(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心位置で回動可能に支持されることで受ける加速度により付勢力に抗して回動する重量体の運動に連動して一対の接点部材の接点の状態を変化させることにより、所定値以上の加速度を検知するようにした衝突検知装置において、
前記重量体の初期位置を規定し前記重量体と当接する抑止部材を備え、
前記重量体と前記抑止部材との接触面と、前記重量体の回転軸との距離は、前記重量体の重心と前記回転軸との距離よりも短いことを特徴とする衝突検知装置。
【請求項２】
偏心位置で回動可能に支持されることで受ける加速度により付勢力に抗して回動する重量体の運動に連動して一対の接点部材の接点の状態を変化させることにより、所定値以上の加速度を検知するようにした衝突検知装置において、
前記重量体の初期位置を規定し前記重量体と当接する抑止部材を備え、
前記重量体と前記抑止部材との接触面と、前記重量体に最大回転トルクを付与する力の方向との角度が０°〜５０°である
ことを特徴とする衝突検知装置。
【請求項３】
前記接触面と、前記重量体に最大回転トルクを付与する力の方向との前記角度が６°〜３５°である
ことを特徴とする請求項２に記載の衝突検知装置。
【請求項４】
前記接触面上の任意の１点における接平面の法線方向は、前記加速度の方向と一致しないことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の衝突検知装置。
【請求項５】
前記重量体の回転軸の軸受けは、クリアランスを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の衝突検知装置。
【請求項６】
前記重量体と前記抑止部材の間の前記接触面または前記接触平面における摩擦係数は、前記重量体または前記抑止部材の前記接触面または接触平面上に摩擦部が形成されることにより、当該摩擦部が形成されない場合よりも大きくされていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の衝突検知装置。
【請求項７】
前記重量体と前記抑止部材の間の前記接触面または接触平面における反発係数は、前記重量体または前記抑止部材の前記接触面または前記接触平面上に緩衝部が形成されることにより、当該緩衝部が形成されない場合よりも小さくされていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の衝突検知装置。
【請求項８】
前記反発係数は、略ゼロであることを特徴とする請求項７に記載の衝突検知装置。
【請求項９】
前記摩擦部または前記緩衝部は、繊維材が密に形成された集合体またはシリコン系ゲルから成ることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の衝突検知装置。
【請求項１０】
偏心位置で回動可能に支持されることで受ける加速度により付勢力に抗して回動する重量体の運動に連動して一対の接点部材の接点の状態を変化させることにより、所定値以上の加速度を検知するようにした衝突検知装置において、
前記重量体の全体又は磁束の貫く一部を導電性材料で形成し、前記重量体の初期位置を規定し前記重量体と当接する抑止部材と、
前記重量体の回転面の両脇でかつ前記抑止部材に近い位置に配設され前記重量体に磁束を貫通させる磁性体とを備え、
前記重量体が前記磁性体の間を通過するとき、前記重量体に渦電流を発生させ前記重量体の回転方向とは逆向きの減衰力を発生させることを特徴とする衝突検知装置。
【請求項１１】
偏心位置で回動可能に支持されることで受ける加速度により付勢力に抗して回動する重量体の運動に連動して一対の接点部材の接点の状態を変化させることにより、所定値以上の加速度を検知するようにした衝突検知装置において、
前記重量体の初期位置を規定し前記重量体と当接する抑止部材と、
前記重量体が前記抑止部材に当接する前に前記重量体が当接する位置に配設された回転体とを備え、
前記重量体が前記抑止部材に当接する前に前記回転体を回転させて運動エネルギーを消費させることを特徴とする衝突検知装置。
【請求項１２】
偏心位置で回動可能に支持されることで受ける加速度により付勢力に抗して回動する重量体の運動に連動して一対の接点部材の接点の状態を変化させることにより、所定値以上の加速度を検知するようにした衝突検知装置において、
前記重量体の初期位置を規定し前記重量体と当接する抑止部材を備え、
前記抑止部材を空気溜り又は液体溜りによるダンパで構成した
ことを特徴とする衝突検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定レベル以上の減速度を検出することによって、移動体の衝突を検出するようにした衝突検知装置に関し、例えば、車両の乗員を保護するためのエアバッグ装置や、シートベルトプリテンショナの起動タイミングを決定する装置などに用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、衝突検知装置においては、例えば、図１４に示される断面構成を有した装置が知られている。
