JP3577856B2 - 衝突検知装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝突時に作用する減速度により機械的に接点間を導通させ、その接点間の導通状態により衝突を検知する衝突検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、車両の衝突を検知する衝突検知装置では、図６に示される構造のものが知られている（特開平３−２７４４６４号公報）。
この衝突検知装置８１は、車両が衝突したときの衝撃力により、マス８２が主スプリング８８の付勢力に抗してケース本体８３ａの内周面に摺接しながら、主スプリング８８側に移動する。そして、このマス８２の移動量がギャップＳを越えると、スプリング８９のバネ荷重が接点接触荷重となり、接点ケース８３ｂに固定された固定接点のそれぞれの接触部８４ａ、８５ａに可動接点８６が接触し、外部接続用端子部８４ｂ、８５ｂ間が導通状態になり、この端子部８４ｂ、８５ｂ間の状態変化により衝突を検知するというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、基板搭載部品の小型化、表面実装化が進み、この衝突検知装置８１では、衝突検知方向の肉厚が大きく、基板搭載用として市場の要求を十分に満たすことができないという問題がある。
【０００４】
従って、本発明の目的は、上記課題に鑑み、衝突検知装置の小型化を図り、基板搭載が容易な衝突検知装置を実現することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明によれば、筐体の座部に１対の接点部材が設けられ、その１対の接点部材に対して所定間隙を設けて板状の弾性部材が配設されている。又、筐体の開口部は蓋部材により覆われており、この筐体内において弾性部材により付勢された重量体が蓋部材と当接している。このようにして衝突検知装置が構成され、所定値以上の加速度が作用すると、重量体が弾性部材による付勢力に抗して、１対の接点部材側に移動し、１対の接点部材と弾性部材とを接触させて１対の接点部材間を導通させる。この１対の接点部材間の導通により衝突検知が行われる。
この衝突検知装置は、板状の弾性部材を有するので、衝突検知方向の厚みを小さくすることができ、衝突検知装置の小型化が可能となる。又、従来では２つのスプリングが用いられる構成であったが、本発明とすることで弾性部材の必要個数を減らすと共に、弾性部材に接点機能を合わせ持たせることにより、部品点数を低減させ、安価な衝突検知装置を実現できる。又、重量体を蓋部材に当接させることで、１対の接点部材と開口部との間の距離と、重量体の移動方向の厚みとを用いて、容易に１対の接点部材と弾性部材との間のギャップを決定することができる。
【０００６】
又、請求項２に記載の発明によれば、弾性部材は、その略中央に可動接点部が設けられ、可動接点部の周囲に周縁部が設けられる。この周縁部は、筐体の所定位置に配置され、可動接点部と周縁部との間は、付勢力を発生する板バネ部により接続される。弾性部材をこのような構成とすることにより、小さな変位で重量体を蓋部材側に弾性付勢すると共に、重量体の接点部材側への移動に伴って可動接点部を弾性変位させることができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明によれば、可動接点部の周囲に半円弧状に板バネ部が設けられることにより、半円弧状の幅と長さを調整することで、バネ定数を任意に設定することができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明によれば、可動接点部の周囲に半円弧状に中心対称に板バネ部が１対設けられることにより、板バネ部による重量体への付勢力をほぼ均一に作用させることができると共に、可動接点部の面を移動方向に対して略直交させて変位させることができる。
【０００９】
請求項５に記載の発明によれば、一端が可動接点部に接続し、他端が自由端である緩衝部を弾性部材に設け、重量体の移動に伴って緩衝部材が筐体の座部に弾性付勢しつつ、弾性部材と１対の接点部材とが接触することにより、弾性部材の弾性変形によりエネルギが吸収される結果、弾性部材と１対の接点部材との当接時の反力を低減させ、接点接触時の保持時間を長くすることができ、安定した出力を得ることができる。
【００１０】
請求項６に記載の発明によれば、可動接点部の周囲に半円弧状に緩衝部が設けられることにより、半円弧状の幅と長さを調整することで緩衝部のバネ定数を任意に設定できる。
【００１１】
請求項７に記載の発明によれば、可動接点部の周囲に半円弧状に中心対称に緩衝部が１対設けられることにより、緩衝部による座部への付勢力をほぼ均一に作用させ、座部との接触時のエネルギ吸収をほぼ均一に行うことができるので、可動接点部の平行度を向上させることができる。
