JP2004061338A - 接触検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】センサの弾性部材へのセットが容易で、曲線的な配置の場合であっても正常な接触検知が行える接触検出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】可撓性でケーブル状の圧電センサ１０と、この圧電センサ１０を保持する弾性部材１１とを備え、前記弾性部材１１は、一部を切り離して開放可能とした中空部１３を内部に有するとともに、中空部１３の開放により前記圧電センサ１０の保持が可能となるセンサ保持部１４を有し、前記弾性部材１１の中空部１３には中空状態を保持する保持部材１６を一体または別体に設けたことにより、圧電センサ１０の弾性部材１３へのセットが容易で、曲線的な配置の場合であっても保持部材１６作用により正常な接触検知が行える。
【選択図】 図１
【解決手段】可撓性でケーブル状の圧電センサ１０と、この圧電センサ１０を保持する弾性部材１１とを備え、前記弾性部材１１は、一部を切り離して開放可能とした中空部１３を内部に有するとともに、中空部１３の開放により前記圧電センサ１０の保持が可能となるセンサ保持部１４を有し、前記弾性部材１１の中空部１３には中空状態を保持する保持部材１６を一体または別体に設けたことにより、圧電センサ１０の弾性部材１３へのセットが容易で、曲線的な配置の場合であっても保持部材１６作用により正常な接触検知が行える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自走式の走行装置、自動車のパワーウインドウ、電動スライドドア、電動サンルーフ、建物の自動ドア等における物体の検出を行なう接触検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の接触検出装置は、色々なものが知られているが、実際に装置や自動車等に取付けるには課題があった。特に、センサが可撓性でケーブル状のものでは、それを保持する弾性部材への取付けが困難なものであった。すなわち、弾性部材の成形後、可撓性でケーブル状の長いセンサを弾性部材の設置個所に配置するには、設置個所を大きく広げたりセンサの挿入に補助具を使用したりしなければならず、作業が煩雑で困難なものである。
【０００３】
そこで、図１７に示すように、自動車のパワーウインドウにおける接触検出装置として、センサ１を保持する弾性部材２を中空状とするとともに、センサ１を取付ける際には、弾性部材２を矢印方向に開放し、センサ保持部３にセットするようなものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の接触検出装置では、センサ１の弾性部材２へのセットは手軽に行なえるものの、実際の使用において、直線的な配置の場合は機能するが、曲線的な配置の場合は、その曲線部（コーナ部）では弾性部材２の中空状部が潰れてしまい、正常な接触検知が行えないという課題があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、センサの弾性部材へのセットが容易に行なえ、かつ実際の使用時においては曲線的な配置の場合であっても正常な接触検知が行える接触検出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の接触検出装置は、可撓性でケーブル状の圧電センサを保持する弾性部材は、一部を切り離して開放可能とした中空部を内部に有するとともに、中空部の開放により圧電センサの保持が可能となるセンサ保持部を有し、弾性部材の中空部には中空状態を保持する保持部材を一体または別体に設けたものである。
【０００７】
これにより、圧電センサの弾性部材へのセットは中空部を開放することにより容易に行なえ、かつ実際の使用時においては曲線的な配置の場合であっても中空部の保持部材が中空状態を保持するため、接触検知が損なわれることなく正常な接触検知が行えるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、可撓性でケーブル状の圧電センサと、この圧電センサを保持する弾性部材とを備え、前記弾性部材は、一部を切り離して開放可能とした中空部を内部に有するとともに、中空部の開放により前記圧電センサの保持が可能となるセンサ保持部を有し、前記弾性部材の中空部には中空状態を保持する保持部材を一体または別体に設けた接触検出装置とすることにより、圧電センサの弾性部材へのセットは中空部を開放することにより容易に行なえ、かつ実際の使用時においては曲線的な配置の場合であっても中空部の保持部材が中空状態を保持するため、接触検知が損なわれることなく正常な接触検知が行えるものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、センサ保持部と中空部の内底部間において、圧電センサの感圧方向に一体に形成したリブからなる請求項１に記載の接触検出装置とすることにより、接触検出装置の曲線的な配置の場合であっても、圧電センサの感圧方向に一体に形成したリブの作用により中空部の中空状態を保持でき、正常な接触検知が行えるものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、センサ保持部と中空部の内底部間において、圧電センサの感圧方向に対して傾斜状態で一体に形成したリブからなる請求項１に記載の接触検出装置とすることにより、特に、リブは圧電センサの撓み（検知性能）を阻害することなく中空部の中空状態を保持し、正常な接触検知が行えるものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、センサ保持部と中空部の内底部間において、一体に屈曲形成したリブからなる請求項１に記載の接触検出装置とすることにより、特に、リブは屈曲形成のため一種のバネ作用をして圧電センサの撓