JP3728876B2

JP3728876B2 - Collision detection device and setting method thereof

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Publication number: JP3728876B2
Application number: JP17303297A
Authority: JP
Inventors: 卓井上; 貞之桑原; 誠一成田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2017-06-13
Also published as: GB2315665A8; DE19733172B4; DE19733172A1; GB9715757D0; DE19733172B8; GB2315665B; JPH1097823A; GB2315665A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定レベル以上の加速度を検出することによって、移動体の衝突を検出するようにした衝突検知装置に関する。本衝突検知装置は、例えば、乗員を保護するためのエアバッグ装置や、シートベルトプリテンショナの起動タイミングを決定するための装置などの起動に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばエアバッグ装置の起動に用いられる機械式の衝突検知装置では、重量重心に対して回動中心が偏心したウェイトを回動可能に軸支し、所定方向に作用する所定レベル以上の加速度によりウェイトを回動させ、このウェイトと共に回動するカムロータの回動に伴って接点を閉成させることで、車両の衝突を検出するようにした装置が知られている（特開平８−２６４０８８号公報）。
この衝突検知装置では、板バネにより衝突時の回動方向と逆方向にウェイトを付勢することで加速度の検出レベルを設定すると共に、衝突時以外でのウェイトの回動を規制して誤検出を防止している。又、ウェイトの回動経路上にストッパを設け、衝突検出時にはウェイトをストッパに当接させることでウェイトのそれ以上の回動を規制している。
そして、通常は主として電子式加速度センサの検出値を用いて衝突を検知し、上述の機械式の衝突検知装置の出力は、加速度センサによる衝突検知に冗長性を持たせるためのセーフィングセンサとしても用いられていた。この場合は、機械式の衝突検知装置では、ウェイトの偏心マスモーメントを大きくし、慣性モーメントを小さくして、衝突時にウェイトが回動できればよしとしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来品の構造においては、衝突を検知するクラッシュセンサとして使用する場合において、その要求に十分に応ずることができないという問題がある。例えば衝突検知装置を車両のクラッシュゾーンに搭載した場合や、側面衝突を検知する場合などでは、発生する加速度が高周波で、そのレベルが大きいがゆえに、従来のようにウェイトの偏心マスモーメントが大きく、慣性モーメントが小さいとウェイトの回動速度が大きくなり、ウェイトがストッパに当接したときの反力が大きくなる。これによって、ウェイトはストッパ間を往復運動し、接点間にチャタリングが発生し、衝突検知信号としてオン、オフを繰り返した信号が出力され、安定した検知信号が得られないという問題がある。
特に、エアバッグ装置では、衝突検知装置からの検知信号と、その他の検出装置からの検知信号との論理積をとってインフレータを起動する構成であるために、衝突検知信号の出力が安定していない場合には、衝突時にエアバッグ装置を起動できない可能性がある。
又、高周波、高加速度の作用時にウェイトの往復運動を阻止するためには、ウェイトに大きい慣性モーメントが必要とされるが、ウェイトの慣性モーメントはその外形形状によってのみ決定されるため、高周波、高加速度に対応したウェイトを設計する必要がある。この衝突時に作用する加速度は、衝突検知装置を搭載する車種や、その搭載位置、或いは衝突方向などによって、その周波数やレベルが異なるのでこれら条件やクラッシュセンサとして十分に機能させるに適切な慣性モーメントを得るには、その都度ウェイトを試行錯誤的に設計する必要があり、コストアップを生じるという問題もある。
【０００４】
従って、本発明の目的は、上記課題に鑑み、ウェイトの偏心モーメントを変化させずに慣性モーメントのみを容易に設定可能とすることで、搭載車種や搭載位置、或いは衝突方向など種々の条件に対応して安定した出力信号を得るようにすると共に、ウェイトの最適設計を容易にし衝突検知装置のコストダウンを実現することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
衝突検知装置は、重心位置に対して偏心した位置でウェイトを回動可能に支持し、所定レベル以上の加速度の作用によってウェイトが回動し、このウェイトの回動に連動して接点状態を変化させることで衝突を検知するという装置である。本発明は、この衝突検知装置において、ウェイトの偏心マスモーメントを変化させずに慣性モーメントを所望の値に決定することにより、加速度の検知レベルを維持しつつ、ウェイトの回動速度や周波数特性を任意に決定できるという技術思想である。
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の手段によれば、ウェイトは偏心部と慣性部とで構成されており、偏心部は重量重心に対して回動中心が偏心して構成され、この偏心部によりウェイトの偏心マスモーメントが決定される。又、慣性部は、ウェイトの偏心マスモーメントを変化させることなく、ウェイトの回動軸回りの慣性モーメントを決定する機能を有し、偏心部と一体的に回動する。これにより、ウェイトの偏心マスモーメントを変化させずに慣性モーメントを所望の値に決定できるので、加速度の検知レベルを保持しつつ、ウェイトの回動特性を任意に決定できる。よって、例えばクラッシュセンサとして用いる場合や側面衝突時などにおいて高周波で高レベルの加速度が作用する場合に対応してウェイトの慣性モーメントを大きく設定すれば、ウェイトの回動速度が低くなり、ウェイトとその所定量以上の回動を規制する規制部材との当接時の反力を小さくし、ウェイトが規制部材間を往復運動することがなく、出力信号のチャタリングを防止し、安定した信号を得ることができる。このように、慣性部の慣性モーメントのみを変化させることでウェイトの慣性モーメントを、クラッシュセンサとセーフィングセンサとの種別の相違、搭載車種や搭載位置、或いは衝突方向など種々の条件に対応した値に試作の段階で容易に調整することができ、その都度ウェイトを設計する必要がなく、衝突検知装置のコストダウンを実現できる。
【０００７】
更に、慣性部の比重を偏心部の比重に比べて大きくすることにより、衝突を直接検知するクラッシュセンサとしての性能が容易に得られる。又、慣性部をよりコンパクトな形状にでき、衝突検知装置をより小型化できる。更に慣性部は偏心マスモーメントを有していないので、慣性部の慣性モーメントを調整することでウェイト全体の偏心マスモーメントを変えずに、慣性モーメントのみを適切な値に容易に設定でき、搭載車種や搭載位置、或いは衝突方向などの種々の条件に適応して安定した信号を出力できると共に、衝突検知装置のコストダウンを実現できる。
請求項２に記載の手段によれば、慣性部と偏心部とを別体で構成したので、慣性モーメントのみを適切な値に容易に設定でき、衝突検知装置の使用形態に応じて所望の作動特性を容易に得ることができる。
【０００８】
請求項３に記載の手段によれば、偏心部を樹脂材で構成し、慣性部を金属で構成することにより、請求項１又は２に記載の手段をより具体的に実現できる。
【０００９】
請求項４に記載の手段によれば、慣性部の慣性モーメントを変化させることによりウェイトの慣性モーメントを変化させ、加速度に対するウェイトの周波数特性を任意に設定するので、ウェイトを使用条件に適応した周波数特性に設定することができる。
【００１０】
請求項５に記載の手段によれば、ウェイトの慣性モーメントを変化させることにより、接点状態が変化する時の加速度の周期の下限値を変化させるので、作用する加速度の所望の周期以下に対するウェイトの回動を阻止することができる。
【００１１】
請求項６に記載の手段によれば、慣性部の材質又は形状を変化させることによって慣性部の回動軸回りの慣性モーメントを変化させ、ウェイト全体の慣性モーメントを任意の値に設定する。
【００１２】
請求項７に記載の手段によれば、慣性部を板状に形成し、慣性部の径、又は板厚、又は比重を変化させることによってウェイトの慣性モーメントを任意の値により容易に設定する。
請求項８に記載の手段によれば、慣性部を複数個に分割し脱着自在に構成したので、衝突検知装置の使用形態に応じて所望の作動特性を容易に得ることができる。
【００１３】
請求項９に記載の手段によれば、慣性部を円板形状に形成することで、最小形状で最大の慣性モーメントを得ることができ、衝突検知装置の小型化に寄与できる。
【００１４】
請求項１０に記載の手段によれば、樹脂材から成る偏心部に慣性部がインサート成形されることによって、ウェイトを良好に形成できると共に、偏心部と慣性部との機械的な結合を良好に行うことができる。
【００１５】
請求項１１に記載の手段によれば、偏心部と共に回動する回動軸に慣性部を固定することで偏心部と共に慣性部を回動させることができる。
【００１６】
請求項１２に記載の手段によれば、衝突検知装置は偏心マスモーメントを変化させずに慣性モーメントを任意に設定できるので、衝突検知装置がクラッシュセンサとして用いられることにより衝突を良好に検知することが可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置１００の、所定レベル以上の加速度が作用せず、接点４１と接点５１との間がオフ状態であるときの構成を示したものであり、図１（ａ）はその正面断面図を、図１（ｂ）はその側面断面図をそれぞれ模式的に示している。又、図２は衝突検知装置１００の組み付けを示した組み立て展開図である。尚、本実施例では図１に示されるＡ方向を衝突検知方向とし、このときウェイト３が軸（回動軸）２を回動中心として図中ａ方向に回動する構成としている。
【００１８】
衝突検知装置１００は、樹脂製のケーシングを構成するカバー９、平板状のベース８及びハウジング７を有している。ベース８はハウジング７に、ハウジング７はカバー９にそれぞれ圧入により固定されており、衝突検知装置１００内の気密性を保持するためにベース８の下面には接着剤１１が塗布されている。
ハウジング７は、基部７２と、向かい合った一対の柱状部７０ａ、７０ｂとを有し、それら柱状部７０ａ、７０ｂの先端部に溝部７１ａ、７１ｂがそれぞれ形成されている。そして、それら溝部７１ａ、７１ｂにより軸２の両端が固定されており、その軸２には重量重心に対して回動中心が偏心したウェイト３が軸２の回りに回動可能に支持されている。
【００１９】
ウェイト３は、機械加工により円板形状に成形され、その重量重心が回転中心であるAl、Cu、Wなどの金属から成る金属プレート（慣性部）３１と、樹脂材から成る偏心マス（偏心部）３２とから構成され、それらは樹脂インサート成形により機械的に結合している。尚、ウェイト３の偏心マスモーメントを所定の値に設定するために偏心マス３２には凹部３３が両面に形成されている。
ここで、偏心マス３２の偏心マスモーメント及び慣性モーメントをそれぞれｍｒ及びｉとし、金属プレート３１の慣性モーメントをＩとすると、ウェイト３の偏心マスモーメントＭＲ_T及び慣性モーメントＩ_Tはそれぞれ式（１）及び式（２）で表すことができる。尚、金属プレート３１は、その重量重心に対して回動中心が偏心していないのでその偏心マスモーメントはゼロである。
【００２０】
【数１】
ＭＲ_T＝ｍｒ …（１）
【００２１】
【数２】
Ｉ_T＝ｉ＋Ｉ …（２）
【００２２】
式（１）、（２）に示されるように、本実施例では、金属プレート３１を設けることで、ウェイト３の偏心マスモーメントＭＲ_Tを変化させずに、慣性モーメントＩ_Tを金属プレート３１の慣性モーメントＩの分だけ増加できる。
このウェイト３上には第１カム６１及び第２カム６２を有するロータ６がウェイト３と軸２を共有するように樹脂モールドにより形成されており、これによってロータ６はウェイト３と同期して軸２の回りに回動される。第１カム６１及び第２カム６２は、ウェイト３の回動に伴って後述する接点バネ４、５の接点４１、５１間の間隔が狭まるようにそれぞれの端部４２、５２を変位させる形状に形成されている。
【００２３】
ベース８には板状の接点バネ４、５が立設されており、それぞれ接点４１、５１を有している。接点４１は平面状に形成されているが、接点５１は接点４１側に凸状に形成されている。接点バネ４、５の端部４２、５２は、それぞれロータ６の第１カム６１、第２カム６２のカム面と接触し、ロータ６に対して加速度の作用によって回動する方向とは逆方向、即ちＢ方向に弾性付勢している。
このロータ６に対する接点バネ４、５の弾性付勢によってウェイト３が間接的に弾性付勢され、ハウジング７の内側面７３と当接し、ウェイト３のｂ方向への回動が規制されている。これによって、急ブレーキ時や、凹凸の大きい路面の走行中などに発生する加速度によってウェイト３及びロータ６がａ方向に回動することが防止される。
【００２４】
接点バネ５は、その略中央から端部５２にかけて長さ方向にスリット５３が形成され、端部５２が２つに分離されている。このスリット５３の形成によって接点４１と接点５１との接触を良好に行うことができる。
接点バネ４、５は、それぞれ外部に突出して設けられた出力端子１２、１３と接触して樹脂インサート成形によりベース８に固定されている。出力端子１２、１３は、それぞれベース８の下面から外部に突出して設けられ、それら出力端子１２、１３を介して接点４１と接点５１との閉成状態を衝突検知信号として取り出すことができる。
【００２５】
又、ベース８には樹脂インサート成形により固定端子１４が設けられ、この固定端子１４を用いて衝突検知装置１００が図略の回路基板などに固定される。
ウェイト３の回動経路上には、ストッパ１６がカバー９の内側に圧入により設けられており、ウェイト３はａ方向への回動時にストッパ１６と当接することで所定量以上の回動が規制される。
【００２６】
次に、衝突検知装置１００の作用について説明する。
まず、衝突検知装置１００に対してＡ方向に所定レベル以上の加速度が作用しない状態下では、図１に示されるように接点バネ４、５によりロータ６が図中Ｂ方向に弾性付勢されており、ロータ６と一体化されたウェイト３はｂ方向に付勢され、ハウジング７の内側面７３と当接している。ウェイト３は、ハウジング７の内側面７３からのａ方向への反力と、間接的にｂ方向に作用する接点バネ４、５からの弾性力とによりａ、ｂいずれの方向に対しても回動が規制されている。
