JPH11120879A - 減速度スイツチ - Google Patents

減速度スイツチ

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JPH11120879A
JPH11120879A JP10189565A JP18956598A JPH11120879A JP H11120879 A JPH11120879 A JP H11120879A JP 10189565 A JP10189565 A JP 10189565A JP 18956598 A JP18956598 A JP 18956598A JP H11120879 A JPH11120879 A JP H11120879A
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deceleration
deceleration switch
switch
light
micro
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JP10189565A
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Luigi Dr Brambilla
ルイギ・ブランビラ
Michael Kaupp
ミヒヤエル・カウプ
Manfred Dr Mueller
マンフレート・ミユレル
Harald Rudolf
ハラルド・ルドルフ
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Daimler Benz AG
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 公知の減速度スイツチに比べて小さい全体大
きさ及び少ない重量を持つ減速度スイツチを小形化され
た構成で提供する。 【構成】 特定の閾値以上の車両減速度を検出する減速
度スイツチ１は、少なくとも１つの電界効果トランジス
タ７から成り、そのゲートは電荷担体６上の電荷により
生じる電界の影響を受け、電荷担体６は弾性的に懸架さ
れ、特定の閾値以上の減速度のため電荷担体６が偏位す
る結果、電界効果トランジスタ７の開閉状態が変化さ
れ、電荷担体６及びその弾性懸架装置４が超小形機械的
に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に減速度センサと一
緒に減速度センサ装置を形成する、特定の閾値以上車両
減速度を検出する減速度スイツチに関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の衝突の場合安全にとつて重要な装
置の始動用減速度センサ装置の一部として、このような
減速度スイツチを制御装置に設けることは既に公知であ
る。安全にとつて重要なこのような装置は、例えば広く
普及しているエアバツグ、又は万一のサブマリニング効
果を防止するため、衝突の場合安全ベルトを緊張させる
いわゆるベルト緊張装置である。減速度センサ装置は一
般に減速度センサを含み、この減速度センサの信号が処
理され、閾値超過の際始動決定を行うように評価され
る。こうして減速度センサは電子スイツチとして作用
し、減速度の特定の閾値から導通する。構造様式により
この減速度センサは適当に小さい全体の大きさを持つて
いる。例えば環境により生じる電磁石の故障の結果とし
て望ましくない始動を回避するため、減速度センサのほ
かに機械的スイツチとして構成される減速度スイツチが
設けられる。機械的スイツチとして構成される減速度ス
イツチ及び電子スイツチとして構成される減速度センサ
が導通する時に初めて、始動を行うことができる。減速
度の重要な範囲で安全装置の始勧についての決定を減速
度センサにまかせるために、減速度スイツチの閾値は適
当に低く設計されている。これらの減速度スイツチの今
までの構成では、減速度スイツチは比較的大きい構造空
間をふさいだ。減速度スイツチは例えば軟鉄接点を介し
て閉じ、これらの接点は滑つて通りすぎる地震質量とし
ての弾性支持磁石により閉じられる。動かされかつ弾性
支持される別の質量を設けることも公知であり、この質
量はローラ又は滑るブロックとして機械的接点を直接閉
じる。この減速度スイツチはハムリンスイツチとも称さ
れる。
【０００３】詳細には種々の減速度スイツチ又は減速度
センサが記載されている。例えばドイツ連邦共和国特許
第１９６２９９９４号明細書から、磁石を慣性質量に結
合することが公知である。加速度のため慣性質量従つて
磁石が偏位され、それがリードスイツチにより検出され
る。
【０００４】ドイツ連邦共和国特許出願公開第２８０３
７８１号明細書から公知の減速度センサでは、質量がば
ね素子に結合されている。ばね素子上にはひずみ計があ