衝突検知装置９００は、所定の質量を有する重量体１と、重量体１を回動可能に支持する回転軸２と、重量体１上に固定された、第１カム３１と第２カム３２とを有するロータ３と、重量体１を衝突時の変位方向に対して反対方向に付勢する接点バネ４、接点バネ５と、重量体１の初期位置を規定し重量体１と当接する抑止部材６と、接点バネ４、５の接触導通状態を出力する出力端子７、８と、固定端子９と、ストッパ１０と、ハウジング１１と、これらを収納するカバー１２とを有している。この衝突検知装置９００は、車両の衝突時に、重量体１がストッパ１０に衝突するまで回動し、一対の接点部材を構成する接点バネ４と接点バネ５が接触することで、車両に装備されたエアバッグを作動させる信号を出力する構成としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記衝突検知装置９００では、重量体１が減速度により変位し、再び初期位置に戻ったとき抑止部材６と当接して跳ね返るので、ハンマリング等のように高周波成分の多い連続的な波形の力が印加されると、接点バネ４、５間が誤ってオン状態になるという問題がある。
即ち、最初は、上記のハンマリング等の外力により、接点バネ４、５間がオン状態になる位置まで重量体１が変位しなくとも、継続的に連続波形の力が作用すると、重量体１の抑止部材６から離間するときの初速度が次第に増加していくので、ついには接点バネ４、５間がオン状態になる位置まで変位する。
【０００４】
図１５に、上記衝突検知装置９００に高周波の連続波形の力が作用したときの、重量体１の変位と接点バネ４、５間の状態変化とを模式的に示すが、重量体１の抑止部材６との当接時の跳ね返りにより、抑止部材６から離間するときの重量体１の速度（図中の曲線の傾き）が徐々に大きくなる。そして、重量体１の変位のピーク点が徐々に大きくなり、ついには時刻ｔ１  からｔ２  にかけてオン出力される変位量θｔｈに達してしまう。このように、作用する減速度波形がオン出力されるレベルを有せずとも、その力が連続的に繰り返し作用すると、最終的に重量体１に働く力のモーメントが大きくなり、誤ってオン出力される。
又、接点バネ４、５のバネ定数や重量体１の質量を調整することによって、高周波域においてオン出力が得られる減速度の下限値を高くして、感度を鈍くし、ハンマリング等に対するオン出力を防止しようとすると、低周波域においてオン出力が得られる減速度の下限値が高くなり、低周波域における感度が鈍化する。これにより、低周波波形の減速度の作用によりオン出力が必要なときにオン出力できなかったり、応答が遅延するという問題が派生する。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記課題に鑑み、低周波波形の加速度に対する感度を維持しつつ、高周波の連続波形の外力に対してオン状態となることを防止した衝突検知装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段は、ハンマリング等により高周期で繰り返し重量体に加えられる力（力のモーメント）を小さく抑制することにより、抑止部材から重量体に与えられる運動エネルギーを小さく抑制する手段と、一旦、重量体に与えられた運動エネルギーを電気エネルギーや熱エネルギーに変換することにより、重量体から再び運動エネルギーを奪い取る手段と、重量体の運動エネルギーを別の構造物を動かすことで消費する手段に大別される。これらの手段には、より具体的には、以下のものがある。
【０００７】
まず、第１の手段は、偏心位置で回動可能に支持されることで受ける加速度により付勢力に抗して回動する重量体の運動に連動して一対の接点部材の接点の状態を変化させることにより、所定値以上の加速度を検知するようにした衝突検知装置において、重量体の初期位置を規定し重量体と当接する抑止部材を備え、重量体と抑止部材との接触面と重量体の回転軸からの距離を重量体の重心と回転軸からの距離よりも短くすることである。
重量体の回転軸の回りの円滑な回動を可能とするために、回転軸近傍における重量体に設けられた穴と、回転軸の支持シャフトとの間には、通常０．０１〜０．１ｍｍ  程度の隙間（クリアランス）が設けられており、このクリアランスにより、重量体の円滑な回動による衝突検知動作が得られている。
従って、上記の第１の手段によれば、重量体の重心が抑止部材による支点より回転軸に対して外側に位置するため、重量体が抑止部材に当接した後もこのクリアランスが有効に作用して、クリアランスの分だけ残留回転が可能となる。よって、ハンマリングの周期と重量体の運動周期とが、図２、図３（第１実施例参照）にも示したように同期しにくくなり、その結果、重量体に加えられるａ方向の力のモーメントが小さくなる。
更に、接触面の位置が回転軸に近くなり、また、接触面の法線方向が、重量体に最大トルクを与える方向からずれるので、重量体に加えられるａ方向の力のモーメントが、この作用によっても小さく抑制されるため、低周波波形の加速度に対する感度を維持しつつ、高周波の連続波形の外力に対してオン状態となることを防止した衝突検知装置を実現することができる。
【０００８】
また、第２の手段は、偏心位置で回動可能に支持されることで受ける加速度により付勢力に抗して回動する重量体の運動に連動して一対の接点部材の接点の状態を変化させることにより、所定値以上の加速度を検知するようにした衝突検知装置において、重量体の初期位置を規定し重量体と当接する抑止部材を備え、重量体と抑止部材との接触面と重量体に最大回転トルクを付与する力の方向との角度を０°〜５０°にすることである。
この手段によれば、接触面から重量体に及ぼされる抗力の向きが、重量体に最大回転トルクを付与する力の向きからずれるので、重量体に加えられる力のモーメントが小さく抑制されるため、低周波波形の加速度に対する感度を維持しつつ、高周波の連続波形の外力に対してオン状態となることを防止した衝突検知装置を実現することができる。
