JPH04504186A - 慣性スイッチ - 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】 慣性スイッチ ［技術分野］ この発明は慣性スイッチに関する。

［背景技術］ 自動車に使用される補給膨張制止装置は慣性スイッチによって作動する。このス イッチは、所定の減速度特性を検知した時に、その減速度特性に応答して、スイ ッチが閉じたことを示す信号をその装置に伝える。

スイッチを閉にするその所定の減速度特性は、減速度の大きさと継続時間の両方 の関数である。所定の減速度特性を検知するためのスイッチの能力は、スイッチ の設計によって決定される。スイッチの製造において、この設計を具体化するた めには、製造公差がしっかりと管理されなければならない。

補給膨張制止装置に使用される、よ（知られたあるタイプの慣性スイッチは、チ ューブ内を移動する球を有している。そのスイッチを作動させる所定の減速度特 性はい（つかのパラメータの関数である。これらのパラメータの一つは、チュー ブ内の球の嵌合の正確さである。スイッチ製造において、この嵌合の正確さを管 理することは、スイッチのコストにとっての重要な部分である。

［発明の開示］ この発明は、チューブと球とからなる構造を採用しない慣性スイッチに関するも のであって、それゆえに、補給膨張制止装置用慣性スイッチの製造におけるコス ト低減の可能性を提供すると同時に、そのようなスイッチにおいてかなりの正確 さを達成するものである簡単に説明すると、この発明の原理を具体化したスイッ チの一実施例は、ダイア“７ラムを含むケーシングを有しており、そのダイアフ ラムがそのケーシングを二つのチャンバーに分割している。そのダイアフラムは ケーシング内で軸方向に動くことができる。電気接触子は、一方のチャンバーと 境を接するダイアフラムの面に設けられている。端子はそのチャンバーの中に配 置されていて、ダイアフラムがそのチャンバーの方向へ動く時の電気接触子の移 動経路内に、その端子は配置されている。電気接触子はそれ自体でダイアフラム に十分な質量を与えることは不十分であるから、他方のチャンバー側のダイアフ ラムの面に質量体が設けられている。そのダイアフラムは電気接触子が端子と接 触しないように偏倚された構造を備えている。これはスイッチのオフ状態を示し ている。質量体、ダイアフラム、電気接触子を端子の方向へ押し出す軸方向の力 に応答して、所定の減速度特性を超えた時に、その電気接触子は端子と接触する ようになっている。これはスイッチの閉じた状態を示しており、これによって、 そのスイッチは関連する補給膨張制止システムに信号を与える。

スイッチを閉じた状態にさせる所定の減速度特性は、ダイアフラムとそのダイア フラムに設けられた質量体の機能だけではなくて、制御オリフィスの機能でもあ る。その制御オリフィスは、電気接触子、ダイアフラム、及び質量体を貫通する オリフィス構造を備えており、それぞれのチャンバーを他方側に連絡するための ものである。ケーシングは、ダイアフラム、質量体、及び電気接触子が端子の方 向に動いた時に、空気がその制御オリフィスを通って押し出されるように構成さ れ、且つ配置されており、それゆえに、制御オリフィスはタイミング機能を果た す。その機能はスイッチが応答するところの一部の所定の減速度特性を形成する 。もう一つの言い方をすれば、空気が制御オリフィスを通って押し出されるよう になっているため、ダイアフラムの動きは緩衝される。この発明の開示された実 施例においては、制御オリフィスは電気接触子内に設けられている。そのオリフ ィスは、公知の方法によって、電気接触子内にかなり正確に形成することができ る。そして、このようにして、そのタイミング機能は、所望する程度の正確さで 経済的にスイッチ製造において具体化することができる。

この発明によるもう一つの実施例は、低い輪郭をもっており、それゆえに一層コ ンパクトなものになるが、しかし機能的な能力とキャリブレーション能力が低減 することはない。更なる改良点は、テスト機能を果たすための電磁コイルを効率 的な方法で慣性スイッチに組み込むことができるという点にある。更にもう一つ の改良点は、スイッチの真空切り換えテストを与えるために手段を組み込むこと ができるという点にある。もう一つの特徴はダイアフラムの構造である。

前述のこの発明の特徴、利点及び利益は、添付図面に関連して考慮されるべき以 下の記載及び特許請求の範囲から、その他のものと一緒に、明らかになるであろ う。これらの図面は、この発明を実施するに当たって現時点で考えられる最善の 態様による、この発明の好ましい実施例を開示している。

