JP2004339828A

JP2004339828A - 挟み込み防止装置

Info

Publication number: JP2004339828A
Application number: JP2003138833A
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: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】挟み込み時に物体に印加される衝撃荷重が低減できるとともに、広範囲にて弾性変形の加速度成分が大きく検出できる感圧センサを電動スライドドアの車両に搭載した挟み込み防止装置を提供する。
【解決手段】圧電素子方式の感圧手段２８と支持手段２９にて形成する感圧センサ２５を電動スライドドア２に搭載するもので、前記感圧センサ２５は、前記感圧手段２８と支持手段２９の剛性を感圧手段＞支持手段とし、前記支持手段２９は、長尺方向に両端部３２ａ、３２ｂと中央部３３の弾性体部材の剛性を、両端部＞中央部とすることにより、物体に印加される衝撃荷重の低減および、広範囲にて弾性変形の加速度成分が大きく検出できるもの。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、挟み込み時に物体に印加される衝撃荷重が低減できるとともに、長尺方向に広範囲にて弾性変形の加速度成分が大きく検出できるための感圧センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ワゴンやバン等の車両では、モータ等の駆動手段の駆動力によってドアパネルを車両の前後方向に沿ってスライドさせて開閉する電動スライドドアがある。そして、この電動スライドドアには、閉移動中の電動スライドドアと車両のボディ開口部との間に物体が挟み込まれた場合に、この挟み込み状態を検出して電動スライドドアドアの閉移動を自動停止し、反転させる挟み込み防止装置が付加されている。しかしながら、電動スライドドアは本来、閉移動時に感圧センサにて物体を検出して閉移動を自動停止し、反転する制御をしても電動スライドドアの重量による慣性力により瞬時に反転し難く、幾分の時間（後に詳述）物体を押圧することになる。このために、衝撃荷重を吸収する配慮が必要となる。さらに、この挟み込み防止装置は、電動スライドドアの鉛直方向に長尺にて形成された感圧センサを搭載するものであり、長尺方向に広範囲にて押圧部材よりの押圧力を検知できること、などのことが要望されている。
【０００３】
従来、この種の挟み込み防止装置には、前者および後者の代表例として以下のものが開示されている。
【０００４】
第１の引用例は、上記前者の代表例として、図１１および図１２（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。
【０００５】
図１１において、１は車両のボディ開口部、２はボディ開口部１を開閉する電動スライドドアである。図１２（ａ）、（ｂ）は、図１１のＡ−Ａ線に相当する断面図である。図１２（ａ）はボディ開口部１と電動スライドドア２との間に物体の挟み込みがない場合、図１２（ｂ）はボディ開口部１と電動スライドドア２との間に物体の挟み込みがある場合を示している。尚、ここでいう物体Ｍは、例えば指、手、腕、胴体、首などの人体の一部や、鞄や荷物といったものである。
【０００６】
図１２（ａ）、（ｂ）において、電動スライドドア２の端面段部３に、電動スライドドア２とは別部材のブラケット４にて固定部５を設けている。このブラケット４は端面段部３とビスにて固定一体化されている。一方、タッチセンサ６は、図１１に示すように、電動スライドドア２の前端部に鉛直方向に配設されている。
【０００７】
そして、空隙部７を挟んで前面と後面に対向する２つの電極８を有するとともに、ブラケット４に嵌着するための断面Ｕ字状部９を備えて、ブラケット４の固定部５に嵌着されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
上記構成により、電動スライドドア２が車両の前方側へ向けて閉動作中に図１２（ｂ）のように物体Ｍが挟み込まれると、挟み込みの衝撃荷重によりタッチセンサ６の前端がフランジ部１０の前端と同じ位置まで押しつぶれた時、タッチセンサ６の電極８同士が接触し挟み込みが検出され、電動スライドドア２の閉動作が停止されて反転し後退するものである。この時、空隙部７にて挟み込みによる衝撃荷重を吸収するというものである。
【０００９】
第２の引用例は、上記後者の代表例として、図１３（ａ）、（ｂ）および図１４に基づいて説明する。いずれも、図１１のＡ−Ａ線に相当する断面図を示すものである。
