JP4124812B2 - 荷重検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前方から車両に作用する荷重を検知する荷重検知装置に関する。

近年、歩行者が車両と衝突した場合には歩行者は車両のボンネット付近の部分によって損傷を受ける場合が多いことが指摘されており、車両のボンネット付近にエアバッグ装置を設けて、歩行者が車両に衝突した場合等に歩行者を保護できる車両の開発が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に示されるようなエアバッグ装置等を設ける場合には、車両の前側に前方検知装置を設けて衝突事故を検知する必要がある。このような前方検知装置としては、赤外線センサ等により車両に歩行者が近接したことを検知して衝突を予測できるものや、荷重センサ等により車両に歩行者が衝突したことを検知できるもの等が用いられる。本明細書においては、前方検知装置のうち荷重センサによって衝突を検知できるものを、荷重検知装置と呼ぶ。

このうち荷重センサは、バンパリーンフォース等に代表される、車両前側に配設されている内側部材の前側面に配設するのがよいと考えられる。そして、荷重センサのうち車両前方側の部分を、内側部材よりもさらに車両前端側に配設されるフロントバンパカバー等の外側部材で覆うのがよいと考えられる。このような従来の荷重検知装置を模式的に表す断面図を図４に示す。

図４に示される荷重検知装置１００は、バンパリーンフォースからなる内側部材１０１の前側面に光ファイバセンサからなる荷重センサ１０２が取付されたものであり、荷重センサ１０２および内側部材１０１の車両前方側の部分がフロントバンパカバーからなる外側部材１０３で覆われたものである。なお、内側部材１０１は左右の所定部分が車両フレームのサイドメンバ１０５の左右前端に取付されている。

この荷重検知装置１００によると、歩行者が車両に衝突すると、外側部材１０３が車両前方から後方に向けて変形し、外側部材１０３の後側に配設されている荷重センサ１０２が外側部材１０３により押圧される。この押圧によって荷重センサ１０２に荷重が伝達されるため、荷重センサ１０２で衝突を検知することができる。そして、荷重センサ１０２が外側部材１０３に覆われているために、例えば停車している車両に歩行者がぶつかった等の軽微な荷重が直接荷重センサ１０２に伝達されることはなく、エアバッグ装置等の誤作動が防止される。

ここで、図５に示すように、外側部材１０３の後側には衝突時の衝撃を緩和するための緩衝部材１０６を配設することが一般的であるが、この場合には外側部材１０３に作用した荷重が緩衝部材１０６を介して内側部材１０１に伝達されるために、荷重センサ１０２には充分に荷重が伝達されない場合がある。また、外側部材１０３と荷重センサ１０２との配置位置等によっては、変形した外側部材１０３が内側部材１０１のうち荷重センサ１０２が配設されていない部分１０７に当接して、車両に作用した荷重が荷重センサ１０２に確実に伝達されない場合がある。これらの場合には、車両に作用した荷重を荷重センサ１０２で確実に検出し難くなる問題がある。
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、車両に作用した荷重を荷重センサで確実に検出できる荷重検知装置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検知装置は、車両前側に配設されている内側部材と、内側部材の前側に配設されている荷重センサと、荷重センサよりも車両前端側に配設されている外側部材と、を備え、車両前方から車両に作用する荷重を外側部材を介して荷重センサで検知する荷重検知装置であって、
外側部材と荷重センサとの間隙であり荷重センサに隣接する位置には、荷重センサを覆う硬質の荷重伝達部材が内側部材の前側面方向に移動可能に設けられ、
荷重伝達部材と外側部材との間には、荷重伝達部材よりも変形し易い緩衝部材が設けられていることを特徴とする。

本発明の荷重検知装置において、上記荷重伝達部材は、上記内側部材の前側面方向にスライド移動可能に設けられていることが好ましい。
本発明の荷重検知装置において、上記荷重センサは、上記内側部材の前側面と上記荷重伝達部材の後側面との少なくとも一方に取付されていることが好ましい。この場合、少なくとも上記荷重伝達部材の後側面のうち前記荷重センサに対向する部分と上記内側部材の前側面のうち上記荷重センサに対向する部分とは、その距離が略一定になるように形成されていることが好ましい。

