JP2011022038A - 感圧センサ及び感圧センサの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】中空絶縁体の端末付近でも押圧力を検知可能な感圧センサを提供する。
【解決手段】感圧センサ11は、弾性変形可能な中空絶縁体22と、中空絶縁体22の内部で互いに離間して対向配置されるとともに中空絶縁体22の弾性変形に伴って撓曲することで互いに接触可能な一対の検知電極23,24と、中空絶縁体22の第2端22dから引き出された検知電極23,24に接続された給電用の給電線31,32とを備えている。また、感圧センサ11は、中空絶縁体22の第2端22dに固定され検知電極23,24と給電線31,32との接続部36,37を支持する端末部材41を備えている。この端末部材41は、弾性変形可能であるとともに中空絶縁体22の中空部22bと連なる端末中空部41dを有する。
【選択図】図4
【解決手段】感圧センサ11は、弾性変形可能な中空絶縁体22と、中空絶縁体22の内部で互いに離間して対向配置されるとともに中空絶縁体22の弾性変形に伴って撓曲することで互いに接触可能な一対の検知電極23,24と、中空絶縁体22の第2端22dから引き出された検知電極23,24に接続された給電用の給電線31,32とを備えている。また、感圧センサ11は、中空絶縁体22の第2端22dに固定され検知電極23,24と給電線31,32との接続部36,37を支持する端末部材41を備えている。この端末部材41は、弾性変形可能であるとともに中空絶縁体22の中空部22bと連なる端末中空部41dを有する。
【選択図】図4
Description
本発明は、押圧力を受けたセンサ線が弾性変形することにより当該押圧力を受けたことを検知する感圧センサ及び該感圧センサの製造方法に関するものである。
従来、モータ等の駆動力により電動でドアパネルを移動させる電動スライドドア装置には、車両の乗降口の周縁部とドアパネルとの間への異物の挟み込みを防止するために感圧センサを備えたものがある。例えば、特許文献1に記載された感圧センサは、ドアパネルの前端部等に沿って配置される長尺状のセンサ線と、該センサ線の端末に固定される端末部材とを備えている。センサ線は、弾性変形可能で中空状をなす長尺状の中空絶縁体の内側に、抵抗を介して直列に接続された複数の検知電極を配置して構成されている。また、中空絶縁体の端末(即ち端末部材が固定される側の長手方向の端部)から検知電極がそれぞれ引き出されるとともに、引き出された検知電極には給電用の給電線が接続されている。中空絶縁体の端末に固定される前記端末部材は、検知電極と給電線との接続部分を支持するものである。この端末部材は、硬質な樹脂材料にて形成され、その厚さが中空絶縁体の外径寸法と略同等の板状をなすとともに、中空絶縁体の端末から該中空絶縁体の内部に挿入されるスペーサを備えている。このような感圧センサは、センサ線に異物が接触していない場合には、中空絶縁体の内側の検知電極同士は非接触状態に維持されるため、給電線を介して供給された電流は高電位側の検知電極から低電位側の検知電極へ抵抗を介して流れる。一方、異物の接触により押圧力が加えられて中空絶縁体が弾性変形すると、中空絶縁体の内側の検知電極同士が接触して短絡され、給電線を介して供給された電流は高電位側の検知電極から低電位側の検知電極へ抵抗を介さずに流れる。そして、一定の電圧で検知電極に供給される電流は、高電位側の検知電極から低電位側の検知電極へ抵抗を介さずに流れるようになると、その電流値が変化する。従って、この電流値の変化に基づいてセンサ線に加わる押圧力を検知する。即ち、この電流値の変化に基づいてセンサ線に接触する異物が検知される。
しかしながら、端末部材は、その厚さが中空絶縁体の外径と略同等であるとともに硬質な樹脂材料よりなるため、異物が端末部材に接触しつつセンサ線に接触すると、当該端末部材によって異物がセンサ線に接触することが阻害され、異物の接触による中空絶縁体の弾性変形がなされなくなることがある。そのため、感圧センサによって当該異物が検知されない虞がある。また、中空絶縁体の端末側の端部には端末部材のスペーサが挿入されているため、中空絶縁体の端末付近は、このスペーサによって検知電極同士の接触が阻止される不感帯となっている。このように、中空絶縁体の端末付近では、感圧センサによる押圧力の検知、即ち感圧センサによる異物の検知が困難であるという問題があった。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、中空絶縁体の端末付近でも押圧力を検知可能な感圧センサ、及び該感圧センサの製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、弾性変形可能な中空絶縁体と、前記中空絶縁体の内部で互いに離間して対向配置されるとともに前記中空絶縁体の弾性変形に伴って撓曲することで互いに接触可能な一対の検知電極と、前記中空絶縁体の端末から引き出された前記検知電極に接続された給電用の給電線と、前記中空絶縁体の端末に固定され前記検知電極と前記給電線との接続部を支持する端末部材と、を備え、前記中空絶縁体の弾性変形に伴う一対の前記検知電極同士の接触により一対の前記検知電極間を流れる電流の電流値及び電圧値の少なくとも一方が変化する感圧センサであって、前記端末部材は、弾性変形可能であるとともに前記中空絶縁体の中空部と連なる端末中空部を有することをその要旨としている。
同構成によれば、端末部材は、弾性変形可能であるとともに中空絶縁体の中空部と連なる端末中空部を有するため、中空絶縁体の端末付近に押圧力が作用した場合、中空絶縁体と共に当該端末部材も弾性変形する。この時、端末部材は、端末中空部を有するため、押圧力による変形がより容易になされる。従って、中空絶縁体の弾性変形が端末部材によって阻害され難いため、中空絶縁体の端末付近であっても押圧力が作用した場合に検知電極同士が接触され、感圧センサに作用する押圧力を検知することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の感圧センサにおいて、前記端末部材は、前記中空絶縁体の端末から引き出された前記検知電極と、前記接続部と、前記給電線における前記接続部側の端部とを埋設していることをその要旨としている。
