JPH09156458A - 衝撃センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 方向角が規制されずに危険を生じる加速度を
適確に検出し得ると共に、簡素で安価に構成し得る衝撃
センサを提供すること。 【解決手段】 衝撃センサ本体２００は、一端に導電性
鋼球Ｂを保持する複数の弾性を有する腕部３２ｂを有
し，且つ他端に係止用突起としての回路接続用端子部３
２ａが設けられた第１の導電性接点片部３２と、導電性
鋼球Ｂを保持した各腕部３２ｂを非接触に収納可能な貫
通穴３１ｂを有する円柱殻状の第２の導電性接点片部３
１と、導電性接点片部３１を収納する非貫通収納穴２４
ａを有するベース２４と、回路接続用端子部３２ａを貫
通係止させる係止用貫通穴２３ａを有し，且つベース２
４との間で固定される蓋部２３とを組み合わせて構成さ
れる。各腕部３２ｂは導電性鋼球Ｂが所定の加速度以上
を生じ得る衝撃を受けると、その一部が弾性変形して導
電性接点片部３１の内壁に接触される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車等の
移動体に搭載される乗員保護装置等に使用される衝撃セ
ンサであって、詳しくは衝突のような衝撃を受けたとき
に生じる加速度によって導電接触用媒体としての導電性
鋼球を保持した一方の導電性接点片部が他方の導電性接
点片部に接触される検出機構部を有する衝撃センサに関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等の移動体には衝突時に乗
員を保護するためにエアバックシステム等の乗員保護装
置が搭載されており、この乗員保護装置には乗員にとっ
て危険な衝撃を受けたときに生じる加速度を検出するた
めの検出部として衝撃センサが使用されている。

【０００３】図４は、このような衝撃センサ本体（検出
機構部）１００に関する一例の基本構成を分解して斜視
図により示したものである。この衝撃センサ本体１００
は、マグネット（希土類永久磁石）Ｍを収納するための
非貫通収納穴１２ａを有するベース１２と一方の導電性
接点片部２１との間に、導電接触用媒体としての導電性
鋼球Ｂの径よりも大きな径で開口された貫通穴１１ａを
有する非導電性のスペーサ１１と導電性鋼球Ｂを収納す
るための半球殻状に湾曲した凹部２２ｂを有する他方の
導電性接点片部２２とを配置させ、これらの各部を組み
合わせることによって構成される。

【０００４】即ち、この衝撃センサ１００本体は、マグ
ネットＭを非貫通収納穴１２ａに収納した状態のベース
１２の四隅に設けられた係止用凸部１２ｂをそれぞれ他
の各部の四隅に設けられた係止用貫通穴に通し、導電性
接点片部２１表面より突出した係止用凸部１２ｂの露出
部をかしめて各部を固定することにより、図５の断面側
面図に示されるように、導電性鋼球ＢがマグネットＭの
磁力によって引き寄せられてスペーサ１１の貫通穴１１
ａ内で導電性接点片部２２の凹部２２ｂ（マグネットＭ
側では凸部）に当接された状態として組み立てられるよ
うになっている。

【０００５】この衝撃センサ本体１００において、定常
状態（非衝撃検出時）では導電性鋼球Ｂが他方の導電性
接点片部２２の凹部２２ｂに当接されているが、衝突を
受けた場合のような衝撃検出時には、そのときに生じる
加速度が所定以上（乗員の安全確保が危険視される値以
上）となると、図５に点線で示すように、導電性鋼球Ｂ
がマグネットＭの磁力による束縛から解放されてスペー
サ１１の貫通穴１１ａ内における各導電性接点片部２
１，２２の間の空間に落下して各導電性接点片部２１，
２２に接触する。これらの導電性接点片部２１，２２の
一端にそれぞれ設けられた回路接続用端子部２１ａ，２
２ａは検出回路に接続されており、導電性鋼球Ｂが接触
されると検出回路では導通状態となるため、乗員にとっ
て危険な加速度が検出回路によって検出される。即ち、
ここでの導電性鋼球Ｂ及びマグネットＭの結合は、所定
の加速度以上の負荷によって解除されるようになってお
り、その結合力に関係する導電性鋼球Ｂの質量（重量）
とマグネットＭの磁力とが所定値に定められている。

