(57)【要約】【課題】チューブ部材の膨張、収縮によるケース部材の内部空間の静圧変動を抑制する呼吸機能を、フィルタを使用することなく、微小孔のみで適切に実現させる。【解決手段】被取付部材としての自動車に取り付けられる圧力センサＳ１は、区画された内部空間１１を有するとともに圧力を導入する圧力導入口１２を有するケース部材１０と、ケース部材１０の圧力導入口１２に接続され、ケース部材１０よりも軟らかいチューブ部材３０と、ケース部材１０の内部空間１１に設けられた圧力検出素子２０と、ケース部材１０に設けられた呼吸機能を有する呼吸孔１３と、を備え、チューブ部材３０が変形したときのチューブ部材３０の内圧変動によるケース部材１０の内部空間１１の圧力変化を、圧力検出素子２０により検出するようになっている。ここで、呼吸孔１３における長さＬと径Ｄとの比Ｌ／Ｄが６以上とされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被取付部材に取り付けられる部材であって、区画された内部空間（１１）を有するとともに前記内部空間に圧力を導入する圧力導入口（１２）を有するケース部材（１０）と、
前記被取付部材に取り付けられる部材であって、一端側が前記ケース部材の前記内部空間に連通するように前記圧力導入口に接続され、前記ケース部材よりも軟らかいチューブ部材（３０）と、
前記ケース部材の内部空間に設けられ、前記ケース部材の内部空間の圧力変化を検出する圧力検出素子（２０）と、
前記ケース部材に設けられ、前記内部空間の圧力と前記ケース部材の外部圧力とを同一とするために、前記内部空間と前記ケース部材の外部とを連通させる孔であって、前記圧力導入口よりも径が小さい呼吸孔（１３）と、を備え、
前記チューブ部材が変形したときの前記チューブ部材の内圧変動による前記ケース部材の前記内部空間の圧力変化を、前記圧力検出素子により検出するようになっており、
前記呼吸孔における長さＬと径Ｄとの比Ｌ／Ｄが６以上である圧力センサ。
【請求項２】
前記ケース部材を前記被取付部材に取り付けた状態で、前記呼吸孔は前記ケース部材における天地方向の地側に位置するものとされる請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記呼吸孔は、天地方向における天側から地側へ向かうストレートな孔である請求項２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記ケース部材は、樹脂よりなる請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記ケース部材は、所定方向を長手方向とする形状を有するものであり、
前記呼吸孔は、前記ケース部材における前記長手方向に平行に延びる部分を有する形状とされている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記呼吸孔のうち前記ケース部材の前記内部空間に開口する開口部（１３ａ）は、前記圧力検出素子と正対していない請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記被取付部材は、自動車であり、
前記自動車の衝突物への衝突によって前記チューブ部材が変形したときの前記チューブ部材の内圧変動による前記ケース部材の前記内部空間の圧力変化を、前記圧力検出素子により検出するようにした請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部空間に圧力検出素子を備えるケース部材と、このケース部材の圧力導入口に接続されたケース部材よりも軟らかいチューブ部材と、を備え、チューブ部材が変形したときのチューブ部材の内圧変動によるケース部材の内部空間の圧力変化を、検出するようにした圧力センサに関し、特に、自動車に搭載されて自動車のバンパーへの歩行者衝突の検出を行う圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の圧力センサとしては、たとえば、特許文献１に記載のような、自動車に搭載されて自動車のバンパーへの歩行者の衝突検出を行う圧力センサ、いわゆる歩行者検知用の圧力センサが提案されている。
【０００３】
この種の歩行者検知用の圧力センサでは、一般に、区画された内部空間を有するとともに、この内部空間に圧力を導入する圧力導入口を有するケース部材が備えられている。ここで、ケース部材は、被取付部材としての自動車に取り付けられる部材であり、たとえば、自動車のフロントバンパーに取り付けられる。また、このケース部材の内部空間には、この内部空間の圧力変化を検出する圧力検出素子が設けられている。
【０００４】
