加速度検知装置

トップ :: G 物理学 :: G01 測定;試験

【発明の名称】	加速度検知装置
【発明者】	【氏名】坂本和教【氏名】川村健貴【氏名】竹内務【氏名】藤田浩一
【要約】	【課題】ウエイトの初期位置への復帰を確実にすると共に第１及び第２の接点端子の導通・非導通の信頼性を向上させること。【解決手段】スプリング７の付勢力に抗したウエイト３の揺動動作で、第１の接点端子４２の接触部分４４がウエイト３の揺動中心を中心とした円弧面３ａ上にこの円弧面３ａに形成された係合溝３１ｃから外れて乗り上げることで第２の接点端子４３と接触して、第１の接点端子４２と第２の接点端子４３とを導通状態とするようにした。

【特許請求の範囲】
【請求項１】ハウジング内に揺動自在に支持され入力された加速度に応じて揺動動作するウエイトと、前記ハウジングと前記ウエイトとの間に配設され前記ウエイトが初期位置で保持されるように前記ウエイトを一方向に揺動付勢するスプリングと、前記ウエイトの揺動中心を中心とした前記ウエイトの円弧面に設けられた係合溝と、前記ハウジング内に前記ウエイトの前記円弧面に対向して保持され前記ウエイトの他方向の揺動動作により互いに接触して導通状態となる第１及び第２の接点端子と、前記第１の接点端子に設けられ前記ウエイトが初期位置にある時に前記係合溝と係合して前記第２の接点端子との非接触状態を維持すると共に前記ウエイトの他方向の揺動動作により前記係合溝から前記円弧面上に乗り上げて前記第２の接点端子と接触し且つ前記円弧面と摺接する接触部分とを有する加速度検知装置。
【請求項２】前記ウエイトに設けられ前記係合溝が形成され且つ前記接触部分が摺接する前記ウエイトの円弧面を構成する樹脂層を有する、請求項１記載の加速度検知装置。
【請求項３】前記第２の接点端子に設けられ前記円弧面と摺接する接触部分との接触を介してたわまされて前記接触部分と接触する被接触部分を有する、請求項１記載の加速度検知装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の衝突時等の衝撃により発生する加速度を検知する加速度検知装置に関するもので、車両のエアバッグ等の衝突安全装置の起動用スイッチとして利用される。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の加速度検知装置としては、特開平８－２３５９８１号公報に示されるものが知られている。
【０００３】これは、ハウジング内に揺動自在に支持され入力された加速度に応じて揺動動作するウエイトと、ウエイトに設けられウエイトと一体に揺動動作するカムと、ハウジング内にカムと対向して保持されウエイトの揺動動作により互いに接触して導通状態となる第１及び第２の接点端子と、第１の接点端子に形成されカムとたわみ力をもって当接してウエイトが初期位置にある時に第２の接点端子との非接触状態を維持すると共にウエイトの揺動動作でカムによってたわみ力が増す方向に押圧されて第２の接点端子と接触する接触部分とを有するものである。
【０００４】この従来装置では、ウエイトは、第１の接点端子の接触部分のたわみ力によってカムを介して初期位置に保持されており、ウエイトが第１の接点端子の接触部分のたわみ力に抗して揺動動作すると、この接触部分は、カムにより押圧されてよりたわまされ、第２の接点端子と接触する。この接触部分と第２の接点端子との接触により、第１及び第２の接点端子を導通状態としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来装置であると、ウエイトが揺動し続けるかぎり、第１接点端子の接触部分がカムにより押圧されてそのたわみ力が増し続けるようによりたわまされていくので、使用頻度が増すと、この接触部分が塑性変形を起こす恐れがあり、この結果、第２の接点端子との接触状態を解除することやウエイトを初期位置へと復帰させることが困難となったりする恐れがある。又、ウエイトの揺動動作時、カムが必要以上に接触部分を押圧しないようにカム形状を変更すると、ウエイトを初期位置へと復帰させることが困難となってしまう。
