JP3094642B2 - リードスイッチを用いた衝撃センサ - Google Patents

リードスイッチを用いた衝撃センサ

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JP3094642B2 JP04087416A JP8741692A JP3094642B2 JP 3094642 B2 JP3094642 B2 JP 3094642B2 JP 04087416 A JP04087416 A JP 04087416A JP 8741692 A JP8741692 A JP 8741692A JP 3094642 B2 JP3094642 B2 JP 3094642B2
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/14Switches operated by change of acceleration, e.g. by shock or vibration, inertia switch
    • H01H35/147Switches operated by change of acceleration, e.g. by shock or vibration, inertia switch the switch being of the reed switch type

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  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はリードスイッチを用いた
衝撃センサに係わり、リードスイッチの閉成動作が持続
する時間を長くし、特に自動車の衝突を検知する制御と
して有用なリードスイッチを用いた衝撃センサに関す
る。
【0002】衝撃センサは、構造物に加わる振動や衝撃
の加速度を電気信号に変換する計測器である。地上に固
定された建造物や構造物などの場合には、例えば、コン
ピュータのような情報の中枢をなす設備や、化学プラン
トのような危険な施設が地震によって破壊されることを
防いだり、それに起因した二次災害を防ぐために用いら
れる。また、車両や航空機などの移動体の場合には、乗
り心地をよくするために欠かせないものになっている
が、最近では自動車の衝突事故の際に、例えばエアバッ
グを瞬時に膨らませるためのセンサとしても注目されて
いる。
【0003】ところが、衝撃による加速度それ自体は瞬
時に起こるので、センサがそれを感知して何らかの制御
を行うためには、感知を持続する時間を如何に長くでき
るかが課題の一つになっている。
【0004】
【従来の技術】図5はリードスイッチを用いた衝撃セン
サの一例の説明図で、図5(A)は衝撃センサの一部切
欠き斜視図、図5(B)は衝撃力Gと出力の関係図、図
6は自動車のエアバッグの制御回路の一例のブロック図
である。図において、1は筺体、2はリードスイッチ、
3は環状磁石、4はばね、5は衝止部材、9は主セン
サ、9aは第一の副センサ、9bは第二の副センサ、9cは第
三の副センサ、10は衝撃センサ、11は制御回路、12は火
薬である。
【0005】図5(A)において、衝撃センサ10は、筺
体1と一体構造となったリードスイッチ2に、環状磁石
3が揺動可能に外嵌するように配置された機械的なセン
サの一種である。
【0006】環状磁石3は、例えばフェライトの焼結体
などからなる。そして、コイル状のばね4に押圧され
て、衝撃力Gの加わる方向に常に付勢されている。い
ま、矢印方向に衝撃力Gが加わった際には、筺体1とと
もにリードスイッチ2がその衝撃力Gの方向に急激に移
動するが、環状磁石3には慣性があるためにばね4の押
圧を抗して、相対的に衝撃力Gの加わる方向と逆方向に
移動し、例えば硬質の合成樹脂製の衝止部材5に衝き当
たって止まる。その間に、環状磁石3がリードスイッチ
2の感応位置まで移動したところで、リードスイッチ2
が閉成して動作状態になる。
【0007】電源を接続したリードスイッチ2の閉成に
よって得られる出力は、図5(B)に示したように衝撃
力Gが加わって約10m秒後にスイッチが閉成する。とこ
ろが、環状磁石3は衝止部材5に衝き当たって跳ね返
り、しかもばね4の押圧によって元に戻されるので、リ
ードスイッチ2の閉成持続時間は約15m秒間である。
【0008】ところで、衝撃センサ10はいろいろな用途
に用いられているが、最近自動車の衝突事故の際に、乗
っている人の前面で瞬時に膨らんで衝撃を緩和するエア
バッグの制御に衝撃センサ10を用いることが注視される
ようになっている。
【0009】図6において、主センサ9は、ダッシュボ
ードの中などに設置されており、衝突などによる衝撃力
Gを検知するとともに、エアバッグを膨らませる火薬に
点火する起爆用のスイッチにもなっている。そのため
に、火薬の点火源のフィラメントに数Aの大きな電流を
流して灯す必要があり、リードスイッチを用いた衝撃セ
ンサが用いられる。
【0010】自動車の衝突の検知は、主センサ9の他
