JPH0338688B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は車輌の衝突感知スイツチ、特に自動車
の衝突の際にエアバツグを膨満させる引金として
作用する加速スイツチに関する。

［従来の技術］ 自動車及びその他の乗車用安全装置としてエア
バツグの開発が進むにつれて、衝突の際にエアバ
ツグ空気圧入器を作動させる衝突感知装置の需要
が高まりつつある。これには車の急激な速度変化
を感知し、減速が限界量よりも大きくなつたらス
イツチを作動させる検知装置を車輌に取付けねば
ならない。最も効果的であるためには衝突感知装
置を車輌の前部、例えば速度変化が最も急激であ
り、しかも衝突発生から作動までの時間遅延が最
も小さいフロントバンパに取付けるのが好まし
い。ところが、このような場所では衝突とは関係
がないのに比較的大きい他の力が装置に作用す
る。従つて、装置は方向を感知でき、構造が強固
で、車輌の前部に通常作用する極めて短時間の高
加速を弁別するだけでなく、例えば急ブレーキを
かける際のように比較的長時間に亘つて起こる大
きい速度変化をも弁別できねばならない。

慣性質量を利用する衝突感知装置は例えは米国
特許第3556556号及び第3750100号などですでに公
知である。加速力または減速の作用下での慣性質
量の運動を用いる同種の慣性スイツチもすでに提
案されている。これらの公知装置は加速感知用と
して使用されるだけでなく、流体制動により、加
速積分に応答する速度計としても使用されてい
る。流体制動は閉鎖チエンバ内に慣性質量を収納
し、この慣性質体をチエンバを２分するピストン
として作用させることによつて提供された。ピス
トンに作用する力は運動するピストンの縮小空盒
側から増大空盒側へ、例えばピストン周りの空盒
を通つて、また両空盒間の管状通路を通つて流体
が移行することにより緩衝される。この点につい
ては米国特許第3632920号及び第3300603号を参照
されたい。

このようなピストン制動式の装置にあつては、
速度に応じた制動力を運動中のピストンの圧縮側
から真空側へオリフイスを通つて流動する流体の
性質によつて制御することができる。このような
公知の制動式加速スイツチは衝突感知装置として
有効に作用するのに必要な特製を得るために極め
て高い製造制度を必要とする。この公知ピストン
装置または信頼度に乏しく、温度変化に際して性
能が安定しない。

一方、粘性制動を使用しているものとして米国
特許第4097699号があるがこの先行技術では自動
車が凹凸のひどい道を走つたり、何かが当たつた
りしたときのように高加速ではあるがごく短い時
間内に生じる衝撃に対して慣性質量の移動を制限
するための性能の良い、しかも安価な機構は用い
られてない。

［発明が解決しやうとする課題］ 本発明は衝撃時間が比較的長いか比較的短い非
衝突事象に対しては感度が鈍く、本当の衝突に固
有の衝撃特性に対しては最大の感度を有する衝突
感知スイツチを提供する。本発明の衝突感知スイ
ツチまたは広い温度範囲に亘て安定した、且つ反
復性の性能を発揮し、しかも製造コストが極めて
低い加速感知装置である。

［課題を解決するための手段］ 本発明は気体及び軸を収容するチエンバを有す
るベースと、チエンバ内に装着され、軸に沿うベ
ースの減速及び質量の慣性に応じて軸に沿つて移
動する質量と、質量とベースとの間で、質量の慣
性に抗して作動する弾性変形部材と、質量の制動
部材と、質量の初期の慣性運動中に、ベースと制
動部材との間でチエンバの体積の一部をシールし
空盒とし、質量の慣性に抗する作用をする真空状
態を上記空盒内に生じ、質量の所定量の移動の後
でシールが漏れ空盒をチエンバの残りの部分と連
通させて真空状態を解放するベースと制動部材と
の間にあるシール部材と、制動部材が、シールが
解かれた後に質量の慣性に抗して制動部材上で作
用する粘性抗力を気体によつてチエンバ内に生じ
ることと、質量お所定量の移動によつて始動され
るスイツチとから構成される加速感知装置であ
り、自動車がポツトホールにぶつかつて生じる場
合のように高加速がごく短い持続時間の間生じる
ときは、前記制動部材上で作用する真空状態が前
記質量の移動が前記スイツチの始動限界を越える
のを阻止し、急ブレーキをかけた時のように高加
速が長い持続時間の間生じるときは、前記シール
が漏れ、前記質量の移動が上記スイツチの始動限
界を越えない程度に上記弾性変形部材と粘性抵抗
に抗して移動し、衝突した場合のように非常に高
い加速が長い持続時間の間生じるときは、前記質
量の移動が前記限界を越えて移動して前記スイツ
チを始動させる。