【００１０】
コードスイッチ（第１引用例のタッチセンサ６と同様のもの）１１は、図１１に示すものと同様に、電動スライドドア２の前端部に鉛直方向に配設されている。
【００１１】
そして、コードスイッチ１１はゴムや軟質の合成樹脂材等、絶縁性を有する弾性材によって長尺状に形成された電極保持部１２を備えている。電極保持部１２は、内部に断面十字形状の十字孔１３が電極保持部１２の長手方向に沿って形成されるとともに、長尺紐状の電極１４、１５、１６、１７が備えている。この電極保持部１２の外周に外皮部１８を備えたものである。これにより、外皮部１８が弾性変形することで電極１４〜１７が撓んで、電極１４が電極１５又は電極１７と接触し、或いは電極１６が電極１５又は電極１７と接触して短絡することになる。
【００１２】
この電極の接触による電気的な物理量の変化を検出することで、外皮部１８に外圧が作用したか否かを判定するものである。この際、外皮部１８は電極保持部１２よりも剛性を低くして外皮部１８の弾性変形をし易くしている。
【００１３】
さらに、図１４に示すように、電極保持部１２の下端部は、電極１４〜１７の端末部分としての抵抗１９、リード線２０、などの接続部分が封入している。また、電極保持部１２の上端部は、電極１４〜１７の端末部分とこれらの端末部分を接続する導線が封入されたもので、それぞれが保護部としてモールド２１されている。このモールド２１の剛性は、外皮部としてのプロテクタ１８や電極保持部１２の剛性よりも低い部材により形成されている。これにより、外皮部１８およびモールド２１に当接するような長尺の押圧部材（例えば、スキー板など）の場合も検出できる（例えば、特許文献２参照）。
【００１４】
以上のように、本コードスイッチは、電極の接続部分などを封入している端末部分を電極保持部の剛性よりも低い弾性体によりモールドして保護したものである。
【００１５】
【特許文献１】
特開平１０−２６４６５２号公報（図４、７参照）
【特許文献２】
特開平１１−１９１３３８号公報（図３、４参照）
【００１６】
【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は以下のような課題を有していた。
【００１７】
第１の引用例では、タッチセンサ６が挟み込みを検出してからモータが反転を開始しようとしても、電動スライドドア２の重量により慣性力が働き、瞬時に反転はしないものである。これに対して、タッチセンサ６に備えた空隙部７にて挟み込みによる衝撃荷重を吸収するというものであるが、空隙部７の高さ寸法（図では左右の寸法）が小さいために効果が少ない。また、本引用例のタッチセンサ６方式では、仮に、タッチセンサ６の高さ寸法（図では左右の寸法）を大きくすると、衝撃荷重に対する吸収を良くすることができるが、挟み込みによる押圧を大きくしないと電極８同士の短絡までに時間を要することになり、タッチセンサ６が挟み込みを検出する感度が鈍くなることと同然になるために、このままでは実現が困難である。すなわち、タッチセンサ６が挟み込みを検出してからも暫時、電動スライドドア２は閉止方向に移動してしまい、フランジ部１０の前端が物体に当たってもさらに押圧するため、物体に不要に過大な荷重が印加されるといった課題があった。
【００１８】
第２の引用例では、感圧センサとしては、電気的変化を検出するスイッチである。このスイッチ方式の動作原理は、押圧力（外圧）により電極と電極を押し潰ぶして接触させて短絡して、スイッチを押圧したことを検知するものである。このために、電極を覆っている外皮部としてのプロテクタ１８や電極保持部１２は剛性の低い部材とし、弾性変形がし易いようにする必要がある。さらに、電極と電極を押し潰ぶして接触させて短絡する際の状態を述べると、押圧力（外圧）により弾性変形したコードスイッチ１１は、図１３（ａ）に示すように、電極保持部１２に備えた取り付け部２２の取り付け溝２３を電動スライドドア２の端面段部３に固定されたブラケット２４に嵌着して固定された剛体のブラケット２４に支えられて押し潰されるものである。つまり、コードスイッチ１１の弾性変形を固定された剛体（ブラケット２４）により支える構成である。
【００１９】
これに対して、圧力的変化を検出する圧電センサは、押圧力（外圧）により弾性変形すると、この弾性変形の加速度成分に応じた出力信号を発生することにより押圧力（外圧）を検出するものである。つまり、押圧の継続にて動作する前者の電気的変化を検出するスイッチに対して、瞬時の押圧にて動作する後者の圧力変化を検出する圧電センサ方式が電動スライドドア式の挟み込み防止装置として要望されているものである。これらのことから、長尺方向に広範囲にて押圧部材の押圧が検知できる素晴らしい挟み込み防止装置を搭載した電動スライドドアの普及促進を図るために実用化に向けては、弾性変形の加速度成分に応じた出力信号を発生する圧電素子を利用した感圧センサの構成を考えないと実現できないものである。
