JP2002145016A

JP2002145016A - 検出装置

Info

Publication number: JP2002145016A
Application number: JP2000346087A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hirase; 敏平瀬
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-11-14
Filing date: 2000-11-14
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】検出装置内のより小さい空間に電気回路を収
めることを可能とする検出装置を提供する。【解決手段】状態の検出に対応して少なくとも２つの
抵抗値出力を発生する検出装置において、該装置の出力
端子間に設けられた抵抗回路と、上記状態の検出に対応
して上記抵抗回路の値を変化あるいは減少させるバイパ
ス回路（抵抗値選択回路）と、を備え、上記抵抗回路に
は、上記２つの抵抗値出力のうち高い方の抵抗値が設定
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、シートベルトの装
着などを検出する検出装置に関し、特に、検出装置の出
力をコンピュータシステムで処理する場合に好適な検出
装置の提供に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等では、乗員の安全を図るために
シートベルト着用が奨励されており、乗員がシートベル
トを装着するまで計器パネル等にシートベルトの着用を
求める警告が表示される。この警告は、通常、シートベ
ルトのタングプレートが挿入されるバックル内に設けら
れたマイクロスイッチ（センサ）のオンオフに基づいて
判別される。

【０００３】また、車両の安全技術は進展しており、加
速度センサなどの各種センサを用いて車両衝突の際にシ
ートベルト装置やエアバッグ装置などの制御を最適に行
うことによって、ベルト巻取りによる乗員拘束やエアバ
ッグ展開によって乗員が受ける負担を可及的に軽減する
ことが考えられている。このような安全制御は、車両に
搭載したコンピュータシステム（ＥＣＵ）によって行わ
れる。コンピュータシステムは、供給される検出装置
（センサ）の出力によって制御態様を種々変えるので検
出出力の正確な伝搬が不可欠である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スイッ
チの機械的なオンオフのみならず、リード線の断線やシ
ョートをも車載のコンピュータシステムが検出すること
ができればより望ましい。そこで、オンオフタイプのス
イッチからオンオフ動作に対応して出力抵抗値が変化す
るタイプのスイッチ（検出装置）を使用することが考え
られる。

【０００５】このタイプの検出装置では、スイッチ（切
替接点）の他に抵抗器回路が更に必要となるが、自動車
部品は小型化の要求が厳しく、電気回路も例外ではなく
なった。特に、シートベルトの装着を検出するスイッチ
はバックル内に配置されるが、バックル自体が小型化さ
れているので内部に新たな電気回路を追加することは難
しい状況にある。

【０００６】ここで、当該電気回路をバックルの外部に
設けることも考えられるが、部品点数削減、組立性向
上、品質保証性向上等のためは検出器を構成するスイッ
チと抵抗とを一緒に装置内に収めることが望まれる。

【０００７】よって、本発明は、検出装置内のより小さ
い空間に電気回路を収めることを可能とする検出装置を
提供することを目的とする。

【０００８】また、本発明はより小型の検出装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の検出装置は、状態の検出に対応して少なくとも
２つの抵抗値出力を発生する検出装置において、該装置
の出力端子間に設けられた抵抗回路と、上記状態の検出
に対応して上記抵抗回路の値を変化あるいは減少させる
バイパス回路と、を備え、上記抵抗回路には、上記２つ
の抵抗値出力のうち高い方の抵抗値が設定される。

【００１０】また、本発明の検出装置は、状態の検出に
対応して多値の抵抗値出力を発生する検出装置におい
て、該装置の出力端子間に設けられた抵抗回路と、上記
状態の検出に対応して上記抵抗回路の値を減少させるバ
イパス回路と、を備え、上記抵抗回路には、上記多値の
抵抗値のうち最も高い値が設定される。

【００１１】また、本発明の検出装置は、スイッチを用
いて出力抵抗を２段階に切り替えるように構成された電
気回路を含み、該回路に２つ又は２つ以上の抵抗を有
し、少なくともそのうちの１つの抵抗は回路の出力抵抗
値の一部又は全部を常に担う。

