JP2020113467A - タッチセンサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた検知精度を確保しつつ、ドア形状に追従してタッチセンサユニットを配置する。【解決手段】タッチセンサ装置１１は、弾性変形可能な絶縁体からなる筒状の中空部材２０と、互いに間隔を空けて中空部材２０の内側に封止された状態で、この中空部材２０の長手方向に延びる第１電極２１及び第２電極２２と、を有したタッチセンサユニット１０を備える。また、このタッチセンサユニット１０は、中空部材２０の弾性変形に基づき第１電極２１及び第２電極２２が互いに接触して導通するように構成される。そして、タッチセンサ装置１１は、中空部材２０とともに当該中空部材２０が屈曲して配置されるコーナー部３５に設けられることにより、このコーナー部３５における中空部材２０の断面形状を、その第１電極２１及び第２電極２２が互いに離間した状態に保持する保持部材４０を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、タッチセンサ装置に関するものである。

一般に、車両のドアには、その挟み込みを検知するためのタッチセンサが設けられている。例えば、特許文献１に記載のタッチセンサ装置は、弾性変形可能な絶縁体からなる筒状の中空部材と、互いに間隔を空けて中空部材の内側に封止された状態で、その中空部材の延伸方向に延びる第１電極及び第２電極と、を有したタッチセンサユニットを備えている。更に、このタッチセンサユニットは、その中空部材が弾性変形することによって、この中空部材内に配置された第１電極及び第２電極が互いに接触して導通するように構成されている。そして、これにより、そのタッチセンサユニットに対する外力の印加を検出することで、このタッチセンサユニットが設けられたドアの挟み込みを検知することが可能となっている。

尚、上記従来技術のタッチセンサユニットは、その第１電極及び第２電極が、互いに略Ｖ字状の断面形状を有して互いに向かい合う構成になっている。そして、これにより、その中空部材の弾性変形に基づき第１電極及び第２電極が接触する外力の入力方向を拡大することで、その検知性能の改善が図られている。

特開２０１５−１７４６３３号公報

また、近年、車両においては、その細部に至るまで、優れたデザイン性が求められるようになっている。このため、上記タッチセンサユニットにおいては、このタッチセンサユニットが設置されるドアとの一体性を高めるべく、そのタッチセンサユニットの配置をドア形状に追従させることが望まれる。

即ち、通常、タッチセンサユニットは、ドア又はドア開口部の周縁に沿うように配置される。更に、ドアの角部に対応する部分には、その中空部材を屈曲して配置するコーナー部が形成される。そして、上記のようなドアとの一体性を考慮した場合、このコーナー部の曲率半径は、その角部形状に追従した、より小さなものであることが好ましい。

しかしながら、このような局所的な屈曲部位を中空部材に形成することで、タッチセンサユニットの検出特性が変化する可能性がある。そして、これにより、挟み込みの検知精度が低下するおそれがあることから、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、優れた検知精度を確保しつつ、ドア形状に追従してタッチセンサユニットを配置することのできるタッチセンサ装置を提供することにある。

上記課題を解決するタッチセンサ装置は、弾性変形可能な絶縁体からなる筒状の中空部材と、互いに間隔を空けて前記中空部材の内側に封止された状態で該中空部材の長手方向に延びる第１電極及び第２電極と、を有し、前記中空部材の弾性変形に基づき前記第１電極及び第２電極が互いに接触して導通するタッチセンサユニットを備えるとともに、前記中空部材とともに該中空部材が屈曲して配置されるコーナー部に設けられることにより該コーナー部における前記中空部材の断面形状を前記第１電極及び第２電極が互いに離間した状態に保持する保持部材を備える。

即ち、中空部材に局所的な屈曲部位を形成することにより、この中空部材の断面形状を変形させる力が発生する。そして、これにより、この中空部材の内側において互いに対向する第１電極及び第２電極の間隔が狭まることで、タッチセンサユニットの検出特性が変化する可能性がある。