【００２０】
さらに、本引用例のものは、車両のボディ開口部１と電動スライドドア２との間への物体の挟み込み時における衝撃荷重を吸収して物体に過大な荷重の印加をなくすることに関しては全く配慮がされていない。衝撃荷重を吸収する動作としては、第１引用例のものと全く同様に、コードスイッチ１１に備えた電極と電極の間隔（空間）１３にて挟み込みによる衝撃荷重を吸収するものと思われるが、間隔（空間）１３の寸法が小さいために効果が極めて少ない。図１３（ｂ）に示すように、ボディ開口部１と電動スライドドア２との間に物体Ｍの挟み込みがあった場合、外皮部としてのプロテクタ１８および電極保持部１２は、固定された剛体（ブラケット２４）により支えられているために物体Ｍを押圧することになり、物体Ｍに不要に過大な荷重が印加されることになる。今、仮に、本引用例のコードスイッチ１１方式にて、電極と電極の間隔（空間）１３の寸法を大きくすることを考えてみると、衝撃荷重に対する吸収は良くなるが、挟み込みによる押圧が大きくないと電極１４から１７同士の接触による短絡までに時間を要することになり、コードスイッチ１１が挟み込みを検出する感度が鈍くなることと同然になるために良くない。つまり、原理的に、このままでは実現が困難である。これらのことより、本引用例のものは、コードスイッチ１１が挟み込みを検出してからも暫時、電動スライドドア２は閉止方向に移動することになるが、この際に、固定された剛体（ブラケット２４）により支えられているために物体を押圧することになり、物体に不要に過大な荷重が印加されるといった課題があった。
【００２１】
以上のように、圧力的変化を検出する圧電センサにて、衝撃荷重が吸収できるとともに、長尺方向に広範囲にて弾性変形の加速度成分が大きく検出できる、など実用化に際しての要望を満足する電動スライドドアに搭載した挟み込み防止装置は存在しない。
【００２２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧電素子方式の感圧センサにて、物体の挟み込みによる衝撃荷重が吸収できること、長尺方向に広範囲にて弾性変形の加速度成分が大きく検出できることが両立できる挟み込み防止装置を提供することを目的としたものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の挟み込み防止装置は、圧電素子方式の感圧手段と支持手段とにより形成する感圧センサにて、感圧手段の剛性＞支持手段の剛性とし、支持手段は長尺方向に、両端部の剛性＞中央部の剛性としたものである。
【００２４】
これにより、感圧センサは、物体の挟み込みによる衝撃荷重を吸収することができるとともに、長尺方向に広範囲にて弾性変形の加速度成分が大きく検出できる挟み込み防止装置の搭載が実現できるものとなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、物体の接触を検出する感圧手段と、前記感圧手段を弾性保持するとともに前記感圧手段に隣接して前記物体の接触による押圧を吸収する荷重吸収部を有した支持手段と、開閉扉により開閉される開口部と、前記開閉扉と前記開口部の少なくとも一方に配設され、かつ感圧手段は支持手段と一体成型された感圧センサとを備え、前記感圧センサは、物体の接触時に物体に印加される衝撃荷重を低減するとともに、前記感圧センサの長尺方向に広範囲にて弾性変形の加速度成分が大きく検出するにより、感圧センサは、物体の挟み込みによる衝撃荷重が吸収できること、長尺方向の広範囲にて弾性変形の加速度成分が大きく検出できることになり実用的価値が高く、普及促進の図れる挟み込み防止装置を提供することができる。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、感圧センサは、前記感圧手段と支持手段の剛性を、感圧手段＞支持手段とし、前記支持手段は、長尺方向に両端部と中央部の弾性体部材の剛性を、両端部＞中央部としたことにより、感圧センサは、物体の挟み込みによる衝撃荷重が吸収できること、長尺方向の両端部においても中央部と同様に広範囲にて弾性変形の加速度成分が大きく検出できることになり実用的価値が高く、普及促進の図れる挟み込み防止装置を提供することができる。
