JPH10512093A - 機械式の加速スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 機械的な加速スイッチはケーシング内に、地震学的な質量体を備えたばね舌片と接点片とを有している。ばね舌片は定常は静止状態を有し、ばね舌片のばね力に加えて作用する力、例えば磁力又はばね舌片にあらかじめかけられた負荷による力により接点片に向かって移動可能である。完全な加速スイッチは構成部材の数が少なく、短い切換え時間を有している。ばね舌片の振動は阻止される。これによって機械式の加速スイッチは側方衝突を確認するためのセーフティセンサとして使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 機械式の加速スイッチ 本発明は請求項１の上位概念部に記載の機械式の加速スイッチに関する。 このような加速スイッチ（ＤＥ−ＣＩ３５０９０５４）は、ばね舌片に配置さ れた地震学的な質量体と接点片とを有している。導電性のばね舌片と接点片はケ ーシングを通って案内されかつその自由端部にそれぞれ１つの電気的な接点を有 している。加速の作用を受けて地震学的な質量体を有するばね舌片は接点片に向 かって偏位させられる。加速が十分である場合にはばね舌片と接点片とにおける 両方の電気的な接点を介して導電的な接続が得られる。 このような加速スイッチによっては許容できない応働特性を甘受しなければ短 い切換え時間を実現できない。つまり、自動車にこの加速スイッチを使用した場 合にはばね舌片を振動させかつ加速スイッチを意図しないのに閉じる振動に加速 スイッチが晒される。 本発明の課題は公知の装置の欠点を回避できる、冒頭に述べた形式の加速スイ ッチを提供することである。本発明による加速スイッチは小さいスイッチ寸法で 、加速スイッチに作用する加速力が規定の限界値よりも低い間は、ばね舌片の振 動に基づくばね舌片と接点 片との間の導電的な接続が阻止されるという利点を有している。 冒頭に述べた形式の加速スイッチを自動車において、側方衝突を確認するため のセーフティセンサ／安全スイッチとして使用する場合には、衝突と安全装置の レリーズとの間にはきわめて短い時間しか経過してはならない。加速を検出する スイッチの切換え時間は、この時間帯に含まれている必要がある。冒頭に述べた 形式の加速スイッチにおいては切換え時間はとりわけ、電気的な接点の間の間隔 に関連する。この間隔がきわめて小さいと、ばね舌片−地震学的な質量体の共振 周波数と同じである周波数成分を有するわずかな加速力が地震学的な質量体を有 するばね舌片をすでに励振し、ひいてはばね舌片と接触片との間に導電的な結合 をもたらす。この結果、自動車の引き留め装置が誤ってレリーズされる。ばね舌 片と接点片との間の間隔を拡大すると同時にばね舌片の弾性を上昇させることは 前記問題の解決とはならない。何故ならばばね舌片の弾性が高められることによ り、ばね舌片は振動しやすくなるからである。実験によれば第１のばね舌片のば ね力だけでは、ばね舌片の振動の要求された減衰は不十分である。 本発明によれば、冒頭に述べた形式の加速スイッチにおいて、地震学的な質量 体が定常状態で、ばね力に加えて作用する力により静止位置に保持されることに より解決された。 本発明の有利な構成は従属請求項に特徴づけられている。 次に図面に基づき本発明を説明する。 第１図は機械的な加速スイッチの第１実施例を定常状態で示した縦断面図。 第２図は機械的な加速スイッチの第２実施例を定常状態で示した縦断面図。 第１図において符号の付けられている部材には第２図においても同じ符号が付 けられている。 加速スイッチ１（第１図）はばね舌片１１と接点片１２とを有している。接点 片１２は同様にばね舌片として構成されている。ばね舌片１１には地震学的な質 量体２が配置されている。ばね舌片１１に対して平行にはピン形状の成形体３が 配置されている。 ばね舌片１１と接点片１２は互いに平行に、ケーシング１３の対向した側にお いて、互いに異なった高さ位置で該ケーシング１３を通して案内されている。ば ね舌片１１と接点片１２とがケーシング１３を貫通する個所で、ばね舌片１１と 接点片１２は固定的に締め込まれている。地震学的な質量体２を有するばね舌片 １１は定常の静止位置から接点片１２に向かって移動可能である。したがって十 分な力がばね舌片１１の長手方向に対して横方向にかつばね舌片１１から接点片 １２に向かって作用すると、ばね舌片１１の自由端部 は接点片１２に接触する。 