JPH0277654A - 衝撃センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、所定値以上の衝撃力が伝達されたときに、こ
れを検知する衝撃センサに関し、特に自動車用エアバッ
グを作動させる際のセンサとして好適なものである。

〔従来の技術〕

従来の衝撃センサとしては、第６図に示す構成を有する
ものが知られている（第１従来例）。

この第１従来例は、第６図に示すように、ケース体２１
の一端側に配設された磁石２２によってケース体２１内
に吸着保持された重り２３と、この重り２３を案内する
重り２３の直径より僅かに大きい内径の円筒ガイド２４
と、この円筒ガイド２４の他端と対向して配設された一
対の接点２５ａ、２５ｂとを備えた構成を有する。

而して、上記衝撃センサを自動車に搭載した場合、常時
は重り２３が磁石２２によって吸着保持されて、一対の
接点２５ａ、２５ｂａが非導通状態にあり、この状態か
ら自動車が急停止したときには、重り２３が慣性力によ
って左方に移動することになるが、このとき、重り２３
と円筒ガイド２４との間の間隙を空気が通り抜けること
になり、その粘性によって一対の接点への到達が阻止さ
れる。一方、自動車の衝突によって急停止したときには
、その速度差と減速度とによって重り２３が左方に引っ
張られ、その衝撃力がある時間だけ継続すると、重り２
３が空気の粘性力に打ち勝って一対の接点２５ａ、２５
ｂに到達して両接点間を導通させて、スイッチ信号を得
ることができる。

また、他の従来例（第２従来例）として、特開昭６０−
２３３５６４号公報に記載されている加速度センサがあ
る。

この加速度センサは、磁性流体及びこの磁性流体と混じ
らず且つ磁性流体と比重の異なる媒体をケースに封入す
ると共に、前記磁性流体に一体の磁気を与えて当該磁性
流体を筒状とする定磁気発生手段を設け、さらに前記磁
性流体の位置を検出する検出手段を設けた構成を有し、
加速度に応じて移動する磁性流体の移動位置を検出する
ことにより、加速度を検出するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記第１従来例にあっては、重り２３及
び円筒ガイド２４間の間隙を流通する空気の粘性を利用
して重りの誤移動を防止するようにしているので、重り
２３の真球度、円筒ガイド２４の円筒度及び両者間の寸
法公差に高精度を要求されることから加工が難しく、ま
た重り２３が空気に触れているので錆による動作不良を
防止するために、防錆用の金メツキを施す必要があり、
加工コストが嵩む等の未解決の課題があった。

また、上記第２従来例にあっては、磁性流体の移動量に
よって加速度を検出するようにしているが、衝撃力が媒
体を介して磁性流体に伝達される構成となっているため
応答性が低下し、エアバッグのように、自動車の衝突時
に瞬時に作動させる必要がある高応答性を要求される衝
撃センサとして使用することはできないという未解決の
課題があった。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に鑑みて
なされたものであり、簡易な構成で、所定値以上の衝撃
力が作用したときに高応答性をもって衝撃力を検知する
ことが可能な衝撃センサを提供することを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記未解決の課題を解決するために、本発明は、所定値
以上の衝撃力が伝達されたときに、これを検知する衝撃
センサにおいて、ケース体内に導電性を有する重りを慣
性力によって移動可能に保持し、接電りに対向する位置
に互いに離間した一対　　（の接点を配設し、該一対の
接点及び前記重り間に非導電性の磁性流体を介在させ、
該磁性流体に磁力を作用させる磁石を設けたことを特徴
としている。ここで、磁性流体は、ケース体に封入して
重りを浮遊保持するか、一対の接点を磁性体で構成し、
これら間に磁石を介挿し、一対の接点の一端側及び重り
間に磁性流体を介在させ、磁石の磁力による磁性流体の
集中によって所定値以上の衝撃力が作用したときのみ重
りの移動を許容するようにすればよい。

〔作用〕

本発明に係る衝撃センサによれば、通常状態では、磁石
の磁力による磁性流体の集中によって重りの移動を抑制
し、一対の接点を非導通状態に維持し、この状態で、速
度差と減速度とを伴った所定値以上の衝撃力が作用する
と、重りが慣性力によって磁性流体に抗して、一対の接
点側に移動し、この重りによって一対の接点間が導通状
態となって、衝撃検知信号を得ることができる。

実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を伴って説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す断面図である。

図中、１は合成樹脂等の非磁性且つ非導電性材で製作さ
れ、両端を端板１ａ、ｌｂで閉塞した円筒状のケース体
であって、その端板１ａに一対の接点２ａ、２ｂがシー
ル部材でシールされて配設されている。

