JP2571097B2

JP2571097B2 - 機械式加速度センサ

Info

Publication number: JP2571097B2
Application number: JP63102653A
Authority: JP
Inventors: 養樹本澤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-04-27
Filing date: 1988-04-27
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: US4927172A; JPH01274069A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車のエアバックシステム等に用いられ
る加速度センサに関するもので、特に、加速あるいは減
速時の慣性力により重錘が相対的に移動することを利用
して加速度あるいは減速度を検知するようにした、機械
式加速度センサに関するものである。

（従来の技術）自動車には、乗員保護装置としてエアバックシステム
を装備したものが見られるようになってきている。その
エアバックシステムは、一般に、衝突時に車体に加わる
衝撃を検知して、エアバックを膨張展開させるものとさ
れている。その衝撃は、車体の減速度が所定値を超える
ことによって検知されるようになっている。したがっ
て、そのようなエアバックシステムにおいては、所定値
以上の減速度を検知し得る加速度センサを用いることが
必要になっている。

そのようなエアバックシステムのための加速度センサ
としては、例えば特公昭52−13104号公報に示されてい
るような、慣性力によって相対的に移動する重錘を備え
た機械式のものが一般的に用いられている。その重錘
は、通常時にはスプリングによって所定位置に保持され
ている。そして、その重錘によって撃針等の作動部材が
初期位置で拘束されている。車体の減速度が所定値を超
え、衝突と判断されるときには、重錘がスプリングに抗
して所定量移動し、作動部材が拘束が解かれる。そし
て、その作動部材が圧縮スプリングによって駆動され、
エアバックシステムを作動させる雷管等を打撃する。

従来のこのような機械式加速度センサにおいては、上
記公報にも示されているように、その重錘及び作動部材
はガイドに沿って直線運動するものとされていた。

（発明が解決しようとする課題）ところで、エアバックシステムにおいては、エアバッ
クを必要としない低速衝突時や通常の急減速時、あるい
は衝突以外の車体振動等によってはシステムが作動する
ことのないようにしなければならない。一方、実際の衝
突時には確実にシステムが作動されなければならない。
したがって、その加速度センサには正確な作動が求めら
れる。すなわち、一定の減速度に対する重錘の移動量が
正確に定められることが必要となる。また、作動部材
も、その拘束が解かれたとき、直ちにシステムを作動さ
せるようにされていなければならない。

しかしながら、上述のように重錘及び作動部材が直線
運動する従来の加速度センサでは、それらの重錘及び作
動部材とガイドとの間に摺動摩擦が生じることは避けら
れない。その摺動摩擦は比較的大きく、しかも重錘ある
いは作動部材の移動速度等によって変化する。そのため
に、重錘の移動を制御するためのスプリング及び作動部
材を駆動するためのスプリングの設定が極めて難しくな
る。

また、そのような加速度センサの場合には、重錘を制
御するスプリングと作動部材を駆動するスプリングとが
別個に必要となり、構造が複雑化するという問題もあ
る。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであ
って、その目的は、設定が容易で構造も簡単な機械式加
速度センサを得ることである。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するために、本発明では、重錘及び作
動アームをそれぞれ揺動自在に支持し、その重錘が慣性
力によって揺動するようにしている。作動アームは重錘
に対して係脱自在とされており、トグルスプリングによ
って通常時には重錘と係合した状態で保持されるように
なっている。そのトグルスプリングは、作動アームが所
定位置まで揺動したときにはその揺動方向に作動アーム
を付勢するものとされている。作動アームには、定位置
まで揺動したとき出力装置を作動させる作動部材が取り
付けられている。

（作用）このように構成することにより、通常時には、作動ア
ームは重錘と係合した状態でトグルスプリングの付勢力
によって初期位置に保持される。所定値以上の加速度を
受けると、重錘がトグルスプリングの付勢力に抗して揺
動し、それと係合している作動アームがともに揺動す
る。そして、作動アームがトグルスプリングの中立位置
を越えると、トグルスプリングの付勢方向が反転し、作
動アームがその揺動方向に付勢されうようになる。した
がって、作動アームが重錘から離れて急速に揺動し、作
動部材が出力装置に当接してそれを作動させる。

このように、重錘及び作動アームが揺動するものとさ
れるので、その運動に対する抵抗はほとんど無視するこ
とができるようになる。また、１個のスプリングによっ
て重錘の制御と作動アームの駆動とが行われるので、そ
の設定が容易となるとともに、加速度センサの構造が単
純化される。

（実施例）以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

図は、エアバックシステムに適用される本発明による
加速度センサの一実施例を示すもので、第１図はその加
速度センサの初期位置にあるときの状態を示す縦断側面
図であり、第２図はその動作状態を示す縦断側面図であ
る。また、第３図はその加速度センサの縦断正面図であ
り、第４図はその要部の斜視図である。