【００２７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、感圧センサの支持手段は、断面形状を略三角錐とするとともに、長尺方向に両端部をゴム体の剛体とし、中央部を発泡樹脂体にて形成したことにより、請求項１の効果を備えるとともに、正面および斜めを含めた広角にて押圧部材からの押圧力が検知できることになり、電動スライドドアの閉移動時の指向性に対応できる確実性の高い挟み込み防止装置が実現できる。
【００２８】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、変形に応じた出力信号を発生する圧電素子にて形成する感圧センサは、端末部分に判定手段と断線検出用抵抗体などの回路を備えたもので、前記感圧センサは、支持手段の両端部の弾性体部材を中央部よりは剛体とし、前記端末部分の回路を前記支持手段の剛体の両端部に内蔵することにより、二つの効果が同時に得られるもので、ひとつは長尺方向の両端部においても中央部と同様に広範囲にて弾性変形の加速度成分が大きく検出できること、もうひとつは端末部分の回路が保護できるために故障がし難く信頼が高まることである。
【００２９】
【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。
【００３０】
（実施例１）
図１〜図９は、本発明の実施例１において、図１１に示したような車両の電動スライドドアに感圧センサを搭載するための電動スライドドア（開閉扉）の構造、感圧センサ、および挟み込み防止装置の好適な実施の形態を示すものである。図１は、本実施例１における挟み込み防止装置で電動スライドドア２が完全に閉じた状態を示し、図２は、同装置で電動スライドドア２とボディ開口部１の間に物体Ｍが挟み込まれた状態を示すもので、いずれも、図１１のＡ−Ａ線に相当する要部断面図である。図３は、同装置で感圧センサを鉛直方向より見た要部斜視図である。
【００３１】
図１において、車両に乗員が出入りするためのボディ開口部１をスライド開閉する電動スライドドア２の車両室内側寄りに感圧センサ２５を備えている。電動スライドドア２は外板２ａと内板２ｂにて形成し、フランジ部２６を尖端部２７にて重ね合わせて一体化を構成している。そして、感圧センサ２５は、感圧手段としての可撓性の圧電センサ２８と柔軟性を有した発泡樹脂部材等の弾性体より形成する支持手段２９（荷重吸収手段を兼ねるもので後述）および接着手段３０とからなるもので、フランジ部２６の尖端部２７よりも感圧手段としての圧電センサ２８の寸法程度分を前方に位置するようにフランジ部２６に近接して配設している。感圧センサ２５の接着手段３０はブラケット３１にテープおよび接着剤などにより接着固定して電動スライドドア２の端面段部３にビスなどにて固定一体化している。支持手段２９の断面形状は、尖端に感圧手段としての圧電センサ２８を備えた略三角錐としている。また、接着手段３０はブラケット３１を介して電動スライドドア２の端面段部３に固定しているが、メンテナンスを配慮した上にて、両面テープなどを部分的に貼り、ブラケット３１がなく直接固定しても良い。
【００３２】
そして、感圧手段２８と支持手段２９の弾性体としての剛性を、感圧手段＞支持手段となるように形成している。この支持手段２９は、感圧手段としての圧電センサ２８よりも柔軟性を有した発泡樹脂部材等の弾性体からなるもので、具体的には、圧電センサ２８または支持手段２９の弾性体を所定形状の部材で圧縮した際の単位当たりの圧縮荷重を圧縮率として定義すれば、支持手段２９の弾性体の圧縮率が圧電センサ２８の圧縮率よりも小さくなるような弾性体としている。
【００３３】
図２に示すものは、電動スライドドア２とボディ開口部１の間に物体Ｍが挟み込まれた状態を示すもので、挟み込み時に物体に印加される衝撃荷重を低減するものである。
【００３４】
支持手段２９は、車両のボディ開口部１と電動スライドドア２との間への物体の挟み込みの際に、衝撃荷重を吸収して物体に過大な荷重の印加をなくするための荷重吸収手段を兼ねたものである。すなわち、物体が挟み込まれても荷重吸収手段を兼ねた支持手段２９が、図２のように、物体を挟み込み電動スライドドア２が閉じた際に、図１と比べて明らかなように膨らんだ形状に変形することにより、物体に印加される挟み込みの衝撃荷重を吸収することができる。つまり、支持手段２９が弾性体であり、フランジ部２６の尖端２７に物体が当たる前に物体が開放されものとなる。これは、第１引用例および第２引用例にて述べたように、図１２（ａ）および図１３（ａ）に示すように、タッチセンサ６およびコードスイッチ１１はフランジ部１０に対して平行に突出しているブラケット４の固定部５に嵌着した構成であり、ブラケット（取付け金具）４が剛体であるので挟み込みの際のセンサの弾性変形はわずかとなる。