JPH076763U - 衝撃センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 衝撃を受けて磁気遮蔽部材を遮蔽圏外に移動
させ、固定マグネットによりリードスイッチを確実に動
作させる。 【構成】 封入管２３内に封入されたリードスイッチ２
４の感応圏内にマグネット２６を固定しておき、通常は
マグネット２６とリードスイッチ２４の間にあって磁力
線を遮蔽している磁気遮蔽部材３０が、衝撃を受けたと
きにコイルばね２５に抗して遮蔽圏外に移動して前記遮
蔽を解除し、リードスイッチ２４をマグネット２６の磁
力線により感応動作させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、衝撃で移動する磁気遮蔽部材がマグネットとリードスイッチの間 の磁気遮蔽を解除したときに、リードスイッチを一定期間確実に動作させるよう にした衝撃センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

車両の衝突による乗員の死亡事故を減らすため、前部座席に座る運転者や運転 助手を衝突時の衝撃から保護するエアバッグ装置の導入が急がれている。例えば 図３に示すエアバッグ装置１は、車両のステアリングホイールの中央部分か又は ダッシュボード部分にエアバッグ２が埋め込んであり、衝突が発生したときにス クイブと呼ばれる起爆素子３に動作電流を通電し、エアバッグ２を爆発的に展開 させる構成とされている。衝突検出に用いる衝撃センサ１１は、衝撃を感知して 接点を閉じる機械接点式であり、比較的低い重力加速度を受けても閉成してまう ため、路肩に乗り上げたときのショックや悪路走行時に路面から受ける振動等に よってエアバッグ２を不要に作動させないよう、起爆素子３を挟んで衝撃センサ １１と直列に電子スイッチ４が接続してあり、ＡＤ変換器５を介して加速度セン サ６に接続したＣＰＵ７が一定限度を越える衝撃力を演算したときに、電子スイ ッチ４を閉成させるよう構成してある。従って、衝撃センサ１１が閉じただけで はエアバッグ２が展開することはなく、衝撃センサ１１と電子スイッチ４の両方 が閉じたときに初めてエアバッグ２は展開する。

【０００３】 ところで、衝撃センサ１１は、電子スイッチ４のように電磁波障害によって閉 成することはなく、電子スイッチ４の誤動作に対する安全スイッチとして必要不 可欠であるが、一方で衝突発生初期に電子スイッチ４が作動するまでの間は確実 に閉成状態を維持する構造でなければならない。すなわち、衝撃センサ１１には 、一定値を越える重力加速度を検出したときに確実に閉成すること、さらに電子 スイッチ４が閉成するまでの間にたとえ共振等が発生しても閉成状態を維持し続 けることが要求される。特に、車両自体の構造強度や衝撃センサ１１の搭載箇所 の剛性が不足する場合は、例えば図４に示したように、衝撃センサ１１を閉成さ せる方向に作用する減速度中に、衝撃センサ１１を開成させる方向に作用する加 速度成分が周期的に重畳する共振状態が発生しやすく、共振周期に合わせて衝撃 センサ１１がオンオフを繰り返すチャタリングの危険が増すので注意が必要であ る。

