专利名称：磁式碰撞传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种用于控制汽车安全气囊的磁 式碰撞传感器。
背景技术：
随着社会经济的发展，以及人们的生活水平的不断提高，汽车的保有量 不断上升，已经成为生产和生活无法离开的交通工具。由于在汽车的驾驶过 程中难免会发生交通事故，烕胁到驾驶者、乘坐者和行人的生命安全，因而 汽车的安全问题引起越来越多的重视。在车辆发生碰撞时，准确地判断碰撞 的强弱，确定何时应该引爆安全气囊何时不必引爆安全气囊，以避免在不必 要时引爆安全气囊造成浪费，导致乘员受到伤害，而在必须引爆时未引爆安 全气囊发生悲剧。
在现有技术中，控制安全气囊的传感器大多为接触式，如专利号
CN01268160中所述的惯性式碰撞传感器，包括钢球，磁铁和接触簧片，在 正常情况下，钢球在磁铁的作用下吸附在磁铁上，当发生碰撞时，若钢球受 到的惯性力大于磁铁的磁力则钢球会脱离约束撞向接触簧片时机械触点短 路，进而控制系统根据传感器的状态对安全气囊进行引爆。然而这种传感器 为接触式传感器，机械式碰撞可靠性不高，不容易调节磁力大小，无法控制 钢球所受惯性力和磁力间的关系，因而容易产生安全气囊该爆不爆或者不该 爆却引爆的情况，危及乘员的生命安全。同时，这种传感器体积较大，结构 复杂，生产和封装对环境要求高，因而成本较高。
实用新型内容
4因此，本实用新型的目的是提供一种非接触式的可用于控制安全气囊的 磁式碰撞传感器。该传感器结构简单且工作可靠。
为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种磁式碰撞传感器，所 述传感器包括盒体和位于盒体内的金属片对，所述金属片对的第一末端能够 相互接触或者分离，第二末端通过引脚分别与外部电路连接，所述传感器还 包括位于所述盒体内的永磁体和弹簧，所述永磁体能够在所述盒体内在远离 所述金属片对的第一位置和接近所述金属片对的第二位置之间移动，所述弹 簧将所述永磁体向所述第一位置偏压，当所述永磁体处于所述第一位置时， 所述金属片对的第一末端彼此分离，当所述永磁体处于所述第二位置时，在 所述永磁体的磁力作用下所述金属片对的第一末端彼此接触。
根据本实用新型提供的磁式碰撞传感器，由于金属片对是由永磁体吸附 而接触的，可通过调节弹簧的预紧力、永磁体架设在弹簧上的位置以及金属 片对在盒体里的位置来控制惯性力与弹簧弹力间的关系，从而准确控制安全 气囊的引爆时机。这种传感器技术先进，结构和性能可靠，达到了非接触准 确引爆安全气囊的目的。另外，由于本实用新型的磁式碰撞传感器加工生产 方便，结构简单，组装容易，体积小巧，并且采用常用的密封胶密封，因此 使得生产成本减低。同时，本实用新型的磁式碰撞传感器不受车型的限制和 环境的制约， 一定条件下还可重复使用。
图1是根据本实用新型的磁式碰撞传感器的剖视图2是根据本实用新型的磁式碰撞传感器的仰视透视图。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式
并结合附图来对本实用新型进行详细说明。图1，图2分别是根据本实用新型的磁式碰撞传感器的剖视图和俯视透 视图。
根据本实用新型的磁式碰撞传感器的一种实施方式，所述传感器包括盒 体1和位于盒体1内的金属片对6，所述金属片对6的第一末端能够相互接 触或者分离，第二末端通过引脚7分别与外部电路连接，所述传感器还包括
