(57)【要約】【課題】圧力センサの動的特性評価を行うにあたって、大規模な実験設備を必要とせず、評価に要する費用及び時間を大幅に削減することが可能な圧力センサ評価装置を提供する。【解決手段】落下体と、前記落下体の下方に配置される固定体と、を備え、前記落下体または前記固定体のいずれか一方は、内部に圧力媒体を含むと共に内部圧力を外部に配置される被測定圧力センサに導入するための圧力導入孔が設けられており、前記固定体に対する前記落下体の落下運動を利用した圧力媒体の圧縮によって所望の圧力変化を発生する圧力センサ評価装置を提供する。【選択図】図１
2009300382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
落下体と、
前記落下体の下方に配置される固定体と、を備え、
前記落下体または前記固定体のいずれか一方は、内部に圧力媒体を含むと共に内部圧力を外部に配置される被測定圧力センサに導入するための圧力導入孔が設けられており、前記固定体に対する前記落下体の落下運動を利用した圧力媒体の圧縮によって所望の圧力変化を発生することを特徴とする圧力センサ評価装置。
【請求項２】
前記固定体として、水平面に対して垂直に立設し、下端が閉じられ上端に落下体を導入するための開口部が設けられた円筒体を備えると共に、前記落下体として、前記円筒体内に落下して当該円筒体内の圧力媒体である空気を圧縮する圧縮体を備え、前記円筒体の下端近傍には、当該円筒体の内部圧力を前記被測定圧力センサに導入するための圧力導入孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧力センサ評価装置。
【請求項３】
前記円筒体の下端近傍には、当該円筒体の内部圧力を前記被測定圧力センサに導入するための圧力導入孔と共に、前記被測定圧力センサのリファレンスとなる基準圧力センサ用の圧力導入孔が設けられていることを特徴とする請求項２記載の圧力センサ評価装置。
【請求項４】
前記圧縮体の落下位置から前記円筒体の上端までの間には、前記圧縮体が前記円筒体内へ衝突または摩擦なく落下するようなガイド部材が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の圧力センサ評価装置。
【請求項５】
前記ガイド部材の側面には、前記圧縮体の落下時における空気抵抗増加を防止するための風抜き孔が設けられていることを特徴とする請求項４記載の圧力センサ評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサ評価装置に関し、特に車両の側面衝突検知に用いられる圧力センサの動的特性評価に好適な圧力センサ評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の正面衝突事故や側面衝突事故から乗員を保護する装置として、正面エアバッグやサイドエアバッグ等が有効であることは既に周知の事実である。正面衝突事故の場合はエンジンルーム等の空間があるため、衝突発生から正面エアバッグ展開までに要求される時間τＦには時間的余裕がある。この時間τＦは正面衝突の条件によって変化するが、概ね１０〜２０ｍｓｅｃの時間範囲となる。一方、側面衝突事故の場合は乗員と衝突してくる相手側の車両等との間にドア１枚分の空間しかなく、側面衝突発生からサイドエアバッグ展開までに要求される時間τＳは概ね５〜１０ｍｓｅｃ以下と非常に短くなる。
【０００３】
衝突検知用のセンサには様々な種類があるが、現在主流となっている加速度センサは、その原理上、車両全体の加速度変化が起こるまで衝突を検知できない、つまり衝突検知時間が比較的長くなるため、正面エアバッグ展開に要求される時間τＦを達成することはできるが、サイドエアバッグ展開に要求される時間τＳを達成することは困難である。
【０００４】
これに対し、近年では、ドア内部に圧力センサを設置し、側面衝突時にドアが変形してドア内空間の体積変化により生じる圧力変化を検知することで、短時間で側面衝突を検知することが可能なエアバッグシステムが注目されている。例えば、下記特許文献１には、上記のようなドア内部に圧力センサを設置して側面衝突を検知するエアバッグシステムが開示されている。
