KR19980029686A - 에어백 작동 충격스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 에어백장치에서 자동차 충돌시 다방향의 충격에 따라 신속하게 작동되는 에어백 작동 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 장착되고, 외주면에 치차부(11a)가 형성되는 로터(11); 상기 로터(11)의 회전 중심에서 이격된 지점에 설치되는 편심추(12); 상기 로터(11)의 양측면에서 각각 가이드레일(16)상에 미끄럼운동 가능하게 설치되고, 각각의 내측면에서 로터(11)의 치차부(11a)와 맞물리는 치차부(15a)가 형성되는 한 쌍의 슬라이더(15); 그리고 상기 슬라이더(15)를 이동시키기위한 충격량을 결정하고, 슬라이더(15)의 이동에 따라 소정의 신호를 형성하는 충격감응수단을 포함한다.

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

Description

에어백 작동 충격스위치

본 발명은 충격 감지센서에 관한 것으로서, 특히 자동차의 승객보호 수단중의 하나인 에어백장치에서 자동차 충돌시 다방향의 충격에 따라 신속하게 작동되는 기계식 충격스위치를 적용하여 에어백 작동의 신뢰성을 향상시키기 위한 에어백 작동 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 동작불능시 충돌사고를 당하면 운전자가 사전에 이를 정비 또는 교체할 기회도 가지지 못하고 점화장치의 작약이 폭발되지 않아 에어백장치는 무용지물이 되므로 기계식 충격검출센서를 병용시키기도 한다.

일반적으로, 충격량의 기계적인 검출에는 소정의 질량을 지닌 질량체 및 소정의 턴성력을 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, 임계충격에서 입력측 및 출력측의 회로를 연결시킨다.

한편, 충격의 기계적인 검출수단으로 사용되는 스프링-질량 방식의 센서는 실리콘 기판사에 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 이용하므로, 운동방향과 직각으로 충격이 가해지면 정확한 신호 발생이 곤란하다는 점 등 충격의 방향에 따른 신뢰도에 차이를 보이는 단점이 있다.

또, 코일스프링은 진동이 유발되기 쉬우므로 그다지 높은 정밀도를 보장하기 어려울 뿐 아니라 댐핑 오일을 사용하여 진동을 댐핑하는 별도의 장치구성을 필요로 하는 단점이 있다.

또, 코일스프링은 충격스위치의 생산과정으로 부터 사용과정에 이르기까지 비교적 약한 충격에도 항상 진동에 의한 영향을 받고, 스프링특성 변형이 용이하여 불량발생이 놓은 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 에어백 작동 충격스위치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도면은 본 발명의 한 실시예를 나타내는 것으로서,

도1은 충격스위치의 내부를 드러내어 나타내는 구성도,

도2는 도1의 A-A 부분에 대한 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 케이싱, 11 : 로터, 11a, 15a : 치차부, 12 : 편심추,

13 : 마이크로스위치 14 : 로터축, 14a : 단부, 15 : 슬라이더,

16 : 가이드레일, 17 : 탄성부재, 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 로터축(14) 상에 회전 가능하게 장착되고, 외주면에 치차부(11a)가 형성되는 로터(11); 상기 로터(11)의 회전 중심에서 이격된 지점에 설치되는 편심추(12); 상기 로터(11)의 양측면에서 각각 가이드레일(16) 상에 미끄럼운동 가능하게 설치되고, 각각의 내측면에서 로터(11)의 치차부(11a)와 맞물리는 치차부(15a)가 형성되는 한 쌍의 슬라이더(15); 그리고 상기 슬라이더(15)를 이동시키기 위한 충격량을 결정하고, 슬라이더(15)의 이동에 따라 소정의 신호를 형성하는 충격감응수단을 포함하는 것을 특징으로하는 에어백 작동 충격스위치를 제공한다.

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

또, 상기 충격감응수단은 일측의 슬라이더(15) 양단으로 설치되는 마이크로스위치(13)와, 타측의 슬라이더(15) 양단으로 설치되는 탄성부재(17)를 포함한다.

실시예

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

도1은 충격스위치의 내부를 드러내어 나타내는 구성도가 도시된다.

본 발명은 자동차 충돌시 외부의 충격량이 소정치이상이면 에어백장치에 작동 전원을 연결시키는 기계식 충격스위치에 적용하는 바, 케이싱(10)·편심추(12)·로터축(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) 내부에서 로터축(14) 상에 회전 가능하게 장착되고, 그 외주면에 치차부(11a)가 형성된다.

로터(11)는 진원으로 가공된 판재를 이용하고, 양 측면에서 대칭되는 위치 또는 전 외주면에 걸쳐 치차부(11a)를 형성한다.

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 로터축(14)으로부터 최대한 이격시키는 것이 회전토크의 측면에서 바람직하다.

도시에는 없으나, 편심추(12)는 나사식으로 형성하여 로터(11)에 장착하거나 용접하는 방식으로 장착할 수도 있는데, 로터(11)와 편심추(12)의 재질이 용접이 곤란한 경우에 전자의 방식을 적용한다.

