JPH0348169A - 加速度センサまたは減速度センサの検査方法およびこの方法によって機能を再検査可能なセンサ - 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、特許請求の範囲第１項の上位概念に記載した
種類の方法、および特許請求の範囲第５項の上位概念に
記載した特徴を有する加速度センサまたは減速度センサ
に関する。

〔従来の技術とその欠点〕

車両には、衝突を検出するための加速度センサまたは減
速度センサが使用される。このセンサは、ベルトテンシ
ッナー、エアバッグ、燃料供給を中断するための装置、
火花発生器等を操作するために、電子回路に接続されて
いる。センサの切り換え接点は普通、強磁性の翼状接点
を有するリード継電器である。この接点は次のようなと
きに閉じる。すなわち、接点の近くに設けられた永久磁
石が車両衝突により、ばねまたは磁石の戻しばねに抗し
て加速され、所定の最低距離を進み、それにより翼状接
点に作用する磁石の磁場が、開放方向に作用する、翼状
接点のばね応力に打ち勝つのに充分である位置に、磁石
が達するときに閉じる。

いわゆるリード継電器を備えた加速度センサまたは減速
度センサは通常、磁石を取り囲むケーシングを備えてい
る。この磁石は第１と第２のストッパーの間で摺動可能
に配置されている。

このようなセンサは米国特許第４４８４０４１号明細書
および同第４６３９５６３号明細書によって知られてい
る。磁気式のリード継電器は、磁場の変化によって操作
されるようにセンサ内に設けられている。磁場の変化は
第１と第２のストッパーの間での磁石の摺動ときに発生
する。磁石はばねまたは他のバイアス手段または他の磁
石によって、第２のストッパーから離れる方向に付勢さ
れている。

このセンサの代表的な用途では、車両の前方範囲に発生
する衝突を検出するために、第２のストッパーが前方へ
向くように、センサが車両に組み込まれる。衝突の緊急
条件の下では安全装置を操作することが望ましくないの
で、磁石の移動とリード継電器の電気的な機能を検査す
る必要がある。米国特許箱３７３７５９９号明細書によ
り、リード継電器をコイルによって取り囲み、それによ
ってリード継電器の機能発揮能力を検査する目的でリー
ド継電器を操作する磁場を発生させることが知られてい
る。この場合、磁石がその機能を発揮するかどうか、す
なわち必要な移動がバイアス（予付勢）手段に抗して行
われ得るかどうかは検査不可能である。従って、この機
能検査は、真の衝突の条件下でセンサを抜き取り検査す
ることによって行、われ、従って個々のすべてのセンサ
の検査および繰り返し可能な検査のためには不適切な方
法である。

〔発明の課題〕

本発明の根底をなす課題は、加速度センサまたは減速度
センサの機能を任意に繰り返して完全に検査するための
方法と、この方法に対応して形成されたセンサを提供す
ることである。

〔課題を解決するための手段〕

この課題の解決策、発展態様、方法と装置またはセンサ
の実施形は、特許請求の範囲に記載しである。

〔発明の作用および効果］ 従って、電磁コイルによって加速度センサまたは減速度
センサを検査することが本発明の対象である。コイルは
リード継電器の最小感度の範囲に設けられ、（電流が流
れた状態で）摺動可能な磁石を摺動させる磁場を発生す
る。この磁場は、車両衝突によって生じる加速と同じよ
うに、第２のストッパーの方へ磁石を加速する。

従って、リード継電器は、車両衝突によって発生する象
２速な減速の場合と同様に、磁石がリード継電器に加え
る磁場の変化により、操作される。一方、リード継電器
は第１のストッパーから第２のストッパーへ再び後退す
る。電磁コイルによって発生した磁場は、コイルを流れ
るインパルス（または電流インパルス）の適切な経過に
より、車両衝突時の加速度をシミュレーションするよう
に形成可能である。その間、リード継電器の作動は監視
される。電磁コイルは、リード継電器の感度がコイルの
磁場によって実質的に影響を受けないように配置されて
いる。

