JP2017031710A - 挟み込み検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性の高い挟み込み検出装置を提供する。
【解決手段】パワーウインド１は、窓ガラス２の縁部に設けられる接触用電極３と、窓ガラス２の内部に設けられて接触用電極３と対向するセンサ用電極４と、センサ用電極４における静電容量の変化を通じて窓ガラス２と窓枠との間の挟み込みを検出する制御部５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、挟み込み検出装置に関する。

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の一部を構成する電極を設け、この静電センサを用いて挟み込み検出を行う挟み込み検出装置が開示されている。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。

特開２００５−３１４９４９号公報

特許文献１において、電極は、ドアウインドの上縁に沿って配設されている。すなわち、電極は、外部に露出しているため、ガラスランとの摩耗や風雨による劣化等によって電極の一部が切れることがある。この場合、切れた先の部分の電極は、挟み込みを検出する検知部との導通が不能となるため、検知部は、この切れた先の部分の電極において挟み込み検出することができない。

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性の高い挟み込み検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、開閉体の開閉動作による挟み込みを検出する挟み込み検出装置は、前記開閉体の縁部に設けられる導電部材と、前記開閉体の内部に設けられて前記導電部材と対向するセンサ用電極と、前記センサ用電極における静電容量の変化を通じて前記開閉体と外部部材との間の挟み込みを検出する検知部とを備えることを要旨とする。

この構成によれば、センサ用電極は、開閉体の内部に設けられているため、外部部材との摺動がなく、また風雨に曝されることもない。したがって、センサ用電極の一部が切れてしまうことが抑制されるので、挟み込み検出装置としての耐久性が高まる。

また、この構成によれば、開閉体の縁部に導電部材を設けた。これにより、開閉体の動作により挟み込み対象物への挟み込みが発生する場合、挟み込み対象物が接触する導電部材とセンサ用電極とを電極とするコンデンサがグラウンドに対して形成される。このため、挟み込み対象物とセンサ用電極とを電極とするコンデンサがグラウンドに対して形成される場合と比較して、電極同士の対向面積を大きくとることが可能となる。ひいては、静電容量の変化が大きくなるので、検知部における挟み込みの検出精度も向上する。

上記構成において、前記導電部材は、前記開閉体の閉じ方向側の縁部に設けられるとともに当該縁部の全域に亘る一部材で構成され、前記センサ用電極は、前記導電部材の全域と対向することが好ましい。

この構成によれば、他の導電部材及びセンサ用電極の配設と比較して、導電部材とセンサ用電極との対向面積を大きく確保することができる。

本発明の挟み込み検出装置は、高い耐久性を有する。

挟み込み検出装置をパワーウインドに適用した場合の模式図。 （ａ）は窓ガラスの上下方向に直交する面の断面図、（ｂ）は窓ガラスの板厚方向に直交する面の断面図。 別の実施形態における窓ガラスの上下方向に直交する面の断面図。

以下、挟み込み検出装置の一実施の形態について説明する。本例の挟み込み検出装置は、車両のパワーウインドに適用される。
図１に示すように、パワーウインド１は、窓ガラス２と、接触用電極３と、センサ用電極４と、制御部５と、モータ６とを備える。

窓ガラス２は、開閉体に相当し、モータ６の駆動により、図示しない窓枠内を摺動しながら上下移動する。なお、窓ガラス２の開動作は、当該窓ガラス２の下降動作によって規定され、窓ガラス２の閉動作は、当該窓ガラス２の上昇動作によって規定されている。

図１及び図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、接触用電極３は、板状をなす窓ガラス２の板厚面のうち、上端面及び当該上端面の前方側に連続する傾斜端面及び当該傾斜端面の前方側に連続する側端面に配設されている。窓ガラス２は、非導電性部材であるため、接触用電極３は、電気的に他の部材と接続されていない。したがって、接触用電極３は、通電されていない。なお、全閉位置まで到達した接触用電極３が、図示しない窓枠と接触することについては許容される。ここで、接触用電極３は、導電部材に相当する。また、上端面及び傾斜端面は、閉じ方向の縁部に相当する。

