JPH0943265A - 衝撃センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁石がスイッチケースの内壁に衝突しても、
オン時間が短くならずに確実に動作し得るようにした衝
撃センサを提供する。 【解決手段】 衝撃を検出すべき方向に沿って配設した
磁気リードスイッチ１３と、磁気リードスイッチの長手
方向に沿って移動可能に支持し且つコイルバネ１５によ
って一側に向かって付勢した磁石を備えた移動部材１４
とを含み、コイルバネが移動部材先端側の外側面に設け
た小径部１４ａに嵌合し該小径部の端面１４ｂに当接す
ることにより移動部材を付勢しており、さらに、移動部
材のコイルバネ側の端面１４ｃが、一点にて突出するよ
うに形成される。また、移動部材の基端側にも小径部１
４ｄが設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車等
の事故等の際に、車体に加えられる衝撃を検出して、エ
アバッグやシートベルトのシステムを起動させるための
磁気リードスイッチを利用した衝撃センサに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような衝撃センサとしては、
例えば磁気リードスイッチを利用した衝撃センサが多く
使用されており、例えば図３に示すように構成されてい
る。即ち、衝撃センサ１は、自動車の車体等に対して取
り付けられ得るケース２と、このケース２内にて、衝撃
を検出すべき方向（例えば、自動車の前後方向）に沿っ
て延びるように配設された中空円筒状のスイッチケース
３と、このスイッチケース３内に挿入された磁気リード
スイッチ４と、スイッチケース３の長手方向に沿って摺
動可能に嵌挿された環状の磁石５と、この磁石５を図面
にて右方に付勢するコイルバネ６とから構成されてい
る。磁気リードスイッチ４の二つの接続端子は、図示し
ないリード線を介して適宜の構成の検出回路に接続され
ている。

【０００３】このように構成された衝撃センサ１によれ
ば、本衝撃センサ１が取り付けられている自動車等が停
止している場合や通常の走行をしている場合には、この
衝撃センサ１にはあまり高い加速度が作用しないので、
磁石５は、コイルバネ６の張力によってスイッチケース
３の右端に設けられたストッパ３ａに当接された状態と
なっている。従って、磁石５は、スイッチケース３内に
挿入された磁気リードスイッチ４から比較的離れてい
る。このため、磁気リードスイッチ４は、その接点部が
磁石５の磁力の影響を受けないので、オフ状態にある。

【０００４】この状態から、例えば自動車の走行中に、
事故等により急激に停止した場合など、衝撃が作用した
場合には、衝撃センサ１は、図面にて矢印Ａで示すよう
に左方に向かって移動している状態から急激に停止せし
められるので、磁石５は比較的大きな負の加速度を受け
る。そのためこの磁石５は、その慣性質量に基づいてス
イッチケース３に関して相対的に左方に向いた慣性力を
受けることになる。

【０００５】かくして、磁石５はコイルバネ６の張力に
抗してスイッチケース３を左方へ移動して、磁気リード
スイッチ４の接点部に作用する磁石５の磁力が所定値以
上の大きさになったとき、この磁気リードスイッチ４
は、その接点部が磁石５の磁力によってオン状態に転換
せしめられる。

【０００６】その後、自動車等が停止して、磁石５の加
速度が所定値以下になったとき、磁石５はコイルバネ６
の張力に対して抗することができなくなって、該コイル
バネ６の張力に基づいて、スイッチケース３の右方へ移
動して再び最初の位置に戻される。この際、磁気リード
スイッチ４の接点部に作用する磁石５の磁力が所定値以
下の大きさになったとき、この磁気リードスイッチ４
は、その接点部がオフ状態に転換せしめられる。

【０００７】このようにして、磁気リードスイッチ４
は、上述したオン転換時からオフ転換時までの間だけオ
ン状態が継続することになり、このオン状態が、接続さ
れた検出回路によって検出され、エアバッグやシートベ
ルトシステムが起動して自動車の乗員の安全が確保され
ることになる。