［図面の簡単な説明］ 図１はこの発明による慣性スイッチの一実施例を示す断面図である。

図２は図１において矢印２−２の方向に見たときの部分図である。

図３は図１において矢印３−３の方向に見たときの部分図である。

図４は慣性スイッチのもう一つの実施例を示す断面図である。

図５は慣性スイッチの更にもう一つの実施例を示す断面図である。

図６は交互になる形式のダイアフラムの平面図である。

図７はそれ自体で図６のダイアフラムの構成要素を示す平面図である。

図８はこの発明による慣性スイッチの更に別の実施例を示す軸断面図である。

図９は図８における９−９線についての部分断面図である。

［発明を実施するための最良の形態］ 慣性スイッチ１０は以下の部品から構成されている。即ち、プラスチック製の基 部１２、金属製のカックー１４、金属製のダイアフラム１６、金属製の質量体１ ８、電気接触子２０、一対の電気端子２２．２４、電磁コイル２６、及び調節ね じ２８から構成されている。軸線は符号３０で示されている。

基部１２は、コイル２６の本体と端子２２．２４の中間部分の周りをプラスチッ ク材でモールド成型することによって組み立てられている。そのコイル２６本体 からの導線（図示せず）は付属の電気端子（図示せず）に接触されている。この ため、そのコイルは、保証説明書でさらに十分説明しているように、この慣性ス イッチをテストするために、外部電源から選択的に励磁することができる。

基部１２は円形の開口を有しており、その開口はカバー１４で閉じられている。

カバー１４とダイアフラム１６の外周縁もまた円形であって、三つの部品１２． １４．１６は、組み立てた時に、ダイアフラム１６全体の縁がカバー１４と基部 １２の間に密封状態に取り付けられるような形状になっている。このため、二つ のチャンバー３２．３４が、ダイアフラム１６を挟んで両側に形成されることに なる。

ダイアフラム１６は中心孔３６を有しており、その中心孔に質量体１８の非常に 短い首部３８が貫通している。ダイアフラムと質量体とは、密封状態になるよう に一体化されているので、ガスが孔３６と首部３８との固着部分を経由してチャ ンバー３２と３４の間を通過することはできない。質量体の大部分はチャンバー ３４内にある。ダイアフラム１６は、チャンバー３２の方へ突出する凹凸形状を 持つようにもともと偏倚している。カバー１４は同様の形状をしていて、チャン バー３２の方へ凹んでいる。これらが−緒に協働してチャンバー３２のための薄 い凹凸形状を規定している。これにより慣性スイッチを軸方向に短くすることが できる。

質量体１８は任意の適当な手段によってダイアフラム１６にしっかりと結合され ている。これにより、その二つは一体になっている。同様に、電気接触子２０は 、質量体１８のダイアフラム１６とは反対側の表面にしっかりと固着されている 。このため、その電気接触子の露出面は端子２２．２４の方に向いている。その 露出した接触面には、その慣性スイッチが作動した時に端子２２．２４を接触さ せるための薄い金メッキ４０が施されていることが望ましい。

ダイアフラム、質量体、及び電気接触子は軸線３０について軸対称になるように 構成されている。オリフィス手段４２はチャンバー３２と３４の間で流体的な連 絡を生じさせるために設けられている。オリフィス手段４２は軸線３０に関して 同軸であり、電気接触子２０を貫通する制御オリフィス４４と質量体１８を貫通 する幅広オリフィス４６とで構成されている。後者のオリフィスは、前者から延 びている円形部分と、その円形部分から延びている円錐部分を有している。その 円錐部分はキャリブレーションねじ２８の丸い先端のための着座部として形成さ れている。このキャリブレーションねじはカバー１４と一体に形成された中心部 の円形スリーブ５０に螺合されている。ダイアフラムはもともと端子２２．２４ から離れてカバー１４の方へ偏倚するように構成されているので、ねじ２８とオ リフィス４６の円錐部分との理論的な着座接触は、軸線３０と同心円状の円形接 触線となって現われるであろう。切れ目なしの円形接触線を通り越して流体的な 連絡が確実に行なわれるようにするために、ねじ２８の先端には直径方向にスロ ット５２が形成されていて、そのねじが着座した時に、そのスロットによってね じと着座部との円形接触線が切られる。ねじ２８の軸方向位置は、接触子２０と 端子２２．２４との軸方向の距離を確立し、その距離によってこの慣性スイッチ は調整される。