【００１２】好ましくは、該１つの抵抗は回路の高抵抗
側の抵抗値と等しい。

【００１３】好ましくは、上記抵抗回路は複数の抵抗器
によって構成される。

【００１４】好ましくは、上記抵抗器はチップ抵抗器で
ある。

【００１５】好ましくは、上記検出装置は自動車用乗員
検知装置として用いられる。

【００１６】好ましくは、上記検出装置は、シートベル
ト装着検出装置である。

【００１７】かかる構成とすることによって、検出装置
内の抵抗装置の発熱を減少し、特に、低抵抗側の抵抗に
加わる負担（耐電力）を小さくすることにより、より小
型の抵抗器を使用可能として全体として電気回路の占め
る装置内空間の割合を小さくすることが可能となる。そ
れにより、検出装置の小型化も可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１９】図１は、本発明の第１の実施例を示してお
り、検出装置１０はマイクロスイッチＭＳ、抵抗Ｒ_１及
びＲ_２によって構成される。抵抗Ｒ_１は検出装置１０の
一対の出力端子間に接続される。マイクロスイッチＭＳ
及び抵抗Ｒ_２は互いに直列に接続されてバイパス回路
（並列回路）を構成する。このバイパス回路は検出装置
１０の端子間に接続される。従って、バイパス回路及び
抵抗Ｒ_１は互いに並列に接続される。バイパス回路は検
出装置１０の端子間に抵抗Ｒ_１と共に並列回路を成立さ
せることによって、検出装置１０の出力抵抗として表れ
る抵抗Ｒ_１の抵抗値Ｒ_Lを並列回路の抵抗値Ｒ_Ｕに相対
的に低下させるもの（抵抗値の選択回路）であり、マイ
クロスイッチＭＳの動作によって検出装置１０の出力抵
抗値を２段階に切り替える。マイクロスイッチＭＳは、
好ましくは、常閉型である。

【００２０】このような検出装置１０は、例えば、図示
しないシートベルト装置のバックル内に配置される。乗
員を座席に拘束するベルトを挿通したタングプレートが
バックルに係合すると、スイッチＭＳのアクチュエータ
５３が踏み込まれる。タングプレートが挿入されない非
アクチュエート状態ではマイクロスイッチＭＳの可動接
点は常閉端子に接触しており、バイパス回路が抵抗Ｒ_１
に並列に接続される。

【００２１】検出装置１０の出力抵抗は抵抗値Ｒ_１Ｒ_２
／（Ｒ_１＋Ｒ_２）（＝非ラッチ時抵抗Ｒ_Ｕ）となる。
タングプレートが挿入されたアクチュエート状態ではマ
イクロスイッチＭＳの可動接点は開放状態となり、検出
装置１０の出力抵抗は抵抗値Ｒ_１（＝ラッチ時抵抗
Ｒ_L）となる。マイクロスイッチＭＳの可動接点が常閉
接点から離れた瞬間、抵抗値はＲ_ＵからＲ_Lに替るので
瞬断の状態（抵抗値無限大）は発生しない。また、図示
の構成では、検出装置の出力端子間には該端子間に直列
に接続された抵抗Ｒ_１が存在するので、出力抵抗値が
「０」になることはない。

【００２２】検出装置１０の出力はコンピュータシステ
ム（ＥＣＵ）２０に出力される。コンピュータシステム
２０は、検出装置１０の出力によりシートベルトの装着
の有無を判断する。検出装置１０の出力は抵抗値
「Ｒ_Ｕ」又は「Ｒ_L」のいずれかであるから、この値の
弁別によりシートベルト装着の非装着／装着を判別可能
である。また、検出装置１０の出力が抵抗値「無限大」
又は「０」であるときは配線の断線又は短絡の推定が可
能である。コンピュータシステム２０は図示しない他の
センサ（例えば、加速度センサ）の出力をも参照して車
両衝突等の際にシートベルト装置及びエアバッグ装置の
作動や動作態様を制御する。

