JP2007055590A - 挟み込み検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信号処理回路を設けるスペースの制約を無くすことができ、高い防水性能を達成可能であり、更に、ノイズなどの外乱の影響を受けない正常な挟み込み検出を実施可能な挟み込み検出装置を提供する。
【解決手段】挟み込み検出装置が、同軸ケーブル状に配置される、第１の中心電極と当該第１の中心電極を取り囲む圧電材料と当該圧電材料を取り囲む第１の外部電極とを備え、ドアパネル３を有する車両用ドア１の開口部側の外縁部４に沿って設けられる圧電センサ６と、第１の中心電極と第１の外部電極との間の電位差を表す圧電出力信号を圧電センサ６から受け取る信号処理回路１０と、圧電センサ６と信号処理回路１０との間を接続する中継線７とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ドアパネルを有する車両用ドアの開口部側の外縁部に沿って設けられる圧電センサを備える挟み込み検出装置に関する。

車両に設けられるスライドドアやバックドアなどの車両用ドアにおいて物体の挟み込みが発生しているか否かを検出するための装置として、車両用ドアの外縁部に沿って設けられる感圧センサと、感圧センサからの感圧出力信号を受け取る信号処理回路とを備えた挟み込み検出装置がある。感圧センサは、物体の挟み込みが発生したときにその物体に接触する部位に設けられるため、必然的に開口部に面した車両用ドアの外縁部に設けられることになる。言い換えると、物体の挟み込みが発生したとき、その物体に接触できない部位に感圧センサを設ける必要は無い。また、信号処理回路は、感圧出力信号の増幅処理などを行う電気回路を用いて構成される。そして、挟み込みを判定する手段が、信号処理回路から出力される処理信号に基づいて、例えば、処理信号が設定閾値以上であるか否かに基づいて、物体の挟み込みが発生しているか否かの判定を行う。

特許文献１に記載の従来の挟み込み検出装置は、感圧センサとして、弾性材からなる長尺のチューブの外皮部の内部に、このチューブの中心周りに漸次変位する十字孔を設け、この十字孔の中に互いに離間し且つ十字孔に沿って螺旋状に電極となる複数の導線を配置したものである。物体の挟み込みによって感圧センサに押圧力が加わると、外皮部が弾性変形して外皮部の内部の十字孔が潰される。そのとき、十字孔に配置した複数の導線の内の２以上、又は、全ての導線が互いに接触する。その結果、感圧センサからの感圧出力信号は、押圧力が加えられていないとき（非導通状態）と、押圧力が加えられているとき（導通状態）とで変化する。よって、信号処理回路が出力する処理信号の大きさも変化し、上記処理信号に基づく挟み込みが発生しているか否かの判定が可能となる。

特許文献２に記載の従来例の挟み込み検出装置は、感圧センサとして、圧電材料を２つの電極で挟んだ構成の圧電センサを使用するものである。物体の挟み込みによって、この圧電センサに押圧力が加わると、圧電材料に分極が生じ、２つの電極間の電位差を表す圧電出力信号が発生する。その結果、その圧電出力信号を受け取る信号処理回路から出力される処理信号の大きさも変化し、上記処理信号に基づく挟み込みが発生しているか否かの判定が可能となる。

以上のように、従来の挟み込み検出装置の構成は、特許文献１及び特許文献２の何れのタイプの感圧センサ（圧電センサ）を用いたとしても、挟み込みを発生するドアの外縁部に感圧センサを設け、挟み込みを発生しない部分には感圧センサ（圧電センサ）を設けないものである。そして、上記信号処理回路は、ドアの外縁部で感圧センサ（圧電センサ）と信号処理回路と直接接続されている。

特許第３３００６６０号公報 特開２００１−１６５７８４号公報

従来の挟み込み検出装置では、信号処理回路は、圧電センサが設けられているのと同じ車両用ドアの外縁部に配置される。
しかしながら、圧電センサが設けられているような車両用ドアの外縁部には特段の防水対策は施されていないのがほとんどであるため、電気回路を備えた信号処理回路が水によって誤作動を起こしたり、故障してしまう可能性がある。
また、車両用ドアの外縁部は電磁ノイズから遮蔽されていないため、信号処理回路が電磁ノイズの影響を受けると、正常な挟み込みの検出が出来なくなる可能性もある。

更に、物体の挟み込みを良好に検出するためには、圧電センサを車両用ドアの外縁部の端々に設ける必要があるが、その場合、車両用ドアの外縁部において、信号処理回路を設けるスペースに制約が生じる。そのため、その制約下において物体の挟み込みを良好に検出できるようにしながらも信号処理回路を車両用ドアの外縁部に設けようとすると、信号処理回路を小型化しなければならない。

以上のように、信号処理回路を車両用ドアの外縁部に設けるような従来の挟み込み検出装置では、信号処理回路を設けるスペースに制約があり、且つ、水や電磁ノイズなどの影響によって、故障や挟み込み検出が正常に行えないなどの問題が発生する可能性がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、信号処理回路を設けるスペースの制約を無くすことができ、高い防水性能を達成可能であり、更に、電磁ノイズなどの外乱の影響を受けない正常な挟み込み検出を実施可能な挟み込み検出装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る挟み込み検出装置の特徴構成は、
同軸ケーブル状に配置される、第１の中心電極と当該第１の中心電極を取り囲む圧電材料と当該圧電材料を取り囲む第１の外部電極とを備え、ドアパネルを有する車両用ドアの開口部側の外縁部に沿って設けられる圧電センサと、
前記第１の中心電極と前記第１の外部電極との間の電位差を表す圧電出力信号を前記圧電センサから受け取る信号処理回路と、
前記圧電センサと前記信号処理回路との間を接続する中継線と、を備える点にある。

