JP2583835Y2 - 乗員保護装置用センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、変形後のボデーパネル
に押圧されて、車両に設けられた乗員保護装置を作動さ
せる乗員保護装置用センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、衝突時における乗員保護装
置、例えば衝突時の車両の減速度等を検出して乗員側へ
向けてバックを膨出させるエアバッグ装置を搭載した車
両が用いられている。この種のエアバッグ装置は、車両
のステアリングホイールやグラブボックスの上部付近に
配設されるのが一般的であるが、近年では車両用ドアに
エアバッグ装置を配設することが提案されている。これ
に伴い、この車両用ドア内部に配設されるエアバッグ装
置を作動させるためのセンサが必要となる。

【０００３】このようなセンサとしては、板ばねを用い
たものが考えられる。例えば、矩形平板の中間部を円弧
面状に膨出させた板バネの一端を板状部材にスポット溶
接で固定すると共に、板バネの中間部裏面にスイッチを
固着する構成等が考えられる。

【０００４】この構造によれば、所定の荷重が車両用ド
アのアウタパネルに作用すると、アウタパネルが変形し
て、板バネの中間部が押圧される。このため、板バネが
弾性変形し、スイッチを押圧することによりこれを導通
させる。なお、板バネに荷重が作用しなくなると、弾性
変形していた板バネは元の状態に復元する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構造のセンサを用いた場合、スイッチの導通時間は、
板バネへの荷重作用時間（板バネへの荷重作用時点から
荷重除去時点までの時間）と板バネのバネ特性に依存す
るため、エアバッグ装置を作動させるべき荷重であって
もそれが瞬間的に作用する場合には、スイッチの導通時
間が短くなり、適正にエアバッグ装置を作動させること
が困難になるという問題点があった。

【０００６】本考案は上記事実を考慮し、スイッチの導
通時間を長くすることができる乗員保護装置用センサを
得ることが目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案は、ボデーパネル
に対して所定距離離間した位置に配置され、変形後の前
記ボデーパネルに押圧されて導通し車両に設けられた乗
員保護装置を作動させる乗員保護装置用センサであっ
て、前記変形後のボデーパネルに押圧されて弾性変形す
る受圧部と、この受圧部が取り付けられる基部と、この
基部と受圧部との間に配置され、弾性変形した前記受圧
部によって押圧されて導通し前記乗員保護装置を作動さ
せるスイッチ部と、前記弾性変形した前記受圧部が復元
する際に抵抗を付与し、前記スイッチ部の導通時間を増
加させる抵抗付与手段と、を備え、さらに、前記抵抗付
与手段は、前記基部に設けられて前記弾性変形した前記
受圧部が復元する際に当該受圧部に引っ掛かることで当
該受圧部に抵抗を付与する段部によって構成されてい
る、ことを特徴としている。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、ボデーパネルに所定値以上
の荷重が作用すると、ボデーパネルが変形する。そし
て、変形後のボデーパネルに受圧部が押圧されて、受圧
部が弾性変形する。これにより、受圧部とこれが取り付
けられる基部との間に配置されたスイッチ部が、受圧部
に押圧されて導通する。

【０００９】ここで、本考案では、弾性変形した受圧部
が復元する際に、基部に設けられて抵抗付与手段を構成
する段部に当該弾性変形した受圧部が引っ掛かり、これ
により当該受圧部に抵抗が付与される。このため、受圧
部は元の状態に復元するまでに時間を要し、これにより
スイッチ部の導通時間が増加される。従って、車両に設
けられた乗員保護装置は、確実に作動する。しかも、本
考案では、受圧部が弾性変形することに着目し、基部に
段部を設けることによって抵抗付与手段を構成したの
で、部品点数を増加させることなく非常に簡素な構成
で、スイッチ部の導通時間を増加させることができる。
さらに、本考案では、車両の衝突をボディーパネルの変
形量として定量的に捉え、変形後のボディーパネルが受
圧部を押圧してこれを弾性変形させれば、基部に設けら
れた段部が当該受圧部に引っ掛かって抵抗を付与するた
め、スイッチ部の導通時間を安定的にかつ精度良く増加
させることができる。

【００１０】

【実施例】以下、図１〜図７を用いて、本考案に係る乗
員保護装置用センサの一実施例を説明する。なお、図１
〜図７において、適宜示される矢印ＦＲは車両前方側、
矢印ＵＰは車両上方側、矢印ＩＮは車両室内側をそれぞ
れ示している。

