磁式碰撞傳感器的製作方法

2023-11-10 05:06:27

專利名稱：磁式碰撞傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及傳感器領域，尤其涉及一種磁式碰撞傳感器。
背景技術：
安全氣囊系統主要包括傳感器、氣體發生裝置、摺疊的氣囊和控制單 元等。傳感器負責時刻採集汽車的減速度信號；氣體發生裝置則引爆固 態噴氣燃料並充氣，要在短時間內充滿氣囊；摺疊放置的氣囊一般是用 較柔韌、氣密性較好的無塗層尼龍織物製成；控制單元則是整個系統的 核心，它要將加速度傳感器傳來的信息加以分析比較，準確無誤而又快 速地做出是否觸發的命令。最初機械式的安全氣囊系統的可靠性是非常 有限的，隨著電子技術的不斷發展，各類傳感器已大量應用於汽車安全 氣囊系統中。利用傳感器能夠在發生交通事故時，準確地判斷該交通事 故的強弱，通過傳感器(如碰撞傳感器)發出信號使ECU準確判斷，對 成員達到最大保護，避免發生安全氣囊誤爆或需要保護時不能及時打開 的情況發生，從而使得安全氣囊系統較機械式的安全氣囊系統更加準確、 敏捷和可靠。
在現有技術中，控制安全氣囊的傳感器大多為接觸式，如專利號 CN01268160中所述的慣性式碰撞傳感器，包括鋼球，磁鐵和接觸簧片，在 正常情況下，鋼球在磁鐵的作用下吸附在磁鐵上，當發生碰撞時，若鋼球受 到的慣性力大於磁鐵的磁力則鋼球會脫離約束撞向接觸簧片時機械觸點短 路，進而控制系統根據傳感器的狀態對安全氣囊進行引爆。然而這種傳感器 為接觸式傳感器，機械式碰撞可靠性不高，不容易調節磁力大小，無法控制 鋼球所受慣性力和磁力間的關係，因而容易產生安全氣囊該爆不爆或者不該
4爆卻引爆的情況，危及乘員的生命安全。同時，這種傳感器體積較大，結構複雜，生產和封裝對環境要求高，因而成本較高。

實用新型內容
為解決現有技術中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種非接觸式的，結構簡單，可靠性高的磁式碰撞傳感器。
為實現本實用新型的目的，本實用新型提供了一種磁式碰撞傳感器，所述傳感器包括盒體和位於盒體內的接觸片對，位於所述盒體內的永磁體和彈簧，所述接觸片對的第一末端能夠相互接觸或者分離，第二末端通過引腳分別與外部電路連接，其特徵在於，所述盒體具有兩個彼此分隔的腔體，所述接觸片對位於兩個腔體的其中一個，並處於該腔體的一端；所述永磁體和彈簧位於相應接觸片對所在腔體的另外一個，且該永磁體處於該該腔體的遠離所述接觸片對的另一端，所述永磁體能夠在該腔體內在遠離所述接觸片對的另一端和接近所述接觸片對的一端之間移動，所述彈簧將所述永磁體向所述遠離所述接觸片對的另 一端偏壓。
本實用新型提供的磁式碰撞傳感器，通過永磁體的磁性使接觸片對產生接觸，並可通過對彈簧的預緊力，永磁體磁力，以及永磁體架設在彈簧上的位置以及接觸片對在盒體裡的位置的調節，達到準確控制安全氣囊引爆時機的目的。該磁式碰撞傳感器結構簡單，裝配方便快捷，性能可靠性髙。


圖1是根據本實用新型的磁式碰撞傳感器的剖視示意圖2是根據本實用新型的磁式碰撞傳感器的第二腔體部分的側視示意圖。
具體實施方式

下面將通過具體實施方式
並結合附圖來對本實用新型進行詳細說明。