上記特徴構成によれば、圧電センサと信号処理回路との間に中継線を設けているため、信号処理回路を圧電センサから離れた位置、すなわち、車両用ドアの開口部の外縁部から離れた位置に配置できる。よって、防水処理された空間や電磁ノイズを遮蔽できる空間があれば、圧電センサから離れたその空間まで中継線を配線して信号処理回路を配置できる。
従って、信号処理回路を設けるスペースの制約を無くすことができ、高い防水性能を達成可能であり、更に、電磁ノイズなどの外乱の影響を受けない正常な挟み込み検出を実施可能な挟み込み検出装置を提供できる。

本発明に係る挟み込み検出装置の別の特徴構成は、前記信号処理回路は、前記ドアパネルの内部の、シート状の防水部材を設けて防水処理した空間に収納され、
前記中継線は、前記車両用ドアの前記外縁部から前記防水処理した空間まで配線されている点にある。

上記特徴構成によれば、信号処理回路は、広い空間が確保されたドアパネルの内部空間に設けられるので、信号処理回路を設けるスペースの制約が実質的に無くなる。よって、実質的に大きさの制約を受けずに、信号処理回路を設計することができる。また、信号処理回路がドアパネル内部の防水処理した空間に設けられるので、信号処理回路が水の影響を受けないようになる。よって、信号処理回路を構成する電気回路の誤作動や故障の発生を抑制できる。加えて、信号処理回路自身には防水性能がほとんど要求されないのでその性能を事前に試験しなくてもよく、結果として、挟み込み検出装置の製造コストを低減できる。
更に、ドアパネルが導電性部材を用いて形成される場合、外部からの電磁波は導電性部材によって吸収又は反射される。よって、信号処理回路は他の電気部品からの電磁ノイズの影響を受け難くなるので、正常な挟み込み検出を実施可能な挟み込み検出装置を提供できる。

本発明に係る挟み込み検出装置の別の特徴構成は、前記中継線は、シールド線を用いて構成される点にある。

上記特徴構成によれば、中継線にノイズが重畳しないようにできる。

本発明に係る挟み込み検出装置の別の特徴構成は、前記中継線は、同軸ケーブル状に配置される、第２の中心電極と当該第２の中心電極を取り囲む絶縁体と当該絶縁体を取り囲む第２の外部電極とを備え、
前記第１の中心電極と前記第２の中心電極とが接続され、及び、前記第１の外部電極と前記第２の外部電極とが接続されることで、前記圧電センサと前記中継線とが接続される点にある。

上記特徴構成によれば、圧電センサの第１の中心電極と中継線の第２の中心電極とが同電位となり、圧電センサの外部電極と中継線の外部電極とが同電位になる。よって、各々の外部電極は各々の中心電極をシールドするので、圧電センサの第１の中心電極と第１の外部電極との間の電位差を正確に信号処理回路に伝えることができる。

本発明に係る挟み込み検出装置の別の特徴構成は、前記圧電センサが備える前記圧電材料は、強誘電体に分極処理を施すことにより作製され、
前記中継線が備える前記絶縁体は、強誘電体を用いて構成され、
前記第１の中心電極、前記第１の外部電極及び前記分極処理が施される前の強誘電体のそれぞれは、前記第２の中心電極、前記第２の外部電極及び前記絶縁体としての強誘電体のそれぞれと同じ材料を用いて構成される点にある。

上記特徴構成によれば、圧電センサと中継線とを同じ材料で構成できるので、挟み込み検出装置を構成するのに必要な材料の種類を少なくできる。また、互いに接続される圧電センサと中継線との材料の違いによって圧電出力信号の伝達に影響が及ぼされる可能性を排除できる。

本発明に係る挟み込み検出装置の別の特徴構成は、前記強誘電体に直流高電界を印加して圧電活性を与えることで前記分極処理を施す点にある。

上記特徴構成によれば、分極処理を施すことで確実に圧電センサを構成できる。

本発明に係る挟み込み検出装置の別の特徴構成は、前記圧電センサ及び前記中継線は、中心電極と当該中心電極を取り囲む強誘電体と当該強誘電体を取り囲む外部電極とを備える一連の同軸ケーブル中に形成され、前記同軸ケーブルのうち、前記強誘電体に前記分極処理を施した部分が前記圧電センサとして機能し、前記強誘電体に前記分極処理を施していない部分が前記中継線として機能する点にある。

上記特徴構成によれば、一連の同軸ケーブルの一部に分極処理を施すことで、同軸ケーブルの一部が圧電センサとなる。よって、圧電センサと中継線とは一続きの同軸ケーブル中に形成されているので、圧電センサと中継線との間の接続工程が不要になる。また、圧電センサと中継線との間の接続部分の防水や、接続部部分の設置スペースを考慮する必要なくなる。また、中継線の第２の中心電極と第２の外部電極との間の強誘電体には分極処理が施されていないので、中継線に外部からの力が加わっても圧電出力信号にノイズがほとんど加わらないように構成できる。

