JPH05288773A - 衝突センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リードスイッチを用いる衝突センサであっ
て、接点閉合時間を自由に調整することができるもので
ある。 【構成】 上記目的を解決するために、本考案の衝突セ
ンサ３０は、リードスイッチ３６と、該リードスイッチ
３６を内設する第１筒体３２と、該第１筒体３２の外側
に遊嵌され衝突を感知して移動し、前記リードスイッチ
を作動させる第１磁石３３と、該第１磁石３３を反衝突
方向に付勢する第１スプリング３４と、前記第１筒体３
２と同心円で第１磁石３３等を収納する第２筒体３７
と、該第２筒体３７の外側に遊嵌され衝突を感知して移
動し、前記リードスイッチを作動させる第２磁石３８又
は磁性マスと、該第２磁石３２又は磁性マスを反衝突方
向に付勢する第２スプリング３９とからなり、第１磁石
３３及び第１スプリング３４の系の衝突時の運動速度と
第２磁石３８又は磁性マス及び第２スプリング３９の系
の衝突時の運動速度との間に差を設け、その差を磁力に
より調整するのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の衝突事故によ
る衝撃から運転者及び同乗者の安全を確保するためのエ
アバッグシステムに用いられる衝突センサに関し、特に
主衝突センサに対するセーフィング用衝突センサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のエアバッグシステムとしては、
図３の回路図に示すものがある。図３において、１は車
載の電源、２はイグニッシッンスイッチ、３は作動装
置、４はエアバッグモジュールであり、これらによりエ
アバッグシステムが構成されている。エアバッグモジュ
ール４は、エアバッグ５と、このエアバッグ５を膨張さ
せるガス発生器６と、このガス発生器６を始動させる発
熱コイルの如きスクイブ７とから成っており、ハンドル
内や助手席手前のコンソールボックス内等に装着されて
いる。作動装置３は、主衝突センサ８と、セーフィング
用衝突センサ９との直列接続回路を有している。主衝突
センサ８は、例えば、衝突時に機械的に電気接点を閉合
するものの場合もあり、あるいは、圧電素子又は半導体
素子により構成されたもので、加速度の大きさに比例し
た電気信号をとり出せるものの場合もある。機械式セン
サはエンジンルーム等、電気式センサは室内等のそれぞ
れ衝突検知特性に適した場所に設置される。セーフィン
グ用衝突センサ９は、エアバッグシステムの誤作動を防
止し、システムの信頼性を向上させるためのものであ
り、機械式の主衝突センサ８の設置場所とは異なる室内
などに置かれ、電気式の主衝突センサ８とは一括して同
じ場所に設置される。そして、機械式の主衝突センサ８
との関係では、エンジンルームの点検時などに誤って、
主衝突センサ８に衝撃を与えＯＮにしたとしても、セー
フィング用衝突センサ９がＯＦＦのままであり、エアバ
ッグシステムが始動しないようになっている。電気式の
主衝突センサ８との関係では、電磁障害などで、主衝突
センサ８がＯＮになっても、セーフィング用衝突センサ
９はＯＦＦのままであり、エアバッグシステムが始動し
ないようになっている。

【０００３】主衝突センサ８は種々の衝突形態に対応
し、特定の加速度波形を検知するとＯＮするものであ
る。セーフィング用衝突センサ９はどのような衝突形態
であろうと主衝突センサ８の衝突検知時間内には必ずＯ
Ｎしていなければならず、長い衝突検知時間が求められ
る。すなわち、セーフィング用衝突センサ９に求められ
る要件として、低い加速度でも作動すること、衝突
検知時間（接点閉合時間）が長いこと、構造が簡単で
信頼性が高いことなどが求められる。

【０００４】このような要件をある程度満たす従来のセ
ーフィング用衝突センサ９としては、図４に示すリード
スイッチを用いる衝突センサがある。

【０００５】図４によりセーフィング用衝突センサ９の
詳細な構造とその作動を説明する。リードスイッチ１６
と、該リードスイッチ１６を内設する筒体１２と、該筒
体１２の外側に遊嵌され衝突を感知して移動し、前記リ
ードスイッチ１６を作動させる孔明き磁石１３と、該磁
石１３を反衝突方向に付勢するスプリング１４と、該筒
体１２が固定されるハウジング１１とからなる構造であ
る。尚、前記筒体１２の外側にはスプリング１４が嵌入
されている。又、磁石の移動方向には、移動範囲を規制
するためストッパー１５が設けられている。

