JP4904221B2 - Sensor assembly - Google Patents
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Description
本発明は、面方向に対して直交する方向に荷重が作用した際に、作用した荷重に対応して電気信号を出力する圧電素子を備えたセンサ組立体に関する。 The present invention relates to a sensor assembly including a piezoelectric element that outputs an electrical signal corresponding to an applied load when a load is applied in a direction orthogonal to a surface direction.
センサ組立体のなかには、車体の変位量を検出するセンサ素子として光ファイバを備えたものがある。光ファイバは、バンパーリーインフォースとバンパーカバーとの間に挟持されている。
バンパーカバーに荷重が作用した場合に、荷重がバンパーカバーを経て光ファイバに伝わり、伝わった荷重で光ファイバを変形させる。
光ファイバが変形することにより、光ファイバ内を通過する光量が変化し、変化した光量に基づいて衝突を検出する(例えば、特許文献1参照。)。
When a load acts on the bumper cover, the load is transmitted to the optical fiber through the bumper cover, and the optical fiber is deformed by the transmitted load.
When the optical fiber is deformed, the amount of light passing through the optical fiber changes, and a collision is detected based on the changed amount of light (see, for example, Patent Document 1).
ところで、特許文献1のセンサ組立体で衝突を正確に検出するためには、衝突時の荷重に対応させて光ファイバを好適に変形させる必要がある。
しかし、衝突時の荷重が光ファイバから外れた部位に作用した場合に、作用した荷重でバンパーカバーのうち、光ファイバから外れた部位が変形することが考えられる。
Incidentally, in order to accurately detect a collision with the sensor assembly of Patent Document 1, it is necessary to suitably deform the optical fiber in accordance with the load at the time of the collision.
However, when the load at the time of collision is applied to a portion that is removed from the optical fiber, it is conceivable that the portion of the bumper cover that is removed from the optical fiber is deformed by the applied load.
変形した部位がバンパーリーインフォースに当接すると、荷重がバンパーカバーからバンパーリーインフォースに直接伝わってしまい、光ファイバに荷重が効率よく伝わらないことが考えられる。
このため、衝突時の荷重に対応させて光ファイバ(すなわち、センサ素子)を好適に変形させて、衝突時の荷重を精度よく検出することが難しい。
When the deformed portion comes into contact with the bumper reinforcement, it is considered that the load is directly transmitted from the bumper cover to the bumper reinforcement, and the load is not efficiently transmitted to the optical fiber.
For this reason, it is difficult to accurately detect the load at the time of collision by suitably deforming the optical fiber (that is, the sensor element) corresponding to the load at the time of collision.
本発明は、衝突時の荷重を精度よく検出することができるセンサ組立体を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a sensor assembly capable of accurately detecting a load at the time of a collision.
請求項1に係る発明は、面方向に対して直交する方向に入力する荷重に対応して電気信号を出力する長尺状の圧電素子が、車体の一部を構成するバンパービームに備えられ、前記圧電素子で前記荷重を検知可能なセンサ組立体であって、前記バンパービームは車体幅方向に延出され、前記圧電素子は、前記面方向に沿った所定方向に荷重が作用したとき感度が高く、前記所定方向に対して直交する方向に荷重が作用したとき感度が低く抑えられる特性を有し、前記圧電素子の長尺方向を、前記所定方向に対して直交する方向となる車体幅方向に一致させたことを特徴とする。 Invention, elongated piezoelectric element outputting an electric signal corresponding to the load weight to be input in a direction perpendicular to the plane direction is provided on the bumper beam which constitutes a part of a vehicle body according to claim 1 A sensor assembly capable of detecting the load by the piezoelectric element , wherein the bumper beam extends in a vehicle body width direction, and the piezoelectric element is sensitive when a load is applied in a predetermined direction along the surface direction. The width of the vehicle body is such that the sensitivity is kept low when a load is applied in a direction perpendicular to the predetermined direction, and the longitudinal direction of the piezoelectric element is the direction orthogonal to the predetermined direction. It is characterized by matching with the direction .