【００１１】図３〜図５には車両のフロントドア１０が
示されており、フロントドア１０はボデーパネルとして
のアウタパネル１２と、インナパネル１４とを備えてい
る（図４、図５参照）。このアウタパネル１２とインナ
パネル１４とによってドア内スペース１６が形成されて
いる。

【００１２】図４及び図５に示されるように、ドア内ス
ペース１６にはサイドインパクトバー２８及びセンサ３
０が配設されている。サイドインパクトバー２８は長尺
状とされ、矩形平板状の基部２８Ａ及びこの基部２８Ａ
の幅方向中間部に一体形成された一対の支持壁２８Ｂを
備えている。サイドインパクトバー２８はフロントドア
１０内部において車両前後方向に沿って配置され、その
支持壁２８Ｂの長手方向両端部がインナパネル１４の車
両前後方向両端部に設けられた棚部３２に取り付けられ
ている。このサイドインパクトバー２８は高張力鋼板ま
たはアルミニウム合金等で形成されており、図４の矢印
Ａ方向への高荷重がフロントドア１０に作用した場合に
フロントドア１０のアウタパネル１２及びインナパネル
１４の変形量を制限している。

【００１３】図２に示されるように、センサ３０は長尺
状とされ、サイドインパクトバー２８の車両室外側の面
に固定ブラケット７０（図５参照）によって固定されて
いる。このセンサ３０は、低荷重作用状態検出用のプラ
イマリーセンサ３４と高荷重作用状態検出用のセカンダ
リーセンサ３６とから成る。

【００１４】セカンダリーセンサ３６は、アルミニウム
合金板で形成された矩形平板状のベース３８を備えてお
り、このベース３８の一側面がサイドインパクトバー２
８の車両室外側の面に密着している。また、ベース３８
の他の一側面（車両室外側の面）には、その幅方向両端
部にアルミニウム製で低弾性かつ低降伏強度とされた荷
重感知部３９が各々配設されている。これらの荷重感知
部３９の車両室外側の面には、矩形平板状のステー４０
が配設されている。ステー４０は例えば鋼板製で高弾性
かつ高降伏強度とされており、所定の高荷重が図４の矢
印Ａ方向からフロントドア１０に作用した場合（例え
ば、自己の車両が所定速度で電柱等に衝突した場合）
に、アウタパネル１２の変形によってステー４０が押圧
されてこの高荷重を荷重感知部３９へ伝達し、これによ
って荷重感知部３９が潰れる（圧縮塑性変形する）よう
になっている。そして、このベース３８とステー４０と
の間には、メンブレンスイッチ４１が配設されている。
上述したセカンダリーセンサ３６では、荷重感知部３９
を潰しながらステー４０が所定量変形することにより、
ステー４０のサイドインパクトバー２８側の面がメンブ
レンスイッチ４１を押圧してこれをＯＮするようになっ
ている。

【００１５】乗員保護装置用センサとしてのプライマリ
ーセンサ３４は、セカンダリーセンサ３６の長手方向両
端部及び長手方向中間部にそれぞれ設けられている。図
１に示されるように、このプライマリーセンサ３４は、
略方形枠状とされた支持部４４Ａ及びこの支持部４４Ａ
の対向側面からサイドインパクトバー２８方向へ各々延
出された一対の脚部４４Ｂとから成る基部としての保持
ブラケット４４を備えている。保持ブラケット４４の支
持部４４Ａの車両室外側の面には、平面視で矩形状の受
圧部としての板ばね４６が配置されている。板ばね４６
は、保持ブラケット４４の脚部４４Ｂ側の端部が平板状
とされ、かつ中間部が円弧状に隆起した形状とされてい
る。この板ばね４６の平板状の一端４６Ａは支持部４４
Ａにスポット溶接されて固定端とされている。なお、板
ばね４６の平板状の他の一端４６Ｂは自由端とされてい
る。この板ばね４６の弾性力によって感知すべき荷重が
所定の値に設定されている。また、板ばね４６の隆起し
た中間部４６Ｃと保持ブラケット４４の基部４４Ａとの
間には、板ばね４６とは別体とされたスイッチ部として
のメンブレンスイッチ４８が配設されている。メンブレ
ンスイッチ４８は、板ばね４６の中間部４６Ｃから僅か
に離間して配置されている。メンブレンスイッチ４８か
らは、車両上方側へ向けてプラス側及びマイナス側の端
子５０が延出されている。