上記荷重伝達部材は樹脂製であることが好ましい。
上記荷重伝達部材はＰＢＴ製であることが好ましい。

上記荷重伝達部材の後側面のうち上記荷重センサに対向する部分以外の部分には、上記荷重センサの前後方向の長さよりも短いリブが上記内側部材方向に延設されていることが好ましい。

上記内側部材の前側面のうち上記荷重センサに対向する部分以外の部分には、上記荷重センサの前後方向の長さよりも短いリブが上記荷重伝達部材方向に延設されていることが好ましい。

本発明の荷重検知装置では、外側部材と荷重センサとの間隙であり荷重センサに隣接する位置には、荷重センサを覆う荷重伝達部材が設けられている。この荷重伝達部材は内側部材の前側面方向に移動可能である。このため、車両前方から車両に作用した荷重（以下、前方荷重と呼ぶ）により外側部材が変形すると、荷重伝達部材は外側部材によって押圧されて内側部材の前側面方向に移動し、荷重伝達部材と内側部材とで荷重センサが押圧される。従って本発明の荷重検知装置では、前方荷重は荷重伝達部材を介して荷重センサに伝達される。そして、この荷重伝達部材は荷重センサに隣接した位置に荷重センサを覆って配置されているために、外側部材に作用した前方荷重は確実に荷重センサに伝達される。さらに、荷重伝達部材は硬質であるために変形し難く、荷重伝達部材が変形することにより荷重センサ以外の部分に前方荷重が伝達される等の不具合が避けられる。

本発明の荷重検知装置において、荷重センサは内側部材の前側面と荷重伝達部材の後側面との間に配置されれば良く、例えば別部材に取付して内側部材の前側面と荷重伝達部材の後側面との間に配設してもよいが、内側部材の前側面と荷重伝達部材の後側面との少なくとも一方に取付されていることが好ましい。前方荷重をより確実に荷重センサに伝達するとともに、荷重検知装置を簡単な構造にし製造コストを低減させるためである。

また、少なくとも荷重伝達部材の後側面のうち荷重センサに対向する部分と内側部材の前側面のうち荷重センサに対向する部分とを、その距離が略一定になるように形成する場合には、荷重伝達部材により荷重センサに伝達される前方荷重が均一になる。したがって、例えば、荷重センサの一部分にのみ強い荷重が伝達され他の部分には荷重が伝達されない場合に比べて、荷重センサによる前方荷重の検出が確実になされる。

荷重伝達部材を樹脂製のものとする場合には、荷重検知装置を軽量化できる利点がある。

荷重伝達部材の後側面のうち荷重センサと対向する部分以外の部分に、荷重センサの前後方向の長さよりも短いリブを内側部材方向に延設する場合には、外側部材に押圧されて移動した荷重伝達部材はリブの先端が内側部材の表面に当接する位置で停止する。このリブは荷重センサの前後方向の長さよりも短いために、荷重センサはリブの長さと荷重センサの前後方向の長さとの差だけ押圧され、前方荷重が伝達される。また、内側部材の前側面のうち荷重センサと対向する部分以外の部分に、同様のリブを荷重伝達部材方向に延設する場合には、荷重伝達部材はリブの先端が荷重伝達部材の表面に当接する位置で停止する。そして同様に荷重センサはリブの長さと荷重センサの前後方向の長さとの差だけ押圧されて前方荷重が伝達される。荷重伝達部材または内側部材にこれらのリブを設ける場合には、例えば車両同士の衝突事故時等に代表される、車両に強い荷重が作用する場合にも、荷重センサが圧縮される大きさは一定以下で済み、荷重センサに作用する前方荷重は一定以下で済む。このため、荷重センサに過度の前方荷重が作用して荷重センサが故障する等の不具合が回避される。

本発明に係る荷重検知装置は、内側部材と、荷重センサと、外側部材と、荷重伝達部材とを備える。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が好ましく使用される。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。内側部材としては、上述したバンパリーンフォース等に代表される、車両前側に配設され車両の一部を構成する部材を用いることができる。外側部材としては、フロントバンパカバーに代表される車両の前端側に配設され車両の一部を構成する部材を用いることができる。

