JP3577949B2 - 衝突検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定値以上の加速度を検出することで、移動体の衝突を検出するようにした衝突検知装置に関する。本衝突検知装置は、例えば、車両において、乗員を保護するためのエアバッグ装置、シートベルトの巻取装置を起動させるタイミングを決定するための装置に用いられる。特に、製造の容易性と部品点数の減少、及び、加速度の伝達性能の向上を図った検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両のエアバッグ装置において用いられる衝突検知装置として、重量重心と回動中心とを偏心させたウェイトに作用する加速度により、ロータを回動させその回動に伴って接点を閉成させることで、車両の衝突を検出するようにした装置が知られている（特開平９−３０６３１１号公報）。
【０００３】
この検出装置は、図５及び図６に示すものである。ハウジング１３の柱部１３０ａ、１３０ｂの先端に形成された溝１３１ａ、１３１ｂにウェイト４が回転可能に軸支されている。そして、このハウジング１３と別体のベース１２とがハウジング１３の基部１３２に嵌め込まれている。又、ベース１２には板バネ２と板バネ３が立設されており、その板バネ２、３はウェイト４と一体的に回転するロータ１を構成する第１カム１ａと第２カム１ｂとに当接し、ウェイト４に対して付勢力を付与している。又、これらの板バネ２、３の付勢力によりウェイト４は基部１３２に当接して、その初期位置が規制されている。さらに、ウェイト４の最大回転位置を規制するために、角柱形状のストッパ１６が別に設けられている。さらに、ハウジング１３を覆うようにカバー１０が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この構成の衝突検知装置では、ハウジング１３の柱部１３０ａ、１３０ｂの間に板バネ２、３がベース１２から立設されるために、ハウジング１３とベース１２とを一体にして板バネ２、３をインサート成形することが、金型の構造上困難であった。このために、ハウジング１３とベース１２とを別体とする必要があった。この別体構造により、製造に時間がかかるという問題がある。
【０００５】
又、本検出装置を組み付ける場合には、板バネ２、３が立設されている方向に、ベース１２をハウジング１３に組み付けるために、板バネ２、３を別の手段でたわませておいて、ロータ１とウェイト４との一体物を柱部１３０ａ、１３０ｂに軸支するという操作が必要となる。このことも、組み付けを困難とする原因となっていた。
【０００６】
さらに、衝突時には、加速度がベース１２、ハウジング１３の基部１３２、柱部１３０ａ、１３０ｂ、軸５と作用し、その時のウェイト４の慣性により、ウェイト４が回転する。この時、ベース１２とハウジング１３とが別体で構成されているので、衝突時の加速度の伝達性能が良くないという問題がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、上記課題に鑑み、衝突時の加速度の伝達性能を向上せること、部品点数を減少させること、及び、検出装置の組み付けを容易にすることである。
【０００８】
【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の手段を採用することができる。この請求項１の手段では、基板の底板は、加速度の方向と垂直方向に配設されており、ウェイトの回転に伴い回転するロータの所定の回動量により一対の接点の状態が変化するように構成された一対の接点部材は、基板の底板に立設されており、ウェイトの軸の支持位置から基板の底板に対して下ろした垂線の足から離れた位置で一対の接点部材は基板の底板に固定されると共に、基板の底板方向に屈曲して、少なくとも一方の接点部材はロータに接触するように配設されている。従って、軸の支持位置と一対の接点部材の基板への固定位置とが離れていることから、金型の制約がなくなり、軸の支持機構と一対の接点部材との一体成形が容易となる。又、軸の支持機構と基板とが一体的に構成されているので、衝突時に加速度の基板から軸への伝達性能が向上する。又、一対の接点部材は基板方向に屈曲して形成されていることから、ウェイトとロータとの一体物を基板に形成された軸の支持機構に取り付ける方向に移動させる時に、このロータが接点部材に接触して接点部材を押下することになるため、接点部材が必然的に屈曲されることになり、取り付けが容易となる。又、軸の支持機構を基板に一体的に形成していることから、部品点数が減少する。
