JPS58164457A - 自動車火災防止機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動車が衝突事故を起した時、火災の発生
するのを防止する自動車火災防止機構に関する。

自動車に搭載された電装品の数は、カーエレクトロニク
スの進歩に伴い、なお増加しつつある。

電源と電装品とを連絡する配線（ワイヤハーネス）の数
も増え、複雑化している。

電装品や配線が短絡すると、過大電流が流れ、火花が生
じ、これが火災の原因となることがある。

短絡による事故を防ぐために、電力線と、各電装品との
間にヒユーズやサーキットプレーカラ介装することは、
普通に行われている。

しかしながら、これらの安全装置は、いまだ、完全トハ
いえない。ヒユーズやサーキットブレーカは、これらが
接続されている電装品（負荷）や配線に過大電流の流れ
るのを防止し、これら電装品、配線の焼損を防ぐことが
できる。っｔ、ｂ、個々の部品を保護することができる
が、自動車全体を防護できない。

特に問題なのは、自動車の衝突事故が起った時に発生す
る火災である。衝突による火災の防止という観点からは
、十分にその対策がなされてぃなかった。

自動車が衝突事故を起した時に、火災が生ずる原因のひ
とつに、衝突の瞬間に電装品或は配線が短絡し、火花が
発生するが、この火花によって、ガソリンが引火する場
合がある。

本発明者は、そこで、衝突の際に、電装品（負荷）への
電池からの給電を緊急停止するようにすればよい、とい
う事に想い到った。

「衝突」の発生は、−室以上の加速度を検知する衝撃セ
ンサによって知ることができる。

そこで、本発明者は、衝撃検出機構と、電池と各電装品
との間に設けた緊急遮断機構とを組合わせて、衝突時に
も短絡事故の発生しないようにした自動車火災防止機構
を創作した。

緊急遮断機構は、リレー、パワートランジスタなどを用
いて構成できる。

衝撃検出機構は、Ｇセンサ（加速度センサ）など（Ｄ衝
撃センサによって作る。

第１図は本発明の自動車火災防止機構の構成図である。

自動車内には、電池１と、これによって駆動される数多
くの負荷（電装品）２、・・・が設けられる。

電池１と負荷２、・・・とは、配線３によって連絡され
ている。

もちろん、配線３の中には、各負荷を制御するための操
作スイッチや、ヒユーズ、サーキットブレーカのような
回路保護装置が含まれているが、簡単のため図示しない
。

電池１と、全負荷２、・・・の間に、緊急遮断機構４を
介装する。自動車の加速度を検出する衝撃検出機構５は
、自動車の加速度が一定値以上のときに、緊急遮断機構
４を遮断する。

自動車が衝突事故を起すと、後向きの強い加速度（減速
度）が生ずるから、この加速度の値によって、「衝突」
事故を検出する。

従って、衝突した時、加速度が一定値を越え、緊急遮断
機構４が遮断される。すると、全ての負荷への給電は停
止される。もしも、いずれかの配線、負荷が衝撃によっ
て短絡したとしても、給電されていないから、火花はと
ばない。短絡にともなう異常発熱もない。したがって、
火災は起らない。

第２図は本発明の実施例にかかる自動車火災防止機構の
回路図である。

この例では、電池１と、全電装品（以下負荷という）と
の間にはリレー６を介装している。衝撃センサ５は、制
御回路７へ、衝突の発生を伝達する。

衝突時に、制御回路７の出力は％Ｈ“レベルになり、リ
レードライブトランジスタ８を導通させる。リレー６の
巻線に通電されるから、リレーの接点が外れ、全負荷２
、・・・と電池１との接続が瞬時にして遮断される。

衝撃センサ５は加速度を連続的かつ瞬時に測定できるも
のであると好都合である。この場合、衝突の後、衝撃セ
ンサ５の測定値は１０“に戻ってしまう。しかし、制御
回路７は、一度士ツトされると、衝撃センサの測定値に
拘らずリセットされない。手動スイッチでリセットしな
ければならないようにしている。つまシ、制御回路７は
、衝突事故があると、出力を％Ｈ“レベルとし、この状
態を保持する。従って、リレー６は開いたままとなる。

この例では、緊急遮断機構４が、リレー６、制御回路７
、リレードライブトランジスタ８によって構成される。

本発明にとって、緊急遮断機構４が電池１と負荷２との
間に接続され、衝撃力が加わった時、これが遮断される
、という事が重要なのである。緊急遮断機構４の具体的
構成は任意である。

