【発明の名称】挟み込み防止装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】窓や扉といった開閉部と前記開閉部の枠部との少なくとも１つに配設され、前記開閉部と前記枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出する歪み検出手段と、前記歪み検出手段の出力信号に基づき物体の挟み込みの有無を判定する挟み込み判定手段と、前記挟み込み判定手段の出力信号に基づき前記開閉部の開閉動作を制御する制御手段とを備え、前記挟み込み判定手段が挟み込みを検出できないまま前記開閉部の閉動作が終了し、その後に物体が引き抜こうとすることにより生じる前記歪みを検出することを特徴とした挟み込み防止装置。
【請求項２】歪み検出手段はフィルム状の圧電センサからなり、開閉部が締め切られた際に前記圧電センサのフィルム面が前記開閉部と平行になるように前記開閉部と枠部との少なくとも１つに配設された請求項１記載の挟み込み防止装置。
【請求項３】開閉部または枠部は前記開閉部と前記枠部との隙間または前記開閉部間の隙間を密閉する密閉体を備え、圧電センサは前記密閉体に配設された請求項２記載の挟み込み防止装置。
【請求項４】密閉体が圧電材料からなり、圧電センサが密閉体を兼用する請求項３記載の挟み込み防止装置。
【請求項５】圧電センサはゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料からなる請求項２乃至４のいずれか１項記載の挟み込み防止装置。
【請求項６】挟み込み判定手段は圧電センサの出力信号の特定周波数成分に基づき物体の挟み込みを判定する請求項２乃至５のいずれか１項記載の挟み込み防止装置。
【請求項７】制御手段は開閉部が閉め切られてから一定時間は挟み込み判定手段の判定結果を挟み込み無しとする請求項１乃至６のいずれか１項記載の挟み込み防止装置。
【請求項８】挟み込み判定手段は歪み検出手段の出力信号に基づき挟み込まれた物体を引き抜こうとする方向を判定する引き抜き方向判定部を備え、制御手段は前記引き抜き方向判定部の出力信号に基づき前記開閉部の開閉動作を制御する請求項１乃至７のいずれか１項記載の挟み込み防止装置。
【請求項９】開閉部が車両の乗降用扉であり、物体を引き抜こうとする方向が車両外部への方向であると挟み込み判定手段が判定した場合は、制御手段が車両の運転を不許可とする請求項８記載の挟み込み防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は窓や扉といった開閉部に物体が挟み込まれるのを防止する挟み込み防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の挟み込み防止装置は以下のようなものであった。第１の引用例としては、特開平６−３３６６５号公報に記載のように、パワーウィンドウ用モータの駆動電流の変化に基づいて窓ガラスの上昇時の物体の挟み込みを検出してモータを停止するものであった。
【０００３】
また第２の引用例としては、実開昭５８−２２８号公報に記載のように、閉鎖時に扉と接触する固定部接触面に導電体を設け、この導電体の静電容量の変化を検出して物体の挟み込みを検出して扉の閉動作を停止するものであった。
【０００４】
さらに第３の引用例としては、特開平１０−２９４２５号公報に記載のように、相対する導電部からなる感圧スイッチを窓枠の密封部材に内蔵して物体の挟み込みを検出してモータを停止するものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の挟み込み防止装置では以下のような課題を有していた。第１の引用例では、例えば衣服のように厚みが薄く柔らかい物体が窓ガラスと窓枠との間に挟まれた場合は、物体の厚みが薄く柔らかいため窓ガラスの閉め切りと物体の挟み込みとの区別ができないといった課題を有していた。
【０００６】
また、第２の引用例では雨や洗車等により導電体がぬれてしまうと導電体の静電容量が変化して挟み込みを誤検出してしまうといった課題を有していた。
【０００７】
さらに、第３の引用例では第１の引用例と同様に厚みが薄く柔らかい物体の挟み込みを検出できない上、経年変化により感圧スイッチの接点が劣化して接触不良になったり、密封部が変形して導電部が短絡する等、耐久性が悪いといった課題を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、窓や扉といった開閉部と前記開閉部の枠部との少なくとも１つに配設され、前記開閉部と前記枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出する歪み検出手段と、前記歪み検出手段の出力信号に基づき物体の挟み込みの有無を判定する挟み込み判定手段と、前記挟み込み判定手段の出力信号に基づき前記開閉部の開閉動作を制御する制御手段とを備えたものである。
【０００９】
上記発明によれば、前記開閉部と前記枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出して挟み込みを判定するので、衣服のように厚みが薄く柔らかい物体が挟み込まれても挟み込み有りと判定することができ、そのような物体の挟み込みの有無を判定して開閉部の開閉動作を制御する。
【００１０】
また、歪み検出手段として圧電センサを用いているので、雨や洗車等により圧電センサがぬれても誤検出がない上、圧電センサは感圧スイッチのような接点がないので接触不良や短絡がなく耐久性がよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかる挟み込み防止装置は、窓や扉といった開閉部と前記開閉部の枠部との少なくとも１つに配設され、前記開閉部と前記枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出する歪み検出手段と、前記歪み検出手段の出力信号に基づき物体の挟み込みの有無を判定する挟み込み判定手段と、前記挟み込み判定手段の出力信号に基づき前記開閉部の開閉動作を制御する制御手段とを備えたものである。
【００１２】
そして、前記挟み込み判定手段が挟み込みを検出できないまま前記開閉部の閉動作が終了し、その後に物体が引き抜こうとすることにより生じる前記歪みを検出して挟み込みを判定するので、衣服のように厚みが薄く柔らかい物体が挟み込まれても挟み込み有りと判定することができ、そのような物体の挟み込みの有無を判定して開閉部の開閉動作を制御する。
【００１３】
本発明の請求項２にかかる挟み込み防止装置は、歪み検出手段がフィルム状の圧電センサからなり、開閉部が締め切られた際に前記圧電センサのフィルム面が前記開閉部と平行になるように前記開閉部と枠部との少なくとも１つに配設されたものである。
【００１４】
そして、歪み検出手段がフィルム状の圧電センサからなるので、雨や洗車等により圧電センサがぬれても誤検出がない上、圧電センサは感圧スイッチのような接点がないので接触不良や短絡がなく耐久性がよい。また、開閉部が締め切られた際に前記圧電センサのフィルム面が前記開閉部と平行になるように前記開閉部と枠部との少なくとも１つに配設されているので、前記開閉部と前記枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出しやすい。
【００１５】
本発明の請求項３にかかる挟み込み防止装置は、開閉部または枠部が前記開閉部と前記枠部との隙間または前記開閉部間の隙間を密閉する密閉体を備え、圧電センサは前記密閉体に配設されたものである。
【００１６】
そして、圧電センサが密閉体に配設されているため、圧電センサの強度的保護が可能となる。また、経年変化により密閉体が変形しても従来の感圧スイッチのような接触不良や短絡がなく、信頼性が向上する。
【００１７】
本発明の請求項４にかかる挟み込み防止装置は、密閉体が圧電材料からなり、圧電センサが密閉体を兼用するものである。
【００１８】
そして、密閉体が圧電材料からなり、圧電センサが密閉体を兼用するので、圧電センサを密閉体に新たに配設する必要がなく製造時の手間がかからない上、密閉体のどのような形状にも対応して圧電センサが構成できるので生産性がよく、デザイン面での対応も容易となる。
【００１９】
本発明の請求項５にかかる挟み込み防止装置は、圧電センサがゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料からなるものである。
そして、圧電セラミックスは脱分極の耐熱性に優れているので、圧電センサにより物体の挟み込みを検出する際の信頼性が向上する。また、ゴム材を使用しているので圧電センサの加工性がよく任意の形状に対応可能である。
【００２０】
本発明の請求項６にかかる挟み込み防止装置は、挟み込み判定手段が圧電センサの出力信号の特定周波数成分に基づき物体の挟み込みを判定するものである。
【００２１】
そして、挟み込み判定手段が圧電センサから出力される信号のうち物体の挟み込み時に発生する特定周波数成分のみを検出するので、例えば開閉部の開閉動作による振動や外来振動など物体の接触以外の振動による圧電センサの出力信号と物体の挟み込みによる圧電センサの出力信号とを区別して物体の挟み込みを検出することができ、検出精度が向上する。
【００２２】
本発明の請求項７にかかる挟み込み防止装置は、制御手段は開閉部が閉め切られてから一定時間は挟み込み判定手段の判定結果を挟み込み無しとするものである。
【００２３】