ここで、圧電素子は、面方向に沿った所定方向に荷重が作用したとき感度が高く、所定方向に対して直交する方向に荷重が作用したとき感度が低く抑えられる特性を有している。
以下、発明の理解を容易にするために、所定方向を「感度方向」、所定方向に対して直交する方向を「非感度方向」という。
Here, the piezoelectric element has a characteristic that sensitivity is high when a load is applied in a predetermined direction along the plane direction, and sensitivity is suppressed low when a load is applied in a direction orthogonal to the predetermined direction.
Hereinafter, in order to facilitate understanding of the invention, a predetermined direction is referred to as a “sensitivity direction”, and a direction orthogonal to the predetermined direction is referred to as a “non-sensitivity direction”.
この特性のため、圧電素子が感度方向に対して湾曲変形した場合、所定方向に荷重が作用した状態になり電気信号を出力してしまう。
一方、圧電素子で荷重入力を精度よく検出するためには、圧電素子の面方向に対して直交する方向に荷重が作用して圧電素子を圧迫/押圧したとき、この圧迫/押圧で発生した電気信号のみを検出することが好ましい。
そこで、請求項1において、圧電素子の長尺方向を非感度方向に一致させた。
Because of this characteristic, when the piezoelectric element is curved and deformed with respect to the sensitivity direction, a load is applied in a predetermined direction and an electric signal is output.
On the other hand, in order to accurately detect the load input by the piezoelectric element, when the piezoelectric element is pressed / pressed by applying a load in a direction orthogonal to the surface direction of the piezoelectric element, It is preferable to detect only the signal.
Therefore, in claim 1, the longitudinal direction of the piezoelectric element is made to coincide with the insensitive direction.
請求項2は、前記圧電素子は、ポリフッ化ビニリデン製の圧電フィルムが用いられ、前記圧電素子を長尺物に備える際に、前記長尺物の長手方向に前記圧電素子の長尺方向を一致させたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a piezoelectric film made of polyvinylidene fluoride is used as the piezoelectric element. When the piezoelectric element is provided on a long object, the longitudinal direction of the piezoelectric element coincides with the longitudinal direction of the long object. It was made to be characterized.
ここで、長尺物に長手方向に対して直交する方向に荷重が作用した場合、長尺物は長尺物の両端部を支点(基準)にて湾曲変形する。長尺物が湾曲変形することで、長尺物に備えた圧電素子も長尺物に倣って湾曲変形する。
よって、圧電素子の感度方向を長尺物の長手方向に合わせた場合、圧電素子の感度方向に荷重が作用した状態になり電気信号を出力してしまう。
Here, when a load acts on the long object in a direction perpendicular to the longitudinal direction, the long object is bent and deformed at both ends of the long object at fulcrums (reference points). When the long object is bent and deformed, the piezoelectric element included in the long object is also bent and deformed following the long object.
Therefore, when the sensitivity direction of the piezoelectric element is matched with the longitudinal direction of the long object, a load is applied in the sensitivity direction of the piezoelectric element and an electric signal is output.
このため、圧電素子の面方向に対して直交する方向に荷重が作用して圧電素子を圧迫/押圧したとき、この圧迫/押圧で発生した電気信号のみを検出することが難しくなり、荷重入力を精度よく検出することはできない。
そこで、請求項2において、圧電素子を長尺物に備える際に、長尺物の長手方向に圧電素子の長尺方向(すなわち、非感度方向)を一致させた。
For this reason, when a load is applied in a direction orthogonal to the surface direction of the piezoelectric element and the piezoelectric element is pressed / pressed, it becomes difficult to detect only the electric signal generated by the pressing / pressing. It cannot be detected with high accuracy.
Therefore, in
請求項1に係る発明では、圧電素子の長尺方向を非感度方向に一致させた。よって、圧電素子が長尺方向に対して湾曲変形した場合でも、圧電素子は長尺方向の変形に基づいて電気信号を出力することがない。
これにより、圧電素子の面方向に対して直交する方向に荷重が作用して圧電素子を圧迫/押圧したとき、この圧迫/押圧で発生した電気信号のみを検出することが可能になり、衝突時の荷重を精度よく検出することができる。
In the invention according to claim 1, the longitudinal direction of the piezoelectric element is made to coincide with the insensitive direction. Therefore, even when the piezoelectric element is curved and deformed in the longitudinal direction, the piezoelectric element does not output an electrical signal based on the deformation in the longitudinal direction.