同構成によれば、端末部材によって、中空絶縁体の端末から引き出された検知電極と、接続部と、給電線における接続部側の端部とが保護される。従って、外部からの衝撃等によって、中空絶縁体の端末から引き出された検知電極、接続部及び給電線における接続部側の端部が損傷されることが抑制される。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の感圧センサにおいて、前記端末部材は、前記中空絶縁体の端末側の端部の外周を被覆して該中空絶縁体の端末側の端部に固定される固定部を有することをその要旨としている。
同構成によれば、固定部は、中空絶縁体の端末側の端部の外周を被覆して当該端部に固定されるため、端末部材は中空絶縁体に対してより強固に固定される。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の感圧センサにおいて、前記端末中空部の内径は、一対の前記検知電極間の対向方向の距離以上の値に設定されていることをその要旨としている。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の感圧センサにおいて、前記端末中空部の内径は、一対の前記検知電極間の対向方向の距離以上の値に設定されていることをその要旨としている。
同構成によれば、端末部材に押圧力が作用した場合、該端末部材は、押圧力の作用する方向に沿って少なくとも一対の検知電極間の対向方向の距離と等しい距離だけ弾性変形することができる。従って、中空絶縁体の端末付近に押圧力が作用した場合に該中空絶縁体はより弾性変形し易く、中空絶縁体の端末付近で一対の検知電極同士が接触し易くなる。
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の感圧センサにおいて、前記端末部材は、前記中空絶縁体の端末に固定されその内側に前記端末中空部を有する円筒状の支持部と、前記支持部における前記中空絶縁体の端末と反対側の端部を閉塞する閉塞部とからなることをその要旨としている。
同構成によれば、端末部材に円筒状の支持部を備えることにより、簡単に端末中空部を設けることができる。また、支持部における中空絶縁体の端末と反対側の端部は、閉塞部によって閉塞されているため、端末中空部内への異物の侵入が防止される。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の感圧センサにおいて、前記支持部と前記閉塞部とは一体成形されていることをその要旨としている。
同構成によれば、支持部と閉塞部とが一体成形されているため、支持部と閉塞部との間のシール性が確保され、端末中空部内への液体の浸入が防止される。
同構成によれば、支持部と閉塞部とが一体成形されているため、支持部と閉塞部との間のシール性が確保され、端末中空部内への液体の浸入が防止される。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の感圧センサの製造方法であって、前記中空絶縁体の端末に前記支持部を1次成形する1次成形工程と、前記支持部における前記中空絶縁体の端末と反対側の端部に前記閉塞部を2次成形する2次成形工程と、を有することをその要旨としている。
同構成によれば、1次成形工程で円筒状の支持部を形成し、2次成形工程で支持部における中空絶縁体と反対側の端部を閉塞する閉塞部を形成している。このように、2つの工程に分けて端末部材を形成することにより、有底円筒状の端末部材を容易に形成することができる。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の感圧センサの製造方法において、前記給電線は、絶縁性の被覆部材にて被覆された導電性の金属線よりなるとともに前記接続部側の端部の前記被覆部材が除去されており、前記1次成形工程では、少なくとも前記給電線の前記被覆部材を前記支持部の内部に埋設することをその要旨としている。
同構成によれば、1次成形工程後に、給電線における金属線が露出した部位が支持部の外部に露出しないため、2次成形工程において給電線の金属線が破損することが抑制される。
請求項9に記載の発明は、請求項7又は請求項8に記載の感圧センサの製造方法において、前記2次成形工程では、前記中空絶縁体の端末と反対側の端部から前記中空部を介して前記端末中空部にエアーを送りつつ、前記閉塞部を形成するための成形型内に溶融した絶縁性の樹脂材料を充填して前記閉塞部を形成することをその要旨としている。
同構成によれば、中空部を介して端末中空部内にエアーを送ることにより、当該エアーによって、閉塞部を形成するための溶融した樹脂材料が1次成形工程で形成した支持部の端末中空部の内部に流入することが抑制される。
本発明によれば、中空絶縁体の端末付近でも押圧力を検知可能な感圧センサ、及び該感圧センサの製造方法を提供することができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、電動スライドドア装置1を搭載した車両2の概略図である。図1に示すように、車両2は、導電性金属材料よりなる車体3を備えるとともに、該車体3の左側側面には、四角形状をなす乗降口4が形成されている。この乗降口4は、導電性金属材料よりなり該乗降口4に対応した四角形状をなすドアパネル5によって開閉される。
図1は、電動スライドドア装置1を搭載した車両2の概略図である。図1に示すように、車両2は、導電性金属材料よりなる車体3を備えるとともに、該車体3の左側側面には、四角形状をなす乗降口4が形成されている。この乗降口4は、導電性金属材料よりなり該乗降口4に対応した四角形状をなすドアパネル5によって開閉される。
ドアパネル5は、車体3に対して車両2の前後方向にスライド移動可能に取り付けられている。そして、ドアパネル5には、スライドアクチュエータ6(図2参照)を備え車体3側に配置された駆動機構(図示略)が接続されており、該スライドアクチュエータ6が駆動されると、ドアパネル5が車両2の前後方向にスライド移動されて開閉作動を行うようになっている。
図2に示すように、前記スライドアクチュエータ6は、スライドモータ7と、該スライドモータ7の回転を減速して出力する減速機構(図示略)とを備えている。また、スライドアクチュエータ6内には、スライドモータ7の回転を検出する位置検出装置8が配置されている。位置検出装置8は、例えば、スライドモータ7の回転軸(図示略)若しくは前記減速機構を構成する減速ギヤ(図示略)と一体回転するように設けられた永久磁石と、該永久磁石に対向配置されたホールIC(図示略)とから構成されている。そして、ホールICは、位置検出信号として、永久磁石の回転による該永久磁石の磁界の変化に応じたパルス信号を出力する。
