JP2017020174A - 挟み込み検出用センサ - Google Patents

Abstract

【課題】挟み込み対象物だけを確実に検出することを可能にした挟み込み検出用センサを提供すること。
【解決手段】窓ガラス３の上端面４は、凸Ｒ形状に形成されている。そして、凸Ｒ形状の頂部には、静電センサ５のセンサ電極の陽極に相当する電極７が設定されるとともに、凸Ｒ形状の麓部には、センサ電極の陰極に相当するシールド８が設定されている。電極７の設定された凸Ｒ形状の頂部は、窓ガラス３による挟み込みの発生する箇所であり、シールド８の設定された凸Ｒ形状の麓部は、窓ガラス３による挟み込みの発生しない箇所で、且つ、窓ガラス３に側方から接近してくる帯電物が触れる箇所である。挟み込み対象物の検出が電極７を通じて肯定される一方、他の被検出物の検出がシールド８を通じてキャンセルされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、開閉体による挟み込みを検出する挟み込み検出用センサに関する。

特許文献１には、開閉体の一例であるドアウインドに静電センサを設け、この静電センサを用いて挟み込み検出を行う技術が開示されている。ドアウインドの閉動作時に静電センサによって挟み込みが検出されると、ドアウインドの動作が反転される。これにより、挟み込み対象物がドアウインドから解放されることになる。

特開２００５−３１４９４９号公報

通常、静電センサは、周囲の帯電物の影響を受け易いため、実際には挟み込みが発生していなくても、周囲の帯電物を検出しつつ挟み込みを肯定検出した場合に、ドアウインドが誤反転する懸念がある。

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、挟み込み対象物だけを確実に検出することを可能にした挟み込み検出用センサを提供することにある。

上記課題を解決する挟み込み検出用センサは、開閉体による挟み込みを検出する挟み込み検出用センサにおいて、前記開閉体のうち、当該開閉体による挟み込みの発生する箇所に設定されるとともに、その箇所に接近する挟み込み対象物の検出を肯定するセンサ電極の陽極と、前記開閉体のうち、前記陽極との間に隙間を有する箇所に設定されるとともに、その箇所に接近する被検出物の検出をキャンセルするセンサ電極の陰極とを備えることをその要旨としている。

この構成によれば、挟み込み対象物の検出がセンサ電極の陽極を通じて肯定される一方、他の被検出物の検出がセンサ電極の陰極を通じてキャンセルされる。これにより、挟み込み対象物だけを確実に検出することができる。

上記挟み込み検出用センサについて、前記センサ電極の陽極及び陰極は共に、前記開閉体のうち、当該開閉体の閉動作時における進行方向の先側に位置する端面に設定されることとしてもよい。

この構成によれば、開閉体の外観を損ねずにセンサ電極を設定することができる。
上記挟み込み検出用センサについて、前記開閉体のうち、当該開閉体の閉動作時における進行方向の先側に位置する端面は凸Ｒ形状に形成され、前記凸Ｒ形状の頂部に前記センサ電極の陽極が設定されるとともに、前記凸Ｒ形状の麓部に前記センサ電極の陰極が設定されることとしてもよい。

この構成によれば、凸Ｒ形状の頂部に接近する挟み込み対象物の検出が肯定される一方、凸Ｒ形状の麓部に接近する被検出物の検出がキャンセルされる。これにより、検出を挟み込みの発生する頂部だけに限定することができる。

上記挟み込み検出用センサについて、前記開閉体は、窓枠内を摺動する窓ガラスであり、その窓ガラスのうち、当該窓ガラスの閉動作時における進行方向の先側に位置する端面には、前記センサ電極の陽極を取り囲みつつ前記センサ電極の陰極が設定されることとしてもよい。

この構成によれば、窓枠と窓ガラスとの間の挟み込み対象物の検出が肯定される一方、窓ガラスに側方から接近する被検出物の検出がキャンセルされる。これにより、挟み込み対象物だけを確実に検出することができる。

