JP2000353461A - 衝撃センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネットを機械的且つ構造上において強化
でき、リードスイッチの接点部の動作を安定化させて高
信頼性が得られる衝撃センサを提供すること。 【解決手段】 この衝撃センサでは、マグネット４ｂの
移動に際してマグネット４ｂがスプリング５の一方の端
部側を収納する構造でなく、スプリング５の他方の端部
側をフロントストッパ７ａの内部に設けたざぐり部が収
納する構造としている他、マグネット４ｂの移動に際し
てマグネット４ｂの外周面がケース２の内壁にガイドさ
れてマグネット４ｂの内周面をチューブ３の外周面に非
接触とする構造としているため、マグネット４ｂが体積
損失されずに磁束減少も無く、機械的且つ構造上におい
て強化されてチューブ３を叩くこと無しにマグネット４
ｂの動作が確実になり、リードスイッチ１の接点部（図
示せず）の動作が安定化されて耐久性及びセンシング面
での信頼性が向上される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として自動車等
のエアバッグ，或いはシートベルト等の人体に対する防
護具を作動させるスイッチとして用いられると共に、物
同士の衝突等のように瞬時に大きな加速度が生じること
で作動する構造の衝撃センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の衝撃センサは、衝突や
急ブレーキ等で負荷が与えられることにより生じる大き
な加速度を検知する。こうした加速度の検知に際して、
エアバッグとして用いる場合には接点部が接触する構造
になっており、防護具を作動させるスイッチとして用い
る場合には防護具を作動させる電気回路を付勢する構造
になっている。

【０００３】従来の汎用的な衝撃センサとしては、例え
ば図３に示されるような構成のものが挙げられる。この
衝撃センサは、磁力の有無に応じて開閉する強磁性材料
で製作された接点部（図示せず）を含むリードスイッチ
１と、このリードスイッチ１の外周囲を包む非磁性材の
円筒状のチューブ３と、このチューブ３に嵌め込まれて
接点部に磁力を与える円環状マグネット４と、このマグ
ネット４の一面側に一方の端部が当接されて衝撃の発生
により所定値以上の加速度を受けたときにマグネット４
をチューブ３の外周面に沿って可動となるように付勢す
るスプリング５とがセンサ用のケース２内に収納されて
成っている。ここで、マグネット４の他面側は、ケース
２の他方側の端面に配備されてマグネット４の初期位置
を設定するバックストッパ６を付勢し、スプリング５の
他方の端部は、ケース２の一方側の端面に配備されてマ
グネット４の移動を衝突係止させてマグネット４の移動
範囲を定めるフロントストッパ７に当接されるようにな
っている。

【０００４】この衝撃センサにおいて、衝撃等で大きな
加速度ａ（所定値以上の加速度）が図示の矢印方向に生
じると、質量の大きなマグネット４がチューブ３の外周
面上を一方側（フロントストッパ７側）に移動してその
磁力が作用してリードスイッチ１の接点部を閉状態（オ
ン状態）にするが、衝撃が吸収されて加速度が無くなる
と、マグネット４はスプリング５の反発力で他方側に押
し戻されて退き、その磁力が作用しなくなるため、リー
ドスイッチ１の接点部は復元して開状態（オフ状態）に
なる。

【０００５】ところで、この衝撃センサの場合、マグネ
ット４が移動範囲の限界であるフロントストッパ７まで
移動したとき、スプリング５の一方の端部側（マグネッ
ト４を付勢する側）を収納する機能をマグネット４に持
たせるため、マグネット４の内部（内径）にざぐり部を
設けた構造としている。こうしたざぐり部構造のマグネ
ット４の場合、体積損失による磁束減少が生じるため、
これを補うために磁性材料としてネオジウム（Ｎｄ）−
鉄（Ｆｅ）系か、或いはサマリウム（Ｓｍ）−コバルト
（Ｃｏ）系のものを使用している。

【０００６】又、この衝撃センサの場合、マグネット４
の内径とチューブ３の外径とのクリアランスよりもマグ
ネット４の外径とケース２の内壁とのクリアランスの方
を大きくすることにより、マグネット４の移動に際して
マグネット４の内周面とチューブ３の外周面とをガイド
とする構造になっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した衝撃センサの
場合、マグネットの移動に際してスプリングの一方の端
部側を収納する機能をマグネットに持たせてマグネット
の内部（内径）にざぐり部を設けた構造としており、こ
れによって生じる体積損失に伴う磁束減少を補うため、
マグネットの磁性材料としてネオジウム（Ｎｄ）−鉄
（Ｆｅ）系か、或いはサマリウム（Ｓｍ）−コバルト
（Ｃｏ）系のものを使用しているが、これらの磁性材料
は焼結製法により得られるものであるため、マグネット
を移動させる衝突等の衝撃により欠けが発生し易いとい
う問題がある他、特にネオジウム（Ｎｄ）−鉄（Ｆｅ）
系のものでは水分浸入によって錆が発生し易いという問
題があり、結果としてマグネットの機械的且つ構造上の
不安定さが衝撃センサの耐久性及びセンシング面におけ
る信頼性を低下させる要因となっている。