【０００４】 図５，６は、上記のエアバッグ装置に用いられる従来の衝撃センサ１１の開成 時と閉成時の各状態を示す断面図である。図示の衝撃センサ１１は、有底筒状の ホルダ１２の中央部に突設した封入管１３内にリードスイッチ１４を封入し、さ らに封入管１３にコイルばね１５と環状マグネット１６を遊嵌した後、最後にホ ルダ１２に筒状ケース１７を被着して構成されている。コイルばね１５は、一端 がホルダ１２の底面に係止され、他端がマグネット１６に係止されている。マグ ネット１６は、通常はケース１７の底面に当接係止されてリードスイッチ１４の 感応圏外にあるが、衝撃センサ１１が外部から衝撃を受けると、コイルばね１５ を圧縮しながらホルダ１２の筒状端面１８に当接係止される位置まで移動する。 筒状端面１８は、マグネット１６をリードスイッチ１４の感応圏内に係止させる ためのストッパであり、このストッパに係止されたマグネット１６はその磁力に よりリードスイッチ１４を閉成する。なお、リードスイッチ１４の感応圏は、マ グネット１６がリードスイッチ１４の接点に正対するか又は正対していると見な せるごく狭い範囲に限定されており、従ってストッパとなる筒状端面１８は十分 な位置決め精度をもって製作する必要がある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の衝撃センサ１１は、筒状端面１８に当たったときにマグネット１６ が感応圏外に跳ね返されてしまわないよう、筒状端面１８の一部を突起１９によ り盛り上げることで図の上下方向に段差を設け、筒状端面１８に当接したマグネ ット１６を傾斜させることにより、遊嵌孔１６ａの開口部分の内壁が封入管１３ の外壁に摩擦係止するよう構成してあった。しかしながら、マグネット１６の遊 嵌孔１６ａは、開口部全周が封入管１３に係止するのではなく、ほぼ点接触に近 い状態の２点で封入管１３に係止されるだけであるため、封入管１３外壁との間 に生ずる摩擦係止力は微々たるものであった。このため、減速度中に加速度成分 が周期的に重畳する前述の共振が生じたりすると、マグネット１６が感応圏の内 外を共振周期で振動してしまい、リードスイッチ１４のチャタリング等が原因で 、電子スイッチ４の方は閉成したにも拘わらず衝撃センサ１１の閉成が遅れてし まい、エアバッグ２を正規に展開させることができないことがあった。

【０００６】 また、従来の衝撃センサ１１は、マグネット１６の遊嵌孔１６ａの開口部分の 内壁が封入管１３の外壁に摩擦係止したさいに、封入管１３に対する２箇所の係 止点すなわち遊嵌孔１６ａの先端側開口部と末端側開口部とでマグネット１６の 幅分程度の距離ずれがあるため、封入管１３を介してリードスイッチ１４に伝わ る衝撃が接点開閉方向（図の上下方向）に作用しやすく、このこともまた上記の チャタリングすなわち閉成状態の寸断を助長させる一因となっていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記課題を解決したものであり、リードスイッチと、該リードス イッチの感応圏内に固定されたマグネットと、通常は該マグネットと前記リード スイッチの間にあって磁力線を遮蔽しており、衝撃を受けたときにばねに抗して 移動して前記遮蔽を解除し、前記リードスイッチを前記マグネットの磁力線によ り感応動作させる磁気遮蔽部材とを具備することを特徴とするものである。

【０００８】 また、この考案は、前記磁気遮蔽部材が、前記リードスイッチに遊嵌するリン グ状部材からなることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

また、この考案は、封入管内に封入されたリードスイッチの感応圏内にマグネ ットを固定しておき、通常はマグネットとリードスイッチの間にあって磁力線を 遮蔽している磁気遮蔽部材が、衝撃を受けたときにばねに抗して遮蔽圏外に移動 して前記遮蔽を解除し、リードスイッチをマグネットの磁力線により感応動作さ せることにより、衝撃を確実に検知する。

【００１０】

【実施例】

以下、この考案の実施例について、図１，２を参照して説明する。図１，２は 、この考案の衝撃センサの一実施例のそれぞれ開成時と閉成時の状態を示す断面 図である。

【００１１】 図１に示す衝撃センサ２１は、環状マグネット２６をホルダ２２と筒状ケース ２７との間に挟持させ、外殻となる封入管２３内に封入したリードスイッチ２４ の感応圏内にマグネット２６を固定してある。また、封入管２３に遊嵌する磁性 体リングからなる磁気遮蔽部材３０をマグネット２６に係止させ、衝撃が加わっ ていないときはリードスイッチ２４に至る磁力線を遮蔽させるようにしてある。 磁気遮蔽部材３０は、マグネット２６の遊嵌孔２６ａを遊挿する小径筒部３０ａ とホルダ２２の内壁に遊嵌する大径筒部３０ｂからなり、大径筒部３０ｂの端面 とホルダ２２の底面との間にコイルばね２５を嵌装してある。なお、可動体であ る磁気遮蔽部材３０は、衝撃を受けたときに特定の位置で係止させる必要がない ため、実施例では磁気遮蔽部材３０の移動可能距離は十分にとってある。その点 、マグネット２６を可動体としていた従来の衝撃センサ１１が、マグネット１６ を感応圏内に位置規制するためマグネット１６の移動距離を制限していたのとは 、大きく異なる。