この慣性スイッチは以下のようにして作動する。軸線３０に沿って所定の減速度 の力の特性を受けた時、ダイアフラム、質量体、及び接触子は図１に示した位置 から接触子２０が端子２２．２４に橋絡してそれらの間に電気回路の連続性を生 じる位置まで変位する。

チャンバー３４の容積が収縮する時に、封入されているチャンバー３４内のガス （例えば、空気）が制御オリフィスを通過するので、その動きは緩衝される。こ の慣性スイッチは、それゆえに、端子２２．２４を経てスイッチ信号を伝える。

端子２２．２４が過度にたわむのを避けるために、基部１２は過度の動きを制限 するストップ５４を有している。

質量体１８は強磁性体なので、コイル２６が適当に励磁された時、質量体はダイ アフラムや接触子と一緒に信号を伝える位置へ変位するであろう。これは有効な テストの特徴である。

多くの点で、図４のスイッチは図１のスイッチと似ている。従って、対応する部 品には同じ参照符号が用いられるだろうが、詳細な説明は簡単のために省略して いる。図４のスイッチと図１のそれとの違いは、一つには、図４のスイッチはチ ャンバー空間３４に連通ずるニップル６０をも含んでいる点である。車両内に適 当に取り付けられたそのスイッチ組立体に関して、チューブ状ホース（図示せず ）が露出したニップル６０の外側に嵌合されている。そのホースの反対の端部は 真空源に導かれている。ニップル６０を経てチャンバー３４と真空源との連絡を 制御するそのスイッチが閉じられた時、真空はチャンバー空間３４に連絡されな い。しかしながら、その慣性スイッチのテストを行なう必要がある時には、その 真空スイッチは真空をチャンバー３４に連絡するために開かれる。ダイアフラム に作用する差圧は、ダイアフラムを図４に示した位置から下方に変位させる。そ の結果、接触子２２と２４が質量体１８の伝導層４０によって橋絡される。

切り換えられた真空を経て慣性スイッチをテストする能力が、コイル２６によっ て与えられる電磁テスト能力に付加されるか、あるいはそれが電磁テスト能力に 置き換えられてもよい。

図４の慣性スイッチと図１のそれとのもう一つの違いは、カバー１４がねじ２８ を受け入れるための何の手段も有していないということである。適正なキャリブ レーションは、質量体を貫通してチャンバー空間３２と３４を連絡するところの 直径の正確な制御オリフィス４４によって達成される。そのような正確な開口は 慣性スイッチのための安価な構造を提供するであろう。精密な開口をあける技術 は存在しており、そのような技術のうちの適当なものを採用すればよい。

図５に示された慣性スイッチの実施例は、図４のそれと比べて、ニップル６０に よって与えられる真空テストの特徴が省略されている点で相違している。この実 施例はダイアフラムを任意の状態に付勢するためのコイルスプリング６２を有し ている。ここで、このダイアフラムは元々偏倚していないか、或いは偏倚してい たとしてもその偏倚が所望の大きさよりも小さいものである。このスプリングは 質量体１８と基部１２の内側肩部の間に作用している。

図６及び図７は二つの構成要素からなるダイアフラムの実施例を示している。そ のダイアフラムはウェブ状の支持部材６４を有しており、それはゴム要素６６に 関して圧入されるか、或いはインサート成型される。ダイアフラムの偏倚は元々 ダイアフラムの構造によって得られるか、或いは図６のコイルスプリング６２の ようなそのようなコイルスプリングを含むことによって得られる。ここで、ダイ アフラムは元々偏１倚していて、そのような元々の偏倚は、例えばスチール製の ウェブ状支持部材によりて与えるようにしてもよい。

図８と図９は、ダイアフラム１１４を有するケーシング１１２からなる慣性スイ ッチ１１０を示している。そのダイアフラムはそのケーシングを二つのチャン／ ＜−１１６，１１８に分割している。チャンバー１１８の方に面しているダイア フラムの１１４の面には、電気接触子１２０が設けられていて、その電気接触子 はダイアフラムの面の中央に配置されている。ダイアフラムの反対の面には質量 体１２２が設けられているこの図はオフ状態にあるスイッチを示したものである 。ダイアフラム１１４はステンレススチールのような金属で構成されていて、ダ イアフラムがチャンバー１１６の方へ偏倚して、質量体１２２がストップ１２４ に当接するように設計されている。そのスイッチがダイアフラム１１４をチャン バー１１８の方へ推し進めるような軸方向の減速度の力を受けた時、電気接触子 １２０はダイアフラムによって軸方向に変位させられ、チャンバー１１８内に先 端が配置された一対の電気端子１２６．１２８と接触して橋絡するであろう。

