Brevet FR2666149A1 — publié le 19920228

DETECTEUR D'ACCELERATION La présente invention se rapporte à un détecteur d'accélération et, plus particulièrement, à un détecteur d'accélération conçu pour détecter une grande variation dans la vitesse d'un véhicule provoquée par une collision ou analogue. Un détecteur d'accélération de cette sorte est décrit dans le brevet U S n O 4, 827, 091 Ce détecteur connu comprend un cylindre fait d'un matériau conducteur, un élément inertiel magnétisé monté dans le cylindre de manière à être mobile dans le sens longitudinal du cylindre, un élément conducteur monté à au moins l'une des faces d'extrémité de l'élément inertiel qui se trouve du côté de l'une des extrémités longitudinales du cylindre, une paire d'électrodes disposées à l'une des extrémités longitudinales du cylindre, et un élément d'attraction disposé à proximité de l'autre extrémité longitudinale du cylindre Lorsque l'élément conducteur de l'élément inertiel magnétisé fait contact avec les électrodes, il est fait en sorte que ces électrodes conduisent le courant par l'intermédiaire de l'élément conducteur L'élément d'attraction est réalisé dans un matériau magnétique tel que l'élément d'attraction et l'élément inertiel soient attirés magnétiquement en direction l'un de l'autre. Dans ce détecteur d'accélération, l'élément inertiel magnétisé et l'élément d'attraction s'attirent l'un l'autre Lorsqu'aucune ou presqu'aucune accélération n'est appliquée au détecteur, l'élément inertiel est au repos à l'autre extrémité dans le cylindre. Si une accélération relativement grande agit sur ce détecteur d'accélération, l'élément inertiel magnétisé se déplace contre la force d'attraction de l'élément d'attraction Pendant le déplacement de l'élément, un courant électrique est induit dans le cylindre, produisant une force magnétique qui rappelle l'élément inertiel dans le sens opposé au sens du déplacement de l'élément inertiel Par conséquent, l'élément inertiel magnétisé est freiné, de sorte que la vitesse du déplacement est réduite. Lorsque l'accélération est plus petite qu'une valeur prédéterminée ou valeur de seuil, l'élément inertiel magnétisé vient à s'arrêter avant qu'il n'atteigne l'extrémité avant du cylindre Ensuite, l'élément inertiel est tiré en retour par la force d'attraction de l'élément d'attraction. Lorsque l'accélération est plus grande que la valeur prédéterminée, ou valeur de seuil, par exemple, si le véhicule portant ce détecteur d'accélération entre en collision avec un objet, l'élément inertiel arrive à l'extrémité du cylindre A ce moment, l'élément conducteur sur la face d'extrémité avant de l'élément inertiel réalise un contact avec les deux électrodes pour les relier électriquement l'une à l'autre Si une tension a été préalablement appliquée entre les électrodes, un courant électrique s'écoule lorsqu'un court-circuit se produit entre elles Ce courant électrique permet la détection d'une collision du véhicule. Jusqu'à ce jour, le cylindre avait été fabriqué en cuivre exempt d'oxygène qui a une faible résistance électrique Après avoir effectué différentes recherches, les présents inventeurs entre autres ont trouvé les faits suivants Le coefficient de température d'une résistance électrique faite de cuivre exempt d'oxygène a une valeur relativement grande d'environ 4 x 10-' Par conséquent, si la température de l'ambiance dans laquelle se trouve le détecteur d'accélération utilisant le cylindre fait de cuivre exempt d'oxygène s'élève, alors la résistance électrique du cylindre augmente de manière considérable. Ceci réduit le courant électrique induit par le déplacement de l'élément inertiel magnétisé Ce dont il résulte que la force de freinage magnétique appliquée à l'élément inertiel devient moindre que prévue. Au contraire, si la température ambiante chute, la résistance électrique du cylindre décroît de manière considérable Le résultat en est que la force de freinage magnétique produite par le courant électrique induit par le déplacement de l'élément inertiel devient plus grande que prévue. Lorsque la force de freinage ou force d'amortissement appliquée à l'élément inertiel magnétisé varie largement, le détecteur d'accélération détecte des accélérations avec des erreurs importantes. C'est un objectif de la présente invention que de créer un détecteur d'accélération qui possède un cylindre fait d'un matériau conducteur et incorporant un élément inertiel magnétisé dans lequel la valeur du seuil d'accélération utilisée pour déterminer si le véhicule est entré en collision est peu affectée par les variations de température. C'est un autre objectif de l'invention que de créer un détecteur d'accélération capable de détecter toujours de manière précise une collision du véhicule même si la température varie largement. Le nouveau détecteur d'accélération comprend un cylindre fait d'un matériau conducteur; un élément inertiel magnétisé monté dans le cylindre