本发明涉及簧片开关，具体地说，本发明涉及用于簧片开关的簧片 的结构。

簧片开关被广泛地用于冲击传感器、加速传感器等。一种传统的簧 片开关的结构如图10所示。

图10所示的簧片开关1包括一对簧片10-1和10-2以及玻璃 管20。簧片10-1和10-2分别具有如图11所示的结构。如图11 所示，簧片10成矩形平片形状。使用比如坡莫合金的磁性材料作为用 于簧片10的材料。通过把磁性材料延伸成预定厚度的、薄的平片形状， 然后用冲模或压模冲压成预定的形状而制成簧片10的形状。

以这种方法制成的簧片10-1和10-2被固定成使其一端位于玻 璃管20的内部，另一端位于玻璃管20的外部。图12是沿图10中A- A′线的截面图。

参照图12，玻璃管20内限定了中空部分或空腔24。空腔24比如 充满了氮气。簧片10-1和10-2分别用玻璃管20的密封部分22- 1和22-2所密封并固定在密封部分22-1和22-2中。簧片10-1 的引导端12-1位于空腔24的内部，位于空腔内部的簧片10-2的 引导端12-2与其相对，它们之间留有间隔α。每个相对的引导端12 -1和12-2的长度被定义为β。簧片10-1和10-2设置成使得 在密封部分22-1和簧片10-1的引导端12-1之间的距离以及在 密封部分22-2和簧片10-2的引导端12-2之间的距离分别定义 为L1和L2。此时，簧片起弹簧作用所围绕的支撑点或支点分别以数字 30-1和30-2表示。即，将支点确定在用玻璃管20把簧片10-1、 10-2密封起来的位置处。簧片10-1和10-2的弹簧特性根据簧片 的厚度和宽度、距离L1和L2、用于簧片的材料的杨氏弹性模量等确定。 簧片开关的特性根据弹簧特性、间隔α、相对区域(α×β)等确定。

此外，簧片10的另一种结构的例子如图13所示。簧片50具有密 封部分52，此部分被玻璃管密封和固定，它不以薄片形式延伸，而是 圆柱形的。位于玻璃管的中空部分或空腔内的部分包括以平片形式延伸 的中间部分54以及以平片形式延伸并和另一个簧片相对的引导端56。 中间部分54的厚度比引导端56的厚度薄。在按如上描述制造的簧片50 中，簧片50起弹簧作用所围绕的支撑点或支点为支点70，和玻璃管的 密封部分无关。通过将由线状磁性材料组成的中间部分54和引导端56 模压成相应的所需厚度而制成簧片50。

但是，在具有图10到12所示结构型的簧片开关中，簧片10起弹 簧作用所围绕的支点是根据玻璃管20将簧片10密封起来的位置而确定 的。当簧片10由玻璃管20密封并固定于该玻璃管时，玻璃管20被加 热到1000℃或更高。因此，由于熔化的玻璃管的粘度、簧片10和玻璃 管20的热扩散条件等，通过玻璃管20固定簧片10的位置和玻璃管的 固定位置处的形状是不确定的。因此，很难把簧片的密封部分和引导端 之间的距离L1和L2分别设置到预定的长度。结果，就会出现这样的问 题即：对于每一个所制造的簧片开关，簧片开关的特性是不同的。

在使用图13所示的簧片50的簧片开关中，簧片50起弹簧作用所 围绕的支点为支点70，和玻璃管的密封位置无关。但是，在簧片50由 玻璃管密封并固定于该玻璃管时，和玻璃管相接触的密封部分52的面 积较小，这是因为密封部分52是圆柱形的。这样，就会出现这样的问 题即：抵抗从外部加到簧片50的拉力的抗拉强度变弱。因为和玻璃管 接触的密封部分52的形状是圆柱形的，所以，簧片50的抗扭曲强度变 弱。簧片50可以用多种方式制造。例如，已知把簧片的密封部分或末 端部分52弯成L形的制造方法。在这种制造方法中，在玻璃管周围的 末端部分52的一部分被未图示的固定装置所固定。但是，由于末端部 分52是圆柱形的，所以，簧片50的轴向转动不能被可靠地阻止。结果， 由于簧片50的末端部分52的L形弯曲，一转动力被轴向加到簧片50。 因此，簧片50会转动，从而使在簧片50的引导端56和与簧片50相对 的簧片50的引导端56之间的间隔α不同。因此，会出现这样的问题即： 簧片开关的特性改变。与用图10到12所示的冲模对磁性材料进行冲压 成形而获得的簧片不同，由于线性磁性材料被模压，所以，簧片50的 中间部分54和引导端56的厚度和宽度由于上述的模压而不同。结果， 就会出现这样的问题即：对于每个制造的簧片开关，簧片开关的特性是 不同的。

