während der Drehung des Gewichts (3).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbewerkstelligungseinrichtung ein Umfang (3a) des Gewichts (3) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang (3a) des Gewichts (3) aus Kunststoff hergestellt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbaugruppe (4) eine erste und eine zweite Elektrode (44, 45) umfaßt, und der Umfang (3a) des Gewichts (3) eine Nut (31c) umfaßt, die die erste Elektrode (44) von der zweiten Elektrode (45) bei fehlender Beschleunigung außer Eingriff bringt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (44) aus der Nut (31c) zu dem Umfang des Gewichts (3) derart heraustritt, daß die erste Elektrode (44) die zweite Elektrode (45) unter einer Beschleunigung berührt.

6. Beschleunigungserfassungsvorrichtung, mit:
einer Einschließungseinrichtung (1) zum Einschließen eines Innenraums (12);
einer sich bewegenden Einrichtung (3) zum Bewegen in dem Innenraum (12) ansprechend auf eine aufgebrachte Beschleunigung;
einer Erfassungseinrichtung (4) zum Erfassen der sich bewegenden Einrichtung (3); und
einer Bewerkstelligungseinrichtung (3a) zum Halten des gleichen Abstands zwischen der sich bewegenden Einrichtung (3) und der Erfassungseinrichtung (4) unter der aufgebrachten Beschleunigung.