Acceleration sensor

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加速度センサに係り、特に車両の衝突時などに生じる大きな速度変化を検出するのに好適な加速度センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の加速度センサとして、USP 4,82
7,091 号には、導電材料よりなる筒体と、該筒体の内部に筒体長手方向移動自在に挿入された帯磁慣性体と、該帯磁慣性体の少なくとも該筒体長手方向の一端側の端面に設けられた導電体と、該筒体の長手方向の一端側に配置されており、帯磁慣性体の該導電体が接触することにより該導電体を介して導通される１対の電極と、該筒体の長手方向の他端側に配置されており、該帯磁慣性体と磁気的に吸引し合う磁性材料よりなる吸引体と、を備えたものが記載されている。

【０００３】この加速度センサにおいては、帯磁慣性体は吸引体と吸引し合っており、加速度センサに加速度が全く又は殆ど加えられていないときには、帯磁慣性体は筒体内の他端側に静止している。

【０００４】この加速度センサにある程度大きな加速度が加えられると、帯磁慣性体が吸引体との吸引力に抗しつつ移動する。 そして、帯磁慣性体が移動しつつあるときには、この筒体に誘導電流が流れ、帯磁慣性体に対し移動方向と反対方向に付勢する磁力が与えられ、帯磁慣性体にブレーキがかけられた状態となり、その移動速度が減少される。

【０００５】加速度が所定値（閾値）よりも小さいときには、帯磁慣性体は筒体の先端までは到達せず、中途まで移動したところで停止し、次いで吸引体との吸引力により他端側まで引き戻される。

【０００６】加速度が所定値（閾値）よりも大きいとき（即ち、例えば、この加速度センサが搭載されている車両が衝突したときなど）には、帯磁慣性体は筒体の一端側にまで到達する。 そして、帯磁慣性体の先端面の導電層が１対の電極の双方に接触して電極同志を導通する。
予め電極間に電圧をかけておくと、電極同志が短絡した時点で電極間に電流が流れる。 この電流により、車両が衝突したことが検出される。

【０００７】第２図はこの電極４０、４２を示す斜視図、第３図は第２図の III−III 線断面図、第４図は第３図の要部拡大図である。 電極４０、４２はそれぞれ薄い金属板のプレス打抜材よりなる導電ピース４６、４８
の一部として形成されている。 導電ピース４６、４８には、それぞれリード線（図示略）が接続される端子５
０、５２が形成されている。 導電ピース４６、４８間には電気抵抗体５４が架設されており、電気抵抗体５４のリード電極５４ａ、５４ｂが導電ピース４６、４８にハンダ付け等により接合されている。

【０００８】電気抵抗体５４を介して一体とされた導電ピース４６、４８は、電気抵抗体５４と共に合成樹脂によりインサート成形され、コンタクトホルダと称される電極保持部材中に電気抵抗体５４及び導電ピース４６、
４８の主要部が埋設される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の加速度センサにおいては、帯磁慣性体が電極４０、４２に当るときには、帯磁慣性体の先端面が電極４０、４２の辺縁部に当ることが多い。 これは帯磁慣性体の外周面と筒体の内周面との間にごくわずかな隙間があり、帯磁慣性体の先端面が筒体の軸心線と垂直な面に対しごくわずかながら傾くためである。 なお、筒体の内径（直径）が７ｍｍ、帯磁慣性体の長さが１２ｍｍのときに、この隙間は０．３
ｍｍ程度である。 そのため、帯磁慣性体の先端面はこの０．３ｍｍの隙間分だけ、筒体軸心線と垂直面から傾き得る。 そして、この傾きのために、帯磁慣性体の先端面が電極４０、４２の辺縁部４１のエッジに当る。

【００１０】このように帯磁慣性体の先端面が電極４
０、４２の辺縁部４１のエッジに当る場合には、帯磁慣性体と電極４０、４２との接触圧が不安定になり、その結果、帯磁慣性体と電極４０、４２との接触抵抗が不安定になっていた。

【００１１】また、この電極４０、４２は、第４図（第３図の辺縁部４１の部分の拡大図）の如く、厚さ約８０
μｍの銅合金（例えば銅ベリリウム合金）よりなる母材１の表面に厚さ２〜５μｍの銀パラジウム合金（パラジウム含有量は例えば約６０重量％）の下地層２を介して厚さ１〜２μｍの金銀合金（銀含有量は例えば約８重量％）の表面層３をクラッドさせたクラッド板をプレス打抜したものとなっている。 なお、このように金合金をクラッドさせるのは、電極表面の耐食性を高めるためである。

