KR950011588B1 - 에어백구동용 충격감지기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

에어백구동용 충격감지기

제1도는 본 발명 충격감지기를 채용한 자동차용 에어백장치 송신부의 블록구성도.

제2a도는 본 발명 에어백구동용 충격감지기의 단면구성도.

제2b도는 제2a도에 도시한 두자석에서 일어나는 힘의 관계를 보여주는 모형도.

제3a도, 제3b도, 제3c도는 각각 시간에 따라 변화하는 자속, 자속의 변화율, 코일의 유기전압을 도시한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 원통형본체 2 : 코일

3 : 제1자석 3' : 제2자석

4 : 장홈 5 : 나사

6 : 볼트

본 발명은 충격감지기에 관한 것으로서, 특히 차량의 충돌시 그 충격을 감지하여 차량의 핸들에 내장된 에어백용 인플레이터(Inflator)를 구동시켜 운전자의 안전을 지켜주는데 사용하는 에어백구동용 충격감지기에 관한 것이다.

충격을 감지하는 충격감지기는 기계식, 전기식 및 전자식으로 대별되는데, 그중 기계식은 충돌시 발생하는 충격을 감지기의 기구적인 작동으로 감지하여 인플레이터를 구동하는 것으로서, TRW사에서 생산하고 있는 제품이 알려져 있으나, 충격량의 감지 정밀도가 낮고, 감지속도가 늦어 인명보호를 위한 차량의 에어백을 구동하는 감지기로 사용할 경우 신뢰성이 높지 못한다고 하는 결점이 있었다.

또한, 전기식으로는 리드스위치(reed switch)방식과 롤러마이트(roller might)반식, 볼 실린더(ball cylinder)방식 및 가스댐프트(gas damped)방식등이 있으며, 이들 전기식 충격감지기들은 OKI-DENKI나 NEC, HAMLIN, TRW사등 여러회사에서 제작되고 있는것으로, 비교적 충격량의 감지 정밀도가 높은 장점이 있으나, 차량에서 에어백을 구동하기 위한 충격감지용으로 사용시에는 충격감지기에 외부에서 강한 충격이 가해졌을때 충격감지기가 이러한 충격을 감지하여 에어백을 구동시키지 못하고 먼저 파손되어 충격감지기로서의 기능을 발휘하지 못한다고 하는 문제점이 있었다.

반면에 전자식 충격감지로는 일본전장(日本電裝)과 BOSH사에서 생산하고 있는 반도체 소자를 이용한 방식과 압전세리믹 소자를 이용한 방식이 있으며, 이들 충격감지기는 충격량의 감지정밀도가 매우 정밀하다고 하는 장점때문에 미세한 진동을 감지하는데 많이 활용되고 있고, 매우 작은 범위의 충격량 감지에 적합하여 에어백을 구동시키지 않아도 될 정도의 미미한 충격(자체의 심한 진동에 불과한 충격)에서도 에어백이 작동할 수 있다고 하는 우려가 있었다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 에어백구동용 충격감지기가 갖는 제반 결점 및 문제점들을 해소하고자 발명한 것으로서, 영구자석의 반발력과 자석이 움직일때 발생되는 자속의 변화가 코일과 쇄교하여 유기되는 전압을 이용하여 충격량의 감지 정밀도가 높고, 감조조정이 자유로워 차량이 받는 충격을 정밀하게 감지하여 에어백을 완벽하게 구동시키는 에어백구동용 충격감지기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 에어백구동용 충격감지기는 비자성체로 된 원통형몸체(1)외주변 중앙에 코일(2)을 설치하며, 원통형본체(1)의 하부중앙에 제1자석(3)을 삽착시키고, 상기 원통형본체(1)의 상부 중앙에서 아래로 장홈(4)을 형성하되 장홈(4)의 위쪽에 위치하는 본체(1)에다 나사(5)를 형성하여 하면에 제2자석(3')이 착설된 볼트(6)를 상기 나사(5)에 나합구성하여 자석의 반발력과 코일을 이용하여 충격량을 검출하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 작용 및 효과를 상세히 설명한다.

제2a도는 본 발명 에어백구동용 충격감지기의 단면구성도, 제2b도는 제2a도에 도시한 2개의 자석에서 일어나는 힘(Fr, Fc)의 관계를 보여주는 모형도, 제3도는 본 발명 에어백구동용 충격감지기의 동작원리를 설명하기 위한 도면으로서, a는 자속의 시간에 따른 변화를 도시한 그래프이고, b는 자속변화율의 시간에 따른 변화를 나타낸 그래프이며, c는 시간에 따른 코일의 유기전압변화를 도시한 그래프이다.

