JPH0734374U - 衝突センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 逆Ｇが発生してもＯＮ信号に瞬断の生じない
セーフィング用衝突センサを提供しようとするものであ
る。 【構成】 側面２ｃとその両端面２ａ、２ｂとで形成さ
れるボディ２と、該ボディ２内で両端面２ａ、２ｂ間に
延びる筒体３と、衝突による加速度を検知して前記ボデ
ィ２内であって該筒体３の外側を一端面２ａ側から他端
面２ｂ側へと移動する磁石４と、該磁石４の移動によっ
て閉じる前記筒体３に内設されたリードスイッチ１２
と、前記磁石４を前記ボディ２の一端面２ａ側へと付勢
するスプリング５とを備えた衝突センサにおいて、衝突
による加速度を検知して前記ボディ２の一端面２ａ側か
ら他端面２ｂ側へと移動する質量体２３を前記磁石４と
前記一端面２ａとの間に設けた衝突センサである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、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】

この種のセーフィング用衝突センサは、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、主衝突センサが、機械式の 場合は、主衝突センサの設置場所とは異なる室内などに置かれ、エンジンルーム の点検時などに誤って、主衝突センサに衝撃を与え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。電気式の場合は、主衝突センサと一括して同じ場所に設置され 、電磁障害などで、主衝突センサがＯＮになっても、セーフィング用衝突センサ 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。そ して、衝突が発生すると、主衝突センサ及びセーフィング用衝突センサの両方が ＯＮになってエアバッグシステムが始動する。

【０００３】 主衝突センサは全ての衝突形態に対応し、特定の加速度を検知するとＯＮする ものであり、その作動時間は短い。しかし、セーフィング用衝突センサは主衝突 センサの作動時間内には必ずＯＮしていなければならず、長い作動時間が求めら れる。即ち、セーフィング用衝突センサに求められる要件として、低い加速度 でも作動すること、接点閉合時間（作動時間）が長いこと、構造が簡単で信 頼性が高いこと等が求められる。

【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１０１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１０１の構造と作動を説明する。側面１ １１ｃとその両端面１１１ａ、１１１ｂとで形成されるボディ１１１と、ボディ １１１内で両端面１１１ａ、１１１ｂ間に延びる筒体１１２と、筒体１１２の外 側に遊嵌され衝突による加速度を検知して一端面１１１ａ側から他端面１１ｂ側 へと移動する孔明き磁石１１３と、磁石１１３の移動によって閉じる筒体１１２ に内設されたリードスイッチ１１６と、磁石１１３を反衝突方向である一端面１ １１ａ側へと付勢する付勢手段としてのスプリングバネ１１４とからなる構造で ある。尚、１１５は衝突を検知して移動してきた磁石１１３がボディ１１１の他 端面１１１ｂに直接当接しないようにするためのストッパーで、他端面１１１ｂ と一体成形されて蓋状になっており、ボディ１１１の円周方向の大部分にわたっ て一体的に圧入されている。

【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１１ ２の中に固定されているリードスイッチ１１６は接点を構成する磁性舌片１１６ ａ，１１６ｂを有し、通常は図示のように開いており、磁石１１３はスプリング １１４の付勢力により端面１１１ａ側に位置している。衝突に伴う加速度により 、磁石１１３がスプリング１４の付勢力に打ち勝って、端面１１１ｂ側に移動す る。そして、磁石１１３がリードスイッチ１１６の区間Ｌ内に入ると、その磁力 が接点を構成する磁性舌片１１６ａ，１１６ｂに作用し、磁性舌片１１６ａ，１ １６ｂが磁化して閉じる。従って、磁石１１３が衝突による加速度変化に対応し て移動し、磁石１１３が区間Ｌ内に位置する時間だけ接点が閉合する。

【０００７】 更に、上述の従来のセーフィング用衝突センサの作動時期と主衝突センサの作 動時期との関係を図５によって説明する。図５（ａ）及び（ａ′）は、加速度に 変化に対応して移動する磁石１１３の位置を時間経過にしたがって図上方から下 方へと図示している。図５（ｂ）及び（ｂ′）は、通常はＯＦＦ状態である従来 のセーフィング用衝突センサ（Ｓ．Ｓ）と主衝突センサ（Ｅ．Ｓ）が衝突を検知 して検知信号（ＯＮ信号）を出力する様子を時間経過にしたがって示している。