位于所述盒体1内的永磁体2和弹簧3，所述永磁体2能够在所述盒体1内 在远离所述金属片对6的第一位置和接近所述金属片对6的第二位置之间移 动，所述弹簧3将所述永磁体2向所述第一位置偏压，当所述永磁体2处于 所述第一位置时，所述金属片对6的第一末端彼此分离，当所述永磁体2处 于所述第二位置时，在磁力作用下所述金属片对6的第一末端彼此接触。
所述永磁体2所处的所述第一位置即为永磁体2远离金属片对6，使金 属片对6不受磁力作用处于分离状态的位置范围，所述永磁体2所处的所述 第二位置即为永磁体2接近金属片对6，使金属片对6受到磁力作用而彼此 接触的位置范围。
此外，所述盒体1可以包括上空腔11、中间隔板12和下空腔13，所述 永磁体2设置在所述上空腔11内，所述金属片对6设置在所述下空腔13内， 这样布置为该传感器的各个部件创造了良好的工作环境，结构更加合理。
所述盒体1可以由常用的工程材料如橡胶，TPEE， PBT， POM等注塑 而成，大体为矩形柱状体。优选地，所述上空腔内表面截面为圆形，上空腔 11形成一阶梯结构，上空腔11的顶部直径大于上空腔11的下部直径，上空 腔11的侧壁要求光滑度较高；中间隔板12的中央有一凹槽结构；下空腔13 同样为一阶梯结构，下空腔13的底部直径大于下空腔13的上部直径。
根据一种实施方式，所述传感器还可以包括固定在所述上空腔11内的 导向轴4，所述永磁体2套设在所述导向轴4上而能够沿所述导向轴4移动， 从而可以为永磁体2的移动提供导向作吊，使永磁体2的移动平顺。所述导向轴4也可以由常用的工程材料如橡胶，TPEE， PBT， POM等 注塑而成。优选地，该导向轴4为T型结构，这样使其顶部的一字型结构与 盒体1上空腔11顶部过盈配合， 一字型结构正好卡在盒体1上空腔11中的 阶梯结构上，导向轴4的下部为杆状结构，杆的底部有一凸起恰好与盒体1 中间隔板12中的凹槽结构相配合，可以更准确牢固地定位所述导向轴4。
根据一种实施方式，所述弹簧3可以套设在所述导向轴4上，并被压缩 在所述永磁体2与所述中间隔板12之间。所述弹簧3表面经过不锈处理， 其直径略大于导向轴4的杆结构的直径，并缠绕在导向轴4的杆结构上，可 以沿导向轴的杆结构的轴向拉伸和压縮，弹簧3的预紧力可以调节。
另外，所述弹簧3也可直接设置在所述永磁体2与所述中间隔板12之 间，或者设置在盒体1与永磁体2之间。
这样，可以为永磁体2提供弹力，将永磁体2偏压或拉至所述第一位置。
所述永磁体2可以由磁粉材料压铸烧制而成，之后还要进行充磁加工。 优选地，该永磁体2可以为圆柱环形，其形状与所述上空腔内表面形状相符， 其顶部圆环孔直径小于下部圆环孔，形成一肩部结构，该结构与弹簧3配合， 刚好卡在弹簧3的顶部上，使弹簧3能够将永磁体2顶起，该永磁体2的外 直径与盒体1的上空腔11内径为间隙配合，其外表面尽量光滑，以减少摩 擦。
所述金属片对6通常由常用的如铁、镍等导电的可被磁铁吸附的材料构 成，两片金属片构成一对，在自然状态下两片金属片上下分开，有一部分上 下重叠但不相互接触。
根据一种实施方式，所述传感器还可以包括设置在所述下空腔13内的 真空管5，所述金属片对6设置在所述真空管5内，可以防止金属片对6氧 化锈蚀。
所述真空管5的两端分别各引出一根由铜，铝，不锈钢等制成的引脚7，两根引脚7的相对端各与一不同的金属片相连，两根引脚7的另一端引出盒 体l外与相关电路相连。
