(57)【要約】【課題】一方向両側からの衝撃による加速度を検知することができ基板実装が容易な小型の２方向検出型衝撃センサを提供すること。【解決手段】筐体３の長手方向の両側からの衝撃を検出するため、シャフト４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をシャフト４の長手方向中央部に並設することで筐体３の長手方向両側からの衝撃に伴う加速度を、中央に配備された環状磁石６の移動によりリードスイッチ５１、５２に磁力を与えることで閉成状態をもたらし、加速度の方向を検出する衝撃センサ１０とする。【選択図】  図１
2004212280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃を検出する軸方向に長手方向を有する筐体と、前記筐体内に前記長手方向と平行に封入配備された２個のリードスイッチと、前記長手方向に沿って摺動可能に配設された環状磁石と、前記環状磁石を前記長手方向に沿って付勢するスプリングとを備えることを特徴とする２方向検出型衝撃センサ。
【請求項２】
請求項１記載の２方向検出型衝撃センサにおいて、前記環状磁石は、衝撃力を受けないときには、前記スプリングにより前記筐体内の中央付近に均衡するように付勢されることを特徴とする２方向検出型衝撃センサ。
【請求項３】
請求項２記載の２方向検出型衝撃センサにおいて、前記環状磁石は、衝撃力を受けて、スプリングにより、筐体内の中央付近に均衡された状態から前記筐体の長手方向に沿って両側に摺動可能としたことを特徴とする２方向検出型衝撃センサ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の２方向検出型衝撃センサにおいて、前記２個のリードスイッチ内部の接点は、前記筐体内の中央付近に均衡された状態の環状磁石に対して、長手方向における両側に配設されたことを特徴とする２方向検出型衝撃センサ。
【請求項５】
請求項４記載の２方向検出型衝撃センサにおいて、前記２個のリードスイッチはそれぞれ独立した信号を出力するリードスイッチ接続端子を有することを特徴とする２方向検出型衝撃センサ。
【請求項６】
請求項５記載の２方向検出型衝撃センサにおいて、前記リードスイッチ接続端子は、表面実装用の、基板実装面に平行な先端部を有することを特徴とする２方向検出型衝撃センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１つの軸における２方向の衝撃を検出する衝撃センサに係り、特に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グシステム、或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好適に用いられる２方向検出型衝撃センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の衝撃センサ１は、図４に断面図で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。
【０００３】
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とを有し、さらに上記リードスイッチ５と接続された二つの接続端子２が基板４１の回路に接続される。
【０００４】
上述のように構成された衝撃センサ１が取り付けられた自動車等が、通常の停止若しくは通常の走行をしている場合には、衝撃センサ１にはあまり大きな加速力（衝撃力）が作用しないので、環状磁石６はスプリング７の付勢力によりシャフト４の所定の位置に保持される。このためリードスイッチ５の接点５ａ、５ｂは環状磁石６の磁力により閉成しないオフ状態となっている。
【０００５】
この状態が、例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或いは急激な停止等により、その衝撃力に伴う加速力が相対的に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環状磁石６はスプリング７の付勢力に打ち勝つ加速力を受け、環状磁石６はその慣性質量に比例して相対的に力を受けることになり、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による磁力が所定値以上になった時、リードスイッチ５の接点５ａ、５ｂは環状磁石６により閉成されてオン状態となる。
【０００６】
環状磁石６は衝撃によりスプリング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石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。
【０００７】
その後、自動車等の停止により環状磁石６の加速力が所定値以下になり、スプリング７の付勢力に打ち勝つことが出来なくなり、再び配置された位置に戻される。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。