尚、実験の結果より、上記の角度を５０°以上にすると、あまり大きな作用・効果が得られないことが分かっている（図７：後述の第３実施例参照）。特に、衝突検知装置を支持固定する車両の一部分である支持系の持つ共鳴振動数（固有値≒４００Ｈｚ）近傍において、衝突検知の感度を従来の１．５倍程度にまで鈍くしておくためには、図７からも分かるように、必ず上記の角度を５０°以下にする必要がある。
従って、重量体と抑止部材との接触面と重量体に最大回転トルクを付与する力の方向との角度は、０°〜５０°が良い。
【０００９】
また、第３の手段は、上記の第２の手段において、上記の角度を６°〜３５°にすることである。この角度が、３５°よりも大きくなると、図７からも分かる様に、一般の衝突による衝撃波の周波数領域（１００Ｈｚ以下の領域）を超える周波数領域において、必ずしも衝突検知の感度を２倍以上鈍くできるとは言えなくなる。また、この角度が、６°よりも小さくなると、重量体が抑止部材にくい込み易くなったり、重量体と抑止部材との接触面において、必要以上の摩擦が生じたりして、１００Ｈｚ以下の低周波領域における衝突検知の感度が鈍くなる。  従って、上記の第２の手段において、上記の角度を６°〜３５°にすると、更により望ましい作用・効果を得ることができる。
【００１０】
また、第４の手段は、上記の第１の手段乃至第３の手段において、抑止部材と重量体との接触面上の任意の１点における接平面の法線方向を上記の加速度の方向と一致しないようにすることである。
この手段によっても、接触面から重量体に及ぼされる抗力の向きが、重量体に最大回転トルクを付与する力の向きからずれるので、第２の手段と同様の作用・効果を得ることができる。
【００１１】
また、第５の手段は、上記の第１の手段乃至第４の手段において、重量体の回転軸の軸受けにクリアランスを設けることである。
この手段によれば、ハンマリングの周期と重量体の運動周期とが、更により一層同期しにくくなったり（図２）、抑止部材と重量体との間に摩擦が生じ易くなったりする（図８）ため、重量体に加えられる力のモーメントを小さく抑制したり、重量体に与えられた運動エネルギーを摩擦熱エネルギーに変換したりする上記第１の手段による効果を更により一層高めることが可能になる。
【００１２】
また、第６の手段は、上記の第１の手段乃至第５の手段において、重量体と抑止部材の間の接触面または接触平面における摩擦係数を、重量体または抑止部材の接触面または接触平面上に摩擦部を形成することにより、当該摩擦部が形成されない場合よりも大きくすることである。
この手段によれば、重量体が抑止部材に当接した際に、重量体の持つ回転運動エネルギーの一部または全部を摩擦熱エネルギーに変換することが可能となるため、重量体の不要な回転運動を小さく抑えることが可能となる。
【００１３】
また、第７の手段は、上記の第１の手段乃至第６の手段において、重量体と抑止部材の間の接触面または接触平面における反発係数を、重量体または抑止部材の接触面または接触平面上に緩衝部を形成することにより、当該緩衝部が形成されない場合よりも小さくすることである。
この手段によれば、重量体が抑止部材に当接した際に、重量体の持つ回転運動エネルギーの一部または全部を非弾性衝突の熱エネルギーに変換することが可能となるため、重量体の不要な回転運動を小さく抑えることが可能となる。
更に、力（振動）の伝達の緩和作用をこの緩衝部は持つので、ハンマリング等により高周期で繰り返し重量体に加えられる力（力のモーメント）が小さく抑制されるため、抑止部材から重量体に与えられる運動エネルギーを小さく抑制することも可能となる。
【００１４】
また、第８の手段は、上記の第７の手段において、上記の反発係数を略ゼロとすることである。
この手段によれば、上記の第７の手段による作用・効果をより確実に引き出すことが可能となる。
【００１５】
また、第９の手段は、上記の第６の手段乃至第８の手段において、摩擦部または緩衝部を繊維材が密に形成された集合体またはシリコン系ゲルから形成することである。
この手段によれば、上記の第６の手段乃至第８の手段をより具体的に実施することが可能となる。
【００１６】
また、第１０の手段は、重量体の全体又は磁束の貫く一部を導電性材料で形成し、重量体の初期位置を規定し前記重量体と当接する抑止部材と、重量体の回転面の両脇でかつ抑止部材に近い位置に配設され重量体に磁束を貫通させる磁性体を備え、重量体が磁性体の間を通過するとき、重量体に渦電流を発生させ重量体の回転方向とは逆向きの減衰力（抵抗力）を発生させるようにしたことである。この手段によれば、重量体の運動エネルギーは渦電流による抵抗損失で消費される。これにより重量体の不要な回転運動を小さく抑えることができ、ハンマリング等による誤動作を防止することができる。
重量体に作用する減衰力は重量体の回転速度に比例している。即ち、ハンマリング等の高周波の連続波形の力が重量体に作用し重量体の回転速度が大きくなった場合には、大きな減衰力が作用して接点がオンするのが防止される。一方、通常の衝突による低周波衝撃では重量体の動き出し速度が小さいため、重量体には小さな減衰力しか作用しない。これにより衝突検知における応答の遅延が抑制される。
【００１７】
また、第１１の手段は、重量体の初期位置を規定し重量体と当接する抑止部材と、重量体が前記抑止部材に当接する前に重量体が当接する位置に配設された回転体とを備え、重量体が抑止部材に当接する前に回転体を回転させて運動エネルギーを消費させることを特徴とする。
この手段によれば、重量体の運動エネルギーは回転体の運動エネルギーに変換されて、その運動エネルギーが究極的には熱エネルギーに変換されて消費される。これにより重量体の抑止部材に対する反発を小さく抑えることができ、ハンマリング等による誤動作を防止することができる。
【００１８】
