JPH0795078B2 - 安全速度変化センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【関連出願】この出願は、「二極センサを具備する速度
変化センサ」の名称で１９８９年１０月１９日に出願さ
れた米国出願番号第４２３，８７１号の一部継続出願に
対応する。この出願の要旨は、さらに同一譲受人所有の
下記の米国出願に関連している。 名称 出願番号 出願日 ばね付勢を有する速度変化センサ ４４７，１０８ １２／６／８９ 接点係止部材を有する速度変化センサ ４１７，９１４ １０／６／８９ 磁界集中器および指向器を有する 速度変化センサ ４１８，１４７ １０／６／８９ 改良されたばね付勢を有する 速度変化センサ ５８７，２６２ ９／２４／９０

【０００２】

【発明の背景】

１．発明の分野 この発明は、急激な速度変化を検出し、これに応答して
エアバッグ・システム等の乗員拘束システムを起動する
ために自動車に使用される速度変化センサすなわち加速
度計に関する。さらに詳しくは、この発明は、急激な減
速に応答して、一対の接点ブレードを起動するために設
定位置に移動する要素を含む安全センサに関する。

【０００３】２．背景技術 研究の結果、自動車事故による傷害（特に高速時）は、
乗員拘束システムを使用することにより大幅に減少でき
ることが判明した（用語「乗員」とは、車の運転者も含
む）。これらのシステムは、インストルメント・パネル
またはステアリング・ホイールに収容された膨張自在の
風船（通常、エアバッグと称される）を有している。自
動車が急激な減速を受けた時、エアバッグは膨張し、か
つ、乗員を緩衝し、彼らの動きを拘束し、さらに乗員と
車内のもの（前面ガラス、ステアリング・ホイール、イ
ンストルメント・パネル等）との間の接触を防ぐ位置に
自動的に展開する。勿論、これらのシステムの重要な要
素は、エアバッグの膨張および展開を始動する速度変化
センサすなわち加速度計である。乗員が大きな傷害を負
う前に、エアバッグが迅速に展開できるよう、自動車の
動きを注意深く、かつ正確に監視しなければならない。

【０００４】この出願の出願人に譲渡された米国特許第
４，３２９，５４９号に速度変化センサが開示されてい
る。このセンサは金属製シェルを包囲する筒状ハウジン
グと、金属製球体と、この球体をシェルの第一端部に向
けて付勢する磁石とを有している。シェルの第二端部に
は、一対の電気接点ブレードが設けられている。自動車
が設定レベル以上の減速を受けたときに、球体が前記第
一端部から前記第二端部に移動して二つのブレードと接
触するように、自動車内におけるこのセンサの方位が決
められている。ブレードおよび球体は導電性材料で作ら
れているので、球体がブレードに接触した時、二つのブ
レード間に電気通路が形成される。この電気通路はエア
バッグ展開用信号を発生させるのに使用される。先行技
術の問題点はシステムの安全性である。衝突時のエアバ
ッグの展開は乗員の保護を保証するために重要である
が、誤った展開を防止することも同様に重要である。エ
アバッグはいったん展開すると、運転者の動きを著しく
阻害する。

【０００５】

【発明の目的および概要】上記先行技術の欠点を考慮し
て、この発明の目的は、拘束シスシムの作用に対する冗
長度を与える安価な安全センサを備えた拘束システムを
提供することにある。他の目的は、慣性移動要素（慣性
部材）が二つの電気接点ブレードを実質的に同時に接触
させるように構成された安全センサを具備する拘束シス
テムを提供することにある。

【０００６】この発明の他の目的および利点は以下の記
載から明らかになるであろう。この発明の加速度計は、
少なくとも一対の接点ブレードを有するハウジングと、
自動車の速度変化に応答して所定の通路を移動する慣性
部材とを有する。慣性部材の接触を介して直接的な電気
通路が形成されるように、二つの接点ブレードは慣性部
材の移動通路に配置されている。一つの態様では、慣性
部材を介して電気接触が生じたときに、衝突が検出され
る。別の態様では、一つの接点が慣性部材の影響により
曲げられてもう一つの接点と接触する。重要なことは、
センサの迅速な動作を保証するために、慣性部材の移動
が減衰されないことである。