これらの二つの端子はケーシングの壁を貫通していて、それらは補給膨張制止シ ステムの電気回路に接続するために使用することができる。接触子１２０によっ て橋絡された時、スイッチが閉じたことを表す信号をその電気回路に供給する。

スイッチが閉じたということは、その慣性スイッチが応答する所定の特性以上の 大きさと継続時間の減速度の力をそのスイッチが経験したことを表している。接 触子１２０は電気的に伝導性のある金属であり、好ましくは、端子１２６．１２ ８と接触する面にまたがる、金のような金属による薄いメッキ１３０を含んでい る。一対の支柱１３２．１３４はケーシング１１２の端壁の内側から軸方向に突 出してストップを形成している。そのストップは接触子１２０に当接して、端子 １２６，１２８が接触子１２０によって橋絡された後で、ダイアフラムの変位を 止める。

二つのチャンバー１１６．１１８はオリフィス手段１３６によって連絡されてい る。そのオリフィス手段はチャンバー１１８から電気接触子１２０、ダイアフラ ム１１４及び質量体１２２の中心に貫通している。

質量体１２２がストップ１２４に当接しているチャンバー１１６との連絡を確実 なものにするため、図示しているように、孔１３８がストップ１２４に設けられ ている。オリフィス手段１３６は電気接触子１２０に形成された制御オリフィス １４０を含んでいる。二つのチャンバーは、スイッチがダイアフラム、質量体及 び接触子を端子の方へ変位させる軸方向の減速度の力を受けた時、差圧が二つの チャンバー間に生じ、空気が制御オリフィスを含むオリフィス手段を通じて押し 出されるように構成され、配置されている。それゆえに、制御オリフィスはスイ ッチが閉じる時のタイミングを制御するための手段となっている。言い換えれば 、ダイアフラムの動きを緩衝することになる。それゆえ、スイッチを閉じた状態 になるように作動させる所定の減速度特性は、ダイアフラム、質量体、電気接触 子だけの機能ではなくて、制御オリフィスの機能でもある。

図はもちろん実際の大きさを表していないことは理解されるであろう。制御オリ フィスはかなり小さなものであるが、小さくて非常に正確な穴をあけるために用 いられている通常の方法によって、電気接触子に形成することが可能である。こ のスイッチの部品は通常の製造工程によって組み立てることができる。また、こ のスイッチ自体は特に複雑というわけでもない。従って、慣性スイッチの性能を 犠牲にすることな（、製造コストのかなりの改善が得られる。ここで、必要なら ば、ストップ１２４は、ある程度のキャリブレーションを与えるために、図に示 すように、軸方向に調節可能とすることもできる。ダイアフラムは、所望の偏倚 を与えるために、円錐ワッシャにおいて生じるようなオーバーセンター効果をも つ構造にすることもできる。慣性スイッチの設計においてよく知られているよう に、スイッチは、そのスイッチに加えられた力の大きさと、加えられた力の継続 時間とに基づいて閉じる。そして、そのことはこの発明のスイッチにとっても正 しいであろう。