それにより、後退力と反対方向に作用する加速力に対す
る慣性反応の完全な検査が達成される。

この加速力は、車両衝突によって生じる加速と同様に、
リード継電器を操作する。

本発明の範囲内で提案される検査は、センサの製作後の
機能制御のために利用可能である。

更に、提案の方法は、センサを取りつけた車両の運転手
が、スイッチの操作によってセンサを周期的に検査する
ことを可能にする。検査は自動的に行うこともできる。

例えば点火装置のスイッチを入れた後、またはエンジン
を始動させた後で、自動的に検査するようにしてもよい
。

センサの誤作動は警告ランプによって信号化することが
できる。

本発明による提案の長所は、磁石の移動とリード継電器
の電気的な機能が検査されることにある。この検査は繰
り返して行うことができ、実際の車両衝突を必要としな
い。

〔実施例〕

図は本発明の実施例を概略的に示す。

第１〜３図に示した加速度センサまたは減速度センサ１
０は、本提案による検査装置１１を含んでいる。センサ
１０は、磁気式のリード継電器（リード接点、リードリ
レー）で作動するすべての構造形式を代表している。リ
ード継電器は、センサが成る程度の大きさの加速力にさ
らされるときに切り換わる。センサ１０は普通、カプセ
ル１２を含んでいる。このカプセルのケーシング１４は
空間１６を画成している。空間１６は、好ましくは小さ
な管１８の形をした水平配置のリード継電器容器を取り
巻いている。

ケーシング１４はその内側に、第１のストッパー２０と
第２のストッパー２２を備えている。

小さな管１８はストッパー２０．２２の間で延びている
。小さな管１８の中には、翼状接点２６．２８を備えた
リード継電器２４が設けられている。接点２６．２８は
通常は開放位置にあり、スイッチ接続部材３０または３
２に電気的に接続されている。小さな管１８上には、管
状の磁石４０が摺動可能に設けられている。この磁石は
第１の端面３６と第２の端面３８を備えている。磁石４
０は、その第１の端面が第１のストッパー２０の方へ向
き、第２の端面が第２のストッパー２２の方へ向くよう
に、空間１６内に配置されている。磁石４０はストッパ
ー２０．２２の方へ向いた水平なＮ極とＳ極を有する。

磁石４０はばね５０を収容するための凹部４８を有する
。このばねは小さな管１８の周りにおいて凹部４８内に
設けられている。ばね５０は、第２のストッパー２２か
ら離れる方向に磁石４０を付勢する。

検査装置１１は電磁コイル９０を含んでいる。

この電磁コイルはカプセル１２の外側において、第１の
ストッパー２０に接してケーシング１４に設けられてい
る。コイル９０は巻枠（コイル本体）９１と巻線９３を
含んでいる。この巻線の線が巻枠９１に巻付けられてい
る。コイル９０は普通、非磁性材料、例えば銅からなっ
ている。従って、コイル９０は電流が通じていない状態
ではセンサ１０の機能に悪影響を与えない。

コイル９０は、その第１の端面９２がケーシング１４の
外側で第１のストッパー２０に隣接し、第２の端面９４
が第１の端面９２と反対側に位置するように配置されて
いる。電磁コイル９０によってｉ場（磁界）が生じる。

コイルの中心軸線上にある磁場の極は、巻線端部９６に
接続されたコイル接続部材９８に電圧がかけられるとき
に、反発力が磁石４０に加わるように、配向配置されて
いる。そのときコイルを流れる電流は磁石４０の磁場と
反対向きの１場を生じる。

例えばＳ極が第１のストッパー２０の方へ、そしてＮ極
が第２のストッパーの方へ向くように、磁石４０が配向
配置されているときには、磁場のＳ極がコイルの第１の
端面９２に生じ、磁場のＮ極が第２の端面９４に生じる
ような方向に電流がコイル内を流れなければならない。

磁石４０の極が逆に配向配置されている場合には、磁石
４０に反発する力を生じるためには、コイル９０内の電
流の流れ方向を逆向きにする必要がある。コイル９０を
リード継電器の最低感度の場所に設け、それによってコ
イル９の励起がリード継電器２４の翼状接点２６．２８
に影響を与えないようにすることが重要である。