如圖1和圖2所示，根據本實用新型的磁式碰撞傳感器的一種實施方式，所述傳感器包括盒體1和位於盒體1內的接觸片對6，位於所述盒體1內的永磁體2和彈簧3，所述接觸片對6的第一末端能夠相互接觸或者分離，第二末端通過引腳7分別與外部電路連接，所述引腳7通過固定在盒體1上注塑板10引出。其中，所述盒體1具有兩個彼此分隔的腔體，所述接觸片對6位於兩個腔體的其中一個；所述永磁體2和彈簧3位於相應接觸片對6所在腔體的另外一個，且該永磁體2處於該腔體的遠離所述接觸片對6的一端，所述永磁體2能夠在該腔體內在遠離所述接觸片對6和接近所述接觸片對6的位置之間移動，所述彈簧3將所述永磁體2向所述遠離所述接觸片對6的一端偏壓。
上述的該實施方式中，所述的永磁體所在的腔體作為第一腔體ll;所述的接觸片對所在的腔體作為第二腔體12;所述接觸片位於所述的第二腔體13的位置作為第三位置；所述永磁體2位於第一腔體11的遠離所述接觸片對6的一端作為第一位置，永磁體2處於的第一位置即為使接觸片對6不受磁力作用處於分離狀態的位置範圍；所述永磁體2位於第一腔體11的臨近所述接觸片對6的一端作為第二位置，永磁體2處於的第二位置即為使接觸片對6受到磁力作用而彼此接觸的位置範圍。
所述盒體1的第一腔體11和第二腔體12在永磁體2的運動方向相互平行，兩個腔體之間還可以通過中間隔板9進行分隔。第一腔體ll的側壁要求光滑度較高，有利於永磁體2在第一腔體的移動，且第一腔體ll截面可以為一圓形。
如圖1所示，作為一種實施方式，所述傳感器還可以包括設置於所述第一腔體11內的導向軸4，所述永磁體2套設在所述導向軸4上而能夠沿所述
6導向軸4移動，從而可以為永磁體2的移動提供導向作用，使永磁體2的移動平順。所述彈簧3可以套設在所述導向軸4上，並被壓縮在所述永磁體2與所述盒體之間，將永磁體2偏壓或拉至所述第一位置。所述彈簧3表面經過不鏽處理，其直徑略大於導向軸4的杆結構的直徑，並纏繞在導向軸4的杆結構上，可以沿導向軸的杆結構的軸向拉伸和壓縮，彈簧3的預緊力可以調節。優選地，該導向軸4為T型結構，導向軸4的下部為杆狀結構，杆的底部有一凸起恰好與盒體1第一腔體11底部配合，導向軸4頂部的一字型結構被盒體1第一腔體11頂部開口密封的密封膠所壓緊， 一字型結構正好卡在盒體1第一腔體11中的兩側壁階梯結構上，可以更準確牢固地定位所述導向軸4。
所述永磁體2可以由磁粉材料壓鑄燒制而成，之後還要進行充磁加工。優選地，該永磁體2可以為圓柱環形，與第一腔體配合，其頂部圓環孔直徑小於下部圓環孔，形成一肩部結構，該結構與彈簧3配合，剛好卡在彈簧3的頂部上，使彈簧3能夠將永磁體2頂起，該永磁體2的外直徑與盒體1的第一腔體ll內徑為間隙配合，其外表面儘量光滑，以減少摩擦。
所述接觸片對6通常由常用的如鐵、鎳等導電的可被磁鐵吸附的材料構成，兩片接觸片6構成一對，在自然狀態下兩片接觸片6上下分開，第一末端上下重疊但不相互接觸。並且，所述接觸片對6的其中臨近永磁體2的一片可以具有與永磁體2相同的磁性，當然，所述接觸片對6的其中遠離永磁體2的一片也可以具體與永磁體2相反的磁性。所述兩片接觸片6分別沿上述永磁體2的運動方向前後設置，所述永磁體2的運動方向即可是車輛的行進方向，如此設置可以更有效地避免因車輛的運動慣性而使兩片接觸片發生誤接觸。
根據一種實施方式，所述傳感器還可以包括設置在所述第二腔體12內的真空管5，所述接觸片對6設置在所述真空管5內，可以防止接觸片對6
7氧化鏽蝕，同時為接觸片對提供一個良好的空間環境，儘可能減少不利因素的影響。
