碰撞检测装置以及制造该碰撞检测装置的方法

专利名称：碰撞检测装置以及制造该碰撞检测装置的方法
技术领域：
本发明涉及用于检测碰撞载荷的碰撞检测装置和制造该碰撞检测装置的方法。
背景技术：
例如，参考JP-7-190732A，车辆设置有具有光纤元件的碰撞检测传感器(碰撞检测装置)。光纤元件安装在车辆的前保险杠上，并突出到前保险杠的外侧。光纤元件设有分别布置在光纤元件两个纵向端部的光发射元件和光接收元件。当车辆与障碍物碰撞时，碰撞载荷作用在光纤元件上，使得光纤元件变形，引起光接收元件光接收量的变化。因此，碰撞检测传感器基于光接收量的变化产生碰撞信号。
但是，在这种情形下，因为光纤元件朝车辆外侧突出，所以当碰撞中的冲击比较大时，会引起光纤元件的故障。
参考JP-5-45372A，设置有具有光纤元件和聚氨酯树脂元件的碰撞检测传感器。聚氨酯树脂元件为长棱柱形，光纤元件固定在聚氨酯树脂元件内部。在这种情形下，即使当碰撞载荷大时，也可抑制光纤元件的故障。
但是，光纤元件布置在聚氨酯树脂元件中。因为光纤元件具有类似于聚氨酯树脂元件的长形，所以难以在聚氨酯树脂元件中预定位置处布置光纤元件。因此，碰撞检测传感器的制造复杂。

发明内容
考虑到上述缺点，本发明的目的是提供一种碰撞检测装置和制造该碰撞检测装置的方法，使得碰撞检测装置充分抵抗碰撞中的冲击，并且制造方便。
根据本发明的一方面，碰撞检测装置设有用于检测碰撞中碰撞载荷的载荷检测元件和模制成与所述载荷检测元件成为一体的模制元件。所述模制元件至少覆盖所述载荷检测元件在碰撞侧的表面。所述模制元件通过弹性变形吸收碰撞中至少一部分冲击能量。
因为所述模制元件通过模制与所述载荷检测元件成为一体，所以与载荷检测元件和覆盖元件分开制造，然后通过粘合剂、双面胶带等粘合在一起的情形相比，简化了所述碰撞检测装置的制造。
此外，因为所述模制元件与所述载荷检测元件通过模制成为一体，所以提高了所述模制元件与所述载荷检测元件之间的结合强度。因此，即使由于碰撞引起的冲击比较大，也可限制所述模制元件从所述载荷检测元件的分离。
因为所述模制元件通过弹性变形吸收了碰撞中至少一部分冲击能量，所以即使冲击比较大，也可抑制所述载荷检测元件的故障。
优选地，所述载荷检测元件为包括前沿部分和两个倾斜部分的弯曲式载荷检测元件。所述前沿部分具有面向碰撞方向侧的表面。所述倾斜部分具有沿与所述前沿部分延伸方向相交的延伸方向延伸的表面。覆盖所述倾斜部分的所述模制元件的弹簧常数比覆盖所述前沿部分的小。
图1示出了弯曲式载荷检测元件100的载荷检测机制，但并不是限制其结构。例如，所述弯曲式载荷检测元件100容纳在车辆104的前保险杠103中。弯曲式载荷检测元件100包括垂直于车辆前后方向(碰撞方向)的前沿部分101和与所述碰撞方向相交成角度θ的倾斜部分102。在图1中，所述前沿部分101与所述倾斜部分102相连。可选择地，所述弯曲式载荷检测元件100可设有彼此分离的前沿部分101和倾斜部分102。
当具有质量m的障碍物以相对速度v与车辆104在前沿位置“a”碰撞时，在前沿位置“a”向所述前沿部分101输入动量mv。在另一方面，在前沿位置“a”从所述前沿部分101输出动量-mv。因此，在碰撞中引起等于2mv的动量变化ΔP。所述前沿部分101基于动量变化ΔP检测碰撞中的碰撞载荷。
相反，当障碍物在倾斜位置“b”与所述倾斜部分102碰撞时，在倾斜位置“b”向所述倾斜部分102输入动量mv。因为所述倾斜部分102与碰撞方向相交成角度θ，所以动量mv分解成在倾斜位置“b”垂直于所述倾斜部分102的分量-mvcosθ和在倾斜位置“b”平行于所述倾斜部分102的分量-mvsinθ。因此，对于所述倾斜部分102难以检测在倾斜位置“b”平行于所述倾斜部分102的分量-mvsinθ。因此，所述倾斜部分102可检测的碰撞载荷小于所述前沿部分101可检测的碰撞载荷。