【０００８】 図５（ａ）及び（ｂ）において、通常、磁石１１３はリードスイッチ１１６を 閉合させる区間Ｌの手前に位置している。衝突が起きると、磁石１１３は衝突 による加速度変化を検知して図右方向に移動する。区間Ｌに差しかかると、リ ードスイッチ１１６が閉合しＯＮ信号を出力する。更に、図右方向に移動し続け て区間Ｌを横切り、ストッパー１１５に当接し、ストッパー１１５の抗力と スプリングの付勢力により磁石１１３が図左方に移動して区間Ｌから出る位置 まで、リードスイッチ１１６は閉合状態でＯＮ信号を出力したままである。磁石 １１３が区間Ｌから出しまうと、リードスイッチ１１６は開き信号がＯＦＦに なる。

【０００９】 エアバッグを膨張させるインフレータ等へこの従来のセーフィング用衝突セン サ（Ｓ．Ｓ）がＯＮ信号を出力している間に、主衝突センサ（Ｅ．Ｓ）も衝突に 反応してＯＮ信号を出力してエアバッグモジュールを作動させる。図５（ｂ）に 示す斜線部分は、エアバッグモジュールを作動させるインフレータ等に電流が供 給されている時間を示している。

【００１０】 ところで、セーフィング用衝突センサ（Ｓ．Ｓ）が検知する衝突の加速度は、 図６に示すように殆どがプラス方向、即ち、磁石１１３がスプリング１４の付勢 力に打ち勝ってリードスイッチ１１６を閉合する方向であるが、時々、マイナス 方向の加速度（逆Ｇ）が発生する。この逆Ｇが図５（ａ′）に示すように区間Ｌ に進入し始めた時に発生すると、磁石１１３はスプリング１４の付勢力に負け てしまいａの位置に後退してしまう。すると、一旦、図５（ｂ′）に示すよう にリードスイッチが閉合されてＯＮ信号を出力したものが、又ＯＦＦ状態に戻っ てしまう（瞬断）。そして、次のプラス方向の加速度が生じた時に再び、区間Ｌ 側へと向かって移動し、リードスイッチを閉合ｂしてＯＮ信号を出力する。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

このように従来のセーフィング用衝突センサ（Ｓ．Ｓ）のＯＮ信号が瞬断され ている時に、主衝突センサ（Ｅ．Ｓ）が衝突を検知してＯＮ信号を出力してもエ アバッグモジュールは作動せず、エアバッグモジュールが作動するのは、磁石１ １３がｂの位置に来たときとなる。そのため、主衝突センサ（Ｅ．Ｓ）が衝突 を実際に検知したときよりも遅くなり、乗員保護が十分に行われないという問題 を有している。又、エアバッグモジュールを作動させるインフレータ等に電流が 供給されている時間も図５（ｂ′）に示す斜線部分と、図５（ｂ）に示す斜線部 分の本来の供給時間に比べ短くなるので、エアバッグモジュールを作動させるに 必要な電流がインフレータ等に供給されずに不爆になる可能性を有するという問 題も含んでいる。

【００１２】 そこで、逆Ｇが発生しても磁石１１３がスプリング１４の付勢力に負けて容易 に後退してしまわないように、磁石１１３全体の質量を増加させたり、スプリン グ１１４のばね定数を適切なものにしたり、磁石１１３と筒体１１２の摩擦係数 を大きくするなどが考えられる。しかしながら、磁石１１３全体の質量を増加さ せるとセーフィング用衝突センサ（Ｓ．Ｓ）の衝突による加速度を検知する作動 特性がかわってしまい好ましくない。又、全ての衝突形態に対応して、瞬断を防 止するように、ばね定数や摩擦係数を適切なものに調節するのは困難であるとい う問題点を有している。

【００１３】 本考案は、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、逆Ｇが発生してもＯＮ信号に瞬断の生じないセーフ ィング用衝突センサを提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を解決する本考案の衝突センサは、側面とその両端面とで形成される ボディと、該ボディ内で両端面間に延びる筒体と、衝突による加速度を検知して 前記ボディ内であって該筒体の外側を一端面側から他端面側へと移動する磁石と 、該磁石の移動によって閉じる前記筒体に内設されたリードスイッチと、前記磁 石を前記ボディの一端面側へと付勢する付勢手段とを備えた衝突センサにおいて 、衝突による加速度を検知して前記ボディの一端面側から他端面側へと移動する 質量体を前記磁石と前記一端面との間に設けたものである。

