JP2006335234A - Impact sensing type current shutting off device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は自動車の衝突事故の際に電気系統の短絡等による発火が原因となって生じる車両火災を効果的に防止するための安全装置に関する。 The present invention relates to a safety device for effectively preventing a vehicle fire caused by an ignition caused by a short circuit of an electric system or the like in a car collision accident.
自動車にはバッテリー(蓄電池)と発電機を電源とする電気系統の配線が車内に張りめぐらされているため、自動車の衝突による衝撃は電気系統の配線を短絡させる原因となっている。そして、自動車衝突事故による車両火災の発生原因の多くはこの電線短絡による発火によるものと考えられている。発火は衝突後の短時間に起こることもあれば数時間の後に起こることもあり、ケースバイケースである。 In automobiles, electrical wiring using a battery (storage battery) and a generator as a power source is stretched around the interior of the vehicle, so impact caused by a collision of the automobile causes a short circuit in the electrical wiring. And most of the causes of vehicle fires due to automobile collision accidents are thought to be due to ignition due to this wire short circuit. Ignition may occur in a short time after a collision or it may occur after several hours and is case by case.
例えば、自動車事故が発生して事故車両を牽引しなければならないとき、事故処理業者はまず事故車両からバッテリーを取り外さなければならないといわれている。これを怠ると数時間後に車両火災が発生するといった事故が報告されているためである。また、実際の自動車衝突事故の事例をみると事故の衝撃で運転手が意識を失うこともあり、そのようなとき何らかの理由でアクセルに押圧がかかると事故車両が暴走し2次的災害の原因となる。 For example, it is said that when a car accident occurs and an accident vehicle has to be towed, an accident handler must first remove the battery from the accident vehicle. This is because there has been reported an accident in which a vehicle fire occurs after a few hours if this is neglected. In addition, when looking at actual car crash cases, the driver may lose consciousness due to the impact of the accident. If the accelerator is pressed for some reason, the accident vehicle will run away and cause a secondary disaster. It becomes.
これに対し、現在自動車メーカーは車両火災事故を防止するため車両各部分に不燃材を多く用いているが根本的な問題解決とは言えない。なお、自動車の電気系統には過電流を感知して導通を遮断するヒューズが設けられているが、ヒューズが溶断されるまでに多くの場合数秒乃至数十秒の時間が必要であるため、衝突事故による急激な電流負荷が発生した場合には、ヒューズ溶断に至る時間よりも早く燃料等に引火することがあり、結果的に火災を止めることができないのである。 On the other hand, automobile manufacturers currently use many non-combustible materials in various parts of the vehicle to prevent vehicle fire accidents, but it cannot be said to be a fundamental solution. The electric system of automobiles is equipped with a fuse that senses overcurrent and cuts off the continuity. However, in many cases, it takes several seconds to several tens of seconds until the fuse is blown. When a sudden current load due to an accident occurs, the fuel or the like may be ignited earlier than the time until the fuse is blown, and as a result, the fire cannot be stopped.
そこで、車載バッテリーの端子或いはその付近に衝撃で作動する電流遮断装置を取付けるという技術的思想が開示されている(例えば、特許文献1、第5段落参照)。同文献によれば、半固定した鋼球又は円板状の慣性運動子の慣性力を利用して、水平方向からの衝撃を感知してスイッチ又は圧電素子の信号で電磁遮断機等を連動させて電流を遮断するという(同文献第5段落乃至第8段落参照)。 Therefore, a technical idea that a current interrupting device that operates by an impact is attached to a terminal of an in-vehicle battery or the vicinity thereof is disclosed (for example, refer to Patent Document 1, fifth paragraph). According to this document, the inertial force of a semi-fixed steel ball or disk-like inertial mover is used to detect an impact from the horizontal direction, and an electromagnetic circuit breaker or the like is interlocked by a switch or piezoelectric element signal. The current is cut off (see the fifth to eighth paragraphs of the same document).
