(57)【要約】多層センサ（１０）と、該多層センサ（１０）の使用方法とを開示する。このセンサは多層形の実施形態を有している。このセンサ（１０）には光導波管（１８）が通されており、外力が加えられたときに、外力が光学的導波管に作用する。
2006504939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層センサであって、該多層センサに光学的導波管（１８、４２、６０）を通してあり、前記光学的導波管（１８、４２、６０）は、外力が加えられたときに、力が前記光学的導波管（１８、４２、６０）に作用するように構成されることを特徴とする多層センサ。
【請求項２】
前記光学的導波管（１８、４２、６０）は、外力の付与により曲げられるように構成されることを特徴とする請求項１記載の多層センサ。
【請求項３】
前記光学的導波管（１８、４２、６０）は、外力の付与により変形されるように構成されることを特徴とする請求項１記載の多層センサ。
【請求項４】
前記光学的導波管（１８、４２、６０）を収容する構造体（５２、８２、１０４）を有し、該構造体（５２、８２、１０４）は、外力を光学的導波管（１８、４２、６０）に直接伝達する前方層（５４、８４、１０６）および後方層（５６、８６）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の多層センサ。
【請求項５】
前記構造体は、光学的導波管（１８、４２、６０）を案内する機能を有するクリップ（３４、１０２）およびリブ（３８、６２、８８）を有することを特徴とする請求項４記載の多層センサ。
【請求項６】
前記前方層（５４、８４、１０６）および前記後方層（５６、８６）は、接着剤層（７０、１０８）により一体に接合されることを特徴とする請求項４または５記載の多層センサ。
【請求項７】
前記接着剤層（７０、１０８）は、前記前方層（５４、８４、１０６）および前記後方層（５６、８６）の縁部の領域のみに塗布されることを特徴とする請求項６記載の多層センサ。
【請求項８】
前記光学的導波管（１８、４２、６０）を通す第一層（１２）と、該第一層（１２）に当接する第二層（１４、３２）とを有し、前記第一層（１２）は前記第二層（１４、３２）よりも高い圧縮性を有することを特徴とする請求項１記載の多層センサ。
【請求項９】
第三層（１６、３０、４０）が設けられており、該第三層は前記第一層（１２）よりも低い圧縮性を有し、前記第三層（１６、３０、４０）は、該第三層（１６、３０、４０）と前記第二層（１４、３２）との間に前記第一層（１２）が配置されるように構成されることを特徴とする請求項８記載の多層センサ。
【請求項１０】
前記光学的導波管（１８、４２、６０）は、少なくとも２回、センサ（１０、５０、８０、１００）に通されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の多層センサ。
【請求項１１】
前記光学的導波管（１８、４２、６０）は、波状形態でセンサに通されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の多層センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多層センサ、および、該多層センサを自動車の圧力センサ、および／または、力センサとして使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歩行者を保護する新法の導入の範囲内で、要件を満たす種々の有効な基準が計画されている。この目的のため、これから数年以内に、自動車には力センサおよび／または圧力センサが益々取付けられ、衝撃を受けたときまたは衝突時に、これらのセンサは、どのような種類の物体に衝突したかを検出するようになるであろう。かくして、例えば、車両が衝突したのが樹木であるか、他の車両であるか、または、歩行者であるかを区別できる。歩行者に対する有効な保護を行うため、歩行者との衝突が検出されたときは適当な反応が生じ、すなわち、適当な手段例えばエアバッグが作動され、または、ボンネットが変形されるであろう。
【０００３】
かくして、この目的に使用されるセンサは、信頼性ある識別ができるようにするため、信号を極めて迅速に供給できなくてはならない。
【０００４】
刊行された下記特許文献１には、荷重（ロード）が光ファイバ構造体に作用する、ケーブルの形態をなす光ファイバロードセンサが開示されている。光ファイバ構造体は、プラスチックコアの回りで同方向に巻回された２本の光ファイバを有している。
【０００５】
【特許文献１】ドイツ国特許ＤＥ １９５ ３４ ２６０ Ｃ２明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明による多層センサには光学的導波管が通され、この導波管は、外力が加えられた場合に、外力が光学的導波管に作用するように構成される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
外力の付与により曲げられる光学的導波管または外力の付与により変形されて横断面が変化する光学的導波管が提供される。両導波管において、光学的導波管を通る光量の変化により、例えば、衝撃の結果としての力の付与を検出できる。
【０００８】
本発明によるセンサの１つの特徴によれば、センサは前方層および後方層を備えた構造体を有し、該構造体内に光学的導波管が配置されている。この実施形態では、好ましくは、硬質ではあるが可撓性を有する材料で作られた層が、光学的導波管に直接作用し、外力が付与された場合に一般的な態様で光学的導波管を曲げる。層に適した材料として、熱可塑性ポリウレタンまたは熱可塑性ポリエステルエラストマーがある。これらの材料は、広範囲の温度で事実上一定の特性を呈する。