【０００６】故に、本発明は、ウエイトの初期位置への復帰を確実にすると共に第１及び第２の接点端子の導通・非導通の信頼性を向上させることを、その技術的課題とすものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決するために本発明において講じた技術的手段は、ハウジング内に揺動自在に支持され入力された加速度に応じて揺動動作するウエイトと、前記ハウジングと前記ウエイトとの間に配設され前記ウエイトが初期位置で保持されるように前記ウエイトを一方向に揺動付勢するスプリングと、前記ウエイトの揺動中心を中心とした前記ウエイトの円弧面に設けられた係合溝と、前記ハウジング内に前記ウエイトの前記外周面に対向して保持され前記ウエイトの他方向の揺動動作により互いに接触して導通状態となる第１及び第２の接点端子と、前記第１の接点端子に設けられ前記ウエイトが初期位置にある時に前記係合溝と係合して前記第２の接点端子との非接触状態を維持すると共に前記ウエイトの他方向の揺動動作により前記係合溝から前記円弧面上に乗り上げて前記第２の接点端子と接触し且つ前記円弧面と摺接する接触部分とを有した、ことである。
【０００８】この技術的手段によれば、加速度が発生すると、この加速度によりウエイトはスプリングの付勢力に抗して揺動動作して第１の接点端子と第２接点端子とを導通状態とし、加速度がなくなるとスプリングの付勢力により初期位置に復帰して第２の接点端子と第２接点端子とを再び非導通状態とする。このように、ウエイトは、スプリングの付勢力により初期位置に復帰するため、使用頻度が増してもその復帰動作は、従来に比べて確実に行われる。又、第１の接点端子と第２接点端子とは、ウエイトの加速度による揺動動作時、第１の接点端子の接触部分がウエイトの円弧面に形成された係合溝からウエイトの円弧面上に乗り上げ第２の接点端子と接触することで、導通状態となり、この後、第１の接点端子の接触部分は、ウエイトの揺動動作によってウエイトの円弧面と摺接して第２の接点端子との接触が維持される。ウエイトが初期位置に復帰すると、第１の接点端子と第２の接点端子とは、第１の接点端子の接触部分が係合溝と再び係合して第２の接点端子との接触が解除されることで、非導通状態となる。このように、第１の接点端子の接触部分は、ウエイトの円弧面の係合溝から円弧面上に乗り上げて第２の接点端子と接触した後、ウエイトの円弧面上を摺接して第２の接点端子との接触を維持するので、ウエイトの揺動動作により必要以上にたわまされることがない。よって、使用頻度が増しても第１の接点端子の接触部分の塑性変形がなく、従来に比べて第１及び第２の接点端子の導通・非導通の信頼性が向上する。
【０００９】より好ましくは、前記ウエイトに設けられ前記係合溝が形成され且つ前記接触部分が摺接する前記ウエイトの円弧面を構成する樹脂層を有する、と良い。
【００１０】より好ましくは、前記第２の接点端子に設けられ前記円弧面と摺接する接触部分との接触を介してたわまされて前記接触部分と接触する被接触部分を有する、と良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１及び図２に示されるように、樹脂製のハウジング１は、コネクタ１１を一体に備えたものであって、ハウジング１に超音波溶着等で溶着されたカバー２により閉塞される内部空間１２を形成している。この内部空間１２内には、ウエイト３及び接点組立体４が配設されている。
【００１２】ウエイト３は、扇形を呈したものであって、その頂点部位で両端がハウジング１の側壁（図２示左右の壁）に支持されたピン５によりハウジング１の底壁（カバー２の対向する図１示左の壁）と下壁（図１示下の壁）との間のコーナ部位に揺動自在に支持されている。又、ウエイト３には、樹脂層３１がモールド成形により一体に固着されており、この樹脂層３１でウエイト３の揺動中心を中心とした円弧外周面３ａを構成している。樹脂層３１の周方向両端は、夫々、ウエイト３の周方向両端面より突出して底壁及び下壁と当接可能なストッパ部３ａ、３ｂを形成している。ピン５回りには、カラー６を介してスプリング７が巻回されている。このスプリング７の一端７ａは、ウエイト３のストッパ部３ｂ側の端面に係止されており、他端７ｂは、ハウジング１の下壁に沿って延びカバー２に係止されている。これにより、ウエイト３は、スプリング７の付勢力を受けてストッパ部３ａと底壁とが当接する初期位置となるように図１示反時計方向に常時揺動付勢されている。
