JPH038051B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に、膨張可能な空気袋のような乗
客制限手段をそなえた自動乗物に使用するための
種類の速度変化センサに関し、このセンサは制限
手段の作動を開始し且つ乗物の乗客のための保護
を行なうよう所定の大きさおよび時間の乗物の速
度変化に応答できるものである。

本発明にしたがつて構成されたセンサは、磁気
偏倚力を超える加速を受ける時まで非作動位置に
磁気的に偏倚され且つ維持される運動可能な加速
感知マスを有し、前記感知マスは磁気偏倚力を超
える加速を受けた時には、その非作動位置から第
２の位置に向けて移動し、該第２の位置では、該
感知マスは制限装置の作動を開始するよう作動で
きる。作動位置への感知マスの移動は減衰され、
それにより乗物の速度変化が十分な大きさでない
ならば、また乗物の乗客を保護するよう制限装置
の作動のために必要な時間だけ生じないならば、
制限装置が作動されないことを確保する。

自動乗物の乗客は、乗物が衝突を生じ、また乗
客が約時速12マイル（19.31Km）またはそれ以上
の速度でダツシユボードまたはウインドシールド
のような乗物の構造部材に衝突するような十分に
速い速度で減速されたならば、傷付けられてしま
うことが一般的に認められている。乗客をこれら
の条件の下で保護するためには、乗物の速度変化
は、乗客の負傷を生じるような状況の存在を予見
し、また時速12マイルまたはそれ以上の速度で乗
客が乗物の構造部分に衝突するのを阻止するのに
十分な時間で乗客保護装置の展開を開始するよう
な態様で感知する必要がある。他方、乗物はかな
りの大きさの減速パルスを受けるが、このような
パルスの持続時間は乗物と乗客との間で時速12マ
イルの速度変化を引き起こすには不十分なもので
ある。これらの状況のもとにおいて、制限装置の
展開は不必要である。従つて受容可能な衝突セン
サは、乗客の方が要求される加速パルスと要求さ
れない加速パルスとの間の区別を行うことができ
るようなものである。

自動乗物の乗客制限装置に使用するよう従来提
案されてきた衝突センサは、３つの種類より成
る。１つはたしかにコストが高いという欠点を持
つ電子センサである。第２のものは例えば米国特
許第3889130号に開示されているように液体の慣
性流に基づくセンサである。第３の種類は、ばね
により偏倚力が加えられる加速感知マスを持つセ
ンサである。ばね偏倚型センサの例は米国特許第
3380046号、同第3889130号、同第3974350号、同
第4097699号、並びに同第4284863号に開示されて
いる。

ばね偏倚型のセンサは最も広く認められている
ものであるが、最初の偏倚力のためにばねを使用
することは克服しなければならない特徴を有して
いる。例えば、圧縮ばねを圧縮するために要求さ
れる力は、ばねが圧縮されるにつれて増大する。
したがつて、比較的圧縮されていないばねにより
感知マスに加えられる偏倚力は、ばねが圧縮され
たときに加えられる偏倚力よりも小さい。その結
果、ばねにより加速感知マスに対して加えられる
偏倚力は、マスの動作に応じて変動し、特に好ま
しいようなパルスの開始時に最大になるのではな
くて、加速パルス中に最大まで増大してしまう。

ある種の衝突による加速中には、乗物はブレー
キをかけることができ、その結果、衝突の加速は
ブレーキによる加速と結合され、乗物と乗客との
間に時速12マイルの相対速度を発生させるのに十
分なものとなる。しかしながら、乗物のブレーキ
動作だけでは乗客制限手段の展開を必要としない
であろう。したがつて、制限装置を作動させるた
めに使用される速度変化センサは、該センサが受
ける加速がブレーキ動作から得られる最大値より
も幾分多くなるまで作動を開始しないよう構成さ
れたものでなければならない。

