JPH04106763U - 加速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造が簡単でありながら、衝撃検知の応答性
向上を図った加速度センサを提供する。 【構成】 転動体１２は起点Ｐ11と終点Ｐ12間を移動可
能に非磁性の容器１３内に収容されている。このセンサ
１０が衝撃を受ける前は、転動体１２は一対の磁性ヨー
ク端１５ａとの磁力作用により移動可能範囲の起点Ｐ11
に位置している。転動体１２が起点Ｐ11に位置している
場合は、転動体１２の磁極の向きは、移動方向Ｘに直交
している。ここでセンサ１０が衝撃を受けると、転動体
１２は磁性ヨーク端１５ａとの磁力作用に抗して起点Ｐ
11から終点Ｐ12に向けて転動を開始する。このとき転動
体１２の磁極が固定永久磁石１４の方に向きを変えなが
ら、転動体１２が移動する。転動体１２の移動のみなら
ず回転が加わることにより転動体１２がリードスイッチ
１６に作用する磁力を急激に消失させるため、リードス
イッチ１６は瞬時に作動する。

Description

【考案の詳細な説明】

［考案の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は自動車等の移動体の衝撃加速度の検出、特に自動車のエアバックシス テムに用いられる加速度センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車のエアバックシステムは、自動車に衝撃が加わった場合にその衝撃加速 度を加速度センサにより検出し、その検出に基づいて電気点火装置を点火させて 、運転者や同乗者の前に配置されたエアバックを急激に膨脹させ、運転者や同乗 者に衝撃が加わらないように保護するシステムである。

【０００３】 エアバックシステムに用いられる従来の加速度センサの第１の例として、特開 昭61-50270号公報に示されたものがある。その構成を図１２に示す。

【０００４】 この第１の例の加速度センサは、フェライト等から成るコロイド状の磁性流体 Ｍが衝撃により移動し、この移動量をコンデンサＣｏの誘導率即ち静電容量の変 化で検出し、衝撃加速度を電圧値として出力するものである。このセンサからの 出力が一定以上の電圧値となったかを制御回路により判定し、電気点火装置を点 火させてエアバックシステムを作動させるようになっている。

【０００５】 また従来の加速度センサの第２の例として本出願人が先に出願した特願平1-24 7104号公報に示されたものがある。その構成を図１３及び図１４に示す。図１３ は縦断面図、図１３は図１４の横断面図である。

【０００６】 この第２の例の加速度センサ１は、可動永久磁石２をＸ方向に移動可能に非磁 性容器３内に収容し、容器３の側部３ａの一端３ｂ側に互いに対向配置された磁 性ヨーク５と、この磁性ヨーク５に固定されたリードスイッチ６とを備えるもの である。

【０００７】 センサ１が衝撃を受ける前は、可動永久磁石２は、磁性ヨーク５により起点Ｐ 1 に保持され、可動永久磁石２による磁力作用によりリードスイッチ６のリード ８の接点８ａは閉状態となっている。次にセンサ１が、図１５に示すようにＸ1 方向に衝撃を受け、可動永久磁石２がその反動でＸ2 方向に移動し、図１６に示 すように可動永久磁石２が終点Ｐ2 に達すると、リードスイッチ６の接点８ａは 、開動作する。これにより衝撃加速度を検出し、この検出に基づき直接電気点火 装置を点火させることにより、エアバックシステムを作動させている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述の第１の例にあっては、制御回路により間接的にエアバッ クシステムを作動させているため、応答性が悪く信頼性が低いという問題点を有 している。

【０００９】 また、第２の従来例にあっては、可動永久磁石２が衝撃を受けて移動開始直後 は、図１５に示すように、まだ可動永久磁石２からの磁束が磁性ヨーク５に流れ るため、この時点ではリードスイッチ６の接点８ａは、閉状態のままであり、可 動永久磁石２が終点Ｐ2 に到達して初めて可動永久磁石２からの磁束が磁性ヨー ク５を流れなくなり、リードスイッチ６の接点８ａは、開動作する。このため図 １７に示すように、最大衝撃加速度の発生した時点からかなり遅れた時点でリー ドスイッチ６の接点８ａが開動作するため、エアバックの膨脹動作が遅れるとい う問題があった。