そして、前記開閉部が閉め切られる際に歪み検出手段から生じる出力信号により挟み込み有りと判定されても、前記開閉部が閉め切られてから一定時間は挟み込み無しとするので誤判定がない。
【００２４】
本発明の請求項８にかかる挟み込み防止装置は、挟み込み判定手段が歪み検出手段の出力信号に基づき挟み込まれた物体を引き抜こうとする方向を判定する引き抜き方向判定部を備え、制御手段は前記引き抜き方向判定部の出力信号に基づき前記開閉部の開閉動作を制御するものである。
【００２５】
そして、挟まれた物体を引き抜こうとする方向を判定して開閉部の開閉動作を制御するので、例えば車両の乗降用扉のような開閉部に乗客の衣服のような物体が挟まれた際には、車両の外部から物体を引き抜こうとする場合は開閉部を開いて挟み込みを解除し、車両の内部から物体を引き抜こうとする場合は開閉部を閉じたままにする。これにより発車時の安全確保が図られると共に発車時の不要な停車を防ぐことができる。
【００２６】
本発明の請求項９にかかる挟み込み防止装置は、開閉部が車両の乗降用扉であり、物体を引き抜こうとする方向が車両外部への方向であると挟み込み判定手段が判定した場合は、制御手段が車両の運転を不許可とするものである。
【００２７】
そして、物体を引き抜こうとする方向が車両外部への方向であると車両の運転を不許可とするので、発車時の安全確保を図ることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、本本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２９】
（実施例１）
図１に本発明の実施例１の挟み込み防止装置の外観図を示す。本実施例は開閉部として例えば車両の乗降用自動扉に応用した場合を示している。図中、１は開閉部としての扉で、１ａ、１ｂのように左右に１つずつ扉がある。２は歪み検出手段としての圧電センサ、３は扉１ａ、１ｂを閉め切った際の隙間を密閉する密閉体で、圧電センサ２ａ、２ｂはそれぞれ密閉体３ａ、３ｂに配設されている。密閉体３ａ、３ｂは例えば弾性体、好ましくはゴム部材等で構成され、扉１ａ、１ｂの端部に配設されている。
【００３０】
図２は図１のＡ−Ａ’位置での断面図である。図２に示すように密閉体３ａ、３ｂ内にはそれぞれフィルム状の圧電センサ２ａ、２ｂのフィルム面が扉１ａ、１ｂと平行になるように配設されている。
【００３１】
図３（ａ）は圧電センサ２ａの外観図、図３（ｂ）は同センサのＢ−Ｂ’位置での断面図と接続回路の一例を示したものである。ここで、圧電センサ２ａ、２ｂは同じ構造を有するものとする。図３（ａ）に示したように圧電センサ２ａはフィルム状で、端子部２ａ１から信号を導出する。端子部２ａ１は複数個設けてもよい。図３（ｂ）に示したように圧電センサ２ａは圧電材２ａ２の両面に電極２ａ３、２ａ４を配設したものである。圧電材２ａ２は例えばゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料を用いればよいが、ポリフッ化ビニリデン等の高分子圧電材料を用いてもよい。電極２ａ３、２ａ４は例えば銀ペーストやアルミ蒸着材、ニッケル等の薄膜金属材料を用いればよい。また、電極２ａ３、２ａ４の上にＰＥＴ等の高分子フィルムで保護層を設けたり、さらに電気的シールドのための金属フィルムを配設してもよい。尚、図３（ｂ）でＱ１は圧電センサ２ａからの出力信号のインピーダンス変換用のＦＥＴ、Ｒ１、Ｒ２は圧電センサ２ａからの信号導出用の抵抗、Ｖｄは電源である。
【００３２】
図４に本実施例のブロック図を示した。図中、４は挟み込み判定手段で、圧電センサ２ａ、２ｂからの出力信号それぞれのインピーダンスを変換するインピーダンス変換部５ａ、５ｂ、インピーダンス変換部５ａ、５ｂからの出力信号を濾波する濾波部６ａ、６ｂ、濾波部６ａ、６ｂからの出力信号に基づき物体の挟み込みをを判定する挟み込み判定部７を有している。８は扉１の開閉動作を駆動する駆動部９を制御する制御手段、１０は挟み込み判定部７の判定結果を報知する報知部である。駆動部９は例えばパルス駆動の電動モータからなり、制御手段８は前記パルス数をカウントすることにより扉１ａ、１ｂの開閉位置や開き切り、閉じ切りを検出できるようになっている。濾波部６ａ、６ｂの濾波特性は圧電センサ２ａ、２ｂからの出力信号のうち物体の挟み込み時に発生する特定周波数成分のみを検出するような周波数帯に予め設定してある。
【００３３】
次に図に基づいて動作、作用について説明する。
【００３４】
図５は扉１ａ、１ｂが閉動作中に物体１１が挟み込まれた場合の様子を図１のＡ−Ａ’位置での断面として示したものである。挟み込みにより圧電センサ２ａ、２ｂは歪みを受け図５（ａ）または図５（ｂ）のように変形する。ここで、挟み込みによる圧電センサ２ａ、２ｂの変形は図５（ａ）、（ｂ）のように双方が同じ方向に向くとは限らず、相互に逆方向に変形したり、一方のみが変形したりもする。歪み圧電センサ２ａ、２ｂからは圧電効果によりこの歪に応じた電圧が発生する。発生する電圧レベルは挟み込み時の歪の大きさと、圧電センサ２ａ、２ｂ自体の感度、すなわち圧電材２ａ２の圧電定数により変化する。
【００３５】
次に、圧電センサ２ａ、２ｂから発生した信号は挟み込み判定手段４のインピーダンス変換部５ａ、５ｂで低インピーダンスに変換される。インピーダンス変換された信号は濾波部６ａ、６ｂで濾波され、物体の挟み込み時に発生する特定周波数成分のみが通過する。このため、車両のエンジンや走行による振動等による車両自体の振動や商用電源によるノイズ成分はここで除去される。
【００３６】
図６は図５に示した物体１１の挟み込み前後における濾波部６ａまたは６ｂの出力信号Ｖを示したものである。図中、縦軸はＶ、横軸は時間ｔで、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図５の（ａ）、（ｂ）に対応している。図５、図６で（ａ）の場合、時刻ｔ０で物体１１が挟み込まれるとＶには一時的にＶ０１以上の信号が現れる。また図５、図６で（ｂ）の場合、時刻ｔ０で物体１１が挟み込まれるとＶには一時的にＶ０２以下の信号が現れる。（ａ）、（ｂ）でＶの変化方向が異なるのは、圧電センサ２ａ、２ｂの分極方向に寄るものである。
【００３７】
挟み込み判定部７では上記のようなＶの変化に基づき、圧電センサ２ａ、２ｂの少なくとも１つに対応する出力Ｖが、図６に示したＶ０１以上か、またはＶ０２以下の少なくともどちらかを満足すれば挟み込み有りと判定する。圧電センサ２ａ、２ｂに対応する出力ＶがいずれもＶ０２より大でかつＶ０２未満ならば挟み込み無しと判定する。
【００３８】
上記のようにして挟み込み有りと判定された場合は、制御手段８が駆動部９を開動作させて扉１ａ、１ｂを開き、挟み込みを解除する。挟み込み無しと判定された場合は、閉動作を継続させて扉１ａ、１ｂを閉じ切きり閉動作を終了する。ここで、扉１ａ、１ｂを閉じ切きる際にも扉１ａ、１ｂ同士が密閉体３ａ、３ｂを介して接触することにより圧電センサ２ａ、２ｂに歪みが生じ図６に示すような出力Ｖの変化が生じる。これにより挟み込み判定部７は挟み込み有りと判定するが、制御手段８は扉１ａ、１ｂが閉め切られてから一定時間は挟み込み判定部７の判定結果を挟み込み無しとして、駆動部９の閉動作を終了する。
【００３９】
次に、図７は例えば衣服のように厚みが薄く柔らかい物体１１が扉１ａ、１ｂに挟み込まれた場合の様子を示したものである。この場合は物体１１の厚みが薄く柔らかいため、扉１ａ、１ｂに挟み込まれても圧電センサ２ａ、２ｂには図５に示すような歪みが生じず、挟み込み判定部７が挟み込みを検出できないまま、駆動部９が閉動作を終了する。
【００４０】
この際、扉１ａ、１ｂが閉め切られてから一定時間は上記のように制御手段８により挟み込み無しとされるが、一定時間経過後に例えば図８に示すようにして挟み込まれた物体１１を引き抜こうとすると圧電センサ２ａ、２ｂには歪みが生じ、図８（ａ）、（ｂ）に対応して図６（ａ）、（ｂ）に示したような出力Ｖの変化が生じる。従ってこのようなＶの変化に基づき挟み込み判定部７が図５の場合と同様に挟み込みを判定する。そして、挟み込み有りと判定された場合は、制御手段８が駆動部９を開動作させて扉１ａ、１ｂを開き、挟み込みを解除する。挟み込み無しと判定された場合は、扉１ａ、１ｂの閉め切り状態をそのまま継続する。挟み込み判定部７の判定結果は報知部１０により報知される。
【００４１】
図９は上記の判定手順を示した判定フロー図である。先ず、ステップＳＴ１で車両に設置された閉動作スイッチをオンすると、ＳＴ２で駆動部９の閉動作が開始する。そしてステップＳＴ３で出力ＶがＶ０１以上またはＶ０２以下の少なくともどちらかであるかが判定される。出力ＶがＶ０１以上またはＶ０２以下の少なくともどちらかである場合はステップＳＴ４で挟み込み判定部７により挟み込み有りと判定され、ステップＳＴ５で制御手段８により駆動部９の開動作が開始されて挟み込みが解除され、ステップＳＴ６で制御手段８により扉１ａ、１ｂの開き切りが検出されるまでステップＳＴ５以降の動作が繰り返される。そしてステップＳＴ６で扉１ａ、１ｂの開き切りが検出されるとステップＳＴ７で制御手段８が駆動部９を停止し、ステップＳＴ８で閉動作スイッチの待機を行う。
【００４２】