この発明の好ましい実施例について開示したが、その原理は他の実施例にも適用 できることは言うまでもない。

国際調査報告　０．、Ｔ／ｒＡ　ｅｌ、／１ｌｌｌｌ’ｌ１１゜国際調査報告

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．ケーシングと、 前記ケーシングを二つのチャンバーに分割し、前記ケーシング内で軸方向に変位 可能なダイアフラムと前記二つのチャンバーのうちの一方のチャンバー内のガス が、前記一方のチャンバーから押し出されて通り抜けるオリフィス手段と、 前記一方のチャンバー内における、前記ダイアフラムの軸方向の変位の経路内に 配置された電気端子手段とを有する慣性スイッチであって、前記二つのチャンバ ー、前記ダイアフラム、及び前記端子手段は、前記慣性スイッチに加えられた所 定の大きさと継続時間の軸方向力に応答して、前記ダイアフラムが前記ケーシン グ内で軸方向に前記一方のチャンバーの方へ変位し、その結果、前記軸方向力の 発生を表すスイッチ信号が前記端子手段に伝えられるように構成され、且つ配置 されており、前記オリフィス手段は制御オリフィス手段を有しており、前記制御 オリフィス手段を通してガスが前記一方のチャンバーから押し出されるようにな っており、前記ダイアフラムが前記一方のチャンバーの方へ変位する時に、前記 制御オリフィス手段が前記端子手段の方への前記ダイアフラムの動きを緩衝する 働きがあることを特徴とする慣性スイッチ。
2. ２．前記ダイアフラムは、前記端子手段から軸方向に離れる方向へもともと偏倚 するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の慣性スイッチ。
3. ３．前記ダイアフラムは、前記ダイアフラムの前記他方のチャンバー側の面に中 央に設けられた質量体を有しており、前記オリフィス手段も前記賃量体を貫通し ていることを特徴とする請求項２記載の慣性スイッチ。
4. ４．前記ダイアフラムが前記端子手段から離れる方向に偏倚される範囲を制限す るために、前記質量体と係合するストップを有していることを特徴とする請求項 ３記載の慣性スイッチ。
5. ５．前記ダイアフラムが前記端子手段から離れる方向に偏倚される範囲を制限す るストップを形成するために、前記ケーシングと前記ダイアフラムの間に作用す る手段を有することを特徴とする請求項２記載の慣性スイッチ。
6. ６．前記オリフィス手段は前記一方のチャンバーを前記他方のチャンバーに連絡 するために配置されており、前記ダイアフラムが軸方向に前記端子手段の方へ変 位した時に、前記一方のチャンバーからガスが前記オリフィス手段を通って前記 他方のチャンバーへ押し出されることを特徴とする請求項１記載の慣性スイッチ 。
7. ７．前記オリフィス手段は前記ダイアフラムを貫通していることを特徴とする請 求項１記載の慣性スイッチ。
8. ８．前記制御オリフィス手段は前記ダイアフラムの電気接触子部分の中にあるこ とを特徴とする請求項７記載の慣性スイッチ。
9. ９．前記ケーシングは、円形カバーによって閉じられる円形開口端を有するプラ スチック製基部によって協働して規定されていて、 前記ダイアフラムは円形外周縁を有しており、前記カバーと前記基部は前記ダイ アフラムの全外周縁を保持するために相互に作用し、 少なくとも、前記ダイアフラムに取り付けられている質量体の大部分は、前記一 方のチャンバー内にそっくりそのまま配置されており、 前記円形カバーは前記他方のチャンバーの方へ凹んでいる壁を有しており、前記 ダイアフラムは前記他方のチャンバーの方へ凸出している壁を有しており、そし て、前記カバーと前記ダイアフラムは、前記他方のチャンバーが間隔をあけて接 近させた前記凹凸壁の入れ子によってほとんど協働して規定され、その結果、慣 性スイッチが軸方向の力を受けていない時、薄い凹凸形状を有するようにそのよ うに配置されていることを特徴とする請求項１記載の慣性スイッチ。
10. １０．前記ダイアフラムが前記端子手段から離れる方向に偏倚される範囲を制限 するためにストップを有しており、前記ストップは調節可能に前記カバーに配置 されていて、前記ダイアフラムの開口を介してストップ側に露出している前記質 量体の部分と係合し、前記貧量体の前記部分は前記ストップの先端が着座する着 座部を有しており、前記ストップの前記先端部分が前記着座部上に着座する時、 前記ストップの前記先端部分の開口手段は前記オリフィス手段の一部を形成する ことを特徴とする請求項９記載の慣性スイッチ。
11. １１．前記プラスチック製基部に完全に埋め込まれ、励磁された時、前記質量体 を引き付けて、スイッチの電気的テストのために前記端子手段の作動を引き起こ す電磁コイル本体を有することを特徴とする請求項９記載の慣性スイッチ。
12. １２．前記ダイアフラムを横切って差圧を発生させるために、前記一方のチャン バーを真空源に連絡する手段を有しており、真空源によって前記一方のチャンバ ーに真空が導入された時、前記電気端子手段が作動し、それによって、その真空 源が慣性スイッチをテストするために使用可能であることを特徴とする請求項１ 記載の慣性スイッチ。
13. １３．前記ダイアフラムは、前記一方のチャンバー内でガス不浸透性の材質によ って覆われているウェブ状の支持部材を有していることを特徴とする請求項１記 載の慣性スイッチ。