【００１０】 そこで本考案は、上記事情に鑑みてなされたものであり、構造が簡単でありな がら、衝撃検知の応答性向上を図った加速度センサを提供することを目的とする ものである。

【００１１】 ［考案の構成］

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案は、一対の磁極を形成してなる転動体と、こ の転動体を起点と終点間を移動可能に収容する非磁性容器と、前記終点近傍の非 磁性容器に固定配置された磁性体と、前記移動方向に直交する方向であって前記 起点近傍の非磁性容器の両側に固定配置された一対の磁性ヨーク端と、前記転動 体が衝撃を受けて前記起点から終点に移動する際の前記転動体による磁力作用に より作動する検知手段とを有することを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】

このように構成された上記加速度センサの作用を説明する。

【００１４】 このセンサが衝撃を受ける前は、転動体は一対の磁性ヨーク端との磁力作用に より移動可能範囲の起点に位置している。転動体が起点に位置している場合は、 転動体の磁極の向きは、移動方向に直交している。ここでセンサが衝撃を受ける と、転動体は磁性ヨークとの磁力作用に抗して起点から終点に向けて転動を開始 する。このとき転動体の磁極が移動方向すなわち磁性体の方に向きを変えながら 、転動体が移動する。転動体の移動のみならず回転が加わることにより転動体が 検知手段に作用する磁力を急激に消失させるため、検知手段は瞬時に作動する。

【００１５】

【実施例】

以下に本考案の実施例を図面を参照して詳述する。

【００１６】 図１は本考案の第１の実施例の加速度センサ１０の縦断面図、図２はこのセン サ１０の横断面図である。

【００１７】 本センサ１０は、周面に一対の磁極を形成してなる球状の永久磁石である転動 体１２と、この転動体１２を起点Ｐ11と終点Ｐ12間を移動可能に収容するプラス チック等の非磁性部材からなる容器１３と、転動体１２の移動方向Ｘに一方の磁 極が向くように容器１３の終点Ｐ12側の端部１３ｃに固定配置された固定永久磁 石１４と、容器１３の起点Ｐ11側の側部１３ａに一端１５ａが固定された一対の Ｌ字状の磁性ヨーク１５と、両端側が磁性ヨーク１５の開口部１５ｂに挿通して 固定されたリードスイッチ１６とを備えるものである。

【００１８】 前記リードスイッチ１６は、ガラス管１７と、このガラス管１７内に接点１８ ａが形成されるようにガラス管１７から互いに逆方向に突出している一対のリー ド１８とにより構成されている。接点１８ａは磁路がリード１８に沿って流れな い場合は、開状態となっている。

【００１９】 次に上記構成の第１の実施例の加速度センサ１０の作用を図３乃至図５をも参 照して説明する。図３はこのセンサ１０の衝撃を受けた直後の状態を示す縦断面 図、図４は衝撃を受けて消えた後の状態を示す縦断面図、図５は衝撃加速度とリ ードスイッチ１６の接点１８ａの動作との関係を示す図である。

【００２０】 まず転動体１２が衝撃を受ける前の初期状態においては、転動体１２は、図１ に示すように磁性ヨーク１５との磁力作用により起点Ｐ11に位置している。転動 体１２が起点Ｐ11に位置している場合は、転動体１２の磁極の向きは、移動方向 Ｘに直交している。またこの時点ではリードスイッチ１６，磁性ヨーク１５及び 転動体１２によりリードスイッチ１６の軸方向に沿う閉磁路が形成され、リード スイッチ１６の接点１８ａは閉状態となっている。ここでセンサ１０がＸ1 方向 衝撃を受けると、転動体１２は磁性ヨーク１５との磁力作用に抗して起点Ｐ11か ら終点Ｐ12に向けてＸ2 方向に転動を開始する。このとき転動体１２の磁極が、 図３に示すように、移動方向Ｘすなわち固定永久磁石１４の方に向きを変えなが ら、転動体１２が移動する。転動体１２の移動のみならず回転が加わることによ り転動体１２が磁性ヨーク１５に作用する磁力を急激に消失させる。このため、 リードスイッチ１６は図５に示すように、最大衝撃加速度の発生した時点からや や遅れた程度で瞬時に作動し、従来例の図１７と比較しても格段に早くリードス イッチ１６の接点１８ａは開動作する。すなわち、図３に示す転動体１２の位置 Ｐ13では、既に磁束（同図中点線で示す）が磁性ヨーク１５を流れていない。一 方可動永久磁石２が図３の転動体１２と同じ位置Ｐ3 にある従来例センサ１の場 合は、図１５に示したように、この時点では磁束がまだ磁性ヨーク５を流れてい るため本考案の実施例センサ１０が従来と比較して瞬時に動作できることがこれ ら図３及び図１５からも明らかである。

