JPH01308968A - 減速度センサ - 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、車両等の移動体に搭載されてその移動体の減
速度を検出する減速度センサに関し、特に、一定値以上
の減速度が生じたときに振子運動する磁石によって感磁
素子が作動されることにより出力信号を発するようにさ
れている減速度センサに関するものである。

（従来の技術） 自動車等の車両には、シートベルトあるいはエアバッグ
等の乗員保護装置が設けられている。このような乗員保
護装置は車両衝突時等に生じる一定値以上の減速度に応
答して作動するようにされているものが多い、その場合
、このような減速度を検出するために一般には減速度セ
ンサが用いられている。

このような減速度センサとして、例えば特開昭５７−８
１３号公報等に示されているような慣性ボールを用いた
ものと特公昭５５−４４４１１号公報等に示されている
ような振子運動を行う磁石を用いたものとが一般によく
知られている。

第７図に示されているように、慣性ボールを用いた減速
度センサ０１は、一定値以上の減速度が生じたときケー
ス０２の一端側に磁石０３によって保持されている慣性
ボール０４が移動し、この・１性ボール０４によって一
対の出力接点０５ａ。

０５ｂが閉成されるようになっている。この出力接点０
５ａ、０５ｂの閉成により、信号が出力導線０５を通し
て出力される。

また、第８図に示されているように、振子運動を行う磁
石を用いた減速度センサ０６は一定値以上の減速度が生
じたとき磁石０７が振子運動を行い、この磁石０７によ
って磁石０７の軌道に近接して設けられているリードス
イッチ０８が閉成されるようになっている。このリード
スイッチ０８の開成により、出力導線０９を通して信号
が出力される。

（本発明が解決しようとする課題） しかしながら、慣性ボール０４を用いた減速度センサ０
１においては、慣性ボール０４の移動により接点０５ａ
、０５ｂを閉成するようになっているので、慣性ボール
０４は一定値以上の減速度が生じたとき確実に移動でき
るようにしなければならない、そのため、慣性ボール０
４やケース０２のボール案内面を高精度で加工すること
が必要となり、減速度センサ０１のコストが高くなって
しまう、また、慣性ボール０４が勢いよく接点０５ａ、
０５ｂに当たるようになるので、慣性ボール０４は跳ね
返ってしまう、このため、接点０５ａ、０５ｂは一旦閉
成するがすぐに再び開成してしまう、したがって、接点
０５ａ、０５ｂの開成時間はきわめて短時間となって、
接点の閉成は不安定となる。

ところで、乗員保護装置等が確実に作動されるようにす
るためには、減速度センサＯ１からの出力信号が所定時
間安定して継続することが必要である。したがって、こ
のような減速度センサ０１では一定値以上の減速度が生
じても乗員保護装置を確実に作動させることができない
恐れがある。

そこで、前述の特開昭５７−８１３号公報に示されてい
るセンサでは、慣性ボールの移動時にこの慣性ボールに
減衰力を加えて慣性ボールと接点との衝突時の衝撃を和
らげるようにしている。しかしながら、慣性ボールに減
衰力を加えるようにしたのでは、一定値以上の減速度が
発生してから慣性ボールが接点を閉じるまでに長い時間
がかかってしまい、応答性が悪くなってしまう、しかも
、所定の減衰力を加えるようにするためにできるだけ加
工精度を上げなければならないので、更にコストが高く
なってしまう。

一方、振子運動を行う磁石を用いた減速度センサ０６に
おいては、磁石０７が勢いよく振子運動をするようにな
るので、磁石０７はすぐにリードスイッチ０８の作動領
域を過ぎてしまう、このため、リードスイッチ０８の閉
成時間もきわめて短時間となる。そこで、特公昭５５−
４４４１１号公報に示されているセンサでは、第８図に
二点鎖線で示されているような弾性体からなるストッパ
０１０を設けて磁石０７の振れ過ぎを抑制するようにし
ている。しかしながら、磁石０７がこのストッパ０１０
に勢いよく衝突するようになるので、ストッパ０１０が
弾性体から形成されていたとしても磁石０７はやはり跳
ね返ってしまう、このため、前述の慣性ボールを用いた
減速度センサの場合と同様にリードスイッチ０８を安定
して長時間作動させることができないという問題がある
。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、その目的は一定の減速度が生じたとき出力信号を迅速
に発生することができ、しかもその出力信号が長い時間
継続することができる安価な減速度センサを得ることで
ある。