ブレーキ摩擦係数のために使用されている共通
の値は0.7である。したがつて、ブレーキ動作に
よる最大の加速は、0.7Gであるものと考えるこ
とができ、ここでＧは重力による加速を意味す
る。場合によつては、いくぶん高い値を測定でき
るが、一般にブレーキ加速は1Gを決して超えな
いものと考えられている。他方、2.4Gsの定加速
においては、典型的な大型乗物の前部座席の乗客
は、24インチの移動の後に、時速12マイルの相対
速度で乗物の構造部分に衝突するであろう。した
がつて、このような乗物のための衝突センサに対
する初期偏倚は、約2.4Gsよりも大きくないこと
が望ましい。実際の衝突条件では、定加速パルス
は滅多におこらない。それにもかかわらず、3Gs
および好ましくは約2Gsよりも小さい初期偏倚力
をセンサに加え、かつセンサに対する初期偏倚力
を約1Gまで減少させることによつて、信頼性の
高い結果を得ることができ、それによりセンサ上
への偏倚力をブレーキ動作による加速よりも常に
大きく維持できることが判明している。

小型乗物のいくつかにおいては、前部座席の乗
客と乗物のダツシユボードまたはウインドシール
ドとの間の距離は、24インチよりも小さい。この
ような乗物において使用するよう意図されたセン
サは高い初期偏倚力を利用するが、5Gsの偏倚力
を超える必要があることは認められていない。

以下、本発明の好ましい実施例に従つて構成さ
れた加速感知装置を図面にしたがつて更に説明す
る。

本発明にしたがつて構成される装置は、自動乗
物（図示せず）と一緒に使用するよう意図され、
取付用の耳２をもつ閉鎖された金属ケーシング１
の中に収容され、該ケーシング１は耳２によつて
乗物に取り付けることができる。絶縁シース３の
一端部が、ケーシング１から延長し、かつ該ケー
シング１に取り付けられ、該絶縁シース３の内部
には、後で説明する電気回路の一部を形成する導
電体４と５とが設けられている。ケーシング１の
内部形状は、センサをケーシング１内に固く保持
するように、センサの形状と相補的な形状であ
る。

センサは、総体的に、符号６で示され、適当な
プラスチツク材料で形成され、かつ一端部で壁９
により閉鎖された円筒体８を持つ本体７より成
る。本体７の他端部には、円筒形の室１１を形成
する拡大した円筒形スカート１０が設けられてい
る。前記室１１は、孔１２と連通し、該孔１２の
内部には、溝１３が設けられ、該溝１３の中に
は、弾性の密封リング１４が収容されている。端
壁９の内面には後で説明する目的のための、半球
形の凹状の座１５が設けられている。直線通路１
７を形成する滑らかな内面をもつ金属スリーブ１
６が、孔１２の中に嵌め込まれ、かつ、密封リン
グすなわちシール１４に対して支持されている。

直線通路１７の中には、球形の磁気透過性の導
電性の感知マス１８が収容され、該感知マスの半
径は座１５の半径と実質的に対応し、またその直
径は直線通路１７の直径よりも僅かに小さい。

室１１内には、電気絶縁材料で形成された円筒
形の栓１９が取り付けられ、該栓１９は例えば、
接着剤、超音波溶接、スカート１０のリムのクリ
ンピング、あるいは、これらの組合わせのような
適当な方式で室内に取り付けられる。栓１９の一
側部は、スリーブ１６をシール１４に対して固く
維持するように該スリーブ１６に対してきつく支
持されている。スリーブ１６に面する栓１９の側
は、直径方向のスロツト２０を備え、該スロツト
２０の基部２１は平らである。スロツト２０は２
個の直立する耳２２を形成し、各耳の中央部には
球形の凹部２３が設けられ、各球形凹部の半径は
座１５の半径と実質的に対応している。球形凹部
２３は、座１５と同様な座１５ａを形成するが、
該座１５ａは本体７の反対端に設けられている。