更に、第１２の手段は、重量体の初期位置を規定し重量体と当接する抑止部材を空気溜り又は液体溜りによるダンパで構成したことを特徴とする。
この手段によれば、重量体の戻りに対して空気弾性による抵抗、液体弾性による抵抗として作用し、重量体の運動エネルギーはそれらの空気又は液体の分子振動による熱エネルギーとして消費される。これにより、重量体の抑止部材での反発を小さく抑えることができ、ハンマリング等による誤動作を防止することができる。
以上の手段により、上記の課題を解決することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１に示す断面図は、重量重心に対して偏心した位置に回転軸２により回動自在に軸支された重量体１を備えた本発明第１実施例の衝突検知装置３００の構成を示している。重量体１上には第１カム３１と第２カム３２とを有するロータ３が固定されており、このロータ３は重量体１と回転軸２を同じくしている。ベース１３には板状の１対の接点バネ４、５が立設され、各々の先端部４２、５２が第２カム３２、第１カム３１のカム面に当接し、ロータ３をＢ方向に付勢している。このロータ３への付勢により、重量体１は、Ｂ方向に付勢され、抑止部材６と接触面６１にて当接している。
この衝突検知装置３００では、接点バネ５は、接点バネ４の接点４１に対向して凸状の接点５１を有しており、減速度が作用すると、重量体１が接点バネ４、５の付勢力に抗してａ方向に回動し、この時、重量体１の回動量が所定量θｔｈに達すると接点４１、５１間が接触して電気的に導通状態となり、衝突が検知される。
【００２０】
この衝突検知装置３００では、接触平面６１の回転軸２からの距離は非常に短い。また、接触平面６１の法線方向は、重量体１に回転軸２に関する最大の回転トルクを与える力の向き（図１中のＤの向き）と大きく（約４５°）ずれている。よって、重量体１が接触平面６１に当接する時に、接触平面６１が重量体１に対して与える抗力の向きは、重量体１に回転軸２に関する最大回転トルクを与える力の向きから大きくずれている。このため、ハンマリング等による高周波連続波形の力が作用した場合には、接触平面６１より重量体１に対して与えられる回転軸２に関する力のモーメントが小さく抑えられる。
【００２１】
重量体１の回転軸２の回りの円滑な回動を可能とするために、回転軸２に位置する重量体１に設けられた穴と、回転軸２の支持シャフトとの間には、通常０．０１〜０．１ｍｍ  程度の隙間（クリアランス）が設けられている。このクリアランスにより、重量体１の円滑な回動による衝突検知動作が得られている。
【００２２】
図２に、衝突検知装置３００（図１）において具体的に実現される前記第１の手段の作用・効果を模式的に表す説明図を示す。また、図３に、この第１の手段による作用を説明する、因果関係の説明図を示す。
まず、図２（ａ）、図３に示すように、従来技術においては、ハンマリングにより、重量体１が回動し、抑止部材６に当接する際、重心Ｇの運動は、回転軸２と抑止部材６の両側（重心の上下）の支持によって規制されるので、重量体１は、抑止部材６に当接すると、回転軸２のクリアランスが有効に作用せず直ちに反発し易かった。従って、重量体１の回転運動は、連続的ハンマリングによる加速度と同調し易く、ハンマリングが繰り返されればやがては誤動作する結果となっていた。
【００２３】
一方、図２（ｂ）、図３に示すように、本発明の第１の手段によれば、ハンマリングにより、重量体１が回動し、抑止部材６に当接する際には、重心Ｇの運動は、回転軸２と抑止部材６の片側（重心よりも回転軸側）のみの支持によって規制されるため、ｂ方向に重心Ｇの回転力が残留することになる。このｂ方向の回転力は、軸受け部のクリアランスにより生じるものであるが、この残留回転力が、連続的ハンマリングによって生じる加速度を打ち消す方向に働くため、ハンマリングの周期と重量体１の回転運動の周期とは、同期しにくくなる。従って、衝突を検知する電気的接点は、不当に接触することが無くなる、若しくは、不当に接触しにくくなる。
【００２４】
例えば、上記の衝突検知装置３００（図１）では、接触平面６１の回転軸２からの距離は、重心の回転軸２からの距離より短い。従って、重量体１が接触平面６１に当接した後も、重量体１は、重心との位置関係から回転軸２の軸受け部クリアランスの分だけ更に図中ｂ方向へ回動しようとする。この時高周波連続波形の力が作用しても、前記ｂ方向への回動する力と相殺され、ａ方向へ回動する力が小さくなる。このため、ハンマリング等による高周波連続波形の力が作用した場合には、接触平面６１を通して重量体１に対して与えられる回転軸２に関する力のモーメントを小さく抑えることができる。これらの作用により、重量体１が抑止部材６に当接したときのはねかえりによる振幅の増幅が防止され、ハンマリング等による高周波連続波形の力によるオン出力を防止できる。
【００２５】
（第２実施例）
図４に示す断面図は、重量重心に対して偏心した位置に回転軸２により回動自在に軸支された重量体１を備えた本発明第２実施例の衝突検知装置４００の構成を示している。重量体１上には第１カム３１と第２カム３２とを有するロータ３が固定されており、このロータ３は重量体１と回転軸２を同じくしている。ベース１３には板状の１対の接点バネ４、５が立設され、各々の先端部４２、５２が第２カム３２、第１カム３１のカム面に当接し、ロータ３をＢ方向に付勢している。このロータ３への付勢により、重量体１は、Ｂ方向に付勢され、シリコン系ゲルより成る緩衝部材６０を介してハウジング１１の一部分より成る抑止部材６と接触平面６１にて当接している。
【００２６】