【０００８】
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。ところで、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、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に駆動電流を供給することにより、通電状態を検出した安全制御システムが作動してエアーバッグ、或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ことになる。
【０００９】
このような衝撃センサは、例えば次の特許文献１に開示されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−２８９８７３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成の衝撃センサ１においては、その衝撃力に伴う加速力が矢印で示す方向に働くと環状磁石６の移動により衝撃を検出する構造であり、一方向の衝撃に伴う加速度に対してのみ有効であり、衝撃力に伴う加速度が矢印で示す方向と異なる場合には検出しないという問題があった。
【００１２】
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、複数個配備しなくてはいけない問題があった。
【００１３】
さらに、従来の実装方法では基板に穴をあけて実装するため、安全装置の小型化が難しいという欠点もあった。
【００１４】
即ち、本発明の課題は、一方向両側からの衝撃による加速度を検知することができ基板実装が容易な小型の２方向検出型衝撃センサを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の２方向検出型衝撃センサは、衝撃を検出する軸方向に長手方向を有する筐体と、前記筐体内に前記長手方向と平行に封入配備された２個のリードスイッチと、前記長手方向に沿って摺動可能に配設された環状磁石と、前記環状磁石を前記長手方向に沿って付勢するスプリングとを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、前記環状磁石は、衝撃力を受けないときには、前記スプリングにより前記筐体内の中央付近に均衡するように付勢されるとよい。
【００１７】
また、前記環状磁石は、衝撃力を受けて、スプリングにより、筐体内の中央付近に均衡された状態から前記筐体の長手方向に沿って両側に摺動可能とするとよい。
【００１８】
また、前記２個のリードスイッチ内部の接点は、前記筐体内の中央付近に均衡された状態の環状磁石に対して、長手方向における両側に配設されるとよい。
【００１９】
また、前記２個のリードスイッチはそれぞれ独立した信号を出力するリードスイッチ接続端子を有するとよい。
【００２０】
そして、前記リードスイッチ接続端子は、折り曲げ若しくは成形加工等による、表面実装用の、基板実装面に平行な先端部を有するとよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の２方向検出型衝撃センサについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態における２方向検出型衝撃センサの第１の状態を示し、図１（ａ）は上面に平行な断面による部分断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）で指示したＣ−Ｃ線による部分断面図である。
【００２３】
図１に示すように、衝撃を検出する一軸方向とほぼ平行な長手方向を有する筐体３と、この筐体３内の異なる位置に配備された２つのリードスイッチ５１、５２と、所定値以上の衝撃を受けたときにシャフト４の長手方向に沿って両側に摺動可能に配置された環状磁石６と、この環状磁石６をシャフト４の長手方向に沿った中央部に均衡させる２つのスプリング７とからなる衝撃センサ１０において、例えば自動車走行時の事故等により車体に加わる衝撃力に伴う加速力により、スプリング７の付勢力で筐体３の中央部に均衡配置されていた環状磁石６は一方のスプリング７の付勢力に打ち勝つ加速力を受ける。従って、慣性質量に応じて、シャフト４中央部に均衡された位置から変位するように相対的に力を受けてシャフト４中央部から移動する。
【００２４】
例えば、図示Ａ方向においては、この衝撃センサ１０に備えられるリードスイッチ５１の接点５１ａ、５１ｂが環状磁石６の磁力で閉成状態となる構造である。
【００２５】
図２は、本発明の２方向検出型衝撃センサにおける第２の状態を示す部分断面図であり、図２（ａ）は環状磁石がＡ方向の加速力を受けて移動した状態を示し、図２（ｂ）は環状磁石がＢ方向の加速力を受けて移動した状態を示す。
【００２６】