これに対して、本実施例１の場合は、図１のように感圧センサ２５としての圧電センサ２８が弾性体からなる支持手段２９と、接着手段３０を介してブラケット３１と接着固定して電動スライドドア２の端面段部３にビスなどにより固定一体化していること、さらに、荷重吸収手段を兼ねた支持手段２９は図１に示すものに比べて膨らむ形状に変形させる構成により、物体に印加される挟み込みの衝撃荷重を吸収するために、フランジ部２６の尖端２７に物体が当たる前に物体が開放されるものとなる。これは、第１引用例および第２引用例にて述べたように、図１２（ａ）および図１３（ａ）に示すようにタッチセンサ６およびコードスイッチ１１が固定された剛体（ブラケット４、２４）にて支えられて動作する構成のものと全く異なる。これらのことより、物体に不要に過大な荷重が印加されることなく挟み込み時に物体に印加される荷重が低減できるものとなる。
【００３５】
図３に示すものは、電動スライドドア２に搭載した挟み込み防止装置の感圧センサを鉛直方向より見た要部斜視図である。
【００３６】
感圧センサ２５を形成する支持手段２９は長尺の両端部３２ａ、３２ｂの弾性体の剛性を、中央部３３の弾性体の剛性と比べて、両端部＞中央部となるように形成している。そして、支持手段２９の両端部３２ａ、３２ｂをゴム体の剛体とし、中央部３３を発泡樹脂体にて形成している。
【００３７】
図４は、長尺の感圧センサにて、曲率半径の大きいまたは小さい物体を中央部または端部にて挟み込んだ場合の弾性変形の状態例を示すもので、鉛直方向より見た要部斜視図である。これを、本発明の改良前のものと、本発明の実施例１（改良後のもの）と比較して説明する。
【００３８】
図４（ａ）は本発明の改良前の曲率半径の大きい物体を中央部にて挟み込んだ場合、（ｂ）は本発明の改良前の曲率半径の小さい物体を中央部にて挟み込んだ場合、（ｃ）は本発明の改良前の曲率半径の大きい物体を端部にて挟み込んだ場合、（ｄ）は本発明の実施例１（改良後のもの）の曲率半径の大きい物体を端部にて挟み込んだ場合を示すものである。
【００３９】
図４（ａ）および（ｂ）に示すものは本発明の改良前のもので、支持手段２９として長尺方向に両端部と中央部の弾性体部材の剛性が同一の場合には、支持手段２９の中央部３３では、曲率半径が大きい物体Ｍａまたは曲率半径の小さい物体Ｍｂのいずれも弾性変形の加速度が大きく全く問題なく検出できる。しかし、図４（ｃ）に示すように、支持手段２９として長尺方向に両端部と中央部の弾性体部材の剛性が同一の場合には、支持手段２９の端部では曲率半径の大きい物体Ｍａの場合に弾性変形の加速度が大きくなり難いものである。
【００４０】
そこで、本発明の改良後の実施例１のように、支持手段２９を長尺方向の両端部３２ａ、３２ｂと中央部３３の弾性体の剛性を、両端部＞中央部となるように形成するもので、図４（ｄ）に示すように、端部３２ａにおいて、曲率半径の大きい物体Ｍａの場合でも、弾性変形の加速度が大きくなり精度よく検出できるものとなる。以上のことより、感圧センサとして長尺方向に広範囲にて押圧部材からの押圧力が検知できる挟み込み防止装置が実現できる。
【００４１】
図５は、感圧センサ２５に対して、斜めの角度より物体Ｍが挟み込まれた状態を示すもので、図１１のＡ−Ａ線に相当する要部断面図である。
【００４２】
通常、電動スライドドア２は全閉直前に略車両前方側で且つ略車幅方向内側へ向けて移動する。このため、電動スライドドア２が物体を挟み込んだ状態で物体から受ける押圧反力（押圧力）は車両後方側で且つ車両室外側へ向いている。図５における物体Ｍの方向（位置）である。つまり、電動スライドドア２の閉移動時の指向性である。従って、電動スライドドア２が全閉直前に車両室内側に移動した際に物体から受けた押圧力により感圧センサは斜め方向よりの押圧に対して確実に支持手段３４を弾性変形させることが大切となる。このために、本発明の実施例１は支持手段２９の断面形状は、尖端に感圧手段としての圧電センサ２８を備えた略三角錐としている。
【００４３】
そして、感圧手段２８と支持手段２９の弾性体の剛性を、感圧手段＞支持手段となるように形成している。これらにより、電動スライドドア２の閉移動時の指向性としての斜め方向より物体Ｍの押圧を受けた場合において、感圧センサ２５として支持手段２９の弾性体は押圧に対応する方向に膨らむ形態となり、弾性変形の加速度が大きくなり精度よく検出できるものとなる。つまり、電動スライドドア２の閉移動時の指向性としての斜め方向より物体Ｍの押圧を受けて感圧センサ２５が斜め方向に倒れるだけで弾性変形の加速度成分を大きくとれないということを解決したものである。
【００４４】
