KR100417436B1 - 기계적가속스위치 - Google Patents

Abstract

하우징내의 기계적 가속 스위치는 진동체를 가진 스프링 텅 및 접촉 부재를 포함한다. 스프링 텅은 고정적으로 휴지 위치를 가지며 스프링 텅의 탄성력에 부가해서 작용하는 힘, 예컨대 자력 또는 스프링 텅의 초기 응력에 의해 야기된 힘에 대항해서 접촉 부재 쪽으로 이동될 수 있다. 콤팩트한 기계적 가속 스위치는 적은 부품 수 및 짧은 스위칭 시간을 가진다; 스프링 텅의 진동이 방지된다; 따라서, 기계적 가속 스위치가 측면 충돌을 검출하기 위한 안전 센서로 사용될 수 있다.

Description

기계적 가속 스위치

이러한 가속 스위치는 독일특허 제 DE 35 09 054 C1호에 개시된 바와 같이, 스프링 텅에 배치된 진동체 및 접촉 부재를 포함한다. 도전성 스프링 텅 및 접촉 부재는 하우징을 관통하여 안내되며 그것의 자유 단부에 각각 하나의 전기 접점을 포함한다. 가속이 주어졌을 경우, 진동체를 구비한 스프링 텅이 접촉 부재 쪽으로 휘어진다. 충분한 가속이 주어지면, 2개의 전기 접점을 통해 스프링 텅 및 접촉 부재 사이에 전기적 접속이 이루어진다.

이러한 가속 스위치에 의해 짧은 스위칭 시간을 얻으려면, 신뢰할 수 없는 응답 특성을 감수해야 한다. 차량에 가속 스위치를 사용하면, 가속 스위치가 차량을 진동시킬 수 있는 진동에 노출됨으로써, 가속 스위치의 의도치 않은 폐쇄가 야기될 수 있다.

본 발명은 하우징(housing), 도전성 스프링 텅(elastic tongue)에 배치된 진동체(inertial mass) 및 접촉 부재(contact piece)를 포함하는 기계적 가속 스위치에 관한 것이다.

도 1은 안정한 상태에서 기계적 가속 스위치의 제 1 실시예의 종단면도이다.

도 2는 안정한 상태에서 기계적 가속 스위치의 제 2 실시예의 종단면도이다.

본 발명의 목적은 공지된 장치의 단점을 갖지 않은 가속 스위치를 제공하는것이다. 본 발명에 따른 가속 스위치는 특히 스위치 크기가 작을 때 가속 스위치에 작용하는 가속력이 일정 한계치 미만이면, 스프링 텅의 진동으로 인한 스프링 텅 및 접촉 부재 사이의 전기적 접속이 방지된다는 장점을 갖는다.

전술한 방식의 가속 스위치가 자동차에서 측면 충돌을 검출하기 위한 안전 센서/안전 스위치로서 사용될 경우에는, 충돌과 안전 장치의 트리거 사이의 시간 간격이 극도로 짧아야 한다. 가속을 감지하는 스위치의 스위칭 시간은 상기 시간 간격 내에 놓여야 한다. 전술한 방식의 가속 스위치에서, 스위칭 시간은 특히 전기 접점 사이의 간격에 의존한다. 상기 간격이 매우 작으면, "스프링 텅, 진동체" 시스템의 공진 주파수와 동일한 주파수 성분을 가진 작은 가속력이 스프링 텅 및 진동체를 진동시키고, 그에 따라 스프링 텅과 접촉 부재 사이에 전기적 접속을 야기시킨다. 따라서, 자동차의 제지장치의 잘못된 트리거가 야기된다. 스프링 텅 및 접촉 부재 사이의 간격이 커지면서 동시에 스프링 텅의 탄성이 증가하면, 이러한 문제가 해결되지 않는데, 그 이유는 스프링 텅의 탄성이 증가하면 스프링 텅이 더 진동되기 쉽기 때문이다. 시험 결과, 제 1 스프링 텅 단독의 탄성력은 스프링 텅의 진동을 감쇠시키는데 충분하지 못한 것으로 나타났다.

상기 목적은 본 발명에 의해, 전술한 방식의 가속 스위치에 있어서, 진동체가 탄성력에 부가해서 작용하는 힘에 의해서 안정하게 그것의 휴지 위치에 유지됨으로써 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시예는 청구범위 종속항에 제시된다.

본 발명을 도면을 참고로 설명하면 하기와 같다.

도 1 및 도 2의 동일한 부품에는 동일한 도면 부호를 사용하였다.