【０００８】又、上述した衝撃センサの場合、マグネッ
トの内周面とチューブの外周面とをマグネットの移動に
際してのガイドとする構造になっているが、こうした構
造であればマグネットにスプリングの収納機能を持たせ
ているでガイドの長さが非常に短くなってしまうことに
加え、マグネットがチューブを叩く衝撃が大きくなって
チューブの内部側に配置されるリードスイッチの接点部
に伝達されてしまうため、しばしば接点部において閉成
時に瞬断が発生したり、或いは開放時に瞬接が発生して
接点部の動作が不安定になってしまうという問題があ
る。

【０００９】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、マグネットを機械
的且つ構造上において強化できると共に、リードスイッ
チの接点部の動作を安定化させて耐久性及びセンシング
面での信頼性を向上し得る衝撃センサを提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁力の
有無に応じて開閉する接点部を含むリードスイッチと、
リードスイッチの外周囲を包むチューブと、チューブに
嵌め込まれて接点部に磁力を与えるマグネットと、マグ
ネットの一面側に一方の端部が当接されて衝撃の発生に
より所定値以上の加速度を受けたときに該マグネットを
チューブ外周面に沿って可動となるように付勢するスプ
リングとがセンサ用ケース内に収納されて成り、更に、
マグネットの他面側は、ケースの他方側の端面に配備さ
れて該マグネットの初期位置を設定するバックストッパ
を付勢し、スプリングの他方の端部は、ケースの一方側
の端面に配備されてマグネットの移動を衝突係止させて
該マグネットの移動範囲を定めるフロントストッパに当
接される衝撃センサにおいて、フロントストッパは、マ
グネットの移動に際してスプリングの他方の端部側を収
納して束縛するために内部にざぐり部が設けられた構造
である衝撃センサが得られる。

【００１１】一方、本発明によれば、磁力の有無に応じ
て開閉する接点部を含むリードスイッチと、リードスイ
ッチの外周囲を包むチューブと、チューブの外周に幾分
隔てられて配置されて接点部に磁力を与えるマグネット
と、マグネットの一面側に一方の端部が当接されて衝撃
の発生により所定値以上の加速度を受けたときに該マグ
ネットをチューブ外周面に沿って可動となるように付勢
するスプリングとがセンサ用ケース内に収納されて成
り、更に、マグネットの他面側は、ケースの他方側の端
面に配備されて該マグネットの初期位置を設定するバッ
クストッパを付勢し、スプリングの他方の端部は、ケー
スの一方側の端面に配備されてマグネットの移動を衝突
係止させて該マグネットの移動範囲を定めるフロントス
トッパに当接される衝撃センサであって、フロントスト
ッパは、マグネットの移動に際してスプリングの他方の
端部側を収納して束縛するために内部にざぐり部が設け
られた構造であり、ケースの内壁は、マグネットの移動
範囲における移動に際して該マグネットをガイドして該
マグネットの内周面をチューブの外周面に対して非接触
とする構造である衝撃センサが得られる。

【００１２】又、本発明によれば、上記衝撃センサにお
いて、マグネットの内周面とチューブの外周面とのクリ
アランスは、該マグネットの外周面とケースの内壁との
クリアランスよりも大きい衝撃センサが得られる。

【００１３】他方、本発明によれば、上記何れか一つの
衝撃センサにおいて、マグネットの材質はフェライト系
プラスチックである衝撃センサが得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に幾つかの実施例を挙げ、本
発明の衝撃センサについて、図面を参照して詳細に説明
する。