ケース体ｌ内には、非導電性を有する磁性流体３が封入
され、この磁性流体３内に例えば銅、銀等の導電性を有
し且つ非磁性の重り４が浮遊保持されている。ここで、
磁性流体３は、例えば直径が１００人程度の強磁性体粒
子Ｆｅ、Ｏ，を非導電性のシリコンオイル等の溶媒中に
高濃度で分散させたコロイド状の液体で、磁場を作用さ
せても磁性体粒子の沈降や凝集が起こらず、見掛は主液
体自身が磁性をもっているように振る舞うものである。

また、ケース体１の端板１ａ及び１ｂの外側には、磁性
流体３に対して磁力を作用させる永久磁石５ａ、５ｂが
配設され、これら永久磁石５ａ。

５ｂは、円盤状に形成されてケース体ｌ側がＮ極に、こ
れとは反対側がＳ極となるように着磁されている。

次に、上記第１実施例の動作を説明する。先ず、上記構
成を有する衝撃センサを自動車に、その左右方向を自動
車の進行方向とし、一対の接点２ａ。

２ｂを前方側として搭載する。

この自動車への搭載状態で、自動車が停止しているとき
には、衝撃センサに何ら力が作用しないので、ケース体
１内の磁性流体３は、永久磁石５ａ、５ｂの磁力によっ
て、ケース体ｌの中央部よりも端板１ａ及びｌｂ側に集
まるので、重り４がケース体１の中央部の磁性流体３中
に浮遊保持される。このため、一対の接点２ａ、２ｂ間
には磁性流体３が存在するが、この磁性流体３は非導電
性を有するので、接点’ｌａ、’ｌｂ間が非導通状態を
維持し、これら接点２ａ、２ｂから接点信号が出力され
ることはない。

この状態で、自動車を発進させて加速状態とすると、そ
のときの加速度及び速度差による慣性力によって重り４
が自動車の後方側即ち第１図で右方側に移動することに
なるが、磁性流体３の存在によって重り４の移動が抑制
される。

この走行状態で、ブレーキペダルを踏込んで減速状態と
すると、そのときの減速度及び速度差に応じた慣性力に
よって重り４が自動車の前方側即ち第１図で左方の一対
の接点２ａ、２ｂ側に移動することになるかくこの場合
の減速度及び速度差はさほど大きくないので、磁性流体
３の存在によって重り４の移動が抑制され、重り４が一
対の接点２ａ、２ｂに到達することはない。

しかしながら、自動車が前進走行状態で他の自動車又は
障害物に衝突したときには、大きな衝撃力が衝撃センサ
に伝達されることになり、そのときの減速度及び速度差
に応じた慣性力が重り４に作用するので、重り４が瞬時
に磁性流体３の粘性に抗して第１図でみて左方に移動し
、接点２ａ。

２ｂ間に衝接することになり、これら接点２ａ。

２ｂ間が導通状態となって、衝突状態を表す接点信号が
出力される。

したがって、この接点信号をエアバッグの信管の点火装
置に供給することにより、エアバッグが瞬時に作動して
、乗員の顔がハンドルやガラスに激突することを防止す
ることができる。

なお、上記第１実施例では、２つの永久磁石５ａ、５ａ
を設けた場合について説明したが、永久磁石５ｂを省略
して、接点２ａ、２ｂ側の永久磁石５ａのみを設けるよ
うにしてもよい。

また、上記第１実施例では、永久磁石５ａ、５ｂをケー
ス体１の端板１ａ、ｌｂの双方に設けた場合について説
明したが、これに限定されるものではなく、第２図に示
すように、ケース体１の円筒外周面に円筒状又は円筒を
軸方向に所定数に分割した永久磁石６を設けるようにし
ても、上記第１実施例と同様の作用効果を得ることがで
きると共に、ケース体ｌの少なくとも接点２ａ、　　２
ｂ側半部を接点２ａ、２ｂ側に向かうに従って大径とな
る円錐台形に構成して、永久磁石の磁束密度に勾配を設
けることにより、磁性流体の特性を非線形特性としてよ
り応答性を高めることができる利点がある。