しかしながら、中空部材とともに保持部材をコーナー部に設けることで、このコーナー部において中空部材に形成される局所的な屈曲部位においても、その断面形状を第１電極及び第２電極が互いに離間した状態に保持することができる。そして、この保持部材により断面形状が保持される部分は、その局所的な屈曲部位、つまりは中空部材の一部分に限定される。従って、上記構成によれば、優れた検知精度を確保しつつ、ドア形状に追従してタッチセンサユニットを配置することができる。

上記課題を解決するタッチセンサ装置において、前記保持部材は、前記中空部材の外周に嵌着される前記中空部材よりも硬質な筒状部材としての構成を有することが好ましい。
上記構成によれば、筒状部材としての保持部材が、その断面形状を一定に保持するための外殻として機能する。そして、これにより、簡素な構成にて、コーナー部における中空部材の断面形状を、その第１電極及び第２電極が互いに離間した状態に保持することができる。

上記課題を解決するタッチセンサ装置において、前記保持部材は、前記中空部材の外周に嵌着されることにより該中空部材を弾性変形させて、前記中空部材に前記第１電極と前記第２電極との間に介在される挿入部を形成する押圧部材としての構成を有することが好ましい。

即ち、第１電極と第２電極との間に挿入部を介在させることにより、これらの第１電極及び第２電極が互いに接触し難くなる。そして、これにより、簡素な構成にて、コーナー部における中空部材の断面形状を、その第１電極及び第２電が互いに離間した状態に保持することができる。

上記課題を解決するタッチセンサ装置において、前記保持部材は、前記中空部材が固定される固定面に立設されることにより前記中空部材に対して側方から当接する壁部材としての構成を有することが好ましい。

上記構成によれば、壁部材としての保持部材が側方から中空部材を支えることにより、簡素な構成にて、中空部材の断面形状を第１電極及び第２電極が互いに離間した状態に保持することができる。

上記課題を解決するタッチセンサ装置において、前記保持部材は、前記中空部材の筒内において前記第１電極と前記第２電極との間に介在されるスペーサとしての構成を有することが好ましい。

即ち、第１電極と第２電極との間にスペーサを介在させることにより、部分的に、これらの第１電極及び第２電極が互いに接触しない状態を形成することができる。そして、これにより、簡素な構成にて、コーナー部における中空部材の断面形状を、その第１電極及び第２電が互いに離間した状態に保持することができる。

本発明によれば、優れた検知精度を確保しつつ、ドア形状に追従してタッチセンサユニットを配置することができる。

タッチセンサ装置の概略構成図。 タッチセンサユニットの正面図。 タッチセンサユニットの断面図。 コーナー部に設けられた保持部材の平面図。 コーナー部における中空部材及び保持部材の断面図。 別例の保持部材を示すコーナー部の断面図。 別例の保持部材を示すコーナー部の平面図。 別例の保持部材を示すコーナー部の断面図。

以下、車両用のタッチセンサ装置を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の車両１において、車体２の後端部２ｒに形成されたドア開口部３には、所謂跳ね上げ式のバックドア５が設けられている。即ち、このバックドア５は、ドア開口部３の上端部分に回動支点を有して上方に開作動する。そして、この車両１には、接触式のタッチセンサユニット１０を用いることにより、そのバックドア５の挟み込み検知を行うタッチセンサ装置１１が設けられている。

詳述すると、図２及び図３に示すように、本実施形態のタッチセンサユニット１０は、弾性変形可能な絶縁体からなる筒状の中空部材２０と、この中空部材の内側に配置された第１電極２１及び第２電極２２と、を備えている。本実施形態のタッチセンサユニット１０において、第１電極２１及び第２電極２２は、中空部材２０の内壁面２０ｓに固定された状態で、互いに間隔を空けて、この中空部材２０の長手方向に延びている。また、これらの第１電極２１及び第２電極２２は、それぞれ、弾性変形可能な導電性部材２５に金属からなる芯線２６を埋設することにより形成されている。そして、本実施形態のタッチセンサユニット１０は、これにより、その中空部材２０と一体に、これらの第１電極２１及び第２電極２２が弾性変形する構成になっている。

