JP2018122648A - チューブ式衝突検知センサおよびそれを用いた車両用衝突検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チューブ部からポート部が引き抜かれたことを履歴として残すことができるチューブ式衝突検知センサおよびそれを用いた車両用衝突検知装置を提供する。【解決手段】圧力センサ部２０のうちのチューブ部１０に挿入されるポート部２１２に被破壊部２１２ｄを備える。チューブ部１０内にポート部２１２を挿入しても被破壊部２１２ｄはポート部２１２と一体化された状態のままで、チューブ部１０からポート部２１２が引き抜かれたときに、少なくとも被破壊部２１２ｄの一部が破壊されるようにする。これにより、チューブ式衝突検知センサ１を、被破壊部２１２ｄの状態によってチューブ部１０からポート部２１２が引き抜かれたことを履歴として残すことができる構成とすることができる。【選択図】図５Ｄ

Description

本発明は、チューブ部内の圧力変化を検知するチューブ式衝突検知センサおよびそれを用いた車両用衝突検知装置に関するものである。

従来より、車両が障害物に衝突したことを検知する車両用衝突検知装置の１つとして、チューブ式衝突検知センサが用いられている（特許文献１参照）。チューブ式衝突検知センサは、チューブ部とその端部に配置される圧力センサ部とを有した構成とされ、例えば、車両のフロントバンパーのバンパーカバーの内側において、車幅方向、つまり車両の左右方向に沿って配置される。具体的には、チューブ部内に圧力センサ部のポート部が挿入され、ポート部を通じて圧力センサ部における圧力検知素子とチューブ部内とが連通させられており、チューブ部内の急峻な圧力変化が生じると、それが圧力検知素子に伝わるようになっている。チューブ部内に挿入されたポートは、仮に車両が障害物に衝突したとしても、チューブ部から外れることはなく、チューブ式衝突検知センサによるチューブ部内の圧力検知が的確に行われるようになっている。

独国実用新案第２０２０１１１０５８６７号明細書

しかしながら、車両用衝突検知装置の生産者の意図に反して、ユーザ等がチューブ部からポート部を故意に引き抜く可能性がある。その場合、チューブ部内に、水等の異物が入り込み、その異物によってチューブ部内の中空部が閉塞され、圧力検知素子への圧力伝達が行えなくなって、チューブ式衝突検知センサによる衝突検知が的確に行えなくなる虞がある。例えば、チューブ部内に入り込んだ水が氷になることで中空部を閉塞したり、チューブ部内に異物として入り込んだ小石等が中空部を閉塞することがある。

本発明は上記点に鑑みて、チューブ部からポート部が引き抜かれたことを履歴として残すことができるチューブ式衝突検知センサおよびそれを用いた車両用衝突検知装置。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、中空部（１１）を有するチューブ部（１０）と、チューブ部の両端のうちの少なくとも一方に備えられ、チューブ部内に挿入されるポート部（２１２）および該ポート部に形成された連通部（２１２ａ）を通じて中空部と連通させられる空間部（２１１ａ）が形成された本体部（２１１）を有するケース（２１）と、該空間部内の空気圧力を検知する圧力検知素子（２３）と、を備えた圧力センサ部（２０）と、を有し、ポート部には、チューブ部に挿入されたときにはポート部に一体化された状態で、チューブ部からポート部が引き抜かれると少なくとも一部が破壊されてポート部から切り離される被破壊部（２１２ｄ）が備えられている。

このように、ポート部に被破壊部を備えるようにしている。そして、チューブ部内にポート部を挿入しても被破壊部はポート部と一体化された状態のままで、チューブ部からポート部が引き抜かれたときに、少なくとも被破壊部の一部が破壊されるようにしている。したがって、チューブ式衝突検知センサを、被破壊部の状態によってチューブ部からポート部が引き抜かれたことを履歴として残すことができる構成とすることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態にかかるチューブ式衝突検知センサの部分断面図である。 フロントバンパー近傍の断面図である。 チューブ式衝突検知センサの組み付け状態を示した図である。 ポート部の部分拡大図である。 被破壊部の上方から見たポート部をチューブ部に挿入する前の状態を示す図である。 被破壊部の側方から見たポート部をチューブ部に挿入する前の状態を示す図である。 被破壊部の側方から見たポート部をチューブ部に挿入したときの状態を示す図である。 被破壊部の側方から見たポート部をチューブ部から引き抜いたときの状態を示す図である。 ポート部をチューブ部に挿入したときの被破壊部の状態を示した図である。 ポート部をチューブ部から引き抜いたときの被破壊部の状態を示した図である。 第１実施形態の変形例にかかるポート部の部分拡大図である。 第１実施形態の変形例にかかるポート部の部分拡大図である。 第１実施形態の変形例にかかるポート部の部分拡大図である。 第２実施形態にかかるチューブ式衝突検知センサにおけるポート部の部分拡大図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。本実施形態では、チューブ式衝突検知センサを車両前方に搭載される車両用衝突検知装置として使用する場合を例に挙げて説明する。