因为覆盖所述倾斜部分的所述模制元件的弹簧常数设置成比覆盖所述前沿部分的小，所以使得当相同的载荷作用在所述倾斜部分和所述前沿部分上时，覆盖所述倾斜部分的所述铸型元件的变形比覆盖所述前沿部分的大。因此，可减小弯曲式载荷检测元件的所述倾斜部分与所述前沿部分的输出中的不一致。
更优选地，所述碰撞检测装置还包括用于附装所述载荷检测元件的附装元件。所述模制元件模制成与所述附装元件成为一体。
因为所述模制元件通过模制与所述附装元件成为一体，所述简化了构造操作。
更优选地，所述的碰撞检测装置还包括刚度比高刚度元件低的低刚度元件以及凹凸元件，其中所述凹凸元件至少布置在所述载荷检测元件与所述高刚度元件之间的位置和所述载荷检测元件与所述低刚度元件之间的位置。所述载荷检测元件布置在所述高刚度元件与所述低刚度元件之间。所述模制元件模制成与所述凹凸元件成为一体。
因此，可通过所述模制元件的模制固定所述载荷检测元件与所述凹凸元件，从而简化所述碰撞检测装置的构造操作。此外，因为由于所述凹凸元件的布置而增大部分地作用在其上的压力，所以提高了所述载荷检测元件的检测灵敏度。
更优选地，所述载荷检测元件为光纤元件。因此可针对线式或表面式的位置检测碰撞载荷，而无需逐点检测。也就是说，可通过调整所述光纤元件的布置路径，在比较广阔的范围内检测碰撞载荷。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造碰撞检测装置的方法，所述碰撞检测装置具有附装元件、载荷检测元件、凹凸元件和模制元件。所述方法包括模锻过程、第一注射过程、替换可动模具过程、第二注射过程和移除模具过程。在所述模锻过程中，使用固定模具和第一可动模具进行模锻，其中所述固定模具与所述第一可动模具通过具有大致C形截面的型腔从彼此间隔。在所述第一注射过程中，将熔融的第一材料注入所述型腔，以形成所述附装元件。在替换可动模具过程中，用第二可动模具替换所述第一可动模具。在取下所述第一可动模具之后，将预先准备好的所述载荷检测元件和所述凹凸元件布置在所述附装元件中。在布置了所述第二可动元件之后，在所述第二可动模具与所述附装元件之间形成型腔。在第二注射过程中，将熔融的第二材料注入所述型腔，以形成所述模制元件。在所述移除模具过程中，移除所述固定模具和所述第二可动模具。
这样，所述模制元件可通过模制附装到所述附装元件上。所述模制元件至少覆盖所述载荷检测元件在碰撞侧的表面。所述模制元件、所述附装元件和所述载荷检测元件通过模制彼此成为一体。因此，与模制元件布置在载荷检测元件处，然后通过粘合剂、双面胶带等粘结到附装元件上的情况相比，简化了根据本发明的碰撞检测装置的制造。
因为所述模制元件、所述附装元件和所述载荷检测元件通过模制彼此成为一体，所以可提高不同组件之间的结合强度。从而，即使由于碰撞引起的冲击比较大，也限制了各组件彼此的分离。
在这种情形下，通过所述模制元件不只固定了所述载荷检测元件，还固定了所述凹凸元件。因此，与凹凸元件在不同于模制过程的过程中安装的情形相比，简化了其制造。


图1为示出弯曲式载荷检测部分的载荷检测机制的示意图；图2为示出设置有根据本发明第一实施例的碰撞检测装置的车辆的透明透视图；图3为示出根据本发明第一实施例安装碰撞检测装置的前保险杠的分解透视图；图4为沿图2中IV-IV线的垂直截面图；图5为示出根据本发明第一实施例的碰撞检测装置的光纤元件的附近的透明透视图；图6为用于成型根据第一实施例的碰撞检测装置的模具的横向截面图；图7为根据第一实施例模具在注入聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate)之后的横向截面图；图8为示出根据第一实施例模具在取出第一可动模具之后的横向截面图；图9为示出根据第一实施例模具在布置第二可动模具之后的横向截面图；图10为示出根据第一实施例模具在注入硅橡胶之后的横向截面图；图11为示出根据第一实施例碰撞检测装置在移除模具之后的横向截面图；图12A为示出根据本发明第二实施例当从碰撞检测装置的上侧观看时，碰撞检测装置的透明示意图，图12B为从其后侧观看时，碰撞检测装置的透明示意图；图13为沿图12B中XIII-XIII线的垂直截面图；图14为沿图12B中XIV-XIV线的垂直截面图；和图15为示出根据本发明第三实施例的碰撞检测装置的横向截面图。