이때, 상기 로터(11)는 알루미늄 등 밀도가 낮은 금속을 사용하고, 상기 편심추(12)는 이보다 밀도가 높은 금속을 사용한다. 로터(11)는 알루미늄 대신 플라스틱 재질을 사용하는 것도 가능한데, 이 경우 편심추(12)의 충격하중에 의해 파괴되지 않는 강도를 요한다.

또, 본 발명에 따른 한 쌍의 슬라이더(15)는 상기 로터(11)의 양측면에서 각각 가이드레인(16) 상에 미끄럼운동 가능하게 설치되고, 각각의 내측면에서 로터(11)의 치차부(11a)와 맞물리는 치차부(15a)가 형성된다.

슬라이더(15)는 일종의 래크기어인 치차부(15a)를 통하여 로터(11)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는데, 로터(11)의 회전토크로 신속히 위치이동할 수 있도록 밀도가 작은 재질을 이용하여 그 관성력을 최소화한다.

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 발명은 상기 슬라이더(15)를 이동시키기 위한 충격량을 결정하고, 슬라이더(15)의 이동에 따라 소정의 신호를 형성하는 충격감응수단을 구비한다.

이러한 충격감응수단은 일측의 슬라이더(15) 양단으로 설치되는 마이크로스위치(13)와, 타측의 슬라이더(15) 양단으로 설치되는 탄성부재(17)를 포함한다.

마이크로스위치(13)는 접촉자의 가압에 의해 내부의 접점 상태가 반전되는 스위치로서, 본 발명은 노멀 상태에서 오픈되는(로우 출력) a접점을 사용한다.

탄성부재(17)는 슬라이더(15)의 양단에 탄성력을 작용시켜 로터(11)가 소정치 이상의 충격력을 받기 전까지는 회전되지 않게 하는 수단으로서, 코일스프링 또는 판스프링을 사용하는데, 외부의 비교적 약한 충격에 의한 영향을 받아 스프링력이 열화되는 경향이 적은 후자가 바람직하다.

도2는 도1의 A-A부분에 대한 단면도가 도시된다.

로터(11)를 지지하는 로터축(14)에는 단부(14a)가 형성되는데, 이 단부(14a)는 로터(11)에 대한 슬라이딩베어링 역할을 하여 로터(11)가 원활히 회전하도록 한다.

이러한 단부(14a) 대신에 로터축(14) 상에 롤링베어링(도시 생략)을 설치하는 것도 가능하다. 이 경우 스러스트 방식만을 적용할 수도 있고, 레이디얼 방식 및 스러스트 방식을 병용할 수도 있다.

이외에도, 로터(11)의 회전시 불필요한 토크를 받지 않도록 치차부(11a)(15a), 슬라이더(15) 및 가이드레일(16)의 접촉부 등의 표면조도를 양호하게 유지한다.

도1 및 도2를 이용하여 작동을 살펴볼 때, 탄성부재(17)의 변형력 이상의 충격력에 의해 로터(11)가 시계방향으로 회전하면 상측의 마이크로스위치(13)에서 신호가 발생되고, 이와 반대로 로터(11)가 반시계방향으로 회전하면 하측의 마이크로스위치(13)에서 신호가 발생된다.

이러한 충격스위치에서 로터축(14) 및 편심추(12)의 중심을 잇는 선상으로 충격이 작용하면 로터(11)가 회전하지 않을 것처럼 여겨지나, 자동차 주행중 지면으로부터의 충격에 의하여 편시추(12)는 미소한 각도 범위 내에서 진동하고 있으므로 그러한 경우는 없다.

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

예컨대, 자동차 에어백 장치에 사용하는 경우에 있어서 에어백을 작동하는 감속도치를 17g(g는 중력 가속도)이라 하면, 이 값에 이를 때 로터(11)가 일방향 회전을 계속하면서 어느 한 쪽의 마이크로스위치(13)와 접촉하여 신호를 발생할 수 있도록 하는 스프링력-질량을 선정한다.

그러므로 본 발명이 자동차의 에어백 시스템에 사용되는 경우 어느 방향에서나 자동차 충돌에 따른 속도변화에 감응하여 ECU에 입력하고, ECU는 그 입력을 이용하여 에어백을 전개하는 동작 플로우를 진행할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 에어백 작동 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 로터축(14) 상에 회전 가능하게 장착되고, 외주면에 치차부(11a)가 형성되는 로터(11); 상기 로터(11)의 회전 중심에서 이격된 지점에 설치되는 편심추(12); 상기 로터(11)의 양측면에서 각각 가이드레일(16) 상에 미끄럼운동 가능하게 설치되고, 각각의 내측면에서 로터(11)의 치차부(11a)와 맞물리는 치차부(15a)가 형성되는 한 쌍의 슬라이더(15); 그리고 상기 슬라이더(15)를 이동시키기 위한 충격량을 결정하고, 슬라이더(15)의 이동에 따라 소정의 신호를 형성하는 충격감응수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 작동 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 에어백 작동 충격스위치.
3. 제1항에 있어서, 상기 충격감응수단은 일측의 슬라이더(15) 양단으로 설치되는 마이크로스위치(13)와, 타측의 슬라이더(15) 양단으로 설치되는 탄성부재(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 작동 충격스위치.