衝撃センサ

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【発明の名称】	衝撃センサ
【発明者】	【氏名】布施昭【氏名】中田努【氏名】津田裕二
【要約】	【課題】簡単な構成により、さらに小型に構成され、磁気リードスイッチのガラス割れが生じないようにした衝撃センサを提供する。【解決手段】衝撃を検出すべき方向に沿って配設した磁気リードスイッチ１３と、磁気リードスイッチを包囲するスイッチケース１２と、スイッチケースの外周面に対して長手方向に沿って移動可能に支持され且つバネ１５によって一側に向かって付勢された磁石１４を備えた移動部材と、スイッチケース内にて磁気リードスイッチの一方のリード１３ａに一端が接続され且つ他端が他方のリードとほぼ平行に外部に突出している補助リード１６と、さらに補助リードの他端と一側のリードを支持するリード支持板１８を備え、リード支持板１８がスイッチケースの開放端付近に対して固定されるように、衝撃センサ１０を構成する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】衝撃を検出すべき方向に沿って配設された磁気リードスイッチと、この磁気リードスイッチを包囲するスイッチケースと、スイッチケースの外周面に対して長手方向に沿って移動可能に支持され且つバネによって一側に向かって付勢されている磁石を備えた移動部材と、スイッチケース内にて磁気リードスイッチの一方のリードに一端が接続され且つ他端が他方のリードと共に外部へ突出している補助リードと、を含んでいる衝撃センサにおいて、上記補助リードの他端と一側のリードを支持するリード支持板を備えており、このリード支持板が上記スイッチケースの開放端付近に対して固定されていることを特徴とする、衝撃センサ。
【請求項２】スイッチケースの内部が、充填樹脂により充填されていることを特徴とする、請求項１に記載の衝撃センサ。
【請求項３】スイッチケースの内部が、充填樹脂により充填されていると共に、リード支持板がこの充填樹脂により保持されていることを特徴とする、請求項１に記載の衝撃センサ。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車などの事故等の際に、車体に加えられる衝撃を検出して、エアバッグやシートベルトのシステムを起動させるための磁気リードスイッチを利用した衝撃センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような衝撃センサとしては、例えば図３に示すような磁気リードスイッチを利用した衝撃センサが知られている。図３において、衝撃センサ１は、自動車の車体等に対して取り付けられるケース２と、このケース２内にて、衝撃を検出すべき方向、例えば自動車の前後方向に沿って延びるように配設された中空円筒状のスイッチケース３と、このスイッチケース３内に挿入された磁気リードスイッチ４と、スイッチケース３の長手方向に沿って摺動可能に嵌挿された中空円筒状の磁石５と、この磁石５を図面にて左方へ付勢するコイルバネ６とから構成されている。
【０００３】上記磁気リードスイッチ４の二つのリード４ａ，４ｂに取り付けられるフレーム７ａ，７ｂは、上記スイッチケース３の開放端に嵌合するように形成されたベース部７ｃに一体に成形されることにより、リードフレーム７として構成されており、各フレーム７ａ，７ｂは、図示しないリード線を介して、外部の適宜構成の検出回路（図示せず）に接続されている。また、上記磁石５は、図示の場合右側端にて、外周面に設けられた小径部５ａを備えており、この小径部５ａにより、軸方向に関して段部５ｂを有することになる。これにより、上記コイルバネ６は、その左端がこの段部５ｂに係合することにより磁石５を図面にて左方へ付勢している。
【０００４】このように構成された衝撃センサ１によれば、本衝撃センサ１が取り付けられている自動車等が停止している場合や通常の走行をしている場合には、この衝撃センサ１にはあまり高い加速度が作用しないので、磁石５は、コイルバネ６の張力によってスイッチケース３の左端に設けられたストッパ３ａに当接しており、磁気リードスイッチ４から比較的離れている。従って、磁気リードスイッチ４はその接点部が磁石５の磁力の影響を受けないので、オフ状態にある。
【０００５】この状態から、例えば自動車の走行中に、自動車が事故等により急激に停止した場合など、衝撃が作用した場合には、衝撃センサ１は、図面にて矢印Ａで示すように右方に向かって移動している状態から急激に停止せしめられ、磁石５は比較的大きな負の加速度を受ける。
