KR0180178B1 - 에어백용 다방향 감지 충격스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 승객보호 수단중의 하나인 에어백장치에 기계식 충격스위치를 적용하기 위한 에어백용 다방향 감지 충격스위치에 관한 것이다.

본 발명은 자동차 충돌시 외부의 충격량이 소정치이상이면 에어백장치에 작동 전원을 연결시키는 기계식 충격스위치에 있어서: 밀폐형 상자 구조로 된 절연성 재질의 케이싱(10); 상기 케이싱(10) 내부에서 로터축(14) 상에 회전 가능하게 장착되는 원판 구조의 로터(11); 상기 로터(11)의 회전 중심에서 이격된 지점에 설치되는 편심추(12); 상기 로터(11)의 상에서 대칭되는 위치에 고정된 각각 가이드레일(16)상에 미끄럼운동 가능하게 설치되는 한 쌍의 슬라이더(15); 상기 슬라이더(15) 및 가이드레일(16)에 그 일단과 타단이 고정되고, 슬라이더(15)의 이동에 필요한 외부 충격력을 결정하는 탄성부재(17); 그리고 상기 로터(11)의 외주와 일정한 틈새를 유지하고 장착되는 도전체링(13)을 포함한다.

이에 따라, 본 발명은 자동차의 에어백장치에서 자동차 충돌시 다방향의 충격에 따라 신속하게 작동되는 기계식 충격스위치를 적용함으로써, 에어백 작동의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

에어백용 다방향 감지 충격스위치

본 발명은 충격 감지센서에 관한 것으로서, 특히 자동차의 승객보호 수단중의 하나인 에어백장치에서 자동차 충돌시 다바향의 충격에 따라 신속하게 작동되는 기계식 충격스위치를 적용하여 에어백 작동의 신뢰성을 향상시키기 위한 에어백용 다방향 감지 충격스위치에 관한 것이다.

통상적으로, 차량의 충돌시 운전자를 보호하기 위해 핸들 또는 조수석 전면에 화약식 에어백장치가 설치된다. 이러한 에어백장치는 가속도센서에 의해 소정치 이상의 충격량이 감지된 때 밧데리 전원으로 작약을 점화시켜 고압의 가스가 발생되도록 하고 이 가스압으로 에어백을 전개시킨다. 이러한 에어백장치는 비교적 고가이고 사용빈도가 극히 적인 장치이기 때문에 그 작동에 있어서 극히 높은 신뢰성이 요구된다.

이를 위해 대용량의 컨덴서로 구성되는 백업(backup) 전원, 에어백 시스템 전체의 이상유무를 항상 감시하고 경고하는 다이어그노시스(diagnosis)회로 등을 설치하기도 한다.

그러나, 상기의 수단에 의해서도 이상 유무가 검출되지 않는 경우, 예컨대 가속도센서가 오동작 또는 동작 불능이 된 경우에 충돌사고를 당하면 점화장치의 작약이 폭발되지 않아 에어백 장치는 무용지물이 된다. 이를 방지하기 위해 기계식 충격검출센서를 병용시키기도 한다.

일반적으로, 충격량의 기계적인 검출에는 소정의 질량을 지닌 질량체 및 소정의 탄력성을 지닌 스프링을 조합한 스프링-질량 센서가 사용되고 있는데, 외부의 충격량이 센서에 전달되면 스프링의 전방에 설치되는 질량체가 감속도 운동을 시작하여 그 상대적 위치의 변화가 발생된다. 이러한 상대 위치의 변화는 충격에 따른 감속도의 크기에 비례하는 소정의 전기적 물리량(예컨대 저항치)으로 변환되어 각종 기계장치의 제어회로에 보내지거나, 임계 충격에서 입력측 및 출력측의 회로를 연결시킨다.

한편, 충격의 기계적인 검출수단으로 사용되는 스프링-질량 방식의 센서는 실리콘 기판상에 피에조 저항·앰프·필터 등을 하나의 회로로 집적시킨 반도체식 센서에 비해 노이즈에 의한 영향을 받지 않는 장점이 있다.

