專利名稱：用于檢測快速減速/加速事件的傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請所公開內(nèi)容大致上與運(yùn)動(dòng)傳感器相關(guān)，尤其與檢測用于啟動(dòng)安全氣囊和/或其它約束系統(tǒng)的運(yùn)載工具中的快速減速/加速事件的傳感器相關(guān)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代飛機(jī)、汽車和其他運(yùn)載工具使用個(gè)人約束系統(tǒng)以保護(hù)乘客避免快速減少/加速事件，例如碰撞。這些系統(tǒng)通常包括利用膝部和/或肩膀部分的安全帶，可能還包括充氣氣囊以進(jìn)一步保護(hù)乘客。許多這些個(gè)人約束系統(tǒng)利用傳感器和電子電路以促進(jìn)或加強(qiáng)其保護(hù)功能。例如，汽車中的安全帶通常利用閂鎖傳感器檢測安全帶是否被固定，以及啟動(dòng)聲音信號(hào)以提醒乘客系緊安全帶。此外，一些個(gè)人約束系統(tǒng)利用碰撞傳感器檢測碰撞并提供保護(hù)性反應(yīng)。各類傳感器被用于檢測碰撞或其他快速減速/加速事件，并啟動(dòng)安全氣囊、鎖或預(yù)緊安全帶系統(tǒng)的充氣，和/或啟動(dòng)其他反應(yīng)。在安全氣囊啟動(dòng)中使用的一種類型的傳感器利用磁簧開關(guān)與彈簧偏置磁鐵合作。在一般情況下，碰撞事件導(dǎo)致磁鐵移動(dòng)到一個(gè)位置，在該位置它驅(qū)動(dòng)(例如，關(guān)閉)磁簧開關(guān)，從而激活部署安全氣囊的電路。雖然這些傳感器可以在發(fā)生碰撞時(shí)提供可靠的啟動(dòng)，但他們也可能易受到外部磁場影響。例如，如果磁場由具有足夠強(qiáng)度的單獨(dú)磁鐵或電磁裝置所引起，磁簧開關(guān)可能被無意啟動(dòng)。

實(shí)用新型內(nèi)容根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種傳感器，包括磁性可操作設(shè)備；提供磁場的磁鐵；以及可在第一位置和第二位置之間移動(dòng)的屏蔽，在第一位置處所述屏蔽防止所述磁場操控所述設(shè)備，以及在第二位置處所述磁場操控所述設(shè)備。有利地，其中屏蔽被可操作地耦合至偏置組件，所述偏置組件在第一位置定位屏蔽，并且其中施加在傳感器上的足夠的力量驅(qū)動(dòng)磁性屏蔽對抗偏置組件，并將屏蔽從第一位置移至第二位置。有利地，其中磁性可操作設(shè)備包括磁簧開關(guān)。有利地，其中磁性可操作設(shè)備包括霍爾效應(yīng)傳感器。有利地，其中屏蔽包括高導(dǎo)磁合金。有利地傳感器進(jìn)一步包括具有內(nèi)腔的外殼，并且其中磁鐵和屏蔽被包含在內(nèi)腔之中。有利地，其中磁性可操作設(shè)備被可操作地連接至安全氣囊部署電路。有利地，其中磁性可操作設(shè)備是第一磁性可操作設(shè)備，以及其中傳感器進(jìn)一步包括第二磁性可操作設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種傳感器，包括磁性可操作開關(guān)；可相對于開關(guān)固定地布置的磁鐵；以及可在第一位置和第二位置之間移動(dòng)的磁性屏蔽，在第一位置處將開關(guān)與磁鐵屏蔽以及在第二位置處將開關(guān)暴露于磁鐵。[0014]有利地，傳感器進(jìn)一步包括控制磁性屏蔽從第一位置至第二位置的移動(dòng)，以響應(yīng)預(yù)設(shè)大小的減速和加速事件中的至少一個(gè)。有利地，傳感器進(jìn)一步包括具有空心管部分的外殼，其中磁鐵和磁性屏蔽呈環(huán)形圓筒形，且磁鐵和磁性屏蔽環(huán)繞空心管部分，以及其中磁性可操作開關(guān)被定位在空心管之內(nèi)。有利地，其中磁性可操作開關(guān)是常開磁簧開關(guān)。有利地，其中磁性屏蔽包括高導(dǎo)磁合金。有利地，其中磁性可操作開關(guān)是第一磁性可操作開關(guān)，并且其中傳感器進(jìn)一步包括第二磁性可操作開關(guān)。有利地，其中磁性可操作開關(guān)連接于線，且開關(guān)和線是安全氣囊驅(qū)動(dòng)電路中的組件。