荷重伝達部材は、外側部材と荷重センサとの間隙であり荷重センサに隣接する位置に配設される。この荷重伝達部材は、金属や硬質樹脂等の硬質の材料からなり、荷重センサを覆うように荷重センサの前方に配置される。そしてこの荷重伝達部材は内部部材の前側面方向に移動可能に設けられている。荷重センサはこの荷重伝達部材のうち内側部材側の面である後側面に取付してもよいし、内側部材のうち荷重伝達部材側の面である前側面に取付してもよい。何れの場合にも前方荷重が作用する場合には、荷重センサは荷重伝達部材を内側部材と挟まれて押圧される。この荷重伝達部材は、外側部材や内側部材に対してスライド自在に取付されて内側部材の前側面方向にスライド移動することが好ましいが、その他の方法で内側部材の前側面方向に移動するものであってもよい。

また、内側部材の前側面方向、すなわち後方に移動した荷重伝達部材を前方に戻すための戻し手段を設けても良い。戻し手段は例えば内側部材に固定されたバネ等の付勢手段からなることが好ましい。

荷重伝達部材を構成する材料は硬質なものであればよいが、例えば、ＰＢＴ等の樹脂材料からなることが好ましい。

本発明の荷重検出装置には、外側部材の後方に、上述した緩衝部材が配設されている。荷重伝達部材は荷重センサに隣接した位置に配置されているために、外側部材から伝達された前方荷重は緩衝部材を介して荷重伝達部材に伝達され、さらに荷重センサに伝達される。従って、この場合にも荷重センサにより前方荷重を確実に検出することができる。

荷重伝達部材の形状は、前方荷重を荷重センサに伝達できる形状であれば良いが、少なくとも荷重伝達部材の後側面のうち荷重センサに対向する部分と内側部材の前側面のうち荷重センサに対向する部分とは、その距離が略一定になるように形成されていることが好ましい。車両前方から車両に荷重が作用し荷重伝達部材が内側部材の前側面方向に移動すると、荷重センサは荷重伝達部材と内側部材とに挟まれる。このため、荷重伝達部材の形状によっては荷重センサに均一に荷重が伝達されない場合がある。また、荷重センサを複数配設する場合には、一部の荷重センサには荷重が伝達しない場合等もある。少なくとも荷重伝達部材の後側面のうち荷重センサに対向する部分と内側部材の前側面のうち荷重センサに対向する部分とが、その距離が略一定になるように形成されている場合には、荷重センサに伝達される荷重は均一になり、荷重センサによって前方荷重をより確実に検出することができる。

荷重伝達部材の後側面のうち荷重センサに対向する部分以外の部分には、荷重センサの前後方向の長さよりも短いリブを内側部材方向に延設することが好ましい。この場合には、上述したように車両に過大な荷重が作用する場合にも荷重センサの破損が回避される。また、内側部材の前側面のうち荷重センサに対向する部分以外の部分に、荷重センサの前後方向の長さよりも短いリブを荷重伝達部材方向に延設する場合にも、同様に荷重センサの破損が回避される。このリブは、荷重センサが配設されている長さ全長にわたって設けても良いし、一部にのみ設けても良い。また、このリブを荷重伝達部材に設ける場合、荷重センサは荷重伝達部材に取付してもよいし、内側部材に取付してもよい。さらに、このリブを内側部材に設ける場合、荷重センサは荷重伝達部材に取付してもよいし、内側部材に取付してもよい。何れの場合にも、荷重センサの破損が回避される。

以下、本発明の荷重検知装置を図面を基に説明する。

（実施例１）
本実施例の荷重検知装置は、光ファイバセンサを荷重センサとして用いた例である。本実施例の荷重検知装置を模式的に表す断面図を図１に示し、前方荷重が作用した状態の本実施例の荷重検知装置を模式的に表す断面図を図２に示す。

