JP2004219289A

JP2004219289A - 連結式感圧センサ及び開閉装置

Info

Publication number: JP2004219289A
Application number: JP2003007812A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ogino; 弘之荻野; Shigeki Ueda; 茂樹植田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】曲げ癖等を付けずとも、枠体のコーナ部の折曲角に合わせて連続的に、しかも所望の長さに敷設することが容易にでき、挟み込みの検出漏れを無くすことができる連結式感圧センサ及び開閉装置を提供すること。
【解決手段】感圧センサ１７は、その端部に他の連結式感圧センサとカプラ接続するプラグ８又はジャック９を備えた複数本の連結式感圧センサ１８ａ，１８ｂ，１８ｂ，１８ｃを連結することで、所望の長さにし、また、カプラを構成するプラグ８又はジャック９に、感圧センサ１７を敷設する開口部又は閉口部材のコーナ部に対応する屈曲形状を付与することで、感圧センサ１７を構成する圧電素子材３３自体には曲げ癖を付けずとも、コーナ部に敷設可能にした構成。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば異物の挟み込み防止機能が要求される自動車の電動リアハッチ等に用いて好適な連結式感圧センサ及び開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両の窓ガラスの開閉装置には、モータの駆動力を利用して開閉を行う、所謂パワーウィンドウ装置が採用されている。
このパワーウィンドウ装置では、窓ガラスを閉動作した際に例えば窓枠と窓ガラスとの間に誤って手指等が挟み込まれた場合に、窓ガラスの閉動作の停止、或いは開動作への移行によって手指等の損傷を回避するために、異物の挟み込みを検出する物体検出装置を装備する。
【０００３】
この物体検出装置は、窓枠の縁に沿って敷設されて異物が接触した時の変形によって出力信号を発生する感圧センサと、この感圧センサの出力信号に基づいて前記感圧センサへの異物の接触の有無を判定する判定手段とを備えた構成とされる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１５３７３４号公報
【０００５】
そして、最近では、ハッチバック車等の電動リアハッチ等にも、物体（異物）の挟み込みによる閉じ不良の発生を防止するために、上記の感圧センサを利用して、挟み込みを検出するものがある。
図１１に示すように、ハッチバック車２２０のリアハッチ２２１は、通常、大きく上方に開く。そこで、このリアハッチ２２１において挟み込みを検出する場合には、少なくとも、リアハッチ２２１の下辺部２２３、及び両側辺部２２４，２２５の全長に渡って、更に好ましくは、上辺部２２６も含めた４辺の全周に渡って連続的に感圧センサを敷設することが望ましい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、各辺部２２３〜２２６に、それぞれ独立して感圧センサ２２８，２２９を装備すると、それぞれの感圧センサ毎に、電源線や信号線の敷設を行わなければならず、リアハッチ２２１内でのワイヤハーネスの引き回しが複雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、物体の挟み込みの対象となる枠体の縁に感圧センサを敷設する際の作業性を向上し、しかも、感圧センサへの電源線や信号線の接続のために必要なワイヤハーネスを単純にすることもできる連結式感圧センサ及び開閉装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る感圧センサは、請求項１に記載したように、長尺状の感圧センサであって、端部に、他の感圧センサの端部をカプラ結合して、より長尺に一体化された感圧センサを構築するプラグ又はジャックを備えたことを特徴とする。
【０００９】
このように構成された連結式感圧センサは、カプラ結合による接続本数を増やすことで、任意の長さに延長した１本の感圧センサを得ることができ、使用箇所に応じた長さの連結式感圧センサを簡単に得ることができる。