栓１９の直立する耳２２は、リベツト２６また
はこれと同等なものによつて該栓に固定される導
電性の端子２４と２５を受け入れるよう基部２１
の両端に隣接して切り取られている。弾性の接点
ブレード２７は端子２４の一体的部分を形成し、
該接点ブレードはその自由端部を通路１７の口の
近くに位置させ、かつ感知マス１８の移動路内に
位置させるような方式で形成されている。端子２
５は同様に方向付けられた同様な接点ブレード２
８を含み、ブレード２７と２８の自由端部は隙間
２９により離間されている。

端子２５には導電体４の一端が結合され、該導
電体の反対端は電池３０のようなエネルギー源に
接続するようになつている。導電体５は一端にお
いて他方の端子２４に接続され、またその他端は
公知の構造の作動装置３１に接続されるよう構成
され、該作動装置３１は膨張可能な空気袋のよう
な乗客制限装置３２を作動するよう機能する。

感知マス１８に対して磁気偏倚力を適用するた
めの手段が設けられ、この手段は内部にベンチユ
リ状の開口３４をもつ環状磁石３３より成り、該
開口３４の中には本体７の一部を形成しかつ壁９
を越えて突出する取付用フエルール３５が受け入
れられている。磁石３３はフエルール３５の自由
端部を外方向にスウエージ加工または膨張させる
ことによつて本体の壁９に対して衝合関係で締り
嵌め状態に維持される。

装置を作動状態に置くためには、センサ機構は
ケーシング１の中に嵌め込まれ、該ケーシング１
は、通路１７の長軸線を乗物の長軸線に対して平
行に、あるいは所定の角度で配置し、また磁石３
３が乗物の後方に面する状態で乗物に取り付けら
れる。導電体４と５は第３図に示すように、電池
３０、作動装置３１、ならびに制限装置３２と回
路をなすよう接続される。

磁石３３は感知マス１８に対して磁気吸引力を
加え、常態では感知マス１８を通路１７の閉鎖端
部における座１５の上の最初の非作動位置に保持
する。

センサを取り付けた乗物が、矢印ａ（第２図）
の方向に移動する場合、感知マス１８は乗物が磁
石３３により感知マス１８に加えられる偏倚力よ
りも大きい矢印ｂ方向への加速パルスを受けると
きまで、その最初の位置に留まる。このような加
速パルスが、十分な大きさおよび時間を有する場
合、感知マス１８は、第２図に示す位置から第５
図に示す作動位置に移動し、この作動位置では、
該感知マスは接点ブレード２７および２８と係合
し且つ架橋し、また電池３０から作動装置３１へ
の電気回路を完成して、制限装置３２を作動させ
る。

本発明にしたがつて構成されたセンサにおいて
は、磁石３３の強さ、感知マス１８の重量および
磁気透過性、並びにマスがその最初の位置にある
時のマスと磁石との間の距離は磁石によりマスに
対して加えられる吸引力が約5Gsより大きくない
値、好ましくは約2Gsになるようにつり合わせな
ければならない。これらの値はまた、感知マス１
８が通路１７を通つて且つ磁石から該マスが接点
ブレード２７と２８と係合しかつ架橋させること
ができるような十分な距離だけ移動した時、磁石
によりマスに加えられる吸引力が約1Gまで減少
させられるようにつり合わされていなければなら
ない。

前記したように、磁石により感知マス１８に加
えられるスレツシユホールド偏倚力を超える全部
の加速パルスが制限装置３２の作動を要求するも
のではない。したがつて、本発明にしたがつて構
成されるセンサはマス１８の動作を減衰させ、加
速パルスが磁気偏倚力を超えるのみならず、乗客
に対する負傷を阻止するために、制限装置の展開
を必要とするのに十分な時間（したがつて、速度
変化）だけ持続しないならば、制限装置が作動れ
ないことを確保する。展開の開始のために要求さ
れる速度変化は、開示された種類の様々な寸法の
センサについて容易に計算することができ、その
場合、減衰力は感知マスの速度に比例し、したが
つて、センサが積分器となることを許容し、この
積分器内では感知マスの位置はセンサにより経験
される速度変化と比例する。

