JPH0642461U - 乗員保護装置用センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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。 【構成】 プライマリーセンサ３４の保持ブラケット４
４の支持部４４Ａには、段部５２が形成されている。従
って、板ばね４６に荷重が作用して弾性変形すると、板
ばね４６の他の一端４６Ｂが段部５２に落ちる。そし
て、板ばね４６が復元する際に、他の一端４６Ｂが段部
５２の垂直面５２Ｃに引っ掛かって乗り越えることにな
る。従って、メンブレンスイッチ４８の導通時間が長く
なる。

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、を有する 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、抵抗付与手段によっ て抵抗が受圧部に付与される。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。

【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３０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２ ８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２８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５４がが潰れる（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４ ４Ａ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４４Ａ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４６ Ｂ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４４Ａ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ＯＮ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５２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４６ Ｃ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４ ６Ｂ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、４６ Ｂ（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、帳面５２ Ａ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４ ６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９０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ＯＦＦ時点である点Ｆ以降においては、板ばね４６自体は 傾き−β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ＯＮ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４６Ｂ 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６２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４４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。

【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） ６０ 楕円孔（抵抗付与手段） ６２ 小突起（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

Claims (1)

【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、 を有することを特徴とする乗員保護装置用センサ。