【０００９】
構造体すなわち前方層および後方層には、光学的導波管を保持する機能を有する或るアタッチメントすなわち幾何学的部材例えばクリップ、および／または、リブを設けることができる。これらはまた、光学的導波管の曲げが、外力の付与の結果として正確に定められた態様で生じることを確保する。この実施形態では、力が加えられることによっても作動能力が損なわれることがなく可撓性を維持することが保証される。
【００１０】
上記実施形態では、構造体は光学的導波管に直接接触しているので、構造体に作用するあらゆる外力が光学的導波管に直接伝達される。
【００１１】
１つの特徴によれば、前方層と後方層との間に、両層を一体に保持する接着剤層が設けられ、光学的導波管が接着剤層による影響を受けないようにするには、この接着剤層は、両層の縁部の領域にのみ塗布するのが好ましい。しかしながら、層は全面に亘って形成することもできる。この層は、センサ特に光学的導波管を汚れおよび水分から保護する。
【００１２】
接着剤層の材料特性がセンサの挙動に影響を与えることに留意すべきである。センサの挙動すなわち感度は、構造体、接着剤層および光学的導波管の材料を適宜選択することにより正確に調節できる。特定外力が加えられたときの両層間の相対移動度合いは、例えば硬度、接着剤層の幅、接着剤層の数等のパラメータにより調節できる。
【００１３】
他の実施形態では、本発明によるセンサは、光学的導波管が通される第一層と、該第一層に当接する第二層とを有している。この場合、第一層は、第二層よりも高い圧縮性を有する。
【００１４】
かくして、第一層よりも硬い第二層は、衝突により引起こされた衝撃または圧力を吸収し、かつこれを実質的に損失なくして第一層に伝達する。この軟らかい方の第一層は変形し、従って該第一層内に収容された光学的導波管を変形させる。従って、第一層は、第二層に使用される材料よりも高い圧縮性を第一層に伝達する材料で形成される。しかしながら、光学的導波管と少なくとも一方の外方硬質層とを直接接触させることにより、衝撃によって光学的導波管が確実に曲げられるようにすることができる。
【００１５】
衝突時の光学的導波管の機械的変形の結果として、光学的導波管を通る光量が変化される。衝突の各種類（例えば、歩行者、屋外用ごみ箱、小動物等）によって、衝突に対する特定信号が発生される。次に、この信号は、任意であるが、次の作動手段をトリガ作動させる。衝突の結果として、光量および発生電圧が変化される。
【００１６】
第三層は、第一層よりも低い圧縮性を有しかつ第二層との間に第一層が配置されるように配置されることが好ましい。
【００１７】
層は、例えばポリウレタン（ＰＵＲ）のようなプラスチック材料で作るのが好ましい。
【００１８】
層が可撓性材料で作られるならば、センサは、これを曲げることにより種々の表面形状に適合させることができ、従って、作動クオリティを損なうことなくどこにでも取付けることができる。
【００１９】
本発明によるセンサの１つの特徴によれば、光学的導波管は第一層に２回通される。また、光学的導波管は、波状すなわち小波状の形態で第一層に通されるのが有利である。
【００２０】
第一層は、鋳造組成物（cast composition）で形成するのが好ましい。
【００２１】
本発明による使用方法は、上記センサを、歩行者の保護を目的として、自動車の圧力センサ、および／または、力センサとして使用することを考えたものである。
本発明の他の特徴および長所は、本願明細書および添付図面から明らかになるであろう。
【００２２】
上記特徴および以下に説明する特徴は、特定組合せに使用できるだけでなく、本発明の範囲から逸脱することなく、他の組合せにも使用できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
添付図面には、本発明の実施形態を例示することにより本発明が概略的に示されており、以下、添付図面を参照して本発明を説明する。
【００２４】
図１は、本発明による多層センサ（その全体を参照番号１０で示す）を示す側面図である。このセンサ１０は、歩行者保護の目的で自動車に使用できるものである。
【００２５】
図面には、第一層（この場合には鋳造組成物からなる）１２と、前方破壊構造体とも呼ばれる第二層１４と、後方破壊構造体と呼ばれる第三層１６とが示されている。
【００２６】
第一層１２には、光学的導波管１８が通されている。光学的導波管１８は、第三層１６上に形成されたドーム２０により案内される。第二層１４上にはリブ２２が形成されている。
【００２７】
第二層１４および第三層１６は、射出成形法により製造できる。重要なことは、これらの両層１４、１６が第一層１２より低い圧縮性を有することである。衝撃が加えられた場合には、力は、第二層１４すなわち前方破壊構造体を介して第一層１２に伝達され、これにより、第一層１２自体および該第一層１２内に収容されている光学的導波管が形成される。
【００２８】
図２は、第二層３０および第三層３２を上方から見たところを示す。ドーム３４が、第三層３０すなわち後方破壊構造体に設けられているところが示されている。これらのドーム３４には、光学的導波管を通すことができるスロット３６が設けられている。
【００２９】
ドーム３４は、常に、互いに並置された対をなして配置され、これらの対は、互いに横方向にオフセットさせることができることは明らかである。かくして、光学的導波管は、隣接する第一層に２回かつ波状形態をなして通される。ドーム３４は第一層内に突出する。
