Contact sensing device |
|||||||
申请号 | JP2004333790 | 申请日 | 2004-11-17 | 公开(公告)号 | JP4735937B2 | 公开(公告)日 | 2011-07-27 |
申请人 | アイシン精機株式会社; | 发明人 | 伸浩 山内; 正佳 竹内; | ||||
摘要 | |||||||
权利要求 | 他物との接触を検知するセンサを支持可能な支持部材と、当該支持部材と一体に形成した基端部材とを備えるプロテクタを、自動開閉する開閉体に備えた接触検知装置であって、 前記支持部材が支持するセンサを、撓みによって前記他物を検出可能な圧電センサとし、 当該圧電センサからの出力を受ける検知回路を前記基端部材に保持し、 前記支持部材の剛性を、前記基端部材の剛性に比べて低く設定し、 前記支持部材が一対の脚部を備え、当該一対の脚部と前記基端部材との間に空間を有し、当該空間の内部に前記基端部材に比べて低い剛性を備える媒体を配置してある接触検知装置。 前記検知回路が、前記基端部材の内部に設けてある請求項1に記載の接触検知装置。 前記圧電センサの端部を、直接、前記検知回路に接続してある請求項1又は2に記載の接触検知装置。 前記圧電センサを配設した接触検知領域の両端部のうち、何れか一方の端部近傍に前記検知回路を設けてある請求項3に記載の接触検知装置。 |
||||||
说明书全文 | 本発明は、他物との接触を検知するセンサを支持可能な支持部材と、当該支持部材と一体に形成した基端部材とを備えるプロテクタを、自動開閉する開閉体に備えた接触検知装置に関する。 従来の接触検知装置としては、例えば、車両の電動サンルーフと当該電動サンルーフが接触する枠体との間で生じた異物の挟み込みを検知すべく、異物と接触によって所定の電気出力を生ずる圧電センサと、この圧電センサの出力に基づいて挟み込みの有無を判定する判定手段とを備えたものがある(特許文献1参照)。 上記従来の接触検知装置では、圧電センサと検知回路とを、同じ振動条件で動作させることができる反面、電動サンルーフが他物に接触した際の振動が小さい場合には、両者が同様に振動することで逆に接触を検知できない場合がある。 従って、本発明の目的は、他物との接触検知精度を高めつつ、経済性に優れた接触検知装置を提供することにある。 上記目的を達成するための本発明に係る接触検知装置の特徴構成は、他物との接触を検知するセンサを支持可能な支持部材と、当該支持部材と一体に形成した基端部材とを備えるプロテクタを、自動開閉する開閉体に備えた接触検知装置であって、 前記支持部材が支持するセンサを、撓みによって前記他物を検出可能な圧電センサとし、当該圧電センサからの出力を受ける検知回路を前記基端部材に保持し、前記支持部材の剛性を、前記基端部材の剛性に比べて低く設定してある点にある。 (作用効果) そして、本構成のごとく、撓みによって他物を検出可能な圧電センサを、剛性の弱い支持部材に支持させると共に、検知回路を剛性の高い基端部材に保持させることで、実際の他物との接触時において、圧電センサの接触個所のみを撓ませることができ、検知感度が極めて良好なものとなる。 この他に、一つのプロテクタに圧電センサと検知回路とを設けるから、開閉体の組立てに先立ってプロテクタを含む一式の部品を組み立てておくことができる。 さらに、開閉体に対しても、圧電センサと検知回路とを一度に取り付けることができるから、接触検知装置の作製効率が向上する。 このような点からも、経済性に優れた接触検知装置を得ることができる。 また、本発明に係る接触検知装置の特徴構成は、支持部材が一対の脚部を備え、当該一対の脚部と前記基端部材との間に空間を有し、当該空間の内部に前記基端部材に比べて低い剛性を備える媒体を配置した点にある。 (作用効果) そこで、 本構成のごとく、前記支持部材に一対の脚部を備えると共に、当該一対の脚部と前記基端部材との間に設けた空間の内部に媒体を配置することで、前記支持部材のみかけの剛性を調節することができる。 その結果、圧電センサの感度を任意に調節できると共に、接触検知装置の検知感度および検知精度を高めることができる。 本発明に係る接触検知装置の第2の特徴構成は、前記検知回路を前記基端部材の内部に設けた点にある。 (作用効果) 本発明に係る接触検知装置の第3の特徴構成は、前記圧電センサの端部を、直接、前記検知回路に接続した点にある。 (作用効果) 本発明に係る接触検知装置の第4の特徴構成は、前記圧電センサを配設した接触検知領域の両端部のうち、何れか一方の端部近傍に前記検知回路を設けた点にある。 (作用効果) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 図1に、本発明の接触検知装置X(挟み込み検出装置)を適用した車両を示す。 図2〜4に接触検知装置Xの概略図を示す。 (圧電センサ) 図5(b)は、平面状の第1電極11bと、同じく平面状の第2電極12bとの間に、圧電素子10bを挟み込んだ構成である。 本実施形態では、ドアやドア枠等、長尺な部位への配設を考慮して、外被部13bで全体を覆った平型コード状に構成した例を示している。 このように、圧電センサ1を同軸ケーブル状あるいは平型コード状で構成すると、長尺のセンサを得やすく、車両等の屈曲したドア枠やドアに沿って配設するような場合にも柔軟に対応することができる。 そして、配設の際にも、センサの曲げや、取り付け時の圧力等に影響されることなく、良好に挟み込み検出装置を構成できる。 ここで、圧電素子10は、物質の圧電効果による電気分極を利用したセンサである。 圧電素子10としては、圧電効果を有する物質、例えば水晶・ジルコン酸チタン酸鉛・チタン酸バリウム等の結晶が適用できる。 これら結晶は、一般的に圧電効果と共に焦電性をも示すものである。 焦電性とは、結晶の温度が変化した場合に電気分極が現れる性質である。 また、第1電極11および第2電極12は、金・銅等の導電体であれば何れの材料でも構成可能である。 (支持部材) 当該支持部材40は、1つの脚部で圧電センサ1を支持してもよいし、複数の脚部で支持するものであっても良い。 本実施形態では、図2〜4に示したように、一対の脚部41により圧電センサ1を支持する例を示す。 また、支持部材40は、脚部41に接続されると共に圧電センサ1を挿入可能な筒状部42を備えている。 上述したように、支持部材40は基端部材30に比べて低い剛性を備えている。 ここで、支持部材40と基端部材30とは、同じ材質であっても異なる材質であってもよい。 つまり、これら部材の材質に関係なく、支持部材40が基端部材30に比べて剛性を低く構成する。 これにより、接触検知装置Xに外力が作用したときには、基端部材30より支持部材40の方が変形し易くなる。 さらに、支持部材40は、圧電センサ1の長手方向から見たとき屈曲した断面を有する部材を用いて構成してある。 本実施例では、脚部41が屈曲する部材の一例として示してある。 このように屈曲した部材を適用することにより、各方向から外力が作用したときは常にこの屈曲部位が容易に変形する。 また、屈曲部位が容易に変形する構成となるため、圧電センサ1は、基端部材30の側へある程度の移動が許容される。 このとき、ドアパネル22の閉扉動作に伴う他物への衝撃が和らげられる。 ここで、仮に支持部材40が屈曲した断面構造を有しない例えば板状の構造であると、他物がドアパネル22に挟み込まれたときに発生する外力が作用する角度によっては、外力に対して支持部材40が突っ張る状態となる。 この場合、支持部材40は容易に変形し難くなり、十分な圧電センサ1の撓み量が得られず好ましくない。 