よって、所定レベル以上の加速度がＡ方向に作用しない場合には、ウェイト３が回動しないのでウェイト３と一体的に構成されたロータ６が回動せず、接点４１、５１間がオフ状態に保持される。ゆえに、車両の走行時の振動や急停車時などに発生する加速度レベルでは接点４１、５１間がオン状態になることがなく、衝突検知装置１００の品質を十分に確保することができる。
【００２７】
一方、Ａ方向に所定レベル以上の加速度が作用すると、接点４１と接点５１とが接触し、オン状態となる。このときの衝突検知装置１００の作用について図３及び図４を用いて説明する。図３はウェイト３が加速度の作用によってａ方向に回動し、ストッパ１６と当接した状態を示しており、図４（ａ）はウェイト３の回動量の時間変化を、図４（ｂ）は接点４１、５１間のオン、オフ状態の時間変化をそれぞれ示している。尚、図４中の点線部分は従来例を示している。
時刻ｔ₀にてウェイト３に対して側面衝突などによってレベルの大きい加速度がＡ方向に作用すると、ウェイト３の重心にモーメントが作用し、接点バネ４、５からそれぞれ付勢される弾性力に抗してウェイト３及びロータ６が軸２を中心としてａ方向に回動しはじめる。ここで、前述の式（２）に示されるようにウェイト３は従来より慣性モーメントＩ_Tが大きいので、従来に比べて小さい回動速度（変位曲線の傾きが従来例より小）で回動する。
ウェイト３の回動に伴ってロータ６が回動し、このロータ６の第１カム６１、第２カム６２とそれぞれ接触していた接点バネ４、５が互いに接点４１、５１間の間隔を狭めながら変位する。
【００２８】
そして、時刻ｔ₂にてウェイト３の回動量が所定量θ_thに達すると、ロータ６の回動により接点４１と接点５１とが接触し、接点４１、５１間がオン状態となる。接点４１と接点５１との接触状態は、出力端子１２、１３から通電される電流の変化により衝突検知信号として検出される。
ウェイト３は回動量がθ_thに達した後もａ方向に回動を続け、時刻ｔ₅にてストッパ１６と当接し、回動量の最大値θ_maxを示す。
ウェイト３は、ストッパ１６と当接することで、それ以上の回動が規制されて跳ね返り、この跳ね返りによる力と接点バネ４、５による弾性力によりウェイト３はｂ方向に回動し、初期位置に戻ろうとする。ここで、ストッパ１６との当接時のウェイト３の回動速度が従来より小さいので反力が小さく、ウェイト３のｂ方向への回動速度も従来より小さくなる（図４（ａ）の変位曲線の傾きの絶対値が従来例より小）。
ウェイト３のｂ方向への回動によりその回動量が減少し所定量θ_thに戻ると、接点４１、５１間が非接触状態となり（時刻ｔ₆）、時刻ｔ₇にてウェイト３は初期位置に戻り、ハウジング７の内側面７３と当接する。
【００２９】
衝突検知装置１００に作用する加速度は、その搭載車種や搭載位置、或いは衝突方向などの条件によって大きさや周波数が変化するため、ウェイト３はそれら条件に適応した特性を有する必要がある。例えば、衝突検知装置１００を車両のクラッシュゾーンに設けた場合や、側面衝突時などでは、作用する加速度が高周波で、そのレベルが大きく、ウェイト３の慣性モーメントＩ_Tが小さいと回動速度が大きくなって安定した信号が得られないためウェイト３は大きな慣性モーメントＩ_Tを有する必要がある。又、衝突検知装置１００をクラッシュゾーン以外に設けた場合では、作用する加速度レベルが比較的小さいので、ウェイト３は小さな慣性モーメントＩ_Tを有していればよい。よって、各種条件に適応したウェイト３とするためには、その慣性モーメントＩ_Tを任意に設定できればよい。
従来ではこのウェイトの慣性モーメントを各種条件毎に設計し、製造する必要があったが、本実施例の如く金属プレート３１を付加することでウェイト３の偏心マスモーメントＭＲ_Tを変化させずに、慣性モーメントＩ_Tのみを容易に変化させることができる。本実施例では、金属プレート３１は円板形状であるので、その比重をγ、半径をr、板厚をTとすれば、慣性モーメントＩは式（３）で示される。
【００３０】
【数３】
Ｉ＝(1/2)(πr⁴Tγ) …（３）
【００３１】
式（３）に示されるように、金属プレート３１の慣性モーメントＩは比重γ、半径r及び板厚Tに依存するゆえ、これらを適切な値に設定し、金属プレート３１のみを変更することで、式（２）に示されるように容易にウェイト３の慣性モーメントＩ_Tを設定できる。これにより、例えば図４（ａ）に示されるように、従来例ではウェイトに金属プレートが付加されていないので慣性モーメントが小さく、加速度が作用したときの回動速度が大きく（変位曲線の傾きが大きい）、接点間のオン状態の保持時間が短いが（時刻ｔ₁〜ｔ₄間）、本実施例に示す如く金属プレート３１を付加し、ウェイト３の慣性モーメントＩ_Tを大きく設定することにより、ウェイト３の回動速度を小さくでき、接点４１、５１間のオン状態の保持時間を長くすることができる（時刻ｔ₂〜ｔ₆間）。又、従来例のようにウェイトの回動速度が大きいと、ストッパと当接するときの反力が大きくなるため、ウェイトがストッパ間を往復運動し、チャタリングを生じ、安定した信号が得られない可能性があったが、本実施例とすることでウェイト３の回動速度を低く抑えることができるので、ストッパ１６及び内側面７３とウェイト３との当接時の反力が小さくなり、ウェイト３がストッパ１６と内側面７３との間を往復運動することがなく、出力信号のチャタリングを防止し、安定した信号を出力することができる。このようにウェイト３の慣性モーメントＩ_Tを変化させることによって、図４（ａ）に示される変位曲線の傾きを少なくとも点線と実線の間で任意に変化させることができる。又、バリエーションに応じてウェイト３全体をその都度設計製造する必要がなく、衝突検知装置１００のコストダウンを実現できる。
【００３２】
又、ウェイト３の慣性モーメントＩ_Tを適切な値に設定することで、衝突検知装置１００の所望の特性を得ることができる。即ち、ウェイト３の回動量をθとすると、接点バネ４、５による付勢力はθの関数であるからＦ(θ)と表し、付勢力Ｆ(θ)の作用点と回動中心との距離をｒ_fとし、作用する加速度をＧとすれば、ウェイト３の回動時において式（４）が成立する。
【００３３】
【数４】
d²θ/dt²＝（ＭＲ_TＧ−Ｆ(θ)ｒ_f）／Ｉ_T …（４）
【００３４】
式（４）より、ウェイト３の角加速度d²θ/dt²は慣性モーメントＩ_Tに対する偏心マスモーメントＭＲ_Tの比の関数であるので、衝突検知装置１００の作動特性は（ＭＲ_T／Ｉ_T）の値に依存することがわかる。
ここで、衝突検知装置１００に作用する加速度の大きさ及びその周期（周波数の逆数）と、作動領域（接点４１、５１間がオン状態になる領域）との関係を図５に示す。図中の作動境界特性の上側の領域が作動領域を示し、作動境界特性の下側の領域が不作動領域を示している。図５より、Ｄ₀を縦軸の漸近線とし、Ｇ₀を横軸の漸近線とする作動境界特性が得られる。Ｄ₀は請求項でいうところの接点の状態を変化させることができる加速度の周期の下限値に相当し、その値はウェイト３の慣性モーメントＩ_Tに対する偏心マスモーメントＭＲ_Tの比の値（ＭＲ_T／Ｉ_T）に依存している。
【００３５】
（ＭＲ_T／Ｉ_T）値が増加するとＤ₀の値は図中左側に遷移する。ここで金属プレート３１の付加によりウェイト３の偏心マスモーメントＭＲ_Tの値は変化しないから、Ｄ₀の値はウェイト３の慣性モーメントＩ_Tの値に依存する。即ち、慣性モーメントＩ_Tの値を小さくするとＤ₀の値は左側に遷移し、慣性モーメントＩ_Tの値を大きくするとＤ₀の値は右側に遷移する。
よって、金属プレート３１の慣性モーメントＩの値を適切に設定することで、所望の周期以下の加速度に対するウェイト３の回動を阻止できるので、ウェイト３の作動特性（周波数特性）を任意に設定でき、使用される条件に適応した特性を持たせることができる。特に、慣性モーメントＩ_Tを比較的大きく、偏心マスモーメントＭＲ_Tを比較的小さくすることで、衝突を直接検出するクラッシュセンサへの応用が可能となる。
【００３６】
図５中の横軸の漸近線の値であるＧ₀は、静的につりあっているときの加速度の値を示しており、式（４）において、d²θ/dt²＝０とすると、Ｇ₀＝Ｆ(θ)ｒ_f／ＭＲ_Tであるから、Ｇ₀は偏心マスモーメントＭＲ_Tと、付勢力Ｆ(θ)に依存することがわかる。この静的つりあいの加速度値Ｇ₀は、加速度の検知レベルを意味しており、衝突検知装置１００の要求性能によって予め定まっている。本実施例に示されるように金属プレート３１の慣性モーメントＩの変化によって、静的つりあいの加速度値Ｇ₀が変化しないので加速度の検知レベルを所定の値に保持しつつ、衝突検知装置１００の作動特性を変化させることが可能である。このように、金属プレート３１の慣性モーメントＩを変化させることで、ウェイト３の偏心マスモーメントＭＲ_Tを変えずに、慣性モーメントＩ_Tのみを所望の値に設定し、作動特性を所望の値に設定することができる。これにより試作段階で金属プレート３１の慣性モーメントＩを調整することで、検知装置１００の使用形態に応じて所望の作動特性を容易に得ることができる。
【００３７】
本実施例では、金属プレート３１の慣性モーメントＩを大きくすることで、ウェイト３の回動速度を低下させる例を示したが、レスポンスの早さを要求される場合などでは、金属プレート３１の慣性モーメントＩを小さくしてウェイト３の慣性モーメントＩ_Tを小さくすればよい。
又、本実施例では金属プレート３１の比重γ、半径r、或いは板厚Tを変化させ、その慣性モーメントＩを任意に設定したが、同一形状（半径r及び板厚Tが同一）で、材質が異なる（比重γが異なる）金属プレート３１を用意しておき、用途に応じて採用する構成としてもよい。
又、本実施例で用いられた金属プレート３１を単体で構成したが、複数個に分割し脱着自在に構成してもよい。例えば、同心円のリング状に複数個に分割し、所望の慣性モーメントＩを得るに必要なだけそれらを装着し、金属プレート３１を構成してもよい。
【００３８】
本実施例では、金属プレート３１を金属で構成したが、樹脂材など他の材料を用いてもよい。
又、本実施例では、金属プレート３１を円板形状としたが、正方形板、長方形板、長円形板などでもよく、回動中心に対して重量重心が偏心していなければ金属プレート３１は他の形状でもよい。
又、本実施例では、偏心マス３２を樹脂材で構成したが、回動中心に対して重量重心が偏心していれば、他の材質で偏心マス３２を構成してもよい。
又、本実施例では、金属プレート３１と偏心マス３２とを樹脂インサート成形により結合する構成としたが、かしめや、接着など他の方法で金属プレート３１と偏心マス３２とを結合してもよい。
【００３９】
上記実施例では、ウェイト３及びロータ６を軸２の回りに回動自在に支持しているが、ウェイト３及びロータ６を軸２に固定し、ハウジング７に軸受を設け、軸２をその軸受に対して回動可能に軸支する構成としてもよい。
又、上記実施例では、金属プレート３１と偏心マス３２とを樹脂インサート成形により結合しているが、金属プレート３１と偏心マス３２とを非接触でそれぞれ軸２に固定し、軸２をハウジング７に設けられた軸受に対して回動可能に軸支する構成としてもよい。
【００４０】
上記実施例では、接点４１、５１をそれぞれ接点バネ４、５に一体的に設けた構成としたが、接点バネと接点とを別体で構成し、接点バネの作動に連動して接点間の状態を変化させる構成としてもよい。
又、上記実施例では、ウェイト３を板状の接点バネ４、５で弾性付勢する構成としたが、コイルバネなどでウェイト３を衝突時回動方向と反対方向に弾性付勢し、ウェイト３の面上に可動接点部材を設けると共に、その面と対向した固定面上に固定接点部材を設け、この可動接点部材と固定接点部材との摺動接触によって接点を構成してもよい。
又、上記実施例では、接点は常開接点で所定値以上の加速度が作用した時に閉成される接点としたが、常閉接点で所定値以上の加速度が作用した時に開成される接点としてもよい。
【００４１】
上記に示されるように、本発明によれば、偏心マスモーメントを有する偏心部と、偏心マスモーメントを有しない慣性部とを機械的に結合してウェイトを構成し、慣性部の慣性モーメントを調整することでウェイト全体の偏心マスモーメントを変えずに、慣性モーメントのみを適切な値に容易に設定でき、搭載車種や搭載位置、或いは衝突方向などの種々の条件に適応して安定した信号を出力できると共に、衝突検知装置のコストダウンを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置の構成を示した模式的構造図。
【図２】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置の構成を示した組立展開図。
【図３】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置の作動時の構成を示した模式的構造図。
【図４】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置においてウェイトの回動量及び接点状態の時間変化を示した模式図。
【図５】本発明の具体的な実施例に係わる衝突検知装置において、作用する加速度の大きさ及びその周期と作動領域との関係を示した関係図。
【符号の説明】
２軸
３ウェイト
４、５接点バネ
６ロータ
７ハウジング
８ベース
９カバー
１１接着剤
１２、１３出力端子
１４固定端子
１６ストッパ
３１金属プレート
３２偏心マス
３３凹部
４１、５１接点
４２、５２端部
５３スリット
６１第１カム
６２第２カム
１００衝突検知装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a collision detection apparatus that detects a collision of a moving body by detecting an acceleration of a predetermined level or higher. This collision detection device is used for starting an air bag device for protecting an occupant, a device for determining the start timing of a seat belt pretensioner, and the like.
[0002]
[Prior art]
  2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a mechanical collision detection device used for starting an airbag device, a weight having a center of rotation eccentric with respect to the center of gravity of a weight is pivotally supported, and an acceleration of a predetermined level or more acting in a predetermined direction. A device is known which detects a vehicle collision by rotating a weight by means of (1) and closing a contact with the rotation of a cam rotor that rotates together with the weight (Japanese Patent Laid-Open No. 8-264088). Publication).