【０００８】しかしながら、このような構成の衝撃セン
サ１においては、加えられる衝撃が過度に大きい場合に
は、磁石５がスイッチケース３の左方領域へ移動する速
度が速く、しかもこの磁石５のスイッチケース３の右方
への復帰も速いことから、磁気リードスイッチ４のオン
状態の継続時間が極めて短くなってしまう。このため、
検出回路からの検出信号が非常に短くなり、場合によっ
てはエアバッグ，シートベルトのシステムの制御装置が
この検出信号を認識できなくなってしまうことがあっ
た。

【０００９】また、コイルバネ６は、完全に圧縮された
状態にてさらに圧縮されたとき、径方向に変形しようと
するが、コイルバネ６は、スイッチケース３及び磁石５
の側面に対する遊びが比較的小さく、径方向の変形が抑
止されていることから、かなり強い圧縮の場合にのみ径
方向の変形が生ずることになり、オン時間のバラツキが
生ずることになる。

【００１０】このような問題を解決するため、本発明者
等は実開平６−５６７７１号において、構造が簡単で且
つ過度の衝撃等の際にも衝撃が確実に検出され得ると共
に、オン時間をできるだけ長くし且つそのバラツキも生
じないようにした衝撃センサを提案している。

【００１１】それによれば、図４に示すように、衝撃セ
ンサ７は、磁石５の先端側の、図面において右方部分の
外周面を左方部分より小径に形成することにより小径部
５ａとし、この小径部５ａ内にコイルバネ６を嵌合させ
ると共に、該コイルバネ６の一端をその小径部５ａの端
面５ｂに当接させるように構成され、これにより磁石５
は左方に付勢されるようになっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の衝撃センサ７においては、強い加速度が加え
られた場合、コイルバネ６は、スイッチケース３の内壁
に対して完全に圧縮された後、磁石５の押圧力によって
さらにコイルバネの径方向に変形するので、コイルバネ
６の圧縮高さがコイルバネ６の線径の巻数倍よりも小さ
くなってしまい、磁石５がスイッチケース３の内壁に直
接に衝突してしまうことがある。

【００１３】この際、磁石５のスイッチケース３の内壁
に対向する端面が、その全面にて、スイッチケース３の
内壁に衝突すると同時に、磁石５は、当該内壁から進行
方向と逆向きの方向に向かって跳ね返されることにな
り、オン時間が却って短くなってしまうという問題があ
った。

【００１４】これに対して、コイルバネ６の圧縮高さを
十分に大きくとることにより、磁石５の端面がスイッチ
ケース３の内壁に衝突しないようにすれば、オン時間が
長く保持され得るが、衝撃センサ７を小型化する場合に
は、コイルバネ６の圧縮高さを大きくとることは、オン
時間を決定する最大要素である磁石５の移動距離を短く
することになってしまう。従って、オン時間は、却って
短くなってしまうことになる。

【００１５】本発明は、以上の点に鑑み、磁石がスイッ
チケースの内壁に衝突しても、オン時間が短くならず
に、確実に動作し得るようにした衝撃センサを提供する
ことを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、衝撃を検出すべき方向に沿って配設さ
れた磁気リードスイッチと、この磁気リードスイッチの
長手方向に沿って移動可能に支持され且つコイルバネに
よって一側に向かって付勢されている磁石を備えた移動
部材とを含んでいて、上記コイルバネが上記移動部材先
端側の外側面に設けられた小径部に嵌合し、該小径部の
端面に当接することにより、移動部材を付勢している衝
撃センサにおいて、上記移動部材のコイルバネ側の端面
が、凸部または傾斜面等により、一点にて突出するよう
に形成されている。上記構成に加え、上記移動部材の基
端側外側面に小径部を形成してもよい。

【００１７】この構成によれば、例えば本衝撃センサを
自動車の車体等に対して装着した場合、自動車が急激に
停止したとき、移動部材は、磁石の慣性質量によってコ
イルバネの張力に抗して移動せしめられ、コイルバネが
完全に圧縮された位置で移動方向が反転し、その後、こ
の移動部材に作用する加速度が所定値以下になったと
き、コイルバネの張力に基づいて、元の位置に戻され
る。