ステップＳＴ３で出力ＶがＶ０２より大でＶ０１より小である場合は、ステップＳＴ９で挟み込み判定部７により挟み込み無しと判定され、ステップＳＴ１０で制御手段８により扉１ａ、１ｂの閉め切りが判定される。ステップＳＴ１０で扉１ａ、１ｂの閉め切りが判定されない場合はステップＳＴ２以降の処理が繰り返される。ステップＳＴ１０で扉１ａ、１ｂの閉め切りが判定されるとステップＳＴ１１で制御手段８により駆動部９が停止される。そしてステップＳＴ１２で制御手段８により扉１ａ、１ｂの閉め切り後一定時間経過したかどうかが判定され、一定時間経過していない場合はステップＳＴ１３で制御手段８により挟み込み無しと判定され、ステップＳＴ１２以降の処理が繰り返される。ステップＳＴ１２で一定時間経過したと判定された場合は、ステップＳＴ１４で挟み込み判定部７により出力ＶがＶ０１以上またはＶ０２以下の少なくともどちらかであるかが判定される。出力ＶがＶ０１以上またはＶ０２以下の少なくともどちらかである場合はステップＳＴ４以降の処理を行う。ステップＳＴ１４で出力ＶがＶ０２より大でＶ０１より小である場合は、ステップＳＴ１５で挟み込み無しと判定され、ステップ１６で開動作スイッチの待機を行い、ステップ１４以降の処理を継続する。
【００４３】
上記実施例では開閉部としての扉１ａ、１ｂの間に物体が挟み込まれる場合の処理を示したが、図１０に示すように開閉部としての扉１と枠部１２を有し、枠部１２の周縁に歪み検出手段２を配設した密閉体３を設置した構成としてもよく、扉１と枠部１２との間の物体の挟み込みを検出して扉１の開閉動作を制御する。
【００４４】
以上の作用により、開閉部の間または開閉部と枠部との間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出して挟み込みを判定するので、衣服のように厚みが薄く柔らかい物体が挟み込まれても挟み込み有りと判定することができ、そのような物体の挟み込みの有無を判定して開閉部の開閉動作を制御することができる。
【００４５】
また、歪み検出手段がフィルム状の圧電センサからなるので、雨や洗車等により圧電センサがぬれても誤検出がない上、圧電センサは感圧スイッチのような接点がないので接触不良や短絡がなく耐久性がよい。また、開閉部が締め切られた際に前記圧電センサのフィルム面が前記開閉部と平行になるように前記開閉部と枠部との少なくとも１つに配設されているので、前記開閉部と前記枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出しやすい。
【００４６】
また、圧電センサが密閉体に配設されているため、圧電センサの強度的保護が可能となる。また、経年変化により密閉体が変形しても従来の感圧スイッチのような接触不良や短絡がなく、信頼性が向上する。
【００４７】
また、圧電センサがゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料からなり、圧電セラミックスは脱分極の耐熱性に優れているので、圧電センサにより物体の接触を検出する際の信頼性が向上する。また、ゴム材を使用しているので圧電センサの加工性がよく任意の形状に対応可能である。
【００４８】
また、挟み込み判定手段が圧電センサから出力される信号のうち物体の挟み込み時に発生する特定周波数成分のみを検出するので、例えば開閉部の開閉動作による振動や外来振動など物体の接触以外の振動による圧電センサの出力信号と物体の挟み込みによる圧電センサの出力信号とを区別して物体の挟み込みを検出することができ、検出精度が向上する。
【００４９】
さらに、開閉部が閉め切られる際に歪み検出手段から生じる出力信号により挟み込み有りと判定されても、前記開閉部が閉め切られてから一定時間は挟み込み無しとするので誤判定がない。
【００５０】
尚、密閉体３自体に圧電材料を用い、圧電センサ２が密閉体３を兼用する構成としてもよい。この場合、圧電センサ２の電極は密閉体３の表面または密閉体３の内部のいずれかに設ければよい。圧電センサ２が密閉体３を兼用するので、圧電センサ２を密閉体３に新たに配設する必要がなく製造時の手間がかからない上、密閉体３のどのような形状にも対応して圧電センサが構成できるので生産性がよく、デザイン面での対応も容易となる。
【００５１】
また複数の圧電センサを密閉体３に配設して挟み込みを判定する構成としてもよい。この構成によれば、例えば複数の圧電センサの少なくとも一つに物体が挟み込まれ、物体を引き抜こうとする際に開閉部に生じる歪みを検出して挟み込みを判定する。一方、複数の圧電センサいずれにもに物体の挟み込みが無い場合、圧電センサからの出力はゼロである。また、例えば開閉部の開閉動作による振動や車両の走行振動や開閉部の開閉による振動のような外来振動があると、そのような外来振動はいずれの圧電センサにも等しく伝達されるため、圧電センサの出力はそれぞれ同じ大きさで変化する。従って、複数の圧電センサの出力のうち一部が図６に示すＶ０１以上か、またはＶ０２以下の少なくともどちらかである場合は物体の挟み込みがあると判定する。また、複数の圧電センサの出力の全てがＶ０１以上またはＶ０２以下である場合は上記のような外来振動が印加されたとして、物体の接触は無いと判定する。そして、複数の圧電センサの出力の全てがＶ０２より大でかつＶ０２未満ならば挟み込み無しと判定する。これにより、例えば開閉部の開閉動作による振動や外来振動など物体の接触以外の振動による圧電センサの出力信号と物体の挟み込みによる圧電センサの出力信号とを区別して物体の挟み込みを検出することができ、検出精度が向上する。
【００５２】
（実施例２）
図１１は本発明の実施例２における挟み込み防止装置の動作ブロックを示したものである。本実施例が実施例１と異なる点は、挟み込み判定手段４が濾波部６ａ、６ｂからの出力信号に基づき挟み込まれた物体を引き抜こうとする方向を検出する引き抜き方向判定部１３を備えたところと、制御手段８の出力信号に基づき車両の運転動作を行う運転部１４を備えたところにある。尚、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５３】
次に動作、作用について説明する。
【００５４】
例えば実施例１と同様に車両の乗降用自動扉において、扉１ａ、１ｂの閉動作中に図５に示したように扉１ａ、１ｂの間に物体１１が挟み込まれた場合は、上記実施例１と同様な処理が行われ、挟み込み判定部７が挟み込み有りと判定し、その判定結果に基づき制御手段８が駆動部９を開動作にして扉１ａ、１ｂを開き挟み込みを解除する。
【００５５】
次に、図７及び図８に示したように例えば衣服のように厚みが薄く柔らかい物体１１が扉１ａ、１ｂに挟み込まれた場合は、引き抜き方向判定部１３が挟み込まれた物体１１を引き抜こうとする方向を判定し、制御手段８は引き抜き方向判定部１３の出力信号に基づき扉１ａ、１ｂの開閉動作を制御するとともに、物体を引き抜こうとする方向が車両外部への方向であると引き抜き方向判定部１３が判定した場合は、制御手段８が車両の運転を不許可とするよう運転部１４を制御する。
【００５６】
物体を引き抜こうとする方向を判定する理由は、例えば車両の発車時に乗車しようとして車両外部にいる人の衣服が扉に挟み込まれるといった場合には、衣服を引き抜こうとしていることを検出して扉を開口させ挟み込みを解除するとともに、車両の運転を不許可として安全確保を図る必要があるためである。万一、衣服が挟まれたまま発車した場合は衣服が車両外部の方向へ引きずられることを検出するので、発車直後に上記のような安全確保を図ることができる。一方、車両の発車時に既に乗車して車両内部にいる人の衣服が扉に挟み込まれるといった場合には、衣服を挟み込んだ人が車両内部に居るため安全面に重大な支障をきたすような場合は少ない。従って、運転の効率化といった面から、衣服を引き抜こうとしていることを検出しても扉を開口したり車両の運転を不許可とするようなことは行わない。
【００５７】
引き抜き方向判定部１３における判定手順を以下に述べる。図８（ａ）のように物体１１を車両の内側へ引き抜こうとする際には濾波部６ａまたは６ｂの出力信号Ｖは図６（ａ）のように変化する。すなわち、時刻ｔ０で物体１１を車両の内側へ引き抜こうとすると、Ｖには一時的にＶ０１以上の信号が現れる。一方、図８（ｂ）のように物体１１を車両の外側へ引き抜こうとする際にはＶは図６（ｂ）のように変化する。すなわち、時刻ｔ０で物体１１を車両の外側へ引き抜こうとすると、Ｖには一時的にＶ０２以下の信号が現れる。図６（ａ）、（ｂ）でＶの変化方向が異なるのは、圧電センサ２ａ、２ｂの分極方向に寄るものである。引き抜き方向判定部１３では上記のようなＶの変化の違いに基づき挟み込まれた物体１１を引き抜こうとする方向を判定する。
【００５８】
図１２は上記の判定手順を示した判定フロー図である。同図においてステップＳＴ１３までは実施例１と同様の処理を行うので、ここでの説明は省略する。ステップＳＴ１２で一定時間が経過したと判定された場合は、ステップＳＴ１７で挟み込み判定部７により出力ＶがＶ０１以上またはＶ０２以下であるかどうかが比較される。そしてＶがＶ０２より大でかつＶ０２未満ならばステップＳＴ１８で挟み込み判定部７により挟み込み無しと判定され、ステップＳＴ１９で制御手段８により運転部１４の運転が許可される。
【００５９】
ステップＳＴ１７で出力ＶがＶ０１以上またはＶ０２以下ならばステップＳＴ２０で挟み込み判定部７により挟み込み有りと判定され、ステップＳＴ２１で引き抜き方向判定部１３により出力ＶがＶ０２以下であるかどうかが比較される。そして出力ＶがＶ０２以下ならばステップ２２で引き抜き方向判定部１３により、挟み込まれた物体の車両の外部への引き抜きが有ると判定され、ステップ２３で制御手段８により運転部１４の運転が不許可となり、ステップ５以降の処理が行われる。
【００６０】
ステップＳＴ２１で出力ＶがＶ０２以下ならばステップ２４で引き抜き方向判定部１３により、挟み込まれた物体の車両の内部への引き抜きが有ると判定され、ステップＳＴ１９の処理が行われる。