【０００６】これにより、磁石５はコイルバネ６の張力に抗してスイッチケース３に沿って右方へ移動する。そして、磁気リードスイッチ４の接点部に作用する磁石５の磁力が所定値以上の大きさになったとき、この磁気リードスイッチ４は、その接点部が磁石５の磁力によってオン状態に転換せしめられる。
【０００７】その後、自動車等が停止して磁石５の加速度が所定値以下になったとき、磁石５はコイルバネ６の張力に対して抗することができなくなって、コイルバネ６の張力に基づいてスイッチケース３の左方へ移動して、再び最初の位置に戻されるので、磁気リードスイッチ４は、その接点部がオフ状態に転換せしめられる。
【０００８】こうして、磁気リードスイッチ４は、上述したオン転換時からオフ転換時までの間だけオン状態が継続することになり、このオン状態が、接続された検出回路によって検出され、エアバッグやシートベルトシステムが起動して自動車の乗員の安全が確保されることになる。
【０００９】ここで、上記衝撃センサ１の組立ての際には、先ずスイッチケース３に対して、図３にて左方からコイルバネ６と円筒状の磁石５を装着する。そして、スイッチケース３をケース２内に挿入して、スイッチケース３をケース２に対して超音波溶着等により固定する。また、前以てベース部７ｃを一体成形したリードフレーム７のフレーム７ａ，７ｂを、それぞれ磁気リードスイッチ４のリード４ａ，４ｂに対してスポット溶接することにより、リードスイッチフレームを構成した後、このリードスイッチフレームをスイッチケース３内に挿入する。そして、このベース部７ｃをスイッチケース３の開放端に嵌合させて、磁気リードスイッチ４及びベース部７ｃの周縁付近を樹脂で充填することにより、リードスイッチフレームがスイッチケース３に対して保持されるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した構成の衝撃センサ１においては、リードフレーム７は、二つのフレーム７ａ，７ｂが、一体成形されたベース部７ｃにより確実に固定されていることから、フレーム７ａ，７ｂの引張り強度，屈曲強度等、そして製造の全自動化の点において望ましいものであるが、リードフレーム７と磁気リードスイッチ４のリード４ａ，４ｂとのスポット溶接を自動化するためには、リードフレーム７がある程度の大きさを必要とすることから、より一層小型化することは困難である。
【００１１】これに対して、磁気リードスイッチ４のリード４ａ，４ｂに補助リードを取り付けて、スイッチケース３に対して固定せずに、充填樹脂のみによって保持する方法も可能ではあるが、例えば硬化後の硬度が比較的低いシリコン系充填樹脂を使用する場合には、衝撃センサ１から突出するリード等を曲げるとき、あるいは製造過程において、リード等に応力が加わってしまうとき等において磁気リードスイッチ４のガラス封止部分にも応力が加わって、ガラス割れ等が生ずることがあるという問題があった。
【００１２】本発明は以上の点に鑑み、簡単な構成により、さらに小型に構成され得るようにした衝撃センサを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明によれば、衝撃を検出すべき方向に沿って配設された磁気リードスイッチと、この磁気リードスイッチを包囲するスイッチケースと、スイッチケースの外周面に対して長手方向に沿って移動可能に支持され且つバネによって一側に向かって付勢されている磁石を備えた移動部材と、スイッチケース内にて磁気リードスイッチの一方のリードに一端が接続され且つ他端が他方のリードと共に外部に突出している補助リードと、を含んでいる衝撃センサにおいて、上記補助リードの他端と一側のリードを支持するリード支持板を備えており、このリード支持板が上記スイッチケースの開放端付近に対して固定されるように構成した。
【００１４】本発明による衝撃センサは、好ましくは、スイッチケースの内部が、充填樹脂により充填されている。
【００１５】本発明による衝撃センサは、好ましくは、スイッチケースの内部が、充填樹脂により充填されていると共に、リード支持板がこの充填樹脂により保持されている。