み（検知性能）を阻害することなく中空部の中空状態を保持し、正常な接触検知が行えるものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、センサ保持部と中空部の内底部間において、一体に湾曲形成したリブからなる請求項１に記載の接触検出装置とすることにより、特に、リブの湾曲形成によるバネ作用をしているものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、リブはその一部で切り離された構成とした請求項２〜５のいずれか１項に記載の接触検出装置とすることにより、特に、リブの切り離しで圧電センサの撓み（検知性能）の阻害をなくし、曲線部においては中空部の中空状態を保持するものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、中空部に装填した弾性体とする請求項１に記載の接触検出装置とすることにより、特に、スポンジ等の弾性体の作用により、正常な接触検知が行えるものである。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、弾性体には、弾性部材が有するセンサ保持部を代わりに形成した請求項７に記載の接触検出装置とすることにより、中空部への弾性体の装填と同時に圧電センサの保持が行なえるものである。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、弾性部材は、中空部の切り離し側が下方位置となるようにして取付部材に取付けた請求項１〜８のいずれか１項に記載の接触検出装置とすることにより、接触検出装置の取付部材への取付けの体裁と作業性がよく、しかも弾性部材の中空部に異物が入り込みにくいものである。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、弾性部材は、圧電センサを保持した状態で中空部の切り離し部分を接着した請求項１〜８のいずれか１項に記載の接触検出装置とすることにより、接着という簡単な手段で弾性部材の中空部を閉じることができるものである。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、弾性部材は、圧電センサを保持した状態で中空部の切り離し部分を底部に着脱自在に係合した請求項１〜８のいずれか１項に記載の接触検出装置とすることにより、特別な操作や作業をすることなく弾性部材の中空部を閉じることができるものである。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、弾性部材の切り離し部は、弾性部材の底部とし、弾性部材の取付部材への取付時に切り離部を同時に取付けた請求項１〜８のいずれか１項に記載の接触検出装置とすることにより、弾性部材の取付部材への取付と同時に切り離し部の処理が行なえるものである。
【００２０】
請求項１３に記載の発明は、弾性部材の取付部材への取付けを接着とした請求項１０に記載の接触検出装置とすることにより、弾性部材の取付部材への接着と同時に切り離し部分の接着が可能となるものである。
【００２１】
請求項１４に記載の発明は、圧電センサは、非晶質塩素化ポリエチレンと結晶性塩素化ポリエチレンと圧電セラミックス粉体とを混合した複合圧電材を使用して成形された請求項１〜１３のいずれか１項に記載の接触検出装置とすることにより、圧電センサは高感度で耐久性がよく生産効率がよく、弾性部材の構成と相俟って本来の機能を十分に発揮し、良好な接触検知が行えるものである。
【００２２】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
（実施例１）
図１〜図６は、本発明の実施例１における接触検出装置とその応用例を示すものである。
【００２４】
図１において、１０は可撓性でケーブル状をした圧電センサで、その詳細は後述する。１１はこの圧電センサ１０を保持する弾性部材であり、圧電センサ１０よりも柔軟性を有するゴムや発泡樹脂等からなっている。弾性部材１１は、図３に示すように、その端面形状が半円形をした細長い筒状をしており、一部を切り離し端部１２として開放可能とした中空部１３を内部に有するとともに、中空部１３の開放により前記圧電センサ１０の保持が可能となるセンサ保持部１４を有している。センサ保持部１４は、弾性部材１１の内部でその頂部に形成されていて、中空部１３の開放時に同時に開放される開放部１５を有している。そして弾性部材１１の中空部１３には中空状態を保持する保持部材１６を一体または別体に設けている。この実施例では、保持部材１６は、センサ保持部１４と中空部１３の内底部１７間において、圧電センサ１０の感圧方向（図において水平方向）に弾性部材１１と一体に形成したリブからなる。１８は弾性部材１１の外底部で、内底部１７との間に隙間１９を設けて弾性部材１１と一体に形成されている。
【００２５】
弾性部材１１は、図２に示すように、端部１２を矢印方向に開放し、圧電センサ１０を簡易にセンサ保持部１４にセットした後、内外底部１７、１８間の隙間１９に取付板２０を挟んで、取付部材２１にネジ２２により取付けられている。その際、弾性部材１１は、中空部１３の切り離し端部１２側が下方位置となるようにしている。これは、取付部材２１への取付けの体裁と作業性がよく、しかも弾性部材１１の中空部１３に異物が入り込みにくいように配慮したものである。
【００２６】
ここで、前記圧電センサ１０は、図４にその詳細を示したように、信号導出用電極としての中心電極２３、外側電極２４と、両電極間の複合圧電材２５と、被覆層２６から構成されており、外径が２．５ｍｍ程度のケーブル状をしているものである。そして、複合圧電材２５は、非晶質塩素化ポリエチレンと結晶性塩素化ポリエチレンと圧電セラミックス粉体とを混合した複合圧電材を使用して成形されたものである。この圧電センサ１０は、高感度で耐久性がよく生産効率がよく、弾性部材１１の前記した構成と相俟って本来の機能を十分に発揮し、良好な接触検知が行えるものである。