そして、個々の連結式感圧センサは、汎用性が向上し、量産によるコストの低減を図ることができる。
【００１０】
また、請求項２記載の感圧センサは、中心電極と、その周囲を略同心円状に覆う圧電層と、この圧電層の外側を包む外側電極とを備え、外力による前記圧電層の変形によって、前記中心電極及び外側電極に出力信号を発生することを特徴とする。
【００１１】
このように構成された連結式感圧センサは、圧電センサとしての特性を有し、外力を受けて圧電層が変形したときその変位量に応じた出力信号を発生することができる。
【００１２】
また、請求項３記載の感圧センサは、可撓性を有することを特徴とする。
このように構成された連結式感圧センサは、湾曲状の窓枠等にも適用できて、容易に曲げて敷設することができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の開閉装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の連結式感圧センサを複数個連結した長尺の感圧センサを、開口部と該開口部を開閉する閉口部材の少なくともいずれかの縁に沿って配設し、前記開口部と前記閉口部材との間に物体が挟み込まれた際に、前記感圧センサが物体の押圧による断面の変形により出力する信号よって挟み込みを検知可能にした開閉装置であって、
前記連結式感圧センサ相互のカプラ結合位置を、前記開口部又は閉口部材のコーナ部に設定したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項５に記載の開閉装置は、請求項４に記載の開閉装置において更に、前記開口部又は閉口部材のコーナ部で連結式感圧センサ相互をカプラ結合するプラグ又はジャックの一方が、前記コーナ部に合わせた屈曲形状になされていることを特徴とするものである。
【００１５】
このように構成された開閉装置においては、連結式感圧センサ相互を連結するカプラを、感圧センサを敷設する開口部又は閉口部材のコーナ部に位置させ、その際、カプラを構成するプラグ又はジャックの一方を前記コーナ部に合わせた屈曲形状にしておけば、感圧センサ自体は略直線状に配置して敷設することができ、作業性を向上させることができる。
しかも、複数本の連結式感圧センサを連結した感圧センサは、単一の感圧センサとして扱えるため、電源線や信号線の接続のために必要なワイヤハーネスが、１本の感圧センサに対するもので済み、ワイヤハーネスの構造を単純にすることができる。
【００１６】
なお、好ましくは、請求項６に記載のように、請求項４又は５の何れかに記載の開閉装置において更に、複数本の連結式感圧センサを１本のケーブル状に連結した感圧センサの一端に、断線検出用抵抗体を接続し、他端に挟み込み検出用の判定手段を接続した構成とすると良い。
【００１７】
このようにすると、例えば、判定手段側では、前記断線検出用抵抗体による電圧降下を見込んで設定した基準電圧値が検出できるか否かで、断線の有無を簡単に検知でき、カプラ結合した複数本の連結式感圧センサの内の一部に断線が生じた場合に、速やかに断線の発生を検知すると同時に、断線によって挟み込みの検出が不能になっていることを見落とす危険がなくなり、装置の動作信頼性が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施の形態に係る連結式感圧センサ及び開閉装置を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る連結式感圧センサ及び開閉装置の一実施の形態を搭載したハッチバック車の電動リアハッチの斜視図である。図２（ａ）は図１に示したリアハッチ上の連結式感圧センサの接続構造の拡大説明図、図２（ｂ）は（ａ）のＡ部の拡大図である。
【００１９】
図１において、１１はハッチバック車、１２は開口部としてのリアゲート、１３は開口部を開閉する閉口部材としてのリアハッチである。１７は感圧センサで、リアハッチ１３の周縁全周に配設されている。