尚、本実施形態のタッチセンサユニット１０において、中空部材２０の素材となる弾性変形可能な絶縁体としては、例えば、絶縁ゴムが用いられる。そして、第１電極２１及び第２電極２２を構成する弾性変形可能な導電性部材２５については、例えば、エラストマやＥＰＤＭ等のゴム材にカーボンを添加したもの等を用いることができる。

さらに詳述すると、本実施形態の中空部材２０は、その第１電極２１が配置された側（図３中、上側）の側面に断面略円弧状の湾曲面２０ａを有している。また、この中空部材は、その湾曲面２０ａとは反対側（図３中、下側）が平坦面２０ｂとなっている。そして、本実施形態のタッチセンサユニット１０は、バックドア５に設定された固定面２７に対し、その中空部材２０の平坦面２０ｂ側が固定される構成になっている。

即ち、本実施形態のタッチセンサユニット１０は、バックドア５が異物（乗員の手や足、或いは荷物等）を挟み込んだ場合に、その湾曲面２０ａの断面略円弧形状が潰れるかたちで、中空部材２０が弾性変形する。尚、本実施形態の車両１においては、両面テープ２８を用いることにより、その中空部材２０の平坦面２０ｂが固定面２７に固定される。更に、本実施形態のタッチセンサユニット１０は、このような中空部材２０の弾性変形に基づいて、その中空部材２０の内側に配置された第１電極２１及び第２電極２２が、互いに接触して導通するように構成されている。そして、本実施形態のタッチセンサユニット１０は、これら第１電極２１及び第２電極２２の導通状態に基づいて、そのセンサ出力を行う構成になっている。

図１に示すように、本実施形態の車両１において、タッチセンサユニット１０の出力信号Ｓは、ドアＥＣＵ３０に入力されるようになっている。そして、本実施形態のタッチセンサ装置１１は、このドアＥＣＵ３０において、その出力信号Ｓに基づいた第１電極２１及び第２電極２２の導通判定、及びその導通状態の検出に基づいたバックドア５の挟み込み判定が行われる構成になっている。

また、本実施形態の車両１において、タッチセンサユニット１０の中空部材２０が固定される固定面２７は、バックドア５の周縁部分に設定されている。即ち、本実施形態のタッチセンサユニット１０は、バックドア５の外縁形状に沿うように、その中空部材２０が延設されている。そして、本実施形態のタッチセンサ装置１１は、これにより、そのバックドア５に生じた挟み込みを速やかに検知することが可能となっている。

さらに詳述すると、図１及び図４に示すように、本実施形態のバックドア５は、車両１のテールランプ３１を避けるための角部５ａを有している。更に、本実施形態のタッチセンサ装置１１は、このバックドア５の角部形状に追従すべく、タッチセンサユニット１０の中空部材２０を屈曲した状態で配置するコーナー部３５を有している。そして、本実施形態のタッチセンサ装置１１は、その中空部材２０とともにコーナー部３５に設けられることにより、このコーナー部３５における中空部材２０の断面形状を、その第１電極２１及び第２電極２２が互いに離間した状態に保持する保持部材４０を備えている。

図４及び図５に示すように、本実施形態の保持部材４０は、中空部材２０の外周に嵌着される筒状の本体部４０ａを有した筒状部材４１としての構成を有している。具体的には、この保持部材４０は、そのコーナー部３５に設定された「Ｒ形状」に対応する湾曲した筒形状をなしている。また、この保持部材４０は、中空部材２０よりも硬質の樹脂材を用いて形成されている。更に、この保持部材４０は、中空部材２０の固定面２７を構成するブラケット４２に設けられた貫通孔４２ａに係合するスナップフィット４３を有している。そして、本実施形態の保持部材４０は、このスナップフィット４３の係合力に基づいて、その筒内に保持する中空部材２０と一体に、コーナー部３５に固定される構成になっている。

