JPH02129825A - 加速度応動スイッチ及びその製造法 - 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、自動車の乗員保護のためのエアバッグを異常
時に作動させるスイッチ等に用いられるもので、通常走
行時と衝突等の際発生する大きな加速度（減速度も含め
以後この表現を用いる）を区別して電気回路を０打の状
態からＯＮの状態にする加速度応動スイッチに関するも
のである。

〔従来の技術〕

この種加速度応動スイッチとしては種々のものが提唱さ
れている。例えば、振子とか球体の慣性子あるいは圧力
センサーと半導体回路を組合せたものなどがある。自動
車のように高速度で走行する車輌では舗装道路のみなら
ず砂利道など路面状況により常に通常の走行中において
周期や加速度の異なるいろいろな振動を受け、それらの
条件に対して誤動作のない安価な加速度応動スイッチが
望まれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、固体の慣性子を利用したものは常に走行
中に生ずる振動によシ摩耗を生じるなどの耐久性が劣り
、半導体回路を用いたものはｔ％的な外乱パルスに対し
て誤動作を生じるなどの欠点があシ、これらのみでは安
全性の点で極めて不安があシ満足出来ないという欠点が
ある。

ｃ問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するために、本発明は慣性子と電気接
点部材を兼用する水銀等の導電液体を密閉容器に気密に
封緘し、さらに通常の走行状態と衝突時等の異常な加速
度において発生する加速度とを明確に区別することの出
来るよう前記密閉容器の下部に水銀等の導電液体が濡れ
る面を設けた事によって秀れた判別性能をもたせ、また
その製造方法も非常に簡単である。

〔作　　用〕

本発明は上述した構成によって、砂利道等を高速度で走
行した時などに発生するＩＧ（重力単位でＩＧハ９８０
ダインセンチメート）ｖ）以上の上下の加速度にも誤動
作する事なく、衝突時に発生する主に横方向の大きな加
速度には短時間で動作するすぐれた作用のある加速度応
動スイッチを得る事が出来る。

〔実　施　例〕

第１因に示す如く、合成樹脂製のケース１に加速度応動
スイッチ本体２が、車体等への取付部ＩＡケー７１の取
付部ＩＡ及びＩＢは自動車等車輌の水平な面に取付けら
れるものとするが、傾斜面に取付けられる場合には前記
角度Ａを適宜に変更すればよい。加速度応動スイッチ本
体２の詳細を第２図及び第３図に示す。これらの図中に
おいて、有底め筒状容器２Ａはその上部開口端部にフラ
ンジ部２１（を有し鉄板で作られている。筒状容器法の
底部内面には後述する如き椀形のウェット部材２０がス
ポット溶接又は嵌合等の方法で固定されている。記号８
にて示すのは水銀等の導電液体である。１体２Ｄはコパ
ールと呼ばれている鉄・コバルト・ニッケル合金で作ら
れたフランジ部２１を有する環状体の内腔部にタングス
テン等の一対の電極２１１を硬質ガラスのような電気絶
縁物を溶融固化させる周知のハーメチックシール方法で
充填材２Ｇによシ気密に固着したものである。そして蓋
体のフランジ２Ｅと筒状容！２Ａのフランジ２Ｂとが後
述する如き手順によシリングプロジェクション溶接の如
き方法で気密に固着され、筒状容器法の内部空間には例
えばヘリウムガスと水素ガスの混合気体Ｇが空気と置換
されて封入されている。尚、電１１Ｍ２Ｆの図示下部先
端には、ウェットチップ２Ｊ’ｌなる導電液体８と湿潤
するように処理したものがスポット溶接の如き方法で固
着されている。一対の電ＦＭ２Ｆの上端は 桜図示されていない電気回路に適宜方法で接続されるも
のである。蓋体力のハーメチックシールは熱・膨張係数
のほぼ同じ部材を用いたマツチングタイプと呼ばれてい
るものであるが、この他にコンプレッションタイプと呼
ばれるものが周知の如くあり、この場合フランジ２Ｌを
有する環状体は鉄製であってガラスはソーダ系の軟質ガ
ラスが用いられ電極はニッケル・鉄の合金を使用し中央
部に１本とし他方は筒状容器２Ａを電極の代用とすれば
安価になし得る。