上記挟み込み検出用センサについて、前記センサ電極の陽極と陰極との間に蓄えられた電荷による静電容量が閾値以上となった場合に挟み込みを肯定検出することとしてもよい。

この構成によれば、センサ電極の陽極と陰極との間の隙間に由来して双方の距離が規定される。そして、その距離に反比例する静電容量が閾値以上となった場合に挟み込みが肯定検出される。こうした静電センサを用いて挟み込み対象物だけを確実に検出することができる。

本発明によれば、挟み込み対象物だけを確実に検出することができる。

（ａ）はパワーウインドの構成を示す模式図、（ｂ）は窓ガラスの拡大図、（ｃ）は上面視での窓ガラスの拡大図、（ｄ）は側方から接近した帯電物がシールドに接触した状態を示す図。 （ａ）は窓ガラスの上端面の形状について変更例を示す図、（ｂ）は窓ガラスの上端面の形状について他の変更例を示す図。

以下、挟み込み検出用センサの一実施の形態について説明する。本例の挟み込み検出用センサは、開閉制御装置の一例である車両のパワーウインドに適用される。パワーウインドでは、窓ガラスによる挟み込みを検出するべく、挟み込み検出用センサが用いられる。

図１（ａ）に示すように、パワーウインド１は、車両のドア２の窓ガラス３を制御対象として、その窓ガラス３の開閉動作を制御する。窓ガラス３の開動作が当該窓ガラス３の下降動作によって規定されるとともに、窓ガラス３の閉動作が当該窓ガラス３の上昇動作によって規定されている。窓ガラス３は、窓枠内を摺動するとともに、開閉体に相当する。

図１（ｂ）に示すように、窓ガラス３の上端面４には、挟み込み検出用センサの一例である静電センサ５が設けられている。窓ガラス３の上端面４は、当該窓ガラス３の上昇動作時における進行方向の先側に位置する端面に相当する。静電センサ５は、蓄えられた電荷による静電容量が閾値以上となった場合に挟み込みを肯定検出する。その際、静電センサ５は、上記閾値の設定次第で、帯電物の接触の他、帯電物の接近を検出可能である。

パワーウインド１は、窓ガラス３の開閉動作の統括的な制御を司るＥＣＵ（electronic control unit ）６（図１（ａ）を参照）の他、窓ガラス３の開閉動作の契機となる操作入力に供される操作スイッチ（図示略）を備えている。上記操作スイッチは、座席近くに設けられ、この操作スイッチに対する操作入力が行われると、当該操作入力がＥＣＵ６にて認識される。その結果、ユーザが操作スイッチを開操作すると、ＥＣＵ６による制御のもと、窓ガラス３の下降される開動作が行われ、ユーザが操作スイッチを閉操作すると、ＥＣＵ６による制御のもと、窓ガラス３の上昇される閉動作が行われる。

尚、開操作と閉操作は共に、操作解除に伴って窓ガラス３の動作が停止されるマニュアル操作と、全開位置或いは全閉位置に達するまで窓ガラス３の動作が継続されるオート操作との双方が可能である。オート操作のうち、全開位置に達するまで窓ガラス３の下降動作が継続される操作を「オートダウン操作」と呼び、全閉位置に達するまで窓ガラス３の上昇動作が継続される操作を「オートアップ操作」と呼ぶ。

オートアップ操作を契機とする窓ガラス３の上昇動作時に静電センサ５によって挟み込みが検出されると、ＥＣＵ６は、窓ガラス３の動作を反転する。これにより、挟み込み対象物が窓ガラス３から解放されることになる。

ところで、窓ガラス３の上端面４は、凸Ｒ形状に形成されている（図１（ｄ）を参照）。そして、凸Ｒ形状の頂部には、静電センサ５のセンサ電極の陽極に相当する電極７が設定されるとともに、凸Ｒ形状の麓部には、センサ電極の陰極に相当するシールド８が設定されている。電極７の設定された凸Ｒ形状の頂部は、窓ガラス３による挟み込みの発生する箇所であり、シールド８の設定された凸Ｒ形状の麓部は、窓ガラス３による挟み込みの発生しない箇所で、且つ、窓ガラス３に側方から接近してくる帯電物が触れる箇所である。