圖1系依據(jù)本申請公開內(nèi)容的實(shí)施例配置的安全氣囊系統(tǒng)的等軸視圖；圖2系依據(jù)本申請公開內(nèi)容的實(shí)施例配置的傳感器的部分分解的橫截面等軸視圖；圖3系依據(jù)本申請公開內(nèi)容的實(shí)施例配置的磁簧開關(guān)的剖視圖；圖4系依據(jù)本申請公開內(nèi)容的實(shí)施例配置的霍爾效應(yīng)傳感器的等軸視圖；圖5系依據(jù)本申請公開內(nèi)容的實(shí)施例配置的部分傳感器的橫截面等軸視圖。
具體實(shí)施方式
以下公開內(nèi)容描述了與安全氣囊和其它約束系統(tǒng)一起使用的各種碰撞傳感器及相關(guān)的制造和使用方法。某些細(xì)節(jié)載于下列說明和圖1-5中以提供對公開內(nèi)容的各種實(shí)施例的透徹理解。其它描述已知結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的細(xì)節(jié)通常與碰撞傳感器、磁簧開關(guān)、霍爾效應(yīng)傳感器及安全氣囊聯(lián)系在一起，但是，并未在下文中提出以避免不必要的模糊公開內(nèi)容各種實(shí)施例的說明。附圖中所示的很多細(xì)節(jié)和特征只是公開內(nèi)容特定實(shí)施例的說明。因此，其他實(shí)施例可以具有不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的其它細(xì)節(jié)和特征。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解進(jìn)一步的實(shí)施例無需下文所述的一些細(xì)節(jié)即可以被實(shí)現(xiàn)。此外，公開內(nèi)容的各種實(shí)施例可以包括除了那些在附圖中所闡述的結(jié)構(gòu)，并明確不限于附圖所示的結(jié)構(gòu)。此外，附圖中所示的各種要素和特征可能并未按比例繪制。在附圖中，相同的參考編號(hào)表示相同或至少大致相似的元素。為了方便討論任何特定的元素，最顯著的數(shù)字或任何參考編號(hào)的數(shù)字是指元素被首次在其中介紹的附圖。例如，元素102首次在圖1中被介紹和討論。圖1是依據(jù)公開內(nèi)容的實(shí)施例配置的安全氣囊系統(tǒng)100的等軸視圖。安全氣囊系統(tǒng)100包括電子模塊組件(EMA) 102，電子模塊組件102可操作地連接到一個(gè)或多個(gè)充氣機(jī)112 (分別標(biāo)示為第一充氣機(jī)112a，第二充氣機(jī)112b和第三充氣機(jī)112c)。第一充氣機(jī)112a通過充氣管113可操作地耦合至安全氣囊111。在列舉的實(shí)施例中，安全氣囊111被攜帶在安全帶上，如安裝到座位115上的圈帶110。額外的充氣機(jī)112b和112b可同樣地耦合至在相鄰座位中的額外帶裝式安全氣囊(未顯示)。在列舉的實(shí)施例中，電子模塊組件102包括傳感器104、電源106和部署電路108。下面將更詳細(xì)地描述，快速減速或加速事件激活傳感器104，啟動(dòng)部署電路108。部署電路108發(fā)射相應(yīng)的電信號(hào)至充氣機(jī)112，使它們釋放高壓氣體(如空氣)迅速對各自的安全氣
囊充氣。雖然圖1和上述說明詳述了安全帶中的安全氣囊的使用，本實(shí)用新型的其他實(shí)施例可以包括在其他位置(如駕駛桿、座椅、汽車的支柱或側(cè)壁等)安裝的安全氣囊。此外，在此公開的傳感器可以用來啟動(dòng)其他類型的系統(tǒng)，包括其他類型的個(gè)人約束系統(tǒng)(如用于安全帶約束的預(yù)緊器、用于安全帶約束的網(wǎng)狀伸縮鎖，等等)。圖2是依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例配置的傳感器104的部分分解的橫截面等軸視圖。在列舉的實(shí)施例中，傳感器104包括具有內(nèi)腔204的外殼202，內(nèi)腔204沿縱軸208延伸。外殼202可以包括空心管部分206，空心管部分206穿過內(nèi)腔204沿縱軸208延伸。在列舉的實(shí)施例中，磁鐵218被固定地布置在內(nèi)腔204的內(nèi)壁224的周圍并通常延伸內(nèi)腔204的長度。在其他實(shí)施例中，磁鐵218可以沿內(nèi)腔204的一部分延伸。在列舉的實(shí)施例中，磁場屏蔽210可移動(dòng)地或滑動(dòng)地被圍繞空心管部分206布置。屏蔽210具有與第二末端部分214相間隔的第一末端部分212。屏蔽210掩蔽磁場并可以由表現(xiàn)出高磁導(dǎo)率的材料制成。在一個(gè)實(shí)施例中，屏蔽210可以由高導(dǎo)磁合金(mu-metal)制成。