JP2004245578A - 感圧センサ、物体検出装置、及び開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加速度成分を検出する圧電センサを用い、物体の検出をいかなる状況下においても安定して高精度で行い得る、低コストの感圧センサ、物体検出装置、及び開閉装置を提供する。
【解決手段】開口部と、開口部を開閉する開閉部の少なくともいずれかに配設され、外力を受けて変形することにより発生する出力信号に基づいて開口部と開閉部との間への物体の挟み込みを検出する感圧センサであって、感圧センサは、変形に応じた出力信号を発生する感圧手段３３と、感圧手段３３を開口部と開閉部の少なくともいずれかに支持する支持手段３５とを具備し、支持手段３５として、弾性率の異なる第１、第２変形部を備えたり、負荷荷重に対する変位量の変化特性が非線形となる構成とした。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感圧センサ、物体検出装置及び開閉装置に関し、特に、センサを確実に動作させるための改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、物体の挟み込みを防止するために使用される感圧センサとして、押圧により接点が閉じるタイプの感圧スイッチや、圧電素子を利用した圧電センサを使用する例が多々開示されている。圧電センサは、物体の押圧により圧電センサが変形すると、変形の加速度に応じて、圧電効果により圧電センサから電圧パルスが出力され、この電圧パルスの有無に基づき物体の挟み込みの有無を検出する。これらの感圧センサを自動車のパワーウィンドウ装置の挟み込み防止用に適用する場合には、例えばドアの窓枠に沿って感圧スイッチや圧電センサを配設し、窓枠と窓ガラスとの間に物体が挟み込まれたときに、感圧スイッチや圧電センサが物体により変形を受けるようにされる。そして、窓ガラスを閉じる際に、感圧スイッチが閉じられたり、圧電センサから所定の電圧パルスが出力されると、物体の挟み込みがあったとして、電動モータの回転方向を逆転させて挟み込みを解除していた。
【０００３】
ところが、上記感圧スイッチでは、窓枠に沿って配設する際に屈曲させると感圧スイッチが閉じてしまい誤検出する問題があり、また、上記圧電センサでは、物体が圧電センサを押圧しても圧電センサが窓枠に固定されているために変形しにくく、挟み込みを検出する際に、検出に十分な大きさの電圧パルスが圧電センサから発生しない問題があった。このため、圧電センサから十分な大きさの電圧パルスが出力されないので、電圧パルスが挟み込みの検出閾値以上になるまで窓ガラスが閉動作を継続してしまい、挟み込みを解除するまでに物体に印加される荷重が大きくなって物体を損傷することが起こり得る。
そこで、柔軟な線状に形成され、変形の加速度成分に応じた出力信号を発生する新規な圧電素子を利用した感圧センサを用いることにより、検出感度を向上させて良好な挟み込み防止効果を得るものが開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３２４３９３号公報（図１，２，４参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の加速度成分に応じた出力信号を発生する感圧センサは、図２４に示す構造で窓枠１へ取り付けていた。即ち、感圧センサは４は可撓性の圧電センサ２と支持手段３とからなり、支持手段３は圧電センサ２を最下部近傍に内蔵し、柔軟性を有したゴムや発泡樹脂部材等の弾性体からなる。また、圧電センサ２が変形し易いように、圧電センサ２の周囲の支持手段３の肉厚は薄くしてある。そして、支持手段３は圧電センサ２の変形を増大するための、中空部４と側壁部５からなる変形増大部を有している。
【０００６】
上記取り付け構造においては、主に変形増大部の変形により圧電センサ２の変形が増長され、良好な検出感度を実現できていたが、本願発明者らの鋭意検討の結果、さらに圧電センサ２からの信号処理を変更したり、支持手段３の形状を変更することで、低コストで、より一層の検出能力向上が図れることを知見できた。
【０００７】
本発明は、加速度成分を検出する圧電センサを用い、物体の検出をいかなる状況下においても安定して高精度で行い得る、低コストの感圧センサ、物体検出装置、及び開閉装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記構成により達成できる。
（１）開口部と、前記開口部を開閉する開閉部の少なくともいずれかに配設され、外力を受けて変形することにより発生する出力信号に基づいて前記開口部と前記開閉部との間への物体の挟み込みを検出する感圧センサであって、前記感圧センサは、変形に応じた出力信号を発生する感圧手段と、前記感圧手段を前記開口部と前記開閉部の少なくともいずれかに支持する支持手段とを具備し、前記支持手段が、第１の弾性率を有し前記感圧センサの変形を増大する第１変形部と、前記第１の弾性率より高い第２の弾性率を有する第２変形部とを少なくとも備えたことを特徴とする感圧センサ。
（２）前記第１変形部が、中空部と側壁部とを有してなることを特徴とする（１）記載の感圧センサ。
（３）前記第１変形部と前記第２変形部とが別体に形成され接合されていることを特徴とする（１）又は（２）記載の感圧センサ。
（４）前記第２変形部が、自動車のウエザストリップの一部と一体に形成されていることを特徴とする（１）又は（２）記載の感圧センサ。
（５）前記第２変形部が、自動車の窓枠であることを特徴とする（１）又は（２）記載の感圧センサ。
（６）前記第１変形部と前記第２変形部とが一体に形成され、前記第２変形部が前記中空部より小さな空隙を有することを特徴とする（２）記載の感圧センサ。
（７）開口部と、前記開口部を開閉する開閉部の少なくともいずれかに配設され、外力を受けて変形することにより発生する出力信号に基づいて前記開口部と前記開閉部との間への物体の挟み込みを検出する感圧センサであって、前記感圧センサは、変形に応じた出力信号を発生する感圧手段と、前記感圧手段を前記開口部と前記開閉部の少なくともいずれかに支持する支持手段とを具備し、前記支持手段は、負荷荷重に対する変位量の変化が非線形な特性を有することを特徴とする感圧センサ。
（８）前記支持手段が、前記開閉部側に配置され、且つ、前記開閉部の端部における該開閉部の閉方向前方に前記感圧手段が配置され、前記感圧手段が外力を受けて変形する場合に、前記感圧手段が前記開口部の端部に当接した後に該端部を乗り上げて変形することを特徴とする（７）記載の感圧センサ。