【００１６】上述したプライマリーセンサ３４では、保
持ブラケット４４の支持部４４Ａに抵抗付与手段として
の段部５２が形成されている。段部５２は、支持部４４
Ａにおいて板ばね４６の他の一端４６Ｂ（自由端）と略
対向した位置に形成されており、支持部４４Ａの一般面
の一部である頂面５２Ａ、この頂面５２Ａよりも一段下
がった位置にある底面５２Ｂ、及びこれらの頂面５２Ａ
と底面５２Ｂとを垂直に接続している垂直面５２Ｃとか
ら成る。図６（Ａ）に示されるように、プライマリーセ
ンサ３４に荷重が作用していない状態では、段部５２の
頂面５２Ａ上に板ばね４６の他の一端４６Ｂが当接して
おり、この状態ではメンブレンスイッチ４８はＯＦＦ状
態となっている。しかし、図６（Ｂ）に示されるよう
に、プライマリーセンサ３４に所定の荷重が作用した場
合には、段部５２の底面５２Ｂ上に板ばね４６の他の一
端４６Ｂが当接しており、この状態ではメンブレンスイ
ッチ４８はＯＮ状態となっている。

【００１７】なお、上述したプライマリーセンサ３４で
は、所定の低荷重が図４の矢印Ａ方向からフロントドア
１０に作用した場合（例えば、他の車両が所定速度で衝
突してきた場合）に、アウタパネル１２の変形により板
ばね４６の中間部４６Ｃが押圧されて、メンブレンスイ
ッチ４８がＯＮするように構成されているが、後述する
エアバッグ装置を適正に作動させるために、プライマリ
ーセンサ３４が同時に複数個（２個以上）ＯＮした場合
のみ、エアバッグ作動回路が閉じるように構成されてい
る。

【００１８】また、フロントドア１０には図示しない乗
員保護装置としての電気着火式のエアバッグ装置が配設
されており、上述したプライマリーセンサ３４のメンブ
レンスイッチ４８が複数個ＯＮすることにより、または
セカンダリーセンサ３６のメンブレンスイッチ４１がＯ
Ｎすることにより、エアバッグ装置作動回路が閉じてエ
アバッグ装置を作動させるようになっている。

【００１９】以下に、本実施例の作用を説明する。セン
サ３０がサイドインパクトバー２８に取り付けられた後
に、車両走行状態もしくは車両停止状態となった場合に
おいて、フロントドア１０に図４の矢印Ａ方向へ所定の
低荷重が作用すると、フロントドア１０のアウタパネル
１２が変形して板ばね４６の中間部４６Ｃが押圧され
る。これにより、板ばね４６が弾性変形して、メンブレ
ンスイッチ４８が押圧されてＯＮする。

【００２０】このときの作動を図７に示されるグラフを
用いながら更に詳述すると、板ばね４６の中間部４６Ｃ
に荷重が作用していない状態では、図６（Ａ）に示され
るように、板ばね４６の一端４６Ｂ（自由端）は段部５
２の頂面５２Ａ上に当接しているが底面５２Ｂには非接
触の状態にある。これを図７に示されるグラフ上で観る
と、原点Ｏの位置に相当する。なお、このグラフは、板
ばね４６の中間部４６Ｃに荷重が作用した場合の板ばね
４６の弾性復元力（つまり、反力）を縦軸にとり、時間
を横軸にとったグラフである。

【００２１】この状態から、板ばね４６の中間部４６Ｃ
に所定の荷重が作用すると、図６（Ｂ）に示されるよう
に、これに応じて中間部４６Ｃが弾性変形する。このた
め、頂面５２Ａに当接していた板ばね４６の一端４６Ｂ
が、垂直面５２Ｃを越えて底面５２Ｂ上に当接する。こ
れをグラフ上で観ると、原点Ｏから点Ｂまで傾きαで上
昇する部分が弾性変形している状態であり、点Ｂに到達
したときが他の一端４６Ｂが段部５２に落ち始めた時点
である。そして、この点Ｂの時点とほぼ同時である点Ｃ
の時点でメンブレンスイッチ４８がＯＮする（より正確
には、点Ｂと点Ｃの間のグラフ上においてメンブレンス
イッチ４８はＯＮしている）。

【００２２】この点Ｂ、Ｃ間を比較説明すると、点Ｂま
では板ばね４６の両端４６Ａ、４６Ｂ（うち一端４６Ａ
は固定）が保持ブラケット５２の頂面５２Ａの高さで二
端で支持された状態であり、板ばね４６を単純梁で近似
すると、略両端支持梁状態である。それに対し、点Ｂか
ら点Ｃに至るまでは、板ばね４６の一端が、頂面５２Ａ
の高さから垂直面５２Ｃ高さ分だけ落下し、その間は板
ばね４６が略片持ち支持梁状態となる。従って、梁剛性
自身は同じでも、略両端支持梁に比べ板ばね４６の反力
が著しく低下する。従って、結果的に段部５２に落ち始
めの点Ｂと落ち終わりの点Ｃとでは反力が著しく異な
る。