図１に示すように、チューブ式衝突検知センサ１は、チューブ部１０と圧力センサ部２０および保持バンド３０を有した構成とされている。また、図２に示すように、チューブ式衝突検知センサ１は、車両におけるフロントバンパーカバー２の内側に配置されている。より詳しくは、フロントバンパーカバー２の内側には、車両前方から後方に向かって順にエネルギーアブソーバ３とリインフォースメント４が備えられている。これらエネルギーアブソーバ３とリインフォースメント４との間にチューブ式衝突検知センサ１におけるチューブ部１０が配置されている。そして、図３に示すように、リインフォースメント４の一面に組み付けられた固定用のステー５に対して圧力センサ部２０が固定されることで、チューブ式衝突検知センサ１が車両に搭載されている。

チューブ部１０は、図１に示すように、中空部１１を有し、例えば断面円環状とされたシリコーンゴム等によって構成されている。チューブ部１０における中空部１１には大気が導入されている。チューブ部１０の長さについては任意であり、適用される場所に応じた長さに設定され、本実施形態のように、例えば車両前方に搭載される車両用衝突検知装置としてチューブ式衝突検知センサ１を適用する場合には、車幅に対応する長さに設定される。図１にはチューブ部１０の一方の端部しか記載していないが、チューブ部１０の両端には圧力センサ部２０が備えられている。そして、圧力センサ部２０に備えられる後述するポート部２１２がチューブ部１０に挿入されることで、チューブ部１０と圧力センサ部２０とが一体化されている。

圧力センサ部２０は、チューブ部１０の中空部１１における空気圧を検出するものである。車両が障害物に衝突していない通常時には、チューブ部１０内に大気圧が導入されるようになっており、圧力センサ部２０は大気圧を検知した状態となっている。しかしながら、車両の衝突によってチューブ部１０が凹まされたときに、その凹みにより急峻に変化した圧力が圧力センサ部２０に伝わり、その圧力が圧力センサ部２０に検出されるようになっている。

具体的には、圧力センサ部２０は、図１に示すように、コネクタケース２１、ターミナル２２、圧力検知素子２３、カバー２４およびフィルタ２５を有した構成とされている。

コネクタケース２１は、樹脂成型によって形成されており、一面が開口した有底状の本体部２１１に対して、ポート部２１２とコネクタ部２１３と図３に示した固定部２１４などを備えた構造とされている。

本体部２１１は、空間部２１１ａを有する中空状の有底部材とされており、底部２１１ｂと底部２１１ｂの各辺から垂直方向に立設された側壁２１１ｃとを有した略長方体形状とされている。本体部２１１の底部２１１ｂに圧力検知素子２３が配置されている。そして、側壁２１１ｃのうちの一面にポート部２１２が形成され、ポート部２１２が形成された一面と反対側の一面にコネクタ部２１３が形成されている。

ポート部２１２は、側壁２１１ｃに対して垂直方向に突き出して形成されている。このポート部２１２がチューブ部１０の一端に挿入される。ポート部２１２は、連通部２１２ａが形成された円筒状部材とされており、連通部２１２ａが本体部２１１の空間部２１１ａと連通させられている。このため、ポート部２１２がチューブ部１０に挿入されると、連通部２１２ａを通じて、チューブ部１０の中空部１１と空間部２１１ａとが連通させられ、中空部１１内の圧力が空間部２１１ａ内に導入されるようになっている。なお、このポート部２１２の詳細構造については後述する。

コネクタ部２１３は、チューブ式衝突検知センサ１を電子制御装置（以下、ＥＣＵという）と接続するための配線側のコネクタに接続される部分である。例えば、ＥＣＵとしてはエアバックＥＣＵ等が挙げられ、チューブ式衝突検知センサ１での圧力検知信号がＥＣＵに伝えられることで、ＥＣＵで車両が衝突したことを検知する衝突検知が行われるようになっている。