さらに、一般に、当該圧力センサには、一端側がケース部材の内部空間に連通するように圧力導入口に接続されたチューブ部材が設けられている。このチューブ部材は、ケース部材よりも軟らかく、変形可能なものであり、被取付部材としての自動車に取り付けられる部材である。一般には、チューブ部材は、バンパー内に設けられる
そして、バンパーへ歩行者が衝突したとき、この衝撃によってチューブ部材が変形し、チューブ部材の内圧が変動する。このとき、このチューブ部材の内圧変動による動圧が、圧力導入口からケース部材の内部空間に導入されて、当該内部空間の圧力が変化する。
【０００５】
そして、ケース部材の内部空間に設けられた圧力検出素子が、この圧力変化を検出する。これにより、所定の圧力変化が検出されると、自動車のボンネット部が上昇、またはボンネットとフロントガラス間から歩行者保護用のエアバックが展開され、歩行者の衝撃を緩和するようになっている。
【０００６】
ここで、従来の圧力センサにおいて、チューブ部材は、変形しやすい軟性のものであるため、温度変化等により膨張、収縮しやすく、この膨張、収縮によるチューブ部材の変形により、バンパー内におけるチューブ部材の位置ずれが発生する。
【０００７】
このような位置ずれが発生すると、バンパーに歩行者が衝突したときのチューブ部材の変形度合にばらつきが生じ、チューブ部材を介してケース部材の内部空間に導入される動圧もばらついてしまう。そのため、上記したようなチューブ部材の膨張、収縮は、極力抑制することが要望されている。
【０００８】
そこで、上記特許文献１では、ケース部材に、ケース部材の内部空間の圧力とケース部材の外部圧力とを同一とするための呼吸機構を設けた構成としている。つまり、この呼吸機構は、チューブ部材の膨張、収縮によるケース部材の内部空間の静圧変動を抑制するものであり、これにより、チューブ部材の膨張、収縮が抑制される。
【０００９】
具体的に、上記特許文献１では、呼吸機構は、ケース部材に設けられた孔であって、内部空間とケース部材の外部とを連通させる微小孔と、微小孔に設けられた多孔質膜よりなるフィルタと、を備えるものとされている。ここで、フィルタは、上記した圧力検出素子による動圧の検出を適切に行うために、微小孔の通気量を抑制し、微小孔における圧力損失を大きくするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１４−７３７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１に記載の呼吸機構は、微小孔とフィルタとを用いて構成したものであり、部品点数の増加によるコストアップや、フィルタがはがれる等の懸念が生じ、信頼性の低下につながる。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、チューブ部材の膨張、収縮によるケース部材の内部空間の静圧変動を抑制する呼吸機能を、フィルタを使用することなく、微小孔のみで適切に実現させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、被取付部材に取り付けられる部材であって、区画された内部空間（１１）を有するとともに内部空間に圧力を導入する圧力導入口（１２）を有するケース部材（１０）と、
被取付部材に取り付けられる部材であって、一端側がケース部材の内部空間に連通するように圧力導入口に接続され、ケース部材よりも軟らかいチューブ部材（３０）と、
ケース部材の内部空間に設けられ、ケース部材の内部空間の圧力変化を検出する圧力検出素子（２０）と、
ケース部材に設けられ、内部空間の圧力とケース部材の外部圧力とを同一とするために、内部空間とケース部材の外部とを連通させる孔であって、圧力導入口よりも径が小さい呼吸孔（１３）と、を備え、
チューブ部材が変形したときのチューブ部材の内圧変動によるケース部材の内部空間の圧力変化を、圧力検出素子により検出するようになっており、
呼吸孔における長さＬと径Ｄとの比Ｌ／Ｄが６以上であることを特徴とする圧力センサが提供される。
【００１４】
それによれば、比Ｌ／Ｄを６以上とすることで微小孔としての呼吸孔１３による圧力損失を最低限にとどめ、圧力検出素子による圧力検出を適切に行うことができるから（後述の図２参照）、フィルタを使用することなく、微小孔のみで、呼吸機能を適切に実現させることができる。
【００１５】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる圧力センサの概略断面図である。
【図２】上記第１実施形態にかかる圧力センサにおいて、呼吸孔の長さＬと径Ｄとの比Ｌ／Ｄを変えていったときの車速と呼吸孔による圧力損失との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる圧力センサの概略断面図である。
