JPH1144707A - 衝突検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低周波波形に対する感度を維持しつつ, 高周波
の連続波形の力に対してオン状態となることを防止する
こと。 【解決手段】車両が衝突すると,衝突検知装置100に減速
度が作用し,マス4がスプリング3の付勢力に抗してケー
ス1の凸部1b側に移動する。マス4 の移動量が固定接点5
と可動接点6との接点ギャップ以上になると,可動接点6
の接点部6aと固定接点5の接点部5aとが接触して電気的
に導通状態になり,オン出力される。ハンマリング等に
より衝突時に作用する減速度レベルより小さいレベルの
高周波波形の力が連続して作用すると,マス4は接点オン
となる位置まで移動せずにスプリング3による付勢によ
り,反対方向に移動しストッパ10に当接する。この時,ス
トッパ10の反発係数が略ゼロであるので,マス4のストッ
パ10との当接時のはねかえりを防止でき,振幅の繰り返
し増幅が抑制され,誤ってオン出力されるのを防止でき
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、所定レベル以上の
減速度を検出することによって、移動体の衝突を検出す
るようにした衝突検知装置に関し、例えば、車両の乗員
を保護するためのエアバッグ装置や、シートベルトプリ
テンショナの起動タイミングを決定する装置などに用い
られる。

【０００２】

【従来の技術】従来、衝突検知装置においては、例え
ば、図８に示される断面構成を有した装置が知られてい
る。衝突検知装置２００は、所定の質量を有するマス２
０４と、マス２０４を摺動可能に支持するシャフト２０
７と、マス２０４を衝突時の変位方向に対して反対方向
に付勢するスプリング２０３と、これらを収納するケー
ス２０１と、可動接点２０６及び固定接点２０５を固定
することによって、可動接点２０６と固定接点２０５と
の間に接点ギャップを形成するベース２０２とを有して
いる。この衝突検知装置２００は、車両の衝突時に、マ
ス２０４がクッション２０８側へ移動し、可動接点２０
６が固定接点２０５に接触することで、車両に装備され
たエアバッグを作動させる信号を出力する構成としてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記衝
突検知装置２００では、マス２０４が減速度により変位
し、再び初期位置に戻ったときベース２０２と当接して
はねかえるので、ハンマリング等のように高周波成分が
高く、連続的な波形が印加されると、接点２０５、２０
６間が誤ってオン状態になるという問題がある。ここ
で、ベース２０２の反発係数をＤＤ、ベース２０２に当
接する直前のマス２０４の速度をＶ_in、ベース２０２に
当接した直後のマス２０４の速度をＶ_out とすると式
（１）が成立する。

【０００４】

【数１】 Ｖ_out ＝ ＤＤ×Ｖ_in ─（１）

【０００５】よって、接点２０５、２０６間がオン状態
になる位置までマス２０４が変位しなくとも、連続波形
の力が作用すると式（１）の関係よりマス２０４のベー
ス２０２から離間するときの初速度が増幅していくの
で、ついには接点２０５、２０６間がオン状態にある位
置まで変位する。図９に、高周波の連続波形の力が作用
したときの、マス２０４の変位と接点２０５、２０６間
の状態変化とを模式的に示すが、マス２０４のベース２
０２との当接時のはねかえりにより、ベース２０２から
離間するときのマス２０４の速度（図中の曲線の傾き）
が徐々に大きくなる。そして、マス２０４の変位のピー
ク点が徐々に大きくなり、ついには時刻ｔ₁ からｔ₂ に
かけてオン出力される変位量に達してしまう。このよう
に、作用する減速度波形がオン出力されるレベルを有せ
ずとも、反発係数が大きいと誤ってオン出力される。
又、スプリング２０３のバネ定数やマス２０４の質量を
調整することによって、高周波域においてオン出力が得
られる減速度の下限値を高くして、感度を鈍くし、ハン
マリング等に対するオン出力を防止しようとすると、低
周波域においてオン出力が得られる減速度の下限値が高
くなり、低周波域における感度が鈍化する。これによ
り、低周波波形の減速度の作用によりオン出力が必要な
ときにオン出力できなかったり、応答に遅延を生ずると
いう問題がある。