（９）前記支持手段が、前記感圧手段を収容する先端部と、該先端部の両脇を基端側に接続して中空部を形成する側壁部と、前記中空部内で前記基端側から前記感圧手段に向けて突起させて設けた突起部とを備えたことを特徴とする（７）記載の感圧センサ。
（１０）前記支持手段が、前記感圧手段を収容する先端部と、基端部から延出して形成した延出基部と、前記先端部の両脇を前記延出基部の側面に接続して中空部を形成する側壁部とを備えたことを特徴とする（７）記載の感圧センサ。
（１１）前記感圧手段が、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ことを特徴とする（１）〜（１０）のいずれか１項の感圧センサ。
（１２）前記（１）〜（１１）のいずれか１項記載の感圧センサと、前記感圧センサの出力信号に基づき前記感圧センサへの物体の接触の有無を判定する判定手段とを備えた物体検出装置。
（１３）前記判定手段が、前記感圧手段からの出力信号が予め設定された第１の変化量以上となった場合に判定信号を出力することを特徴とする（１２）記載の物体検出装置。
（１４）前記判定手段が、前記感圧手段からの出力信号が前記第１の変化量以上になってから、前記出力信号の極性とは異なる前記感圧手段からの出力信号が、予め設定された第２の変化量以上となるまで前記判定信号を保持することを特徴とする（１２）記載の物体検出装置。
（１５）開口部と、前記開口部を開閉する開閉部の少なくともいずれかに配設され、外力を受けて変形することにより発生する出力信号に基づいて前記開口部と前記開閉部との間への物体の挟み込みを検出する感圧センサ、及び前記感圧センサの出力信号に基づき前記感圧センサへの物体の接触の有無を判定する判定手段を備えた物体検出装置であって、前記感圧センサは、変形に応じた出力信号を発生する感圧手段と、前記感圧手段を前記開口部と前記開閉部の少なくともいずれかに支持する支持手段とを具備し、前記判定手段が、前記感圧手段からの出力信号が予め設定された第１の変化量以上となった場合に判定信号を出力すると共に、該判定信号を出力してから前記出力信号の極性とは異なる前記感圧手段からの出力信号が、予め設定された第２の変化量以上となるまで前記判定信号を保持することを特徴とする物体検出装置。
（１６）前記（１２）〜（１５）のいずれか１項記載の物体検出装置と、開閉部を駆動する駆動手段と、前記開閉部が閉動作する際に判定手段が感圧センサへの物体の接触を判定すると前記開閉部の閉動作を停止するか又は前記開閉部を開動作するよう前記駆動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする開閉装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る感圧センサ、物体検出装置、及び開閉装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る感圧センサを備えた物体検出装置１００及び開閉装置１５０の外観図で、自動車のパワーウインドウに適用した場合を一例として示している。図２は図１のＡ−Ａ断面構成図である。なお、図２では図面右側が車室内側、左側が車室外側である。
【００１０】
まず、本実施形態の物体検出装置１００の基本構成は次の通りである。図１より、１１は自動車のドア、１３は開口部としての窓枠、１５は開閉部としての窓ガラスである。１７は感圧センサで窓枠１３の端部周縁に配設されている。１９は感圧センサ１７の出力信号に基づき感圧センサ１７への物体の接触を判定する判定手段である。
【００１１】
また、本実施形態の開閉装置１５０は、上記の物体検出装置１００と、窓ガラス１５を開閉させる駆動手段２１、駆動手段２１を制御する制御手段２３から成る。ここで、駆動手段２１は、モータ２５、ワイヤ２７、窓ガラス１５の支持具２９、ガイド３１等からなる。モータ２５によりワイヤ２７を動かし、ワイヤ２７と連結された支持具２９をガイド３１に沿って上下させることにより窓ガラス１５を開閉する構造となっている。なお、駆動手段２１は上記のようなワイヤ２７を用いた方式に限定するものではなく、他の方式であってもよい。また、制御手段２３はモータ２５と一体化してもよい。
【００１２】
図２に示すように、本実施形態の感圧センサ１７は、感圧手段としての可撓性の圧電センサ３３と支持手段３５とからなる。支持手段３５は、圧電センサ３３を最下部近傍に内蔵しゴムや発泡樹脂部材等の弾性体からなる第１変形部３７と、該第１変形部３７に接合され窓枠１３に固着される第２変形部３９からなる。具体的には、第１変形部３７は中空部４１と側壁部４３とを有し、中空部４１及び側壁部４３を一体としたマクロ的な弾性率をＥ１（第１の弾性率）としている。一方、第２変形部３９のマクロ的な弾性率はＥ１より大きなＥ２（第２の弾性率）としている。つまり、第１変形部３７では、圧電センサ３３が変形し易いように圧電センサ３３の周囲の支持手段３５の肉厚は薄くしてあり、圧電センサ３３の変形を増大している。また、第２変形部３９はマクロ的な弾性率Ｅ２を第１変形部のＥ１より大きく設定することで、支持手段３５の変形挙動を、第１変形部３７が潰れた後に第２変形部３９が潰れるようにしている。ここで、第２変形部３９は、窓枠１３に配設されたウエザストリップと一体となっている。なお、支持手段３５は、２段構成に限らず、さらに第３変形部等があってもよい。
【００１３】
また、第１変形部３７は、例えば熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等が適用でき、第２変形部３９は、例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等が適用できる。
また、感圧センサ１７は、開口部側に限らず、開閉側に設けた構成であってもよい。
【００１４】
図３は圧電センサ３３の断面構成図である。圧電センサ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、変形に応じた出力信号を発生する。圧電セラミック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等の焼結粉体を用いる。圧電センサ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）ｖｏｌ％の圧電セラミック（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の周囲に巻きつけられる。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（５〜１０）ｋＶ／ｍｍの直流高電圧が印加される。