因此，针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种在每次制造时 都能稳定地产生不改变特性的簧片开关。

本发明的另一个目的是提供一种簧片开关，它可抗住作用于簧片的 扭曲力和张力。

本发明的再一个目的是提供一种簧片开关，它能够根据所需的特性 在不改变每一簧片的厚度和宽度的情况下改变簧片的刚性。

根据本发明的一个方面，为实现上述目的，提供一种簧片开关，它 包括：

一个内部具有空腔的玻璃管；以及

分别具有在上述的空腔内以预定的间隔彼此相对的末端以及固定 到上述玻璃管以延伸到玻璃管的外部的另一末端的第一和第二簧片；

该第一和第二簧片分别具有凸起部分，凸起部分的一部分被玻璃管 固定，另一部分延伸到玻璃管的内部。

已简单显示了本申请的不同发明的典型部分。但是，通过下述描 述，将理解本申请的不同发明和这些发明的具体的结构。

在说明书后附有权利要求，在权利要求中具体指出了发明的主题并 明确要求保护本发明的主题，同时，相信从下述参照附图的说明中，本 发明的上述目的和特征以及其它目的、特征及优点将被更好地理解。在 附图中：

图1是显示本发明的第一实施方案的簧片的示意图；

图2是图1所示的簧片的透视图；

图3是沿图2中B-B′线的截面图；

图4是沿图2中C-C′线的截面图；

图5是用于解释图1所示的簧片的凸起部分的操作的图；

图6是显示本发明第二实施方案的簧片的局部放大图；

图7是用于说明图6所示的簧片玻璃管密封并固定于该玻璃管的状 态的俯视图；

图8是显示本发明第三实施方案的簧片的局部放大图；

图9是显示本发明第四实施方案的簧片的局部放大图；

图10是显示一种传统的簧片的透视图；

图11是说明图10所示簧片的透视图；

图12是沿图10中A-A′线的截面图；

图13是显示另一种传统的簧片的透视图。

下面将参照附图详细描述本发明的优选实施方案。

图1是显示说明本发明第一实施方案的簧片开关的结构的截面图。 本发明的簧片开关从外表上看和图10所示的簧片开关相同。簧片开关 的截面图对应于沿图1中A-A′线的截面图。

参照图1，簧片开关100包括一对簧片110-1和110-2以及玻 璃管120。玻璃管120内部限定有中空部分或空腔124。中空部分124 充满了氮气。簧片110-1和110-2各具有如图2所示的结构。如图 2所示，簧片110成矩形平片形状。作为用于簧片110的材料，使用了 磁性材料比如坡莫合金。通过使磁性材料延伸成预定厚度的、薄的平片 形状，然后用冲模或压模冲压成预定的形状，可以制成簧片110的形状。 簧片110上具有凸起部分140。在利用冲压来使片状磁性材料成形并且 利用冲压来形成簧片时，通过在冲模的一部分内提供一模框或模销或类 似物，以便与凸起部分140相对应，从而能形成凸起部分140。图3和 图4分别是沿图2中B-B′线的截面和沿图2中C-C′线的截面。 凸起部分140的高度定义为2t，它等于簧片高度t的两倍。如图1所示， 用这种方法制成的簧片110-1和110-2分别由玻璃管120的密封部 分122-1和122-2所密封并固定于该密封部分。此时，凸起部分140 -1和140-2的结构使其一部分被密封部分122-1和122-2所覆 盖，其余部分则延伸到中空部分124。簧片110-1位于中空部分124 之内的引导端112-1，和簧片110-2位于中空部分之内的引导端112 -2彼此相对，它们之间有预定的间隔α。相对的各引导端112-1和 112-2的长度为β。凸起部分140-1和140-2分别定位成沿与另 一簧片相反的方向凸起。