シリコン系ゲルより成る緩衝部材６０は、ハウジング１１の一部分より成る抑止部材６の上方に回転軸２の近くにまで突出した先端部分に固定されており、ハウジング１１がカバー１２に圧入により固定されることにより、緩衝部材６０は、カバー１２とも密接している。
この衝突検知装置４００では、接点バネ５は、接点バネ４の接点４１に対向して凸状の接点５１を有しており、減速度が作用すると、重量体１が接点バネ４、５の付勢力に抗してａ方向に回動し、この時、重量体１の回動量が所定量θｔｈに達すると接点４１、５１間が接触して電気的に導通状態となり、衝突が検知される。
【００２７】
この衝突検知装置４００では、接触平面６１の回転軸２からの距離は重心Ｇと回転軸２との距離より短い。従って、重量体１が接触平面６１に当接した後も、重量体１は、重心との位置関係から回転軸２の軸受け部クリアランスの分だけ更に図中ｂ方向へ回動しようとする。この時高周波連続波形の力が作用しても、前記ｂ方向への回動する力と相殺され、ａ方向へ回動する力が小さくなる。このため、ハンマリング等による高周波連続波形の力が作用した場合には、接触平面６１を通して重量体１に対して与えられる回転軸２に関する力のモーメントを小さく抑えることができる。また、緩衝部材６０は接触平面６１を通して重量体１に伝わるハンマリングによる力を小さく抑える働きもしている。これらの作用により、重量体１が緩衝部材６０に当接したときの跳ね返りによる振幅の増幅が防止され、ハンマリング等による高周波連続波形の力によるオン出力を防止できる。
【００２８】
（第３実施例）
図５は、本発明の第３実施例に係わる衝突検知装置１００の、所定レベル以上の加速度が作用していない時の接点４１と接点５１との間がオフ状態下における構成の側面断面図を模式的に示している。本実施例では図５に示されるＡ方向を衝突検知方向とし、このとき重量体１は回転軸２を回動中心として図中ａ方向に回動する構成としている。
衝突検知装置１００は、樹脂製のケーシングを構成するカバー１２、平板状のベース１３、及びハウジング１１を有している。ベース１３はハウジング１１に、ハウジング１１はカバー１２にそれぞれ圧入により固定されている。
回転軸２には、回動中心と重量重心とが偏心した重量体１が回転軸２の回りに回動可能に支持されている。
【００２９】
重量体１は、金属板より機械加工により成形され、この重量体１上には第１カム３１、第２カム３２を有するロータ（回転体）３が重量体１と回転軸２を共有するように樹脂モールドにより形成されており、これによってロータ３は重量体１と同期して回転軸２の回りに回動される。第１カム３１及び第２カム３２は、重量体１の回動に伴って後述する接点バネ４、５の接点４１、５１の間隔が狭まるようにそれぞれの端部４２、５２を変位させる形状に形成されている。
【００３０】
ベース１３には、板状の接点バネ４、５が立設されており、接点バネ４、５はそれぞれ接点４１、５１を有している。接点４１は平面状に形成されているが、接点５１は接点４１側に凸状に形成されている。接点バネ４、５の端部４２、５２は、それぞれロータ３の第１カム３１、第２カム３２のカム面と接触し、ロータ３に対して加速度の作用によって回動する方向とは逆方向、即ちＢ方向に弾性付勢している。
このロータ３に対する接点バネ４、５の弾性付勢によって重量体１が間接的に弾性付勢され、ハウジング１１の一部分より成る抑止部材６の接触平面６１と当接し、重量体１のｂ方向への回動が規制されている。
【００３１】
接点バネ４、５は、それぞれ外部に突出して設けられた出力端子７、８と接触してベース１３に樹脂インサート成形により固定されている。出力端子７、８は、それぞれベース１３の下面から外部に突出して設けられ、それら出力端子７、８を介して接点４１と接点５１との閉成状態を衝突検知信号として取り出すことができる。
【００３２】
又、ベース１３には樹脂インサート成形により固定端子９が設けられ、この固定端子９を用いて衝突検知装置１００が図略の回路基板などに固定される。
重量体１の回動経路上には、ストッパ１０がカバー１２の内側に圧入により設けられており、重量体１はａ方向への回動時にストッパ１０と当接することで所定量以上の回動が規制される。
【００３３】
次に、衝突検知装置１００の作用について以下に説明する。
車両が衝突すると、衝突検知装置１００に減速度が作用し、重量体１が接点バネ４の付勢力に抗してａ側に回動する。この重量体１の運動は、その質量、回転軸２に関する慣性モーメントおよび偏心マスモーメント、重力、減速度、接点バネ４、５のバネ定数等によって決定される。
所定レベル以上の減速度が衝突検知装置１００に作用し、重量体１の回動角が所定量θｔｈに達すると、第１カム３１を有するロータ３の回動により接点４１と接点５１とが接触し、電気的に導通状態になる。この接点４１と接点５１との接触状態は、出力端子１２、１３から通電される電流の変化により衝突検知信号として検出される。その結果、他の加速度センサのオン出力との間で論理和が成立するとき、図示しないバッテリより衝突検知装置１００を介して図示しないエアバッグ装置の点火装置へ通電され、エアバッグ装置が起動される。
【００３４】
また、通常時、即ち、衝突検知装置１００に対してＡ方向に所定レベル以上の減速度が作用しない状態下では、図５に示されるように接点バネ４、５によりロータ３が図中Ｂ方向に弾性付勢されており、ロータ３と一体化された重量体１はｂ方向に付勢され、ハウジング１１の一部分より成る抑止部材６の接触平面６１と当接している。重量体１は、抑止部材６の接触平面６１からのａ方向への抗力と、間接的にｂ方向に作用する接点バネ４、５からの弾性力とによりａ、ｂいずれの方向に対しても回動が規制されている。よって、所定レベル以上の加速度がＡ方向に作用しない場合には、重量体１が回動しないので重量体１と一体的に構成されたロータ３が回動せず、接点４１、５１間がオフ状態に保持される。