【００１２】この下地層２及び表面層３は、電極４０、
４２のエッジにおいて、第４図の如くプレス打抜のときに欠損し易い。

【００１３】このような金合金製表面層３が欠損したエッジ部分に帯磁慣性体が当ると、帯磁慣性体と電極４
０、４２との接触抵抗が不安定になる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の加速度センサは、筒体と、該筒体の内部に筒体長手方向移動自在に挿入された慣性体と、該慣性体の少なくとも該筒体長手方向の一端側の端面に設けられた導電体と、該筒体の長手方向の一端側に配置されており、慣性体の該導電体が接触することにより該導電体を介して導通される１対の電極と、該筒体の長手方向の他端側に配置されており、該慣性体と磁気的に吸引し合う吸引体と、を備えており、
該電極は、基端側が電極保持部材に保持され、先端側が該慣性体の移動領域に突出されている金属薄片よりなり、且つ該金属薄片の一方の板面が該慣性体に対面するように配置されている加速度センサにおいて、該電極を構成している金属薄片の辺縁部を該慣性体と反対側へ曲げられた形状としたことを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】かかる本発明の加速度センサにおいては、電極の辺縁部を慣性体と反対側に曲げた構成としたため、慣性体の先端面は電極の面に当ることになる。 このため、
慣性体の先端面の導電体と電極との接触圧が安定し、両者間の接触抵抗が安定する。

【００１６】また、電極の辺縁部のエッジに表面層の欠損が生じていても、電極はこのエッジよりも電極板央側に当り、電極が必ず表面層に当るようになる。 これによっても、電極と慣性体との接触抵抗が安定になる。

【００１７】

【実施例】以下図面を参照して実施例について説明する。 第１図は本発明の実施例に係る加速度センサの筒体長手方向の断面図である。

【００１８】第１図において、合成樹脂など非磁性材料よりなる筒状のボビン１０の内部に銅合金製の筒体１２
が保持されており、該筒体１２の内部に帯磁慣性体（マグネットアッセンブリ）１４が挿入されている。 このマグネットアッセンブリ１４は円柱形状の永久磁石（マグネット）１６と、該マグネット１６を包む銅などの非磁性導電材料製の有底無蓋の円筒状のケース１８と、該ケース１８内にマグネット１６を保持しておくための合成樹脂製パッキング２０とを備えている。 このマグネットアッセンブリ１４は前記筒体１２の内部に筒体１２の長手方向移動自在に嵌入されている。

【００１９】ボビン１０は、その一端が筒体１２の内部に入り込む挿入部２２となっており、該挿入部２２の先端部分には開口２４が設けられている。 この挿入部２２
の先端の側方向の位置においては、ボビン１０に１対のフランジ２６、２８が突設されており、これらフランジ２６、２８に挟まれて鉄などの磁性材料よりなるリング状の吸引体（リターンワッシャ）３０が設けられている。

【００２０】ボビン１０には、さらに別のフランジ３２
が設けられており、前記フランジ２８と該フランジ３２
との間にコイル３４が巻装されている。 ボビン１０の他端側においてはさらに別のフランジ３６が設けられており、このフランジ３６にコンタクトホルダ３８が取り付けられている。

【００２１】このコンタクトホルダ３８は、合成樹脂製のものであり、１対の電極６０、６２が埋設されている。 電極６０、６２の先端側はコンタクトホルダ３８の中央部の開口４４内に突出しており、かつ電極６０、６
２の先端側は円弧状に湾曲し、その一部が筒体１２の先端面とほぼ面一となるように位置されている。

【００２２】第５図は電極６０、６２の平面図、第６図は第５図のVI−VI線に沿う拡大図、第７図は電極６０、
６２の辺縁部の構成を示す拡大断面図である。

【００２３】この電極６０、６２は、薄い金属板のプレス打抜材よりなる導電ピース６６、６８の一部として形成されている。

【００２４】この電極６０、６２の辺縁部６１は、マグネットアッセンブリ１４と反対側に曲げられた構成となっている。 本実施例では、電極６０、６２は銅ベリリウム合金の母材１Ａの表面に銀パラジウム合金の下地層２
Ａを介して金銀合金の表面層３Ａをクラッドさせた構成のものとなっている。 これらの合金組成は従来と同一である。 第７図の如く、この辺縁部６１の方向６４は、電極６０、６２の板面方向６５に対し５°以上となる角度θだけ傾くのが好ましい。