  In this collision detection device, the detection level of acceleration is set by urging the weight in the direction opposite to the rotation direction at the time of collision by a leaf spring, and the erroneous rotation is detected by regulating the rotation of the weight at times other than at the time of collision. Is preventing. Further, a stopper is provided on the weight rotation path, and when the collision is detected, the weight is restricted from further rotation by contacting the weight with the stopper.
  Normally, the collision value is detected mainly using the detection value of the electronic acceleration sensor, and the output of the mechanical collision detection device described above is also used as a safing sensor for providing redundancy for collision detection by the acceleration sensor. It was used. In this case, in the mechanical collision detection device, it is only necessary that the eccentric mass moment of the weight is increased and the inertia moment is decreased so that the weight can be rotated at the time of the collision.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the structure of the conventional product, there is a problem that when it is used as a crash sensor for detecting a collision, the request cannot be sufficiently met. For example, when a collision detection device is installed in a crash zone of a vehicle or when a side collision is detected, the generated acceleration is high frequency and the level is large, so the eccentric mass moment of the weight is large as before, If the moment of inertia is small, the rotation speed of the weight increases, and the reaction force when the weight comes into contact with the stopper increases. As a result, the weight reciprocates between the stoppers, chattering occurs between the contacts, a signal that repeatedly turns on and off is output as a collision detection signal, and a stable detection signal cannot be obtained.
  In particular, the airbag device is configured to start the inflator by taking the logical product of the detection signal from the collision detection device and the detection signal from the other detection device, so the output of the collision detection signal is stable. Otherwise, there is a possibility that the airbag device cannot be activated at the time of a collision.
  In order to prevent the weight from reciprocating when high frequency and high acceleration are applied, a large moment of inertia is required for the weight. However, since the moment of inertia of the weight is determined only by its outer shape, It is necessary to design a weight corresponding to the acceleration. The acceleration acting at the time of the collision varies depending on the type of vehicle on which the collision detection device is mounted, its mounting position, or the direction of the collision. In order to obtain the weight, it is necessary to design the weight by trial and error each time, and there is a problem that the cost increases.
[0004]
  Therefore, in view of the above problems, the object of the present invention is to make it possible to easily set only the moment of inertia without changing the eccentric moment of the weight, thereby responding to various conditions such as the mounted vehicle type, the mounted position, or the collision direction. Thus, it is possible to obtain a stable output signal, facilitate the optimum design of the weight, and reduce the cost of the collision detection device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  The collision detection device supports the weight so as to be rotatable at a position eccentric with respect to the position of the center of gravity, and the weight is rotated by the action of acceleration of a predetermined level or more, and the contact state is changed in conjunction with the rotation of the weight. This is a device that detects a collision. According to the present invention, in this collision detection device, by determining the moment of inertia to a desired value without changing the eccentric mass moment of the weight, the rotation speed and frequency characteristics of the weight are maintained while maintaining the acceleration detection level. It is a technical idea that can be determined arbitrarily.
[0006]
  In order to solve the above problems, according to the means described in claim 1, the weight is composed of an eccentric portion and an inertia portion, and the eccentric portion is configured such that the center of rotation is eccentric with respect to the center of gravity of the weight. The eccentric mass moment of the weight is determined by this eccentric portion. The inertia part has a function of determining the inertia moment around the rotation axis of the weight without changing the eccentric mass moment of the weight, and rotates integrally with the eccentric part. Thereby, the moment of inertia can be determined to a desired value without changing the eccentric mass moment of the weight, so that the rotation characteristic of the weight can be arbitrarily determined while maintaining the acceleration detection level. Therefore, for example, if the inertia moment of the weight is set to a large value corresponding to the case where it is used as a crash sensor or a high-level acceleration is applied at the time of a side collision, the rotation speed of the weight is reduced, and the weight and its weight Reducing the reaction force at the time of contact with a regulating member that regulates rotation more than a predetermined amount, preventing the weight from reciprocating between the regulating members, preventing chattering of the output signal, and obtaining a stable signal Can do. In this way, by changing only the inertial moment of the inertial part, the inertial moment of the weight is a value corresponding to various conditions such as the difference in type between the crash sensor and the safing sensor, the mounted vehicle type and mounting position, or the collision direction. In addition, it can be easily adjusted at the prototype stage, and it is not necessary to design a weight each time, thereby reducing the cost of the collision detection device.
[0007]