【００２３】上述した検出装置に使用する抵抗器の大き
さについて考察する。量産性を高めるため、抵抗器をリ
フローにて半田付けすることとし、例えば、角形チップ
固定抵抗器、いわゆるチップ抵抗を用いるものとする。

【００２４】図４は、チップ抵抗の例を示している。チ
ップ抵抗５０は、厚さｔの直方体状のセラミック基板５
１上に金属抵抗体膜５２及び保護膜５３を積層し、両側
に電極５４、５５を設けて形成している。チップ抵抗５
０は、耐電力値に応じてその横・縦・厚さの寸法等が規
格化されている。

【００２５】一例を挙げれば以下の通りである。耐電力値［Ｗ］横（Ｌ）・縦（Ｗ）の寸法［ｍｍ］１／１６１．６０×０．８０１／１０２．００×１．２５１／８３．２０×１．６０１／４３．２０×２．５０１／２５．００×２．５０１６．４０×３．２０すなわち、耐電力値（あるいは抵抗の消費電力）が大き
いと、大きい面積のチップ抵抗を使用することが必要と
なる。

【００２６】そこで、シートベルトのラッチ時抵抗ＲL
を１２００［Ω］、シートベルトの非ラッチ時の抵抗Ｒ
Uを４００［Ω］、最大電圧Ｅmax＝１６［Ｖ］とした場
合、各抵抗に必要な耐電力値、抵抗器の大きさ（チップ
面積）を考える。

【００２７】図１に示す構成では、Ｒ_１＝Ｒ_Ｌ＝１２０
０［Ω］、Ｒ_Ｕ＝（Ｒ_１・Ｒ_２）／（Ｒ_１＋Ｒ_２）よ
り、Ｒ_２＝Ｒ_１・Ｒ_Ｕ／（Ｒ_１−Ｒ_Ｕ）＝６００［Ω］各抵抗の消費電力は、Ｗ₁＝Ｅmax^２／Ｒ₁＝０．２１３
［Ｗ］、Ｗ_２＝Ｅmax^２／Ｒ_２＝０．４２７［Ｗ］とな
る。

【００２８】この場合の、チップ抵抗の抵抗Ｒ_１の耐電
力値及びチップサイズは、１／４［Ｗ］用、３．２０×
２．５０［ｍｍ］、抵抗Ｒ_２の耐電力値及びチップサイ
ズは、１／２［Ｗ］用、４．５０×３．２０［ｍｍ］と
なる。

【００２９】図２は、第１の実施例との対比例を示して
いる。この対比例では、検出装置１０のマイクロスイッ
チＭＳは常開及び常閉の２つの固定接点を備える切替型
スイッチを使用している。切替型スイッチの常閉側接点
と出力端子間に抵抗Ｒ_２が接続され、常開側接点と出力
端子間に抵抗Ｒ_１が接続されている。このような構成で
あってもシートベルトの装着の有無に対応して検出装置
１０は２つの抵抗値Ｒ _２（非ラッチ時抵抗Ｒ_Ｕ）又はＲ
_１（ラッチ時抵抗Ｒ_Ｌ）を出力する。

【００３０】ここで、第１の実施例と同様にシートベル
トのラッチ時抵抗Ｒ_Ｌを１２００［Ω］、シートベルト
の非ラッチ時の抵抗Ｒ_Ｕを４００［Ω］、最大電圧Ｅma
x＝１６［Ｖ］とした場合、Ｒ_L＝Ｒ_１＝１２００
［Ω］、Ｒ_Ｕ＝Ｒ_２＝４００［Ω］となる。各抵抗の消
費電力は、Ｗ_１＝Ｅmax^２／Ｒ_１＝０．２１３［Ｗ］、
Ｗ _２＝Ｅmax^２／Ｒ₂＝０．６４［Ｗ］となる。