これらの図から明らかなように、この加速度センサ１
は、ほぼ長円形の箱状のハウジング２を備えている。こ
のハウジング２の内部中央部には、その両側壁2a,2aに
一端がそれぞれ固定支持された一対の支持軸3,3が設け
られている。これらの支持軸3,3は比較的短いもので、
互いに間隔を置いて同一軸線上に位置するようにされて
いる。そして、これらの支持軸3,3に、一対の重錘4,4と
作動アーム５とが揺動自在に支持されている。

重錘４は扇形状のもので、その扇形の中心部がベアリ
ングを介して支持軸３に支持されるようになっている。
各重錘4,4は、背面板６によって一体に結合されてい
る。また、その前面（第１図で左側の端面）には係合突
起７が設けられている。

一方、作動アーム５はコの字形断面を有するもので、
一対の重錘4,4間に配置され、その側板5a,5aの上端部が
ベアリングを介して支持軸3,3の先端部に支持されるよ
うになっている。また、その側板5a,5aには、重錘4,4の
係合突起7,7に対応する位置に、両側外方に延出する係
合受部8,8が設けられている。更に、作動アーム５の下
端部には、撃針９が取り付けられている。

こうして、重錘４と作動アーム５とは、同一軸線のま
わりをそれぞれ独立して揺動し得るとともに、係合突起
７の係合受部８とを介して互いに係合し得るようにされ
ている。

ハウジング２の上端部と作動アーム５の下端部とに
は、それぞれ係止ピン10,11が設けられている。そし
て、これらの係止ピン10,11に、コイルスプリング12の
両端がそれぞれ係止されている。このスプリング12は、
常に引張力が加えられた状態にあるようにされている。
また、このスプリング12は、第１図に示されているよう
にコの字形断面の作動アーム５の内部を通る位置と第２
図に示されているように作動アーム５から外れた位置と
の間で、作動アーム５の揺動中心軸線、すなわち支持軸
3,3の軸線を横切るようにされている。したがって、そ
のスプリング12は、上端の係止ピン10と支持軸３との各
軸線を通る平面Ｐより第１図で右側にあるときには作動
アーム５を反時計方向に付勢し、左側にあるときには作
動アーム５を時計方向に付勢するものとなっている。す
なわち、そのスプリング12はトグルスプリングとなって
いる。

ハウジング２には、重錘４の揺動範囲を規制するスト
ッパ13,14が設けられている。前面側のストッパ13の位
置は、重錘４がそのストッパ13に当接したとき、トグル
スプリング12がその中立面、すなわち係止ピン10の軸線
と支持軸３の軸線とを通る平面Ｐ上、あるいはそれより
やや前方まで移動するように定められている。また、重
錘４が背面側のストッパ14に係合しているときには、重
錘４に自重による時計方向の回転モーメントが加わるよ
うにされている。

ハウジング２の先端には、エアバックシステムのパワ
ーユニット15が取り付けられている。そのパワーユニッ
ト15には、作動アーム５に取り付けられた撃針９の運動
軌跡上に雷管16が設けられ、作動アーム５が定位置まで
揺動したときその雷管16が撃針９によって打撃されて推
薬17が点火されるようになっている。したがって、その
パワーユニット15が加速度センサ１の出力装置で、撃針
９がその作動部材となっている。

次に、このように構成された加速度センサ１の作用に
ついて説明する。

この加速度センサ１は、第１図で左側が自動車の進行
方向となるようにして車体に設置される。そして、第１
図に示されているように、作動アーム５の係合受部８と
重錘４の係合突起７とが係合し、重錘４の背面がストッ
パ14に当接した状態にセットされる。この状態では、ト
グルスプリング12がその中立面Ｐよりも右側に位置する
ので、作動アーム５にはそのスプリング12により反時計
方向の付勢力が加えられる。したがって、その付勢力が
重錘14の時計方向の回転力より大きい限り、作動アーム
５及び重錘４はその位置で保持される。

こうして、通常字には、作動アーム５及び重錘４は互
いに係合した状態で第１図に示されている初期位置に保
持される。

通常走行中、車体に大きな減速度が発生すると、車体
に固定されているハウジング２もそれとともに急減速す
る。一方、ハウジング２に揺動自在に支持されている重
錘４は、慣性力によって進行方向の運動を続けようとす
るので、重錘４には時計方向の回転力が生じる。したが
って、作動アーム５が重錘４によって押される。その結
果、その減速度が所定値より大きいときには、トグルス
プリング12の付勢力に抗して作動アーム５が重錘４とと
もに時計方向に揺動することになる。