【００２３】その後、更に荷重が負荷され板ばね４６の
反力が再び傾きβ（傾きβは傾きαよりも大きくほぼ９
０度に近い）で増加して点Ｄに到達し、この時点で作用
荷重が除荷される。従って、この点Ｄ以降は、弾性変形
していた板ばね４６が徐々に復元していく過程であり、
傾き−βで点Ｅまで下降していく。なお、作用荷重が大
きい場合には、点Ｄで除荷されずにそのまま矢印方向へ
向けて上昇することになる。

【００２４】ここで、反力Ｃと同反力の点Ｄ’と点Ｅ間
の線分Ｐの状況は、板ばね４６の他の一端４６Ｂにおけ
る中間部４６Ｃ側の角部が、段部５２の垂直面５２Ｃに
引っ掛かっている状態である。そして、この線分Ｐの時
間軸への投影区間Ｑに相当する時間が、従来構造に対す
るメンブレンスイッチ４８の増加分のＯＮ時間である。
そして、点Ｅに到達することにより、板ばね４６の他の
一端４６Ｂにおける中間部４６Ｃ側の角部が、段部５２
の垂直面５２Ｃを乗り越え、これとほぼ同時に点Ｆにて
メンブレンスイッチ４８がＯＦＦとなる。その後は、板
ばね４６は元の状態に復元するべく傾き−αで下降して
いく。

【００２５】従って、結局、メンブレンスイッチ４８の
ＯＮ時間は、導通開始時点である点Ｃから導通終了時点
である点Ｆまでの区間Ｒとなる。そして、プライマリー
センサ３４単体で観た場合、この区間Ｒ内でエアバッグ
装置は作動する。なお、メンブレンスイッチ４８のＯＦ
Ｆ時点である点Ｆ以降においては、板ばね４６自体は傾
き−αで復元していくが、この状態においても区間Ｒを
経過しているためエアバッグ装置は既に作動している状
態である。

【００２６】しかし、エアバッグ装置作動回路によっ
て、プライマリーセンサ３４が二個以上同時にＯＮした
場合にのみ、前記回路が閉じてエアバッグ装置が作動す
ることになる。これにより、フロントドア１０からエア
バッグ装置の袋体（図示省略）が膨出する。

【００２７】なお、フロントドア１０に図４の矢印Ａ方
向へ所定の高荷重が作用した場合、同様にフロントドア
１０のアウタパネル１２が変形してセカンダリーセンサ
３６のステー４０が押圧される。これにより、荷重感知
部３９が潰れて圧縮塑性変形しセカンダリーセンサ３６
のメンブレンスイッチ４１がＯＮする。従って、エアバ
ッグ装置作動回路が閉じて、エアバッグ装置が前述した
場合と同様に作動する。

【００２８】このように本実施例では、プライマリース
イッチ３４における保持ブラケット４４の支持部４４Ａ
に段部５２を設けたので、メンブレンスイッチ４８のＯ
Ｎ時間を増加させることができる。従って、エアバッグ
装置を確実に作動させることができる。

【００２９】なお、本実施例では、保持ブラケット４４
の基部４４Ａに段部５２を形成したが、これに限らず、
図８、図９に示されるように、板ばね４６の他の一端４
６Ｂに楕円孔６０を打抜き、板ばね４６の弾性変形時に
楕円孔６０内へ嵌入される円柱状の小突起６２を保持ブ
ラケット４４の基部４４Ａ上に形成しておく構成にして
もよい。この構造によれば、図９（Ａ）に示される状態
から板ばね４６が弾性変形して楕円孔６０内へ小突起６
２が嵌入された後、板ばね４６が復元する際に、楕円孔
６０の内周面が小突起６２に引っ掛かってこれを乗り越
えていくことになるので、前述した実施例と同様の効果
が得られる。

【００３０】また、上記変形例の他にも、例えば、保持
ブラケット４４の支持部４４Ａにおいて板ばね４６の他
の一端４６Ｂの先端よりも若干離間した位置に粗面を施
しておく構成であってもよい。この場合、荷重作用時に
板ばね４６が弾性変形すると粗面上に板ばね４６の他の
一端４６Ｂが到達し、除荷後板ばね４６が復元する際に
摩擦抵抗を増加させることにより、ＯＮ時間が増加す
る。

