JP2003214034A - 接触検出装置及び開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、ハッチバックドア１での挟み込みを検
出することができないといった課題があった。 【解決手段】 感圧センサ２ａ、２ｂがハッチバックド
ア１の車外側と車内側双方の周縁部３に配設されている
ので、ハッチバックドア１の開動作時は車外側に配設さ
れた感圧センサ２ａによりハッチバックドア１への物体
の接触を検出し、ハッチバックドア１の閉動作時は車内
側に配設された感圧センサ２ｂでハッチバックドア１へ
の物体の接触を検出することができ、物体の不用意な挟
み込みや損傷がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両の
ハッチバックドアへの物体の接触を検出する接触検出装
置および開閉装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の接触検出装置は、パワーウィンド
ウや電動スライドドアでの物体の接触を検出するもの
で、ハッチバックドアでの物体の接触を検出するものは
無かった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】利便性の向上のため電
動で開閉するハッチバックドアが求められているが、上
述のようにハッチバックドアでの物体の接触を検出する
接触検出装置が無いため、電動で閉動作する際にハッチ
バックドアとボディとの間に不用意に物体が挟み込まれ
たり、電動で開動作する際にハッチバックドアに不用意
に物体が当たって損傷してしまうといった課題があっ
た。

【０００４】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、ハッチバックドアの開閉双方の動作時にハ
ッチバックドアへの物体の接触を検出する接触検出装置
および開閉装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、車両のハッチバックドアの車外側と車内側
双方の周縁部に配設された感圧センサと、前記感圧セン
サの出力信号に基づき前記ハッチバックドアへの物体の
接触を検出する判定手段とを備えたもので、感圧センサ
がハッチバックドアの車外側と車内側双方の周縁部に配
設されているので、ハッチバックドアの開動作時は車外
側に配設された感圧センサによりハッチバックドアへの
物体の接触を検出し、ハッチバックドアの閉動作時は車
内側に配設された感圧センサでハッチバックドアへの物
体の接触を検出することができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】上記の課題を解決するために請求
項１の発明は、感圧センサがハッチバックドアの車外側
と車内側双方の周縁部に配設されているので、ハッチバ
ックドアの開動作時は車外側に配設された感圧センサに
よりハッチバックドアへの物体の接触を検出し、ハッチ
バックドアの閉動作時は車内側に配設された感圧センサ
でハッチバックドアへの物体の接触を検出することがで
き、物体の不用意な挟み込みや損傷がない。

【０００７】また請求項２の発明は、感圧センサが車両
のハッチバックドアの周縁部に配設されると共に車外側
と車内側双方へ伸びた突起部を有したもので、物体が突
起部に接触して感圧センサを押圧するので、より合理化
した構成でハッチバックドアの開閉双方の動作時にハッ
チバックドアへの物体の接触を検出することができる。

【０００８】また請求項３の発明は、例えば感圧センサ
が車両のハッチバックドアの車内側の周縁部に配設さ
れ、前記周縁部を超えて伸びた突起部を有したもので、
ハッチバックドアの閉動作時には感圧センサにより物体
の接触を検出し、ハッチバックドアの開動作時には物体
が突起部に接触して感圧センサを押圧して物体の接触を
検出するので、請求項２と同様に、より合理化した構成
でハッチバックドアの開閉双方の動作時にハッチバック
ドアへの物体の接触を検出することができる。

【０００９】また請求項４の発明は、感圧センサは可撓
性のある圧電センサを有したもので、圧電センサに可撓
性があるので、ハッチバックドアの周縁部のどんな形状
にもフィットして屈曲可能に配設できるので、配設の自
由度が向上する。

【００１０】また請求項５の発明は、請求項１乃至４の
いずれか１項記載の接触検出装置とハッチバックドアを
駆動する駆動手段とを備え、判定手段の出力信号に基づ
き物体の接触判定時には前記ハッチバックドアの駆動を
停止するかまたは物体の接触を解除するよう前記駆動手
段を制御する制御手段を有したもので、接触判定時には
ハッチバックドアの駆動を停止するかまたは物体の接触
を解除するので物体の不要な挟み込みや損傷を防止する
ことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図１から図８
を参照して説明する。

【００１２】（実施例１）実施例１の発明を図１から図
６を参照して説明する。

【００１３】図１は実施例１の発明の挟み込み検出装置
及び開閉装置の外観図で、車両として自動車のハッチバ
ックドア１に感圧センサ２ａ、２ｂを配設した構成を示
している。図２はハッチバックドア１への感圧センサ２
ａ、２ｂの配設場所を示した外観図で、図２（ａ）は車
外側からハッチバックドア１を見た状態を示し、図２
（ｂ）は車内側からハッチバックドア１を見た状態を示
している。図２（ａ）、（ｂ）のように、ハッチバック
ドア１の左右両サイドと下端の周縁部３に沿ってそれぞ
れ１本の感圧センサ２ａ、２ｂが配設されている。

