JP4544107B2

JP4544107B2 - センサ装置

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Publication number: JP4544107B2
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Description

本発明は、所定方向の物理的変位を検出するセンサ装置に関する。

車両の乗員を保護する乗員保護装置としてエアバッグ装置がある。エアバッグ装置は、車両に加わる衝撃を検出するセンサ装置を複数備えている。車両が衝突すると、センサ装置の検出結果に基づいてエアバッグが展開され乗員を保護する。従来、車両に加わる衝撃を検出することができるセンサ装置として、例えば、特開２００４−２９４４１９号公報に開示されている衝突検知センサ装置がある。

衝突検知センサ装置は、Ｇセンサと、筐体と、コネクタターミナルと、リードとから構成されている。Ｇセンサは、加わる加速度の大きさに応じた信号を出力するセンサである。Ｇセンサは、検知部と、通信部と、電源回路等から構成され、これらは１パッケージ化されている。筐体は、コネクタターミナルを固定するとともに、Ｇセンサを収容するケースである。筐体には、Ｇセンサを電気的に外部と接続する金属製のコネクタターミナルが一体成形されている。また、Ｇセンサを収容するセンサ収容部が形成されている。センサ収容部には、コネクタターミナルの端部が露出しており、Ｇセンサは、金属製のリードを介して、コネクタターミナルの端部に接合されている。
特開２００４−２９４４１９号公報

ところで、Ｇセンサは、所定方向に加わる加速度のみを検出するセンサである。そのため、衝突検知センサ装置は、一方向の衝撃しか検出できない。エアバッグ装置は、車両に加わるさまざまな方向の衝撃に基づいてエアバッグを展開させる。従って、検出する衝撃の方向に合わせて、衝突検知センサ装置をそれぞれ取付ける必要がある。しかし、車両搭載上の制約により、検出方向を合せて取付けることができない場合がある。その場合、筐体内におけるＧセンサの取付け方向を変更する。このとき、取付け方向の変更にともなって、コネクタターミナルの形状、又はＧセンサの端子配置を変えければならない。これらの変更は、型変更をともない費用がかかるため、衝突検知センサ装置のコストが高くなるという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、構成要素をほとんど変更することなく、物理的変位の検出方向を安価に変更することができるセンサ装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、センサの端子及びコネクタ端子の配置を工夫することで、構成要素をほとんど変更することなく、物理的変位の検出方向を変更できることを思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載のセンサ装置は、四角形状で、入出力信号が伝達される第１入出力端子と、入出力信号が伝達される第２入出力端子と、前記第１入出力端子及び前記第２入出力端子に伝達される入出力信号の基準となる基準信号が伝達される基準端子とを備え、四角形状の１辺から対辺に向かう所定方向の物理的変位を検出するセンサと、前記第１入出力端子に入出力信号を伝達する第１コネクタ端子と、前記第２入出力端子に入出力信号を伝達する第２コネクタ端子と、前記基準端子に基準信号を伝達する基準コネクタ端子と、前記第１入出力端子、前記第２入出力端子、及び前記基準端子を前記第１コネクタ端子、前記第２コネクタ端子、及び前記基準コネクタ端子にそれぞれ接続するリードとを備えたセンサ装置において、前記センサは、四角形状の対角の隅部に前記第１入出力端子と前記第２入出力端子が、別の対角の隅部の少なくともいずれかに前記基準端子がそれぞれ配置され、前記第１コネクタ端子は、前記センサ側の端部が前記第１入出力端子の配置された隅部を挟む２辺のいずれかの辺の両端部に対向して配置されるように形成され、前記第２コネクタ端子は、前記センサ側の端部が前記第１コネクタ端子の対向する辺の対辺の両端部に対向して配置されるように形成され、前記基準コネクタ端子は、前記センサ側の端部が前記基準端子の配置された隅部を挟む２辺のうち、前記第１コネクタ端子が対向していない辺又は前記第２コネクタ端子が対向していない辺の両端部に対向して配置されるように形成されることを特徴とする。

請求項２に記載のセンサ装置は、四角形状で、入出力信号が伝達される第１入出力端子と、入出力信号が伝達される第２入出力端子と、前記第１入出力端子及び前記第２入出力端子に伝達される入出力信号の基準となる基準信号が伝達される基準端子とを備え、四角形状の１辺から対辺に向かう所定方向の物理的変位を検出するセンサと、前記第１入出力端子に入出力信号を伝達する第１コネクタ端子と、前記第２入出力端子に入出力信号を伝達する第２コネクタ端子と、前記基準端子に基準信号を伝達する第１、第２基準コネクタ端子と、前記第１入出力端子、前記第２入出力端子、及び前記基準端子を前記第１コネクタ端子、前記第２コネクタ端子、及び前記第１、第２基準コネクタ端子にそれぞれ接続するリードとを備えたセンサ装置において、前記センサは、四角形状の対角の隅部に前記第１入出力端子と前記第２入出力端子が、別の対角の隅部の少なくともいずれかに前記基準端子がそれぞれ配置され、前記第１コネクタ端子は、前記センサ側の端部が前記第１入出力端子の配置された隅部を挟む２辺のいずれかの辺の両端部に対向して配置されるように形成され、前記第２コネクタ端子は、前記センサ側の端部が前記第１コネクタ端子の対向する辺の対辺の両端部に対向して配置されるように形成され、前記第１基準コネクタ端子は、前記センサ側の端部が前記第１コネクタ端子の対向する辺の両端部に対向して配置され、前記第２基準コネクタ端子は、前記センサ側の端部が前記第２コネクタ端子の対向する辺の両端部に対向して配置されるように形成されることを特徴とする。

請求項３に記載のセンサ装置は、請求項１又は２に記載のセンサ装置において、さらに、前記センサは、前記基準端子に伝達される基準信号を基準として、前記第１入出力端子に入力される入力信号に基づいて自らが通信対象であるか否かを判定し、自らが通信対象である場合、検出した前記所定方向の前記物理的変位を出力信号として前記第１入出力端子から出力するとともに、前記第１入出力端子に入力される入力信号を前記第２入出力端子から出力信号として出力し、前記第２入出力端子に入力される入力信号を前記第１入出力端子から出力することを特徴とする。