また、図示は省略するが、本発明の装置では、基端部材30と一対の脚部41との間に設けた第1空間50に、基端部材30に比べて剛性の低い媒体を配置しておいてもよい。 より具体的には、圧電センサ1が挿入してある筒状部42と一対の脚部41と基端部材30との間の第1空間50に媒体を配置する。 このように構成することで、前記支持部材40のみかけの剛性を調節することができる。 その結果、使用する圧電センサ1によっては、圧電センサ1そのものの撓み特性が夫々異なる場合でも、当該装置に装着した状態で最適な撓み特性を発揮できるよう調節が可能となる。 また、接触検知装置Xを設ける場所によって圧電センサ1に接触する他物の質量や接触時の慣性が異なる場合でも、前記媒体を配置することで、他物の接触による衝撃を吸収して圧電センサ1の撓み量を適切に調節することができる。 脚部41と筒状部42との接続態様は、以下の通りである。 図2に示したように、筒状部42の外周面を二分する際に、例えば、筒状部42の軸心を通る平面Aを想定し、当該外周面を、基端部材30の側の外周面42aとその反対側の外周面42bとに分割する。 (基端部材) また、接触検知装置Xは長尺状に構成してある。 そのため、ドアパネル22の前端部23に対する取付け状態が、接触検知装置Xの全長にわたって均一になるように、ドアパネル22の前端部23と係止する係止部34を設ける。 これにより、取付け深度等の条件を接触検知装置Xの全長にわたって均一にすることができ、接触検知装置Xをドアパネル22に過度に押込んだ取付け状態となるのを防止できる。 基端部材30は、接触検知装置Xをドアパネル22へ強固に取付けるため、剛性の高い硬質ゴム等の樹脂材で構成する。 この場合、第2空間33を設けると、基端部材30の製造時に基端部材30を固化する工程で、基端部材30全体の温度ムラをできるだけ無くすことができるため、均一な固化が可能となる。 (検知回路) さらに、検知回路6を剛性の高い基端部材30に設けておけば、仮に、ドアパネル22と他物とが勢い良く接触した場合に、まず、剛性の低い支持部材40に接触の衝撃を吸収させることができる。 そして、緩和された接触時のエネルギーが剛性の高い基端部材30に伝達されるが、当該基端部材30は、その高い剛性のために大きく変形するようなことはなく、検知回路6に曲げ力が付加されたりして損傷を受けるのを確実に防止することができる。 この他に、一つのプロテクタPに圧電センサ1と検知回路6とを取り付けるから、ドアパネル22の組立てに先立ってプロテクタP部分を組み立てておくことができる。 さらに、ドアパネル22に対しても、圧電センサ1と検知回路6とを一度に取り付けることができる。 このように、接触検知装置Xの作製効率が向上するため、接触検知装置Xの生産コストを下げることもできる。 図2乃至図4に示すごとく、本実施形態では、前記検知回路6を、前記基端部材30の内部に設けてある。 図4に示すごとく、支持部材40はドアパネル22の下端部まで配設してある。 圧電センサ1は、支持部材40の端部まで達し、さらに下側に突出する。 突出した端部は、プロテクタPの下端部に設けた略半円板状のプロテクタキャップ7の内周面に沿って再び上方に案内される。 圧電センサ1は、プロテクタPに形成された第2空間33の内部を上方に延出する。 本実施形態では、当該第2空間33に入った直後の位置に検知回路6を設けてある。 当該固定は、前記第2空間33を形成する壁部に接着剤や粘着テープ等を用いて行うと良い。 前記圧電センサ1は、その端部を当該検知回路6に、直接、接続してある。 仮に、圧電センサ1と検知回路6との間を別のハーネスで接続する場合には、ハーネスの規格等により、検知回路6にノイズが進入することがある。 しかし、本構成のごとく圧電センサ1の端部を、検知回路6に直に接続することで、そのようなノイズの発生を抑えることができ、接触検知精度を高めることができる。 固定を終了した検知回路6からは、 ハーネス8を用いて検知信号をコネクタ9に伝達する。 