【００１５】
上記塩素化ポリエチレンに圧電セラミック粉体を添加するとき、前もって圧電セラミック粉体をチタン・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。親水基は圧電セラミック粉体同志の凝集を防止し、また、疎水基は塩素化ポリエチレンと圧電セラミック粉体との濡れ性を増加する。この結果、圧電セラミック粉体は塩素化ポリエチレン中に均一に、最大７０ｖｏｌ％まで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。なお、塩素化ポリエチレンの代わりに、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よい。
【００１６】
中心電極４５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の周囲に金属コイルを巻いた電極を用いる。絶縁性高分子繊維と金属コイルとしては、電気毛布において商業的に用いられているポリエステル繊維と銀を５ｗｔ％含む銅合金がそれぞれ好ましい。
【００１７】
外側電極４７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４９の周囲に巻きつ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、この上にアルミニウム膜を接着した電極は、１２０℃で高い熱的安定性を有するとともに商業的にも量産されているので、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、例えばカシメやハトメにより接続することができる。また、外側電極４７のアルミニウム膜の回りに金属単線コイルや金属編線を巻き付けてアルミニウム膜と導通をとり、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。また、アルミニウム膜の代わりに銅膜を用いて外側電極を構成してもよく、これにより半田付けが可能となる。尚、圧電センサ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の周囲に巻きつけることが好ましい。
【００１８】
被覆層５１としては、塩化ビニルやポリエチレンを用いればよいが、物体の押圧時に圧電センサ３３が変形しやすいよう複合圧電体層４９よりも柔軟性及び可撓性の良いゴム等の弾性材料を用いてもよい。車搭部品として耐熱性、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。以上のような構成により、圧電センサの最小曲率は半径５ｍｍまで可能となる。
【００１９】
上記のように、圧電センサ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。
【００２０】
図４は圧電センサ３３の外観図で、圧電センサ３３の一方の端部５３には、断線検出用抵抗体５５を内蔵してある。断線検出用抵抗体５５は圧電センサ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センサ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。圧電センサ３３は判定手段１９に直接接続され、圧電センサ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。圧電センサ３３を支持手段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、圧電センサ３３を支持手段３５に挿入した後、圧電センサ３３と判定手段１９とを接続し一体化する。なお、支持手段３５を押出成形法により成形する際に同時に圧電センサ３３を押出して圧電センサ３３を支持手段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、圧電センサ３３と判定手段１９とを一体化してもよい。
【００２１】
図５は本実施形態の物体検出装置及び開閉装置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、圧電センサ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濾波部６２、濾波部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センサ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に接続し圧電センサ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。
【００２２】
駆動手段２１はモータ２５の回転パルスを検出するためのホール素子６８を有する。
制御手段２３は、ホール素子６８からの出力信号に基づき窓ガラス１５の上端位置を検出する位置検出部７１と、ホール素子６８からの出力信号に基づき窓ガラス１５の移動速度を検出して窓ガラス１５への物体の接触を判定する開閉部接触判定部７２と、判定手段１９と位置検出部７１と開閉部接触判定部７２との出力信号に基づきモータ２５を制御する制御部７３とを備えている。
【００２３】
位置検出部７１はホール素子６８から出力されるパルス信号をカウントして記憶することにより窓ガラス１５の上端の現在位置を検出する。ここで、窓ガラス１５の上端位置Ｙは図１に示したように窓枠１３の最下点からの高さで表される。
【００２４】
開閉部接触判定部７２では、窓ガラス１５に物体が接触すると窓ガラス１５の移動速度が遅くなることに基づき、ホール素子６８から出力されるパルス信号のパルス間隔から窓ガラス１５の移動速度を演算し、演算した移動速度の単位時間当たりの変化量｜ΔＶ_ｗ｜が予め設定した設定値Ｖ_ｗ１より大となった場合、窓ガラス１５に物体が接触したと判定し、Ｌｏ→Ｈｉ→Ｌｏのバルス信号を出力する。ここで、このパルス信号のうち、Ｈｉレベルの信号が判定信号となる。
【００２５】