また、電動スライドドア装置1は、ドアパネル5の開閉を指示するための操作スイッチ9を備えている。この操作スイッチ9は、車両2の搭乗者等によって乗降口4を開放するように操作されると、乗降口4を開放するようにドアパネル5をスライド移動させる旨の開信号を出力する。一方、操作スイッチ9は、搭乗者等によって乗降口4を閉鎖するように操作されると、乗降口4を閉鎖するようにドアパネル5をスライド移動させる旨の閉信号を出力する。この操作スイッチ9は、車室内の所定箇所(ダッシュボード等)やドアパネル5のドアレバー(図示略)、イグニッションキーと共に携行される携行品(図示略)等に設けられている。
また、電動スライドドア装置1は、ドアパネル5の前端部5aと乗降口4の周縁部との間に存在する異物X(図1参照)を検知するための異物検知部10を備えている。この異物検知部10は、感圧センサ11と、該感圧センサ11が接続された通電検知部12とから構成されている。
図1に示すように、感圧センサ11を構成するセンサ線21は、ドアパネル5の前端部5aに沿って配置される長尺なケーブル状をなすとともに、その長さはドアパネル5の前端部5aにおける上下方向の長さと等しく形成されている。
図3(a)に示すように、センサ線21を構成する中空絶縁体22は、絶縁性及び復元性を有する弾性変形可能な絶縁体(軟質の樹脂材料やゴム等)により形成されるとともに、略円筒状をなしている。中空絶縁体22の径方向中央部に設けられた離間孔22aは、該中空絶縁体22の長手方向に沿って延び該中空絶縁体22を長手方向に貫通するとともに、この離間孔22aが設けられたことにより中空絶縁体22はその内側に中空部22bを有する(即ち中空絶縁体22は中空状をなしている)。
また、中空絶縁体22の内側には、該中空絶縁体22にて保持される一対の検知電極23,24が配置されている。各検知電極23,24は、導電性細線を撚り合わせて形成され可撓性を有する中心電極25と、導電性及び弾性を有し中心電極25の外周を被覆する円筒状の導電被覆層26とから構成されている。そして、2本の検知電極23,24は、中空絶縁体22の内側で周方向に互いに離間して配置されるとともに、それぞれ中空絶縁体22の長手方向に沿って螺旋状をなしている。本実施形態においては、中空絶縁体22の内側に配置された一対の検知電極23,24は、中空絶縁体22の長手方向の何れの部位においても同中空絶縁体22の直径方向に対向している。また、各検知電極23,24は、その周方向の約半分が中空絶縁体22内に埋設されている。
図4(a)に示すように、中空絶縁体22の長手方向の片側端である第1端22cから検知電極23,24の中心電極25がそれぞれ引き出されるとともに、該第1端22cから引き出された中心電極25間には抵抗27(ダイアグ抵抗)が接続されている。即ち、一対の検知電極23,24は、長手方向の片側端部が抵抗27を介して電気的に接続されている。また、中空絶縁体22の第1端22cは、該第1端22cから引き出された検知電極23,24の中心電極25及び抵抗27を埋設するモールド部28にて被覆されている。このモールド部28は、絶縁性の樹脂材料(例えば絶縁性の光硬化性樹脂材料)にて形成されている。
図4(b)に示すように、中空絶縁体22における長手方向の片側端であって前記第1端22cと反対側の第2端22d(端末)から一対の検知電極23,24の中心電極25がそれぞれ引き出されるとともに、引き出された各中心電極25には、それぞれ給電線31,32が接続されている。給電線31,32は、金属線33を絶縁性の被覆部材34にて被覆してなるものである。そして、給電線31,32は、2本まとめて絶縁性の外皮35にて外周が被覆されるとともに、各給電線31,32における検知電極23,24の中心電極25と接続される側の長手方向の一端部は外皮35から突出している。更に、各給電線31,32において検知電極23,24の中心電極25と接続される側の長手方向の一端部は、被覆部材34が除去されて金属線33が露出している。そして、各給電線31,32の長手方向の一端部と、中空絶縁体22の第2端22dから引き出された検知電極23,24の中心電極25の端部とは、溶接や半田付け等により電気的に接続されている。図4(b)には、各給電線31,32の長手方向の一端部と、中空絶縁体22の第2端22dから引き出された検知電極23,24の中心電極25の端部とが接続された部位を接続部36,37として図示している。
また、中空絶縁体22の第2端22dには、検知電極23,24と給電線31,32との接続部36,37を支持する端末部材41が取り付けられている。端末部材41は、絶縁性及び復元性を有する弾性変形可能な樹脂材料(軟質の樹脂材料やゴム等)にて形成されている。この端末部材41は、円筒状の支持部41aと、該支持部41aにおける中空絶縁体22の第2端22dと反対側の軸方向の端部を閉塞する閉塞部41bとが一体成形されてなり、有底円筒状をなしている。
支持部41aは、その径方向の中央部に軸方向に貫通した貫通孔41cを有しており、該貫通孔41cによって端末部材41の内部に端末中空部41dが形成されている。そして、支持部41aは、その外径が中空絶縁体22の外径と等しく、その内径(即ち貫通孔41cの直径であって端末中空部41dの内径)D1が、通常の状態(即ち弾性変形されていない状態)における中空絶縁体22の内側の一対の検知電極23,24間の距離D2(図4(c)参照)と等しく形成されている。尚、距離D2は、検知電極23,24の互いに対向する方向(即ち中空絶縁体22の直径方向)の、検知電極23と検知電極24との間の距離である。また、支持部41aは、中空絶縁体22の第2端22dから引き出された検知電極23,24の中心電極25の端部と、接続部36,37と、及び給電線31,32の接続部36,37側の長手方向の一端部とを埋設している。そして、支持部41aにおける閉塞部41bと反対側の軸方向の端部が中空絶縁体22の第2端22dに液密に固着されるとともに、支持部41aの端末中空部41dは中空絶縁体22の中空部22bに連なっている(直接繋がっている)。