그러나, 이러한 스프링-질량 방식의 기계적인 센서는 코일스프링에 의한 직선운동을 이용함으로, 운동방향과 직각으로 충격이 가해지면 정확한 신호 발생이 곤란하다는 점 등 충격의 방향에 따른 신뢰도에 차이를 보이는 단점이 있다. 또, 코일스프링은 충격스위치의 생산과정으로부터 사용과정에 이르기까지 비교적 비교적 약한 충격에도 항상 진동에 의한 영향을 받고, 스프링특성 변형이 용이하여 불량발생이 높은 결점이 있다.

따라서, 본 발명은 자동차의 승객보호 수단중의 하나인 에어백장치에서 자동차 충돌시 다방향의 충격에 따라 신속하게 작동되는 기계식 충격스위치를 적용하여 에어백 작동의 신뢰성을 향상시키기 위한 에어백용 다방향 감지 충격스위치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

제1도는 본 발명에 따른 충격스위치의 내부를 드러내어 나타내는 구성도.

제2도는 제1도를 변형한 충격스위치의 내부를 드러내어 나타내는 구성도.

제3도는 제2도의 A-A에 대한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 20 : 케이싱 11 : 로터

12, 22 : 편심추 13, 23 : 도전체링

14 : 중심축 15 : 슬라이더

16 : 가이드레일 17 : 탄성부재

26 : 회전가이드 L : 리드선

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 자동차 충돌시 외부의 충격량이 소정치이상이면 에어백장치에 작동 전원을 연결시키는 기계식 충격스위치에 있어서: 밀폐형 상자 구조로 된 절연성 재질의 케이싱(10); 상기 케이싱(10) 내부에서 중심축(14) 상에 회전 가능하게 장착되는 원판 구조의 로터(11); 상기 로터(11)의 회전 중심에서 이격된 지점에 설치되는 편심추(12); 상기 로터(11) 상에서 대칭되는 위치에 고정된 각각의 가이드레일(16) 상에 미끄럼운동 가능하게 설치되는 한 쌍의 슬라이더(15); 상기 슬라이더(15) 및 가이드레일(16)에 그 일단과 타단에 고정되고, 슬라이더(15)의 이동에 필요한 외부 충격력을 결정하는 탄성부재(17); 그리고 로터(11)의 외주와 일정한 틈새를 유지하고 장착되는 도전체링(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백용 다방향 감지 충격스위치를 제공한다.

이때, 상기 로터(11)는 알루미늄 등 밀도가 낮은 금속을 사용하고, 상기 편심추(12)는 이보다 밀도가 높은 금속을 사용한다.

한편, 상기 케이싱(10), 로터(11), 편심추(12), 도전체링(13) 및 슬라이더(15)를 사용하는 대신, 밀폐형 상자 구조로 된 도전성 재질의 케이싱(20)과, 상기 중심축(14)에 회전 가능하게 장착되는 절연성 재질의 회전가이드(26)와, 상기 회전가이드(26) 상에 미끄럼운동 가능하게 장착되는 편심추(22)와, 상기 편심추(22)의 일면에서 상기 중심축(14)의 상단에 근접하도록 고정되는 도전체링(23)을 사용하고; 편심추(22) 및 회전가이드(26) 사이에 탄성부재(17)의 일단과 타단을 고정하는 것도 가능하다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

제1도는 본 발명에 따른 충격스위치의 내부를 드러내어 나타내는 구성도가 도시된다.

본 발명은 자동차 충돌시 외부에 충격량이 소정치이상이면 에어백장치에 작동 전원을 연결시키는 기계식 충격스위치에 적용되고, 케이싱(10)·편심추(12)·도전체링(13)·중심축(14)·가이드레일(16) 등의 고정부와, 로터(11)·슬라이더(15) 등의 가동부로 구성된다.

상기 케이싱(10)은 밀폐형 상자 구조이고, 절연성 재질을 이용한다. 외부로부터 수분, 이물질 등이 침투되지 않도록 하고, 외부의 전기적 충격으로부터 오동작을 일으키지 않도록 하기 위함이다.