ウェット部材２０及びウェットチップ２Ｆ１の素材はニ
ッケル又は鉄であシ、鉄の場合はニッケルメッキを施し
、その上に金メッキを厚さ０．２〜０．８μｍ程度施し
てニッケル面が空気中で酸化等されて不働態を作らない
ように保護している。ウェット部材２０が容器２人に第
２図及び第８図に示す如く固着された状態で、真空引き
が可能なチェンバー内に置かれ、水銀が所定量注入され
、その上にチェンバーの蓋内に蓋体２Ｄが装置され、チ
ェンバーは０リングの如きもので上蓋と下部がシールさ
れて真空ポンプによシ内部の空気を排除する。そして所
定の真空度に達した後不活性ガス等を充填する。

この工程迄は加速度応動スイッチの筒状容器２Ａと蓋体
２Ｄとが有するフランジ部は若干の隙間を保持されてい
る。次にチェンバーの蓋の部分には気密を保ちかつ相対
に上下に動き得るダブルアクション構造となっていてこ
の中央の部分は大気圧が印加されてもバネ等の反発力で
耐える様になっているが、それ以上の力が印加されると
気密を保ちながら蓋体２Ｄのフランジ部２Ｅを筒状容器
２Ａのフランジ部２Ｂと一定の圧力で接触するようにな
シその接触圧力を印加した状態で、両フランジ部に電流
を通じ加熱してリングプロジェクション溶接をさせる。

即ち両フランジに接触圧力を与えるチェンバーは例えば
クロム銅合金のような材料で出来ておシ、これに蓄電器
に貯えた電荷を一瞬に放出して瞬間的にジュール熱を両
フランジの接触部に集中させる一種の抵抗溶接をなさせ
気密状態にするのである。

一方ウェット部材は水銀と接触するとニッケル面を酸化
から防止するためにメッキされていた金が水銀中に溶解
し次に純粋な清浄面のニッケルが水銀と接触し合う事に
よシアマルガム層を作シ完全に湿潤した面を作る。ニッ
ケルの水銀に対する溶解度は非常に低いのでこのアマル
ガム層はウェット部材の上に半永久的に存在する。従っ
て水銀の中に僅かに金を含んだ導電液体８は筒状容器の
低部に固着されたウェット部材に湿潤され、その吸着力
は底面とこれから立ち上っている方向の長さに応じて増
大する。

実験によれば筒状容器２人の内径が６．６酊ウ工ツト部
材の外径はこの内径に僅かな隙間で嵌入されて固定され
その内径は６．Ｏｆｆで高さが−の場合に導電液体３を
１．６グラム入れだ場合に、第１図に示すケース１の取
付部ＩＡとＩＢの平面に対して加速度応動と スイッチの軸線のなす角度人を６０した場合に、！１Ｍ
２１’に設けたウェットチップ２１１’ｌと導電液体８
の自由表面との距離即ち第１１示のＤにて示す寸法が１
，５酊であるものにおいて、第４図に示すバーフサイン
波形のピーク値が２０Ｇの加速度を第１図に示す矢印方
向に印加した時、導電液体３が傾斜面を遡って一対の電
［２Ｆ間を７ミリ秒後に短絡するという特性を有し、か
つ悪路走行中の振動によって生ずる振動加速度に対して
誤動作を生じ々いという結果を得る事が出来た。因みに
第５図に悪路走行中に生ずる振動加速度によって誤動作
する領域Ｗと誤動作しない領域Ｓとを示すが、同図の横
軸には振動数■町縦軸には上下方向の加速度Ｇを目盛っ
である。そして第１図乃至第８図に示した加速度応動ス
イッチにおいて上下方向の振動数を変えてその特性を調
べると第５図の曲線Ａの如くであシ、ウェット部材の代
シに同じ形状の単なる鉄板で作った水銀に濡れない部材
を用いたものではその特性を・調べると第４図に示すハ
ーフサイン波に対する応答性には変シがないが第５図の
曲線Ｂの如くであった。

尚、電極２１１’の先端のウェットチップ２ＩＩ１１は
接触抵抗を安定化するとともに接点のチャタリングを防
止しかつ第４図示のハーフサイン波を印加した時のＯＦ
ＦからＯＮになった時のＯＮの保持時間を長くする効果
がある。

