JPH07196005A - 衝撃検出センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単に、衝撃荷重の作用方向の異なるのに関
わらず所定の衝撃荷重で作動する。 【構成】 車両の扉内に配置されて側突衝撃を検出する
センサにおいて、ビームプレート２８の湾曲部３６の変
形によって、打出し突起５２、５４が、メンブレンスイ
ッチ３８を押圧作動する。真横衝撃（矢印Ａ）である場
合、湾曲部３６の中央部の打出し高さが大きい打出し突
起５４が、スイッチ３８を押圧作動する。斜め衝撃（矢
印Ｂ）である場合、ビームプレート２８は、上下方向端
部で衝撃荷重を受け、湾曲部３６の端部の打出し高さが
小さい打出し突起５２がスイッチ３８を押圧作動する。
その端部は、剛性が小さいが、打出し突起５２とスイッ
チ３８との間隙が大きいので、斜め衝撃の場合も、真横
衝撃の場合と同等の衝撃荷重でメンブレンスイッチ３８
を押圧作動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、車両の側方か
らの衝突の場合にエアバッグ装置を作動するために、そ
の衝突に伴う衝撃を検出する衝撃検出センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の衝突の際に乗員を保護する装置と
して、エアバッグ装置が知られている。車両の前方から
の衝突の場合だけでなく、側方からの衝突（側突）の場
合にも、エアバッグ装置を作動するのが好ましい。

【０００３】この側方からの衝突の場合にエアバッグ装
置を作動するには、側突に伴う衝撃を検出する必要があ
る。

【０００４】衝撃には、２種の異なる形態が予想され
る。その１は、衝撃荷重が、車両前後方向に沿って扉に
分散して掛かり、部分的には小荷重であるが、全体とし
てはエアバッグ装置を作動すべき荷重である場合、例え
ば、他の車両が自己の車両の扉に衝突したような場合の
ものである（車両衝撃）。その２は、衝撃荷重が扉のあ
る部位に集中して掛かり、部分的にも高荷重であってエ
アバッグ装置を作動すべき荷重である場合、例えば、電
柱等のポールに自己の車両の扉が衝突したような場合の
ものである（ボール衝撃）。

【０００５】これら異なる衝撃形態に対応するため、側
突に伴う衝撃を検出する衝撃センサは、車両衝撃を検出
するプライマリセンサと、ポール衝撃を検出するセカン
ダリセンサとの２種のセンサで構成される。

【０００６】プライマリセンサは、車両の扉内の扉補強
用のサイドインパクトビームに、車両前後方向に沿って
所定間隔をおいて複数個、配置され、各セカンダリセン
サは低荷重下で作動する。セカンダリセンサは、サイド
インパクトビームに沿って、車両前後方向に渡り延設さ
れ、車両前後方向の任意の位置で、かつ、高荷重下で作
動する。プライマリセンサ、各セカンダリセンサは共
に、制御回路を介してエアバッグ装置に接続される。プ
ライマリセンサが作動し、かつ、例えば、少なくとも隣
合う２個のセカンダリセンサが作動したときは、エアバ
ッグ装置が作動して車両衝撃への対応が可能となり、ま
た、セカンダリセンサが作動したときは直ちにエアバッ
グ装置が作動してポール衝撃への対応が可能となる。

【０００７】ここで、各セカンダリセンサでは、ビーム
プレートが薄型スイッチと、車両幅方向で離間して対向
配置される。スイッチは、シェル形の被覆層内に、車両
上下方向に沿って平行に延びる一対の電極層（接点）が
枠状の絶縁層を介して対向配置される。ビームプレート
は、スイッチの上下方向線周りに湾曲されて、その湾曲
内に、前記一方向に沿って、打出し突起を備える。ビー
ムプレートが弾性変形すると、打出し突起が電極層を打
って、電極層が絶縁層の枠内で弾性変形して接触閉成
（接点が閉じる）可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、他の車両が
扉に衝突する場合、他の車両のバンパがまず扉に当接す
るのが一般的と考えられる。そのバンパ高さは、車種に
よって異なり、従って、衝突高さ位置は一定しない。