例如，可從美國新罕布什爾州倫敦德里郡里克大道9號(hào)的MuShield公司獲得的合適的鎳、鐵以及鑰金屬合金。偏置組件216可操作地耦合至屏蔽210的第一末端部分212和內(nèi)腔204的204的相反端壁之間，以控制屏蔽210沿縱軸208的運(yùn)動(dòng)。在列舉的實(shí)施例中，偏置組件216是一個(gè)環(huán)繞空心管部分206的線圈彈簧。端蓋230可插入外殼部分202的開口 232以關(guān)閉和密封內(nèi)腔防止液體和/或碎片進(jìn)入。傳感器104包括可操作地布置在管部分206中的磁性可操作設(shè)備或開關(guān)。在一些實(shí)施例中，開關(guān)220可以是一個(gè)磁簧開關(guān),例如常開磁簧開關(guān)(normally open reedswitch，例如，來自于美國俄克拉何馬州奇克謝Norge路3100號(hào)的HIS Sensing公司)，如圖3中所示的更多細(xì)節(jié)。在其他實(shí)施例中，開關(guān)220可以是一個(gè)常閉簧片關(guān)。此外，在其他實(shí)施例中，磁性可操作設(shè)備或開關(guān)可以包括磁性的霍爾效應(yīng)傳感器。本領(lǐng)域所公知的霍爾效應(yīng)傳感器可響應(yīng)于電磁場的變化而改變其輸出電壓，因此可以作為一個(gè)開關(guān)操作。然而，為了便于參考，磁性可操作設(shè)備220以下簡稱為磁簧開關(guān)220。磁簧開關(guān)220被布置在空心管部分206之中并可操作地耦合到第一線222a和第二線222b。線222從磁簧開關(guān)220沿縱軸208延伸并從外殼202的相對端上的管部分206出來。在列舉的實(shí)施例中，第一線222a和第二線222b分別被可操作地耦合至第一終端塊226a和第二終端塊226b。終端塊226可以包括連接器插腳228，連接器插腳228可用于將傳感器104安裝在印刷電路板上(PCB，未顯示)或其他電器接口。例如，圖1的電子模塊組件102可能包括印刷電路板，傳感器104可以被安裝至印刷電路板。在這樣一個(gè)實(shí)施例中，傳感器104通過印刷電路板被可操作地耦合至部署電路108。在其他實(shí)施例中，傳感器104可被安裝在電子模塊組件102中而無需被安裝到印刷電路板上。在這樣的實(shí)施例中，線222可以通過獨(dú)立的電氣連接(未顯示)被連接到部署電路108。此外，傳感器104可以安裝在飛機(jī)、汽車或其他運(yùn)載工具的其他組件上，并且同樣可以通過獨(dú)立的電氣連接被連接至部署電路108或其他電路。在列舉的實(shí)施例中，內(nèi)腔204、空心管部分206、偏置組件216、磁鐵218和磁性屏蔽210通常都在環(huán)形圓筒的形狀中。然而，在其他實(shí)施例中，這些組件可以有其他截面形狀，如矩形。此外，磁性屏蔽210可被定位在磁鐵218和磁簧開關(guān)220之間而無需環(huán)繞磁簧開關(guān)220。此外，偏置組件216可被定位于外殼202的另一端上并可操作地連接到除了內(nèi)腔204的相反端壁之外的端蓋230。圖3是依據(jù)公開內(nèi)容的實(shí)施例配置的常開磁簧開關(guān)220的剖視圖。磁簧開關(guān)220包括密封管304。線222的末端延伸入管304并在一對分隔開的金屬簧片302中停止。正如下文將進(jìn)一步討論，金屬簧片302可以由足夠強(qiáng)度的磁場驅(qū)動(dòng)。圖4是依據(jù)公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施例配置的霍爾效應(yīng)傳感器402的等軸視圖。在傳感器104的一些實(shí)施例中，霍爾效應(yīng)傳感器402可以用來代替磁簧開關(guān)220。類似于磁簧開關(guān)220，霍爾效應(yīng)傳感器402包括可連接到部署電路108的導(dǎo)線404。回到圖2，當(dāng)傳感器104不受沿軸線208的減速/加速限制時(shí)，偏置組件216保持具有第二末端部分214的磁性屏蔽210在第一位置A。在位置A，屏蔽210環(huán)繞磁簧開關(guān)220并將其與磁鐵218的磁場隔開。第二末端部分214保持在A位置直到沿著軸208的足夠力量的碰撞或快速減速/加速事件引起屏蔽210的慣性克服偏置組件216并遠(yuǎn)離開關(guān)220。例如，發(fā)生快速減速時(shí)，以致于在D方向力量被施加在傳感器104上，屏蔽210壓縮偏置組件216并在內(nèi)腔204中運(yùn)動(dòng)以使得第二末端部分214移動(dòng)到第二位置B。