JP2005249680A - 荷重センサの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】大きい荷重が作用した場合にも荷重センサが破損し難い荷重センサの取付構造を提供すること
【解決手段】荷重センサと荷重センサを保持する保持部材とからなる荷重センサの取付構造のうち、保持部材の底部保持部以外の部分に、荷重センサの高さ方向に突出しその突出端が荷重センサの頂部よりも低い位置に配置される干渉部を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、荷重を検知する荷重センサと荷重センサを保持する保持部材とからなる荷重センサの取付構造に関する。

荷重センサは、荷重が作用して自身が変形することで荷重の大きさを検知するものであって、例えば歪みゲージや光ファイバセンサ等のものが知られている。これら荷重センサは種々の用途に用いられている。

近年では、これら荷重センサを車両に配設することが提案されている。例えば、歩行者が車両と衝突した場合に車両のボンネット付近に設けられたエアバッグ装置を展開させる歩行者保護装置には、車両が歩行者に衝突したことを検知するためのセンサとして、車両前側に荷重センサが配設される（例えば、特許文献１）。

特許文献１に示されるような歩行者保護装置に用いられる荷重センサは、たとえばフロントバンパカバーとバンパリーンフォースとの間隙などの車両の前側に配設される。そして衝突時には、荷重センサよりも前方に配置されているフロントバンパカバー等の相手材に押圧されて自身が変形することで荷重を検知する。

このような荷重センサにおいて、衝突の方向や衝突する対象等によっては荷重センサに大きな荷重が加わる。そして、車両がたとえば対向車両や塀などの剛性の高いものと衝突した場合には、荷重センサに作用する荷重が過大になり荷重センサの変形量もまた過大になるために、荷重センサが破損する場合などがある。荷重センサが破損した場合には荷重センサを交換する必要があるが、荷重センサは比較的高価であるために、交換に要するコストが高くなる問題があった。
特開２０００−２６４１４６号公報

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、大きい荷重が作用した場合にも荷重センサが破損し難い荷重センサの取付構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の荷重センサの取付構造は、荷重センサと、荷重センサを保持する保持部材と、からなる荷重センサの取付構造であって、保持部材は、荷重センサの底部に対向する底部保持部以外の部分に、荷重センサの高さ方向に突出しその突出端が該荷重センサの頂部よりも低い位置に配置される干渉部を持つことを特徴とする。

本発明の荷重センサの取付構造においては、上記荷重センサとして光ファイバセンサを選択することができる。

また、光ファイバセンサを荷重センサとして用いる場合には、上記底部保持部は、上記荷重センサ方向に突出する押圧部が上記荷重センサの配設方向に列設された凹凸形状に形成されていることが好ましい。

本発明の荷重センサの取付構造において、荷重センサを保持する保持部材には、荷重センサの高さ方向に延びる干渉部が設けられている。そしてこの干渉部は、突出端が荷重センサの頂部よりも低い位置に配置されている。

本発明の荷重センサの取付構造に相手材が当接して荷重が作用する場合には、相手材は先ず荷重センサの頂部に当接し、荷重センサの底部方向に移動して荷重センサを押圧する。押圧された荷重センサは高さ方向に変形するために作用した荷重の大きさが検出される。

作用する荷重が過大である場合には、相手材は荷重センサの底部方向にさらに移動して荷重センサをさらに押圧するが、干渉部の突出端に当接すると移動が停止する。したがって、荷重センサには過大な荷重が作用することはないために荷重センサが過大に変形することはなく、荷重センサの破損が回避される。

なお、この干渉部は、突出端が荷重センサの頂部よりも低い位置に配置されるために、荷重センサの頂部と干渉部の突出端との高さの差だけ荷重センサは変形可能であることから、荷重センサによる荷重の検知は充分におこなわれる。