de manière à être mobile dans le sens longitudinal du cylindre; un élément conducteur monté sur l'une des faces d'extrémité de l'élément inertiel qui se trouve du côté de l'une des extrémités longitudinales du cylindre; une paire d'électrodes disposées à ladite une extrémité longitudinale du cylindre et qui, lorsque l'élément conducteur de l'élément inertiel réalise le contact avec les électrodes, sont amenées à conduire le courant par l'intermédiaire de l'élément conducteur; et un élément d'attraction disposé à proximité de l'autre extrémité longitudinale du cylindre et fait d'un matériau magnétique qui est attiré magnétiquement en direction de l'élément inertiel Le cylindre est fait d'un métal ayant un coefficient de température de résistivité plus petit que 3 x 10-'. Dans ce nouveau détecteur d'accélération, le coefficient de température de résistivité du cylindre est réduit et ainsi, si la température de l'ambiance dans laquelle se trouve le détecteur varie, la force de freinage, ou force d'amortissement, appliquée à l'élément inertiel magnétisé pendant le déplacement de l'élément inertiel varie seulement un peu. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple en référence au dessin annexé. La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un détecteur d'accélération selon la présente invention. En se référant à la figure, il y est montré un détecteur d'accélération selon l'invention Ce détecteur possède une bobine cylindrique 10 faite d'un matériau non magnétique tel qu'une résine synthétique Un cylindre 12 fait d'un alliage de cuivre est contenu à l'intérieur de la bobine 10 Un élément inertiel magnétisé, ou ensemble aimant, 14 est monté dans le cylindre 12 Cet ensemble 14 comprend un noyau 16 fait d'un aimant permanent cylindrique, d'un boîtier cylindrique 18 ayant un fond à l'une de ses extrémités, et un élément de remplissage 20 fait de résine synthétique Le boîtier 18 est fait d'un matériau conducteur non magnétique comme du cuivre et il renferme le noyau 16 Le boîtier 18 est ouvert à son autre extrémité L'élément de remplissage 20 sert à maintenir le noyau 16 à l'intérieur du boîtier 18 L'ensemble aimant 14 est monté dans le cylindre 12 d'une manière telle qu'il puisse se mouvoir dans la direction longitudinale du cylindre 12. La bobine 10 possède une partie rentrante 22 à l'une de ses extrémités Cette partie rentrante 22 pénètre dans le cylindre 12 Une ouverture 24 est formée à l'extrémité avant de la partie rentrante 22 Une paire de collerettes 26 et 28 dépasse latéralement de l'extrémité avant de la bobine 10 au droit de la partie rentrante 22 Un élément d'attraction annulaire ou, bague de rappel, 30 qui est fait d'un matériau magnétique tel que du fer est maintenu entre les collerettes 26 et 28. La bobine 10 possède une autre collerette 32 Un enroulement 34 est bobiné entre les collerettes 28 et 32. Une collerette supplémentaire 36 est formée à l'autre extrémité de la bobine 10 Un support de contacts 38 est monté sur cette collerette 36. Ce support de contacts 38 est fait d'une résine synthétique Une paire d'électrodes 40 et 42 sont noyées dans le support 38 Une ouverture 44 est formée dans la partie centrale du support 38 Les extrémités avant des électrodes 40 et 42 dépassent à l'intérieur de l'ouverture 44 Les électrodes 40 et 42 ont des parties d'extrémité avant en forme d'arc Les parties d'extrémité avant en forme d'arc sont sensiblement de niveau avec la face d'extrémité avant du cylindre 12. Des fils conducteurs (non représentés) sont connectés aux extrémités arrière des électrodes 40 et 42 pour permettre l'application d'une tension entre elles. Le fonctionnement du détecteur d'accélération constitué comme décrit ci-dessus va maintenant être décrit. Lorsqu'aucune force externe n'est appliquée, l'ensemble aimant 14 et la bague de rappel 30 s'attirent l'un l'autre. Dans cet état, l'extrémité arrière de l'ensemble aimant 14 est dans sa position la plus en arrière dans laquelle il porte contre la face d'extrémité avant de la partie rentrante 22 Si une force externe agit dans le sens indiqué par la flèche A, alors l'ensemble aimant 14 se déplace dans le sens indiqué par la flèche A contre la force d'attraction de la bague de rappel 30 Ce déplacement induit un courant électrique dans le cylindre 12 fait d'un alliage de cuivre, en produisant ainsi un champ magnétique. Ce champ magnétique applique à l'ensemble aimant 14 une force magnétique dans le sens opposé au sens du déplacement Ce dont il résulte que l'ensemble 14 est freiné. Lorsque la force externe appliquée au détecteur d'accélération est faible, l'ensemble aimant 14 viendra à s'arrêter sur sa trajectoire en direction de l'extrémité du cylindre 12 L'ensemble aimant 14 sera aussitôt ramené à sa position la plus en arrière, montrée à la figure 1, par la force d'attraction agissant entre la bague de rappel 30 et l'ensemble aimant 14. Si une grande force externe est