JPH04228342A - 自動車用衝突感知センサー構造 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のエアバックシ
ステム等に用いられる衝突感知センサー構造に関し、詳
しくは、衝突感知センサーの検知精度を向上させる取付
け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の衝突時に於る乗員の安全性向上
を図るものの一つにエアバッグシステムがある。（特開
昭６３−２５５１５３号公報等参照）エアバッグシステ
ムは、乗員の前方側に袋状のエアバッグを収縮格納して
おき、このエアバッグに衝突時に気体圧力を印加して乗
員の前方側の空間域で膨らませ、乗員のステアリングホ
イールやダッシュボード等への衝突を防いで安全を確保
するものである。このようなエアバッグシステムに於る
衝突の検知は、図２３乃至図２５に示す如き衝突感知セ
ンサーにより行なわれる。図２３に示す衝突感知センサ
ー１０は、磁性体により形成された導通部材としての所
定質量の球（マス）１０Ａを、所定ストローク移動可能
な空間１０Ｂ内に嵌装し、該空間１０Ｂの一端側に磁石
１０Ｃを配置すると共に、他端側に不導通状態の一対の
電気接点１０Ｄを空間１０Ｂ内に突設して構成したもの
である。球１０Ａは磁石１０Ｃの磁気吸引力で空間１０
Ｂの一端側（磁石１０Ｃ配置側）に吸引付勢され、この
球１０Ａ付勢方向とは逆側（即ち接点１０Ｄ側：図中矢
印で示す）を進行方向前方として車体に装着される。そ
して、衝突時等前方方向に所定以上のマイナスの加速度
（衝撃）が加わると、球１０Ａがその慣性力で磁石１０
Ｃの磁気吸引力に抗して図中一点鎖線で示す如く接点１
０Ｄ側に移動し、該球１０Ａが接点１０Ｄを導通させる
ようになっているものである。

【０００３】図２４乃至２５は他の方式のものを示し、
図示衝突感知センサー３０は、円柱状のハウジング３１
内に、外周近傍の所定位置に所定質量のウェイト３２が
固定されたロータ３３をシャフト３４によって回転可能
に支持し、ロータ３３に導通部材としての接片３５をそ
の回転中心を挟む対称位置からハウジング３１の端部側
内壁３１Ａに向けて突出させて設けると共に、この接片
３５と対応するハウジング３１の端部側内壁３１Ａに不
導通状態の一対の電気接点３６，３７を配置して構成さ
れている。ロータ３３は、その接片３５と電気接点３６
，３７とが所定間隔離れた位置となるようハウジング３
１の内壁との間に介設されたスプリング３８によって付
勢され、該ロータ３３がスプリング３８の付勢力に抗し
て回転することで接片３５が電気接点３６，３７に接触
して該電気接点３６，３７間が接片３５によって導通さ
れるようになっており、ロータ３３の回転によるウェイ
ト３２の円弧状移動軌跡の接線方向を略進行方向前方と
して車体に装着される。そして、衝突時等前方方向に所
定以上のマイナスの加速度（衝撃）が加わると、ウェイ
ト３２の慣性力でロータ３３がスプリング３８の付勢力
に抗して回転し、接片３５が電気接点３６，３７に接触
して導通させるようになっている。つまり、本構成では
、ウェイト３２，ロータ３３及び接片３５で導通部材が
構成されているものである。