【００２１】 このような上記第１の実施例センサ１０によれば、固定永久磁石１４，磁性ヨ ーク１５を備え転動体１２を収容した容器１３及びリードスイッチ１６からなる 簡単な構造とすることができる。またこの第１の実施例センサ１０を自動車のエ アバックシステムに適用した場合には、瞬時に衝撃に応答することができるので 運転者等の安全性が向上する。また転動体１２を球状としているので、正面方向 だけでなく斜め方向からの衝撃にも容器１３の壁面に引っ掛からずに転動でき、 リードスイッチ１６が確実に動作することができる。

【００２２】 図６は本考案の第２の実施例の加速度センサ２０の縦断面図、図７はこのセン サ２０の横断面図である。

【００２３】 本センサ２０は、図１に示す第１の実施例センサ１０にバイアス用永久磁石２ １を付加し、リードスイッチ１６の接点１８ａの動作を第１の実施例センサ１０ と逆にしたものである。バイアス用永久磁石２１は、リードスイッチ１６に近接 して平行となるように、一対の磁性ヨーク２５間に固定配置されている。このセ ンサ２０の磁性ヨーク２５は、略Ｕ字状をなし端部２５ａを容器１３の起点Ｐ11 側の側部１３ａに固定し、開口部２５ｂにリードスイッチ１６を挿通して固定し ている。

【００２４】 このように構成された第２の実施例センサ２０によれば、衝撃を受けた際の第 １の実施例センサ１０のリードスイッチ１６の接点１８ａの開閉動作が逆となる 以外は第１の実施例センサ１０と同様の作用，効果を奏する。

【００２５】 図８は本考案の第３の実施例の加速度センサ３０の縦断面図である。

【００２６】 本センサ３０は、図２に示す第１の実施例センサ１０のリードスイッチ１６を 磁性ヨーク３５に巻回されたコイル３１としたものである。磁性ヨーク３５は、 略Ｕ字状をした一端３５ａを容器１３の側部１３ａに固定し、他端３５ｂ同士を 突き合わせ、この他端３５ｂの周囲にコイル３１を巻回している。

【００２７】 このように構成された第３の実施例センサ３０によれば、衝撃を受けた際の第 １及び２の実施例センサ１０，２０の検知手段としての作動の態様は異なるが、 衝撃を受けて転動体１２が起点Ｐ11から終点Ｐ12に転動する際に、転動体１２の 移動に伴う磁束の変化によりコイル３１に誘起電圧が発生するが、本第２の実施 例の構成とすることにより磁束の変化が大きくなり誘起電圧が大きくなるので、 この第３の実施例センサ３０を自動車のエアバックシステムに適用した場合には 、第１の実施例センサ１０と同様に瞬時に衝撃に応答するので安全性が向上する 。また固定永久磁石１４，磁性ヨーク３５を備え転動体１２を収容した容器１３ 及びコイル３１からなる簡単な構造とすることができる。

【００２８】 図９乃至図１１は第１乃至第３の実施例センサ１０，２０，３０の転動体１２ の他の例を示す図である。転動体１２は、図９に示すように磁性ヨークに対向す る側を弧状にした円柱状のもの１２ａ、図１０に示すように永久磁石を樹脂部材 １９ａにより被覆して外形を球状に形成したもの１２ｂ又は図１１に示すように 永久磁石を樹脂部材１９ｂにより被覆し外形を磁性ヨークに対向する側を弧状に した円柱状のもの１２ｃとしてもよい。その他容器１３の内壁に引っ掛からず転 動可能な他の形状でもよい。