また、基板に支持部材が一体的に形成されており、基板は加速度を直接受けることになる結果、ウェイトを支持している軸に対して加速度を効率良く伝達することができる。又、この基板に検出装置を固定するためのピンを設けることができるので、従来のようにケースに固定ピンを形成する必要がないため、製造が容易となる。
請求項２の手段によれば、一対の接点部材はロータの回転方向に屈曲しているので、ロータを介してウェイトに対して回転反力を簡単に与えることができると共に、ロータ及びウェイトの基板への組み付けが容易となる。
【０００９】
この請求項３の手段では、基板の底板は、加速度の方向と平行方向に配設されており、ウェイトの回転に伴い回転するロータの所定の回動量により一対の接点の状態が変化するように構成された一対の接点部材は、少なくとも一方の接点部材はロータに接触するように配設されて基板の底板に立設されており、ウェイトの軸の支持位置から基板の底板に対して下ろした垂線の足から各々離れた位置で一対の接点部材は基板の底板に固定されると共に、ロータに接触する接点部材は基板の底板方向に屈曲して配設されている。従って、軸の支持位置と一対の接点部材の各々の基板への固定位置とが離れていることから、金型の制約がなくなり、軸の支持機構と一対の接点部材との一体成形が容易となる。又、軸の支持機構と基板とが一体的に構成されているので、衝突時に加速度の基板から軸への伝達性能が向上する。又、一対の接点部材は基板方向に屈曲して形成されていることから、ウェイトとロータとの一体物を基板に形成された軸の支持機構に取り付ける方向に移動させる時に、このロータが接点部材に接触して接点部材を押下することになるため、接点部材が必然的に屈曲されることになり、取り付けが容易となる。又、軸の支持機構を基板に一体的に形成していることから、部品点数が減少する。
また、基板に支持部材が一体的に形成されており、基板が加速度を直接受けることになる結果、ウェイトを支持している軸に対して加速度を効率良く伝達することができる。又、この基板に検出装置を固定するためのピンを設けることができるので、従来のようにケースに固定ピンを形成する必要がないため、製造が容易となる。
請求項４の手段によれば、一対の接点部材はロータの回転方向に屈曲しているので、ロータを介してウェイトに対して回転反力を簡単に与えることができると共に、ロータ及びウェイトの基板への組み付けが容易となる。
【００１０】
請求項５の手段によれば、基板にはウェイトの初期位置を規制するストッパが立設されているため、部品点数を減少させることができると共に、位置決め精度を向上させることができる。
又、請求項６の手段によれば、基板にはウェイトの最大回転位置を規制するストッパが立設されているため、同様に、部品点数を減少させることができると共に、位置決め精度を向上させることができる。
【００１１】
請求項７の手段によれば、軸を支持する支持部材、ウェイトの初期位置を規制するストッパとウェイトの最大回転位置を規制するストッパは基板と一体成形され、一対の接点部材が基板にインサート成形により固定されているので、部品点数を減少させることができると共に製造が容易となる。
【００１２】
請求項８の手段によれば、基板に対して蓋となるカバーを有していることから、基板に対してウェイトとロータとの一体物を回動自在に配設し、その後に、この蓋であるカバーを基板に被せることで、検出装置の製造が完成するために、製造が容易となる。
【００１３】
請求項９の手段によれば、ウェイトは、ウェイトの加速度を検出する方向と逆方向の回転に対してウェイトの初期位置を規制するストッパに当接する壁を有しているので、この壁とストッパとの端部が当接することで、ウェイトの初期位置を容易に規制することができる。
【００１５】
【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は本発明に係わる衝突検知装置１００の構成を示した斜視図であり、図２は、基板３０の構造を示す斜視図であり、図３はウェイト４及びロータ１の構造を示した斜視図である。衝突検知装置１００は樹脂性のケーシングを構成するカバー３１、基板３０を有している。基板３０はカバー３１に圧入により固定されている。
【００１６】