荷重センサが光ファイバセンサである場合には、上述した過大な荷重が作用することによる荷重センサの破損が生じ易いことが知られている。本発明の荷重センサの取付構造では、上述したように、保持部材に干渉部が設けられていることに起因して荷重センサの過大な変形が防止されるために、光ファイバセンサからなる荷重センサであっても破損し難くなる。

荷重センサの取付構造に荷重が作用する際には、荷重センサは相手材と保持部材とによって挟まれる。保持部材の底部保持部に押圧部を設ける場合には、荷重センサのうち保持部材と当接する部分の面積が小さくなるために、荷重センサに作用する力が同じであれば、荷重センサに作用する圧力（面積あたりの力）は大きくなり、荷重センサに作用する荷重が増幅される。このため、たとえば干渉部の突出高さを高く設け、荷重センサの変形可能な量を小さく設定するような場合にも、荷重センサに作用した荷重をより確実に検出することができる。特に荷重センサとして光ファイバセンサを用いる場合には、押圧部を荷重センサの配設方向に列設することで、荷重センサに作用する荷重を効果的に増幅することができる。

本発明に係る荷重センサの取付構造は、荷重センサと保持部材とを備える。このうち荷重センサとしては荷重に応じた信号を出力できるセンサを用いることができ、例えば歪みゲージや光ファイバセンサ等の既知のものを用いることができる。歪みゲージでは荷重に応じた電気信号が出力され、光ファイバセンサでは荷重に応じた光信号が出力される。荷重センサは１つのみを設けても良いし、複数個を設けても良い。

保持部材は、上述したように荷重センサの取付構造に荷重が作用する際に相手材とともに荷重センサを挟む部分である。

保持部材は、荷重センサの底部に対向する底部保持部以外の部分に干渉部を持つ。この干渉部は荷重センサの高さ方向に突出し、その突出端が荷重センサの頂部よりも低い位置になるように設けられる。ここで、荷重センサの底部とは荷重センサのうち保持部材側に配置される部分であり、荷重センサの頂部とは保持部材とは逆側、すなわち相手材側に配置される部分である。また、荷重センサの高さ方向とは、荷重センサのうち底部を下面と頂部を上面とした高さの方向をいう。

干渉部は、相手材が荷重センサ方向に過大に移動することを干渉できる形状であれば良く、例えば立壁状の形状に形成することもできるし、柱状、錐状等に代表される他の形状に形成することもできる。また、保持部材のうち少なくとも干渉部は相手材の移動を干渉できる程度に高剛性な材料で形成される。このような高剛性の材料としては、例えばＰＢＴ樹脂等が好ましく用いられる。このような干渉部は１つのみを設けても良いし、複数個を設けても良い。

保持部材のうち底部保持部を、荷重センサ方向に突出する押圧部が列設された凹凸形状に形成する場合には、上述したように荷重を増幅して検知できる利点がある。この押圧部は突出した形状であれば良く、隣接する押圧部同士の間隔や、押圧部の突出端部の大きさ等は、荷重センサの取付構造の形状や使用目的等に応じて適宜設定することができる。ここで、荷重センサとして光ファイバセンサを用いる場合には、荷重センサの延設方向、すなわち、光ファイバセンサ内部を光が通る方向に押圧部を列設することで、同一の光ファイバセンサに多点で荷重を作用させることができ、荷重をより効率的に増幅させることができる。

保持部材は、荷重センサを種々の方法で保持することができる。例えば、接着や溶着、螺合等の方法で保持することもできるし、保持部材の底部保持面に荷重センサに係止する係止部を設けて、係止により保持することもできる。

なお、本発明の荷重センサの取付構造は、上述した乗員保護装置に限らず、種々の装置に配設される荷重センサの取付構造として用いることができる。

以下、本発明の荷重センサの取付構造を図面を基に説明する。

（実施例１）
本実施例の荷重センサの取付構造は、光ファイバセンサを荷重センサとして用いた例である。本実施例の荷重センサの取付構造を模式的に表す分解斜視図を図１に示す。また、荷重が作用していない状態の荷重センサの取付構造を模式的に表す要部拡大断面図を図２に示し、荷重が作用している状態の荷重センサの取付構造を模式的に表す要部拡大断面図を図３に示す。