ばね舌片１１に地震学的な質量体２を配置することにより、ばね舌片１１と地 震学的な質量体２はその慣性に基づき前記方向の加速力Ｆの影響を受ける。この 場合、ばね舌片１１のばね力は加速力Ｆに抗して作用する。 地震学的な質量体２は磁石であって、透磁率の高い材料から成る成形体３と共 に磁気回路を形成する。この場合には、成形体３は該成形体３と地震学的な質量 体２との間の間隔が、ばね舌片１１の静止状態で最小になるように配置されてい る。ばね舌片１１のばね力に、地震学的な質量体２と成形体３との間の磁気的な 保持力を加えた力よりも大きい加速力Ｆは、ばね舌片１１を接点片１２に向かっ て偏位させ、導電的な結合を形成する。磁気的な保持力によってばね舌片１１は 付加的にあらかじめ負荷されていることができる。地震学的な質量体２と成形体 ３との間の磁気的な保持力はばね舌片１１が不都合に振動することを阻止する。 接点片１２は接点片１２の振動を回避するためにばね舌片１１よりも曲げ剛性 である。ばね舌片１１の弾性と、地震学的な質量体２と成形体３との間の磁気的 な保持力と、ばね舌片１１に沿った地震学的な質量体２の配置は、加速スイッチ １が切換えられる加速閾を規定する。 切換え器、つまりばね舌片１１と接点片１２との間 の間隔は、加速スイッチ１の閉鎖時間を短くする意味で小さい。地震学的な質量 体２はばね舌片１１に沿って、該ばね舌片１１がその静止状態から偏位させられ た場合にばね舌片１１と接点片１２との間の接触もしくは接触点によって規定さ れた範囲の近くで該ばね舌片１１の自由端に配置されている。地震学的な質量体 ２が導電性の材料から製作されていると、この質量体２はばね舌片１１の端部に 配置されていることもできる。 ばね舌片１１は接点片１２と同じ側で、ケーシング１３を通して案内されてい ることもできる。曲げ剛性のピンとして構成された成形体３は、ばね舌片１１が ケーシング１３を通して案内されているケーシング側においても、このケーシン グ側とは反対のケーシング側においても、ケーシングを通して案内されているこ とができる。又、曲げ剛性のピンとして構成された成形体３は両方のケーシング 側でケーシングを通して案内されていることもできる。又、成形体３は他のどの ような形態を有していることもでき、ケーシング１３内又は外に配置されている ことができる。 さらに地震学的な質量体２は透磁率の高い材料から製作し、磁石と共に磁気回 路を形成することができる。前記磁石はいまや任意の材料から製作できる成形体 ３に配置されている。この場合には成形体３は磁石自体であることができる。 第１図のように加速スイッチ１を構成した場合にはケーシング１３はばね舌片 １１と接点片１２とを電気的に絶縁する。このようなケーシング１３は、少なく ともばね舌片１１と接点片１２との導通範囲において、ガラスから製作されてい ると有利である。気密なケーシング１３はばね舌片１１又は接点片１２の腐蝕を 阻止するために保護ガスで充たすことができる。 さらに保護ガスで充たされたガラスケーシングと両方の舌片とを有する従来の リードスイッチが本発明の加速スイッチに変更されると有利である。この場合に は１つの地震学的な質量体だけがばね舌片の１つに配置されかつ１つの成形体が リードスイッチケーシングの内部又は外部に配置されている。 ばね舌片は地震学的な質量体として局部的な質量増大を有していることができ る。ばね舌片における局部的な質量増大はばね舌片１１自体が十分な慣性を有し ていると不要である。 加速スイッチ１は切換えスイッチとして構成されていることもできる。このた めにはばね舌片１１は静止位置で、別の接点片と導電的に結合される。ばね舌片 １１と別の接点片との間の導電的な結合はばね舌片の自由端が別の接点片と接触 するか又は地震学的な質量体２が導電材料から成る限り、地震学的な質量体が別 の接点片と接触することで与えられる。この結果、成形体３が導電材料から成る 限り、成形体３も、特に曲 げ剛性のピンとして構成されて、別の接点片の働きを引き受けることができる。 別の接点片をケーシング１３に対して電気的に絶縁するため及び別の接点片をケ ーシング１３の内部又は外部に配置するためにはばね舌片１１と接点片１２との 構成があてはまる。 加速スイッチ１は第２図の実施例によれば、金属から成るケーシング１３を有 し、このケーシング１３内に地震学的な質量体２を有するばね舌片１１が配置さ れている。接点片１２は圧力ガス溶融部１４を用いて電気的に絶縁されてケーシ ング１３を通して案内されている。