【０００９】衝突高さ位置がプライマリセンサの取り付
け位置と同等であれば、ビームプレートへの衝撃荷重の
作用方向は、車両前後方向から見て真横となるが、衝突
高さ位置がプライマリセンサの取り付け位置より上方で
あれば、ビームプレートへの衝撃荷重の作用方向は、車
両前後方向から見て斜め下向きととなり、荷重は、ビー
ムプレートの上端部に及ぶ。逆に、衝突高さ位置がプラ
イマリセンサの取り付け位置より下方であれば、ビーム
プレートへの衝撃荷重の作用方向は、車両前後方向から
見て斜め上向きとなり、荷重は、ビームプレートの下端
部に及ぶ。

【００１０】ビームプレートの上下端は、自由端となっ
て、中央部に比して剛性が小さい。斜め衝突の場合は、
真横衝突の場合に比して小さな荷重で、打出し突起がス
イッチに当接してスイッチが作動することが予想され
る。

【００１１】これを避け、斜め衝突の場合にも真横衝突
と同等に衝撃を検出するには、ビームプレートの上下に
渡って剛性を等しくすることが考えられるが、これは、
面倒であり、ビームプレートの形状についての設計範囲
の自由度も狭められる。

【００１２】本発明は上記事実を考慮し、簡単に、衝撃
荷重の作用方向の異なるのに関わらず所定の衝撃荷重で
作動する衝撃検出センサを提供することが目的である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、一方向に沿う任意の位置で押圧されて作
動するスイッチと、このスイッチの前記一方向線周りに
湾曲されてスイッチと離間して対向配置され、荷重を受
けると弾性変形する受圧部材と、この受圧部材に設けら
れ、スイッチとの間隙が前記一方向の端部で大きく中央
部で小さくされ、受圧部材の変形によりスイッチへ向け
て移動してスイッチを押圧作動する作動部と、を備えた
構成を特徴とする衝撃検出センサを提案するものであ
る。

【００１４】

【作用】本発明に係る衝撃検出センサによれば、受圧部
材が衝撃荷重を受けて弾性変形すると、これに伴い、作
動部がスイッチとの離間位置からスイッチに向けて移動
し、スイッチを押圧作動する。

【００１５】衝撃荷重が、スイッチとの対向方向に真っ
直ぐに作用する真横衝撃荷重である場合には、受圧部材
は、一方向中央部で主に、衝撃荷重を受け、作動部は、
スイッチとの間隙が小さい受圧部材の中央部でスイッチ
を押圧作動する。衝撃荷重がスイッチとの対向方向に対
して前記一方向側へ斜めに傾斜して作用する斜め衝撃荷
重である場合には、受圧部材は、一方向の端部で衝撃荷
重を受ける。その端部は、剛性が小さいが、作動部とス
イッチとの間隙が大きいので、斜め衝撃の場合も、真横
衝撃の場合と同等の衝撃荷重でスイッチが作動する。

【００１６】これによって、受圧部材の一方向に渡って
剛性を等しくするような面倒なことを要せず、簡単に、
衝撃荷重の作用方向の異なるのに関わらず所定の衝撃荷
重での作動が可能となり、受圧部材の形状についての設
計範囲の自由度も増す。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例に係る衝撃検出センサを図
１乃至図９に基づき説明する。本実施例の衝撃検出セン
サは、エアバッグ装置を作動するために車両の側方から
の衝突（側突）に伴う衝撃を検出するものであり、各図
において、ＦＲは車両前方を、ＵＰは車両上方を、ＯＵ
Ｔは車両幅方向外方をそれぞれ示す。

【００１８】図８及び図９に示すように、セカンダリセ
ンサ１２が、扉１４内の扉補強用のサイドインパクトビ
ーム１６の車両幅方向外方に装着され、扉１４の略車両
前後方向両端に渡る長尺とされる。セカンダリセンサ１
２では、図１に示すように、車両前後方向から見て凹状
の基板１８の背面の突部２０がサイドインパクトビーム
１６の周面に固着される。基板１８の内底にはメンブレ
ンスイッチ２２が固着され、基板１８内は、蓋板２４で
閉成される。メンブレンスイッチ２２は、後述するメン
ブレンスイッチ３８と同様に形成され、長手方向端部に
は図示を省略するスイッチ出力用端子が突出される。