さらに、第３図に示すように、第２図の構成において、
第１実施例の永久磁石５ａを付加するようにしてもよい
。

またさらに、ケース体１は円筒状に限らず、角筒状等の
任意の筒形状とすることができる。

次に、本発明の第２実施例を第４図について説明する。

この第２実施例は、重り４を慢性流体３内に浮遊保持す
る場合に代えて、一対の接点及び重り間に磁性流体を介
在させるようにしたものである。

すなわち、第４図に示すように、角筒状のケース体ｌｌ
内の右側部に直方体状の重り１４をケース体１）の軸方
向に摺動可能に配設し、この重り１４と対向する左側部
に、上下方向に所定間隔を保って磁性体製の接点１２ａ
、１２ｂを配設し、これら接点１２ａ、１２ｂ間に、左
端側をＳ極に、右端側をＮ極にそれぞれ着磁された永久
磁石１５が配設され、接点１２ａ、１２ｂと重り１４と
の間に永久磁石１５の磁力によって所定量の非導電性を
有する磁性流体１３が吸着保持された構成を有する。

そして、ケース体１）の重り１４に対向する外周面に、
第５図に示すように、重り１４の移動時に負圧を発生さ
せないように空気流通窓１）ａが形成されている。

この第２実施例によっても、上記第１実施例と同様に、
衝撃センサに衝撃力が作用していない状態では、接点１
２ａ、１２ｂと重り１４との間が非導電性を有する磁性
流体１３によって絶縁されているので、接点１２３．１
２ｂ間が非導通状態であり、この状態から所定値以上即
ち磁性流体１３を保持する力以上の衝撃力が作用される
と、重り１４が慣性力によって左方に移動し、磁性流体
１３を押し退けて接点１２ａ、１２ｂ間に衝接し、両者
間を導通状態として、所定の接点信号を出力する。

したがって、第２実施例によっても上記第１実施例と同
様の作用効果が得られるうえ、使用する磁性流体量が第
１実施例に比較して少なくて済む利点がある。

この第２実施例においては、ケース体１）の重り１４に
摺接する内周面に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）　、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）等のコーテイ
ング材を塗布するか、ケース体１）自体をＰＴＦＥ、Ｐ
ＯＭ等で製作して摺動性を向上させて重り１４の円滑な
移動を確保することが望ましい。

なお、第２実施例では、ケース体１）を角筒状に形成し
た場合について説明したが、これに限らず円筒状、多角
筒状等の任意の筒状に形成することができる。

また、上記各実施例において、永久磁石に代えて電磁石
を適用するようにしてもよいことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、ケース体内に一対の接
点と対向させて重りを移動可能に配設し、この重りと接
点との間に非導電性の磁性流体を介　。

在させ、且つ磁石によって磁性流体に粘性を与えるよう
に構成したので、全体の構成が簡易化されると共に、ケ
ース体や重りの寸法精度に高精度を要求されることがな
く、生産コストを低減することができ、しかも重りの慣
性力を利用して衝撃力を検知するようにしているので、
所定値以上の衝撃力に対して高応答性を確保することが
でき、さらに磁性流体を保持する力は、磁石の磁力を変
更することにより、任意に調整することができる等の効
果が得られる。

また、磁性流体によって重りを浮遊保持することにより
、重りの移動時にケース体又は案内部材との間の摩擦抵
抗を考慮する必要がないと共に、重りの酸化による錆の
発生を防止することができる効果がある。

さらに、一対の接点の重り側端面に磁性流体を吸着保持
するようにすると、使用する磁性流体量を少なくしてよ
り生産コストを低減させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す縦断面図、第２図及
び第３図はそれぞれ第１実施例の変形例を示す縦断面図
、第４図は本発明の第２実施例を示す縦断面図、第５図
は第４図のＶ−Ｖ線断面図、第６図は従来例を示す縦断
面図である。 １・・・・・・ケース体、２ａ、２ｂ・・・・・・接点
、３・・・・・・磁性流体、４・・・・・・重り、５ａ
、５ｂ、６・・・・・・永久磁石、１）・・・・・・ケ
ース体、１２ａ、１２ｂ・・・・・・接点、１３・・・
・・・磁性流体、１４・・・・・・重り、１５・・・・
・・永久磁石。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定値以上の衝撃力が伝達されたときに、これを
   検知する衝撃センサにおいて、ケース体内に導電性を有
   する重りを慣性力によって移動可能に保持し、該重りの
   移動方向に対向する位置に互いに離間した一対の接点を
   配設し、該一対の接点及び前記重り間に非導電性の磁性
   流体を介在させ、該磁性流体に磁力を作用させる磁石を
   設けたことを特徴とする衝撃センサ。
2. （２）前記磁性流体は、ケース体に封入されて重りを浮
   遊保持している請求項（１）記載の衝撃センサ。
3. （３）前記磁性流体は、磁性体で製作された一対の接点
   の重りに対向する端面に、当該一対の接点間に介挿され
   た磁石の磁力によって吸着保持されている請求項（１）
   記載の衝撃センサ。