JPH0670645B2 - 衝撃検出器 - Google Patents

衝撃検出器

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JPH0670645B2
JPH0670645B2 JP4177084A JP17708492A JPH0670645B2 JP H0670645 B2 JPH0670645 B2 JP H0670645B2 JP 4177084 A JP4177084 A JP 4177084A JP 17708492 A JP17708492 A JP 17708492A JP H0670645 B2 JPH0670645 B2 JP H0670645B2
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H—ELECTRICITY
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には衝撃検出器
に関し、そしてさらに詳細には、例えば、米国特許第A
−4,543,457号に開示されたように、請求項１の前文に
明記されたような障害物を有する、車両のような動く物
体の衝撃を検出する衝撃検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】障害物を有する、車両のような動く物体
の衝撃を検出する衝撃検出器は公知である。一般的にそ
のような検出器は、弾性スプリング、磁石、傾斜面また
はそのような力の種々の組合せのような、いくつかのタ
イプの運動抵抗力により静的または非変位位置に配置さ
れる可動震動体を含む。この震動体は、衝撃検出器が、
震動体の運動方向とほぼ反対の方向に震動体に加えられ
る十分な大きさおよび継続時間の衝撃力を受けるとき、
スイッチ接点を閉じる。その衝撃力は、また、粘性ダン
パー(viscous damper)、電磁式ダンパーその他のよう
に、運動中震動体に加えられるいかなる制動力にも打勝
つため、十分な大きさおよび継続時間でなければならな
い。この衝撃検出器は、車両のような動く物体に取付け
られ、そしてスイッチ接点は、膨脹可能な乗客制止シス
テム(inflatable occupant restraint system)を作動す
るような、種々の目的のための衝撃検出情報に使用する
回路に接続される。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点および問題点を解決す
るための手段】本発明の衝撃検出器は、一般的タイプで
あり、そして、運動抵抗により静的または非変位位置に
配置された可動震動体と、粘性流体制動と、十分な大き
さおよび継続時間、および適切な方向の衝撃力を衝撃検
出器が受け、震動体がその変位位置に移動するとき閉じ
られるスイッチ接点とを含む。スイッチ接点の閉鎖は、
膨脹可能な乗客制止システムのような、車両乗客保護装
置(occupant protection device)を作動できる。
【０００４】本発明による衝撃検出器は、請求項１の特
徴部分に明示された特徴を特徴としている。
【０００５】その好ましい実施例では、衝撃検出器は、
一体の震動体を有しているミクロ機械加工されたシリコ
ンウエーハである中央チップと、震動体を囲んでいる周
辺リングと；震動体および周辺リングを相互接続してお
り、震動体に張力を加えて震動体を静的または非変位位
置に配置し、かつ変位位置の方への震動体の運動に抵抗
する複数の一体のビームとを含む。バックプレートは、
中央チップの一方の側にサンドイッチされており、そし
て震動体上のスイッチ接点から間隔をへだてており、か
つ膨脹可能な乗客制止システムのような乗客保護装置を
作動する衝撃検出回路の１部分である多数のスイッチ接
点を含む。カバープレートは、中央チップの他の側にサ
ンドイッチされている。静電電圧が、震動体とバックプ
レートとの間に加えられる。常態では、静電引力は、ビ
ームによって震動体に加えられる運動抵抗張力に打勝つ
には不十分であり、したがって震動体は、バックプレー
トに対して静的または非変位位置に維持される。十分な
大きさおよび継続時間であり、かつ変位位置の方に震動
体の運動方向とほぼ反対の適切な方向の衝撃力が、衝撃
検出器に加えられると、震動体の慣性反作用に統合した
静電引力が張力に打勝ち、そして震動体を、変位した作
動位置に動かす、この場合に、震動体上のスイッチ接点
は、バックプレート上のスイッチ接点を閉じ、そして衝
撃検出回路を作動する。一旦、スイッチ接点が閉じる
と、静電引力が、互いにラッチしたスイッチ接点を維持
する。震動体の慣性反作用および静電引力は、震動体が
変位位置に動くとき、震動体とバックプレートとの間の
空気または他の粘性流体の変位から生ずる張力および粘
性制動力に打勝つのに十分でなければならない。
【０００６】スイッチ接点は、静電電圧のようなそのよ
うな時間が減少され、そして張力が減少した静電引力に
