JPH10177035A - 加速度検知センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車用のエアバッグシステムに利用される
機械式の加速度検知センサを、磁場による影響を受ける
ことがなく、かつ、大きい電流に対しても接点溶着が発
生しない構成にする。 【解決手段】 衝撃の付与によって移動する鋼球２と、
支点を中心に揺動作動される板バネ材からなるレバー３
と、このレバー３の遊端によって押圧操作されるスナッ
プ作動式のマイクロスイッチ５とを備え、設定以上の衝
撃付与によって移動した鋼球２が支点を越えることで、
レバー３がスイッチ操作方向に揺動作動されるよう構成
するとともに、鋼球２がレバー作動方向に移動するのに
抗するように弾性的な付勢力を付与する緩衝片６をレバ
ー３と一体形成し、この緩衝片６を鋼球移動経路側に湾
曲した片持ち状に形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加速度を検知する
加速度検知センサに関し、さらに詳しくは、例えば自動
車の衝突による衝撃を検知してエアバッグを起動するの
に好適な加速度検知センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車のエアバッグシステム
は、自動車の衝突による衝撃を加速度検知センサで検知
してスクイブに通電し、そのスクイブの発熱によってジ
ルコニウム過塩素酸カリウム等の火薬に着火して熱およ
び圧力を発生させるとともに、窒化ナトリウム等に着火
して窒素ガスなどを発生させてエアバッグを、搭乗者と
ステアリングホイールあるいはダッシュボードとの間で
急激に膨張させて搭乗者の衝撃を緩和するものである。

【０００３】このようなエアバッグシステムでは、衝撃
による加速度を検知する加速度検知センサとして、静電
容量式などの半導体式の加速度検知センサが用いられる
とともに、外来ノイズ等による誤動作を防止するため
に、機械的接点を有する機械式の加速度検知センサがセ
ーフィングセンサとして併用されており、両センサによ
って、共に設定値以上の加速度が検出されたとき、すな
わち、両センサのオン出力のアンド条件でエアバッグを
起動するように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の機械式の加速度
検知センサとしては、リードスイッチの外周に配置され
たリング状の磁石が衝撃による加速度によって移動する
ことによって前記リードスイッチが作動するように構成
したものがある。

【０００５】ところが、このようなリードスイッチを用
いた加速度検知センサでは、周囲の磁場の影響を受けて
誤動作したり、あるいは、動作時に流れる電流（１０数
Ａ程度）によって接点が溶着して再使用することができ
ないという難点がある。

【０００６】したがって、エアバッグが一旦起動された
後は、エアバッグシステムを修復する場合、エアバッグ
の交換のみならず、エアバッグ起動用回路における検出
用モジュールまでも取り替えなければならなかった。

【０００７】本発明は、このような点に着目してなされ
たものであって、磁場による影響を受けることがなく、
かつ、大きい電流に対しても接点溶着が発生しない機械
式の加速度検知センサを提供することを主たる目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。

【０００９】すなわち、請求項１に係る本発明の加速度
検知センサは、衝撃の付与によって移動する球体と、該
球体によって作動されるレバーと、このレバーによって
操作されるスイッチとを備え、設定以上の衝撃の付与に
よって移動した球体が、前記レバーを作動させて前記ス
イッチを操作するように構成するとともに、レバーを作
動させる方向への前記球体の移動に抗するように弾性的
な付勢力を付与する緩衝片を設けている。

【００１０】請求項２に係る本発明の加速度検知センサ
は、請求項１記載の発明において、前記レバーは、支点
を中心に揺動作動されるものであり、前記スイッチは、
前記レバーの遊端によって押圧操作されるものであり、
前記緩衝片は、球体移動経路側に湾曲した片持ち状に形
成され、衝撃の付与により移動した球体が緩衝片の遊端
側に移行するように構成している。