センサ用電極４は、窓ガラス２の上端面及び当該上端面の前方側に連続する傾斜端面及び当該傾斜端面の前方側に連続する側端面に沿うように、窓ガラス２の内部に配設されている。すなわち、センサ用電極４は、接触用電極３の全領域と対向する。

図１に示すように、制御部５は、センサ用電極４、モータ６、及び窓ガラス２の開閉動作の契機となる操作入力に供される図示しない操作スイッチと、それぞれ電気的に接続されている。

制御部５は、操作スイッチに対する操作入力を認識すると、モータ６を駆動させて、窓ガラス２を開閉させる。
なお、窓ガラス２の開操作及び閉操作は、ともに操作スイッチに対する操作解除に伴って窓ガラス２の動作が停止されるマニュアル操作と、操作スイッチに対に対する操作解除が行われても全開位置或いは全閉位置に達するまで窓ガラス２の動作が継続されるオート操作とがある。オート操作のうち、全開位置に達するまで窓ガラス２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２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。

制御部５は、常時、センサ用電極４における静電容量の変化を監視する。制御部５は、オートアップ操作を契機とする窓ガラス２の上昇動作時にセンサ用電極４における静電容量の上昇を検出すると、窓ガラス２の動作を反転させる、すなわち窓ガラス２を下降動作させる。これにより、例えば指などの挟み込み対象物が窓ガラス２から解放される。

＜作用＞
次に、パワーウインド１の作用について説明する。なお、コンデンサにおいて、誘電体の誘電率をε、電極同士の対向面積をＳ、電極同士の間の距離をｄとするとき、コンデンサの静電容量Ｃは、次の（式１）で求められることが周知である。

Ｃ＝ε×Ｓ／ｄ・・・（式１）
すなわち、静電容量Ｃは対向面積Ｓに比例する。
本例では、接触用電極３が窓ガラス２の上端面、傾斜端面、及び側端面に亘って配設されている。したがって、指などの挟み込み対象物が窓ガラス２の上端面、傾斜端面、及び側端面のいずれの位置に接触した場合でも、接触用電極３とセンサ用電極４とを電極とするコンデンサがグラウンドに対して形成される。接触用電極３とセンサ用電極４とは、互いにその全域において対向している。したがって、接触用電極３が省略される場合、すなわち、挟み込み対象物とセンサ用電極４とを電極とするコンデンサがグラウンドに対して形成される場合と比較して、本例のように接触用電極３を採用した場合、対向面積Ｓが大きくなり、その分、静電容量Ｃも増加する。

また、センサ用電極４を、窓ガラス２の内部に配設した。これにより、センサ用電極４は、窓ガラス２によって外部環境から隔絶されるので、窓枠等との摺動がなく、また風雨に曝されることもない。

なお、センサ用電極４は、接触用電極３の近傍に設けることが好ましい。このように構成すれば、窓ガラス２が全閉状態の場合に、センサ用電極４によって視界が妨げられることが抑制される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）窓ガラス２の上端面、傾斜端面、及び側端面に亘って、接触用電極３を配設した。また、窓ガラス２の内部に接触用電極３の全域と対向するセンサ用電極４を配設した。これにより、指などの挟み込み対象物が接触用電極３に接触した場合、当該接触用電極３とセンサ用電極４との対向面積Ｓが大きくなり、その分、静電容量Ｃも増加する。すなわち、接触用電極３に挟み込み対象物が接触したときとそうでないときとの間で静電容量Ｃの変化量が大きくなるので、制御部５において、挟み込みの有無を検出しやすい。ひいては、窓ガラス２と窓枠との間に挟み込み対象物が挟み込まれた状態が解消されやすい。

また、センサ用電極４は、窓ガラス２の内部に設けられているため、窓枠等との摺動がなく、また風雨に曝されることもない。したがって、センサ用電極４の一部が切れてしまうことが抑制される。ひいては、パワーウインド１の挟み込みを抑制する機能の耐久性が高まる。