【特許文献１】特表平７−５０８９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の技術は、実際に車両に圧力センサを設置して側面衝突を検知するエアバッグシステムに関するものであるが、その前段階として、圧力センサをサイドエアバッグ用センサとして使用し、実用に供しうるまでに高い信頼性を確保したエアバッグシステムを開発するために、選定した圧力センサがシステムに要求される性能を満たすか否か、不測の異常動作を起こすか否かを予め詳細に評価する必要がある。
【０００６】
通常、センサメーカや圧力センサの購入者は、時間的な圧力変化のない静圧力下で圧力センサの評価や校正を行い、詳細な物理モデルを用いた理論的考察によって上限周波数を予測し、その動作を保証して静圧力の国家標準とのトレーサビリティを保証している。このように圧力センサの評価手法としては、時間的な圧力変化のない静圧力下における静的特性評価を行うことが一般的であるが、サイドエアバッグ用の圧力センサの場合、実際の側面衝突事故と同等の最大到達圧力ＰＭや単位時間当たりの圧力変化ΔＰ／ΔＴを有する動圧力下における動的特性評価を行うことが要求される。
【０００７】
しかしながら、従来では、圧力センサの静圧力下における静的特性評価に関する評価手法や評価装置等は確立されていたが、動圧力下における動的特性評価、特にサイドエアバッグの対象とする圧力範囲や圧力変化ΔＰ／ΔＴでの動的特性評価に関する評価手法や評価装置は十分に確立されているとは言い難い状況にあった。従って、従来では、各自動車メーカとも、実車を用いた衝突実験設備を使用し、様々な衝突条件下で繰り返し衝突実験を実施することでサイドエアバッグ用の圧力センサの動的特性評価を行う他なく、圧力センサの評価に膨大な費用と時間を必要としていた。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、圧力センサの動的特性評価を行うにあたって、大規模な実験設備を必要とせず、評価に要する費用及び時間を大幅に削減することが可能な圧力センサ評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、圧力センサ評価装置に係る第１の解決手段として、落下体と、前記落下体の下方に配置される固定体と、を備え、前記落下体または前記固定体のいずれか一方は、内部に圧力媒体を含むと共に内部圧力を外部に配置される被測定圧力センサに導入するための圧力導入孔が設けられており、前記固定体に対する前記落下体の落下運動を利用した圧力媒体の圧縮によって所望の圧力変化を発生することを特徴とする。
【００１０】
また、圧力センサ評価装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記固定体として、水平面に対して垂直に立設し、下端が閉じられ上端に落下体を導入するための開口部が設けられた円筒体を備えると共に、前記落下体として、前記円筒体内に落下して当該円筒体内の圧力媒体である空気を圧縮する圧縮体を備え、前記円筒体の下端近傍には、当該円筒体の内部圧力を前記被測定圧力センサに導入するための圧力導入孔が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、圧力センサ評価装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記円筒体の下端近傍には、当該円筒体の内部圧力を前記被測定圧力センサに導入するための圧力導入孔と共に、前記被測定圧力センサのリファレンスとなる基準圧力センサ用の圧力導入孔が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
また、圧力センサ評価装置に係る第４の解決手段として、上記第２または第３の解決手段において、前記圧縮体の落下位置から前記円筒体の上端までの間には、前記圧縮体が前記円筒体内へ衝突または摩擦なく落下するようなガイド部材が設けられていることを特徴とする。