打勝ち、震動体をその静的、非変位位置に戻すまで、互
いにラッチされたままである。これは、乗客保護装置の
回路の１部分としてのタイミング回路の必要性をなく
す。静電引力が張力に打勝ち、かつ衝撃検出器に加えら
れるいかなる衝撃力もなくスイッチ接点を閉じる変位位
置に震動体を動かすレベルに、静電引力を増加するた
め、震動体がその非変位位置にあるとき、静電電圧もま
た増加できる。これは、衝撃検出器に、所望のとき、ま
たは所定の間隔で、衝撃検出器および回路のチェックを
可能にする現場チェック能力を提供する。
【０００７】本発明の衝撃検出器の主たる特徴は、震動
体に加えられる張力によって、および震動体を変位位置
にバイアスする静電引力にバランスすることによって、
静的または非変位位置に配置された震動体を含むことで
ある。他の特徴は、静電引力が、震動体と、それから間
隔をへだてたスイッチ接点支持体との間に加えられる静
電電圧から生じ、震動体とスイッチ接点支持体との間の
空間が、粘性制動媒体を含むようになっていることであ
る。さらに他の特徴は、震動体が第１のスイッチ接点を
保持していて、この第１のスイッチが、衝撃検出器が十
分な大きさおよび継続時間の衝撃力を受けるとき、スイ
ッチ接点支持体上の第２のスイッチ接点に閉じられ、ラ
ッチされるようになっていて、静電引力に結合される震
動体の生じた慣性反作用が、張力と、震動体による変位
から生じ、かつ震動体およびスイッチ接点支持体を分離
している粘性制動媒体のいかなる制動力とにも打勝つの
に十分なことである。なお他の特徴は、静電引力が張力
によって打勝たれるレベルに、静電電圧が減少されるま
で、スイッチ接点がラッチされたままであることであ
る。なおさらに他の特徴は、静電引力が張力に打勝つレ
ベルまで、かつ、衝撃検出器と、衝撃検出器を乗客保護
装置に接続している回路との作動性の現場チェックを提
供するため、震動体をその静的、非変位位置からその変
位位置に動かすレベルまで、静電引力を増すため、静電
電圧が増加できることである。なお他の特徴は、震動体
が、ミクロ機械加工したウエーハの部分であり、そして
静的、非変位位置に震動体を位置づけする張力が、シリ
コンウエーハの周辺リング内に震動体を支持している複
数のビームによって提供さてることである。
【０００８】本発明のこれ等および他の特徴は、以下の
明細書および添付図面から明らかとなるであろう。
【０００９】
【実施例】図を参照すると、本発明による衝撃検出器
（１０）は、中央チップ１２と、頂部キャップ１４と、
バックプレート１６とを含む。中央チップ１２は、円錐
台形の細長い震動体１８と、４つの平行な間隔をへだて
た平らなビーム２０と、全体的に正方形の周辺リング２
２とを提供するためミクロ機械加工されているシリコン
ウエーハであり、すべて、公知の化学的エッチング法に
よりソリッドのシリコン部片から形成されている。円錐
台形の震動体は、ある結晶面に沿って優先的にエッチン
グするのに使用される特定の化学的エッチングから得ら
れる。長方形のような他の形状の震動体も、異なるエッ
チング法で提供されることができる。ビーム（２０）
は、所望により、相互に非平行に配置されてもよいが、
ビーム２０は平であり、そして互いに平行に図示されて
いる。周辺リング２２は、震動体１８およびビーム２０
のための安定サポートを提供する。
【００１０】頂部キャップ１４も同様に単一部片のシリ
コンで形成されており、そして下方に垂れ下がったフラ
ンジ２４を含み、このフランジ２４は、周辺リング２２
の上面に置かれ、かつその上に固定されている。
【００１１】バックプレート１６もまた、単一部片のシ
リコンで形成されており、そして中央チップ１２の方に
上方に開いているくぼみ２６を含む。バックプレート１
６は、その３つの側部に沿って中央チップ１２と同一平
面にあるが、中央チップ１２の外方に延びている１つの
側部２８を有している。バックプレート１６は、周辺リ
ング２２の下面に適切に固定されており、そして震動体
１８がその中で動く囲まれた空気を満たした空間３０を
提供するため周辺リング２２および頂部キャップ１４と
協働している。
【００１２】導体層３２は、震動体の下面に当てられて
おり、かつビーム２０の各々の下面に当てられている一
体の延長部３４を含む。１つの延長部３４は、部分的に
周辺リング２２の方に延びており、そして周辺リング２
２の下面上の接触パッド３６で終わっている。導体層３
２は、その各端３８で切り欠かれており、そして横のス
イッチ接点４０が、切欠き３８内に配置され、そして中
央チップ１２のシリコン材料によって導体層３２から絶
縁されている。
【００１３】導体層４２は、バックプレート１６のくぼ
み２６の底部壁４４に当てられている。層４２は全体的
に層３２と同じ大きさであり、かつ層３２に整合されて
いる。層４２は、その各々の端に、中央チップ１２の切
欠き３８に全体的に整合している切欠き４６を含む。各
切欠き４６内に、底部壁４４の１対の直立ポスト４８が
配置されている。各ポストの上面は、導体接点層５０で