【０００６】図６は、この衝撃センサ本体１００を衝撃
センサとして用いる場合の検出部の検出回路（衝撃セン
サ本体１００を含むセンサ回路）の概略構成を示したも
のである。この検出回路は、衝撃センサ本体１００及び
コンデンサＣをリセットスイッチＲ−ＳＷを介してコン
トローラ１０１に並列接続して成っている。ここでのリ
セットスイッチＲ−ＳＷは、衝撃センサ本体１００にお
ける導電性鋼球Ｂが所定の加速度以上の負荷を受けて一
瞬各導電性接点片部２１，２２に接触された後に直ちに
元の位置に戻るようになっているため、一旦所定の加速
度を検出したときにコントローラ１０１による設定指示
でコンデンサＣからの電荷を受けて電気的導通を自己保
持させるために設けられている。

【０００７】因みに、ここでは導電性鋼球が導電性接点
片部に導通可能に接触される検出構造を有する衝撃セン
サについて説明したが、これに関連する周知技術として
は、実開平４−２４３９号公報に開示された衝撃検知装
置，特開平６−８００５９号公報に開示された車両感応
機械的接触器，特開平６−１８６５０１０号公報に開示
された車両乗客拘束装置を起動するための慣性センサ等
が挙げられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した衝撃センサの
場合、エアバックシステムとして用いられる（この場
合、Ｇセンサとも呼ばれる）と、通常自動車が時速２２
ｋｍ以上で走行中の条件下にあって、進行方向に対して
±１５度の角度範囲で正面衝突したときの衝撃時に生じ
る所定以上の加速度を検出するようになっているため、
側面や背面等のその他の方向から受ける衝撃（危険を生
じる加速度）に関しては適確に検出を行うことができ
ず、乗員保護装置としての安全性が充分に確保されてい
ないという問題がある。

【０００９】又、上述した衝撃センサ本体の場合、部品
点数が多い上、コストが高い希土類永久磁石（マグネッ
ト）を使用しているため、部品の組み立てや管理が煩雑
であって、センサ単体としての製品価格も割高になって
しまうという問題もある。

【００１０】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、方向角が規制され
ずに危険を生じる加速度を適確に検出し得ると共に、簡
素で安価に構成し得る衝撃センサを提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、一端に
導電性鋼球を保持するための複数の弾性を有する腕部を
有し，且つ他端に一軸方向に突出した係止用突起が設け
られた第１の導電性接点片部と、複数の腕部を導電性鋼
球を保持した状態で非接触に収納可能な収納空間を有す
る第２の導電性接点片部と、第２の導電性接点片部を収
納するための収納穴を有するベースと、係止用突起を貫
通係止させるための係止用貫通穴を有し，且つベースと
の間で固定される蓋部とを備えた検出機構部を含み、複
数の腕部の一部は、導電性鋼球が所定の加速度以上を生
じ得る衝撃を受けたときに弾性変形して第２の導電性接
点片部における収納空間を規定する内壁に接触される衝
撃センサが得られる。この衝撃センサにおいて、複数の
腕部がＳＵＳ板バネから成ることは好ましい。

【００１２】又、本発明によれば、上記検出機構部を車
両に配備した車両用衝撃センサにおいて、検出機構部を
車両の重心位置に配備した車両用衝撃センサが得られ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に実施の形態を挙げ、本発明
の衝撃センサについて、図面を参照して詳細に説明す
る。

【００１４】図１は、本発明の一実施の形態に係る衝撃
センサ本体２００の基本構成を分解して斜視図により示
したものである。

【００１５】この衝撃センサ本体２００（検出機構部）
は、一端に導電性鋼球Ｂを保持するための複数の弾性を
有する腕部３２ｂを有し，且つ他端に一軸方向に突出し
た係止用突起が設けられた第１の導電性接点片部３２
と、各腕部３２ｂを導電性鋼球Ｂを保持した状態で非接
触に収納可能な収納空間としての貫通穴３１ｂを有する
円柱殻状の第２の導電性接点片部３１と、この第２の導
電性接点片部３１を収納するための非貫通収納穴２４ａ
を有するベース２４と、係止用突起を貫通係止させるた
めの係止用貫通穴２３ａを有し，且つベース２４との間
で固定される蓋部２３とから成り、これらの各部を組み
合わせて構成される。