また、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、窓ガラス１５を開閉するための開閉スイッチ７５が接続され、この開閉スイッチは、ワンタッチ操作で窓ガラス１５を開閉するオートアップスイッチ、オートダウンスイッチと、マニュアル操作で窓ガラス１５を開閉するマニュアルアップスイッチ、マニュアルダウンスイッチ等からなる。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。
【００２６】
濾波部６２は、圧電センサ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、物体の接触による押圧により圧電センサ３３が変形する際に圧電センサ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。
【００２７】
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てもよい。
【００２８】
次に、物体検出装置による物体の感圧センサ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に窓枠と窓ガラスの間に物体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による押圧が支持手段３５及び圧電センサ３３に印加される。支持手段３５は圧電センサ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支持手段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。これにより圧電センサ３３も物体７７が支持手段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を含めて窓枠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。
【００２９】
このようにして圧電センサ３３が変形すると、圧電効果により圧電センサ３３から変形に応じた出力信号が出力される。圧電センサ３３からの出力信号は濾波部６２により濾波される。圧電センサ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、濾波部６２がこの不要な信号を除去する。
【００３０】
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は濾波部６２からの出力信号Ｖ、判定手段１９の判定出力Ｊ、モータ２５への印加電圧Ｖ_ｍを示す特性図である。図７中、縦軸は上から順にＶ、Ｊ、Ｖ_ｍ、横軸は時刻ｔである。時刻ｔ_１に開閉スイッチ７５のオートアップスイッチをオンすると、制御部７３がモータ２５に＋Ｖ_ｄの電圧を印加して窓ガラス１５を閉動作させる。判定手段１９は窓ガラス１５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、圧電センサ３３からは圧電効果により圧電センサ３３の変形の加速度に応じた信号が出力され、濾波部６２からは図７（ａ）に示すような基準電位Ｖ_０より大きな信号成分が現れる。この際、単に圧電センサ３３を窓枠１３に配設した構成であれば、挟み込みの際の圧電センサ３３の変形はわずかであるが、本実施形態の場合は図２に示すように、支持手段３５が柔軟性を有しており、挟み込みの際に支持手段３５が容易に圧縮されるので、圧電センサ３３の変形量が増大する。
【００３１】
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センサ３３の変形量がさらに増大する。このように圧電センサ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、結果として圧電センサ３３の出力信号も大きくなる。判定部６３はＶのＶ_０からの振幅｜Ｖ−Ｖ_０｜がＤ_０（第１の変化量）より大ならば物体との接触があったものと判定し、図７（ｂ）に示すように、時刻ｔ_２で判定出力としてＬｏ→Ｈｉ（判定信号）→Ｌｏのバルス信号を出力する。
【００３２】
制御部７３はこの判定信号があると、図７（ｃ）に示すように、モータ２５への＋Ｖ_ｄの電圧印加を停止し、−Ｖ_ｄの電圧を時刻ｔ_３まで一定時間印加して窓ガラス１５を一定量下降させ、挟み込みを解除、或いは挟み込みの発生を未然に防止する。感圧センサ１７への圧力を解除する場合には、圧電センサ３３からは変形が復元する加速度に応じた信号（図７（ａ）の基準電位Ｖ_０より小さな信号成分）が出力される。
【００３３】
なお、感圧センサ１７の変形の際、ＶがＶ_０より大となるか小となるかは、圧電センサ３３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３３の支持方向により変化するが、判定部６３ではＶのＶ_０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Ｖ_０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。
【００３４】
上記の基本的な判定方法に加えて、次のようにして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となる。
図８は濾波部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ｔ_４において窓枠１３を握る等して感圧センサ１７変位させると、圧電センサ３３からは圧電効果によって信号が出力され、その結果、濾波部６２からは基準電位Ｖ_０より大きな信号成分が現れる。
【００３５】
そして、判定部６３は出力信号Ｖが予め設定されたＶ_１以上となった場合に、即ち、出力信号ＶのＶ_０からの振幅｜Ｖ−Ｖ_０｜がＶ_１（第１の変化量）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ｔ_４で判定出力としてＬｏ→Ｈｉ（判定信号）のバルス信号を出力してこれを保持する。次に、窓枠１３から手を離す等して感圧センサ１７の変位を解除すると、圧電センサ３３からは同様の圧電効果によって信号が出力され、濾波部６２からは基準電位Ｖ_０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Ｖ_２以下となった場合に、即ち、出力信号ＶのＶ_０からの振幅｜Ｖ−Ｖ_０｜がＶ_２（第２の変化量）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ｔ_５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。