또, 본 발명의 로터(11)는 케이싱(10) 내부에 중심축(14) 상에 회전 가능하게 장착되는 원판 구조이다. 로터(11)는 진원으로 가공된 도전성 판재를 이용하고, 중심축(14) 상에서 원활히 회전되도록 롤링베어링(도시 생략)을 개재하여 장착한다. 로터(11)와 중심축(14)은 전기적으로 연결되도록 한다.

또, 본 발명의 편심추(12)는 상기 로터(11)의 회전 중심에서 이격된 지점에 설치된다. 편심추(12)는 외부의 충격으로 로터(11)를 회전시키는 역할을 하므로 중심축(14)로부터 최대한 이격시키는 것이 회전토크의 측면에서 바람직하다.

이때, 상기 로터(11)는 알루미늄 등 밀도가 낮은 금속을 사용하고, 상기 편심추(12)는 이보다 밀도가 높은 금속을 사용한다. 이러한 편심추(12)는 하나를 설치하는 것도 가능하고, 크기와 중량이 다른 2개이상을 설치하는 것도 가능하다.

또, 본 발명의 슬라이더(15)는 상기 로터(11) 상에서 대칭되는 위치에 고정된 한 쌍의 가이드레일(16) 상에 각각 미끄럼운동 가능하게 설치된다. 슬라이더는 로터(11)의 회전에 따른 원심력으로 신속히 위치이동할 수 있도록 밀도가 작은 재질을 이용하여 그 관성력을 최소화하고, 슬라이더(15)의 이동시 불필요한 토크를 받지 않도록 가이드레일(16)과 접촉되는 부분의 표면조도를 양호하게 유지한다.

또, 본 발명의 탄성부재(17)는 상기 슬라이더(15) 및 가이드레일(16)에 그 일단과 타단이 고정되고, 슬라이더(15)의 이동에 필요한 외부 충격력을 결정한다. 탄성부재(17)는 코일스프링 또는 판스프링을 사용하는데, 외부의 비교적 약한 충격에 의한 영향을 받아 스프링력이 열화되는 경향이 적은 후자가 바람직하다. 탄성부재(17)는 슬라이더(15)의 일단에 탄성력을 작용시켜 로터(11)가 소정치 이상의 충격력을 받기 전까지는 이동되지 않게 한다.

전술한 바와 같이 종래의 충격스위치는 스프링-질량 방식의 기계적인 센서로서 코일스프링에 의한 직선운동을 이용하므로 운동방향과 직각으로 충격이 가해지면 작동의 신뢰도가 저하되나, 본 발명에서는 편심추(12)에 의해 언밸런스되는 로터(11)의 회전운동을 이용하므로 그러한 문제점이 해소된다.

또, 본 발명의 도전체링(13)는 상기 로터(11)의 외주와 일정한 틈새를 유지하고 장착된다. 일방의 리드선(L)과 연결되는 도전체링(13)은 케이싱(10)의 측면을 구성하고, 타방의 리드선(L)과 연결되는 중심축(14)과는 전기적으로 연결되지 않는다.

이러한 구성에서 외부의 충격력에 의해 로터(11)가 일방향으로 회전하고 슬라이더(15)가 원심력을 받는데, 이것이 탄성부재(17)의 변형력이상이면 양측의 슬라이더(15)가 도전체링(13)에 접촉하여 양 리드선(L)이 단락된다. 그러므로 본 발명이 자동차의 에어백 시스템에 사용되는 경우 어느 방향에서나 자동차 충돌에 감응하여 ECU에 입력하고, ECU는 그 입력을 이용하여 에어백을 전개하는 동작 플로우 진행할 수 있다.

한편, 탄성부재(17)의 스프링력 및 편심추(12)의 질량을 적절히 조절하면 스위치의 작동조건을 달리할 수 있고, 사용용도에 맞는 다방향 감지 충격스위치가 실현될 수 있다.

제2도는 제1도를 변형한 충격스위치의 내부를 드러내어 나타내는 구성도가 도시되고, 제3도는 제2도의 A-A에 대한 단면도가 도시된다.