【０００４】

【従来技術の課題】しかし乍ら、上記の如き衝突感知セ
ンサー構造では、前方方向に所定以上のマイナスの加速
度（衝撃）が加わることによって導通部材が一旦移動し
て接点間を導通させた後、反発して接点から離れて信号
が継続出力されないという問題を有し、その結果、エア
バッグシステムの作動に遅れを生ずることが考えられる
ものであった。即ち、図２３に示す構成のものでは、球
１０Ａが接点１０Ｄ側に移動して該接点１０Ｄを一旦導
通状態とした後、図中二点鎖線で示す状態を経て接点１
０Ｄ又は該接点１０Ｄが設けられた壁面で跳ね返って（
反発して）接点１０Ｄから離れる可能性があり、図２４
乃至２５の構成では接片３５が電気接点３６，３７に接
触して導通させた後この電気接点３６，３７によって跳
ね返されて接片が電気接点から離れる可能性があるもの
である。エアバッグシステムでは、誤作動防止と安定作
動を図る為に衝突感知センサーからの検知信号が所定時
間（例えば３ｍｓｅｃ）継続することが作動の条件とし
て設定されるものであるが、球１０Ａ又は接片３５が反
発すると当該衝突感知センサー１０，２０からの出力信
号は図２６に示す如く断続的となり、その結果、球１０
Ａが接点１０Ｄに所定時間当接（接点１０Ｄが導通）し
続ける迄（又は接片３５が電気接点３６，３７に当接し
続ける迄）エアバッグシステムは作動せず、これによっ
てエアバッグシステムの作動開始が僅か乍ら遅れて加速
度作用初期に迅速に対応できないものである。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、上記の如き事情に鑑み、導通
部材の跳ね返りを防止することにより加速度作用初期か
ら信号の継続出力を可能とし、エアバッグシステムの作
動遅れを生じさせることのない自動車用衝突感知センサ
ー構造の提供、を目的とする。

【０００６】

【発明の構成】このため、本発明に係る自動車用衝突感
知センサー構造は、所定の質量を有する導通部材が慣性
移動することにより不導通状態にある一対の接点に同時
接触して該接点間を導通状態とすることで衝突を検知す
るよう構成された衝突感知センサーに於て、導通部材が
接点に接触した後該接点から離れる方向へ反発移動する
ことを防ぐ反発移動規制手段を備えて構成したものであ
る。これにより、反発移動規制部によって導通部材の反
発が阻止され、接点間の導通が維持されることとなって
加速度作用初期から信号を継続出力することができる。 又、反発移動規制手段として、接点又は該接点を備える
壁面部分の反発係数を低くして構成したり、導通部材の
反発方向を該導通部材の移動方向とは異なる方向とする
よう構成したり、接点と上記導通部材が係合するよう構
成したものである。

【０００７】

【発明の実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づい
て説明する。図１は、本発明に係る自動車用衝突感知セ
ンサー構造の一実施例の縦断面図を示す。図示衝突感知
センサー１０は、ケース内１１に形成された所定長さの
円柱状の空間部１２内に導通部材としての鋼球１３が挿
置され、該鋼球１３は移動空間１２内をその長手方向に
沿って移動可能となっている。鋼球１３は、その表面に
所定厚さの金メッキが施され、電気抵抗が少なく良好な
導通状態を得られるようになっている。移動空間１２の
長手方向の一方側の壁面１２Ａ内には、一対の端子１４
，１５が移動空間１２の長手方向軸を挟んで対称に埋設
され、両端子１４，１５の先端部は移動空間１２内に突
出して対向する接点１４Ａ，１５Ａを構成し、該接点１
４Ａ，１５Ａ間は所定間隔離れて非接触状態（即ち不導
通状態）となっている。該対向する接点１４Ａ，１５Ａ
は、移動空間１２の当該端子１４，１５が設けられる側
の壁面１２Ａと所定間隔を有し、端子１４，１５はそれ
自体の弾性によって、比較的弱い力で当該壁面１２Ａと
当接する迄弾性変形可能となっている。端子１４，１５
が設けられた側とは逆側のケース端部外側にはマグネッ
ト１６が外装されており、該マグネット１６がその磁気
吸引力で鋼球１３を吸引し、移動空間１２の当該マグネ
ット１６配置側壁面１２Ｂに付勢して壁面１２Ｂへの当
接状態を保持するようになっている。