（課題を解決するための手段） 前述の課題を解決するために、本発明は、振子運動する
磁石を備えているとともに、この磁石の振子運動の軌道
に近接して複数の感磁素子を配設している。その場合、
これら複数の感磁素子を、磁石が互いに隣り合う二つの
感磁素子の一方の作動領域から他方の作動領域へ移動す
る際、少なくともこれら隣り合う感Ｅｉｌ素子がともに
作動するようにして配置している。更に、複数の感磁素
子を互いに並列に電気的接続している。

そして、請求項２の発明では感磁素子としてリードスイ
ッチを用いている。

また、請求項３の発明では感磁素子としてホール素子を
用いている。

更に、請求項４の発明は感磁素子としてホールＩＣを用
いている。

更に、請求項５の発明は感磁素子として磁気抵抗素子を
用いている。

（作用） このように構成することにより、磁石が振子運動したと
き、感磁素子は磁石が回動するにつれて磁石に最も近い
感磁素子から順に作動して信号を出力するようになる。

そして、磁石が一つの感磁素子の作動領域から隣の感磁
素子の作動領域に移動するとき、少なくともこれら二つ
の感磁素子はともに作動状態となる。すなわち、二つの
感磁素子から信号がＭ’Ｈして出力されるようになる。

こうして、減速度センサは最初の感磁素子が作動してか
ら最後の感磁素子が作動し終えるまで、連続して信号を
出力するようになる。したがって、減速度センサが信号
を出力する時間は十分長くなり、しかもその信号は安定
して出力されるようになる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１〜２図は本発明による減速度センサの一実施例を示
し、第１図はこの実施例の垂直断面図、第２図はこの実
施例に用いられるリードスイッチの電気的接続回路図で
ある。

第１図に示されているように、減速度センサｌはケース
２を備えている。このケース２内に腕３が回動軸４によ
りこの回動軸４を中心として回動可能に取り付けられて
いる。腕３の下端部には。

磁石５が取り付けられている。すなわち、磁石５は回動
軸４を中心として振子運動を行うことができるようにな
っている。

また、ケース２内の第１図における右端下部には磁性体
からなる固定子６が設けられている。この固定子６に１
１通常時、磁石５が所定の力で吸着して磁石５と腕３と
が初期設定位置に保持されている。すなわち、固定子６
は本発明の保持手段を構成している。

更に、ケース２内の固定子〇と反対側には、スイッチ体
７が設けられている。このスイッチ体７は本発明の感磁
素子である３個のリードスイッチ７ａ、７ｂ、７ｃから
構成されており、これらのリードスイッチ７ａ、７ｂ、
７ｃは磁石５の振子運動における軌道に近接しかつ一列
に整列して設けられている。その場合、これらのリード
スイッチ７ａ、７ｂ、７ｃは、磁石５が回動する際これ
らの順に作動してすべてのリードスイッチ７ａ。

７ｂ、７ｃが作動状態となるようにして配置されている
。

しかも、第２図に示されているように、各リードスイッ
チ７ａ、７ｂ、７ｃはそれぞれ互いに並列に電気的接続
されている。そして、このようにリードスイッチ７ａ、
７ｂ、７ｃを接続した端子ａ、ｂは第１図に示されてい
るように外部に延出する出力導線８の各線８ａ、８ｂに
接続されている。

次に、このように構成された減速度センサｌの作用につ
いて説明する。

減速度センサｌは移動体の進行方向へにケース２のスイ
ッチ体７側が向くようにして移動体に取り付けられる。

移動体の通常移動時には、磁石５が固定子６に吸着する
ので、腕３と磁石５とは第１図に示されている初期設定
位置に保持される。

通常の制動等により移動体に一定値以下の減速度が発生
すると、この減速度はケース２および回動軸４に伝えら
れる。このため、腕３と磁石５とは慣性力により回動軸
４を中心として時計方向に回動するように付勢される。