【００１５】図１は、本発明の実施例１に係る衝撃セン
サの基本構成を示した側面断面図である。この衝撃セン
サも、図３に示した従来のものと比べ、磁力の有無に応
じて開閉する強磁性材料で製作された接点部（図示せ
ず）を含むリードスイッチ１と、このリードスイッチ１
の外周囲を包む非磁性材の円筒状のチューブ３と、この
チューブ３に嵌め込まれて接点部に磁力を与える円環状
マグネット４ａと、このマグネット４ａの一面側に一方
の端部が当接されて衝撃の発生により所定値以上の加速
度を受けたときにマグネット４ａをチューブ３の外周面
に沿って可動となるように付勢するスプリング５とがセ
ンサ用のケース２内に収納されて成り、更に、マグネッ
ト４ａの他面側がケース２の他方側の端面に配備されて
マグネット４ａの初期位置を設定するバックストッパ６
を付勢し、スプリング５の他方の端部がケース２の一方
側の端面に配備されてマグネット４ａの移動を衝突係止
させてマグネット４ａの移動範囲を定めるフロントスト
ッパ７ａに当接される構造である点は同じであるが、こ
こではフロントストッパ７ａがマグネット４ａの移動に
際してスプリング５の他方の端部側を収納して束縛する
ために内部にざぐり部を設けた構造としている点と、マ
グネット４ａの材質がフェライト系プラスチックである
点とが相違している。

【００１６】この衝撃センサにおいても、衝撃等で大き
な加速度ａ（所定値以上の加速度）が図示の矢印方向に
生じると、質量の大きなマグネット４ａがチューブ３の
外周面上を一方側（フロントストッパ７ａ側）に移動し
てその磁力が作用してリードスイッチ１の接点部を閉状
態（オン状態）にするが、衝撃が吸収されて加速度が無
くなると、マグネット４ａはスプリング５の反発力で他
方側に押し戻されて退き、その磁力が作用しなくなるた
め、リードスイッチ１の接点部は復元して開状態（オフ
状態）になる。従って、加速度を検知するための基本的
な機能や動作は図３に示した従来のものと同様になる。

【００１７】但し、この衝撃センサの場合、マグネット
４ａの移動に際してマグネット４ａがスプリング５の一
方の端部側を収納する構造でなく、スプリング５の他方
の端部側をフロントストッパ７ａの内部に設けたざぐり
部が収納し、スプリング５の一方の端部がマグネット４
ａの一面側を付勢する構造であるため、マグネット４ａ
が体積損失されずに磁束減少も無く、機械的且つ構造上
において強化されており、これによってマグネット４ａ
の材質に低磁束なフェライト系プラスチックを使用して
も十分な磁束が確保され、割れや錆を防止してマグネッ
ト４ａの動作を確実なものとした上、リードスイッチ１
の接点部の動作を安定化させて耐久性及びセンシング面
での信頼性を向上し得るようになっている。

【００１８】図２は、本発明の実施例２に係る衝撃セン
サの基本構成を示した側面断面図である。この衝撃セン
サの場合、図１に示した実施例１のものと比べ、フロン
トストッパ７ａがフェライト系プラスチックの円環状の
マグネット４ｂの移動に際してスプリング５の他方の端
部側を収納して束縛するために内部にざぐり部を設けた
構造としている点は共通しているが、ここではマグネッ
ト４ｂがチューブ３の外周に幾分隔てられて配置されて
体積がやや大型化されている点と、ケース２の内壁がマ
グネット４ｂの移動範囲における移動に際してマグネッ
ト４ｂをガイドしてマグネット４ｂの内周面をチューブ
２の外周面に対して非接触とする構造である点とが相違
している。

【００１９】この衝撃センサにおいても、衝撃等で大き
な加速度ａ（所定値以上の加速度）が図示の矢印方向に
生じると、質量の大きなマグネット４ｂがチューブ３の
外周面上を一方側（フロントストッパ７ａ側）に移動し
てその磁力が作用してリードスイッチ１の接点部を閉状
態（オン状態）にするが、衝撃が吸収されて加速度が無
くなると、マグネット４ｂはスプリング５の反発力で他
方側に押し戻されて退き、その磁力が作用しなくなるた
め、リードスイッチ１の接点部は復元して開状態（オフ
状態）になる。