また、圧力センサ評価装置に係る第５の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記ガイド部材の側面には、前記圧縮体の落下時における空気抵抗増加を防止するための風抜き孔が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る圧力センサ評価装置は、固定体に対する落下体の落下運動を利用した圧力媒体の圧縮によって所望の圧力変化を発生するという実現が容易な構成を採用しているため、圧力センサ（被測定圧力センサ）の動的特性評価を行うにあたって、従来のような大規模な実験設備を必要とせず、評価に要する費用及び時間を大幅に削減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１（ａ）は、本実施形態に係る圧力センサ評価装置の構成を示す模式断面図である。図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る圧力センサ評価装置１は、シリンダ２及びピストン３から概略構成されている。シリンダ２は、水平面に対して垂直に立設し、上端に開口部を有すると共に下端を底板で閉じられた円筒体である。つまり、このシリンダ２の内部には、空気が圧力媒体として含まれている。シリンダ２の下端近傍の側壁には、内部圧力を外部に配置される評価対象の圧力センサ（以下、被測定圧力センサと称す）Ｓと、リファレンス用の圧力センサ（以下、標準圧力センサと称す）ＲＳとに導入するための圧力導入孔２ａ、２ｂが設けられている。なお、これら圧力導入孔２ａ、２ｂは、それぞれ幾何学的な対象位置（例えばシリンダ２のような円筒体であれば円の対角線上）に設けることが望ましい。
【００１５】
また、図１（ａ）において、符号Ｌ１は、底板の厚さを含めたシリンダ２の最下面から上端までの高さ（以下、シリンダ全高と称す：単位ｍ）を示し、符号Ｌは、シリンダ２の底面２ｃから上端までの高さ（以下、シリンダ深さと称す：単位ｍ）を示し、符号Ｐ０は、シリンダ２内部の初期圧力（海面０ｍでの標準的な大気圧：単位ｋＰａ）を示し、符号Ｄは、シリンダ２の内径（単位ｃｍ）を示し、符号Δｄは、シリンダ２の内径の誤差（単位ｃｍ）を示している。
【００１６】
ピストン３は、図１（ａ）に示すように、外径がＤ−Δｄとなるように設計され、シリンダ２内に落下して当該シリンダ２内の空気を圧縮する圧縮体である。より具体的には、このピストン３は、上端に開口部を有すると共に下端が閉じられた中空の円筒体であり、内部に錘３ａを積載することにより、その質量Ｍ（単位：ｋｇ）を調整可能な構造となっている。例えば、図１（ａ）の例では、ピストン３本体の質量をＭ１、積載された錘３ａの質量をＭ２とすると、ピストン３全体の質量Ｍは、Ｍ＝Ｍ１＋Ｍ２となる。なお、図１（ａ）の例では、ピストン３に錘３ａを１つだけ積載する場合を例示しているが、様々な質量の錘を組み合わせてピストン３に積載することにより、質量Ｍの細かな調整が可能であることは勿論である。また、図１（ａ）において、符号ΔＬＭは、ピストン３の下端エッジ部分の面取り長さ（単位ｍｍ）を示している。
【００１７】
このようなピストン３は、シリンダ２の上端に対して鉛直上方に距離Ｈ（以下、落下高さと称す：単位ｍ）だけ離れた位置からシリンダ２に向かって投下され、図１（ｂ）に示すように、シリンダ２の内部に落下（自然落下）する。これにより、シリンダ２内の空気が圧縮されてシリンダ２の内部圧力は変化することになる。図１（ｂ）に示すように、ピストン３の落下による圧力変化をΔＰとすると、シリンダ２内部の絶対圧力Ｐ１（単位ｋＰａ）は、Ｐ１＝Ｐ０＋ΔＰで表される。なお、図１（ａ）において、符号ＬＴは、ピストン３を落下高さＨに配置した場合におけるシリンダ２の最下面からピストン３の最上端までの高さ、つまり、圧力センサ評価装置１の全高（単位ｍ）を示している。
【００１８】
このように構成された圧力センサ評価装置１の基本的な特性として、以下のようなものが挙げられる。なお、以下に述べる特性は、圧力センサ評価装置１を用いた実験結果や、圧力センサ評価装置１の物理モデルを用いた数値的計算結果からも同様に導出することができる。
【００１９】
〈特性１〉ピストン３の落下高さＨが一定である場合、圧力センサ評価装置１の発生圧力（シリンダ２の内部圧力）の最大到達圧力ＰＭは、ピストン３の質量Ｍに比例する。
〈特性２〉ピストン３の質量Ｍが一定である場合、最大到達圧力ＰＭは、ピストン３の落下高さＨに比例する。
〈特性３〉ピストン３の落下高さＨが一定である場合、単位時間当たりの圧力変化（以下、圧力勾配と称す）ΔＰ／ΔＴは、ピストン３の質量Ｍに比例する。