【００２７】
本実施例における接触検出装置は、自走式の走行装置、自動車のパワーウインドウ、電動スライドドア、電動サンルーフ、建物の自動ドア等、色んなところに採用することにより、物体の接触検出を行ない、人体等の挟み込みを防止し装置等の安全使用が行なえるものであるが、ここでは、自走式の走行装置に装備した例について、図５、図６に基づいて説明する。
【００２８】
走行装置は、本体２７、台車２８、左右１対の駆動輪２９、前方従動輪３０、後方従動輪３１、バンパー３２、本実施例における圧電センサ１０と弾性部材１１から構成したセンサユニット３３、判定手段３４、制御手段３５から構成されている。このような走行装置は無人搬送車として、荷物を搬送する際に使用される。センサユニット３３は、本体２７の全周囲に配設されたバンパー３２の全周または特定の面に取付けられている。駆動輪２９はモータ３６により駆動する。
【００２９】
上記構成の走行装置は、走行中に障害物がセンサユニット３３に接触したとすると、センサユニット３３中の圧電センサ１０が変形し、圧電センサ１０からは圧電効果により圧電センサ１０の変形の加速度に応じた信号が出力される。圧電センサ１０は弾性部材１１に支持されているため、障害物と接触した際に圧電センサ１０が弾性部材１１と共に変形可能となるので、圧電センサ１１の変形量が増大する。このように圧電センサ１０は大きな変形量が得られ、変形量の２次微分値である加速度も大きくなり、結果として圧電センサ１０の出力信号も大きくなる。したがって、感度の良い接触検出装置が実現できる。なお、接触検出装置自体がバンパー３２を兼用する構成とすると、構成の合理化が図れる。
【００３０】
ここで、補修サービス等が必要となった場合には、弾性部材１１の切り離し端部１２を開放することによって、圧電センサ１０を弾性部材１１から取り出すことができるものであり、その取り扱いが容易に行なえるものである。なお、補修サービス等が不要な場合には、弾性部材１１の端部１２を接着等により閉じることで、中空部１３への異物を完全に阻止することができる。
【００３１】
また、本実施例における接触検出装置においては、センサユニット３３を曲線的な配置（コーナ部）であっても、ユニットを構成する弾性部材１１の中空部１３は、保持部材１６があるため、これが中空状態を保持するため、圧電センサ１０が誤動作するようなことがなく、正常な接触検知が行えるものである。
【００３２】
（実施例２）
図７は本発明の実施例２における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００３３】
図に示すように、弾性部材１１の中空部１３における中空状態を保持する保持部材１６であるリブは、その一部で切り離され、切り離された端部間に間隔１６ａを形成している。
【００３４】
これは、圧電センサ１０の撓み（検知性能）の阻害をなくし、曲線部においては中空部１３の中空状態を保持するものである。すなわち、リブに間隔１６ａを形成したことにより、撓みやすくし、かつリブの作用が必要な個所では、切り離されたリブ同士を突き合わせて中空部１３における中空状態を保持するものである。
【００３５】
（実施例３）
図８は本発明の実施例３における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００３６】
図に示すように、弾性部材１１の開放方向およびセンサ保持部１４の開放部１５を、実施例１とは逆にしたものである。
【００３７】
この構成においては、弾性部材１１による圧電センサ１０の保持がより強固になり、使用中に圧電センサ１０が脱落するようなことがなくなる。
【００３８】
（実施例４）
図９は本発明の実施例４における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００３９】
図に示すように、弾性部材１１の中空部１３における中空状態を保持する保持部材１６は、センサ保持部１４と中空部１３の内底部１７間において、圧電センサ１０の感圧方向（水平方向）に対して傾斜状態で一体に形成したリブからなる。
【００４０】
これは、実施例２と同様な作用を得るためであり、リブは圧電センサ１０の撓み（検知性能）を阻害することなく中空部１３の中空状態を保持し、正常な接触検知が行えるものである。なお、本実施例において実施例２のリブ構成にすることも可能である。
【００４１】
（実施例５）
図１０は本発明の実施例５における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００４２】
図に示すように、弾性部材１１の中空部１３における中空状態を保持する保持部材１６は、センサ保持部１４と中空部１３の内底部１７間において、一体に屈曲形成したリブからなる。
【００４３】
これは、実施例２、４と同様な作用を得るためであり、リブは圧電センサ１０の撓み（検知性能）を阻害することなく中空部１３の中空状態を保持し、正常な接触検知が行えるものである。なお、本実施例において実施例２のリブ構成にすることも可能である。
【００４４】
（実施例６）
図１１は本発明の実施例６における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００４５】
図に示すように、弾性部材１１の中空部１３における中空状態を保持する保持部材１６は、センサ保持部１４と中空部１３の内底部１７間において、一体に湾曲形成したリブからなる。
【００４６】
これは、実施例２、４、５と同様な作用を得るためであり、リブは圧電センサ１０の撓み（検知性能）を阻害することなく中空部１３の中空状態を保持し、正常な接触検知が行えるものである。なお、本実施例において実施例２のリブ構成にすることも可能である。
【００４７】
（実施例７）
図１２は本発明の実施例７における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００４８】
