Brevet FR2685778A1 — publié le 19930702

CAPTEUR DE VARIATION DE VITESSE AVEC AMORTISSEUR DE CHOC LATERAL Cette invention se rapporte à un capteur de variation de vitesse utilisé dans des véhicules à moteur afin de détecter des variations brutales de vitesse et afin d'activer en réponse un dispositif de retenue de passager tel qu'un sac gonflable Plus particulièrement, ce dispositif comprend un élément à inertie ou de détection qui se déplace dans un tube jusqu'à une position prédéterminée en réponse à une décélération brutale de façon à fermer une paire de lames de contact dans un tube, ledit tube étant supporté par une bague d'amortissement de choc. Des études ont été faites et indiquent que des blessures dans des accidents de véhicule à moteur, spécialement à grande vitesse, peuvent être sensiblement réduites ou éliminées en utilisant des systèmes de retenue de passager (Le terme "passager" est également utilisé pour indiquer le conducteur d'une automobile) Ces systèmes comprennent un ballon gonflable, couramment appelé "air bag" (sac gonflable), qui est normalement rangé dans le tableau de bord ou le volant de direction Lorsque le véhicule à moteur est soumis à une décélération brutale, le sac gonflable est automatiquement gonflé et déployé dans une position qui retient les passagers, limite leur déplacement et empêche le contact de ceux-ci avec l'intérieur de l'automobile tel que le pare-brise, le volant de direction ou le tableau de-bord et ainsi de suite Bien sûr, un élément crucial de tous ces systèmes est le capteur de variation de vitesse ou accéléromètre qui déclenche le gonflage et le déploiement des sacs gonflables Le déplacement du véhicule à moteur doit être précisément contrôlé de telle sorte que les sacs gonflables peuvent être déployés très rapidement, avant que les passagers souffrent d'une blessure sérieuse. Un capteur de variation de vitesse est divulgué par le brevet U S NO 4 329 549 au nom de la même société que la présente invention Ce capteur comporte un boîtier tubulaire entourant une enveloppe métallique, une bille en métal, et un aimant qui rappelle la bille en direction d'une première extrémité de l'enveloppe Une paire de lames de contact électrique se trouve au niveau de la deuxième extrémité de l'enveloppe Le capteur est positionné dans le véhicule à moteur dans une orientation telle que, lorsque le véhicule à moteur subit une décélération qui dépasse un niveau prédéterminé, la bille se déplace de la première extrémité jusqu'à la deuxième extrémité en réalisant un contact avec les deux lames de contact Du fait que les lames de contact et la bille sont réalisées dans une matière électriquement conductrice, un passage électrique est établi entre les deux lames. Ce passage électrique est utilisé pour déclencher un signal de déploiement des sacs gonflables. Un problème avec la structure représentée dans le brevet U S NI 4 329 549 est que, pendant la décélération, le déplacement de la bille peut être affecté par des forces perpendiculaires à l'axe de l'enveloppe. Un but de la présente invention est de procurer un système de retenue de passager avec un accéléromètre de petite taille et peu coûteux Un autre but est de procurer un capteur insensible aux vibrations transversales. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de l'invention. Un système de retenue de passager construit selon cette invention comprend un boîtier avec un élément à inertie mobile dans un passage prédéterminé, ledit passage étant procuré dans le boîtier par un tube métallique positionné par des moyens d'amortissement de choc Un aimant permanent est de préférence monté à l'extérieur du boîtier de manière radiale autour du tube, limitant ainsi la longueur axiale du boîtier. L'aimant rappelle l'élément à inertie en direction d'une extrémité du tube En variante, la bille peut être rappelée par ressort Lors d'un accident, la décélération amène l'élément à inertie à se déplacer le long du passage en fermant une paire de contacts électriques reliés à un circuit d'activation destiné à activer un dispositif de retenue tel qu'un sac gonflable Le tube est supporté à l'intérieur du boîtier par une matière élastique flexible qui empêche également l'air de s'écouler autour du tube lorsque la bille s'y déplace. La figure 1 représente une vue de côté d'une première forme de réalisation de l'invention; La figure 2 représente une vue partielle de côté en coupe d'une deuxième forme de réalisation de l'invention; La figure 3 représente une vue de côté d'une autre variante de réalisation de l'invention; et La figure 4 représente une vue de gauche de la forme de réalisation de la figure 3 - Dans la description qui suit, les termes tels que haut, bas, dessus, dessous, vertical, horizontal et ainsi de suite sont utilisés simplement pour faciliter la description de l'invention Si l'on revient aux figures, un accéléromètre ou capteur de variation de vitesse 10 construit selon cette invention est habituellement disposé dans un boîtier monté sur le véhicule à moteur (non représenté) Le capteur est relié à au moins deux conducteurs 12, 14 et à un dispositif de commande prévu pour le déploiement du sac gonflable, décrit plus en détail ci-dessous. Le capteur possède un boîtier globalement