【０００８】上記の如き構成により、当該衝突感知セン
サー１０にマグネット１６装着側に向かう所定値以上の
加速度が作用すると、鋼球１３はマグネット１６の磁気
吸引力に抗して移動空間１２内を端子１４，１５側に移
動し、両接点１４Ａ，１５Ａに同時に接触して当該鋼球
１３が両接点１４Ａ，１５Ａ間を導通させることとなる
。つまり、端子１４，１５と鋼球１３とで作用する加速
度に応じたスイッチが構成され、端子１４，１５側を進
行方向前方側（図中矢印で示す）として車両に装着して
おくことによって当該車両が走行中に前方に衝突して進
行方向前方に所定値以上のマイナスの加速度（後方側に
プラスの加速度）が作用すると、鋼球１３が慣性で進行
方向側（端子１４，１５側）に移動して両接点１４Ａ，
１５Ａに接触し、両端子１４，１５を介して構成した電
気回路が導通状態（ＯＮ）となって信号が出力され、こ
の信号出力によって衝突が検知されるものである。ここ
で、移動空間１２の端子１４，１５が埋設された側の壁
面１２Ａの中央、即ち接点１４Ａ，１５Ａの対向部と対
応する部位には、反発移動規制手段としてのクッション
２０が設けられている。クッション２０は、例えば衝撃
吸収効果を有するウレタンゴム等の低反発部材により、
接点１４Ａ，１５Ａの端部間距離より小径で接点１４Ａ
，１５Ａより鋼球１３配置側に突出しない高さに形成さ
れている。

【０００９】而して、上記の如く移動空間１２の端子１
４，１５が埋設された側の壁面１２Ａにクッション２０
を備えたことにより、加速度の作用によって空間内を端
子１４，１５側に移動して接点１４Ａ，１５Ａに接触し
て両端子１４，１５間を導通させた鋼球１３は、その後
クッション２０に当接して運動エネルギが吸収されるこ
ととなって跳ね返ることなく両端子１４，１５間を導通
状態に維持し続け、信号を出力し続ける。つまり、加速
度の作用によって鋼球１３が端子１４，１５間を導通さ
せて信号を出力しても、次の瞬間鋼球１３が壁面１２Ａ
で跳ね返ることによって端子１４，１５間の導通（信号
出力）が所定時間継続しないという不具合が生ずること
はないものである。尚、クッション２０の材質は上記実
施例に限るものではなく、衝撃吸収効果を有するもので
あれば、例えばスポンジ等の気泡部材とする等適宜変更
可能なものである。又、上記構成に加えて、移動空間１
２と鋼球１３の隙間を鋼球１３の動きを妨げない範囲で
極力小さく設定することにより、移動空間１２内の空気
がダンパーとして作用させてなって一旦移動した鋼球１
３を戻りにくくすることができる。

【００１０】次に、本発明の他の実施例を説明する。 尚、上記実施例と同機能部分には同符号を付して説明を
省略する。図２乃至図３は、上記実施例とは形状の異な
るクッション２１の実施例である。これは、スポンジ等
の気泡部材により円筒状に構成したものであり、鋼球１
３衝突時には図３に示す如く樽状に変形することによっ
てより衝撃吸収効果が大となるものである。図４乃至図
５は、上記実施例に於るクッション２０，２１の代りに
小径で可撓性を有する複数の毛状突起２２…を同一円周
上に突設又は植設して反発移動規制手段としたものであ
る。各毛状突起の先端部２２Ａは、図５に示す如く外側
から内側に向かって先細りに斜めにカットされており、
このカットによって先端部２２Ａがより柔軟となって鋼
球１３を軟らかく受け止めることができるようになって
いる。図６は、端子１４，１５の接点１４Ａ，１５Ａを
塑性変形し易い素材により変形し易い形状に形成したも
のであり、鋼球１３によって接点１４Ａ，１５Ａが塑性
変形することで該接点１４Ａ，１５Ａの反発を防止でき
る。