【００６１】
以上の作用により、挟まれた物体を引き抜こうとする方向を判定して開閉部の開閉動作を制御するので、例えば車両の乗降用扉のような開閉部に乗客の衣服のような物体が挟まれた際には、車両の外部から物体を引き抜こうとする場合は開閉部を開いて挟み込みを解除し、車両の内部から物体を引き抜こうとする場合は開閉部を閉じたままにする。これにより発車時の安全確保が図られると共に発車時の不要な停車を防ぐことができる。
【００６２】
また、物体を引き抜こうとする方向が車両外部への方向であると車両の運転を不許可とするので、発車時の安全確保を図ることができる。
【００６３】
尚、ラッシュアワー時には、車両内で衣服のような物体の挟み込みが頻発するので、上記のように開閉部を閉じたままにして車両の運転を許可し、乗客の少ない閑散期には、物体の挟み込みが発生すると、その物体を引き抜こうとする方向にかかわらず開閉部を開口して車両の運転を不許可するといったように、閑散期と混雑期とで処理手順を選択可能な選択スイッチを設けてもよい。
【００６４】
また、実施例１及び実施例２において、扉の枠部や枠部の支持体等で物体が接触しない部分に別の圧電センサを配設し、挟み込み検出用の圧電センサの出力信号と上記圧電センサの出力信号との差を演算することにより、検出用の圧電センサの出力信号から車両の走行振動等の外来振動の成分を除去し、物体の挟み込みによる信号のみを抽出して物体の挟み込みを検出する構成としてもよい。
【００６５】
また、実施例１及び実施例２において、歪み検出手段として図３に示したような圧電センサを用いたが、バイモルフ型の圧電センサを使用してもよい。また、圧電センサに限らず歪み検出手段として図６のような特性を有する他のセンサを使用してもよい。
【００６６】
また、実施例１及び実施例２は本発明を車両の乗降用扉に適用したものであったが、車両のパワーウィンドウやサンルーフ、建物の自動扉等の挟み込み防止へ適用してもよい。さらに、上記実施例１及び実施例２において、開閉部から人が侵入する際に開閉部に生じる歪みを圧電センサで検出して警報・報知を行う防犯装置を兼ねてもよい。物体の挟み込み防止装置が防犯装置を兼ねているので、効率的でかつ経済的である。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１にかかる挟み込み防止装置は、開閉部と枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出して挟み込みを判定するので、衣服のように厚みが薄く柔らかい物体が挟み込まれても挟み込み有りと判定することができるといった効果がある。
【００６８】
また、請求項２にかかる挟み込み防止装置は、歪み検出手段がフィルム状の圧電センサからなるので、雨や洗車等により圧電センサがぬれても誤検出がない上、圧電センサは感圧スイッチのような接点がないので接触不良や短絡がなく耐久性がよいといった効果がある。また、開閉部が締め切られた際に前記圧電センサのフィルム面が前記開閉部と平行になるように前記開閉部と枠部との少なくとも１つに配設されているので、前記開閉部と前記枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出しやすいといった効果がある。
【００６９】
また、請求項３にかかる挟み込み防止装置は、圧電センサが密閉体に配設されているため、圧電センサの強度的保護が可能となるといった効果がある。また、経年変化により密閉体が変形しても従来の感圧スイッチのような接触不良や短絡がなく、信頼性が向上するといった効果がある。
【００７０】
また、請求項４にかかる挟み込み防止装置は、密閉体が圧電材料からなり、圧電センサが密閉体を兼用するので、圧電センサを密閉体に新たに配設する必要がなく製造時の手間がかからない上、密閉体のどのような形状にも対応して圧電センサが構成できるので生産性がよく、デザイン面での対応も容易となるといった効果がある。
【００７１】
また、請求項５にかかる挟み込み防止装置は、圧電センサがゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料からなり、圧電セラミックスは脱分極の耐熱性に優れているので、圧電センサにより物体の挟み込みを検出する際の信頼性が向上する上、ゴム材を使用しているので圧電センサの加工性がよく任意の形状に対応可能であるといった効果がある。
【００７２】
また、請求項６にかかる挟み込み防止装置は、挟み込み判定手段が圧電センサから出力される信号のうち物体の挟み込み時に発生する特定周波数成分のみを検出するので、例えば開閉部の開閉動作による振動や外来振動など物体の接触以外の振動による圧電センサの出力信号と物体の挟み込みによる圧電センサの出力信号とを区別して物体の挟み込みを検出することができ、検出精度が向上するといった効果がある。
【００７３】
また、請求項７にかかる挟み込み防止装置は、開閉部が閉め切られる際に歪み検出手段から生じる出力信号により挟み込み有りと判定されても、前記開閉部が閉め切られてから一定時間は挟み込み無しとするので誤判定がないといった効果がある。
【００７４】
また、請求項８にかかる挟み込み防止装置は、挟まれた物体を引き抜こうとする方向を判定して開閉部の開閉動作を制御するので、例えば車両の乗降用扉のような開閉部に乗客の衣服のような物体が挟まれた際には、車両の外部から物体を引き抜こうとする場合は開閉部を開いて挟み込みを解除し、車両の内部から物体を引き抜こうとする場合は開閉部を閉じたままにする。これにより発車時の安全確保が図られると共に発車時の不要な停車を防ぐことができるといった効果がある。
【００７５】
また、請求項９にかかる挟み込み防止装置は、物体を引き抜こうとする方向が車両外部への方向であると車両の運転を不許可とするので、発車時の安全確保を図ることができるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における挟み込み防止装置の外観図
【図２】同挟み込み防止装置の扉（開閉部）のＡ−Ａ’位置での断面図
【図３】（ａ）同挟み込み防止装置の圧電センサ（歪み検出手段）の外観図
（ｂ）同挟み込み防止装置の圧電センサ（歪み検出手段）の断面図
【図４】同挟み込み防止装置のブロック図
【図５】（ａ）同挟み込み防止装置の扉（開閉部）に物体が挟み込まれた時の断面図
（ｂ）同挟み込み防止装置の扉（開閉部）に物体が挟み込まれた時の断面図
【図６】（ａ）同挟み込み防止装置の濾波部の出力波形の特性を示す特性図
（ｂ）同挟み込み防止装置の濾波部の出力波形の特性を示す特性図
【図７】同挟み込み防止装置の扉（開閉部）に物体が挟み込まれた時の断面図
【図８】（ａ）同挟み込み防止装置の扉（開閉部）に挟み込まれた物体を引き抜く際の断面図
（ｂ）同挟み込み防止装置の扉（開閉部）に挟み込まれた物体を引き抜く際の断面図
【図９】同挟み込み防止装置の動作を表すフローチャート
【図１０】同挟み込み防止装置の他の実施例の外観図
【図１１】本発明の実施例２における挟み込み防止装置のブロック図
【図１２】同挟み込み防止装置の動作を表すフローチャート
【符号の説明】
１ 扉（開閉部）
２ 圧電センサ（歪み検出手段）
３ 密閉体
４ 挟み込み判定手段
５ 制御手段
８ 制御手段
１２ 枠部
１３ 引き抜き方向判定部Patent application title: Pinch prevention device
[Claim of claim]
1. An object is disposed on at least one of an opening and closing part such as a window and a door and a frame of the opening and closing part, and an object is sandwiched between the opening and closing part and the frame or the opening and closing part Distortion detection means for detecting distortion occurring in at least one of the opening / closing portion or the frame when pulling out an object; pinch detection means for determining presence / absence of pinching of the object based on an output signal of the distortion detection means And control means for controlling the opening / closing operation of the opening / closing portion based on the output signal of the pinch detection means. The closing operation of the opening and closing unit ends while the pinching determination means can not detect pinching, and then the distortion caused by an attempt to pull out the object is detected. Pinch prevention device.