【００３５】
又、ハンマリング等により高周波波形の力が連続して作用すると、接触平面６１と、重量体１に最大回転トルクを与える方向とは約３５°ずれているので、重量体１の抑止部材６との当接時の抑止部材６が重量体１に対して与える抗力の向きは、上記重量体１に最大回転トルクを与える方向とは約５５°ずれている。このため、重量体１に対して与える回転軸２に関する力のモーメントは、小さく抑えられ、よって接点４１、５１間のオン状態が防止される。この状態を模式的に図６に示す。重量体１の変位が増加から減少に転じてゼロになった時、即ち重量体１が抑止部材６と当接した時に、重量体１が抑止部材６から受ける抗力については、その方向が上記のようにずれるため、重量体１の回動方向に回転トルクを与える方向の力の成分は小さくなる。よって、この当接直後の重量体１の初速度が小さく抑えられる。したがって、振幅の繰り返し増幅が抑制され、繰り返し波形の外力を受けても、接点がオンになる変位に達することがない。この作用により、誤ってオン出力されることが防止される。
抑止部材６より重量体１に最大の回転トルクを与える方向の上記の力の成分は、接触平面６１の方線ベクトルが、回転軸２を指す時最小となる。
【００３６】
又、衝突検知装置１００（図５）は、接点バネ４のバネ定数などの前記の重量体１の運動決定要因を殆ど変更せずに、抑止部材６の重量体１との接触平面６１の法線方向を変えることによって高周波連続波形の力に対する感度を調整したので、低周波域に対する感度を以前の従来品（衝突検知装置９００：角度７４°）と殆ど同じに維持できる。実験により確認された本衝突検知装置１００の作動域を図７に示す。約７０Ｈｚ以下の低周波域に対する作動下限値が従来と同様に低く、即ち感度が敏感であるので、車両衝突を良好に検出することが可能である。又、約１００Ｈｚ  を越えた高周波域に対しては、従来品（衝突検知装置９００：角度７４°）に比べて作動下限値が大幅に高くでき、即ち感度を鈍感にできるので、ハンマリング等の衝突以外の事象に対してオン出力されることを防止できる。
尚、これらの実験の結果より、上記の角度を５０°以上にすると、あまり大きな作用・効果が得られないことが分かった。即ち、重量体と抑止部材との接触面と重量体に最大回転トルクを付与する力の方向との角度は、０°〜５０°が良い。
【００３７】
（第４実施例）
本発明の第４実施例の衝突検知装置２００の作用を示した模式図を図８に示す。本衝突検知装置２００は、以下の２点について衝突検知装置１００（図５）に対して若干の改良を加えたものであり、以下図８を用いて、この２点の改良点からもたらされる更なる作用及び更なる効果について説明する。
（改良点１）衝突検知装置２００では、衝突検知装置１００の重量体１の回転軸２の軸受部２１にクリアランス２２を設けた。
（改良点２）衝突検知装置２００では、衝突検知装置１００の抑止部材６の面上にナイロンなどの剛性の低い高分子有機材料から成る繊維材を密に集合形成させた集合体より成る摩擦部材兼緩衝部材６２を配置した。摩擦部材兼緩衝部材６２の表面部が接触平面６１を構成する。
【００３８】
ハンマリング等により高周波波形の力が連続して作用すると、図８の衝突検知装置２００の重量体１は、次のように作動する。抑止部材６上に配置された繊維が密に形成された集合体より成る摩擦部材兼緩衝部材６２に重量体１が当接するとき、軸受部２１にクリアランス２２が有るため、重量体１は摩擦部材兼緩衝部材６２と非弾性衝突すると同時に、摩擦部材兼緩衝部材６２の上方にクリアランス２２の分だけ平行移動により接触平面６１に沿って乗り上げる（図８中の平行移動）。この時、重量体１と摩擦部材兼緩衝部材６２との間の接触平面６１上において摩擦が生じる。これらの運動により、重量体１の回転軸２の回りの回転運動エネルギーの一部または全部は、非弾性衝突の熱エネルギー、摩擦熱エネルギーおよび重量体１の重力場における位置エネルギーに変換される。
【００３９】
また、重量体１の重力場における位置エネルギーは、重量体１が摩擦部材兼緩衝部材６２との当接直前の位置にまで戻ることにより解放される途中において摩擦部材兼緩衝部材６２との摩擦などにより、その大部分が元の回転運動エネルギーには戻らず、熱エネルギーになり消費される。また、摩擦部材兼緩衝部材６２は接触平面６１を通して重量体１に伝わるハンマリングによる力を、この力が重量体１に伝わる前に、小さく抑える働きもしている。これらの作用により、重量体１に対して与える回転軸２に関する力のモーメントを第３実施例の衝突検知装置１００の場合よりも更に小さく抑えることができ、ハンマリングによるオン出力をより確実に防止できるようになる。
【００４０】
又、摩擦部材兼緩衝部材６２は繊維が密に形成された集合体より成り、その摩擦係数は、繊維の植毛方向を接触平面６１に対する垂直方向から大きく傾けることにより摩擦の方向に依って大きく異なるようになっている。即ち、摩擦部材兼緩衝部材６２の摩擦係数は、重量体１が、接触平面６１に当接してせり上がる時には大きく、重量体１が、接触平面６１から滑りながら離れようとする時には、小さく成るようにしてある。また、上記の摩擦部材兼緩衝部材６２の繊維については、静止摩擦係数も小さなものを使用している。したがって、衝突検知装置２００の低周波域に対する感度は、以前と殆ど同じに維持できる。
【００４１】
（第５実施例）
図９は、第５実施例における衝突検知装置５００の断面図である。本衝突検知装置２００は、基本的に第３実施例における衝突検知装置１００と同じ作動原理により動作するものであり、同等の動作または作用をする部分には、図５と同じ符号が付してある。即ち、本衝突検知装置５００においては、横長の重量体１が採用されており、ロータ３のカム３１が、重量体１のａ方向の回動に伴って可動部材４を押下することにより、可動部材４の先端付近に位置する接点４１が、固定部材５０の傾斜した接触面５１に接触して、装置が作動する。