  Furthermore,By making the specific gravity of the inertia part larger than that of the eccentric part, the performance as a crash sensor that directly detects a collision can be easily obtained. In addition, the inertia part can be made more compact, and the collision detection device can be further downsized.Furthermore, since the inertia part does not have an eccentric mass moment, only the inertia moment can be easily set to an appropriate value without changing the eccentric mass moment of the entire weight by adjusting the inertia moment of the inertia part. It is possible to output a stable signal in accordance with various conditions such as the position of the vehicle, the mounting position, and the collision direction, and to reduce the cost of the collision detection device.
  According to the second aspect of the present invention, since the inertia part and the eccentric part are configured separately, only the moment of inertia can be easily set to an appropriate value, and a desired operation can be performed according to the use form of the collision detection device. Characteristics can be easily obtained.
[0008]
  According to the means of claim 3, the eccentric part is made of a resin material, and the inertia part is made of a metal,Claim 1 or 2Can be realized more specifically.
[0009]
  According to the means of claim 4, by changing the moment of inertia of the inertia part, the moment of inertia of the weight is changed, and the frequency characteristic of the weight with respect to the acceleration is arbitrarily set.SoThe weight can be set to a frequency characteristic adapted to the use condition.
[0010]
  According to the means of claim 5, the lower limit value of the acceleration cycle when the contact state changes is changed by changing the inertia moment of the weight.RuThus, the rotation of the weight with respect to the desired acceleration or less can be prevented.
[0011]
  According to the means described in claim 6, the inertia moment around the rotation axis of the inertia portion is changed by changing the material or shape of the inertia portion, and the inertia moment of the entire weight is set to an arbitrary value.Do.
[0012]
  According to the means of claim 7, the inertia part is formed in a plate shape, and the inertia moment of the weight can be easily set to an arbitrary value by changing the diameter, thickness, or specific gravity of the inertia part.Do.
  According to the eighth aspect of the present invention, the inertial portion is divided into a plurality of parts so as to be detachable. Therefore, desired operating characteristics can be easily obtained according to the usage mode of the collision detection device.
[0013]
  Claim 9According to the means described in (1), by forming the inertia part in a disc shape, the maximum moment of inertia can be obtained with the minimum shape, which can contribute to the downsizing of the collision detection device.
[0014]
  Claim 10According to the means described in (2), the inertia part is insert-molded in the eccentric part made of the resin material, so that the weight can be satisfactorily formed and the mechanical connection between the eccentric part and the inertia part can be satisfactorily performed. it can.
[0015]
  Claim 11According to the means described in,sideThe inertia part can be rotated together with the eccentric part by fixing the inertia part to the rotation shaft that rotates together with the center part.
[0016]
  Claim 12According to the means described in the above, since the collision detection device can arbitrarily set the moment of inertia without changing the eccentric mass moment, it is possible to detect the collision well by using the collision detection device as a crash sensor. is there.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples.
  FIG. 1 shows a configuration of a collision detection apparatus 100 according to a specific embodiment of the present invention when acceleration exceeding a predetermined level does not act and the contact 41 and the contact 51 are in an off state. FIG. 1A schematically shows a front sectional view thereof, and FIG. 1B schematically shows a side sectional view thereof. FIG. 2 is an assembly development view showing the assembly of the collision detection device 100. In this embodiment, the direction A shown in FIG. 1 is set as the collision detection direction, and at this time, the weight 3 rotates in the direction a in FIG.
[0018]
  The collision detection device 100 includes a cover 9, a flat base 8, and a housing 7 that form a resin casing. The base 8 is fixed to the housing 7 and the housing 7 is fixed to the cover 9 by press-fitting, and an adhesive 11 is applied to the lower surface of the base 8 in order to maintain airtightness in the collision detection device 100.
  The housing 7 has a base portion 72 and a pair of columnar portions 70a and 70b facing each other, and groove portions 71a and 71b are formed at the tip portions of the columnar portions 70a and 70b, respectively. Both ends of the shaft 2 are fixed by the grooves 71a and 71b, and a weight 3 having a rotational center eccentric with respect to the weight center of gravity is supported on the shaft 2 so as to be rotatable around the shaft 2. .
[0019]
  The weight 3 is formed into a disk shape by machining, and a metal plate (inertial part) 31 made of a metal such as Al, Cu, or W whose weight center of gravity is the center of rotation, and an eccentric mass (eccentric part made of a resin material). ) 32 and they are mechanically coupled by resin insert molding. In order to set the eccentric mass moment of the weight 3 to a predetermined value, the eccentric mass 32 is formed with concave portions 33 on both sides.
  Here, if the eccentric mass moment and the inertia moment of the eccentric mass 32 are mr and i, respectively, and the inertia moment of the metal plate 31 is I, the eccentric mass moment MR of the weight 3 will be described._TAnd moment of inertia I_TCan be represented by formula (1) and formula (2), respectively. In addition, since the rotation center of the metal plate 31 is not decentered with respect to its weight center of gravity, the eccentric mass moment is zero.
[0020]
[Expression 1]
  MR_T= Mr (1)
[0021]
[Expression 2]
  I_T= I + I (2)
[0022]
  As shown in the equations (1) and (2), in this embodiment, the eccentric mass moment MR of the weight 3 is provided by providing the metal plate 31._TMoment of inertia I without changing_TCan be increased by the moment of inertia I of the metal plate 31.
  On the weight 3, the rotor 6 having the first cam 61 and the second cam 62 is formed by resin molding so as to share the weight 3 and the shaft 2. It is rotated around 2. The first cam 61 and the second cam 62 are configured to displace the end portions 42 and 52 so that the interval between the contacts 41 and 51 of the contact springs 4 and 5 described later is narrowed as the weight 3 rotates. Is formed.