固定部２１４は、図３に示すように、本体部２１１の側壁２１１ｃのうちポート部２１２やコネクタ部２１３が配置された面と異なる面に形成されており、当該面から突き出すように形成されている。そして、固定部２１４には開口部２１４ａが形成されており、この開口部２１４ａ内にボルト６が挿通されることで、図３に示すようにステー５に固定される。

ターミナル２２は、一端がコネクタ部２１３から露出させられており、このターミナル２２の一端が配線側のコネクタに電気的に接続される。ターミナル２２は、側壁２１１ｃから底部２１１ｂに至るように形成されており、圧力検知素子２３が配置される部位において、ターミナル２２の他端が露出させられている。

圧力検知素子２３は、例えばダイヤフラムを有する半導体素子によって形成されており、空間部２１１ａ内に導入される圧力に応じた検知信号を出力する。圧力検知素子２３は、ターミナル２２の他端に電気的に接続されており、圧力検知素子２３の検知結果がターミナル２２を通じて、コネクタ部２１３に接続される配線からＥＣＵに伝えられるようになっている。

なお、ここでは図示していないが、圧力検知素子２３に加えて検知信号の信号処理を行う信号処理回路部を備え、信号処理回路部で処理後の検知信号がコネクタ部２１３を通じてＥＣＵに伝えられる構造としても良い。信号処理回路部については、圧力検知素子２３と別チップとして形成してあっても良いし、同一チップとして形成してあっても良い。

カバー２４は、コネクタケース２１のうち開口している一面を覆うものである。カバー２４には開口部２４ａが形成されており、この開口部２４ａにフィルタ２５が配置されている。

フィルタ２５は、空間部２１１ａとコネクタケース２１およびカバー２４の外部との間において、空気の流通を可能にしつつ、水分の侵入などを防いでいる。フィルタ２５によって緩やかな空気の流通が許容されるため、空間部２１１ａは大気圧となっているが、チューブ部１０の変形に伴って中空部１１の内圧が急峻に変化すると、それによる空気の流動がフィルタ２５によって妨げられる。これにより、空間部２１１ａの内圧が高まると、その圧力変化が圧力検知素子２３の検知信号の変化として現れ、ＥＣＵに伝わるようになっている。

保持バンド３０は、ポート部２１２の周囲を囲むように配置されたチューブ部１０の外周を１周するように配置され、チューブ部１０を外周から押えることで、チューブ部１０がポート部２１２からより抜けにくくなるようにしている。なお、保持バンド３０は、チューブ部１０とポート部２１２との結合をより強固にするために備えているが、保持バンド３０を備えなくても、基本的にはチューブ部１０からポート部２１２が抜けることはない。特に、エネルギーアブソーバ３とリインフォースメント４との間にチューブ部１０を配置しているため、衝突時にもチューブ部１０が過度に引っ張られることはなく、チューブ部１０がポート部２１２から抜けてしまうことはない。

以上のような構造によって、本実施形態にかかるチューブ式衝突検知センサ１が構成されている。続いて、このように構成されるチューブ式衝突検知センサ１におけるポート部２１２の詳細構造について説明する。

ポート部２１２は、図４に示すように、筒状部２１２ｂとバルジ部２１２ｃおよび被破壊部２１２ｄとを有した構成とされている。

筒状部２１２ｂは、本体部２１１に接続された一定太さの円筒状の部分で、外径がチューブ部１０の外径以上とされている。このため、バルジ部２１２ｃから離れた位置では、筒状部２１２ｂの外周面は、全周チューブ部１０の内周面と接した状態となっている。

バルジ部２１２ｃは、筒状部２１２ｂの先端位置、つまり本体部２１１と反対側の端部において筒状部２１２ｂよりも径を拡大したフランジ状の構成とされている。本実施形態の場合、バルジ部２１２ｃは、チューブ部１０内への挿入が容易になるように、ポート部２１２の先端側ほど外径が小さくされ、当該先端から本体部２１１側に近づくほど外径が拡大されるように、外壁面が断面テーパ状とされている。また、バルジ部２１２ｃのうち、本体部２１１側は、チューブ部１０に挿入されたときに、チューブ部１０の内壁面に引っ掛かり易いように、チューブ部１０への挿入方向に対して垂直に沿った面、換言すれば筒状部２１２ｂの径方向に向けられた面とされている。

被破壊部２１２ｄは、チューブ部１０内に挿入されたポート部２１２を故意にチューブ部１０から引き抜いたときに、少なくとも一部が破壊されて他の部分から切り離される部分である。本実施形態の場合、被破壊部２１２ｄは、バルジ部２１２ｃのうち本体部２１１側の面から本体部２１１側に向けて突き出す棒状構造体とされている。