如圖2所示，所述真空管5的兩端分別各引出一根由銅，鋁等導電材材製成的引腳7，兩根引腳7的相對端各與一不同的接觸片6相連，兩根引腳7的另一端通過固定在盒體1上注塑板10引出盒體1，外與相關電路相連。所述接觸片對6的第一末端為可以相互分離或接觸的一端，第二末端為與引腳7相連的另一端。
根據一種實施方式，所述傳感器還包括密封膠8，所述密封膠8密封整個第二腔體12以固定所述真空管5。此外，第一腔體中導向軸4的T型一字結構可以用頂蓋或其他方式密封，以使設置在第一腔體內的永磁體2的運動空腔與外界隔離，防塵、防潮、保證永磁體2、彈簧3正常工作。
根據一種實施方式，所述傳鹹器還包括外殼13，所述外殼13包覆所述盒體l，更好的將盒體1及其盒體1內部的部件與外界隔離，且還包括對盒體1及其盒體1內部的部件起更好的限位的作用。
當車輛正常平穩行駛或靜止時，加速度為趨於零，此時本實用新型的磁式碰撞傳感器中的永磁體2與車輛的相對速度基本相同，即相對加速度也趨於為零，永磁體受到的慣性力趨於為零，其合力由彈簧3的彈力單獨提供，永磁體2被彈簧3偏壓於第一位置，永磁體2的磁場範圍無法達到位於盒體l第一腔體的第二位置處，也就是說接觸片對6不受磁力作用，保持自然狀態，其第一末端互不接觸，與引腳7相連的電路中檢測到的為低電平信號，安全氣囊ECU綜合多個傳感器的信號信息，做出是否引爆安全氣囊的決定。
當車輛啟動、正常加速時，產生一定的加速度，此時本實用新型的磁式碰撞傳感器中的永磁體2受到一定的慣性力。當啟動和加速時受到的慣性力與永磁體2受到的彈簧3的彈力的方向一致，永磁體2受到的合力將永磁體2偏壓於第一位置，永磁體2的磁場範圍無法達到第一腔體的第二位置處，此時位於第二腔體中的接觸片對6保持自然狀態，其第一末端仍不相互接觸。與引腳7相連的電路仍為斷路，檢測到的信號仍為低電平信號。控制安全氣囊的ECU綜合多個傳感器的信號，做出是否引爆安全氣囊的決定。
當車輛剎車時，產生較大的減加速度，此時本實用新型的磁式碰撞傳感器中的永磁體2受到較大的慣性力，該慣性力的方向與彈簧3的彈力方向相反，通過預先設置彈簧的彈力大小，使得慣性力大小不至於能夠抵消彈力，因而此時合力的方向依舊是彈簧3彈力的方向，永磁體2依然被彈簧偏壓於第一位置處，接觸片對6未受到磁力作用，其第一末端不相互接觸，與引腳7相連的電路檢測到的仍是低電平信號，信號傳給控制安全氣囊的ECU,做出是否引爆安全氣囊的判斷。
當車輛剎車更為急速，但並非發生碰撞時的瞬時強烈減速時，減加速度很大，從高速到速度為零的減速時間間隔較長，此時本實用新型的磁式碰撞傳感器中的永磁體2受到慣性力很大，該慣性力與彈簧3的彈力方向相反，慣性力的大小可能大於彈力的大小，使得永磁體2受到的合力方向指向第一腔體的第二位置處，永磁體2逆著彈簧3的彈力向第二位置方向移動，但並未移動到能使接觸片對6受到的磁力範圍時由於減加速度的變化趨於變緩，彈簧3的彈力又大於永磁體2受到的慣性力，這樣，永磁體2又被彈簧3偏壓於第一位置。這一過程中，接觸片對6始終未受到永磁體2的磁力，其第一末端不相互接觸，在引腳7所接入的電路中不產生階躍信號，仍為低電平信號。
當車輛發生意外碰撞時，車輛瞬時由行駛狀態變為基本靜止狀態，減加速度非常大，此時本實用新型的磁式碰撞傳感器中的永磁體2受到很大的慣性力，該慣性力的方向與彈簧3的彈力相反，大小比彈力大，因而永磁體2受到的合力方向與慣性力方向相同，永磁體2向第二位置移動。當永磁體2移動到其磁場範圍可以影響到接觸片對6的位置時，接觸片對6受到磁力作用，上下兩接觸片相互接觸，導通引腳7所連的電路，產生一個高電平的階躍信號，控制安全氣囊的ECU接受到此信號，綜合多個傳感器的信號，做出是否引爆安全氣囊的決定。