【００３１】さらに、本実施例では、保持ブラケット４
４の支持部４４Ａに段部５２を形成しているが、これに
限らず、保持ブラケット４４を廃止して、ステー４０に
板ばね４６の一端４６Ａを直接スポット溶接し、このス
テー４０自体に段部５２を形成する構成にしてもよい。
この場合、ステー４０が、本考案における基部に相当す
る。

【００３２】また、本実施例では、プライマリーセンサ
３４を３カ所に設けているが、これに限らず、４カ所以
上であってもよい。

【００３３】さらに、本実施例では、フロントドア１０
の変形後のアウタパネル１２に押圧されてプライマリー
センサ３４の板ばね４６の中間部４６Ｃが押圧されるよ
うに構成しているが、これに限らず、車両の外周部に配
設され、かつ他の車両等が衝突する可能性があるボデー
パネル（例えば、ワゴン車等のバックドアのアウタパネ
ル等）であれば、すべて本考案は適用可能である。

【００３４】さらに、本実施例では、乗員保護装置とし
てフロントドア１０に設けられたエアバッグ装置を用
い、このエアバッグ装置を作動させる構成について説明
したが、これに限らず、他のエアバッグ装置（運転席
用、助手席用等）やウエビング巻取装置に設けられ車両
衝突時にワイヤ等を用いて急速に巻取軸を巻取方向へ回
転させる所謂プリロード装置等に適用しこれらを作動さ
せてもよい。

【００３５】

【考案の効果】以上説明したように本考案に係る乗員保
護装置用センサは、弾性変形した受圧部が復元する際に
抵抗を付与し、スイッチ部の導通時間を増加させる抵抗
付与手段を設けたので、スイッチの導通時間を長くする
ことができるという優れた効果を有する。さらに、本考
案に係る乗員保護装置用センサは、基部に設けられて弾
性変形した受圧部が復元する際に当該受圧部に引っ掛か
ることで当該受圧部に抵抗を付与する段部によって、抵
抗付与手段を構成したので、部品点数を増加させること
なく非常に簡素な構成で、スイッチ部の導通時間を安定
的にかつ精度良く増加させることができるという優れた
効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るプライマリーセンサを
示す分解斜視図である。

【図２】図１のプライマリーセンサ及びセカンダリーセ
ンサから成るセンサを示す斜視図である。

【図３】図１のセンサを備えたフロントドアを示す斜視
図である。

【図４】図３の４−４線断面図である。

【図５】図３の５−５線断面図である。

【図６】図１のプライマリーセンサの変形前後の状態を
示す作動図であり、図６（Ａ）は変形前の状態を示すプ
ライマリーセンサの断面図、図６（Ｂ）は変形後の状態
を示すプライマリーセンサの断面図である。

【図７】図１のプライマリーセンサの作動特性を示すグ
ラフである。

【図８】図１のプライマリーセンサの変形例を示す図１
に対応する斜視図である。

【図９】図８のプライマリーセンサの変形前後の状態を
示す作動図であり、図９（Ａ）は変形前の状態を示すプ
ライマリーセンサの断面図、図９（Ｂ）は変形後の状態
を示すプライマリーセンサの断面図である。

【符号の説明】

１２ アウタパネル（ボデーパネル） ３４ プライマリーセンサ（乗員保護装置用センサ） ４０ ステー（基部） ４４ 保持ブラケット（基部） ４６ 板ばね（受圧部） ４８ メンブレンスイッチ（スイッチ部） ５２ 段部（抵抗付与手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 堀場 保 愛知県丹羽郡大口町大字豊田字野田１番 地 株式会社東海理化電機製作所内 (72)考案者 塩田 誠 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)考案者 藤田 浩一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−43640（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−78749（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−126170（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60R 21/32 G01P 15/135 H01H 1/26

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボデーパネルに対して所定距離離間した
   位置に配置され、変形後の前記ボデーパネルに押圧され
   て導通し車両に設けられた乗員保護装置を作動させる乗
   員保護装置用センサであって、 前記変形後のボデーパネルに押圧されて弾性変形する受
   圧部と、 この受圧部が取り付けられる基部と、 この基部と受圧部との間に配置され、弾性変形した前記
   受圧部によって押圧されて導通し前記乗員保護装置を作
   動させるスイッチ部と、 前記弾性変形した前記受圧部が復元する際に抵抗を付与
   し、前記スイッチ部の導通時間を増加させる抵抗付与手
   段と、を備え、 さらに、前記抵抗付与手段は、前記基部に設けられて前
   記弾性変形した前記受圧部が復元する際に当該受圧部に
   引っ掛かることで当該受圧部に抵抗を付与する段部によ
   って構成されている、 ことを特徴とする乗員保護装置用センサ。