本発明に係る挟み込み検出装置の別の特徴構成は、前記圧電センサ及び前記中継線は、中心電極と当該中心電極を取り囲む強誘電体と当該強誘電体を取り囲む外部電極とを備える同一構成の２本の同軸ケーブルの夫々に形成され、前記強誘電体に前記分極処理を施した方の前記同軸ケーブルが前記圧電センサとして機能し、前記強誘電体に前記分極処理を施していない方の前記同軸ケーブルが前記中継線として機能する点にある。

上記特徴構成によれば、圧電センサの部分と中継線の部分を明確に区別でき、挟み込みを検出すべき部分にのみ圧電センサを配置できる。また、中継線の第２の中心電極と第２の外部電極との間の強誘電体には分極処理が施されていないので、中継線に外部からの力が加わっても圧電出力信号にノイズがほとんど加わらないように構成できる。

本発明に係る挟み込み検出装置の別の特徴構成は、前記圧電センサが備える前記第１の中心電極及び前記第１の外部電極のそれぞれは、前記中継線が備える前記第２の中心電極及び前記第２の外部電極のそれぞれと、封止された筐体内で接続される点にある。

上記特徴構成によれば、圧電センサと中継線との接続部分の防水を確実に行える。

本発明に係る挟み込み検出装置の別の特徴構成は、前記圧電センサは、当該圧電センサの端部の先端側で前記第１の中心電極が露出し、端部の根元側で前記第１の外部電極が露出するように構成され、
前記中継線は、当該中継線の端部の先端側で前記第２の中心電極が露出し、端部の根元側で前記第２の外部電極が露出するように構成され、
前記圧電センサ及び前記中継線は、露出した前記第１の中心電極及び露出した前記第２の中心電極が並んだ状態、且つ、露出した前記第１の外部電極及び露出した前記第２の外部電極が並んだ状態で前記筐体内に配置される点にある。

上記特徴構成によれば、圧電センサの端部と中継線の端部とが一方向に向かって並んだ状態で、圧電センサと中継線とが接続されることになる。よって、上記筐体を車両用ドアの端部に配置できるので、圧電センサを車両用ドアの開口部側の外縁部のほぼ全てに引き延ばすことができ、挟み込みの検出範囲を拡大できる。また、圧電センサは車両用ドアの外縁部に沿って延ばすだけであるので、折り曲げる部分が不要となる。よって、圧電センサをＵ字型などに曲げる必要がなくなるので、挟み込みを検出していない定常状態で圧電センサに負荷がかからず、検出精度を向上することができる。更に、筐体を導電性部材で形成することにより、中心電極のシールドを行うこともできる。

本発明に係る挟み込み検出装置の別の特徴構成は、前記車両用ドアは車体側面に設けられたスライドドアであって、前記筐体は当該スライドドアの外縁部の開口部側の下部に設けられている点にある。

上記特徴構成によれば、窓ガラス設置のためにスペースが限られるスライドドアの外縁部の上部ではなく、比較的空間に余裕のあるスライドドアの外縁部の下部に筐体を配置できる。

＜第１実施形態＞
以下に本実施形態の挟み込み検出装置について図面を参照して説明する。
図１は車両用ドアへの圧電センサの設置例を示す図であり、図２は車両用ドアの縦断面図であり、図３は車両用ドアへの挟み込み検出装置の設置例を概略的に示す図である。
図示するように、車両の側部には、乗員の出入りや物体の出し入れが可能な開口部１５が形成されており、当該開口部１５には、車両用ドアとしてのスライドドア１を設けてある。また、スライドドア１を閉じると開口部１５が形成されなくなる。従って、スライドドア１を閉じるとき、開口部１５において乗員や物体がスライドドア１と当接することがある。このように、開口部１５においてスライドドア１と物体（乗員を含む。以下、同じ。）とが当接することを、物体の挟み込みが発生したと言う。

物体の挟み込みが発生したとき、その状況を回避するためにスライドドア１を急停止させたり、反転作動させる必要がある。そのため、スライドドア１において物体の挟み込みが発生しているか否かを検出可能な挟み込み検出装置が設けられる。図１及び図３に示すように、開口部１５に面したスライドドア１の開口部１５側の外縁部４には弾力性のあるプロテクタ５が設けられる。そして、ケーブル状の圧電センサ６は開口部１５に面したスライドドア１の外縁部４であって、プロテクタ５の内部に設けられる。

図１及び図３に示すように、本実施形態の挟み込み検出装置は、開口部１５に面したスライドドア１の外縁部４に設けられる圧電センサ６と、その圧電センサ６から出力される圧電出力信号を信号処理して、スライドドア１による物体の挟み込みが発生しているか否かの判定が可能な処理信号を出力する検知回路部１０とを備える。

