JP2009023405A - 衝突検知センサ - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを低減しつつ、光ファイバの破損を抑制すると共に、光ファイバによる検出感度を向上することができる衝突検知センサを提供する。
【解決手段】衝突検知センサ４は、凹溝４１ａを形成する溝底部４１ｂと溝底部４１ｂに一体的に立設された一対の柱部４１ｃとを備えた第一部材４１と、一対の柱部４１ｃの端面に当接して配置され、凹溝４１ａを覆蓋して包囲空間４ａを形成する第二部材４２と、包囲空間４ａのうち凹溝４１ａの溝底側および第二部材４２側の少なくとも何れか一方に配置され、一方面が凹溝４１ａの延びる方向へ凹凸状に形成された凹凸部材４３と、包囲空間４ａ内であって、凹凸部材４３の一方面側に配置される光ファイバ４４を備える。そして、第一部材４１または第二部材４２は弾性体からなり、物体が衝突した場合に弾性体が変形することにより包囲空間４ａを変形させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、車両に歩行者が衝突したことを検知する衝突検知センサに関するものである。

従来、この種の衝突検知センサとしては、例えば、特開２００６−１０５９７３号公報（特許文献１）および特開２００５−２４９６８０号公報（特許文献２）に記載されたものがある。特許文献１に記載の衝突検知センサは、光ファイバと波状板をモールドゴムにより覆っている。特許文献２に記載の衝突検知センサは、コの字型の保持部材と、保持部材の底部に配置された波状部材と、保持部材のコの字型内部に配置された光ファイバと、初期状態において保持部材および光ファイバから離間して配置された相手部材とを備えている。
特開２００６−１０５９７３号公報 特開２００５−２４９６８０号公報

しかし、特許文献１に記載の衝突検知センサは、モールドゴムを押出成形した後にプレス加工によりゴム整形を行う必要がある。そのため、予め光ファイバをセットしてモールドゴムをプレス加工すると、光ファイバが破損するおそれがある。そこで、例えば、まず金属棒などを予めセットした状態でモールドゴムを整形し、金属棒を引き抜いた後に、その穴に光ファイバを挿入する必要がある。このように、モールドゴムにより光ファイバを覆う構成では、製造コストが高価となってしまう。

また、特許文献２に記載の衝突検知センサは、特許文献１のようなモールドゴムを用いていないため、製造コストの問題は解消できる。ここで、特許文献２に記載されているように、光ファイバは、非常に破損が生じやすいものである。確かに、特許文献２によれば、過大な衝撃力が発生した場合には光ファイバに衝撃が伝達されないため、光ファイバの破損を回避できる。しかし、衝撃力が小さい場合であっても、光ファイバが直接的に高剛性部材に押圧された場合には、光ファイバの破損のおそれがある。そこで、光ファイバの外周にゴムなどの弾性体により被覆するようにしている。しかし、これでは、この外周のゴムの弾性力により、波状部材による押圧力が低減され、光ファイバの感度が低下する問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、製造コストを低減しつつ、光ファイバの破損を抑制すると共に、光ファイバによる検出感度を向上することができる衝突検知センサを提供することを目的とする。

本発明の衝突検知センサは、衝突検知方向に交差する方向へ延びると共に衝突検知方向に開口する凹溝が形成され、凹溝を形成する溝底部と溝底部に一体的に立設された一対の柱部とを備えた第一部材と、
一対の柱部の端面に当接して配置され、凹溝を覆蓋して包囲空間を形成する第二部材と、
包囲空間のうち凹溝の溝底側および第二部材側の少なくとも何れか一方に配置され、一方面が凹溝の延びる方向へ凹凸状に形成された凹凸部材と、
包囲空間内であって、凹凸部材の一方面側に配置される光ファイバと、を備え、
第一部材または第二部材は弾性体からなり、物体が衝突した場合に弾性体が変形することにより包囲空間を変形させることを特徴とする。