【００１１】請求項３に係る本発明の加速度検知センサ
は、請求項１または２記載の発明において、前記レバー
と前記緩衝片とを板バネにより一体形成している。

【００１２】請求項４に係る本発明の加速度検知センサ
は、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明におい
て、前記緩衝片に球体を係入する案内溝を形成してい
る。

【００１３】請求項５に係る本発明の加速度検知センサ
は、請求項２記載の発明において、ケースに内装固定し
たベース部材に、前記レバーの揺動中心となる前記支点
が突設されている。

【００１４】請求項６に係る本発明の加速度検知センサ
は、請求項１ないし５のいずれかに記載の発明におい
て、前記スイッチを、スナップ作動するマイクロスイッ
チで構成している。

【００１５】請求項７に係る本発明の加速度検知センサ
は、請求項１ないし６のいずれかに記載の発明におい
て、前記緩衝片により前記球体に与えられる付勢力が、
スイッチ操作後に急速に増大するよう構成している。

【００１６】請求項８に係る本発明の加速度検知センサ
は、請求項１ないし７のいずれかに記載の発明におい
て、衝突による加速度を検知してエアバッグを起動する
自動車のエアバッグシステムにおいて、半導体式の加速
度検知センサと併用されるものである。

【００１７】請求項１に係る本発明によると、設定され
た大きさに満たない小さい衝撃や振動がセンサに加わっ
た程度では、球体はレバーを作動させるまでには至ら
ず、スイッチが操作されることはなく、設定された大き
さを越える大きい衝撃が付加されると、球体が移動して
レバーが作動してスイッチを操作することになる。ま
た、衝撃付与によって球体が移動すると、緩衝片がその
移動に抗するように弾性的に付勢力を与え、激しい衝撃
が加わって球体が急速に移動しようとしても、その急速
移動が緩和され、レバーを介して比較的長い時間に亘っ
てスイッチがオン操作される。したがって、急速移動し
た球体がケース内面に衝突してその反発で直ちに復帰移
動してしまって、スイッチオン操作が瞬時で解除されて
しまうようなことがない。

【００１８】請求項２に係る本発明によると、衝撃を受
けた球体は片持ち状の緩衝片の遊端側に向かって移動す
ることで緩衝片の湾曲傾斜面を登ることになり、かつ、
移動するに連れて急斜面を登るようになり、球体に働く
付勢力は次第に大きくなってゆく。

【００１９】請求項３に係る本発明によると、レバーと
緩衝片の加工、および、組付けがそれぞれ同時に行え
る。

【００２０】請求項４に係る本発明によると、緩衝片の
案内溝に沿って球体は安定よく移動するとともに、球体
の荷重が緩衝片に的確に作用する。

【００２１】請求項５に係る本発明によると、上下方向
の振動では、鋼球がレバーの支点を越えることがなく、
スイッチがレバーによって操作されることがない。

【００２２】請求項６に係る本発明によると、レバーの
揺動に伴って操作されるスイッチは、そのスナップ作動
によって瞬時に接点切り換えが行われるとともに、スイ
ッチオン後は多少の操作荷重の変動にも安定した接点切
り換え状態が保持される。

【００２３】請求項７に係る本発明によると、激しい衝
撃を受けて球体が急速に移動しても、スイッチオン操作
後の付勢力が急増し、球体がケース内面に衝突して反発
復帰するような現象が確実に防止され、長いスイッチオ
ン状態が得られる。

【００２４】請求項８に係る本発明によると、本発明の
加速度検知センサは、十分に長いオン状態を得ることが
できるので、本発明の加速度検知センサと半導体式の加
速度検知センサとを併用して両センサのオン出力のアン
ド条件でエアバッグを確実に起動することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２６】図４に、本発明に係る加速度検知センサＡ
の全体外観が、図１〜図３にその各部での断面が、ま
た、図７に要部の分解状態がそれぞれ示されている。