図１〜図３に示すように、スライドドア１の上部には上下動可能な窓ガラス２が設けられ、スライドドア１の下部には少なくとも内部が導電性部材を用いて形成されるドアパネル３が設けられる。図２において概略的に示すように、ドアパネル３の内部空間は、車内側に位置する内部空間Ａと車外側に位置する内部空間Ｂとを備える。ドアパネル３の内部空間のうち、内部空間Ｂは、上下動する窓ガラス２がスライドしながら出入り可能な空間である。ドアパネル３の内部空間のうち、内部空間Ａは、導電性部材で囲まれ、且つ、内部空間Ｂとは仕切り部によって隔絶され、内部空間Ａの車外側の仕切り部にシート状の防水部材２５を設けて防水処理した空間である。防水部材２５は、樹脂フィルム等を用いて形成できる。

図４は、スライドドア１の開口部１５側の外縁部４の下部に設けられた、圧電センサ６と、シールド線でもある同軸ケーブルを用いた中継線７とを接続する接続手段としてのコネクタ８の斜視図である。図４に示すように、圧電センサ６は、同軸ケーブル状に配置される、中心電極６ａと、その中心電極６ａを取り囲む圧電材料６ｂと、その圧電材料６ｂを取り囲む外部電極６ｃとを備え、ドアパネル３を有するスライドドア１の開口部１５側の外縁部４に沿って設けられる。具体的には、圧電センサ６は、物体が当接すると圧電効果により分極現象を示して電荷を生じさせる圧電材料６ｂを用いて構成される。ケーブル形状の圧電センサ６の中心にはワイヤ状の中心電極６ａが設けられ、中心電極６ａの周囲は圧電材料６ｂで取り囲まれている。この圧電材料６ｂの周囲は上記中心電極６ａの対向電極としての外部電極６ｃで覆われている。その結果、ワイヤ状の中心電極６ａと筒状の外部電極６ｃとの間に圧電材料６ｂが配置された構成となる。また、外部電極６ｃの周囲は絶縁性の外部被覆６ｄで覆われる。
同様に、中継線７は、同軸ケーブル状に配置される、中心電極７ａと、その中心電極７ａを取り囲む絶縁体７ｂと、その絶縁体７ｂを取り囲む外部電極７ｃとを備える。また、外部電極７ｃの周囲は絶縁性の外部被覆７ｄで覆われる。
以上のように、中心電極６ａは本発明の第１の中心電極として機能し、外部電極６ｃは本発明の第１の外部電極として機能する。また、中心電極７ａは本発明の第２の中心電極として機能し、外部電極７ｃは本発明の第２の外部電極として機能する。

上述したように、圧電センサ６が備える圧電材料６ｂは、他の物体に当接して外力が印加されたとき、圧電効果により分極現象を示して電荷を生じさせる。そして、当該分極現象により生じた電荷は、中心電極６ａと外部電極６ｃとの間の電位差を表す圧電出力信号として出力される。従って、開口部１５に物体が存在している状態でスライドドア１が閉動作すると、圧電センサ６と物体とがプロテクタ５を介して当接して圧電センサ６に外力が加わり、その結果、圧電材料６ｂで生じた電荷が圧電センサ６の外部に出力されることになる。このとき、圧電材料６ｂの受けた外力（加速度）が大きいほど、圧電材料６ｂの分極により生じる電荷量は大きくなる。従って、スライドドア１による物体の挟み込みが発生すると、圧電材料６ｂに対する外力（加速度）も必然的に大きくなるため、圧電材料６ｂの分極により生じる電荷量（圧電出力信号）も大きくなる。他方で、例えば、圧電材料６ｂに対して外力が加えられていない状態や、圧電材料６ｂに対して非常に小さい外力が加えられた状態では、圧電材料６ｂの分極により生じる電荷量は小さくなる。つまり、圧電材料６ｂを用いた圧電センサ６は、外力に応じて中心電極６ａと外部電極６ｃとの間の電位差が変化する構造であり、印加される加速度に応じた圧電出力信号を出力する。

検知回路部１０は、圧電センサ６から出力される圧電出力信号を信号処理して、スライドドア１による物体の挟み込みが発生しているか否かの判定が可能な処理信号を出力する。例えば、検知回路部１０は圧電出力信号を増幅処理して得られる処理信号を出力し、後段のＥＣＵ（電子制御装置）１１にて当該処理信号に基づいて挟み込みが発生しているか否かの判定を行えるようにする。また、ＥＣＵ１１は、スライドドア１において物体の挟み込みが発生したと判定したときには、スライドドア１の駆動用モータ装置（図示せず）へ、スライドドア１を反転作動させるための信号を送出する。
以上のように、検知回路部１０は本発明の「信号処理回路」として機能する。

図３に示すように、コネクタ８はスライドドア１の開口部１５側の外縁部４の下部に設けられている。中継線７は、スライドドア１の外縁部４から内部空間Ａにわたって配線され、圧電センサ６から検知回路部１０へ上記圧電出力信号を中継する。図４に示すように、コネクタ８は、導電性部材で形成された筐体２０の内部に圧電センサ６と中継線７とを並べて引き込むためのブッシュ２１を備える。ブッシュ２１は、圧電センサ６と中継線７を共に挿入可能な貫通孔を備え、その貫通孔に圧電センサ６の端部及び中継線７の端部を並べて挿入した状態で、筐体２０の側面に嵌め込まれて固定される。