本実施例の荷重検知装置１においては、光ファイバセンサからなる荷重センサ２は、車両のバンパリーンフォースからなる内側部材３の前側面に取付されている。荷重センサ２は、内側部材３の左右方向に延びるように設けられるとともに、左右端側で折り返されて上下方向に列設されている。荷重センサ２の一端は、図示しない発光手段に接続され、他端は図示しない受光手段に接続されている。内側部材３は左右の所定部分が車両フレームのサイドメンバ５の左右前端に取付されている。

荷重センサ２の前方側には、荷重センサ２および内側部材３の前側面を覆うようにＰＢＴ樹脂からなる荷重伝達部材７が設けられている。この荷重伝達部材７は、内側部材３の前側面に対応した形状の後側面を持つ略平板状の押圧部８と、押圧部８の上下端側より後方向に延びる略Ｌ字状の脚部１０とを持っている。各々の脚部１０は内側部材３に沿って内側部材３の後側に向かって延び、各々の脚部１０の後端部１１は内側部材３の後側面よりもさらに後側で他方の脚部１０方向に略直角に屈曲している。荷重伝達部材７は、脚部１０によって内側部材３の上下面にスライド可能に係止されている。また、押圧部８の後側面のうち、上下に列設されている荷重センサ２同士の間隙に相当する位置には、内側部材３方向に延びるリブ１２が設けられている。このリブ１２の突出高さａは、荷重センサ２の前後方向の長さｂよりも短くなっており、リブ１２の突出端面１５は、前方荷重が作用していない状態では内側部材３と離間して配置されている。

荷重伝達部材７の前側面の前方側には、フロントバンパカバーからなる外側部材１７が配設されている。この外側部材１７は、荷重伝達部材７と離間するように内側部材３に取付されている。また、外側部材１７と荷重伝達部材７との間隙には、軟質の多孔材よりなる緩衝部材１８が配設されている。

本実施例の荷重検出装置１においては、車両に前方荷重が作用した場合には、図２に示すように、外側部材１７が変形する。そして、変形した外側部材１７によって緩衝部材１８が押圧される。外側部材１７に押圧された緩衝部材１８は変形しつつ荷重伝達部材７を押圧し、緩衝部材１８に押圧された荷重伝達部材７は荷重センサ２方向にスライド移動する。そして、スライド移動した荷重伝達部材７は荷重センサ２に当接して荷重センサ２を押圧する。荷重センサ２は内側部材３に保持されているために、内側部材３と荷重伝達部材７とに挟まれる。このとき、荷重センサ２が押圧され変形するために、荷重センサ２内を通る光が干渉される。このため、荷重センサ２に接続されている受光手段で検出される光量は、発光手段により荷重センサ２内に照射された光量よりも小さくなり、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が荷重センサに作用した荷重として検出される。この受光手段は、図示しない演算制御手段に接続されており、荷重センサ２に作用した荷重に応じた電圧信号を演算制御手段に伝送する。演算制御手段に電圧信号が伝送されると、電圧信号の大きさに応じてボンネット付近に配設されているエアバッグが展開される。

本実施例の荷重検知装置１によると、車両に作用した前方荷重は荷重伝達部材７を介して荷重センサ２に伝達される。したがって、前方荷重が確実に荷重センサ２に伝達されるために、荷重センサ２により前方荷重を確実に検知することができる。

また、荷重伝達部材７にはリブ１２が設けられているために、過大な前方荷重が作用する場合にも、荷重センサが破損することが回避される。

（実施例２）
本実施例の荷重検知装置は、荷重センサを荷重伝達部材に取付したこと以外は実施例１のものと同じものである。本実施例の荷重検知装置を模式的に表す断面図を図３に示す。

本実施例の荷重検知装置３０においては、光ファイバセンサからなる荷重センサ３１は、荷重伝達部材３２の後側面に取付されている。荷重センサ３１は、荷重伝達部材３２の左右方向に延びるように設けられるとともに、左右端側で折り返されて上下方向に列設されている。荷重センサ３１の一端は、実施例１のものと同様に図示しない発光手段に接続され、他端は図示しない受光手段に接続されている。また、荷重伝達部材３２の後側面のうち、上下に配設されている荷重センサ３１同士の間隙に相当する位置には、内側部材３３方向に延びるリブ３５が設けられている。このリブ３５の突出高さは、荷重センサ３１の前後方向の長さよりも短くなっており、リブ３５の突出端面３６は、前方荷重が作用していない状態では内側部材３３と離間して配置されている。