しかしながら、この場合には、この慣性力が磁石５の固
定子６に対する吸着力よりも小さいので、腕３と磁石５
とは回動することなく初期設定位置に保持された状態と
なっている。したがって、リードスイッチ７ａ。

７ｂ、７ｃは開成状態を保ち、スイッチ体７は信号を何
ら出力しない。

衝突等によって移動体に一定値を超える減速度が発生す
ると、腕３と磁石５とに働く慣性力が磁石５の吸着力よ
りも大きくなる。このため、腕３と磁石５とは固定子６
から離脱して時計方向に回動する。

磁石５の回動角θが所定値θ１になると、リードスイッ
チ７ａに加えられる磁気が大きくなり、リードスイッチ
７ａは閉成する。この結果、リードスイッチ７ａは第３
図に示されているように信号を出力する。したがって、
スイッチ体７が出力信号を発し、この出力信号は出力導
線８を通して外部に伝えられる。

磁石５が更に回動して回動角θが０２になると、リード
スイッチ７ｂが閉成する。このため。

リードスイッチ７ｂもリードスイッチ７ａの出力信号に
重畳して信号を出力する。したがって、スイッチ体７は
信号を出力し続ける。

更に磁石５が回動して回動角θがθ、になると、リード
スイッチ７Ｃが閉成するので、リードスイッチ７ｃも信
号を出力する。こうして、３個のリードスイッチ７ａ、
７ｂ、７ｃが信号を重畳して出力するようになる。した
がって、スイッチ体７は信号を出力し続ける。

更に磁石５が回動して回動角θが０４になると、リード
スイッチ７ａに加えられる磁気が弱くなり、リードスイ
ッチ７ａは開成する。このため、リードスイッチ７ａは
信号を出力しなくなる。この場合、リードスイッチ７ｂ
とリードスイッチ７ｃとが閉成状態を保持しているので
、スイッチ体７はそのまま信号を出力し続ける。

磁石５の回動角θがθ、になると、リードスイッチ７ｂ
が開成する。このため、リードスイッチ７ｂも信号を出
力しなくなる。しかしながら。

リードスイッチ７Ｃが開成状態を保持しているので、ス
イッチ体７は依然として信号を出力し続ける。

更に１石５の回動角θがθ、になると、リードスイッチ
７ｃが開成する。このため、リードスイッチ７ｃも信号
を出力しなくなる。これにより、スイッチ体７は出力信
号を発しなくなる。

こうして、スイッチ体７は最初のリードスイッチ７ａが
閉成する時点から最後のリードスイッチ７Ｃが開成する
時点までの聞出力信号を発生し続けるようになる。すな
わち、スイッチ体７から出力されるパルス信号の幅は個
々のリードスイッチから出力されるパルス信号の幅に比
べてかなり長くなる。この結果、減速度センサｌが出力
信号を発する時間は十分長く確保されるようになる。

したがって、この減速度センサｌを例えば乗員保護装置
等に用いれば、それらの装置を確実に作動させることが
できるようになる。

第４〜５図は本発明による減速度センサの他の実施例を
示し、第４図は第１図と同様の垂直断面図、第５図は第
２図と同様の電気接続回路図である。

なお、前述の実施例と対応する構成要素には同じ符号を
付すことにより、その詳細な説明は省略する。

第４図に示されているように、この実施例においては、
磁石５自体が振子の腕にもなっており、この磁石５は固
定子６に吸着して初期設定位置に保持されている。また
、ケース２内の固定子６と反対側には、感磁素子部９が
設けられている。

この感磁素子部９は磁石５の振子運動の軌道に近接しか
つ整列して配置された２個のホール素子９ａ、９ｂから
構成されている。

第５図に示されているように、これらのホール素子９ａ
、９ｂは互いに並列に電気的接続されている。また、ホ
ール素子９ａの二つの出力端子が演算回路１０の増幅・
電圧比較回路１１ａの入力端子に接続されているととも
に、他のホール素子９ｂの二つの出力端子が演算回路ｌ
Ｏの他の増幅・電圧比較回路１１ｂの入力端子に接続さ
れている。二つの増幅・電圧比較回路１１ａ、１１ｂの
各出力端子はそれぞれＯＲ回路１２の入力端子に接続さ
れている。ＯＲ回路１２の出力端子は演算回路１０の出
力端子ｄとなっている。そして、演算回路ｌＯの端子ｃ
、ｄ、ｅは出力導線８の各線８ｃ、８ｄ、８ｅにそれぞ
れ接続されている。

