JP2019008879A - 異物検知センサ - Google Patents

Abstract

【課題】曲げに対して良好な追従性を有し、且つ、低コストで製造可能な異物検知センサを提供する。
【解決手段】異物検知センサは、絶縁性および弾性を有し外面側に取付部が設けられた長尺中空の外皮と、導電性および弾性を有し外皮の内部で互いに離間した状態で外皮の長手方向に沿って延びる第１および第２電極と、を備え、異物からの押圧力による外皮の弾性変形に伴って第１および第２電極が互いに接触することにより異物の存在を検知する。第２電極は、第１電極よりも取付部から離間した位置に配置され、第１電極よりも弾性率が小さい。
【選択図】図３

Description

本発明は、外皮の弾性変形に伴って第１および第２電極が互いに接触することにより異物の存在を検知する異物検知センサに関する。

従来、この種の異物検知センサとしては、電動式の開閉体によって車体に形成された開口部を開閉する電動開閉装置に用いられ、開口部の周縁部と開閉体との間への異物の挟み込みを検知するものが知られている。例えば、特許文献１には、開口部の周縁部や開閉体の周縁部に取り付けられる帯状の取付部を外面に有する長尺の中空絶縁体（外皮）と、中空絶縁体の内部で互いに離間した状態で中空絶縁体の長手方向に沿って延びる一対の電極線と、を備え、異物から外力を受けて中空絶縁体が押し潰され、これに伴って一対の電極線が互いに接触して導通（短絡）することにより、異物の存在を検知するものが記載されている。一対の電極線は、それぞれ、中空絶縁体の長手方向に沿って延びる導電ゴムと、導電ゴムの内部に埋設された導電線とにより構成される。導電線は、金属材料からなる導電性細線を撚り合わせて形成され、長手方向の一端から他端まで波状（正弦波状）に蛇行するように形成される。これにより、導電ゴムは長手方向に対する曲げが導電線によって妨げられないため、コーナー部を有する取り付け場所に異物検知センサを取り付ける場合であっても、異物検知センサを長手方向に対して曲げ易くして、その取付性を向上させることができる。なお、異物検知センサは、押し出し成形によって形成されている。

特開２０１３−２４７０８０号公報

押し出し成形を用いた異物検知センサの製造は、一対の導電線を押し出し機のクロスヘッドに導き、クロスヘッドにて一対の導電線の外周にそれぞれ材料を押し出し被覆して一対の電極線を形成すると共に一対の電極線の周囲に材料を押し出し被覆して外皮を形成し、冷却槽を介して成形品を引き取り機で引き取ることにより行なわれる。上述した特許文献１記載の異物検知センサでは、導電線を波形状に蛇行させているため、引き取りの過程で導電線に張力が加わると、導電線が引き延ばされた状態で材料が被覆される。このため、特許文献１記載の技術では、押し出し成形を用いて導電線の波形状を維持したまま材料を被覆するのが困難であり、製造コストの増加を招いてしまう。

本発明の異物検知センサは、取付性が良好であり、且つ、低コストで製造可能な異物検知センサを提供することを主目的とする。

本発明の異物検知センサは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の異物検知センサは、
絶縁性および弾性を有し外面側に取付部が設けられた長尺中空の外皮と、導電性および弾性を有し前記外皮の内部で互いに離間した状態で前記外皮の長手方向に沿って延びる第１および第２電極と、を備え、異物からの押圧力による前記外皮の弾性変形に伴って前記第１および第２電極が互いに接触することにより前記異物の存在を検知する異物検知センサであって、
前記第２電極は、前記第１電極よりも前記取付部から離間した位置に配置され、前記第１電極よりも弾性率が小さい、
ことを要旨とする。

この本発明の異物検知センサでは、取付部から離間した位置に配置される第２電極は、第１電極よりも弾性率が小さいため、第１電極を中心軸とした曲げ変形に対して伸縮し、良好に追従することができる。したがって、例えば、角部を有する所定の取付場所に沿うように異物検知センサを取り付ける際にも、異物検知センサを容易に湾曲させることができ、その取付性を向上させることができる。また、取付部の近傍に配置される第１電極は、第２電極よりも弾性率が大きく、引き取り時の張力を第１電極で受けることができるため、異物検知センサを押し出し成形によって容易に製造することができる。これらの結果、取付性が良好であり、且つ、低コストで製造可能な異物検知センサを提供することができる。