【００１９】蓋板２４は、車両の扉１４の外板１５を介
して、車両幅方向外方から衝撃荷重を受けると、車両横
方向内方に押圧され、基板１８は、この背面の突部２０
の上下をサイドインパクトビーム１６側へ反るようにし
て塑性変形し、メンブレンスイッチ２２が基板１８の内
底と蓋板２４との間に挟圧されて作動する。セカンダリ
センサ１２は、車両前後方向に沿う任意の位置で作動可
能となる。

【００２０】一方、セカンダリセンサ１２の長手方向に
沿って所定間隔をおいて、複数のプライマリセンサ２６
が配置される。プライマリセンサ２６は、図１、図４、
図５及び図６に示すように、ビームプレート２８を備え
る。ビームプレート２８の車両後方端部は、図５に示す
ように、セカンダリセンサ１４の周部にＣ型に嵌合した
取り付けプレート３０に固着された固定支持部３２とさ
れ、車両前方端部は取り付けプレート３０に固定される
ことなく車両前後方向に摺接する移動支持部３４とされ
る。固定支持部２２と移動支持部３４との間は、車両上
下方向線回りに円弧状に湾曲されて車両幅方向外方に膨
出した湾曲部３６とされる。

【００２１】湾曲部３６内には、取り付けプレート３０
にメンブレンスイッチ３８が取り付けられる。メンブレ
ンスイッチ３８は、一対の被覆層４０内に、車両上下方
向に平行に延びる一対の電極層４２が、枠状の絶縁層４
４を介して車両幅方向で対向配置され、上下方向を長手
方向とし、車両前後方向を幅方向とし、車両幅方向を肉
厚方向とする薄型スイッチとされる。メンブレンスイッ
チ３８の上端からは、一対のスイッチ出力用端子４６
（図６を参照）が突出される。

【００２２】メンブレンスイッチ３８の幅方向両側は、
湾曲部３６の上下端部において、取り付けプレート３０
から立ち起こされた合計４個の挟み爪４８で取り付けプ
レート３０に挟み込まれ、メンブレンスイッチ３８の取
り付けが行われる。各挟み爪４８に対応してビームプレ
ート２８の湾曲部３６の上下端には、矩形の切り欠き５
０が４個、形成され（図４及び図５を参照）、ビームプ
レート２８の取り付けプレート３０への装着後に車両幅
方向外方から、切り欠き５０を通して、メンブレンスイ
ッチ３８の取り付けプレート３０への取り付け作業を容
易に行うことができる。

【００２３】ビームプレート２８の湾曲部３６は、扉１
４の外板１５を介して車両幅方向外方から衝撃荷重を受
けて押圧されると、移動支持部３４を摺接させて広が
り、取り付けプレート３０に向けて弾性変形して近接移
動する。

【００２４】湾曲部３６には、作動部を構成する打出し
突起５２、５４が設けられる。打出し突起５２、５４
は、湾曲部３６を車両幅方向外方から凹ませてメンブレ
ンスイッチ３８に向かって突出するように形成され、上
下方向中央部に位置する打打し突起５４と、上下方向端
部に位置する一対の打出し突起５２とを備える。中央部
の打出し突起５４の突出高さは高くされ、端部の打出し
突起５２の突出高さは低くされ、従って、中央の打出し
突起５４のメンブレンスイッチ３８との間隙は小さく、
端部の打出し突起５２のメンブレンスイッチ３８との間
隙は大きい。打出し突起５２、５４は、メンブレンスイ
ッチ３８の絶縁層４４の枠内に対向位置する。

【００２５】湾曲部３６の変形によって、打出し突起５
２、５４は、メンブレンスイッチ３８に向けて移動し、
被覆層４０を介して電極層４２を圧接し、電極層４２は
絶縁層４４の枠内で弾性変形して接触閉成される。