【００１４】図３は図１のＡ−Ａ位置における断面構成
図である。図面上側が車内側、下側が車外側である。図
３（ａ）はハッチバックドア１が閉止した状態を示して
おり、ハッチバックドア１の周縁部３において支持手段
４を介して感圧センサ２ａ、２ｂが配設されている。５
はボディ、６はハッチバックドア１が閉止した際にボデ
ィ開口部７及びボディ５とハッチバックドア１との間を
シールするシール部である。

【００１５】感圧センサ２ｂはハッチバックドア１が完
全に閉止した際にボディ５と接触しないようボディ５と
の間に所定の距離をおいて周縁部３に固定されている。
子供の指等の挟み込みを考慮するとこの距離は３ｍｍ〜
５ｍｍとすることが好ましい。

【００１６】図３（ｂ）はハッチバックドア１が閉動作
時にハッチバックドア１とボディ開口部７との間に物体
Ｑが挿入され感圧センサ２ｂと接触した状態での図１の
Ａ−Ａ位置における断面構成図である。図３（ｃ）はハ
ッチバックドア１が開動作時にハッチバックドア１近く
に物体Ｑが存在し、感圧センサ２ａと物体Ｑが接触した
状態での図１のＡ−Ａ位置における断面構成図である。

【００１７】図４は感圧センサ２ａの外観図である。図
４より、感圧センサ２ａは弾性体８に可撓性のある圧電
センサ９を配設した構成から成っている。圧電センサ９
は圧電材としての複合圧電体層１０と、複合圧電体層１
０を挟む電極としての中心電極１１及び外側電極１２と
を同心円状に積層して成形した同軸ケーブル状の構成を
備えており、感圧センサ２は全体として可撓性に優れた
構成を有している。

【００１８】複合圧電体層１０は例えば、圧電セラミッ
クス粉体と樹脂との混合物から構成されている。また、
中心電極１１は通常の金属単線導線を用いてもよいが、
ここでは絶縁性高分子繊維１３の周囲に金属コイル１４
を巻いた電極を用いている。

【００１９】外側電極１２は高分子層の上に金属膜の接
着された帯状電極を用い、これを複合圧電体層１０の周
囲に巻きつけた構成としている。尚、圧電センサ９を外
部環境の電気的雑音からシールドするために、外側電極
１２は部分的に重なるようにして複合圧電体層１０の周
囲に巻きつけることが好ましい。

【００２０】弾性体８としては、物体の接触による押圧
時に圧電センサ９が変形しやすいよう圧電センサ９より
も柔軟性及び可撓性の良いゴム等の弾性材料が用いら
れ、車載部品として耐熱性、耐寒性を考慮して選定し、
具体的には−３０℃〜８５℃で可撓性の低下が少ないも
のを選定することが好ましい。このようなゴムとして、
例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプ
レンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、シリコンゴ
ム（Ｓｉ）、熱可塑性エラストマー等を用いればよい。
また、弾性体８は、中空に成形され、挟み込まれた物体
による押圧により圧縮可能な緩衝部１５を有している。
さらに、弾性体８の底部には支持手段４に固定支持する
ための溝部が形成されている。

【００２１】感圧センサ２ａをハッチバックドア１に取
付ける場合は、先ず、ハッチバックドア１の周縁部に沿
って取付けられるよう支持手段４を成形し、成形した支
持手段４に感圧センサ２ａを固定する。そして、感圧セ
ンサ２ａと支持手段４からなるセンサ部材をハッチバッ
クドア１の端部に固定する。固定方法は、例えば、支持
手段４に固定用の穴を形成してハッチバックドア１の端
部にビス止めすればよい。感圧センサ２ｂも同様にして
取り付ける。

【００２２】感圧センサ２ａとして、対向する複数の電
極からなる接点型の感圧スイッチを用いてハッチバック
ドア１に配設した場合、屈曲部があるとそこで電極同士
が接触して誤検出するが、圧電セン８サは接点が無く屈
曲部に配設しても誤検出しない。従って、本実施例１で
は、上述した構成により、ハッチバックドア１に図２に
示すような屈曲部Ｒがあっても感圧センサ２ａを屈曲部
Ｒに沿って配設することが可能となった。