【００３１】抵抗Ｒ_１の耐電力値及びチップサイズは、
１／４［Ｗ］用、３．２０×２．５０［ｍｍ］、抵抗Ｒ
_２の耐電力値及びチップサイズは、１［Ｗ］用、６．４
０×３．２０［ｍｍ］となる。

【００３２】従って、第１の実施例によれば、抵抗Ｒ_２
のチップサイズを小さくでき、同じ出力抵抗値を呈する
検出装置１０をより小型に構成することが可能となるこ
とが判る。

【００３３】図３は、第２の実施例を示している。検出
装置１０はマイクロスイッチＭＳ、抵抗Ｒ_１及びＲ_２に
よって構成される。抵抗Ｒ_１及びＲ_２は検出装置１０の
一対の出力端子間に直列に接続され、更に、抵抗Ｒ_１と
並列にバイパス回路（並列回路）が接続される。バイパ
ス回路は抵抗Ｒ_１を短絡するものであり、マイクロスイ
ッチＭＳを含んで構成される。マイクロスイッチＭＳ
は、好ましくは、常閉型である。

【００３４】検出装置１０は、例えば、第１の実施例と
同様に、図示しないシートベルト装置のバックル内に配
置される。シートベルトを装着すると、バックル内に挿
入されたタングプレートによってアクチュエータ５３が
踏込まれる。

【００３５】タングプレートが挿入されない非アクチュ
エート状態ではマイクロスイッチＭＳの可動接点は常閉
端子に接触しており、バイパス回路が抵抗Ｒ_１をバイパ
ス（短絡）している。このとき、検出装置１０の出力抵
抗は抵抗値Ｒ_２（＝非ラッチ時抵抗Ｒ_Ｕ）となる。な
お、この実施例では図示されていないが、バイパス回路
は抵抗値の選択回路でもあり、（複数の）抵抗を含んで
構成しても良い。

【００３６】タングプレートが挿入されたマイクロスイ
ッチＭＳのアクチュエート状態では、スイッチＭＳの可
動接点は開放状態となり、検出装置１０の出力抵抗は抵
抗値Ｒ_１＋Ｒ_２（＝ラッチ時抵抗Ｒ_L）となる。マイク
ロスイッチＭＳの可動接点が常閉接点から離れた瞬間、
抵抗値はＲ_２からＲ_１＋Ｒ_２に替るので瞬断の状態（抵
抗値無限大）は発生しない。また、図示の構成では、出
力端子間には該端子間に直列に接続された抵抗が存在す
るので、出力抵抗値が「０」になることはない。

【００３７】前述したように、検出装置１０の出力はコ
ンピュータシステム（ＥＣＵ）２０に出力される。コン
ピュータシステム２０は、検出装置１０の出力によりシ
ートベルトの装着の有無を判断する。検出装置１０の出
力は抵抗値「Ｒ_Ｕ」又は「Ｒ _Ｌ」のいずれかであるか
ら、この値の弁別によりシートベルト装着の非装着／装
着を判別可能である。また、検出装置１０の出力が抵抗
値「無限大」又は「０」であるときは配線の断線又は短
絡の推定が可能である。コンピュータシステム２０は図
示しない他のセンサ（例えば、加速度センサ）の出力を
も参照して車両衝突等の際にシートベルト装置及びエア
バッグ装置の作動や動作態様を制御することができる。

【００３８】次に、第２の実施例における検出装置１０
内の抵抗器の大きさについて考える。第１の実施例と同
様に、ラッチ時の抵抗Ｒ_Ｌ＝１２００［Ω］、非ラッチ
時の抵抗Ｒ_Ｕ＝４００［Ω］とすると、この例の場合に
は、抵抗Ｒ_２＝Ｒ_Ｕ＝４００［Ω］、抵抗Ｒ_１＝Ｒ_Ｌ−
Ｒ_２＝８００［Ω］となる。各抵抗の消費電力は、Ｗ _１
＝Ｅmax^２／Ｒ_１＝０．１４２［Ｗ］、Ｗ_２＝Ｅmax^２／
Ｒ_２＝０．６４［Ｗ］となる。