먼저 본 발명 충격감지기의 동작원리를 설명하면, 제2도에 도시되어 있는 제1자석(3)은 본체(1)의 하부에 N극이 제2자석(3')쪽을 향하는 상태로 삽입되어 고정되어 있고, 제2자석(3')은 그의 N극이 제1자석(3)을 향하는 상태로 볼트(6)의 하면에 착설되어 본체(1)의 장홈(4)내에서 볼트(6)에 상하 이동 가능하도록 구성되어 있다.

따라서, 두자석(3, 3')에 의해 발생되는 힘(Fr)은

로 표시되고, 제2a도에 도시한 본 발명 충격감지기의 제1자석(3)측을 충격이 가해지는 방향(자동차의 앞부분)을 향하도록 하여 충격감지기를 설치하면, 제1자석(3)측에 충격이 가해졌을 때 제2자석(3')은 자석(3)과의 반발력(Fr)을 제2b도에 도시한 바와 같이 -X방향으로 받게 되고 충격에 의한 반작용력(Fc)은 +X방향으로 받게 되므로

여기서, m₁: 제1자석(3)의 자극의 세기[wb], m₂: 제2자석(3')의 자극의 세기[wb], μ_u: 4π×10⁷[H/m], d : 제1자석(3)과 제2자석(3')사이의 거리[m], ℓ : 제1자석(3)의 길이[m], ℓ' : 제2자석(3')의 길이[m], Fr : 제1,2자석(3, 3')의 반발력[N], Fc : 반작용력[m], m : 제1자석(3)의 질량[Kg], α : 가속도[m/sec²]이다.

상기 식(2)로 부터 분명하게 알 수 있는 바와 같이 충격이 가해지면 가속도(α)는 충격력과 반발력의 차에 비례함을 알 수 있다.

상기한 동작원리에 의해 본 발명 충격감지기가 충격을 받게되면, 제3a, b, c도에 도시한 바와 같이 시간에 따른 자속, 자속의 변화율 유기전압의 변화가 충격감지기에서 일어나게 된다.

즉, 충격이 감지기에 가해지면 자속은 제3a도에 도시한 바와 같이 변화하며, 이때 제2자석(3')의 작용으로 자속의 변화율은 제3b도와 같이 시간에 따라 변화하고, 패러데이(faraday)의 전자유도 법칙에 따라 코일(2)에 유기되는 전압(e)은

여기서, n은 코일(2)의 권수이고, φ는 자속[wb]을 나타낸다.

따라서 본 발명 충격감지기는 충격을 받게되면, 충격량에 해당되는 가속도를 두 자석의 자속변화에 의한 코일의 유기기전압으로 연속적으로 검출할 수 있고, 연속적인 유기전압의 변화로 차량의 에어백을 구동시켜주게 된다.

제1도는 송ㆍ수신 방식으로 차량의 에어백을 구동하는 차량에어백장치의 송신부에 본 발명 충격감지기를 채용한 블록도이며, 충격감지기로 부터 출력되는 제3d도의 유기전압신호가 여러수단을 거쳐 변조된 후 안테나(ANT)를 통해 송출되고, 도시하지 않은 수신부에서 상기 송출신호를 수신하여 에어백을 구동시키게 된다.

상기한 바와 같이 작용하는 본 발명 에어백구동용 충격감지기는 볼트로 두자석사이의 거리를 조절하여 충격감지의 감도를 조절할 수 있으므로 에어백을 구동시키지 않아야 하는 미미한 충격량감지에 에어백이 동작되는 염려가 없고, 제작이 간단하면서도 에어백을 구동시키기 이전에 감지기 자체가 파손되지 않을 뿐만 아니라 충격량의 감지 정밀도가 높은 장점이 있다.

Claims (1)

1. 비자성체로 된 원통형몸체(1) 외주변 중앙에 코일(2)을 설치하며, 원통형본체(1)의 하부중앙에 제1자석(3)을 삽착시키고, 상기 원통형본체(1)의 상부 중앙에서 아래로 장홈(4)을 형성하되 장홈(4)의 위쪽에 위치하는 본체(1)에다 나사(5)를 형성하여 하면에 제2자석(3')이 착설된 볼트(6)를 상기 나사(5)에 나합하여 자석의 반발력과 코일을 이용하여 충격량을 검출하는 것을 특징으로 하는 에어백구동용 충격감지기.