JPH09156460A - 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、中央部分に他
所よりも突出した穴開き凸部３２ｂが設けられた第１の
導電性接点片部３２と、中央部分に設けられた貫通穴２
５ａに導電性鋼球Ｂの対向する局部を露呈させて束縛保
持するための弾性を有する束縛保持部２５ｂが設けられ
た非導電性のスペーサ２５と、鋼球Ｂの対向する局部に
おける一方が当接される第２の導電性接点片部３１と、
これらを支持固定する蓋部２３及びベース２４とを組み
合わせて構成される。束縛保持部２５ｂの局部は鋼球Ｂ
が一軸方向に垂直な面上の任意な方向で所定の加速度以
上を生じ得る衝撃を受けると弾性変形するため、鋼球Ｂ
の対向する局部における他方が導電性接点片部３２の穴
開き凸部３２ｂ近傍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一方の導電性接点片部に当接さ
れた導電接触用媒体としての導電性鋼球が他方の導電性
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６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７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７に点線で示すように、導電性鋼球Ｂ
がマグネットＭの磁力による束縛保持から解放されてス
ペーサ１１の貫通穴１１ａ内における各導電性接点片部
２１，２２の間の空間に落下して各導電性接点片部２
１，２２に接触する。これらの導電性接点片部２１，２
２の一端にそれぞれ設けられた回路接続用端子部２１
ａ，２２ａ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８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、中央部
分に他所よりも突出した穴開き凸部が設けられた第１の
導電性接点片部と、中央部分に設けられた貫通穴に導電
性鋼球の対向する局部を露呈させて束縛保持するための
弾性を有する束縛保持部が設けられた非導電性のスペー
サと、導電性鋼球の対向する局部の一方が当接される第
２の導電性接点片部と、第１の導電性接点片部，スペー
サ，及び第２の導電性接点片部を支持固定するための支
持固定部とを備えた検出機構部を含み、第１の導電性接
点片部及び第２の導電性接点片部における穴開き凸部を
除く部分の間隔は、導電性鋼球の径よりも小さく、導電
性鋼球の対向する局部の他方は、穴開き凸部近傍の内壁
に非接触であって、且つ該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束縛保持
部の局部における弾性変形により該穴開き凸部近傍の内
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、束縛保持部がスパイラルスプリングであるこ
とは好ましい。

【００１２】又、本発明によれば、上記何れか一つの検
出機構部を車両に配備した車両用衝撃センサにおいて、
検出機構部は車両の重心位置に配備される車両用衝撃セ
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。この衝撃センサ本体２００（検出機構
部）は、中央部分に他所よりも突出した穴開き凸部３２
ｂが設けられた第１の導電性接点片部３２と、中央部分
に設けられた貫通穴２５ａに導電性鋼球Ｂの対向する局
部を露呈させて束縛保持するための弾性を有する束縛保
持部２５ｂが設けられた非導電性のスペーサ２５と、導
電性鋼球Ｂの対向する局部における一方が当接される第
２の導電性接点片部３１と、第１の導電性接点片部３２
を覆う蓋部２３と、第１の導電性接点片部３２，スペー
サ２５，及び第２の導電性接点片部３１を介在させて蓋
部２３との間で固定されるベース２４とから成り、これ
らを組み合わせて構成される。

【００１５】ここで、穴開き凸部３２ｂの穴径は導電性
鋼球Ｂの径よりも小さくなっている。又、第１の導電性
接点片部３２の回路接続用端子部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。
更に、スペーサ２５は、図２に示されるように束縛保持
部２５ｂにスパイラルスプリングが用いられ、その中央
部分にはリング状の鋼球支持部２５ｃが形成されてい
る。

【００１６】この衝撃センサ２００本体は、ベース２４
の四隅に設けられた係止用凸部２４ａをそれぞれ各部の
四隅に設けられた係止用貫通穴に通し、ベース２４上に
は第２の導電性接点片部３１，第２の導電性接点片部３
１上にはスペーサ２５，スペーサ２５上には束縛保持部
２５ｂの鋼球支持部２５ｃに導電性鋼球Ｂを挿入してか
ら第１の導電性接点片部３２をそれぞれ載置すると共
に、第１の導電性接点片部３２上には蓋部２３を載置し
た後、蓋部２３の表面より突出した係止用凸部２４ａの
露出部をかしめて各部を固定することにより、図３に示
す側面断面図のような状態で組み立てられる。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。