【００２５】かかる電極６０、６２においては、エッジ近傍の辺縁部６１の表面が第７図の如くカールしているため、マグネットアッセンブリ１４は必ず金銀合金よりなる表面層３Ａに当る。 また、マグネットアッセンブリ１４は電極６０、６２のエッジの表面層３Ａ及び下地層２Ａの欠損したエッジに当らない。

【００２６】このようなことから、電極６０、６２と、
マグネットアッセンブリ１４との接触抵抗が安定なものとなる。

【００２７】このように構成された加速度センサにおいて、外力が加えられない状態においては、マグネットアッセンブリ１４はリターンワッシャ３０と吸引し合うことにより、該マグネットアッセンブリ１４の後端が挿入部２２の先端面に当接する図示の後退限に位置している。 矢印Ａ方向に外力が作用すると、マグネットアッセンブリ１４はリターンワッシャ３０との吸引力に抗しつつ矢印Ａ方向に移動する。 この移動に伴って、銅合金製の筒体１２には誘導電流が流れ、この誘導電流によって生ずる磁界がマグネットアッセンブリ１４に対し移動方向と反対方向の磁力を与え、マグネットアッセンブリ１
４にブレーキがかけられる。

【００２８】加速度センサに加えられる外力が小さい場合には、マグネットアッセンブリ１４が筒体１２の途中に到達した段階で停止し、やがてリターンワッシャ３０
とマグネットアッセンブリ１４との吸引力によりマグネットアッセンブリ１４は第１図の後退限まで戻る。

【００２９】車両衝突時等に発生する大きな外力が矢印Ａ方向に加えられると、マグネットアッセンブリ１４は筒体１２の先端まで前進し、電極６０、６２に接触する。 そうすると、マグネットアッセンブリ１４の導電材料製のケース１８が電極６０、６２を短絡し、両電極６
０、６２間に電流が流れる。 これにより、予定された閾値よりも大きな加速度変化が生じたことが検知され、車両衝突が検知される。

【００３０】なお、前記コイル３４はこの加速度センサの作動チェックを行なうためのものである。 即ち、このコイル３４に通電すると、マグネットアッセンブリ１４
を矢印Ａ方向に付勢する磁界が該コイル３４から発生し、マグネットアッセンブリ１４は筒体１２の先端まで前進し、電極６０、６２を短絡する。 このようにコイル３４に通電を行なってマグネットアッセンブリ１４を強制的に移動させることにより、マグネットアッセンブリ１４が正常に進退し得るか否か、そして、電極６０、６
２が短絡され得るか否かをチェックすることができる。

【００３１】しかして、本実施例においては、前記の通り、電極６０、６２と、マグネットアッセンブリ１４との接触抵抗が安定しているため、電極６０、６２とマグネットアッセンブリ１４との接触を高精度に検出できる。

【００３２】なお、第２〜４図に示した従来の電極４
０、４２とマグネットアッセンブリ１４との接触抵抗と、第５〜７図の本発明の電極６０、６２（なお、θ＝
４５°）とマグネットアッセンブリとの接触抵抗を測定した。 測定方法は接点接触抵抗・測定法（ダイナミック式）の電圧降下法によった。 即ち、接点が十分ＯＮする所定の衝撃値をセンサに与え、第８図の如く接点がＯＮ
した数ｍＳ後に所定の電流を数ｍＳ接点に流し、その時の電圧降下を（数ポイント）測定し接触抵抗を算出（数ポイントの平均）する。 本発明品及び従来品について測定した抵抗値を次の表−１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】この測定結果からも、本発明によると、電極６０、６２とマグネットアッセンブリ１４との接触抵抗が安定化することが明らかである。

【００３５】

【効果】以上の通り、本発明の加速度センサは、慣性体が接触する電極の辺縁部を慣性体と反対方向に曲げてあるため、電極と慣性体との接触抵抗が安定化し、電極とマグネットアッセンブリとの接触を高精度にて検知できる。 また、そのため、加速度の検出精度が著しく高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る加速度センサの断面図である。

【図２】従来の電極の斜視図である。

【図３】図２の III−III 線に沿う拡大断面図である。

【図４】従来の電極の要部拡大断面図である。

【図５】実施例に係る電極を示す平面図である。

【図６】図５のVI−VI線に沿う拡大断面図である。

【図７】図６の電極の要部拡大図である。

【図８】抵抗測定法を説明するグラフである。

【符号の説明】

１０ ボビン １２ 筒体 １４ マグネットアッセンブリ（帯磁慣性体） １６ マグネット ３０ リターンワッシャ（吸引体） ３４ コイル ４０、４２、６０、６２ 電極 ４１、６１ 辺縁部