가속 스위치(1)(도 1)는 하우징(13)을 포함한다. 상기 하우징(13)은 스프링 텅(11) 및 마찬가지로 스프링 텅으로 구현된 접촉 부재(12)를 포함한다. 스프링 텅(11)에는 진동체(2)가 배치된다. 스프링 텅(11)과 평행하게 핀형 성형품(3)이 배치된다.

스프링 텅(11) 및 접촉 부재(12)는 하우징(13)의 맞은편 측면상에서 상이한 높이로 서로 평행하게 하우징(13)을 관통하여 뻗는다. 스프링 텅(11) 및 접촉 부재(12)는 하우징(13)의 관통구에 고정된다. 진동체(2)를 가진 스프링 텅(11)은 그것의 안정한 휴지 위치로부터 접촉 부재(12) 쪽으로 이동됨으로써, 스프링 텅(11)의 종방향(길이 방향)에 대해 횡으로, 즉 스프링 텅(11)으로부터 접촉 부재(12)로 향한 힘이 충분하면 스프링 텅(11)의 자유 단부가 접촉 부재(12)와 접촉한다.

스프링 텅(11)에 진동체(2)를 배치함으로써, 스프링 텅(11) 및 진동체(2)가 그것의 질량 관성으로 인해 전술한 방향으로의 가속력(F)에 반응한다. 스프링 텅(11)의 탄성력은 가속력(F)에 반작용한다.

진동체(2)는 자석이고 높은 투자율을 가진 재료로 이루어진 성형품(3)과 함께 하나의 자석 회로를 형성한다. 성형품(3)은 스프링 텅(11)의 휴지 위치에서 성형품(3)과 진동체(2) 사이의 간격이 최소가 되도록 배치된다. 스프링 텅(11)의 탄성력과 진동체(2) 및 성형품(3) 사이의 자기적 고정력을 더한 값 보다 더 큰 가속력(F)이 접촉 부재(12)의 방향으로 스프링 텅(11)을 밀면, 도전 접속이 이루어진다. 자기적 고정력에 의해 스프링 텅(11)이 부가로 초기 응력을 받을 수 있다. 진동체(2)와 성형품(3) 사이의 자기적 고정력에 의해 스프링 텅(11)의 의도치 않은 진동이 피해진다.

접촉 부재(12)의 진동을 피하기 위해, 접촉부재(12)가 스프링 텅(11) 보다 큰 강성(flexural stiffness)을 갖는다. 스프링 텅(11)의 탄성, 진동체(2) 및 성형품(3) 사이의 자기적 고정력의 크기, 및 스프링 텅(11)을 따른 진동체(2)의 배치는 가속 한계치를 결정한다. 상기 가속 한계치부터 가속 스위치(1)가 스위칭된다.

스위칭 거리, 즉 스프링 텅(11)과 접촉 부재(12) 사이의 거리는 가속 스위치(1)의 짧은 폐쇄시간이라는 측면에서 짧다. 진동체(2)는 스프링 텅(11)을 따라, 스프링 텅(11)이 그것의 휴지 위치를 벗어날 때 스프링 텅(11)과 접촉부재(12) 사이의 접촉 또는 접촉점에 의해 정해지는 영역 근처에서 스프링 텅(11)의 자유 단부에 배치된다. 진동체(2)가 도전성 재료로 제조되면, 그것은 스프링 텅(11)의 단부에 배치될 수 있다.

스프링 텅(11)이 접촉 부재와 동일한 하우징 측면에서 하우징(13)을 관통하여 안내될 수도 있다. 강성 핀으로 구현된 성형품(3)은 스프링 텅(11)이 하우징(13)을 관통하여 안내되는 하우징 측면에서 하우징(13)을 관통하여 안내될수 있을 뿐만 아니라 상기 하우징 측면의 반대편 측면에서 하우징(13)을 관통하여 안내될 수도 있다. 강성 핀으로 구현된 성형품(3)은 2개의 하우징 측면에서 하우징을 관통하여 안내될 수도 있다. 성형품(3)은 다른 모든 디자인을 가질 수 있고 하우징(13) 내에 또는 하우징(13)에 배치될 수 있다.

진동체(2)는 높은 투자율을 가진 재료로 제조될 수 있고 자석과 함께 하나의 자석 회로를 형성할 수 있다. 자석은 임의의 재료로 제조된 성형품(3)에 배치될 수 있다. 성형품(3) 자체가 자석일 수도 있다.