請求項４に記載のセンサ装置は、請求項３に記載のセンサ装置において、さらに、前記センサは、前記所定方向の前記物理的変位を検出する検出部と、前記基準端子に伝達される基準信号を基準として、前記第１入出力端子に入力される入力信号に基づいて自らが通信対象であるか否かを判定し、自らが通信対象である場合、検出した前記物理的変位を出力信号として前記第１入出力端子から出力するとともに、前記第１入出力端子に入力される入力信号を前記第２入出力端子から出力信号として出力し、前記第２入出力端子に入力される入力信号を前記第１入出力端子から出力する通信部とからなり、前記検出部及び前記通信部は、１パッケージ化されていることを特徴とする。

請求項５に記載のセンサ装置は、請求項３に記載のセンサ装置において、さらに、前記センサは、前記所定方向の前記物理的変位を検出する検出部と、前記基準端子に伝達される基準信号を基準として、前記第１入出力端子に入力される入力信号に基づいて自らが通信対象であるか否かを判定し、自らが通信対象である場合、検出した前記物理的変位を出力信号として前記第１入出力端子から出力するとともに、前記第１入出力端子に入力される入力信号を前記第２入出力端子から出力信号として出力し、前記第２入出力端子に入力される入力信号を前記第１入出力端子から出力する通信部と、前記検出部及び前記通信部を駆動するための電圧を供給する電源部と、前記検出部及び前記通信部に混入するノイズを低減するノイズ低減部とからなり、前記検出部、前記通信部、前記電源部、及び前記ノイズ低減部は、１パッケージ化されていることを特徴とする。

なお、本明細書でいう第１及び第２入出力端子と、第１及び第２コネクタ端子は、入出力端子、コネクタ端子をそれぞれ区別するために便宜的に導入したものである。

請求項１に記載のセンサ装置によれば、構成要素をほとんど変更することなく、物理的変位の検出方向を変更することができる。そのため、検出方向にかかわらず安価にセンサ装置を構成することができる。第１入出力端子、第２入出力端子、及び基準端子は、センサの各辺を挟んで、第１コネクタ端子、第２コネクタ端子、及び基準コネクタ端子に対向している。これに対して、物理的変位の検出方向を９０°ずらした場合、第１入出力端子、第２入出力端子、及び基準端子の位置は変るが、センサの各辺を挟んで、第１コネクタ端子、第２コネクタ端子、及び基準コネクタ端子に対向しており、同様の配置関係が確保される。そのため、構成要素をほとんど変更することなく、物理的変位の検出方向を変更することができる。

請求項２に記載のセンサ装置によれば、構成要素をほとんど変更することなく、物理的変位の検出方向を変更することができる。そのため、検出方向にかかわらず安価にセンサ装置を構成することができる。請求項１に記載のセンサ装置と基準コネクタ端子の配置が異なるが、第１入出力端子、第２入出力端子、及び基準端子は、センサの各辺を挟んで、第１コネクタ端子、第２コネクタ端子、及び基準コネクタ端子に対向している。これに対して、物理的変位の検出方向を９０°ずらした場合、第１入出力端子、第２入出力端子、及び基準端子の位置は変るが、センサの各辺を挟んで、第１コネクタ端子、第２コネクタ端子、及び基準コネクタ端子に対向しており、同様の配置関係が確保される。そのため、構成要素をほとんど変更することなく、物理的変位の検出方向を変更することができる。

また、第１コネクタ端子、第２コネクタ端子、及び基準コネクタ端子をセンサの対辺に対向して配置することで、これらコネクタ端子の配置されない方向の寸法を抑え、センサ装置を小型化することができる。

請求項３に記載のセンサ装置によれば、検出した物理的変位を入力信号に基づいて確実に出力することができる。

請求項４に記載のセンサ装置によれば、センサ装置をより小型化することができる。

請求項５に記載のセンサ装置によれば、製造工程において、温度検査工程を削減できるため、さらに安価にセンサ装置を構成することができる。センサ装置は、温度によって出力が変動する。そのため、製造工程において、その変動が許容範囲内にあるかを判定するための温度検査を実施する。従来、センサとして、検出部及び通信部のみが１パッケージ化されているものが一般的である。この場合、１パッケージ化されたセンサとして温度検査を実施する。さらに、電源部及びノイズ低減部を組付けた状態で、センサ装置として温度検査をもう一度実施する。つまり、温度検査を二度実施しなければならない。これに対し、検出部、通信部、電源部、及びノイズ低減部が１パッケージ化されている場合、センサとして温度検査を一度だけ実施すればよい。従って、製造工程において、温度検査工程を削減できるため、さらに安価にセンサ装置を構成することができる。

本実施形態は、本発明に係るセンサ装置を、エアバッグ装置の構成要素であり、車両の衝突を検出する衝突検出センサ装置に適用した例を示す。ここで、エアバッグ装置の構成図を図１に示す。

まず、図１を参照してエアバッグ装置の構成について説明する。図１に示すように、エアバッグ装置１は、エアバッグＥＣＵ２と、通信バス３、４と、衝突検出センサ装置５〜８（センサ装置）と、運転席用フロントエアバッグ９と、助手席用フロントエアバッグ１０と、サイドエアバッグ１１とから構成されている。そして、エアバッグＥＣＵ２には、イグニッションスイッチ１２を介して、バッテリ１３が接続されている。

エアバッグＥＣＵ２は、内部に設置されているセンサの検出した加速度と、衝突検出センサ装置５〜８の検出した加速度に基づいて、運転席用フロントエアバッグ９、助手席用フロントエアバッグ１０、サイドエアバッグ１１を展開させる装置である。エアバッグＥＣＵ２は、車両のほぼ中央部に配設されている。

通信バス３、４は、エアバッグＥＣＵ２から衝突検出センサ装置５〜８に電源電圧を供給するとともに、エアバッグＥＣＵ２と衝突検出センサ装置５〜８との間で、指令やデータを送受信するための信号線である。通信バス３、４は、基準ライン３ａ、４ａと、伝送ライン３ｂ、４ｂとから構成されている。