次に、このように構成された減速度センサｌの作用を説
明する。

移動体に減速度が生じ、その減速度が一定値以下のとき
、磁石５は固定子６に吸着して初期設定位置に保持され
たままとなる。したがって、減速度センサｌは信号を発
しない。

移動体に生じた減速度が一定値を超えると、磁石５の慣
性力が磁石５の吸着力よりも大きくなり、磁石５は時計
方向に回動してホール素子９ａに磁界が加えられるよう
になる。このため、ホール素子９ａは電圧信号を出力す
る。

磁石５の回動角θが所定値θ１になると、この信号が一
定値以上の大きさとなり、増幅・電圧比較回路１１ａは
オンとなる。このため、第６図に示されているように、
増幅・電圧比較回路１１ａはディジタル信号を出力する
。したがって、ＯＲ回路１２がオンとなり、端子ｄから
信号が出力される。

更に磁石５が回動してその回動角θが０２になると、ホ
ール素子９ｂの電圧信号により増幅・電圧比較回路１１
ｂもオンとなって信号を出力する。したがって、両回路
１１ａ、１１ｂから信号が重畳して出力されるようにな
り、端子ｄから信号がそのまま連続して出力される。磁
石５の回動角θがθ、になると、ホール素子９ａに加え
られる磁界が弱くなって、増幅・電圧比較回路１１ａは
オフとなる。このため、増幅・電圧比較回路１１ａは信
号を出力しなくなる。しかしながら、増幅・電圧比較回
路１１ｂがオン状態となっているので、端子ｄからは依
然として信号が出力し続けられる。

磁石５の回動角θがθ４になると、ホール素子９ｂに加
えられる磁界が弱くなって、増幅・電圧比較回路１１ｂ
はオフとなる。このため、増幅・電圧比較回路１１ｂも
信号を出力しなくなる。したがって、ＯＲ回路１２がオ
フとなって、端子ｄからは信号が出力されなくなる。

こうして、減速度センサｌは増幅・電圧比較回路１１ａ
がオンとなる時点から増幅・電圧比較回路１１ｂがオフ
となる時点まで信号を出力し続けるようになるので、こ
の減速度センサ１の信号出力時間も十分長くなる。

なお、前述の二つの実施例においては、いずれも磁石５
が一方向にのみ回動するものとしているが１本発明はこ
れに限定されるものではなく、磁石５を一方向と直交す
る方向にも回動するようにすることもできる。この場合
には、感磁素子をこの直交する方向にも設ける必要があ
る。このように構成することにより、減速度センサ１は
互いに直交する二方向に対して減速度を検出することが
できるようになる。そして、磁石５をケース２に互いに
直交する二方向に回動可能に支持させるようにすること
は従来周知の支持方法できわめて簡単に行うことができ
る。

また、リードスイッチ７ａ、７ｂ、７ｃやホール素子９
ａ、９ｂを磁石５の振子運動の軌道に沿って円弧状に配
置するようにすれば、これらのリードスイッチやホール
素子は磁石５の磁気に確実に応答するようになる。した
がって、減速度センサｌを応答性のより一層侵れたセン
サとすることができる。

更に、感磁素子としてこれらのリードスイッチやホール
素子の他に例えばホールＩＣや磁気抵抗素子等を用いる
こともできる。

更に、前述の最初の実施例では、第３図に示されている
ように磁石５の回動角θ、と回動角θ４との間でリード
スイッチ７ａ、７ｂ、７ｃがすべて同時に作動するよう
にしているが、これらのリードスイッチを必ずしもすべ
て同時に作動させる必要はない、すなわち、リードスイ
ッチ７Ｃが閉成する時点の回動角θ３をリードスイッチ
７ａが開成する時点の回動角θ４とリードスイッチ７ｂ
が開成する時点の回動角θ、との間に位置するようにリ
ードスイッチ７Ｃを配置してもよい。