しかし、特許文献1記載の構造のように、スイッチや圧電素子の信号で電流を遮断する方式は構造が複雑であり、さらに、半固定した慣性運動子と電導線の隙間に埃(ホコリ)などの異物が蓄積され易く、ホコリ等に引火すると場合によってはこの電流遮断装置そのものが、発火原因となり得る点で問題である。 However, as in the structure described in Patent Document 1, the method of interrupting the current by the signal of the switch or the piezoelectric element has a complicated structure, and further, dust (dust) or the like is formed in the gap between the semi-fixed inertial motion element and the conductive wire. This is a problem in that the current interruption device itself may cause ignition in some cases when dust is easily accumulated and ignites dust.
さらに、同文献によると、同装置はバッテリーの端子又はその側近に取付ける旨提案されているが、バッテリーは車体(シャーシ)から独立した位置にボルトとナット等で固定されて設置するため、車両本体に対する衝撃力が十分に伝わらず減衰し易い。従って、バッテリーに取付けるやり方では、衝撃感知の感度の点において不利であると考えられる。 Further, according to the same document, it is proposed that the device is mounted at or near the battery terminal, but the battery is installed by being fixed with bolts and nuts etc. at a position independent from the vehicle body (chassis). The impact force against is not sufficiently transmitted and is easily attenuated. Therefore, it is considered that the method of attaching to the battery is disadvantageous in terms of sensitivity of impact detection.
本発明は上記に鑑みなされたものであり、構造が極めて簡単でホコリがたまりにくくかつ高感度の衝撃感知式電流遮断装置を提供することをその主たる技術的課題とする。 The present invention has been made in view of the above, and its main technical problem is to provide an impact-sensitive current interrupting device that has a very simple structure, is difficult to collect dust, and is highly sensitive.
上記課題を解決するため本発明に係る衝撃感知式電流遮断装置は、相対的に質量の小さい第1及び第2の端子部11,12と、相対的に質量の大きい慣性運動子10Aとが肉厚の異なる2つのくびれ部(断裂部P及び折れ曲がり支点Q)を介して一軸上に一体成形された軸対称の衝撃感知部10と、この衝撃感知部10を覆う本体容器20とよりなることを特徴とする。なお、軸対称とは、1本の座標軸(例えばz軸)を中心に回転して得られる回転構造体を意味するものとする。
In order to solve the above-described problem, the impact sensing type current interrupting device according to the present invention includes a relatively small first and second
慣性振動子10Aは相対的に肉厚の大きいくびれ部(Q)に近い方に重心が偏在した形状であることが好ましい。例えばドーム状或いは半球状として、頂部に肉厚の小さいくびれ部(断裂部P)を、底面側に肉厚の大きいくびれ部(折れ曲がり支点Q)を、それぞれ配置した構造である。衝撃が加えられると慣性運動子10Aに相対的に大きな慣性力が働くが、このように重心を偏在させると肉厚の薄いくびれ部(断裂部P)に大きな力が集中しやすくなり、衝撃の応答感度が向上するためである。
The
また、この衝撃感知部10は剛性が大きくかつ導電性が大きい金属、例えばタングステンを含む銅合金などで構成されることが好ましい。剛性が大きいほど一定以上の衝撃により断裂部Pの破断が確実起こり、また導電率が大きいほど無用な電源損失を防止できるためである。
The
なお、本発明に係る衝撃感知式電流遮断装置は、この本体容器20を自動車の車体のシャーシ部などの車両の骨格をなす剛性の高い部分に直接設置して使用する。シャーシ部以外でも動作するが、自動車の車体に加わった衝撃力を減衰させずに伝えるためには、シャーシ部が効果的だからである。なお、近年は車体のフレーム構造も多様化し、その呼び名も各メーカーにより様々であるが、いずれにせよ、衝撃感知の感度を上げる意味において本発明に係る衝撃感知式電流遮断装置は車両の骨格をなす剛性の高い部分に直接取付けられることが極めて重要である。
Note that the impact sensing type current interrupting device according to the present invention is used by installing the
慣性運動部の形状及びくびれ部の肉厚等を適切に設計すると、車両に例えば時速20km以上で壁面衝突した際に加わるだけの急激な外圧が加わった場合に、慣性運動部10の慣性運動子10Aの断裂部Pが慣性力により破断される。
When the shape of the inertial motion part and the wall thickness of the constriction part are appropriately designed, the inertial motion element of the
本発明に係る衝撃感知式電流遮断装置によると、衝突事故の際に衝突とほぼ同時的かつ不可逆的にバッテリーからの電流供給を遮断し、車両内の電線短絡による発火を防止すると共にエンジンも停止するため、自動車衝突後に車両が炎上することがない。 According to the impact-sensing current interrupting device of the present invention, in the event of a collision, the current supply from the battery is interrupted almost simultaneously and irreversibly, preventing ignition due to a short circuit in the vehicle and stopping the engine. Therefore, the vehicle does not burn after an automobile collision.