基板３０は底板３００と、底板３００から立設され、相互に対向した一対の柱部３０１ａ、３０１ｂとを有し、それらの柱部（支持部材）３０１ａ、３０１ｂの先端部に溝３０２ａ、３０２ｂがそれぞれ形成されている。そして、それらの溝３０２ａ、３０２ｂにより、軸５の両端が機械的に固定されている。軸５には、回動中心と重量重心とが偏心したウェイト４が、軸５の回りに回動可能に取付けられている。又、底板３００からはストッパ３０３が立設されている。底板３００、柱部３０１ａ、３０１ｂ、ストッパ３０３は、いずれも、一体成形により基板３０を構成している。尚、ストッパ３０３は先端端面により形成されたウェイトの初期位置を規制する初期位置規制ストッパ３０３ａと、側面により形成されたウェイトの最大回転位置を規制する最大回転位置ストッパ３０３ｂとを有している。
【００１７】
ウェイト４は金属板の機械加工により成形されており、このウェイト４上にはロータ１がウェイト４と軸５を共有するように樹脂モールドにより形成されている。これにより、そのロータ１はウェイト４と同期して軸５の回りに回動可能である。ロータ１は、図示する形状の第１カム１ａと第２カム１ｂとを有している。図３に示すように、ウェイト４の回転半径の小さい側の周部には軸５の方向に切り込まれた壁４０が形成されている。この壁４０とストッパ３０３の端面である初期位置規制ストッパ３０３ａが当接することで、Ｂ方向の回転が規制されている。
【００１８】
基板３０の底板３００には、板バネ（接点部材）３３と板バネ３４とがそれらの根元部において所定間隔にて立設されており、それらの板バネ３３、３４は根元部付近から底板３００の方向に屈曲されている。そして、それらの板バネ３３、３４は、先端部にそれぞれ接点３３ａ、３４ａを有している。接点３３ａは平面であるが、接点３４ａは接点３３ａの側に凸状に形成されている。板バネ３３、３４の端部３３ｂ、３４ｂは、それぞれ第１カム１ａ、第２カム１ｂのカム面と当接し、ウェイト４及びロータ１に対して、加速度の作用によって回動する方向と逆方向Ｂに弾性付勢している。この付勢力により、ウェイト４の壁４０がストッパ３０３の端面３０３ａに当接することで、ウェイト４の初期位置が規制されている。これにより、急ブレーキ時や、凹凸の大きい路面の走行中などに発生する微小加速度によってウェイト４及びロータ１が回動することが規制される。
【００１９】
板バネ３３、３４はそれぞれ外部に突出した出力端子３７、３８と接触して基板３０の底板３００に固定されている。衝突検出装置１００を車両等に固定されたプリント基板３９に取り付け機械的強度を保持するための固定端子３６が底板３００に対して立設されている。これらの板バネ３３、３４、出力端子３７、３８、固定端子３６は、基板３０に対してインサート成形により同時に形成される。出力端子３７、３８は、底板３００から外部に突出し、それらの端子３７、３８を介して、衝突時に接点３３ａ、３４ａの閉成状態を衝突検知信号として検出することができる。
【００２０】
次に、衝突検知装置１００の製造方法について説明する。板バネ３３、３４、及び、出力端子３７、３８、固定端子３６がインサート成形され、柱部３０１ａ、３０１ｂ、ストッパ３０３が一体成形されて、基板３００が完成される。このインサート成形において、底板３００から立設している柱部３０１ａ、３０１ｂと板バネ３３、３４の立設位置が離れているために、金型の形状に微細形状が要求されないために、製造が容易となる。
【００２１】
次に、板バネ３３、３４は共に、その根元付近から基板３０の底板３００の方向に所定角度だけ屈曲される。又、ウェイト４とロータ１とが一体的に形成され、軸５がロータ１の軸孔に貫通される。この状態で、ウェイト４付きロータ１から突出された軸５を基板３０の柱部３０１ａ、３０１ｂの溝３０２ａ、３０２ｂに嵌め込む。この時、このはめ込み動作の途中で、板バネ３３、３４は、それぞれ、第１カム１ａ、第２カム１ｂと当接するようになり、板バネ３３、３４がその付勢力に抗して底板３００の方向に屈曲される。従来の場合には、板バネの立設方向に平行にウェイトを取り付けるため、板バネが邪魔にならないように、別の冶具を用いて板バネを屈曲させる必要がある。しかし、本発明では、板バネ３３、３４が基板３０の底板３００の側に屈曲する方向にウェイト４を柱部に取り付けるために、特にこの板バネ３３、３４がウェイト４の取り付けに邪魔にはならない。このために、装置の組み付けが極めて簡単となる。
【００２２】