[0023]
  Plate-shaped contact springs 4 and 5 are erected on the base 8 and have contacts 41 and 51, respectively. The contact point 41 is formed in a planar shape, but the contact point 51 is formed in a convex shape on the contact point 41 side. The end portions 42 and 52 of the contact springs 4 and 5 are in contact with the cam surfaces of the first cam 61 and the second cam 62 of the rotor 6, respectively, and are opposite to the direction rotating with respect to the rotor 6 by the action of acceleration. That is, it is elastically biased in the B direction.
  The weight 3 is indirectly elastically urged by the elastic urging of the contact springs 4 and 5 with respect to the rotor 6, abuts against the inner side surface 73 of the housing 7, and the rotation of the weight 3 in the b direction is restricted. This prevents the weight 3 and the rotor 6 from rotating in the a direction due to acceleration generated during sudden braking or traveling on a road surface with large unevenness.
[0024]
  The contact spring 5 is formed with a slit 53 in the length direction from substantially the center to the end 52, and the end 52 is separated into two. By forming the slit 53, the contact 41 and the contact 51 can be favorably contacted.
  The contact springs 4 and 5 are respectively fixed to the base 8 by resin insert molding in contact with output terminals 12 and 13 provided projecting to the outside. The output terminals 12 and 13 project from the lower surface of the base 8 to the outside, and the closed state of the contact 41 and the contact 51 can be taken out as a collision detection signal via the output terminals 12 and 13.
[0025]
  The base 8 is provided with a fixed terminal 14 by resin insert molding, and the collision detection device 100 is fixed to a circuit board (not shown) using the fixed terminal 14.
  A stopper 16 is press-fitted on the inside of the cover 9 on the rotation path of the weight 3, and the weight 3 is restricted from rotating more than a predetermined amount by contacting the stopper 16 when rotating in the direction a. Is done.
[0026]
  Next, the operation of the collision detection device 100 will be described.
  First, in a state where acceleration of a predetermined level or more does not act on the collision detection device 100 in the A direction, the rotor 6 is elastically biased in the B direction by the contact springs 4 and 5 as shown in FIG. The weight 3 integrated with the rotor 6 is urged in the b direction and is in contact with the inner side surface 73 of the housing 7. The weight 3 is rotated in both directions a and b by a reaction force in the direction a from the inner surface 73 of the housing 7 and an elastic force from the contact springs 4 and 5 acting indirectly in the direction b. Movement is regulated.
  Therefore, when the acceleration of a predetermined level or higher does not act in the A direction, the weight 3 does not rotate, so the rotor 6 integrally formed with the weight 3 does not rotate, and the contact points 41 and 51 are in the off state. Retained. Therefore, the contact between the contact points 41 and 51 is not turned on at the acceleration level generated when the vehicle is traveling or suddenly stops, and the quality of the collision detection device 100 can be sufficiently ensured.
[0027]
  On the other hand, when an acceleration of a predetermined level or more acts in the A direction, the contact point 41 and the contact point 51 come into contact with each other and turn on. The operation of the collision detection device 100 at this time will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 shows a state in which the weight 3 is rotated in the direction a by the action of acceleration and is in contact with the stopper 16. FIG. 4A shows a change over time in the amount of rotation of the weight 3. Indicates the time variation of the on and off states between the contacts 41 and 51, respectively. The dotted line portion in FIG. 4 shows a conventional example.
  Time t₀When a large acceleration acts on the weight 3 due to a side collision or the like in the A direction, a moment acts on the center of gravity of the weight 3, and the weight resists the elastic force urged by the contact springs 4 and 5 respectively. 3 and the rotor 6 begin to rotate in the direction a about the shaft 2. Here, as shown in the above-described formula (2), the weight 3 has a moment of inertia I as compared with the conventional case._TTherefore, it rotates at a lower rotation speed (the inclination of the displacement curve is smaller than that of the conventional example) compared to the conventional example.
  The rotor 6 rotates as the weight 3 rotates, and the contact springs 4 and 5 that have been in contact with the first cam 61 and the second cam 62 of the rotor 6 narrow the distance between the contacts 41 and 51, respectively. Displaces while.
[0028]
  And time t₂The rotation amount of the weight 3 is a predetermined amount θ_thIs reached, the contact 41 and the contact 51 come into contact with each other by the rotation of the rotor 6, and the contact 41, 51 is turned on. The contact state between the contact point 41 and the contact point 51 is detected as a collision detection signal by a change in current supplied from the output terminals 12 and 13.
  Weight 3 has a rotation amount of θ_thThe rotation continues in the direction a even after reaching time t_FiveContact with the stopper 16 at the maximum rotation amount θ_maxIndicates.
  When the weight 3 comes into contact with the stopper 16, the further rotation is restricted and rebounds, and the weight 3 rotates in the b direction by the force of the rebound and the elastic force of the contact springs 4 and 5, and returns to the initial position. Try to return. Here, since the rotating speed of the weight 3 at the time of contact with the stopper 16 is smaller than the conventional speed, the reaction force is small, and the rotating speed of the weight 3 in the b direction is also smaller than the conventional speed (displacement shown in FIG. 4A). The absolute value of the slope of the curve is smaller than the conventional example).
  By rotating the weight 3 in the b direction, the amount of rotation decreases, and a predetermined amount θ_thReturning to, the contacts 41 and 51 are in a non-contact state (time t₆), Time t₇The weight 3 returns to the initial position and contacts the inner side surface 73 of the housing 7.