以下、図面を参照して本発明に係る衝撃感知式電流遮断装置(以下、単に「電流遮断装置」という。)の実施例について説明する。 Embodiments of an impact sensing type current interrupting device (hereinafter simply referred to as “current interrupting device”) according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(装置構成)
図1乃至図3は本発明に係る電流遮断装置の一実施例を示しており、図1(a)はその平面図を、図1(b)は図1(a)におけるA−A線断面図を、図2は図1(a)におけるB−B線断面図を、図3は装置の全体斜視図をそれぞれ示している。
(Device configuration)
1 to 3 show an embodiment of a current interrupting device according to the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view thereof, and FIG. 1 (b) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 (a). FIG. 2 is a sectional view taken along line BB in FIG. 1A, and FIG. 3 is an overall perspective view of the apparatus.
本発明に係る電流遮断装置は大きく分けて慣性運動部10と、本体容器20とからなる。慣性運動部10は、慣性運動子10Aと上側の端子部11と下側の端子部12とからなり、本体容器20に納められた状態で、ボルト21等によりシャーシに取り付けられる。
The current interrupting device according to the present invention is roughly composed of an
本体容器20は上下2つに分離した部材からなり、ボルト或いはホットメルト等で接合された密閉容器であり、接合部にはOリングのようなシールパッキンなどを設けて水分やホコリ等の異物が侵入しにくい構造となっている。
図4は本体容器の分解図(本体容器の上側を取り外した図)を示している。本体容器の材質は硬質プラスチックなどの硬質樹脂或いは金属などで構成される。
The
FIG. 4 shows an exploded view of the main body container (a view in which the upper side of the main body container is removed). The material of the main body container is made of hard resin such as hard plastic or metal.
図5は慣性運動部10の正面図である。この図のように、慣性運動子10Aは半球乃至ドーム状の剛性金属体よりなり、上部及び下部に端子部11,12が一体成形されている。
FIG. 5 is a front view of the
この図のように、慣性運動子と上下の端子部との境界にはくびれた部分P点(慣性運動子10Aと上側の端子部11との境界部)とQ点(慣性運動子10Aと下側の端子部12との境界部)とが存在する。P点及びQ点は、本装置の重要な構成部分である。説明の便宜上、P点を「断裂部」、Q点を「折れ曲がり支点」と名付ける。なお、断裂部は実際には衝撃を感知するまでは断裂しておらず、物理的にも電気的にも上側の端子部20と慣性運動子10Aとを接続しているが、衝撃を感知したときこの部分が断裂するように設計されている。
As shown in this figure, a narrowed portion P (boundary portion between the inertial moving
このため、折れ曲がり支点Qは断裂部Pよりも肉厚に構成されている。慣性運動子10Aが外部から衝撃を受けると周囲の部材よりも相対的に質量の大きい慣性運動子10Aに大きな慣性力が働くため、肉厚の折れ曲がり支点Qを支点として上部の断裂部Pが断裂する構造になっている。本体容器と慣性運動子との間には断裂部Pが断裂する際に慣性振動子10Aが動ける程度の大きさの空間が設けられることが必要である。
For this reason, the bending fulcrum Q is configured to be thicker than the tearing portion P. When the
慣性運動子10Aの断裂部Pは衝撃によって破断しなければならないため、剛性の大きい部材が好ましい。実験では、慣性運動子10Aの材質として銅タングステン合金を用いた。剛性が高くかつ導電率の高い部材であればそれらでも構わない。剛性が低いと衝撃が加わっても境界部Pが断裂しにくく、導電率が低いと慣性運動子自体がジュール熱として発熱し、電源損失の原因となるためである。なお、剛性の大きさや導電率の値は設計上の許容範囲内であればよい。一般に、銅を主成分として微量の高融点金属等の不純物を含む合金は剛性が高くかつ抵抗率が比較的低い(すなわち導電率が比較的高い)と考えられるので、これらに置換することも可能であろう。
Since the tearing portion P of the inertial moving