【００１２】
請求項８に記載の発明によれば、蓋部材において、重量体と接触する内側面上に、凸状の寸法調整部が設けられることにより、この寸法調整部の高さを調整することにより１対の接点部材と弾性部材との間のギャップをより精度よく調整することができる。
【００１３】
請求項９に記載の発明によれば、弾性部材との接触時に１対の接点部材が弾性変形することにより、弾性部材と１対の接点部材との接触時の反力を低減させ、接点接触時の保持時間を長くすることができ、安定した出力を得ることができる。
請求項１０に記載の発明によれば、筐体の座部に１対の接点部材が設けられ、その１対の接点部材に対して所定間隙を設けて板状の弾性部材が配設されている。弾性部材の１対の接点部材側とは反対側に筐体内に配設された重量体が設けられ、筐体の開口部を覆い、弾性部材により付勢された重量体の位置を規制する蓋部材が設けられている。重量体は、所定値以上の加速度が作用すると、重量体が弾性部材による付勢力に抗して、１対の接点部材側に移動し、１対の接点部材と弾性部材とを接触させて１対の接点部材間を導通させる。この１対の接点部材間の導通により衝突検知が行われる。
この衝突検知装置は、板状の弾性部材を有するので、衝突検知方向の厚みを小さくすることができ、衝突検知装置の小型化が可能となる。又、従来では２つのスプリングが用いられる構成であったが、本発明とすることで弾性部材の必要個数を減らすと共に、弾性部材に接点機能を合わせ持たせることにより、部品点数を低減させ、安価な衝突検知装置を実現できる。又、重量体を蓋部材により制限された位置とすることで、１対の接点部材と開口部との間の距離と、重量体の移動方向の厚みとを用いて、容易に１対の接点部材と弾性部材との間のギャップを決定することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置１００の構成を示した模式図である。この衝突検知装置１００は、例えば車両のエアバッグ装置などの乗員保護装置の起動に用いられる。図１（ｃ）は衝突検知装置１００の正面図を示し、図１（ｂ）はその左側面図を示し、図１（ｄ）はその下面図を示している。又、図１（ａ）は、図１（ｃ）におけるＡ−Ａ断面図を示し、図１（ｅ）は図１（ｃ）におけるＢ−Ｂ断面図を示している。又、図２は、衝突検知装置１００の組立断面図を示し、図３は、衝突検知装置１００の組付け状態及び減速度作用時の状態を示している。
【００１５】
図１に示すように、樹脂材から成るベース（筐体）１は、箱型に形成され、底面に座部１０、１１を有し、開口部周端面の四隅に凸部１３（図２参照）が設けられている。座部１０には、銅製で板状のターミナルコンタクト（接点部材）５、６が樹脂インサート成形され、それぞれの両端がベース１の外部に突出している。ターミナルコンタクト５、６は、それぞれの中央に固定接点部５１、６１を有し、この固定接点部５１、６１は、スプリング２との接触面が金めっきされており、両端部より幅が狭く、ベース１の内側に向かって凸状に形成され、露出している。固定接点部５１、６１は、Ｘ方向に対して略直交する方向に配向されている。
【００１６】
スプリング（弾性部材）２は、図２に示されるように円板状の板バネであり、その材質は銅で構成されている。このスプリング２は、中央に円形の可動接点部２１を有し、周縁部２４と可動接点部２１との間には、２本の半円弧状の板バネ部２２、２３が中心対称に設けられている。可動接点部２１の固定接点部５１、６１との接触面は金めっきされている。このスプリング２の周縁部２４は、ベース１の座部１１に配置されている。
【００１７】
ウェイト（重量体）３は、銅材の機械加工により略角柱状に形成され、一方の面上に凸部３１を有し、この凸部３１がスプリング２側に配置され、ベース１内に摺動可能に収納されている。ウェイト３の凸部３１は、スプリング２の可動接点部２１と当接し、リッド４側に弾性付勢されている。
リッド（蓋部材）４は、金属材料から成り、角板状に形成され、その四隅に凸部１３に対応して穴４１が設けられている。このリッド４は、穴４１に嵌合された凸部１３の熱かしめによりベース１に固定され、ベース１の開口部１２を覆うと共に、スプリング２によりリッド４側に付勢されたウェイト３を保持している。
【００１８】
次に、この衝突検知装置１００の組立方法について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、ターミナルコンタクト５、６が樹脂インサート成形されたベース１の座部１１に、金めっき面がターミナルコンタクト５、６側になるように、スプリング２が配置される。これによりスプリング２の面は、Ｘ方向に対して略直交する。