〈特性４〉ピストン３の質量Ｍが一定である場合、圧力勾配ΔＰ／ΔＴはピストン３の落下高さＨに比例する。
〈特性５〉ピストン３の落下高さＨ及び質量Ｍが一定である場合、圧力勾配ΔＰ／ΔＴはシリンダ深さＬに比例する。
〈特性６〉ピストン３の落下高さＨ及び質量Ｍが一定の場合、最大到達圧力ＰＭは、シリンダ深さＬに比例する。
【００２０】
上記のような特性を踏まえ、且つ次に述べる制約条件を満たすように圧力センサ評価装置１の寸法を決定する。なお、寸法の決定は実験による試行錯誤によっても、或いは物理モデルを用いた数値計算によっても、現実的に作製可能な寸法を求めることができる。
【００２１】
〈制約条件１〉圧力センサ評価装置１は、被測定圧力センサＳの評価に用いる圧力勾配ΔＰ／ΔＴ、最大到達圧力ＰＭを再現できる必要がある。例えば、圧力センサ評価装置１を車両の側面衝突検知用の圧力センサの評価に用いる場合は、側面衝突時に発生するドア内部の圧力勾配ΔＰ／ΔＴ、最大到達圧力ＰＭを再現できる必要がある。図２は、実車を用いた側面衝突実験により得られた、ドア内部の相対圧力（大気圧Ｐ０に対する圧力）の時間変化を表す実験データである。
【００２２】
上述したように、側面衝突発生からサイドエアバッグ展開までに要求される時間τＳは６（ｍｓ）以下であるので、図２における側面衝突発生から５（ｍｓ）の期間に着目し、最小二乗法によって実験データの傾きを算出すると、圧力勾配ΔＰ／ΔＴとして約４（ｋＰａ／ｍｓ）が得られることがわかる。従って、圧力センサ評価装置１を側面衝突検知用の圧力センサの評価に用いる場合、マージンを考慮して、圧力勾配ΔＰ／ΔＴとして５（ｋＰａ／ｍｓ）より大きい値を再現できる必要があり、且つ最大到達圧力ＰＭとしてＰ０＋２５（ｋＰａ）を再現できる必要がある。このような制約条件は下記（１）、（２）式で表される。
ΔＰ／ΔＴ  ＞  ５    （ｋＰａ／ｍｓ）             （１）
ＰＭ  ＞  Ｐ０＋２５  （ｋＰａ）                   （２）
【００２３】
〈制約条件２〉実用的な装置であるために生じる圧力センサ評価装置１の全高ＬＴの制約としては、多くの建築物屋内に搬入でき、その床から天井までの寸法に収まる大きさ、例えば、１．８（ｍ）より全長が短いことが必要である。この制約条件は下記（３）式で表される。
ＬＴ  ＜  １．８  （ｍ）                     （３）
【００２４】
〈制約条件３〉ピストン３の質量Ｍがピストン３の構造を形成できる程度に大きいことが必要である。これは、寸法に対しあまりに質量Ｍが小さいと、ピストン３の構造に使用できる材料が限定される上、場合によっては現実的なピストン３が作製不可能になるためである。例えば、シリンダ２の内径がＤ＝１０（ｃｍ）のような圧力センサ評価装置１の場合、ピストン３の質量Ｍが下記（４）式を満たさないとピストン３の材料や構造の選択に制限が強くなり、作製が困難となることが予想される。
Ｍ  ＞  ０．０８  （ｋｇ）                   （４）
【００２５】
〈制約条件４〉被測定圧力センサＳや標準圧力センサＲＳの最大定格を越えない圧力範囲であること。例えば、最大定格が大気圧Ｐ０＋５０（ｋＰａ）であるような圧力センサの場合、圧力ピーク値ＰＭは下記（５）式を満足する必要がある。
ＰＭ  ＜  Ｐ０  ＋  ５０  （ｋＰａ）               （５）
【００２６】
〈制約条件５〉発生圧力の再現性を確保するために、圧力センサ評価装置１の構造はピストン３が摩擦や抵抗なく、シリンダ２の内径Ｄに落下する必要がある。従って、シリンダ２の内径Ｄの誤差Δｄは下記（６）式を満足する必要がある。
Δｄ  ＞  ０      （ｃｍ）                  （６）
このため、ピストン３をレールなどのガイド部材に沿ってシリンダ２内に落下させても良い。この場合、ピストン３の落下時の空気抵抗が増加しないよう、レールの幅よりも大きな風抜き孔をレールに沿って設けることにより、自由落下に近い動作を期待できる（詳細は後述の図８参照）。
【００２７】
〈制約条件６〉ピストン３の下端エッジ部分の面取り長さΔＬＭが大きいと、ピストン３がシリンダ２の上端に到達した後、ピストン３がシリンダ２の上端Ｌ１からΔＬＭの距離をシリンダ内に嵌入するまでの間、面取り部分からシリンダ内空気の漏れが生じ、その結果シリンダ内圧力の立ち上り特性が変化してしまう。実験により、ピストン３の下端エッジ部分の面取り長さΔＬＭが下記（７）式を満足する場合、圧力センサ評価装置１の目的を満たす性能を確保できることが確認された。