【００２９】 なお、本考案は上記実施例に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々 に変形実施可能である。例えば転動体１２を回転させる固定永久磁石は、円柱状 ，角状その他の形状でもよく、磁極の向きは実施例と逆としてもよい。また起点 Ｐ11を１ヶ所とし、終点Ｐ12を互いに逆方向に各１ヶ所又は異なる方向に複数ヶ 所設けて、種々な方向の加速度を検出するようにしてもよい。また本考案の実施 例センサは、エアバックシステム以外にも適用できることはいうまでもない。更 に終点Ｐ12近傍に配置された固定永久磁石は、磁性体としても同様の効果が得ら れる。

【００３０】

【考案の効果】

以上詳述した本考案によれば、磁性体，一対の磁性ヨーク端を備え転動体を収 容した容器及び検知手段からなる簡単な構造でありながら、衝撃を受けた際に転 動体の移動のみならず回転が加わることにより検知手段に作用する磁力を急激に 消失させるため、衝撃検出の応答性向上を図った加速度センサを提供することが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例の加速度センサの縦断面
図である。

【図２】図１に示す加速度センサの横断面図である。

【図３】図１に示す加速度センサの衝撃を受けた直後の
状態を示す縦断面図である。

【図４】図１に示す加速度センサの衝撃を受けて消えた
後の状態を示す縦断面図である。

【図５】図１に示す加速度センサの衝撃加速度とリード
スイッチの接点の動作との関係を示す図である。

【図６】本考案の第２の実施例の加速度センサの縦断面
図である。

【図７】図６に示す加速度センサの横断面図である。

【図８】本考案の第３の実施例の加速度センサの縦断面
図である。

【図９】本考案の第１乃至第３の実施例の加速度センサ
の転動体の他の例を示す図である。

【図１０】本考案の第１乃至第３の実施例の加速度セン
サの転動体の他の例を示す図である。

【図１１】本考案の第１乃至第３の実施例の加速度セン
サの転動体の他の例を示す図である。

【図１２】従来の第１の例の加速度センサの構成図であ
る。

【図１３】従来の第２の例の加速度センサの縦断面図で
ある。

【図１４】図１３に示す加速度センサの横断面図であ
る。

【図１５】図１３に示す加速度センサの衝撃を受けた直
後の状態を示す縦断面図である。

【図１６】図１３に示す加速度センサの衝撃を受けて消
えた後の状態を示す縦断面図である。

【図１７】図１３に示す加速度センサの衝撃加速度とリ
ードスイッチの接点の動作との関係を示す図である。

【符号の説明】

１０ 加速度センサ １２ 転動体 １３ 容器 １４ 固定永久磁石 １５ａ 磁性ヨーク端 １６ リードスイッチ（検知手段） Ｐ11 起点 Ｐ12 終点 Ｘ 転動体の移動方向

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の磁極を形成してなる転動体と、こ
   の転動体を起点と終点間を移動可能に収容する非磁性容
   器と、前記終点近傍の非磁性容器に固定配置された磁性
   体と、前記移動方向に直交する方向であって前記起点近
   傍の非磁性容器の両側に固定配置された一対の磁性ヨー
   ク端と、前記転動体が衝撃を受けて前記起点から終点に
   移動する際の前記転動体による磁力作用により作動する
   検知手段とを有することを特徴とする加速度センサ。
2. 【請求項２】 前記検知手段は、前記磁性ヨーク端に磁
   気結合可能なリードスイッチとし、前記磁力作用により
   前記リードスイッチが開動作する請求項１記載の加速度
   センサ。
3. 【請求項３】 前記検知手段は、前記磁性ヨーク端に磁
   気結合可能なリードスイッチと、このリードスイッチに
   バイアス磁力を与えるバイアス用永久磁石とからなり、
   前記バイアス用永久磁石の磁力作用により前記リードス
   イッチが閉動作する請求項１記載の加速度センサ。
4. 【請求項４】 前記検知手段は、前記磁性ヨークに磁気
   結合可能なコイルとする請求項１記載の加速度センサ。
5. 【請求項５】 前記磁性体を永久磁石とする請求項１，
   ２，３又は４記載の加速度センサ。