本発明の物体検出装置１００は、リアハッチ１３の端部周縁に配設された感圧センサ１７と、この感圧センサ１７の端部に接続されて感圧センサ１７の出力信号に基づき感圧センサ１７への物体（異物）の接触を判定する判定手段１９とを備えて、リアハッチ１３とリアゲート１２との間に物体等が挟み込まれた時に、それを検出する。
【００２０】
また、本実施の形態の開閉装置１５０は、上記の物体検出装置１００と、リアハッチ１３を開閉させる開閉駆動手段２１、開閉駆動手段２１を制御する開閉制御手段２３から成る。ここで、開閉駆動手段２１は、リアハッチ１３を閉じた状態で係止するロック機構、このロック機構をロックＯＮの状態又はロックＯＦＦの状態に切り替える駆動するモータ、リアハッチ１３を開方向に付勢するエアシリンダ１６等からなる。
【００２１】
図２に示すように、本実施の形態の感圧センサ１７は、三種類４本の連結式感圧センサ１８ａ，１８ｂ，１８ｂ，１８ｃをカプラ結合することで形成されている。
各連結式感圧センサ１８ａ，１８ｂ，１８ｂ，１８ｃは、図６に示すように、感圧手段としての可撓性の圧電素子材３３と、この圧電素子材３３を挿通支持させる挿入孔４２と、中空部４１と、側壁部４３とを有した弾性縁取り材３５とを備え、弾性縁取り材３５を固着させたブラケット３６を介して、リアハッチ１３の周縁部の定位置にビス止め等により固定されている。
弾性縁取り材３５は、合成ゴムや発泡樹脂部材等の弾性体によって形成されてリアハッチ１３の縁に沿って装着される。リアハッチ１３が完全閉止した状態で弾性縁取り材３５とリアゲート側ボディとの間には所定のクリアランスが確保されるよう構成してある。
【００２２】
本実施の形態の連結式感圧センサ１８ａ，１８ｂ，１８ｂ，１８ｃは、端部に、他の連結式感圧センサの端部にカプラ結合されて、より長尺に一体化された感圧センサを構築するプラグ８又はジャック９を備えている。
本実施の形態の場合、連結式感圧センサ相互のカプラ結合位置は、リアハッチ１３のコーナ部に設定してあり、連結式感圧センサ相互をカプラ結合するプラグ８が、リアハッチ１３のコーナ部の角度に合わせた屈曲形状に形成されている。そのため、各連結式感圧センサの圧電素子材３３は、単純な直線状で、曲げ癖を付けずとも、リアハッチ１３の全周に沿って敷設することができる。
なお、プラグ８の代わりに、ジャック９をコーナ部に合わせた屈曲形状にしても良い。
【００２３】
図３は、各連結式感圧センサ１８ａ，１８ｂ，１８ｂ，１８ｃに使用される圧電素子材３３の断面図である。この圧電素子材３３は、信号導出用電極としての中心電極４５、外側電極４７と、塩素化ポリエチレンからなるゴム弾性体に圧電セラミックスの焼結粉体を混合した複合圧電材からなる複合圧電体層４９と、被覆層５１とを同心円状に積層してケーブル状（即ち、長尺軸状）に成形し、分極処理して構成したもので、優れた可撓性を有し、変形時の変形加速度に応じた出力信号を発生する。
圧電セラミックスとしては、例えば、チタン酸鉛、又はチタン酸ジルコン酸鉛、又は、チタン酸ビスマスナトリウムやニオブ酸ナトリウム、ニオブ酸カリウム等の無鉛圧電セラミックの焼結粉体を用いる。
なお、感圧センサはそれ自体が可撓性を有しているので、湾曲状の窓枠等にも好適に適用できて、窓枠等に沿って湾曲状に曲げて敷設することができる。
【００２４】
以上の圧電素子材３３は、以下の工程により製造される。最初に塩素化ポリエチレンシートと４０〜７０体積％の圧電セラミックス（ここでは、チタン酸ジルコン酸鉛）粉末がロール法によりシート状に均一に混合される。このシートを細かくペレット状に切断した後、これらのペレットは中心電極４５と共に、連続的に押し出されて複合圧電体層４９を形成する。それから、外側電極４７が複合圧電体層４９の周囲に巻き付けられる。外側電極４７を取り巻いて被覆層５１も連続的に押し出される。最後に、複合圧電体層４９を分極するために、中心電極４５と外側電極４７の間に、５〜１０ｋＶ／ｍｍの直流高電圧が印加される。
【００２５】
上記塩素化ポリエチレンに圧電セラミックス粉体を添加するとき、前もって、圧電セラミックス粉体をチタン・カップリング剤の溶液に浸漬・乾燥することが好ましい。この処理により、圧電セラミックス粉体表面が、チタン・カップリング剤に含まれる親水基と疎水基で覆われる。