以上のことより、感圧手段としての圧電センサ２８に対して、正面および斜め方向よりの広角にて弾性変形の加速度成分を大きく検出ができ、押圧部材からの押圧力が検知できることになり、電動スライドドアの閉移動時の指向性に対応できる確実性の高い挟み込み防止装置が実現できる。
【００４５】
図６は本実施例１のブロック図である。図６において、３４は圧電センサ２８の出力信号に基づきボディ開口部１と電動スライドドア２との間への物体の挟み込みを判定する挟み込み判定手段、３５は電動スライドドア２を駆動する駆動手段としてのモータ、３６はモータ３５への印加電圧を制御する制御手段である。
【００４６】
図７は、感圧手段としての圧電センサ２８の断面図で、図１１のＡ−Ａ線に相当する断面図を示すものである。
【００４７】
図７において、３７は中心電極、３８は圧電体層、３９は外側電極、４０は被覆層である。中心電極３７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ている。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。圧電体層３８は一般的にはポリフッ化ビニリデン等の樹脂系の高分子圧電体を用いればよいが、塩素化ポリエチレン等の高分子基材中に圧電セラミックスの粉体を混合した複合圧体を用いると高温耐久性が向上する。また、外側電極３９は高分子層の上に金属膜の接着された帯状電極を用い、これを圧電体層３８の周囲に巻きつけた構成としている。
【００４８】
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３９として好ましい。
【００４９】
尚、感圧センサとしての圧電センサ２８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３９は部分的に重なるようにして圧電体層３８の周囲に巻きつけることが好ましい。被覆層４０としては、ウレタン、ポリエチレン、塩化ビニールなどの適切な弾性の高分子材料を用いる。
【００５０】
次に、感圧手段と衝撃荷重を吸収する荷重吸収手段を兼ねる支持手段２９は、感圧手段としての圧電センサ２８よりも柔軟性を有した発泡樹脂部材等の弾性体としている。
【００５１】
以下その動作、作用を説明する。物体Ｍが挟み込まれると、圧電センサ２８、荷重吸収手段としての支持手段２９に荷重が印加され、荷重吸収手段としての支持手段２９は圧電センサ２８よりも柔軟性を有しているため、支持手段２９が圧縮、変形されてだるま状に膨らむものとなる。これにより圧電センサ２８が物体Ｍの挟み込まれている箇所が大きく変形することにより衝撃荷重を吸収するものとなる。
【００５２】
図８は、この際の圧電センサ２８の出力信号Ｖ、挟み込み判定手段３４の判定出力Ｊ、モータ３５への印加電圧Ｖ_ｍ、挟み込みの際に物体Ｍに印加される荷重Ｗの関係を示す特性図である。図８において縦軸は上から順にＶ、Ｊ、Ｖ_ｍ、Ｗ、横軸は時間ｔである。図８において、時刻ｔ_１でモータ３５に＋Ｖ_ｄの電圧を印加して電動スライドドア２を閉動作させる。電動スライドドア２とボディ開口部１の間に物体Ｍが挟み込まれると、圧電センサ２８からは圧電効果により圧電センサ２８の変形の加速度に応じた信号（図８の基準電位Ｖ_０より大きな信号成分）が出力される。
【００５３】
また、環境温度が０℃以下となる低温環境下では、圧電センサ２８の変形量が低下する場合があるが、本実施例１では支持部２９が大きく変形されることにより、圧電センサ２８の変形量の低下が抑制される。このように、圧電センサ２８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２８の出力信号も大きくなり、本来の挟み込み時の信号成分と外来振動や電気的ノイズによる信号成分との判別がつき易くなる。さらに、挟み込みが発生すると時刻ｔ_２でＷが増加し始める。そして、挟み込み判定手段３４はＶのＶ_０からの振幅Ｖ−Ｖ_０が予め設定された設定値Ｄ_０以上ならば挟み込みが生じたと判定し、時刻ｔ_３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３６ではこのパルス信号があるとモータ３５への＋Ｖ_ｄの電圧印加を停止し、−Ｖ_ｄの電圧を時刻ｔ_５まで一定時間印加して電動スライドドア２を一定距離開動作させ、挟み込まれた物体を開放することになる。
【００５４】
ここで、挟み込み判定手段３４が挟み込みを検出し、制御手段３６に挟み込みの判定信号が入力されてから挟み込まれた物体を開放するようモータ３５が反転を開始するまでには、電動スライドドア２の重量による慣性力のため、反応時間Δｔを要する。そして、Δｔの間に荷重吸収手段を兼ねる支持手段２９がさらに圧縮、変形されることにより、図２に示すように荷重吸収手段としての支持手段２９が挟み込みによる荷重を吸収するものとなる。これにより、物体Ｍがフランジ部２６の尖端部２７に当たる前に電動スライドドア２が時刻ｔ_４で反転を開始する。つまり、Ｗは時刻ｔ_４で最大値Ｗ_０となり、以降、物体Ｍが挟み込みから開放されるのでＷは減少する。