2. The strain detecting means comprises a film-like piezoelectric sensor, and at least the opening / closing portion and the frame portion so that the film surface of the piezoelectric sensor becomes parallel to the opening / closing portion when the opening / closing portion is closed. The pinch prevention device according to claim 1, which is disposed in one.
3. The opening and closing part or the frame includes a sealing body for sealing the gap between the opening and closing part and the frame or the opening between the opening and closing part, and the piezoelectric sensor is disposed on the sealing body. Pinch prevention device as described.
4. The pinching prevention device according to claim 3, wherein the sealing body is made of a piezoelectric material, and the piezoelectric sensor doubles as the sealing body.
5. The pinching prevention device according to any one of claims 2 to 4, wherein the piezoelectric sensor is made of a piezoelectric material in which a piezoelectric ceramic is mixed with a rubber material.
6. The pinching prevention device according to any one of claims 2 to 5, wherein the pinching judging means judges pinching of the object based on a specific frequency component of the output signal of the piezoelectric sensor.
7. The pinching prevention device according to any one of claims 1 to 6, wherein the control means makes the judgment result of the pinching judgment means non pinching for a certain period of time after the opening and closing part is closed.
8. The pinching determination means comprises a pullout direction decision unit for deciding the direction in which the pinched object is to be pulled out based on the output signal of the strain detection means, and the control means is based on the output signal of the pullout direction decision unit. The pinching prevention device according to any one of claims 1 to 7, which controls the opening and closing operation of the opening and closing part.
9. The control means forbids the driving of the vehicle when the pinching judging means judges that the opening / closing part is a door for getting on and off the vehicle and the direction for pulling out the object is the direction to the outside of the vehicle. The pinch prevention device according to claim 8.
Detailed Description of the Invention
[0001]
Field of the Invention
The present invention relates to a pinching prevention device that prevents an object from being pinched by an opening and closing unit such as a window or a door.
[0002]
[Prior Art]
The conventional pinch prevention device of this type is as follows. As a first reference example, as described in JP-A-6-33665, the pinching of an object at the time of rising of the window glass is detected to stop the motor based on the change of the drive current of the power window motor. It was a thing.
[0003]
Also, as a second reference example, as described in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 58-228, a conductor is provided on the fixed part contact surface that contacts the door at the time of closing, and the change of the capacitance of this conductor is detected Then, the pinching of the object is detected to stop the closing operation of the door.
[0004]
Further, as a third reference example, as described in JP-A-10-29425, a pressure-sensitive switch consisting of opposing conductive parts is incorporated in a sealing member of a window frame to detect pinching of an object to detect a motor. It was to stop.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional pinching prevention device has the following problems. In the first reference, for example, when a thin and soft object such as clothes is sandwiched between the window glass and the window frame, the object is thin and soft, so the window glass is closed and the object is pinched. It had the problem that it could not be distinguished.
[0006]
Further, in the second reference example, there is a problem that when the conductor gets wet due to rain, car wash or the like, the electrostatic capacity of the conductor changes and erroneous detection of pinching occurs.
[0007]
Furthermore, in the third reference example, as in the first reference example, the pinch of a thin and soft object can not be detected, and the contact of the pressure sensitive switch is deteriorated due to aging and the contact becomes defective or the sealing portion is deformed. As a result, there is a problem in that the conductive part is short-circuited and the durability is poor.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is disposed on at least one of an opening and closing unit such as a window or a door and a frame of the opening and closing unit, and between the opening and closing unit and the frame or between the opening and closing unit A distortion detection unit that detects distortion that occurs in at least one of the opening / closing unit or the frame when it is attempted to pull out the object, and whether or not the object is pinched based on the output signal of the distortion detection unit It is provided with the pinching judgment means to judge, and the control means which controls the opening / closing operation of the said switching part based on the output signal of the said pinching judgment means.
[0009]
According to the invention, when an object is sandwiched between the opening and closing part and the frame or between the opening and closing part and it is attempted to pull out the object, distortion occurring in at least one of the opening and closing part or the frame is obtained. Since detection is performed to determine pinching, even if a thin and soft object such as clothes is pinched, it can be determined that pinching is present, the presence or absence of such pinching of the object is determined, and the opening / closing operation of the opening / closing unit Control.
[0010]
Moreover, since the piezoelectric sensor is used as the strain detection means, there is no erroneous detection even if the piezoelectric sensor gets wet due to rain, car wash, etc. Moreover, since the piezoelectric sensor has no contact like a pressure sensitive switch, there is no contact failure or short circuit. Good durability.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A pinching prevention device according to claim 1 of the present invention is disposed on at least one of an opening and closing portion such as a window or a door and a frame portion of the opening and closing portion, and between the opening and closing portion and the frame A distortion detecting means for detecting distortion occurring in at least one of the opening / closing portion or the frame when it is attempted to pull out the object while the object is pinched between the two, and pinching of the object based on an output signal of the distortion detection means A pinch determination unit that determines presence or absence, and a control unit that controls the opening / closing operation of the opening / closing unit based on an output signal of the pinch determination unit.
[0012]
And The closing operation of the opening / closing unit ends while the pinching determination means can not detect pinching, and then the strain caused by the object being pulled out is detected Since it is possible to determine pinching, even if a thin and soft object such as clothes is pinched, it can be determined that pinching is present, and whether or not such an object is pinched is determined to control the opening / closing operation of the opening / closing unit Do.
[0013]
In the pinching prevention device according to claim 2 of the present invention, the strain detecting means is a film-like piezoelectric sensor, and the film surface of the piezoelectric sensor is parallel to the opening / closing unit when the opening / closing unit is closed. It is disposed in at least one of the opening / closing portion and the frame portion.
[0014]
And since the strain detection means is a film-like piezoelectric sensor, there is no erroneous detection even if the piezoelectric sensor gets wet due to rain or car wash etc. Moreover, since the piezoelectric sensor has no contact like a pressure sensitive switch, contact failure or short circuit occurs. Durability is good. Further, since the film surface of the piezoelectric sensor is parallel to the opening and closing part when the opening and closing part is closed, the opening and closing part and the frame part are disposed. It is easy to detect distortion that occurs in at least one of the opening and closing part or the frame when an object is sandwiched between the frame and the opening and closing part and it is going to pull out the object.
[0015]
The pinch prevention device according to claim 3 of the present invention includes a sealing body in which an opening / closing portion or a frame portion seals a gap between the opening / closing portion and the frame or a gap between the opening and closing portion Are located in
[0016]
And since the piezoelectric sensor is disposed in the sealed body, the piezoelectric sensor can be strongly protected. In addition, even if the sealed body is deformed due to aging, there is no contact failure or short circuit as in the conventional pressure sensitive switch, and the reliability is improved.
[0017]
In the pinching prevention device according to claim 4 of the present invention, the sealing body is made of a piezoelectric material, and the piezoelectric sensor also serves as the sealing body.
[0018]
Further, since the sealing body is made of a piezoelectric material and the piezoelectric sensor is also used as the sealing body, it is not necessary to newly arrange the piezoelectric sensor on the sealing body, and it does not require time and effort in manufacturing. Since the piezoelectric sensor can be configured correspondingly, the productivity is good and the design can be easily coped with.
[0019]
In the pinching prevention device according to claim 5 of the present invention, the piezoelectric sensor is made of a piezoelectric material in which a piezoelectric ceramic is mixed with a rubber material.
And since piezoelectric ceramics are excellent in heat resistance of depolarization, the reliability at the time of detecting pinching of an object by a piezoelectric sensor improves. Further, since a rubber material is used, the processability of the piezoelectric sensor is good and it can be adapted to any shape.
[0020]
In the pinching prevention device according to claim 6 of the present invention, the pinching determination means determines pinching of the object based on a specific frequency component of the output signal of the piezoelectric sensor.
[0021]
Then, since the pinching determination means detects only a specific frequency component generated at the time of pinching of an object among signals output from the piezoelectric sensor, for example, piezoelectricity due to vibrations other than contact of the object such as vibration by opening and closing operation of the opening and closing part Sensor output signal Issue and The pinching of the object can be detected by distinguishing it from the output signal of the piezoelectric sensor due to the pinching of the object, and the detection accuracy is improved.
[0022]
In the pinching prevention device according to claim 7 of the present invention, the control means makes the judgment result of the pinching judgment means no pinching for a certain period of time after the opening and closing part is closed.
[0023]
Then, even if it is determined that pinching is present according to the output signal generated from the strain detection means when the opening and closing portion is closed, since there is no pinching for a certain time after the opening and closing portion is closed, there is no erroneous determination.