また、前記閉塞部41bは、支持部41aにおける中空絶縁体22の第2端22dと反対側の軸方向の端部に一体に形成され、2本の給電線31,32を埋設している。この閉塞部41bは、前記外皮35における端末部材41側の長手方向の端部が埋設されるように2本の給電線31,32を埋設するとともに、埋設した外皮35の外周面に密着している(図4(d)参照)。また閉塞部41bは、軸方向に沿って支持部41aから遠ざかるに連れて細くなるように形成されている。
図1に示すように、上記のように構成された感圧センサ11は、図示しない固定部材を介してドアパネル5の前端部5aに沿って固定されている。感圧センサ11は、中空絶縁体22の第1端22cが上側に位置し第2端22dが下側に位置するようにドアパネル5の前端部5aに固定され、下方に位置する端末部材41から延びる給電線31,32(図4(b)参照)は、ドアパネル5の下端部から該ドアパネル5の内部に引き込まれている。そして、図2に示すように、検知電極23に接続された給電線31の長手方向の他端部は、ドアパネル5の内部で通電検知部12に電気的に接続されるとともに、検知電極24に接続された給電線32は、グランドGNDに接続(即ち車体3に接地)されている。
前記通電検知部12は、接続された給電線31を介して検知電極23に電流を供給している。そして、図2及び図3(b)に示すように、センサ線21に押圧力が加えられていない通常の状態では、通電検知部12から検知電極23に供給される電流は、抵抗27を介して検知電極24に流れる。一方、図2及び図3(c)に示すように、センサ線21を直径方向に潰すような押圧力が加えられると、中空絶縁体22が弾性変形するとともに該中空絶縁体の弾性変形に伴って検知電極23,24が撓曲し、検知電極23と検知電極24とが接触して短絡される。すると、通電検知部12から検知電極23に供給される電流は、抵抗27を介さずに検知電極24に流れることになる。従って、例えば一定の電圧で検知電極23に電流を供給している場合には電流値が変化するため、通電検知部12は、この時の電流値の変化を検知することにより、センサ線21に押圧力が加えられたことを検知する。そして、通電検知部12は、この電流値の変化を検知すると、後述のドアECU51に感圧信号を出力する。尚、センサ線21に対する押圧力が取り除かれると、中空絶縁体22が復元し、検知電極23,24も復元して非導通状態となる。
図2に示すように、本実施形態の電動スライドドア装置1はドアECU51にて制御される。このドアECU51は、ROM(Read only Memory)、RAM(Random access Memory)等を備えマイクロコンピュータとしての機能を有する。ドアECU51は、例えばスライドアクチュエータ6の近傍に配置され、車両2のバッテリ(図示略)から電源の供給を受けている。そして、ドアECU51は、操作スイッチ9、位置検出装置8及び通電検知部12等から入力される各種信号に基づいてスライドアクチュエータ6を制御する。
次に、上記のように構成された電動スライドドア装置1の動作を統括的に説明する。
ドアECU51は、操作スイッチ9から開信号が入力されると、ドアパネル5を開作動させるべくスライドアクチュエータ6を駆動する。尚、ドアECU51は、位置検出装置8から入力される位置検出信号に基づいてドアパネル5の位置を認識している。本実施形態では、ドアECU51は、位置検出信号のパルス数をカウントし、そのカウント値に基づいてドアパネル5の位置を認識している。そして、ドアパネル5が乗降口4を完全に開放する全開位置Po(図1参照)に配置されると、ドアECU51は、スライドアクチュエータ6を停止する。
ドアECU51は、操作スイッチ9から開信号が入力されると、ドアパネル5を開作動させるべくスライドアクチュエータ6を駆動する。尚、ドアECU51は、位置検出装置8から入力される位置検出信号に基づいてドアパネル5の位置を認識している。本実施形態では、ドアECU51は、位置検出信号のパルス数をカウントし、そのカウント値に基づいてドアパネル5の位置を認識している。そして、ドアパネル5が乗降口4を完全に開放する全開位置Po(図1参照)に配置されると、ドアECU51は、スライドアクチュエータ6を停止する。
一方、操作スイッチ9から閉信号が入力されると、ドアECU51は、ドアパネル5を閉作動させるべくスライドアクチュエータ6を駆動する。そして、ドアパネル5が乗降口4を完全に閉鎖する全閉位置Pc(図1参照)に配置されると、ドアECU51はスライドアクチュエータ6を停止する。尚、ドアパネル5の閉作動中に、ドアパネル5の前端部5aに配置されたセンサ線21に異物Xが接触して同センサ線21に押圧力が加えられると、中空絶縁体22が弾性変形されることにより一対の検知電極23,24同士が接触して短絡される。その結果、検知電極23に供給する電流の電流値が変化されるため、通電検知部12がドアECU51に感圧信号を出力する。ドアECU51は、感圧信号が入力されると、スライドアクチュエータ6を反転させてドアパネル5を所定距離だけ開作動させた後に同スライドアクチュエータ6を停止させる。
また、ドアパネル5の閉作動中に、中空絶縁体22の第2端22d付近に異物Xが接触した場合には、中空絶縁体22の弾性変形に伴って端末部材41も弾性変形する。この時、端末部材41を構成する支持部41aの内径D1(即ち端末中空部41dの内径)は、通常の状態(即ち中空絶縁体22が弾性変形していない状態)における一対の検知電極23,24間の距離D2と等しく形成されているため、検知電極23,24同士が接触するまで中空絶縁体22が弾性変形することを端末部材41が妨げることが抑制されている。従って、中空絶縁体22の第2端22d付近に異物Xが接触した場合であっても、検知電極23,24が接触して短絡され、通電検知部12から感圧信号が出力される。
また、ドアパネル5の閉作動中に、端末部材41に異物Xが接触した場合には、端末部材41の弾性変形に伴って、中空絶縁体22の第2端22d側の端部も弾性変形する。従って、中空絶縁体22の第2端22d付近で検知電極23,24が短絡され、通電検知部12から感圧信号が出力される。
次に、上記した感圧センサ11の製造方法を、端末部材41の製造を中心に説明する。