図９に示すように、本衝突検知装置５００においては、重量体１と抑止部材６との接触面と重量体１に最大回転トルクを付与する力の方向との間の角度は約２７°となっている。従って、これらの構成により、本衝突検知装置５００は、前記衝突検知装置１００（図５）と同様の作用・効果を得ることができる。
【００４２】
（第６実施例）
図１０は、第６実施例における衝突検知装置６００の構造を示したものである。（ａ）は内部構造を示した正面図、（ｂ）は内部構造を示した右側面図、（ｃ９）は、要部の構造を示した斜視図である。また、図１１は重量体１に作用する減衰力（抵抗力）の発生原理を説明する図である。重量重心に対して偏心した位置に回転軸２により回動自在に軸支された重量体１の構造、重量体１上に設けられた第１カム３１と第２カム３２とを有するロータ３の構造、接点バネ４，５の構造、ストッパ１０やハウジング１１の構造等、及び、衝突検知時の重量体１の動作は、第１〜第３実施例と同一である。
【００４３】
本実施例では、重量体１は導電体で構成されており、重量体１の初期位置を規定する抑止部材６の接触面６１は重量体１の回転方向に対して垂直である。上方から見てコの字形状で（ｃ）に示すように磁化された磁性体１４が抑止部材６の近くに設けられている。この磁性体１４の磁極Ｎ，Ｓは、図１１に示すように、重量体１の側面の両側に配置されており、重量体１の側面を垂直に磁束Φが貫通している。重量体１がこの磁束Φを横切ると、重量体１を貫通する磁束の時間変動に起因してその磁束の回りに渦電流が発生する。この渦電流と磁束Φとで形成されるローレンツ力が重量体１に作用する。この力は、重量体１を貫く磁束Φの時間変動を抑制するように作用し、渦電流の大きさは重量体１の磁束Φを横切る速度に比例する。よって、重量体１が抑止部材６の方向に戻る場合には、この向きと逆向きに重量体１の移動速度に比例した減衰力（抵抗力）Ｋが重量体１に作用する。この結果、重量体１の抑止部材６への戻り速度が減少する。
【００４４】
また、抑止部材６で反発して逆方向に回転する場合にも、この反発回転の方向とは逆向きにその速度に比例した減衰力が作用することになる。この結果、重量体１は抑止部材６の付近で両方向の移動速度が減少され、粘性抵抗を受けたのと等価となる。これにより、ハンマリング等の高周波連続波形の力が重量体１に作用して、重量体１の回転速度が大きくなる場合に、磁束による粘性抵抗が効果的に作用し、接点がオンとなることが防止される。一方、通常の衝突時における低周波衝撃では、重量体１の初期速度が小さいため、重量体１の移動方向と逆向きに作用する磁束による減衰力は小さいため、接点オンの応答速度を低下させることがない。
【００４５】
尚、重量体１に作用する減衰力は重量体１を貫く磁束Φの大きさ、従って、磁性体１４の磁極Ｎ，Ｓと重量体１との間の間隙の幅ｄ（図１１）に反比例する。磁極Ｎ，Ｓをコの字形状に予め構成することで、この間隙の寸法精度を高くすることができ、この結果として重量体１に作用する減衰力（抵抗力）の精度を向上させることができる。
【００４６】
（第７実施例）
図１２は、第７実施例における衝突検知装置７００の構造を示したものである。重量重心に対して偏心した位置に回転軸２により回動自在に軸支された重量体１の構造、重量体１上に設けられた第１カム３１と第２カム３２とを有するロータ３の構造、接点バネ４，５の構造、ストッパ１０やハウジング１１の構造等、及び、衝突検知時の重量体１の動作は、第１〜第３実施例と同一である。
【００４７】
本実施例では、抑止部材６の前面位置に回転軸１５の回りに一方向（Ｃ方向）にのみ回転可能な回転体１７が配置されている。回転体１７の表面にはナイロン等の剛性の低い高分子有機材料から成る繊維材１６が一回転方向（反Ｃ方向）に向いて植毛されている。そして、抑止部材６の表面は鋸歯状に加工されており、回転体１７が反Ｃ方向に回転する時、この鋸歯６２と繊維材１６とが係合するためその回転が困難となるように構成されている。
【００４８】
重量体１がａ方向に回転するとき、重量体１は繊維材１６を寝させるように作用し、回転体１７は反Ｃ方向には回転し難いため、重量体１は寝ている繊維材１６の表面を滑るように移動する。このため、重量体１と繊維材１６との間の摩擦力は小さく、重量体１はａ方向には容易に回転する。一方、重量体１がｂ方向に回転するとき、重量体１は繊維材１６を立たせるように作用するため重量体１と繊維材１６との間の摩擦力は大きい。その結果、重量体１は回転体１７をＣ方向に回転させ、重量体１の運動エネルギーは回転体１７の回転エネルギーに変換されて究極的には繊維材１６と鋸歯６２との摩擦、回転体１７の軸受けでの摩擦、又は、回転体の空気摩擦等による熱エネルギーに変換されて消費される。よって、重量体１の運動エネルギーは重量体１が抑止部材６にの接触面６１に当接する前にその一部分が消費されるため、抑止部材６からの跳ね返りを小さく抑制することができる。
【００４９】
このように、重量体１は衝突を検出する時の回転方向であるａ方向への回転に対しては抵抗は小さく、抑止部材６への戻り方向への回転に対しては抵抗が大きい。従って、衝突検出時の応答速度を低下させることなく、ハンマリング等の高周波連続波形の力が重量体１に作用してた場合に、接点がオンするという誤検出が防止される。
【００５０】
（第８実施例）