【００３９】これ等消費電力に対応した、抵抗Ｒ_１の耐
電力値及びチップサイズは、１／４［Ｗ］用、３．２０
×２．５０［ｍｍ］となる。また、抵抗Ｒ_２の耐電力値
及びチップサイズは、１［Ｗ］用、６．４０×３．２０
［ｍｍ］となる。

【００４０】第２の実施例を前述の対比例（図２）と比
較すると、チップ抵抗のサイズは同じであるが、抵抗Ｒ
_１の消費電力は小さくなっている。前述したように、大
きいチップを１ランク下のサイズにできる点で、第１の
例の方がより効果的な構成ではあるが、第２の例でも最
大電圧、出力抵抗の要求仕様が本数値例と異なれば充分
効果のある配置である。

【００４１】図５は、更に、図示しない複数のアクチュ
エータによってそれぞれ作動する複数のマイクロスイッ
チＭＳ_１、ＭＳ_２と、抵抗Ｒ_１に並列な複数のバイパス
回路を構成する複数の抵抗Ｒ_４、Ｒ_５とを用いることに
よって検出装置１０の出力抵抗値を多値出力となるよう
にした例を示している。この例においても、検出装置１
０の出力端子間に接続された常時通電する抵抗Ｒ_１乃至
Ｒ_３からなる抵抗回路を高抵抗値に設定することによっ
て、各バイパス回路の電流値を低く抑え、バイパス回路
内の抵抗器の発熱を抑制可能となる。それにより、小面
積のチップ抵抗を使用し、電気回路が検出装置内で占め
る空間の割合を減らして装置の小型化を可能とする。

【００４２】以上説明したように、本発明の実施の形態
によれば、検出動作に対応して出力抵抗値を切り替える
検出装置内の抵抗器の発熱を少なくして小型のチップ抵
抗を用いることが可能となるので、検出装置を小型化す
ることが可能となる。

【００４３】なお、スイッチとしては、マイクロスイッ
チ、基板スイッチ、ホール素子、その他の回路をオン・
オフする素子であれば適用可能である。

【００４４】また、電気回路は、スイッチと一体化して
もあるいはＥＣＵに取り込んでも、小型化の効果は同様
に得られる。例示した抵抗Ｒ_１及びＲ_２は、それぞれＲ
_１ａ＋Ｒ_１ｂ＋…＋Ｒ_１ｎのように、２つ以上の抵抗の
合成として構成することができる。これには、要求され
た抵抗値を規格品の組み合わせで構成する場合などが該
当する。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の検出装置
は少なくとも１つの抵抗器が検出装置の出力端子間に存
在するように電気回路を構成して、他の抵抗器にかかる
負担（消費電力）を小さくし、抵抗器を小型化している
ので、この電気回路を収容する検出装置を小型化するこ
とが可能となる。この検出装置を用いる装置、例えば、
シートベルト装置のバックルも小型化可能となる。ま
た、消費電力の大きくなり易い低抵抗値の抵抗器を小型
化することによる、装置小型化の効果も顕著である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施例を説明する説明
図である。

【図２】図２は、本発明の実施例との対比例を説明する
説明図である。

【図３】図３は、本発明の第２の実施例を説明する説明
図である。

【図４】図４は、チップ抵抗器の例を説明する説明図で
ある。

【図５】図５は、本発明の第３の実施例を説明する説明
図である。

【符号の説明】

１０検出装置２０ＥＣＵ（マイクロコンピュータシステム）ＭＳマイクロスイッチＲ_１、Ｒ_２抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】状態の検出に対応して少なくとも２つの抵
抗値出力を発生する検出装置であって、該装置の出力端子間に設けられた抵抗回路と、前記状態の検出に対応して前記抵抗回路の値を変化させ
るバイパス回路と、を備え、前記抵抗回路には、前記２つの抵抗値出力のうち高い方
の抵抗値が設定される、ことを特徴とする検出装置。