【００３６】
ここで、判定信号が出力されて物体の接触を検出した時刻ｔ_４から物体の離反を検出した時刻ｔ_５までの間は、仮に窓ガラス１５を昇降動作させようと開閉スイッチ７５を操作しても、制御部３９は、窓ガラス１５の動作をロックするように制御する。これにより、障害物が検出されて挟み込みの発生が未然に防止でき、安全性が高められる。
【００３７】
なお、上記した出力信号Ｖは、圧電センサ３３を分極する場合の極性により変化する。その場合には、図示した信号の正負が逆転する信号となるので、Ｖ_１，Ｖ_２の設定値を正負逆転させればよい。
また、上記判定手段１９の機能を、接続される制御手段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。
さらに、上記圧電センサ３３からの出力信号に基づいて、物体の接触と離反を検出する場合には、図２４に示す従来の支持手段３５の構成であってもよい。
【００３８】
次に、支持手段３５の作用を説明する。
上記した基本構成に加えて、本発明の感圧センサ１７は、支持手段３５が第１変形部３７と第２変形部３９とを少なくとも有することにより、静荷重の印加時においても変形の検出を可能とし、一層確実に圧力の検出が行える構成としている。
図９は、圧縮状態下における圧力の検知を行う様子で、（ａ）は静荷重の印加時、（ｂ）はさらに圧力が印加された状態、（ｃ）は圧力を検出し窓ガラスを戻す様子を示す説明図である。
図９（ａ）に示すように、感圧センサ１７が既に圧縮状態にある一例として、窓枠１３を握っている状態を考えると、従来ではこれ以上に圧縮方向の荷重が印加されても感圧センサ１７に生じる変位は微量であり、従って圧電センサ３３からの検出信号を十分な出力レベルで得るためには、高感度な圧電センサ３３を用いる必要があり、このため、コスト高となる等の問題が残されていた。一方、本発明の感圧センサ１７では、第１変形部３７が第２変形部３９を介して窓枠１３に接続されているため、第１変形部３７が初期状態において潰れきっていても、窓ガラス１５の押圧により、さらに圧力が印加されて図９（ｂ）に示す状態になると、主に第２変形部３９が変形するようになる。これにより、第１変形部３７が潰れた圧縮状態であっても圧電センサ３３が変形して確実に十分な出力レベルで検出信号が得られるようになる。そして、前述したように圧電センサ３３からの検出信号を受けて、窓ガラス１５が停止して下降を開始すると、図９（ｃ）に示すように元の図９（ａ）の状態に戻される。
【００３９】
図１０に第１変形部３７と第２変形部３９の変形特性を表すグラフを示した。つまり、感圧センサ１７は、複数（本実施形態においては２種類）の変形特性を有する支持手段３５に収められている。窓枠１３ごと把持する等の感圧センサ１７の初期の変形では、マクロ的な弾性率（Ｅ１）の小さい第１変形部３７がこれを受けて主に変形し、一定レベルの圧縮状態となった後は、マクロ的な弾性率（Ｅ２）の大きい第２変形部３９が主に変形する。支持手段３５を複数段階の変形挙動を有するように構成することで、仮に感圧センサ１７が応力下に置かれていても、圧電センサ３３からは検出に十分なレベルの検出信号が得られる。
また、静荷重が印加されて第１変形部３７が潰れる状態に限らず、振動等の動荷重が印加された場合でも、第２変形部３９が変形することで、この印加圧力を低コストで確実に検出することができる。
【００４０】
次に、上記した複数の変形特性を有する支持手段の変形例を以下に順次説明する。なお、図２に示す部材と同一の部材に対しては同一の符号を付与することにより、その説明は省略するものとする。
図１１は第２変形部をウエザストリップとは別体に構成した第１変形例を示す断面図である。
【００４１】
本変形例における第１変形部３７は、ウエザストリップ８１とは別体に形成され、窓枠１３に固着された第２変形部８３に接合されている。第２変形部８３は、第１変形部３７のマクロ的な弾性率Ｅ１より大きな弾性率Ｅ２を有する材料で形成される。例えば、第１変形部３７より硬質のゴム等であってもよい。
このように、第２変形部８３をウエザストリップ８１とは別体に形成することにより、ウエザストリップの設計自由度が向上し、また、第１変形部３７との接合がなくなるために、材料選択の自由度も向上する。
【００４２】
次に、支持手段の第２変形例を説明する。
図１２は第２変形部を第１変形部と一体化した第２変形例の構成を示す断面図である。
本変形例においては、第１変形部３７と第２変形部８５とが一体に形成され、第２変形部８５が第１変形部３７の中空部４１より小さな空隙８７を有している。空隙８７は、図示したような複数の気泡であってもよく、複数の微小中空部を形成したものであってもよい。上記空隙８７により、第１変形部３７の潰れた後に第２変形部８５が変形するようになり、圧縮応力下でも安定して圧力検出を行うことができる。また、この構成によれば、第１変形部と第２変形部とを一体成形により加工できるため、製造工程や組立工程を簡略化することができる。
【００４３】
次に、支持手段の第３変形例を説明する。
図１３は第２変形部を第１変形部と一体化した第３変形例の構成を示す断面図である。
本変形例においては、第１変形部３７と第２変形部８９とが一体に形成され、且つ、支持手段３５の固定側である窓枠１３からの距離Ｌが所定値以上となるように第２変形部８９が大きな厚み分を有している。上記距離Ｌにより、第１変形部３７の潰れた後に第２変形部８９が自身の弾性によって変形するようになり、圧縮応力下でも安定して圧力検出を行うことができる。従来は、距離Ｌが短いために第２変形部８９の変形量が微少であり、十分な変形代を取れなかったが、距離Ｌを伸ばすことにより、圧電センサ３３の変形を容易にでき、安定した圧力検出が可能となる。また、第１変形部３７と第２変形部８９とを簡単に一体成形できる。
【００４４】
上記各変形例の構成とする以外にも、次のようにしてもよい。即ち、図１４（ａ）に示すように、窓ガラスの閉動作時に物体７７等が感圧センサ１７を押圧している場合において、窓枠１３の剛性が高いときには、窓ガラス１５が物体７７に押し当てられても感圧センサ１７はこれを検知しない。しかし、窓枠１３の剛性を所定量低くしておくことで、図１４（ｂ）に示すように窓ガラス１５が物体７７に押し当てられたときに、窓枠１３が弾性変形して撓むようになる。この撓みによって圧電センサから十分な出力レベルの検出信号が得られるようになる。即ち、窓枠１３が第２変形部の機能を有している。