カバーされており、この導体接点層５０は、導体ストリ
ップ層５４によってバックプレートの側部２８のそれぞ
れの接点パッド５２に接続されており、そしてこのスト
リップ層５４は、それぞれの接点５０から、それぞれの
ポスト４８の外側に沿って、くぼみ２６の底部壁４４に
沿って、その側壁５６へ、側壁の上方に、バックプレー
ト１６の上面に延び、それから前記上面に沿って、図２
で明らかなように、バックプレートの外方に延びている
側部２８上のそれぞれの接点パッド５２に延びている。
導体ストリップ層５８は、導体層４２から、底部壁４
４、側部壁５６およびバックプレートの上面に沿って、
バックプレートの外方に延びている側部２８上の接点パ
ッド６０に延びている。さらに他の導体ストリップ層６
２が、バックプレートの外方に延びている側部２８上の
接点パッド６４間に延びている。
【００１４】頂部キャップ１４が中央チップ１２の上側
に組立てられ、そしてバックプレート１６が、衝撃検出
器を形成するためその下側に組立てられたとき、接点パ
ッド５２、６０および６４は、バックプレートの外方に
延びている側部２８上に露出される。各接点４０は、そ
れぞれの対の接点５０と横に間隔をへだてた関係に配置
される。ストリップ層６２および接点パッド６４は、中
央チップ１２の接点パッド３６に電気的に係合する。対
の接点パッド５２は、膨脹可能な乗客制止システム(inf
latable occupant restraint system)のような乗客保護
装置（occupant protection device)の作動回路に接続
される。
【００１５】接点パッドの６０および６４は、導体層３
２と４２との間に電圧を加えるため、したがってバック
プレート１６の方に震動体をバイアスして、震動体１８
に静電力を加えるため、電源を横切り接続される。この
静電力は、ビーム２０を偏向するのに必要な張力よりも
少ないので、震動体１８は、接点４０および５０を相互
に間隔をへだてたまま、バックプレート１６に対してそ
の静的、非変位位置にある。十分な大きさ、継続時間
の、かつ衝撃検出器の上方の適切な方向の衝撃力が、衝
撃検出器に加えられるとき、震動対１８の慣性反作用お
よび静電力がビーム２０によって加えられる張力よりも
大きくなり、そしてその上の震動体１８は、バックプレ
ート１６の方に下方に、作動変位位置に移動する、この
場合に、スイッチ接点４０および５０が互いに閉じて、
乗客保護装置（occupant protectiondevice)の作動回路
を作動する。震動体１８と、バックプレート１６の壁４
４との間の空気層を変位する震動体１８から生ずる粘性
制動が、その静的、非変位位置からその作動変位位置に
震動体１８を動かすのに必要な全エネルギーを増加す
る。
【００１６】一旦、スイッチ接点４０および５０が互い
に閉じると、それ等のスイッチ接点は、導体層３２と４
２との間に加えられる静電力により互いにラッチされた
ままとなる。したがって乗客保護装置のための作動回路
は、いかなるタイミング回路をも含む必要がない。
【００１７】所定の時間周期後、またはいくつかの事象
発生後、層３２と４２との間の電圧は、それ等の間の静
電力をビーム２０によって加えられる張力以下に減少す
るため、減少される。それから、張力が、震動体１８を
その静的、非変位位置に戻す。同様に、層３２と４２と
の間の静電力は、ビーム２０によって加えられる張力に
打勝つため、震動体１８の非変位位置で増加され、そし
て震動体１８をその変位置に動かし、衝撃検出器および
乗客保護装置のための作動回路の作動性の現場チェット
を与えることができる。
【００１８】この衝撃検出器は、４つの間隔をへだてた
平行なビーム２０を含むように図示され説明したけれど
も、ビーム数は４よりも多くても少くてもよく、そして
そのようなビームから生ずる張力が、層３２と４２との
間の静電力に抵抗し、かつその静的非変位位置に震動体
１８を配置するのに十分であれば、そのようなビーム
は、相互に平行関係に配置される必要はないと理解され
るべきである。
【００１９】したがって、本発明は、震動体を変位位置
にバイアスして、静電力にバランスする張力によって非
変位置に配置される震動体を含んでいて、十分な量の衝
撃力が静電力に加えられたとき、震動体変位位置に可動
である改良された衝撃検出器を提供する。
【００２０】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による衝撃検出器の断面図であ
る；
【図２】図２は、本発明による衝撃検出器の部分斜視図
である。
【符号の説明】