ΔＬＭ  ＜  ５  （ｍｍ）                      （７）
【００２８】
以上のような制約条件を満たすように圧力センサ評価装置１の寸法を決定する。以下、圧力センサ評価装置１の設計手法の一例について説明する。
まず、圧力センサ評価装置１の設計を行うためには、質量Ｍのピストン３を落下高さＨからシリンダ２内に落下させた場合に発生する最大到達圧力ＰＭと、圧力勾配ΔＰ／ΔＴを算出可能な数値シミュレータを構築する必要がある。このような数値シミュレータの構築には、シリンダ２の圧力Ｐ、体積Ｖ、内径Ｄ、シリンダ深さＬの物理的関係を明らかにする必要がある。このような数値シミュレータの構築に必要な物理的関係式を以下に列挙する。
【００２９】
まず、定圧比熱をｃｐ、定積比熱をｃｖ、比熱比をγ、シリンダ２の内部圧力をＰ、シリンダ体積をＶ、定数をＣｏｎｓｔとすると、ポアソンの関係式は下記（８）式で表される。また、シリンダ２の底面積Ｓは、シリンダ２の内径Ｄを用いて下記（９）式で表される。また、シリンダ２の体積Ｖは、ピストン３の落下によって減少するシリンダ長さをｘｃ、シリンダ深さをＬとすると、下記（１０）式で表される。さらに、（８）式を変形して、（９）、（１０）式を代入すると、シリンダ２の圧力Ｐ、体積Ｖ、内径Ｄ、シリンダ深さＬの物理的関係を表す下記（１１）式が得られる。
【００３０】
【数１】
2009300382.tif 000003
【００３１】
この他、ピストン３の質量Ｍ、加速度ａとからニュートンの運動方程式は下記（１２）式で表される。また、ピストン３の位置エネルギＵｐは、ピストン３の質量Ｍ、重量加速度Ｇ、落下高さＨとから下記（１３）式で表される。ピストン３の運動エネルギＵｋは、ピストン３の質量Ｍ、落下速度ｖとから下記（１４）式で表される。シリンダ２とピストン３とがバネ定数ｋの線形空気バネを形成すると仮定し、ピストン３の落下による空気バネの変位をｘとすると、線形バネのエネルギＵｓは下記（１５）式で表される。上記のバネ定数ｋについて、フックの法則から逸脱する非線形範囲の振る舞いまでを考慮した場合、非線形バネのエネルギＵｘは下記（１６）式で表される。
【００３２】
【数２】
2009300382.tif 000004
【００３３】
上記のような物理的関係式から数値シミュレータを構築した後、最大到達圧力ＰＭ、圧力勾配ΔＰ／ΔＴ（または衝突発生からＰＭ到達までにかかる時間（最大ピーク立ち上がり時間τｐ）でも良い）を所望する値に仮定し、さらに、圧力センサ評価装置１を使用する状況における作業性、センサ取り付け構造等の制約を踏まえて、シリンダ内径Ｄとシリンダ深さＬの暫定値を指定する。
【００３４】
これら条件の下、ピストン３の質量Ｍと落下高さＨを可変した場合における最大到達圧力ＰＭ、圧力勾配ΔＰ／ΔＴの数値シミュレーションを行うことで、最大到達圧力ＰＭ及び圧力勾配ΔＰ／ΔＴの実用的な可変範囲が最も広くとることの可能なシリンダ２の寸法を決定する。具体的には、例えばシリンダ内径Ｄ＝１０（ｃｍ）に固定し、シリンダ深さＬを５、６、７、１０（ｃｍ）と変えた場合のそれぞれについて、ピストン３の質量Ｍと落下高さＨを可変した場合における最大到達圧力ＰＭ及び圧力勾配ΔＰ／ΔＴの数値シミュレーションを行う。
【００３５】
図３は、シリンダ深さＬ＝５（ｃｍ）とした場合における最大到達圧力ＰＭ及び圧力勾配ΔＰ／ΔＴの数値シミュレーション結果である。図４は、シリンダ深さＬ＝６（ｃｍ）とした場合における最大到達圧力ＰＭ及び圧力勾配ΔＰ／ΔＴの数値シミュレーション結果である。図５は、シリンダ深さＬ＝７（ｃｍ）とした場合における最大到達圧力ＰＭ及び圧力勾配ΔＰ／ΔＴの数値シミュレーション結果である。図６は、シリンダ深さＬ＝１０（ｃｍ）とした場合における最大到達圧力ＰＭ及び圧力勾配ΔＰ／ΔＴの数値シミュレーション結果である。
【００３６】