【００１６】この衝撃センサ本体２００では、第１の導
電性接点片部３２における係止用突起が回路接続用端子
部３２ａとなっており、各腕部３２ｂがそれぞれＳＵＳ
板バネから成っている。又、回路接続用端子部３２ａと
第２の導電性接点片部３１の回路接続用端子部３１ａと
は、それぞれ図示されない検出回路に接続されるように
なっている。このため、ベース２４の非貫通収納穴２４
ａは第２の導電性接点片部３１の回路接続用端子部３１
ａを貫通させるための図示されない貫通穴を局部に有し
ている。因みに、ここではベース２４における第２の導
電性接点片部３１を収納するための収納穴として、非貫
通収納穴２４ａを設けるものとしたが、第２の導電性接
点片部３１の側壁を固定できれば貫通収納穴であっても
構わない。

【００１７】即ち、この衝撃センサ２００本体は、導電
性鋼球Ｂを保持した状態の第１の導電性接点片部３２に
おける各腕部３２ｂを第２の導電性接点片部３１の貫通
穴３１ｂ内に収納した上、第２の導電性接点片部３１の
回路接続用端子部３１ａをベース２４の非貫通収納穴２
４ａの局部の貫通穴に通してその先端を露出させるよう
にして第２の導電性接点片部３１本体を非貫通収納穴２
４ａ内に収納すると共に、第１の導電性接点片部３２の
回路接続用端子部３２ａを蓋部２３の係止用貫通穴２３
ａに貫通係止させてその先端を露出させるようにしてベ
ース２４の四隅に設けられた係止用凸部２４ｂをそれぞ
れ蓋部２３の四隅に設けられた係止用貫通穴に通し、蓋
部２３の表面より突出した係止用凸部２４ｂの露出部を
かしめて各部を固定することにより、組み立てられる。
尚、衝撃センサ２００本体の組み立て手順はこれに限定
されない。

【００１８】この衝撃センサ本体２００において、定常
状態（非衝撃検出時）では図２（ａ）に示されるよう
に、導電性鋼球Ｂが第１の導電性接点片部３２における
各腕部３２ｂに保持されて第２の導電性接点片部３１の
内壁とは非接触状態となっているが、衝突を受けた場合
のような衝撃検出時には、そのときに導電性鋼球Ｂに生
じる加速度が所定以上（乗員の安全確保が危険視される
値以上）となると、図２（ｂ）に示されるように、各腕
部３２ｂの一部が例えば図示されるα方向に弾性変形し
て第２の導電性接点片部３１の内壁と接触する。各導電
性接点片部３１，３２ではそれぞれの回路接続用端子部
３１ａ，３２ａが検出回路に接続されており、各導電性
接点片部３１，３２が接触されると検出回路では導通状
態となるため、乗員にとって危険な加速度が検出回路に
よって検出される。

【００１９】ところで、ここでの衝撃センサ本体２００
の場合、第１の導電性接点片部３２における各腕部３２
ｂが第２の導電性接点片部３１の内壁との間でそれぞれ
所定の距離を隔てて等分角状に分散されて配置されてい
るため、各腕部３２ｂは導電性鋼球Ｂを保持した状態に
おいて、その一部が一軸方向（即ち、回路接続用端子部
３２ａの延在方向）にたとえば垂直な面上における任意
な方向で所定の加速度以上の衝撃を受けたときに第２の
導電性接点片部３１の収納空間を規定する内壁に接触さ
れるようになっている。即ち、ここでの各腕部３２ｂに
よる導電性鋼球Ｂの保持は、所定の加速度以上の負荷に
よって解除されるようになっており、その保持力に関係
する導電性鋼球Ｂの質量（重量）と各腕部３２ｂの弾性
とが所定値に定められている。

【００２０】従って、このような衝撃センサ本体２００
は、車両用の乗員保護装置であるエアバックシステム等
に用いられると、進行方向において正面からの衝突等に
おける衝撃（危険を生じる加速度）を検出し得るばかり
でなく、側面や背面等のその他の方向から受ける衝撃に
関しても適確に検出を行うことができる。

【００２１】図３は、この衝撃センサ本体２００を車両
に配備する場合の好ましい例を示したものである。この
衝撃センサ本体２００は、上述した一軸方向，即ち、図
２（ａ）及び（ｂ）中では第１の導電性接点片部３２に
おける回路接続用端子部３２ａの延在方向（車両の高さ
方向に一致する）に関しては衝撃を検出しないが、これ
に垂直な面上では任意な方向で検出可能な高感度なもの
であるため、車両に配備する場合には図３に示されるよ
うに、最も振動の影響を受け難い車両の重心位置ＣＧに
検出機構部を配備するようにすれば良い。