【００２３】図５は実施例１の発明の接触検出装置及び
開閉装置のブロック図である。図５より、１６は判定手
段、１７は断線検出用の回路側抵抗体、１８は圧電セン
サ８からの信号を導出するための信号導出用抵抗体、１
９は圧電センサ８からの出力信号から所定の周波数成分
のみを通過させる濾波部、２０は濾波部１９からの出力
信号に基づき物体の接触を判定する接触判定部、２１は
圧電センサ８の断線異常を判定する異常判定部、２２は
コネクタ、２３はバッテリー、２４はハッチバックドア
１を駆動する駆動手段、２５は判定手段１６の出力信号
に基づき駆動手段２４を制御する制御手段、２６は判定
手段１６の判定結果を車室内のフロントパネル等で表示
する表示部である。駆動手段２４は例えば電動モータを
用いる。２７は圧電センサ８の端部において中心電極１
０と外側電極１１との間に断線検出用の抵抗体として設
けられたセンサ側抵抗体である。

【００２４】濾波部１９は圧電センサ８の出力信号から
自動車の車体の振動等に起因する不要な信号を除去し、
物体の接触に特有な周波数成分を有した信号を抽出する
ような濾波特性を有する。濾波特性の決定には自動車の
車体の振動特性等を考慮して最適化すればよい。具体的
には、自動車のエンジンや走行による振動を除去するた
め約１０Ｈｚ以下の信号成分を抽出するローパスフィル
タとすることが望ましい。

【００２５】圧電センサ８と判定手段１６とは直接接続
され、判定手段１６はハッチバックドア１の上端に配設
または内蔵されている。外来の電気的ノイズを除去する
ため判定手段１６はシールド部材で全体を覆って電気的
にシールドすることが好ましい。また、判定手段１６の
入出力部に貫通コンデンサやＥＭＩフィルタ等を付加し
て強電界対策を行ってもよい。上記のような判定手段１
６が感圧センサ２ａ、２ｂそれぞれに接続される。

【００２６】次に作用について説明する。図３（ｂ）に
示すように、ハッチバックドア１が閉動作時にハッチバ
ックドア１とボディ開口部７との間に物体Ｑが挿入され
物体Ｑが感圧センサ２ｂと接触すると、物体Ｑの押圧に
より感圧センサ２ｂ内の圧電センサ８が変形する。

【００２７】図６はこの際の濾波部１９の出力信号Ｖ、
接触判定部２０の判定出力Ｊ、駆動手段２４への印加電
圧Ｖｍを示す特性図である。図６において、縦軸は上か
ら順にＶ、Ｊ、Ｖｍ、横軸は時刻ｔである。時刻ｔ１で
駆動手段２４に＋Ｖｄの電圧を印加してハッチバックド
ア１を閉止方向に駆動させる。物体の接触が起こると圧
電センサ８からは圧電効果により圧電センサ８の変形の
加速度に応じた信号（図６のＶで基準電位Ｖ０より大き
な信号成分）が出力される。接触判定部２０はＶのＶ０
からの振幅Ｖ−Ｖ０がＤ０以上ならば物体との接触が生
じたと判定し、時刻ｔ０で判定出力としてＬｏ→Ｈｉ→
Ｌｏのバルス信号を出力する。制御手段２５ではこのパ
ルス信号があると駆動手段２４への＋Ｖｄの電圧印加を
停止し、表示部２６に物体との接触が生じたことを表示
させ、−Ｖｄの電圧を一定時間印加してハッチバックド
ア１を開方向へ駆動させ、接触を解除する。接触判定さ
れると表示部２６から警報を発生する構成としてもよ
い。尚、接触を解除する際、圧電センサ８からは変形が
復元する加速度に応じた信号（図６の基準電位Ｖ０より
小さな信号成分）が出力される。

【００２８】尚、接触の際、ＶがＶ０より大となるか小
となるかは、圧電センサ８の屈曲方向や分極方向、電極
の割付け（どちらを基準電位とするか）、圧電センサ８
の支持方向により変わるため、接触判定部２０でＶのＶ
０からの振幅｜Ｖ−Ｖ０｜に基づき接触を判定する構成
としてもよく、ＶのＶ０に対する大小によらず接触判定
することができる。

【００２９】尚、物体Ｑが接触した際、弾性体８が接触
したた物体による押圧により圧縮可能な緩衝部１５を有
しているため、判定手段１６が接触検出した後、ハッチ
バックドア１が反転するまでに緩衝部１５が圧縮される
ので、物体Ｑに印加される接触荷重の増加を緩衝部１５
が抑制し、挟まれた物体Ｑへのストレスや損傷を低減す
ることができる。また、緩衝部１５がつぶれることによ
り圧電センサ８の変形度合いがより大きくなり、圧電セ
ンサ８からの出力信号が増大するので、接触検出し易く
なる。