所述金属片对6的第一末端为可以相互接触的一端，第二末端为与引脚 7相连的另一端。
根据一种实施方式，所述传感器还包括密封胶8，所述密封胶8密封整 个所述下空腔13以固定所述真空管5。此外，上空腔中导向轴4的T型一 字顶以上可以用顶盖、密封胶或其他方式密封，以使设置在上空腔内的永磁 体2的运动空腔与外界隔离，防尘、防潮、保证永磁体2、弹簧3正常工作。
当车辆正常平稳行驶或静止时，加速度为零，此时本实用新型的磁式碰 撞传感器中的永磁体2与车辆的相对速度相同，即相对加速度为零，永磁体 受到的惯性力为零，其合力由弹簧3的弹力单独提供，永磁体2被弹簧3偏 压于第一位置，永磁体2的磁场范围无法达到位于盒体1下空腔的金属片对 6的位置，也就是说金属片对6不受磁力作用，保持自然状态，其第一末端 互不接触，与引脚7相连的电路中检测到的为低电平信号，安全气囊ECU 综合多个传感器的信号信息，做出是否引爆安全气囊的决定。
当车辆启动、正常加速时，产生一定的加速度，此时本实用新型的磁式 碰撞传感器中的永磁体2受到一定的惯性力。当启动和加速时受到的惯性力 与永磁体2受到的弹簧3的弹力的方向一致，永磁体2受到的合力将永磁体 2偏压于第一位置，永磁体2的磁场范围无法达到下空腔中的金属片对6的 位置，此时位于下空腔真空管5中的金属片对6保持自然状态，两片金属片 的第一末端不相互接触。与引脚7相连的电路仍为断路，检测到的信号仍为 低电平信号。控制安全气囊的ECU综合多个传感器的信号，做出是否引爆 安全气囊的决定。
当车辆刹车时，产生较大的减加速度，此时本实用新型的磁式碰撞传感 器中的永磁体2受到较大的惯性力，该惯性力的方向与弹簧3的弹力方向相反，通过预先设置弹簧的弹力大小，使得惯性力大小不至于能够抵消弹力， 因而此时合力的方向依旧是弹簧3弹力的方向，永磁体2依然被弹簧偏压于 第一位置，金属片对6未受到磁力作用，其第一末端不相互接触，与引脚7
相连的电路检测到的仍是低电平信号，信号传给控制安全气囊的ECU，做出
是否引爆安全气囊的判断。
当车辆刹车更为急速，但并非发生碰撞时的瞬时强烈减速时，减加速度 很大，从高速到速度为零的减速时间间隔较长，此时本实用新型的磁式碰撞
传感器中的永磁体2受到惯性力很大，该惯性力与弹簧3的弹力方向相反， 惯性力的大小可能大于弹力的大小，使得永磁体2受到的合力方向指向盒体 l的下空腔，永磁体2逆着弹簧3的弹力向第二位置，但并未移动到能使金 属片对6受到的磁力范围时由于减加速度的变化趋于变缓，弹簧3的弹力又 大于永磁体2受到的惯性力，这样，永磁体2又被弹簧3偏压于第一位置。 这一过程中，金属片对6始终未受到永磁体2的磁力，两片金属片的第一末 端不相互接触，在引脚7所接入的电路中不产生阶跃信号，仍为低电平信号。 当车辆发生意外碰撞时，车辆瞬时由行驶状态变为静止状态，减加速度 非常大，此时本实用新型的磁式碰撞传感器中的永磁体2受到很大的惯性力， 该惯性力的方向与弹簧3的弹力相反，大小比弹力大，因而永磁体2受到的 合力方向与惯性力方向相同，永磁体2向第二位置移动。当永磁体2移动到 其磁场范围可以影响到金属片对6的位置时，金属片对6受到磁力作用，上 下两片相互接触，导通引脚7所连的电路，产生一个高电平的阶跃信号，控 制安全气囊的ECU接受到此信号，综合多个传感器的信号，做出是否引爆 安全气囊的决定。