[0029]
  Since the magnitude and frequency of the acceleration acting on the collision detection device 100 vary depending on conditions such as the type of vehicle mounted, the mounting position, or the collision direction, the weight 3 needs to have characteristics adapted to those conditions. For example, when the collision detection device 100 is provided in the crash zone of the vehicle or at the time of a side collision, the acting acceleration is a high frequency, the level is large, and the inertia moment I of the weight 3_TIf the rotation speed is small, the rotation speed increases and a stable signal cannot be obtained, so that the weight 3 has a large moment of inertia I._TIt is necessary to have. Further, when the collision detection device 100 is provided outside the crash zone, the acting acceleration level is relatively small, so that the weight 3 has a small inertia moment I._TAs long as it has. Therefore, in order to obtain the weight 3 adapted to various conditions, the inertia moment I_TCan be set arbitrarily.
  Conventionally, it has been necessary to design and manufacture the inertia moment of the weight for each condition. However, the eccentric mass moment MR of the weight 3 can be obtained by adding the metal plate 31 as in this embodiment._TWithout changing the moment of inertia I_TOnly can be changed easily. In the present embodiment, the metal plate 31 has a disk shape. Therefore, if the specific gravity is γ, the radius is r, and the plate thickness is T, the moment of inertia I is expressed by Expression (3).
[0030]
[Equation 3]
  I = (1/2) (πr^FourTγ) (3)
[0031]
  As shown in equation (3), the inertia moment I of the metal plate 31 depends on the specific gravity γ, the radius r, and the plate thickness T. Therefore, by setting these to appropriate values and changing only the metal plate 31, As shown in the equation (2), the inertia moment I of the weight 3 is easily_TCan be set. As a result, for example, as shown in FIG. 4 (a), since the metal plate is not added to the weight in the conventional example, the moment of inertia is small, and the rotation speed when acceleration is applied is large (the inclination of the displacement curve is small). Large, but the on-state holding time between the contacts is short (time t₁~ T_FourIn the meantime, the metal plate 31 is added as shown in this embodiment, and the inertia moment I of the weight 3 is_TIs set to be large, the rotation speed of the weight 3 can be reduced, and the ON state holding time between the contacts 41 and 51 can be extended (time t₂~ T₆while). In addition, if the rotation speed of the weight is large as in the conventional example, the reaction force when contacting the stopper increases, so the weight reciprocates between the stoppers, causing chattering, and a stable signal cannot be obtained. However, since the rotation speed of the weight 3 can be kept low by using this embodiment, the reaction force when the stopper 16 and the inner side surface 73 are in contact with the weight 3 is reduced, and the weight 3 Does not reciprocate between the stopper 16 and the inner side surface 73, chattering of the output signal can be prevented, and a stable signal can be output. Thus, the inertia moment I of the weight 3_TBy changing, the slope of the displacement curve shown in FIG. 4A can be arbitrarily changed at least between the dotted line and the solid line. Further, it is not necessary to design and manufacture the entire weight 3 each time according to variations, and the cost of the collision detection device 100 can be reduced.
[0032]
  Also, the inertia moment I of the weight 3_TBy setting to an appropriate value, the desired characteristics of the collision detection device 100 can be obtained. That is, when the rotation amount of the weight 3 is θ, the urging force by the contact springs 4 and 5 is a function of θ and is expressed as F (θ), and the distance between the application point of the urging force F (θ) and the rotation center. R_fIf the acting acceleration is G, Equation (4) is established when the weight 3 is rotated.
[0033]
[Expression 4]
  d²θ / dt²= (MR_TGF (θ) r_f) / I_T  ... (4)
[0034]
  From equation (4), the angular acceleration d of the weight 3²θ / dt²Is the moment of inertia I_TEccentric mass moment MR_TThe function of the collision detection device 100 is (MR_T/ I_T).
  Here, FIG. 5 shows the relationship between the magnitude of the acceleration acting on the collision detection device 100 and its period (the reciprocal of the frequency) and the operation region (region where the contact points 41 and 51 are turned on). In the drawing, the upper area of the operating boundary characteristic indicates the operating area, and the lower area of the operating boundary characteristic indicates the non-operating area. From FIG. 5, D₀Is the asymptote of the vertical axis, and G₀The operating boundary characteristic with the horizontal axis asymptotic line is obtained. D₀Corresponds to the lower limit value of the cycle of acceleration that can change the state of the contact point in the claims, and its value is the inertia moment I of the weight 3_TEccentric mass moment MR_TRatio value (MR_T/ I_T).
[0035]
  (MR_T/ I_T) When the value increases, D₀The value of shifts to the left in the figure. Here, the eccentric mass moment MR of the weight 3 due to the addition of the metal plate 31._TThe value of D does not change, so D₀Is the weight 3 inertia moment I_TDepends on the value of. That is, the moment of inertia I_TIf the value of D is reduced, D₀The value of is shifted to the left and the moment of inertia I_TIf the value of D is increased, D₀The value of transitions to the right.
  Therefore, by appropriately setting the value of the moment of inertia I of the metal plate 31, the weight 3 can be prevented from rotating with respect to an acceleration equal to or less than a desired period, so that the operating characteristic (frequency characteristic) of the weight 3 can be arbitrarily set. , It can have characteristics adapted to the conditions used. In particular, the moment of inertia I_TIs relatively large, eccentric mass moment MR_TBy making the value relatively small, application to a crash sensor that directly detects a collision becomes possible.
[0036]