【００２７】この加速度検知センサＡは、下方が開放さ
れた箱形に形成された樹脂製のケース１に、衝撃検出用
の球体としての鋼球２と、支点を中心に上下に揺動作動
されるレバー３と、このレバー３を支持するベース４
と、レバー３の遊端によって押圧操作されるスイッチ５
と、鋼球２が移動するのに抗するように弾性的な付勢力
を付与するための緩衝片６とを内蔵して構成されてい
る。なお、ここでは図１において紙面左右方向をセンサ
の前後方向とし、図３において紙面左右方向をセンサの
左右方向としている。

【００２８】前記レバー３と緩衝片６とは板バネで一体
形成されている。つまり、矩形の板バネ材の中央部から
レバー３が直線状に切り出し形成されるとともに、その
周部が緩衝片６に形成され、レバー３と緩衝片６とが、
その後端部で互いに連続された片持ち構造となっている
のである。

【００２９】そして、レバー３の基端側の左右両側縁に
凹部７がそれぞれ切り欠き形成されるとともに、ベース
４の前後方向中間部位に突設された支点としての凸条部
８の上面に、レバー３の凹部７に係入される係止部とし
て左右一対の小突起９が設けられ、凹部７と小突起９と
の係合により位置決めされたレバー３は、上下揺動可能
に凸条部８の上面に載置保持される。

【００３０】前記緩衝片６は、その遊端側が上向きに湾
曲され、レバー３の切り出しにより形成された案内溝１
０に鋼球２の下部が係入載置されている。また、ケース
１の天井面には、鋼球２の上部を係入案内する凹溝１１
が前後方向に沿って形成され、これらの案内によって鋼
球２の前後方向のみの移動を許す移動経路が形成されて
いる。

【００３１】レバー３を支持したベース４の前面に設け
た左右一対にピン１２に、スイッチ５に形成した連結孔
１３が嵌合されて、ベース４の前面にスイッチ５が位置
決め状態で取り付けられている。

【００３２】このスイッチ５は、図３に示されるよう
に、後端を端子板１４に係止するとともに他端上下に可
動接点１５ａ，１５ｂを備えた可動片１６、可動接点１
５ａ，１５ｂに上下から対向する固定接点１７ａ，１８
ｂを備えた一対の端子板１７，１８、および、端子板１
４と可動片１６とに亘って係止装着された板バネ製のス
ナップバネ１９を本体ケース２０に組み込むとともに、
可動片１６の中間に当接する操作ボタン２１をケース上
面に貫通装着し、かつ、各端子板１４，１７，１８から
延出されたリード端子１４ｂ，１７ｂ，１８ｂをケース
下面に突設したマイクロスイッチが利用されている。

【００３３】このスイッチ５は、操作ボタン２１が突出
している状態では、図３中に示すように、スナップバネ
１９のバネ力で可動片１６が上向きに付勢されて、可動
接点１５ａが上側の固定接点１７ａに接触しており、操
作ボタン２１が設定量押し込み操作されると、スナップ
バネ１９の作用が反転して可動片１６が急速に下向きに
付勢され（スナップ作動）、可動接点１５ｂが下側の固
定接点１８ａに接触する状態に切り換わるよう構成され
ている。

【００３４】このように接点切換速度の速いマイクロス
イッチを用いているので、従来例のリードスイッチのよ
うに接点の溶着が生じることがない。

【００３５】本発明に係る加速度検知センサＡは以上の
ように構成されたものであり、自動車のエアバッグシス
テムにおけるエアバッグ起動用回路に半導体式の加速度
検知センサと併用され、従来例と同様に、この実施の形
態の加速度検知センサＡのオン出力と半導体式の加速度
検知センサのオン出力とのアンド条件によってエアバッ
グが起動されるようになっている。なお、図１におい
て、図中左右方向が車体の前後方向になるように自動車
に取り付けられる。