【００１３】接点組立体４は、樹脂本体４１、第１及び第２の接点端子４２、４３を備えており、この樹脂本体４１がハウジング１の上壁（図１示上の壁）とハウジング１に形成された対の係止突起１３との間に圧入されることでハウジング１に固着されている。第１及び第２の接点端子４２、４３は、夫々、樹脂本体４１にインサート成形により一体に固着されており、その端部は、樹脂本体４１から突出し且つハウジング１の底壁を貫通してハウジング１外に延在し、ハウジング１にインサイート成形により一体に固着されたコネクタ１１のターミナル端子１１ａ、１１ｂに溶接等で電気的に接続されている。第１及び第２の接点端子４２、４３には、夫々、一方を折り曲げて二股とされた第１の腕部４２ａ、４３ａ及び第２の腕部４２ｂ、４３ｂが形成されている。第１の腕部４２ａ、４３ａは、ウエイト３の円弧外周面３２と対向するように樹脂本体４１より突出しており、この第１の腕部４２ａ、４３ａには、第１及び第２の接点４４、４５が互いに対向し合うように電気的に固着されている。この第１及び第２の接点４４、４５は、互いに接触可能であり、ウエイト３の円弧外周面３２摺接可能となっている。第１及び第２の接点端子４２、４３は、この第１及び第２の接点４４、４５の接触で導通状態となり、接触解除で非導通状態となる。尚、この第１及び第２の接点４４、４５は、第１の腕部４２ａ、４３ａを延長することで夫々、第１及び第２の接点端子４２、４３と一体に形成してもよい。第２の腕部４２ｂ，４３ｂはカバー２と対向するように樹脂本体４１より突出しており、この第２の腕部４２ｂ、４３ｂ間には抵抗体４６が電気的に接続されている。これにより、第１及び第２の接点端子４２、４３は、抵抗体４６を介して導通状態となっており、抵抗体４６の抵抗値の有無で断線の有無をモニターできるようになっている。
【００１４】ウエイト３の円弧外周面３ａを構成する樹脂層３１には、円弧外周面３ａである外周面に円弧外周面３ａ上に開口し且つウエイト３の幅方向（図２示左右方向）に延在する係合溝３１ｃが形成されている。この係合溝３１ｃには、第１の接点４４が係合可能であり、第１の接点４４が係合溝３１ｃに係合されている状態では、第１の接点４４と第２の接点４５との接触が解除され、第１の接点端子４２と第２接点端子４３とが非導通状態となっている。このように、ウエイト３の円弧外周面３ａをウエイト３にモールドされた樹脂層３１で構成し、この樹脂層３１に係合溝３１ｃを形成するので、ウエイト３の製造が容易で、精度良く製造することができる。
【００１５】このようにウエイト３及び接点組立体４が収容されたハウジング１は、金属製のケース８内に収められて車両のボデー等に取り付けられる。尚、ハウジング１はケース８内でシール材９により密封されている。
【００１６】次に図３ないし図６に基づいてその作動について説明する。
【００１７】図３は、加速度未入力時の状態を示し、ウエイト３は、スプリング７の付勢力を受けてウエイト３のストッパ部３ａとハウジング１の底壁との当接により初期位置に保持されている。又、第１の接点４４は、ウエイト３の係合溝３１ｃと係合しており、第２の接点４５は、第１の接点４４から離れるようにたわまされた状態でウエイト３の円弧外周面３ａと摺接している。これにより、第１の接点４４と第２の接点４５とは接触が解除された状態にあり、第１の接点端子４２と第２の接点端子４３とは非導通状態となっている。