こうした本発明の異物検知センサにおいて、前記第１電極は、前記外皮の長手方向に沿って延びる第１導電性弾性体と、該第１導電性弾性体の内部に埋設された第１導電線と、を有し、前記第２電極は、前記外皮の長手方向に沿って延びる第２導電性弾性体と、該第２導電性弾性体の内部に埋設された第２導電線と、を有し、前記第２導電線は、前記第１導電線よりも弾性率が小さいものとしてもよい。こうすれば、第１導電線を中心軸とした異物検知センサの曲げに対して第２導電線を良好に追従させることができる。また、引き取り時の張力を弾性率の高い第１導電線で受けることができ、異物検知センサを押し出し成形により容易に製造することができる。この場合、前記第１導電線は、前記第１導電性弾性体と同方向に延びる単線であるものとしてもよい。こうすれば、引き取り時の張力を第１導電線でより確実に受けることができる。また、これらの場合、前記第２導電性弾性体は、前記第１導電性弾性体よりも弾性率が小さいものとしてもよい。こうすれば、第２電極の弾性変形がより容易となり、異物検知センサの検知感度を高めることができる。この場合、前記第２導電性弾性体は、発泡体であるものとしてもよい。こうすれば、第１および第２導電性弾性体の弾性率を容易に異ならせることができる。

車両１の外観図である。 図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。 異物検知センサ１０の断面図である。 第２導電線３４の構成図である。 導線３４２の湾曲の様子を示す説明図である。 押し出し成形機４０の構成図である。

本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

図１は車両１の外観図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は異物検知センサ１０の断面図である。車両１は、図１に示すように、後部に開口部２ｏを有する車体２と、開口部２ｏを覆うように車体２に取り付けられたドアパネル（バックドアパネル）３と、車体２とドアパネル３との間に介在しアクチュエータの駆動によりドアパネル３を移動させて開口部２ｏの開放と閉鎖とを行なう電動ドア開閉装置５と、を備える。ドアパネル３は、本実施形態では、その上端部がヒンジ４を介して車体２の後部の上端部に連結され、ヒンジ４を支点として下端部が上下方向に回動する跳ね上げ式のドアとして構成される。

車体２の開口部２ｏは、本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、上側の方が下側よりも左右方向における間隔が広く形成された逆凸形状をなしている。

ドアパネル３は、図１（ｂ）に示すように、開口部２ｏに対応した逆凸形状に形成されており、左右方向における両端部には、略直角に曲がるコーナー部３ｃが２箇所ずつ形成されている。ドアパネル３の周縁部には、車体２の開口部２ｏの周縁部との間における異物の挟み込みを検知する異物検知センサ１０が設けられている。

異物検知センサ１０は、弾性を有する長尺の紐状部材であり、図２に示すように、ブラケット６を介してドアパネル３のインナーパネル３ｉ（車室側のパネル）の左右方向における両端部にそれぞれ固定されている。ブラケット６は、ドアパネル３の左右方向における両端部において上下方向に延びる長尺の部材であり、ドアパネル３に形成されたコーナー部３ｃに沿って湾曲されている。異物検知センサ１０は、ブラケット６の湾曲に沿って湾曲させた状態でブラケット６に対して両面テープにより貼着される。

異物検知センサ１０は、図３に示すように、絶縁性材料（例えば、軟質な樹脂材料）により長尺かつ筒状に形成された弾性変形可能な外皮１２と、外皮１２の内部に配置され外皮１２の長手方向に沿って互いに所定の隙間１６を隔てて平行に延びる第１電極線２０および第２電極線３０と、を備える。

外皮１２は、断面が略Ｄ字状に形成された長尺筒状体であり、外面側にブラケット６に取り付けられる帯状の取付部１４（貼着面）を有する底部１２ｂと、底部１２ｂの両側に立設される一対の側部１２ｓと、一対の側部１２ｓの上端を円弧状に繋ぐ頂部１２ｔと、により形成されている。