本実施例の荷重検出装置３０においては、車両に前方荷重が作用した場合には、変形した外側部材３７によって緩衝部材３８が押圧され、緩衝部材３８は変形しつつ荷重伝達部材３２を押圧する。そして、緩衝部材３８に押圧された荷重伝達部材３２は内側部材３３方向にスライド移動する。ここで、荷重伝達部材３２のうち後側面には荷重センサ３１が取付されているため、荷重センサ３１は荷重伝達部材３２とともに内側部材３３方向にスライド移動し、内側部材３３に当接する。そして内側部材３３と荷重伝達部材３２とに挟まれて押圧される。この押圧によって荷重センサ３１が変形し、前方荷重が検知される。

本実施例の荷重検知装置３０によると、実施例１の荷重検知装置と同様に、車両に作用した前方荷重は荷重伝達部材３２を介して荷重センサ３１に伝達される。このため、荷重センサ３１によって前方荷重を確実に検知することができる。

また、荷重伝達部材３２にはリブ３５が設けられているために、過大な前方荷重が作用する場合にも、荷重センサが破損することが回避される。

本発明の実施例１の荷重検知装置を模式的に表す断面図である。 前方荷重が作用した状態の本発明の実施例の荷重検知装置を模式的に表す断面図である。 本発明の実施例２の荷重検知装置を模式的に表す断面図である。 従来の荷重検知装置を模式的に表す断面図である。 従来の荷重検知装置を模式的に表す断面図である。

符号の説明

１：荷重検知装置 ２：荷重センサ ３：内側部材 ７：荷重伝達部材 １２：リブ
３０：荷重検知装置 ３１：荷重センサ ３２：荷重伝達部材 ３３：内側部材 ３５：リブ ３６：リブの突出端面 ３７：外側部材 ３８：緩衝部材
１００：荷重検知装置 １０１：内側部材 １０２：荷重センサ １０３：外側部材

Claims (8)

1. 車両前側に配設されている内側部材と、該内側部材の前側に配設されている荷重センサと、該荷重センサよりも車両前端側に配設されている外側部材と、を備え、車両前方から車両に作用する荷重を該外側部材を介して該荷重センサで検知する荷重検知装置であって、
   該外側部材と該荷重センサとの間隙であり該荷重センサに隣接する位置には、該荷重センサを覆う硬質の荷重伝達部材が該内側部材の前側面方向に移動可能に設けられ、
   該荷重伝達部材と該外側部材との間には、該荷重伝達部材よりも変形し易い緩衝部材が設けられていることを特徴とする荷重検知装置。
2. 前記荷重伝達部材は、前記内側部材の前側面方向にスライド移動可能に設けられている請求項１に記載の荷重検知装置。
3. 前記荷重センサは、前記内側部材の前側面と前記荷重伝達部材の後側面との少なくとも一方に取付されている請求項１記載の荷重検知装置。
4. 少なくとも前記荷重伝達部材の後側面のうち前記荷重センサに対向する部分と前記内側部材の前側面のうち前記荷重センサに対向する部分とは、その距離が略一定になるように形成されている請求項１記載の荷重検知装置。
5. 前記荷重伝達部材は樹脂製である請求項１記載の荷重検知装置。
6. 前記荷重伝達部材はＰＢＴ製である請求項１記載の荷重検知装置。
7. 前記荷重伝達部材の後側面のうち前記荷重センサと対向する部分以外の部分には、前記荷重センサの前後方向の長さよりも短いリブが前記内側部材方向に延設されている請求項１記載の荷重検知装置。
8. 前記内側部材の前側面のうち前記荷重センサと対向する部分以外の部分には、前記荷重センサの前後方向の長さよりも短いリブが前記荷重伝達部材方向に延設されている請求項１記載の荷重検知装置。

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