このように、基板３０は、板バネ３３、３４を固定する底板３００、ウェイト４を回動自在に支持する柱部３０１ａ、３０１ｂ、ストッパ３０３が全て一体的に形成されているので、部品点数が減少し、製造が容易となる。
【００２３】
次に、本検出装置１００の作用について説明する。図１は、所定レベル以上の加速度が作用せず、接点３３ａと接点３４ａとがオフ状態である場合を示している。この状態下においては、板バネ３３、３４によりロータ１が図中Ｂ方向に弾性付勢されており、ウェイト４の壁４０がストッパ３０３の初期位置規制ストッパ３０３ａに当接して、初期位置が規制されている。
【００２４】
ウェイト４にＡ方向に所定レベル以上の加速度が作用すると、ウェイト４の重量重心にモーメントが作用し、板バネ３３、３４から付勢される弾性力に抗してウェイト４及びロータ１が軸５を中心に図中Ａ方向に回動する。そして、ウェイト４が最大回転位置規制ストッパ３０３ｂに当接することで、ウェイト４及びロータ１の最大回動が規制される。
【００２５】
このとき、ロータ１の回動に伴って、第１カム１ａ、第２カム１ｂとそれぞれ接触していた板バネ３３、３４が、互いに間隔を狭めながら変位し、ロータ１の所定の回動量にてそれぞれの接点３３ａと接点３４ａとが接触する。接点３３ａと接点３４ａとの接触状態は、出力端子３７、３８から通電される電流の変化により、衝突検知信号として検出することができる。
【００２６】
上記実施例において、最大回転位置規制ストッパ３０３ｂのウェイト４が当接する部分に弾性緩衝部材を配設して、ウェイト４の跳ね返りを緩和するようにしても良い。又、ウェイト４の最大回転を規制するために、底板３００をストッパとしても良い。その場合に底板３００のウェイト４の当接部分に弾性緩衝部材を設けても良い。
【００２７】
ウェイト４に穴を形成することで、ウェイト４の重量や重心位置を調整する構成としても良い。これにより、ウェイト４の外形形状を変化させることなく、衝突検知装置１００の感度特性を変化させることができる。
上記実施例では、常開接点を示したが、常閉接点で所定値以上の加速度が作用した時に開成される接点としても良い。
【００２８】
上記実施例では、接点３３ａ、３４ａをそれぞれ板バネ３３、３４に一体的に設けた構成としたが、板バネと接点とを別体で構成し、板バネの作動と連動して接点の状態を変化させる構成としてもよい。さらには、ロータの回転と連動して接点の状態が変化する一般的機構、例えばリンク機構等により接点を作動させてもよい。また、ウェイト４及びロータ１を軸５の回りに回動自在に支持しているが、ウェイト４及びロータ１と軸５とを固定し、柱部３０１ａ、３０１ｂに軸受けを設け、軸５をその軸受に対して回転可能に軸支しても良い。
【００２９】
さらに、図４に示す構造の衝突検出装置とすることも可能である。図１の各構成部分と同一機能を有する部分には同一番号が付されている。基板３０の底板３００にストッパ３０３と柱部３０１ａ（３０１ｂは図面上手前に位置するため表示されていない）が立設されている。この柱部３０１ａ、ｂにロータ１を有したウェイト４を回動自在に支持した軸５が軸支されている。底板３００には、軸５が位置する水平位置と異なる位置において、一方の接点部材である板バネ２が立設され、基板３０の底板３００側に屈曲されている。そして、その板バネ２は第１カム１ａに当接し、ウェイト４をＢ方向に付勢している。又、底板３００の板バネ２が立設されている側と反対側において他方の接点部材である出力端子３８が立設されている。その出力端子３８は先端部が底板３００に平行になるように屈曲されており、先端部には接点３４ａが形成されている。この接点３４ａは板バネ２の先端に形成された接点３３ａと対向している。
【００３０】
初期状態で、ウェイト４は板バネ２によりＢ方向に付勢され、ストッパ３０３の側面である初期位置規制ストッパ３０３ａに当接し、初期位置が規制されている。衝突による加速度が基板３０と柱部３０１を介して軸５にかかると、ウェイト４は慣性によりＡ方向に回動し、第１カム１ａが板バネ２を底板３００側に屈曲させる。これにより、接点３３ａと接点３４ａが接触し、出力端子３７、３８からこの接触状態が検出され、所定値以上の加速度がウェイト４に作用したことが検出される。
【００３１】
この実施例では、接点部材の一方である出力端子３８が前の実施例における検出装置を回路基板等に固定するための固定端子３６と兼用されている。よって、部品点数が減少し、さらに安価な装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体的な一実施例に係る衝突検知装置の構成を示した内部断面図。