【０００６】従って、本発明の目的は、上記課題に鑑
み、低周波波形に対する感度を維持しつつ、高周波の連
続波形に対してオン状態となることを防止した衝突検知
装置を実現することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の手段によれば、作用する減速度
に応じて重量体が変位し、この重量体の所定量の変位に
より一対の接点部材間の状態が変化する。重量体は、そ
の変位方向に対して反対方向にバネ部材により付勢され
ると共に、抑止部材により支持される。抑止部材上の重
量体と当接する位置、又は抑止部材と当接する重量体上
には、抑止部材の反発係数より小さい反発係数を有した
緩衝部材が配置され、この緩衝部材により重量体の初期
位置が規定される。これにより、ハンマリング等による
高周波波形が連続して印加されると、重量体又は抑止部
材と当接する緩衝部材の反発係数が抑止部材より小さい
ので、重量体と緩衝部材とが当接した際に重量体のはね
かえりが抑制されるため、接点部材間の状態が変化する
ことがない。又、重量体の質量やバネ部材の弾性係数を
調整する必要がないので、低周波域における衝突検知装
置の感度は鈍化しない。よって、低周波域における衝突
検知装置の感度を維持しつつ、高周波域における感度を
鈍くすることができる。

【０００８】請求項２に記載の手段によれば、緩衝部材
の反発係数を略ゼロとすることにより、重量体が緩衝部
材に当接したときのはねかえりをより効果的に抑制でき
る。又、請求項３に記載の手段の如く、緩衝部材の材質
をシリコン系ゲルとすることで、請求項２に記載の手段
をより具体的に実現できる。又、請求項４に記載の手段
の如く、繊維材が密に形成された集合体で緩衝部材を構
成することで、請求項２に記載の手段をより具体的に実
現できる。

【０００９】請求項５に記載の手段によれば、固定接点
部材と、重量体に当接した状態で固定接点部材との間に
所定間隔を有し、重量体の所定量の変位により固定接点
部材に接触する可動接点部材とで、接点部材が構成され
る。これにより、重量体の所定量の変位によって接点部
材間の状態を変化させることができる。

【００１０】請求項６に記載の手段によれば、重量体が
マグネットで構成され、重量体の所定量の変位により、
重量体から接点部材に磁力が作用し、接点部材間の状態
が変化する。これにより、重量体の所定量の変位によっ
て接点部材間の状態を変化させることができる。

【００１１】請求項７に記載の手段によれば、重量体
を、その重量重心に対して偏心した位置にて回動自在に
支持する軸を備え、重量体の所定量の回動により接点部
材間の状態が変化する。これにより、重量体の所定量の
回動によって接点部材間の状態を変化させることができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。図１は、本発明の具体的な実施例に
係わる衝突検知装置１００の構成を示した模式的断面図
である。衝突検知装置１００は、所定の質量を有するマ
ス（重量体）４と、マス４を収納するケース１と、ケー
ス１のカバーであると共に、可動接点６及び固定接点５
を固定することによって、可動接点６と固定接点５との
間に接点ギャップを形成するベース（抑止部材）２とを
備え、車両の衝突の際に、マス４の移動に伴って可動接
点６が固定接点５に接触することで、車両に装備された
エアバッグを作動させる信号を出力する。

【００１３】ベース２は、樹脂材から成り、可動接点６
の外部接続部６ｂが貫通する開口部２ａと、固定接点５
の外部接続部５ｂが貫通する開口部２ｂとが形成されて
いる。又、ベース２の内側の略中央には凹部２ｃが形成
されており、その凹部２ｃには車両の衝突の際に発生す
る減速度により移動するマス４を摺動支持するシャフト
７が、圧入等の手段により保持固定される。さらに、マ
ス４が通常時において移動しないようにマス４を当接支
持するストッパ（緩衝部材）１０を配置するための凹部
２ｄが設けられている。