図5(a)に示すように、1次成形工程が行われ、中空絶縁体22の第2端22dに固定されるように支持部41aが形成される。この1次成形工程においては、中空絶縁体22の第2端22dから引き出された検知電極23,24の中心電極25には、給電線31,32の金属線33が溶接や半田付け等によりそれぞれ接続されている(即ち接続部36,37が形成されている)。そして、中空絶縁体22の第2端22d側の端部及び給電線31,32における接続部36,37側の端部を、支持部41aを形成するための第1成形型61の内部に配置する。次いで、溶融した絶縁性の樹脂材料を第1成形型61の内部のキャビティに充填して固化することにより、軸方向の一端部が中空絶縁体22の第2端22dに一体化された円筒状の支持部41aが形成される。
図5(a)に示すように、1次成形工程が行われ、中空絶縁体22の第2端22dに固定されるように支持部41aが形成される。この1次成形工程においては、中空絶縁体22の第2端22dから引き出された検知電極23,24の中心電極25には、給電線31,32の金属線33が溶接や半田付け等によりそれぞれ接続されている(即ち接続部36,37が形成されている)。そして、中空絶縁体22の第2端22d側の端部及び給電線31,32における接続部36,37側の端部を、支持部41aを形成するための第1成形型61の内部に配置する。次いで、溶融した絶縁性の樹脂材料を第1成形型61の内部のキャビティに充填して固化することにより、軸方向の一端部が中空絶縁体22の第2端22dに一体化された円筒状の支持部41aが形成される。
このように1次成形工程で形成された支持部41aは、円筒状に形成されることにより、その径方向内側に中空絶縁体22の中空部22bに連なる(直接繋がる)円筒状の空間である端末中空部41dを有する。また、1次成形工程で形成された支持部41aには、中空絶縁体22の第2端22dから引き出された検知電極23,24の中心電極25、接続部36,37、及び接続部36,37側の給電線31,32の端部であって金属線33が露出した部位が埋設されている。更に、支持部41aには、給電線31,32の被覆部材34における接続部36,37側の端部が埋設されている。従って、1次成形工程終了後の状態には、中心電極25及び金属線33は、支持部41aの内側(即ち端末中空部41d内)及び外側に露出しない。
次に、図5(b)に示すように、2次成形工程が行われ、1次成形工程で形成された支持部41aにおける中空絶縁体22の第2端22dと反対側の軸方向の端部に閉塞部41bが形成される。2次成形工程では、中空絶縁体22の第2端22dに一体に形成された支持部41aが、閉塞部41bを形成するための第2成形型62の内部に配置される。この時、支持部41aの内側(即ち端末中空部41d内)には成形型は配置されない。そして、モールド部28形成前の中空絶縁体22における第1端22c側の離間孔22aの開口部(図4(a)参照)から図示しない送風装置にて離間孔22aの内部(即ち中空部22b)にエアーを送りつつ、溶融した絶縁性の樹脂材料を第2成形型62の内部のキャビティに充填する。尚、図5(b)においては、中空部22bを介して端末中空部41dに送られるエアーを矢印にて図示している。尚、閉塞部41bを形成すべく成形型内に充填される樹脂材料は、支持部41aを構成する樹脂材料と同じ樹脂材料である。このように、第2成形型62の内部のキャビティに溶融した樹脂材料を充填する際に、中空絶縁体22の第1端22c側から中空部22bにエアーを送ると、当該エアーは端末中空部41dに流れ込むため、当該エアーによって閉塞部41bを形成するための溶融した樹脂材料が端末中空部41d内に流入することが抑制される。そして、成形型内の樹脂材料が固化することにより、支持部41aにおける中空絶縁体22の第2端22dと反対側の軸方向の端部を閉塞する閉塞部41bが形成される。このように形成された閉塞部41bは、支持部41aに一体成形されるとともに、支持部41aにおける中空絶縁体22の第2端22dと反対側の軸方向の端部から延びる給電線31,32を埋設している。更に、同閉塞部41bは、外皮35の端末部材41側の端部を埋設している。
そして、2次成形工程の後にモールド工程が行われ、絶縁性の樹脂材料により、中空絶縁体22の第1端22c側の端部に抵抗27を埋設するようにモールド部28が形成される。こうして感圧センサ11が完成する。
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)端末部材41は、弾性変形可能であるとともに中空絶縁体22の中空部22bと連なる端末中空部41dを有するため、中空絶縁体22の第2端22d付近に異物Xが接触して押圧力が作用した場合、中空絶縁体22と共に当該端末部材41も弾性変形する。この時、端末部材41は、端末中空部41dを有するため、押圧力による変形がより容易になされる。従って、中空絶縁体22の弾性変形が端末部材41によって阻害され難いため、中空絶縁体22における端末部材41側の第2端22d付近であっても押圧力が作用した場合に検知電極23,24同士が接触され、感圧センサ11に作用する押圧力を検知することができる。即ち、中空絶縁体22の第2端22d付近に不感帯が形成されず、中空絶縁体22の第2端22d付近に異物Xが接触した場合であっても、当該異物Xを検知することができる。
(1)端末部材41は、弾性変形可能であるとともに中空絶縁体22の中空部22bと連なる端末中空部41dを有するため、中空絶縁体22の第2端22d付近に異物Xが接触して押圧力が作用した場合、中空絶縁体22と共に当該端末部材41も弾性変形する。この時、端末部材41は、端末中空部41dを有するため、押圧力による変形がより容易になされる。従って、中空絶縁体22の弾性変形が端末部材41によって阻害され難いため、中空絶縁体22における端末部材41側の第2端22d付近であっても押圧力が作用した場合に検知電極23,24同士が接触され、感圧センサ11に作用する押圧力を検知することができる。即ち、中空絶縁体22の第2端22d付近に不感帯が形成されず、中空絶縁体22の第2端22d付近に異物Xが接触した場合であっても、当該異物Xを検知することができる。
(2)端末部材41の支持部41aは、中空絶縁体22の第2端22dから引き出された検知電極23,24の中心電極25と、接続部36,37と、給電線31,32における接続部36,37側の端部とを埋設している。そのため、端末部材41によって、中空絶縁体22の第2端22dから引き出された検知電極23,24の中心電極25と、接続部36,37と、給電線31,32における接続部36,37側の端部とが保護される。従って、外部からの衝撃等によって、中空絶縁体22の第2端22dから引き出された検知電極23,24の中心電極25、接続部36,37、及び給電線31,32における接続部36,37側の端部が損傷されることが抑制される。