【００４５】
次に、本発明に係る感圧センサの他の実施の形態について以下に説明する。
図１５は自動車の電動ハッチバックの外観斜視図である。この実施形態においては、開閉部としての電動ハッチバックドア１１１の周縁部に、感圧センサ１７を取り付けた構成としている。
ここで、図１５のＢ−Ｂ断面図を図１６に示した。電動ハッチバックドア１１１の周縁の端部には、ドア１１１の閉方向へ突出するフランジ部１１３が形成されており、また、このフランジ部１１３に並列してブラケット１１５がネジ止め等により取り付けられている。このブラケット１１５には、圧電センサ２が支持されて中空部４を有する支持手段３が取り付けられている。支持手段３は、図１７（ａ）に示すように、物体７７の押圧により変形を受けた場合に、フランジ部１１３の先端中心位置Ｌ_１と圧電センサ２の中心位置Ｌ_２がずれるように圧電センサ２を配置している。
【００４６】
上記構成の感圧センサ１７によれば、電動ハッチバックドア１１１の閉動作時に次のように物体の挟み込みを検出する。即ち、図１７に示すように、電動ハッチバックドア１１１の閉動作中に物体７７が電動ハッチバックドア１１１の端部に接触するか、又は電動ハッチバックドア１１１とその開口部となる車体ボディ側との間に挟まる場合、感圧センサ１７は、図１７（ａ）に示すように支持手段３の中空部４が潰れて、支持手段３の圧電センサ２の近傍がフランジ部１１３に当接することで変形する。このときの圧電センサ２の変形により、物体の挟み込みの検出がなされる。この挟み込みの検出が行われた場合に、前述同様にドア１１１の閉動作を強制停止させたり、一旦開動作を行った後に停止させる等の安全処理動作を行う。
【００４７】
次に、図１７（ｂ）に示すように、ドア閉動作開始前に物体７７がドア端面に押し当てられて静荷重が負荷されているとき、ドアの閉動作に伴い物体７７がフランジ部１１３に一層強く押し当てられることになり、圧電センサ２近傍の支持手段３がフランジ部１１３によってしごかれ、図１７（ｃ）に示すように、圧電センサ２がフランジ部１１３を乗り越える。即ち、圧電センサ２の中心位置Ｌ_２がフランジ部先端位置Ｌ_１からずれているので、フランジ部１１３のさらなる押圧により、圧電センサ２近傍の支持手段３が弾性変形して伸ばされる。その結果、圧電センサ２がフランジ部１１３を乗り越えるようになる。なお、圧電センサ２回りの支持手段３の厚みを、中空部４を形成する両側壁部の合計厚みより大きくすることにより、最初にフランジ部１１３が圧電センサ２回りの支持手段３に当接し、フランジ部１１３のさらなる押圧により、厚みの少ない両側壁部へフランジ部１１３が落ち込むように支持手段３が弾性変形して伸ばされるように構成してもよい。これによっても、圧電センサ２がフランジ部１１３を乗り越えるようになる。
【００４８】
従って、ドア閉動作開始前に物体の押圧により静荷重が負荷され、その状態でドア閉動作が開始された場合でも、図１７（ｂ）に示す静荷重の負荷された状態から図１７（ｃ）に示す圧電センサ２がフランジ部１１３を乗り越えるように変形し、圧電センサ２から電圧パルスが発生して物体の接触を確実に検出する。つまり、支持手段の変位量は、負荷荷重に対して非線形な特性を有している。そして、この接触の検出が行われた場合に、前述同様にドア１１１の閉動作を強制停止させたり、一旦開動作を行った後に停止させる等の安全処理動作を行う。
なお、静荷重の負荷された図１７（ｂ）に示す状態から物体７７を除去すると、圧電センサ２が元の状態に復帰することにより、圧電センサ２から電圧パルスが発生するので、前述の図８に示すように、物体の接触と物体の離反とを個別に検出する物体検出方式を用いれば、物体７７を除去した時点でドアを閉動作開始することができ、挟み込みの検出による不要な安全処理動作（閉動作停止や開動作）をなくすことができる。
【００４９】
次に、上記実施形態の支持手段の変形例を説明する。
図１８は、感圧センサの支持手段の断面形状を変更した第１の変形例を示す断面構成図である。なお、図１８は図１５のＢ−Ｂ断面である。
本実施形態の支持手段３は、感圧センサ２を収容する先端部と、この先端部の両脇を支持手段２の基端側に接続して中空部４を形成する側壁部５と、中空部４内で支持手段２の基端側から感圧センサ２に向けて突起させて設けた突起部１１７とを備えて構成している。
【００５０】
上記構成の感圧センサ１７によれば、電動ハッチバックドア１１１の閉動作時に次のように物体の挟み込みを検出する。即ち、図１９（ａ）に示すように、電動ハッチバックドア１１１の閉動作中に物体７７が電動ハッチバックドア１１１の端部に接触するか、又は電動ハッチバックドア１１１とその開口部となる車体ボディ側との間に挟まる場合、感圧センサ１７は、支持手段３の中空部４が潰れて、支持手段３の圧電センサ２近傍が突起部１１７に当接する。このときの圧電センサ２の変形により、物体の挟み込みが検出される。
【００５１】
次に、図１９（ｂ）に示すように、ドア閉動作開始前に物体７７がドア端部に押し当てられ、静荷重の負荷された状態からドア閉動作が開始されたときには、ドアの閉動作に伴い物体７７が支持手段３に一層強く押し当てられることになり、支持手段３の圧電センサ２近傍の部位が、図１９（ｃ）又は（ｄ）に示すように、突起部１１７を乗り越えて、突起部１１７の脇部に移動する。このときに圧電センサ２から電圧パルスが発生して物体の接触が確実に検出される。即ち、支持手段３は負荷荷重に対する変形量の変化が非線形な物性を有するので、物体により静荷重が負荷された状態からドア閉動作が開始されても、支持手段３の非線形な変形により圧電センサ２が電圧パルスを発生して、物体の接触を検出することができ、前述と同様な安全処理動作を行うことができる。
【００５２】
次に、上記電動ハッチバックドア１１１に取り付けた第２変形例としての感圧センサの断面形状を図２０に示した。図２０は、図１５のＣ−Ｃ断面図である。前述の図１８に示す断面構成の感圧センサは、電動ハッチバックドア１１１の周縁全体にわたって取り付けることができる。しかし、電動ハッチバックドア１１１の車体への取付側（ヒンジ部側）の一辺においては、圧電センサ２の配置位置が電動ハッチバックドア１１１の回転中心１１９から距離Ｒ_１と近くなり、移動速度が遅くなるので、物体の挟み込み時に圧電センサ２の変形加速度が小さくなり、挟み込み検知がしづらい傾向がある。そこで、支持手段３の形状を図２１に示す断面構成としてもよい。