る。ひずみ計の信号は質量の偏位従つてばねの長さ変化
に応じて変化する。それによりばね力の閾値の超過を監
視することができる。
【０００５】ドイツ連邦共和国実用新案第９４１５２５
７．８号明細書から公知の近接スイツチでは、永久磁石
の磁界が２つのホールセンサを貫通する。強磁性始動素
子が磁界へ入れられると、ホールセンサにより検出され
る磁界の強さが変化する。始動素子の位置に応じて、近
接スイツチにより種々の開閉機能が行われる。
【０００６】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３８０７
３３９号明細書から公知の横転兼加速度センサは光電障
壁装置を持つている。強い減速又は特定の傾斜角の超過
の際加速度センサの素子は光源から受先器へ至る光の経
路を通つて移動するので、この移動を検出することがで
きる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、公知
の減速度スイツチに比べて小さい全体大きさ及び少ない
重量を持つ減速度スイツチを小形化された構成で提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による減速度スイ
ツチは、請求項１によれば少なくとも１つの電界効果ト
ランジスタから成り、この電界効果トランジスタのゲー
トが電荷により電荷担体に生じる電界の影響を受け、電
荷担体が弾性的に懸架され、特定の閾値以上の減速度の
ため電荷担体が偏位する結果、電界効果トランジスタの
開閉状態が変化され、電荷担体及びその懸架装置が超小
形機械的に構成されている。
【０００９】それにより、減速度スイツチをマイクロプ
ロセツサ及びＡＳＩＣと共にチツプ上にまとめることが
有利に可能である。超小形機械的部品は、例えばポリメ
タクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）のような適当な成形材料
を使用して、例えばＸ線凹版石版印刷（ＬＩＧＡ）によ
り製造することができる。適当な個数では製造もそれに
応じて有利である。それにより機械装置と電子装置が最
も狭い空間（μｍ範囲）で互いに結合する構想も実現可
能である。
【００１０】本発明による別の解決策では、減速度スイ
ツチが少なくとも１つのトランジスタから成り、このト
ランジスタの制御端子にホール素子の電圧が印加可能で
あり、ホール素子が少なくとも１つの超小形永久磁石に
より発生される磁界の影響を受け、超小形永久磁石又は
その担体が弾性的に懸架され、特定の閾値以上の減速度
のため超小形永久磁石が偏位する結果、ホール素子にト
ランジスタの制御電圧以上のホール電圧が生じて、トラ
ンジスタを導通状態にもたらし、超小形永久磁石、その
担体及びその懸架装置が超小形機械的に構成されてい
る。この解決策では、全体の大きさに関して請求項１に
よる解決策と同じ利点が得られる。
【００１１】請求項３による減速度スイツチでは、弾性
懸架装置が板ばねにより実現されている。これらの板ば
ねを適当な材料除去により簡単に構成できることは有利
である。
【００１２】請求項４による減速度スイツチでは、複数
の電界効果トランジスタが並列接続されている。並列接
続により大きい電流も開閉できることが有利である。
【００１３】請求項５による減速度スイツチでは、複数
の電界効果トランジスタが直列接続されている。それに
より応答信頼性を高めることができる。これは、１つの
トランジスタが万一故障により導通する際、対応する装
置をまだ始動できないことを意味する。
【００１４】請求項６により特定の閾値以上の車両減速
度を検出する減速度スィツチでは、減速度スイツチが少
なくとも１つのフオトトランジスタから成り、このフオ
トトランジスタの感光ベースに超小形機械的導光体の少
なくとも１つの端部が付属せしめられて、特定の閾値以
上の減速度において導光体の位置の変化により、この導
光体を介して光がフオトトランジスタのベースへ導かれ
るようにしている。例えば導光体を櫛状に構成し、導光
体の位置の変化を櫛の端部の曲げとして実現することが
できる。前述した別の解決策に比較して弾性懸架は材料
の弾性によつて行われる。
【００１５】請求項７により特定の閾値以上の車両減速
度を検出する減速度スイツチでは、減速度スイツチが、
複数の空間方向に超小形機械的に弾性的に懸架される少
なくとも１つの発光ダイオードから成り、この発光ダイ
オードに異なる感光面が付属せしめられて、閾値以上の
減速度のため発光ダイオードが偏位する際、発光ダイオ
ードが不動作状態におけるのとは異なる面を照射するよ
うになつている。それにより、例えば縦方向及び横方向
のような種々の方向における減速度を監視することがで
きる。
【００１６】本発明によるすべての解決策では、公知の
機械的安全スイツチにおけるように減速度に関係するす