本発明の衝突検知センサによれば、光ファイバは、第一部材の凹溝内に配置しているため、特許文献１のようなモールド材を用いていない。従って、製造コストを低減できる。さらに、初期状態、すなわち物体が衝突していない状態において、第二部材は第一部材の一対の柱部に当接した状態となっている。従って、物体が衝突した場合の衝撃力を第二部材が受ける場合を考えると、その衝撃力は、第一部材の柱部の押圧力と光ファイバへの押圧力とに分散される。従って、物体が衝突した場合に、光ファイバが第一部材と第二部材とにより受ける押圧力を低減できる。つまり、光ファイバの破損を抑制できる。さらに、光ファイバと凹凸部材との間には、ゴムなどの弾性体は配置されていない。従って、物体が衝突した場合に、光ファイバが凹凸部材の一方面に直接当接し、押圧される。つまり、光ファイバの感度を確実に向上できる。

好ましくは、光ファイバは、凹凸部材の凸部に当接するように配置されるとよい。このように、初期状態において、光ファイバを凹凸部材の凸部に当接させることで、物体が衝突した場合に、その衝突を直ちに光ファイバにより検知できる。従って、検出感度を向上することができる。

また、本発明の衝突検知センサにおいて、第二部材は、凹溝に挿入され、光ファイバを圧入保持可能な突起部を備えるようにしてもよい。これにより、光ファイバを予め第二部材の突起部に保持させておき、その状態で第一部材の凹溝に光ファイバおよび突起部を挿入して取り付けることができる。従って、光ファイバの取り付けが容易となり、製造工数の低減につながる。

また、好ましくは、凹凸部材は、第一部材または第二部材に一体的に形成されるとよい。これにより、凹凸部材のみを別部品とする場合に比べて、部品点数の削減できるため、製造工数を低減できる。

また、好ましくは、第二部材は、弾性体からなり、第一部材は、第二部材の剛性より高い剛性の材料からなるとよい。つまり、第一部材の柱部の剛性が、第二部材の剛性よりも高くなる。従って、柱部が受ける衝撃力を十分に確保でき、結果として、第一部材および第二部材により光ファイバが押圧される力を、小さくすることができる。つまり、光ファイバの破損を抑制できる。

また、第二部材が弾性体からなり、第一部材が第二部材の剛性より高い剛性の材料からなる場合、第二部材は、車両のバンパリンフォースの車両前面に当接して配置されるとよい。この場合、物体がバンパカバーに衝突した場合に、第一部材とバンパリンフォースとが近接するように相対移動する。その結果、第一部材の柱部とバンパリンフォースにより挟まれる第二部材が圧縮変形する。そうすると、包囲空間が狭くなるように変形するため、光ファイバが第二部材と凹凸部材の凸部により挟まれるように圧縮される。これにより、光ファイバが変形し、物体の衝突を検知できる。

＜第一実施形態＞
次に、本発明の衝突検知センサについて、車両の前方物体に衝突したことを検知する車両用衝突検知装置に適用した場合の例をあげて説明する。第一実施形態の車両用衝突検知装置について図１および図２を参照して説明する。図１は、第一実施形態の車両用衝突検知装置における車両前方部分の車両前後方向鉛直断面図である。図２は、図１における衝突検知センサ４の部分のＡ−Ａ断面図である。

車両用衝突検知装置は、主として、車両が歩行者（以下、「外部物体」という）に衝突したことを検知するための装置である。この車両用衝突検知装置は、バンパリンフォース１と、バンパカバー２と、バンパアブソーバ３と、衝突検知センサ４と、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）５とを備える。

バンパリンフォース１は、車両左右方向に延在し、車両フレームの一部を構成する構造部材である。バンパリンフォース１は、例えば、図１に示すように、内部中央に二段の梁が設けられた目の字状断面を有する金属製の中空部材からなる。そして、このバンパリンフォース１は、車両左右端に配置されているフロントサイドメンバ６の車両前端に固定されている。

バンパカバー２は、車両の最前面に配置され、バンパリンフォース１の車両前方側を被覆している。このことは、バンパカバー２は、後述するバンパアブソーバ３の車両前方側を被覆していることになる。従って、車両が車両前方に位置する外部物体に衝突する場合には、通常、このバンパカバー２が当該外部物体に衝突することになる。そして、バンパカバー２は、バンパリンフォース１に対して車両後方側に相対移動可能となるように、後述するバンパアブソーバ３に支持されている。