【００５５】
図９は、判定手段３４を備えた圧電センサ２８のシステム外観図を示す。
【００５６】
図９において、圧電センサ２８の一方の端部４１に断線検出用抵抗体４２が内蔵してある。断線検出用抵抗体４２は圧電センサ２８の中心電極３７と外側電極３９との間に接続されている。断線検出用抵抗体４２は焦電効果によって圧電センサ２８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２８は判定手段３４に直接接続され、圧電センサ２８と判定手段３４とは一体化されている。４３は電源供給用と検出信号の出力用のケーブル、４４はコネクタである。圧電センサ２８を支持手段２９に配設する場合は、端部４１に断線検出用抵抗体４２を内蔵し、圧電センサ２８を支持手段２９に挿入した後、圧電センサ２８と判定手段３４とを接続し一体化する。尚、支持手段２９を押出し成形法により成形する際に同時に圧電センサ２８を押出して圧電センサ２８を支持手段２９に配設し、その後、端部４１に断線検出用抵抗体４２を内蔵し、圧電センサ２８と判定手段３４とを一体化してもよい。
【００５７】
以上のように、本実施例１においては、変形に応じた出力信号を発生する圧電素子方式の感圧手段と支持手段とにより形成する感圧センサを電動スライドドアに搭載するもので、感圧センサは、感圧手段と支持手段の剛性を、感圧手段＞支持手段とし、支持手段は、長尺方向に両端部と中央部の弾性体部材の剛性を、両端部＞中央部としたことにより、感圧センサは、物体の挟み込みによる衝撃荷重を吸収することができること、長尺方向の両端部においても中央部と同様に広範囲にて弾性変形の加速度成分が大きく検出できることになり実用的価値が高く、普及促進の図れる挟み込み防止装置を提供することができる。
【００５８】
さらに、感圧センサの支持手段は、断面形状を略三角錐とするとともに、長尺方向に両端部をゴム体の剛体とし、中央部を発泡樹脂体にて形成することにより、正面および斜めを含めた広角にて弾性変形の加速度成分が大きく検出できることになり押圧部材からの押圧力が検知できる挟み込み防止装置が実現できる。
【００５９】
（実施例２）
図１０は、本発明の実施例２において、電動スライドドア２に搭載した挟み込み防止装置の感圧センサを鉛直方向より見た要部斜視図である。
【００６０】
感圧センサ２５を形成する支持部２９は、両端部３２ａ、３２ｂの弾性体部材の剛性を、中央部の弾性体部材の剛性に比べて、両端部＞中央部となるように形成したもので、この剛性にした両端部３２ａ、３２ｂに端末部分の回路を内蔵した構成である。端末部分の回路とは、図９に示したように、一方に判定手段３４を備え、他方に焦電効果によって圧電センサ２８に発生する電荷を放電する放電部を兼用した断線検出用抵抗体４２を備えている。
【００６１】
本実施例２のものは、支持手段２９の中央部３３を発泡樹脂体などの弾性体とし、支持手段２９の両端部３２ａ、３２ｂをゴム体などの弾性体にて形成するもので、支持手段２９の剛性の一方の端部３２ａに判定手段３４を内蔵し、支持手段２９の剛性の他方の端部３２ｂに断線検出用抵抗体４２を内蔵した構成である。つまり、端末部分の回路を内蔵する弾性体の剛性を高めた両端部３２ａ、３２ｂの構成は、二つの効果を同時に得るもので、ひとつは長尺方向の両端部付近においても中央部と同様に広範囲にて弾性変形の加速度成分が大きく検出できること、もうひとつは端末部分の回路が保護できるために故障がし難く信頼が高まることである。このことが、第２の引用例にて示したコードスイッチの電極保持部の剛性よりも低い弾性体にてモールドして電極の端末部分を保護するだけのものとは全く異なるものである。まさに、一挙両得を目指すものであり実用的価値大である。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜３に記載の発明によれば、圧電素子方式の感圧手段と衝撃荷重を吸収する支持手段にて形成する感圧センサを電動スライドドアに搭載するもので、感圧手段の剛性＞支持手段の剛性とし、支持手段は長尺方向に、両端部の剛性＞中央部の剛性としたことにより、感圧センサは、物体の挟み込みによる衝撃荷重が吸収できること、長尺方向の両端部においても中央部と同様に弾性変形の加速度成分が大きくなるために、広範囲にて押圧部材からの押圧力が検知できることになり実用的価値が高く、普及促進の図れる挟み込み防止装置を提供することができる。