【００５３】
図２１は感圧センサの支持手段の形状を変更した断面構成図である。なお、図２１は図１５のＣ−Ｃ断面の電動ハッチバックドア側の断面図である。
この場合の支持手段３は、圧電センサ２を収容する先端部と、支持手段３の基端部から延出して形成した延出基部１２１と、圧電センサ２が収容された先端部の両脇を延出基部１２１の側面に接続して中空部４を形成する側壁部５とを備えて構成している。即ち、延出基部１２１の側方に中空部４を形成しているため、延出基部１２１側方の変形が容易となり、側方の物体検出感度を向上する構成となっている。
【００５４】
上記構成の感圧センサ１７によれば、電動ハッチバックドア１１１の閉動作時に次のように物体の挟み込みを検出する。即ち、図２２（ａ）に示す状態から図２２（ｂ）に示すように物体７７が挟み込まれると、電動ハッチバックドア１１１の閉動作方向に変形が容易な支持手段３が閉動作方向に押し当てられることで、中空部４が変形したり延出基部１２１が変形し、圧電センサ２が変形して電圧パルスが発生する。その際、図２２（ａ）に示すように、圧電センサ２の配置位置を電動ハッチバックドア１１１の回転中心１１９から遠ざけることで、圧電センサ２の移動加速度が増加し、物体の挟み込み時における圧電センサ２の変形の加速度が上昇するので、挟み込みを確実に検出できる。圧電センサ２の回転中心１１９からの距離Ｒ_２としては、例えばフランジ部１１３の先端と略同じか長くなる距離となるように設定するとよい。
【００５５】
次に、この断面形状の支持手段３における図１５のＢ−Ｂ断面で、図２３（ａ）に示すように、ドア閉動作開始前に物体７７がドア端部に押し当てられると、延出基部１２１の弾性抵抗により、ある一定以上の押圧負荷までは延出基部１２１は変形しない。この静荷重の負荷された状態からドア閉動作開始されたときには、ドアの閉動作に伴い物体７７が支持手段３に一層強く押し当てられることになり、支持手段３の延出基部１２１が図２３（ｂ）又は（ｃ）に示す状態に基端部から座屈するような非線形な変形を起こして、圧電センサ２が変形する。このときに圧電センサ２から電圧パルスが発生して物体の接触が確実に検出される。そして、物体の接触が検出されると、前述と同様な安全処理動作を行う。
【００５６】
以上説明した感圧センサ、物体検出装置、開閉装置によれば、圧電センサからの信号処理を変更したり、支持手段の形状を変更することで、低コストで、検出能力の向上を図ることができる。つまり、感圧センサに不意に外力が加えられた場合であっても、圧電センサからの出力信号に基づいて接触の開始から終了までの間を認識し、この間の駆動動作をロックすることできる。また、感圧センサに予め圧力の負荷された静的圧力下で外力が加えられた場合であっても、支持部材の第２変形部が変形することで、圧電センサから十分な出力レベルの信号が得られ、確実な検出を行うことができる。これらの効果によって、障害物が確実に検出されて挟み込みが防止され、安全性をより高めることが可能となる。
【００５７】
また、本発明は、自動車の窓枠や車体後部の電動ハッチドアに配設する感圧センサに限らず、例えば、自動車の車体側面のスライドドア、車体天井の電動サンルーフ、或いは電動トランク等に適用することもでき、前述同様の効果が奏される。さらには、自動車に限らず、列車或いは建物の自動ドア等に対しても適用可能である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、加速度成分を検出する圧電センサを用い、低コストでありながら、物体の検出をいかなる状況下においても安定して高精度で行うことができ、障害物の検出と挟み込みの防止効果を高め、安全性を一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る感圧センサを備えた物体検出装置及び開閉装置の外観図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面構成図である。
【図３】圧電センサの断面構成図である。
【図４】圧電センサの外観図である。
【図５】物体検出装置及び開閉装置のブロック図である。
【図６】窓枠と窓ガラスの間に物体が侵入して挟み込まれた場合の感圧センサの様子を示す説明図である。
【図７】濾波部からの出力信号、判定手段の判定出力、モータへの印加電圧を示す特性図である。
【図８】濾波部からの出力信号、判定手段の判定出力を示す他の特性図である。
【図９】圧縮状態下における圧力の検知を行う様子で、（ａ）は静荷重の印加時、（ｂ）はさらに圧力が印加された状態、（ｃ）は圧力を検出し窓ガラスを戻す様子を示す説明図である。
【図１０】第１変形部と第２変形部の変形特性を表すグラフである。
【図１１】第２変形部をウエザストリップとは別体に構成した第１変形例を示す断面図である。
【図１２】第２変形部を第１変形部と一体化した第２変形例の構成を示す断面図である。
【図１３】第２変形部を第１変形部と一体化した第３変形例の構成を示す断面図である。
【図１４】窓ガラスの閉動作時に物体等が感圧センサを押圧している様子で、（ａ）は窓枠変形前（ｂ）は窓枠変形後の様子を示す説明図である。
【図１５】自動車の電動ハッチバックの外観斜視図である
【図１６】図１５のＢ−Ｂ断面図である。
【図１７】図１６に示す感圧センサにより電動ハッチバックドアの閉動作時に物体の挟み込みを検出する様子を示す説明図で、（ａ）はドア閉動作開始後にフランジ部と支持手段とが当接した状態、（ｂ）はドア閉動作開始前に物体がドア端面に押し当てられている状態、（ｃ）は圧電センサがフランジ部を乗り越えた状態を示す断面図である。
【図１８】感圧センサの支持手段の形状を変更した第１の変形例を示す断面構成図である。
【図１９】図１８に示す感圧センサにより電動ハッチバックドアの閉動作時に物体の挟み込みを検出する様子を示す説明図で、（ａ）はドア閉動作開始後に支持手段の圧電センサ近傍が突起部に当接した状態、（ｂ）はドア閉動作開始前に物体がドア端面に押し当てられている状態、（ｃ）、（ｄ）は圧電センサが突起部を乗り越えた状態を示す断面図である。
【図２０】図１５のＣ−Ｃ断面図である。
【図２１】支持手段の形状を示す断面構成図である。
【図２２】図２１に示す感圧センサにより電動ハッチバックドアの閉動作時に物体の挟み込みを検出する様子を示す説明図で、（ａ）はドア閉動作開始時の状態で、（ｂ）は物体が挟み込まれた状態を示す断面図である。