ぐれた開閉特性、電気的外乱の影響に対する低い感受性
が得られる。公知のハムリンスイツチに比べて小さい全
体の大きさ及び少ない重量が得られる。
【００１７】一般に本発明による減速度スイツチは、従
来の機械的減速度スイツチに代わつて、減速度センサと
共に減速度センサ装置を形成する。しかし本発明による
減速度スイツチのみを、安全にとつて重要な装置を始動
させる減速度センサ装置として設けることも考えられ
る。
【００１８】
【実施例】本発明の実施例が図面に示されている。
【００１９】図１は、矢印２で示される走行方向に対す
る減速度スイツチ１の取付けを示している。地震質量３
は懸架装置としての板ばね４を介して車両に結合されて
いる。板ばね４の足点５は車両に固定的に取付けられて
いる。車両の減速の際地震質量３が走行方向即ち矢印２
の方向に偏位せしめられる。地震質量３は櫛状の電荷担
体６を持つている。車両減速のため地震質量３が適当に
偏位する際、この電荷担体６が動かされて、この電荷担
体６の周りの電界により電界効果トランジスタ７のゲー
トが影響を受けて、これらの電界効果トランジスタ７が
導通するようになつている。減速度スイツチ１は、減速
度の閾値を超過する際初めてこのような影響が可能であ
るように、大きさを定められている。
【００２０】電界効果トランジスタ７は自己阻止形ｎチ
ヤネルＩＧ電界効果トランジスタである。開閉点以上
で、櫛状電荷担体６の正の電荷が、電界効果トランジス
タ７の空乏区域に負の電荷を生じさせる。それにより個
々の電界効果トランジスタが導通する。電界効果トラン
ジスタの並列接続のため大きい電流が流れることができ
る。
【００２１】最初に既に述べたように板ばねの製造は、
ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）からＸ線凹版石版
印刷（ＬＩＧＡ）を使用して行うことができる。それに
より減速度スイツチを小さい全体大きさで製造し、ＡＳ
ＩＣ又はマイクロプロセッサと共にチツプ上に一体化す
ることができる。
【００２２】電界効果トランジスタの代わりにトランジ
スタを使用し、その制御端子をホール素子に接続し、電
荷担体６の代わりに担体を使用し、この担体上に超小形
永久磁石を設けると、本発明の範囲内で別の構成が得ら
れる。車両減速の際これらの超小形永久磁石が適当に偏
位される。ホール素子は車両に固定的に取付けられてい
る。超小形永久磁石の偏位によりホール素子の磁界が変
化する。減速度スイツチを適当に設計すると、合成ホー
ル電圧がトランジスタを導通状態に移行させる制御電圧
以上にあるようにすることができる。このような解決策
によつても減速度スイツチの超小形機械的な実現が考え
られる。
【００２３】別の超小形機械的解決策を図２ないし４に
関連して説明する。
【００２４】図２は減速度スイツチとしての磁性接点ス
イツチを示している。地震質量３としての磁石は板ばね
４に懸架されている。安定性の理由から、これらの板ば
ね４を大きいアスペクト比（構造高さと横方向寸法との
比）で構成することができる。板ばねの自由な可動性は
犠牲層技術で得られる。板ばねの構成のこれらの個々の
特徴は、他の実施例の板ばねにおいても有利である。減
速度が作用すると、磁性材料から成る地震質量３は軟磁
性接点８の方へ動き、そこで両端にそれぞれ磁気北極及
び南極を生じ、接点を開じる。初期位置における漏れ磁
束は、側方の継鉄対により阻止される。その時接点８は
閉じられている。この場合も地震質量３及びその弾性懸
架装置４はＬＩＧＡ技術により有利に製造される。
【００２５】図３は超小形機械的減速度スイツチ１の光
電子構成を示している。本来のスイツチとして並列接続
されるフオトトランジスタ９が使用される。並列接続に
より大きい有効電流を導くことができる。 その感光ベ
ースにＰＭＭＡから成る可動導光櫛１０が対向してい
る。ＰＭＭＡ櫛１０は１つ又は複数の発光ダイオード１
１からの光を供給される。しかしこの櫛１０は最初のう
ちずれて配置されているので、最初のうち光はフオトト
ランジスタ９へ当たらない。導光櫛１０の機能を果たす
能力を検査するため、この位置に別のフオトトランジス
タを設けることも原理的に可能である。櫛１０の端部は
同時に地震質量である。車両減速度が作用すると、櫛端
部は矢印２の方向に点線で示す位置へ偏位され、始まる
光の作用によりフオトトランジスタ９が駆動される。並
列接続されるフオトトランジスタ９から成る減速度スイ
ツチ１が閉じる。
【００２６】図４は全方向減速度スイツチ１の実施例を
示している。このような減速度スイツチ１は、側面衝突
又は後部衝突の場合にも動作することができる。超小形
機械的ばね素子１２で支持される発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）は、その下にある面を照射する。加速度又は減速度