【００１２】 ところで、衝撃が加わっていない状態にあっては、磁気遮蔽部材３０はコイル ばね２５に押されて、マグネット２６の端面に大径筒部３０ｂが当接係止されて いる。このため、リードスイッチ２４の感応圏内にあるマグネット２６が発する 磁力線は、磁気遮蔽部材３０に遮蔽されてリードスイッチ２４には及ばず、リー ドスイッチ２４は開成している。すなわち、磁気遮蔽部材３０は、遮蔽圏内にあ って接点が閉じるのを阻止している。

【００１３】 ここで、衝撃センサ２１に衝撃が加わると、それまでマグネット２６に係止し ていた磁気遮蔽部材３０は、コイルばね２５を圧縮しながら移動し、図２に示し たように、遮蔽圏外に至る。その結果、マグネット２６とリードスイッチ２４の 間の磁気遮蔽が解除され、リードスイッチ２４はマグネット２６の磁力によって 接点を閉じる。磁気遮蔽部材３０は、衝撃が一定限度を越える場合は、コイルば ね２５を圧縮限界まで圧縮するが、移動限界に到達するまでに十分な距離範囲に 亙って移動することができる。このため、圧縮されたコイルばね２５に蓄勢され たエネルギにより磁気遮蔽部材３０が反発されるにしても、磁気遮蔽部材３０が 再びマグネット２６とリードスイッチ２４との間の遮蔽圏内まで戻るには相当の 時間が必要である。また、仮に減速度中に加速度成分が周期的に重畳する前述の 共振が生ずるような場合でも、磁気遮蔽部材３０の重量Ｍとコイルばね２５のば ね定数ｋとの比であるｋ／Ｍの平方根によって決まる磁気遮蔽部材３０の固有振 動数を、共振周波数と異ならしめておけば、磁気遮蔽部材３０は遮蔽圏内に引き 戻されにくく、リードスイッチ２４は電子スイッチ４が閉成するまで確実に閉成 状態を維持することができるため、エアバッグ２を正規に展開させることができ る。

【００１４】 このように、衝撃センサ２１は、リードスイッチ２４の感応圏内にマグネット ２６を固定しておき、通常はマグネット２６とリードスイッチ２４の間にあって 磁力線を遮蔽している磁気遮蔽部材３０が、衝撃を受けたときにコイルばね２５ に抗して遮蔽圏外に移動して前記遮蔽を解除し、リードスイッチ２４をマグネッ ト２６の磁力線により感応動作させる構成としたから、マグネット２６を移動さ せるのではなく、リードスイッチ２４を封入した封入管２３とマグネット２６と の間を磁気的に遮蔽する磁気遮蔽部材３０を移動させるため、可動体がマグネッ ト１６の場合のように、リードスイッチ１４の感応圏のサイズによってマグネッ ト１６の移動範囲が制約を受けたり、マグネット１６を感応圏内に停止させるた めにストッパを必要とするといったことはなく、可動体である磁気遮蔽部材３０ を十分な距離範囲に亙って移動させることが可能である。さらに、磁気遮蔽部材 ３０のために特別にストッパを設ける必要もなく、圧縮限界まで圧縮されたコイ ルばね２５をもってストッパとすることもできるので、磁気遮蔽部材３０を移動 させようとする減速度中に作用方向が正反対の加速度成分が含まれ、減速度と加 速度とが一定周期をもって交互に盛衰する共振が発生しても、例えば従来のよう に減速度によって感応圏内に移動したマグネット１６が共振による揺り戻しで遮 蔽圏外への逸脱を繰り返したり、共振周期に同期した閉成と開成が持続するチャ タリングを発生したりすることはなく、一定限度を越える衝撃に対して少なくと も当初設定した一定時間は閉成状態を維持することができる。