に、例えば、車の先頭に取り付けて、100Gで動作する
第一の副センサ9a、エンジンルームの左側に取り付け
て、50Gで動作する第二の副センサ9bと同じく右側に取
り付ける第三の副センサ9cなども用いられる。これらの
副センサ9a、9b、9cには、例えば半導体製の衝撃センサ
が用いられる。
【0011】つまり、センサ9、9a、9b、9cなどで構成
される制御回路11は、衝突に際して、まず、第二の副セ
ンサ9bと第三の副センサ9cの論理和Dを取り、その論理
和Dと第一の副センサ9aとで論理積C1 を取り、最後に
論理積C1 と主センサ9とで論理積C2 を取る。そし
て、衝突と判断した場合には火薬12に点火するようにな
っている。
【0012】このように、自動車の衝突事故を検知する
場合には、車体のいろいろな位置に配置された複数個の
センサの論理和や論理積を取り、走行中に誤動作しない
ように配慮されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、複
数個の副センサ9a、9b、9cを組み合わせて衝撃を検知し
ているので、これらの副センサ9aなどが適宜作動して制
御回路11が動作する間、主センサ9が動作している閉成
時間が持続している必要がある。
【0014】ところが、この主センサ9として用いられ
ている図5に示した従来のリードスイッチ2を用いた衝
撃センサ10は、環状磁石3が剛体なので衝止部材5に衝
き当たったあと跳ね返り、しかもばね4の押圧によって
元に戻されてしまう。そのため、副センサ9aなどが衝撃
を検知して作動するに十分な閉成時間が持続できない欠
点があった。
【0015】そこで本発明は、環状磁石に衝撃を吸収す
る方策を施して、衝撃を受けて移動したあと衝止部材に
衝き当たっても即座に跳ね返らないようにし、リードス
イッチの閉成持続時間を長くしたリードスイッチを用い
た衝撃センサを提供することを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】上で述べた課題は、筺体
の対向する壁面に架設されたリードスイッチと、そのリ
ードスイッチに揺動可能に外嵌し、かつゴム磁石からな
る環状磁石と、一端部が筺体に固定され、他端部がその
環状磁石の一方の表面に固定されて元の位置に引き戻し
ているばねと、筺体に固定され、かつ環状磁石が衝撃力
Gによって移動した際に他方の衝当面が衝き当たる衝止
部材を有するように構成されたリードスイッチを用いた
衝撃センサによって解決される。
【0017】
【作用】リードスイッチを組み込んだ衝撃センサが、確
実に衝突であると判断するために併用される他のセンサ
の動作確認を行うために、リードスイッチの閉成動作持
続時間が従来品よりもっと長くあって欲しい要請に対し
て、本発明においては、環状磁石や衝止部材に弾性体な
どの衝撃吸収材料を用いるようにしている。そして、衝
撃力Gを受けた際に、環状磁石が衝止部材に衝突しても
直ちに跳ね返って元に戻ることを抑え、リードスイッチ
が直ちに開成しないようにしている。
【0018】こうして、リードスイッチの閉成動作の持
続時間を従来の2倍程度まで長くすることができる。
【0019】
【実施例】図1は本発明の第一の実施例の説明図で、図
1(A)は一部切欠き斜視図、図1(B)は要部の断面
図、図2は本発明の効果を示す衝撃応答特性、図3は本
発明の第二の実施例の要部の断面図、図4は本発明の第
三の実施例の要部の断面図である。図において、1は筺
体、2はリードスイッチ、2aはリード片、3は環状磁
石、3aは衝当面、4はばね、5は衝止部材、5aは衝止
面、6、7、8は突起、10は衝撃センサである。
【0020】実施例:1 図1において、プラスチックのモールド成形によって作
られた筺体1の対向する壁面にリードスイッチ2が架け
渡して固定されている。このリードスイッチ2のリード
片2aには、通常Fe−Ni系の例えば52アロイなどが用
いられているが、電流容量は高々1A程度である。その
ため、エアバッグの火薬爆発用として用いる10Aの電流
を流した場合には1回の使用で融着してしまい、テスト
を行うために30回程度の使用に耐えることが要請されて
いる。そこで、こゝではリードスイッチ2のリード片2a
にCo−Fe系の合金(商標:ニブコロイ)を用いて、
電流容量10Aで30回の使用に耐えるようにしている。
【0021】リードスイッチ2には、ドーナツ形をした
環状磁石3が揺動可能に外嵌している。そして、衝撃力
Gが筺体1に掛かったとき、環状磁石3が相対的に矢印
方向に移動するようになっている。この環状磁石3は、
例えばフェライトの粉末を混練したゴム系のプラスチッ
クを成形して作られている。そして、環状磁石3の表面
には多数の突起6がいぼ状に突出しており、裏面にはコ
イル状のばね4に固定されて筺体1の一方に引き戻され
るように付勢されている。
【0022】筺体1の他方には、例えば、ゴムや不織
布、スポンジ、フエルト、軟質のプラスチックなどの衝
撃吸収材料からなる衝止部材5が固定されている。そし