［作用］ 要約すれば、本発明は軸に沿つて移動できるよ
うに支持されたばね付勢可動体を採用し、可動体
上に支持され、常態では咬合面と咬合する扁平デ
イスクによつて気体制動を達成する。加速力が可
動体に作用する時、咬合面の間の真空常態の空盒
への空気流入を周縁に設けたシール部材が制限す
る。加速力が所定時間に亘つて加わつた場合にの
み空盒への空気漏れにより可動体の移動が可能に
なる。移動量が所定量を越えるとシール効果が解
かれ、咬合面間の圧力が周囲圧と等しくなつて可
動体が加速し、スイツチを作動させる。

［実施例］ 図中、１０はプラスチツクとの他の非可撓不導
体を成形して得たベースであり、ベース１０上に
は同じく適当なプラスチツクまたはその他の非可
撓不導体を成型して得た円筒カツプ形カバー１２
が支持されている。本発明装置を衝突感知装置と
して利用する場合、ベースを自動車などの垂直が
前向き面にすればよい。

カツプ形カバー１２の開口端に弾性変形部材と
してのうず巻きばね１４を固定する。第１図に示
すように、このうず巻きばねはうず巻きアーム１
５，１５′を具備し、これが中心部１６に向かつ
て、内方へうず巻いている。慣性質量としての中
心ロツド１８のフランジ２０をばね１４の中心部
１６に固定する。ロツド１８の外端はカツプ形カ
バー１２の端壁に形成したオーバサイズ孔２２の
咬合する。うず巻きばね１４はロツドがその軸方
向に移動し、フランジが鎖線位置２０′に達する
のを許す。ここでばねがロツド１８に復元力を作
用させ、この復元力がロツド１８の運動に抵抗
し、ロツドを常態の非動作位置に復帰させる。ロ
ツド１８はベース１０がロツド１８の軸と平行な
方向に加速または減速されるとベース１０に対し
て運動する慣性質量として作用する。うず巻きば
ねは復元力を提供するたけでなく、ロツド１８を
ベース１０と軸整列させる心立て部材としても作
用する。

第２図上、右方へのロツド１８の移動で、ロツ
ド１８の端部がスイツチとしての接点板ばね２６
と咬合する。接点板ばねは扁平な可撓金属端子２
８によつて支持されている。端子の一部を切欠い
てタブ２９を形成し、これを接点板ばね２６の頂
面上に折返して該接点板ばねを固定する。端子２
８に形成した開口部３１にロツド１８を挿通して
接点板ばね２６との接触を可能にする。端子２８
をベース１０に成形押込みし、一端２８′をベー
スの外側に突出させることにより外部接続部を提
供する。端子２８の他端を片持ばり式に突出さ
せ、接点板ばね２６をロツド１８の端部に向かつ
てたわませることにより常態位置におけるロツド
１８の端部との間のギヤツプを縮小するように調
整できる校正用締めねじ３０によつて移動させる
ことができるようにする。従つて、ギヤツプを閉
じて接点板ばね２６と接触するためロツド１８が
軸方向に移動しなければならない距離を前記締め
ねじ３０によつて調整できる。うず巻きばね１４
と一体的な第２外部接点３２はロツド１８との外
部接続部を形成する。好ましくはフオーム材から
成る部材３４を接点板ばね２６用の緩衝材として
作用させることにより、ロツド１８が接点板ばね
２６と接触する際の接触バウンドを解消または軽
減する。

うず巻きばね１４の力はベースに設けた１対の
締めねじ４０によつて調整できる。この締めねじ
４０はばね１４のアーム１５，１５′の外端と咬
合するように位置ぎめする。ねじがばねに圧接す
ると、ばねアームをたわませ、ロツド１８のフラ
ンジ２０に加わうばねの力を増大させる。即ち、
締めねじを調整することで、ロツドが接点板ばね
２６と咬合する方向に移動できる前に克服しなけ
ればならないばねの蓄勢力が増大する。

衝突感知スイツチの所要の特性を得るために
は、接点板ばね２６と接触するロツドの運動が所
定の大きさ及び持続時間の加速衝撃に対して極め
て敏感でなければならない。比較的大きいが持続
時間の比較的短い衝撃も、比較的小さい持続時間
の比較的長い衝撃スイツチを閉じる結果となつて
はならない。この必要特性はロツド１８の運動に
伴なつて作動する気体制御部材によつて制御され
る。第２図から明らかなように、この気体制動部
材はカツプ形カバー１２の内端壁内に成形埋込ま
れた円錐台形金属デイスク４６を含む。このデイ
スクはロツド１８の軸と直交方向の扁平金属面を
提供する。円錐台形デイスク４６には孔２２ロツ
ド１８を挿通するための中心孔を設ける。扁平な
き属補助デイスク５０を介して円錐台形デイスク
４６に可撓デイスク４８を締付ける。補助デイス
クは可撓デイスク４８に形成した小孔を通して好
ましくはスポツト溶接、ろう接その他の方法でデ
イスク４６に固定することにより可撓デイスク
の、補助デイスク５０の外周縁を越えて突出して
いる外周縁部を固定する。