センサ１０は、はぼ第２のストッパー２２から第１のス
トッパー２０の方向でケーシング１４に作用する減速力
を測定するために利用される。衝突時にセンサ１０のケ
ーシング１４と、このセンサ１０を取りつけた車両は、
上記の方向の急激な減速を受ける。このような減速の際
に、磁石４０は第１のストッパー２０から第２のストッ
パー２２の方向においてケーシング１４と相対的に加速
される。磁石４０は第２のストッパー２２から離れる方
向にばね５０によって第１のストッパー２０の方へ付勢
されている。

衝突時に、磁石４０の加速力ばばね５０の予圧縮力に打
ち勝ち、磁石４０は第２のストッパー２２の方へ強制移
動する。ばね５０のばね定数は、所定の大きさの加速力
が予圧縮力に打ち勝つように選定されている。磁石４０
が上記方向に移動すると５、その磁場により、通常は開
放している、リード継電器２４の翼状接点２６．２８が
閉じることになる。リード継電器２４の正確な切り換え
点は、磁石４０の強さとリード継電器２４の翼状接点の
感度に依存する。

磁石４０の移動の機能と、リード継電器２４の電気接点
動作の機能を検査するために、磁石４０を第２のストッ
パー２２の方へ動かすことができる電磁的な反発力が磁
石４０に加えられる。これを実現するために、直流電圧
が接続部材９８を経てコイル９０に加えられ、電流の流
れを生じる。それにより、磁石４０が加速され、ばね５
０の予圧縮力に打ち勝つ。車両の衝突の場合と同様に、
磁石４０の摺動は、リード継電器２４の翼状接点２６．
２８を閉じることになる。この場合、磁石４０は小さな
管１８に沿って第２のストッパー２２の方へ移動する。

検査電圧がもはやコイル９０に加えられなくなるや否や
、ばね５０は磁石を第１のストッパー２０まで後退させ
る。

従って、電磁力による磁石４０の加速は、車両衝突によ
って生じる加速をシミュレーションする。電磁的に生じ
た磁場の強さが特にコイル電流に依存するので、磁石４
０とセンサ１０の他の部分に対する異なる加速力の作用
は、コイル９０を用いて異なる電磁力を発生させること
によって検査および観察可能である。適切な設計である
と仮定すると、電磁的に発生した磁場は磁石４０をその
都度所望のストロークだけ摺動させる。検査装置１１は
センサｌＯの工場での検査のために使用可能であるかま
たはセンサの一部品としてセンサに一体化することがで
きる。後者の場合、検査は車両の運転者または使用者に
よって行うことができる。検査装置１１は、運転者また
は使用者が適当なスイッチを操作することによってセン
サ１０を周期的に検査できるように、組み込むことがで
きる。その代わりに、例えば点火装置のスイッチを入れ
るときまたはエンジンを始動するときに、検査が自動的
に行われるように、検査装置１１を接続することができ
る。センサ１０の作動に欠陥があることが検知されたと
きには、運転者の視野内で警告ランプを点灯させること
が好ましい。

検査装置１１は他の構造形式のセンサに関連して使用可
能である。例えば、第４図は、カプセル１１２、ケーシ
ング１１４、内室１１６、小さな管１１８、第１のスト
ッパー１２０、第２のストッパー１２２、翼状接点１２
６，１２８を有するリード継電器１２４およびスイッチ
接続部材１３０，１３２を備えたセンサ１１０を示して
いる。このすべての部品は、第１〜３図のセンサの機能
的に同じ部材に一致している。