【００２６】セカンダリセンサ１２、プライマリセンサ
２６は共に制御回路を介してエアバッグ装置に接続され
る。セカンダリセンサ１２は高荷重下で作動し、この作
動によって直ちにエアバッグ装置が作動する。各プライ
マリセンサ２６は、低荷重下で作動し、この作動、か
つ、例えば、少なくとも隣合う２個のプライマリセンサ
２６が作動したとき、エアバッグ装置が作動する。

【００２７】湾曲部３６は、衝撃荷重が消失すれば、弾
性復原力によって原形状に復帰し、また、メンブレンス
イッチ３８も原形状に復帰する。隣合う２個のプライマ
リセンサ２６が共に作動しないときはエアバッグ装置は
作動しないので、プライマリセンサ２６は、作動後、衝
撃荷重の消失に伴い原状態に復帰して、次回の衝撃に備
える必要がある。

【００２８】次に上記実施例の作用を説明する。まず、
衝撃には、２種の異なる形態が予想される。その１は、
衝撃荷重が、車両前後方向に沿って扉１４に分散して掛
かり、部分的には小荷重であるが、全体としてはエアバ
ッグ装置を作動すべき荷重である場合、例えば、他の車
両が自己の車両の扉１４に衝突したような場合のもので
ある（車両衝撃）。その２は、衝撃荷重が扉のある部位
に集中して掛かり、部分的にも高荷重であってエアバッ
グ装置を作動すべき荷重である場合、例えば、電柱等の
ポールに自己の車両の扉が衝突したような場合のもので
ある（ボール衝撃）。

【００２９】プライマリセンサ２８は、車両の扉１４内
の扉補強用のサイドインパクトビーム１６に、車両前後
方向に沿って所定間隔をおいて複数個、配置される。各
プライマリセンサ１２が、低荷重下で作動し、かつ、例
えば、少なくとも隣合う２個のプライマリセンサ２８が
作動したときに、エアバッグ装置が作動して、車両衝撃
への対応が可能となる。

【００３０】セカンダリセンサ１２は、扉１４内のサイ
ドインパクトビーム１６に沿って、車両前後方向に渡り
延設され、車両前後方向の任意の位置で、かつ、高荷重
下で作動し、この作動によって直ちにエアバッグ装置が
作動して、ポール衝撃への対応が可能となる。

【００３１】ここで、ビームプレート２８が衝撃荷重を
受けて弾性変形すると、これに伴い、打出し突起５２、
５４がメンブレンスイッチ３８との離間位置からメンブ
レンスイッチ３８に向けて移動し、メンブレンスイッチ
３８を押圧作動する。

【００３２】衝撃荷重が、メンブレンスイッチ３８との
対向方向に真っ直ぐに作用する真横衝撃（矢印Ａの方向
の衝撃）である場合には、図２に示すように、ビームプ
レート２８は、この中央部で主に衝撃荷重を受け、メン
ブレンスイッチ３８との間隙が小さい打出し突起５４
は、メンブレンスイッチ３８を押圧作動する。衝撃荷重
がメンブレンスイッチ３８との対向方向に対して上下方
向側へ斜めに傾斜して作用する斜め衝撃（矢印Ｂの方向
の衝撃、例えば、矢印Ｂの方向と真横方向との間の角度
が、３０°程度）である場合には、図３に示すように、
ビームプレート２８は、上下方向端部で衝撃荷重を受け
る。その端部は、剛性が小さいが、打出し突起５２とメ
ンブレンスイッチ３８との間隙が大きいので、斜め衝撃
の場合も、真横衝撃の場合と同等の衝撃荷重でメンブレ
ンスイッチ３８を押圧作動する。

【００３３】これによって、ビームプレート２８の上下
方向両端に渡って剛性を等しくするような面倒なことを
要せず、簡単に、衝撃荷重の作用方向の異なるのに関わ
らず所定の衝撃荷重での作動が可能となり、ビームプレ
ートの形状についての設計範囲の自由度も増す。

【００３４】打出し突起５２、５４の打出し高さは、メ
ンブレンスイッチ３８の電極層４２間の間隙長さ以上の
寸法が必要である。この打出し高さに相当する凸部を、
メンブレンスイッチ３８側に設けることも可能である
が、この場合、凸部のメンブレンスイッチ３８への貼付
の手間が掛かり、部品数が増し、位置ずれ等の問題が起
きる。ビームプレート２８側へ設けることにより、設置
位置の精度が高く、部品数の増加もない。