衝突検出センサ装置５〜８は、車両各部において所定方向の加速度を検出し、エアバッグＥＣＵ２からのデータ送信要求指令に応じて、通信バス３、４を介して検出結果を加速度データとして送信する装置である。衝突検知センサ５〜８は車両のクラッシュゾーンに配置され、車両前後又は左右の加速度を検知するセンサである。衝突検出センサ装置５、６は、通信バス３を介してエアバッグＥＣＵ２に直列接続されている。また、衝突検出センサ装置７、８は、通信バス４を介してエアバッグＥＣＵ２に直列接続されている。

運転席用フロントエアバッグ９、助手席用フロントエアバッグ１０、及びサイドエアバッグ１１は、エアバッグＥＣＵ２からの指示に基づいて展開し、乗員を保護する装置である。運転席フロントエアバッグ９は運転席前方に、助手席フロントエアバッグ１０は助手席前方にそれぞれ設置されている。また、サイドエアバッグ１１は、運転席及び助手席の側部にそれぞれ設置されている。

（第１実施形態）
第１実施形態における衝突検出センサ装置の断面図を図２に、図２におけるＡ−Ａ矢視断面図を図３に、コネクタターミナルの上面図、正面図、側面図を図４に、リードの上面図、正面図、側面図を図５に、加速度の検出方向を変更した場合の衝突検知センサ装置の断面図を図６に、図６におけるＢ−Ｂ矢視断面図を図７に示す。そして、図２〜図７を参照し、構成、動作、効果の順で具体的に説明する。

まず、図２〜図５を参照して、衝突検出センサ装置５〜８の具体的構成について説明する。衝突検出センサ装置５〜８は、ともに同じ構成であるため、ここでは、衝突検出センサ装置５について説明する。図２及び図３に示すように、衝突検出センサ装置５は、加速度センサ５０（センサ）と、コネクタケース５１と、第１コネクタターミナル５２（第１コネクタ端子）と、第２コネクタターミナル５３（第２コネクタ端子）と、基準コネクタターミナル５４、５５（基準コネクタ端子）と、リード５６〜５９とから構成されている。

加速度センサ５０は、所定方向の加速度を検出し、データ送信要求指令に応じて、検出した加速度データを送信するセンサである。図３に示すように、加速度センサ５０は、正方形状であり、対角の隅部に第１端子５０ａ（第１入出力端子）と第２端子５０ｂ（第２入出力端子）が、別の対角の隅部に基準端子５０ｃ、５０ｄ（基準端子）がそれぞれ配置されている。加速度センサ５０は、第１端子５０ａに入力されるデータ送信要求指令を受信し、自らが通信対象であるか否かを判定する。自らが通信対象である場合、検出した加速度データを第１端子５０ａから送信する。また、第１端子５０ａに入力されるデータ送信要求指令を第２端子５０ｂから送信する。さらに、第２端子５０ｂに入力されるデータを第１端子５０ａから送信する。ここで、基準端子５０ｃ、５０ｄは、第１端子５０ａ及び第２端子５０ｂを経て伝送される信号の基準となる基準信号をやり取りする端子であり、加速度センサ５０の内部で互いに接続されている。図示されていないが、加速度センサ５０は、検出部と、通信部とから構成されている。検出部は、所定方向の加速度を検出するブロックである。通信部は、前述したようなデータの送受信を制御するブロックである。検出部及び通信部は、１パッケージで構成されている。

図２及び図３に示すように、コネクタケース５１は、第１コネクタターミナル５２、第２コネクタターミナル５３、及び基準コネクタターミナル５４、５５を固定するとともに、加速度センサ５０を収容する樹脂からなるケースである。コネクタケース５１には、第１コネクタターミナル５２、第２コネクタターミナル５３、及び基準コネクタターミナル５４、５５が一体成形されている。また、加速度センサ５０を収容する加速度センサ収容部５１ａが形成されている。さらに、コネクタケース５１の端部には、車両取り付け用のボルトが挿通される円筒状の金属ブッシュ５１ｂが一体成型されている。

第１コネクタターミナル５２、第２コネクタターミナル５３、及び基準コネクタターミナル５４、５５は、リード５６〜５９を介して接続される加速度センサ５０を、図１における通信バス３に接続するための板状の導体である。第１コネクタターミナル５２は、加速度センサ５０の第１端子５０ａをエアバッグＥＣＵ２側の伝送ライン３ｂに接続する。また、第２コネクタターミナル５３、加速度センサ５０の第２端子５０ｂを衝突検出センサ装置６側の伝送ライン３ｂに接続する。さらに、基準コネクタターミナル５４、５５は、加速度センサ５０の基準端子５０ｃ、５０ｄをエアバッグＥＣＵ２側及び衝突検出センサ装置６側の基準ライン３ａにそれぞれ接続する。

図４に示すように、第１コネクタターミナル５２は、底部５２ａと、底部５２ａの両端部から垂直に延在する側部５２ｂ、５２ｃと、底部５２ａのほぼ中央から側部５２ｂ、５２ｃとは反対側に垂直に延在する接触部５２ｄとから構成されている。側部５２ｂ、５２ｃの端部には、突起部５２ｅ、５２ｆが設けられている。さらに、突起部５２ｅ、５２ｆ間の寸法は、加速度センサ５０の一辺の長さとほぼ等しくなるように設定されている。第２コネクタターミナル５３及び基準コネクタターミナル５４、５５も、第１コネクタターミナル５２と同様に、それぞれ底部５３ａ〜５５ａと、側部５３ｂ〜５５ｂ、５３ｃ〜５５ｃと、接触部５３ｄ〜５５ｄとから構成されている。側部５３ｂ〜５５ｂ、５３ｃ〜５５ｃの端部には、突起部５３ｅ〜５５ｅ、５３ｆ〜５５ｆがそれぞれ設けられている。第２コネクタターミナル５３及び基準コネクタターミナル５４、５５は、底部における接触部にかけての形状を除き第１コネクタターミナル５２と同一形状であるため、説明は省略する。

図３に示すように、第１コネクタターミナル５２、第２コネクタターミナル５３、及び基準コネクタターミナル５４、５５は、それぞれの突起部が、加速度センサ５０の各辺を挟んで第１端子５０ａ、第２端子５０ｂ、及び基準端子５０ｃ、５０ｄと対向するように配置され、コネクタケースに５１一体成型されている。