도 1에 따른 가속 스위치(1)의 실시예에서는 하우징(13)이 스프링 텅(11) 및 접촉 부재(12)를 전기적으로 절연시킨다. 이러한 하우징(13)은 바람직하게는 적어도 스프링 텅(11)과 접촉 부재(12)의 관통구 영역에서 유리로 제조된다. 밀봉된 하우징(13)이 보호 가스로 채워짐으로써, 스프링 텅(11) 또는 접촉 부재(12)의 부식이 방지될 수 있다.

바람직하게는 종래의 리이드 스위치(reed switch), 보호 가스로 채워진 그것의 유리 하우징 및 그것의 2개의 텅을 본 발명에 따른 가속 스위치(1)로 변형하며, 이 경우 단 하나의 진동체가 스프링 텅 중 하나에 배치되고 성형품이 리이드 스위치 하우징 내에 또는 리이드 스위치 하우징에 배치된다.

스프링 텅(11)은 진동체로서 국부적으로 질량이 상승될 수 있다. 스프링 텅(11) 자체가 충분한 질량 관성을 가지면 스프링 텅(11)에서의 국부적 질량 상승이 미미해진다.

가속 스위치(1)는 전환 스위치로 구현될 수도 있다. 이것을 위해, 스프링텅(11)이 그것의 휴지위치에서 부가 접촉 부재에 전기적으로 접속된다. 스프링 텅(11)과 부가 접촉 부재 사이의 전기적 접속은 스프링 텅의 자유 단부와 부가 접촉 부재의 접촉에 의해, 또는 진동체(2)가 도전성 재료로 제조되면 진동체(2)와 부가 접촉 부재의 접촉에 의해 이루어진다. 따라서, 특히 강성 핀으로 구현된 성형품(3)이 도전성 재료로 제조되면 부가 접촉 부재의 기능을 수행할 수 있다. 스프링 텅(11) 및 접촉 부재(12)의 실시예는 부가 접촉 부재를 하우징(13)으로부터 전기 절연시키기 위해 그리고 그것을 하우징(13) 내에 또는 하우징에 배치하기 위해 적용된다.

도 2에 따른 실시예에서 가속 스위치(1)는 금속 하우징(13)을 포함한다. 상기 하우징 내에 진동체(2)를 구비한 스프링 텅(11)이 배치된다. 접촉 부재(12)는 가압 성형 유리 밀봉체(14)에 의해 전기 절연되어 하우징(13)을 관통하여 안내된다. 하우징(13)의 내부에 있는 공동부는 보호가스로 채워진다.

하우징의 국부적 홈(15)에 의해 스프링 텅(11)이 초기 응력을 받는다. 초기 응력에 의해 야기된 부가의 탄성력은 스프링 텅(11)의 진동을 방지한다.

가속 스위치(1)의 상기 실시예는 안정한 상태에서 개방된다. 이것은 안정한 상태에서 폐쇄될 수도 있으며, 정해진 한계치를 초과하는 가속력이 주어지면 개방될 수 있다.

전환 스위치로서 가속 스위치(1)의 실시예는 한편으로는 제조 공정 동안 가속 스위치(1)의 장착 상태가 검출될 수 있다는 장점이 있고, 다른 한편으로는 가속 스위치(1)의 휴지 상태에서 신호의 송출에 의해 결함있는 스위치 부품, 및 부가 접촉 부재, 스프링 텅(11) 및 평가회로를 지지하는 판 사이의 접속에서 납땜 이음의 파손을 검출하기 위한 부가의 특징이 검출될 수 있다는 장점이 있다.

가속 스위치(1)는 자동차에서 충격 검출 및 안전장치의 제어를 위한 안전-센서(safing-senser)로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 가속 스위치(1)는 정면 충돌 및 추돌 뿐만 아니라 측면 충돌 또는 모든 다른 방향의 충돌을 검출하는데 적합하다. 측면 충돌을 검출하기 위한 안전 센서로서 가속 스위치(1)를 사용할 때, 가속 스위치(1)가 바람직하게는 300㎛ 미만 또는 150㎛ 미만의 스위칭 거리, 즉 휴지 위치에서 스프링 텅(11)과 접촉 부재(12) 사이의 거리를 가지면, 짧은 스위칭 시간이 얻어진다.