【００１４】ストッパ１０は、シリコン系ゲルから成
り、スプリング（バネ部材）３により付勢されたマス４
を反対側から支持し、マス４の初期位置を規定する。こ
のストッパ１０の反発係数は略ゼロであり、車両衝突時
にマス４がストッパ１０から離間する方向に移動し、移
動方向が反転して再度ストッパ１０に当接したときにマ
ス４のはねかえりを防止する。

【００１５】可動接点６は、厚さ約0.1mm 前後のバネ用
金属から形成された薄板を用い、接点部６ａと外部接続
部６ｂとが単一部材から成り、プレス加工等の手段によ
り形成されている。又、可動接点６には、マス４と当接
する部分に突起部６ｃが形成されており、この突起部６
ｃは、マス４による押し上げ荷重の印加点を安定させる
効果を有している。尚、可動接点６は、薄板で形成され
ているため、組付け時等における変形防止のための補強
板６１がベース２の開口部２ａに入る部分に溶接、カシ
メ等の手段により固定されている。可動接点６の補強板
６１が固定された部分は、ベース２の開口部２ａに圧入
固定できる寸法となっている。

【００１６】固定接点５は、接点部５ａと外部接続部５
ｂとが単一部材から成り、プレス加工等の手段により形
成されている。接点部５ａは、可動接点６の接点部６ａ
と対向して配置され、マス４の変位により接点部５ａと
接点部６ａとが接点として機能し、電気回路を開閉する
役目を持っている。尚、本実施例では、接触信頼性を向
上させるために接点部５ａ、接点部６ａを２組設けた。
尚、固定接点５はベース２の開口部２ｂに圧入等により
保持固定されるような形状となっている。

【００１７】マス４は、所定の質量を有し、中央部に凸
部４ａが形成された、円柱形状の重量体であり、凸部４
ａはスプリング３を保持する。マス４の中心には、シャ
フト７の外径より若干大きめの貫通穴４ｂが形成されて
おり、ケース１内でのマス４の摺動を可能としている。
マス４の凸部４ａと反対側の面は、可動接点６の接点部
６ａをベース２側に押し上げ、接点部６ａと接点部５ａ
との間を開状態にする役目を有している。

【００１８】スプリング３は、通常時においてマス４を
ストッパ１０側に押圧し、車両衝突時にマス４がこの押
圧荷重に抗して動く程度のバネ定数に設定されている。
尚、スプリング３のバネ定数は、可動接点６の接点部６
ａを開放させるため、接点部６ａのバス定数の約２倍以
上とし、できる限りその差を大きくして接点部６ａのバ
ネ力の影響を受け難くする必要がある。

【００１９】ケース１は、樹脂材より成り、一方の面に
ベース２を嵌合させるための開口部１ａが形成されてい
る。又、内部底面にはクッション８と保持するための凸
部１ｂが形成されており、ベース２の凹部２ｃに対向す
る位置に、シャフト７の他端を保持固定するための凹部
１ｃが形成されている。さらに、ケース１の表面底部に
は、図示しないエアバッグ装置のＥＣＵプリント板に組
付け固定するための固定端子９が設けられている。

【００２０】クッション８は、樹脂材より成り、ケース
１の凸部１ｂに配置される。クッション８の中心には、
シャフト７を挿通可能な貫通穴８ａが形成されている。
このクッション８は、ケース１の内部底面に当接し、ス
プリング３を保持する凸部８ｂが形成されている。この
クッション８は、車両衝突時にマス４と当接する際の緩
衝機能を高めるために、ケース１の凸部１ｂとの間に軸
方向に隙間を有している。

【００２１】ベース２の端面外周には、ケース１の開口
部１ａの寸法より最大寸法が若干大きくなる程度の凸部
２ｅが設けられている。全ての構成部品を組付け後、ス
プリング３の反力によりケース１がベース２と離間する
ことを防止するために、ベース２は凸部２ｅによりケー
ス１に圧入固定される。さらに、ケース１の開放端は、
熱カシメ等により全周内側へ折り曲げ、内部構成部品が
外部に飛び出さないようにして組付けが行われる。