以上面描述的方式制造的簧片开关100的簧片110-1和110-2 进行弹簧启动所围绕的支点对应着凸起部分140-1和140-2的引导 端142-1和142-2，而该引导端142-1和142-2则分别突入中 空部分124。这样，簧片110-1和110-2进行弹簧启动所围绕的支 点是支撑点142-1和142-2，这与玻璃管的密封位置无关。

现在将详细描述制造簧片开关100的方法。

首先模压磁性材料(比如坡莫合金或类似物)以形成预定厚度的平 片。接着，以用于具有预定形状的簧片的冲模进行挤压成形，从而将上 述材料冲压成形。因为此时已如上所述那样在冲模内形成了用于形成凸 起部分的冲模框和销或类似物，所以，在通过冲压形成的簧片110上形 成有凸起部分140。将这样形成的簧片110-1和110-2插入预密封 的具有空腔或中空部分的圆柱形玻璃管120内。在玻璃管120内，簧片 110-1和110-2保持长度β和间隔α，簧片的引导端按此间隔彼此 相对。簧片110-1和110-2被未图示的夹持装置所固定。在这种情 况下，玻璃管120内的中空部分充满了惰性气体(例如氮气)。在此情 况下，簧片已插入玻璃管120的部分被红外灯加热和熔化，以使簧片110 -1和110-2由玻璃管120所密封并固定于该玻璃管。被密封和固定 的簧片110-1和110-2的位置被限定为这样的位置，在该位置处， 玻璃管120的玻璃被熔化并且不和支点142-1和142-2相接触。比 如，凸起部分140-1和140-2沿簧片密封方向(凸起部分形成方向) 延伸且与作为支点的末端142-1和142-2隔开约1mm的位置130 -1和130-2被限定为玻璃管120和簧片110-1和110-2相接触 的位置。簧片110-1和110-2从玻璃管120延伸到外部的那部分位 于凸起位置140-1和140-2的其它末端144-1和144-2被玻璃 充分盖住的位置。比如，在簧片110-1和110-2突起到外部的方向 上延伸并和其它末端144-1和144-2隔开约2mm的位置114-1 和114-2分别被规定为玻璃管120和簧片110-1和110-2相接触 的位置。

现在将描述按上述方式制造的簧片开关100的操作。当没有磁场从 外部作用于簧片开关100时，簧片110-1和110-2的引导端112 1和112-2相互隔开，其间有预定的间隔α。因此，簧片110-1和 110-2处于不导电状态。现在，从簧片开关100的外部向簧片开关100 加磁场。比如，磁场以这样的状态作用于簧片开关100即：永久磁体的 N极和S极分别接近簧片110-1的引导端112-1侧和簧片110-2 的引导端112-2侧。由于有上述磁场，簧片110-1的引导端112- 1成为S极，簧片110-2的引导端112-2成为N极。这样，簧片110 -1和110-2的引导端112-1和112-2在由簧片的相对长度β和 平片宽度形成的面积上由于磁吸引力的作有而互相吸引。结果，引导端 112-1和112-2会由于簧片的弹簧特性而互相接触。此时，引导端 112-1和112-2进行弹簧启动所围绕的支点被作为凸起部分140-1 和140-2的引导端142-1和142-2而给出。这样，簧片110-1 和110-2都电导通。此后，当从簧片开关100除去磁场时，簧片110 -1和110-2均恢复到不接触状态(不导电状态)。

现在将详细描述簧片110-1和110-2分别具有凸起部分的理 由。图5是描述各簧片的凸起部分的操作的图。

当由于重复地把磁场加到簧片开关100和把磁场从簧片开关100消 除因而簧片110-1重复地接触和不接触簧片110-2时，簧片110 1和簧片110-2进行接触的部分的强度需要有一个处在预定范围内而 与使用簧片开关100的状态无关的值。所述强度的值是根据簧片的弹簧 特性以及簧片接触点(簧片的引导端)之间的间隔α确定的。弹簧特性 和间隔α的变化与簧片开关的特性之间的关系变得十分密切。弹簧特性 与簧片的厚度、宽度和从簧片的引导端到支点的长度有关。通过冲压预 先用具有预定形状的冲模制成的预定厚度的平片状磁性材料，从而制成 本发明的簧片开关100的簧片。因此，制造的每一个簧片的厚度和宽度 均不改变。