磁石１４０はキャリッジ１３４の一部である。

このキャリッジは第１のストッパー１３０と第２のスト
ッパー１２２との間で摺動可能である。

キャリッジは非磁性のスリーブ１４２と磁石１４０を含
んでいる。第１のばね１５０が第２のストッパー１２２
とキャリッジ１３４の間に設けられ、それによってキャ
リッジ１３４の円筒状外面上で非磁性の質量が第１の突
出端縁部１５３と第２の端縁部１５５との間で摺動可能
である。第１の突出端縁部１５３は第１のストッパー１
２０に対向しており、第２の突出端縁部１５５はキャリ
ッジの反対側の端面にある。非磁性質量１５４は小さな
管１１８上におけるキャリッジ１３４の摺動方向に対し
て平行にキャリッジの外周面１５２上を摺動する。第２
のばね１５８が第２の突出縁部１５５と非磁性質量１５
４の間に設けられている。キャリッジ１３４が加速度を
受けると、センサ１１０は二つの段階で作動する。第１
の段階では、キャリッジ１３４が第１のストッパー１２
０上の静止位置から第２のストッパーの方へ摺動し、第
２の段階では非磁性の質量１５４が第２の突出縁部１５
５の方へ摺動する。センサ１１０のこれらの部分は、加
速力が消滅することによって、逆の順序でその静止位置
へ戻る。電磁コイル９０は、反対向きの磁場がキャリッ
ジ１３４の加速を生じるという点では、前述の実施例の
場合と同じ機能を発揮する。電磁的にリリースされた加
速パルスは、従属の機械的段階、例えば第１の突出縁部
１５３から第２の突出縁部への非磁性質量１５４の摺動
を再検査することになる。慣性力または加速力に応答し
、磁石４０に連結された任意の機構を作動させ、かつリ
ード継電器に対するその作用を評価することができる。

検査装置１１を使用可能な他の２段のセンサ構造が、第
５，６図に示しである。第５図はセンサ２１０のカプセ
ル２１２の断面を示している。カプセル２１２は空間２
１６を取り囲むケーシング２１４を備えている。空間２
１６は内側が第１のストッパー２２０、第２のストツパ
−２２２および平らな突出部２１８によって画成されて
いる。第１のストッパー２２０は、好ましくは小さな管
２２１の形をしている、垂直に配置されたリード継電器
容器の外面によって形成されている。第２のストッパー
は環状壁の内周面によって形成されている。突出部２１
８はストッパー２２０と２２２の間で延びている。

垂直な小管２２１内には、翼状接点２２６，２２８を備
えた、通常は開放しているリード継電器２２４が設けら
れている。翼状接点２２６゜２２８は接点接続部材２３
０，２３２に電気的に接続されている。リング状のキャ
リッジ２３４は内周面２３６、外周面２３８および下側
の端面２３９を有する。この端面は突出部２１Ｂ上で摺
動可能である。キャリッジ２３４はその内周面２３６が
小さな管２２１を取り囲んでいる。ストッパー２２０と
キャリッジ２３４の外周面２３８は第２のストッパー２
２２の方へ向いている。キャリッジ２３４は一部が永久
磁石２４０によって形成されている。第２のストッパー
２２２とキャリッジ２３４の間にばばね２５０が設けら
れている。キャリッジ２３４は第１の壁２５３と第２の
壁２５５によって画成された、非磁性質量２５４を収容
するための円形凹部２５２を備えている。非磁性質Ｉ２
５４は第１の壁２５３と第２の壁２５５との間で摺動可
能である。凹部２５２は、第１の壁２５３が第１のスト
ッパー２２０の方へ向き、第２の壁２５５が第１の壁２
５３と反対側に位置するように、配向されている。非磁
性質量２５４は内周面２５７と外周面２５９を有するリ
ングの形をしている。非磁性質量２５４はその内周面２
５７によって第１の壁２５３を取り囲んでいる。