tubulaire 16 réalisé dans une matière non conductrice telle qu'une matière plastique moulée Une extrémité du boîtier est épaulée radialement vers l'intérieur en 18. Le boîtier est fermé à une extrémité par un bouchon 20 fixé sur le boîtier 16 par sertissage, à l'époxyde ou d'autres moyens bien connus De plus, un joint torique 22 est utilisé pour s'assurer que le boîtier est hermétiquement fermé Deux lames de contact 24, 26 qui sont montées sur le bouchon 20 sont prévues à l'intérieur du boîtier Comme cela est représenté sur la figure 1, chaque lame est constituée par une simple bande métallique conformée de façon à être retenue par le bouchon 20 Chaque lame a une extrémité libre 24 ', 26 ' s'étendant dans le boîtier comme cela est représenté Le bouchon 20 est de manière typique réalisé dans la même matière que le boîtier 16 et peut être moulé autour des lames 24, 26. Une bague 28 disposée sur un épaulement du boîtier et positionnée de façon à précontraindre les lames de contact et à les positionner à une distance égale du bouchon 20 se trouve également à l'intérieur du boîtier Le but de la bague 28 est exposé plus en détail dans le document U S 5 011 182 Le boîtier est pourvu de façon adjacente à la bague 28 d'un tube 30 s'étendant coaxialement à l'intérieur du boîtier 16. A l'extrémité opposée au bouchon 20, le boîtier 16 a une paroi d'extrémité 32 formée avec un renfoncement hémisphérique 34 Un manchon 36 taraudé en 38 est fixé à la paroi 32 Une vis de réglage 40 avec une surface d'extrémité 42 formant paroi d'extrémité se trouve à l'intérieur du manchon 36 La vis 40 est engagée dans le manchon taraudé de telle sorte qu'elle peut être déplacée axialement par rotation La sensibilité de l'accéléromètre peut être réglée à l'intérieur d'une plage prédéterminée, par exemple 9,7 à 17,7 km/h, en déplaçant axialement la vis 40. Un aimant permanent annulaire 44 est monté sur le manchon 36 à l'extérieur du boîtier 16 Une masse à inertie sous la forme d'une bille 46, réalisée en matière ferromagnétique, se trouve également à l'intérieur du tube 30 La bille 46 peut être recouverte par un revêtement ayant une faible résistance électrique L'aimant 44, la bille 46, le manchon 36 et le tube 30 sont disposés de manière coaxiale autour de l'axe longitudinal du boîtier 16. Un espace annulaire qui est utilisé par une bague d'amortissement de choc 48 réalisée en matière élastique se trouve entre le tube 30 et l'intérieur du boîtier 16 La bague 48 est disposée dans une rainure circonférentielle 49 sur le manchon 36 La bague 48 se compose de préférence d'un élément tubulaire interne 48 ' monté sur le tube 30 et d'un deuxième élément 48 " relié à l'élément 48 ' suivant un angle tel que représenté, de sorte que l'extrémité 51 de l'élément 48 " est rappelée contre la surface intérieure du boîtier 16 L'angle entre les éléments 48 ' et 48 " peut être d'environ 200 à 30 , et plus particulièrement d'environ 260 Cette bague 48 maintient le tube 30 en position à l'intérieur du boîtier La bague 48 limite par ailleurs également la quantité d'air passant entre le tube 30 et le boîtier 16, l'air n'étant ainsi pas remis en circulation autour de l'enveloppe lorsque la bille s'y déplace. Le capteur fonctionne comme suit Dans des conditions d'accélération/décélération normales ou de vitesse constante, la bille 46 est rappelée en direction de la paroi d'extrémité 32 par l'aimant 44. La position exacte de la bille 46 est déterminée en ajustant la position de la vis Lorsque le véhicule à moteur est impliqué dans un accident à une vitesse dépassant un seuil prédéterminé, la force due à la décélération résultante amène la bille à se déplacer à l'écart de la paroi d'extrémité 32 et en direction du bouchon 20 dans un passage défini par le tube 30 Si la décélération est suffisamment forte et dure suffisamment longtemps, la bille 46 sort du tube 30 et passe à travers la bague 28 La bague 28 est positionnée de telle sorte que la bille 46 touche les contacts 24, 26 Du fait que la bille a une surface conductrice, du courant électrique peut s'écouler d'un contact à l'autre en passant par la bille Les contacts 24, 26 sont reliés par des conducteurs 12, 14 à un système de sac gonflable 50 prévu de telle sorte qu'il est déclenché et déployé par le capteur 10 Lorsque la décélération diminue ou cesse, l'aimant 44 ramène la bille 46 dans sa position initiale comme cela est représenté sur la figure 1 De manière importante, le diamètre interne du tube 30 est juste légèrement supérieur au diamètre de la bille 46 de sorte que, lorsque la bille se déplace dans le tube, son déplacement est amorti pair l'air dans le tube Cet effet d'amortissement est rendu plus efficace par la bague 48 qui force l'air déplacé par la bille à s'écouler à travers le faible espace entre la bille 46 et le tube 30, plutôt que de s'écouler à travers un passage de fuite autour du tube 30 Par ailleurs, les présents inventeurs ont constaté que, si un capteur est utilisé sans la bague d'amortissement de choc latéral 48, la bille peut être soumise lors d'une collision à une vibration transversale, c'est-à-dire une vibration dans la direction perpendiculaire au passage de la bille Du fait de cette vibration, la bille peut rester fixe et le capteur