具体的には、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、被破壊部２１２ｄは、ポート部２１２をチューブ部１０に挿入する前の状態においては、バルジ部２１２ｃの外縁側において、被破壊部２１２ｄと筒状部２１２ｂとの間に隙間が空くようにして配置されている。そして、図４および図５Ｂに示すように、被破壊部２１２ｄのうちの筒状部２１２ｂ側の一面である内側面２１２ｄａとその反対側の一面である外側面２１２ｄｂは共に直線状とされ、内側面２１２ｄａには切欠部２１２ｄｃが形成されている。この切欠部２１２ｄｃにより、筒状部２１２ｂの径方向における被破壊部２１２ｄの断面積が部分的に小さくされている。また、被破壊部２１２ｄのうちバルジ部２１２ｃと反対側の先端面２１２ｄｄは、筒状部２１２ｂの径方向の外側に向かうに連れて徐々にバルジ部２１２ｃとの間の距離が離れるテーパ状とされている。このため、被破壊部２１２ｄのうち外側面２１２ｄｂと先端面２１２ｄｄとは鋭角を成している。

このような構造の被破壊部２１２ｄは、ポート部２１２がチューブ部１０内に挿入されると、チューブ部１０の内壁面によって押圧されて、図５Ｃおよび図６Ａのように変形させられる。すなわち、図６Ａ中に示した領域Ｒａで示した切欠部２１２ｄｃの形成された部分において応力が集中し、被破壊部２１２ｄのうちの先端側が筒状部２１２ｂの径方向内方に折り曲げられる。

一方、被破壊部２１２ｄは、ポート部２１２がチューブ部１０から引き抜かれると、先端部の鋭角となっている部分、つまり図６Ｂ中の領域Ｒｂがチューブ部１０の内壁面に引っ掛かり、チューブ部１０が引き抜かれるときに共に引き抜かれる方向に引っ張られる。これにより、図５Ｄおよび図６Ｂのように、切欠部２１２ｄｃが形成されることで厚みが薄くなった部分、つまり図６Ｂ中の領域Ｒｃにおいて、被破壊部２１２ｄが破壊され、被破壊部２１２ｄの一部となる先端部が切り離される。

したがって、この後に、チューブ部１０内にポート部２１２を挿入したとしても、被破壊部２１２ｄの一部が破壊された状態、もしくは、欠損した状態でチューブ部１０と圧力センサ部とが一体化されることになる。このため、被破壊部２１２ｄの状態がチューブ部１０からのポート部２１２の引き抜き履歴を示すこととなり、被破壊部２１２ｄを確認することで当該引き抜き履歴を容易に確認することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態のチューブ式衝突検知センサ１では、ポート部２１２に被破壊部２１２ｄを備えるようにしている。そして、チューブ部１０内にポート部２１２を挿入しても被破壊部２１２ｄはポート部２１２と一体化された状態のままで、チューブ部１０からポート部２１２が引き抜かれたときに、少なくとも被破壊部２１２ｄの一部が破壊されるようにしている。したがって、チューブ式衝突検知センサ１を、被破壊部２１２ｄの状態によってチューブ部１０からポート部２１２が引き抜かれたことを履歴として残すことができる構成とすることができる。

（第１実施形態の変形例）
図７に示すように、被破壊部２１２ｄの切欠部２１２ｄｃを内側面２１２ｄａのみでなく外側面２１２ｄｂにも形成しても良い。このように、切欠部２１２ｄｃを２方向から形成した構造であっても、上記した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、図８に示すように、被破壊部２１２ｄの先端を鋭角ではなく垂直にしていても良い。このように被破壊部２１２ｄの先端を垂直にする場合、鋭角にする場合と比較すれば、チューブ部１０からポート部２１２が引き抜かれるときのチューブ部１０への引っ掛かりがし難い構造になるが、その度合いが低くなるだけで、ほぼ同様に引っかかるようにできる。したがって、このような構造としても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、図９に示すように、被破壊部２１２ｄに切欠部２１２ｄｃが形成されていない構造であっても良い。この場合、切欠部２１２ｄｃが形成されている場合と比較して、被破壊部２１２ｄが破壊されにくくなるが、被破壊部２１２ｄの太さを細くするなどにより、チューブ部１０からポート部２１２が引き抜かれるときに破壊される構成とすれば良い。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して被破壊部２１２ｄの構造を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１０に示すように、本実施形態では、被破壊部２１２ｄが筒状部２１２ｂに形成された構造としている。具体的には、本実施形態の被破壊部２１２ｄは、筒状部２１２ｂから径方向に伸びた径方向部２１２ｄｅと、径方向部２１２ｄｅの先端から筒状部２１２ｂの軸方向に沿って伸びた軸方向部２１２ｄｆとを有した構成とされている。軸方向部２１２ｄｆは、径方向部２１２ｄｅから本体部２１１に近づく側に伸ばされている。