慣性運動子10Aの重心は極力折れ曲がり支点Q側に近い方が好ましい。さらに、全周(360度)のいかなる方向から衝撃力を受けても同じ衝撃感知力(断裂する衝撃力のしきい値)が得られるために、軸対称の構造であることが好ましい。自動車事故の衝撃は殆どの場合水平方向からの衝撃であるため、垂直な軸方向(z軸)に対称な構造とすることが好ましい。
The center of gravity of the
以上のような理由により、本実施例において示す慣性運動子10Aは外形が半球乃至ドーム状の形状としたが、必ずしも内部は完全に詰まっている必要はなく、質量調整のために一部くり抜くなどしてもよい。もちろんその場合もz軸に対称な回転体構造であることが好ましい。
For the reasons described above, the
本装置は内部に断裂部と折れ曲がり支点を設けた慣性運動子を本体容器で覆った簡単な構成であるため、製造コストも安く組み立ても容易である。 Since this apparatus has a simple configuration in which an inertial moving element provided with a tearing portion and a bent fulcrum is covered with a main body container, the manufacturing cost is low and assembly is easy.
(取り付け方法)
本装置は、バッテリーのプラス極とヒューズボックスとの配線回路の間に接続する。すなわち、接続順序は、(バッテリーのプラス極)−(下側端子部)−(慣性運動子)−(上側端子部)−(ヒューズボックス)となる。なお、本装置は天地を逆に設置しても動作に影響はない。
(installation method)
This device is connected between the positive circuit of the battery and the wiring circuit between the fuse box. That is, the connection order is (battery positive electrode) − (lower terminal portion) − (inertia mover) − (upper terminal portion) − (fuse box). In addition, even if this device is installed upside down, the operation is not affected.
装置の取付位置は車体の剛性の高いシャーシ部がよい。シャーシー部と本体容器とをボルト21で接続する。このとき、慣性運動子10Aは上下の端子部11,12を結ぶ中心軸が垂直となるように接続しなければならない。シャーシ部以外に取付けると、衝撃が伝搬しにくくなったり、感知力が衝撃をうける方向によって異なってしまうためである。
The mounting position of the device is preferably a chassis portion with high rigidity of the vehicle body. The chassis part and the main body container are connected with
なお、衝撃感知力の調整については、例えば、エアバッグは時速20km以上の衝撃で作動するように設計されているので、慣性運動子の断裂部(境界部P)及び折れ曲がり支点(境界部Q)の肉厚も、これに合わせて時速20km以上の衝撃で断裂するように調整すればよい。ちなみに、エアバッグが作動するために必要な電力は発動機始動時に専用コンデンサーに蓄電されているため、本発明の衝撃感知式電流遮断装置が作動してバッテリー電流が遮断されてもエアバッグの機能は停止しない。 Regarding the adjustment of the impact sensing force, for example, since the airbag is designed to operate with an impact of 20 km / h or more, the inertial rupture portion (boundary portion P) and the bending fulcrum (boundary portion Q). In accordance with this, the wall thickness may be adjusted so as to be broken by an impact of 20 km / h or more. By the way, since the electric power necessary for the airbag to operate is stored in the dedicated capacitor at the time of starting the engine, the function of the airbag is not affected even if the battery current is interrupted by the operation of the impact sensing type current interrupting device of the present invention. Does not stop.