【図４Ａ】本発明の他の実施形態にかかる呼吸孔の形状を示す概略断面図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施形態にかかる呼吸孔の形状を示す概略断面図である。
【図４Ｃ】本発明の他の実施形態にかかる呼吸孔の形状を示す概略断面図である。
【図４Ｄ】本発明の他の実施形態にかかる呼吸孔の形状を示す概略断面図である。
【図４Ｅ】本発明の他の実施形態にかかる呼吸孔の形状を示す概略断面図である。
【図４Ｆ】本発明の他の実施形態にかかる呼吸孔の形状を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００１８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる圧力センサＳ１について、図１を参照して述べる。この圧力センサＳ１は、自動車に搭載されて自動車のバンパーへの歩行者衝突の検出を行う歩行者検知用の圧力センサとして適用されるものである。
【００１９】
本実施形態の圧力センサＳ１は、大きくは、区画された内部空間１１および圧力導入口１２を有するケース部材１０と、ケース部材１０の内部空間１１に設けられた圧力検出素子２０と、ケース部材１０の圧力導入口１２に接続されたチューブ部材３０と、を備えて構成されている。
【００２０】
ケース部材１０は、被取付部材としての図示しない自動車に取り付けられる部材である。通常は、ケース部材１０は、自動車のフロントバンパー内に設置される。このケース部材１０は樹脂、たとえばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの熱可塑性樹脂等によりなる。
【００２１】
そして、ケース部材１０の中空部が内部空間１１として構成されている。また、ここでは、ケース部材１０は、図１中の矢印に示されるｘ方向を長手方向とする形状をなしている。また、圧力導入口１２は、内部空間１１に圧力を導入するものであり、ここでは、ケース部材１０においてｘ方向に延びるパイプ状の部分として構成されている。
【００２２】
なお、図１では、圧力センサＳ１は、ケース部材１０が被取付部材としての自動車に取り付けられた状態を示しており、図１中の紙面上下方向に相当するｘ方向は水平方向、紙面左右方向に相当するｙ方向は天地方向を示している。そして、このｙ方向においては、図１中の紙面左側を天側、紙面右側を地側としている。
【００２３】
チューブ部材３０は、一端側をケース部材１０の圧力導入口１２に対してはめ込むことにより、圧力導入口１２に接続されている。これにより、チューブ部材３０は、一端側がケース部材１０の内部空間１１に連通するように圧力導入口１２に接続された状態となっている。なお、チューブ部材３０の図示しない他端側には、同じケース部材１０が接続され、１本のチューブ部材３０を２個の圧力センサＳ１が共有している。
【００２４】
このチューブ部材３０も、被取付部材としての自動車に取り付けられる。具体的には、チューブ部材３０のうち圧力導入口１２との接続部分以外の図示しない部位が、自動車のフロントバンパー内を這うように、取り付けられる。
【００２５】
また、このチューブ部材３０は、ケース部材１０よりも軟らかい樹脂、たとえばシリコーン樹脂等よりなる。そして、チューブ部材３０は、たとえばフロントバンパーへ歩行者が衝突したとき、この衝撃によって自身が変形するものである。
【００２６】
ここで、上記のような衝撃により、チューブ部材３０が変形すると、チューブ部材３０の内圧が変動する。そして、このチューブ部材３０の内圧変動による動圧が、圧力導入口１２からケース部材１０の内部空間１１に導入されると、当該内部空間１１の圧力が変化する。
【００２７】
すると、圧力センサＳ１においては、ケース部材１０内に設けられている圧力検出素子２０により、この内部空間１１の圧力変化が検出されるようになっている。ここで、圧力検出素子２０は、圧力検出可能なものであれば特に限定されないが、たとえばダイアフラムタイプのもの等が挙げられる。このような圧力検出素子２０は、ケース部材１０の内壁に対して、接着等により固定されている。
【００２８】
ここで、本実施形態の圧力センサＳ１においても、呼吸機能を有する呼吸孔１３が、ケース部材１０に設けられている。呼吸孔１３は、ケース部材１０の内部空間１１の圧力とケース部材１０の外部圧力とを同一とするために、内部空間１１とケース部材１０の外部とを連通させる孔である。
【００２９】
具体的には、呼吸孔１３は、ケース部材１０の壁を貫通する丸孔であり、圧力導入口１２の開口径よりも径が小さい孔として構成されている。なお、限定するものではないが、このようなケース部材１０は、たとえば呼吸孔１３の部分を別体の蓋部分として構成し、当該蓋部分以外の部分に圧力検出素子２０を固定した後、上記の蓋部分を接着することにより、形成される。
【００３０】