リード５６〜５９は、加速度センサ５０の第１端子５０ａ、第２端子５０ｂ、及び基準端子５０ｃ、５０ｄを第１コネクタターミナル５２、第２コネクタターミナル５３、及び基準コネクタターミナル５４、５５にそれぞれ接続するための板状の導体である。図５に示すように、リード５６は、加速度センサ接続部５６ａと、コネクタターミナル接続部５６ｂと、これら接続部同士を連結する連結部５６ｃとから構成されている。コネクタターミナル接続部５６ｂには、貫通穴５６ｄが設けられている。リード５７〜５９も、リード５６と同様に、それぞれ加速度センサ接続部５７ａ〜５９ａと、コネクタターミナル接続部５７ｂ〜５９ｂと、連結部５７ｃ〜５９ｃとから構成されている。コネクタターミナル接続部５７ｂ〜５９ｂには、貫通穴５７ｄ〜５９ｄがそれぞれ設けられている。リード５７〜５９は、リード５６と同一形状であるため、説明は省略する。

図３に示すように、リード５６の加速度センサ接続部５６ａは、加速度センサ５０の第１端子５０ａにはんだ付けされている。また、リード５６のコネクタターミナル接続部５６ｂは、第１コネクタターミナル５２の突起部５２ｅに貫通穴５６ｄを挿通させた状態ではんだ付けされている。リード５７の加速度センサ接続部５７ａは、加速度センサ５０の第２端子５０ｂにはんだ付けされている。また、リード５７のコネクタターミナル接続部５７ｂは、第２コネクタターミナル５３の突起部５３ｅに貫通穴５７ｄを挿通させた状態ではんだ付けされている。リード５８、５９の加速度センサ接続部５８ａ、５９ａは、加速度センサ５０の基準端子５０ｃ、５０ｄにそれぞれはんだ付けされている。また、リード５８、５９のコネクタターミナル接続部５８ｂ、５９ｂは、基準コネクタターミナル５４、５５の突起部５４ｅ、５５ｅに貫通穴５８ｄ、５９ｄを挿通させた状態でそれぞれはんだ付けされている。

次に、図６及び図７を参照して、コネクタケース５１に対する加速度の検出方向を９０°変更した場合の具体的構成について説明する。この場合、図３における加速度センサ５０の配置方向を右回りに９０°回転させる。加速度センサ５０の回転にともなって、例えば、図２において第１コネクタターミナル５２の突起部５２ｅに接続されていたリード５６は、図６に示すように、第１コネクタターミナル５２の突起部５２ｆに接続される。

図７に示すように、リード５６の加速度センサ接続部５６ａは、加速度センサ５０の第１端子５０ａにはんだ付けされている。また、リード５６のコネクタターミナル接続部５６ｂは、第１コネクタターミナル５２の突起部５２ｆに貫通穴５６ｄを挿通させた状態ではんだ付けされている。リード５７の加速度センサ接続部５７ａは、加速度センサ５０の第２端子５０ｂにはんだ付けされている。また、リード５７のコネクタターミナル接続部５７ｂは、第２コネクタターミナル５３の突起部５３ｆに貫通穴５７ｄを挿通させた状態ではんだ付けされている。リード５８、５９の加速度センサ接続部５８ａ、５９ａは、加速度センサ５０の基準端子５０ｃ、５０ｄにそれぞれはんだ付けされている。また、リード５８、５９のコネクタターミナル接続部５８ｂ、５９ｂは、基準コネクタターミナル５４、５５の突起部５４ｆ、５５ｆに貫通穴５８ｄ、５９ｄを挿通させた状態でそれぞれはんだ付けされている。つまり、加速度センサ５０を回転させるとともに、第１コネクタターミナル５２、第２コネクタターミナル５３、及び基準コネクタターミナル５４、５５に対するリード５６〜５９の接続位置を変更するのみで、加速度の検出方向を９０°変更できる。

次に、図１を参照して、エアバッグ装置１の具体的動作について説明する。図１において、イグニッションスイッチ１２がオンすると、バッテリ１３の出力電圧が供給され、エアバッグＥＣＵ２は作動を開始する。エアバッグＥＣＵ２は、通信バス３、４を介して衝突検出センサ装置５〜８に電源電圧を供給する。電源電圧が供給されると、衝突検出センサ装置５〜８は作動を開始する。その後、エアバッグＥＣＵ２は、衝突検出センサ装置５〜８に対するデータ送信要求指令を通信バス３、４を介して順次シリアル転送する。衝突検出センサ装置５〜８は、データ送信要求指令を受信し、自らが通信対象であるか否かを判定する。そして、自らが通信対象である場合、検出した加速度データをエアバッグＥＣＵ２に順次シリアル転送する。エアバッグＥＣＵ２は、内部に設置されているセンサの検出した加速度と、衝突検出センサ装置５〜８の検出した加速度に基づいて、運転席用フロントエアバッグ９、助手席用フロントエアバッグ１０、サイドエアバッグ１１を展開させ、車両の乗員を保護する。

最後に具体的効果について説明する。第１実施形態によれば、加速度センサ５０、コネクタケース５１、第１コネクタターミナル５２、第２コネクタターミナル５３、基準コネクタターミナル５４、５５、及びリード５６〜５９を何ら変更することなく、加速度センサ５０を回転させるとともに、リード５６〜５９の取付け方向を変えるのみで、加速度の検出方向を変更することができる。そのため、検出方向にかかわらず、安価に衝突検出センサ装置を構成することができる。

また、第１実施形態によれば、第１コネクタターミナル５２、第２コネクタターミナル５３、及び基準コネクタターミナル５４、５５は、それぞれの突起部が、加速度センサ５０の各辺を挟んで第１端子５０ａ、第２端子５０ｂ、及び基準端子５０ｃ、５０ｄと対向するように配置されることで、リード５６〜５９の長さを短縮することができる。そのため、衝突検出センサ装置をより安価に構成することができる。