感知マス１８の運動の減衰はマスと通路との間
に隙間が存在するように通路１７とマス１８との
直径をつり合わせることによつて得られる。隙間
は所望の速度変化、マスの寸法および重量、通路
の長さ、並びに通路を占領する流体、すなわち流
体が液体、空気あるいは他のガスであるかどうか
に関連して選ばれる。隙間は感知マス１８が通路
１７をトラバースするにつれてその中を通る流体
の流れを制限するような寸法を有し、それにより
流体がマスの減衰運動を行うことを可能にする。
隙間の寸法は該隙間を通る流体の慣性流ではなく
て粘性流を起すようなものであるのが好ましい。

自動乗物と組み合わされたセンサは巾広い温度
変化を受けるので、センサを構成する部品はその
ような温度変化により比較的影響を受けないもの
でなければならず、あるいは温度変化を補償でき
るものでなければならない。衝突加速力に比べて
本発明のセンサ構造における初期磁気偏倚力が低
いことにより、比較的低いコストの非配向型セラ
ミツク磁石を使用することが可能になる。配向型
セラミツク、希土類、アルニコ（alnico）、又は
他の磁石を使用することができるが、このような
磁石の利用可能性及び熱的安定性はそれらの高い
コストを正当化するものではない。

環状形状のセラミツク磁石の利用はセンサ本体
への磁石の取付方式を便利なものにするのみなら
ず、最初の偏倚値と最終的偏倚値との比を低いも
のとすることができる。

スリーブ１６は好ましくは非磁性のステンレス
スチールのような金属で構成され、それにより例
えばガラスシリンダを使用する種類のセンサより
もかなり頑丈なセンサをもたらす。感知マスおよ
びスリーブのために使用されている異なる金属は
それらの間の隙間が温度によつて変動して温度変
化による減衰流体の粘度変化を補償するよう選ば
れている。

本明細書で説明した種類の衝突センサの構造に
おいてかなり重要なことは接点ブレード２７と２
８が架橋されている時間である。明らかなよう
に、接点ブレードは要求される時に制限設備の作
動を可能にするような十分な時間にわたつて架橋
されなければならない。従つて、感知マス１８は
接点ブレードとの係合の直後に跳ね戻りを生じな
いよう阻止することが重要である。

本実施例の構造においては、感知マス１８は該
感知マスが最初に接点ブレード２７と２８の何れ
か又は両方と係合している時に完全に全体的に通
路１７の内部にあるようになつている。したがつ
て、マスが接点ブレードに向つて移動する動作は
流体により継続的に減衰される。したがつて跳ね
返りのために利用できるエネルギーはマスの動作
が減衰されない場合よりも小さい。

図示した構造においては、センサの部品の寸法
は、マスが栓１９の上に置かれた時に、マス１８
の半分より少し多い分量が第５図に示すようにス
リーブ１６が現われるようになつており、それに
よりマスと通路１７との間の隙間を拡大させ且つ
室１１および通路１７内の圧力を同等なものにす
ることができる。マスが跳ね戻りかつ最初の位置
への戻り運動を開始すると、より小さい制限性の
隙間が再び確立されそれにより流体はもう一度マ
スの減衰運動を行うことができ、マスと接点ブレ
ード２７及び２８との係合を長引かせる。

スリーブ１６の長さを第５図に示すものとは異
ならせることにより、あるいは接点ブレード２７
および２８をスリーブ１６の左側により大きく離
間させることにより、前記したような栓１９上へ
のマス１８の接触とマスと接点ブレード２７及び
２８との最初の係合との間の任意の時において室
１１と通路１７内の圧力を同等なものにすること
ができる。従つて、本発明によるセンサは乗物上
の多数の異なる位置に適用することができる。