【００１５】

【作用】

衝突による加速度を検知してボディの一端面側から他端面側へと移動する質量 体を磁石と一端面との間に設けると、磁石と同様に衝突による加速度を検知して 一端面側から他端面側へと磁石を追従するように移動してきた質量体が、逆Ｇの 発生によりスプリングの付勢力に負けて後退しようとする磁石の移動を阻止する 。

【００１６】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照しつつ説明する。図１は本考案実施の衝突 センサの断面図である。

【００１７】 図１において、ボディ２は、側面２ｃの一端側が端面２ａによって閉塞され他 端が開放された箱体と、この箱体の他端側の開放端に嵌入されボディ２の他端側 端面２ｂとなるプラスチッチ成形体の蓋体６とからなり、衝突センサ１の各部分 はこのボディ２の中に収められている。このボディ２内の両端面２ａ、２ｂ間に 延びる中空筒体３はボディ２の一端面２ａ側に突設されたプラスチックの一体成 形品となっている。この中空筒体３の一端面２ａ側に孔明き磁石４が軸方向移動 可能に遊嵌され、衝突による加速度を検知すると、ボディ内２であって中空筒体 ３の外側を一端面２ａ側から他端面２ｂ側へと移動する。更に、この中空筒体３ の一端面２ａ側には、前記磁石４と一端面２ａとの間に質量体２３も軸方向移動 可能に遊嵌され、衝突による加速度を検知すると、磁石４とは独立してボディ内 ２であって中空筒体３の外側を一端面２ａ側から他端面２ｂ側へと移動する。

【００１８】 そして、この磁石４は付勢手段としてのスプリング５によって一端面２ａ側に 付勢されており、衝突が発生しない限り図示の位置にある。蓋体６は筒体３との 嵌合部９を有し、更に磁石４がスプリング５の付勢力に抗して矢印ａ方向に移動 した時に衝突するストッパー部１１部を有して筒体３との間にスプリング５の他 端側の収納空間１０を形成している。筒体３内にはリードスイッチ１２が内設さ れ、磁石４が移動して区間Ｌ内に進入すると閉じる一対の磁性舌片１３，１４で 接点を構成しそれぞれリード線１５，１６となって蓋体６に植設され、リードス イッチ１２が所定の位置に保持される。

【００１９】 一方のリード線１５の突出端１５ａはＵ字型の端子１７にロー付けされる。こ の端子１７は蓋体６の孔１８とボディ２の側面２ｃの孔１９を貫通し、蓋体６を ボディ２の所定位置に止めるピンの役割も果たしている。他方のリード線１６は ボディ２の一端面２ａ側で折り曲げられ、紙面厚み方向奥に同様の構造でＵ字型 の端子２０にロー付けされる。なお、リードスイッチ１２の周囲の空間２１はシ リコン樹脂が充填され、蓋体６が箱体２に嵌入された後の空間２２にはエポキシ 樹脂が充填されて、外気と完全に遮断され密封される。

【００２０】 つぎに、上述した構造の衝突センサ１の作動を図２により説明する。図２は、 加速度変化に対応して移動する磁石４及び質量体２３の位置を時間経過にしたが って図上方から下方へと図示している。ストッパー１１側で衝突が発生すると、 磁石４及び質量体２３は独立して加速度変化を検知し、矢印２４方向へ移動する （３１）、（４１）。この場合、磁石４の方はスプリング５の付勢力に抗しての 移動である。そして、磁石４が区間Ｌにさしかかると、リードスイッチ１２の接 点を閉合し、ＯＮ信号を出力する（３２）、（４２）。

【００２１】 この時に、逆Ｇが発生すると、磁石４はスプリング５の付勢力に負けてしまい 直ぐさま矢印２５方向に戻ろうとする。一方、質量体２３はスプリング５と直に 接していないのでスプリング５の付勢力に抗して依然２４方向に移動しようと、 若しくはその場に止まっていようとする。その結果、質量体２３が逆Ｇの発生に よりスプリングの付勢力に負けて後退しようとする磁石４の移動を阻止する作用 をし、ＯＮ信号の瞬断を防止する。そして、ＯＮ信号が瞬断されること無く、次 のプラス方向の加速度によって、再び、磁石４及び質量体２３は矢印２４方向に 移動する（３３）（４３）。