以上のような指針で本装置を設計して自動車に取り付け、本装置が有効に作動すると、水平方向ならどの方角から外部衝撃が加わっても一定速度以上の衝撃力を感知して断裂部(境界部P)が切り離され、電流が遮断される。
このように、衝突事故発生後、直ちにバッテリーからの電源供給が遮断され、当該車両のどの部分で電線の不完全接続が発生しても短絡せず火災は発生しない。
When this device is designed and mounted on a car with the above guidelines, and this device operates effectively, the impact force of a certain speed or more is detected regardless of the direction of external impact from any direction in the horizontal direction. Part P) is disconnected and the current is interrupted.
Thus, immediately after the collision accident occurs, the power supply from the battery is cut off, and even if incomplete connection of the electric wires occurs in any part of the vehicle, no short circuit occurs and no fire occurs.
また、エンジンへの電流供給も遮断されるため、衝突事故発生後にアクセルペダルが押圧されてもエンジンが停止しているので暴走等による2次的災害を防止することができる。 In addition, since the current supply to the engine is also cut off, even if the accelerator pedal is pressed after the occurrence of a collision accident, the engine is stopped, so that a secondary disaster due to runaway or the like can be prevented.
なお、当該事故車両の発火や暴走の危険性がないことが確認され、自力走行が必要な場合は応急処置として本装置の慣性運動子をスキップ(すなわち、上側の端子部11と下側の端子部12とを中継電線により直結)すればよい。このときの接続を表すと、(バッテリーのプラス極)−(下側端子部)==応急用の中継電線==(上側端子部)−(ヒューズボックス)となる。
If it is confirmed that there is no risk of ignition or runaway of the accident vehicle, and if self-running is necessary, the inertial mover of this device is skipped as an emergency measure (ie, the
また、本発明の衝撃感知式電流遮断装置が作動した後も自動車車内の音響関連機器やコンピューター関連機器に微弱な電流は残存することもあるが、それらは短絡しても発火を起こすほどの電流ではなく、同時にダイオードなどの働きにより電流の逆流も生じないので問題はない。 In addition, even after the impact detection type current interrupting device of the present invention is activated, a weak current may remain in the sound-related equipment and computer-related equipment in the car, but these currents cause ignition even if they are short-circuited. However, there is no problem because a reverse current does not occur due to the action of a diode or the like.
本発明に係る衝撃感知式電流遮断装置は構造が単純で信頼性があり、自動車衝突事故の際の電気系統の発火を効果的に防止することによって自動車の安全性を一層高めることができる。また、従来のガソリン車或いはディーゼル車などの燃料式自動車に限らず、近年普及してきた電気自動車或いはハイブリッド自動車にも適用可能であり、さらに、原理的には二輪車や船舶その他自動車以外の車両に転用することも可能であることから、本発明の産業上の利用可能性は極めて大きい。 The impact sensing type current interrupting device according to the present invention has a simple structure and is reliable, and the safety of the automobile can be further improved by effectively preventing the ignition of the electric system in the event of an automobile collision. In addition, it can be applied not only to conventional fuel vehicles such as gasoline vehicles or diesel vehicles, but also to electric vehicles or hybrid vehicles that have become widespread in recent years. Therefore, the industrial applicability of the present invention is extremely large.
10 慣性運動部
10A 慣性運動子
11 上側の端子部
12 下側の端子部
20 本体容器
P 断裂部(第1のくびれ部)
Q 折れ曲がり支点(第2のくびれ部)
DESCRIPTION OF
Q Folding fulcrum (second constriction)
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005162934A JP2006335234A (en) | 2005-06-02 | 2005-06-02 | Impact sensing type current shutting off device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005162934A JP2006335234A (en) | 2005-06-02 | 2005-06-02 | Impact sensing type current shutting off device |
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2006335234A (en) |
-
2005
- 2005-06-02 JP JP2005162934A patent/JP2006335234A/en active Pending
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