JPH03181864A - 速度センサー - 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」 本発明は自動車が衝突事故等によって急激な加速を余儀
なくされた際に、搭乗者に対する衝撃喧最小に食い止め
るために使用されるエアバック顔張システムの速度セン
サーに関するものである。

「従来技術」 従来から、自動車事故、特に高速走行時におりる事故は
搭乗者保護装置（急激な減速の際、例えば衝突事故の際
に、搭乗者が車外へ飛び出されたり、ハンドル等に激突
したりすることを阻止する装置）によって搭乗者の負傷
率または死亡率を減少させることが可能であることが知
られている。

このような装置はインストールパネルまたはハンドルに
収納されたエアバックと称される風船を具備するもので
ある。この装置は、自動車が衝突等による急激な減速を
余儀なくされると、エアバックが急激に膨らんで搭乗者
にかかる衝撃を吸収するようなりッションとなる位置に
おかれる。これによって、搭乗者がハンドルや窓枠等の
自動車内部の構造物に激突したり、窓から外にほうりだ
されることがないように搭乗者を座席に押しとどめるこ
とが可能となる。このような装置において重要な部品は
、万が−の場合に搭乗者が危険な状態に陥る直前に装置
が作動してエアバックによって搭乗者が保護されるよう
に常に速度変化をモニターするための部品（速度センサ
ー）である。

この従来の速度センサーは、第一エンドおよび第二エン
ドを有する金属製のシェルを取り囲んだ管状容器（誘導
路）、金属製ボール（慣性部材）およびマグネットから
なるもので、このマグネットは金属製ボールをシェルの
第一エンドｌにバイアスさせている。金属製シェルの第
二エンドには一組の電極板が互いに離間して設けられて
る（オフ状態）。また、速度センサーは自動車内部の特
定位置に配設される。この特定位置とは自動車が急激な
減速を行なったときに、金属製ボールがシェルの第一エ
ンドがら第二エンドへ移動可能となるような位置である
。金属製ボールが第二エンドの一組の７ｔＬ極板に接触
すると、二枚の電極板同士が金属製ボールを介して電気
的に接続されることになる（オン状態になり、装置が作
動する〉。

これによってエアバックを膨らませる信号が発せられる
。

「発明が解決しようとする課題ｊ しかし、これらの速度センサーはエポキシと０−リング
とによってシーリングされていることがら、センサー内
部に対する湿気の浸透を防ぐことが困難であった。また
、このような非溶接密閉型のセンサーでは気体の密閉が
不可能であり、外部気体の流入または内部気体の流出を
余儀なくされた。

このような不完全な密閉性では、塩類などのイオンを含
む水が浸透してしまい、センサー内部の部材を腐食させ
、衝突事故等（クラッシュ）の際、センサーが作動しな
かったり、安全走行中に作動誤差が生じたりする可能性
がある。

「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するために、本発明の速度センサーは、
溶接密閉型容器と、熔接密閉型容器内に具備され、かつ
前記熔接密閉型容器内を移動可能な移動部材と、熔接密
閉型容器内に充填されて、移動部材の移動を制御する流
体と、クラッシュを示すために移動部材と協同して働く
一組の電気的接触片とからなるものとした。また、この
ように構成された速度センサーの熔接密閉型容器内に検
知用レジスターを具備し、抵抗値の変化によって速度セ
ンサーの異常を検知可能なものとした。さらに、速度セ
ンサーの熔接密閉型容器内にシリンダーを具備し、クラ
ッシュの際における移動部材の移動経路を確保するよう
にした。

このような速度センサーを組み立てるために、組立方法
を容器の供給工程と、この容器内に湿気センサー部材を
備え付ける工程と、容器内に気体を充填する工程と、容
器を密閉する工程とからなるものにした。また、充填す
る気体は空気、ヘリウムまたはそれらの組み合わせから
なる群から選択されるものとした。そして、気体を事前
に選択された圧力になるようにして充填するようにしっ
た。さらに、気体の圧力は１０ないし６０ポンド／平方
インチ（ｐｓｉ）となるようにした。

「作用」 本発明の速度センサーは溶接密閉型容器と、熔接密閉型
容器内に具備され、かつ熔接密閉型容器内を移動可能な
移動部材と、熔接密閉型容器内に充填されて移動部材の
移動を制御する流体と、クラッシュを示すために前記移
動部材と協同して働く一組の電気的接触片とからなるも
のなので、クラッシュの際の急激な速度変化によって移
動部材の移動が流体の制御のもとになされる。また、密
閉型容器によって水や気体の流入または流出が起こらな
いので、常に安定した作動状態を維持できる。