なお、これら図３〜図６において、領域１は最大到達圧力ＰＭが仮定した最低値１．１５気圧に達しないか、若しくは圧力勾配ΔＰ／ΔＴが仮定した最小値５（ｋＰａ／ｍｓ）に満たない領域であり、領域２は被測定圧力センサＳの最大定格であるＰ＝Ｐ０＋ΔＰが１３５（ｋＰａ）＝１．３３気圧を超過してしまう領域であり、領域３はピストン３の質量Ｍが小さくなり過ぎて作製困難となる領域であり、それら以外の領域が圧力センサ評価装置１として圧力センサ評価に供しうるピストン３の質量Ｍ及び落下高さＨと、それらの組み合わせから発生する最大到達圧力ＰＭ及び圧力勾配ΔＰ／ΔＴの可変範囲である。
【００３７】
これら図３〜図６に示すように、シリンダ深さＬ＝６（ｃｍ）を中心に±１（ｃｍ）の範囲では、最大到達圧力ＰＭ及び圧力勾配ΔＰ／ΔＴの可変範囲が広く、扱い易い圧力センサ評価装置１とすることができる一方、シリンダ深さＬ＝１０（ｃｍ）とすると、特に圧力勾配ΔＰ／ΔＴの可変範囲が狭くなり、実用に供することが困難となることがわかる。以上のような数値シミュレーション結果により、圧力センサ評価装置１のシリンダ内径Ｄ＝１０（ｃｍ）、シリンダ深さＬ＝６（ｃｍ）と設計し、図４に示す領域１〜３以外の領域を用いてピストン３の質量Ｍ及び落下高さＨを可変することで、被測定圧力センサＳの評価に必要な側面衝突時に発生し得る最大到達圧力ＰＭ及び圧力勾配ΔＰ／ΔＴを再現することができる。
【００３８】
図７は、実際に圧力センサ評価装置１を用い、ピストン３の落下によって発生したシリンダ２内の圧力変化を被測定圧力センサＳによって測定した圧力波形実測結果の模式図である。この図７に示すように、初期値が大気圧Ｐ０一定であったシリンダ２内の圧力は、ピストン３がシリンダ上端に到達した時刻Ｔ０から立ち上がり、最大到達圧力ＰＭを有する半波サイン波形状の圧力変化の後、シリンダ深さＬに依存する１／４波長の気柱共鳴による減衰振動ＲＥＳと共に消滅する。通常、被測定圧力センサＳの評価は、圧力の立ち上り部分のみを用いるため、減衰振動ＲＥＳによる圧力振動は支障とならない。なお、図７において、圧力波形が正側の半サイクルのみ生じて負側が生じないのは、ピストン３がシリンダ上端から飛び上がり、ピストン３として負圧をかけることができないためである。
【００３９】
以上のように、本実施形態に係る圧力センサ評価装置１を用いて、ピストン３の質量Ｍ及び落下高さＨを可変することにより、所望の最大到達圧力ＰＭや圧力勾配ΔＰ／ΔＴが得られ、被測定圧力センサＳの動的特性評価を容易に行うことができる。また、ピストン３の落下によって生じる圧力変化は、互いに対称位置にある被測定圧力センサＳと基準圧力センサＲＳとで均一に印加されることは明白であるので、被測定圧力センサＳと基準圧力センサＲＳとの比較評価を正確に行うことができる。
【００４０】
そして、本実施形態に係る圧力センサ評価装置１は、シリンダ２に対するピストン３の落下運動を利用した圧力媒体（空気）の圧縮によって所望の圧力変化を発生するという実現が容易な構成を採用しているため、圧力センサ（被測定圧力センサ）の動的特性評価を行うにあたって、従来のような大規模な実験設備を必要とせず、評価に要する費用及び時間を大幅に削減することが可能となる。
【００４１】
図８は、上述した圧力センサ評価装置１を実用化した場合の構成例である。なお、図８では、図１と区別するために圧力センサ評価装置の符号を１０としている。この図８に示すように、圧力センサ評価装置１０は、シリンダ２０、底板３０、バルブ４０、ガイドレール５０、ピストン６０から構成されている。
【００４２】
シリンダ２０は、上述したシリンダ２に相当する円筒体であり、底板３０の上面に垂直に設置されている。底板３０には高さ調整ネジ３０ａが設けられており、この高さ調整ネジ３０ａを用いてシリンダ２０が水平面に対して垂直（鉛直方向）となるように水準調整されている。シリンダ２０の下端近傍には、圧力導入孔２０ａが設けられており、この圧力導入孔２０ａには被測定圧力センサ（図示省略）にシリンダ２０内の圧力を導入するためのバルブ４０が接続されている。なお、図８では省略しているが、シリンダ２０に基準圧力センサ用の圧力導入孔を設けても良い。また、被測定圧力センサ用の圧力導入孔２０ａを複数設けることで、複数の被測定圧力センサを同時に評価するような構成としても良い。
【００４３】