親水基は、圧電セラッミクス粉体同士の凝集を防止し、また、疎水基は塩素化ポリエチレンと圧電セラミックス粉体との濡れ性を増加する。この結果、圧電セラミックス粉体は、塩素化ポリエチレン中に均一に、最大７０体積％までに多量に添加することができる。上記チタン・カップリング剤溶液中の浸漬に代えて、塩素化ポリエチレンと圧電セラミックス粉体のロール時にチタン・カップリング剤を添加することにより、上記と同じ効果の得られることが見出された。この処理は、特別にチタン・カップリング剤溶液中の浸漬処理を必要としない点で優れている。このように、塩素化ポリエチレンは、圧電セラミックス粉体を混合する際のバインダー樹脂としての役割も担っている。尚、塩素化ポリエチレンの代わりに、例えば熱可塑性エラストマーのようなノンハロゲン材料を用いても良い。
【００２６】
本実施の形態の場合、中心電極４５には、銅系金属やステンレスによる単線導線又は複数線導線を使用している。
また、外側電極４７には、高分子層の上に銅金属膜を設けた帯状電極を用い、これを複合圧電体層４９の周囲に巻き付けた構成としている。そして、高分子層としては、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）を用い、この上に銅薄膜を接着した電極は、商業的にも量産されて、安価であるので、外側電極４７として好ましい。この電極を判定手段１９に接続する際には、半田付けにより接続することができる。
また、外側電極４７としてＰＥＴにアルミ層を付着した帯状電極を用いてもよく、より安価である。但し、アルミは半田付けができないので、この電極を判定手段１９に接続する際には、例えば加締めや、ハトメにより接続する。この場合は、外側電極のアルミの周りに金属単線コイルや金属編線を巻きつけて、外側電極と導通をとり、金属単線コイルや金属編線を判定手段１９に半田付けする構成としてもよく、半田付けが可能となるので、作業の効率化が図れる。
なお、圧電素子材３３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４７は部分的に重なるようにして複合圧電体層４９の周囲に巻き付けることが好ましい。
被覆層５１としては、本実施の形態では、一般的に電線等の被覆として使用される塩化ビニールよりも断熱性及び防水性に優れたゴム材料や発泡ウレタン等の発泡樹脂部材を使用する。
【００２７】
上記のように、圧電素子材３３の複合圧電材が塩素化ポリエチレンの有する可撓性と圧電セラミックスの有する高温耐久性とを併せ持つので、圧電体としてポリフッ化ビニリデンを用いた従来の圧電センサのような高温での感度低下がなく、高温耐久性がよい上、ＥＰＤＭのようなゴムのように成形時に加硫工程が不要なので生産効率がよいという利点が得られる。
【００２８】
弾性縁取り材３５に用いられる弾性体は、接触する物品の押圧力で複合圧電体層４９が変形し易いように、複合圧電体層４９よりも柔軟性及び可撓性の高いものが良い。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。このような弾性体として、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。以上のような構成により、圧電素子材３３の最小曲率は、半径５ｍｍまで可能になる。
【００２９】
図４は感圧センサ１７の外観図である。最後尾に接続される連結式感圧センサ１８ｃは、圧電素子材３３の一終端５３に、断線検出用抵抗体５５を接続してある。断線検出用抵抗体５５は圧電素子材３３の中心電極４５と外側電極４７との間に接続されている。断線検出用抵抗体５５は、焦電効果によって圧電素子材３３に発生する電荷を放電する放電部を兼用しており、部品の合理化となっている。
【００３０】
感圧センサ１７の始端側に接続される連結式感圧センサ１８ａは、圧電素子材３３の始端部に判定手段１９に直接接続され、圧電素子材３３と判定手段１９とは一体化されている。また、判定手段１９には、電源供給用と検出信号の出力用のケーブル５７、及びコネクタ５９が接続されている。圧電素子材３３を弾性縁取り材３５に配設する場合は、端部５３に断線検出用抵抗体５５を内蔵し、圧電素子材３３を弾性縁取り材３５の挿入孔４２に挿入した後、圧電素子材３３と判定手段１９とを接続し、一体化する。
感圧センサ１７の中間に接続される連結式感圧センサ１８ｂは、圧電素子材３３の一端側にプラグ８が接続され、他端側にジャック９が接続されている。