さらに、第１実施形態によれば、第１端子５０ａに入力されるデータ送信要求指令に基づいて、検出した加速度データを第１端子５０ａから送信することで、加速度データを確実に出力することができる。第１端子５０ａに入力されるデータ送信要求指令を第２端子５０ｂから送信するとともに、第２端子５０ｂに入力されるデータを第１端子５０ａから送信することで、後段の衝突検出センサ装置と確実に信号のやり取りをすることができる。加速度の検出部及び通信部を１パッケージで構成することで、衝突検出センサ装置をより小型化することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態における衝突検出センサ装置の断面図を図８に、加速度の検出方向を変更した場合の衝突検出センサ装置の断面図を図９に示す。第２実施形態における衝突検出センサ装置は、第１実施形態における衝突検出センサ装置に対して、コネクタターミナル及びリードの形状を一部変更したものである。第２実施形態における衝突検出センサ装置の動作は、第１実施形態における衝突検出センサ装置と全く同一である。ここでは、第１実施形態における衝突検出センサ装置との相違部分であるコネクタターミナル及びリードについてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。

まず、図８及び図９を参照して具体的構成について説明する。図８に示すように、第１コネクタターミナル５２０は、第１実施形態における第１コネクタターミナル５２に対して、側部５２ｂを長手方向に延長するとともに、側部５２ｃ側に屈曲させたものである。第２コネクタターミナル５３０及び基準コネクタターミナル５４０、５５０も、第１実施形態における第２コネクタターミナル５３及び基準コネクタターミナル５４、５５に対して同様の構成である。第１コネクタターミナル５２０、第２コネクタターミナル５３０、及び基準コネクタターミナル５４０、５５０の加速度センサ５０側の端部は、加速度センサ５０の各辺とほぼ平行に、各辺を挟んで第１端子５０ａ、第２端子５０ｂ、及び基準端子５０ｃ、５０ｄと対向するように配置され、コネクタケースに５１一体成型されている。

リード５６０は、第１実施形態におけるリード５６に対して、コネクタターミナル接続部５６ｂの幅を狭くするとともに、貫通穴５６ｄをなくしたものである。リード５７０、５８０、５９０も、第１実施形態におけるリード５７〜５９に対して同様の構成である。リード５６０の加速度センサ接続部５６０ａは、加速度センサ５０の第１端子５０ａにはんだ付けされている。また、リード５６０のコネクタターミナル接続部５６０ｂは、第１端子５０ａに対向する第１コネクタターミナル５２０の左端部にはんだ付けされている。リード５７０の加速度センサ接続部５７０は、加速度センサ５０の第２端子５０ｂにはんだ付けされている。また、リード５７０コネクタターミナル接続部５７０ｂは、第２端子５０ｂに対向する第２コネクタターミナル５３０の右端部にはんだ付けされている。リード５８０、５９０の加速度センサ接続部５８０ａ、５９０ａは、加速度センサ５０の基準端子５０ｃ、５０ｄにそれぞれはんだ付けされている。また、リード５８０、５９０のコネクタターミナル接続部５８０ｂ、５９０ｂは、基準端子５０ｃ、５０ｄに対向する基準コネクタターミナル５４０、５５０の下端部及び上端部にそれぞれはんだ付けされている。

次に、図９を参照して、コネクタケース５１に対する加速度の検出方向を９０°変更した場合の具体的構成について説明する。この場合、図８における加速度センサ５０の配置方向を右回りに９０°回転させる。

図９に示すように、リード５６０の加速度センサ接続部５６０ａは、加速度センサ５０の第１端子５０ａにはんだ付けされている。また、リード５６０のコネクタターミナル接続部５６０ｂは、第１端子５０ａに対向する第１コネクタターミナル５２０の右端部にはんだ付けされている。リード５７０の加速度センサ接続部５７０は、加速度センサ５０の第２端子５０ｂにはんだ付けされている。また、リード５７０コネクタターミナル接続部５７０ｂは、第２端子５０ｂに対向する第２コネクタターミナル５３０の左端部にはんだ付けされている。リード５８０、５９０の加速度センサ接続部５８０ａ、５９０ａは、加速度センサ５０の基準端子５０ｃ、５０ｄにそれぞれはんだ付けされている。また、リード５８０、５９０のコネクタターミナル接続部５８０ｂ、５９０ｂは、基準端子５０ｃ、５０ｄに対向する基準コネクタターミナル５４０、５５０の上端部及び下端部にそれぞれはんだ付けされている。第１実施形態における場合と同様に、加速度センサ５０を回転させるとともに、第１コネクタターミナル５２０、第２コネクタターミナル５３０、及び基準コネクタターミナル５４０、５５０に対するリード５６０〜５９０の接続位置を変更するのみで、加速度の検出方向を９０°変更できる。

最後に具体的効果について説明する。第２実施形態によれば、第１実施形態のようにリードの貫通穴をコネクタターミナルの突起部に挿通させる必要がないため、作業性を向上させることができる。また、リードとコネクタターミナルの接続面積を広くとれるため、強度を確保するとともに、電気的信頼性を向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態における衝突検出センサ装置の断面図を図１０に、加速度の検出方向を変更した場合の衝突検出センサ装置の断面図を図１１に示す。第３実施形態における衝突検出センサ装置は、第２実施形態における衝突検出センサ装置に対して、基準コネクタターミナルの配置を変更するとともに、基準コネクタターミナルと接続するリードの形状を一部変更したものである。第３実施形態における衝突検出センサ装置の動作は、第１及び第２実施形態における衝突検出センサ装置と全く同一である。ここでは、第２実施形態における衝突検出センサ装置との相違部分である基準コネクタターミナル及び基準コネクタターミナルと接続するリードについてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第２実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。

まず、図１０及び図１１を参照して具体的構成について説明する。図１０に示すように、基準コネクタターミナル５４１、５５１は、第２実施形態における基準コネクタターミナル５４０、５５０の配置が変更されたものである。配置変更にともなって、底部における接触にかけての形状が変更されているが、加速度センサ５０側の端部の形状は同一である。基準コネクタターミナル５４１の加速度センサ５０側の端部は、第２コネクタターミナル５３０の下側に、ほぼ平行に配置され、コネクタケース５１に一体成形されている。また、基準コネクタターミナル５５１の加速度センサ５０側の端部は、第１コネクタターミナル５２０の上側に、ほぼ平行に配置され、コネクタケース５１に一体成形されている。