【００２２】次に、衝突検知装置１００の作用について
以下に説明する。車両が衝突すると、衝突検知装置１０
０に減速度が作用し、マス４がスプリング３の付勢力に
抗してケース１の凸部１ｂ側に移動する。このマス４の
移動は、マス４の質量、スプリング３のバネ定数、可動
接点６のバネ定数等によって決定される。マス４の移動
量が固定接点５と可動接点６との接点ギャップ以上にな
ると、可動接点６の接点部６ａと固定接点５の接点部５
ａとが接触して電気的に導通状態になる。その結果、他
の加速度センサのオン出力との間で論理和が成立すると
き、図示しないバッテリより衝突検知装置１００を介し
て図示しないエアバッグ装置の点火装置へ通電され、エ
アバッグ装置が起動される。

【００２３】通常時においては、マス４がスプリング３
のバネ荷重により可動接点６を押圧しているので、エア
バッグ装置が起動する必要のない減速度の発生に対し
て、マス４の移動量が上記接点ギャップ以上になること
はない。又、ハンマリング等により高周波波形の力が連
続して作用すると、ストッパ１０の反発係数が略ゼロで
あるので、マス４のストッパ１０との当接時のはねかえ
りを防止でき、オン出力を防止できる。この状態を模式
的に図２に示す。マス４の変位が増加から減少に転じて
ゼロになった直後、即ちマス４のストッパ１０との当接
後におけるマス４がストッパ１０から受ける反力が小さ
く、初速度が小さいので振幅の繰り返し増幅が抑制さ
れ、繰り返し波形の加速度を受けても、接点がオンにな
る変位に達することがない。これにより、誤ってオン出
力されることが防止される。

【００２４】又、衝突検知装置１００は、スプリング３
のバネ定数やマス４の質量などを変更せずに、ベース２
にストッパ１０を設けることによって高周波連続波形の
力に対する感度を調整したので、低周波域に対する感度
を以前と同じに維持できる。本衝突検知装置１００の作
動域を図３に示す。約100Hz 以下の低周波域に対する作
動下限値が従来と同様に低く、即ち感度が敏感であるの
で、車両衝突を良好に検出可能である。又、約100Hz を
越えた高周波域に対しては、従来に比べて作動下限値が
大幅に高くでき、即ち感度を鈍感にできるので、ハンマ
リング等の衝突以外の事象に対してオン出力されること
を防止できる。

【００２５】上記実施例では、減速度の作用によりマス
４をシャフト７の軸方向に変位させる衝突検知装置１０
０について説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではない。以下に本発明の応用例を説明する。図
４に示す断面図は、重量重心に対して偏心した位置に軸
１７により回動自在に軸支されたマス１４を備えた衝突
検知装置１０１の構成を示している。マス１４上には第
１カム１３ａと第２カム１３ｂとを有するロータ１３が
固定されており、このロータ１３はマス１４と軸１７を
同じくしている。ベース１２には１対の板バネ１５、１
６が立設され、各々の先端部１５ａ、１６ａが第２カム
１３ｂ、第１カム１３ａのカム面に当接し、ロータ１３
をＢ方向に付勢している。このロータ１３への付勢によ
り、マス１４がＢ方向に付勢され、ハウジング１１上に
配置された反発係数が略ゼロのストッパ２０に当接して
いる。板バネ１６は、板バネ１５の接点１５ｂに対向し
て凸状の接点１６ｂを有している。この衝突検知装置１
０１では、減速度が作用するとマス１４が板バネ１５、
１６の付勢力に抗してＡ方向に回動し、マス１４の回動
量が所定量に達すると接点１５ｂ、１６ｂ間が接触して
電気的に導通状態となり、衝突が検知される。この衝突
検知装置１０１において、ハンマリング等による高周波
連続波形の力が作用すると、ストッパ２０の反発係数が
略ゼロであるので、上記実施例と同様にマス１４がスト
ッパ２０に当接したときのはねかえりによる振幅の増幅
が防止され、接点が閉状態となるのを防止できる。