そして、凸部３１を先にしてウェイト３をベース１内に収納する。この後、図３（ｂ）に示すように、リッド４の各穴４１にベース１の凸部１３を嵌合させ、各凸部１３の熱かしめを行い、ベース１の開口部１２を覆うように、リッド４をベース１に固定する。このようにして衝突検知装置１００が組み立てられる。
【００１９】
この時、ウェイト３の凸部３１は、スプリング２の可動接点部２１を固定接点部５１、６１側に所定量だけ変位させ、可動接点部２１と固定接点部５１、６１との間が所定の接点間ギャップ、例えば ０．２〜０．５ｍｍ ±０．０５ｍｍに設定される。この可動接点部２１の固定接点部５１、６１側への変位量に応じて、板バネ部２２、２３から付与される弾性力によりウェイト３はリッド４側に弾性付勢される。この弾性付勢の荷重がセット荷重であり、ウェイト３からスプリング２に作用する荷重がセット荷重以下のとき、ウェイト３の移動が防止される。よって、振動等の衝突以外で生じた減速度によって可動接点部２１と固定接点部５１、６１とが接触しないようにしている。このときの可動接点部２１の変位量を調整することにより、セット荷重を任意の値に設定することが可能である。又、板バネ部２２、２３の幅と長さを調整することで、スプリング２のバネ定数を任意に設定することができる。セット荷重を越える荷重がウェイト３よりスプリング２に作用したとき、可動接点部２１が固定接点部５１、６１側に変位し、所定の荷重値に達すると可動接点部２１と固定接点部５１、６１とが接触し、可動接点部２１を介して固定接点部５１、６１間が導通状態になる（図３（ｃ）参照）。
【００２０】
次に、衝突検知装置１００の作用について説明する。
車両がＸ方向に移動している時に衝突が発生すると、減速度が作用し、ウェイト３はＸ方向への加速度を受け、Ｘ方向に移動しようとする。そして、ウェイト３よりスプリング２に作用する荷重がセット荷重を越えると、ウェイト３はスプリング２の付勢力に抗して、ターミナルコンタクト５、６側に変位する。このウェイト３の変位により、可動接点部２１がＸ方向にたわみ、可動接点部２１と固定接点部５１、６１との間隔が狭まり、ウェイト３よりスプリング２に作用する荷重が所定値に達すると、可動接点部２１と固定接点部５１、６１とが接触する。尚、このときに作用する減速度のレベルが衝突検知レベルであり、図３（ｃ）における可動接点部２１の最大変位、即ち板バネ部２２、２３の最大たわみ量を調整することにより、衝突検知レベルを任意に設定することができる。これにより可動接点部２１を介してターミナルコンタクト５と６とが導通し、このターミナルコンタクト５、６の導通状態が衝突検知信号として外部に出力される。そして、この衝突検知信号に基づいて乗員保護装置が起動される。
尚、乗員保護装置としては、前方向からの衝突に対応したエアバッグ装置、左右方向からの衝突に対応したサイドエアバッグ装置、シートベルトプリテンショナなどがあり、衝突検知装置１００は、それら乗員保護装置を起動するためのセーフィングセンサ、クラッシュセンサなどに用いられる。
【００２１】
又、衝突以外で生じた減速度、例えば、急ブレーキ時や、振動時においてはウェイト３によりスプリング２に対してセット荷重以上の力が作用しないので、ウェイト３はスプリング２側に変位せず、可動接点部２１と固定接点部５１、６１とが接触しない。よって、固定接点部５１、６１間が導通状態にならないので、衝突が検知されない。このように、衝突時以外では乗員保護装置の起動を防止することができ、衝突検知装置１００の信頼性を確保できる。
【００２２】
上記衝突検知装置１００において、弾性部材としては板状のスプリング２を備えた構成であるので、衝突検知装置１００の厚みを低減でき、小型化できる。本実施例では、衝突検知装置１００の体格を８ｍｍ ×８ｍｍ ×５ｍｍ に実現することができ、従来体格より約１／１０の体格を実現することができた。よって、衝突検知装置１００をプリント基板上に容易に搭載することができる。
又、用いるスプリングの個数を低減させることができ、部品点数を減らし、より安価な衝突検知装置１００の実現が可能となった。又、可動接点部２１と固定接点部５１、６１との間の接点間ギャップは、固定接点部５１、６１と開口部１２との間の寸法と、ウェイト３の摺動方向の厚み寸法とで決定できるので、容易に接点間ギャップを設定することができる。
【００２３】
