JPH0769344B2 - 減速度センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車等の車両に搭載される減速度センサに
関するもので、特に、所定値以上の減速度が生じたとき
移動するセンシングマスによって、出力接点が閉じら
れ、信号が発生されるようにした減速度センサに関する
ものである。

（従来の技術） 自動車等の車両には、乗員保護装置として、エアバッグ
やシートベルトが装備されている。そのようなエアバッ
グやシートベルトには、車両の衝突時等に車体に生じる
減速度に応じて作動されるようにしたものが多い。その
場合、車両には、その減速度を検出する減速度センサが
搭載される。

一般に、そのような減速度センサは、慣性力によって移
動するセンシングマスと、そのマスの移動によって閉成
される出力接点とを備えている。そのセンシングマス
は、通常は案内路の後端部に保持され、車体に所定値以
上の減速度が生じたとき、その案内路に沿って前端側へ
と移動するようにされている。出力接点は、その案内路
の前端部に設けられている。

ところで、このような減速度センサにおいては、車体に
大きな減速度が生じたとき、案内路に沿って移動したセ
ンシングマスは、その案内路の前端面によって跳ね返さ
れる。そのために、案内路の前端部に設けられた出力接
点の閉成時間は極めて短時間となる。一方、エアバッグ
等が作動されるようにするためには、その減速度センサ
から出力される信号は、2msec程度は継続することが求
められる。

そこで、例えば特開昭57−813号公報に示されているよ
うに、センシングマスの運動を減衰させるようにした減
速度センサが考えられている。この減速度センサは、外
部から密閉された管状の案内路を有するハウジングを備
えている。センシングマスは、その案内路よりわずかに
小径のものとされている。また、そのセンシングマスは
磁性材によって形成され、ハウジングの後端部に取り付
けられた磁石によって後方に吸引されるようになってい
る。更に、案内路の前端部は断面積が大きくされ、セン
シングマスが接点に接触したときには、そのマスより前
方側の空間と後方側の空間とが比較的大きなすきまを介
して連通するようにされている。

このような減速度センサにおいては、センシングマス
は、通常は磁石の磁力によって案内路の後端部に保持さ
れ、ハウジングに所定値以上の減速度が生じたときに、
その磁石の磁力による拘束から離脱して前方へと移動す
る。そのとき、そのセンシングマスは、案内路との間の
小さなすきまを流れる流体の流動抵抗と磁石の磁力とに
よって減衰力を受ける。また、センシングマスが出力接
点と接触する状態にまで達すると、その前方側で圧縮さ
れた流体が後方側の案内路内に流れ込むので、センシン
グマスが案内路の前端面によって跳ね返されたときに
も、その流体によってセンシングマスの運動に減衰力が
加えられるようになる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このような減速度センサにおいては、車体に
減速度が生じてから出力接点が閉成されるまでの時間は
できるだけ短くする必要がある。したがって、接点に接
触するまでのセンシングマスの前方への運動をあまりに
大きく減衰させることはできない。しかしながら、減衰
力を小さくしすぎると、マスが案内路の前端面によって
強く跳ね返されることになる。そのために、上述の公報
に示されたような減速度センサでは、接点が所定の時間
閉成されるようにしようとすると、案内路の長さ及び内
径、センシングマスの質量及び外径、磁石の磁力等を極
めて正確に設定することが必要となる。しかも、センシ
ングマスの跳ね返りは、磁石の磁力によって助長される
傾向にあるので、接点の閉成時間をより長くすることは
難しい。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、上述のような減速度センサにおいて、
センシングマスと出力接点との接触時間が十分に長く保
たれるようにすることである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、出力接点を、
慣性力によって前方へ移動するセンシングマスが案内路
の前端面に当接する前に接触する位置に配置するととも
に、センシングマスがその出力接点に接触した後、更に
前方へ移動する間も、その接触状態が保たれるように、
変形可能なものとし、案内路の前端面に、センシングマ
スの移動に伴って変形する出力接点を受容する溝を備え
たクッション材を取り付けるようにしている。

（作用） このように構成することにより、前方に向けて移動した
センシングマスは、案内路の前端面に当接する前に出力
接点に接触し、その接触状態を保ったまま、クッション
材に当接することになる。その場合、クッション材には
センシングマスの移動に伴って変形する出力接点を受容
する溝が設けられているので、その出力接点がクッショ
ン材に引っ掛かるようなことがなく、その接点によって
センシングマスの移動が妨げされることがない。したが
って、そのクッション材によりセンシングマスの運動エ
ネルギが効果的に吸収されるようになり、そのマスの前
方への移動速度が減速される。また、そのクッション材
によって、案内路の前端面によるセンシングマスの反発
係数が小さくなる。その結果、センシングマスが跳ね返
されて後方へ移動する速度も小さくなり、出力接点と接
触する時間が十分に長くなる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