【００２６】次に、本発明をマグネットの変位により衝
突を検知する衝突検知装置に応用した例について説明す
る。図５は、マグネット３５を用いた衝突検知装置１０
２の構成を示した断面図である。スイッチ３１は、中央
部にギャップを有して互いに対向する接点３１ａ、３１
ｂを備え、ケース３２の略中央に収納されている。接点
３１ａ、３１ｂは、それぞれリード線３３ａ、３３ｂに
よりケース３２の外部に導出されたリード端子３４ａ、
３４ｂに接続されている。ケース３２内のスイッチ３１
の外周部には、マグネット３５及びコイルバネ３６が収
納される筒状の摺動部３７が形成されている。マグネッ
ト３５及びバネ３６は環状を成し、摺動部３７内の筒体
３８に摺動可能に嵌合されている。摺動部３７内の接点
３１ａ、３１ｂに接近した位置にはクッション３９が設
けられ、接点３１ａ、３１ｂから離れた位置にはストッ
パ３０が設けられている。マグネット３５は摺動部３７
内においてクッション３９、ストッパ３０の間を摺動可
能に配置されている。バネ３６はマグネット３５を常時
ストッパ３０側に付勢する。この衝突検知装置１０２で
は、減速度の作用によりマグネット３５がバネ３６の付
勢力に抗してクッション３９側に変位し、所定の変位量
に達するとマグネット３５の磁力により接点３１ａ、３
１ｂ間が接触して電気的に導通状態となり、衝突が検知
される。この衝突検知装置１０２において、ハンマリン
グ等による高周波連続波形が作用しても、ストッパ３０
の反発係数が略ゼロであるので、上記実施例と同様にマ
グネット３５がストッパ３０に当接したときのはねかえ
りが防止され、振幅の増幅が抑制され、接点が閉状態に
なるのを防止できる。

【００２７】次に、可動部材の転動により衝突を検知す
る衝突検知装置に応用した例を説明する。図６は、ロー
ラ４１を用いた衝突検知装置１０３の構成を示した斜視
図である。金属板から成るシャーシ４４上にはベース４
６が取付けられ、ローラ４１はバンド４２によりベース
４６に装着されている。バンド４２はローラ４１の周り
に巻き付けられ、且つその両端がベース４６に溶接され
ている。このバンド４２の弾性力によりローラ４１が、
反発係数が略ゼロのストッパ４０側に付勢され、初期位
置が規定されている。シャーシ４４には、案内面４３上
を転動するローラ４１と接触するように点弧接触子４５
がベース４６を通って突出している。この衝突検知装置
１０３では、減速度の作用によりバンド４２の付勢力に
抗してローラ４１がＣ方向に転動すると、案内面４３上
に配置された点弧接触子４５がバンド４２と接触し、接
触子４５とバンド４２との間が電気的に導通状態とな
り、衝突が検知される。この衝突検知装置１０２におい
て、ハンマリング等による高周波連続波形が作用して
も、ストッパ４０の反発係数が略ゼロであるので、上記
実施例と同様にローラ４１がストッパ４０に当接したと
きのはねかえりが防止され、振幅の増幅が抑制され、接
点が閉状態となるのを防止できる。