  G which is the value of the asymptote on the horizontal axis in FIG.₀Indicates the value of acceleration when statically balanced, and in equation (4), d²θ / dt²= 0, G₀= F (θ) r_f/ MR_TSo G₀Is the eccentric mass moment MR_TIt can be seen that this depends on the biasing force F (θ). Acceleration value G of this static balance₀Means the detection level of acceleration, and is determined in advance by the required performance of the collision detection device 100. As shown in this embodiment, the acceleration value G of the static balance is obtained by the change of the moment of inertia I of the metal plate 31.₀Therefore, it is possible to change the operating characteristics of the collision detection device 100 while maintaining the acceleration detection level at a predetermined value. Thus, the eccentric mass moment MR of the weight 3 is changed by changing the inertia moment I of the metal plate 31._TMoment of inertia I without changing_TOnly the desired value can be set and the operating characteristic can be set to the desired value. Thus, by adjusting the moment of inertia I of the metal plate 31 at the prototype stage, desired operating characteristics can be easily obtained according to the usage pattern of the detection device 100.
[0037]
  In the present embodiment, an example in which the rotational speed of the weight 3 is decreased by increasing the inertia moment I of the metal plate 31 is shown. However, when a quick response is required, the inertia of the metal plate 31 is shown. Moment of inertia I of weight 3 by reducing moment I_TShould be reduced.
  In this embodiment, the specific gravity γ, the radius r, or the plate thickness T of the metal plate 31 is changed and the inertia moment I is arbitrarily set. However, the material is the same shape (the radius r and the plate thickness T are the same). It is good also as a structure which prepares the metal plate 31 from which different (specific gravity (gamma) differs), and employ | adopts according to a use.
  Moreover, although the metal plate 31 used in the present embodiment is configured as a single unit, it may be configured to be detachable into a plurality of parts. For example, the metal plate 31 may be configured by dividing into a plurality of concentric rings and mounting them as necessary to obtain a desired moment of inertia I.
[0038]
  In the present embodiment, the metal plate 31 is made of metal, but other materials such as a resin material may be used.
  In this embodiment, the metal plate 31 has a disc shape. However, the metal plate 31 may be a square plate, a rectangular plate, an oval plate, or the like. The shape may be acceptable.
  In this embodiment, the eccentric mass 32 is made of a resin material. However, the eccentric mass 32 may be made of other materials as long as the center of gravity of the weight is eccentric with respect to the rotation center.
  In this embodiment, the metal plate 31 and the eccentric mass 32 are coupled by resin insert molding. However, the metal plate 31 and the eccentric mass 32 may be coupled by other methods such as caulking or bonding. .
[0039]
  In the above embodiment, the weight 3 and the rotor 6 are supported so as to be rotatable around the shaft 2, but the weight 3 and the rotor 6 are fixed to the shaft 2, a bearing is provided in the housing 7, and the shaft 2 is the bearing. It is good also as a structure pivotally supported with respect to.
  Moreover, in the said Example, although the metal plate 31 and the eccentric mass 32 are couple | bonded by resin insert molding, the metal plate 31 and the eccentric mass 32 are each fixed to the axis | shaft 2 without contact, The axis | shaft 2 is the housing 7 It is good also as a structure pivotally supported with respect to the bearing provided in this.
[0040]
  In the above-described embodiment, the contacts 41 and 51 are provided integrally with the contact springs 4 and 5, respectively. However, the contact spring and the contact are configured as separate bodies, and the contacts between the contacts are interlocked with the operation of the contact spring. It is good also as composition which changes a state.
  In the above embodiment, the weight 3 is elastically biased by the plate-like contact springs 4 and 5.WhenHowever, the weight 3 is elastically biased by a coil spring or the like in the direction opposite to the turning direction at the time of collision, and a movable contact member is provided on the surface of the weight 3 and a fixed contact member is provided on a fixed surface facing the surface. The contact may be configured by sliding contact between the movable contact member and the fixed contact member.
  In the above embodiment, the contact is a normally open contact and is closed when an acceleration exceeding a predetermined value is applied.WhenHowever, it may be a contact that is opened when an acceleration of a predetermined value or more is applied at a normally closed contact.
[0041]
  As described above, according to the present invention, an eccentric portion having an eccentric mass moment and an inertia portion having no eccentric mass moment are mechanically coupled to form a weight, and the inertia moment of the inertia portion is adjusted. This makes it possible to easily set only the moment of inertia to an appropriate value without changing the eccentric mass moment of the entire weight, and to output a stable signal that adapts to various conditions such as the type of vehicle, mounting position, and collision direction. In addition, the cost of the collision detection device can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic structural diagram showing the configuration of a collision detection apparatus according to a specific embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an assembly development view showing a configuration of a collision detection apparatus according to a specific embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic structural diagram showing a configuration during operation of a collision detection device according to a specific embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing temporal changes in the amount of rotation of the weight and the contact state in the collision detection apparatus according to a specific embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a relational diagram showing the magnitude of the acting acceleration and the relation between the period and the operating region in the collision detection apparatus according to a specific embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 axis
3 weights
4, 5 Contact spring
6 Rotor
7 Housing
8 base
9 Cover
11 Adhesive
12, 13 Output terminal
14 Fixed terminal
16 Stopper
31 Metal plate
32 Eccentric mass
33 recess
41, 51 contacts
42, 52 end
53 slit
61 First cam
62 2nd cam
100 Collision detection device