下面将参照图5描述每个簧片的引导端与其相应支点之间的距离。 例如，假定簧片110的厚度定义为t，形成在簧片110上的凸起140的 高度被设置为约2t，它对应于簧片10厚度的两倍。即，形成有凸起部 分140的部分的厚度明显地比簧片110的厚度厚。在图5中。指明厚度 t和厚度2t之间的界限的点是以数字142注明的部分。指明用玻璃管密 封部分与不密封部分之间的界限的点是以数字130注明的部分。即界限 点142是簧片110的支点，它对应于图1所示的引导端142-1和142 -2，而界限点130对应于图1所示的位置130-1和130-2。此外， 从界限点142到簧片的引导端的长度被定义为X1，从界限点130到簧 片的引导端的长度被定义为X2。在本实施方案中，长度X1被设置约为 10mm，长度X2被设置约为11mm。

当磁场加到簧片开关100时，簧片110的引导端上就会产生磁吸引 力F。簧片110磁吸引力F而弯曲。图5中的虚线显示了因磁吸引力F 而弯曲的簧片。现在，把因此弯曲造成的簧片的位移看作为d。此时， 簧片110可以被看作为厚度和长度分别定义为t和X1的板簧以及厚度 和长度分别定义为2t和(X2-X1)的承簧，其一端用作为支点的界限点 130来加以固定和支撑。这里，承簧的厚度表示为2t，是板簧的厚度t 的两倍。这样，承簧具有更强的刚度。另外，承簧的长度为(X2-X1)， 达到大约为1mm。因此，承簧的长度比板簧的长度X1(约10mm)短。

现在用一个等式来表示位移d。

位移d可以以下面的等式表示：

d＝W/S

＝W/E[X13/3I1+(X2-X1)3/3I1+1/I2{X12(X2-X1)+X1 (X2-X1)2}]···(1)

在等式(1)中，S表示各簧片的刚度，W表示加到簧片的引导 端上的负载，E表示簧片的杨氏模量，I1为板簧区域的转动惯量，I2 为承簧区域的转动惯量。转动惯量I1、I2以下面的等式表示：

I1＝D1T13/12    ···(2)

12＝D2T23/12     ···(3)

在等式(2)中，D1表示板簧的宽度，T1表示板簧的厚度。在等 式(3)中，D2表示承簧的宽度，T2表示承簧的厚度。

现在，考虑已经在板簧和承簧之间建立以下的关系：

T2＝aT1          ···(4)

X2-X1＝1/b·X1   ···(5)

D2＝D1           ···(6)

在等式(4)中，a是这样的值，该值指示板簧厚度T1的几倍等 于承簧厚度T2，1/b是这样的值，该值指示板簧的长度X1的几倍等于 承簧的长度(X2-X1)。

基于等式(2)和(3)，从等式(4)和(6)建立下列关系：

I2＝a3I1         ···(7)

从等式(5)和(7)将等式(1)表示如下：

d＝W/E{X13/3I1+X13/a3b3I1+1/a3I1(1/b·X13+1/b2·X13)}

＝1/3·WX13/I1E{(a3b3+3b2+3b+3)/a3b3}    ···(8)

相似地，簧片仅以板簧制成。即，当(X2-X1)＝0时，长度为X1 的簧片的位移d0可从下述等式(1)中得出：

d0＝1/3·WX13/I1E                        ···(9)

其中，等式(9)中，平片簧片的宽度定义为D1，其厚度定义为 T1。

从等式(8)和(9)得出下述关系：

d/d0＝(a3b3+3b2+3b+3)/a3b3

＝k                                       ···(10)

即，从上述等式(10)得知，具有等式(4)和(6)关系的由 板簧和承簧制成的簧片的位移d是仅仅由板簧制成的簧片的位移d0的k 倍，

由于在上述描述的实施方案中a＝2且b＝10，所以，k＝约1.042。

簧片位移dx的允许的范围一般为dx±(dx/2)。因此，如果位移 是d0，其允许的范围是d0±(d0/2)。这样，就0.5到1.5倍的参考范 围而言，最大和最小值的倍数位于允许的范围内。

这样，如在本实施方案中那样，a＝2且b＝10，则所说的位移可被 认为是约为仅仅由板簧制成的簧片的位移。本实施方案显示了这样一种 情况，即位移约为仅仅是由a＝0且b＝10的平片簧片的制成的簧片的位 移。但是，本发明并不限于这些值。

