JPS60248457A - 機械センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、自動車の操縦ハンドルあるいは計器ボード部
分に取付られる緊急空気バッグ用の衝突感知センサに関
する。

「従来の技術」 時速３０マイルの前側障害衝突において、空気バッグの
ような拘束装置は、運転手を重傷から防止するならば、
運転手が５インチ前に移動する時間に運転手を拘束し始
めなければならないことが発見された。空気バッグ膨張
機構は、空気バッグの膨張を有効とするために、膨張指
令信号がセンサから送られてから３０ミリ秒の期間が要
求される。

乗客保護装置は、車両に対して乗り手の移動が時速１２
マイル以上の速度になった事故に必要であることが認識
された。従って、乗り手が時速１２マイル以上の速度で
車両内部のある部分に衝突することから認識されるセン
サが要求される。また、時速３０マイルの前側障害すな
わち等価衝突の場合には、乗り手が５インチ前に移動す
る前に空気バッグの膨張を３０ミリ秒で開始することが
要求される。

空気バッグの膨張手段は、乗客区画でのセンーサの配置
が他の位置に配置されるセンサと比較して有利に導かれ
るので、車両の他の部分（外側）よりむしろ乗客区画の
加速に応答することが重要である。例えば、車両の前部
フェンダ−あるいはバンパーが車両に傷が付く程度のポ
ール等に衝突したならば、前部フェンダ−あるいはバン
パーに取付られたセンサは、ボールとの衝突時に時速１
２マイルの速度変化を経験し、一方車両の乗客区画は無
視できる程の速度変化を経験する。この環境において、
空気バッグの膨張は必要でないが、もし膨張が発生する
と、副次的な事故の一因となる。

それゆえ、車両に備えられたセンサは、乗客区画が乗客
保護に必要な速度変化を経験することを予言するために
、乗客区画に配置され、構成されることが重要である。

大量に作られる機械的衝突センサは、電気センサを区別
すると、バネ質量センサである。ここで用いる用語「バ
ネ質量」あるいは「非減衰バネ質量」は、感知重りの動
作がセンサで経験される加速によってのみ制御され、そ
の遷移あるいは回転イナーンアおよびバイアスがバネ、
磁石あるいはロラマイト型帯から得られるセンサを示し
ている。バネ質量センサは、極端に短期間の衝突パルス
の場合に最適に機能することが知られている。このよう
なパルスは、標準障害衝撃あるいは衝突の頭の特性であ
る。このセンサが取付られた車両は、衝突時の質量セン
サのバネに現れるバイアスより大きい減速レベルを経験
した時、質量センサが迅速に車両の前端方向に移動して
、空気バッグの膨張が開始される。

従来、衝突領域の外側で自動車の衝突を感知する全公知
機械センサは必須的に加速レベル検知器である。ジェネ
ラル　モーターズ社は、１９７０年代に磁気的に付勢さ
れた非減衰ボールで、１００００台の空気バッグ式自動
車のカウルに取付られたセンサを用いた。初期バイアス
は約２０Ｇだが、ボールが通常位置から移動した時に非
常に迅速に検知する。従って、全実際的目的において、
２．０Ｇの加速が経験されると、センサが始動する。

コントロール　レーザ社は、７Ｇの始動バイアスが形成
される２個の戻り止めボールを用いたセンサを使用した
。一度加速レベルを経験すると、非常に少量のエネルギ
を追加するだけでシステムが始動する。他の例は、ベル
の特許第４１１６１３２号に開示される。この特許にお
いては、センサが加速力の所定レベルに応答している。

衝突領域の外側に配置されるセンサにとっては、上述の
要求を満足するために、センサを発火させるに必要な速
度変化がセンサバイアスの克服時に発生する速度変化よ
り大きくしなければならないようにセンサを仕様しなけ
ればならないことが認識された。

「発明が解決しようとする問題点」 衝突領域の外側に取付られた、自動車の衝突を感知する
に単独で使用されるセンサは、７Ｇ以下でバイアスされ
なければならないことが認識された。もし、このような
センサは、７Ｇ以下でノくイアスされるならば、７Ｇレ
ベルが空気バッグの不必要時に発生できるので、加速レ
ベル検知器でなくてもよい。これらの事実は、従来これ
ら仕様の機械センサて認識されず、従って現在まで機械
センサがレベル検知器であった。