ケーシング１３の内部の中空室は保護ガスで 充たされている。 局部的なケーシング凹部１５によりばね舌片１１はあらかじめ負荷される。こ の負荷に起因する付加的なばね力はばね舌片１１の振動を阻止する。 前述の実施例においては加速スイッチ１は定常状態で開かれている。この加速 スイッチは定常の状態では同様に閉じられていることができ、規定された限界値 を越える加速力で開かれることもできる。 加速スイッチを切換えスイッチとして構成する利点の１つは製造プロセスの間 に加速スイッチ１の実装状態が確認され得ることであり、別の利点は加速スイッ チの静止状態で信号が放出されることにより、スイッチ構成部材の故障や、別の 接点片とばね舌片１１と評価回路を保持する基板との間の結合個所におけるろう 接部位の破壊とが付加的に確認されることである。 加速スイッチ１は衝突を確認しかつ安全装置を制御するために自動車において 使用されるセーフティセンサとして使用することができる。この場合、本発明に よる加速スイッチ１は正面衝突及び追突だけではなく側面衝突又はあらゆる他の 方向からの衝突も確認することができる。側面衝突を確認するために加速センサ を使用した場合には、加速スイッチ１は静止状態にあるばね舌片１１と接点片１ ２との間の間隔として規定され、短い切換え時間を達成するために有利には３０ ０μｍよりも小さい切換え距離もしくは１５０μｍの切換え距離を有する。 切換え距離はばね舌片１１のばね力とばね舌片１１と地震学的な質量体２に作 用する加速力の他に加速スイッチの閉鎖時間を決定する。ばね舌片１１がその静 止状態から偏位してからばね舌片１１と接点片１２とが閉じるまで測った閉鎖時 間は約３ミリセコンドを越えてはならない。何故ならばサイドエアバッグシステ ムは衝突した場合に衝突開始から約５ミリセカンド経ってレリーズされなければ ならず、加速スイッチのばね舌片が静止状態をあとにする閾値に加速が達するま で約２ミリセコンドの時間が過ぎ去ることになるからである。エアバックレリー ズシステムのセーフティセンサは本来のレリーズ時点の前の時点で信号を発信す るようにしたいので、切換え時間は３ミリセコンドよ りも短くなる。この場合、極端に短い切換え距離は短い切換え時間にとって決定 的なパラメータである。 加速スイッチ１は、加速スイッチを機械的な作用に対して保護し、落としたあ とで破裂することを防止するためには、軟質のプラスチックで包み込んでおくこ とができる。この付加的な層で加速スイッチ１は製作時にも扱いやすくなる。さ らに加速スイッチはＳＭＤ構成部分として構成されていることができる。 寸法の小さなばね舌片／接点片を使用することによって、本発明の加速スイッ チ１は従来のリードスイッチの大きさに相応する小さな体積と重量を有すること になる。金属ケーシング内における保護ガス接点としての本発明による構成では 加速スイッチの体積と重量はさらに小さくなる。さらに市販の構成部分、例えば リードスイッチ又は金属ケーシングにおける保護ガス接点を本発明のように変更 することによって製造ステップは減少させられる。本発明による加速スイッチ１ の構成要素の数は減少させられる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１月１６日 【補正内容】 請求の範囲 １．ケーシング（１３）内に配置された機械的な加速スイッチであって、 −導電性のばね舌片（１１）に配置された地震学的な質量体（２）と −接点片（１２）と を備えており、 −地震学的な質量体（２）が定常状態でばね舌片（１１）のばね力に加えて作 用する力で静止状態に保持されており、 −静止状態にあるばね舌片（１１）と接点片（１２）との間の間隔が３００μ ｍよりも小さく選ばれている ことを特徴とする、機械式の加速スイッチ。 ２．地震学的な質量体（２）が磁石であって、透磁率の高い材料から成る成形部 分と磁気回路を形成しており、地震学的な質量体（２）と成形部分とが、地震学 的な質量体（２）の静止状態で最小間隔を有し、成形部分（３）がケーシング（ １３）内又は外に配置されている、請求項１記載の加速スイッチ。 ３．成形部分（３）が曲げ剛性のピンであり、該ピンが舌片（１１）に対して平 行にケーシング（１３）を通して案内されている、請求項２記載の加速スイッチ 。 ４．静止状態にある前記ばね舌片（１１）と接点片（１２）との間の間隔が１５ ０μｍよりも小さい、請求項１記載の加速スイッチ。 ５．