(3)端末中空部41dの内径(即ち支持部41aの内径D1)は、一対の検知電極23,24間の対向方向の距離D2と等しい値に設定されている。そのため、端末部材41に押圧力が作用した場合、該端末部材41は、押圧力の作用する方向に沿って一対の検知電極23,24間の対向方向の距離D2と等しい距離だけ弾性変形することができる。従って、中空絶縁体22の第2端22d付近に押圧力が作用した場合に該中空絶縁体22はより弾性変形し易く、該押圧力によって中空絶縁体22の第2端22d付近で一対の検知電極23,24同士が接触し易くなる。
(4)端末部材41は、中空絶縁体22の第2端22dに固定されその内側に端末中空部41dを有する円筒状の支持部41aと、支持部41aにおける中空絶縁体22の第2端22dと反対側の端部を閉塞する閉塞部41bとからなる。このように端末部材41に円筒状の支持部41aを備えることにより、簡単に端末中空部41dを設けることができる。また、支持部41aにおける中空絶縁体22の第2端22dと反対側の軸方向の端部は、閉塞部41bによって閉塞されているため、端末中空部41d内への異物の侵入が防止される。
(5)支持部41aと閉塞部41bとは一体成形されているため、支持部41aと閉塞部41bとの間のシール性が確保され、端末中空部41d内への液体の浸入が防止される。
(6)感圧センサ11は、中空絶縁体22の第2端22dに支持部41aを1次成形する1次成形工程と、支持部41aにおける中空絶縁体22の第2端22dと反対側の端部に閉塞部41bを2次成形する2次成形工程とを経て製造される。このように、2つの工程に分けて端末部材41を形成することにより、その開口部が中空絶縁体22にて略閉塞された有底円筒状の端末部材41を容易に形成することができる。
(7)1次成形工程では、給電線31,32の被覆部材34を支持部41aの内部に埋設する。そのため、1次成形工程後に、給電線31,32における金属線33が露出した部位が支持部41aの外部に露出しないため、2次成形工程において給電線31,32の金属線33が破損することが抑制される。
(8)2次成形工程において、中空部22bを介して端末中空部41d内にエアーを送ることにより、当該エアーによって、閉塞部41bを形成するための溶融した樹脂材料が1次成形工程で形成した支持部41aの端末中空部41dの内部に流入することが抑制される。従って、閉塞部41bを形成するための溶融した樹脂材料が端末中空部41dに流入することを防止するために支持部41aの内部に成形型を配置する等しなくてもよいため、端末部材41をより容易に形成することができる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、2次成形工程では、中空部22bを介して端末中空部41d内にエアーを送りつつ、第2成形型62のキャビティに溶融した樹脂材料を充填する。しかしながら、2次成形工程では、端末中空部41d内にエアーを送ることなく第2成形型62のキャビティに溶融した樹脂材料を充填してもよい。この場合、閉塞部41bを形成するための溶融した樹脂材料が端末中空部41d内に流入することを防止するために、端末中空部41d内に成形型を配置する等してもよい。
・上記実施形態では、2次成形工程では、中空部22bを介して端末中空部41d内にエアーを送りつつ、第2成形型62のキャビティに溶融した樹脂材料を充填する。しかしながら、2次成形工程では、端末中空部41d内にエアーを送ることなく第2成形型62のキャビティに溶融した樹脂材料を充填してもよい。この場合、閉塞部41bを形成するための溶融した樹脂材料が端末中空部41d内に流入することを防止するために、端末中空部41d内に成形型を配置する等してもよい。
・上記実施形態では、1次成形工程では、給電線31,32の被覆部材34を支持部41aの内部に埋設する。しかしながら、1次成形工程において、給電線31,32の被覆部材34を支持部41aの内部に埋設しなくてもよい。
・上記実施形態では、端末部材41は、1次成形工程及び2次成形工程の2つの工程を経て形成されるが、1つの工程で支持部41a及び閉塞部41bを同時に形成して端末部材41を製造してもよい。
・上記実施形態では、支持部41aと閉塞部41bとは一体成形されている。しかしながら、支持部41aと閉塞部41bとは別体に形成されて、支持部41aにおける中空絶縁体22の第2端22dと反対側の軸方向の端部に閉塞部41bが取り付けられる構成であってもよい。例えば、図6に示す端末部材71は、弾性変形可能な絶縁性の樹脂材料よりなる円筒状の支持部72と、該支持部72に組み付けられた閉塞部としての蓋体73とから構成されている。支持部72は、径方向の中央部に軸方向に貫通した貫通孔72aが形成されるとともに、軸方向の一端部が中空絶縁体22の第2端22dに固着されている。また、貫通孔72aが形成されたことにより支持部72の内側には端末中空部72bが形成されるとともに、該端末中空部72bは、中空絶縁体22の中空部22bに連なっている。更に、支持部72は、中空絶縁体22の第2端22dから引き出された検知電極23,24の中心電極25と、接続部36,37と、給電線31,32における接続部36,37側の端部と、被覆部材34における接続部36,37側の端部とを埋設して支持している。また、蓋体73は、その外径が貫通孔72aの直径と等しいか若干大きい略円柱状をなすとともに、貫通孔72aにおける中空絶縁体22の反対側の開口部から該貫通孔72aに嵌入されている。このようにすると、支持部72における中空絶縁体22の第2端22dと反対側の軸方向の端部は、蓋体73によって閉塞されるため、端末中空部72b内への異物の侵入が防止される。また、貫通孔72a(中空端末部72b)に蓋体73を嵌入するだけで支持部72における中空絶縁体22の第2端22dと反対側の軸方向の端部を簡単に閉塞することができる。
・上記実施形態では、支持部41aは、円筒状をなしている。しかしながら、支持部41aは、中空状をなし接続部36,37を支持可能であれば、円筒状に限らず、四角筒状等、多角形の筒状等であってもよい。
・図7に示す端末部材81のように、支持部41aに、中空絶縁体22の第2端22d側の端部の外周を被覆して該中空絶縁体22の端部に固定される固定部81aを設けてもよい。この固定部81aは、支持部41aにおける中空絶縁体22の第2端22d側の軸方向の端部から軸方向に突出して円環状をなすとともに、その内周面が中空絶縁体22の第2端22d側の端部の外周面に密着している。このようにすると、固定部81aによって、端末部材81は中空絶縁体22に対してより強固に固定される。