【００１７】即ち、この衝撃センサ２００本体では、第
１の導電性接点片部３２及び第２の導電性接点片部３１
における穴開き凸部３２ｂを除く部分の間隔が導電性鋼
球Ｂの径よりも小さくなっており、導電性鋼球Ｂの対向
する局部の他方が穴開き凸部３２ｂ近傍の内壁と非接触
状態になっている。又、蓋部２３及びベース２４が第１
の導電性接点片部３２，スペーサ２５，及び第２の導電
性接点片部３１を支持固定するための支持固定部となっ
ている。

【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３に示したように、導電性
鋼球Ｂの対向する局部の他方が第１の導電性接点片部３
２における穴開き凸部３２ｂ近傍の内壁と非接触になっ
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４に
示されるように、束縛保持部２５ｂの局部が例えば図示
されるα方向に弾性変形するため、導電性鋼球Ｂの対向
する局部の他方が穴開き凸部３２ｂ近傍の内壁と接触す
る。各導電性接点片部３１，３２ではそれぞれ回路接続
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、導電性鋼球Ｂがスパイラルスプリングの束縛保
持部２５ｂで束縛保持されて一軸方向（衝撃センサ本体
２００の組み立て方向）に垂直な面上における任意な方
向で弾性変位可能なため、このような方向に所定の加速
度以上を生じ得る衝撃を受けたとき、第１の導電性接点
片部３２における穴開き凸部３２ｂ近傍の内壁と接触さ
れるようになっている。即ち、ここでの束縛保持部２５
ｂによる導電性鋼球Ｂの束縛保持は、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、その束縛
保持力に関係する導電性鋼球Ｂの質量（重量）と束縛保
持部２５ｂの弾性（スパイラルスプリングの弾性）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５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、衝
撃センサ本体２００の組み立て方向（車両の高さ方向に
一致する）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衝撃を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５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を束縛保持した束縛保持部２５ｂが
所定の加速度以上の負荷を受けて一瞬第１の導電性接点
片部３２における穴開き凸部３２ｂ近傍の内壁に接触さ
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８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、非導電性スペーサの弾性を有する束縛保持部で導電
性鋼球の対向して露呈される局部における一方が第２の
導電性接点片部に当接される状態で導電性鋼球を束縛保
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導電性
鋼球の対向して露呈される局部における他方が束縛保持
部の局部における弾性変形により第１の導電性接点片部
の穴開き凸部近傍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に備えられるスペー
サを示した平面図である。

【図３】図１に示す衝撃センサ本体の定常状態（非衝撃
検出時）における断面側面図である。

【図４】図３に示す衝撃センサ本体の衝撃検出時におけ
る要部の動作を説明するために部分拡大して示した断面
側面図である。

【図５】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６】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７】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８】図６及び図７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】

１１，２５ スペーサ １１ａ，２５ａ 貫通穴 １２，２４ ベース １２ａ 非貫通収納穴 １２ｂ，２４ａ 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 ２３ 蓋部 ２５ｂ 束縛保持部 ２５ｃ 鋼球支持部 ３２ｂ 穴開き凸部 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】 中央部分に他所よりも突出した穴開き凸
   部が設けられた第１の導電性接点片部と、 中央部分に設けられた貫通穴に導電性鋼球の対向する局
   部を露呈させて束縛保持するための弾性を有する束縛保
   持部が設けられた非導電性のスペーサと、 前記導電性鋼球の対向する局部の一方が当接される第２
   の導電性接点片部と、 前記第１の導電性接点片部，前記スペーサ，及び前記第
   ２の導電性接点片部を支持固定するための支持固定部と
   を備えた検出機構部を含み、 前記第１の導電性接点片部及び前記第２の導電性接点片
   部における前記穴開き凸部を除く部分の間隔は前記導電
   性鋼球の径よりも小さく、前記導電性鋼球の対向する局
   部の他方は前記穴開き凸部近傍の内壁に非接触であっ
   て、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前記束縛保持部の局部にお
   ける弾性変形により該穴開き凸部近傍の内壁に接触され
   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
   記束縛保持部はスパイラルスプリングであることを特徴
   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。