尚、前記実施例は本発明の現に好ましい形態を
表わすものであり、何ら本発明を限定するもので
はない。本発明は特許請求の範囲に定義されてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動乗物上に装着するための状態にあ
る装置の正面図、第２図はケーシングから取外し
た装置の横断面図で、部品は装置が非作動状態に
ある時に占める位置で示されている断面図、第３
図は第２図の３−３線断面図であり、簡略化され
た概略的配線図を含む断面図、第４図は第２図の
４−４線に沿つて見た装置の端面図、第５図は第
２図と類似する図であるが、装置の部品が作動位
置にある状態を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕、ケーシング……１、
センサ……６、本体……７、壁……９、通路……
１７、感知マス……１８、端子……２４，２５、
接点ブレード……２７，２８、電池……３０、作
動装置……３１、制限装置……３２、磁石……３
３。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 乗員制止体と、自動車に最大ブレーキ加速力
   を起しうるブレーキ装置を有する自動車に用いる
   加速センサであつて、該管状の通路を備えた本体
   を有しており、該ブレーキ装置による自動車の減
   速に起因する最大加速力を超える一方向への加速
   力が自動車本体に付与されたことに応答して、磁
   気透過性の感知マスが前記管状の通路の一端であ
   る初期位置から他方向に、前記初期位置から離隔
   した所定の第２の位置に向けて移動することがで
   き、該第２の位置にある感知マスは、前記乗員制
   止体を付活するように動作可能であり、前記管状
   の通路は抵抗用の流体を収容し、そして前記管状
   の通路と前記感知マスとの相対寸法は前記感知マ
   スの前記第２の位置へ向う移動が前記の流体によ
   つて抵抗されるように決められており、さらに、
   磁気偏位力を該感知マスに励起する磁性手段が設
   けられており、該磁気偏位力は、該磁気偏位力と
   最大ブレーキ加速力との差力を超える加速力が与
   えられるまで、前記初期位置からの該感知マスの
   移動を制限するように励起されており、それによ
   り、該与えられた加速力の大きさおよび持続時間
   が該感知マス上に励起された該磁気偏位力と最大
   ブレーキ加速力との差力を超えているときに限
   り、該感知マスは前記第２の位置に向けて前記本
   体に対して相対的に移動することができるように
   なつている加速センサであつて、前記感知マスに
   前記磁性手段により励起された該磁気偏位力は、
   該磁気偏位力よりも該加速力の方が小さくなるま
   で該与えられた加速力が減少することに応じて、
   前記第２の位置までのいかなる位置からも前記初
   期位置へ、該感知マスを戻すに十分な大きさとな
   つていることを特徴とする加速センサ。 ２ 前記流体がガスであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の加速センサ。 ３ 前記ガスが空気であることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の加速センサ。 ４ 前記管状の通路と前記感知マスとの間には隙
   間が設けられ、前記感知マスの運動に応答して前
   記流体が前記隙間を通つて流動でき、前記隙間は
   その中を通る流体の流れを制限するような寸法で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の加速センサ。 ５ 前記感知マスが前記第２の位置に到達したと
   きに形成される、前記感知マスと前記管状の通路
   との隙間は、前記感知マスが前記初期位置から前
   記第２の位置に向うときに形成される、前記感知
   マスと前記管状の通路との隙間よりも大きくなつ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第４項に
   記載の加速センサ。 ６ 前記の隙間は該隙間を通つて流れる流体が実
   質的に粘性を示すような寸法であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の加速センサ。 ７ 前記感知マスの前記初期位置における磁気偏
   倚力は約5Gsよりも大きくないことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の加速センサ。 ８ 前記感知マスの前記初期位置における磁気偏
   倚力は約2Gsであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の加速センサ。 ９ 前記のマスが前記の第２の位置にいるとき
   に、前記磁性手段によつて前記のマスに作用する
   磁気偏倚力は約1Gsであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の加速センサ。 １０ 前記管状の通路の一端が閉鎖されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の加速
   センサ。 １１ 前記本体はブレーキ動作による最大加速力
   を前記感知マスに対して加えることのできる乗り
   物の上に設けられ、そして前記磁性手段によつて
   前記のマスに作用する磁気偏倚力は常にブレーキ
   動作による前記最大加速力より大きいことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の加速センサ。 １２ 前記磁性手段は環状であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の加速センサ。