当該ハーネス8の一部および前記コネクタ9は、 ドアパネル22の内部に配置される。 前記コネクタ9は、さらに、ドアパネル22の内部に設けられ、異物との接触検知を行って、ドアパネル22の動作を制御するECUに接続される。 図4では、圧電センサ1を配設した接触検知領域Rの両端部のうち、下方の端部近傍に検知回路6を設けたが、この他に、図1或いは図4において上方側の端部近傍に検知回路6を設けても良い。 (開閉体の動作態様) ドアパネル22は、乗降口24に嵌まり込んで車両側壁表面と面一状態になっているドアパネル22を車両側壁表面より浮かせ、車両20後方向に車両側壁に沿ってスライドさせることにより開扉動作が行われる。 本構成では、支持部材40が、基端部材30に比べて低い剛性を備えると共に、圧電センサ1の長手方向から見たとき屈曲した断面を有する部材を用いて構成してある構造となっている。 そのため、乗降口24とドアパネル22との間に他物が存在する状態において、ドアパネル22が斜め方向から接触した場合であっても屈曲部位が容易に変形する(図3参照)。 そして、この屈曲部位の変形に伴い圧電センサ1が撓んで他物の存在を検出できる。 このとき、上述したように挟み込まれた他物は損傷し難い。 尚、上述した接触検知装置Xは、振動や衝撃等による外力を受けて圧電効果により圧電センサ1から信号を出力する。 そして、接触検知装置Xは、この圧電センサ1からの出力を信号処理し、挟み込み防止の制御を行う制御手段と接続してある。 挟み込み防止制御は、例えば、ドアパネルを開扉動作させる制御や閉扉動作を停止させる制御等が挙げられる。 〔別実施の形態1〕 このように構成すると、筒状部42に対して他物が接触するとき、この他物の接触方向と、脚部41の接続方向とが同一となる可能性が低くなり、脚部41が突っ張ることなく、脚部41が撓みやすい構成となる。 そのため、支持部材40は外力に対して変形し易く構成できるようになって圧電センサ1の十分な撓み量が得られ、他物の検出精度がより高まる。 〔別実施の形態2〕 このように剛性の異なる部位が支持部材40に断続的に設けてあるため、これら部位で挟まれた領域は、剛性の異なる部位が境界となって他の支持部材40の領域と変形の程度が異なる。 つまり、剛性の異なる部位を設けていない場合、他物が筒状部42に接触したときには、筒状部42の全体が撓むと共に圧電センサ1を全体が撓んだ状態となる。 このとき、圧電センサ1の出力が十分に得られない虞がある。 一方、本構成であれば、支持部材40において剛性の異なる部位を断続的に設けてあるから、他物の接触が筒状部42の隣接領域に伝わり難くなる。 このため、剛性の異なる部位で挟まれた領域とその付近のみが変形するため、当該領域は他の支持部材40領域と比べて変形の程度が大きくなる。 これに伴い、当該領域にある圧電センサ1の撓みの程度が大きくなる。 そのため、本構成の場合、他物の接触を支持部材40全体の撓みで検知するのではなく、局部的な支持部材40の撓みによって検知できるため、圧電センサ1の検出精度が向上し、他物の接触を確実に検知できる。 〔別実施の形態3〕 本発明の接触検知装置Xは、例えば車両に設けられ、車両の電動スライドドアにおけるドアパネルと車両のドア枠との間における他物の挟み込みを検出する挟み込み検出装置として適用できる。 当該装置の車両における設置位置は、電動スライドドアの他に、パワーウィンドウ・電動ハッチバックドア等がある。 また、当該装置は、車両に限らず、例えば建築物の自動ドアや自動回転ドア・鉄道車両の扉等、扉部と枠部との間や、扉部同士等で開閉状態を有する自動開閉装置に他物が挟み込まれたことを検出することが必要とされる部位に設置できる。 1 圧電センサ21 開閉体30 基端部材40 支持部材6 検知回路P プロテクタR 接触検知領域X 接触検知装置 |