図４に示すように、コネクタ８の筐体２０の内部では、圧電センサ６は、中心電極６ａ及び外部電極６ｃの端部がそれぞれ露出するように、中心電極６ａを覆う圧電材料６ｂ及び外部電極６ｃを覆う外部被覆６ｄが部分的に取り除かれている。よって、圧電センサ６は、圧電センサ６の端部の先端側で中心電極６ａが露出し、端部の根元側で外部電極６ｃが露出するように構成される。
同様に、中継線７は、中心電極７ａ及び外部電極７ｃの端部がそれぞれ露出するように、中心電極７ａを覆う絶縁体７ｂ及び外部電極７ｃを覆う外部被覆７ｄがそれぞれ取り除かれている。よって、中継線７は、中継線７の端部の先端側で中心電極７ａが露出し、端部の根元側で外部電極７ｃが露出するように構成される。

本実施形態において、圧電センサ６及び中継線７の夫々は同一構成の２本の同軸ケーブルを用いて構成される。具体的には、圧電センサ６を構成するための同軸ケーブル及び中継線７を構成するための同軸ケーブルは、中心電極（第１の中心電極６ａ及び第２の中心電極７ａ）と、当該中心電極６ａ、７ａを取り囲む強誘電体（圧電材料６ｂ及び絶縁体７ｂ）と、当該強誘電体６ｂ、７ｂを取り囲む外部電極（第１の外部電極６ｃ及び第２の外部電極７ｃ）とを夫々備える。ここで、上記圧電材料６ｂは、強誘電体に分極処理を施すことにより作製される。この分極処理は、強誘電体に直流高電界を印加して圧電活性を与えることで行われる。従って、この分極処理が施されていない部分の特性は、通常の強誘電体を含む同軸ケーブルの特性と同じである。

つまり、圧電センサ６が備える中心電極６ａ、外部電極６ｃ及び分極処理が施される前の強誘電体のそれぞれは、中継線７が備える中心電極７ａ、外部電極７ｃ及び絶縁体７ｂとしての強誘電体のそれぞれと同じ材料を用いて構成される。そして、強誘電体に分極処理を施した方の同軸ケーブルが圧電センサ６として機能し、強誘電体に分極処理を施していない方の同軸ケーブルが中継線７として機能する。
よって、圧電センサ６の部分と中継線７の部分を明確に区別でき、挟み込みを検出すべき部分にのみ圧電センサ６を配置できる。また、中継線７の中心電極７ａと外部電極７ｃとの間の絶縁体（強誘電体）７ｂには分極処理が施されていないので、中継線７に外部からの力が加わっても圧電出力信号にノイズがほとんど加わらないように構成できる。

図４に示すように、圧電センサ６が備える中心電極６ａ及び外部電極６ｃのそれぞれは、中継線７が備える中心電極７ａ及び外部電極７ｃのそれぞれと、封止された筐体２０内で接続される。具体的には、圧電センサ６及び中継線７は、露出した中心電極６ａ及び露出した中心電極７ａが並んだ状態、且つ、露出した外部電極６ｃ及び露出した外部電極７ｃが並んだ状態で筐体２０の内部に配置される。そして、導電性の接続部材２２を介して圧電センサ６の中心電極６ａと中継線７の中心電極７ａとが電気的に接続される。また、導電性の接続部材２３を介して圧電センサ６の外部電極６ｃと中継線７の外部電極７ｃとが電気的に接続される。本実施形態では、圧電センサ６の中心電極６ａ及び中継線７の中心電極７ａは、半田付けによって接続部材２２に接続され、圧電センサ６の外部電極６ｃ及び中継線７の外部電極７ｃも、半田付けによって接続部材２３に接続される。但し、半田付けではなく、接続部材２２、２３を用いて各電極６ａ、６ｃ及び各電極７ａ、７ｃを機械的に挟むことで導通を確立するように改変してもよい。ここで、接続部材２３と筐体２０とが電気的に同電位になるように接続すると、シールド効果を高めることができる。

以上のように構成することで、コネクタ８は、平行に並んだ圧電センサ６及び中継線７を、互いに振動しないようにブッシュ２１を用いて筐体２０に固定した状態で電気的に接続できる。また、筐体２０の内部に絶縁性樹脂などの封止部材を流し込んでコネクタ８を封止するシール層２４が形成される。封止部材としてはシリコーン樹脂などを用いることができる。その結果、圧電センサ６の中心電極６ａ及び外部電極６ｃ、中継線７の中心電極７ａ及び外部電極７ｃ、並びに、接続部材２２及び接続部材２３などの導電性の部材はシール層２４によって封止されて、その防水性が維持される。また、圧電センサ６の中心電極６ａ及び外部電極６ｃ、中継線７の中心電極７ａ及び外部電極７ｃ、並びに、接続部材２２及び接続部材２３などの部材をシール層２４で固めることで、各部材が相対的に振動しないように構成できる。
また、シール層２４を構成する封止部材は固まった状態で透明であることが好ましい。透明であれば、圧電センサ６の中心電極６ａと中継線７の中心電極７ａとの間での接続部材２２を介した接続状態や、圧電センサ６の外部電極６ｃと中継線７の外部電極７ｃとの間での導電性の接続部材２３を介した接続状態を目視で確認できるからである。