[0024]
The pinching prevention device according to an eighth aspect of the present invention includes a drawing direction determination unit that determines the direction in which the pinching determination means tries to pull out the pinched object based on the output signal of the strain detection means, and the control means is the pullout direction The switching operation of the switching unit is controlled based on the output signal of the determination unit.
[0025]
Then, since the opening / closing operation of the opening / closing unit is controlled by determining the direction in which the object to be pinched is to be pulled out, for example, when an object such as a passenger's clothes is caught in the opening / closing unit such as a passenger door of a vehicle. In order to pull out an object from the outside of the vehicle, the opening / closing unit is opened to release the pinching, and when the object is to be pulled out of the inside of the vehicle, the opening / closing unit is kept closed. As a result, safety at the time of departure can be secured and unnecessary stopping at the time of departure can be prevented.
[0026]
The pinch prevention device according to claim 9 of the present invention is a control means when the pinch determination means determines that the opening and closing part is a door for getting on and off the vehicle and the direction to pull out the object is the direction to the outside of the vehicle. Is not permitted to drive the vehicle.
[0027]
And since the driving of the vehicle is not permitted if the direction to pull out the object is the direction to the outside of the vehicle, it is possible to secure the safety at the time of departure.
[0028]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using the drawings.
[0029]
Example 1
FIG. 1 is an external view of the pinch prevention device of the first embodiment of the present invention. The present embodiment shows a case where the opening and closing portion is applied to, for example, an automatic door for getting on and off a vehicle. In the figure, 1 is a door as an opening / closing part, and there are one door on each side like 1a and 1b. Reference numeral 2 denotes a piezoelectric sensor as a strain detection means, and 3 denotes a sealed body for sealing a gap when the doors 1a and 1b are closed. The piezoelectric sensors 2a and 2b are disposed on the sealed bodies 3a and 3b, respectively. The sealing bodies 3a and 3b are made of, for example, an elastic body, preferably a rubber member, and the like, and are disposed at end portions of the doors 1a and 1b.
[0030]
FIG. 2 is a cross-sectional view at the AA ′ position of FIG. As shown in FIG. 2, the film surfaces of the film-like piezoelectric sensors 2a and 2b are disposed in the sealed bodies 3a and 3b so as to be parallel to the doors 1a and 1b, respectively.
[0031]
FIG. 3 (a) is an external view of the piezoelectric sensor 2a, and FIG. 3 (b) is a cross-sectional view at the BB 'position of the sensor and an example of a connection circuit. Here, the piezoelectric sensors 2a and 2b have the same structure. As shown in FIG. 3A, the piezoelectric sensor 2a is in the form of a film and derives a signal from the terminal portion 2a1. A plurality of terminal portions 2a1 may be provided. As shown in FIG. 3B, the piezoelectric sensor 2a has electrodes 2a3 and 2a4 disposed on both sides of the piezoelectric material 2a2. For example, a piezoelectric material in which a piezoelectric material is mixed with a rubber material may be used as the piezoelectric material 2a2, but a polymeric piezoelectric material such as polyvinylidene fluoride may be used. The electrodes 2a3 and 2a4 may be made of, for example, a thin film metal material such as silver paste, an aluminum vapor deposition material, or nickel. In addition, a protective layer may be provided on the electrodes 2a3 and 2a4 with a polymer film such as PET, or a metal film for electrical shielding may be provided. In FIG. 3B, Q1 is an FET for impedance conversion of the output signal from the piezoelectric sensor 2a, R1 and R2 are resistors for signal derivation from the piezoelectric sensor 2a, and Vd is a power supply.
[0032]
FIG. 4 shows a block diagram of this embodiment. In the figure, reference numeral 4 denotes pinch detection means, impedance conversion units 5a and 5b for converting the impedances of the output signals from the piezoelectric sensors 2a and 2b, and filter units 6a and 6b for filtering output signals from the impedance conversion units 5a and 5b. And a pinch determination unit 7 that determines pinching of an object based on output signals from the filtering units 6a and 6b. Reference numeral 8 denotes a control unit that controls a drive unit 9 that drives the opening / closing operation of the door 1, and 10 denotes a notification unit that notifies the determination result of the pinching determination unit 7. The driving unit 9 is, for example, a pulse-driven electric motor, and the control unit 8 can detect the open / close position, the open / close, or the closed / closed of the doors 1a and 1b by counting the number of pulses. The filtering characteristics of the filtering units 6a and 6b are preset to a frequency band that detects only a specific frequency component generated when an object is pinched out of output signals from the piezoelectric sensors 2a and 2b.
[0033]
Next, the operation and action will be described based on the drawings.
[0034]
FIG. 5 shows a state in which the object 11 is pinched while the doors 1a and 1b are in the closing operation, as a cross section at the AA 'position in FIG. The sandwiching causes the piezoelectric sensors 2a and 2b to be distorted as shown in FIG. 5 (a) or 5 (b). Here, the deformation of the piezoelectric sensors 2a and 2b due to the sandwiching is not limited that both are directed in the same direction as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). I also do. From the strained piezoelectric sensors 2a and 2b, a voltage corresponding to the strain is generated due to the piezoelectric effect. The voltage level to be generated changes with the magnitude of strain at the time of sandwiching and the sensitivity of the piezoelectric sensors 2a and 2b themselves, that is, the piezoelectric constant of the piezoelectric material 2a2.
[0035]
Next, the signals generated from the piezoelectric sensors 2 a and 2 b are converted into low impedance by the impedance conversion units 5 a and 5 b of the pinching determination unit 4. The impedance-transformed signal is filtered by the filtering units 6a and 6b, and only specific frequency components generated when the object is pinched pass. Therefore, the vibration of the vehicle itself due to the vibration due to the engine of the vehicle or traveling or the noise component by the commercial power source is removed here.
[0036]
FIG. 6 shows the output signal V of the filtering unit 6a or 6b before and after the insertion of the object 11 shown in FIG. In the figure, the vertical axis is V, the horizontal axis is time t, and (a) and (b) correspond to (a) and (b) in FIG. 5, respectively. In the case of (a) in FIGS. 5 and 6, when the object 11 is inserted at time t0, a signal of V01 or more temporarily appears in V. In the case of (b) in FIGS. 5 and 6, when the object 11 is inserted at time t0, a signal of V02 or less temporarily appears in V. The different directions of change of V between (a) and (b) are due to the polarization directions of the piezoelectric sensors 2a and 2b.
[0037]
In the pinch determination unit 7, based on the change in V as described above, the output V corresponding to at least one of the piezoelectric sensors 2a and 2b satisfies at least either V01 or more or V02 or less shown in FIG. For example, it is determined that there is a pinch. If the outputs V corresponding to the piezoelectric sensors 2a and 2b are both greater than V02 and less than V02, it is determined that there is no pinching.
[0038]
As described above, when it is determined that pinching is present, the control means 8 causes the drive unit 9 to open to open the doors 1a and 1b, thereby canceling pinching. If it is determined that there is no pinching, the closing operation is continued, and the doors 1a and 1b are closed to complete the completely closing operation. Here, even when the doors 1a and 1b are closed and cut off, the doors 1a and 1b come in contact with each other via the sealed bodies 3a and 3b, so that distortion occurs in the piezoelectric sensors 2a and 2b and the output V shown in A change occurs. Thus, the pinching determination unit 7 determines that pinching is present, but the control unit 8 ends the closing operation of the driving unit 9 with the pinching determination unit 7 not having pinched the determination result of the pinching determination unit 7 for a certain period of time after the doors 1a and 1b are closed. Do.
[0039]
Next, FIG. 7 shows a state in which a thin and soft object 11 such as clothes is sandwiched between the doors 1a and 1b. In this case, since the thickness of the object 11 is thin and soft, the distortion as shown in FIG. 5 does not occur in the piezoelectric sensors 2a and 2b even when sandwiched between the doors 1a and 1b, and the pinching determination unit 7 can not detect pinching. The drive unit 9 ends the closing operation.
[0040]
At this time, the control unit 8 does not hold the door 1a and 1b for a certain period of time after the doors 1a and 1b are closed, as described above. Then, distortion occurs in the piezoelectric sensors 2a and 2b, and a change in the output V as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) occurs corresponding to FIGS. 8 (a) and 8 (b). Therefore, based on such a change of V, the pinching determination unit 7 determines pinching as in the case of FIG. Then, when it is determined that the pinching is present, the control means 8 causes the drive unit 9 to open to open the doors 1a and 1b, and the pinching is released. If it is determined that there is no pinching, the closed state of the doors 1a and 1b is continued. The determination result of the pinching determination unit 7 is notified by the notification unit 10.
[0041]
FIG. 9 is a determination flowchart showing the above determination procedure. First, when the closing operation switch installed in the vehicle is turned on in step ST1, the closing operation of the drive unit 9 is started in ST2. Then, in step ST3, it is determined whether the output V is at least either V01 or more or V02 or less. When the output V is at least either V01 or more or V02 or less, the pinching determination unit 7 determines in step ST4 that pinching is present, and in step ST5, the control unit 8 starts the opening operation of the drive unit 9 and the pinching is released. Then, the operations after step ST5 are repeated until the opening / closing of the doors 1a, 1b is detected by the control means 8 in step ST6. When the opening and closing of the doors 1a and 1b are detected in step ST6, the control means 8 stops the drive unit 9 in step ST7, and waits for the closing operation switch in step ST8.