（２）接触用電極３は、窓ガラス２の上端面、傾斜端面、及び側端面に亘って配設されているため、例えば、窓ガラス２の上端面、傾斜端面、及び側端面と別々の電極を採用する等の他の場合と比較して、センサ用電極４との対向面積Ｓが大きく確保される。これにより、接触用電極３に挟み込み対象物が接触したときとそうでないときとの間で静電容量Ｃの変化量が大きくなるので、制御部５において、挟み込みの有無を検出しやすい。

（３）接触用電極３とセンサ用電極４とを近接させた。これにより、接触用電極３に挟み込み対象物が接触したときとそうでないときとの間で静電容量Ｃの変化量が大きくなるとともに、窓ガラス２における視界が確保される。また、美観もよい。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、接触用電極３及びセンサ用電極４は、ともに窓ガラス２に配設されたが、次のように配設されてもよい。

図３に示すように、窓ガラス２の縁部にセンサ用電極４を設けるとともに、同縁部をシリカ等の非導電性材料７によりセンサ用電極４を含むように覆う。そして、非導電性材料７にセンサ用電極４と対向する接触用電極３を配設させる。このように構成した場合、上記実施形態の効果と同様の効果を得るとともに、次の効果が得られる。すなわち、窓ガラス２の外側にセンサ用電極４を、センサ用電極４の外側に非導電性材料７を、非導電性材料７の外側に接触用電極３を、それぞれ設けるという製造工程となり、窓ガラス２の内部にセンサ用電極４をインサートするという製造工程が省略されるので、製造が容易である。

・上記実施形態において、制御部５は、オートアップ操作を契機とする窓ガラス２の上昇動作時にセンサ用電極４における静電容量の上昇を検出すると、挟み込みを解消するべく窓ガラス２を下降動作させたが、当該下降動作は、オートアップ操作を契機とする窓ガラス２の上昇動作時に限定されない。例えば、制御部５は、マニュアル操作を契機とする窓ガラス２の上昇動作時にセンサ用電極４における静電容量の上昇を検出した場合にも、挟み込みを解消するべく窓ガラス２を下降動作させてもよい。

また、必ずしも窓ガラス２の下降動作を伴わなくてもよい。すなわち、制御部５は、オートアップ操作、マニュアル操作にかかわらず、窓ガラス２の上昇動作時にセンサ用電極４における静電容量の上昇を検出した場合に、窓ガラス２の上昇動作を停止させてもよい。このように構成した場合、挟み込み対象物に窓ガラス２が食い込むような挟み込みが抑制される。

・上記実施形態において、接触用電極３及びセンサ用電極４は、導電性の材料であればよい。なお、接触用電極３は、導電ゴムなどの耐摩耗性に優れる物質を採用することが好ましい。

・上記実施形態において、接触用電極３は、窓ガラス２の閉じ方向側の縁部全体に亘って設けられる一部材であったが、複数部材に分割されていてもよい。
・上記実施形態では、車両の窓ガラス２を開閉体とするパワーウインド１に挟み込み検出装置を適用した場合について説明したが、挟み込み検出装置は、次のような開閉体を採用するものに適用してもよい。すなわち、開閉体は、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ものであってもよい。また、開閉体は、スイングドアのように開閉動作がスイングによって規定されるものであってもよい。また、開閉体は、車両のスライドドア或いは建物の自動ドア等のように、水平方向において開閉動作が規定されるものであってもよい。

１…パワーウインド、２…窓ガラス（開閉体）、３…接触用電極（導電部材）、４…センサ用電極、５…制御部（検知部）、６…モータ、７…非導電性材料。

Claims (2)

1. 開閉体の開閉動作による挟み込みを検出する挟み込み検出装置において、
   前記開閉体の縁部に設けられる導電部材と、
   前記開閉体の内部に設けられて前記導電部材と対向するセンサ用電極と、
   前記センサ用電極における静電容量の変化を通じて前記開閉体と外部部材との間の挟み込みを検出する検知部とを備える挟み込み検出装置。
2. 請求項１に記載の挟み込み検出装置において、
   前記導電部材は、前記開閉体の閉じ方向側の縁部に設けられるとともに当該縁部の全域に亘る一部材で構成され、
   前記センサ用電極は、前記導電部材の全域と対向する挟み込み検出装置。