【００３５】また、湾曲部３６の上下端部は、切り欠き
の存在によって片持ち梁部６０（図４及び図６）が形成
される。従って、斜め衝撃では、片持ち梁部６０の先端
が、メンブレンスイッチを押圧することになり、その荷
重は特に、真横衝突より減少する。このような片持ち梁
部６０を有する場合に、打出し高さが異なる打出し突起
５２、５４を設けることが極めて効果的である。

【００３６】なお、衝撃荷重の作用方向と、真横方向と
の間の角度をθとしたときに、衝撃荷重の垂直方向分力
ＦＣＯＳθが、衝撃荷重の作用方向の異なるのに関わら
ず一定であるのがよく、打出し突起５２、５４は、その
ようなことを考慮して設定される。

【００３７】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施例
では、車両の側方からの衝突の際に、乗員保護装置とし
てのエアバック装置を作動するための衝撃検出センサに
ついて説明したが、これに限定されない。例えば、エア
バッグ装置は、扉内に設けたもの、あるいは、運転席前
方、助手席前方に設けたもの等、いずれであってもよ
く、また、エアバッグ装置でなく、車両急減速時にウエ
ビングを巻き取るプリローダ等のその他の乗員保護装置
や、あるいは、これ以外のものを作動させるためであっ
てもよく、更には、そのような乗員保護装置に限定され
るものでもない。

【００３８】また、上記実施例では、ビームプレート２
８の湾曲部３６は、車両上下方向線回りに湾曲形成され
ているが、これに限らず、車両前後方向線回りに湾曲形
成してもよい。

【００３９】更に、プライマリセンサ１２の個数や、エ
アバッグ装置を作動させるためのプライマリセンサの所
定位置関係、所定個数は、任意である。

【００４０】また、スイッチは、上記メンブレンスイッ
チ３８に限定されるものではない。上記メンブレンスイ
ッチ３８では、絶縁層４４の縁が被覆層４０間から外部
に露出する構造となっているが、例えば、図７に示すよ
うに、絶縁層４４が被覆層４０間に全て隠蔽される構造
のメンブレンスイッチ７０も可能である。

【００４１】更に、上記実施例では、作動部を打出し突
起５２、５４で形成しているが、これに限定されないも
のである。例えば、車両上下方向に沿って連続的に打出
し高さを変化させるようのものも可能である。

【００４２】

【発明の効果】本発明に係る衝撃検出センサによれば、
簡単に、衝撃荷重の作用方向の異なるのに関わらず所定
の衝撃荷重で作動することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る衝撃検出センサを車両
前後方向から見た断面図である。

【図２】作動状態を示す図１に対応する図である。

【図３】他の作動状態を示す図１に対応する図である。

【図４】プライマリセンサのビームプレートの斜視図で
ある。

【図５】プライマリセンサを車両上下方向から見た図で
ある。

【図６】プライマリセンサを車両幅方向外方から見た図
である。

【図７】メンブレンスイッチの変形例を示す断面図であ
る。

【図８】衝撃検出センサを扉内に設けた状態を、車両前
後方向から見た図である。

【図９】衝撃検出センサを扉内に設けた状態を、車両上
下方向から見た図である。

【符号の説明】

２６ プライマリセンサ（衝撃検出センサ） ３８ メンブレンスイッチ（スイッチ） ２８ ビームプレート（受圧部材） ３６ 膨出部 ５２、５４ 打出し突起（作動部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方向に沿う任意の位置で押圧されて作
   動するスイッチと、 このスイッチの前記一方向線周りに湾曲されてスイッチ
   と離間して対向配置され、荷重を受けると弾性変形する
   受圧部材と、 この受圧部材に設けられ、スイッチとの間隙が前記一方
   向の端部で大きく中央部で小さくされ、受圧部材の変形
   によりスイッチへ向けて移動してスイッチを押圧作動す
   る作動部と、 を備えたことを特徴とする衝撃検出センサ。