また、速度センサーは熔接密閉型容器内に検知用レジス
ターを具備しており、検知用レジスターは抵抗値の変化
を検知して速度センサーの異常を示す。

さらに、速度センサーは熔接密閉型容器内にシリンダー
を具備しており、このシリンダーによってクラッシュの
際における移動部材の移動経路を確保する。

「実施例」 第１図ないし第３図に示す図中符号ｌは本発明にもとづ
く溶接密閉型の速度センサーである。

この速度センサーｌは一端が開口した円筒状の容器２と
、この容器２の開口部を密閉するためのベツド１６と、
容器２内に収納される速度変化感知のための複数の部材
とからなる。

すなわち、容器２内には、レジスター４を保持するため
のレジスターホルダー４、レジスターハウジング１１、
接触片１４．１５、シリンダー７およびマグネット１０
が具備されている。

レジスターホルダー３は円柱状をなすもので、その軸線
に沿って両面に開口した穴が設けられている。レジスタ
ーホルダー３の一端にはレジスター４がワッシャ５によ
って固定されて配設されており、他端には穴の縁にそっ
て突起した突起片９．１０が設けられている。

レジスター４はそれ自身の抵抗値の変化に応じて速度セ
ンサー１の異常を検知するためのものである。

シリンダー７は両面が開口した円筒であって、その外周
面にはゴムリング８が設けられている。

また、シリンダー７の内部には移動部材（ボール）６が
置かれており、このボール６はシリンダー７内を移動可
能である。このシリンダー７はレジシタホルダー３の突
起部９．１０の内壁にゴムリング８が密着されるように
して固定され、かつシリンダーホルダー３の穴に挿入さ
れている。ボール６外周面とシリンダー７の内壁との間
はダッシュ−ボット効果（急激な動作を緩和する効果）
を作り出すために大変位かな隙間しか設けられていない
。

シリンダーハウジング１１は円柱状の本体と本体の軸線
上に沿って本体の一端に突出した突起物１３とからなる
。突起物１３を有しない他端はレジスタホルダー３の突
起片を有する端部が嵌合されるようにして切欠された開
口部が形成されている。また、シリンダーハウジング１
１への取付けは接触片１４．１５を介してなされ、これ
によって通常の状態（衝突していない状態）下において
空隙を形成する。これによってシリンダーホルダー３は
シリンダーハウジング１１と合体される。

マグネット１０は軸線上に沿って両面が開口して穴１２
が形成され、かつ円柱状をなすものである。この開口部
１２にはシリンダーハウジング１１の突起物１３が嵌合
される。

マグネット１０に隣接して設けられる円盤状のヘッド１
６は貫通孔１７．１８を有している。これらの孔１７．
１８はターミナルビン１９．２０を保持する。

ビン１９．２０は電気的に接触片１４．１５とそれぞれ
接触するようにして設けられており、また孔１７．１８
とターミナルビン１９．２０との間の隙間は、例えば、
ガラスからなる圧縮密閉シールによってシーリングされ
てヘッド１６に固定されている。

これらの部材は第２図に示すように組み立てられており
、ヘッド１６はケース２にハンダ付は等の手段を用いて
溶接密閉固定される。

このように構成された速度センサーの作動について以下
説明する。

自動車が衝突事故を起こすと、慣性力によってボール６
は接触片１４．１５方向へ移動する。このボールの移動
は速度センサー内の気体によって制限される。もし、ボ
ール１６が接触片１４に衝突すると、続いて接触片１５
に衝突する。この衝突によって電気信号が出力ターミナ
ルビン１９および２０へ伝達される。もし、この電気信
号の伝達が十分な時間継続されると、エアバックの膨張
が引き起こされる。

本実施例の速度センサーは時間および温度の関数として
の圧力を設定することができる。

第４図ないし第１４図に示すようにセンサー内の気体の
圧力に依存して速度センサーの急激な速度減少に対する
応答特性が限定される。

第８図および第９図に示すように衝突事故によって１７
マイル以上の速度変化が引き起こされると、装置は１２
マイル／時間の速度変化で２５ミリセカンドのパルスに
よるエアバックの膨張が引き起こされるように設計され
ているにもかかわらず、１２マイル／時間における２ミ
リセカンドのパルスにより、１５ポンド／平方インチの
圧力によってエアバックが膨張するように操作される必
要がある。速度センサーの静止圧力を上げることによっ
て、第９図に示すように応答曲線は低いスピードでもっ
て上昇する。

異なった高度において操作する非溶接密閉型速度センサ
ーの場合のように装置内の圧力がわからない場合、温度
変化に対応した作動の補正を行なうことは不可能である
。一方、本発明にもとづく速度センサーでは圧力がわか
るので、温度効果を推定することが可能である。