As a result, when a load is applied in a direction perpendicular to the surface direction of the piezoelectric element to press / press the piezoelectric element, it becomes possible to detect only the electric signal generated by the compression / press, Can be detected with high accuracy.
請求項2に係る発明では、圧電素子としてポリフッ化ビニリデン製の圧電フィルムを用いた。ポリフッ化ビニリデンは薄膜化が容易なので、センサ全体の薄型化・小型化を図ることができる。
In the invention according to
さらに、圧電素子を長尺物に備える際に、長尺物の長手方向に圧電素子の長尺方向(すなわち、非感度方向)を一致させた。
よって、圧電素子の面方向に対して直交する方向に荷重が作用して圧電素子を圧迫/押圧した際に、長尺物に倣って圧電素子が湾曲変形した場合でも、この圧迫/押圧で発生した電気信号のみを検出することが可能になり、衝突により発生した荷重を精度よく検出することができる。
Furthermore, when the piezoelectric element is provided on the long object, the longitudinal direction of the piezoelectric element (that is, the insensitive direction) is matched with the longitudinal direction of the long object.
Therefore, when a piezoelectric element is pressed / pressed by a load acting in a direction perpendicular to the surface direction of the piezoelectric element, even if the piezoelectric element is curved and deformed following a long object, the compression / pressing occurs. It is possible to detect only the electrical signal thus generated, and it is possible to accurately detect the load generated by the collision.
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、本実施の形態ではセンサ組立体10を車両のフロントバンパービーム13に組み付けた例について説明するが、本発明はその他の長尺物に適用することも可能である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, an example in which the
図1は本発明に係るセンサ組立体を示す斜視図、図2は本発明に係るセンサ組立体を示す分解斜視図である。
センサ組立体10は、左右のフロントサイドフレーム11,12に取り付けられたフロントバンパービーム13と、フロントバンパービーム13に取り付けられた第1部材14と、第1部材14およびフロントバンパービーム13間に配置された第2部材15と、第2部材15に支持されたセンサ素子ユニット16とを備える。
FIG. 1 is a perspective view showing a sensor assembly according to the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view showing the sensor assembly according to the present invention.
The
フロントバンパービーム13は、左右のフロントサイドフレーム11,12の各前端部11a,12aに取り付けられて車体18の一部を構成する部材である。
フロントバンパービーム13は、断面略日字状に形成され、車体幅方向に延出された中央部21と、中央部21の左端に設けられた左傾斜部22と、中央部21の右端に設けられた右傾斜部23とを備えた長尺物である。
The
The
フロントバンパービーム13の前壁25のうち、上下方向の中央部に、複数の差込孔27が所定間隔をおいて形成されている。
また、フロントバンパービーム13の前壁25のうち、上辺近傍に、複数の上係止孔28が所定間隔をおいて形成されている。
さらに、フロントバンパービーム13の前壁25のうち、下辺近傍に、複数の下係止孔29が所定間隔をおいて形成されている。
In the
Further, a plurality of
Furthermore, a plurality of
第1部材14は、フロントバンパービーム13の前壁25に沿って延びる帯状のビームカバー31を備えるとともに、ビームカバー31の裏面31aに挿通部33…、上下の取付部34…,35…および上下の荷重伝達部36,37をそれぞれ備える。
なお、挿通部33、上下の取付部34…,35…および上下の荷重伝達部36,37については図3〜図4で詳しく説明する。
The
The
第2部材15は、第1部材14およびフロントバンパービーム13間に介装され、フロントバンパービーム13の前壁25に沿って延びる帯状部材である。
この第2部材15は、例えば、両面接着テープ(図示せず)でフロントバンパービーム13の前壁25に接着(支持)されている。
The
The
第2部材15は、上下方向の中央部に、複数の位置決孔41が所定間隔をおいて形成されている。
第2部材15は、上辺に上張出片42と、下辺に下張出片43と、上下の張出片42,43間にセンサ支持面44とを備える。
In the
The
上張出片42は上辺から車体前方に向けて張り出された部位である。下張出片43は下辺から車体前方に向けて張り出された部位である。
センサ支持面44は、センサ素子ユニット16を支持する面である。
なお、位置決孔41については図3〜図4で詳しく説明する。
The upper projecting
The
The
センサ素子ユニット16は、センサ支持面44に沿って帯状に形成されたラミネート46と、ラミネート46の上辺に沿って埋設された複数の上センサ素子(圧電素子)47と、ラミネート46の下辺に沿って埋設された複数の下センサ素子(圧電素子)48とを備えた長尺物である。
The
ラミネート46は、上下方向の中央部に、複数の嵌合孔51が所定間隔をおいて形成されている。
上下のセンサ素子47,48は、横方向に延出された帯状(長尺状)の素子である。
このセンサ素子ユニット16は、例えば、両面接着テープ(図示せず)で第2部材15のセンサ支持面44に接着(支持)されることで、第2部材15を介してフロントバンパービーム13に備えられている。
In the
The upper and
The
図3は図1の3−3線断面図、図4は図3の分解図である。
第2部材15は、表面15bの上下方向中央にボス53…(図2も参照)が所定間隔をおいて形成され、ボス53…にそれぞれ位置決孔41が形成されている。複数の位置決孔41は貫通孔である。
第2部材15の表面15bのうち、上下の張出片42,43間にセンサ支持面44が形成されている。センサ支持面44の高さ寸法はH1である。
3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 1, and FIG. 4 is an exploded view of FIG.