具体实施例方式
(第一实施例)参考图2-11，对根据本发明第一实施例的碰撞检测装置1进行描述。如图2中所示，碰撞检测装置1适合用于车辆9。例如，碰撞检测装置1可安装在车辆9的前保险杠90中，沿车辆左右方向延伸。碰撞检测装置1的左端和右端分别朝车辆9的左侧和右侧向后面弯曲。
图中标记的上下方向、左右方向和前后方向分别对应于车辆的上下方向、车辆的左右方向(即，车辆宽度方向)和车辆的前后方向，这些根据车辆9的行驶方向为标准来定义。
碰撞检测装置1与检测电路80相连，检测电路80通过电气配线等与气囊ECU(电子控制单元)81相连。气囊ECU 81布置在地板通道(未示出)与车辆9的仪表板91的中心部分(沿车辆宽度方向)之间。气囊ECU81通过电气配线等与行人保护气囊94L和94R相连。行人保护气囊94L和94R分别隐藏于车辆9的A柱的根部。
图3示出了前保险杠90的分解透视图，其中安装有碰撞检测装置1。参考图3，前保险杠90设有保险杠盖900和缓冲器901。保险杠盖900由树脂或类似的材料制成，并具有沿车辆宽度方向延伸的长条形。保险杠盖900的左端和右端都向车辆后侧弯曲。由泡沫树脂或类似材料制成的缓冲器901具有沿车辆宽度方向延伸的长板形。缓冲器901布置在保险杠盖900的车辆后侧。
保险杠加强元件93(即，高刚度元件)安装到由钢等类似材料制成的一对前侧元件92R和92L的前端。由铝等类似材料制成保险杠加强元件93沿车辆宽度方向延伸，并具有长的方柱形。碰撞检测装置1安装在缓冲器901与保险杠加强元件93之间，其中保险杠加强元件93位于缓冲器901的车辆后侧。
下面，描述碰撞检测装置1的结构。图4为沿图2中IV-IV线的垂直截面图。为简便起见，图4中未示出保险杠盖900。
参考图4，碰撞检测装置1包括载荷检测元件2(例如，光纤元件)、模制元件3、附装元件4(即，载荷传递元件)和凹凸元件5。载荷传递元件4相当于低刚度元件，其刚度比保险杠加强元件93(高刚度元件)的刚度低。
载荷传递元件4(图3中为清楚起见而示出为局部裂开)沿着车辆宽度方向延伸，例如，具有大致长板形。载荷传递元件4由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)制成，并布置在缓冲器901的后侧。当从车辆9的侧面观看时，载荷传递元件4设置有面向车辆后侧的开口，以具有大致为C形的横截面。
如图5中所示，光纤元件2布置在载荷传递元件4的开口内。光纤元件2大致为缆索形，并例如沿车辆宽度方向横过载荷传递元件4四次。即，载荷传递元件4的开口设有在其中沿车辆宽度方向往返两次的光纤元件2。
光纤元件2包括核心部分20和覆层部分21。核心部分20由丙烯酸材料制成，并具有为大致圆形截面的缆索状。由含氟树脂制成的覆层部分21具有为环状截面的缆索状，以覆盖(环绕)核心部分20。
用于提高载荷检测元件2(光纤元件)的检测灵敏性的凹凸元件5为大致带子的形状，例如，由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)制成。凹凸元件5可位于光纤元件2的车辆后侧，沿着光纤元件2的布置路径延伸。凹凸元件5设有多个突起部分50，这些突起部分50可形成在凹凸元件5的前表面上，与光纤元件2的覆层部分21的后表面接触。在相邻的突起部分50之间设置预定距离。
在该实施例中，模制元件3为透明的，例如，由透明硅橡胶制成。具有大致矩形截面的缆索状模制元件3覆盖(环绕)了光纤元件2和凹凸元件5。也就是说，光纤元件2和凹凸元件5布置在模制元件3中。模制元件3与光纤元件2、凹凸元件5和载荷传递元件4结合成一体。
下面，对碰撞检测装置1的操作进行描述。
当车辆9与在车辆9的前侧的障碍物(未示出)碰撞时，碰撞载荷会通过保险杠盖900和缓冲器901传递到碰撞检测装置1。保险杠加强元件93具有高刚度。载荷传递元件4的刚度高于模制元件3和光纤元件2的刚度，但低于保险杠加强元件93的刚度。