Claims

重量重心に対して偏心した位置にて回動可能に支持され、受ける加速度によって付勢力に抗して所定の方向に回動するウェイトに連動して接点の状態を変化させて衝突を検知する衝突検知装置であって、
前記ウェイトが、
重量重心に対して回動中心が偏心し、前記ウェイトの偏心マスモーメントを決定する偏心部と、
前記偏心部と共に回動し、前記偏心マスモーメントを変化させずに、前記ウェイトの回動軸回りの慣性モーメントを決定する慣性部と
を有し、
前記慣性部は、前記偏心部に比較して比重が大きく、偏心マスモーメントを有していないこと
を特徴とする衝突検知装置。Collision that is supported rotatably at a position eccentric to the center of gravity of the weight and detects the collision by changing the state of the contact in conjunction with a weight that rotates in a predetermined direction against the biasing force by the received acceleration A detection device,
The weight is
A center of rotation that is eccentric relative to the center of gravity of the weight, and an eccentric portion that determines an eccentric mass moment of the weight;
The eccentric portion rotates together, without changing the eccentric mass moment, have a inertial unit for determining the moment of inertia of the rotating axis of the weight,
The collision detection device according to claim 1, wherein the inertia part has a larger specific gravity than the eccentric part and does not have an eccentric mass moment .

前記慣性部と前記偏心部は、別体で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の衝突検知装置。The collision detection apparatus according to claim 1, wherein the inertia part and the eccentric part are configured separately.

前記偏心部が樹脂材から成り、前記慣性部が金属から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の衝突検知装置。The collision detection device according to claim 1, wherein the eccentric part is made of a resin material, and the inertia part is made of a metal.

重量重心に対して偏心した位置にて回動可能に支持され、受ける加速度によって付勢力に抗して所定の方向に回動するウェイトに連動して接点の状態を変化させて衝突を検知する衝突検知装置の設定方法であって、
前記ウェイトに、
重量重心に対して回動中心が偏心し、前記ウェイトの偏心マスモーメントを決定する偏心部と、
前記偏心部と共に回動し、前記偏心マスモーメントを変化させずに、前記ウェイトの回動軸回りの慣性モーメントを決定し、偏心マスモーメントを有さない慣性部とを設け、
前記慣性部の前記回動軸回りの慣性モーメントの変化により前記ウェイトの前記慣性モーメントを変化させ、前記加速度に対する前記ウェイトの応答の周波数特性を任意に設定することを特徴とする衝突検知装置の設定方法。 Collision that is supported rotatably at a position eccentric to the center of gravity of the weight and detects the collision by changing the state of the contact in conjunction with a weight that rotates in a predetermined direction against the biasing force by the received acceleration A detection device setting method,
To the weight,
A center of rotation that is eccentric relative to the center of gravity of the weight, and an eccentric portion that determines an eccentric mass moment of the weight;
Rotating together with the eccentric part, determining the inertia moment around the rotation axis of the weight without changing the eccentric mass moment, and providing an inertia part having no eccentric mass moment;
Wherein varying the moment of inertia of the weight by the change of the rotation axis of the inertia moment of inertia unit, collision突検known device you said arbitrarily setting the frequency characteristic of the response of the weights for the acceleration Setting method .

前記ウェイトの前記慣性モーメントを変化させて、前記接点の状態を変化させることができる前記加速度の周期の下限値を設定することを特徴とする請求項４に記載の衝突検知装置の設定方法。 By changing the moment of inertia of the weight, the setting method of the collision detection device according to claim 4, characterized in that to set the lower limit of the period of the acceleration which can change the state of the contact.

前記慣性部の材質又は形状を変化させて、前記慣性部の前記慣性モーメントを変化させることにより、前記ウェイトの前記慣性モーメントを任意の値に設定することを特徴とする請求項４又は５に記載の衝突検知装置の設定方法。 By changing the material or shape of the inertial part, by varying the moment of inertia of the inertial unit, according to claim 4 or 5, characterized in that setting the moment of inertia of the weights to an arbitrary value To set up a collision detection device.

前記慣性部を板状に形成し、前記慣性部の径、又は板厚、又は比重を変化させて、前記慣性部の前記慣性モーメントを変化させることにより、前記ウェイトの前記慣性モーメントを任意の値に設定することを特徴とする請求項６に記載の衝突検知装置の設定方法。The inertial part formed in a plate shape, the diameter of the inertia unit, or thickness, or by changing the specific gravity, by varying the moment of inertia of the inertial part, the moment of inertia of any value of the weight setting of the collision detection device according to claim 6, characterized in that the set.

重量重心に対して偏心した位置にて回動可能に支持され、受ける加速度によって付勢力に抗して所定の方向に回動するウェイトに連動して接点の状態を変化させて衝突を検知する衝突検知装置であって、Collision that is supported rotatably at a position eccentric to the center of gravity of the weight and detects the collision by changing the state of the contact in conjunction with a weight that rotates in a predetermined direction against the biasing force by the received acceleration A detection device,
前記ウェイトが、The weight is
重量重心に対して回動中心が偏心し、前記ウェイトの偏心マスモーメントを決定する偏心部と、A center of rotation that is eccentric relative to the center of gravity of the weight, and an eccentric portion that determines an eccentric mass moment of the weight;
前記偏心部と共に回動し、前記偏心マスモーメントを変化させずに、前記ウェイトの回動軸回りの慣性モーメントを決定する慣性部とAn inertia part that rotates together with the eccentric part and determines an inertia moment about a rotation axis of the weight without changing the eccentric mass moment;
を有し、Have
前記慣性部は、偏心マスモーメントを有しておらず、The inertia part does not have an eccentric mass moment,
前記慣性部と前記偏心部は、別体で構成されており、The inertia part and the eccentric part are configured separately,
前記慣性部は、複数個に分割して脱着自在に構成されていることThe inertia part is configured to be detachable by being divided into a plurality of parts.
を特徴とする衝突検知装置。A collision detection device characterized by.

前記慣性部が円板形状に形成されたことを特徴とする請求項１乃至３及び８のいずれか１項に記載の衝突検知装置。9. The collision detection device according to claim 1, wherein the inertia part is formed in a disc shape.

前記慣性部が前記偏心部にインサート成形されることにより前記ウェイトが形成されたことを特徴とする請求項１乃至３、８及び９のいずれか１項に記載の衝突検知装置。The collision detection device according to any one of claims 1 to 3, 8, and 9 , wherein the weight is formed by insert molding the inertia portion on the eccentric portion.

前記慣性部は、前記偏心部と共に回動する前記回動軸に固定されたことを特徴とする請求項１乃至３、８及び９のいずれか１項に記載の衝突検知装置。The inertial unit, collision detection apparatus according to any one of claims 1 to 3, 8 and 9, characterized in that fixed to the rotating shaft which rotates together with the front Symbol eccentric portion.

前記衝突検知装置は、衝突を直接検知するクラッシュセンサとして用いられることを特徴とする請求項１乃至３並びに８乃至１１のいずれか１項に記載の衝突検知装置。The collision detection apparatus according to any one of claims 1 to 3 and 8 to 11 , wherein the collision detection apparatus is used as a crash sensor that directly detects a collision.