図１３は、第８実施例における衝突検知装置８００の構造を示したものである。重量重心に対して偏心した位置に回転軸２により回動自在に軸支された重量体１の構造、重量体１上に設けられた第１カム３１と第２カム３２とを有するロータ３の構造、接点バネ４，５の構造、ストッパ１０やハウジング１１の構造等、及び、衝突検知時の重量体１の動作は、第１〜第３実施例と同一である。
【００５１】
本実施例では、抑止部材６にピストン１８によるエアダンパ効果を持たせたものである。即ち、重量体１が当接する接触面１８１を有し、他端にゴム製の平板２０を有したピストン１８がシリンダ１９の中に配設されている。そして、平板２０とシリンダ１９の蓋２１との間に空気溜り２２が形成されている。重量体１がｂ方向に回転して、ピストン１８の接触面１８１に当接する時、この空気溜り２２による空気弾性により、重量体１のピストン１８への衝突衝撃が緩和される。その結果として、重量体１の跳ね返りが力が低減されるので、ハンマリング等の高周波連続波形の力が重量体１に作用してた場合に、接点がオンする誤検出が防止される。また、重量体１は衝突を検出する時の回転方向であるａ方向への回転に対しては抵抗は一切ないため、衝突検出時の応答速度を低下させることはない。
【００５２】
尚、シリンダ１９はハウジング１１と一体的に形成されており、ピストン１８をシリンダ１９に挿入した後に、蓋２１を配設して栓２３により封止して空気溜り２２を形成している。従って、栓２３で封止する前にピストン１８の位置を調整することで、重量体１の初期位置を調整することが可能である。空気溜り２３を液体溜りにしても同等の効果を得ることが可能である。
【００５３】
上記の第１〜第５実施例では、接触面６１は平面により構成したが、接触面６１は、曲面でもよく、この接触面上の任意の１点における接平面の方向が、最大回転トルクを与える方向から０°〜５０°ずれていれば、いずれの方向であっても上記実施例と同様の効果を得ることができる。即ち、抑止部材６からの抗力が、重量体１との当接時に、重量体１の回動方向に最大の回転トルクを与える方向に対し９０°〜４０°ずれるようにすることにより、重量体１に作用する回転軸２に関する力のモーメントを小さくすることができる。
また、第６〜第８実施例においても、抑止部材において接触面を傾斜する構成をとっても良い。
【００５４】
また、上記実施例では、抑止部材としての反発係数が略ゼロの材料としてシリコン系ゲルや繊維材が密に形成された集合体を用いたが、ビニルアルキルエーテルゴムなどを用いることにより、剛性の低い他の構造を構成してもよい。これらの構成により、上記実施例と同等の効果を得ることができる。
尚、緩衝部材の反発係数は必ずしも略ゼロでなくとも、できるだけ小さい値であれば十分な効果が得られる。
【００５５】
又、上記実施例では、摩擦部材または緩衝部材を抑止部材側に配置したが、摩擦部材または緩衝部材は、重量体側もしくは抑止部材側と重量体側の両方に配置しても、上記実施例と同等の効果を得ることができる。
あるいは、摩擦物質や緩衝物質を抑止部材側または重量体側の接触面上に塗布したり、抑止部材または重量体それ自身を摩擦部材または緩衝部材にて構成しても上記の実施例と同じ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の衝突検知装置３００の構成を示した断面図。
【図２】本発明の第１の手段による作用を示す、衝突検知装置の模式的モデル図。
【図３】本発明の第１の手段による作用を説明する、因果関係の説明図。
【図４】本発明の第２実施例の衝突検知装置４００の構成を示した断面図。
【図５】本発明の第３実施例の衝突検知装置１００の構成を示した断面図。
【図６】本発明の第３実施例の衝突検知装置１００の作用を示した模式図。
【図７】本発明の第３実施例の衝突検知装置１００の性能と従来技術による衝突検知装置９００の性能とを比較する実験の結果を示すグラフ。
【図８】本発明の第４実施例の衝突検知装置２００の作用を示した模式図。
【図９】本発明の第５実施例の衝突検知装置５００の構成を示した断面図。
【図１０】本発明の第６実施例の衝突検知装置６００の構成を示した断面図。
【図１１】本発明の第６実施例の衝突検知装置６００の構成を示した斜視図。
【図１２】本発明の第７実施例の衝突検知装置７００の構成を示した断面図。
【図１３】本発明の第８実施例の衝突検知装置８００の構成を示した断面図。
【図１４】従来技術による衝突検知装置９００の構成を示した断面図。
【図１５】従来技術による衝突検知装置９００の作用を示した模式図。
【符号の説明】
１…重量体
２…回転軸
３…ロータ
３１…第１カム
３２…第２カム
４、５…接点バネ
６…抑止部材
６０…緩衝部材
６１…接触平面（接触面）
６２…摩擦部材兼緩衝部材
７、８…出力端子
９…固定端子
１０…ストッパ
１１…ハウジング
１２…カバー
１３…ベース
１４…磁性体
１７…回転体
１６…繊維材
１８…ピストン
２２…空気溜り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003577984.tif 000007
【図７】
0003577984.tif 000008
【図８】
0003577984.tif 000009
【図９】
0003577984.tif 000010
【図１０】
0003577984.tif 000011
【図１１】
0003577984.tif 000012
【図１２】
0003577984.tif 000013
【図１３】
0003577984.tif 000014
【図１４】
0003577984.tif 000015
【図１５】
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