【００３１】
なお、弾性縁取り材３５を押し出し成型法により成形する際に同時に圧電素子材３３を押し出して、圧電素子材３３を弾性縁取り材３５に配設し、その後、端部５３に断線検出用抵抗体５５を内蔵させ、圧電素子材３３と判定手段１９とを一体化してもよい。
なお、上記の実施の形態では、感圧センサを圧電センサとして記載したが、外に、例えば、電極接触式の感圧センサ（感圧スイッチ）を用いることもできる。
【００３２】
図５は、本実施の形態の物体検出装置１００及び開閉装置１５０のブロック図である。
判定手段１９は、感圧センサ１７の断線を検出する際に使用する分圧用抵抗体６１、圧電素子材３３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瀘波部６２、瀘波部６２からの出力信号に基づき感圧センサ１７への物体の接触を判定する判定部６３、断線検出用抵抗体５５と分圧用抵抗体６１により形成される電圧値から圧電素子材３３の中心電極４５と外側電極４７の断線異常を判定する異常判定部６４を備えている。
また、中心電極４５と外側電極４７を判定手段１９に接続し、圧電素子材３３からの出力信号を判定手段１９に入力する信号入力部６５と、判定部６３からの判定信号を出力する信号出力部６６とは、隣接して判定手段１９内に配設してある。信号出力部６６には、判定手段１９への電源ラインとグランドラインも接続されている。さらに、判定手段１９は、信号入力部６５と信号出力部６６との間に設けられ高周波信号をバイパスするコンデンサ等のバイパス部６７を有している。
【００３３】
また、開閉制御手段２３には、判定手段１９の判定結果を車室内のフロントパネルに設置された所定のライト等で報知する報知手段７４、リアハッチ１３を開閉するための開閉スイッチ７５が接続されている。そして、判定手段１９を通じて電力を供給する自動車のバッテリー等からなる電源７６が設けられている。
【００３４】
瀘波部６２は、圧電素子材３３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、異物の接触による押圧により圧電素子材３３が変形する際に圧電素子材３３の出力信号に現れる特有な周波数成分のみ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や走行時の車体振動を解析して最適化すればよい。
【００３５】
外来の電気的ノイズを除去するため、判定手段１９はシールド部材で全体を覆って電気的にシールドしてある。また、外側電極４７は判定手段１９のシールド部材と導通し、感圧センサ１７も電気的にシールドされている。なお、上記回路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良い。
【００３６】
次に、物体検出装置１００による異物の感圧センサ１７への接触を検出する際の基本動作について説明する。
図６にリアゲートとリアハッチの間に異物としての物体７７が侵入して挟み込まれた場合の感圧センサ１７の様子を示した。物体７７が感圧センサ１７と接触すると、物体７７による押圧が弾性縁取り材３５及び圧電素子材３３に作用する。弾性縁取り材３５は圧電素子材３３より柔軟性を有しているので、図示のように物体７７が接触する点を中心として押圧により弾性縁取り材３５が圧縮されて、側壁部４３が変形し、同時に中空部４１が押し潰される。これにより圧電素子材３３も物体７７が弾性縁取り材３５と接触する点を中心として屈曲して変形する。また、感圧センサ１７を含めてリアハッチ１３の縁を手で握ることでも、同様の変形が感圧センサ１７に生じる。
【００３７】
このようにして圧電素子材３３が変形すると、圧電効果により圧電素子材３３から変形の加速度に応じた出力信号が出力される。圧電素子材３３からの出力信号は瀘波部６２により濾波される。圧電素子材３３の出力信号に自動車の車体の振動等に起因する不要な振動成分による出力信号が現れることがあるが、瀘波部６２がこの不要な信号を除去する。
【００３８】
ここで、判定部６３と制御部７３の動作手順について、図７に基づいて説明する。
図７は瀘波部６２からの出力信号Ｖ、判定手段１９の判定出力Ｊである。図７中、縦軸は上から順にＶ、Ｊ、横軸は時刻ｔである。