先行技術の機械センサは乗客区画に配置された時に、空
気ハングの必要時の衝突状態および空気バッグの不必要
時の状態間の違いを区別できなかった。例えば、空気ハ
ングが必要でない状態は、車が溝にはまった時、線路を
横断した時あるいは道路の窪みにはまった時である。先
行技術の機械センサはこのような環境で空気バッグを不
必要に膨張させた。

［問題点を解決するための手段」 本発明は前記問題点を解決するために、衝突領域の外側
に配置される従来の機械センサの問題を解決した、機械
センサが取付られる乗客区画を形成することである。

また、別の目的は、低バイアスで、延長期間だけ持続す
る加速が要求される速度変化に応答するセンサを形成す
ることである。

本発明の主な目的は、衝突領域の外側輪配置される時衝
突を感知し、１つがセンサを着火させるに必要な速度変
化がセンサバイアスを克服することに関連する速度変化
より大きくなっているセンサを形成することである。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて説明すると
、本発明のセンサと協働する空気バッグ安全（拘束）シ
ステム８および８”は、自動者の乗客区画の運転手側お
よびナビゲータ側に取り付けられる。センサ始動器ＩＯ
は、ガス発生器すなイつち膨張器１２内に取付られるの
が好ましい。しかし、このセンサ始動器は、他に取付ら
れてもいいが、乗客区画に配置されるのが好ましい。ま
た、膨張器１２は、対称的に枠１４に取刊られる。この
枠１４には、折り畳み式の空気バッグＩ８用のハウジン
グすなわちカバー１６も取付られる。膨張器１２および
空気バッグ１８間には、枠１４に固定される拡散板２０
が介挿される。このカバー１６は、壊れやすいプラスチ
ック製で、従って、空気バッグ１８が収納時、および通
常時に損傷するのを防止する。

本発明の空気バッグ安全拘束システム８は、枠Ｉ４を介
して操縦ハンドル２２に取付られる。この操縦ハンドル
２２は、外縁２４と、数本の放射状スポーク２８とを含
んでいる。一方、空気バッグ安全拘束システム８゛は、
ナビゲータの前の区画（ボード）に好ましく取付られる
。

膨張器Ｉ２は、アジドナトリウムのガス発生物質３４か
封入されるハウジング３２を含んでいる。

このアットナトリウムは、広い温度範囲で安定であるが
、発火した時分解して大量の窒素ガスを放出する。

次に、第４図〜第９図を参照してセンサ始動器１０を説
明する。これらの図において、信頼性を増すために、１
組の冗長性減衰センサ３８は、ノ＼ウリング４０内の雷
管３６を各々作動させるようになっている。従って、各
センサ３８は、ハウジング４０内のブロック４４のシリ
ンダ３９内で上下動できる衝撃感知重り４１を含んでい
る。これら重り４１は、空気バッグ安全拘束システ、ム
８が枠１４を介して操縦ハンドル２２に取イ」られる萌
に後述する手段５２でシリンダ３９内に各々固定される
。取付時には、操縦ハンドル２２の支柱に、保持される
ナツト５０の延長部４８が始動器ＩＯのロックピン解除
穴５″ｌに差し込まれる。この延長部４８は、円錐状の
ロックピン５４をずらして、重りロックアーム５２を重
り４１の移動領域外に回動し、従ってシステムが衝撃を
感知できる状態となる。

ロックアーム５２は、共通接続され、これらアームを相
互に近付けるバネ５５のバイアスで操作される。このロ
ックピン５４の円錐部分がロックアーム５２を押し開い
て、この結果重り４１がロックアーム５２に係合して、
重り４１を押さえ、取付時の誤動作を防止する。センサ
始動器１０は、安全時に円錐状ロックピン５４の大径部
分がロックアーム５２に係合して、ロックアーム５２を
重り４１に係合させる。このロックピン５４が内側に動
いた時には、バネ５５の作用でロックピン５４の円錐部
分の小径部分がロックアーム５２に当接する。

各重り４１は、断面り字状のＤ軸５８から伸びたピン５
６の一端に協働する。このピン５６の他端は、バネ６２
に係合する球６０を含んで、重り４１とピン５６の一端
との係合を確実にさせる。

各り軸５８には、軸の略半分が切欠かれた面６４が形成
される。更に、バネで付勢された着火ピン６６は、雷管
３６に位置合わせされて配置され、Ｄ軸５８の外周部分
によって収縮位置に保持されＤ軸が回転して面６４が雷
管の内周に位置合わせされた時に伸張する。