このような構造においては、チューブ部１０内からポート部２１２が引き抜かれたときに、軸方向部２１２ｄｆの先端がチューブ部１０の内壁面に引っ掛かり、軸方向部２１２ｄｆと径方向部２１２ｄｅの境界位置もしくは径方向部２１２ｄｅが破壊される。したがって、このような構造としても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、ポート部２１２を備えると共に圧力検知素子２３が配置される空間部２１１ａが形成されたケースとして、コネクタ部２１３が形成されたコネクタケース２１を例に挙げた。しかしながら、これは一例であり、ポート部２１２を備えると共に圧力検知素子２３が配置される空間部２１１ａが形成されたケースであれば、他の構造のものでも良い。

１ チューブ式衝突検知センサ
１０ チューブ部
２０ 圧力センサ部
２１ コネクタケース
２１１ 本体部
２１２ ポート部
２１２ｂ 筒状部
２１２ｃ バルジ部
２１２ｄ 被破壊部
２１２ｄｃ 切欠部

Claims (6)

1. 中空部（１１）を有するチューブ部（１０）と、
   前記チューブ部の両端のうちの少なくとも一方に備えられ、前記チューブ部内に挿入されるポート部（２１２）および該ポート部に形成された連通部（２１２ａ）を通じて前記中空部と連通させられる空間部（２１１ａ）が形成された本体部（２１１）を有するケース（２１）と、該空間部内の空気圧力を検知する圧力検知素子（２３）と、を備えた圧力センサ部（２０）と、を有し、
   前記ポート部には、前記チューブ部に挿入されたときには前記ポート部に一体化された状態で、前記チューブ部から前記ポート部が引き抜かれると少なくとも一部が破壊されて前記ポート部から切り離される被破壊部（２１２ｄ）が備えられているチューブ式衝突検知センサ。
2. 前記ポート部は、前記本体部に接続された円筒状の筒状部（２１２ｂ）と、該筒状部のうち前記本体部と反対側の先端に形成され、前記筒状部よりも外径を拡大したフランジ状のバルジ部（２１２ｃ）とを有し、
   前記被破壊部は、前記バルジ部のうち前記本体部側の面から前記本体部に向かって伸ばされている請求項１に記載のチューブ式衝突検知センサ。
3. 前記被破壊部は、前記筒状部との間に隙間を空けて配置されており、前記筒状部側の一面である内側面（２１２ｄａ）と前記筒状部の反対側の一面である外側面（２１２ｄｂ）と、前記本体部側の面となる先端面（２１２ｄｄ）と、を有し、
   前記被破壊部には、前記内側面において、前記筒状部の径方向における該被破壊部の断面積を部分的に小さくする切欠部（２１２ｄｃ）が形成されている請求項２に記載のチューブ式衝突検知センサ。
4. 前記先端面は、前記筒状部の径方向の外側に向かうに連れて徐々に前記バルジ部との間の距離が離れるテーパ状とされている請求項３に記載のチューブ式衝突検知センサ
5. 前記ポート部は、前記本体部に接続された円筒状の筒状部（２１２ｂ）と、該筒状部のうち前記本体部と反対側の先端に形成され、前記筒状部よりも外径を拡大したフランジ状のバルジ部（２１２ｃ）とを有し、
   前記被破壊部は、前記筒状部に形成されており、前記筒状部の径方向に伸びた径方向部（２１２ｄｅ）と、前記径方向部の先端から前記筒状部の軸方向に沿って伸びた軸方向部（２１２ｅｆ）とを有した構成とされ、
   前記軸方向部は、前記径方向部から前記本体部に近づく側に伸ばされている請求項１に記載のチューブ式衝突検知センサ。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つに記載のチューブ式衝突検知センサを含み、
   該チューブ式衝突検知センサにおける前記圧力センサ部による前記空間部内の空気圧力の検知結果に基づいて、車両の衝突を検知する車両衝突検知装置。

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