当车辆受到发生碰撞然后静止后，永磁体2受到的惯性力逐渐减小消失， 永磁体2在弹簧3弹力的作用下恢复到第一位置，金属片对6不再受到磁力 作用而恢复自然分开状态，因而本实用新型的磁式碰撞传感器可以再次使
9用。
在本实用新型的磁式碰撞传感器中，可根据不同的车型不同的需要来选 择磁力不同的永磁体2，和弹性系数不同的弹簧3，也可设置不同的两片金 属片6间的距离，来达到相同的目的。
权利要求1. 一种磁式碰撞传感器，所述传感器包括盒体(1)和位于盒体(1)内的金属片对(6)，所述金属片对(6)的第一末端能够相互接触或者分离，第二末端通过引脚(7)分别与外部电路连接，其特征在于所述传感器还包括位于所述盒体(1)内的永磁体(2)和弹簧(3)，所述永磁体(2)能够在所述盒体(1)内在远离所述金属片对(6)的第一位置和接近所述金属片对(6)的第二位置之间移动，所述弹簧(3)将所述永磁体(2)向所述第一位置偏压，当所述永磁体(2)处于所述第一位置时，所述金属片对(6)的所述第一末端彼此分离，当所述永磁体(2)处于所述第二位置时，在所述永磁体(2)的磁力作用下所述金属片对(6)的所述第一末端彼此接触。
2. 根据权利要求1所述的磁式碰撞传感器，其特征在于，所述盒体(1) 包括上空腔(11)、中间隔板(12)和下空腔(13)，所述永磁体(2)设置 在所述上空腔(11)内，所述金属片对(6)设置在所述下空腔(13)内。
3. 根据权利要求2所述的磁式碰撞传感器，其特征在于，所述传感器 还包括固定在所述上空腔(11)内的导向轴(4)，所述永磁体(2)套设在 所述导向轴(4)上而能够沿所述导向轴(4)移动。
4. 根据权利要求3所述的磁式碰撞传感器，其特征在于，所述永磁体 (2)为圆环柱形。
5. 根据权利要求3所述的磁式碰撞传感器，其特征在于，所述弹簧(3) 套设在所述导向轴(4)上，并被压缩在所述永磁体(2)与所述中间隔板(12) 之间。
6. 根据权利要求3或5所述的磁式碰撞传感器，其特征在于，所述导 向轴(4)为T字型结构。
7. 根据权利要求2所述的磁式碰撞传感器，其特征在于，所述传感器 还包括设置在所述下空腔(13)内的真空管(5)，所述金属片对(6)设置 在所述真空管(5)内。
8. 根据权利要求7所述的磁式碰撞传感器，其特征在于，所述传感器 还包括密封胶(8)，该密封胶(8)密封整个所述下空腔(13)以固定所述 真空管(5)。
专利摘要本实用新型公开了一种磁式碰撞传感器。所述传感器包括盒体和位于盒体内的金属片对，所述传感器还包括位于所述盒体内的永磁体和弹簧，所述永磁体能够在所述盒体内在远离所述金属片对的第一位置和接近所述金属片对的第二位置之间移动，当所述永磁体被所述弹簧偏压至所述第一位置时，所述金属片对的第一末端彼此分离，当所述永磁体处于所述第二位置时，在所述永磁体的磁力作用下所述金属片对的第一末端彼此接触。本实用新型提供的磁式碰撞传感器结构简单，体积小巧，性能可靠，生产成本低廉，可根据不同车型来选择不同型号的传感器，并在一定条件下可重复使用，向ECU传递准确的信息控制安全气囊引爆。
文档编号H01H35/14GK201242976SQ20082012497
公开日2009年5月20日 申请日期2008年7月31日 优先权日2008年7月31日
发明者吴寒杰, 锋 戴, 蔺新轲 申请人:比亚迪股份有限公司