図に示すように、弾性部材１１の中空部１３における中空状態を保持する保持部材１６は、中空部１３に装填したスポンジ等の弾性体とするものである。弾性体は弾性部材１１と別部材となっており、中空部１３を開放することにより装填する。
【００４９】
これは、実施例２、４、５、６と同様な作用を得るためであり、弾性体は圧電センサ１０の撓み（検知性能）を阻害することなく中空部１３の中空状態を保持し、正常な接触検知が行えるものである。
【００５０】
（実施例８）
図１３は本発明の実施例８における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００５１】
図に示すように、弾性部材１１の中空部１３における中空状態を保持する保持部材１６は、中空部に装填したスポンジ等の弾性体とするとともに、その弾性体には、弾性部材１１が有するセンサ保持部１４を代わりに形成したものである。
【００５２】
これは、実施例２、４、５、６、７と同様な作用を得ることができるとともに、中空部１３への弾性体の装填と同時に圧電センサ１０の保持が行なえるものである。
【００５３】
また、例えば、図５に示したように、本実施例における接触検出装置を自走式の走行装置に装着した場合、走行装置が段差を乗り上げて走行する等により走行中に振動が発生しても、保持部材１６がスポンジ等の弾性体であるため、走行振動が保持部材１６により減衰され、圧電センサ１０に不要な振動が伝わらない。すなわち、外部からの不要な振動を保持部材１６により減衰し、圧電センサ１０に不要な振動が伝わることがないので、圧電センサが誤動作するようなことがなく、正常な接触検知が行えるものである。
【００５４】
（実施例９）
図１４は本発明の実施例９における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００５５】
図に示すように、弾性部材１１の切り離し端部１２は、弾性部材の外底部１８とし、弾性部材１１の取付部材２１への取付時（ビス止め）に切り離し部分１２ａを同時に取付けた構成としている。
【００５６】
これにより、弾性部材１１の取付部材２１への取付と同時に切り離し部部分１２ａの処理が行なえるものである。
【００５７】
（実施例１０）
図１５は本発明の実施例１０における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００５８】
図に示すように、弾性部材１１は、圧電センサ１０を保持した状態で中空部１３の切り離し端部１２に設けた係合部１２ｂを、底部１７の係合部１７ａに着脱自在に係合させるようにしている。
【００５９】
これにより、特別な操作や作業をすることなく弾性部材１１の中空部１３を閉じることができ、中空部１３に異物が入り込みにくいものである。
【００６０】
（実施例１１）
図１６は本発明の実施例１１における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００６１】
図に示すように、弾性部材１１の取付部材２１への取付けを、取付部材２１のピン２１ａとの間に接着材Ａにより接着したものである。同時に、同じ接着材Ａにより中空部１３の切り離し端部１２と内外底部１７、１８を接着したものである。
【００６２】
これにより、弾性部材１１の取付部材２１への取付けと、中空部１３を閉じることができるものである。
【００６３】
なお、上記実施例１〜１１では、接触検出装置の断面形状を半円形としたが、形状は半円形に限定するものではなく、例えば、用途や装着場所に応じて矩形や三角形等、他の形状としてもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の接触検出装置によれば、圧電センサの弾性部材へのセットは中空部を開放することにより容易に行なえ、かつ実際の使用時においては曲線的な配置の場合であっても中空部の保持部材が中空状態を保持するため、接触検知が損なわれることなく正常な接触検知が行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における接触検出装置の側断面図
【図２】同装置の取付部材への取付状態を示す側面図
【図３】同装置の斜視図
【図４】同装置の圧電センサ詳細構成を示す部分斜視図
【図５】同装置を走行装置に装備した応用例の側面図
【図６】同走行装置の下面図
【図７】本発明の実施例２における接触検出装置の側面図
【図８】本発明の実施例３における接触検出装置の側面図
【図９】本発明の実施例４における接触検出装置の側面図
【図１０】本発明の実施例５における接触検出装置の側面図
【図１１】本発明の実施例６における接触検出装置の側面図
【図１２】本発明の実施例７における接触検出装置の側面図
【図１３】本発明の実施例８における接触検出装置の側面図
【図１４】本発明の実施例９における接触検出装置の側面図
【図１５】本発明の実施例１０における接触検出装置の側面図
【図１６】本発明の実施例１１における接触検出装置を一部破断して示す側面図
【図１７】従来の接触検出装置を示す側断面図
【符号の説明】
１０ 圧電センサ
１１ 弾性部材
１２ 切り離し端部
１３ 中空部
１４ センサ保持部
１５ 開放部
１６ 保持部材
２１ 取付部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、自走式の走行装置、自動車のパワーウインドウ、電動スライドドア、電動サンルーフ、建物の自動ドア等における物体の検出を行なう接触検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の接触検出装置は、色々なものが知られているが、実際に装置や自動車等に取付けるには課題があった。特に、センサが可撓性でケーブル状のものでは、それを保持する弾性部材への取付けが困難なものであった。すなわち、弾性部材の成形後、可撓性でケーブル状の長いセンサを弾性部材の設置個所に配置するには、設置個所を大きく広げたりセンサの挿入に補助具を使用したりしなければならず、作業が煩雑で困難なものである。