【００１６】上記構成によれば、例えば本衝撃センサを自動車の車体等に対して装着した場合、自動車が急激に停止したとき、移動部材は、慣性質量によってコイルバネの張力に抗して移動せしめられ、その後、この移動部材に作用する加速度が所定値以下になったとき、バネの張力に基づいて元の位置に戻される。これにより、磁気リードスイッチは、その接点部に対向する位置に移動部材が位置するとき、磁石の磁界が作用して接点部がオンとなることから、磁気リードスイッチのオンオフ状態が、磁気リードスイッチのリード等を介して外部の検出回路によって検出され、エアバッグやシートベルトシステムが起動して乗員の安全が確保される。
【００１７】この場合、上記磁気リードスイッチのリード及び補助リードは、リード支持板により支持されていると共に、このリード支持板が、スイッチケースに対して取り付けられることにより、磁気リードスイッチのリード及び補助リードがスイッチケースに対して保持され得るようになっている。従って、上記リード支持板は、補助リードをスイッチケースに対して保持するためにのみ作用すればよく、リードフレームのフレームを固着保持する必要がないことから、特に長手方向に関してより一層小型に構成できる。
【００１８】スイッチケースの内部が充填樹脂により充填されている場合には、スイッチケースは充填樹脂によって封止されることになる。
【００１９】スイッチケースの内部が、充填樹脂により充填されていると共に、リード支持板がこの充填樹脂により保持されている場合には、スイッチケースの内部を封止する充填樹脂によって、リード支持板を同時に保持できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した一例に基づいて、この発明を詳細に説明する。図１はこの発明による衝撃センサの一実施形態を示している。図１において、衝撃センサ１０は、自動車の車体等に対して取り付けられるケース１１と、このケース１１内において、衝撃を検出すべき方向（例えば、自動車の前後方向）に沿って延びるように配設された中空円筒状のスイッチケース１２と、このスイッチケース１２内に挿入された磁気リードスイッチ１３と、上記スイッチケース１２の長手方向に沿って摺動可能に嵌挿された移動部材を構成する円筒状の磁石１４と、この磁石１４を図面にて右方へ付勢するバネ部材、例えばコイルバネ１５とから構成されている。
【００２１】上記磁気リードスイッチ１３の二つのリード１３ａ，１３ｂのうち、一方のリード１３ａには補助リード１６が取り付けられ、この補助リード１６と他方のリード１３ｂとは共にほぼ平行して外部へ突出し、上記スイッチケース１２の開放端に対して固定され得るように形成された支持板１８に支持されることにより、リード１３ｂ及び補助リード１６は図示しないリード線を介して、外部の適宜構成の検出回路（図示せず）に接続されている。ここで、図１に示すように、スイッチケース１２は、ケース１１内に挿入された状態にて、その内部が充填樹脂１７により封止されると共に、上記支持板１８がスイッチケース１２に対して保持され得るようになっている。
【００２２】また、上記磁石１４は、図示の場合、右側付近にて外周面に設けられたフランジ部１４ａを備えており、このフランジ部１４ａにより、軸方向に関して段部１４ｂを有することになる。これにより上記コイルバネ１５は、その右端がこの段部１４ｂに係合して、磁石１４を図面にて右方へ付勢するようになっている。
【００２３】本発明による衝撃センサ１０は以上のように構成されており、この衝撃センサ１０を取り付けた自動車等が停止している場合や通常の走行をしている場合は、この衝撃センサ１０にはあまり高い加速度が作用しないので、磁石１４は、コイルバネ１５の張力によってスイッチケース１２の右端の外周に設けられた段部によるストッパ１２ａに当接された状態となっている。従って、磁石１４は、スイッチケース１２内に挿入された磁気リードスイッチ１３に対向するように位置している。このため、磁気リードスイッチ１３は、その接点部が磁石１４の磁力の影響を受けるので、オン状態にある。
【００２４】この状態から、例えば自動車の走行中に、自動車が事故等により急激に停止した場合など、衝撃が作用した場合には、衝撃センサ１０は、図面にて矢印Ａで示すように左方に向かって移動している状態から、急激に停止せしめられるので、磁石１４は比較的大きな負の加速度を受ける。従って、この磁石１４は、その慣性質量に基づいてスイッチケース１２に関して相対的に矢印Ａ方向に向いた慣性力を受けることになる。
【００２５】これにより、磁石１４は、コイルバネ１５の張力に抗してスイッチケース１２に沿って左方に移動することになり、磁気リードスイッチ１３の接点部に作用する磁石１４の磁力が所定値以下の大きさになったとき、磁気リードスイッチ１３は、その接点部が磁石１４の磁力の影響を受けなくなって、オフ状態に転換せしめられる。