また、図３に示すように、コネクタ８から引き出された中継線７は、プロテクタ５の内部を引き回された後、スライドドア１の外縁部４に設けられた孔９を通って上記内部空間Ａに引き込まれる。上述したように、内部空間Ａは、ドアパネル３を構成する導電性部材で囲まれ、内部空間Ｂとは仕切り部によって隔絶され、内部空間Ａの車外側の仕切り部にシート状の防水部材２５を設けて防水処理した空間である。そして、この防水性が高められた内部空間Ａには、中継線７と接続される検知回路部１０及びＥＣＵ１１が配置される。

以上のように、本実施形態の挟み込み検出装置は、スライドドア１の開口部１５に面し、挟み込みが発生し得るスライドドア１の外縁部４にのみ圧電センサ６を設けることで、挟み込みが発生し得ない部位において圧電センサ６が感度を持たないように構成できる。つまり、圧電センサ６を起因とするノイズの発生を抑制できる。
また、スライドドア１の外縁部４において圧電センサ６と中継線７とを接続し、中継線７を、導電性部材で囲まれ、車外側の仕切り部にシート状の防水部材２５を設けて防水性が高められた内部空間Ａに引き込んだ上で、中継線７と検知回路部１０とを接続している。従って、導電性部材によって電磁波が吸収又は反射されるので、検知回路部１０は、外部からの電磁ノイズの影響を受け難くなる。更に、検知回路部１０は、水分による影響も受け難くなるので、水分による誤作動や故障の発生を抑制して、挟み込み検出装置が正常な挟み込み検出を行えるようにできる。

また更に、従来のように検知回路部１０がスライドドア１の外縁部４に設けられている場合に比べて、スライドドア１を閉じるとき及び乗員の足が当たったときなどの大きな衝撃が検知回路部１０には伝わり難くなる。つまり、検知回路部１０はドアパネル３の内部空間Ａに設けられているので、スライドドア１を閉じたとき及び乗員の足が当たったときの衝撃は、プロテクタ５及びドアパネル３を介して検知回路部１０に伝えられる。ところが、スライドドア１を閉じたとき及び乗員の足が当たったときの衝撃は、ドアパネル３を大きく振動させるほどのものではないため、検知回路部１０は大きく振動しない。よって、検知回路部１０が外部からの衝撃によって故障する可能性を排除できる。加えて、検知回路部１０には防水性能や耐衝撃性能がほとんど要求されないのでそれらの性能を試験しなくてもよく、結果として、挟み込み検出装置の製造コストを低減できる。

加えて、検知回路部１０は、広い空間が確保されたドアパネル３の内部空間Ａに設けられるので、検知回路部１０を設けるスペースの制約が実質的に無くなる。よって、実質的に大きさの制約を受けずに、検知回路部１０を設計することができる。
また、圧電センサ６と中継線７とを接続するコネクタ８は、圧電センサ６と中継線７とを平行に隣接した状態でスライドドア１の外縁部４の下部に配置できる構成である。従って、コネクタ８の幅を狭くできるので、スライドドア１の外縁部４の下部に大きなスペースが無くても、コネクタ８を用いて圧電センサ６と中継線７とを接続できる。加えて、コネクタ８は樹脂などの封止部材を用いたシール層２４で封止されるので、圧電センサ６と中継線７との接続部分を外部から絶縁し、その防水性を高め、且つ、耐振動性を高めることができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態の挟み込み検出装置は、中継線の構成が第１実施形態と異なる。以下に第２実施形態の挟み込み検出装置について説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図５は、第２実施形態の挟み込み検出装置の設置例を概略的に示す図である。本実施形態では、圧電センサ１２から出力された圧電出力信号を検知回路部１０へ中継するための中継線１３が、圧電センサ１２と一連の部材を用いて作製されている。具体的には、圧電センサ１２及び中継線１３は、一連の同軸ケーブル中に形成される。この同軸ケーブルは、上記第１実施形態で説明したのと同様に、圧電センサ１２及び中継線１３と同一構成であり、中心電極と当該中心電極を取り囲む強誘電体と当該強誘電体を取り囲む外部電極とを備える。そして、この同軸ケーブルのうち、強誘電体に分極処理を施した部分が圧電センサ１２として機能し、強誘電体に分極処理を施していない部分が中継線１３として機能する。従って、この分極処理が施されていない部分の同軸ケーブルの特性は、通常の強誘電体を含む同軸ケーブルの特性と同じである。