自動車が衝突した時には、各重り４」が第７図ビン５６
を介するバネ６２および重り４Ｉの左右の差圧によって
、一定のレヘル抑えられる。この差圧は、シリンダ３８
および重り４Ｉ間の隙間に流れる空気で緩められる。も
し、衝撃が十分に激烈であれば、重り４１が十分に右に
移動してＤ軸５８を着火ピン６６が外れるまで回動させ
、これにより着火ピン６６が面６４の横を通過して雷管
３６に衝突し雷管を爆発させる。この雷管は、ガス発生
剤３４の収容部に張り巡らせた導火線６８（図示略）も
発火させて、ガス発生剤３４を燃焼させて順に空気バッ
グを膨張させる。

第１０図において、バネのみの重りセンサが示されてい
る。この重りセンサは、減衰バネ質量センサの場合より
長い距離移動できる非減衰重り４１′を存し、第４図〜
第９図の始動器ＩＯと同様であり、対応する部材に同じ
数字符号とアクセント符号とが付しである。

第１１図において、減衰バネ質量センサが示されている
。この質量センサは、米国特許第３，５Ｐｒ９−０９．
’ｄ畳にＭ示されているような、ｌｌｉ！衰がピストン
の中央の鋭角オリフィス７０て作られ、第４図〜第９図
の始動器１０と同様であり、対応する部材に同じ数字符
号とダブルアクセント符号とが付しである。

両者の場合において、ピストンが円筒形である限り、テ
フロンのような低摩擦係数皮膜が摩擦効果を最小にする
ために用いられなければならない。

ここで使用する加速は、車両速度が減少した時あるいは
車両がバックして前に衝突した時も衝撃が発生するので
反転方向の車両加速も意味している。ここで使用する永
続加速は、前述の時間の平均の加速がバイアス加速以上
であることを意味している。衝突加速は代表的に高周波
の変動を残すことを理解ずへきである。ここで用いられ
る雷管は、突き刺し型雷管、突き刺し型爆薬あるいは電
気花火のような火器装置である。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば次のような優れた
効果を得ることかできる。