【００１８】ここで、強い加速度が移動部材に加えられ
た場合には、移動部材はコイルバネを完全に圧縮した後
さらに押圧することになるが、この場合、移動部材のコ
イルバネ側の端面が一点でケース内面に接触するので、
その後は、この接触点を中心として移動部材が旋回する
ことになる。ここで、移動部材の基端側に小径部が形成
されていると、移動部材の旋回によりその基端側の触れ
が大きくなっても、基端側がケースの内表面に接触する
ことがなく、そのため移動部材の旋回角度が充分大きく
確保できることになる。

【００１９】従って、移動部材の旋回により、移動部材
はすぐに反力によって反対方向に跳ね返されることがな
く、スイッチのオン時間が長く保持されることができ
る。これにより、エアバッグ，シートベルトのシステム
の制御装置等において、この検出信号が確実に認識する
ことが可能になる。さらに、上記構成は、従来の衝撃セ
ンサに対して、その移動部材の形状を変更するだけの簡
単な構成であるので、比較的低コストで製造される。

【００２０】

【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいてこの発
明を詳細に説明する。図１はこの発明による衝撃センサ
の一実施例を示している。この衝撃センサ１０は、自動
車の車体等に対して取り付けられ得るケース１１と、こ
のケース１１内にて、衝撃を検出すべき方向（例えば、
自動車の前後方向）に沿って延びるように配設された中
空円筒状のスイッチケース１２と、このスイッチケース
１２内の右方領域に挿入された磁気リードスイッチ１３
と、上記スイッチケース１２の長手方向に沿って摺動可
能に嵌挿された環状の磁石１４と、この磁石１４を図面
にて左方に付勢するコイルバネ１５とから構成されてい
る。この衝撃センサ１０を車体に取り付ける場合、図１
において右側が車体前部方向となる。

【００２１】なお、磁石１４は、図示の場合、移動部材
を兼ねているように構成されているが、スイッチケース
１２の長手方向に沿って摺動可能に嵌挿された別体の環
状の移動部材に対して装着されていてもよい。上記磁気
リードスイッチ１３の二つの接続端子は、図示しないリ
ード線を介して適宜の構成の検出回路に接続されてい
る。

【００２２】ここで、磁石１４は、スイッチケース１２
の外側面に対して、隙間Ｇを有するように緩く嵌合して
いると共に、その先端側、すなわち図１において右方部
分の外周面に設けられた小径部１４ａを備えている。こ
の先端側の小径部１４ａ内にコイルバネ１５が嵌合して
いるとともに、このコイルバネ１５の一端が小径部１４
ａの端面１４ｂに当接している。これにより磁石１４は
左方に付勢され得るようになっている。

【００２３】さらに、コイルバネ１５の他端が当接する
スイッチケース１２の右端からフランジ状に外側に向か
って突出した端面１２ａが、半径方向外側にて、左方に
向かって屈曲した凸部１２ｂを備えるように形成されて
いる。これによりコイルバネ１５の他端は凸部１２ｂに
よって半径方向外側から包囲されることになる。

【００２４】以上の構成は、図４の衝撃センサ１と同様
の構成であるが、本発明の実施例による衝撃センサ１０
においては、上記磁石１４のコイルバネ側の端面１４ｃ
が、図面にて上縁が最も右方に向かって突出するよう
に、斜めに傾斜して形成されている。

【００２５】本発明による衝撃センサ１０は以上のよう
に構成されており、この衝撃センサ１０を取り付けた自
動車等が停止している場合や通常の走行をしている場合
（図１においては、自動車は右側に走行する。）には、
この衝撃センサ１０にはあまり高い加速度が作用しない
ので、磁石１４は、コイルバネ１５の張力によってスイ
ッチケース１２の左端に設けられたストッパ１２ｃに当
接した状態となっている。従って、この磁石１４は、ス
イッチケース１２内の右方領域に挿入された磁気リード
スイッチ１３から比較的離れている。このため、磁気リ
ードスイッチ１３は、その接点部が磁力の影響を受けな
いので、オフ状態にある。