【００１１】図７は、反発移動規制手段の異なる技術思
想の実施例である。これは、端子１４，１５が埋設され
た側の壁面を移動空間１２の軸方向（即ち鋼球１３の移
動方向）に対して垂直な状態から所定角度傾けた傾斜壁
面１２Ｃとして形成したものである。この構成によれば
、傾斜壁面１２Ｃに衝突した鋼球１３の跳ね返り方向は
、鋼球１３の衝突に至る移動方向（移動空間１２の軸方
向）と、衝突位置に於る傾斜壁面１２Ｃの垂線に対して
線対称となる方向となるが、当該方向は移動空間１２の
周壁面方向であって当該方向には移動不能であり、結果
、鋼球１３の跳ね返りが周壁面によって規制されて接点
１４Ａ，１５Ａとの接触が維持されるものである。図８
乃至図９は同様の技術思想の他の実施例であり、端子１
４，１５が埋設された側の壁面１２Ａに、鋼球１３が当
接する位置（中心部）から所定量偏心した位置に円柱状
の突起２３又は半球状の突起２４を突設したものである
。この構成によっても、鋼球１３の反発方向は移動空間
１２の軸方向と異なることとなって同様の効果が得られ
る。図１０は、両端子１４′，１５′の厚さを異ならせ
、各々の弾性復帰力がアンバランスとなるよう設定した
ものである。これにより、両端子１４′，１５′の弾性
力の差によって鋼球１３の跳ね返り方向が移動空間１２
の軸方向と異ることとなり、前述の実施例と同様に鋼球
１３の跳ね返りが周壁面によって規制されて接点１４Ａ
，１５Ａとの接触が維持されるものである。図１１は、
上記図７に示す実施例とは逆に、鋼球１３が移動する移
動空間１２の軸方向を端子１４，１５が埋設された側の
壁面１２Ａに対して前下がりに傾けて構成したものであ
り、これによれば鋼球１３の移動は移動空間１２の上側
壁面によって規制されて端子１４，１５及び壁面１２Ａ
に角度を持って当接することとなり、鋼球１３の跳ね返
りは下側の周壁面によって規制され接点１４Ａ，１５Ａ
との接触が維持される。又、図１２乃至図１３は、鋼球
１３が移動する移動空間１２の下側の周壁面を前下がり
に傾斜させたものであり、これによれば、当該衝突感知
センサー１０が装着される車体フレームが衝突時に於て
前下がり変形した場合には、下側の周壁面がより垂直に
近く立上り、鋼球１３の移動の反発移動を阻止して接点
１４Ａ，１５Ａとの接触を維持できる。

【００１２】図１４は、衝突感知センサー１０の内部構
造自体は上記実施例に於る反発移動規制手段を備えない
ものと同一であるが、鋼球１３が移動する移動空間１２
の軸方向を、その端子１４，１５埋設側端部を下側とし
て所定の角度水平から傾けて車体に装着することを反発
移動規制手段としたものである。衝突感知センサー１０
には、その前端側と下側に装着用のアーム１７Ａ，１７
Ｂが突設されており、図１５に示す如く車体のフロント
フレーム４０の前端部に装着される牽引用のタイダウン
フック４１の上下二箇所の取付ボルト４１Ａ，４１Ｂの
内、下側の取付ボルト４１Ｂで下側のアーム１７Ｂを共
締めすると共に、前方側のアーム１７Ａを単独でフロン
トフレーム４０に締着することにより、前述の如く移動
空間１２が端子１４，１５埋設側端部を下側として所定
の角度水平から傾けて装着されるものである。尚、図中
４２はバンパー部、４３はサスペンションクロスンメン
バである。本構成によれば、加速度の作用方向である水
平方向への鋼球１３の移動は移動空間１２の上側壁面に
よって規制されることとなって鋼球１３は移動空間１２
の上側の周壁面を転がるようにして当該移動空間１２の
軸方向に沿って前方側に移動し、その回転と重力の作用
によって鋼球１３の跳ね返り方向が移動空間１２の軸方
向と異なる（下向きとなる）こととなって鋼球１３の跳
ね返りは周壁面によって規制され、接点１４Ａ，１５Ａ
との接触が維持されるものである。又、本実施例ではそ
の機能から必然的に剛性を有するフロントフレーム４０
のタイダウンフック４１装着部に衝突感知センサー１０
を装着した為、クラッシャブルスペース４０Ａが図１６
に示す如く衝突時に於て変形して衝撃吸収しても、装着
位置乃至角度が変ったり破損したりすることによる検知
エラーの発生が防がれるものである。尚、衝突感知セン
サー１０の装着部位はタイダウンフック４１装着部に限
るものではなく、衝突時に於て車両上下方向に移動する
ことなく車両前後方向に変形する車体フレーム部位に装
着すれば良く、適宜変更可能なものである。