【００２０】即ち、この衝撃センサの場合、加速度を検
知するための基本的な機能や動作は図３に示した従来の
ものや実施例１のものと同様になるが、ここでは実施例
１の場合と同様にマグネット４ｂの移動に際してマグネ
ット４ｂがスプリング５の一方の端部側を収納する構造
でなく、スプリング５の他方の端部側をフロントストッ
パ７ａの内部に設けたざぐり部が収納し、スプリング５
の一方の端部がマグネット４ｂの一面側を付勢する構造
とする他、マグネット４ｂの外周面（外径）とケース２
の内壁とのクリアランスよりもマグネット４ｂの内周面
（内径）とチューブ３の外周面（外径）とのクリアラン
スの方を大きくすることにより、マグネット４ｂの移動
に際してマグネット４ｂの外周面がケース２の内壁にガ
イドされてマグネット４ｂの内周面がチューブ３の外周
面に非接触な構造としているため、実施例１の場合と比
べて同等な効果を有する以外にマグネット４ｂがチュー
ブ３を叩くことが無くなり、結果として一層マグネット
４ｂの動作を確実なものとした上、リードスイッチ１の
接点部の動作を安定化させて耐久性及びセンシング面で
の信頼性を向上し得るようになっている。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の衝撃セ
ンサによれば、マグネットの移動に際してマグネットが
スプリングの一方の端部側を収納する従来の構造に代
え、スプリングの他方の端部側をフロントストッパの内
部に設けたざぐり部が収納する構造としているので、マ
グネットが体積損失されずに磁束減少も無く、機械的且
つ構造上において強化され、これによってマグネットの
材質に低磁束なフェライト系プラスチックを使用しても
十分な磁束が確保され、割れや錆を防止してマグネット
の動作を確実なものとした上、リードスイッチの接点部
の動作を安定化させることが可能になり、結果として耐
久性及びセンシング面での信頼性が向上するようにな
る。又、こうした構成に加え、マグネットの外周面（外
径）とケースの内壁とのクリアランスよりもマグネット
の内周面（内径）とチューブの外周面（外径）とのクリ
アランスの方を大きくすることにより、マグネットの移
動に際してマグネットの外周面がケースの内壁にガイド
されてマグネットの内周面をチューブの外周面に非接触
とする構造としているため、この場合にはマグネットが
チューブを叩くことが無くなり、結果として一層マグネ
ットの動作を確実なものとして高検知機能の確保と信頼
性の向上とが計り得るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る衝撃センサの基本構成
を示した側面断面図である。

【図２】本発明の実施例２に係る衝撃センサの基本構成
を示した側面断面図である。

【図３】従来の衝撃センサの基本構成を示した側面断面
図である。

【符号の説明】

１ リードスイッチ ２ ケース ３ チューブ ４，４ａ，４ｂ マグネット ５ スプリング ６ バックストッパ ７，７ａ フロントストッパ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁力の有無に応じて開閉する接点部を含
   むリードスイッチと、前記リードスイッチの外周囲を包
   むチューブと、前記チューブに嵌め込まれて前記接点部
   に前記磁力を与えるマグネットと、前記マグネットの一
   面側に一方の端部が当接されて衝撃の発生により所定値
   以上の加速度を受けたときに該マグネットを前記チュー
   ブ外周面に沿って可動となるように付勢するスプリング
   とがセンサ用ケース内に収納されて成り、更に、前記マ
   グネットの他面側は、前記ケースの他方側の端面に配備
   されて該マグネットの初期位置を設定するバックストッ
   パを付勢し、前記スプリングの他方の端部は、前記ケー
   スの一方側の端面に配備されて前記マグネットの移動を
   衝突係止させて該マグネットの移動範囲を定めるフロン
   トストッパに当接される衝撃センサにおいて、前記フロ
   ントストッパは、前記マグネットの移動に際して前記ス
   プリングの他方の端部側を収納して束縛するために内部
   にざぐり部が設けられた構造であることを特徴とする衝
   撃センサ。
2. 【請求項２】 磁力の有無に応じて開閉する接点部を含
   むリードスイッチと、前記リードスイッチの外周囲を包
   むチューブと、前記チューブの外周に幾分隔てられて配
   置されて前記接点部に前記磁力を与えるマグネットと、
   前記マグネットの一面側に一方の端部が当接されて衝撃
   の発生により所定値以上の加速度を受けたときに該マグ
   ネットを前記チューブ外周面に沿って可動となるように
   付勢するスプリングとがセンサ用ケース内に収納されて
   成り、更に、前記マグネットの他面側は、前記ケースの
   他方側の端面に配備されて該マグネットの初期位置を設
   定するバックストッパを付勢し、前記スプリングの他方
   の端部は、前記ケースの一方側の端面に配備されて前記
   マグネットの移動を衝突係止させて該マグネットの移動
   範囲を定めるフロントストッパに当接される衝撃センサ
   において、前記フロントストッパは、前記マグネットの
   移動に際して前記スプリングの他方の端部側を収納して
   束縛するために内部にざぐり部が設けられた構造であ
   り、前記ケースの内壁は、前記マグネットの前記移動範
   囲における移動に際して該マグネットをガイドして該マ
   グネットの内周面を前記チューブの外周面に対して非接
   触とする構造であることを特徴とする衝撃センサ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の衝撃センサにおいて、前
   記マグネットの内周面と前記チューブの外周面とのクリ
   アランスは、該マグネットの外周面と前記ケースの内壁
   とのクリアランスよりも大きいことを特徴とする衝撃セ
   ンサ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れか一つに記載の衝撃
   センサにおいて、前記マグネットの材質は、フェライト
   系プラスチックであることを特徴とする衝撃センサ。