In the
A
センサ素子ユニット16はラミネート46の高さ寸法がH2に設定されている。ラミネート46の高さ寸法H2は、センサ支持面44の高さ寸法H1と比して僅かに小さく設定されている。
ラミネート46の上辺46aの近傍に上センサ素子47が埋設されている。上センサ素子47は、挿通部33の上側に設けられている。
ラミネート46の下辺46bの近傍に下センサ素子48が埋設されている。下センサ素子48は、挿通部33の下側に設けられている。
In the
An
A
上下のセンサ素子47,48として圧電フィルムが用いられている。すなわち、上下のセンサ素子47,48は、各センサ素子47,48の面方向に対して直交する方向への荷重が入力(作用)したとき歪みが生じ、生じた歪み量(入力した荷重)に対応して電気信号を出力する素子である。
これにより、入力(作用)した荷重に対応する電気信号を出力することができる。
なお、上下のセンサ素子47,48については、図5(a),(b)で上センサ素子47を例示して詳しく説明する。
Piezoelectric films are used as the upper and
Thereby, an electric signal corresponding to the input (acting) load can be output.
The upper and
ここで、センサ素子ユニット16を両面接着テープ(図示せず)でセンサ支持面44に接着した状態で、ラミネート46の嵌合孔51がボス53に嵌合されている。
これにより、センサ素子ユニット16は、複数のボス53によって所定位置に位置決めされている。
Here, the
Thereby, the
さらに、センサ素子ユニット16は、上下の張出片42,43により上下の辺46a,46bが所定位置に位置決めされている。
これにより、センサ素子ユニット16を、第2部材15に対して所定位置により確実に位置決めすることができる。
Further, the upper and
Thereby, the
第1部材14はセンサ素子ユニット16の車体前方側に設けられている。
第1部材14の上取付部34は、ビームカバー31の裏面31aにおいて、上辺31bの近傍から車体後方に向けて延びた弾性変形可能な係止部材である。
上取付部34は、突片55の先端部に係止爪56が上向きに設けられている。
係止爪56は、フロントバンパービーム13の上係止孔28の周縁に係止することで、突片55が上係止孔28から車体前方に向けて抜け出すことを防ぐ部位である。
The
The upper mounting
The upper mounting
The locking
第1部材14の下取付部35は、上取付部34と上下対称の部材であり、各構成部位に同じ符号を付して説明を省略する。
The
第1部材14の上荷重伝達部36は、ビームカバー31の裏面31aにおいて、上取付部34の下方近傍に、ビームカバー31の左端31dから右端31e(図2参照)に亘って連続的に形成されている。
この上荷重伝達部36は、車体後方に向けて(すなわち、上センサ素子47に向けて)膨出された膨出部で、挿通部33の上方に設けられている。
詳しくは、上荷重伝達部36は、上取付部34および挿通部33の間に配置されている。
The upper
The upper
Specifically, the upper
第1部材14の下荷重伝達部37は、上荷重伝達部36と上下対称の部材であり、挿通部33の下方に設けられている。
詳しくは、下荷重伝達部37は、下取付部35および挿通部33の間に配置されている。
以下、下荷重伝達部37の各構成部位に、上荷重伝達部36の構成部位と同じ符号を付して説明を省略する。
The lower
Specifically, the lower
Hereinafter, the same reference numerals as the constituent parts of the upper
第1部材14の挿通部33は、ビームカバー31の裏面31aにおいて、上下方向の中央部から車体後方に向けて延びた円柱状の突出部である。
挿通部33は、第2部材15の位置決孔41に貫通可能で、かつ、フロントバンパービーム13の差込孔27に貫通可能な部材である。
The
The
挿通部33を位置決孔41に貫通することにより、第1部材14および第2部材15を位置決め部30で上下方向に対して相対的に位置決めすることができる。