【００２６】この状態から、例えば自動車の走行中に、
自動車が事故等により急激に停止したような場合など衝
撃が作用した場合には、この衝撃センサ１０は、全体が
図面にて矢印Ａで示すように右方に向かって移動してい
る状態から、急激に停止せしめられるので、この磁石１
４は比較的大きな負の加速度を受ける。従って、この磁
石１４は、磁石１４の慣性質量に基づいてスイッチケー
ス１２に関して相対的に右方へ向いた慣性力を受けるこ
とになる。

【００２７】こうして、この磁石１４はコイルバネ１５
の張力に抗してスイッチケース１２を右方へ移動して、
磁気リードスイッチ１３の接点部へ近づき、この接点部
に作用する磁石１４の磁力が所定値以上の大きさになっ
たとき、磁気リードスイッチ１３は、その接点部が磁石
１４の磁力によってオン状態に転換せしめられる。

【００２８】その後、自動車等が停止することにより、
上記磁石１４の加速度が所定値以下になったとき、コイ
ルバネ１５の張力に対して抗することができなくなっ
て、このコイルバネ１５の張力に基づいてスイッチケー
ス１２の左方へ移動して、再び最初の位置に戻される。
この際、磁気リードスイッチ１３の接点部に作用する磁
石１４の磁力が、所定値以下の大きさになったとき、該
磁気リードスイッチ１３は、その接点部がオフ状態に転
換せしめられる。

【００２９】かくして、磁気リードスイッチ１３は、上
述したオン転換時からオフ転換時までの間だけオン状態
が継続することになり、このオン状態が、接続された検
出回路によって検出され、エアバッグやシートベルトシ
ステムが起動されて自動車の乗員の安全が確保され得る
ことになる。

【００３０】その際、移動部材としての磁石１４に小径
部１４ａが形成され、この小径部１４ａにコイルバネ１
５が嵌合されていれば、スイッチケース１２の端面１２
ａの凸部１２ｂとの組み合わせにより、磁石１４の移動
距離を減少させることなく、移動ストロークを長くとる
ことができ、オン時間が比較的長く保持され得ることに
なる。

【００３１】ここで、衝撃センサ１０に加えられる衝撃
が強い場合には、磁石１４は、コイルバネ１５を完全に
圧縮した後、さらに押圧することになるが、この場合、
磁石１４のコイルバネ側の端面１４ｃが、斜めに傾斜す
ることにより上縁が突出していることから、最初に、そ
の突出した上縁にて、唯一点でスイッチケース１２の端
面１２ａに接触することになる。そしてさらに磁石１４
が押圧されることにより、この接触点を中心として旋回
し、次いで磁石１４はコイルバネ側の端面１４ｃの引っ
込んだ下縁でも接触し、この状態では、移動部材の全体
が図１において左方へ下降した角度で傾斜することにな
る。

【００３２】この場合、磁石１４は以下のようにして振
舞うと推測される。即ち、磁石１４は、その内面とスイ
ッチケース１２の外側面との間の隙間Ｇの分だけ旋回す
ることにより、その内面（即ち、図１において磁石１４
の左側の基端部内面）がスイッチケース１２の外側面に
接触する。この際、磁石１４は、スイッチケース１２の
外側面からの反力によって、逆方向に旋回される。続い
て、この逆方向の旋回により、磁石１４は、再びその内
面がスイッチケース１２の外側面に接触して、スイッチ
ケース１２の外側面からの反力によって、最初の旋回と
同じ方向に旋回される。そして、磁石１４は、スイッチ
ケース１２の端面１２ａに接触した状態にて、このよう
な旋回を繰り返すことになる。かくして、磁石１４は、
その旋回により、スイッチケース１２の端面１２ａによ
り、すぐに反力によって反対方向に跳ね返されることが
ないので、リードスイッチ１３のオン時間が長く保持さ
れ得ることになる。

【００３３】さらに、図１に示す実施例では、移動部材
（磁石）１４の基端側、すなわち図１において左方部分
の外周面が切り欠かれることにより、小径部１４ｄを形
成している。この小径部１４ｄにより、移動部材１４の
旋回によりその基端側の触れが大きくなっても、基端側
の外周でケース１１の内表面に接触することがなく、し
たがって、移動部材１４の旋回角度が充分大きく確保で
きることになる。