【０００６】次に、このような構造の衝突センサの作動
を以下に説明する。通常、筒体１２の中に固定されてい
るリードスイッチ１６は接点を構成する磁性舌片１６
ａ，１６ｂを有し、図示のように開いており、磁石１３
はスプリング１４の付勢力により図面右方に位置してい
る。衝突に伴う加速度変化により、磁石１３がスプリン
グ１４の付勢力に打ち勝って、図面左方に移動する。磁
石１３がリードスイッチ１６にある程度近づくと、磁石
１３の磁力線が接点を構成する磁性舌片１６ａ，１６ｂ
を横切り、磁性舌片１６ａ，１６ｂが磁化して閉じるよ
うになっている。

【０００７】上述した衝突センサにおいては、磁石１３
が加速度変化に対応して移動し、ｅ位置にいたると、リ
ードスイッチ１６が閉合する。また、磁石がｆ位置にい
たると、磁力線と磁性切片１６ｂの成す角度が変化し
て、平行に近くなるためリードスイッチ１６が開く。す
なわち、磁石１３がｅ位置からｆ位置までの区間Ｌ内に
位置する時間だけ、接点が閉合していることになる。

【０００８】上述した図４の衝突センサにおいては、磁
石１３が区間Ｌに存在する時間を長くすることにより、
長い接点閉合時間を得ることができる。そこで、図５に
示されるような衝突センサ２０（特開平３─４８１６
９）が提案されている。この衝突センサ２０はリードス
イッチ１６と、該リードスイッチ１６を内設する筒体１
２と、該筒体１２の外側に遊嵌され、前記リードスイッ
チ１６を作動させる磁石１３と、該磁石１３を反衝突方
向に付勢する第１スプリング１４と、前記磁石１３を筒
体１２軸方向側に保持し、前記筒体１２の両端に摺動可
能なキャリッジ２１と、該キャリッジ２１の外側に遊嵌
され衝突を感知して移動する非磁性マス２３と、該非磁
性マス２３を反衝突方向に付勢する第２スプリング２２
と、前記筒体１２が固定されるハウジング１１とからな
る構造である。

【０００９】この様な構造の衝突センサの作動は以下の
通りである。衝突に伴う加速度変化により、磁石１３が
第１スプリング１４の付勢力に打ち勝って、図面左方に
移動する。磁石１３がリードスイッチ１６を作動させる
位置に来ると、キャリッジ２１はハウジング１１の端に
当接しているので反衝突方向に移動しようとするが、そ
の時、非磁性マス２３が第２スプリング２２の付勢力に
打ち勝って図面左方のキャリッジ２１の端に移動するの
で、キャリッジ２１の端に伝達された非磁性マス２３の
慣性力により、非磁性マス２３の全移動時間中、キャリ
ッジ２１及び磁石１３はリードスイッチを作動させる位
置に維持される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な作動の衝突センサにおいては、リードスイッチ１６を
作動させる位置に磁石１３を維持する非磁性マス２３の
慣性力が衝突に伴う加速度変化に依存しており、正面衝
突や斜め衝突などの種々の衝突形態に対応して、特定の
長い接点閉合時間を得ることが困難であるという問題点
を有していた。又、非磁性マス２３がキャリッジの２１
上に乗っているという構造上、非磁性マス２３の動きは
完全にキャリッジ２１の運動に従属しているため、キャ
リッジ２１の動き方によっては、必要な場合に非磁性マ
ス２３の慣性力を十分活用できないという問題点を有し
ていた。

【００１１】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、リードスイッチを用いる衝突センサであって、
接点閉合時間を自由に調整することができるものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明の衝突センサは、リードスイッチと、該リー
ドスイッチを内設する第１筒体と、該第１筒体の外側に
遊嵌され衝突を感知して移動し、前記リードスイッチを
作動させる第１磁石と、該第１磁石を反衝突方向に付勢
する第１スプリングと、前記第１筒体と同心円で第１磁
石等を収納する第２筒体と、該第２筒体の外側に遊嵌さ
れ衝突を感知して移動し、前記リードスイッチを作動さ
せる第２磁石又は磁性マスと、該第２磁石又は磁性マス
を反衝突方向に付勢する第２スプリングとからなり、第
１磁石及び第１スプリングの系の衝突時の運動速度と第
２磁石又は磁性マス及び第２スプリングの系の衝突時の
運動速度との間に差を設けたものである。本発明はリー
ドスイッチを動作させる第１筒体系と接点閉合時間延長
のための第２筒体系の構造を完全に機構的に独立させる
ことにより、運動系の従属による障害を排し、又、第１
筒体系と第２筒体系の連係運動を作っている磁石の磁力
の強さを調整することにより、第１筒体系に作用する慣
性力を調節できる。