【００３０】次に、異常判定部２１での断線判定の手順
を以下に示す。図５において、センサ側抵抗体２７、回
路側抵抗体１７、信号導出用抵抗体１８の抵抗値をそれ
ぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｐ点の電圧をＶｐ、電源２３の
電圧をＶｓとする。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は通常数メガ〜数
十メガオームの抵抗値が用いられる。圧電センサ８の電
極が正常の場合、ＶｐはＶｓに対して、Ｒ２とＲ３の並
列抵抗とＲ１との分圧値となる。ここで、複合圧電体層
１０の抵抗値は通常数百メガオーム以上であるのでＲ
２、Ｒ３の並列抵抗値にはほとんど寄与しないため上記
分圧値の算出には無視するものとする。圧電センサ８の
電極が断線すると等価的にはＰａ点またはＰｂ点がオー
プンとなるので、ＶｐはＲ２とＲ３の分圧値となる。電
極がショートすると等価的にはＰａ点とＰｂ点がショー
トすることになるので、ＶｐはＶｓに等しくなる。この
ように異常判定部２１でＶｐの値に基づいて圧電センサ
８の電極の断線やショートといった異常を検出するの
で、信頼性を向上することができる。

【００３１】上記作用により、感圧センサが可撓性のあ
る圧電センサを有しており、圧電センサに可撓性がある
ので、ハッチバックドアの周縁部のどんな形状にもフィ
ットして屈曲可能に配設できる、配設の自由度が向上す
る。

【００３２】また、感圧センサが可撓性のある圧電セン
サを有したもので、感圧センサとして対向する複数の電
極からなる接点型の感圧スイッチを用いてハッチバック
ドアに配設した場合、屈曲部があるとそこで電極同士が
接触して誤検出するが、圧電センサは接点が無く屈曲部
に配設しても誤検出無く物体の接触を検出でき、信頼性
が向上するとともに、ハッチバックドアのデザイン面で
の自由度も向上する。

【００３３】また、感圧センサは接触した物体による押
圧により圧縮可能な緩衝部を有したもので、接触検出し
てもハッチバックドアが反転するまでに緩衝部が圧縮さ
れるので物体に印加される接触時の荷重の増加を抑制す
ることができ、接触した物体Ｑへのストレスや損傷を低
減することができる。

【００３４】さらに、感圧センサによる接触検出装置と
ハッチバックドアを駆動する駆動手段とを備え、判定手
段の出力信号に基づき物体の接触判定時には前記ハッチ
バックドアの駆動を停止するかまたは物体の接触を解除
するよう前記駆動手段を制御する制御手段を有したもの
で、接触判定時にはハッチバックドアの駆動を停止する
かまたは物体の接触を解除するので物体の不要な挟み込
みや損傷を防止することができる。

【００３５】（実施例２）実施例２の発明を図７を参照
して説明する。図７は実施例２の発明の図１のＡ−Ａ位
置に相当する位置における断面構成図である。図面上側
が車内側、下側が車外側である。実施例２が実施例１と
相違する点は、感圧センサ２ｃが車両のハッチバックド
ア１の周縁部３に配設されると共に車外側と車内側双方
へ伸びた突起部２８ａ、２８ｂを有した点にある。尚、
感圧センサ２ｃは実施例１と同様に可撓性のある圧電セ
ンサを有している。

【００３６】上記構成により、ハッチバックドア１の開
閉動作時に物体が突起部２８ａ、２８ｂに接触すると、
突起部２８ａ、２８ｂが感圧センサ２ｃを押圧すること
により感圧センサ２ｃが変形するので、感圧センサ２ｃ
からは変形の加速度に応じた出力信号が発生する。そし
て、判定手段１６により物体の接触が検出される。

【００３７】上記作用により、実施例１ではハッチバッ
クドア１の車内外に合わせて２つの感圧センサを配設し
た構成であったが、実施例２では１つの感圧センサから
車外側と車内側双方へと伸びた突起部に物体が接触して
感圧センサを押圧することにより物体の接触を検出する
ので、より合理化した構成でハッチバックドアの開閉双
方の動作時にハッチバックドアへの物体の接触を検出す
ることができる。

【００３８】（実施例３）実施例３の発明を図８を参照
して説明する。図８は実施例３の発明の図１のＡ−Ａ位
置に相当する位置における断面構成図である。図面上側
が車内側、下側が車外側である。実施例３が実施例１、
２と相違する点は、感圧センサ２ｄが車両のハッチバッ
クドア１の車内側の周縁部に配設されると共に周縁部を
超えて伸びた突起部２８ｃを有した点にある。尚、感圧
センサ２ｄは実施例１と同様に可撓性のある圧電センサ
を有している。