リード５８１、５９１は、基準コネクタターミナル５４１、５５１が加速度センサ５０から離れたことにともなって、第２実施形態におけるリード５８０、５９０の連結部が長手方向に延長されたものである。リード５６０の加速度センサ接続部５６０ａは、加速度センサ５０の第１端子５０ａにはんだ付けされている。また、リード５６０のコネクタターミナル接続部５６０ｂは、第１端子５０ａに対向する第１コネクタターミナル５２０の左端部にはんだ付けされている。リード５７０の加速度センサ接続部５７０は、加速度センサ５０の第２端子５０ｂにはんだ付けされている。また、リード５７０コネクタターミナル接続部５７０ｂは、第２端子５０ｂに対向する第２コネクタターミナル５３０の右端部にはんだ付けされている。リード５８１、５９１の加速度センサ接続部５８１ａ、５９１ａは、加速度センサ５０の基準端子５０ｃ、５０ｄにそれぞれはんだ付けされている。また、リード５８１、５９１のコネクタターミナル接続部５８１ｂ、５９１ｂは、基準端子５０ｃ、５０ｄに対向する基準コネクタターミナル５４１、５５１の左端部及び右端部にそれぞれはんだ付けされている。なお、リード５８１、５９１は、第２コネクタターミナル５２０及び第２コネクタターミナル５３０と接触しないような形状に設定されている。

次に、図１１を参照して、コネクタケース５１に対する加速度の検出方向を９０°変更した場合の具体的構成について説明する。この場合、図１０における加速度センサ５０の配置方向を右回りに９０°回転させる。リード５６０の加速度センサ接続部５６０ａは、加速度センサ５０の第１端子５０ａにはんだ付けされている。また、リード５６０のコネクタターミナル接続部５６０ｂは、第１端子５０ａに対向する第１コネクタターミナル５２０の右端部にはんだ付けされている。リード５７０の加速度センサ接続部５７０は、加速度センサ５０の第２端子５０ｂにはんだ付けされている。また、リード５７０コネクタターミナル接続部５７０ｂは、第２端子５０ｂに対向する第２コネクタターミナル５３０の左端部にはんだ付けされている。リード５８１、５９１の加速度センサ接続部５８１ａ、５９１ａは、加速度センサ５０の基準端子５０ｃ、５０ｄにそれぞれはんだ付けされている。また、リード５８１、５９１のコネクタターミナル接続部５８１ｂ、５９１ｂは、基準端子５０ｃ、５０ｄに対向する基準コネクタターミナル５５１、５４１の左端部及び右端部にそれぞれはんだ付けされている。第２実施形態における場合と同様に、加速度センサ５０を回転させるとともに、第１コネクタターミナル５２０、第２コネクタターミナル５３０、及び基準コネクタターミナル５４１、５５１に対するリード５６０、５７０、５８１、５９１の接続位置を変更するのみで、加速度の検出方向を９０°変更できる。

最後に具体的効果について説明する。第３実施形態によれば、第１実施形態のようにリードの貫通穴をコネクタターミナルの突起部に挿通させる必要がないため、作業性を向上させることができる。また、図１０及び図１１において、第１コネクタターミナル５２０、第２コネクタターミナル５３０、及び基準コネクタターミナル５４１、５５１を加速度センサ５０の上側及び下側のみに配置することで、左右方向の寸法を抑え、衝突検出センサ装置を小型化することができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態における加速度センサの断面図を図１２に、上面図を図１３に、従来の衝突検出センサ装置の製造工程を説明するフローチャートを図１４に、第４実施形態における衝突検出センサ装置の製造工程を説明するフローチャートを図１５に示す。第４実施形態における衝突検出センサ装置は、第１実施形態における衝突検出センサ装置に対して、加速度センサを変更したものである。第４実施形態における衝突検出センサ装置の加速度センサ以外の構成、及び動作は、第１実施形態における衝突検出センサ装置と全く同一である。ここでは、第１実施形態における衝突検出センサ装置との相違部分である加速度センサについてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。

図１２及び図１３に示すように、加速度センサ５０（センサ）は、セラミック基板５０ｅと、通信チップ（通信部）５０ｆと、センサチップ（検出部）５０ｇと、電源用素子（電源部）５０ｈと、耐ノイズ用素子（ノイズ低減部）５０ｉと、蓋部５０ｊとから構成されている。

セラミック基板５０ｅは、通信チップ５０ｆ、センサチップ５０ｇ、電源用素子５０ｈ、及び耐ノイズ用素子５０ｉを配線する断面が略ｎ字形状で、上面が正方形状のセラミックからなる基板である。セラミック基板５０ｅの上面には、対角の隅部に第１端子５０ａと第２端子５０ｂが、別の対角の隅部に基準端子５０ｃ、５０ｄがそれぞれ配置されている。

通信チップ５０ｆは、データの送受信を制御するチップである。通信チップ５０ｆは、セラミック基板５０ｅの下面に固定され、ワイヤーボンディング５０ｋによって、セラミック基板５０ｅに設けられたスルーホール及びパターンを介して、第１端子５０ａ、第２端子５０ｂ、及び基準端子５０ｃ、５０ｄに接続されている。

センサチップ５０ｇは、所定方向の加速度を検出するチップである。センサチップ５０ｇは、通信チップ５０ｆの下面に固定され、ワイヤーボンディング５０ｌによって通信チップ５０ｆに接続されている。

電源用素子５０ｈは、通信チップ５０ｆ及びセンサチップ５０ｇに安定的に電源を供給する素子であり、例えば充電用のコンデンサである。耐ノイズ用素子５０ｉは、通信チップ５０ｆ及びセンサチップ５０ｇに混入する電気的ノイズを低減する素子である。電源用素子５０ｈ及び耐ノイズ用素子５０ｉは、セラミック基板５０ｅ上に設けられたパターンを介して、通信チップ５０ｆ及びセンサチップ５０ｇにそれぞれ接続されている。

蓋部５０ｊは、セラミック基板５０ｅの開口部を塞ぐための正方形状の金属からなる板材である。蓋部５０ｊは、接合部材５０ｍを介して、セラミック基板５０ｅに接合されている。これにより、通信チップ５０ｆ、センサチップ５０ｇ、電源用素子５０ｈ、及び耐ノイズ用素子５０ｉが、セラミック基板５０ｅと蓋部５０ｊによって密閉される。