因为如上所述，如果参考范围是0.5到1.5倍，相对参考值的倍数 位于可允许的范围之内，所以，将会看到K在0.5与1.5之间。这里， 从等式(10)得知，等式(10)中的k成为至少超过1的数值。这样， 等式(10)如下：

1.5≥(a3b3+3b2+3b+3)/a3b3＞1

1.5≥1+3(b2+b+1)/a3b3＞1    ···(11)

即a和b可满足等式(11)。但是，如果3(b2+b+1)/a3b3较小， 则a和b更接近于仅由板簧制成的簧片的位移。如果近似的可考虑范围 为例如1+f(0≤f≤0.5)，则可以设置a和b以满足f≥3(b2+b+1) /a3b3。

因此，簧片110可认为是具有厚度t、长度X1和支点142的板簧。 从这个观点考虑，位移d或类似位移也可以近似地计算。因为根据在密 封和固定时如何熔化玻璃，边界点130不一定保持不变，所以，距离X2 不同。但是，因为距离X2不影响如上详细描述的簧片110的诸如位移d 等之类的弹簧特性，所以不产生任何问题。虽然在上面已经描述了将承 簧的厚度设置为板簧厚度的两倍且将承簧的长度设置为板簧长度的十 分之一的例子，但不用说，承簧的厚度和长度不一定限于这些。

这样，即使支点130移动位置，也能够减少对片簧的弹簧特性的影 响，这种影响会对片簧开关的特性产生影响。

加到簧片开关100的簧片110-1和110-2的延伸到玻璃管120 外部的那部分上的拉伸强度会影响玻璃管120的强度、以及玻璃管120 和簧片110-1和110-2通过密封而固定到的密封部分122-1和122 -2的强度。在本发明的簧片开关100中，凸起部分140-1和140- 2的一部分如图1所示被密封部分122-1和122-2所覆盖。因此从 外部加到簧片110-1和110-2的拉伸强度在物理上能被由凸起部分 140-1和140-2构成的水平差异或阶梯形偏移以及玻璃管所接受。 这样，有可能提高抗外加应力的强度。

下面将参考附图6和7描述本发明的第二实施方案。图6是显示本 发明第二实施方案的簧片的部分放大图。图7是显示图6所示的簧片已 被密封的状态的俯视图。

参考图6，簧片110具有多个凸起部分或突起211至218，它们形 成在凸起部分140的附近。突起211到218突出的方向和凸起140的突 出方向一致。如图7所示，突起211到218位于未被玻璃管120密封的 位置并且定位于玻璃管120的空腔内。突起211到218均较凸起部分 140小且形状为半圆形。由于按这种方式提供了多个突起211到218， 所以，能够增加簧片的弹簧特性。

按着与形成凸起140相似的方式，通过在用于簧片110的冲模的内 部对应于突起211到218的位置处设置销，可以制造成突起211到218。 仍参照图6，突起211到218的数目是7个。但是，突起的数目并不一 定局限于此。例如，突起的数目可以少于或多于7个。如果此时将放置 在模内部从而对应于突起211到218的销设置成能够插入模或从模中抽 出，那么，可以形成任意数目的突起。

图8显示了本发明的第三实施方案。在图9说明了本发明的第四实 施方案。图8是显示本发明第三实施方案的簧片的部分放大图。图9是 说明本发明第四实施方案的簧片的部分放大图。

参照图8，簧片110有多个位于凸起部分140附近的孔311到318。 按着与用于第二实施方案的突起211到218相似的方式，孔311到318 位于它们末用玻璃管120密封的相应位置处并且定位于玻璃管120的空 腔内。孔311到318的尺寸都比凸起部分140小。由于按上述方式提供 了多个孔311到318，所以，与第二实施方案相反，可减小簧片110的 弹簧特性。

相似地，在图9的凸起部分140的附近处，簧片110具有倒置的U -形截去部分410。按着与用于第二实施方案的突起211到218相似的 方式，截去部分410位于未被玻璃管120密封的相应部分并且设置在玻 璃管120的空腔内。由于按上述方式提供了所说的截去部分，簧片110 的弹簧特性被减弱。