バンパアブソーバ３は、図１に示すように、例えば、発砲樹脂製からなり、車両前後方向鉛直断面が矩形状からなる。そして、バンパアブソーバ３は、バンパリンフォース１とバンパカバー２との間に挟まれるように、且つ、車両左右方向に延びるように後述する衝突検知センサ４に取り付けられている。このバンパアブソーバ３は、車両前方が外部物体に衝突した場合に、つぶれ変形することにより衝撃を吸収する機能を有している。そして、バンパアブソーバ３は、例えば、歩行者がバンパカバー２に衝突した場合に、歩行者の脚部保護機能を有する。

衝突検知センサ４は、全体としては、車両前後方向鉛直断面が矩形状からなり、バンパリンフォース１とバンパアブソーバ３との間に挟まれるように、且つ、車両左右方向に延びるように配置されている。この衝突検知センサ４は、第一部材４１と、第二部材４２と、凹凸部材４３と、光ファイバ４４とから構成される。

第一部材４１は、ほぼ長尺平板状の樹脂製からなる。そして、第一部材４１の長尺平板の一方面に、長尺方向に２本の凹溝４１ａ、４１ａが形成されている。具体的には、第一部材４１に形成される凹溝４１ａ、４１ａは、車両前後方向（外部物体の衝突検知方向、図１の左右方向）に交差する方向（車両左右方向、図１の前後方向）へ延びるように形成されると共に、車両後方に開口するように形成されている。つまり、第一部材４１は、凹溝４１ａの溝底面を形成する溝底部４１ｂと、凹溝４１ａの溝側面を形成し溝底部４１ｂに一体的に立設された一対の柱部４１ｃとを備えている。そして、この凹溝４１ａは、その断面がほぼ矩形状とされている。この第一部材４１は、その溝底部４１ｂの車両前面が、バンパアブソーバ３の車両後面に当接するように配置されている。従って、外部物体がバンパカバー２に衝突した場合に、バンパカバー２がバンパリンフォース１に対して車両後方へ相対移動することに伴って、第一部材４１もバンパリンフォース１に対して車両後方へ相対移動することになる。

第二部材４２は、長尺平板状に形成されている。この第二部材４２の平板の大きさは、第一部材４１の平板の大きさとほぼ同一である。そして、この第二部材４２は、その一方面が第一部材４１の一対の柱部４１ｃの端面に当接するように配置されている。そして、第二部材４２は、２本の凹溝４１ａ、４１ａをそれぞれ覆蓋して２か所の包囲空間４ａ、４ａを形成している。さらに、第二部材４２の他方面が、バンパリンフォース１の車両前面に当接するように配置されている。つまり、第二部材４２の一部分は、第一部材４１の柱部４１ｃとバンパリンフォース１との間に挟まれるように配置されている。

そして、この第二部材４２は、例えばシリコンゴムなどの弾性体からなる。従って、第二部材４２の剛性は、第一部材４１の剛性よりも低い材料からなる。つまり、外部物体がバンパカバー２に衝突した場合に、第二部材４２は、第一部材４１がバンパリンフォース１に対して車両後方に相対移動することに伴って変形する。この第二部材４２の変形により、包囲空間４ａ、４ａが狭くなるように変形する。

凹凸部材４３、４３は、樹脂製であって、長尺平板状に形成されている。具体的には、凹凸部材４３、４３は、長尺平板の一方面に長尺方向へ向かって一定周期の波状（凹凸状）に形成されている。そして、凹凸部材４３、４３は、凹凸部材４３、４３の他方面側が包囲空間４ａ、４ａのうち凹溝４１ａ、４１ａの溝底、すなわち、第一部材４１の溝底部４１ｂに当接するように配置されている。つまり、凹凸部材４３、４３の凸部が、凹溝４１ａの開口側を向くように、それぞれの凹溝４１ａ、４１ａの溝底に取り付けられている。なお、この凹凸部材４３、４３は、第一部材４１と一体形成してもよいし、第一部材４１と別体形成してもよい。凹凸部材４３を第一部材４１と一体形成する場合には、部品点数の削減による製造コストの低減効果を奏する。

光ファイバ４４は、屈折率の高いファイバコア４４ａと、ファイバコア４４ａの周囲に設けられた屈折率の低いファイバクラッド４４ｂとから構成される。そして、光ファイバ４４は、包囲空間４ａ、４ａ内に配置される。具体的には、光ファイバ４４は、包囲空間４ａ、４ａ内であって、初期状態（外部物体が衝突していない状態）において、第二部材４２の一方面と凹凸部材４３、４３の凸部に当接している。つまり、外部物体がバンパカバー２に衝突した場合には、包囲空間４ａ、４ａが変形することにより、光ファイバ４４が屈曲変形する。従って、外部物体の衝突前後において、光ファイバ４４を伝搬する光の透過光量が変化する。