【０００３】
そこで、図１７に示すように、自動車のパワーウインドウにおける接触検出装置として、センサ１を保持する弾性部材２を中空状とするとともに、センサ１を取付ける際には、弾性部材２を矢印方向に開放し、センサ保持部３にセットするようなものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の接触検出装置では、センサ１の弾性部材２へのセットは手軽に行なえるものの、実際の使用において、直線的な配置の場合は機能するが、曲線的な配置の場合は、その曲線部（コーナ部）では弾性部材２の中空状部が潰れてしまい、正常な接触検知が行えないという課題があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、センサの弾性部材へのセットが容易に行なえ、かつ実際の使用時においては曲線的な配置の場合であっても正常な接触検知が行える接触検出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の接触検出装置は、可撓性でケーブル状の圧電センサを保持する弾性部材は、一部を切り離して開放可能とした中空部を内部に有するとともに、中空部の開放により圧電センサの保持が可能となるセンサ保持部を有し、弾性部材の中空部には中空状態を保持する保持部材を一体または別体に設けたものである。
【０００７】
これにより、圧電センサの弾性部材へのセットは中空部を開放することにより容易に行なえ、かつ実際の使用時においては曲線的な配置の場合であっても中空部の保持部材が中空状態を保持するため、接触検知が損なわれることなく正常な接触検知が行えるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、可撓性でケーブル状の圧電センサと、この圧電センサを保持する弾性部材とを備え、前記弾性部材は、一部を切り離して開放可能とした中空部を内部に有するとともに、中空部の開放により前記圧電センサの保持が可能となるセンサ保持部を有し、前記弾性部材の中空部には中空状態を保持する保持部材を一体または別体に設けた接触検出装置とすることにより、圧電センサの弾性部材へのセットは中空部を開放することにより容易に行なえ、かつ実際の使用時においては曲線的な配置の場合であっても中空部の保持部材が中空状態を保持するため、接触検知が損なわれることなく正常な接触検知が行えるものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、センサ保持部と中空部の内底部間において、圧電センサの感圧方向に一体に形成したリブからなる請求項１に記載の接触検出装置とすることにより、接触検出装置の曲線的な配置の場合であっても、圧電センサの感圧方向に一体に形成したリブの作用により中空部の中空状態を保持でき、正常な接触検知が行えるものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、センサ保持部と中空部の内底部間において、圧電センサの感圧方向に対して傾斜状態で一体に形成したリブからなる請求項１に記載の接触検出装置とすることにより、特に、リブは圧電センサの撓み（検知性能）を阻害することなく中空部の中空状態を保持し、正常な接触検知が行えるものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、センサ保持部と中空部の内底部間において、一体に屈曲形成したリブからなる請求項１に記載の接触検出装置とすることにより、特に、リブは屈曲形成のため一種のバネ作用をして圧電センサの撓み（検知性能）を阻害することなく中空部の中空状態を保持し、正常な接触検知が行えるものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、センサ保持部と中空部の内底部間において、一体に湾曲形成したリブからなる請求項１に記載の接触検出装置とすることにより、特に、リブの湾曲形成によるバネ作用をしているものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、リブはその一部で切り離された構成とした請求項２〜５のいずれか１項に記載の接触検出装置とすることにより、特に、リブの切り離しで圧電センサの撓み（検知性能）の阻害をなくし、曲線部においては中空部の中空状態を保持するものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、中空部に装填した弾性体とする請求項１に記載の接触検出装置とすることにより、特に、スポンジ等の弾性体の作用により、正常な接触検知が行えるものである。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、弾性体には、弾性部材が有するセンサ保持部を代わりに形成した請求項７に記載の接触検出装置とすることにより、中空部への弾性体の装填と同時に圧電センサの保持が行なえるものである。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、弾性部材は、中空部の切り離し側が下方位置となるようにして取付部材に取付けた請求項１〜８のいずれか１項に記載の接触検出装置とすることにより、接触検出装置の取付部材への取付けの体裁と作業性がよく、しかも弾性部材の中空部に異物が入り込みにくいものである。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、弾性部材は、圧電センサを保持した状態で中空部の切り離し部分を接着した請求項１〜８のいずれか１項に記載の接触検出装置とすることにより、接着という簡単な手段で弾性部材の中空部を閉じることができるものである。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、弾性部材は、圧電センサを保持した状態で中空部の切り離し部分を底部に着脱自在に係合した請求項１〜８のいずれか１項に記載の接触検出装置とすることにより、特別な操作や作業をすることなく弾性部材の中空部を閉じることができるものである。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、弾性部材の切り離し部は、弾性部材の底部とし、弾性部材の取付部材への取付時に切り離部を同時に取付けた請求項１〜８のいずれか１項に記載の接触検出装置とすることにより、弾性部材の取付部材への取付と同時に切り離し部の処理が行なえるものである。