因此，由于碰撞冲击，布置在载荷传递元件4与保险杠加强元件93之间的模制元件3和光纤元件2会沿车辆前后方向变形。此外，因为凹凸元件5布置在模制元件5中并且在保险杠加强元件93与光纤元件2之间，所以由于碰撞冲击，会有比较高的压力作用在光纤元件2与凹凸元件5的突起部分50相接触的一部分上。
检测电路80设有LED(发光二极管)、PD(光电二极管)、放大器和A/D(模拟/数字)转换器，这些元件未示出。LED和PD分别布置在光纤元件2的两个纵向(即，车辆宽度方向)端。当LED发出的光通过光纤元件2传递到PD时，在PD中会产生电流。
在光纤元件2由于碰撞而变形的情况下，PD的光接收量会减小，使得在PD中产生的电流降低。电流变化转换成电压变化，通过放大器放大，再通过A/D转换器转换成数字信号。
数字信号被传递到气囊ECU 81。气囊ECU 81基于数字信号确定障碍物是否是行人。在确定障碍物是行人的情况下，气囊ECU 81向行人保护气囊94L和94R发送驱动信号。因此，行人气囊94L和94R朝着车辆9的外侧迅速地展开。
下面，对碰撞检测装置1的制造方法进行描述。制造方法包括模锻过程、第一注射过程、替换可动模具过程、第二注射过程和移除模具过程。
图6为示出了用于构造碰撞检测装置1的模具7的横向截面图。参考图6，模具7包括固定模具70和第一可动模具71。在模锻过程中，用模具7进行模锻。在固定模具70与第一可动模具71之间形成有大致C形截面的型腔。
在第一注射过程中，将熔融的聚对苯二甲酸丁二醇酯注入型腔72。图7为示出了模具7在注入聚对苯二甲酸丁二醇酯(第一材料)之后的横向截面图。参考图7，型腔72其中充满了熔融的聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯会在型腔72中冷却。因此，聚对苯二甲酸丁二醇酯(聚对苯二甲酸丁二醇酯元件73)硬化，以构造出载荷传递元件4。
在替换可动模具过程中，使用第二可动模具74替代第一可动模具71。首先，取出第一可动模具71。图8为示出了模具7在取出第一可动模具71之后的横向截面图。参考图8，在固定模具70的模具表面形成载荷传递元件4。然后，将预先制造的光纤元件2和凹凸元件5布置在载荷传递元件4的C形开口中，沿着预定布置路径布置。光纤元件2和凹凸元件5由支撑单元(例如，未示出的销)支撑，并与载荷传递元件4间隔预定距离。其后，将第二可动模具安装在固定模具70上。
图9为示出模具7在布置了第二可动模具74之后横向截面图。参考图9，第二可动模具74的模具表面740设有凹凸的形状。在第二可动模具74与载荷传递元件4之间形成有型腔75，其沿着光纤元件2的布置路径延伸。光纤元件2和凹凸元件5容纳在型腔75中。
在第二注射过程中，将熔融的硅橡胶(第二材料)注入型腔75中。图10为示出模具7在注入硅橡胶之后的横向截面图。参考图10，型腔75充满了熔融的硅橡胶，硅橡胶会逐渐冷却硬化。因此，光纤元件2和凹凸元件5固定在硅橡胶(硅橡胶元件76)中。在这种情形下，硅橡胶元件76接合到了仍温热的载荷传递元件4上。固化的硅橡胶元件76形成模制元件3。
在移除模具过程中，移除固定模具70和第二可动模具74。图11为示出了碰撞检测装置1在移除固定模具70和第二可动模具74之后的横向截面图。参考图11，模制元件3模制在载荷传递元件4的C形开口中，以与载荷传递元件4成为一体。光纤元件2和凹凸元件5固定在透明的模制元件3中。
根据上述制造方法，碰撞检测元件1由载荷传递元件4、光纤元件2、凹凸元件5和模制元件3组成，这些元件通过模制而彼此结合成一体，无需使用粘合剂、双面胶带等等来粘合。因为模制元件3是透明的，所以可通过从模制元件3外侧的视觉验让来检验凹凸元件5和光纤元件2的布置位置，如图11中所示。
下面，将说对基于上述制造方法构造的碰撞检测装置1进行检验的方法。例如，可通过观测碰撞检测装置1的横向截面来检验碰撞检测装置1的结构。