第２の壁２５５と非磁性質量２５４の間にはリングばね
２５８が設けられている。

第５図と第６図に示したセンサ２１０は、水平方向成分
を有する加速力を確かめるために役立つ。ストッパー２
２０，２２２が円形に形成されているので、センサ２１
０は任意の方向からの水平力に応答する。すなわち、３
６０’のすべての方向からの水平力に応答する。非磁性
質量２５４はキャリッジ２３４の移動方向に対して平行
に摺動する。センサ２１０の機能はセンサ１１０の機能
と類似する。センサ２１０は二つの段階で作動する。第
１の段階では、キャリッジ２３４は、その内周面２５７
が第１の壁２５３と同心的である位置から、内周面２５
７が第１のストッパー２２０に近接する位置へ移動する
。第２の段階では、非磁性質量は、その内周面２５７が
第１の壁２５３と同心的である位置から、内周面２５７
が第２の壁２５５に近接する位置へ摺動する。センサ２
１０が検査装置１１を備えている場合には、同時にまた
は個別的に励起できる１個または複数のコイル９０が、
突出部２１８の下方で周方向に分配配置されている。従
って、磁石２４０の磁場と反対向きの磁場を生じること
ができ、それによってキャリッジ２３４と非磁性質量２
５４の移動とリード継電器２２４の機能を検査すること
ができる。

第７図に示した、加速度センサまたは減速度センサ３１
０の第４の実施例は、ケーシング３１４内に設けられた
リード継電器３２４、摺動可能な永久磁石３４０および
他の永久磁石３５０とからなっている。この永久磁石３
５０は摺動可能に配置してもよいし、定置してもよい。

永久磁石３５０は前述の実施例において後退させるばね
の機能を発揮する。永久磁石３４０゜３５０は、ケーシ
ング３１４内に形成された管状のチャンバ内に配置され
ている。このチャンバの中心軸線はリード継電器３２４
の長手軸線に対して平行に延びている。永久磁石３４０
はコイル３９０によって同心的に囲まれている。

このコイルは励起時に電磁力を発生する。この電磁力に
よって、永久磁石３４０は永久磁石３５０の反発力と反
対方向に加速される。前述の実施例について説明した原
理と同じ原理により、センサ全体の機能発揮能力を確か
めることができる。永久磁石３５０も摺動可能に配置さ
れている場合には、センサ３１０は加速力にも減速力に
も応答する。永久磁石３５０も機能試験に含めるために
は、コイル３９０に対して鏡面対称で、このコイルと一
致する他のコイルを取りつけることで充分である。

第８図に示した、センサ４１０の第５の実施例は、第７
図の実施例とよく似ているが、コイル４９０は永久磁石
４４０と同軸に配置されておらず、平行に配置されてい
る。従って、コイルの端部に形成された極が永久磁石４
４０の隣接する極と同じ極となるようにコイルを励起す
ると、永久磁石４４０には、他の永久磁石４５０の力と
反対向きの加速力が加えられる。この場合にも、ケーシ
ング４１４内に取りつけたリード継電器４２４の機能発
揮能力だけでなく、永久磁石４４０の自由な摺動性が検
査される。

センサ４１０が加速力と減速力に応答し、その際永久磁
石の自由な摺動性が検査されるときには、コイル４９０
に対して鏡面対称に配置された他のコイルを設けるべき
である。