ＥＣＵ５は、光ファイバ４４の一端から発光素子によって光を入射、光ファイバ４４の他端で受光素子によって受光する。そして、光ファイバ４４を伝搬する光の透過光量の変化に基づいて、外部物体がバンパカバー２に衝突したか否かを判定する。例えば、透過光量の大きく変化した場合には、バンパカバー２に外部物体が衝突したと判定する。さらに、ＥＣＵ５は、その透過光量の変化に基づいて、衝突した外部物体が歩行者であるか否かを判定する。

そして、ＥＣＵ５により衝突した外部物体が歩行者であると判定された場合には、歩行者保護デバイス（図示せず）を起動させる。歩行者保護デバイスとは、車両のフードに搭載され、車両が歩行者へ衝突した場合に歩行者を保護するための装置である。この歩行者保護デバイスは、例えば、フードの跳ね上げを行う装置や、フード上に展開するエアバッグ装置などである。

以上説明した第一実施形態の車両用衝突検知装置によれば、衝突検知センサ４にモールドゴムを用いていないため、その製造コストを低減できる。さらに、初期状態において、第二部材４２は第一部材４１の一対の柱部４１ｃに当接した状態となっている。従って、外部物体がバンパカバー２に衝突した場合の衝撃力を第二部材４２が受ける場合を考えると、その衝撃力は、第一部材４１の柱部４１ｃの押圧力と光ファイバ４４への押圧力とに分散される。従って、外部物体がバンパカバー２に衝突した場合に、光ファイバ４４が第一部材４１と第二部材４２とにより受ける押圧力を低減できる。つまり、光ファイバ４４の破損を抑制できる。

さらに、光ファイバ４４と凹凸部材４３との間には、ゴムなどの弾性体は配置されていない。従って、外部物体が衝突した場合に、光ファイバ４４が凹凸部材４３の一方面に直接当接し、押圧される。つまり、光ファイバ４４の感度を確実に向上できる。さらには、光ファイバ４４は、初期状態において、第二部材４２の一方面および凹凸部材４３の凸部に当接させている。これにより、外部物体がバンパカバー２に衝突した場合に、その衝突を直ちに光ファイバ４４により検知できる。従って、検出感度を向上することができる。

なお、第一実施形態において、光ファイバ４４の取り付けは、以下のように行うことができる。第一番目の取り付け方法は、光ファイバ４４を第一部材４１の凹溝４１ａ、４１ａに挿入させておき、その後に第二部材４２を第一部材４１に固定させる方法である。第二番目の取り付け方法は、まず、光ファイバ４４を第二部材４２の一方面に接着などにより取り付けておき、その後に光ファイバ４４が凹溝４１ａ、４１ａに挿入するように第二部材４２を第一部材４１に固定させる方法である。

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態の衝突検知センサ１４について図３を参照して説明する。図３は、第二実施形態の衝突検知センサ１４の車両前後方向鉛直断面図である。ここで、第二実施形態の衝突検知センサ１４は、上述した第一実施形態の衝突検知センサ４に対して、第二部材１４２のみ相違する。そこで、以下に、第二部材１４２のみについて説明し、その他の構成については第一実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

第二実施形態の衝突検知センサ１４は、第一部材４１と、２個の第二部材１４２、１４２と、凹凸部材４３と、光ファイバ４４とから構成される。２個の第二部材１４２、１４２は、それぞれ、本体部１４２ａと突起部１４２ｂとから構成される。本体部１４２ａは、一対の柱部４１ｃ間の幅の同幅の長尺平板状に形成されている。突起部１４２ｂは、本体部１４２ａの一方面のほぼ中央部に、長尺方向に延びるように突出している。そして、この突起部１４２ｂの先端面は、光ファイバ４４を圧入保持可能な凹部が形成されている。さらに、突起部１４２ｂの突出幅は、第一部材４１の凹溝４１ａの溝幅とほぼ同一であり、突起部１４２ｂの本体部１４２ａからの突出高さは、第一部材４１の凹溝４１ａの溝深さよりも小さくされている。そして、第二部材１４２は、突起部１４２ｂが凹溝４１ａに圧入され、本体部１４２ａの一方面が第一部材４１の一対の柱部４１ｃの端面に当接するように配置される。