シリンダ２０の上端には、シリンダ２０と同じ内径及び外径を有する円筒状のガイドレール５０が接続されている。このガイドレール５０は、上記の制約条件５で述べたように、ピストン６０を摩擦や衝突なくシリンダ２０内に落下させるために設けられたものであり、ピストン６０の落下時における空気抵抗が増加しないよう、風抜き孔５０ａがガイドレール５０に沿って設けられている。このような風抜き孔５０ａを設けることにより、ピストン６０の落下運動を自由落下に近づけることができる。ピストン６０は、図１のピストン３に相当する円筒体であり、図１と同様に内部に錘を積載可能な構造となっている。
【００４４】
これら圧力センサ評価装置１０を構成する部材の内、少なくともシリンダ２０及びガイドレール５０は、例えばアクリル等の透明樹脂材料で作製することが好適である。これにより、ピストン６０の落下状態を観察することができ、正常に圧力センサ評価装置１０が動作しているか判断することが容易となる。
【００４５】
なお、本発明に係る圧力センサ評価装置の構成は、図１及び図８に限定されるものではなく、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態における圧力センサ評価装置では、ピストンを落下体とし、シリンダを固定体とした構成を例示したが、ピストンを固定体とし、シリンダを落下体とした構成を採用しても良い。つまり、落下高さＨの位置からシリンダをピストンに向けて落下させて、落下体であるシリンダ内の空気を圧縮することで所望の圧力変化を発生させる構成を採用しても良い。
【００４６】
（２）上記実施形態における圧力センサ評価装置では、固定体としてシリンダのような円筒体を用いたが、このシリンダの代わりにゴム等の弾性体によって圧力媒体を含む閉空間を作製し、この閉空間の上部にピストン（若しくは錘などの重量物）を落下させることにより、閉空間の内部に上記と同様の圧力変化を発生させるような構成としても良い。また、シリンダの代わりに蛇腹状構造による閉空間を作製し、この閉空間の上部にピストン（若しくは錘などの重量物）を落下させるような構成としても良い。なお、圧力媒体としては空気に限らず、液体などの圧力を伝達するものであればどのような媒体を使用しても良い。
【００４７】
（３）上記実施形態における圧力センサ評価装置では、落下体であるピストン（若しくはシリンダでも良い）を自由落下させる構成としたが、ピストンを落下させる際にバネ、圧空、電磁力、摩擦力等の外力をピストンに加えることにより、ピストンの落下速度を調整可能にするような構成としても良い。また、ピストンの落下経路近傍にピストンの落下速度を検出するセンサを設置してピストンの終速度を測定可能とし、シリンダ内に発生する最大到達圧力ＰＭや圧力勾配ΔＰ／ΔＴ等の予想値を算出可能にするような構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係る圧力センサ評価装置１の構成を示す模式断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る圧力センサ評価装置１の設計手法に関する第１説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る圧力センサ評価装置１の設計手法に関する第２説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る圧力センサ評価装置１の設計手法に関する第３説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る圧力センサ評価装置１の設計手法に関する第４説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る圧力センサ評価装置１の設計手法に関する第５説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る圧力センサ評価装置１の設計手法に関する第３説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る圧力センサ評価装置を実用化した場合の構成例である。
【符号の説明】
【００４９】
１、１０…圧力センサ評価装置、２、２０…シリンダ、３、６０…ピストン、３０…底板、４０…バルブ、５０…ガイドレール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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