第８図は、第２の実施例にかかる自動車火災防止機構の
回路図である。

この例では、リレー６が電池１と各電装品（負荷２）の
間にあシ、リレー６を直接衝撃センサ５が開閉制御して
いる。この衝撃センサ５は平常時は非導通であるが、衝
突が起るとそれ自身が導通し、リレー６の巻線に通電す
るようになっている。

この状態はそのまま、衝撃力がなくなった後も保持され
る。手動スイッチ等によシリセットしてはじめて、衝撃
センサ５が元の状態に復帰する。

第４図はこのような例に用いることのできる衝撃センサ
の一部切欠き斜視図である。

衝撃センサ１０は、鉄など強磁性体の円周面１１の中に
、磁石１２を弾性支柱１３によシ垂直に立てた構造をし
ている。

底円板１４は非磁性で、絶縁体とすると好都合である。

磁石１２に横方向の力が加わると、弾性支柱１３が撓み
、磁石１２は、中心軸線位置からずれる。

弾性支柱１３が撓みきった位置の近傍に、リング電極１
５を設ける。リング電極１５は良導体で、電極支持線１
６によって、円周面１１の中に水平に、かつ軸対称の位
置に支持される。

電極支持線１６には配線１７が接続しである。

他方の弾性支柱１３は配線１８に接続する。

頂円板１９は非磁性体で、中心に通し穴２０が穿たれて
いる。

磁石１２にはリセット用ひも２１がつないである。リセ
ット用ひも２１は、通し穴２０を通シ抜け、頂円板１９
の外へと引出されている。

弾性支柱１３は垂直に底板１４の上に設けられているか
ら、磁石１２を軸線上に保持しようとする。

磁石１２を横へ押してゆくと、弾性支柱１３は、磁石１
２を中心位置へ戻そうとする。磁石１２の中心位置から
のズレＸと、弾性支柱１３の復元力Ｆ１とはほぼ比例す
る。つまシ、ズレＸが大きくなると、復元力Ｆ１もこれ
に比例′して増大する。

磁石１２と、円周面１１の磁性体の間には磁力による吸
引力が働く。

磁石１２が中心位置にある時、磁石と磁性体は離れてお
り、かつ周囲から等しい吸引力を受けるので、打消しあ
って、磁石吸引力の合計Ｆ２は％０“となる。

磁石１２が横へダレると、その方向の磁性体円周面１１
との距離が短くなるから、その方向への吸引力が優越す
る。

磁石、磁性体の間に働く力は、一般に、距離の２乗程度
に反比例する。

第５図は磁石の中心からのズレＸと、弾性復元力Ｆ１及
び磁石吸引力Ｆ２との関係を示す。

弾性復元力Ｆ１は、原点を通る勾配の小さい直線（Ｆｌ
）によって表すことができる。Ｘ＝ａは磁石１２が円周
面１１に接触した時の最大ズレの値である。

力の符号を、外向きの力を正、内向きの力を負として定
義する。Ｆｌは負、Ｆ２は正である。−第５図では簡単
のため、Ｆｌ、Ｆ２ともＸ軸の−Ｉニへ図示した。

磁石吸引力Ｆ２は、ｘ＝ｃから立ち一トリ、Ｘ＝ａでは
Ｌ点を通る曲線となる。ＦｌとＦ２は、Ｘ＝ｂで交叉す
る。

第５図に於て、 ｉ）　　　　　０　　≦　ｘ　　（ｂ　　のときＦｌ　
　＞　　Ｆ’２ である。つまり弾性復元力Ｆ１が優越する。つまシ、Ｘ
＝Ｑは安定状態である。磁石の質量Ｍと弾性支柱の断面
二次係数工、ヤング率Ｅによって決まる固有撮動数Ωが
存在する。磁石１２は、小振幅の固有振動をしているが
、ｘ＝ｂを越えることはない。

ｉｉ）　　　　　ｂ　　（ｘ　　≦　ａ　のときＦｌ　
　＜　　Ｆ２ である。磁石吸引力Ｆ２が優越する。

つｔｂ安定状態は、ｘ＝ａである。磁石１２は磁性体円
周面１１に吸引され接触している。この状態は安定であ
る。この時、弾性支柱１３はリング電極１５に接触して
いる。つまシ、配線１７、配線１８は電気的に接続され
る。

最初Ｘ＝Ｑの近傍に磁石がある。

自動車に加速度αが加わったとする。磁石の質量をＭと
すると、この時、反対方向にＭαの力が加わる。これは
、磁石吸引力Ｆ２とともに、磁石を中心からずらそうと
する。