【０００７】

【実施例】安全センサの作用をより明確にするために、
乗員拘束システム１０のブロック図を示す図１について
説明する。この拘束システムは、一次（識別）センサ１
４に結合された安全センサ１２を有する。一次センサ１
４は、エアバッグ１８を膨張させるための膨張装置１６
を起動させる。一次センサ１４は、衝突を識別する、す
なわち、低速衝突と高速衝突とを識別するように構成さ
れた制動センサでもよい。

【０００８】次に、他の図について述べると、この発明
の安全センサ１２は、通常、自動車（図示せず）に配置
される。この安全センサ１２は、末広がりの端部２２と
注封材料で閉塞された開放端部２４を有する筒状部２０
を有する。プラグ２８と端部２４の接合部は他の手段に
より密封してもよい。プラグ２８は球状凹部３０を有す
る注封部２６に隣接して配置されている。筒部２０は好
ましくはプラスチック材料で形成され、金属製球体３４
等の慣性部材を保持する。末広がりの端部２２は外周フ
ランジ３２を有し、かつ、軸方向に配置された保持部材
４４により覆われている。保持部材４４は、接着剤や圧
着等の周知の手段により筒部２０に取り付けることがで
きる。４つのブレード４６，４８，５０，５２が保持部
材４０に取り付けられている。便宜上、ブレード４６，
４８を下部ブレードと呼び、ブレード５０，５２を上部
ブレードと呼ぶ。これらのブレードの各々は、保持部材
４０の孔５６を貫通する直線部を有する。各ブレードは
ブッシュ５４等の絶縁ブッシュにより所定の位置に維持
され、かつ、比較的薄くて平らな銅等の導電材料で形成
されている。図２に示すように、下部ブレード４６，４
８の上端部は湾曲部５８，６０になっている。上部ブレ
ード５０，５２はさらに半径方向内側に延びて、筒部２
０の通路４０に入り込み、その先端部６２，６４は好ま
しくはプラスチック材料等の絶縁材料で形成されてい
る。さらに、もう一つのやり方として、球体３４を絶縁
材料で被覆してもよい。ブレード４６，４８を図２に示
す位置にセットする肩部６６，６８が筒部２９内に設け
られている。

【０００９】通路４０は複数のリブ７０により規定さ
れ、大きな空気力学的な減衰をおこすことなく球体３４
を案内する。面３０に対向する球状内面７４を有するス
トッパ７２が保持部材４４に取り付けられている。面７
４，３０の曲率半径は球体３４の半径に等しい。外部キ
ャップ８０がフランジ３２に固定され、このキャップは
フランジ３２および内部保持部材４４と共に室８２を形
成する。抵抗８６等の種々の回路部品を取り付けるため
に使用される印刷回路板８４が、室８２内に配置され
る。ブレード４６，４８，５０，５２は図示するように
この板８４に延びている。キャップ８０は、絶縁パッド
９２を介して自動車の耐火性の壁９０にセンサ１０を取
り付けるための取付けタブ８８を有している。キャップ
８０を介して接続されたプラグ９４は、回路板８４をセ
ンサ１２に結合すると共に、電力を供給するのに使用さ
れる。