本発明の教示に協働する全センサ、特に減衰あるいは非
減衰のバネ質量センサに関して、乗客区画内に配置され
るので、かなり低バイアス、４Ｇおよび７Ｇ以下が予想
される。また、本発明のセンサは、バイアス加速が延長
期間バイアス以上を支えることを要求するバイアス加速
が越えた後に、速度変化を実施することを要求する速度
変化検知器である。通常この時間は加速レベルで認識さ
れ、従って５〜１００ミリ秒である。この方法において
、不必要な空気バッグ膨張は最小化され、従って空気バ
ッグは衝突の衝撃から得られるような長い低加速衝突パ
ルスを伴う場合の必要時に膨張する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセンサと協働する空気バッグシステム
を示す車両の乗客区画部の概略図、第２図は一部破断し
た空気バッグシステムの破断斜視図、第３図は一部破断
したガス発生器センサおよび操縦ハンドルに取付られた
時にセンサを作動させるピン付きのナツトの側面図、第
４図はＤ軸の端部およびＤ軸を支持する取付板の拡大破
断図、第５図は破線部分が重りのロック状態を示すロッ
クアームおよび一部破断したセンサの平面図、第６図は
衝突時の重りが移動前のＤ軸から伸びたピンおよび重り
の拡大断面図、第７図は衝突時のピンおよび重りの拡大
断面図、第８図はＤ軸で収縮位置に保持された着火ピン
の拡大断面図、第９図は衝突後の着火ピンの拡大断面図
、第１０図は非減衰バネ質量センサで、本発明の別の実
施例のセンサを示す拡大断面図、第１１図はピストンの
中央に鋭角オリフィスを用いた減衰センサの第３実施例
を示す拡大断面図である。 ８・・・安全拘束システム、ｌＯ・・・センサ、Ｉ２・
・・膨張器、１４・・・枠、１８・・・空気バッグ、２
２・・・、操縦ハンドル、３４・・・カス発生物質、３
６・・・雷管、３８・・・冗長性減衰センサ、３９・・
・シリンダ、４ｏ・・・ハウジング、４Ｉ・・・感知重
り、５ｏ・・・ナツト、５１・・・解除穴、５２・・・
ロックアーム、５４・・・ロックピン、５５・・・バネ
、５６・・・ピン、５８・・・Ｄ軸、６６・・・着火ピ
ン、６８・・・導火線。 出願人　ブリート　コーボレーンヨン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）車両の乗客区画に取付られると共に、電力を用い
   ないで、車両用の空気バッグ安全拘束システムの発火要
   素を発火させる低バイアスの機械センサにおいて、前記
   センサは、。 雷管と、 バネで付勢される着火ピンと、 バイアス以」二の加速に応答して前記着火ピンを解放し
   て前記雷管と衝突させる加速応答手段とを含むセンサ列
   を備えた機械センサ。 （２）前記センサには、取付前に誤動作を防止するため
   に、重りを一時固定するロック手段が形成される特許請
   求の範囲第１項記載の機械センサ。 （３）前記車両の乗客区画部には、前記センサを取り付
   ける取付手段が形成される特許請求の範囲第１項記載の
   機械センサ。 （４）前記センサは、かなり低Ｇバイアスの付勢手段を
   有する特許請求の範囲第１項記載の機械センサ。 （５）前記加速応答手段は、移動自在の重りと、回転軸
   と、前記重りの移動を前記軸の回転に変換する変換手段
   と、前記軸で収縮位置に維持され、前記軸の所定回転時
   に前記着火ピンを解放して前記雷管と衝突させるバネ付
   勢着火ピンとを備えた特許請求の範囲第４項記載の機械
   センサ。 （６）前記重りは、前記センサ内の空所に制限されて移
   動できるようになっており、前記付勢手段がバネであ、
   る特許請求の範囲第５項記載の機械センサ。 （７）前記空所には、前記重りの動きに抵抗する減衰手
   段が形成される特許請求の範囲第５項記載の機械センサ
   。 （８）前記減衰手段は、前記重りに形成されると共に、
   前記重りの移動時に前記空所内の流体が流れる鋭角オリ
   フィスを含む特許請求の範囲第７項記載の機械センサ。 （９）前記変換手段は、前記重りに係合し、前記軸の放
   射上に延長配置されると共に、前記重りの動きに抵抗す
   るように付勢されるピンを含む特許請求の範囲第５項記
   載の機械センサ。 （１’０）前記ピンは、前記軸の後ろまで延びた対角配
   置の延長部と、この延長部の端部であるバネと係合する
   手段を有し、したがって前記ピンが前記重りを付勢する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の機械セン
   サ。 （１１）前記軸は、所定量の回転時に前記着火ピン用の
   通路を形成する面を含むＤ軸である特許請求の範囲第５
   項記載の機械センサ。 （１２）前記センサは２個用いられて、衝突時に少なく
   とも１個が作動して前記空気バッグの膨張を高信頼で実
   施させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   機械センサ。 （１３）前記付勢手段のバイアスは７Ｇ以下である特許
   請求の範囲第４項記載の機械センサ。 （１４）前記付勢手段の最大バイアスは約４Ｇである特
   許請求の範囲第１３項記載のセンサ。 （１５）前記加速は、１５〜１００ミリ秒の期間持続さ
   れる特許請求の範囲第１項記載の機械センサ。 （１６）加速に応答する付勢された感知手段と、前記感
   知手段が加速が前記バイアスを越えた後の前記空気バッ
   グを膨張させる前に発生する速度変化を要求する手段と
   を備えた膨張性空気バッグ拘束システムを有する機械セ
   ンサ。 （１７）前記加速は、５〜１００ミリ秒の期間持続され
   る特許請求の範囲第１６項記載の機械センサ。 （１８）安全拘束システムを有する車両において、加速
   の所定レベルに応答する感知手段と、前記安全拘束シス
   テムの作動が始まる前の前記加速が前記レベルを越えた
   後に発生する速度変化を要求する手段とを備えた電力を
   用いないで動作する機械センサを備えた車両。 （１９）加速に応答する感知重りと、 この重りにバイアスを付加する付勢手段と、空気バッグ
   の作動用に、所定の加速レベルで発生する前記感知重り
   の所定距離の移動を要求する手段とを備えた乗客拘束シ
   ステムに使用される機械的バネ質量衝突センサ。 （２０）前記感知重りが減衰される特許請求の範囲第１
   ９項記載の機械センサ。