본 발명의 변형예로서, 케이싱(10) 대신 밀폐형 상자 구조로 된 도전성 재질의 케이싱(20)을 사용하고, 슬라이더(15) 대신 중심축(14)에 회전가능하게 장착되는 절연성 재질의 회전가이드(26)를 사용하고, 로터(11) 및 편심추(12)를 생략하는 대신 상기 회전가이드(26) 상에 미끄럼운동 가능하게 장착되는 편심추(22)를 사용한다.

또, 상기 편심추(22)의 일면에서 상기 중심축(14)의 상단에 근접하도록 고정되는 도전체링(23)을 추가로 사용하고, 편심추(22) 및 회전가이드(26) 사이에 탄성부재(17)의 일단과 타단을 고정한다.

이러한 구성에서 외부의 충격력에 의해 편심추(22)가 일방향으로 회전하므로서 원심력을 받는데, 이것이 탄성부재(17)의 변형력이상이면 편심추(22)가 이점쇄선의 위치로 이동하여 중심축(14), 도전체링(23), 편심추(22), 케이싱(20)에 이르는 폐회로가 구성되어 양 리드선(L)이 단락된다. 마찬가지로, 탄성부재의 스프링력 및 편심추(22)의 질량을 적절히 조절하면 위치의 작동조건을 달리할 수 있고, 사용용도에 맞는 다방향 감지 충격스위치가 실현될 수 있다.

반면, 상기 변형예의 경우 제1도에 비하여 그 외형 치수가 줄어 설계상의 이점과, 작동부품수가 적어 제조 공수 절감의 이점을 갖는다.

이상과 같이 본 발명의 에어백용 다방향 감지 충격스위치는 자동차의 승객보호 수단중의 하나인 에어백장치에서 자동차 충돌시 다방향의 충격에 따라 신속하게 작동되는 기계식 충격스위치를 적용하여 에어백 작동의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (3)

1. 자동차 충돌시 외부의 충격량이 소정치이상이면 에어백장치에 작동 전원을 연결시키는 기계식 충격스위치에 있어서: 밀폐형 상자 구조로 된 절연성 재질의 케이싱(10); 상기 케이싱(10) 내부에서 중심축(14) 상에 회전 가능하게 장착되는 원판 구조의 로터(11); 상기 로터(11)의 회전 중심에서 이격된 지점에 설치되는 편심추(12); 상기 로터(11) 상에서 대칭되는 위치에 고정된 각각의 가이드레일(16) 상에 미끄럼운동 가능하게 설치되는 한 쌍의 슬라이더(15); 상기 슬라이더(15) 및 가이드레일(16)에 그 일단과 타단에 고정되고, 슬라이더(15)의 이동에 필요한 외부 충격력을 결정하는 탄성부재(17); 그리고 로터(11)의 외주와 일정한 틈새를 유지하고 장착되는 도전체링(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백용 다방향 감지 충격스위치.
2. 제1항에 있어서, 상기 로터(11)는 알루미늄 등 밀도가 낮은 금속을 사용하고, 상기 편심추(12)는 이보다 밀도가 높은 금속을 사용하는 것을 특징으로 하는 에어백용 다방향 감지 충격스위치.
3. 제1항에 있어서, 상기 케이싱(10), 로터(11), 편심추(12), 도전체링(13) 및 슬라이더(15)를 사용하는 대신, 밀폐형 상자 구조로 된 도전성 재질의 케이싱(20)과, 상기 중심축(14)에 회전 가능하게 장착되는 절연성 재질의 회전가이드(26)와, 상기 회전가이드(26) 상에 미끄럼운동 가능하게 장착되는 편심추(22)와, 상기 편심추(22)의 일면에서 상기 중심축(14)의 상단에 근접하도록 고정되는 도전체링(23)을 사용하고; 편심추(22) 및 회전가이드(26) 사이에 탄성부재(17)의 일단과 타단을 고정하는 것을 특징으로 하는 에어백용 다방향 감지 충격스위치.