[0042]
When the output V is larger than V02 and smaller than V01 in step ST3, the pinch determining unit 7 determines in step ST9 that pinching is not performed, and in step ST10, the control means 8 determines whether the doors 1a and 1b are closed. If it is determined in step ST10 that the closing of the doors 1a and 1b is not determined, the processing in step ST2 and subsequent steps is repeated. When it is determined in step ST10 that the doors 1a and 1b are closed, the drive unit 9 is stopped by the control means 8 in step ST11. Then, in step ST12, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed after closing of the doors 1a and 1b by the control means 8. If the predetermined time has not elapsed, in step ST13 the control means 8 determines that there is no pinching, and after step ST12 The process is repeated. If it is determined in step ST12 that the predetermined time has elapsed, the pinch determination unit 7 determines in step ST14 whether the output V is at least V01 or more or V02 or less. If the output V is at least either V01 or more or V02 or less, the processing in step ST4 and subsequent steps is performed. If the output V is larger than V02 and smaller than V01 in step ST14, it is determined in step ST15 that there is no pinching, the open operation switch is waited in step 16, and the processing of step 14 and subsequent steps is continued.
[0043]
Although the process in the case where an object is sandwiched between the doors 1a and 1b as the opening and closing part is shown in the above embodiment, as shown in FIG. 10, the door 12 having the opening and closing part and the frame 12 are provided. The sealing body 3 in which the strain detection means 2 is disposed at the periphery of the frame may be installed, and the pinching of the object between the door 1 and the frame 12 is detected to control the opening / closing operation of the door 1.
[0044]
An object is sandwiched between the opening and closing part or between the opening and closing part and the frame by the above-mentioned action, and distortion is generated in at least one of the opening and closing part or the frame when the object is pulled out Therefore, even if a thin and soft object such as clothes is pinched, it can be judged that pinching is present, and whether or not such an object is pinched is judged to control the opening / closing operation of the opening / closing unit. it can.
[0045]
In addition, since the strain detection means is a film-like piezoelectric sensor, there is no erroneous detection even if the piezoelectric sensor gets wet due to rain or car wash etc. Moreover, since the piezoelectric sensor has no contact like a pressure sensitive switch, contact failure or short circuit occurs. Durability is good. Further, since the film surface of the piezoelectric sensor is parallel to the opening and closing part when the opening and closing part is closed, the opening and closing part and the frame part are disposed. It is easy to detect distortion that occurs in at least one of the opening and closing part or the frame when an object is sandwiched between the frame and the opening and closing part and it is going to pull out the object.
[0046]
Further, since the piezoelectric sensor is disposed in the sealed body, the piezoelectric sensor can be strongly protected. In addition, even if the sealed body is deformed due to aging, there is no contact failure or short circuit as in the conventional pressure sensitive switch, and the reliability is improved.
[0047]
Further, since the piezoelectric sensor is made of a piezoelectric material in which a rubber material and a piezoelectric ceramic are mixed, and the piezoelectric ceramic is excellent in heat resistance of depolarization, the reliability when detecting the contact of the object by the piezoelectric sensor is improved. Further, since a rubber material is used, the processability of the piezoelectric sensor is good and it can be adapted to any shape.
[0048]
In addition, since the pinching determination means detects only a specific frequency component generated at the time of pinching of an object among signals output from the piezoelectric sensor, for example, piezoelectricity due to vibrations other than object contact such as vibration by opening / closing operation of the opening / closing part Sensor output signal Issue and The pinching of the object can be detected by distinguishing it from the output signal of the piezoelectric sensor due to the pinching of the object, and the detection accuracy is improved.
[0049]
Furthermore, even if it is determined that pinching is present according to the output signal generated from the strain detection means when the opening and closing part is closed, since there is no pinching for a certain time after the opening and closing part is closed, there is no erroneous determination.
[0050]
In addition, it is good also as a structure which uses the piezoelectric material for sealing body 3 itself, and the piezoelectric sensor 2 serves as the sealing body 3. FIG. In this case, the electrodes of the piezoelectric sensor 2 may be provided on either the surface of the sealed body 3 or the inside of the sealed body 3. Since the piezoelectric sensor 2 doubles as the sealing body 3, it is not necessary to newly arrange the piezoelectric sensor 2 on the sealing body 3, and it does not require time and effort during manufacturing, and piezoelectrics corresponding to any shape of the sealing body 3 Since the sensor can be configured, the productivity is good and the design can be easily coped with.
[0051]
Further, a plurality of piezoelectric sensors may be disposed in the sealed body 3 to determine the pinching. According to this configuration, for example, an object is pinched by at least one of the plurality of piezoelectric sensors, and distortion occurring in the opening / closing portion when the object is to be pulled out is detected to determine pinching. On the other hand, when there is no pinching of the object in any of the plurality of piezoelectric sensors, the output from the piezoelectric sensor is zero. Further, for example, when there is an external vibration such as a vibration due to the opening / closing operation of the opening / closing portion or a traveling vibration of the vehicle or a vibration due to the opening / closing of the opening / closing portion, such an external vibration is equally transmitted to any piezoelectric sensor. The outputs of the sensors vary with the same magnitude. Therefore, when a part of the outputs of the plurality of piezoelectric sensors is at least either V01 or more or V02 or less shown in FIG. 6, it is determined that the object is pinched. In addition, when all the outputs of the plurality of piezoelectric sensors are V01 or more or V02 or less, it is determined that there is no contact of the object, assuming that the above-mentioned external vibration is applied. Then, if all the outputs of the plurality of piezoelectric sensors are greater than V02 and less than V02, it is determined that there is no pinching. Thus, it is possible to detect the pinching of the object by distinguishing the output signal of the piezoelectric sensor due to the vibration other than the contact of the object such as the vibration due to the opening / closing operation of the opening / closing part or the external vibration and the output signal of the piezoelectric sensor due to the pinching of the object , Detection accuracy is improved.
[0052]
(Example 2)
FIG. 11 shows an operation block of the pinching prevention device in the second embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment in that the pinching determination unit 4 includes a drawing direction determination unit 13 that detects a direction in which the pinched object is to be pulled out based on output signals from the filtering units 6a and 6b. The driving unit 14 is provided with a driving unit 14 for driving the vehicle based on the output signal of the control unit 8. In addition, the thing of the same code | symbol as Example 1 has the same structure, and description is abbreviate | omitted.
[0053]
Next, the operation and action will be described.
[0054]
For example, in the automatic door for getting on and off the vehicle as in the first embodiment, when the object 11 is sandwiched between the doors 1a and 1b as shown in FIG. 5 during the closing operation of the doors 1a and 1b, the above embodiment Processing similar to 1 is performed, the pinching determination unit 7 determines that pinching is present, and based on the determination result, the control means 8 opens the drive unit 9 to open the doors 1a and 1b and cancel pinching.
[0055]
Next, as shown in FIGS. 7 and 8, for example, when a thin and soft object 11 such as clothes is sandwiched between the doors 1a and 1b, the pulling direction determination unit 13 tries to pull out the sandwiched object 11 Control unit 8 controls the opening / closing operation of the doors 1a and 1b based on the output signal of the pulling direction determination unit 13, and determines the pulling direction if the direction for pulling out the object is the direction to the outside of the vehicle When the unit 13 makes the determination, the control unit 8 controls the driving unit 14 to disallow the driving of the vehicle.
[0056]
The reason for determining the direction in which an object is to be withdrawn is, for example, in the case where the clothes of a person outside the vehicle are pinched by the door when trying to get in when the vehicle is launched. This is because it is necessary to open the door to release the pinch and to ensure the safety by disallowing the driving of the vehicle. In the event that the vehicle is started while the clothes are pinched, it is detected that the clothes are dragged toward the outside of the vehicle, so the above-mentioned safety can be secured immediately after the vehicle is started. On the other hand, if the clothes of a person inside the vehicle get caught by the door when the vehicle is launched, the person who pinched the clothes is inside the vehicle and the safety is seriously impaired. Few. Therefore, even if it is detected that the user is pulling out clothes, the door is not opened or the driving of the vehicle is not permitted from the viewpoint of improving the driving efficiency.
[0057]
The determination procedure in the extraction direction determination unit 13 will be described below. When it is going to pull out the object 11 to the inside of the vehicle as shown in FIG. 8A, the output signal V of the filtering unit 6a or 6b changes as shown in FIG. 6A. That is, when it is attempted to pull out the object 11 to the inside of the vehicle at time t0, a signal of V01 or more temporarily appears in V. On the other hand, when trying to pull out the object 11 to the outside of the vehicle as shown in FIG. 8 (b), V changes as shown in FIG. 6 (b). That is, when it is attempted to pull out the object 11 to the outside of the vehicle at time t0, a signal of V02 or less temporarily appears in V. The different directions of change of V in FIGS. 6A and 6B are due to the polarization directions of the piezoelectric sensors 2a and 2b. The extraction direction determination unit 13 determines the direction in which the object 11 to be inserted is to be extracted based on the difference in change of V as described above.