【００１３】

【作用】第１磁石及び第１スプリングの系の衝突時の運
動速度と第２磁石又は磁性マス及び第２スプリングの系
の衝突時の運動速度との間に差を設けると、これらの磁
石又は磁性マスはリードスイッチを作動させる位置へ、
連続的にずれて進入し、結果として磁石がリードスイッ
チを作動させる位置に長く存在することになり、長い接
点閉合時間を得ることになる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の衝突センサを示す図であり、図
２は本発明の衝突センサの作用を示す図である。図１に
おいて図４と異なる点は２個のスプリングによりそれぞ
れ独立に反衝突方向に付勢されている、リードスイッチ
を作動させる２個の磁石を設けたことである。

【００１５】図１において、衝突センサ３０はリードス
イッチ３６と、該リードスイッチ３６を内設する第１筒
体３２と、該第１筒体３２の外側に遊嵌され衝突を感知
して移動し、前記リードスイッチを作動させる孔明き第
１磁石３３と、該第１磁石３３を反衝突方向に付勢する
第１スプリング３４と、該第１磁石３３の移動量を限定
するために磁石の移動方向に設けられたストッパー３５
と、前記第１筒体３２を収納する第２筒体３７と、該第
２筒体３７の外側に遊嵌され衝突を感知して移動し、前
記リードスイッチを作動させる孔明き第２磁石３８と、
該第２磁石を反衝突方向に付勢する第２スプリング３９
と、該第２磁石３８の移動量を限定するために磁石の移
動方向に設けられたストッパー４０と、前記第１、第２
筒体が固定されるハウジング３１とからなる構造であ
る。尚、前記筒体３２、３７の外側にはスプリング３
４、３９がそれぞれ嵌入されている。此処で、両磁石の
間に、第１磁石３３が第２磁石３８よりも速く移動する
ような速度の差を設けるために、第１スプリング３４、
第２スプリング３９のそれぞれのばね定数ｋ１，ｋ２は
ｋ１＜ｋ２に、第１磁石３３、第２磁石３８のそれぞれ
の質量ｍ１，ｍ２はｍ１≧ｍ２に調整されている。ま
た、これらの磁石はお互いにリードスイッチを作動させ
る位置に長く存在するように、磁力が調整されており、
両磁石の極性は異方向、同方向どちらでもよい。尚、図
２は異方向で図示されている。

【００１６】次に、上述した構成の衝突センサ３０の働
きを図２により説明する。通常、図２（ａ）に示される
ように、第１筒体３２の中に固定されているリードスイ
ッチ３６の接点を構成する磁性舌片３６ａ，３６ｂは開
いており、両磁石３３、３８はそれぞれ第１スプリング
３４、第２スプリング３９の付勢力により図面右方に位
置している。

【００１７】衝突が発生すると、衝突に伴う加速度変化
により、両磁石３３、３８がそれぞれ第１スプリング３
４、第２スプリング３９の付勢力に打ち勝って、図面左
方に移動する。此処で、第１スプリング３４、第２スプ
リング３９のそれぞれのばね定数ｋ１，ｋ２はｋ１＜ｋ
２となるように、第１磁石３３、第２磁石３８のそれぞ
れの質量ｍ１，ｍ２はｍ１≧ｍ２となるように調整され
ているので、第１磁石３３が第２磁石３８よりも速く移
動し、図２（ｂ）に示されるように、第１磁石３３が先
にリードスイッチ３６を作動させる区間Ｌに入り、リー
ドスイッチ３６の接点を閉合する。続いて、第２磁石３
８がリードスイッチ３６を作動させる区間Ｌに入ろうと
する。その時、それぞれの磁石が異方向の場合は図示の
とうり極性が同極なので反発しあい、第２磁石３８は速
度をゆるめられて、区間Ｌに入る。また、それぞれの磁
石が同方向の場合は、第１磁石３３が第２磁石３８に吸
引されてリードスイッチ３６を作動させる区間Ｌから出
る速度がゆるめられる。

【００１８】更に、移動すると、図２（ｃ）に示される
ように、第２磁石３８は第２筒体３７の端に設けられて
ストッパー４０に至り方向を変え、反衝突方向に移動し
ようとし、一方、第１磁石３３は区間Ｌから出ようとし
ており、この時も、それぞれの磁石が異方向の場合は図
示のとうり極性が同極なので、第１磁石３３は区間Ｌ外
に反発力を受ける。しかし、第２磁石３８で、リードス
イッチ３６の接点は閉じられたままである。また、それ
ぞれの磁石の極性が同方向の場合は、第１磁石３３が第
２磁石３８に吸引されてリードスイッチ３６を作動させ
る区間Ｌから出る速度がゆるめられる。この間、磁石が
区間Ｌ内に存在しているので、リードスイッチ３６の接
点の閉合は保たれる。