【００１０】センサ１２は次のように作動する。安全セ
ンサ１２は、たとえば、車の耐火性の壁または車室に配
置することができ、一方、一次センサ１４は車室内また
はクラッシュ・ゾーンに配置することができる。図２に
示すように、上部ブレード５０，５２は、球体３４を付
勢し、その球体が壁３０に接するようになっている。車
が減速を受けたとき、球体３４が矢印Ａ（図２）の方向
に付勢されるようにセンサ１２は配置されている。この
減速が（ブレード５０，５２の付勢力で規定され）所定
のしきい値（スレッシュホルド）よりも大きい場合、こ
の減速力は付勢力に打ち勝ち、球体３４は通路４０に沿
ってＡ方向へ突出する。最初に、球体３４はブレード５
０，５２の先端部と接触する。球体は、Ａ方向に移動す
る際、図３に示すように、ブレード５０，５２が湾曲部
５８，６０に接触するまで、これらのブレードを同じ方
向に曲げる。したがって、電気通路がブレード４８，５
０間に形成され、また、もう一つの電気通路がブレード
４６，５２間に形成される。これらの電気通路は電気信
号を発生するのに使用することができ、これらの信号
は、たとば、上述したように、プラグ９４の導電体から
センサ１２に送られる。

【００１１】図４〜図８は、機械的というより磁気的に
付勢された他の態様による安全センサを示す。安全セン
サ１００は、二つの部分、すなわち、細長い筒部１０４
と基部１０６から成るハウジング１０２を有する。基部
は角部１０８（図４）で丸くなっていてもよい。ハウジ
ング１０２はプラスチックまたは非磁性の金属材料で形
成されている。ハウジング１０２と同じ材料で形成され
た保持部材１１０が基部１０６の一端に設けられてい
る。

【００１２】ハウジング部分１０４の内部は壁１１３に
より同軸上に配置された二つの室１１２，１１４に分け
られている。室１１２は永久磁石１１５を収容してい
る。室１１４は、球体１１６から成る慣性部材の移動通
路を規定する。球体は好ましくは磁化可能な材料で形成
され、その表面は導電性である。室１１４は、球体１１
６の移動通路を規定する複数の長手リブ１１８を有して
いる。これらのリブは、球体１１６がハウジングを通る
際に、球体１１６の回りを空気が流れるのを許容するよ
うに配置されている。それによって、球体の移動が実質
的に弱められない。部材１２０がハウジング部材１０４
の周りに設けられている。図５に示すように、部材１２
０はハウジング部分１０４の一部にのみ沿って延びてい
るため、ハウジング部分１０６と重なりあわない。この
部材１２０は磁化可能な材料で形成され、磁石１１５に
より発生された磁界を室１１４に集中させるのに使用さ
れる。このようにして、磁石の寸法、したがって、セン
サの寸法を最小にすることができる。この部材について
は、１９８９年１０月６日出願の米国出願第４１８，１
４７号に詳しく記載されている。部材１２０はタブ１２
２によりハウジング部材１０４に対して正しい位置に保
持される。

【００１３】ハウジング部分１０６はもう一つの室１２
４を形成する。二つの接点ブレード１２６，１２８がこ
の室１２４内に設けられている。ブレード１２６，１２
８はフレキシブルな導電材料で形成されている。各ブレ
ードはそれぞれの直線部１３０，１３２で保持部材１１
０に固定されている。図示するように、室１２４は室１
１４と連通している。これら２つの室の境界に円筒形の
肩部１３４が設けられている。ブレード１２６，１２８
は、常時は、肩部１３４に付勢されて接触するような形
状をしている。このように、これらのブレードは、１９
８９年１０月６日出願の米国出願第４１７，９１４号に
記載したのと同様の方法でセットされる。室１２４内に
は、また、ストッパ１３８がキャップ１１０上に支持さ
れている。このストッパによって、球体１１６は移動を
終えることになる。

【００１４】図５、６および図８にさらに詳しく示すよ
うに、ブレード１２６，１２８は保持部材１１０を貫通
し、その外端１３０，１３２で電線１４０，１４２にそ
れぞれ接続されている。これらの電線は、たとえば、ブ
レード１２６，１２８に対して直角に配置されている。
ハウジング１０２は、電線１４０，１４２と平行に延び
る取付け脚部１４４をさらに有している。図８に示すよ
うに、これらの要素はセンサ１００を印刷回路板１４６
に取り付けるために使用される。好ましくは、電線１４
０，１４２は回路板１４６上の導体（図示せず）に接続
され、他方、脚部１４４はセンサを回路板１４６上に支
持するために使用される。回路板１４６は、膨張装置１
６およびエアバッグ１８を制御するための他の電子部品
を保持する。さらに、一次（識別）センサ１４は回路板
１４６に取り付けてもよい。