【００３４】以上の実施例において、衝撃センサ１０
は、その磁石１４のコイルバネ１５側の端面１４ｃが斜
めに傾斜して形成されているが、これに限らず、磁石１
４は、そのコイルバネ側の端面が、スイッチケース１２
の端面１２ａに当接する際、唯一点で接触するような構
成であれば、例えば図２に示すように、半径方向外側に
凸部、好ましくは先端が球面状に形成された凸部１４ｅ
を備えていてもよいことは明らかである。この態様のも
のにあっても、図１に示す磁石１４の基端側に小径部１
４ｄを設けることは勿論可能であり、この場合も図１の
実施例と同様の優れた作用効果を発揮することができ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、この発明による衝撃
センサを自動車に装着した場合、自動車が急激に停止
し、移動部材に強い加速度が加えられたときは、移動部
材はコイルバネを完全に圧縮した後さらに押圧すること
になるが、この場合、移動部材のコイルバネ側の端面が
一点でケース内面に接触するので、その後はこの接触点
を中心として移動部材が旋回することになる。

【００３６】従って、移動部材の旋回により、移動部材
はすぐに反力によって反対方向に跳ね返されることがな
く、スイッチのオン時間が長く保持されることができ
る。これにより、エアバッグ，シートベルトのシステム
の制御装置等において、この検出信号が確実に認識され
る。さらに、上記構成は、従来の衝撃センサに対して、
その移動部材の形状を変更するだけの簡単な構成である
ので、比較的低コストで製造されることができる。

【００３７】かくして、本発明によれば、移動部材がス
イッチケースの内壁に衝突しても、オン時間が短くなら
ずに、確実に動作し得るようにした、極めて優れた衝撃
センサが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による衝撃センサの一実施例を示す概略
横断面図である。

【図２】図１の衝撃センサにおける磁石の変形例を示す
部分断面図である。

【図３】従来の衝撃センサの一例を示す概略横断面図で
ある。

【図４】従来の衝撃センサの他の例を示す概略横断面図
である。

【符号の説明】

１０ 衝撃センサ １１ ケース １２ スイッチケース １２ａ 端面 １２ｂ 凸部 １２ｃ ストッパ １３ 磁気リードスイッチ １４ 移動部材（磁石） １４ａ 移動部材の先端側の小径部 １４ｂ 小径部の端面 １４ｃ 移動部材の端面 １４ｄ 移動部材の基端側の小径部 １４ｅ 凸部 １５ コイルバネ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津田 裕二 神奈川県横浜市鶴見区駒岡１丁目28番52号 株式会社日本アレフ内 (72)発明者 岩木 興弘 神奈川県横浜市鶴見区駒岡１丁目28番52号 株式会社日本アレフ内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衝撃を検出すべき方向に沿って配設され
   た磁気リードスイッチと、該磁気リードスイッチの長手
   方向に沿って移動可能に支持され且つコイルバネによっ
   て一側に向かって付勢されている磁石を備えた移動部材
   とを含んでいて、上記コイルバネが、上記移動部材の外
   側面に設けられた小径部に嵌合し、該小径部の端面に当
   接することにより該移動部材を付勢するようにした衝撃
   センサにおいて、 上記移動部材のコイルバネ側の端面が、一点にて突出す
   るように形成されていることを特徴とする、衝撃セン
   サ。
2. 【請求項２】 前記移動部材のコイルバネ側の端面が、
   斜めに傾斜して形成されていることを特徴とする、請求
   項１に記載の衝撃センサ。
3. 【請求項３】 前記移動部材のコイルバネ側の端面が、
   一側に凸部を備えていることを特徴とする、請求項１に
   記載の衝撃センサ。
4. 【請求項４】 前記移動部材の基端側の外側面を切り欠
   くことにより、小径部を形成していることを特徴とす
   る、請求項１，２及び３の何れかに記載の衝撃センサ。
5. 【請求項５】 前記移動部材は、前記スイッチケースの
   外側面に対して、隙間を有するように緩く嵌合している
   ことを特徴とする、請求項１に記載の衝撃センサ。