【００２０】
請求項１３に記載の発明は、弾性部材の取付部材への取付けを接着とした請求項１０に記載の接触検出装置とすることにより、弾性部材の取付部材への接着と同時に切り離し部分の接着が可能となるものである。
【００２１】
請求項１４に記載の発明は、圧電センサは、非晶質塩素化ポリエチレンと結晶性塩素化ポリエチレンと圧電セラミックス粉体とを混合した複合圧電材を使用して成形された請求項１〜１３のいずれか１項に記載の接触検出装置とすることにより、圧電センサは高感度で耐久性がよく生産効率がよく、弾性部材の構成と相俟って本来の機能を十分に発揮し、良好な接触検知が行えるものである。
【００２２】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
（実施例１）
図１〜図６は、本発明の実施例１における接触検出装置とその応用例を示すものである。
【００２４】
図１において、１０は可撓性でケーブル状をした圧電センサで、その詳細は後述する。１１はこの圧電センサ１０を保持する弾性部材であり、圧電センサ１０よりも柔軟性を有するゴムや発泡樹脂等からなっている。弾性部材１１は、図３に示すように、その端面形状が半円形をした細長い筒状をしており、一部を切り離し端部１２として開放可能とした中空部１３を内部に有するとともに、中空部１３の開放により前記圧電センサ１０の保持が可能となるセンサ保持部１４を有している。センサ保持部１４は、弾性部材１１の内部でその頂部に形成されていて、中空部１３の開放時に同時に開放される開放部１５を有している。そして弾性部材１１の中空部１３には中空状態を保持する保持部材１６を一体または別体に設けている。この実施例では、保持部材１６は、センサ保持部１４と中空部１３の内底部１７間において、圧電センサ１０の感圧方向（図において水平方向）に弾性部材１１と一体に形成したリブからなる。１８は弾性部材１１の外底部で、内底部１７との間に隙間１９を設けて弾性部材１１と一体に形成されている。
【００２５】
弾性部材１１は、図２に示すように、端部１２を矢印方向に開放し、圧電センサ１０を簡易にセンサ保持部１４にセットした後、内外底部１７、１８間の隙間１９に取付板２０を挟んで、取付部材２１にネジ２２により取付けられている。その際、弾性部材１１は、中空部１３の切り離し端部１２側が下方位置となるようにしている。これは、取付部材２１への取付けの体裁と作業性がよく、しかも弾性部材１１の中空部１３に異物が入り込みにくいように配慮したものである。
【００２６】
ここで、前記圧電センサ１０は、図４にその詳細を示したように、信号導出用電極としての中心電極２３、外側電極２４と、両電極間の複合圧電材２５と、被覆層２６から構成されており、外径が２．５ｍｍ程度のケーブル状をしているものである。そして、複合圧電材２５は、非晶質塩素化ポリエチレンと結晶性塩素化ポリエチレンと圧電セラミックス粉体とを混合した複合圧電材を使用して成形されたものである。この圧電センサ１０は、高感度で耐久性がよく生産効率がよく、弾性部材１１の前記した構成と相俟って本来の機能を十分に発揮し、良好な接触検知が行えるものである。
【００２７】
本実施例における接触検出装置は、自走式の走行装置、自動車のパワーウインドウ、電動スライドドア、電動サンルーフ、建物の自動ドア等、色んなところに採用することにより、物体の接触検出を行ない、人体等の挟み込みを防止し装置等の安全使用が行なえるものであるが、ここでは、自走式の走行装置に装備した例について、図５、図６に基づいて説明する。
【００２８】
走行装置は、本体２７、台車２８、左右１対の駆動輪２９、前方従動輪３０、後方従動輪３１、バンパー３２、本実施例における圧電センサ１０と弾性部材１１から構成したセンサユニット３３、判定手段３４、制御手段３５から構成されている。このような走行装置は無人搬送車として、荷物を搬送する際に使用される。センサユニット３３は、本体２７の全周囲に配設されたバンパー３２の全周または特定の面に取付けられている。駆動輪２９はモータ３６により駆動する。
【００２９】
上記構成の走行装置は、走行中に障害物がセンサユニット３３に接触したとすると、センサユニット３３中の圧電センサ１０が変形し、圧電センサ１０からは圧電効果により圧電センサ１０の変形の加速度に応じた信号が出力される。圧電センサ１０は弾性部材１１に支持されているため、障害物と接触した際に圧電センサ１０が弾性部材１１と共に変形可能となるので、圧電センサ１１の変形量が増大する。このように圧電センサ１０は大きな変形量が得られ、変形量の２次微分値である加速度も大きくなり、結果として圧電センサ１０の出力信号も大きくなる。したがって、感度の良い接触検出装置が実現できる。なお、接触検出装置自体がバンパー３２を兼用する構成とすると、構成の合理化が図れる。
【００３０】
ここで、補修サービス等が必要となった場合には、弾性部材１１の切り離し端部１２を開放することによって、圧電センサ１０を弾性部材１１から取り出すことができるものであり、その取り扱いが容易に行なえるものである。なお、補修サービス等が不要な場合には、弾性部材１１の端部１２を接着等により閉じることで、中空部１３への異物を完全に阻止することができる。
【００３１】