て、衝撃力Gによって環状磁石3が移動して衝当面3aが
衝止部材5の衝止面5aに衝き当たったとき、環状磁石3
がリードスイッチ2の動作感応領域に位置するととも
に、衝撃を和らげるようになっている。
【0023】こうして、環状磁石3をゴム磁石製にして
突起6を設け、しかも衝止部材5を衝撃吸収材料によっ
て構成した本発明になる衝撃センサ10は、図2に示した
ような衝撃応答特性となる。
【0024】すなわち、衝撃力Gが筺体1に掛かったと
き,従来の衝撃センサの場合には、環状磁石3が衝止部
材5に衝き当たったあと跳ね返って元に戻ってしまいリ
ードスイッチ2の動作持続時間が長くならなかった。そ
れに対して、本発明になる衝撃センサ10の場合には、環
状磁石3が衝止部材5に衝き当たっても跳ね返えらない
のでばね4に引き戻されるまでに時間が掛り、その間、
リードスイッチ2の閉成動作を持続させておくことがで
きる。こゝでは、本発明になる衝撃センサ10の閉成動作
持続時間が、従来品に対して約2倍になっている。
【0025】実施例:2 図3において、衝止部材5の衝止面5aに多数のいぼ状の
突起7を設けた構成になっている。こうしても、衝当面
3aに突起6を設けた実施例1の環状磁石3の場合と同様
に、環状磁石3と衝止部材5の衝突による衝撃を和ら
げ、跳ね返りを抑えることができる。
【0026】実施例:3 図4において、筺体1の環状磁石3が移動して衝突する
内壁に、筺体1がプラスチックのモールド成形によって
作られるとき、同時に成形したばね性の突起8を設けた
構成になっている。この突起8は、環状磁石3が衝撃力
Gによって移動したとき、頭を垂れるように撓って衝突
の衝撃を和らげるようになっている。
【0027】こうすると、環状磁石が衝き当たる衝止部
材をなくすることができ、衝撃センサ10の構成部品点数
と組立工数を減らせて好都合である。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、環状磁石や衝止部材に
弾性体などの衝撃吸収材料を用いて、リードスイッチの
閉成動作の持続時間を長くしている。
【0029】その結果、例えば自動車の衝突事故の際に
膨らむエアバッグを制御する衝撃センサとしての要請に
応えるなど、衝撃センサの需要の拡大に対して本発明は
寄与するところが大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一の実施例の説明図で、(A)は
一部切欠き斜視図、(B)は要部の断面図である。
【図2】 本発明の効果を示す衝撃応答特性である。
【図3】 本発明の第二の実施例の要部の断面図であ
る。
【図4】 本発明の第三の実施例の要部の断面図であ
る。
【図5】 リードスイッチを用いた衝撃センサの一例の
説明図で、(A)は衝撃センサの一部切欠き斜視図、
(B)は衝撃力と出力の関係図である。
【図6】 自動車のエアバッグの制御回路の一例のブロ
ック図である。
【符号の説明】
1 筺体 2 リードスイッチ 2a リード片 3 環状磁石 3a 衝当面 4 ばね 5 衝止部材 5a 衝止面 6、7、8 突起 10 衝撃センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−38401(JP,A) 特開 平1−185447(JP,A) 特開 平3−214531(JP,A) 実開 昭53−108275(JP,U) 実開 平1−102769(JP,U) 実開 昭56−114019(JP,U) 実開 平3−7389(JP,U) 実開 平5−258650(JP,U) 実開 平5−77770(JP,U) 実開 平5−52761(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01P 15/00 G01P 15/135 H01H 35/14

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筺体の対向する壁面に架設されたリード
    スイッチと、該リードスイッチに揺動可能に外嵌し、か
    つゴム磁石からなる環状磁石と、一端部が該筺体に固定
    され、他端部が該環状磁石の一方の表面に固定されて元
    の位置に引き戻しているばねと、該筺体に固定され、か
    つ該環状磁石が衝撃力Gによって移動した際に他方の衝
    当面が衝き当たる衝止部材を有することを特徴とするリ
    ードスイッチを用いた衝撃センサ。
  2. 【請求項2】 前記環状磁石の衝当面に突起が植立され
    ている請求項1記載のリードスイッチを用いた衝撃セン
    サ。
  3. 【請求項3】 前記衝止部材の衝止面に突起が植立され
    ている請求項1記載のリードスイッチを用いた衝撃セン
    サ。
  4. 【請求項4】 前記衝止部材がばね性の突起からなる
    求項記載のリードスイッチを用いた衝撃センサ。
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