通过在用于簧片的模内部对应于孔311到318和截去部分410的位 置处设置冲头和冲芯，可以制成多个孔311到318和截去部分410。参 照图8，孔311到318的数目是7个，但是不限于此。例如，孔的数量 可以比7更大或更小。如果此时将与孔311到318相对应并位于冲模内 部的冲头设置成能插入冲模和从冲模中抽出，那么就可以规定任意数目 的孔。相似地，截去部分410的形状为如图9所示的倒置的U-形，但 也不限于此。例如，截去部分410可以是U形的或V形的。如果位于 冲模内部对应于截去部分410的冲芯设置成能互换。那么可以规定任意 形状的截面部分。

通过如在第二到第四实施方案中那样制造簧片开关，簧片开关的钢 性能自由改变。假定加到簧片的引导端的负载定义为W且其上加负载 W时簧片的引导端的位移定义为d，则钢性表示为W/d，钢性甚至在 确定簧片开关的特性时也是一个重要的因素。通过如在实施方案二到四 中那样提供突起211到218、孔311到318以及截去部分410，能够改 变簧片的抗负载W的强度。例如，由于设置了突起211到218，所以， 能够增加簧片的表观厚度，减少相对负载W的位移d。此外，例如， 由于设置了突起311到318或截去部分410，所以，能够减少簧片的表 观厚度，增加相对负载W的位移d。这样，能够在必需的时候调整刚 性。

当磁场加到簧片开关上时形成的磁路的磁阻可以通过在作为簧片 的磁性材料中形成突起211到218、孔311到318和截去部分410而加 以改变，这样，可以调整工作特性或工作敏感的特性和开放特性。术语 工作特性指当簧片开关的两簧片的引导端互相接触即簧片互相导电时 对磁场强度产生影响的特性。在此，磁场强度表述为工作敏感值或工作 值。术语开放特性指当簧片开关的两簧片的引导端互相分离时即簧片互 相不导电时对磁场强度产生影响的特性。在此，磁场强度表述为开放 值。因为对于一个簧片开关而言工作值不同于开放值，所以，簧片开关 经常被用于各种利用工作值和开放值的不同的装置。在本发明中，不用 改变制造过程，仅仅简单地设计用于簧片的冲模的结构，就可以制造多 种类型的其中工作值和开放值的差别相互不同的簧片开关。

本发明的簧片开关的结构，包括簧片开关的制造方法，已如上详细 描述。但是，本发明不一定限于上述结构。比如，虽然在被说明的实 施方案中使用了两个簧片的簧片开关，但是，即使簧片的数目是三或其 它数目，本发明的簧片结构可以加以应用。

已经在将簧片开关看作一个单一开关的情况下对本发明作了描 述。但是，即使将本发明用于使用簧片开关的产品中，比如用于车辆气 囊系统的冲击传感器和加速传感器，本发明也能够得到和以上描述一致 的益处且提供作为传感器的稳定操作。

当如上描述采用在各实施方案中限定的本发明结构时，本发明能够 稳定地提供簧片开关的特性而不在每次制造时都引起变化。

本发明还能提供这样的簧片开关，它能够增强玻璃管对各簧片密封 的强度且提高簧片抗外加到簧片的扭力或张力。

进一步说，本发明提供这样的簧片开关，它能在不改变簧片厚度和 宽度的情况下根据所需的特性改变簧片的刚性。

更进一步说，本发明能提供用于冲击传感器和加速传感器的稳定的 传感器操作。

更进一步说，本发明能防止增加制造过程的步骤，因为，在制造簧 片开关的过程中，没有增加任何特殊的步骤。

由于在簧片的制造过程中使用冲模将平片状磁性材料冲压成形，从 而与冲压线状磁性材料以形成簧片的方法相比，可以使簧片的厚度和宽 度均匀，所以，本发明可以进一步提供特性更加稳定的簧片而不引起每 个制造的簧片的性质的改变。

虽然参照示意性实施方案对本发明作了描述，但对该说明不能从限 制意义上加以解释。参照本说明，对这些示意性的实施方案的各种变动 以及本发明的其它实施方案对本技术领域的普通技术人员而言是显而 易见的。因此，应该认识到，所附的权利要求将覆盖这种变动和实施方 案，这些变动和实施方案属于本发明的真正范围内。