判定手段１９はリアハッチ１３の閉動作時に判定動作を行う。図６に示したように物体７７が挟み込まれると、圧電素子材３３からは、圧電効果により圧電素子材３３の変形の加速度に応じた信号が出力され、瀘波部６２からは図７（ａ）に示すような基準電位Ｖ０より大きな信号成分が現れる。この際、単に圧電素子材３３をリアハッチ１３に配設した構成であれば、挟み込みの際の圧電素子材３３の変形は僅かであるが、本実施の形態の場合は、図２に示すように、弾性縁取り材３５が柔軟性を有しており、挟み込みの際に弾性縁取り材３５が容易に圧縮されるので、圧電素子材３３の変形量が増大する。
【００３９】
そして、挟み込みの際に中空部４１も押し潰されるので、圧電素子材３３の変形量がさらに増大する。このように圧電素子材３３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、圧電素子材３３の出力信号も大きくなる。判定部６３はＶのＶ０からの振幅｜Ｖ−Ｖ０｜がＤ０よりも大ならば物体７７と接触があったものと判定し、図７（ｂ）に示すように、時刻ｔ２で判定出力として、Ｌｏ→Ｈｉのパルス信号を出力する。
【００４０】
なお、感圧センサ１７の変形の際、ＶがＶ０より大となるか小となるかは、圧電素子材３３の屈曲方向や分極方向、電極の割り付け（どちらを基準電位とするか）、圧電素子材３３の支持方向により変化するが、判定部６３ではＶのＶ０からの振幅の絶対値に基づき挟み込みを判定しているので、ＶのＶ０に対する大小によらず挟み込みを判定することができる。
【００４１】
上記の基本的な判定方法に加えて、次のようにして異物となる物体との接触の有無を判定すると、挟み込みの発生を未然に防止することが可能になる。
図８は、瀘波部６２からの出力信号Ｖ、判定手段１９の判定出力Ｊを示す特性図である。図８中、縦軸は上から順にＶ，Ｊ、横軸は時刻ｔである。
図８（ａ）に示すように、時刻ｔ４においてリアハッチ１３の縁に搭載した荷物のはみ出し部が当たる等により感圧センサ１７を変形させると、圧電素子材３３からは圧電効果によって信号が出力され、その結果瀘波部６２からは基準電位Ｖ０より大きな信号成分が現れる。
【００４２】
そして、判定部６３は出力信号Ｖが予め設定されたＶ１以上となった場合に、即ち、出力信号ＶのＶ０からの振幅｜Ｖ−Ｖ０｜がＶ１より大きくなった場合に、物体と接触したものと判定し、図８（ｂ）に示すように、時刻ｔ４で判定出力として、Ｌｏ→Ｈｉ（判定信号）のパルス信号を出力してこれを保持する。
次に、リアハッチ１３から手を離す等して感圧センサ１７の変形を解除すると、圧電素子材３３からは同等の圧電効果によって信号が出力され、瀘波部６２からは基準電位Ｖ０より小さな信号成分が現れる。このとき、判定部６３は、出力信号Ｖが予め設定したＶ２以下となった場合に、即ち、出力信号のＶのＶ０からの振幅｜Ｖ−Ｖ０｜がＶ２より大きくなった場合に、物体から離反したものと判定し、時刻ｔ５で判定信号であるＨｉレベルのパルス信号をＨｉ→Ｌｏとする。つまり、物体の接触を検出してから離反を検出するまでの間、パルス信号をＨｉに保持し、判定信号の出力を保持する。
【００４３】
なお、上記判定手段１９の機能を、接続される開閉制御手段２３側に持たせることにより感圧センサ１７から判定手段１９を切り離し、感圧センサ１７自体の設置等の取り扱い性を向上させた構成としてもよい。
【００４４】
以上の物体検出装置１００及び開閉装置１５０において、使用する感圧センサ１７は、複数本の連結式感圧センサ１８ａ，１８ｂ，１８ｂ，１８ｃをカプラ結合によって１本のケーブル状に接続したもので、カプラ結合による接続本数を増やすことで、任意の長さに延長した１本の感圧センサを得ることができ、使用箇所に応じた長さの連結式感圧センサを簡単に得ることができる。
そして、個々の連結式感圧センサ１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、汎用性が向上し、量産によるコストの低減を図ることができる。
【００４５】