この第二実施形態における衝突検知センサ１４の取り付け方法は、以下のとおりである。まず、光ファイバ４４を第二部材１４２、１４２の突起部１４２ｂに圧入保持させておく。一方、凹凸部材４３、４３が第一部材４１と別体の場合には、凹凸部材４３、４３を第一部材４１の凹溝４１ａ、４１ａの溝底に配置する。続いて、光ファイバ４４を保持した第二部材１４２、１４２を、第一部材４１に取り付ける。このとき、光ファイバ４４および突起部１４２ｂ、１４２ｂが第一部材４１の凹溝４１ａ、４１ａに挿入されるように行う。これにより、光ファイバ４４の取り付けが非常に容易となり、製造工数の低減を図ることができる。

＜その他＞
上記実施形態においては、凹溝４１ａを形成する第一部材４１が、車両前方に配置されるようにしたが、第一部材４１と第二部材４２との車両前後方向の配置を逆にしてもよい。また、第一部材４１が第二部材４２よりも剛性を高くしたが、これを逆にしてもよい。これらの場合、同様の効果を奏する。さらに、第一部材４１および第二部材４２共に、弾性体からなるようにしてもよい。この場合にも、十分に効果を発揮する。

また、凹凸部材４３は、凹溝４１ａの溝底に配置したが、第二部材４２の一方面に配置してもよい。この場合、凹凸部材４３は、第二部材４２と一体的に成形してもよいし、別体に成形してもよい。さらに、凹凸部材４３は、凹溝４１ａの溝底と、第二部材４２の一方面の両方に配置してもよい。この場合、光ファイバ４４へ付与する押圧力を大きくすることができる。また、凹凸部材４３は、波状としたが、階段状のような凹凸形状であってもよい。

第一実施形態の車両用衝突検知装置における車両前方部分の車両前後方向鉛直断面図である。 図１における衝突検知センサ４の部分のＡ−Ａ断面図である。 第二実施形態の衝突検知センサ１４の車両前後方向鉛直断面図である。

符号の説明

１：バンパリンフォース、 ２：バンパカバー、 ３：バンパアブソーバ、
４：衝突検知センサ、
４１：第一部材、 ４１ａ：凹溝、 ４１ｂ：溝底部、 ４１ｃ：柱部、
４２、１４２：第二部材、 １４２ａ：本体部、 １４２ｂ：突起部、
４３：凹凸部材、
４４：光ファイバ、 ４４ａ：ファイバコア、 ４４ｂ：ファイバクラッド、
５：電子制御ユニット

Claims (6)

1. 衝突検知方向に交差する方向へ延びると共に前記衝突検知方向に開口する凹溝が形成され、前記凹溝を形成する溝底部と前記溝底部に一体的に立設された一対の柱部とを備えた第一部材と、
   前記一対の柱部の端面に当接して配置され、前記凹溝を覆蓋して包囲空間を形成する第二部材と、
   前記包囲空間のうち前記凹溝の溝底側および前記第二部材側の少なくとも何れか一方に配置され、一方面が前記凹溝の延びる方向へ凹凸状に形成された凹凸部材と、
   前記包囲空間内であって、前記凹凸部材の前記一方面側に配置される光ファイバと、
   を備え、
   前記第一部材または前記第二部材は弾性体からなり、物体が衝突した場合に前記弾性体が変形することにより前記包囲空間を変形させることを特徴とする衝突検知センサ。
2. 前記光ファイバは、前記凹凸部材の凸部に当接するように配置される請求項１に記載の衝突検知センサ。
3. 前記第二部材は、前記凹溝に挿入され、前記光ファイバを圧入保持可能な突起部を備える請求項１または２に記載の衝突検知センサ。
4. 前記凹凸部材は、前記第一部材または前記第二部材に一体的に形成される請求項１〜３の何れか一項に記載の衝突検知センサ。
5. 前記第二部材は、弾性体からなり、
   前記第一部材は、前記第二部材の剛性より高い剛性の材料からなる請求項１〜４の何れか一項に記載の衝突検知センサ。
6. 前記第二部材は、車両のバンパリンフォースの車両前面に当接して配置される請求項５に記載の衝突検知センサ。

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