【００１９】次に、両磁石が移動していくと、図２
（ｄ）に示されるように、第１磁石３３と第２磁石３８
が重なる。この時、それぞれの磁石が異方向の場合は図
示のとうり極性が異極なので吸引力が働き一体となり、
両磁石の質量ｍ１，ｍ２を合わせたマスが移動すること
なるので、更に、移動速度が遅くなる。また、それぞれ
の磁石が同方向の場合は、始めは吸引しあっていた両磁
石もオーバーラップするほどに接近すると、反発しあい
両磁石の移動速度が更に遅くなる。この間も、磁石が区
間Ｌ内に存在しているので、リードスイッチ３６の接点
の閉合は保たれる。

【００２０】その結果、磁石はリードスイッチを作動さ
せる位置に長く存在することになり、長い接点閉合時間
を得ることになる。

【００２１】尚、上記実施例では、両磁石の速度の差
を、第２磁石が第１磁石よりも速く移動するように、第
１スプリング３４、第２スプリング３９のそれぞれのば
ね定数ｋ１，ｋ２をｋ１＜ｋ２に、第１磁石３３、第２
磁石３８のそれぞれの質量ｍ１，ｍ２をｍ１≧ｍ２に調
節したが、第１磁石が第２磁石よりも速く移動するよう
に、第１スプリング３４、第２スプリング３９のそれぞ
れのばね定数ｋ１，ｋ２をｋ１＞ｋ２に、第１磁石３
３、第２磁石３８のそれぞれの質量ｍ１，ｍ２をｍ１≦
ｍ２に調節しても同じ効果が得られる。また、上記実施
例の第２磁石の代わりに磁性マスを用いてもよく、但し
その時は、第１磁石の磁力により磁化する範囲内に磁性
マスが存在するようにスプリングのばね定数、磁石の質
量や磁力、磁石のトラベル量等を調整する。

【００２２】

【発明の効果】本発明の衝突センサは、第１磁石及び第
１スプリングの系の衝突時の運動速度と第２磁石又は磁
性マス及び第２スプリングの系の衝突時の運動速度との
間に差を設けたことにより、これらの磁石又は磁性マス
がリードスイッチを作動させる位置へ、連続的にずれて
進入するようにしたので、結果として磁石がリードスイ
ッチを作動させる位置に長く存在することになり、長い
接点閉合時間を得ることになる。また、第１磁石及び第
１スプリングの系の衝突時の運動速度と第２磁石又は磁
性マス及び第２スプリングの系の衝突時の運動速度との
差は、衝突による衝撃力の大小によらず、スプリングの
ばね定数、磁石の質量や磁力、磁石のトラベル量等のみ
によって決まるので、接点閉合時間を自由に調整するこ
とができ、種々の衝突形態に対応する、充分な閉合時間
を有するセーフィング用衝突センサとして最適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の衝突センサを示す図である。

【図２】本発明の衝突センサの作用を示す図である。

【図３】衝突センサが用いられるエアバックシステムの
回路図である。

【図４】従来の衝突センサを示す断面図である。

【図５】他の従来の衝突センサを示す断面図である。

【符号の説明】

３０ 衝突センサ ３１ ハウジング ３２ 第１筒体 ３３ 第１磁石 ３４ 第１スプリング ３５、４０ ストッパー ３６ リードスイッチ ３７ 第２筒体 ３８ 第２磁石 ３９ 第２スプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 紀之 宮城県仙台市太白区太子堂21番１号 株式 会社トーキン内 (72)発明者 大槻 靖則 宮城県仙台市太白区太子堂21番１号 株式 会社トーキン内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リードスイッチと、該リードスイッチを内
   設する第１筒体と、該第１筒体の外側に遊嵌され衝突を
   感知して移動し、前記リードスイッチを作動させる第１
   磁石と、該第１磁石を反衝突方向に付勢する第１スプリ
   ングと、前記第１筒体と同心円で第１磁石等を収納する
   第２筒体と、該第２筒体の外側に遊嵌され衝突を感知し
   て移動し、前記リードスイッチを作動させる第２磁石又
   は磁性マスと、該第２磁石又は磁性マスを反衝突方向に
   付勢する第２スプリングとからなり、第１磁石及び第１
   スプリングの系の衝突時の運動速度と第２磁石又は磁性
   マス及び第２スプリングの系の衝突時の運動速度との間
   に差を設けたことを特徴とする衝突センサ。