【００１５】作用を述べると、慣性部材すなわち球体１
１６は、常時は、磁石１１５により壁１１３に接触する
ように付勢されている。自動車が衝突に巻き込まれた
時、球体１１６は壁１１３から離れてストッパ１３８に
向かって移動する。球体が接点ブレード１３０，１３２
の先端に接触した時、一方のブレードから球体を介して
他方のブレードに通じる電気通路が形成され、これによ
り、衝突が生じたことを示す。この動作により、信号が
乗員拘束システムが展開されるべきか否かを決定する識
別センサに送られる。なお、この発明は特許請求の範囲
に記載された技術思想の範囲内で各種の変形をすること
ができることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による拘束システムのブロック図であ
る。

【図２】この発明による加速度計の側面図である。

【図３】図２のセンサが接点を閉じた状態を示す図であ
る。

【図４】この発明の他の実施例の上面図である。

【図５】図４の実施例の側面図である。

【図６】図５の実施例の底面図である。

【図７】慣性質量が減速に応答して移動する状態を示
す、図５と同様の側面図である。

【図８】印刷回路板に支持されたセンサの一部側面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 乗員拘束システム １２ 安全センサ ３４ 球体（慣性部材） ４０ 通路 ４６，４８ 下部ブレード（第２接点手段） ５０，５２ 上部ブレード（第１接点手段） ７０ リブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トージョン スァエン アメリカ合衆国、ニュージャージ州、モリ ス プレインズ、マウンテン ウエイ 703番地 (72)発明者 カール ティー グローシィ アメリカ合衆国、ニュージャージ州、モリ ス プレインズ、ウエストビュー 23154 番地 (56)参考文献 特開 平３−134927（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−132448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−198765（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１端部およびその第１端部の反対側に
   位置して通路を形成するハウジング部分を有するハウジ
   ングと、そのハウジング内に配置され、かつ、実質的に
   減衰されることなく前記通路を移動できるような大きさ
   の慣性部材と、前記ハウジング内に配置された第１およ
   び第２接点手段とから成り、前記第１接点手段はフレキ
   シブルであって、前記慣性部材を前記第１端部に向けて
   付勢しており、前記慣性部材は減速に応答して実質的に
   減衰されることなく前記通路を通過して前記第１接点手
   段を前記第２接点手段の方向へ曲げるようになってお
   り、しかも、前記第１および第２接点手段の各々は一対
   の接点ブレードを有する、ことを特徴とする、自動車の
   速度変化を検出する加速度計。 【請求項２】 前記慣性部材および前記接点手段のいず
   れか一方が、前記慣性部材を通して形成される電気通路
   の形成を防止するために絶縁被覆されている、請求項１
   に記載の加速度計。 【請求項３】 一対の接点を有するハウジングと、前記
   ハウジング内に配置された慣性部材と、前記ハウジング
   内に配置された付勢手段と、印刷回路板と、前記ハウジ
   ングを前記印刷回路板に取り付ける取付け手段とから成
   り、前記ハウジングは速度変化に関して前記慣性部材の
   減衰されない移動パターンを形成し、前記付勢手段が前
   記慣性部材を前記移動通路に沿って第１位置に付勢し、
   前記慣性部材が前記速度変化に応答して前記第１位置か
   ら離れて前記一対の接点間に電気通路を形成することを
   特徴とする、自動車用安全衝突センサ組立て体。 【請求項４】 前記付勢手段が磁石を有し、前記慣性部
   材が磁性材料で形成された、請求項３に記載のセンサ。 【請求項５】 前記接点は前記ハウジングを貫通して延
   び、そのハウジングは前記印刷回路板に取り付けられ
   る、請求項４に記載のセンサ。