【００３６】この加速度検知センサＡに衝撃が作用しな
い通常の状態では、図１に示すように、緩衝片６に受け
止め支持された鋼球２はケース後壁に当接した状態で安
定しており、この時、鋼球２の重心はレバー３の支点よ
り後方に位置し、緩衝片６を介して鋼球荷重を受けるレ
バー３は、後方に傾いた姿勢にあり、この時、レバー先
端はスイッチ５の操作ボタン２１に軽く触れているだけ
である。

【００３７】低速、例えば１３ｋｍ／ｈｒ程度で走行中
に衝突すると、図５に示すように、衝撃加速度により鋼
球２が緩衝片６を押し下げ変形させながら前方に移動し
て支点を越え、これによって鋼球荷重を受けるレバー３
は支点周りに下方に揺動し、操作ボタン２１を押し込ん
でスイッチ５を切り換え操作する。なお、悪路などの走
行中に加わる衝撃や上下の振動では、鋼球２は支点を越
えるには至らず、スイッチ５が操作されることはなく、
誤動作することがない。

【００３８】高速、例えば１００ｋｍ／ｈｒ程度で走行
中に衝突して激しい衝撃が発生すると、強い加速度を受
けた鋼球２は支点を越えて大きく前方に移動することに
なる。この場合、図６に示すように、レバー３を介して
スイッチ５が当然操作されるとともに、緩衝片６の遊端
側湾曲部に鋼球２が登り上がるように移動して、緩衝片
６が上記軽衝突時よりも大きく下方に弾性変形されると
ともに、鋼球２の前方移動に対して、それに抗するよう
に急激に大きい付勢力が与えられる。これによって鋼球
２がケース１の前壁内面に衝突するのが防止されて、ス
イッチ操作時間が長く確保される。

【００３９】したがって、急速移動した鋼球２がケース
内面に衝突してその反発で直ちに復帰移動してしまっ
て、スイッチオン操作が瞬時で解除されてしまうような
ことがなくなる。

【００４０】上述のように、エアバッグシステムでは、
誤動作を防止するために、半導体式の加速度検知センサ
のオン出力と機械式の加速度検知センサのオン出力との
アンド条件でエアバッグを起動するので、高速衝突の際
に、機械式の加速度検知センサのオン出力が一瞬だけし
か出力されないと、半導体式の加速度検知センサのオン
出力とのアンド条件が成立せず、エアバッグが起動され
ないという不都合があるが、この実施の形態では、高速
衝突の際に、スイッチ操作時間が長く確保されるので、
かかる不都合が生じることがない。

【００４１】なお、本発明は、以下のような形態に変形
して実施することも可能である。

【００４２】 緩衝片６を別体で形成してレバー３に
取り付ける。

【００４３】 緩衝片６を湾曲することなく直線的に
上方に傾斜するものとする。

【００４４】 緩衝片６をゴムやスポンジ等の弾性緩
衝材で構成してレバー３に取り付ける。

【００４５】 レバー３側に小突起を設けるととも
に、ベース４側にこの小突起を係入する係止部としての
凹部を形成する。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば以下のような効果が期待できる。

【００４７】請求項１に係る本発明によると、高速衝突
における激しい衝撃において、緩衝片による球体移動に
抗する付勢力で球体がケース内面に衝突して反発復帰す
るのを回避して、必要かつ十分なスイッチ操作時間を確
保することができ、衝突発生時におけるエアバッグの起
動を的確に行わせることができる。

【００４８】また、スイッチは球体の移動を利用して機
械的に操作されるので、磁場による悪影響を受けること
なく、衝撃のみを的確に検出することができる。

【００４９】請求項２に係る本発明によると、湾曲した
片持ち状に緩衝片が球体の移動を効果的に減速させて、
球体がケース内面に衝突して反発復帰するのを回避し
て、必要なスイッチ操作時間を一層確実に得ることがで
きる。