筒状容器内のウェット部材の他の実施例として筒状容器
内面自身の下部の表面にニッケルメッキと金メッキを所
定の部分にのみ施してもよい。又第６図に示す如き筒状
容器底面とほぼ等しい面４を有しその面４に直立する４
Ａなる部分を有した鉄製のものにニッケルと金メッキを
施したウェット部材について実験した結果、第２図及び
第８図に示した椀形のものと同様の効果のある事が認め
られた。さらに又第７図に示す如き薄いパイプ状をした
鉄製のものに前述の表面処理をしたウェット部材を用い
ても同様の効果のある事が判った。このパイプ状部材は
勿論ニッケル板で作られてもよい事は今次の説明から改
めて述べる迄もなく容易に判る事である。

ウェット部材の金メッキを省略する方法としてはウェッ
ト部材のニッケル面を酸洗滌等にょシ清浄化し大気中の
酸素等によって不働態膜の出来ない短時間に水銀と接触
するようにし、又多少不動態膜が出来た場合には、封入
後密閉された内部の電体が水素ガスを含んだものを用い
てウェット部材の部分を加熱する事によりニッケル面が
活性化してアマルガムを作シ湿潤させる事も出来る。導
電液体として純粋な水銀の場合は、温度が一３８８″Ｃ
以下で固体化するが、さらにこの温度を下げる必要のあ
る場合にはタリウムを８・５％溶解させたアマルガムに
すると一５０℃位迄液体を保つ事が出来る。

また他の方法としては純粋な水銀又はこれより高い融点
の導電液体（ガリウムとかその合金等）を用いた本発明
の主旨に従う加速度応動スイッチの場合にはスイッチの
周囲に抵抗発熱体等を設ければ、常に温度を大気温よυ
高める事が出来るのでスイッチ動作に不都合無いように
する事も可能である。

尚、実施例の加速度応動スイッチの断面形状は円形のも
のについて述べたが、この横断面の形状については全く
限定するものでなく必要に応じて随円でも任意の多角形
でもよい事は勿論である。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、筒状の密閉容器の下部の常時導電液
体が接触している内腔面に導電液体と濡れる状態を作る
事によって、慣性子である導電液体に作用する重力に付
着力を加える事が出来、ＩＧを超える上下方向の振動加
速度に対抗して導電液体を容器の所定の位置に拘束し、
通常走行時の誤動作を防止し異常な加速度が加わった時
には導電液体自身の破断によシフイック運動を生じて正
確に作動し、機械的な摩耗が無く構造が簡単で安価で秀
れた耐久性を有する加速度応動装置を得る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図はそ
の要部の縦断面図、第８図は第２図の側方から見た断面
口を示す。第４図は印加加速度の波形を示し、第５図は
ノイズとなる上下方向の振動を示すものであり、本発明
の加速度応動スイッチの特性を説明するためのものであ
る。第６図及び第７図は他の実施例に係る部分図をそれ
ぞれ示す。 ２Ａ・・・・・・・・・筒状容器、 ２１１’・・・・・・・・・電　極、 ８・・・・・・・・・・・・・・・導電液体。 ２Ｄ・・・・・・蓋体、 ２０・・・・・・ウェット部材、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に導電液体と電極と前記導電液体を汚損させ
   ない為の気体を封入した密閉筒状容器、その底面から高
   さ方向に存在する前記導電液体と濡れる面を設けた事を
   特徴とする加速度応動スイッチ。
2. （２）鉄製の筒状容器の下面にニッケル板又は鉄板の表
   面にニッケルメッキを施しその上に金メッキを施したウ
   ェット部材をスポット溶接などの方法で固着した後、導
   電液体を所定量前記筒状容器に注入し、電極を有する蓋
   体を前記筒状容器の開口部に間隙をもつて乗せ、これら
   を密閉チェンバーの中に置き該チェンバー内の空気を排
   除した後、前記導電液体の汚損を防止する不活性ガス等
   を充填してその雰囲気中で前記筒状容器開口部と蓋体と
   をリングプロジェクション溶接の如き方法で気密に固着
   して構成した事を特徴とする加速度応動スイッチの製造
   方法。
3. （３）鉄製の筒状容器の下方内面にニッケルメッキを施
   した後導電液体を所定量注入し、電極を有する蓋体を筒
   状容器の開口部に乗せ、これらを密閉チェンバーの中に
   置き該チェンバー内の空気を排除した後前記導電液体の
   汚損を防止する不活性ガス及び水素ガス等を充填してそ
   の雰囲気中で前記筒状容器開口部と蓋体とを気密に固着
   し、前記筒状容器の下方内面に施したニッケルメッキ部
   分に導電液体が濡れるように処理した事を特徴とする加
   速度応動スイッチの製造方法。