又、上記実施例において、スプリング２の可動接点部２１と周縁部２４との間に２つの板バネ部２２、２３を設け、可動接点部２１の変位に応じて板バネ部２２、２３より弾性付勢される構成としたが、図４に示されるようにスプリング２０１の可動接点部２１と周縁部２４とを１つの半円弧状の板バネ部２６により接続し、この板バネ部２６に対向して、自由端を有した半円弧状の緩衝部２５を可動接点部２１に設けてもよい。図４に示す構成とすることで、可動接点部２１は、板バネ部２６により周縁部２４と１箇所にて固定されているので、可動接点部２１がウェイト３と当接すると、スプリング２０１の周縁部２４を除く部位が周縁部２４に対して傾いて配置される。そして、減速度の作用によりウェイト３が固定接点部５１、６１側に変位すると、緩衝部２５がベース１の座部１０と接触し、弾性変形すると共に、接点ギャップ間が狭まり、可動接点部２１と固定接点部５１、６１とが接触する。この緩衝部２５のエネルギ吸収作用により、可動接点部２１と固定接点部５１、６１との当接時の反力が弱められ、接点保持時間が長くなり、より安定した検出信号を得ることができる。
又、板バネ部２６の幅と長さを調節することで、スプリング２０１のバネ定数を任意に設定することができ、セット荷重及び衝突検知レベルを任意に設定することができる。又、緩衝部２５の幅と長さを調整することで、緩衝部２５のバネ定数を任意に設定でき、座部１０との当接時のエネルギ吸収量を可変とし、接点保持時間を調整することができる。
【００２４】
又、図４に示されるスプリング２０１では、可動接点部２１に板バネ部２６、緩衝部２５をそれぞれ１つずつ設けた構成としたが、図５に示されるように可動接点部２１に回転対称に１対の緩衝部２７ａ、２７ｂと板バネ部２８ａ、２８ｂを設け、スプリング２０２を構成してもよい。これにより、ウェイト３の変位に伴って可動接点部２１が固定接点部５１、６１側に変位するとき、緩衝部２７ａ、２７ｂがベース１の座部１０に当接して弾性変形し、エネルギを吸収するので、可動接点部２１と固定接点部５１、６１との当接時の反力が弱められ、接点保持時間が長くなり、図４に示すスプリング２０１と同等の効果を得ることができる。又、スプリング２０２では、緩衝部２７ａ、２７ｂが回転対称に設けられているので、座部１０への付勢力をほぼ均一に作用させ、エネルギ吸収をほぼ均一にでき、可動接点部２１の平行度を確保することが可能である。
このスプリング２０２においても、板バネ部２８ａ、２８ｂの幅と長さを調整することで、それらのバネ定数を任意に設定でき、セット荷重及び衝突検知レベルの調整を容易に行える。又、緩衝部２７ａ、２７ｂのそれぞれの幅と長さを調整することで、それらのバネ定数を任意に設定でき、緩衝部２７ａ、２７ｂによるエネルギ吸収量を容易に調整することが可能である。
【００２５】
又、図４、５では、可動接点部２１と固定接点部５１、６１との当接時において、緩衝部がベース１の座部１０に当接し弾性変形してエネルギを吸収することにより、接点保持時間が長くなるようにしたが、可動接点部２１との当接時に固定接点部５１、６１が弾性変形することによって接点保持時間が長くなるようにしてもよい。
又、上記実施例では、弾性部材として板バネを用いた構成としたが、皿バネやメンブレン状のバネを弾性部材として用いてもよい。
【００２６】
上記実施例において、ターミナルコンタクト５、６は樹脂インサート成形によりベース１に固定する構成としたが、接着、ネジ締めなど他の方法でターミナルコンタクト５、６をベース１に固定してもよい。
又、上記実施例において、ベース１に設けた凸部１３の熱かしめによりリッド４とベース１とを固定する構成としたが、接着、溶着など他の方法でリッド４とベース１とを固定してもよい。
又、上記実施例では、リッド４の材質を金属としたが、リッド４の材質を樹脂材料としてもよい。又、スプリング２及びターミナルコンタクト５、６の材質を銅としたが、金属材料であれば他の材質でもよい。又、ウェイト３の材質を銅としたが、他の金属を用いてもよく、必要な慣性力が得られれば非金属材料を用いてもよい。
又、上記実施例において、ウェイト３をスプリング２によりリッド４側に付勢し、リッド４でウェイト３を保持し、所望の接点間ギャップを得る構成としたが、ベース１の寸法バラツキにより接点間ギャップを所望の許容範囲内（±０．０５ｍｍ）に収めることが困難であるので、リッド４の内側面に凸状の寸法調整部を形成した構成としてもよい。この寸法調整部の高さを微調整することにより、ウェイト３の凸部３１の先端位置を変化させることが可能となり、ベース１の寸法バラツキの影響を排除し、所望の接点間ギャップ（０．２〜０．５ｍｍ ±０．０５ｍｍ） を得ることができる。
【００２７】
上記に示されるように、本発明によれば、板状の弾性部材を設けることにより、衝突検知装置の小型化を促進し、部品点数を低減させ、低価格化を実現できる。又、弾性部材に緩衝部を設け、可動接点部と固定接点部との当接時に緩衝部を弾性変形させて、可動接点部と固定接点部とを接触させることにより、接点保持時間を長くでき、安定した衝突検知信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置の構成を示した構造図。