従って、第２実施形態の挟み込み検出装置では、開口部１５に面し、挟み込みが発生し得るスライドドア１の外縁部４に配置される部分のケーブル状の材料には分極処理を施して圧電センサ１２として機能させ、他の部分には分極処理を施さずに中継線１３として機能させている。言い換えると、中継線１３は、圧電センサ１２と一連の部材を用いて作製されているものの、圧電センサ１２よりも感度が低く設定されている。
従って、中継線１３が圧電センサ１２と一連の部材を用いて作製されるので、中継線１３と圧電センサ１２とを接続するための装置や手間が不要になる。また、圧電出力信号が上記中継線１３を用いてスライドドア１の外縁部４からドアパネル３の内部空間Ａへ中継される間に、その圧電出力信号にノイズがほとんど加わらないように構成できる。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記第１及び第２実施形態では、検知回路部とＥＣＵとを別体で構成した場合について説明したが、図６に示すように検知回路部１０とＥＣＵ１４とを一体で構成してもよい。例えば、ＥＣＵ１４が形成されているのと同一回路基板上に検知回路部１０を設けてもよい。或いは、ＥＣＵ１４が形成されている回路基板を収容している筐体内に検知回路部１０が形成されている回路基板を収容してもよい。
従って、本発明の信号処理回路としての検知回路部１０とＥＣＵ１４とが一体に形成されるので、挟み込み検出装置の構成を単純化できる。また、検知回路部１０とＥＣＵ１４とが一体に形成されていれば、ＥＣＵ１４は、検知回路部１０で行われる信号処理の条件を変更させることも自在に行える。例えば、検知回路部１０が圧電センサ６から出力される圧電出力信号の増幅処理を行う場合、ＥＣＵ１４は、検知回路部１０における増幅処理の増幅率を変更させ、検知回路部１０から出力される処理信号の大きさを調節して、物体の挟み込みが発生しているか否かの判定が好適に行われるように構成できる。

＜２＞
上記実施形態及び上記別実施形態では、圧電センサ６と中継線７とを接続するための接続手段としてのコネクタ８をスライドドア１の開口部１５側の外縁部４の下端部位に設けた例について説明したが、コネクタ８を外縁部４の上端部位に設けるように改変してもよい。但し、圧電センサ６は、物体の挟み込みが発生し得るスライドドア１の外縁部４のできるだけ広い領域に設けることが好ましいので、コネクタ８を設ける領域はできるだけ狭くする必要がある。或いは、コネクタ８は、スライドドア１の外縁部４の中でも、できるだけ物体の挟み込みが発生する可能性が低い部位に設けることが好ましい。

＜３＞
上記実施形態及び上記別実施形態では、本発明の挟み込み検出装置を車両用ドアとしてのスライドドアの開口側の外縁部に設けた場合について説明したが、車両の後部に設けられたバックドアや、車両の側部に設けられた揺動式のドアにおける物体の挟み込みを検出する目的にも利用可能である。

＜４＞
上記実施形態及び上記別実施形態では、圧電センサ６と信号処理回路である検知回路部１０の間に同軸ケーブルを用いた中継線７を用いているが、この同軸ケーブルの代わりに、圧電センサ６の中心電極及び外部電極の信号をそれぞれ伝える信号線を内部に持つシールド線とすることも可能である。また、中継線７へ加わるノイズを無視できる環境で使用できるのであれば、同軸ケーブルの代わりに、圧電センサ６の中心電極及び外部電極の信号をそれぞれ伝える信号線のみとすることも可能である。

＜５＞
上記実施形態及び上記別実施形態において、コネクタ８を図７〜図９に例示するコネクタ３０に変更することもできる。図７は、コネクタ３０の透視図であり、図８は、図７の線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面図であり、図９は、コネクタ３０の内部のキャップ３４の正面図である。
図７に示すように、圧電センサ６の端部の先端側で中心電極６ａが露出し、端部の根元側で外部電極６ｃが露出するように外部被覆６ｄや圧電材料６ｂが除去されている。同様に、中継線７の端部の先端側で中心電極７ａが露出し、端部の根元側で外部電極７ｃが露出するように外部被覆７ｄや絶縁体が除去されている。そして、この別実施形態のコネクタ３０は、圧電センサ６の外部電極６ｃと中継線７の外部電極７ｃとを束ねて挟み込むＷ形接続金具３１を備える。また、図７に示すように、圧電センサ６の中心電極６ａと中継線７の中心電極７ａとを電気的に接続するスプライス３２を備える。そして、Ｗ形接続金具３１とスプライス３２を取り付けた状態で、圧電センサ６及び中継線７の端部を半田槽に付けると、圧電センサ６の外部電極６ｃ、中継線７の外部電極７ｃ及びＷ形接続金具３１が半田で固定され、且つ、圧電センサ６の中心電極６ａ、中継線７の中心電極７ａ及びスプライス３２が半田で固定される。このとき、圧電材料６ｂ及び絶縁体７ｂ、並びに、外部被覆６ｄ及び外部被覆７ｄの部分には半田が定着しない。この後、圧電センサ６の中心電極６ａ、中継線７の中心電極７ａ及びスプライス３２の外側に熱収縮チューブ３３を被せ、加熱して先端部の絶縁を施す。更に、有底筒状の導電性のキャップ３４を、スプライス３２及びＷ形接続金具３１を覆うように被せる。キャップ３４には図８及び図９に示すように、Ｗ形接続金具３１に対応する位置に、円周に沿って長孔３４ａが彫られている。この長孔３４ａからＷ型接続金具３１側へ半田を流し込み、Ｗ形接続金具３１とキャップ３４間を固定するとともに、Ｗ形接続金具３１とキャップ３４間の導通をとる。最後に、キャップ３４を覆うように熱収縮チューブ３５を被せて、加熱して全体を固定する。
従って、キャップ３４は圧電センサ６の外部電極６ｃ及び中継線７の外部電極７ｃと同電位となり、キャップ３４の内側をシールドするため、露出された圧電センサ６の中心電極６ａと中継線７の中心電極７ａへのノイズの侵入を阻止できる。