シールド８の電位は、静電センサ５を含む電気回路のＧＮＤレベルと同電位であり、車両のボデーアースとも同電位である。本例では、電極７及びシールド８が共に、窓ガラス３のエッジ部分（凸Ｒ形状の上端面４）に収まっている。通常、窓ガラス３の上端面４は、エッジ加工（端面処理）が施されるため透明ではなく、当該上端面４にセンサ電極を設定した場合、窓ガラス３の外観を損ねないことになる。尚、センサ電極に光透過性の透明電極等を用いることにより、より一層、センサ電極を目立たなくすることも可能である。

図１（ｃ）に示すように、一例として、窓ガラス３の厚みを５ｍｍとするとき、上端面４の頂部には、上面視２ｍｍ幅で電極７を設定する。そして、上記電極７との間に上面視０．５ｍｍの隙間９を有して当該電極７を取り囲みつつ、上端面４の麓部には、上面視１ｍｍ幅のシールド８を設定する。

次に、静電センサ５の作用について説明する。
図１（ｄ）を参照して、静電センサ５は、電極７からシールド８に向かう電界の変化を検出する。窓ガラス３の上端面４と窓枠との間に、帯電物である手や指が存在するとき、当該上端面４の頂部に設定された電極７が帯電物から電荷を受けつつ、静電容量が増加する。静電容量が閾値に達すると、静電センサ５は、挟み込みを肯定検出する。この場合、挟み込み対象物の検出が電極７を通じて肯定されることになる。

一方、帯電物である手や指が窓ガラス３に側方から接近し、当該帯電物がシールド８に接触したとしても、シールド効果により電界の変化が発生しないため、静電容量は増加しない。よって、静電センサ５は、挟み込みを肯定検出しない。この場合、挟み込み対象物ではない他の被検出物の検出がシールド８を通じてキャンセルされることになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）挟み込み対象物の検出が電極７を通じて肯定される一方、他の被検出物の検出がシールド８を通じてキャンセルされる。これにより、挟み込み対象物だけを確実に検出することができる。

（２）電極７及びシールド８は共に、窓ガラス３のうち、当該窓ガラス３の閉動作時における進行方向の先側に位置する上端面４（窓ガラス３のエッジ部分）に設定される。この構成によれば、窓ガラス３の外観を損ねずにセンサ電極を設定することができる。

（３）凸Ｒ形状の上端面４の頂部に接近する挟み込み対象物の検出が肯定される一方、凸Ｒ形状の上端面４の麓部に接近する被検出物の検出がキャンセルされる。これにより、検出を挟み込みの発生する頂部だけに限定することができる。

（４）窓ガラス３の上端面４には、電極７を取り囲みつつシールド８が設定される。この構成によれば、窓枠と窓ガラス３との間の挟み込み対象物の検出が肯定される一方、窓ガラス３に側方から接近する被検出物の検出がキャンセルされる。これにより、挟み込み対象物だけを確実に検出することができる。

（５）電極７とシールド８との間に蓄えられた電荷による静電容量が閾値以上となった場合に挟み込みを肯定検出する。この構成によれば、電極７とシールド８との間の隙間９に由来して双方の距離が規定される。そして、その距離に反比例する静電容量が閾値以上となった場合に挟み込みが肯定検出される。こうした静電センサ５を用いて挟み込み対象物だけを確実に検出することができる。

（６）本例の静電センサ５に倣い、電極７とシールド８との間の隙間９を狭くした場合、静電容量が高められる。静電容量が高められる分、検出精度を向上できることになる。
（７）電極７から放射されるノイズを近くのシールド８へ落とすことができる。これにより、放射ノイズを減らすことができる。

（８）挟み込み方向（本例では上方向）は確実に検出し、挟み込みしない横方向及び下方向は確実にキャンセルすることができる。
（９）静電センサ５による挟み込み検出のため、帯電物の接近或いは接触により窓ガラス３の動作が反転される。これにより、挟み込み対象物に圧力がかからないようにすることができる。