【００２２】因みに、この衝撃センサ本体２００におい
ても、導電性鋼球Ｂを保持した各腕部３２ｂの一部が所
定の加速度以上の負荷を受けて一瞬第２の導電性接点片
部３１の内壁に接触された後に直ちに元の位置に戻るよ
うになっているため、衝撃センサとして検出部を構成す
る場合には、図６で説明したような検出回路（センサ回
路）によって電気的導通を自己保持させて使用すること
が望ましい。

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、第２の導電性接点片部の貫通穴に非接触に収納され
る第１の導電性接点片部の複数の弾性を有する腕部で導
電性鋼球を保持し、導電性鋼球が一軸方向に垂直な面上
における任意な方向で所定の加速度以上の衝撃を受けた
ときに各腕部の一部が弾性変形して第２の導電性接点片
部の内壁に接触されるように衝撃センサ本体の要部（検
出機構部）を構成しているので、衝撃により危険を生じ
る所定の加速度以上の検出を従来に無く自由な方向で感
度良く行うことができるようになる。又、この衝撃セン
サ本体の場合、部品点数が少ない上、高価な希土類永久
磁石（マグネット）を使用していないため、部品の組み
立てや管理が簡単でセンサ単体としての製品価格も割安
にできるという長所がある。更に、この検出機構部を車
両の最も振動が少ない重心位置に配備して車両用衝撃セ
ンサとして使用すれば、正面からの衝突等における衝撃
（危険を生じる加速度）の検出の他、側面や背面等のそ
の他の方向から受ける衝撃に関しても適確且つ高精度に
検出を行うことができるため、従来に無く乗員保護装置
としての安全性が十分に確保されるようになる。この結
果、例えば乗員保護装置では様々な方向の衝撃を検出し
た場合にハザード点灯，ロック解除，シートベルト解除
等の他の視認的機能並びに非常時駆動機能を併用させて
安全性の向上を計ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る衝撃センサ本体の基本
構成を分解して示した斜視図である。

【図２】図１に示す衝撃センサ本体の要部における動作
を説明するために示したもので、（ａ）は定常状態（非
衝撃検出時）に関するもの，（ｂ）は衝撃検出時に関す
るものである。

【図３】図１に示す衝撃センサ本体を車両に用いる場合
の好ましい配備を説明するために示した車両の斜視図で
ある。

【図４】従来の衝撃センサ本体の一例の基本構成を分解
して示した斜視図である。

【図５】図４に示す衝撃センサ本体を組み立てた状態の
断面側面図である。

【図６】図４及び図５で説明した衝撃センサ本体を含む
検出部の検出回路（センサ回路）の概略構成を示したも
のである。

【符号の説明】

１１ スペーサ １１ａ，３１ｂ 貫通穴 １２，２４ ベース １２ａ，２４ａ 非貫通収納穴 １２ｂ，２４ｂ 係止用凸部 ２１，２２，３１，３２ 導電性接点片部 ２１ａ，２２ａ，３１ａ，３２ａ 回路接続用端子部 ２２ｂ 凹部 ３２ｂ 腕部 ２３ 蓋部 ２３ａ 係止用貫通穴 １００，２００ 衝撃センサ本体 １０１ コントローラ Ｂ 導電性鋼球 Ｃ コンデンサ Ｍ マグネット Ｒ−ＳＷ リセットスイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に導電性鋼球を保持するための複数
   の弾性を有する腕部を有し，且つ他端に一軸方向に突出
   した係止用突起が設けられた第１の導電性接点片部と、 前記複数の腕部を前記導電性鋼球を保持した状態で非接
   触に収納可能な収納空間を有する第２の導電性接点片部
   と、 前記第２の導電性接点片部を収納するための収納穴を有
   するベースと、 前記係止用突起を貫通係止させるための係止用貫通穴を
   有し，且つ前記ベースとの間で固定される蓋部とを備え
   た検出機構部を含み、 前記複数の腕部の一部は、前記導電性鋼球が任意な方向
   で所定の加速度以上を生じ得る衝撃を受けたときに弾性
   変形して前記第２の導電性接点片部における前記収納空
   間を規定する内壁に接触されることを特徴とする衝撃セ
   ンサ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の衝撃センサにおいて、前
   記複数の腕部はＳＵＳ板バネから成ることを特徴とする
   衝撃センサ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の検出機構部を車両
   に配備して成る車両用衝撃センサにおいて、前記検出機
   構部は前記車両の重心位置に配備されるものであること
   を特徴とする車両用衝撃センサ。