也就是说，当图11中所示的载荷传递元件4与模制元件3彼此紧密地连接时，可确定已经通过上述制造方法适当地构造了碰撞检测装置1。在这种情形下，在载荷传递元件4与透明模制元件3之间不存在双面胶带、粘合剂等。
此外，当图11中所示的光纤元件2与模制元件3彼此紧密地连接时，可确定已经通过上述制造方法适当地构造了碰撞检测装置1。在这种情形下，在光纤元件2与透明模制元件3之间不存在双面胶带、粘合剂等。
此外，当图11中所示的凹凸元件5与模制元件3彼此紧密地连接时，可确定已经通过上述制造方法适当地构造了碰撞检测装置1。在这种情形下，在凹凸元件5与透明模制元件3之间不存在双面胶带、粘合剂等。
下面，对碰撞检测装置1的效果进行描述。
根据该实施例，碰撞检测装置1由载荷检测元件2(例如，光纤元件)、凹凸元件5、载荷传递元件4(即，附装元件)和模制元件3构成，这些元件通过两种注射材料的模制彼此结合在一起。也就是说，例如，分别注入聚对苯二甲酸丁二醇酯和硅橡胶以构造形成载荷传递元件4的聚对苯二甲酸丁二醇酯元件73和形成模制元件3的硅橡胶元件76。
因此，与分别制造这些部件，再通过粘合剂、双面胶带等彼此结合在一起的情形相比，简化了碰撞检测装置1的制造。
此外，根据该实施例，碰撞检测装置1由光纤元件2、凹凸元件5、载荷传递元件4和模制元件3组成，这些元件通过两种注射材料的模制彼此紧密连接。因此，提高了各组件之间的接合强度。从而，即使由于碰撞引起的冲击比较大时，也限制了各组件彼此的分离。
另外，模制元件3可弹性变形，以部分地吸收碰撞中的冲击能量。因此，即使是冲击比较大时，也可限制光纤元件2的故障。从面，可降低碰撞之后碰撞检测装置1(光纤元件2)的维修成本。
根据第一实施例，如图11中所示，模制元件3是透明的，使得凹凸元件5和光纤元件2可从外部可视地检验。因此，可方便地检测凹凸元件5和光纤元件2的异常(例如，凹凸元件5与光纤元件2沿碰撞方向彼此不一致)。例如，碰撞方向对应于车辆前后方向。模制元件3由硅橡胶制成，因此可比较容易地变形，并通过两种注射材料的模制固定到光纤元件2的外侧。
参考图5，碰撞检测装置1设置有凹凸元件5，凹凸元件5只在突起部分50与光纤元件2的后表面部分地接触。因此，增大了碰撞中施加在光纤元件2上的压力，使得提高了光纤元件2的载荷检测灵敏度。
凹凸元件5位于光纤元件2与布置在光纤元件2后侧的保险杠加强元件93之间。保险杠加强元件93的刚度高于载荷传递元件4的刚度，使得保险杠加强元件93充分地抵抗碰撞中的变形。因为凹凸元件5由保险杠加强元件93通过模制元件3支撑(从后侧)，所以凹凸元件5也充分地抵抗碰撞中的变形(倾斜)。因此，可限制由于碰撞中凹凸元件5的倾斜(向右或向左)而引起的突起部分50对光纤元件2的挤压。这样，可进一步提高光纤元件2的载荷检测灵敏度。
此外，根据该实施例，光纤元件2用作载荷检测元件。因为光纤元件2不传递电磁波，所以无需提供电磁波屏蔽。因而，可降低制造成本。另外，在这种情形下，与光纤元件2相邻的其它电子设备(例如，图1中所示的检测电路80)不会受电磁波的影响。
因为光纤元件2用作碰撞检测装置1的载荷检测元件，所以可关于线式或表面式的位置检测碰撞，无需逐点检测。也就是说，可通过调整光纤元件2的布置路径在相对广泛的范围内检测碰撞载荷。
(第二实施例)根据图12-14，描述本发明的第二实施例。根据第二实施例，模制元件3的中心部分(沿车辆宽度方向)的上下方向宽度设置得比模制元件3的两端部分(沿车辆宽度方向)的宽度大。此外，载荷传递装置4的开口在其中设有沿车辆方向往返一次的光纤元件2。这些是与上述第一实施例不同的点。
如图12中所示，光纤元件2(弯曲式载荷检测元件)包括前沿部分2a和分别布置在前沿部分2a右侧和左侧的两个倾斜部分2b。前沿部分2a沿车辆宽度方向延伸以垂直于碰撞方向(例如，车辆前后方向)。在这种情形下，前沿部分2a面向车辆前侧。倾斜部分2b相对于前沿部分2a弯向车辆的后侧，使得倾斜部分2b的表面沿与前沿部分2a表面的延伸方向(图12中由虚线L表示)相交的方向延伸。