【００６３】
さらに、感圧センサの支持手段は、断面形状を略三角錐とするとともに、長尺方向に両端部をゴム体の剛体とし、中央部を発泡樹脂体にて形成したことにより、正面および斜め方向を含めた広角にて押圧部材からの押圧力が検知できることになり、電動スライドドアの閉移動時の指向性に対応できる確実性の高い挟み込み防止装置を提供することができる。
【００６４】
また、変形に応じた出力信号を発生する圧電素子にて形成する感圧センサは、端末部分に判定手段と断線検出用抵抗体などの回路を備えたもので、前記感圧センサは、支持手段の中央部より両端部の弾性体部材を剛体とし、前記端末部分の回路を前記支持手段の剛体の両端部に内蔵することにより、二つの効果が同時に得られるもので、ひとつは長尺方向の両端部においても中央部と同様に広範囲にて弾性変形の加速度成分が大きく検出できること、もうひとつは端末部分の回路が保護できるために故障がし難く信頼が高まることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における挟み込み防止装置で、図１１のＡ−Ａ線に相当する断面図（電動スライドドアが完全に閉じた状態）
【図２】同装置の図１１のＡ−Ａ線に相当する断面図（電動スライドドアとボディ開口部との間に物体が挟み込まれた状態）
【図３】同装置の感圧センサを鉛直方向より見た要部斜視図
【図４】同装置にて物体を挟み込んだ場合の弾性変形の状態例を示すもので、感圧センサを鉛直方向より見た要部斜視図
（ａ）は同装置の改良前の曲率半径の大きい物体を中央部にて挟み込んだ場合を示す図
（ｂ）は同装置の改良前の曲率半径の小さい物体を中央部にて挟み込んだ場合を示す図
（ｃ）は同装置の改良前の曲率半径の大きい物体を端部にて挟み込んだ場合を示す図
（ｄ）は同装置（改良後）の曲率半径の大きい物体を端部にて挟み込んだ場合を示す図
【図５】同装置の図１１のＡ−Ａ線に相当する断面図（感圧センサに斜め方向より物体が挟み込まれた状態）
【図６】同装置のブロック図
【図７】同装置の圧電センサで、図１１のＡ−Ａ線に相当する要部断面図
【図８】同装置の圧電センサの出力信号Ｖ、挟み込み判定手段の判定出力Ｊ、モータへの印加電圧Ｖ_ｍ、挟み込みの際に物体Ｍに印加される荷重Ｗの関係を示す特性図
【図９】同装置の判定手段を備えた圧電センサの外観図
【図１０】本発明の実施例２における挟み込み防止装置で、感圧センサを鉛直方向より見た要部斜視図
【図１１】従来の電動スライドドアに挟み込み防止装置を搭載した車両の外観斜視図
【図１２】（ａ）同装置の図１１のＡ−Ａ線に相当する断面図（電動スライドドアが完全に閉じた状態）
（ｂ）同装置の図１１のＡ−Ａ線に相当する断面図（電動スライドドアとボディ開口部との間に物体が挟み込まれた状態）
【図１３】他の従来の電動スライドドアに挟み込み防止装置で、
（ａ）同装置の図１１のＡ−Ａ線に相当する断面図（電動スライドドアが完全に閉じた状態）
（ｂ）同装置の図１１のＡ−Ａ線に相当する断面図（電動スライドドアとボディ開口部との間に物体が挟み込まれた状態）
【図１４】同装置のコードスイッチを鉛直方向より見た要部断面図
【符号の説明】
２開閉扉（電動スライドドア）
２５感圧センサ
２８感圧手段（圧電センサ）
２９支持手段（荷重吸収手段）
３２ａ、３２ｂ両端部
３３中央部
３４判定手段
４２断線検出用抵抗体

Claims

物体の接触を検出する感圧手段と、前記感圧手段を弾性保持するとともに前記感圧手段に隣接して前記物体の接触による押圧を吸収する荷重吸収部を有した支持手段と、開閉扉により開閉される開口部と、前記開閉扉と前記開口部の少なくとも一方に配設され、かつ感圧手段は支持手段と一体成型された感圧センサとを備え、前記感圧センサは、物体の接触時に物体に印加される衝撃荷重を低減するとともに、前記感圧センサの長尺方向に広範囲にて弾性変形の加速度成分が大きく検出できる構成とした挟み込み防止装置。
感圧センサは、前記感圧手段と支持手段の剛性を、感圧手段＞支持手段とし、前記支持手段は、長尺方向に両端部と中央部の弾性体部材の剛性を、両端部＞中央部となるように形成してなる請求項１に記載の挟み込み防止装置。
感圧センサの支持手段は、断面形状を略三角錐とするとともに、長尺方向に両端部をゴム体の剛体とし、中央部を発泡樹脂体にて形成してなる請求項１または２に記載の挟み込み防止装置。
感圧センサは、端末部分に判定手段と断線検出用抵抗体などの回路を備え、支持手段の両端部の弾性体部材を中央部よりは剛体とし、前記端末部分の回路を前記支持手段の剛体の両端部に内蔵してなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の挟み込み防止装置。