【００２６】その後、自動車等が停止することにより、上記磁石１４の加速度が所定値以下になったとき、磁石１４はコイルバネ１５の張力に対して抗することができなくなって、コイルバネ１５の張力に基づいてスイッチケース１２の右方へ移動し、再び最初の位置に戻される。この際、磁気リードスイッチ１３の接点部に作用する磁石１４の磁力が、所定値以上の大きさになったとき、磁気リードスイッチ１３はその接点部がオン状態に転換せしめられる。
【００２７】こうして、磁気リードスイッチ１３は、上述したオフ転換時からオン転換時までの間だけオフ状態が継続することになり、このオフ状態が、接続された検出回路によって検出され、エアバッグやシートベルトシステムが起動されて自動車の乗員の安全が確保されることになる。
【００２８】ここで、上記衝撃センサ１０の組立の際には、先ずスイッチケース１２に対して、図１にて左方からコイルバネ１５と円筒状の磁石１４を装着して、ケース１１内に挿入し、超音波溶着等によりケース１１に対して固定する。他方、磁気リードスイッチ１３のリード１３ａに対して、補助リード１６をスポット溶接することにより、リードスイッチ組立体を構成した後、このリードスイッチ組立体をスイッチケース１２内に挿入する。そして、支持板１８を、リード１３ａ，補助リード１６を支持するように挿入して、上記リードスイッチ組立体を保持する。尚、スイッチケース１２内に挿入する前に、リードスイッチ組立体に対して支持板１８を組み付けるようにしてもよい。その後、図２に示すように、支持板１８の両端をスイッチケース１２の開放端に係合させた後、スイッチケース１２の内部に、例えばシリコン系充填樹脂１７を充填することにより、スイッチケース１２が封止されると共に、支持板１８がスイッチケース１２に対して保持されることになる。
【００２９】従って、上記リードスイッチ組立体は、支持板１８を介してスイッチケース１２に対して確実に保持される。これにより、例えばリード１３ｂ及び／または補助リード１６が曲げられたとき、これらリード１３ｂ，補助リード１６が支持板１８により保持されていることから、磁気リードスイッチ１３のガラス封止部に応力が加わって、ガラス割れ等が生ずることがない。
【００３０】尚、図１に示すように、上記支持板１８は、両端部が「コ」字形に内側に延びるように形成されている。これにより充填樹脂１７がスイッチケース１２の小径部付近まで回り込みやすくなり、気泡等の発生による充填樹脂の封止不良が排除されることになる。また、支持板１８は、その幅が狭く形成されることにより、同様の効果が得られることになる。これにより、上記支持板１８は、その両側においても充填樹脂１７により保持されることになるので、支持板１８から長手方向外側の充填樹脂１７の厚さが比較的薄くて済み、長手方向に関して小型に構成され得る。
【００３１】以上の実施形態において、磁石１４は、移動部材を兼ねているように構成されているが、スイッチケース１２の長手方向に沿って摺動可能に嵌挿された別体の環状の移動部材に対して装着されていてもよい。また、上記実施形態においては、磁気リードスイッチ１３は、慣性力が作用したときオフとなる常閉型として構成されているため、常開型に比較してより小型に構成されている。これにより、衝撃センサ１０は長手方向に関してより一層小型に構成され得ることになる。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、磁気リードスイッチのリード及び補助リードは、リード支持板により支持されていると共に、このリード支持板がスイッチケースに対して取り付けられることにより、磁気リードスイッチのリード及び補助リードがスイッチケースに対して固定保持されるようになっている。従って、上記リード支持板は補助リードをスイッチケースに対して支持するためにのみ作用すればよく、リードフレームのフレームを固着保持する必要がないことから、特に長手方向に関してより一層小型に構成され得る。かくして、本発明によれば、簡単な構成により、さらに小型に構成されるようにした、極めて優れた衝撃センサが提供される。

【出願人】	【識別番号】５９０００５９１１【氏名又は名称】株式会社日本アレフ
【出願日】	平成９年（１９９７）７月８日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】平山一幸（外１名）
【公開番号】	特開平１１－２３６１２
【公開日】	平成１１年（１９９９）１月２９日
【出願番号】	特願平９－１８２５０７