尚、上記実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・図１（ｄ）に示す窓ガラス３の上端面４を凸Ｒ形状とする構成に代えて、図２（ａ）に示すように、窓ガラス３の上端面４を平坦形状とする構成を採用してもよい。この場合、上端面４のうち、窓ガラス３の厚み方向の中央付近に電極７を設定するとともに、その電極７との間に隙間９を有して当該電極７を取り囲みつつシールド８を設定する。尚、シールド８を上端面４に設定する構成に代えて又は加えて、シールド８を窓ガラス３の側面１０に設定する構成を採用してもよい。ちなみに、シールド８を窓ガラス３の側面１０に設定する構成を上記実施の形態に適用してもよい。

・図２（ｂ）に示すように、窓ガラス３の上端面４が、当該窓ガラス３の厚み方向の中央付近に窪みを有する構成を採用してもよい。この場合、上端面４のうち、窓ガラス３の厚み方向の中央付近において、当該窪みの全体とその周辺とを含む箇所に電極７を設定するとともに、その電極７との間に隙間９を有して当該電極７を取り囲みつつシールド８を設定する。尚、シールド８を上端面４に設定する構成に代えて又は加えて、シールド８を窓ガラス３の側面１０に設定する構成を採用してもよい。

・図１（ｃ）に示した窓ガラス３の厚み、電極７の幅、シールド８の幅、隙間９の各寸法は、狙いの静電容量等に応じて任意に変更可能である。
・建物のシャッタ等のように、開動作が上昇動作によって規定されるとともに、閉動作が下降動作によって規定される開閉体を制御対象とする開閉制御装置に本発明に係る挟み込み検出用センサを適用してもよい。この場合、開閉体であるシャッタ等にセンサ電極が設定される。

・車両のスライドドア或いは建物の自動ドア等のように、水平方向に動作する開閉体を制御対象とする開閉制御装置に本発明に係る挟み込み検出用センサを適用してもよい。この場合、開閉体であるドア等にセンサ電極が設定される。

・車両のサンルーフ等を制御対象とする開閉制御装置に本発明に係る挟み込み検出用センサを適用してもよい。この場合、開閉体であるサンルーフ等にセンサ電極が設定される。

１…パワーウインド（開閉制御装置）、２…ドア、３…窓ガラス（開閉体、制御対象）、４…窓ガラスの上端面（端面）、５…静電センサ（挟み込み検出用センサ）、６…ＥＣＵ（制御手段）、７…電極（センサ電極の陽極）、８…シールド（センサ電極の陰極）、９…隙間、１０…窓ガラスの側面。

Claims (5)

1. 開閉体による挟み込みを検出する挟み込み検出用センサにおいて、
   前記開閉体のうち、当該開閉体による挟み込みの発生する箇所に設定されるとともに、その箇所に接近する挟み込み対象物の検出を肯定するセンサ電極の陽極と、
   前記開閉体のうち、前記陽極との間に隙間を有する箇所に設定されるとともに、その箇所に接近する被検出物の検出をキャンセルするセンサ電極の陰極とを備える
   ことを特徴とする挟み込み検出用センサ。
2. 前記センサ電極の陽極及び陰極は共に、前記開閉体のうち、当該開閉体の閉動作時における進行方向の先側に位置する端面に設定される
   請求項１に記載の挟み込み検出用センサ。
3. 前記開閉体のうち、当該開閉体の閉動作時における進行方向の先側に位置する端面は凸Ｒ形状に形成され、
   前記凸Ｒ形状の頂部に前記センサ電極の陽極が設定されるとともに、前記凸Ｒ形状の麓部に前記センサ電極の陰極が設定される
   請求項１又は２に記載の挟み込み検出用センサ。
4. 前記開閉体は、窓枠内を摺動する窓ガラスであり、その窓ガラスのうち、当該窓ガラスの閉動作時における進行方向の先側に位置する端面には、前記センサ電極の陽極を取り囲みつつ前記センサ電極の陰極が設定される
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の挟み込み検出用センサ。
5. 前記センサ電極の陽極と陰極との間に蓄えられた電荷による静電容量が閾値以上となった場合に挟み込みを肯定検出する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の挟み込み検出用センサ。