【００１８】この状態において車両の衝突時等、所定値以上のＡ方向の加速度が発生すると、ウエイト３がこの加速度を受けてスプリング７の付勢力及びウエイト３の質量による慣性力に抗して図３示時計方向に図６に示す如きウエイト３のストッパ部３ｂがハウジング１の下壁と当接するまで揺動する。このウエイト３の揺動動作中、図４に示されるように、第１の接点４４とウエイト３の係合溝３１ｃとの係合が外れ、第１の接点４４がウエイト３の円弧外周面３ａ上に乗り上げ始める。これにより、第１の接点４４が第２の接点４５と接触するようにたわまされて、第１の接点４４が第２の接点４５と接触し、第１の接点端子４２と第２の接点端子４３とが導通状態となる。このような、第１及び第２の接点端子４２、４３の非導通状態から導通状態への切り替わりにより加速度の入力が検知される。
【００１９】図４に示す如き第１の接点４４と第２の接点４５とが接触した状態からウエイト３が図６示の如き状態となるまでのウエイトの揺動動作中、図５に示されるように、第１の接点４５は、ウエイト３の円弧外周面３ａ上に完全に乗り上げた後、円弧外周面３ａと摺接していく。このように、第１の接点４４がウエイト３の円弧外周面３ａ上に完全に乗り上げることで、第２の接点４５は、第１の接点４４との接触を介して押圧されて円弧外周面３ａから離れるようにたわまされ、この後の第１の接点４４が円弧外周面３ａと摺接することで、第１及び第２の接点４４、４５とは、第２の接点４５のたわみ力により接触状態が維持される。この時、円弧外周面３ａは、ウエイト３の揺動中心を中心としたものであるので、第１の接点４４のウエイト３の円弧外周面３ａとの摺接中に第１及び第２の接点４４、４５が必要以上にたわまされることはない。このように、第１及び第２の接点４４、４５の接触状態がウエイト３の図３示時計方向の揺動動作中において確実に維持されるので、この間の第１及び第２の接点４４、４５の瞬間的な非接触いわゆるチャタリングを確実に防止することができる。又、第１の接点４４が摺接する円弧外周面３ａが樹脂層３１により構成されているので、この摺接における抵抗が低減され、ウエイト３のスムーズな動作を得ることができる。
【００２０】この後、Ａ方向の加速度が無くなると、ウエイト３は、スプリング７の付勢力を受けて前述とは逆に揺動動作し、ウエイト３のストッパ部３ａとハウジング１の底壁とが当接した初期位置に復帰する。これにより、第１の接点４４は、再び、ウエイト３の係合溝３１ｃと係合して、第２の接点４５との接触が解除され、第１の接点端子４２と第２の接点端子４３とが非導通状態となる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、スプリングの付勢力に抗したウエイトの揺動動作で、第１の接点端子の接触部分がウエイトの揺動中心を中心とした円弧面上にこの円弧面に形成された係合溝から外れて乗り上げることで第２の接点端子と接触して、第１の接点端子と第２の接点端子とを導通状態とするので、ウエイトの初期位置への復帰を確実にすると共に第１及び第２の接点端子の導通・非導通の信頼性を向上させることができる。
【００２２】又、本発明によれば、ウエイトに設けられた樹脂層でウエイトの円弧面を構成する共に係合溝を形成するので、ウエイトの製造が容易で、ウエイトを精度良く製造することができる。又、ウエイトの円弧面と第１の接点端子の接触部分との摺接による抵抗を軽減でき、ウエイトの揺動動作をスムーズなものとすることができる。
【００２３】又、本発明によれば、第２の接点端子に第１の接触部分とたわまされて接触する被接触部分を設けたので、被接触部分のたわみ力により接触部分と被接触部分の接触を確実に維持することができ、第１の接点端子と第２の接点端子間のチャタリングを防止することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００００１１【氏名又は名称】アイシン精機株式会社【識別番号】０００００３２０７【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】	平成９年（１９９７）１２月１５日
【代理人】
【公開番号】	特開平１１－１７４０８２
【公開日】	平成１１年（１９９９）７月２日
【出願番号】	特願平９－３４４９１９