第１電極線２０は、導電性および弾性を有し外皮１２の長手方向に沿って延びる第１導電ゴム２２と、第１導電ゴム２２の内部に埋設され第１導電ゴム２２の延出方向に沿って延びる第１導電線２４と、を有する。第１導電ゴム２２は、外皮１２の頂部１２ｔの内面側に配置されている。第１導電線２４は、本実施形態では、銅等により単線として形成されている。

第２電極線３０は、導電性および弾性を有し外皮１２の長手方向に沿って延びる第２導電ゴム３２と、第２導電ゴム３２の内部に埋設され第２導電ゴム３２の延出方向に沿って延びる第２導電線３４と、を有する。第２導電ゴム３２は、外皮１２の底部１２ｂの内面側に配置されている。第２導電ゴム３２は、第１導電ゴム２２に比して弾性率が低くなるように形成されている。本実施形態では、第２導電ゴム３２は、導電性を有するゴム発泡体として形成されている。第２導電線３４は、第１導電線２４よりも弾性率が低くなるように形成されている。図４に第２導電線３４の構成図を示す。第２導電線３４は、図４に示すように、ゴム等の弾性（伸縮性）を有する紐状の芯材３４１と、芯材３４１の周囲に螺旋状に巻回された複数本の導線３４２と、芯材３４１と複数本の導線３４２とを覆う導電繊維３４３と、により形成されている。なお、導線３４２は、本実施形態では、複数の導電性細線（例えば、柔軟な銀メッキ導線）を撚り合わせて形成された撚り線である。このように、第２導電線３４は、弾性を有する芯材３４１に導線３４２が巻回されているため、図５に示すように、容易に湾曲することができる。

第１導電線２４の一端と第２導電線３４の一端とは、図示しない抵抗器を介して接続されている。第１導電線２４の他端は、グランドに接続（車体２に接地）されており、第２導電線３４の他端は、検知回路（図示せず）に接続されている。検知回路は、第１導電線２４に電流を印加すると共に、第１導電線２４と第２導電線３４との間の抵抗値を検出する。通常、第１電極線２０（第１導電ゴム２２）と第２電極線３０（第２導電ゴム３２）とは互いに離間しており、第１電極線２０の第１導電線２４に印加された電流は、抵抗器を介して第２電極線３０の第２電極線３４へと流れる。一方、異物によって外皮１２が押し潰されて第１電極線２０（第１導電ゴム２２）と第２電極線３０（第２導電ゴム３２）とが接触すると、第１導電線２４と第２導電線３４とが電気的に短絡するため、第１導電線２４に印加された電流は抵抗器を介さずに第２導電線３４へと流れる。したがって、異物検知センサ１０は、検知回路により第１導電線２４と第２導電線３４との間の抵抗値の変化を検知することにより、異物の存在を検知することができる。なお、異物検知センサ１０に対して異物が取り除かれると、外皮１２が弾性復帰し、これに伴い第１電極線２０および第２電極線３０も弾性復帰して互いに離間するため、異物検知センサ１０は、異物を検知しない通常状態に戻る。

こうして構成された異物検知センサ１０では、第１導電線２４が単線で形成され、第２導電線３４が伸縮性を有する芯材３４１に導線３４２が巻回されて形成されており、第２導電線３４の方が第１導電線２４よりも弾性率が低い。このため、第１導電線２４を中心軸として外皮１２に曲げ変形が加わると、第２導電線３４が伸縮して良好に追従することができる。したがって、ドアパネル３のコーナー部３ｃに沿うように異物検知センサ１０を取り付ける際にも、第１電極線２０と第２電極線３０との間の隙間１６を保持したまま異物検知センサ１０を容易に湾曲させることができ、その取付性を向上させることができる。また、第１導電線２４よりも弾性率が低い第２導電線３４は、外皮１２の底部１２ｂ（取付部１４）とは反対側の頂部１２ｔの内面側に配置されているため、頂部１２ｔに外力が加わったときに容易に弾性変形して第１導電ゴム２２と第２導電ゴム３２とを接触させることができ、異物検知センサ１０の検知感度を高めることができる。