これにより、上荷重伝達部36の当接面36aを上センサ素子47に対向させるとともに、下荷重伝達部37の当接面37aを下センサ素子48に対向させることができる。
By penetrating the
Accordingly, the
図5(a)は本発明に係るセンサ組立体のセンサ素子を示す斜視図、図5(b)は本発明に係るセンサ素子の分子構造を示す図である。
なお、上下のセンサ素子47,48は同じセンサ素子なので、上センサ素子47について説明して下センサ素子48の説明を省略する。
図5(a)に示す上センサ素子47として、通常の圧電フィルムが用いられている。この圧電フィルムは、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)がある。
このPVDFは薄膜化が容易なので、センサ全体の薄型化・小型化を図ることができる。
FIG. 5A is a perspective view showing a sensor element of a sensor assembly according to the present invention, and FIG. 5B is a diagram showing a molecular structure of the sensor element according to the present invention.
Since the upper and
A normal piezoelectric film is used as the
Since this PVDF can be easily thinned, the entire sensor can be made thinner and smaller.
PVDFは、図5(b)に示す分子構造(−CH2CF2−)上、面方向に沿った所定方向(d31方向)への変形、および面方向に対して直交する方向(d33方向)への変形に対して双極子モーメントの変化による分極を生じるという特性を備えている。
一方、このPVDFは、面方向に沿った所定方向と直交する方向(d32方向)の変形においては、構造対称性が維持されるので双極子モーメントによる分極を生じないという特性を備えている。
面方向に沿った所定方向(d31方向)は、前述した「感度方向」である。
面方向に沿った所定方向と直交する方向(d32方向)は、前述した「非感度方向」である。
PVDF is deformed in a predetermined direction (d31 direction) along the plane direction on the molecular structure (—CH 2 CF 2 —) shown in FIG. 5B, and a direction orthogonal to the plane direction (d33 direction). It has the property of causing polarization due to the change of the dipole moment with respect to deformation.
On the other hand, this PVDF has a characteristic that, in the deformation in the direction (d32 direction) perpendicular to the predetermined direction along the plane direction, the structural symmetry is maintained, so that polarization due to the dipole moment does not occur.
The predetermined direction (d31 direction) along the surface direction is the above-described “sensitivity direction”.
The direction (d32 direction) orthogonal to the predetermined direction along the surface direction is the above-described “insensitive direction”.
