(57)【要約】【課題】幅および高さにおいて小型化した２方向検出型衝撃加速度センサを提供すること。【解決手段】衝撃または加速度の検出方向とほぼ平行な長手方向を有する筐体３と、その長手方向とほぼ平行な中心直線に沿って直列に配設された２つのリードスイッチ５１，５２と、その中心直線に沿って摺動可能に配設された環状磁石６と、この環状磁石６を中心直線の方向に付勢するスプリング７とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃または加速度の検出方向とほぼ平行に長手方向を有する筐体と、前記長手方向とほぼ平行な直線に沿って直列に配設された２つのリードスイッチと、前記直線に沿って摺動可能に配設された環状磁石と、環状磁石を前記直線の方向に付勢するスプリングとを備えることを特徴とする２方向検出型衝撃加速度センサ。
【請求項２】
前記２つのリードスイッチを電気的に直列接続する接続点が、共通の外部端子と繋がっていることを特徴とする請求項１に記載の２方向検出型衝撃加速度センサ。
【請求項３】
前記２つのリードスイッチのそれぞれの端子は独立に外部端子と電気的に繋がっていることを特徴とする請求項１に記載の２方向検出型衝撃加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２方向の衝撃または加速度を検出してスイッチの開閉動作を行う２方向検出型衝撃加速度センサに係り、特に、自動車等の車両に搭載される、エアーバックシステムもしくはシートベルトプリテンション等の人体の防護具を作動させるスイッチとして、また、産業用、家電用の衝撃加速度センサとして好適な２方向検出型衝撃加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の衝撃加速度センサは、自動車等の車両に搭載される乗員保護装置であるエアーバックシステムあるいはシートベルトプリテンション等の人体に対する防護具を作動させるスイッチとして用いられている。また、衝撃・加速度の検出用センサとして産業用、家電用に幅広く使用されている。
【０００３】
従来の衝撃加速度センサとしては、図４に示されるようにリードスイッチ５を利用したタイプのものが汎用的に普及している。以下、従来例における衝撃加速度センサは衝撃及び加速度に対し同一の機能であるので代表して衝撃センサと呼称して説明する。
【０００４】
衝撃センサ１は、外装用の筐体３には衝撃を検出すべき方向に沿って配置された円筒状のシャフト４と、このシャフト４内に挿入されたリードスイッチ５と、シャフト４の長手方向に沿って摺動可能に配置された環状磁石６と、この環状磁石６を筐体３の内壁端面に付勢するスプリング７と、上記リードスイッチ５に接続された二つの外部接続端子２から構成されている。
【０００５】
上述のような衝撃センサ１が取り付けてある自動車等が、停止している場合もしくは通常の走行をしている場合には、衝撃センサ１に大きな加速度（衝撃）は作用しないので、環状磁石６はスプリング７の付勢力によりシャフト４の所定の位置にて保持される。このとき、リードスイッチ５の接点５ａ，５ｂは環状磁石６の磁力により閉成しないためオフ状態となっている。
【０００６】
この状態が変化して、たとえば自動車走行時の事故等により車体に加わる強い衝撃力、あるいは急激な停止等に伴う加速度が矢印で示す方向に働くと、この時点で、スプリング７の付勢力により筐体３の内壁端面に当接された状態の環状磁石６はスプリング７の付勢力に打ち勝つ負の加速度を受け、環状磁石６はその慣性質量に基づいて相対的に力を受け、シャフト４に配置された位置からシャフト上を移動し、やがて環状磁石６からの磁力がリードスイッチの接点近傍で所定値以上になった時、リードスイッチ５の接点５ａ，５ｂは閉成されてオン状態となる。
【０００７】
次に、環状磁石６は衝撃力によりスプリング７が完全に圧縮された位置に達したとき停止し、このときまでに環状磁右６に蓄積された運動エネルギーは、一旦スプリング７や筐体３の変形や振動エネルギーに変換され、次いで方向を反転した環状磁石６の運動エネルギーに再変換される。
【０００８】
その後、自動車等の停止により環状磁石６の加速度が所定値以下になると、スプリング７の付勢力に打ち勝つことが出来なくなり、再び元の位置に戻される。この時リードスイッチ５の接点５ａ，５ｂに働く環状磁石６の磁力が所定値以下になり、リードスイッチ５の接点５ａ，５ｂは再びオフ状態になる。
【０００９】
リードスイッチ５は上述したオン転換時からオフ転換時までの間、接点オン状態が継続される。因みに、自動車等の乗員保護装置で防護具を作動させるスイッチとして用いられる場合には、その防護具を作動させる電気回路を駆動する構造になっており、衝撃センサ１におけるリードスイッチ５に駆動電流を通電することにより、通電状態を検出した安全制御システムが作動することになりエアーバックあるいはシートベルトプリテンション等を展開させ、自動車等の乗員の安全が確保される。
【００１０】
従来、両長手方向からの衝撃力を検出するためには、衝撃センサ１を複数個配備すること、もしくは特許文献１に開示された技術のように、径の大きな環状磁石の内部にリードスイッチ５を、接点の位置を並列方向にずらして、２個配置することで両長手方向からの衝撃力を検出していた。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−４８８１４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した構造の衝撃センサ１においては、両長手方向からの衝撃力に伴う加速度を検出する場合、衝撃センサを複数個配備すること、もしくは、並列方向に２個のリードスイッチを配置することで両長手方向からの衝撃力に伴う加速度を検出しているが、既述の如く大きな内径をもった環状磁石が必要である等の理由により、大型化が避けられないという問題があった。