【００２２】 リードスイッチ１２の接点を閉合した状態のまま磁石４は更に移動し、ストッ パー１１に当たる（３４）（４４）。このストッパー１１での反発力とスプリン グの付勢力によって磁石４は矢印２５方向に戻ろうとするが、この時も又、質量 体２３はストッパー１１とスプリング５と直に接していないのでストッパー１１ の反発力やスプリング５の付勢力に抗して依然２４方向に移動しようとする。そ のため、磁石４のストッパー１１による反発速度は遅くなり、磁石４がリードス イッチ１２の接点を閉合する区間Ｌ内に存在する時間が一層長くなり、エアバグ モジュールを作動させるに必要な電流供給時間を十分に確保する。そして、衝突 終期には衝突による加速度変化が無くなり、スプリングの付勢力によって、磁石 ４及び質量体２３の両方が矢印２５方向に戻される。

【００２３】 図３は、本考案衝突センサの他の実施例である。磁石４及び質量体２３が衝突 の加速度変化を独立に検知して移動することを確実にするために、磁石４と質量 体２３間に突起２３ａを設けて隙間を開け、更に、ストッパー１１による反発力 を和らげるための突起１１ａをストッパー１１に設けたものである。前記突起２ ３ａは、磁石４と質量体２３のどちら側に設けてもよく、又両方に設けてもよい 。

【００２４】

【考案の効果】

このように本考案のセーフィング用衝突センサは、逆Ｇ発生によるＯＮ信号の 瞬断を阻止し、主衝突センサが衝突を検知してＯＮ信号を出力した場合に必ずＯ Ｎ信号を出力しているようにして、エアバッグモジュールの作動の遅れ、又、エ アバッグモジュールを作動させるに必要な電流供給時間が短くなることを防止す る。その結果、確実に衝突と同時にエアバッグモジュールを作動させて乗員保護 を確保する。