在这种情形下，如图12B中所示，大致缆索状的光纤元件2沿车辆宽度方向横过载荷传递元件4两次。也就是说，载荷传递元件4的开口在其中设有沿车辆宽度方向往返一次的光纤元件2。模制元件3包括环绕上侧光纤元件2的上部和环绕下侧光纤元件2的下部。
如图13和14中所示，模制元件3环绕光纤元件2倾斜部分2b的最大直径W2(车辆上下方向的尺寸)设置得小于模制元件3覆盖前沿部分2a的最大宽度W1(车辆上下方向的尺寸)。此外，除了模制元件3的右端和左端，模制元件3覆盖前沿部分2a的宽度(车辆上下方向的尺寸)相等(等于W1)。在另一方面，模制元件3覆盖倾斜部分2b的宽度(车辆上下方向的尺寸)在倾斜部分2b的整个范围内相等(等于W2)。模制元件3覆盖倾斜部分2b的沿车辆上下方向的平均宽度小于模制元件3覆盖前沿部分2a的平均宽度。
也就是说，模制元件3中心部分的上下方向宽度大于模制元件3两端部分的上下方向宽度。
概括第二实施例的碰撞检测装置1具有与第一实施例中相同的效果。
如上所述，光纤元件2(弯曲式载荷检测元件)倾斜部分2b的载荷检测灵敏度小于前沿部分2a的载荷检测灵敏度，使得即使在倾斜部分2b和前沿部分2a上作用的载荷相同时，倾斜部分2b的输出也小于前沿部分2a的输出。在这种情形下，覆盖倾斜部分2b的模制元件3的弹簧常数可设置得小于覆盖前沿部分2a的模制元件3的弹簧常数，使得当在倾斜部分2b和前沿部分2a上作用相同的负载时，覆盖倾斜部分2b的模制元件3的变形比覆盖前沿部分2a的大。这样，可减小光纤元件2的倾斜部分2b与前沿部分2a的输出中的不一致。
例如，如上所述，覆盖倾斜部分2b的模制元件3的车辆上下方向平均宽度设置得小于覆盖前沿部分2a的模制元件3的该平均宽度。因此，当相同的碰撞载荷作用在前沿部分2a和倾斜部分2b上时，覆盖倾斜部分2b的模制元件3变形比覆盖前沿部分2a的大。这样，可减小光纤元件2的倾斜部分2b与前沿部分2a的输出中的不一致。
(第三实施例)根据本发明的第三实施例，凹凸元件5布置在光纤元件2与载荷传递元件4之间，这与上述第一实施例和第二实施例不同。
如图15中所示，凹凸元件5位于载荷传递元件4的后表面与光纤元件2的前表面之间。凹凸元件5的突起部分50(图15中未示出)与光纤元件2的覆层部分21接触。根据第三实施例的碰撞检测装置1具有与第一实施例中相同的效果。
(其它实施例)尽管已经参考附图，结合其优选实施例全面描述了本发明，但是应当注意，各种变化和修改对于本领域的技术人员是显而易见的。
在上述实施例中，碰撞检测装置1通过两种注射材料的模制构造。但是，碰撞检测装置1也可以其它方向构造。例如，首先，光纤元件2、凹凸元件5和模制元件3通过挤压成型彼此结合。然后，光纤元件2、凹凸元件5和模制元件3的挤压成型组件结合到载荷传递元件4上。
此外，在上述实施例中，模制元件3是透明的。但是，模制元件3也可是不透明的。本发明中不限制模制元件3的材料。模制元件3可包括热固性树脂和热塑性树脂中的至少一种。也就是说，模制元件3可由单一的材料制成或包括至少一种热固性树脂和热塑性树脂的多种材料制成，使得载荷检测元件2可比较方便地设置模制元件3，模制元件3至少形成并固定在在其碰撞方向一侧的表面上。
例如，模制元件3可由热塑性弹性体制成。在这种情形下，硬部分(结晶部分)可为聚苯乙烯，软部分可为聚丁二烯或苯乙烯热塑性弹性体(聚异戊二烯)。可选择地，硬部分可为聚苯乙烯，软部分可为烯烃热塑性弹性体(α-烯烃共聚物(α-olefin copolymer))。更多选择地，硬部分可为聚酯，软部分可为聚醚或聚酯热塑性弹性体(聚甲烯)。更多选择地，硬部分可为聚酰胺，软部分可为聚醚或聚酰胺热塑性弹性体(聚甲烯)。
热塑性弹性体在室温时是固体，当加热时熔融。因此，载荷检测元件2(例如，光纤元件)至少可在其碰撞方向一侧的表面处比较方向地设置模制元件3。此外，由热塑性弹性体制成的模制元件3无需硫化或提供硫化材料就可具有橡胶弹性。在这种情形下，通过改变热塑性弹性体的组分可调节模制元件3的橡胶弹性。另外，由热塑性弹性体制成的模制元件3具有满意的再生性能。