在位置B處，屏蔽210不再環(huán)繞磁簧開關(guān)220。因此，常開磁簧開關(guān)220瞬間接觸到的磁鐵218的磁場。磁場促使簧片302合在一起，從而完成在線222之間的電氣連接以及啟動(dòng)部署電路108。作為部署電路108啟動(dòng)的結(jié)果，電子模塊組件102發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)至充氣機(jī)112以對其相聯(lián)的安全氣囊充氣。本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到傳感器104的組件可以被設(shè)計(jì)為提供啟動(dòng)，啟動(dòng)取決于由傳感器在一段時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷的加速中的變化。通過舉例的方式，用于商業(yè)航空應(yīng)用的傳感器104的實(shí)施例可以被用來啟動(dòng)后碰撞事件，碰撞事件導(dǎo)致了超過90毫秒的16Gs加速變化。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器104可以進(jìn)一步配置為在50毫秒內(nèi)啟動(dòng)響應(yīng)。然而，在其他實(shí)施例中，可以使用其它啟動(dòng)的閾值和響應(yīng)的時(shí)間。在列舉的實(shí)施例中，具有在方向A上的力的快速加速事件將張力置于偏置部件216上。然而，端蓋230防止屏蔽210在方向D上的任何顯著運(yùn)動(dòng)，那樣會(huì)將磁簧開關(guān)220暴露于磁場。然而，在上述討論的具有安裝在外殼202的相對端的偏置組件216的實(shí)施例中，加速事件可能會(huì)導(dǎo)致磁簧開關(guān)220的激活。在這樣的實(shí)施例中，內(nèi)腔204將在方向D上具有空間以用于在一個(gè)快速加速事件中屏蔽210壓縮偏置組件216。此外，還有其它包括如圖2所示以相同方式被安裝的偏置組件216的實(shí)施例，亦可以包括內(nèi)腔中的空間以用于通過在方向D上的移動(dòng)使磁簧開關(guān)220暴露于磁場。在這類實(shí)施例中，加速事件將張力置于偏置組件216上并且屏蔽210在方向D上移動(dòng)以激活磁簧開關(guān)220。因此，傳感器104的實(shí)施例可以被配置為檢測到加速和減速事件。此外，傳感器104可以被安裝在一個(gè)相反方向上以在加速事件中提供激活。除了這些實(shí)施例，額外的傳感器被提供以允許在減速和加速事件中的驅(qū)動(dòng)。圖5是依據(jù)公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施例配置的傳感器504的一部分的橫截面等軸視圖。在此實(shí)施例中，傳感器504包括多個(gè)磁簧開關(guān)220。在這樣的實(shí)施例中，多個(gè)磁簧開關(guān)220可以獨(dú)立連接到部署電路108。因此，這樣的配置可以被使用，例如，提供某種程度的冗余。如上所述，磁性屏蔽210防止磁鐵218的磁場激活磁簧開關(guān)220雖然磁性屏蔽210是在位置A處。在此所述的實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)勢是除了從磁鐵218的磁場屏蔽磁簧開關(guān)220夕卜，磁性屏蔽210也從外部磁場(如設(shè)備附近放置的立體聲揚(yáng)聲器)屏蔽磁簧開關(guān)220。外部電子或磁場裝置可以產(chǎn)生巨大的磁場，可能會(huì)無意中開動(dòng)部署電路。在替代傳感器的設(shè)計(jì)采用一個(gè)可移動(dòng)的磁鐵和無磁屏蔽，這些外部磁場可以導(dǎo)致不慎引發(fā)的保護(hù)性反應(yīng)。因此，通過提供一個(gè)可移動(dòng)屏蔽而不是事先設(shè)計(jì)的可移動(dòng)磁鐵，本實(shí)用新型顯著降低外部磁場不慎激活的問題。從上述可被認(rèn)為在此描述的具體實(shí)施例僅為說明目的，但各種修改可以在不偏離公開的各種實(shí)施例的精神和范圍內(nèi)被作出。因此，雖然列舉的實(shí)施例包括單個(gè)傳感器，但是包括多個(gè)傳感器是在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)的。在采用多個(gè)傳感器的實(shí)施例中，每個(gè)傳感器可被獨(dú)立連接到部署電路。例如，這樣的配置可以被用于在運(yùn)載工具從任何角度碰撞和/或運(yùn)載工具側(cè)翻的事件中提供安全氣囊啟動(dòng)。此外，當(dāng)與公開的某些實(shí)施例相聯(lián)系的各種優(yōu)勢和特征已在上述那些實(shí)施例的上下文中被描述，其他體現(xiàn)也可能表現(xiàn)出這樣的優(yōu)勢和/或特征，并非所有的實(shí)施例需要必須表現(xiàn)出這樣的優(yōu)勢和/或特征以落入公開內(nèi)容的范圍之內(nèi)。因此，公開內(nèi)容除了附加權(quán)利要求外不受其他限制。