接点片（１２）がばね舌片である、請求項１記載の加速スイッチ。 ６．接点片（１２）がばね舌片（１１）よりも曲げ剛性である、請求項５記載の 加速スイッチ。 ７．ケーシング（１３）が少なくとも部分的にガラスから製作されておりかつ保 護ガスで充たされている、請求項１記載の加速スイッチ。 ８．ケーシング（１３）、ばね舌片（１１）及び接点片（１２）がリードスイッ チとして構成されている、請求項１記載の加速スイッチ。 ９．ばね舌片（１１）があらかじめ負荷されている、請求項１記載の加速スイッ チ。 10．ケーシング（１３）、ばね舌片（１１）及び接点片（１２）が金属ケーシン グにおける保護ガス接点として構成されている、請求項１記載の加速スイッチ。 11．ばね舌片（１１）がその静止状態で、別の接点片と導電的に結合されている 、請求項１記載の加速スイッチ。 12．ばね舌片（１１）がその静止状態で、曲げ剛性のピンと導電的に結合されて いる、請求項３記載の加速スイッチ。 13．ばね舌片（１１）が局部的な質量の増大を地震学的な質量体（２）として有 している、請求項１記載の加速スイッチ。 14．ばね舌片（１１）がその自由端部に、ばね舌片（１１）が静止状態から偏位 した場合にばね舌片（１１）と接点片（１２）との間の接触点により規定される 範囲を有し、地震学的な質量体（２）が前記範囲の近くに配置されている、請求 項１記載の加速スイッチ。 15．ばね舌片（１１）又は接点片（１２）がケーシング（１３）を通って案内さ れている、請求項１記載の加速スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＣＮ，ＦＩ，ＪＰ，Ｋ Ｒ，ＭＸ，ＮＯ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ケーシング（１３）内に配置された機械的な加速スイッチであって、導電的 なばね舌片（１１）に配置された地震学的な質量体（２）と接点片（１２）とを 有している形式のものにおいて、地震学的な前記質量体（２）が前記ばね舌片（ １１）のばね力に加えて作用する力によってその静止位置に静止保持されている ことを特徴とする、機械式の加速スイッチ。 ２．地震学的な質量体（２）が磁石であって、高い透磁率を有する材料から成る 成形部分と共に磁気回路を形成しており、地震学的な前記質量体（２）と前記成 形部分とが、地震学的な前記質量体（２）の静止状態で最小の間隔を有し、前記 成形部分（３）がケーシング（１３）内に又はケーシング（１３）外に配置され ている、請求項１記載の加速スイッチ。 ３．前記成形部分（３）が曲げ剛性のピンであり、該ピンが前記ばね舌片（１１ ）に対して平行にケーシング（１３）を通して案内されている、請求項２記載の 加速スイッチ。 ４．静止状態にある前記ばね舌片（１１）と前記接点片（１２）との間の間隔が ３００μｍよりも小さい、請求項１記載の加速スイッチ。 ５．静止状態にある前記ばね舌片（１１）と前記接点 片（１２）との間の間隔が１５０μｍよりも小さい、請求項１記載の加速スイッ チ。 ６．前記接点片（１２）がばね舌片である、請求項１記載の加速スイッチ。 ７．前記接点片（１２）の曲げ剛性が前記ばね舌片よりも大きい、請求項６記載 の加速スイッチ。 ８．ケーシング（１３）が少なくとも部分的にガラスから製作されかつ保護ガス で充たされている、請求項１記載の加速スイッチ。 ９．ケーシング（１３）と前記ばね舌片（１１）と接点片（１２）とがリードス イッチとして構成されている、請求項１記載の加速スイッチ。 10．前記ばね舌片（１１）にあらかじめ負荷がかけられている、請求項１記載の 加速スイッチ。 11．ケーシング（１３）と前記ばね舌片（１１）と前記接点片（１２）とが金属 ケーシング内の保護ガス接点として構成されている、請求項１記載の加速スイッ チ。 12．前記ばね舌片（１１）がその静止状態で別の接点片と導電的に結合されてい る、請求項１記載の加速スイッチ。 13．前記ばね舌片（１１）がその静止状態で曲げ剛性の前記ピンと導電的に結合 されている、請求項３記載の加速スイッチ。 14．前記ばね舌片（１１）が地震学的な質量体（２） として局部的な質量増大を有している、請求項１記載の加速スイッチ。 15．前記ばね舌片（１１）が自由端に、該ばね舌片（１１）が静止位置から偏位 した場合に該ばね舌片（１１）と前記接点片（１２）との間の接触点によって規 定された範囲を有し、地震学的な質量体（２）がこの範囲の近くに配置されてい る、請求項１記載の加速スイッチ。