可选择地，模制元件3还可由热熔性粘合剂制成，这种材料的主要成分为热塑性树脂，并且在室温是为半固体或固体。热塑性树脂可为烯烃树脂、合成树脂、乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂等中的一种。在这种情形下，熔融的热熔性粘合剂至少与载荷检测元件2沿碰撞方向一侧的表面接触。其后，热熔性粘合剂会冷却(例如，自然冷却)，以比较方便地形成固定到载荷检测元件2的模制元件3。
更多选择地，模制元件3还可由橡胶制成。橡胶可为氟硅酮橡胶、乙丙橡胶、氯丁二烯橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、丁基橡胶、丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、含氟橡胶等中的一种。
此外，在上述实施例中，通过上述制造方法构造的碰撞检测装置1可通过观测其横截面来可视地检验。但是，其结构的检验不限于观测碰撞检测装置1的横截面。
另外，在第二实施例中，覆盖倾斜部分2b的模制元件2的弹簧常数设置得比覆盖前沿部分2a的小。为此，覆盖倾斜部分2b的模制元件3可在其中设置气室。可选择地，覆盖倾斜部分2b的模制元件3的厚度(车辆前后方向的尺寸)可比覆盖前沿部分2a的小。更多选择地，覆盖倾斜部分2b的模制元件3可由与覆盖前沿部分2a不同的树脂制成。具体地，制成覆盖倾斜部分2b的模制元件3的树脂硬度比覆盖前沿部分2a的小。
另外，在上述实施例中，碰撞检测装置1安装在车辆9的前保险杠90上。但是，碰撞检测装置1还可安装到车辆9外围表面的任意位置，例如，后保险杠、侧装饰嵌条、前门或后门的挡风雨条、侧扰流板、侧梁等等。
在上述实施例中，光纤元件2用作载荷检测元件。但是，还可将能够检测载荷的应变计、压力传感器等用作载荷检测元件。
这种变化和修改应当理解为落入所附权利要求限定的本发明的范围。
权利要求
1.一种碰撞检测装置(1)，包括载荷检测元件(2)，用于检测碰撞中的碰撞载荷；模制元件(3)，其模制成与所述载荷检测元件(2)成为一体，并至少覆盖所述载荷检测元件(2)在碰撞侧的表面，所述模制元件(3)通过弹性变形吸收碰撞中至少一部分冲击能量。
2.如权利要求1所述的碰撞检测装置(1)，其中所述模制元件(3)是透明的，使得可从外部通过所述模制元件(3)可视地检验所述载荷检测元件(2)。
3.如权利要求1所述的碰撞检测装置(1)，其中所述载荷检测元件(2)为弯曲式载荷检测元件，其包括前沿部分(2a)和两个倾斜部分(2b)，所述前沿部分(2a)具有垂直于碰撞方向的表面，所述倾斜部分(2b)具有沿与所述前沿部分(2a)延伸方向相交的延伸方向延伸的表面；并且覆盖所述倾斜部分(2b)的所述模制元件(3)的弹簧常数比覆盖所述前沿部分(2a)的小。
4.如权利要求(1)所述的碰撞检测装置(1)，其中所述载荷检测元件(2)为弯曲式载荷检测元件，其包括前沿部分(2a)和两个倾斜部分(2b)，所述前沿部分(2a)具有垂直于碰撞方向的表面，所述倾斜部分(2b)具有沿与所述前沿部分(2a)延伸方向相交的延伸方向延伸的表面；并且覆盖所述倾斜部分(2b)的所述模制元件(3)的平均宽度比覆盖所述前沿部分(2a)的所述模制元件(3)的小，所述平均宽度为垂直于所述模制元件(3)纵向方向的尺寸。
5.如权利要求1所述的碰撞检测装置(1)，其中所述模制元件(3)包括热固性树脂和热塑性树脂中的至少一种。
6.如权利要求5所述的碰撞检测装置(1)，其中所述模制元件(3)由热熔性粘合剂制成。
7.如权利要求5所述的碰撞检测装置(1)，其中所述模制元件(3)由热塑性弹性体制成。
8.如权利要求1所述的碰撞检测装置(1)，还包括附装元件(4)，用于附装所述载荷检测元件(2)，其中所述模制元件(3)模制成与所述附装元件(4)成为一体。