當車輛受到發生碰撞然後靜止後，永磁體2受到的慣性力逐漸減小消失，永磁體2在彈簧3彈力的作用下恢復到第一位置，接觸片對6不再受到磁力作用而恢復自然分開狀態，因而本實用新型的磁式碰撞傳感器可以再次使用。
在本實用新型的磁式碰撞傳感器中，可根據不同的車型不同的需要來選擇磁力不同的永磁體2，和彈性係數不同的彈簧3，也可設置不同的兩片金屬片6間的距離，來達到相同的目的。
權利要求1. 一種磁式碰撞傳感器，所述傳感器包括盒體和位於盒體內的接觸片對，位於所述盒體內的永磁體和彈簧，所述接觸片對的第一末端能夠相互接觸或者分離，第二末端通過引腳分別與外部電路連接，其特徵在於，所述盒體具有兩個彼此分隔的腔體，所述接觸片對位於兩個腔體的其中一個；所述永磁體和彈簧位於相應接觸片對所在腔體的另外一個，且該永磁體處於該腔體的遠離所述接觸片對的一端，所述永磁體能夠在該腔體內在遠離所述接觸片對和接近所述接觸片對的位置之間移動，所述彈簧將所述永磁體向所述遠離所述接觸片對的一端偏壓。
2、 根據權利要求1所述的磁式碰撞傳感器，其特徵在於，所述兩個腔體在永磁體的運動方向相互平行。
3、 根據權利要求1所述的磁式碰撞傳感器，其特徵在於，所述傳感器還包括設置於永磁體所在腔體內的導向軸，所述永磁體套設在所述導向軸上而能夠沿所述導向軸移動。
4、 根據權利要求3所述的磁式碰撞傳感器，其特徵在於，所述彈簧套設在所述導向軸上，並被壓縮在所述永磁體與盒體之間。
5、 根據權利要求1所述的磁式碰撞傳感器，其特徵在於所述兩片接觸片分別沿上述永磁體的運動方向前後設置。
6、 根據權利要求5所述的磁式碰撞傳感器，其特徵在於所述接觸片對的其中臨近永磁體的一片具有與永磁體相同的磁性。
7、 根據權利要求1所述的磁式碰撞傳感器，其特徵在於所述接觸片對的其中遠離永磁體的一片具體與永磁體相反的磁性。
8、 根據權利要求1-3任一一項所述的磁式碰撞傳感器，其特徵在於，所述傳感器還包括設置在所述接觸片對所在腔體內的真空管，所述接觸片對設置在所述真空管內。
9. 根據權利要求9所述的磁式碰撞傳感器，其特徵在於，所述傳感器還包括密封膠，該密封膠密封整個真空管所在腔體以固定所述真空管。
10、 根據權利要求1所述的磁式碰撞傳感器，其特徵在於所述傳感器還包括外殼，所述外殼包覆所述盒體。
專利摘要本實用新型公開了一種磁式碰撞傳感器，所述傳感器包括盒體和位於盒體內的接觸片對，位於所述盒體內的永磁體和彈簧，所述接觸片對的第一末端能夠相互接觸或者分離，第二末端通過引腳分別與外部電路連接，其特徵在於，所述盒體具有兩個彼此分隔的腔體，所述接觸片對位於兩個腔體的其中一個；所述永磁體和彈簧位於相應接觸片對所在腔體的另外一個，且該永磁體處於該腔體的遠離所述接觸片對的一端，所述永磁體能夠在該腔體內在遠離所述接觸片對和接近所述接觸片對的位置之間移動，所述彈簧將所述永磁體向所述遠離所述接觸片對的一端偏壓。本實用新型提供的磁式碰撞傳感器結構簡單，裝配方便快捷，性能可靠性高。
文檔編號H01H35/14GK201282076SQ200820212218
公開日2009年7月29日 申請日期2008年9月24日 優先權日2008年9月24日
發明者吳寒傑 申請人:比亞迪股份有限公司