【００２８】上記実施例及び応用例では、反発係数が略
ゼロの材料としてシリコン系ゲルを用いたが、ビニルア
ルキルエーテルゴムなどを用いてもよい。又、上記実施
例及び応用例では、シリコン系ゲルのような軟質材を緩
衝部材として用いたが、剛性の低い他の構造でもよい。
例えば、ナイロンなどの剛性の低い高分子有機材料から
成る繊維材を密に集合形成してストッパを構成してもよ
い。この構造のストッパ５０を用いた衝突検知装置１０
４の断面構成を図７に示す。ストッパ５０以外の部材は
図１の構成と同じである。多数のナイロン糸５１が表面
に植毛されたストッパ５０は構成する多数のナイロン糸
は、ベース２の凹部２ｄに固定されている。各ナイロン
糸５１の軸方向は、シャフト７の軸方向に沿い、高さは
略同一に形成されている。静的つり合い状態において
は、各ナイロン糸５１の先端がマス４に当接することに
より、スプリング３により付勢されたマス４を支持し、
その初期位置を規定している。減速度の作用により、マ
ス４が変位し、速度を有してストッパ５０に当接する
と、各ナイロン糸５１が座屈するが、このナイロン糸５
１の座屈によりマス４の運動エネルギが吸収されるの
で、結果として反発係数が低減される。そして、マス４
が停止すると、各ナイロン糸５１が座屈状態から初期の
状態に復元し、マス４が初期位置に復帰する。このよう
に、ナイロン糸５１の集合体でストッパ５０を構成する
ことで、上記実施例及び応用例と同等の効果を得ること
ができる。尚、緩衝部材の反発係数は必ずしも略ゼロで
なくとも、できるだけ小さい値であれば十分な効果が得
られる。又、上記実施例及び応用例では、ストッパをベ
ース側に配置したが、ストッパをマス側に配置しても、
上記実施例及び応用例と同等の効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置
の構成を示した断面図。

【図２】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置
の作用を示した模式図。

【図３】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置
の作動域を示した模式図。

【図４】本発明の具体的の実施例に係わる衝突検知装置
の他の構成を示した断面図。

【図５】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置
の他の構成を示した断面図。

【図６】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置
の他の構成を示した斜視図。

【図７】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置
の他の構成を示した断面図。

【図８】従来の衝突検知装置の構成を示した断面図。

【図９】従来の衝突検知装置の作用を示した模式図。

【符号の説明】

１ ケース ２ ベース ３ スプリング ４ マス ５ 固定接点 ６ 可動接点 ７ シャフト ８ クッション ９ 固定端子 １０ ストッパ １００ 衝突検知装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作用する減速度に応じて所定方向に変位
   する重量体と、 前記重量体の所定量の変位により状態が変化する一対の
   接点部材と、 前記重量体の変位方向に対して反対方向に前記重量体を
   付勢するバネ部材と、 前記バネ部材により付勢された前記重量体を支持する抑
   止部材と、 前記抑止部材上の前記重量体と当接する位置、又は前記
   抑止部材と当接する前記重量体上に配置され、前記抑止
   部材の反発係数より小さい反発係数を有し、前記重量体
   の初期位置を規定する緩衝部材とを備えたことを特徴と
   する衝突検知装置。
2. 【請求項２】 前記緩衝部材の前記反発係数は略ゼロで
   あることを特徴とする請求項１に記載の衝突検知装置。
3. 【請求項３】 前記緩衝部材はシリコン系ゲルから成る
   ことを特徴とする請求項２に記載の衝突検知装置。
4. 【請求項４】 前記緩衝部材は繊維材が密に形成された
   集合体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   衝突検知装置。
5. 【請求項５】 前記接点部材は、 固定接点部材と、前記重量体に当接した状態で前記固定
   接点部材との間に所定間隔を有し、前記重量体の所定量
   の変位により前記固定接点部材に接触する可動接点部材
   とから成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
   １項に記載の衝突検知装置。
6. 【請求項６】 前記重量体はマグネットで構成され、 前記重量体の所定量の変位により、前記重量体から前記
   接点部材に磁力が作用し、前記接点部材間の状態が変化
   することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に
   記載の衝突検知装置。
7. 【請求項７】 前記重量体を、その重量重心に対して偏
   心した位置にて回動自在に支持する軸を備え、 前記重量体の所定量の回動により前記接点部材間の状態
   が変化することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
   １項に記載の衝突検知装置。