【００１３】図１７は、上記の実施例で説明した導通部
材の反発方向をその移動方向からずらす技術思想を、ウ
ェイト３２が固定されたロータ３３が回転してロータ３
３に固定された接片３５が電気接点３６，３７を導通さ
せる構成の衝突感知センサーに適用した概念説明図であ
り、ロータ３３に形成した所定長さの径方向の長孔３３
Ａにウェイト３２を移動可能に装着して構成したもので
ある。本構成によれば、図中実線で示す設定状態に於て
ウェイト３２は長孔３３Ａの重力作用方向下側（即ち回
転中心寄り）に位置し、この状態から図中矢印で示す車
両進行方向にマイナスの加速度が加わると、ウェイト３
２は図中想像線で示す如くその慣性で長孔３３Ａ内を外
周方向に移動すると共にロータ３３を回転させて加速度
作用方向に移動する（図中Ｘで示す位置）。この時、ロ
ータ３３に固定された接片３５が電気接点３６，３７を
導通させ、その後、接片３５の電気接点３６，３７との
反発力がロータ３３を逆回転させるように作用するが、
この状態ではウェイト３２は長孔３３Ａの最も外側（ロ
ータ３３の外周寄り）に位置することから、ロータ３３
の慣性モーメントは初期設定位置（ウェイト３２がロー
タ３３の最も内周寄りに位置する）より大きくなってよ
り大きな回転エネルギーを必要とすると共に、反発力は
ウェイト３２を長孔３３Ａの長手方向に沿うロータ３３
の内周方向への移動に費やされることとなり、その結果
、接片３５による電気接点３６，３７の導通を維持でき
るものである。

【００１４】図１８は、反発移動規制手段の、更に異な
る技術思想の実施例である。本構成は、移動空間１２の
端部壁面１２Ａに、埋設された一対の端子１４，１５を
、その先端部の接点１４Ａ，１５Ａ間間隔を鋼球１３の
径より僅かに狭く設定すると共に、端子１４，１５の形
状を、該端子１４，１５と端部壁面１２Ａとの間に図中
想像線で示す如く鋼球１３を保持し得るように形成した
ものである。これにより、移動する鋼球１３は端子１４
，１５の接点１４Ａ，１５Ａに接触して両者を導通させ
た後、接点１４Ａ，１５Ａ間を通って端子１４，１５と
端部壁面１２Ａとの間に保持されることとなり、反発移
動を完全に防ぐことができる。図１９乃至図２０は上記
技術思想をウェイト３２が固定されたロータ３３が回転
してロータ３３に固定された接片３５が電気接点３６，
３７を導通させる構成の衝突感知センサーに適用した実
施例であり、本構成は、ハウジング３１の内周に、ゴム
等の弾性体で形成された逆戻り防止部材３９をウェイト
３２の移動域と僅かに干渉するよう突設し、概念構成図
である図２０に示す如くウェイト３２が逆戻り防止部材
３９を乗り越えた位置で接片３５が電気接点３６，３７
に接触して導通させるようにしたものである。これによ
り、一旦逆戻り防止部材３９を乗り越えたウェイト３２
は、その反発力による逆戻りが防止されるものである。 図２１は、電気接点３６，３７の接片３５が当接する表
面部位をその拡大断面図である図２２に示す如く凹凸状
とした係合部３６Ａ，３７Ａを設け、接片３５の先端が
係合部３６Ａ，３７Ａに係合して反発を防ぐよう構成し
たものである。

【００１５】

【発明の効果】上記の如き、本発明に係る自動車用衝突
感知センサー構造によれば、反発移動防止手段によって
導通部材の接点又は該接点が設けられた壁面での跳ね返
りを防止できる。その結果、導通部材の接点への継続接
触が可能となって加速度作用初期から信号を継続出力で
き、エアバッグシステムの作動遅れを生じさせることが
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車用衝突感知センサー構造の
一実施例を適用した衝突感知センサーの断面図。