溶接密閉されて気体の漏れが起こらないので、目的とす
る効果を引き出すために速度センサー内の気体の密度を
調整することが可能である。

第４図ないし第７図は異なる内圧を有する自動車のクラ
ッシュゾーンにおいて１４キロメートル／時間に設定さ
れたセンサーを示す。このセンサーで使われた流体は空
気である。センサー内の圧力が変化するにともなって、
曲線の左側（すなわち、低速のクラッシュスピード）は
大きく変化するが、曲線の右側はさほど変化しない。こ
れはボールとシリンダーとの間の遊び（フレアランス）
部分において起こる慣性または乱流による短い継続時間
のパルスによる。　ボールとシリンダーとの間の流れは
気体の粘性によって調整することによって曲線をほぼ直
線状にすることができる。このことはセンサーが加速の
ためのインチグレーターとして操作されることを示して
いる。気体の粘性が上昇すると、またはボールを通過す
る気体の流れを示すレイノルド数が増加すると、気体の
加速によって流体に対する抵抗が生ずる。これは速度依
存現象であって、粘性のまたは薄層のケースに対して、
速度に比例して抵抗する。非薄層性乱流は短い継続パル
スにおける曲線を上げる。ボールの後ろの気体が膨張し
てスプリングのような働きをすることによって大変短い
パルスによって曲線は傾く。

上記のような効果によってシリンダーからの気体の密度
を増加または現象させることが可能である。気体の密度
はセンサー内の気体の種類によって、または圧力の変化
によって変化可能である。

第９図ないし第１４図に第１図ないし第４図に示したセ
ンサーと同一のものを用いる一方で、そのセンサー内の
気体をヘリウムに変えて行なった実験結果を示した。ヘ
リウムは空気の約１７７の密度であることから、慣性効
果は空気にくらべて大変低く、圧力が６０ｐｓｉの場合
は効果が大変高く、３０ｐｓｉの場合は効果が僅かしか
認められない。よって、ヘリウムと他の気体とを組み合
わせることによってセンサーを応答曲線を必要に応じた
ものにすることが可能である。

なお、本発明は以上の実施例に示された実施態様に限定
されることなく、当業者によって種々の実施態様が可能
である。

「発明の効果ｊ 本発明の速度センサーは溶接密閉型容器と、熔接密閉型
容器内に具備され、かつ熔接密閉型容器内を移動可能な
移動部材と、熔接密閉型容器内に充填されて移動部材の
移動を制御する流体と、クラッシュを示すために前記移
動部材と協同して働く一組の電気的接触片とからなるも
のなので、クラッシュの際の急激な速度変化によって移
動部材の移動が流体の制御のもとになされることが可能
となる。また、密閉型容器によって水や気体の流入また
は流出が起こらないので、常に安定した作動状態を維持
することが可能となる。

また、速度センサーは熔接密閉型容器内に検知用レジス
ターを具備しており、検知用レジスターは抵抗値の変化
を検知して速度センサーの異常を示すことが可能となる
。

さらに、速度センサーは熔接密閉型容器内にシリンダー
を具備しており、このシリンダーによってクラッシュの
際における移動部材の移動経路を確保スることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明にもとづく速度センサーで
、第１図は外観を示す斜視図、第２図は内部構造を示す
斜視図、第３図は部分断面図、第４図ないし第１４［！
ｌはそれぞれ異なる速度に設定された速度センサーの応
答曲線である。 ・・速度センサー、２・・・容器、 ・・レジスター、６・・・移動部材（ボール）、・シリ
ンダー　１４．１５・・・接触片。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車のエアバック膨張システムに用いられる速
   度センサーであって、溶接密閉型容器と、前記熔接密閉
   型容器内に具備され、かつ前記熔接密閉型容器内を移動
   可能な移動部材と、前記熔接密閉型容器内に充填されて
   、前記移動部材の移動を制御する流体と、クラッシュを
   示すために前記移動部材と協同して働く一組の電気的接
   触片とからなることを特徴とする速度センサー。
2. （２）請求の範囲第１項記載の速度センサーであって、
   前記速度センサーは前記熔接密閉型容器内に検知用レジ
   スターを具備しており、該検知用レジスターは抵抗値の
   変化を検知して前記速度センサーの異常を示すことを特
   徴とする速度センサー。
3. （３）請求の範囲第１項記載の速度センサーであって、
   前記速度センサーは前記熔接密閉型容器内にシリンダー
   を具備しており、該シリンダーによって前記クラッシュ
   の際における前記移動部材の移動経路を確保することを
   特徴とする速度センサー。
4. （４）速度センサーを組み立てるための方法であって、
   前記方法は容器の供給工程と、前記容器内に湿気センサ
   ー部材を備え付ける工程と、前記容器内に気体を充填す
   る工程と、前記容器を密閉する工程とからなることを特
   徴とする速度センサー組立方法。
5. （５）請求の範囲第４項記載の方法であって、前記気体
   は空気、ヘリウムまたはそれらの組み合わせからなる群
   から選択されることを特徴とする速度センサー組立方法
   。
6. （６）請求の範囲第４項記載の方法であって、前記気体
   は事前に選択された圧力になるようにして充填されるこ
   とを特徴とする速度センサー組立方法。
7. （７）請求の範囲第６項記載の方法であって、前記気体
   の圧力は１０ないし６０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）
   であることを特徴とする速度センサー組立方法。