つまシ、第５図において、Ｆ２の曲線が、（Ｆ２＋Ｍα
）までもちあげられる。

新たな（Ｆ２＋Ｍα）曲線が原点０よシ上を通ると、弾
性復元力はもはや、磁石を中心位置に保持しえなくなる
。

直線ＣＬと平行に、原点から引いた直線をＯＰとする。

ＰＬが、衝撃力Ｈａの尺度となる。

ｉ）　　　Ｈａ　　≦　ＰＬ であれば、つまり衝撃力が弱ければ、磁石はいったん傾
くが、減衰振動して、中心位置へもどる。

ｉｉ）　　　Ｈａ　　＞　　ｐｔ。

であれば、つまり＃撃力が強ければ、磁石は傾き、円周
面１１に吸引されてしまう。この状態は、加速度ａがな
くなって、（Ｍα十Ｆ２　）→Ｆ２になってもそのまま
保持される。Ｘ＝ａにおいてＦ２　＞Ｆｌだからである
。Ｘ＝ａであるから、配線１７．１８の導通状態がこの
まま保持される。

リセット用ひも２１を引くと、磁石１２が中心位置へ強
制的に戻される。つまシ、配線１７．１８間は非導通と
なる。

このようにして、第４図の衝撃センサ１０は、第３図の
実施例の衝撃センサ５として用いる事カニできる。

上述の説明でも分るように、臨界加速度α。は、ＰＬ　
　＝　　Ｍ（ＩＣ で決るＰＬを適当に選ぶことによシ、任意に設定できる
。

自動車が、急発進、急停車する際にも加速度が生ずる。

衝突時には巨大な加速度にもとづく衝撃力が生ずる。急
発進、停車の加速度と、衝突時の加速度では、大きいひ
らきがあるから、臨界加速度ａ　を、この間の値とすれ
ば良い。誤動作を極力抑える必要があるので、この選択
は重要である。

第４図の例では、弾性支柱１３は上向き垂直に設けられ
、この上に磁石１２が固着しである。

これとは反対の構造でも良い。

弾性支柱を下向きに設け、下端に磁石を固着するもので
ある。この場合、磁石の自重に基く重力加速度は、磁石
を中心位置へと保持する方向に働く。

このような構造は、円対称であシ異方性かない。

加速度の方向は、前後方向である事が多いから、弾性支
柱を板バネにかえて、前後方向にのみ彎曲するようにし
ても良い。こうして異方性を付加する事もできる。

この衝撃センサは衝撃検出機構５の１例にすぎない。周
知のＧセンサを使うこともできる。これは方向性がある
が、衝突時の衝撃力の方向は、前後方向なので、この方
向にＧセンサを設定しておけば良い。

第６図は他の実施例を示す回路図である。この例では、
衝撃センサ５が、衝撃検出機構５と、緊急遮断機構４と
を兼ねている。

緊急遮断機構の開閉素子は、リレーの他にパワートラン
ジスタなどを用いる事ができる。

本発明によれば、自動車が衝突事故を起した時、電池と
全電装品との間の配線が瞬時に遮断されるので、衝突時
にしばしば発生した火災を防ぐ事ができる。

有用な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動車火災防止機構の構成図。 第２図は実施例にかかる自動車火災防止機構の回路図。 第３図は他の実施例にかかる自動車火災防止機構の回路
図。 第４図は衝撃センサの一部切欠き斜視図。 第５図は衝撃センサ内の、磁石の中心からのス゛しＸと
、弾性復元力Ｆ１及び磁石吸引力Ｆ２との関係を示すグ
ラフ。 第６図は第８の実施例にかかる自動車火災防止機構の回
路図。 １　　・・・・・・・・・　　電　　　池２　　・・・
・・・・・・　　負　　　荷３　　・・・・・・・・・
　　配　　　線４　・・・・・・・・・　緊急遮断機構
５　・・・・・・・・・　衝撃検出機構６・・・・・・
・・・リレー ７　　・・・・・・・・・　　制　　御　　回　　路８
　　・・・・・・・・・　　リレニドライブトランジス
タ発　　明　　者　　　　　　土　　井　　康　　継第
１図 第２図 ５−″ 第３図 第６図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　自動車の負荷と電池の間に接続された緊急遮
   断機構と、一定値以上の加速度を検出した時緊急遮断機
   構を遮断する衝撃検出機構とより成る事を特徴とする自
   動車火災防止機構。
2. （２）　　緊急遮断機構がリレーと、リレーを開閉する
   リレードライブトランジスタと、衝撃検出機構の信号に
   より、リレードライブトランジスタを制御する制御回路
   とよシなる特許請求の範囲第（１）項記載の自動車火災
   防止機構。
3. （３）　　緊急遮断機構がリレーであシ、衝撃検出機構
   がリレーを直接制御する衝撃センサである特許請求の範
   囲第（１）項記載の自動車火災防止機構。