【図２】その実施例における基板の構成を示した斜視図。
【図３】その実施例におけるウェイトとロータの構成を示した斜視図。
【図４】他の実施例に係る衝突検出装置の構成を示した内部断面図。
【図５】従来の衝突検出装置の構造を示した斜視図。
【図６】従来の衝突検出装置の組み付け構造を示した分解図。
【符号の説明】
１ ロータ
１ａ 第１カム
１ｂ 第２カム
２、３、３３、３４ 板バネ
３３ａ、３４ａ 接点
４ ウェイト
５ 軸
３７、３８ 出力端子
３１ カバー
３０ 基板
３６ 固定端子
４０ 壁
３００ 底板
３０１ａ、３０１ｂ 柱部
３０２ａ、３０２ｂ 溝
３０３ ストッパ

Claims (9)

1. 加速度を回転力に変換し、その回転力に応じて機械的接点の状態を変化させることで、所定値以上の加速度を検出するようにした衝突検知装置において、
   加速度を受けるウェイトと、
   前記ウェイトの重量重心に対して偏心した位置において前記ウェイトを回動可能に支持する軸と、
   前記軸に支持され前記ウェイトの回動と共に回動するロータと、
   このロータの所定の回動量により、一対の接点の状態が変化するように構成された一対の接点部材と、
   前記軸を支持し前記一対の接点部材が固定された基板とから成り、
   前記基板の底板は、前記加速度の方向と垂直方向に配設されており、
   前記軸の支持位置から前記基板の底板に対して下ろした垂線の足から離れた位置で前記一対の接点部材は前記基板の底板に固定されると共に基板の底板方向に屈曲し、少なくとも一方の接点部材は前記ロータに接触するように配設されたことを特徴とする衝突検出装置。
2. 前記一対の接点部材は前記ロータの回転方向に屈曲していることを特徴とする請求項１に記載の衝突検出装置。
3. 加速度を回転力に変換し、その回転力に応じて機械的接点の状態を変化させることで、所定値以上の加速度を検出するようにした衝突検知装置において、
   加速度を受けるウェイトと、
   前記ウェイトの重量重心に対して偏心した位置において前記ウェイトを回動可能に支持する軸と、
   前記軸に支持され前記ウェイトの回動と共に回動するロータと、
   このロータの所定の回動量により、一対の接点の状態が変化するように構成された一対の接点部材と、
   前記軸を支持し前記一対の接点部材が固定された基板とから成り、
   前記基板の底板は、前記加速度の方向と平行方向に配設されており、
   少なくとも一方の接点部材は前記ロータに接触するように配設され、
   前記軸の支持位置から前記基板の底板に対して下ろした垂線の足から各々離れた位置で前記一対の接点部材は前記基板に固定されると共に、前記ロータに接触する接点部材は前基板の底板方向に屈曲して配設されたことを特徴とする衝突検出装置。
4. 前記ロータに接触するように配設された一方の接点部材は前記ロータの回転方向に屈曲していることを特徴とする請求項３に記載の衝突検出装置。
5. 前記基板は、前記ウェイトの初期位置を規制するストッパが立設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の衝突検出装置。
6. 前記基板は、前記ウェイトの最大回転位置を規制するストッパが立設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の衝突検出装置。
7. 前記軸を支持する支持部材と、前記ウェイトの初期位置を規制するストッパと、前記ウェイトの最大回転位置を規制するストッパとは、前記基板と一体成形され、前記一対の接点部材が前記基板にインサート成形により固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の衝突検出装置。
8. 前記基板に対して蓋となるカバーを有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の衝突検出装置。
9. 前記ウェイトは、前記ウェイトの加速度を検出する方向と逆方向の回転に対して前記ウェイトの初期位置を規制するストッパに当接する壁を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の衝突検出装置。

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