・上記実施形態では、端末中空部41dの内径(即ち支持部41aの内径D1)は、一対の検知電極23,24間の対向方向の距離D2と等しい値に設定されている。しかしながら、図8(a)乃至図8(c)に示す端末部材91のように、支持部41aの径方向の中央部に、一対の検知電極23,24間の対向方向の距離D2よりも大きい直径を有する貫通孔91aを形成し、端末中空部91bの内径(即ち支持部41aの内径D3)を一対の検知電極23,24間の対向方向の距離D2よりも大きい値に設定してもよい。このようにすると、端末部材91に押圧力が作用した場合、該端末部材91は、押圧力の作用する方向に沿って少なくとも一対の検知電極23,24間の対向方向の距離D2と等しい距離だけ弾性変形することができる。そして、押圧力の大きさによっては、端末部材91は、押圧力の作用する方向に沿って一対の検知電極23,24間の対向方向の距離D2よりも大きく変形することができる。従って、中空絶縁体22の第2端22d付近に押圧力が作用した場合に該中空絶縁体22は更に弾性変形し易く、押圧力によって中空絶縁体22の第2端22d付近で一対の検知電極23,24同士がより接触し易くなる。
・端末部材41は、中空絶縁体22の第2端22dに取り付けられて接続部36,37を支持可能であれば、中空絶縁体22の第2端22dから引き出された検知電極23,24の中心電極25、接続部36,37及び給電線31,32における接続部36,37側の端部の全部若しくは少なくとも1つを埋設しない構成であってもよい。この場合、端末部材41は、中空絶縁体22から引き出された検知電極23,24の中心電極25、接続部36,37及び給電線31,32を互いに短絡されないように支持する。
・図9に示すように、絶縁性及び弾性を有する樹脂材料にてモールド部28を形成するとともに、該モールド部28に、中空絶縁体22の第1端22c側に開口する凹部28aを形成してもよい。この凹部28aを備えることにより、モールド部28は、中空絶縁体22の中空部22bに連なる(直接繋がる)モールド側中空部22b有する。このようにすると、モールド部28は、弾性変形可能であるとともに中空絶縁体22の中空部22bに連なるモールド側中空部28bを有するため、中空絶縁体22の第1端22c付近に異物Xが接触して押圧力が作用した場合、中空絶縁体22と共に当該モールド部28も弾性変形する。この時、モールド部28は、モールド側中空部28bを有するため、押圧力による変形がより容易になされる。従って、中空絶縁体22の弾性変形がモールド部28によって阻害され難いため、中空絶縁体22におけるモールド部28側の第1端22c付近であっても押圧力が作用した場合に検知電極23,24同士が接触され、感圧センサ11に作用する押圧力を検知することができる。即ち、中空絶縁体22の第1端22c付近に不感帯が形成されず、中空絶縁体22の第1端22c付近に異物Xが接触した場合であっても、当該異物Xを検知することができる。
・検知電極23,24は、軟銅等よりなる単線であってもよい。
・上記実施形態では、通電検知部12は、検知電極23に一定の電圧で電流を供給し、検知電極23,24同士の接触に起因する電流値の変化を検知すると感圧信号を出力する。しかしながら、通電検知部12は、検知電極23,24同士の接触に起因する電圧値の変化を検知すると感圧信号を出力するように構成されてもよい。
・上記実施形態では、通電検知部12は、検知電極23に一定の電圧で電流を供給し、検知電極23,24同士の接触に起因する電流値の変化を検知すると感圧信号を出力する。しかしながら、通電検知部12は、検知電極23,24同士の接触に起因する電圧値の変化を検知すると感圧信号を出力するように構成されてもよい。
・上記実施形態では、感圧センサ11は、異物Xのセンサ線21への接触を検知する接触検知機能を行うように構成されている。しかしながら、図10(a)及び図10(b)に示す感圧センサ101のように、接触検知機能に加えて、異物Xのセンサ線102への近接を検知する機能も行うように構成されてもよい。センサ線102は、上記実施形態と同様の中空絶縁体22及び一対の検知電極23,24と、中空絶縁体22の外周を被覆するように設けられた導電性の近接検知電極103と、該近接検知電極103の外周を被覆する絶縁性及び弾性を有する外皮104とを備えている。そして、この感圧センサ101を備えた異物検知部105は、通電検知部12及び静電容量測定部106を備えている。静電容量測定部106は、ドアECU51に電気的に接続されるとともに、近接検知電極103が電気的に接続されている。この静電容量測定部106は、近接検知電極103と検知電極23との間の通常時(即ちセンサ線102に近接する異物Xが無い時)の静電容量C1、及び異物Xがセンサ線102に近接した時に生じる浮遊容量C2が加わった静電容量(C1−C2)を測定し、浮遊容量C2の増加を検知したときに近接検知信号を出力する。そして、ドアECU51は、近接検知信号が入力されると、ドアパネル5を停止若しくは開作動させるようにスライドアクチュエータ6を制御する。尚、異物検知部105で行われる接触検知機能は上記実施形態と同様である。
・上記実施形態では、ドアECU51は、感圧信号が入力されると、スライドアクチュエータ6を反転させてドアパネル5を所定距離だけ開作動させた後に同スライドアクチュエータ6を停止させる。しかしながら、ドアECUは、感圧信号が入力されると、スライドアクチュエータ6を停止させるように構成されてもよい。また、ドアECUは、感圧信号が入力されると、スライドアクチュエータ6を反転させてドアパネル5を全開位置Poに配置した後に同スライドアクチュエータ6を停止させるように構成されてもよい。
・上記実施形態では、感圧センサ11は、ドアパネル5の前端部5aに沿って配置されているが、乗降口4の周縁部においてドアパネル5の前端部5aと車両2の前後方向に対向する部位に沿って配置されてもよい。
・上記実施形態では、感圧センサ11は、車両2のドアパネル5を電動でスライド移動させる電動スライドドア装置1に備えられて、ドアパネル5の前端部5aに接触する異物Xを検知するために用いられている。しかしながら、感圧センサ11は、電動スライドドア装置1以外に、電動で作動される開閉体にて開口部を開閉する開閉装置に備えられ、開口部の周縁部と開閉体との間に存在する異物Xを検知するために用いられてもよい。また、感圧センサ11は、開閉装置以外の装置に備えられて、センサ線21に加えられる押圧力の検知に用いられてもよい。