【００５０】請求項３に係る本発明によると、レバーと
緩衝片を板バネで一体化することにより、部品加工およ
び組付け工程の節減に有効となり、コスト低減にも貢献
する。

【００５１】請求項４に係る本発明によると、球体が緩
衝片の案内溝に沿うことで、その移動経路が安定し、緩
衝片の機能を的確に球体に作用させることができ、検出
性能の安定化に有効である。

【００５２】請求項５に係る本発明によると、球体がレ
バーの支点を越えるまではスイッチ操作がなされないの
で、悪路走行などでの振動で誤動作することがなく、信
頼性の高い検出性能を得ることができる。

【００５３】請求項６に係る本発明によると、スナップ
作動するマイクロスイッチにおいては接点での溶着が発
生せず、エアバッグシステムに使用された場合、エアバ
ッグ起動の後にシステムを修復する際にも、検出センサ
を含んだモジュールの再使用が可能となる。

【００５４】請求項７に係る本発明によると、スイッチ
操作後に球体が高速で移動する現象が確実に阻止できる
ので、球体がケース内面に衝突して反発復帰するのを回
避して、必要なスイッチ操作時間を確保することが容易
となる。

【００５５】請求項８に係る本発明によると、自動車の
エアーバッグシステムにおいて、磁場の悪影響を受けな
い機械的な衝突検出センサとして特に有効に活用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る加速度検知センサの縦断側面図で
ある。

【図２】加速度検知センサの横断平面図である。

【図３】加速度検知センサの縦断正面図である。

【図４】加速度検知センサの全体を示す斜視図である。

【図５】軽衝突時の加速度検知センサの縦断側面図であ
る。

【図６】高速衝突時の加速度検知センサの縦断側面図で
ある。

【図７】要部の分解斜視図である。

【符号の説明】

１ ケース ２ 鋼球 ３ レバー ４ ベース ５ スイッチ ６ 緩衝片 ９ 係止部 １０ 案内溝

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衝撃の付与によって移動する球体と、該
   球体によって作動されるレバーと、このレバーによって
   操作されるスイッチとを備え、 設定以上の衝撃の付与によって移動した球体が、前記レ
   バーを作動させて前記スイッチを操作するように構成す
   るとともに、レバーを作動させる方向への球体の移動に
   抗するように弾性的な付勢力を付与する緩衝片を設けた
   ことを特徴とする加速度検知センサ。
2. 【請求項２】 前記レバーは、支点を中心に揺動作動さ
   れるものであり、前記スイッチは、前記レバーの遊端に
   よって押圧操作されるものであり、前記緩衝片は、球体
   移動経路側に湾曲した片持ち状に形成され、衝撃の付与
   により移動した球体が緩衝片の遊端側に移行するように
   構成してある請求項１記載の加速度検知センサ。
3. 【請求項３】 前記レバーと前記緩衝片とを板バネによ
   り一体形成してある請求項１または２記載の加速度検知
   センサ。
4. 【請求項４】 前記緩衝片に球体を係入する案内溝を形
   成してある請求項１ないし３のいずれかに記載の加速度
   検知センサ。
5. 【請求項５】 ケースに内装固定したベース部材に、前
   記レバーの揺動中心となる前記支点が突設される請求項
   ２記載の加速度検知センサ。
6. 【請求項６】 前記スイッチを、スナップ作動するマイ
   クロスイッチで構成してある請求項１ないし５のいずれ
   かに記載の加速度検知センサ。
7. 【請求項７】 前記緩衝片により前記球体に与えられる
   付勢力が、スイッチ操作後に急速に増大するよう構成し
   てある請求項１ないし６のいずれかに記載の加速度検知
   センサ。
8. 【請求項８】 衝突による加速度を検知してエアバッグ
   を起動する自動車のエアバッグシステムにおいて、半導
   体式の加速度検知センサと併用される請求項１ないし７
   のいずれかに記載の加速度検知センサ。