appliquée dans le sens indiqué par la flèche A lorsque le véhicule entre en collision, alors l'ensemble aimant 14 s'avance jusqu'à l'extrémité avant du cylindre 12 et il vient en contact avec les électrodes 40 ou 42 A cet instant, le boîtier 18 de l'ensemble aimant 14 qui est fait d'un matériau conducteur crée un courtcircuit entre les électrodes 40 et 42, en produisant ainsi un courant électrique entre elles. Ceci permet la détection d'une variation d'accélération plus grande que la valeur de seuil prévue Par conséquent, la collision du véhicule est détectée. La bobine 34 mentionnée ci-dessus est utilisée pour tester le fonctionnement du détecteur d'accélération En particulier, lorsque la bobine 34 est alimentée en énergie électrique, elle produit un champ magnétique qui rappelle l'ensemble aimant 14 dans le sens indiqué par la flèche A. L'ensemble aimant 14 s'avance alors jusqu'à l'extrémité avant du cylindre 12, mettant en court-circuit les électrodes 40 et 42 De cette façon, la bobine 34 est alimentée pour forcer l'ensemble aimant 14 à se déplacer. Ainsi, il est possible de faire un essai pour voir si l'ensemble aimant 14 peut se déplacer d'arrière en avant sans aucune gène et si les électrodes 40 et 42 peuvent être mises en court-circuit. Dans le présent exemple, le coefficient de température de résistivité du cylindre 12 fait de l'alliage de cuivre est de 2 x 10-3 Puisque le coefficient de température de résistivité est réduit de cette façon, si la température de l'ambiance dans laquelle se trouve le détecteur d'accélération varie d'une température basse, par exemple, - 400 C, jusqu'à une température élevée, par exemple, 800 C, les variations du courant électrique induit dans le cylindre 12 lors du déplacement de l'ensemble aimant 14 sont tout à fait réduites Par conséquent, la force de freinage appliquée à l'ensemble aimant 14 varie seulement un peu Ce dont il résulte que, la valeur de seuil utilisée comme référence pour l'accélération détectée par le détecteur d'accélération varie peu. Différentes expérimentations ont été effectuées et il a été trouvé qu'en fixant le coefficient de température de résistivité du cylindre 12 à une valeur inférieure à 2 x -3 on obtenait des résultats particulièrement souhaitables Spécialement, si le cylindre est fait d'un matériau ayant un coefficient de température de résistivité plus petit que 2 x 10-3, les variations de la valeur de seuil provoquées par les variations de température sont tout à fait réduites Ce coefficient de température de résistivité peut être négatif, puisqu'il peut suivre les variations de la force magnétique de l'élément inertiel magnétisé provoquées par les variations de température. Un exemple d'alliage de cuivre ayant un tel coefficient de température de résistivité est constitué de 0,2 à 1 % en poids de Ni, 0,05 à 0,5 % en poids de Si, 0,05 à 0,5 % en poids de Zn, et le pourcentage restant de Cu. Un exemple d'alliage de cuivre le plus souhaitable est constitué de 0,6 % en poids de Ni, 0,11 % en poids de Si, 0,2 % en poids de Zn, et le pourcentage restant de Cu. Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit et du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1 Détecteur d'accélération caractérisé en ce qu'il comprend: un cylindre ( 12) fait d'un métal ayant un coefficient de température de résistivité plus petit que 3 x 10-3; un élément inertiel magnétisé ( 14) monté dans le cylindre ( 12) de manière à être mobile dans la direction longitudinale du cylindre ( 12); un élément conducteur ( 18) placé sur au moins l'une des faces d'extrémités de l'élément inertiel magnétisé ( 14) qui est du côté de l'une des extrémités longitudinales du cylindre ( 12); une paire d'électrodes ( 40, 42) qui sont disposées à ladite une extrémité longitudinale du cylindre ( 12) et qui, lorsque l'élément conducteur ( 18) de l'élément inertiel ( 14) vient en contact avec les électrodes ( 40, 42), sont rendues conductrices par l'intermédiaire de l'élément conducteur ( 18); et un élément d'attraction ( 30) disposé a proximité de l'autre extrémité longitudinale du cylindre ( 12) et fait d'un matériau magnétique, ledit élément d'attraction ( 30) et ledit élément inertiel magnétisé ( 14) étant attirés magnétiquement en direction l'un de l'autre. 2 Détecteur d'accélération selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coefficient de température de résistivité dudit métal est plus petit que 2 x 10-3. 3 Détecteur d'accélération selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit métal est un alliage de cuivre constitué de 0,2 à 1 % en poids de Ni, 0,05 à 0,5 % en poids de Si, 0,05 à 0,5 % en poids de Zn, et le pourcentage restant de Cu. 4 Détecteur d'accélération selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit métal est un alliage de cuivre constitué d'environ 0,6 % en poids de Ni, environ 0,11 % en poids de Si, environ 0,2 % en poids de Zn, et le pourcentage restant de Cu.