【００３９】上記構成により、ハッチバックドア１の閉
動作時には感圧センサ２ｄにより物体の接触を検出し、
ハッチバックドア１の開動作時には物体が突起部２８ｃ
に接触して感圧センサ２ｄを押圧することにより感圧セ
ンサ２ｄが変形するので、感圧センサ２ｄからは変形の
加速度に応じた出力信号が発生する。そして、判定手段
１６により物体の接触が検出される。

【００４０】上記作用により、実施例１ではハッチバッ
クドア１の車内外に合わせて２つの感圧センサを配設し
た構成であったが、実施例３では実施例２と同様に、よ
り合理化した構成でハッチバックドアの開閉双方の動作
時にハッチバックドアへの物体の接触を検出することが
できる。

【００４１】尚、上記構成では、感圧センサが車両のハ
ッチバックドアの車内側の周縁部に配設されると共に周
縁部を超えて伸びた突起部を有した構成であったが、感
圧センサが車両のハッチバックドアの車外側の周縁部に
配設されると共に周縁部を超えて伸びた突起部を有する
構成としてもよく、同様な効果がある。

【００４２】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように、本発明
によれば、ハッチバックドアの開閉動作時に誤動作をす
ることがなくなるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の発明の接触検出装置及び開閉装置の
外観図

【図２】（ａ）車外側からハッチバックドアを見た場合
の外観図 （ｂ）車内側からハッチバックドアを見た場合の外観図

【図３】（ａ）ハッチバックドアが閉止した状態での図
１のＡ−Ａ位置における構成図 （ｂ）ハッチバックドアが閉動作時にハッチバックドア
とボディ開口部との間に物体Ｑが挿入され感圧センサと
接触した状態での図１のＡ−Ａ位置における構成図 （ｃ）ハッチバックドアが開動作時にハッチバックドア
近くに物体Ｑが存在し、感圧センサと物体Ｑが接触した
状態での図１のＡ−Ａ位置における構成図

【図４】同装置の感圧センサの外観図

【図５】同装置のブロック図

【図６】同装置の濾波部からの出力信号Ｖ、接触判定部
の判定出力Ｊ、モータへの印加電圧Ｖｍを示す特性図

【図７】実施例２の発明の接触検出装置及び開閉装置の
感圧センサの構成図（図１のＡ−Ａ位置に相当する位
置）

【図８】実施例３の発明の接触検出装置及び開閉装置の
感圧センサの構成図（図１のＡ−Ａ位置に相当する位
置）

【符号の説明】

１ ハッチバックドア ２ａ〜２ｄ 感圧センサ ３ 周縁部 ８ 圧電センサ １６ 判定手段 ２４ 駆動手段 ２５ 制御手段 ２８ａ〜２８ｃ 突起部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長井 彪 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 植田 茂樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 海老澤 満男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 杉森 透 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2E052 AA09 BA02 CA05 EA09 EB01 EC01 GA02 GA08 GB06 GC01 HA01 KA12 2F051 AA01 AB08 AC07 BA07

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のハッチバックドアの車外側と車内
   側双方の周縁部に配設された感圧センサと、前記感圧セ
   ンサの出力信号に基づき前記ハッチバックドアへの物体
   の接触を検出する判定手段とを備えた接触検出装置。
2. 【請求項２】 車両のハッチバックドアの周縁部に配設
   されると共に車外側と車内側双方へ伸びた突起部を有し
   た感圧センサと、前記感圧センサの出力信号に基づき前
   記ハッチバックドアへの物体の接触を検出する判定手段
   とを備えた接触検出装置。
3. 【請求項３】 車両のハッチバックドアの車外側または
   車内側のいずれか一方の周縁部に配設されると共に前記
   周縁部を超えて伸びた突起部を有した感圧センサと、前
   記感圧センサの出力信号に基づき前記ハッチバックドア
   への物体の接触を検出する判定手段とを備えた接触検出
   装置。
4. 【請求項４】 感圧センサは可撓性のある圧電センサを
   有した請求項１乃至３のいずれか１項記載の接触検出装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項記載の接
   触検出装置と、ハッチバックドアを駆動する駆動手段と
   を備え、判定手段の出力信号に基づき物体の接触判定時
   には前記ハッチバックドアの駆動を停止するかまたは物
   体の接触を解除するよう前記駆動手段を制御する制御手
   段を有した開閉装置。