【提出日】平成６年３月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【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１１２の中に固定されているリードスイッチ１１６は接点を構成する磁 性舌片１１６ａ，１１６ｂを有し、通常は図示のように開いており、磁石１１３ はスプリング１１４の付勢力により端面１１１ａ側に位置している。衝突に伴う 加速度により、磁石１１３がスプリング１１４の付勢力に打ち勝って、端面１１ １ｂ側に移動する。そして、磁石１１３がリードスイッチ１１６の区間Ｌ内に入 ると、その磁力が接点を構成する磁性舌片１１６ａ，１１６ｂに作用し、磁性舌 片１１６ａ，１１６ｂが閉じる。従って、磁石１１３が衝突による加速度変化に 対応して移動し、磁石１１３が区間Ｌ内に位置する時間だけ接点が閉合する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】 ところで、セーフィング用衝突センサ（Ｓ．Ｓ）が検知する衝突 の加速度は、図６に示すように殆どがプラス方向、即ち、磁石１１３がスプリン グ１１４の付勢力に打ち勝ってリードスイッチ１１６を閉合する方向であるが衝 突時には 、時々、マイナス方向の加速度（逆Ｇ）が発生する。この逆Ｇが図５（ ａ′）に示すように区間Ｌに進入し始めた時に発生すると、磁石１１３はスプ リング１１４の付勢力に負けてしまいａの位置に後退してしまう。すると、一 旦、図５（ｂ′）に示すようにリードスイッチが閉合されてＯＮ信号を出力した ものが、又ＯＦＦ状態に戻ってしまう（瞬断）。そして、次のプラス方向の加速 度が生じた時に再び、区間Ｌ側へと向かって移動し、リードスイッチを閉合ｂ してＯＮ信号を出力する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】 このように従来のセーフィング用衝突セ ンサ（Ｓ．Ｓ）のＯＮ信号が瞬断されている時に、主衝突センサ（Ｅ．Ｓ）が衝 突を検知してＯＮ信号を出力してもエアバッグモジュールは作動せず、エアバッ グモジュールが作動するのは、磁石１１３がｂの位置に来たときとなる。その ため、主衝突センサ（Ｅ．Ｓ）が衝突を実際に検知したときよりもエアバッグモ ジュールの作動が 遅くなり、乗員保護が十分に行われないという問題を有してい る。又、エアバッグモジュールを作動させるインフレータ等に電流が供給されて いる時間も図５（ｂ′）に示す斜線部分と、図５（ｂ）に示す斜線部分の本来の 供給時間に比べ短くなるので、エアバッグモジュールを作動させるに必要な電流 がインフレータ等に供給されずに不爆になる可能性を有するという問題も含んで いる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】 そこで、逆Ｇが発生しても磁石１１３がスプリング１１４の付勢 力に負けて容易に後退してしまわないように、磁石１１３全体の質量を増加させ たり、スプリング１１４のばね定数を適切なものにしたり、磁石１１３と筒体１ １２の摩擦係数を大きくするなどが考えられる。しかしながら、磁石１１３全体 の質量を増加させるとセーフィング用衝突センサ（Ｓ・Ｓ）の衝突による加速度 を検知する作動特性がかわってしまい好ましくない。又、全ての衝突形態に対応 して、瞬断を防止するように、ばね定数や摩擦係数を適切なものに調節するのは 困難であるという問題点を有している。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】 本考案は、従来のセンサが有していた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、逆Ｇが発生してもＯＮ信号に瞬 断の生じないセーフィング用衝突センサを提供しようとするものである。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】 つぎに、上述した構造の衝突センサ１の作動を図２により説明す る。図２は、加速度変化に対応して移動する磁石４及び質量体２３の位置を時間 経過にしたがって図上方から下方へと図示している。ストッパー１１側で衝突が 発生すると、磁石４及び質量体２３は独立して加速度変化を検知し、矢印２４方 向へ移動する（２３１）、（４１）。この場合、磁石４の方はスプリング５の付 勢力に抗しての移動である。そして磁石４が区間Ｌにさしかかると、リードスイ ッチ１２の接点を閉合し、ＯＮ信号を出力する（２３２）、（４２）。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】 この時に、逆Ｇが発生すると、磁石４とスプリング５の付勢力に 負けてしまい直ぐさま矢印２５方向に戻ろうとする。一方、質量体２３はスプリ ング５と直に接していないのでスプリング５の付勢力に抗して依然２４方向に移 動しようと、若しくはその場に止まっていようとする。その結果、質量体２３が 逆Ｇの発生によりスプリングの付勢力に負けて後退しようとする磁石４の移動を 阻止する作用をし、ＯＮ信号の瞬断を防止する。そして、ＯＮ信号が瞬断される こと無く、次のプラス方向の加速度によって、再び、磁石４及び質量体２３は矢 印２４方向に移動する（２３３）（４３）。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】 リードスイッチ１２の接点を閉合した状態のまま磁石４は更に移 動し、ストッパー１１に当たる（２３４）（４４）。このストッパー１１での反 発力とスプリングの付勢力によって磁石４は矢印２５方向に戻ろうとするが、こ の時も又、質量体２３はストッパー１１とスプリング５と直に接していないので ストッパー１１の反発力やスプリング５の付勢力に抗して依然２４方向に移動し ようとする。そのため、磁石４のストッパー１１による反発速度は遅くなり、磁 石４がリードスイッチ１２の接点を閉合する区間Ｌ内に存在する時間が一層長く なり、エアバッグモジュールを作動させるに必要な電流供給時間を十分に確保す る。そして、衝突終期には衝突による加速度変化が無くなり、スプリングの付勢 力によって、磁石４及び質量体２３の両方が矢印２５方向に戻される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の衝突センサの断面図である。

【図２】本考案の衝突センサの作用図である。

【図３】本考案実施の他の衝突センサの断面図である。

【図４】従来の衝突センサを示す断面図である。

【図５】従来の衝突センサの課題を示す図である。

【図６】衝突により衝突センサに入力される加速度を示
すグラフである。

【符号の説明】

２ ボディ ２ａ 一端面 ２ｂ 他端面 ２ｃ 側面 ３ 中空筒体 ４ 孔明き磁石 ５ スプリング（付勢手段） ６ 蓋体 １１ ストッパー １２ リードスイッチ ２３ 質量体

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【手続補正書】

【提出日】平成６年３月２５日

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 山本 直治 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)考案者 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

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 側面とその両端面とで形成されるボディ
   と、該ボディ内で両端面間に延びる筒体と、衝突による
   加速度を検知して前記ボディ内であって該筒体の外側を
   一端面側から他端面側へと移動する磁石と、該磁石の移
   動によって閉じる前記筒体に内設されたリードスイッチ
   と、前記磁石を前記ボディの一端面側へと付勢する付勢
   手段とを備えた衝突センサにおいて、衝突による加速度
   を検知して前記ボディの一端面側から他端面側へと移動
   する質量体を前記磁石と前記一端面との間に設けたこと
   を特徴とする衝突センサ。