このように、通信チップ５０ｆ、センサチップ５０ｇ、電源用素子５０ｈ、及び耐ノイズ用素子５０ｉは、セラミック基板５０ｅを中心として一体的に構成され、１パッケージ化されている。

次に具体的効果について説明する。第４実施形態によれば、製造工程において、温度検査工程を削減できるため、さらに安価に衝突検出センサ装置を構成することができる。衝突検出センサ装置は、温度によって出力が変動する。そのため、製造工程において、その変動が許容範囲内にあるかを判定するための温度検査を実施する。従来、加速度センサとして、通信チップ及びセンサチップのみが１パッケージ化されているものが一般的である。この場合、図１４に示すように、１パッケージ化された加速度センサとして温度検査を実施する。さらに、電源用素子及び耐ノイズ用素子を組付けた状態で、衝突検出センサ装置として温度検査をもう一度実施する。これは、電源用素子及び耐ノイズ用素子の温度に対する影響を判定するものである。つまり、温度検査を二度実施しなければならない。これに対し、通信チップ５０ｆ、センサチップ５０ｇ、電源用素子５０ｈ、及び耐ノイズ用素子５０ｉが、セラミック基板５０ｅを中心として一体的に構成され、１パッケージ化されている場合、図１５に示すように、加速度センサ５０として温度検査を一度だけ実施すればよい。従って、製造工程において、温度検査工程を削減できるため、さらに安価にセンサ装置を構成することができる。

ところで、第４実施形態では、通信チップ５０ｆ、センサチップ５０ｇ、電源用素子５０ｈ、及び耐ノイズ用素子５０ｉが、セラミック基板５０ｅと蓋部５０ｊによって密閉されている例を挙げているが、これに限られるものではない。図１５及び図１６に示すように、電源用素子５０ｈ及び耐ノイズ用素子５０ｉが、セラミック基板５０ｅの上面に固定され、セラミック基準５０ｅと蓋部５０ｊによって密閉されていなくてもよい。また、図１７及び図１８に示すように、通信チップ５０ｆ、センサチップ５０ｇ、電源用素子５０ｈ、及び耐ノイズ用素子５０ｉの固定されたリードフレーム５０ｎを、一般的なＩＣと同様に樹脂で一体的にモールドし、ケース５０ｏを構成するようにしてもよい。ここで、リードフレーム５０ｎは、通信チップ５０ｆ、センサチップ５０ｇ、電源用素子５０ｈ、及び耐ノイズ用素子５０ｉを固定するとともに配線する金属からなる板材である。ケース５０ｏの上面には、リードフレーム５０ｎの端部が、第１端子５０ａ、第２端子５０ｂ、及び基準端子５０ｃ、５０ｄとして配置されている。第１端子５０ａと第２端子５０ｂは対角の隅部に、基準端子５０ｃ、５０ｄは別の対角の隅部にそれぞれ配置されている。これらの場合も同様に、製造工程において、温度検査工程を削減できるため、安価に衝突検出センサ装置を構成することができる。

なお、第１〜第３実施形態では、加速度センサが正方形状である例を挙げているが、これに限られるものではない。加速度センサは、四角形状であればよく、例えば、長方形であってもよい。この場合、コネクタターミナルとリードの形状を最適に設定することで、構成要素をほとんど変更することなく、加速度の検出方向を変更することができる。また、第１〜第３実施形態では、加速度センサに基準端子が２つある例を挙げているが、これに限られるものではない。基準端子が１つであってもよい。その場合においても同様の効果が得られる。さらに、第１〜第３実施形態では、加速度センサ及びコネクタターミナルに、リードをはんだ付けによって接続する例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、溶接又はワイヤボンディングによって接続してもよい。加速度センサとコネクタターミナルを電気的に接続できる方法であればよい。

エアバッグ装置の構成図を示す。第１実施形態における衝突検出センサ装置の断面図を示す。図２におけるＡ−Ａ矢視断面図を示す。図３におけるコネクタターミナルの上面図、正面図、側面図を示す。図３におけるリードの上面図、正面図、側面図を示す。加速度の検出方向を変更した場合の衝突検知センサ装置の断面図を示す。図６におけるＢ−Ｂ矢視断面図を示す。第２実施形態における衝突検出センサ装置の断面図を示す。加速度の検出方向を変更した場合の衝突検出センサ装置の断面図を示す。第３実施形態における衝突検出センサ装置の断面図を示す。加速度の検出方向を変更した場合の衝突検出センサ装置の断面図を示す。第４実施形態における加速度センサの断面図を示す。図１２における上面図を示す。従来の衝突検出センサ装置の製造工程を説明するフローチャートを示す。第４実施形態における衝突検出センサ装置の製造工程を説明するフローチャートを示す。別の実施形態における加速度センサの断面図を示す。図１６における上面図を示す。さらに別の実施形態における加速度センサの断面図を示す。図１８における上面図を示す。

符号の説明

１・・・エアバッグ装置、２・・・エアバッグＥＣＵ、３、４・・・通信バス、３ａ、４ａ・・・基準ライン、３ｂ、４ｂ・・・伝送ライン、５〜８・・・衝突検出センサ装置、５０・・・加速度センサ、５０ａ・・・第１端子、５０ｂ・・・第２端子、５０ｃ、５０ｄ・・・基準端子、５０ｅ・・・セラミック基板、５０ｆ・・・通信チップ、５０ｇ・・・センサチップ、５０ｈ・・・電源用素子、５０ｉ・・・耐ノイズ用素子、５０ｊ・・・蓋部、５０ｋ、５０ｌ・・・ワイヤーボンディング、５０ｍ・・・接合部材、５０ｎ・・・リードフレーム、５０ｏ・・・ケース、５１・・・コネクタケース、５１ａ・・・加速度センサ収容部、５１ｂ・・・金属ブッシュ、５２、５２０・・・第１コネクタターミナル、５３、５３０・・・第２コネクタターミナル、５４、５５、５４０、５４１、５５０、５５１・・・基準コネクタターミナル、５２ａ〜５５ａ・・・底部、５２ｂ〜５５ｂ、５２ｃ〜５５ｃ・・・側部、５２ｄ〜５５ｄ・・・接触部、５２ｅ〜５５ｅ、５２ｆ〜５５ｆ・・・突起部、５６〜５９、５６０、５７０、５８０、５８１、５９０、５９１・・・リード、５６ａ〜５９ａ、５６０ａ、５７０ａ、５８０ａ、５８１ａ、５９０ａ、５９１ａ・・・加速度センサ接続部、５６ｂ〜５９ｂ、５６０ｂ、５７０ｂ、５８０ｂ、５８１ｂ、５９０ｂ、５９１ｂ・・・コネクタターミナル接続部、５６ｃ〜５９ｃ・・・連結部、５６ｄ〜５９ｄ・・・貫通穴、９・・・運転席用フロントエアバッグ、１０・・・助手席用フロントエアバッグ、１１・・・サイドエアバッグ、１２・・・イグニッションスイッチ、１３・・・バッテリ