また、以上の構成の感圧センサ１７を使用する開閉装置１５０においては、連結式感圧センサ１８ａ，１８ｂ，１８ｂ，１８ｃ相互を連結するカプラを、感圧センサ１７を敷設するリアハッチ１３のコーナ部に位置させ、その際、カプラを構成するプラグ８をコーナ部に合わせた屈曲形状にしておけば、感圧センサ自体は略直線状に配置して敷設することができ、作業性を向上させることができる。しかも、複数本の連結式感圧センサ１８ａ，１８ｂ，１８ｂ，１８ｃを連結した感圧センサ１７は、単一の感圧センサとして扱えるため、電源線や信号線の接続のために必要なワイヤハーネスが、１本の感圧センサに対するもので済み、ワイヤハーネスの構造を単純にすることもできる。
【００４６】
また、複数本の連結式感圧センサ１８ａ，１８ｂ，１８ｂ，１８ｃを連結して形成した感圧センサ１７は、一端に断線検出用抵抗体５５を接続し、他端に挟み込み検出用の判定手段１９を接続した構成で、判定手段１９側では、断線検出用抵抗体５５による電圧降下を見込んで設定した基準電圧値が検出できるか否かで、断線の有無を簡単に検知でき、カプラ結合した複数本の連結式感圧センサの内の一部に断線が生じた場合に、速やかに断線の発生を検知すると同時に、断線によって挟み込みの検出が不能になっていることを見落とす危険がなくなり、装置の動作信頼性が向上する。
【００４７】
なお、上記実施の形態では、感圧センサ１７をリアハッチ１３に装備したが、代わりに、リアハッチ１３を閉じた時にこのリアハッチ１３の周縁部が突き合わさるリアゲート１２側に、感圧センサ１７を装備するようにしても良い。
【００４８】
また、本発明に係る感圧センサ１７及び物体検出装置の適用対象は、以上の実施の形態で説明したハッチバック車のリアハッチ又はリアゲートに限らない。
例えば、ワンボックスカー等における電動スライドドアや、電動サンルーフ、建物の自動ドア等へも、応用可能である。
【００４９】
また、上記の実施の形態では、カプラ結合部を、感圧センサの敷設対象の枠体のコーナ部に配設するようにしたが、図９に示すように、複数本の連結式感圧センサ１８ａ，１８ｂ，１８ｂ，１８ｃ相互をストレートタイプのプラグ８及びジャック９によって略直線状に連結して、より長尺の枠体に対応させることも可能で、カプラ結合部の配設位置はコーナ部に限定するものではない。
【００５０】
図１０は本発明に係る連結式感圧センサ及び開閉装置を搭載した他の実施の形態を示すハッチバック車のリアハッチの平面図である。
この実施の形態では、上記したように、カプラ結合部の配設位置をコーナ部から外れた位置に設定している。
すなわち、ブラケット３６はリアハッチ１３側に固定され、コーナ部では連結式感圧センサ１７を備えた弾性縁取り材３５を屈曲させてリアハッチ１３の周縁全周に配置している。カプラ結合部は、コーナ部から外れた位置で、ストレートタイプのプラグ８及びジャック９によって略直線状に連結されると共に、センサが不要な振動の影響を受けないように、リアハッチ１３側に固定される。また、カプラ結合部は、ブラケット３６をリアハッチ１３に固定する際、湾曲した余長部を形成することで、カプラ結合作業が容易になるようにしてある。
上記のように構成しても、連結式感圧センサ１７自体は可撓性を有して折曲できるので、コーナ部に配設してコーナ部近傍での物体等の挟み込みを検出することができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の連結式感圧センサでは、カプラ結合による接続本数を増やすことで、任意の長さに延長した１本の感圧センサを得ることができ、使用箇所に応じた長さの連結式感圧センサを簡単に得ることができる。
そして、個々の連結式感圧センサは、汎用性が向上し、量産によるコストの低減を図ることができる。
【００５２】
また、請求項２や請求項３に記載した連結式感圧センサは、外力を受けて圧電層が変形したときその変位量に応じた出力信号を発生することができる。また、湾曲状の窓枠等にも適用できて、容易に曲げて敷設することができる。
また、請求項４や請求項５に記載した開閉装置では、連結式感圧センサ相互を連結するカプラを、感圧センサを敷設する開口部又は閉口部材のコーナ部に位置させ、その際、カプラを構成するプラグ又はジャックの一方を前記コーナ部に合わせた屈曲形状にしておけば、感圧センサ自体は略直線状に配置して敷設することができ、作業性を向上させることができる。