上述したが、本圧力センサＳ１においても、チューブ部材３０が変形したときのチューブ部材３０の内圧変動によるケース部材１０の内部空間１１の圧力変化を、圧力検出素子２０により検出するようになっている。そして、本圧力センサＳ１を搭載した自動車においても、通常のものと同様、本圧力センサＳ１からの検出信号に基づき、ボンネット部が上昇、またはボンネットとフロントガラス間から歩行者保護用のエアバックが展開され、歩行者の衝撃を緩和することが可能である。
【００３１】
このような圧力センサＳ１において、本実施形態では、呼吸孔１３の長さＬと径Ｄとの比Ｌ／Ｄを６以上とすることにより、従来の呼吸機構のようなフィルタを用いることなく、孔のみで呼吸機構を適切に実現するようにしている。
【００３２】
なお、呼吸孔１３の長さＬとは、呼吸孔１３におけるケース部材１０の内壁面側の開口部１３ａから、呼吸孔１３を通って、呼吸孔１３におけるケース部材１０の外壁面側の開口部１３ｂまでに至る総距離に相当するものである。
【００３３】
比Ｌ／Ｄを６以上とすることの根拠について、図２を参照して述べる。図２は、歩行者検知用の圧力センサＳ１について、上記の比Ｌ／Ｄを１〜６と変えていったときの、車両速度（いわゆる車速）と呼吸孔１３における圧力損失との関係を示すものである。
【００３４】
図２において、横軸は車両速度（単位：ｍ／ｓ）を示し、縦軸は、ある大きさの車両速度で自動車が歩行者やその他の物体等の衝突物に衝突したときの呼吸孔１３による圧力損失（単位：ｋＰａ）を示している。この圧力損失が大きい方が衝突時におけるチューブ部材３０からの動圧がケース部材１０の内部空間１１から呼吸孔１３を介して逃げにくくなり、好ましい。
【００３５】
ここで、自動車の歩行者検知用の圧力センサにおいては、通常、車速が５ｍ／ｓ以上１１ｍ／ｓ以下の範囲で、上記したようなエアバックの展開が行われることが要求されている。つまり、車速が５〜１１ｍ／ｓの範囲にて圧力センサＳ１が適切に作動することが要求される。
【００３６】
一方、上記した圧力損失については、呼吸孔１３にて発生する圧力損失を１ｋＰａ以上とすることが要求される。歩行者衝突時における動圧の最低限の値は、１ｋＰａ程度であるため、この圧力損失が１ｋＰａ以上であれば、圧力検出素子２０による動圧の検出に対して、呼吸孔１３からの圧力漏れの影響が実質的に問題無いものにできる。
【００３７】
これらのことから、車速５〜１１ｍ／ｓにおいて、圧力損失１ｋＰａ以上の適正範囲を実現するような、比Ｌ／Ｄを検討した。その結果、図２に示されるように、比Ｌ／Ｄが２〜５では、上記車速−圧力損失の適正範囲は実現できないが、比Ｌ／Ｄが６では、実現できている。また、比Ｌ／Ｄが大きくなるほど、圧力損失の車速に対する傾きが大きくなっている。よって、比Ｌ／Ｄが６以上であれば、上記車速−圧力損失の適正範囲を実現できると言える。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、比Ｌ／Ｄが６以上である呼吸孔１３の構成を採用することにより、呼吸孔１３における圧力損失を適正なレベルに維持し、圧力検出素子２０による圧力検出を適切に行うことができる。そのため、従来の様な通気量制御のためのフィルタを使用することなく、微小孔である呼吸孔１３のみで、呼吸機能を適切に実現することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、図１に示されるように、ケース部材１０が被取付部材としての自動車に取り付けられた状態で、呼吸孔１３はケース部材１０における天地方向（図１中のｙ方向）の地側に位置するものとされている。それによれば、呼吸孔１３に存在する水滴が、重力の作用によってケース部材１０の外部へ排出されやすいため、呼吸孔１３の詰まりが抑制しやすいものとなる。
【００４０】
さらに、図１に示される例では、呼吸孔１３は、天地方向における天側から地側へ向かうストレートな孔として構成されている。このように、呼吸孔１３を、天地方向に延びるストレートなものとすることで、呼吸孔１３内の水滴等が、より落下しやすくなる。
【００４１】
また、上述したように、ケース部材１０は樹脂よりなるものであるから、フィルタレス構成の呼吸孔１３を有するケース部材１０を、樹脂成形等により、容易に形成することが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態の好ましい形態として、図１に示されるように、呼吸孔１３のうちケース部材１０の内部空間１１に開口する開口部、すなわち、ケース部材１０の内壁面側の開口部１３ａは、圧力検出素子２０と正対していない位置にあることが望ましい。
【００４３】
図１では、呼吸孔１３における当該内壁面側の開口部１３ａからｙ方向に沿って延びる延長線を想定したとき、圧力検出素子２０は、この延長線上から外れた位置に設けられている。
【００４４】