要は、リードスイッチ７ａが閉成してからリードスイッ
チ７Ｃが開成するまでの間、すべてのリードスイッチが
同時に開成しないようにしさえすればよい、このように
すれば、減速度センサｌの信号出力時間をより−Ｍ長く
することができる。

更に、磁石５の揺れ過ぎを防止するために、従来のよう
にクツション材からなるストッパを設けるようにしても
よい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明による減速度セ
ンサは、振子運動を行う磁石によって、複数の感磁素子
をこれらの感磁素子の各出力信号の一部が重畳するよう
にして順次作動させているので、減速度センサの出力パ
ルス信号の幅は個々の感磁素子の出力パルス信号の幅よ
りもかなり長くなる。すなわち、減速度センサは十分長
い時間連続して信号を出力することができるようになる
。これにより、磁石がきわめて高速で回動しても感磁素
子の出力が不安定になるようなことはない、しかも、磁
石が振子運動を行う際、磁石に何ら抵抗力を加える必要
がないので、応答性の優れた減速度センサを得ることが
できる。したがって、例えば乗員保護装置のような作動
信号を所定時間持続して供給する必要のある装置に使用
することにより、それらの装置を確実に作動させること
が可能となる。

また、本発明の減速度センサは、感磁素子を単に並べる
だけでよいので、構造が簡単になるばかりでなく、安価
に製造することができるようになる。

更に、複数の感磁素子を並列に電気的接続するようにし
ているので、仮に一つの感磁素子が故障しても他の正常
な感磁素子によって一定値を超える減速度を確実に検出
することができる。したがって、減速度センサはフェイ
ルセーフ構造となっており、信頼性がきわめて高いとい
う効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による減速度センサの一実施例を示す垂
直断面図、第２図はこの実施例に用いられているリード
スイッチの電気的接続回路図、第３図はこの実施例の作
用を説明する説明図、第４図は本発明による減速度セン
サの他の実施例を示す第１図と同様の垂直断面図、第５
図はこの実施例に用いられているホール素子の電気的接
続回路図、第６図はこの実施例の作用を説明する説明図
、第７図は従来の減速度センサを示す垂直断面図、第８
図は他の従来の減速度センサを示す垂直断面図である。 １・・・減速度センサ　　４・・・回動軸５・・・磁石
　　　　　　６・・・固定子（保持手段）７ａ、７ｂ、
７ｃ・・・リードスイッチ（感磁素子）９ａ、９ｂ・・
・ホール素子（感磁素子）１２・・・ＯＲ回路 特　許　出　願　人　　　住友電気工業株式会社代理人
弁理士　　青　木　　健　二 第１図 第２図 第３図 第６図 第４図 ＼　　　Ｊ 第５図 、’−’１ １ａ０

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　保持手段によって初期設定位置に保持され、一
   定値以上の減速度が生じたときに回動軸回りに振子運動
   する磁石と、この磁石の振子運動の軌道に近接して配設
   され、前記磁石によって順次作動される複数の感磁素子
   とを備え、 前記複数の感磁素子は、前記磁石が互いに隣り合う二つ
   の感磁素子の一方の作動領域から他方の作動領域へ移動
   する際、少なくともこれら隣り合う感磁素子がともに作
   動するようにして配置され、更に、前記複数の感磁素子
   は互いに並列に電気的接続されている減速度センサ。
2. （２）　前記複数の感磁素子はそれぞれリードスイッチ
   である請求項１記載の減速度センサ。
3. （３）　前記複数の感磁素子はそれぞれホール素子であ
   り、これらのホール素子の出力端子がＯＲ回路の入力端
   子にそれぞれ接続されている請求項１記載の減速度セン
   サ。
4. （４）　前記複数の感磁素子はそれぞれホールＩＣであ
   り、これらのホールＩＣの出力端子がＯＲ回路の入力端
   子にそれぞれ接続されている請求項１記載の減速度セン
   サ。
5. （５）　前記複数の感磁素子はそれぞれ磁気抵抗素子で
   あり、これらの磁気抵抗素子の出力端子がＯＲ回路の入
   力端子にそれぞれ接続されている請求項１記載の減速度
   センサ。