權(quán)利要求1.一種傳感器,包括 磁性可操作設(shè)備； 提供磁場的磁鐵；以及 可在第一位置和第二位置之間移動(dòng)的屏蔽，在第一位置處所述屏蔽防止所述磁場操控所述設(shè)備，以及在第二位置處所述磁場操控所述設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中屏蔽被可操作地耦合至偏置組件，所述偏置組件在第一位置定位屏蔽，并且其中施加在傳感器上的足夠的力量驅(qū)動(dòng)磁性屏蔽對抗偏置組件，并將屏蔽從第一位置移至第二位置。
3.如權(quán)利要求2所述的傳感器，其中磁性可操作設(shè)備包括磁簧開關(guān)。
4.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中磁性可操作設(shè)備包括霍爾效應(yīng)傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中屏蔽包括高導(dǎo)磁合金。
6.如權(quán)利要求1所述的傳感器，進(jìn)一步包括具有內(nèi)腔的外殼，并且其中磁鐵和屏蔽被包含在內(nèi)腔之中。
7.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中磁性可操作設(shè)備被可操作地連接至安全氣囊部署電路。
8.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中磁性可操作設(shè)備是第一磁性可操作設(shè)備，以及其中傳感器進(jìn)一步包括第二磁性可操作設(shè)備。
9.一種傳感器,包括 磁性可操作開關(guān)； 可相對于開關(guān)固定地布置的磁鐵；以及 可在第一位置和第二位置之間移動(dòng)的磁性屏蔽，在第一位置處將開關(guān)與磁鐵屏蔽以及在第二位置處將開關(guān)暴露于磁鐵。
10.如權(quán)利要求9所述的傳感器，進(jìn)一步包括控制磁性屏蔽從第一位置至第二位置的移動(dòng)，以響應(yīng)預(yù)設(shè)大小的減速和加速事件中的至少一個(gè)。
11.如權(quán)利要求9所述的傳感器，進(jìn)一步包括具有空心管部分的外殼，其中磁鐵和磁性屏蔽呈環(huán)形圓筒形，且磁鐵和磁性屏蔽環(huán)繞空心管部分，以及其中磁性可操作開關(guān)被定位在空心管之內(nèi)。
12.如權(quán)利要求9所述的傳感器，其中磁性可操作開關(guān)是常開磁簧開關(guān)。
13.如權(quán)利要求9所述的傳感器，其中磁性屏蔽包括高導(dǎo)磁合金。
14.如權(quán)利要求9所述的傳感器，其中磁性可操作開關(guān)是第一磁性可操作開關(guān)，并且其中傳感器進(jìn)一步包括第二磁性可操作開關(guān)。
15.如權(quán)利要求9所述的傳感器，其中磁性可操作開關(guān)連接于線，且開關(guān)和線是安全氣囊驅(qū)動(dòng)電路中的組件。
專利摘要本實(shí)用新型在此公開的是一種用于檢測快速減速/加速事件的傳感器。根據(jù)公開內(nèi)容實(shí)施例所配置的傳感器包括接近于一磁鐵的磁性可操作設(shè)備。傳感器也包括可操作地耦合至磁性屏蔽的偏置組件。偏置組件控制磁性屏蔽在第一位置和第二位置之間的運(yùn)動(dòng)，在第一位置處將磁性可操作設(shè)備與磁鐵屏蔽，在第二位置處將磁性可操作性設(shè)備暴露于磁鐵。在減速/加速事件中，磁性屏蔽克服偏置組件并從第一位置移動(dòng)至第二位置，從而導(dǎo)致磁性可操作設(shè)備暴露于磁鐵。
文檔編號(hào)G01D5/12GK202903204SQ201220290959
公開日2013年4月24日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者巴卡·安德烈 申請人:Am-安全公司