【図２】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置の構成を示した組立展開図。
【図３】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置の状態変化を示した模式図。
【図４】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置におけるスプリングに板バネ部と緩衝部とをそれぞれ１つずつ設けた構成を示した模式図。
【図５】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置におけるスプリングに板バネ部と緩衝部とをそれぞれ１対ずつ設けた構成を示した模式図。
【図６】従来の衝突検知装置の構成を示した模式的断面図。
【符号の説明】
１ ベース
２、２０１、２０２ スプリング
３ ウェイト
４ リッド
５、６ ターミナルコンタクト
１０、１１ 座部
１２ 開口部
２１ 可動接点部
２２、２３、２６、２８ａ、２８ｂ 板バネ部
２４ 周縁部
２５、２７ａ、２７ｂ 緩衝部
５１、６１ 固定接点部
１００ 衝突検知装置

Claims (10)

1. 受ける加速度に応じて機械的接点を導通させることで所定値以上の加速度を検出する衝突検知装置において、
   一端に開口部を有し、他端に座部を有する筐体と、
   前記筐体の前記座部に設けられた１対の接点部材と、
   前記１対の接点部材に対して所定間隙を設けて配設された板状の弾性部材と、
   前記筐体の前記開口部を覆う蓋部材と、
   前記弾性部材の付勢力により前記蓋部材に当接され、所定値以上の加速度の作用により前記弾性部材による付勢力に抗して、前記１対の接点部材側に移動することにより、前記１対の接点部材と前記弾性部材とを接触させて前記１対の接点部材間を導通させる重量体と
   を備えたことを特徴とする衝突検知装置。
2. 前記弾性部材は、
   略中央に位置し、前記重量体の移動と共に変位し、前記１対の接点部材と接触する可動接点部と、
   この可動接点部の周囲に形成され、前記筐体の所定位置に配置された周縁部と、
   前記可動接点部と前記周縁部とを接続し、前記付勢力を発生する板バネ部と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の衝突検知装置。
3. 前記板バネ部は、前記可動接点部の周囲に半円弧状に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の衝突検知装置。
4. 前記板バネ部は、中心対称に１対設けられていることを特徴とする請求項３に記載の衝突検知装置。
5. 前記弾性部材は、一端が前記可動接点部に接続し、他端が自由端である緩衝部を有し、前記重量体の移動に伴って前記緩衝部が前記筐体の前記座部に対して弾性付勢しつつ、前記１対の接点部材と前記弾性部材とが接触することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の衝突検知装置。
6. 前記緩衝部は、前記可動接点部の周囲に半円弧状に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の衝突検知装置。
7. 前記緩衝部は、中心対称に１対設けられていることを特徴とする請求項６に記載の衝突検知装置。
8. 前記蓋部材において、前記重量体と接触する内側面上に、凸状の寸法調整部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の衝突検知装置。
9. 前記１対の接点部材は、前記弾性部材との接触時に弾性変形が可能なことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の衝突検知装置。
10. 受ける加速度に応じて機械的接点を導通させることで所定値以上の加速度を検出する衝突検知装置において、
    一端に開口部を有し、他端に座部を有する筐体と、
    前記筐体の前記座部に設けられた１対の接点部材と、
    前記１対の接点部材に対して所定間隙を設けて配設された板状の弾性部材と、
    前記弾性部材の前記１対の接点部材側とは反対側に前記筐体内に配設された重量体と、
    前記筐体の開口部を覆い、前記弾性部材により付勢された前記重量体の位置を規制する蓋部材とを有し、
    重量体は、所定値以上の加速度の作用により前記弾性部材による付勢力に抗して、前記１対の接点部材側に移動することにより、前記１対の接点部材と前記弾性部材とを接触させて前記１対の接点部材間を導通させる
    ことを特徴とする衝突検知装置。

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