【図２３】図２１に示す感圧センサにより延出基部の延出方向に押し当てられた物体を検出する様子を示す説明図で、（ａ）はドア閉動作開始前に物体がドア端面に押し当てられている状態、（ｂ）、（ｃ）は延出基部が座屈するような非線形な変形を起こした状態を示す断面図である。
【図２４】従来の加速度成分に応じた出力信号を発生する感圧センサの窓枠への取り付け例を示す断面図である。
【符号の説明】
１３ 窓枠（開口部）
１５ 窓ガラス（開閉部）
１７ 感圧センサ
１９ 判定手段
２１ 駆動手段
２３ 制御手段
２５ モータ
３３ 圧電センサ
３５ 支持手段
３７ 第１変形部
３８，８３，８５，８９ 第２変形部
４１ 中空部
４３ 側壁部
４５ 中心電極
４７ 外側電極
４９ 複合圧電体層
５１ 被覆層
６３ 判定部
７３ 制御部
７５ 開閉スイッチ
７７ 物体
８１ ウエザストリップ
１００ 物体検出装置
１１３ フランジ部（開口部端部）
１１７ 突起部
１２１ 延出基部
１５０ 開閉装置

Claims (16)

1. 開口部と、前記開口部を開閉する開閉部の少なくともいずれかに配設され、外力を受けて変形することにより発生する出力信号に基づいて前記開口部と前記開閉部との間への物体の挟み込みを検出する感圧センサであって、
   前記感圧センサは、変形に応じた出力信号を発生する感圧手段と、前記感圧手段を前記開口部と前記開閉部の少なくともいずれかに支持する支持手段とを具備し、
   前記支持手段が、
   第１の弾性率を有し前記感圧センサの変形を増大する第１変形部と、
   前記第１の弾性率より高い第２の弾性率を有する第２変形部とを少なくとも備えたことを特徴とする感圧センサ。
2. 前記第１変形部が、中空部と側壁部とを有してなることを特徴とする請求項１記載の感圧センサ。
3. 前記第１変形部と前記第２変形部とが別体に形成され接合されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の感圧センサ。
4. 前記第２変形部が、自動車のウエザストリップの一部と一体に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の感圧センサ。
5. 前記第２変形部が、自動車の窓枠であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の感圧センサ。
6. 前記第１変形部と前記第２変形部とが一体に形成され、前記第２変形部が前記中空部より小さな空隙を有することを特徴とする請求項２記載の感圧センサ。
7. 開口部と、前記開口部を開閉する開閉部の少なくともいずれかに配設され、外力を受けて変形することにより発生する出力信号に基づいて前記開口部と前記開閉部との間への物体の挟み込みを検出する感圧センサであって、
   前記感圧センサは、変形に応じた出力信号を発生する感圧手段と、前記感圧手段を前記開口部と前記開閉部の少なくともいずれかに支持する支持手段とを具備し、
   前記支持手段は、負荷荷重に対する変位量の変化が非線形な特性を有することを特徴とする感圧センサ。
8. 前記支持手段が、前記開閉部側に配置され、且つ、前記開閉部の端部における該開閉部の閉方向前方に前記感圧手段が配置され、前記感圧手段が外力を受けて変形する場合に、前記感圧手段が前記開口部の端部に当接した後に該端部を乗り上げて変形することを特徴とする請求項７記載の感圧センサ。
9. 前記支持手段が、前記感圧手段を収容する先端部と、該先端部の両脇を基端側に接続して中空部を形成する側壁部と、前記中空部内で前記基端側から前記感圧手段に向けて突起させて設けた突起部とを備えたことを特徴とする請求項７記載の感圧センサ。
10. 前記支持手段が、前記感圧手段を収容する先端部と、基端部から延出して形成した延出基部と、前記先端部の両脇を前記延出基部の側面に接続して中空部を形成する側壁部とを備えたことを特徴とする請求項７記載の感圧センサ。
11. 前記感圧手段が、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ことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項記載の感圧センサ。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項記載の感圧センサと、前記感圧センサの出力信号に基づき前記感圧センサへの物体の接触の有無を判定する判定手段とを備えた物体検出装置。
13. 前記判定手段が、前記感圧手段からの出力信号が予め設定された第１の変化量以上となった場合に判定信号を出力することを特徴とする請求項１２記載の物体検出装置。
14. 前記判定手段が、前記感圧手段からの出力信号が前記第１の変化量以上になってから、前記出力信号の極性とは異なる前記感圧手段からの出力信号が、予め設定された第２の変化量以上となるまで前記判定信号を保持することを特徴とする請求項１３記載の物体検出装置。
15. 開口部と、前記開口部を開閉する開閉部の少なくともいずれかに配設され、外力を受けて変形することにより発生する出力信号に基づいて前記開口部と前記開閉部との間への物体の挟み込みを検出する感圧センサ、及び前記感圧センサの出力信号に基づき前記感圧センサへの物体の接触の有無を判定する判定手段を備えた物体検出装置であって、
    前記感圧センサは、変形に応じた出力信号を発生する感圧手段と、前記感圧手段を前記開口部と前記開閉部の少なくともいずれかに支持する支持手段とを具備し、
    前記判定手段が、前記感圧手段からの出力信号が予め設定された第１の変化量以上となった場合に判定信号を出力すると共に、該判定信号を出力してから前記出力信号の極性とは異なる前記感圧手段からの出力信号が、予め設定された第２の変化量以上となるまで前記判定信号を保持することを特徴とする物体検出装置。
16. 請求項１２〜請求項１５のいずれか１項記載の物体検出装置と、開閉部を駆動する駆動手段と、前記開閉部が閉動作する際に判定手段が感圧センサへの物体の接触を判定すると前記開閉部の閉動作を停止するか又は前記開閉部を開動作するよう前記駆動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする開閉装置。

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