Claims

四角形状で、入出力信号が伝達される第１入出力端子と、入出力信号が伝達される第２入出力端子と、前記第１入出力端子及び前記第２入出力端子に伝達される入出力信号の基準となる基準信号が伝達される基準端子とを備え、四角形状の１辺から対辺に向かう所定方向の物理的変位を検出するセンサと、前記第１入出力端子に入出力信号を伝達する第１コネクタ端子と、前記第２入出力端子に入出力信号を伝達する第２コネクタ端子と、前記基準端子に基準信号を伝達する基準コネクタ端子と、前記第１入出力端子、前記第２入出力端子、及び前記基準端子を前記第１コネクタ端子、前記第２コネクタ端子、及び前記基準コネクタ端子にそれぞれ接続するリードとを備えたセンサ装置において、
前記センサは、四角形状の対角の隅部に前記第１入出力端子と前記第２入出力端子が、別の対角の隅部の少なくともいずれかに前記基準端子がそれぞれ配置され、前記第１コネクタ端子は、前記センサ側の端部が前記第１入出力端子の配置された隅部を挟む２辺のいずれかの辺の両端部に対向して配置されるように形成され、前記第２コネクタ端子は、前記センサ側の端部が前記第１コネクタ端子の対向する辺の対辺の両端部に対向して配置されるように形成され、前記基準コネクタ端子は、前記センサ側の端部が前記基準端子の配置された隅部を挟む２辺のうち、前記第１コネクタ端子が対向していない辺又は前記第２コネクタ端子が対向していない辺の両端部に対向して配置されるように形成されることを特徴とするセンサ装置。
四角形状で、入出力信号が伝達される第１入出力端子と、入出力信号が伝達される第２入出力端子と、前記第１入出力端子及び前記第２入出力端子に伝達される入出力信号の基準となる基準信号が伝達される基準端子とを備え、四角形状の１辺から対辺に向かう所定方向の物理的変位を検出するセンサと、前記第１入出力端子に入出力信号を伝達する第１コネクタ端子と、前記第２入出力端子に入出力信号を伝達する第２コネクタ端子と、前記基準端子に基準信号を伝達する第１、第２基準コネクタ端子と、前記第１入出力端子、前記第２入出力端子、及び前記基準端子を前記第１コネクタ端子、前記第２コネクタ端子、及び前記第１、第２基準コネクタ端子にそれぞれ接続するリードとを備えたセンサ装置において、
前記センサは、四角形状の対角の隅部に前記第１入出力端子と前記第２入出力端子が、別の対角の隅部の少なくともいずれかに前記基準端子がそれぞれ配置され、前記第１コネクタ端子は、前記センサ側の端部が前記第１入出力端子の配置された隅部を挟む２辺のいずれかの辺の両端部に対向して配置されるように形成され、前記第２コネクタ端子は、前記センサ側の端部が前記第１コネクタ端子の対向する辺の対辺の両端部に対向して配置されるように形成され、前記第１基準コネクタ端子は、前記センサ側の端部が前記第１コネクタ端子の対向する辺の両端部に対向して配置され、前記第２基準コネクタ端子は、前記センサ側の端部が前記第２コネクタ端子の対向する辺の両端部に対向して配置されるように形成されることを特徴とするセンサ装置。
前記センサは、前記基準端子に伝達される基準信号を基準として、前記第１入出力端子に入力される入力信号に基づいて自らが通信対象であるか否かを判定し、自らが通信対象である場合、検出した前記所定方向の前記物理的変位を出力信号として前記第１入出力端子から出力するとともに、前記第１入出力端子に入力される入力信号を前記第２入出力端子から出力信号として出力し、前記第２入出力端子に入力される入力信号を前記第１入出力端子から出力することを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ装置。
前記センサは、前記所定方向の前記物理的変位を検出する検出部と、前記基準端子に伝達される基準信号を基準として、前記第１入出力端子に入力される入力信号に基づいて自らが通信対象であるか否かを判定し、自らが通信対象である場合、検出した前記物理的変位を出力信号として前記第１入出力端子から出力するとともに、前記第１入出力端子に入力される入力信号を前記第２入出力端子から出力信号として出力し、前記第２入出力端子に入力される入力信号を前記第１入出力端子から出力する通信部とからなり、前記検出部及び前記通信部は、１パッケージ化されていることを特徴とする請求項３に記載のセンサ装置。
前記センサは、前記所定方向の前記物理的変位を検出する検出部と、前記基準端子に伝達される基準信号を基準として、前記第１入出力端子に入力される入力信号に基づいて自らが通信対象であるか否かを判定し、自らが通信対象である場合、検出した前記物理的変位を出力信号として前記第１入出力端子から出力するとともに、前記第１入出力端子に入力される入力信号を前記第２入出力端子から出力信号として出力し、前記第２入出力端子に入力される入力信号を前記第１入出力端子から出力する通信部と、前記検出部及び前記通信部を駆動するための電圧を供給する電源部と、前記検出部及び前記通信部に混入するノイズを低減するノイズ低減部とからなり、前記検出部、前記通信部、前記電源部、及び前記ノイズ低減部は、１パッケージ化されていることを特徴とする請求項３に記載のセンサ装置。