스위칭 거리는 스프링 텅(11)의 탄성력 및 스프링 텅(11) 및 진동체(2)에 작용하는 가속력과 더불어, 가속 스위치의 폐쇄 시간을 결정한다. 스프링 텅(11)이 그것의 휴지 위치로부터 벗어날 때 부터 스프링 텅(11)과 접촉 부재(12) 사이의 접점이 폐쇄될 때까지 측정되는 폐쇄 시간이 약 3 밀리초를 초과해서는 안되는데, 그 이유는 충돌시 측면 에어백 시스템이 충돌 시작으로 부터 약 5 밀리초내에 트리거되어야 하고, 가속 스위치의 스프링 텅이 그것의 휴지 위치로부터 벗어날 때부터 가속이 한계치에 이를때까지 약 2 밀리초가 경과되기 때문이다. 에어백 트리거 시스템의 안전 센서가 고유의 트리거 시점 전에 일정 시점에서 신호를 송출해야 한다는 사실을 고려할 때, 스위칭 시간은 3 밀리초 미만이다. 극도로 짧은 스위칭 거리는 짧은 스위칭 시간이라는 점에서 중요한 파라미터이다.

가속 스위치(1)가 부드러운 플라스틱으로 압출 코팅되면, 기계적 영향 및 떨어졌을 때 충돌로부터 보호될 수 있다. 부가의 플라스틱 층에 의해, 가속 스위치(1)가 제조 면에서도 보다 간단히 처리될 수 있다. 가속 스위치(1)는 SMD-부품으로도 구현될 수 있다.

치수면에서 보다 작은 스프링 텅/접촉 부재를 사용함으로써, 본 발명에 따른 가속 스위치(1)가 종래의 리이드 스위치의 크기내에 놓이는 작은 체적 및 중량을 가지며, 금속 하우징내의 보호가스 콘택으로 구현되는 경우에는 훨씬 더 작은 체적 및 중량을 갖는다. 예컨대, 리이드 스위치 또는 금속 하우징내의 보호가스-콘택과 같은 통상의 부품을 본 발명에 따라 변형하면, 제조기술상 단계가 감소된다. 본 발명에 따른 가속 스위치(1)의 부품 수가 최소화된다.

Claims (15)

1. 하우징;

   상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치하며 탄성력을 갖는 도전성 스프링 텅(11);

   상기 스프링 텅(11)에 배치된 진동체(2)로서, 휴지 위치를 가지며 상기 탄성력에 부가하여 작용하는 힘에 의해 안정하게 상기 휴지 위치에 유지되는 진동체(2); 및

   상기 휴지 위치의 상기 스프링 텅(11)으로부터 300㎛ 미만의 거리로 떨어져 있으며 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 위치하는 접촉 부재(12)를 포함하고,

   상기 접촉 부재(12)는 소정의 가속력이 주어졌을 경우 상기 스프링 텅(11)과 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 진동체(2)는 자석이며, 높은 투자율을 가진 재료로 이루어진 성형품(3)과 함께 자석 회로를 형성하고, 상기 진동체(2) 및 상기 성형품(3)은 상기 진동체(2)의 휴지 위치에서 최소 간격을 가지며, 상기 성형품(3)은 상기 하우징(13) 내에 또는 상기 하우징(13)에 배치되는 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 성형품(3)은 상기 스프링 텅(11)과 평행하게 상기 하우징(13)을 관통하여 안내되는 강성 핀인 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 휴지 위치에서 상기 스프링 텅(11)과 상기 접촉 부재(12) 사이의 간격이 150㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 접촉 부재(12)는 스프링 텅인 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 접촉 부재(12)는 상기 스프링 텅(11) 보다 큰 강성(flexural stiffness)을 갖는 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 하우징(13)은 적어도 부분적으로 유리로 제조되고 보호 가스로 채워지는 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 하우징(13), 상기 스프링 텅(11) 및 상기 접촉 부재(12)는 리이드 스위치(reed switch)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 스프링 텅(11)은 초기 응력을 받는 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 하우징(13), 상기 스프링 텅(11) 및 상기 접촉 부재(12)는 금속 하우징 내의 보호가스 콘택으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.
11. 제1항에 있어서,

    상기 스프링 텅(11)은 휴지 위치에서 부가의 접촉 부재에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.
12. 제3항에 있어서,

    상기 스프링 텅(11)은 휴지 위치에서 상기 강성 핀과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.
13. 제1항에 있어서,

    상기 스프링 텅(11)은 상기 진동체(2)로서 국부적으로 질량 상승되는 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.
14. 제1항에 있어서,

    상기 스프링 텅(11)이 휴지 위치를 벗어날 때, 상기 스프링 텅(11)은 자유단부에서 상기 스프링 텅(11)과 상기 접촉 부재(12) 사이의 접촉 점에 의해 정해지는 영역을 가지며, 상기 진동체(2)는 상기 영역 근처에 배치되는 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.
15. 제1항에 있어서,

    상기 스프링 텅(11) 또는 상기 접촉 부재(12)는 상기 하우징(13)을 관통하여 안내되는 것을 특징으로 하는 기계적 가속 스위치.

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