このようにして作動アーム５が時計方向に揺動し、ト
グルスプリング12がその中立面Ｐを越えると、作動アー
ム５にはそのスプリング12によって時計方向の付勢力が
加えられるようになる。したがって、作動アーム５が時
計方向に急速に回動し、第２図に示されているように、
その先端に取り付けられた撃針９が雷管16を打撃する。
こうして、パワーユニット15が作動される。この間にお
いて、重錘４はストッパ13に当接することによりその揺
動が停止される。しかがって、その後は作動アーム５の
みがトグルスプリング12によって駆動されることにな
る。

減速度が所定値より小さいときには、重錘４及び作動
アーム５ひトグルスプリング12によって初期位置に保持
される。また、所定値より大きい減速度が生じても、そ
の減速が極めて短時間のときには、トグルスプリング12
の中立面Ｐを越えるまで作動アーム５が揺動しないの
で、そのスプリング12の付勢力によって重錘４及び作動
アーム５は初期位置に戻される。したがって、衝突以外
のときにエアバッグシステムが作動することは確実に防
止される。

このように、重錘４及び作動アーム５が揺動するもの
とされるので、その運動に対する摩擦抵抗は支持軸３と
の間のベアリング部分にしか生じない。したがって、そ
の摩擦抵抗はほとんど無視することができることにな
り、重錘４の揺動を制御するスプリング12の設定が容易
となる。また、作動アーム５の運動がスムーズとなるの
で、衝突による衝撃が生じたときには、瞬間にしてエア
バックシステムが作動されるようになる。

そして、重錘４の制御と作動アーム５の駆動とが１個
のトグルスプリング12のみによって行われるようになる
ので、加速度センサ１が構造の簡単なものとなり、部品
点数も減少する。

更に初期位置を決定するストッパ14の位置、重錘４及
び作動アーム５の揺動中心である支持軸３の位置、トグ
ルスプリング12の強さ等を適宣設定することにより、加
速度センサ１の特性を調整することができる。したがっ
て、設計の自由度を増大する。

なお、上記実施例においては、重錘４と作動アーム５
とが同一支持軸３に支持されるものとしているが、これ
らを別個の支持軸によって支持するようにすることもで
きる。要は、重錘４と作動アーム５とが同方向に揺動
し、互いに係合離脱し得るようにされていさえすればよ
い。

また、ストップ13,14は省略することもできる。スト
ッパ13がなくても、トグルスプリング12の中立面Ｐを越
えるとそのスプリング12によって作動アーム５が加速さ
れるので、作動アーム５な重錘４から離れることにな
る。一方、スプリング14を省くときには、重錘４及び作
動アーム５の初期位置が、重錘４の自重による回転力と
トグルスプリング12の付勢力との釣り合いによって決定
されるようにすればよい。

更に、この加速度センサ１は、上記実施例のようなエ
アバックシステムにおけるパワーユニット15の作動用に
用いられるのみではなく、一定の加速度あるいは減速度
を検知して信号を発生する加速度センサとしても用いる
ことができる。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、加
速度を検知する重錘及びそれによって作動される作動ア
ームをともに揺動するものとしているので、それらの運
動が滑らかとなり、正確に作動する加速度センサとする
ことができる。

また、トグルスプリングにより作動アームを重錘と係
合した状態で初期位置に保持しておき、所定値以上の加
速度を検知して重錘が所定位置まで揺動したとき、その
トグルスプリングによって作動アームをその揺動方向に
加速駆動するようにしているので、重錘の制御と作動ア
ームの駆動とが１個のスプリングによって行われること
になり、その構造を簡単なものとすることができる。し
かも、そのスプリングは、所定値以下の加速度のとき重
錘を初期位置に保持するだけの強さに設定すればよいの
で、その設定も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による加速度センサの一実施例を通常
時の状態で示す縦断側面図、第２図は、その加速度センサの作動状態を示す同様な縦
断側面図、第３図は、第１図のIII−III線から見たその加速度セン
サの縦断正面図、第４図は、その加速度センサの重錘と作動アームとを部
分的に示す斜視図である。１……加速度センサ、２……ハウジング３……支持軸、４……重錘５……作動アーム、７……係合突起８……係合受部、９……撃針（作動部材） 10,11……係止ピン 12……トグルスプリング 15……パワーユニット（出力装置）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングに揺動自在に支持され、慣性力
によって揺動する重錘と、その重錘と同方向に揺動自在に支持され、その重錘に体
して係合離脱可能とされた作動アームと、その作動アームと前記ハウジングとの間に張設され、通
常時には前記作動アームを前記重錘と係合した状態に保
持するとともに、その作動アームが所定位置まで揺動し
たときにはその作動アームを前記重錘から離脱して揺動
させるトグルスプリングと、前記作動アームに取り付けられ、その作動アームが定位
置まで揺動したとき出力装置を作動させる作動部材と、を備えてなる、機械式加速度センサ。