上記実施形態及び上記各変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
(イ)請求項5に記載の感圧センサにおいて、前記閉塞部は、前記支持部における前記中空絶縁体の端末と反対側の端部から前記端末中空部に嵌入されて前記支持部における前記中空絶縁体の端末と反対側の端部を閉塞する蓋体であることを特徴とする感圧センサ。同構成によれば、支持部における中空絶縁体の端末と反対側の端部は、蓋体によって閉塞されるため、端末中空部内への異物の侵入が防止される。また、端末中空部に蓋体を嵌入するだけで支持部における中空絶縁体の端末と反対側の端部を簡単に閉塞することができる。
(イ)請求項5に記載の感圧センサにおいて、前記閉塞部は、前記支持部における前記中空絶縁体の端末と反対側の端部から前記端末中空部に嵌入されて前記支持部における前記中空絶縁体の端末と反対側の端部を閉塞する蓋体であることを特徴とする感圧センサ。同構成によれば、支持部における中空絶縁体の端末と反対側の端部は、蓋体によって閉塞されるため、端末中空部内への異物の侵入が防止される。また、端末中空部に蓋体を嵌入するだけで支持部における中空絶縁体の端末と反対側の端部を簡単に閉塞することができる。
(ロ)請求項1乃至請求項6及び前記(イ)の何れか1項に記載の感圧センサにおいて、前記中空絶縁体の端末と反対側の端部から引き出された一対の前記検知電極間には、抵抗が接続され、前記中空絶縁体の端末と反対側の端部には、絶縁性及び弾性を有する樹脂材料よりなり前記抵抗及び該抵抗に接続された前記検知電極の端部を埋設するモールド部が形成され、前記モールド部は、前記中空部に連なるモールド側中空部を有することを特徴とする感圧センサ。同構成によれば、モールド部は、弾性変形可能であるとともに中空絶縁体の中空部に連なるモールド側中空部を有するため、中空絶縁体の端末と反対側の端部付近に異物が接触して押圧力が作用した場合、中空絶縁体と共に当該モールド部も弾性変形する。この時、モールド部は、モールド側中空部を有するため、押圧力による変形がより容易になされる。従って、中空絶縁体の弾性変形がモールド部によって阻害され難いため、中空絶縁体におけるモールド部側の端部付近であっても押圧力が作用した場合に検知電極同士が接触され、感圧センサに作用する押圧力を検知することができる。即ち、中空絶縁体の端末と反対側の端部付近に不感帯が形成されず、中空絶縁体の端末と反対側の端部付近に異物が接触した場合であっても、当該異物を検知することができる。
11,101…感圧センサ、22…中空絶縁体、22b…中空部、23,24…検知電極、22d…端末としての第2端、31,32…給電線、33…金属線、34…被覆部材、36,37…接続部、41,71,81,91…端末部材、41a,72…支持部、41b…閉塞部、41d,72b,91b…端末中空部、62…成形型としての第2成形型、73…閉塞部としての蓋体、81a…固定部、D1…端末中空部の内径としての支持部の内径、D2…検知電極の対向方向の距離。
Claims (9)
- 弾性変形可能な中空絶縁体と、
前記中空絶縁体の内部で互いに離間して対向配置されるとともに前記中空絶縁体の弾性変形に伴って撓曲することで互いに接触可能な一対の検知電極と、
前記中空絶縁体の端末から引き出された前記検知電極に接続された給電用の給電線と、
前記中空絶縁体の端末に固定され前記検知電極と前記給電線との接続部を支持する端末部材と、
を備え、前記中空絶縁体の弾性変形に伴う一対の前記検知電極同士の接触により一対の前記検知電極間を流れる電流の電流値及び電圧値の少なくとも一方が変化する感圧センサであって、
前記端末部材は、弾性変形可能であるとともに前記中空絶縁体の中空部と連なる端末中空部を有することを特徴とする感圧センサ。 - 請求項1に記載の感圧センサにおいて、
前記端末部材は、前記中空絶縁体の端末から引き出された前記検知電極と、前記接続部と、前記給電線における前記接続部側の端部とを埋設していることを特徴とする感圧センサ。 - 請求項1又は請求項2に記載の感圧センサにおいて、
前記端末部材は、前記中空絶縁体の端末側の端部の外周を被覆して該中空絶縁体の端末側の端部に固定される固定部を有することを特徴とする感圧センサ。 - 請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の感圧センサにおいて、
前記端末中空部の内径は、一対の前記検知電極間の対向方向の距離以上の値に設定されていること特徴とする感圧センサ。 - 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の感圧センサにおいて、
前記端末部材は、前記中空絶縁体の端末に固定されその内側に前記端末中空部を有する円筒状の支持部と、前記支持部における前記中空絶縁体の端末と反対側の端部を閉塞する閉塞部とからなることを特徴とする感圧センサ。 - 請求項5に記載の感圧センサにおいて、
前記支持部と前記閉塞部とは一体成形されていることを特徴とする感圧センサ。 - 請求項6に記載の感圧センサの製造方法であって、
前記中空絶縁体の端末に前記支持部を1次成形する1次成形工程と、
前記支持部における前記中空絶縁体の端末と反対側の端部に前記閉塞部を2次成形する2次成形工程と、
を有することを特徴とする感圧センサの製造方法。 - 請求項7に記載の感圧センサの製造方法において、
前記給電線は、絶縁性の被覆部材にて被覆された導電性の金属線よりなるとともに前記接続部側の端部の前記被覆部材が除去されており、
前記1次成形工程では、少なくとも前記給電線の前記被覆部材を前記支持部の内部に埋設することを特徴とする感圧センサの製造方法。 - 請求項7又は請求項8に記載の感圧センサの製造方法において、
前記2次成形工程では、前記中空絶縁体の端末と反対側の端部から前記中空部を介して前記端末中空部にエアーを送りつつ、前記閉塞部を形成するための成形型内に溶融した絶縁性の樹脂材料を充填して前記閉塞部を形成することを特徴とする感圧センサの製造方法。
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