ロツド１８のフランジ５４に制御部材５２を固
定する。この制動部材としてはカツプ形の板が好
ましいが扁平デイスクや円錐板でもよい。制動部
材の外周縁はこれを取囲んでいるいかなる構造物
とも接触しないから、制御部材の運動に影響する
周囲空気の粘性制動を除いていかなる制約力も受
けず自由に運動することができる。ベースが減速
されると、制御部材はロツド１８と共に鎖線位置
５２′まで移動する。好ましい実施例の場合、カ
ツプ形制動部材５２はシール部材としての円筒状
唇状部５６を含み、円筒状唇状部５６は補助デイ
スク５０よりもやや直径が大きい。従つて、カツ
プ形制動部材の端壁はばね１４の付勢に呼応して
補助デイスク５０の扁平面と接触する。同時に、
唇状部５６が可撓デイスク４８の外周縁に圧接し
て可撓デイスク４８を第２図に示す位置までたわ
ませる。補助デイスク５０からはみ出ている可撓
デイスク４８の外周部分とカツプ形制動部材５２
の内側との間に極めて狭い空盒５５が形成され
る。なべ１４の蓄勢力によつて互いに圧接させら
れると制動部材５２及び補助デイスク５０の咬合
面間の空盒からほとんどすべての空気が排除され
る。

作動中、ベースに加速力が加わつてベースをロ
ツド１８の端部に向かつて移動させると、製造部
材５２及び補助デイスク５０がロツド１８及び制
動部材５２によつて表わされる質量の慣性下に互
いに離脱しようとする。その結果、制御部材５２
と可撓デイスク４８との間の空盒が増大する。こ
の空盒増大の結果、カツプ形制動部材５２の内側
に作用する圧力が降下する。こうして生じた圧力
差が制動部材を補助デイスクに向かつて付勢し、
スイツチ閉成方向への制動部材５２及びロツド１
８の移動に抵抗する。

しかし、加速衝撃の持続時間が充分に長ければ
制動部材５２と補助デイスク５０との間の空盒に
空気が漏入して圧力を平衡化し、制動部材５２に
対する抵抗力を弱める。この漏入はシール部材と
しての唇状部５６と可撓デイスク４８との間のシ
ールが不完全であることによる。制動部材５２を
挟んで圧力を平衡させるための間〓５５への空気
漏入は可撓デイスク及び／または制動部材に所期
の空気量漏入を可能にする単数または複数の孔を
形成することにより促進し、且つ制御することが
できる。ただし、持続時間が短い高レベルの加速
衝撃ならば、空気漏入よりも空盒増大の方が速
く、部分真空が発生し、これがロツド１８の運動
を著しく制約する。衝撃の大きさが極めて大きい
か、加速の持続時間が充分に長い場合のみ、制御
部材５２を挟んだ圧力差にもかかわらずロツドが
移動する。ロツドはばね１４の作用に抗して、可
撓デイスク４８と咬合から唇状部５６をい解放す
るのに充分な距離だけ移動する。その結果、シー
ルが解かれ、ほとんど瞬間的に圧力が平衡化す
る。この常態でロツド１８の質量はもつと自由に
移動できるようになり、ばね１４のたわみによつ
て生ずる復元力及び制動部材が周囲空気中を移動
する際の粘性制動効果だけがロツドの運動を制約
する。これは空中を降下するパラシユートに作用
するとの同様の粘性制動である。

本発明は上記のような制動部材を採用したか
ら、本発明装置は低レベル、長時間の加速衝撃に
対してはほとんど無制動のばね付勢慣性質量のよ
うに応答するが、衝撃の持続時間が短くなるに従
つて次第にその運動が制動されるようになる。即
ち、短い衝撃に対して気体制動効果が有効に作用
する。