【図２】他の実施例の断面図。

【図３】図２の作用状態を示す部分図。

【図４】異なる実施例の断面図。

【図５】図４の部分斜視図。

【図６】異なる実施例の断面図。

【図７】異なる実施例の断面図。

【図８】異なる実施例の断面図。

【図９】異なる実施例の断面図。

【図１０】異なる実施例の断面図。

【図１１】異なる実施例の断面図。

【図１２】異なる実施例の断面図。

【図１３】異なる実施例の断面図。

【図１４】異なる実施例の断面図。

【図１５】図１４のフレームへの装着状態を示す図。

【図１６】図１４の衝突時の状態を示す図。

【図１７】ウェイトと接片が固定されたロータが回転し
て電気接点を導通させる構成の衝突感知センサーの実施
例の概念説明図。

【図１８】異なる実施例の断面図。

【図１９】ウェイトと接片が固定されたロータが回転し
て電気接点を導通させる構成の衝突感知センサーの実施
例の断面図。

【図２０】図１９の実施例の概念説明図。

【図２１】異なる実施例の概念説明図。

【図２２】図２２の実施例の部分拡大断面図。

【図２３】従来例である自動車用衝突感知センサーの断
面図。

【図２４】図２３とは異なる方式の従来例である自動車
用衝突感知センサーの断面図。

【図２５】図２４の概念説明図。

【図２６】従来例の信号出力状態を示す図。

【符号の説明】

１０…衝突感知センサー １２…移動空間（移動通路） １２Ａ…壁面（接点を備える壁面） １２Ｃ…傾斜壁面（反発移動規制手段）１３…鋼球（導
通部材） １４，１５…端子 １４′，１５′…端子（反発移動規制手段）１４Ａ，１
５Ａ…接点 ２０…クッション（反発移動規制手段）２１…クッショ
ン（反発移動規制手段）２２…毛状突起（反発移動規制
手段） ２３…突起（反発移動規制手段） ３０…衝突感知センサー ３２…ウェイト（導通部材） ３３…ロータ（導通部材） ３３Ａ…長孔（反発移動規制手段） ３５…接片（導通部材）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の質量を有する導通部材が慣性移動す
   ることにより不導通状態にある一対の接点に同時接触し
   て該接点間を導通状態とすることで衝突を検知するよう
   構成された衝突感知センサーに於て、前記導通部材が前
   記接点に接触した後該接点から離れる方向へ反発移動す
   ることを防ぐ反発移動規制手段を備えて構成したこと、
   を特徴とする自動車用衝突感知センサー構造。
2. 【請求項２】上記反発移動規制手段が、上記接点又は該
   接点を備える壁面部分の反発係数を低くしたものである
   こと、を特徴とする請求項１記載の自動車用衝突感知セ
   ンサー構造。
3. 【請求項３】上記反発移動規制手段が、上記導通部材の
   反発方向を該導通部材の移動方向とは異なる方向とする
   ものであること、を特徴とする請求項１記載の自動車用
   衝突感知センサー構造。
4. 【請求項４】上記反発移動規制手段が、上記接点と上記
   導通部材が係合するよう構成されていること、を特徴と
   する請求項１記載の自動車用衝突感知センサー構造。
5. 【請求項５】上記導通部材が磁性体により形成されると
   共に、該導通部材を移動通路内に移動可能に配置し、前
   記移動通路の一方端部に配置した磁石によって前記導通
   部材を前記移動通路の一方端部に吸着保持すると共に、
   前記移動通路の他方端部に上記一対の接点を配置した衝
   突感知センサーであって、上記反発移動規制手段が、前
   記衝突感知センサーを前記接点配置側端部を下方として
   前記移動通路を水平から傾けた状態で車体に固定するこ
   とにより構成されていること、を特徴とする請求項３記
   載の自動車用衝突感知センサー構造。
6. 【請求項６】上記衝突感知センサーが、フロントフレー
   ム先端の牽引用フック部材装着部に固定されていること
   、を特徴とする請求項５記載の自動車用衝突感知センサ
   ー構造。
7. 【請求項７】上記衝突感知センサーが、衝突時に於て車
   両上下方向に移動することなく車両前後方向に変形する
   車体フレームに固定されていること、を特徴とする請求
   項５記載の自動車用衝突感知センサー構造。