【００１３】
本発明の課題は、このような問題を解決すべく、省幅・低背化した小型の２方向検出型衝撃加速度センサを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の２方向検出型衝撃加速度センサは、衝撃または加速度の検出方向とほぼ平行に長手方向を有する筐体と、前記長手方向とほぼ平行な直線に沿って直列に配設された２つのリードスイッチと、前記直線に沿って摺動可能に配設された環状磁石と、環状磁石を前記直線の方向に付勢するスプリングとを備えることを特徴とする。
【００１５】
また、前記２つのリードスイッチを電気的に直列接続する接続点が、共通の外部端子と繋がっているとよい。
【００１６】
そして、前記２つのリードスイッチのそれぞれの端子は独立に外部端子と電気的に繋がっていてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の衝撃加速度センサについて、図面を参照して説明する。本発明における衝撃加速度センサは、衝撃及び加速度に対し同一の機能を有するので代表して衝撃センサと呼称することがある。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態における２方向検出型衝撃加速度センサの、衝撃を受けない状態を示す部分断面図であり、図１（ａ）は上面から見た図、図１（ｂ）は正面から見た図である。図１の様に、衝撃を検出するための方向とほぼ平行に延びた筐体３の両長手方向からの衝撃を検知するため、中空シャフト４１の長手方向に沿って中央に配備された環状磁石６とその環状磁石６を付勢するスプリング７を環状磁石６の両側に配備し、２個のリードスイッチ５１，５２を中空シャフト４１の長手方向中央部に対し両側に直列方向に配備することで、省幅・低背化を図っている。
【００１９】
直列方向に配置されたリードスイッチ５１および５２のリード端子は相接する部分で電気的にも接続され、共通外部端子５５として筐体外に取り出される。またリードスイッチ５１の他の端子は外部端子５６に接続され、リードスイッチ５２の他の端子は外部端子５７に接続され、２系統のスイッチ回路が形成されている。この接続の様子を図３（ａ）に示す。
【００２０】
また、図３（ｂ）のようにリードスイッチ５１および５２の４つのリード端子を独立に外部端子と接続してもよい。  なお、次の図２では該接続部及び引出された共通外部端子の図示は省略している。
【００２１】
図２は、上述した衝撃センサ１０が衝撃力に伴う加速度を受けた場合の状態を上面から見て示す部分断面図であり、図２（ａ）はＡ方向の衝撃を受けた状態を示し、図２（ｂ）はＢ方向の衝撃を受けた状態を示す。中空シャフト４１の長手方向にそって両側に摺動可能に配置された環状磁石６は、通常、中空シャフト４１の長手方向の中央にスプリング７で付勢されている。例えばＡ方向に衝撃力に伴う加速度を受けた場合は、衝撃センサ１０に備えられたリードスイッチ５１は環状磁石６の磁力により接点５１ａ，５１ｂが閉成状態となる。
【００２２】
この衝撃センサ１０が例えばＡ方向とは逆のＢ方向に衝撃力に伴う加速度を受けた場合は、上述した衝撃センサ１０に備えられたリードスイッチ５２は環状磁石６の磁力により接点５２ａ，５２ｂが閉成状態となる。
【００２３】
すなわち、衝撃センサ１０に備えられたリードスイッチ５１，５２に駆動電流を通電させることで、接点５１ａ，５１ｂを介して、リードスイッチ５１の一方の端子と共通端子間、または、接点５２ａ，５２ｂを介して、リードスイッチ５２の一方の端子と共通端子間に電流が流れ衝撃に伴う加速度の方向を特定できる。
【００２４】
この衝撃センサ１０は、たとえば自動車走行時の事故等により車体に加わる前方からの衝撃力に伴う加速度を矢印Ａ方向になるように構成し、後方衝突などによる後方からの衝撃力に伴う加速度を矢印Ｂ方向になるように構成することが可能となり、自動車等の前後方向の衝撃・加速度（前方衝突、後方衝突、急激な停止）を検出制御することで、エアーバック、シートベルトプリテンションナー、あるいはアクティブヘッドレスト等によって、２方向の衝撃への対応が可能となり、自動車等の乗員の安全が確保される。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、２つのリードスイッチを直列方向に配備することで、従来の並列方向に２個のリードスイッチを配備する製品と比較して、径の小さな環状磁石でよく、省幅・低背化することが出来、製品設計自由度が大きな２方向検出型衝撃加速度センサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における２方向検出型衝撃加速度センサの、衝撃を受けない状態を示す部分断面図。図１（ａ）は上面から見た図、図１（ｂ）は正面から見た図。
【図２】本発明の一実施の形態における２方向検出型衝撃加速度センサの、衝撃を受けた状態を示す部分断面図。図２（ａ）はＡ方向の衝撃を受けた状態を示し、図２（ｂ）はＢ方向の衝撃を受けた状態を示す。
【図３】２系統のスイッチ回路を示す図。
【図４】従来の衝撃センサの断面図。
【符号の説明】
１，１０    衝撃センサ
２    外部接続端子
３    筐体
４    シャフト
５，５１，５２    リードスイッチ
５ａ，５ｂ，５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ    接点
６    環状磁石
７    スプリング
４１    中空シャフト
５５    共通外部端子
５６，５７    外部端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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