9.如权利要求1所述的碰撞检测装置(1)，还包括低刚度元件(4)，其刚度比高刚度元件(93)低，所述载荷检测元件(2)布置在所述高刚度元件(93)与所述低刚度元件(4)之间；以及凹凸元件(5)，其至少布置在所述载荷检测元件(2)与所述高刚度元件(93)之间的位置和所述载荷检测元件(2)与所述低刚度元件(4)之间的位置，所述模制元件(3)模制成与所述凹凸元件(5)成为一体。
10.如权利要求1所述的碰撞检测装置(1)，其中所述载荷检测元件(2)为光纤元件。
11.如权利要求1所述的碰撞检测装置(1)，其中所述载荷检测元件(2)安装在车辆(9)的前保险杠(90)上。
12.如权利要求9所述的碰撞检测装置(1)，其中所述高刚度元件(93)为车辆(9)的保险杠加强元件(93)，所述低刚度元件(4)为与所述模制元件(3)成为一体的附装元件(4)。
13.如权利要求12所述的碰撞检测装置(1)，其中所述附装元件(4)布置在所述车辆(9)的前保险杠(90)的缓冲器(901)的后侧，并且设有面向车辆后侧的开口；并且所述载荷检测元件(2)为布置在所述附装元件(4)的开口中并且沿车辆宽度方向横过所述附装元件(4)的光纤元件(2)。
14.如权利要求13所述的碰撞检测装置(1)，其中所述凹凸元件(5)为大致带的形状，并沿着所述载荷检测元件(2)的布置路径布置；并且所述凹凸元件(5)设有多个突起部分(50)，所述多个突起部分(50)彼此间隔预定距离，并与所述载荷检测元件(2)的表面接触。
15.如权利要求14所述的碰撞检测装置(1)，其中所述凹凸元件(5)由聚对苯二甲酸丁二醇酯制成。
16.一种制造碰撞检测装置(1)的方法，所述碰撞检测装置(1)包括附装元件(4)、载荷检测元件(2)、凹凸元件(5)和模制元件(3)，所述方法包括使用固定模具(70)和第一可动模具(71)进行模锻，其中所述固定模具(70)与所述第一可动模具(71)通过具有大致C形截面的型腔(72)彼此间隔；将熔融的第一材料注入所述型腔(72)，以形成具有开口的所述附装元件(4)；用第二可动模具(74)替换所述第一可动模具(71)；在取下所述第一可动模具(71)之后，将预先准备好的所述载荷检测元件(2)和所述凹凸元件(5)布置在所述附装元件(4)的所述开口中，在布置了所述第二可动元件(74)之后，在所述第二可动模具(74)与所述附装元件(4)之间形成其中容纳所述载荷检测元件(2)和所述凹凸元件(5)的型腔(75)；将熔融的第二材料注入所述型腔(75)，以形成所述模制元件(3)；以及移除所述固定模具(70)和所述第二可动模具(74)。
17.如权利要求16所述的制造碰撞检测装置(1)的方法，其中所述凹凸元件(5)至少布置在所述载荷检测元件(2)与车辆(9)保险杠加强元件(93)之间的位置和所述载荷检测元件(2)与所述附装元件(4)之间的位置。
18.如权利要求16和17中任一项所述的制造碰撞检测装置(1)的方法，其中所述载荷检测元件(2)为光纤元件(2)。
19.如权利要求16-18中任一项所述的制造碰撞检测装置(1)的方法，其中注入的所述第一材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯。
20.如权利要求16-19中任一项所述的制造碰撞检测装置(1)的方法，其中注入的所述第二材料包括热固性树脂和热塑性树脂中的至少一种。
全文摘要
一种碰撞检测装置，设有用于检测碰撞中碰撞载荷的载荷检测元件(2)和模制成与载荷检测元件(2)成为一体的模制元件(3)。模制元件(3)至少覆盖载荷检测元件(2)在碰撞侧的表面，以通过模制元件(3)的弹性变形吸收碰撞中至少一部分冲击能量。因此，该碰撞检测装置充分地抵抗碰撞中的冲击，同时容易制造。
文档编号B60R21/01GK101048300SQ20058003710
公开日2007年10月3日 申请日期2005年10月27日 优先权日2004年10月28日
发明者铃木明, 高桥浩幸, 家中龙太郎, 宫田裕次郎, 伊豫田纪文 申请人:株式会社电装, 丰田自动车株式会社