図に示したセンサは、加速または減速時に応答もしくは
切り換わる磁気式のリード継電器によって作動するセン
サの単なる代表である。従って、提案した検査装置１１
は、図示実施例で使用したもの以外の、前記種類のセン
サにも使用可能である。更に、検査装置１１の場合には
、例えば電磁コイル９０をケーシング１４の外側におい
て第２のストッパー２２に接して配置することができる
。磁石４０とコイル９０の極は、引きつけ力が生じるよ
うに互いに向き合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は検査装置を備えたセンサを左側から見た図、第
２図、は第１図の■−■線に沿ったセンサと検番装置の
縦断面図、第３図は検査装置を備えたセンサを右側から
見た図、第４図は検査装置を備えたセンサの第２の実施
例の縦断面図、第５図は検査装置を備えたセンサの第３
実施例の縦断面図、第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線に沿
った第３実施例の断面図、第７図はセンサの第４実施例
の縦断面図、第８図はセンサの第５実施例の縦断面図で
ある。 １０・・・センサ、　　２４・・・切り換え接点、　４
０・・・永久磁石、　９０・・・コイル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、慣性質量として作用する永久磁石（４０）を摺動さ
   せることによって操作可能な切り換え接点（２４）を備
   えた加速度センサまたは減速度センサを検査するための
   方法において、 検査すべきセンサ（１０）の最も小さな磁場感度の範囲
   に、電磁的な磁場を短時間発生させ、その際電磁的な磁
   場は、永久磁石（４０）に作用する磁力が検出すべき加
   速度または減速度によって永久磁石（４０）に加えられ
   る力とほぼ同じになるような方向と強さを有し、 同時に、切り換え接点の切り換え状態を観察することを
   特徴とする加速度センサまたは減速度センサの検査方法
   。 ２、電磁的な磁場が電磁的な円筒コイル（９０）によっ
   て、永久磁石（４０）の磁化方向と反対方向に発生し、 コイル（９０）が、センサ（１０）の外側で、永久磁石
   （９０）の磁化方向に対して同時にかつその一方の端面
   が永久磁石の静止位置を決めるストッパー（２０）に隣
   接するように配置されることを特徴とする、請求項１記
   載の方法。 ３、電磁的な磁場が電磁的な円筒コイル（３９０）によ
   って、永久磁石（３４０）の磁化方向と同じ方向に発生
   し、 コイル（３９０）が永久磁石（３４０）と同軸に配置さ
   れ、かつこの永久磁石を同心的に取り囲むように配置さ
   れることを特徴とする、請求項１記載の方法。 ４、電磁的な磁場が電磁的な円筒コイル（４９０）によ
   って、永久磁石（４４０）の磁化方向と同じ方向に発生
   し、 コイル（４９０）が永久磁石（４４０）の近くに軸線平
   行に配置されることを特徴とする、請求項１記載の方法
   。 ５、磁場を感知する切り換え接点（２４）が、慣性質量
   を形成する、切り換え接点と相対的に摺動可能な永久磁
   石（４０）の作用範囲内に設けられ、 永久磁石が検出すべき加速度または減速度の方向と反対
   の方向に戻し力によって付勢されている加速度センサま
   たは減速度センサにおいて、直流電圧を電磁コイル（９
   ０）にかけることによって切り換え接点（２４）の機能
   を検査するために、電流が流れる状態で電磁コイルによ
   って発生する磁場が、検出すべき加速度または減速度と
   少なくともほぼ同じ力を、永久磁石（４０）に対して加
   えるように、電磁コイルが配置および巻かれていること
   を特徴とする加速度センサまたは減速度センサ。 ６、切り換え接点がリード継電器（２４）であることを
   特徴とする、請求項５記載の加速度センサまたは減速度
   センサ。 ７、コイル（９０）が切り換え接点の最も小さな磁場感
   度の範囲に設けられていることを特徴とする、請求項５
   または請求項６記載の加速度センサまたは減速度センサ
   。 ８、コイル（９０）が永久磁石（４０）の摺動方向と同
   軸に配置されていることを特徴とする、請求項５から請
   求項７までのいずれか一つに記載の加速度センサまたは
   減速度センサ。 ９、コイル（９０）の一方の端面が永久磁石（４０）の
   静止位置を定めるストッパー（２０）に接するよう、コ
   イルが配置されていることを特徴とする、請求項８記載
   の加速度センサまたは減速度センサ。 １０、永久磁石（４０）が、切り換え接点（２４）を同
   心的に取り囲むリング磁石であることを特徴とする、請
   求項５から請求項９までのいずれか一つに記載の加速度
   センサまたは減速度センサ。 １１、戻し力が予圧縮された圧縮コイルばね（５０）に
   よって発生し、この圧縮コイルばねの一端が永久磁石（
   ４０）に支持されていることを特徴とする、請求項５か
   ら請求項１０までのいずれか一つに記載の加速度センサ
   または減速度センサ。 １２、戻し力が、間隔をおいて同軸に設けられかつ反対
   向きの磁化方向を有する他の永久磁石によって発生する
   ことを特徴とする、請求項５から請求項１０までのいず
   れか一つに記載の加速度センサまたは減速度センサ。