【００３０】
また、リブ３８が、第二層３２すなわち後方破壊構造体に設けられているところも示されている。
【００３１】
図３には、光学的導波管４２が取付けられた第三層４０が、簡単化された形態で示されている。光学的導波管４２は、波形すなわち小波状形態に案内されていることが明白である。第三層４０の同じ端部には、入光端４４および出光端４６が設けられている。第三層４０の他端部で、光学的導波管４２はループ４８を形成しており、これにより、光学的導波管４２は、第三層４０に２回通されて第一層内に入る。
【００３２】
本発明によるセンサでは、信号の付勢は、センサの全幅に亘って衝撃位置および衝撃角度とは無関係である。また、センサの作動は、周囲温度による影響は受けない。光学的導波管は第一層内に埋入されるので、環境的要因から保護される。他の長所は、腐食性材料が全く使用されていないことである。大きな長所は、センサがあらゆる形式の車両に使用できることである。
【００３３】
図４には、本発明の他の実施形態によるセンサ（その全体を参照番号５０で示す）が示されている。前方層５４および後方層５６を備えた構造体５２が示されている。矢印５８は、衝撃により発生される圧力または力の可能性ある作用を示す。
【００３４】
光学的導波管６０は、構造体５２すなわち前方層５４と後方層５６との間に通される。２つの層５４、５６は両方ともリブ６２を有し、これらのリブ６２は、衝撃が加えられて両層５４、５６の間に相対移動が生じると、光学的導波管６０が曲げられるように、互いに調和されている。この曲げにより、光学的導波管６０を通って単位時間当りに搬送される光量の変化が引起こされる。
【００３５】
図５には、センサ５０の作動モードが示されている。図５にはまた、接着剤層すなわち接着剤のビード７０が示されている。接着剤のビード７０は、両層５４、５６を一体に接合しかつ構造体５２内で案内される光学的導波管６０を環境的要因から保護する。
【００３６】
図５の左側図面には、力（矢印７２）の作用の結果として、接着剤のビード７０がいかに変形され、これにより両層５４、５６間の相対移動が可能になるかが示されている。少なくとも一方の層が光学的導波管６０に直接接触（任意であるが、衝撃が加えられる前から直接接触させておくことができる）しているときは、この導波管は曲げられている。従って、衝撃が加えられる前でも構造体５２と光学的導波管６０とを直接接触させることができ、或いはこの接触を、前述のように相対移動の結果として生じさせることもできる。いずれの場合でも、構造体の形状およびモールディング成形リブの形状の補助により、光学的導波管が曲げられる。
【００３７】
図６には、本発明の他の実施形態によるセンサ（その全体を参照番号８０で示す）が示されている。
【００３８】
図６にはまた、前方層８４および後方層８６を含む構造体８２が示されている。これらの両層８４、８６の間には、光学的導波管（図示せず）が延びている。両層８４、８６上でのリブ８８の対応配置が明瞭に示されている。２つのリブ８８間の距離（矢印９０）は、約８．５ｍｍであるのが好ましい。
【００３９】
図７は、本発明によるセンサ１００を上から見た図面である。図７には、対をなして配置されかつ光学的導波管を波状形態に配置できるクリップ１０２が示されている。これらのクリップ１０２は、光学的導波管をセンサ１００内に確実に固定する。
【００４０】
センサ１００は構造体１０４を有し、図７には構造体１０４の前方層１０６のみが示されている。前方層１０６の縁部の領域には接着剤層１０８が塗布されており、該接着剤層１０８は、前方層１０６を、この下に横たわる後方層（図示せず）に取付ける。この接着剤層１０８は、センサ１００または該センサ１００内に収容された光学的導波管を外的要因から保護する。接着剤層の材料および層の幅は、両層の相対移動性、従ってセンサの感度に影響を与える。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による好ましい実施形態を示す側面図である。
【図２】第二層および第三層の実施形態を示す平面図である。
【図３】光学的導波管を備えた第三層を簡単化した形態で示す図面である。
【図４】本発明によるセンサの他の実施形態を示す側面図である。
【図５】図４のセンサの作動方法を示す図面である。
【図６】本発明によるセンサを高度に簡単化した態様で示す概略図である。
【図７】本発明によるセンサを示す平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  多層センサ
１２  第一層
１４  第二層（前方破壊構造体）
１６  第三層（後方破壊構造体）
１８  光学的導波管
２０  ドーム
２２  リブ
４４  入光端
４６  出光端
７０  接着剤層（接着剤ビード）
１０２  クリップ
【図１】
2006504939.tif 000003
【図２】
2006504939.tif 000004
【図３】
2006504939.tif 000005
【図４】
2006504939.tif 000006
【図５】
2006504939.tif 000007
【図６】
2006504939.tif 000008
【図７】
2006504939.tif 000009
【国際調査報告】
2006504939.tif 000010
2006504939.tif 000011
2006504939.tif 000012
2006504939.tif 000013
2006504939.tif 000014
2006504939.tif 000015