シャフト４の長手方向に沿って両側に摺動可能に配置された環状磁石６は、通常、シャフト４の長手方向の中央にスプリング７で付勢されて均衡しているが、例えば、図２（ａ）に示すように、環状磁石６がＡ方向に衝撃を伴う加速力を受けた場合には、上述の通り衝撃センサ１０に備えられたリードスイッチ５１において、環状磁石６の磁力により接点５１ａ、５１ｂ（図２（ｂ）参照）が閉成状態となる。
【００２７】
上述した衝撃センサ１０に例えばＡ方向とは逆のＢ方向（図２（ｂ）参照）に、環状磁石６が衝撃に伴う加速力を受けた場合は、上述した衝撃センサ１０に備えられたリードスイッチ５２において、環状磁石６の磁力により接点５２ａ、５２ｂ（図２（ａ）参照）が閉成状態となる。
【００２８】
即ち、上述した衝撃センサに備えられたリードスイッチ５１、５２に駆動電流を供給することで、接点５１ａ、５１ｂ間、若しくは、接点５２ａ、５２ｂ間に電流が流れ衝撃力に伴う加速度の方向を特定できることとなる。
【００２９】
上述した衝撃センサ１０は、例えば自動車走行時の事故或いは急激な停止等により車体の前方から加わる衝撃力の方向を矢印Ａ方向として、車体の後方から加わる衝撃力の方向を矢印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（前方衝突・後方衝突）方向の衝撃を検出制御することで、エアーバッグ或いはシートベルトプリテンション等の２方向への展開が可能となり自動車等の乗員の安全が確保されることになる。
【００３０】
また、基板への実装を容易にするために、リードスイッチ５１、５２からの信号を取り出す接続端子の先端部２１、２２は直角に曲げられて、表面実装端子が形成されている。
【００３１】
図３は、本実施の形態の２方向型衝撃センサにおけるリードスイッチ接続端子の形状と配置を示す外観斜視図である。図３（ａ）は第１の型の接続端子を示し、図３（ｂ）は第２及び第３の型の接続端子を示す。いずれの接続端子も上述の衝撃センサ１０に配設されているリードスイッチ５１、５２の接続端子に対応した接続端子であり、接続端子の先端部に基板実装面に平行な部分が形成されている。
【００３２】
図３（ａ）において、衝撃センサ１１ａの筐体３３ａから下方に向かってリードスイッチの接続端子が引き出され、先端部３１は直角に折り曲げられて、基板実装面に平行な部分が形成されている。
【００３３】
図３（ｂ）の衝撃センサ１１ｂにおいても、筐体３３ｂから下方に向かって引き出された接続端子の先端部には加工が施され、先端部３２または３３には基板実装面に平行な平坦部が形成され、この平坦部で回路基板との接続が行われる。
【００３４】
このような接続端子を有する衝撃センサとすることで、安全制御システム等に使用される回路基板に実装用の穴をあけることなく、部品実装の高密度化を実現できるとともに、簡単に実装することが可能となった。
【００３５】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の２方向検出型衝撃センサによれば、互いに同一な構成で独立した信号出力系を有する複数の機能を兼ね備えており、筐体とシャフトの長手方向に沿って両側からの衝撃力に伴う加速度に対応してリードスイッチ接点部を閉成状態とし安全制御システムに伝わる通電信号により選択的に安全装置を制御することが可能となる。
【００３６】
即ち、衝撃（前方衝突・後方衝突）の方向を検出する機能を兼ね備えており、部品点数の多い自動車等に搭載する場合においても、１つの衝撃センサで複数制御が可能となり安全制御システムを確実に作動させることが出来る。
【００３７】
さらに、安全装置の小型化に対応して、端子部を曲げることにより実装の容易な２方向検出型衝撃センサが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の２方向検出型衝撃センサにおける第１の状態を示す部分断面図。図１（ａ）は上面に平行な断面による部分断面図、図１（ｂ）は、Ｃ−Ｃ線による部分断面図。
【図２】本発明の２方向検出型衝撃センサにおける第２の状態を示す部分断面図。図２（ａ）は環状磁石がＡ方向の加速力を受けて移動した状態を示し、図２（ｂ）は環状磁石がＢ方向の加速力を受けて移動した状態を示す。
【図３】本発明におけるリードスイッチ接続端子の形状と配置を示す外観斜視図。図３（ａ）は第１の型のリードスイッチ接続端子の場合を示し、図３（ｂ）は第２及び第３の型のリードスイッチ接続端子の場合を示す。
【図４】従来の衝撃センサの断面図。
【符号の説明】
３，３３ａ，３３ｂ    筐体
４    シャフト
６    環状磁石
７    スプリング
１０，１１ａ，１１ｂ    衝撃センサ
２１，２２，３１，３２，３３    先端部
５１，５２    リードスイッチ
５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ    接点
【図１】
2004212280.tif 000003
【図２】
2004212280.tif 000004
【図３】
2004212280.tif 000005
【図４】
2004212280.tif 000006