気体制動スイツチの作用特性を示す第４図のグ
ラフ加速衝撃の持続時間とスイツチング限界とを
画いたものである。グラフから明らかなように、
衝撃の持続時間が短くなるに従つて制動限界ガ高
くなる。即ち、持続時間の短い衝撃の場合、スイ
ツチを作動させる限界を越えるには加速の大きさ
が極めて大きくなければならない。また、ばね質
量限界は加速衝撃の持続時間と共に増大する。ば
ね質量と制動効果とを組合わせることにより、中
間的な衝撃持続時間において最高感度（最小加速
大きさ）が必要となる複合限界特性が得られる。
このような特性（例えばハンマーによる打撃、岩
などの衝突から生ずる鋭い衝撃や、チヤツク・ホ
ールなどがぶつかつて生ずる衝撃に対するスイツ
チ感度を低下させるために必要な特性）は従来の
加速スイツチ構成では極めて達成し難かつたので
ある。急ブレーキのような持続時間の長い加速に
対してもスイツチ感度が低く抑えられる。制動と
ばね付勢質量の慣性応答を正しく整合させること
により、通常の衝突に現われる衝撃持続時間に最
大感度域を反応させることができる。角度のあ
る、即ちソフトな、自動車の正面衝突において生
ずる加速衝撃の持続時間の範囲は既知である。本
発明の衝突感知スイツチはこのような条件下で最
大感度を示す比較的長いか、または比較的短い持
続時間を特徴とする非衝突事象に対しては敏感に
応答しないように構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好ましい実施例を示す頂面
図、第２図は第１図のほぼ２−２線における断面
図、第３図は第１図のほぼ３−３線における部分
断面図、第４図は本発明装置の作用特性を示すグ
ラフである。 １０……ベース、１２……カバー、１４……ば
ね（弾性変形部材）、１８……ロツド（慣性質
量）、２０……フランジ、２６……接点板ばね
（スイツチ）、３０……締めねじ、２……緩衝材、
４０……締めねじ、４６……金属デイスク、４８
……可撓デイスク、５０……補助デイスク、５２
……制動部材、５５……空盒、５６……唇状部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自動車の衝突と同時に起きる加速を感知する
   のに使用する加速感知装置であつて、 (a) 気体及び軸を収容するチエンバを有するベー
   スと、 (b) チエンバ内に装着され、前記軸に沿う前記ベ
   ースの減速及び質量の慣性に応じて前記軸に沿
   つて移動する質量と、 (c) 前記質量と前記ベースとの間で、前記質量の
   慣性に抗して作動する弾性変形部材と、 (d) 前記質量の制動部材と、 (e) 前記質量の初期の慣性運動中に、前記ベース
   と前記制動部材との間で前記チエンバの体積の
   一部をシールして空盒を形成し、前記質量の慣
   性に抗する作用をする真空状態を上記空盒内に
   生じ、前記質量の所定量の移動の後でシールが
   漏れ前記空盒をチエンバの残りの部分と連通さ
   せて真空状態を解放する前記ベースと前記制動
   部材との間にあるシール部材と、 (f) 前記制動部材が、前記シールが解かれた後に
   前記質量の慣性に抗して該制動部材上で作用す
   る粘性抗力を気体によつて前記チエンバ内に生
   じることと、 (g) 前記質量の所定量の移動によつて始動される
   スイツチと から成り、 高加速がごく短い持続時間生じるときには、前
   記制動部材上で使用する真空状態が前記質量の移
   動が前記スイツチの始動限界を越えるのを阻止
   し、 高加速が長い持続時間生じるときは、前記シー
   ルが漏れ、前記質量の移動が上記スイツチの始動
   限界を越えない程度に上記弾性変形部材と粘性抗
   力に抗して移動し、 衝突の場合のように非常に高い加速が長い持続
   時間生じるときは、前記質量の移動が前記限界を
   越えて移動して前記スイツチを始動させる ことを特徴とする加速感知装置。 ２ 前記制動部材がデイスクであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の加速感知装
   置。 ３ 前記デイスクが半径方向に突出する薄い板で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
   載の加速感知装置。 ４ 前記チエンバの空盒内にチエンバの空盒の内
   外へ通じる制限された気体通路をなす小開口を含
   む特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに
   記載の加速感知装置。 ５ 前記シール部材が、前記デイスクと咬合する
   ベースの唇状部を含むことを特徴とする特許請求
   の範囲第３項に記載の加速感知装置。 ６ 前記弾性変形部材が、所定量の移動中に前記
   デイスクを付勢して前記唇状部と咬合させること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の加速
   感知装置。 ７ 前記弾性変形部材が扁平ばねデイスクを含
   み、前記質量が前記デイスクの中心に固定されて
   おり、前記ばねの外周が前記ベースに固定されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第６項のいずれかに記載の加速感知装置。 ８ 前記質量の加速レベル及び該質量が前記スイ
   ツチの咬合する前に加速が作用する時間を調節す
   るめに前記スイツチと前記質量との間の間〓を調
   節する部材を含む特許請求の範囲第１項乃至第７
   項のいずれかに記載の加速感知装置。