本実施例の荷重センサの取付構造１は、荷重センサである光ファイバセンサ２と、光ファイバセンサ２を保持する保持部材３とを持つ。

保持部材３には、上方に向けて突出する立壁状の干渉部５が、前後方向にわたって延設されている。この干渉部５は複数設けられ、保持部材３の左右方向に互いに略平行になるように列設されている。保持部材３のうち干渉部５同士の間隙には、１つおきに、光ファイバセンサ２が保持されている。保持部材３のうち、この光ファイバセンサ２が保持される干渉部５同士の間隙が底部保持部６となる。光ファイバセンサ２は保持部材３の前後方向に延設され、保持部材３の前端および後端の部分で折り返されて隣接する底部保持部６に保持される。光ファイバセンサ２は、図２に示すように、頂部７が干渉部５の突出端８よりも高い位置に配置されるように保持部材３に保持されている。

なお、この光ファイバセンサ２の一端には図示しない発光手段が接続され、他端には図示しない受光手段が接続されている。そして、発光手段から光ファイバセンサ２に照射された光は、光ファイバセンサ２内部を通って受光手段で検出されるようになっている。

底部保持部６には、光ファイバセンサ２方向、すなわち上方向に突出する押圧部１０が前後方向に列設されている。したがって、底部保持部６は押圧部１０が設けられ突起している部分が凸部となり、押圧部１０同士の間隙の部分が凹部となった波状の凹凸形状に形成されている。光ファイバセンサ２は、底部保持部６のうち押圧部１０に底部１１を当接させて保持されている。

本実施例の荷重センサの取付構造１に荷重を作用させる場合には、先ず、相手材１２が光ファイバセンサ２の頂部７に当接する。そして、相手材１２が図２中矢印方向に移動すると、相手材１２により押圧されて光ファイバセンサ２が変形する。この変形によって光ファイバセンサ２内部を通る光が干渉されて受光手段で検出される光量が減少し、発光手段で照射された光量と受光手段で検出された光量との差から荷重の大きさが検出される。

本実施例の荷重センサの取付構造１に過大な荷重が作用する場合には、相手材１２はさらに光ファイバセンサ２方向に移動して、光ファイバセンサ２をさらに押圧するが、図３に示すように、干渉部５の突出端８に当接するとその移動が停止する。したがって、相手材１２が干渉部５の突出端８よりもさらに下側にまで移動することが回避され、光ファイバセンサ２が過大に変形することが防止される。したがって、本実施例の荷重センサの取付構造１によると、過大な荷重が作用する場合にも、荷重センサが破損することはなくなる。

実施例の荷重センサの取付構造１を模式的に表す分解斜視図である。 荷重が作用していない状態における実施例の荷重センサの取付構造１を模式的に表す要部拡大断面図である。 荷重が作用している状態における実施例の荷重センサの取付構造１を模式的に表す要部拡大断面図である。

符号の説明

１：荷重センサの取付構造 ２：光ファイバセンサ（荷重センサ） ３：保持部材 ５：干渉部 ６：底部保持部 ７：頂部 ８：突出端 １０：押圧部 １１：底部 １２：相手材

Claims (3)

1. 荷重センサと、該荷重センサを保持する保持部材と、からなる荷重センサの取付構造であって、
   該保持部材は、該荷重センサの底部に対向する底部保持部以外の部分に、該荷重センサの高さ方向に突出しその突出端が該荷重センサの頂部よりも低い位置に配置される干渉部を持つことを特徴とする荷重センサの取付構造。
2. 前記荷重センサは光ファイバセンサである請求項１記載の荷重センサの取付構造。
3. 前記底部保持部は、前記荷重センサ方向に突出する押圧部が前記荷重センサの配設方向に列設された凹凸形状に形成されている請求項２記載の荷重センサの取付構造。

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