すなわち、上センサ素子47は、面方向に対して直交する方向に圧迫/押圧が作用した場合、双極子モーメントの変化による分極を生じて電圧(分極電圧)が発生する。
また、上センサ素子47は、感度方向に引張力が作用すると、双極子モーメントの変化による分極を生じて電圧(分極電圧)が発生する(感度が高い)。
一方、上センサ素子47は、非感度方向に引張力が作用しても、双極子モーメントによる分極を生じないので電圧(分極電圧)が発生しない(感度が低い)。
That is, the
Further, when a tensile force acts in the sensitivity direction, the
On the other hand, even if a tensile force acts in the non-sensitivity direction, the
ところで、図2に示すセンサ素子ユニット16は、車体幅方向(すなわち、左右方向)に長尺に形成され、上下方向に短い寸法に形成された長尺物である。
よって、センサ素子ユニット16の面方向に対して直交する方向に荷重が作用すると、左右の端部を支点(基準)にしてセンサ素子ユニット16の長手方向に対して直交する方向に湾曲変形する。
以下、センサ素子ユニット16の長手方向に対して直交する方向への湾曲変形を「長手方向変形」という。
Incidentally, the
Therefore, when a load is applied in a direction orthogonal to the surface direction of the
Hereinafter, the bending deformation in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the
センサ素子ユニット16が長手方向変形することで、上センサ素子47(図5(a)参照)も同様に、左右の端部47a,47bを基準にして長手方向に湾曲変形(長手方向変形)する。
長手方向変形した上センサ素子47は、変形前の上センサ素子47と比較して全長が長くなる。すなわち、上センサ素子47が長手方向変形した場合、上センサ素子47に非感度方向の引張力が作用することになる。
When the
The
一方、センサ素子ユニット16は、上下方向の寸法が短く形成されている。よって、センサ素子ユニット16の面方向に対して直交する方向に荷重が作用した場合でも、センサ素子ユニット16は、上下の辺を支点(基準)にして短手方向に対して直交する方向に湾曲変形しない。
以下、センサ素子ユニット16の短手方向に対して直交する方向への湾曲変形を「短手方向変形」という。
On the other hand, the
Hereinafter, the bending deformation in the direction orthogonal to the short direction of the
よって、上センサ素子47(図5(a)参照)も上下の辺47c,47dを基準にして短手方向変形しない。
すなわち、センサ素子ユニット16の面方向に対して直交する方向に荷重が作用した場合に、図5(a)に示す上センサ素子47は感度方向に引張力が作用しない状態を確保できる。
Therefore, the upper sensor element 47 (see FIG. 5A) does not deform in the lateral direction with respect to the upper and
That is, when a load is applied in a direction perpendicular to the surface direction of the
ここで、上センサ素子47で、衝突時の荷重のみを検出するためには、面方向に対して直交する方向に作用した押圧力で、上センサ素子47を圧迫/押圧したとき、この圧迫/押圧で発生した電気信号のみを検出する必要がある。
そこで、図5(a)に示す上センサ素子47の長尺方向を非感度方向に一致させた。
よって、上センサ素子47は、長尺方向に引張力F1が作用しても電圧を発生しないが、長尺方向に対して直交する方向(短手方向)に引張力F2が作用すると電圧が発生する。
Here, in order to detect only the load at the time of collision by the
Therefore, the longitudinal direction of the
Therefore, the
しかし、上述したように、センサ素子ユニット16の面方向に対して直交する方向に荷重が作用した場合に、上センサ素子47は短手方向変形しない。
よって、上センサ素子47の面方向に対して直交する方向に荷重が作用して上センサ素子47を圧迫/押圧した際に、センサ素子ユニット16に倣って上センサ素子47が湾曲変形した場合でも、この圧迫/押圧で発生した電気信号のみを検出することが可能になり、衝突により発生した荷重を精度よく検出することができる。
However, as described above, when a load is applied in a direction orthogonal to the surface direction of the
Therefore, even when a load is applied in a direction orthogonal to the surface direction of the
つぎに、センサ組立体10の作用を図6〜図7に基づいて説明する。
図6は本発明に係るセンサ組立体の第1部材に荷重が作用した例を説明する図である。
第1部材14に車体前方側から荷重F3が矢印の如く作用する。荷重F3は、上下のセンサ素子47,48の面方向に対して直交する荷重である。
ここで、上荷重伝達部36の当接面36aおよび下荷重伝達部37の当接面37aは、センサ素子ユニット16にそれぞれ当接している。
荷重F3の一部が矢印Aの如く上荷重伝達部36に伝わる。一方、荷重F3の残りが矢印Bの如く下荷重伝達部37に伝わる。
Next, the operation of the
FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which a load is applied to the first member of the sensor assembly according to the present invention.