また、本実施例における接触検出装置においては、センサユニット３３を曲線的な配置（コーナ部）であっても、ユニットを構成する弾性部材１１の中空部１３は、保持部材１６があるため、これが中空状態を保持するため、圧電センサ１０が誤動作するようなことがなく、正常な接触検知が行えるものである。
【００３２】
（実施例２）
図７は本発明の実施例２における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００３３】
図に示すように、弾性部材１１の中空部１３における中空状態を保持する保持部材１６であるリブは、その一部で切り離され、切り離された端部間に間隔１６ａを形成している。
【００３４】
これは、圧電センサ１０の撓み（検知性能）の阻害をなくし、曲線部においては中空部１３の中空状態を保持するものである。すなわち、リブに間隔１６ａを形成したことにより、撓みやすくし、かつリブの作用が必要な個所では、切り離されたリブ同士を突き合わせて中空部１３における中空状態を保持するものである。
【００３５】
（実施例３）
図８は本発明の実施例３における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００３６】
図に示すように、弾性部材１１の開放方向およびセンサ保持部１４の開放部１５を、実施例１とは逆にしたものである。
【００３７】
この構成においては、弾性部材１１による圧電センサ１０の保持がより強固になり、使用中に圧電センサ１０が脱落するようなことがなくなる。
【００３８】
（実施例４）
図９は本発明の実施例４における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００３９】
図に示すように、弾性部材１１の中空部１３における中空状態を保持する保持部材１６は、センサ保持部１４と中空部１３の内底部１７間において、圧電センサ１０の感圧方向（水平方向）に対して傾斜状態で一体に形成したリブからなる。
【００４０】
これは、実施例２と同様な作用を得るためであり、リブは圧電センサ１０の撓み（検知性能）を阻害することなく中空部１３の中空状態を保持し、正常な接触検知が行えるものである。なお、本実施例において実施例２のリブ構成にすることも可能である。
【００４１】
（実施例５）
図１０は本発明の実施例５における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００４２】
図に示すように、弾性部材１１の中空部１３における中空状態を保持する保持部材１６は、センサ保持部１４と中空部１３の内底部１７間において、一体に屈曲形成したリブからなる。
【００４３】
これは、実施例２、４と同様な作用を得るためであり、リブは圧電センサ１０の撓み（検知性能）を阻害することなく中空部１３の中空状態を保持し、正常な接触検知が行えるものである。なお、本実施例において実施例２のリブ構成にすることも可能である。
【００４４】
（実施例６）
図１１は本発明の実施例６における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００４５】
図に示すように、弾性部材１１の中空部１３における中空状態を保持する保持部材１６は、センサ保持部１４と中空部１３の内底部１７間において、一体に湾曲形成したリブからなる。
【００４６】
これは、実施例２、４、５と同様な作用を得るためであり、リブは圧電センサ１０の撓み（検知性能）を阻害することなく中空部１３の中空状態を保持し、正常な接触検知が行えるものである。なお、本実施例において実施例２のリブ構成にすることも可能である。
【００４７】
（実施例７）
図１２は本発明の実施例７における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００４８】
図に示すように、弾性部材１１の中空部１３における中空状態を保持する保持部材１６は、中空部１３に装填したスポンジ等の弾性体とするものである。弾性体は弾性部材１１と別部材となっており、中空部１３を開放することにより装填する。
【００４９】
これは、実施例２、４、５、６と同様な作用を得るためであり、弾性体は圧電センサ１０の撓み（検知性能）を阻害することなく中空部１３の中空状態を保持し、正常な接触検知が行えるものである。
【００５０】
（実施例８）
図１３は本発明の実施例８における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００５１】
図に示すように、弾性部材１１の中空部１３における中空状態を保持する保持部材１６は、中空部に装填したスポンジ等の弾性体とするとともに、その弾性体には、弾性部材１１が有するセンサ保持部１４を代わりに形成したものである。
【００５２】
これは、実施例２、４、５、６、７と同様な作用を得ることができるとともに、中空部１３への弾性体の装填と同時に圧電センサ１０の保持が行なえるものである。
【００５３】
また、例えば、図５に示したように、本実施例における接触検出装置を自走式の走行装置に装着した場合、走行装置が段差を乗り上げて走行する等により走行中に振動が発生しても、保持部材１６がスポンジ等の弾性体であるため、走行振動が保持部材１６により減衰され、圧電センサ１０に不要な振動が伝わらない。すなわち、外部からの不要な振動を保持部材１６により減衰し、圧電センサ１０に不要な振動が伝わることがないので、圧電センサが誤動作するようなことがなく、正常な接触検知が行えるものである。
【００５４】
（実施例９）
図１４は本発明の実施例９における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００５５】
図に示すように、弾性部材１１の切り離し端部１２は、弾性部材の外底部１８とし、弾性部材１１の取付部材２１への取付時（ビス止め）に切り離し部分１２ａを同時に取付けた構成としている。
【００５６】