１、 １２ 中央チップ ２、 １４ 頂部キャップ ３、 １６ バック プレート ４、 １８ 震動体 ５、 ２０ ビーム ６、 ２２ 周辺リング ７、 ２６ くぼみ ８、 ３２ 導体層 ９、 ３４ 延長部 １０、 ４２ 導体層 １１、 ４４ 底部壁 １２、 ５４ ストリップ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダン・ウエズレイ・チルコット アメリカ合衆国インディアナ州46936，グ リーンタウン，サウス・600・イースト 77 (56)参考文献 特開 平２−110383（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−253657（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】震動体（１８）と、震動体（１８）を静
    的、非変位位置に配置し、かつ作動、変位位置への震動
    体（１８）の運動に抵抗するため、震動体（１８）に張
    力を加える手段（２０）と、震動体と一緒に運動するた
    めの震動体（１８）によって運ばれる第１の接点手段
    （４０）と、第１の接点手段（４０）と間隔をへだてた
    関係に配置された接点支持手段（１６）と、接点支持手
    段（１６）上にあって、作動変位位置に震動体（１８）
    の変位のとき、第１の接点手段（４０）に閉じる第２の
    接点手段（５０）とを具備していて、障害物を有する動
    く物体の衝撃を検出する衝撃検出器（１０）において、 震動体（１８）と該震動体（１８）を変位位置の方にバ
    イアスしている接点支持手段（１６）との間に静電力を
    加える導体手段（３２、３４）を含み、震動体（１８）
    に加えられる張力が、静電力による変位位置への震動体
    （１８）の運動に抵抗するのに十分であり、前記静電力
    と結合された震動体（１８）への適切な方向の十分な大
    きさおよび継続時間の衝撃力の付加が、張力抵抗に打勝
    ち、そして静電力が第１の接点手段（４０）を第２の接
    点手段（５０）にラッチする変位位置に震動体（１８）
    を動かし、そしてさらに、張力により第１（４０）およ
    び第２（５０）の接点手段のラッチを外し、そして震動
    体（１８）を静的、非変位位置に戻すのを可能にするた
    め、震動体（１８）の変位位置において震動体（１８）
    と接点支持手段（１６）との間の静電力を減少する回路
    手段を含むことを特徴とする衝撃検出器（１０）。
  2. 【請求項２】支持体（２２）と、前記静的、非変位位置
    に震動体（１８）を位置し、かつ前記作動変位位置への
    震動体（１８）の運動に抵抗するように、前記張力を震
    動体（１８）に加えるため、支持体（２２）と震動体
    （１８）とを相互に接続している複数のビーム（２０）
    とを含む請求項１に記載の衝撃検出器（１０）。
  3. 【請求項３】前記震動体（１８）を設けるためミクロ機
    械加工されたシリコンウエーハ（１２）と、震動体（１
    ８）を囲んでいる周辺リング（２２）と、周辺リング
    （２２）と震動体（１８）とを相互に接続しており、そ
    して前記静的、非変位位置に震動体（１８）を配置し、
    かつ前記作動変位位置への震動体（１８）の運動に抵抗
    するように、震動体（１８）に前記張力を加える手段
    （２０）とを具備している請求項１に記載の衝撃検出器
    （１０）。
  4. 【請求項４】前記震動体（１８）を設けるためミクロ機
    械加工されているシリコンウエーハ（１２）と、震動体
    （１８）を囲んでいる周辺リング（２２）と、周辺リン
    グ（２２）と震動体（１８）とを相互に接続しており、
    そして前記静的、非変位位置に震動体（１８）を配置
    し、かつ前記作動変位位置への震動体（１８）の運動に
    抵抗するように、震動体（１８）に前記張力を加える複
    数のビーム（２０）とを具備している請求項１に記載の
    衝撃検出器（１０）。
  5. 【請求項５】ビーム（２０）が、互いに平行な間隔をへ
    だてた関係に配置されている請求項４に記載の衝撃検出
    器（１０）。
  6. 【請求項６】ビーム（２０）が、互いに非平行関係に配
    置されている請求項４に記載の衝撃検出器。
  7. 【請求項７】震動体（１８）が、円錐台形である請求項
    １に記載の衝撃検出器（１０）。
  8. 【請求項８】震動体（１８）が、円錐台形であり、そし
    てビーム（２０）が平らである請求項１に記載の衝撃検
    出器。
  9. 【請求項９】震動体（１８）および接点支持手段（１
    ６）が各々、接点層（３２、４２）を備えており、そし
    て震動体（１８）と接点支持手段（１６）との間に静電
    力を発生するため、前記層（３２、４２）の間に電圧が
    加えられる請求項１に記載の衝撃検出器（１０）。
JP4177084A 1991-07-05 1992-07-03 衝撃検出器 Expired - Fee Related JPH0670645B2 (ja)

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