図中、第１〜３図は、本発明による減速度センサの一実
施例を示す水平縦断面図、垂直縦断面図、及び垂直横断
面図である。

これらの図から明らかなように、この減速度センサ１
は、円筒状のハウジング２を有している。このハウジン
グ２は、シリンダ状のスリーブ３と、そのスリーブ３よ
り大径で、その一端面を密閉するキャップ４と、これら
スリーブ３及びキャップ４が嵌め込まれ、スリーブ３の
他端面を密閉するケース５とからなるもので、そのキャ
ップ４が車両の進行方向前方に位置するようにして、車
体の前後方向に向けて設置されるようになっている。

キャップ４の内部には、スリーブ３の内周面3aに連なる
一対の円弧状の案内面4a,4aが左右に設けられており、
これらスリーブ３の内周面3a及びキャップ４の案内面4a
によって、直線的に延びる管状の案内路６が形成されて
いる。こうして、その案内路６は外部から気密に密閉さ
れたものとされ、その内部には不活性ガスあるいは空気
等の気体が充填されている。

案内路６の前端面７、すなわちキャップ４の内部底面は
平面とされ、その前端面７に円板状のクッション材８が
接着されている。そのクッション材８の受衝面8aは凹面
とされている。また、その受衝面8aには上下方向の溝8b
が形成されている。案内路６の後端面９、すなわちケー
ス５の案内路６に露出する面も凹面とされている。

案内路６の内部には、その案内路６の内径よりわずかに
小さい直径を有する球形のセンシングマス10が収容され
ている。このセンシングマス10は、磁性及び導電性を有
する比重の大きい金属によって形成されている。ハウジ
ング２の後端面には、円筒状の磁石11が取り付けられて
いる。したがって、そのセンシングマス10は、第１図に
示されているように、通常はその磁石11の磁力によって
案内路６の後端面８に密着した状態で保持されるように
なっている。すなわち、この実施例では、その磁石11に
よってセンシングマス10の保持手段が構成されている。

キャップ４の案内面4aは、センシングマス10の半径より
やや長いものとされている。また、そのキャップ４の左
右の案内面4a,4a間の外周部には、スリーブ３との突き
合わせ面まで伸びる上下方向の溝12が設けられている。
したがって、センシングマス10が案内路６の前端面７の
近くにまで移動したときには、そのマス10の前後の空間
が、溝12による比較的大きなすきまを介して連通するよ
うになっている。

キャップ４の溝12の底面、すなわち案内路６の前端面７
には、ハウジング２の前端壁を貫通して外部に延出する
一対の端子13,14が取り付けられている。一方の端子13
はバッテリ等の電源に接続され、他方の端子14はエアバ
ッグ等の作動装置に接続されるようになっている。これ
らの端子13,14の内端は案内路６に向けて折曲され、そ
れによって一対の出力接点15,16が形成されている。こ
れらの接点15,16は十分な弾力性を有するものとされ、
その先端15a,16aは、小さな間隔を置いて互いに対向す
るようにして、案内路６の前端面７に取り付けられたク
ッション材８よりやや後方の中央部に位置するようにさ
れている。こうして、センシングマス10が前方に移動し
たとき、そのマス10が、クッション材８の受衝面8aに当
接するより前に接点15,16に接触し、その接触状態を保
ったままクッション材８に当接するようにされている。

次に、このように構成された減速度センサ１の作用につ
いて説明する。

第４図は、その作用を説明するための説明図である。

この減速度センサ１は、上述のようにキャップ４が車両
の進行方向前方となるようにして、前後方向に向けて車
体に取り付けられる。通常走行時には、センシングマス
10は、磁石11の磁力によって案内路６の後端面９に密着
した状態で保持される。

衝突等によって車体に大きな減速度が発生すると、その
減速度が減速度センサ１のハウジング２に伝えられる。
一方、センシングマス10には進行方向の慣性力が働いて
いる。その結果、その減速度が所定値より大きいときに
は、センシングマス10の慣性力が磁石11の磁力による保
持力より大きくなり、センシングマス10が前方へと移動
し始める。このとき、マス10と案内路６の内周面3aとの
間のすきまが小さいので、そのすきまを流れる気体は大
きな流動抵抗を受ける。したがって、マス10より前方の
空間内では気体は圧縮され、マス10より後方の空間内は
負圧となる。その結果、マス10の前方への運動は減衰さ
れる。また、マス10には磁石11によって後方へ引き戻す
力が加えられているので、それによってもマス10の前方
への運動は減衰される。

マス10の慣性力がこれらの減衰力より大きいときには、
マス10は前方へ移動し、第４図（Ａ）に示されているよ
うに接点15,16に接触する。マス10は導電性を有するも
のであるので、このように接点15,16に接触すると、そ
の接点15,16間が導通する。したがって、端子13から端
子14へと電流が流れ、乗員保護装置の作動等のための信
号が出力される。

このとき、マス10の半分以上がキャップ４内に位置する
ようになる。その結果、マス10より前方の空間内で圧縮
された気体は、溝12を通って、マス10との間の大きなす
きまからマス10より後方の空間内に流れ込むようにな
る。そのために、案内路６内の気体によるマス10の減衰
力は働かなくなる。したがって、マス10は更に前方に移
動する。この間において、接点15,16はマス10によって
変形されるが、それらの間の接触状態は保たれる。