また、異物検知センサ１０は、図３に示すように、第１導電ゴム２２の第２導電ゴム３２と向かい合う対向面２２ｓが凸状に形成されると共に第２導電ゴム３２の第１導電ゴム２２と向かい合う対向面３２ｓが凹状に形成されており、第１導電ゴム２２と第２導電ゴム３２との間の隙間１６は、逆Ｖ字状をなしている。したがって、異物検知センサ１０は、頂部１２ｔおよび側部１２ｓのどの方向から異物からの外力を受けても、第１導電ゴム２２と第２導電ゴム３２とが接触し易くなり、異物の検知をより確実に行なうことができる。なお、第１導電ゴム２２の対向面２２ｓおよび第２導電ゴム３２の対向面３２ｓは、それぞれ平坦面で形成されてもよい。

ここで、異物検知センサ１０は、図６に示す押し出し成形機４０を用いて製造される。押し出し成形機４０は、図示するように、第１導電線２４を送り出す第１送り出し機４１と、第２導電線３４を送り出す第２送り出し機４２と、第１送り出し機４１により送り出された第１導電線２４にテンションを付与する第１テンションローラ４３と、第２送り出し機４２により送り出された第２導電線３４にテンションを付与する第２テンションローラ４４と、第１導電線２４および第２導電線３４の外周にそれぞれ材料（導電ゴム材料）を押し出し被覆して第１電極線２０および第２電極線３０を形成すると共に第１電極線２０および第２電極線３０の周囲に材料（樹脂材料）を押し出し被覆して外皮１２を形成するクロスヘッドを有する押し出し機４５と、成形品を引き取る引き取り機４６と、押し出し機４５と引き取り機４６との間に配置されて成形品を冷却する冷却槽４７と、を備える。本実施形態では、第２導電線３４は直線上に延びる単線で形成されているため、引き取り機４６による成形品の引き取りの過程で当該成形品にかかる張力を第２導電線３４で受けることができる。したがって、第２導電線３４よりも弾性率が低い第１導電線２４に対して引き延ばすことなく材料を被覆することができ、押し出し成形機４０を用いて湾曲が容易で取付性の高い異物検知センサ１０を低コストで製造することができる。

以上説明した本実施形態の異物検知センサ１０では、取付部１４から離間して配置される第２電極線３０は、第１電極線２０よりも弾性率が小さいため、第１電極線２０を中心軸とした曲げ変形に対して伸縮して良好に追従することができる。したがって、コーナー部３ｃを有するドアパネル３に異物検知センサ１０を取り付ける際にも、異物検知センサ１０を容易に湾曲させることができ、その取付性を向上させることができる。また、第２電極線３０は、第１電極線２０よりも取付部１４から離間した位置に配置されているため、異物からの外力による外皮１２の弾性変形に伴い、容易に弾性変形して第１電極線２０と接触することができ、異物検知センサ１０の検知感度をより高めることができる。さらに、取付部１４の近傍に配置される第１電極線２０は、第２電極線３０よりも弾性率が大きく、引き取り時の張力を第１電極線２０で受けることができるため、異物検知センサ１０を押し出し成形によって容易に製造することができる。これらの結果、取付性が良好であり、検知感度が高く、且つ、低コストで製造可能な異物検知センサを提供することができる。

上述した実施形態では、第２導電線３４は、弾性を有する芯材３４１と、芯材３４１に螺旋状に巻回された複数の導線３４２と、複数の導電線３４２を被覆する導電繊維３４３とを備えるものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、波状に蛇行した導電線や螺旋状に巻かれた導電線、複数本の導電性細線が編み込まれた導電線など、第２導電線として、弾性率が第１導電線２４よりも低いものであれば、如何なるものであっても構わない。また、導電ゴムの導電性が十分であれば、導電線を備えずに、電極を構成するものとしても構わない。

上述した実施形態では、第１導電線２４は、銅等により単線として形成されるものとしたが、これに限定されるものではなく、第２導電線３４よりも弾性率が高く、押し出し成形時の引き取りの過程で成形品に作用する張力を受けることができるものであれば、如何なるものであっても構わない。