しかも、複数本の連結式感圧センサを連結した感圧センサは、単一の感圧センサとして扱えるため、電源線や信号線の接続のために必要なワイヤハーネスが、１本の感圧センサに対するもので済み、ワイヤハーネスの構造を単純にすることができる。
【００５３】
更に、請求項６に記載の構成の開閉装置では、例えば、判定手段側では、前記断線検出用抵抗体による電圧降下を見込んで設定した基準電圧値が検出できるか否かで、断線の有無を簡単に検知でき、カプラ結合した複数本の連結式感圧センサの内の一部に断線が生じた場合に、速やかに断線の発生を検知すると同時に、断線によって挟み込みの検出が不能になっていることを見落とす危険がなくなり、装置の動作信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る連結式感圧センサ及び開閉装置の一実施の形態を搭載したハッチバック車のリアハッチの斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示したリアハッチ上の連結式感圧センサの接続構造の拡大説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ部の拡大図である。
【図３】本発明の連結式感圧センサとなる圧電素子材の断面図である。
【図４】本発明の連結式感圧センサの外観図である。
【図５】図１に示した開閉装置のブロック図である。
【図６】開口部の閉口動作時に異物を挟み込んだ感圧センサの変形状態を示す斜視図である。
【図７】図１に示した開閉装置における瀘波部からの出力信号Ｖ、判定手段の判定出力Ｊを示す特性図である。
【図８】図１に示した開閉装置における瀘波部からの出力信号Ｖ、判定手段の判定出力Ｊで挟み込みを未然に防止する方法の説明図である。
【図９】本発明に係る連結式感圧センサの他の実施の形態の説明図である。
【図１０】本発明の更に他の実施の形態で、図９の連結式感圧センサを用いた開閉装置の説明図である。
【図１１】従来のハッチバック車のリアハッチへの感圧センサの装備例を示す斜視図である。
【符号の説明】
８プラグ
９ジャック
１１ハッチバック車
１２リアゲート（開口部）
１３リアハッチ（閉口部材）
１７感圧センサ
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ連結式感圧センサ
１９判定手段
２１開閉駆動手段
２３開閉制御手段
３３圧電素子材
４１中空部
４２挿入孔
４５中心電極
４７外側電極
４９複合圧電体層
５１被覆層
５５断線検出用抵抗体
６１分圧用抵抗体
６２瀘波部
６３判定部
６５信号入力部
６６信号出力部
６７バイパス部
１００物体検出装置
１５０開閉装置

Claims

長尺状の感圧センサであって、
端部に、他の感圧センサの端部をカプラ結合して、より長尺に一体化された感圧センサを構築するプラグ又はジャックを備えたことを特徴とする連結式感圧センサ。
前記感圧センサは、中心電極と、その周囲を略同心円状に覆う圧電層と、この圧電層の外側を包む外側電極とを備え、外力による前記圧電層の変形によって、前記中心電極及び外側電極に出力信号を発生することを特徴とする請求項１記載の連結式感圧センサ。
前記感圧センサが可撓性を有することを特徴とする請求項１又は２記載の連結式感圧センサ。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の連結式感圧センサを複数個連結した長尺の感圧センサを、開口部と該開口部を開閉する閉口部材の少なくともいずれかの縁に沿って配設し、前記開口部と前記閉口部材との間に物体が挟み込まれた際に、前記感圧センサが物体の押圧による断面の変形により出力する信号よって挟み込みを検知可能にした開閉装置であって、
前記連結式感圧センサ相互のカプラ結合位置を、前記開口部又は閉口部材のコーナ部に設定したことを特徴とする開閉装置。
前記開口部又は閉口部材のコーナ部で連結式感圧センサ相互をカプラ結合するプラグ又はジャックの一方が、前記コーナ部に合わせた屈曲形状になされていることを特徴とする請求項４記載の開閉装置。
複数本の連結式感圧センサを１本のケーブル状に連結した感圧センサの一端に、断線検出用抵抗体を接続し、他端に挟み込み検出用の判定手段を接続したことを特徴とする請求項４又は５のいずれかに記載の開閉装置。