マス10が更に前方に移動すると、接点15,16がクッショ
ン材８の溝8bに入り込み、第４図（Ｂ）に示されている
ように、そのマス10がクッション材８の受衝面8aに当接
する。それによって、クッション材８が圧縮され、マス
10の運動エネルギが吸収される。したがって、マス10の
前方への移動速度が低下する。この間においても、マス
10と接点15,16との接触状態は保持される。

第４図（Ｃ）に示されているようにクッション材８が最
大限度まで圧縮されると、マス10は案内路６の前端面７
による反発力を受ける。しかしながら、クッション材８
によってその反発係数が小さくされているので、マス10
が跳ね返される速度は小さい。しかも、跳ね返されて後
方へ移動するとき、マス10が接点15,16から離れる直前
には、マス10と案内路６の内周面3aとの間のすきまが絞
られるので、スリーブ３の内部空間側の気体によって、
マス10の後方への移動は抵抗を受けるようになる。

このようにして、マス10が接点15,16に接触してから離
れるまでの時間は十分に長く確保されるようになる。そ
して、その間は減速度センサ１から信号が出力されるの
で、乗員保護装置等の確実な作動が得られるようにな
る。しかも、マス10が接点15,16に接触するまでの時間
は設定どおりの短時間とすることができる。

なお、上記実施例のように、クッション材８として、そ
の受衝面8aが凹面であるものを用いるようにすれば、セ
ンシングマス10が当接する面積を大きくすることがで
き、大きな緩衝力を得ることができるようになるが、そ
のクッション材８として、第５図に示されているように
受衝面8aが凸面のものを用いるようにすることもでき
る。そのようにすれば、マス10に作用する緩衝力が徐々
に大きくなるので、マス10が徐々に減速されるようにな
り、案内路６の前端面７によって跳ね返される速度が一
層小さくなる。

また、上記実施例においては、センシングマス10が導電
性を有するものとしているが、これを不導体によって形
成するようにすることもできる。その場合には、一対の
接点15,16をオーバラップ状に配置するようにすればよ
い。更に、センシングマス10を初期位置に保持する保持
手段として、ハウジング２に所定値以上の減速度が生じ
たときそのマス10が乗り越え得る突起等を用いるように
すれば、そのマス10を非磁性材からなるものとすること
もできる。

（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、セン
シングマスが当接する案内路の前端面にクッション材を
取り付けるようにしているので、センシングマスの運動
エネルギが吸収され、その前方への移動速度が減速され
るようになる。また、それによって、センシングマスが
案内路の前端面により跳ね返されたときの速度も小さく
なる。したがって、センシングマスが出力接点と接触し
てから離れるまでの時間を長くすることができ、長時間
にわたって信号を発生する減速度センサを得ることがで
きる。

しかも、クッション材には、センシングマスの移動に伴
って変形する出力接点を受容する溝が設けられているの
で、出力接点がクッション材に引っ掛かってその接点が
変形されるようなことがない。したがって、その出力接
点とセンシングマスとの接触状態は確実に保持すること
ができる。一方、クッション材にはセンシングマスのみ
が接触するので、センシングマスはそのクッション材に
設定されているとおりの減衰力を受けることになる。し
たがって、センシングマスの運動エネルギを効果的に吸
収させることができ、センシングマスと出力接点との接
触時間を確実に長くすることができる。また、クッショ
ン材は出力接点より前方に設ければよいので、センシン
グマスが出力接点に接触するまでの時間は短くすること
ができ、応答性に優れた減速度センサとすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による減速度センサの一実施例を示す
水平縦断面図、 第２図は、その減速度センサの垂直縦断面図、 第３図は、その減速度センサの、第１図のIII−III線に
よる垂直横断面図、 第４図（Ａ）〜（Ｃ）は、その減速度センサの作用を説
明するための説明図、 第５図は、本発明による減速度センサの他の実施例を示
す水平縦断面図である。 １…減速度センサ、２…ハウジング ６…案内路、７…案内路の前端面 ８…クッション材 10…センシングマス 11…磁石（保持手段） 15,16…出力接点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉された管状の案内路６を有するハウジ
   ング２と、 その案内路６内に収容され、通常は保持手段11によって
   前記案内路６の後端部に保持されているが、前記ハウジ
   ング２に所定値以上の減速度が生じたときには、前記案
   内路６に沿って、その案内路６の前端面７に当接するま
   で前方へ移動するセンシングマス10と、 そのセンシングマス10の前方への移動時、前記案内路６
   の前端面７に当接する前にそのセンシングマス10が接触
   する位置に設けられていて、その接触によって閉成され
   る出力接点15,16と、 を備えた減速度センサにおいて； 前記出力接点15,16が、前記センシングマス10がその出
   力接点15,16に接触した後、更に前方へ移動する間も、
   その接触状態が保たれるように、変形可能とされてお
   り、 前記案内路６の前端面７に、前記センシングマス10の移
   動に伴って変形する前記出力接点15,16を受容する溝8b
   を有し、前記センシングマス10が当接することによって
   その運動エネルギを吸収するクッション材８が取り付け
   られていることを特徴とする、 減速度センサ。