peut par conséquent mal fonctionner. La bague d'amortissement de choc 48 isole la bille 46 d'une vibration transversale La bague à section en V 48 représentée sur la figure 1 s'avère particulièrement efficace contre une vibration transversale. Une variante de réalisation de l'invention est représentée sur la figure 2 Le capteur de variation de vitesse 110 représenté sur cette figure comprend un tube 130, une bague 148 et un aimant 144 monté non pas sur le manchon 136 mais sur une section épaulée 118 du boîtier 116 Dans cette configuration, le champ magnétique généré par l'aimant 144 est davantage concentré sur la bille 146 La taille globale de l'aimant 144 et/ou du capteur 110 est ainsi réduite. Dans la variante de réalisation des figures 3 et 4, un capteur de variation de vitesse 210 possède une bille 246 rappelée par un ressort hélicoïdal 250. Le ressort 250, constituant les moyens de rappel de la bille 246, se termine par une lame de ressort 252 en contact avec la bille 246 La bille 246 est disposée dans un tube 230 supporté à l'intérieur d'un boîtier 218 par une bague à section en V 248 Le capteur est monté dans un véhicule à moteur de telle sorte que, en cas d'accident, la bille 246 se déplace vers la gauche dans le tube 230 en amenant la lame de ressort 252 à pivoter dans le sens inverse des aiguilles d'une montre jusqu'à ce qu'elle touche une lame fixe 254 Comme dans les formes de réalisation précédentes, la bague 248 absorbe les chocs transversaux et commande également l'amortissement par air de la bille 246 La position initiale ou de repos de la bille 246 est réglée au moyen d'une vis 240. REVENDICATIONS. 1 Accéléromètre de système de retenue de passager de véhicule à moteur, caractérisé en ce qu'il comporte: a un boîtier tubulaire ( 16; 116; 216); b un élément à inertie ( 46; 146; 246) réalisé en matière ferromagnétique; c un tube ( 30; 130; 230) disposé dans ledit boîtier ( 16; 116; 216) en formant un espace annulaire avec ledit boîtier ( 16; 116; 216), ledit tube ( 30; 130; 230) définissant un passage de déplacement pour ledit élément à inertie ( 46; 146; 246); d des moyens de rappel ( 44; 144; 250) destinés à ramener ledit élément à inertie ( 46; 146; 246) vers une position prédéterminée sur ledit passage, ledit tube ( 30; 230) étant disposé et construit de façon à permettre audit élément à inertie ( 46; 146; 246) de se déplacer à l'écart de ladite position prédéterminée en présence d'une décélération dudit véhicule à moteur; et e des moyens d'amortissement de choc élastiques ( 48; 148; 248) disposés dans ledit espace afin de supporter ledit tube ( 30; 230). 2 Accéléromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de contact ( 24, 26; 252, 254) disposés dans ledit boîtier ( 16; 116; 216) afin de fermer un passage électrique lorsque ledit élément à inertie ( 46; 146; 246) est dans une deuxième position. 3 Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel comprennent un aimant ( 44; 144) monté sur ledit boîtier tubulaire ( 16; 116). 4 Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit aimant ( 44; 144) s'étend coaxialement avec ledit tube ( 30). Accéléromètre selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit boîtier ( 16) possède un manchon ( 36) sur lequel est disposé l'aimant permanent ( 44). 6 Accéléromètre selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit aimant permanent ( 144) est disposé de manière radiale autour dudit tube ( 130). 7 Accéléromètre selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit boîtier ( 116) possède une section épaulée ( 118) et ledit aimant permanent ( 144) est disposé sur ladite section épaulée ( 118). 8 Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel comprennent un ressort ( 250). 9 Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de réglage ( 40; 240) afin de régler la sensibilité dudit accéléromètre, ledit élément à inertie ( 46; 146; 246) étant en contact avec lesdits moyens de réglage ( 40; 240) dans ladite première position. Accéléromètre selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage sont disposés au niveau d'une paroi d'extrémité dudit boîtier et sont axialement réglables. 11 Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que ledit boîtier comprend un bouchon, les moyens de contact étant montés sur ledit bouchon. 12 Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications 10 à 11, caractérisé en ce que les moyens d'amortissement de choc ( 48; 148; 248) sont disposés entre ledit tube et ledit boîtier ( 16; 116; 216) afin d'isoler ledit élément à inertie ( 146) des vibrations transversales. 13 Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que lesdits moyens d'amortissement de choc comportent une bague en matière élastique ( 48; 148; 248). 14 Accéléromètre selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite bague a une section en V définie par un premier élément monté sur ledit tube et un deuxième élément disposé avec un certain angle par rapport audit premier élément. 15 Accéléromètre selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit angle est dans la plage de à 300. 16 Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que ledit espace annulaire est en communication avec l'intérieur du tube ( 30; 130; 230).