A load F3 acts on the
Here, the
A part of the load F3 is transmitted to the upper
上荷重伝達部36の当接面36aは上センサ素子47に対向している。さらに、下荷重伝達部37の当接面37aは下センサ素子48に対向している。
よって、上荷重伝達部36に伝わった荷重が上センサ素子47の面方向に対して直交する方向に作用して、上センサ素子47を良好に圧迫/押圧することができる。
The
Therefore, the load transmitted to the upper
同様に、下荷重伝達部37に伝わった荷重が下センサ素子48の面方向に対して直交する方向に作用して、下センサ素子48を良好に圧迫/押圧することができる。
これにより、荷重F3を上下のセンサ素子47,48に効率よく作用させることができる。
以下、上下のセンサ素子47,48のうち、上センサ素子47について説明して、下センサ素子48の説明を省略する。
Similarly, the load transmitted to the lower
Thereby, the load F3 can be made to act on the upper and
Hereinafter, of the upper and
図7(a),(b)は本発明に係る上センサ素子に荷重が作用した例を説明する図である。
(a)において、上下のセンサ素子47,48に荷重が作用することで、上下のセンサ素子47,48に押圧力を作用させることができる。
上下のセンサ素子47,48に荷重が作用することで、センサ素子ユニット16は、想像線で示すように、左右の端部16a,16bを支点(基準)にして車体後方に長手方向変形する。
一方、センサ素子ユニット16は、上下方向の寸法が短いので、上下の辺16c,16dを支点(基準)にして車体後方に短手方向変形しない。
FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating an example in which a load is applied to the upper sensor element according to the present invention.
In (a), when a load acts on the upper and
When a load is applied to the upper and
On the other hand, since the
(b)において、センサ素子ユニット16が左右の端部16a,16bを支点(基準)にして長手方向変形することで、上センサ素子47も左右の端部47a,47bを基準にして車体後方に長手方向変形する。
長手方向変形した上センサ素子47は、変形前の上センサ素子47と比較して全長Lが長くなる。
In (b), the
The
ここで、上センサ素子47は、長尺物としてのセンサ素子ユニット16の長手方向に、上センサ素子47の長尺方向(すなわち、非感度方向)を一致させている。よって、上センサ素子47の全長Lが長くなっても、上センサ素子47は電圧を発生しない。
これにより、上センサ素子47の面方向に対して直交する方向に作用して、上センサ素子47を圧迫/押圧する押圧力のみ、すなわち、衝突時の荷重のみを上センサ素子47で検出して電気信号として出力することができ、衝突時の荷重を精度よく検出することができる。
Here, the
Thus, the
なお、前記実施の形態では、長尺物としてフロントバンパービーム13を例示したが、これに限らないで、リヤバンパービームなどの他の長尺物に適用することも可能である。
さらには、車両以外の長尺物に適用することも可能である。
In the above embodiment, the
Furthermore, it is also possible to apply to long objects other than vehicles.
本発明のセンサ組立体は、面方向に対して直交する方向への荷重に対応して電気信号を出力する圧電素子を備えた自動車への適用に好適である。 The sensor assembly of the present invention is suitable for application to an automobile including a piezoelectric element that outputs an electrical signal corresponding to a load in a direction orthogonal to the surface direction.
10…センサ組立体、13…フロントバンパービーム(バンパービーム)、18…車体、47…上センサ素子(圧電素子)、48…下センサ素子(圧電素子)、F3…荷重。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記バンパービームは車体幅方向に延出され、
前記圧電素子は、
前記面方向に沿った所定方向に荷重が作用したとき感度が高く、前記所定方向に対して直交する方向に荷重が作用したとき感度が低く抑えられる特性を有し、
前記圧電素子の長尺方向を、前記所定方向に対して直交する方向となる車体幅方向に一致させたことを特徴とするセンサ組立体。 Elongated piezoelectric element outputting an electric signal corresponding to the load weight to be input in a direction perpendicular to the plane direction is provided in the bumper beam constituting a part of the vehicle body, the load at the piezoelectric element A detectable sensor assembly comprising:
The bumper beam extends in the vehicle width direction,
The piezoelectric element is
Sensitivity is high when a load is applied in a predetermined direction along the surface direction, and sensitivity is low when a load is applied in a direction orthogonal to the predetermined direction,
A sensor assembly characterized in that a longitudinal direction of the piezoelectric element coincides with a vehicle body width direction which is a direction orthogonal to the predetermined direction.
前記圧電素子を長尺物に備える際に、前記長尺物の長手方向に前記圧電素子の長尺方向を一致させたことを特徴とする請求項1記載のセンサ組立体。 As the piezoelectric element, a piezoelectric film made of polyvinylidene fluoride is used,
The sensor assembly according to claim 1, wherein when the piezoelectric element is provided on a long object, the longitudinal direction of the piezoelectric element is made to coincide with the longitudinal direction of the long object.
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