【００１５】 また、磁気遮蔽部材３０を、封入管２３に遊嵌する磁性体リングで構成したか ら、リードスイッチ２４を封入した封入管２３をガイドとして磁気遮蔽部材３０ を案内することができ、衝撃を受けたときにコイルばね２５を圧縮しつつ移動す る磁気遮蔽部材３０を、設計時に想定した固有振動数でもって滑らかに振動させ ることができるため、一定限度を越える衝撃に対して当初設定した一定時間は確 実に閉成状態を維持させることができる。

【００１６】 なお、上記各実施例において、電子スイッチ４が閉じないのに衝撃センサ２１ だけが閉成状態を続ける場合は、路面からの振動や路肩に乗り上げたときの衝撃 等で磁気遮蔽部材３０が遮蔽圏外に係止されたままの状態にあることを示唆する 可能性が高く、こうした場合に衝撃センサ２１の異常を計器パネル等に表示し、 ユーザに点検を要請することもできる。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案は、この考案は、リードスイッチの感応圏内に マグネットを固定しておき、通常はマグネットとリードスイッチの間にあって磁 力線を遮蔽している磁気遮蔽部材が、衝撃を受けたときにばねに抗して移動して 前記遮蔽を解除し、リードスイッチをマグネットの磁力線により感応動作させる 構成としたから、マグネットを移動させるのではなく、リードスイッチとマグネ ットとの間を磁気的に遮蔽する磁気遮蔽部材を移動させるため、可動体がマグネ ットの場合のように、リードスイッチの感応圏によってマグネットの移動範囲が 制約を受けたり、マグネットを感応圏内に停止させるためにストッパを必要とす るといったことはなく、可動体である磁気遮蔽部材を十分な距離範囲に亙って移 動させることが可能であり、また磁気遮蔽部材のために特別にストッパを設ける 必要もなく、圧縮限界まで圧縮されたばねをもってストッパとすることもでき、 従って磁気遮蔽部材を移動させようとする減速度中に作用方向が正反対の加速度 成分が含まれ、減速度と加速度とが一定周期をもって交互に盛衰する共振が発生 しても、例えば従来のように、減速度によって感応圏内に移動したマグネットが 共振による揺り戻しで感応圏外へ逸脱を繰り返したり、共振周期に同期した閉成 と開成が持続するチャタリングを発生したりすることはなく、一定限度を越える 衝撃に対して少なくとも当初設定した一定時間は閉成状態を維持することができ る等の優れた効果を奏する。

【００１８】 また、この考案は、磁気遮蔽部材を、リードスイッチに遊嵌するリング状部材 から構成したから、リードスイッチをガイドとして磁気遮蔽部材を案内すること ができ、衝撃を受けたときにばねを圧縮しつつ移動する磁気遮蔽部材を、設計時 に想定した固有振動数でもって振動させることができるため、一定限度を越える 衝撃に対して当初設定した一定時間は確実に閉成状態を維持させることができる 等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の衝撃センサの一実施例の開成状態を
示す断面図である。

【図２】図１に示した衝撃センサの閉成状態を示す断面
図である。

【図３】エアバッグ装置の一例を示す回路構成図であ
る。

【図４】共振状態での減速度と加速度の時間的経過を示
す波形図である。

【図５】従来の衝撃センサの一例の開成状態を示す断面
図である。

【図６】図５に示した衝撃センサの閉成状態を示す断面
図である。

【符号の説明】

２１ 衝撃センサ ２２ ホルダ ２３ 封入管 ２４ リードスイッチ ２５ コイルばね ２６ 環状マグネット ２７ 筒状ケース ３０ 磁気遮蔽部材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 リードスイッチと、該リードスイッチの
   感応圏内に固定されたマグネットと、通常は該マグネッ
   トと前記リードスイッチの間にあって磁力線を遮蔽して
   おり、衝撃を受けたときにばねに抗して移動して前記遮
   蔽を解除し、前記リードスイッチを前記マグネットの磁
   力線により感応動作させる磁気遮蔽部材とを具備するこ
   とを特徴とする衝撃センサ。
2. 【請求項２】 前記磁気遮蔽部材は、前記リードスイッ
   チに遊嵌するリング状部材からなることを特徴とする請
   求項１記載の衝撃センサ。