車両用ドアへの圧電センサの設置例を示す図 車両用ドアの縦断面図 第１実施形態の挟み込み検出装置の設置例を概略的に示す図 コネクタの斜視図 第２実施形態の挟み込み検出装置の設置例を概略的に示す図 別実施形態の挟み込み検出装置の設置例を概略的に示す図 別実施形態のコネクタの透視図 図７の線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面図 コネクタの内部のキャップの正面図

符号の説明

１ スライドドア（車両用ドア）
３ ドアパネル
４ 外縁部
６、１２ 圧電センサ
６ａ 中心電極（第１の中心電極）
６ｂ 圧電材料（強誘電体）
６ｃ 外部電極（第１の外部電極）
７、１３ 中継線
７ａ 中心電極（第２の中心電極）
７ｂ 絶縁体（強誘電体）
７ｃ 外部電極（第２の外部電極）
１０ 検知回路部（信号処理回路）
１５ 開口部
２０ 筐体
２５ 防水部材
Ａ 内部空間（空間）

Claims (11)

1. 同軸ケーブル状に配置される、第１の中心電極と当該第１の中心電極を取り囲む圧電材料と当該圧電材料を取り囲む第１の外部電極とを備え、ドアパネルを有する車両用ドアの開口部側の外縁部に沿って設けられる圧電センサと、
   前記第１の中心電極と前記第１の外部電極との間の電位差を表す圧電出力信号を前記圧電センサから受け取る信号処理回路と、
   前記圧電センサと前記信号処理回路との間を接続する中継線と、を備える挟み込み検出装置。
2. 前記信号処理回路は、前記ドアパネルの内部の、シート状の防水部材を設けて防水処理した空間に収納され、
   前記中継線は、前記車両用ドアの前記外縁部から前記防水処理した空間まで配線されていることを特徴とする請求項１記載の挟み込み検出装置。
3. 前記中継線は、シールド線を用いて構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の挟み込み検出装置。
4. 前記中継線は、同軸ケーブル状に配置される、第２の中心電極と当該第２の中心電極を取り囲む絶縁体と当該絶縁体を取り囲む第２の外部電極とを備え、
   前記第１の中心電極と前記第２の中心電極とが接続され、及び、前記第１の外部電極と前記第２の外部電極とが接続されることで、前記圧電センサと前記中継線とが接続されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の挟み込み検出装置。
5. 前記圧電センサが備える前記圧電材料は、強誘電体に分極処理を施すことにより作製され、
   前記中継線が備える前記絶縁体は、強誘電体を用いて構成され、
   前記第１の中心電極、前記第１の外部電極及び前記分極処理が施される前の強誘電体のそれぞれは、前記第２の中心電極、前記第２の外部電極及び前記絶縁体としての強誘電体のそれぞれと同じ材料を用いて構成されることを特徴とする請求項４記載の挟み込み検出装置。
6. 前記強誘電体に直流高電界を印加して圧電活性を与えることで前記分極処理を施すことを特徴とする請求項５記載の挟み込み検出装置。
7. 前記圧電センサ及び前記中継線は、中心電極と当該中心電極を取り囲む強誘電体と当該強誘電体を取り囲む外部電極とを備える一連の同軸ケーブル中に形成され、前記同軸ケーブルのうち、前記強誘電体に前記分極処理を施した部分が前記圧電センサとして機能し、前記強誘電体に前記分極処理を施していない部分が前記中継線として機能することを特徴とする請求項５又は６記載の挟み込み検出装置。
8. 前記圧電センサ及び前記中継線は、中心電極と当該中心電極を取り囲む強誘電体と当該強誘電体を取り囲む外部電極とを備える同一構成の２本の同軸ケーブルの夫々に形成され、前記強誘電体に前記分極処理を施した方の前記同軸ケーブルが前記圧電センサとして機能し、前記強誘電体に前記分極処理を施していない方の前記同軸ケーブルが前記中継線として機能することを特徴とする請求項５又は６記載の挟み込み検出装置。
9. 前記圧電センサが備える前記第１の中心電極及び前記第１の外部電極のそれぞれは、前記中継線が備える前記第２の中心電極及び前記第２の外部電極のそれぞれと、封止された筐体内で接続されることを特徴とする請求項８記載の挟み込み検出装置。
10. 前記圧電センサは、当該圧電センサの端部の先端側で前記第１の中心電極が露出し、端部の根元側で前記第１の外部電極が露出するように構成され、
    前記中継線は、当該中継線の端部の先端側で前記第２の中心電極が露出し、端部の根元側で前記第２の外部電極が露出するように構成され、
    前記圧電センサ及び前記中継線は、露出した前記第１の中心電極及び露出した前記第２の中心電極が並んだ状態、且つ、露出した前記第１の外部電極及び露出した前記第２の外部電極が並んだ状態で前記筐体内に配置されることを特徴とする請求項９記載の挟み込み検出装置。
11. 前記車両用ドアは車体側面に設けられたスライドドアであって、前記筐体は当該スライドドアの開口部側の外縁部の下部に設けられていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の挟み込み検出装置。

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