[0058]
FIG. 12 is a determination flowchart showing the above determination procedure. In the figure, the same processing as that of the first embodiment is performed up to step ST13, so the description here is omitted. If it is determined in step ST12 that the predetermined time has elapsed, then in step ST17 the pinch determination unit 7 compares whether the output V is greater than or equal to V01 or less than or equal to V02. If V is greater than V02 and less than V02, then in step ST18 the pinching determination unit 7 determines that pinching is not performed, and in step ST19, the control unit 8 permits the operation of the driving unit 14.
[0059]
If the output V is V01 or more or V02 or less in step ST17, it is determined in step ST20 that pinching is present by the pinching determination unit 7, and it is compared in step ST21 whether the output V is V02 or less. If the output V is less than or equal to V02, it is determined in step 22 that the pulling direction determination unit 13 determines that there is pulling out of the vehicle from the pinched object, and the driving of the driving unit 14 is not permitted by the control unit 8 in step 23. Thus, the processing of step 5 and subsequent steps is performed.
[0060]
If it is determined in step ST21 that the output V is less than or equal to V02, the extraction direction determination unit 13 determines in step 24 that there is extraction of the trapped object into the vehicle, and the process of step ST19 is performed.
[0061]
By the above operation, the opening / closing operation of the opening / closing unit is controlled by determining the direction in which the object to be pinched is to be pulled out, and the object such as the clothes of the passenger is caught in the opening / closing unit such as a door for getting on and off the vehicle. When pulling out an object from the outside of the vehicle, the opening and closing portion is opened to release the pinching, and when it is attempted to pull out an object from the inside of the vehicle, the opening and closing portion is kept closed. As a result, safety at the time of departure can be secured and unnecessary stopping at the time of departure can be prevented.
[0062]
In addition, since the driving of the vehicle is not permitted if the direction in which the object is to be pulled out is the direction to the outside of the vehicle, safety at the time of departure can be ensured.
[0063]
In rush hour, since pinching of an object such as clothes occurs frequently in the vehicle, the operation of the vehicle is permitted with the open / close unit kept closed as described above, and in the off season with few passengers If pinching occurs, a selection switch is provided to select the processing procedure in the off season and the congested stage, such as opening the opening / closing unit and disallowing driving of the vehicle regardless of the direction to pull out the object. It is also good.
[0064]
Further, in the first embodiment and the second embodiment, another piezoelectric sensor is disposed at a portion where the object does not contact, such as a frame of the door or a support of the frame, and the output signal of the piezoelectric sensor for pinch detection and the piezoelectric By calculating the difference with the output signal of the sensor, the component of extraneous vibration such as the traveling vibration of the vehicle is removed from the output signal of the piezoelectric sensor for detection, only the signal by the pinching of the object is extracted to pinch the object. It may be configured to be detected.
[0065]
Further, in the first and second embodiments, a piezoelectric sensor as shown in FIG. 3 is used as a strain detection means, but a bimorph piezoelectric sensor may be used. Also, not only the piezoelectric sensor but also other sensors having characteristics as shown in FIG. 6 may be used as strain detection means.
[0066]
Further, although the present invention is applied to the door for getting on and off the vehicle in the first and second embodiments, the present invention may be applied to prevention of pinching of a power window or sunroof of the vehicle or an automatic door of a building. Furthermore, in the above-described first embodiment and second embodiment, the distortion generated in the opening and closing unit when a person intrudes from the opening and closing unit may be detected by a piezoelectric sensor to serve as a burglarproof device for performing alarm and notification. Since the object pinching prevention device doubles as a security device, it is efficient and economical.
[0067]
【Effect of the invention】
As described above, in the pinching prevention device according to claim 1 of the present invention, when an object is sandwiched between the opening and closing part and the frame or between the opening and closing part and it is going to pull out the object, the opening or closing part or Since distortion occurring in at least one of the frame portions is detected to determine pinching, it is possible to determine that pinching is present even if a thin and soft object such as clothes is pinched.
[0068]
Further, in the pinch prevention device according to the second aspect, since the strain detection means is formed of a film-like piezoelectric sensor, there is no erroneous detection even if the piezoelectric sensor gets wet due to rain or car wash etc. Moreover, the piezoelectric sensor is like a pressure sensitive switch Since there is no contact point, there is an effect that there is no contact failure or short circuit and durability is good. Further, since the film surface of the piezoelectric sensor is parallel to the opening and closing part when the opening and closing part is closed, the opening and closing part and the frame part are disposed. When an object is sandwiched between the frame and the opening and closing part and it is going to pull out the object, it is possible to easily detect distortion generated in at least one of the opening and closing part or the frame.
[0069]
In the pinch prevention device according to the third aspect of the present invention, since the piezoelectric sensor is disposed in the sealed body, there is an effect that the piezoelectric sensor can be strongly protected. In addition, even if the sealed body is deformed due to the secular change, there is no contact failure or short circuit as in the conventional pressure sensitive switch, and the reliability is improved.
[0070]
In the pinch prevention device according to the fourth aspect of the present invention, since the sealing body is made of a piezoelectric material and the piezoelectric sensor doubles as the sealing body, it is not necessary to newly arrange the piezoelectric sensor on the sealing body and it does not take time in manufacturing. In addition, since the piezoelectric sensor can be configured to correspond to any shape of the sealed body, there is an effect that the productivity is improved and the design can be easily coped with.
[0071]
In the pinch prevention device according to the fifth aspect of the invention, the piezoelectric sensor is made of a piezoelectric material in which a rubber material and a piezoelectric ceramic are mixed, and the piezoelectric ceramic is excellent in heat resistance of depolarization. In addition to the improvement of the reliability at the time of use, since the rubber material is used, there is an effect that the processability of the piezoelectric sensor is good and it can correspond to any shape.
[0072]
Further, in the pinching prevention device according to the sixth aspect, the pinching determination means detects only a specific frequency component generated at the time of pinching of an object out of the signal output from the piezoelectric sensor. Output signal of piezoelectric sensor by vibration other than contact of object such as vibration Issue and The pinching of the object can be detected by distinguishing it from the output signal of the piezoelectric sensor due to the pinching of the object, and the detection accuracy is improved.
[0073]
Further, in the pinching prevention device according to the seventh aspect, even if it is determined that pinching is present according to the output signal generated from the strain detecting means when the opening and closing portion is closed, the pinching does not occur for a certain time after the opening and closing portion is closed. Therefore, there is an effect that there is no misjudgment.
[0074]
The pinch prevention device according to claim 8 determines the direction in which the pinched object is to be pulled out and controls the opening / closing operation of the opening / closing unit, so, for example, the clothes of the passenger in the opening / closing unit such as a passenger door of a vehicle When an object like this is pinched, the opening / closing portion is opened to release the pinching when trying to pull out the object from the outside of the vehicle, and when trying to pull out the object from inside the vehicle, the opening / closing portion remains closed. Make it As a result, safety at the time of departure can be ensured, and unnecessary stopping at the time of departure can be prevented.
[0075]
In the pinch prevention device according to the ninth aspect, the driving of the vehicle is not permitted if the direction to pull out the object is the direction to the outside of the vehicle, so that the safety at the time of departure can be secured. is there.
Brief Description of the Drawings
FIG. 1 is an external view of a pinch prevention device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the door (opening and closing part) at the AA ′ position of the same pinch prevention device
(A) An external view of a piezoelectric sensor (strain detection means) of the same pinching prevention device
(B) Cross-sectional view of the piezoelectric sensor (strain detection means) of the same pinching prevention device
[Figure 4] Block diagram of the same pinch prevention device
[FIG. 5] (a) A cross-sectional view when an object is pinched by the door (opening and closing portion) of the same pinching prevention device
(B) A cross-sectional view when an object is pinched by the door (opening and closing portion) of the pinch prevention device
(A) A characteristic chart showing the characteristic of the output waveform of the filtering section of the same pinching prevention device
(B) Characteristic diagram showing the characteristic of the output waveform of the filtering section of the same pinching prevention device
FIG. 7 is a cross-sectional view when an object is pinched by a door (opening and closing portion) of the same pinching prevention device.
[FIG. 8] (a) A cross-sectional view when pulling out an object pinched by a door (opening and closing portion) of the pinch prevention device.
(B) Sectional drawing at the time of pulling out the object pinched by the door (opening / closing part) of the same pinching prevention device
FIG. 9 is a flow chart showing the operation of the same pinching prevention device.
FIG. 10 is an external view of another embodiment of the same pinching prevention device.
FIG. 11 is a block diagram of a pinch prevention device in a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flow chart showing the operation of the same pinching prevention device.
[Description of the code]
1 door (opening and closing part)
2 Piezoelectric sensor (strain detection means)
3 Sealed body
4 Means to judge pinch
5 Control means
8 Control means
12 frame part
13 Pull-out direction judgment unit