上述した実施形態では、第２導電ゴム３２の方が第１導電ゴム２２よりも弾性率が低くなるように第２導電ゴム３２を発泡体として形成するものとしたが、発泡させることなく、弾性率の異なる材料により形成するものとしてもよい。また、互いの弾性率が同等となるように第１導電ゴム２２と第２導電ゴム３２とを形成してもよい。

上述した実施形態では、異物検知センサ１０は、ドアパネル３の周縁部に設けられるものとしたが、これに限定されるものではなく、車体２の開口部２ｏの周縁部に設けられるものとしてもよい。

上述した実施形態では、異物検知センサ１０は、ドアパネル（バックドアパネル）３を移動させて車体２の後部に設けられた開口部２ｏを開閉するバックドア装置に設けられるものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、スライドドアパネルを前後にスライドさせて車体２の側部に設けられた開口部（乗降口）を開閉するスライドドア装置に異物検知センサを設けたり、ウインドガラスを昇降させて車体２の側部に設けられた開口部（窓）を開閉するパワーウインドウ装置に異物検知センサを設けるなど、アクチュエータの駆動により開閉体を移動させて開口部を開閉するものであれば、如何なる開閉装置に異物検知センサを設けるものとしてもよい。

実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施形態では、外皮１２が「外皮」に相当し、取付部１４が「取付部」に相当し、第１電極線２０が「第１電極」に相当し、第２電極線３０が「第２電極」に相当する。また、第１導電ゴム２２が「第１導電性弾性体」に相当し、第１導電線２４が「第１導電線」に相当し、第２導電ゴム３２が「第２導電性弾性体」に相当し、第２導電線３４が「第２導電線」に相当する。

なお、実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、異物検知センサの製造産業などに利用可能である。

１ 車両、２ 車体、２ｏ 開口部、３ ドアパネル、３ｃ コーナー部、３ｉ インナーパネル、４ ヒンジ、５ 電動ドア開閉装置、６ ブラケット、１０ 異物検知センサ、１２ 外皮、１２ｂ 底部、１２ｓ 側部、１２ｔ 頂部、１４ 取付部、１６ 隙間、２０ 第１電極線、２２ 第１導電ゴム、２２ｓ 対向面、２４ 第１導電線、３０ 第２電極線、３２ 第２導電ゴム、３２ｓ 対向面、３４ 第２電極線、３４１ 芯材、３４２ 導線、３４３ 導電繊維、４０ 押し出し成形機、４１ 第１送り出し機、４２ 第２送り出し機、４３ 第１テンションローラ、４４ 第２テンションローラ、４５ 押し出し機、４６ 引き取り機、４７ 冷却槽。

Claims (5)

1. 絶縁性および弾性を有し外面側に取付部が設けられた長尺中空の外皮と、導電性および弾性を有し前記外皮の内部で互いに離間した状態で前記外皮の長手方向に沿って延びる第１および第２電極と、を備え、異物からの押圧力による前記外皮の弾性変形に伴って前記第１および第２電極が互いに接触することにより前記異物の存在を検知する異物検知センサであって、
   前記第２電極は、前記第１電極よりも前記取付部から離間した位置に配置され、前記第１電極よりも弾性率が小さい、
   異物検知センサ。
2. 請求項１に記載の異物検知センサであって、
   前記第１電極は、前記外皮の長手方向に沿って延びる第１導電性弾性体と、該第１導電性弾性体の内部に埋設された第１導電線と、を有し、
   前記第２電極は、前記外皮の長手方向に沿って延びる第２導電性弾性体と、該第２導電性弾性体の内部に埋設された第２導電線と、を有し、
   前記第２導電線は、前記第１導電線よりも弾性率が小さい、
   異物検知センサ。
3. 請求項２に記載の異物検知センサであって、
   前記第１導電線は、前記第１導電性弾性体と同方向に延びる単線である、
   異物検知センサ。
4. 請求項２または３に記載の異物検知センサであって、
   前記第２導電性弾性体は、前記第１導電性弾性体よりも弾性率が小さい、
   異物検知センサ。
5. 請求項４に記載の異物検知センサであって、
   前記第２導電性弾性体は、発泡体である、
   異物検知センサ。

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