それによれば、呼吸孔１３からの圧力変化の影響を圧力検出素子２０が受けにくく、精度のよい検出が行いやすくなる。また、呼吸孔１３を介してケース部材１０の内部空間１１に入り込んでくるゴミ等が、圧力検出素子２０に付着しにくくなるという効果も期待できる。
【００４５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態にかかる圧力センサＳ２について、図３を参照して述べるが、ここでは、上記第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。
【００４６】
図３に示されるように、本実施形態は、ケース部材１０に設けられた呼吸孔１３の形状を変形したものである。上記第１実施形態では、図１に示したように、呼吸孔１３は、天地方向における天側から地側へ向かうストレートな孔として構成されていた。
【００４７】
これに対して、本実施形態では、図３に示されるように、ケース部材１０は、図３中のｘ方向に示される水平方向を長手方向とする形状を有するものであり、呼吸孔１３は、ケース部材１０における当該長手方向に平行に延びる部分を有する形状とされている。本実施形態によれば、当該長手方向と直交する方向（つまりｙ方向）におけるケース部材１０の寸法を、極力小さいものとすることができる。
【００４８】
なお、本実施形態の呼吸孔１３の場合も、呼吸孔１３の長さＬとは、呼吸孔１３におけるケース部材１０の内壁面側の開口部１３ａから、呼吸孔１３を通って、呼吸孔１３におけるケース部材１０の外壁面側の開口部１３ｂまでに至る総距離に相当するものである。
【００４９】
具体的に、本実施形態における呼吸孔１３は、図３に示されるように、ケース部材１０の内壁面側の開口部１３ａから呼吸孔１３の途中部分までｙ方向に延びる長さＬ１の部分と、この長さＬ１の部分からケース部材１０の外壁面の開口部１３ｂまでｘ方向に延びる長さＬ２の部分とにより構成される。
【００５０】
そして、本実施形態における呼吸孔１３の長さＬとは、この長さＬ１と長さＬ２との合計（Ｌ１＋Ｌ２）に相当する。そして、本実施形態では、呼吸孔１３において、この長さＬと径Ｄとの比Ｌ／Ｄが６以上とされている。
【００５１】
（他の実施形態）
ここで、本発明の他の実施形態として、図４Ａ〜図４Ｆに、呼吸孔１３の形状のバリエーションを示しておく。呼吸孔１３の形状としては、比Ｌ／Ｄが６以上であるならば、これら図４Ａ〜図４Ｆに示されるようなものあってもよく、曲がった孔形状や傾斜した孔形状等、種々の形状が適用可能である。さらには、呼吸孔１３の形状は、これら図４の各図に示されたもの以外に限定されるものではない。
【００５２】
なお、上記実施形態では、図１等に示したように、ケース部材１０が被取付部材としての自動車に取り付けられた状態で、呼吸孔１３はケース部材１０における天地方向の地側に位置するものとされていた。しかし、ケース部材１０における呼吸孔１３の位置は、これに限定するものではなく、たとえば、呼吸孔１３をケース部材１０における天地方向の天側に設けてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、歩行者検知用の圧力センサに代表されるように、被取付部材は自動車であり、自動車の衝突物への衝突によってチューブ部材３０が変形したときのチューブ部材３０の内圧変動によるケース部材１０の内部空間１１の圧力変化を、圧力検出素子２０により検出するようにしたものであった。
【００５４】
しかし、圧力センサＳ１としては、変形して内圧変動を発生するチューブ部材３０、および、このチューブ部材３０の内圧変動に伴って内部空間１１の圧力が変化するケース部材１０とを備え、このケース部材１０の圧力変化を圧力検出素子２０により検出するものであればよく、自動車用に限定されるものではない。
【００５５】
また、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。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５６】
１０  ケース部材
１１  ケース部材の内部空間
１２  ケース部材の圧力導入口
１３  ケース部材の呼吸孔
２０  圧力検出素子
３０  チューブ部材
【図１】
2017078631.tif 000003
【図２】
2017078631.tif 000004
【図３】
2017078631.tif 000005
【図４Ａ】
2017078631.tif 000006
【図４Ｂ】
2017078631.tif 000007
【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
2017078631.tif 000009
【図４Ｅ】
2017078631.tif 000010
【図４Ｆ】
2017078631.tif 000011