が作用すると、光の円錐は中心から動いて、光抵抗又は
フオトトランジスタから成る感光面としての感光層１３
へ当たる。この励起は、トリガとして別の電子スイツチ
を駆動するのに使用でき、それからこの別の電子スイツ
チは特定の時間閉じたままである。この装置は、（例え
ば０．５ｇないし１ｇの範囲の加速又は減速のような）
通常の走行状況で動作する感光面としての小さい環１４
が一体化される時、更に容易に検査される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の断面図である。
【図２】別の実施例の断面図である。
【図３】更に別の実施例の断面図である。
【図４】第４の実施例の斜視図である。
【符号の説明】
１ 減速度スイツチ ６ 電荷担体 ７ 電界効果トランジスタ ９ フオトトランジスタ １２ 懸架装置 １３，１４ 感光面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミヒヤエル・カウプ ドイツ連邦共和国ホルプ・キルヒベルゲル ヴエーク27 (72)発明者 マンフレート・ミユレル ドイツ連邦共和国ダイツイザウ・オプ・デ ル・シユタイゲ17 (72)発明者 ハラルド・ルドルフ ドイツ連邦共和国チユービンゲン・マリー エンシユトラーセ34

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特定の閾値以上の車両減速度を検出する
    減速度スイツチ（１）が少なくとも１つの電界効果トラ
    ンジスタ（７）から成り、この電界効果トランジスタの
    ゲートが電荷により電荷担体（６）に生じる電界の影響
    を受け、電荷担体（６）が弾性的に懸架され、特定の閾
    値以上の減速度のため電荷担体が偏位する結果、電界効
    果トランジスタ（７）の開閉状態が変化され、電荷担体
    （６）及びその懸架装置（４）が超小形機械的に構成さ
    れていることを特徴とする、減速度スイツチ。
  2. 【請求項２】 特定の閾値以上の車両減速度を検出する
    減速度スイツチ（１）が少なくとも１つのトランジスタ
    から成り、このトランジスタの制御端子にホール素子の
    電圧が印加可能であり、ホール素子が少なくとも１つの
    超小形永久磁石により発生される磁界の影響を受け、超
    小形永久磁石又はその担体が弾性的に懸架され、特定の
    閾値以上の減速度のため超小形永久磁石が偏位する結
    果、ホール素子にトランジスタの制御電圧以上のホール
    電圧が生じて、トランジスタを導通状態にもたらし、超
    小形永久磁石、その担体及びその懸架装置が超小形機械
    的に構成されていることを特徴とする、減速度スイツ
    チ。
  3. 【請求項３】 弾性懸架装置（４）が板ばねにより構成
    されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の
    減速度スイツチ。
  4. 【請求項４】 複数のトランジスタ（７）が並列接続さ
    れていることを特徴とする、請求項１ないし３の１つに
    記載の減速度スイツチ。
  5. 【請求項５】 複数のトランジスタ（７）が直列接続さ
    れていることを特徴とする、請求項１ないし３の１つに
    記載の減速度スイツチ。
  6. 【請求項６】 特定の閾値以上の車両減速度を検出する
    減速度スイツチ（１）が少なくとも１つのフオトトラン
    ジスタ（９）から成り、このフオトトランジスタの感光
    ベースに超小形機械的導光体の少なくとも１つの端部が
    付属せしめられて、特定の閾値以上の減速度において導
    光体の位置の変化により、この導光体を介して光がフオ
    トトランジスタ（９）のベースへ導かれるようにしてい
    ることを特徴とする、減速度スイツチ。
  7. 【請求項７】 特定の閾値以上の車両減速度を検出する
    減速度スイツチ（１）が、複数の空間方向に超小形機械
    的に弾性的に懸架（１２）される少なくとも１つの発光
    ダイオードから成り、この発光ダイオードに異なる感光
    面（１３及び１４）が付属せしめられて、閾値以上の減
    速度のため発光ダイオードが偏位する際、発光ダイオー
    ドが不動作状態（１４）におけるのとは異なる面（１
    ３）を照射するようになつていることを特徴とする、減
    速度スイツチ。
JP10189565A 1997-06-05 1998-06-02 減速度スイツチ Pending JPH11120879A (ja)

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