これにより、弾性部材１１の取付部材２１への取付と同時に切り離し部部分１２ａの処理が行なえるものである。
【００５７】
（実施例１０）
図１５は本発明の実施例１０における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００５８】
図に示すように、弾性部材１１は、圧電センサ１０を保持した状態で中空部１３の切り離し端部１２に設けた係合部１２ｂを、底部１７の係合部１７ａに着脱自在に係合させるようにしている。
【００５９】
これにより、特別な操作や作業をすることなく弾性部材１１の中空部１３を閉じることができ、中空部１３に異物が入り込みにくいものである。
【００６０】
（実施例１１）
図１６は本発明の実施例１１における接触検出装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００６１】
図に示すように、弾性部材１１の取付部材２１への取付けを、取付部材２１のピン２１ａとの間に接着材Ａにより接着したものである。同時に、同じ接着材Ａにより中空部１３の切り離し端部１２と内外底部１７、１８を接着したものである。
【００６２】
これにより、弾性部材１１の取付部材２１への取付けと、中空部１３を閉じることができるものである。
【００６３】
なお、上記実施例１〜１１では、接触検出装置の断面形状を半円形としたが、形状は半円形に限定するものではなく、例えば、用途や装着場所に応じて矩形や三角形等、他の形状としてもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の接触検出装置によれば、圧電センサの弾性部材へのセットは中空部を開放することにより容易に行なえ、かつ実際の使用時においては曲線的な配置の場合であっても中空部の保持部材が中空状態を保持するため、接触検知が損なわれることなく正常な接触検知が行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における接触検出装置の側断面図
【図２】同装置の取付部材への取付状態を示す側面図
【図３】同装置の斜視図
【図４】同装置の圧電センサ詳細構成を示す部分斜視図
【図５】同装置を走行装置に装備した応用例の側面図
【図６】同走行装置の下面図
【図７】本発明の実施例２における接触検出装置の側面図
【図８】本発明の実施例３における接触検出装置の側面図
【図９】本発明の実施例４における接触検出装置の側面図
【図１０】本発明の実施例５における接触検出装置の側面図
【図１１】本発明の実施例６における接触検出装置の側面図
【図１２】本発明の実施例７における接触検出装置の側面図
【図１３】本発明の実施例８における接触検出装置の側面図
【図１４】本発明の実施例９における接触検出装置の側面図
【図１５】本発明の実施例１０における接触検出装置の側面図
【図１６】本発明の実施例１１における接触検出装置を一部破断して示す側面図
【図１７】従来の接触検出装置を示す側断面図
【符号の説明】
１０ 圧電センサ
１１ 弾性部材
１２ 切り離し端部
１３ 中空部
１４ センサ保持部
１５ 開放部
１６ 保持部材
２１ 取付部材
Claims (14)
- 可撓性でケーブル状の圧電センサと、この圧電センサを保持する弾性部材とを備え、前記弾性部材は、一部を切り離して開放可能とした中空部を内部に有するとともに、中空部の開放により前記圧電センサの保持が可能となるセンサ保持部を有し、前記弾性部材の中空部には中空状態を保持する保持部材を一体または別体に設けた接触検出装置。
- 弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、センサ保持部と中空部の内底部間において、圧電センサの感圧方向に一体に形成したリブからなる請求項１に記載の接触検出装置。
- 弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、センサ保持部と中空部の内底部間において、圧電センサの感圧方向に対して傾斜状態で一体に形成したリブからなる請求項１に記載の接触検出装置。
- 弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、センサ保持部と中空部の内底部間において、一体に屈曲形成したリブからなる請求項１に記載の接触検出装置。
- 弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、センサ保持部と中空部の内底部間において、一体に湾曲形成したリブからなる請求項１に記載の接触検出装置。
- リブはその一部で切り離された構成とした請求項２〜５のいずれか１項に記載の接触検出装置。
- 弾性部材の中空部における中空状態を保持する保持部材は、中空部に装填した弾性体とする請求項１に記載の接触検出装置。
- 弾性体には、弾性部材が有するセンサ保持部を代わりに形成した請求項７に記載の接触検出装置。
- 弾性部材は、中空部の切り離し側が下方位置となるようにして取付部材に取付けた請求項１〜８のいずれか１項に記載の接触検出装置。
- 弾性部材は、圧電センサを保持した状態で中空部の切り離し部分を接着した請求項１〜８のいずれか１項に記載の接触検出装置。
- 弾性部材は、圧電センサを保持した状態で中空部の切り離し部分を底部に着脱自在に係合した請求項１〜８のいずれか１項に記載の接触検出装置。
- 弾性部材の切り離し部は、弾性部材の底部とし、弾性部材の取付部材への取付時に切り離し部分を同時に取付けた請求項１〜８のいずれか１項に記載の接触検出装置。
- 弾性部材の取付部材への取付けを接着とした請求項１０に記載の接触検出装置。
- 圧電センサは、非晶質塩素化ポリエチレンと結晶性塩素化ポリエチレンと圧電セラミックス粉体とを混合した複合圧電材を使用して成形された請求項１〜１３のいずれか１項に記載の接触検出装置。
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