また、本実施形態の保持部材４０は、互いに対向する位置において、その筒内に突出する一対の押圧突部４５を有している。具体的には、これらの各押圧突部４５は、その固定面２７に直交する方向において、互いに離間した状態で対向する第１電極２１及び第２電極２２の間の位置に設けられている。更に、これらの各押圧突部４５は、その筒状をなす保持部材４０の本体部４０ａが中空部材２０の外周に嵌着されることにより、この中空部材２０を内側に弾性変形させる。そして、本実施形態の保持部材４０は、これにより、その中空部材２０に第１電極２１と第２電極２２との間に介在される挿入部４７を形成する押圧部材４８としての構成を有している。

次に、本実施形態の作用・効果について説明する。
（１）タッチセンサ装置１１は、弾性変形可能な絶縁体からなる筒状の中空部材２０と、互いに間隔を空けて中空部材２０の内側に封止された状態で、この中空部材２０の長手方向に延びる第１電極２１及び第２電極２２と、を有したタッチセンサユニット１０を備える。また、このタッチセンサユニット１０は、中空部材２０の弾性変形に基づき第１電極２１及び第２電極２２が互いに接触して導通するように構成される。そして、タッチセンサ装置１１は、中空部材２０とともに当該中空部材２０が屈曲して配置されるコーナー部３５に設けられることにより、このコーナー部３５における中空部材２０の断面形状を、その第１電極２１及び第２電極２２が互いに離間した状態に保持する保持部材４０を備える。

即ち、中空部材２０に局所的な屈曲部位を形成することにより、この中空部材２０の断面形状を変形させる力が発生する。そして、これにより、この中空部材２０の内側において互いに対向する第１電極２１及び第２電極２２の間隔が狭まることで、タッチセンサユニット１０の検出特性が変化する可能性がある。

しかしながら、中空部材２０とともに保持部材４０をコーナー部３５に設けることで、このコーナー部３５において中空部材２０に形成される局所的な屈曲部位においても、その断面形状を第１電極２１及び第２電極２２が互いに離間した状態に保持することができる。そして、この保持部材４０により断面形状が保持される部分は、その局所的な屈曲部位、つまりは中空部材２０の一部分に限定される。従って、上記構成によれば、優れた検知精度を確保しつつ、ドア形状に追従してタッチセンサユニット１０を配置することができる。

（２）保持部材４０は、中空部材２０の外周に嵌着される当該中空部材２０よりも硬質な筒状部材４１としての構成を有する。
上記構成によれば、筒状部材４１としての保持部材４０が、その断面形状を一定に保持するための外殻として機能する。そして、これにより、簡素な構成にて、コーナー部３５における中空部材２０の断面形状を、その第１電極２１及び第２電極２２が互いに離間した状態に保持することができる。

（３）保持部材４０は、中空部材２０の外周に嵌着されることにより当該中空部材２０を弾性変形させて、この中空部材２０に第１電極２１と第２電極２２との間に介在される挿入部４７を形成する押圧部材４８としての構成を有する。

即ち、第１電極２１と第２電極２２との間に挿入部４７を介在させることにより、これらの第１電極２１及び第２電極２２が互いに接触し難くなる。そして、これにより、簡素な構成にて、コーナー部３５における中空部材２０の断面形状を、その第１電極２１及び第２電極２２が互いに離間した状態に保持することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態では、タッチセンサユニット１０は、バックドア５の周縁部分に設置されることとしたが、バックドア５が閉動作することにより当該バックドア５に対向するドア開口部３の周縁部分にタッチセンサユニット１０を配置する構成に具体化してもよい。

・上記実施形態では、所謂跳ね上げ式のバックドア５に設けられたタッチセンサユニット１０を用いて、その挟み込み検知を行うタッチセンサ装置１１に具体化したが、例えば、所謂観音開き型等、スイング式のバックドア５にタッチセンサユニット１０を設ける構成に適用してもよい。そして、車両の側方に設けられたスライドドア等、その他のドアにタッチセンサユニット１０を設ける構成に適用してもよい。

・上記実施形態では、両面テープ２８を用いることにより、その中空部材２０の平坦面２０ｂ側が固定面２７に固定されることとした。しかし、これに限らず、例えば、接着や締結等、中空部材２０の固定構造については、任意に変更してもよい。

・上記実施形態では、保持部材４０は、コーナー部３５に設定された「Ｒ形状」に対応する湾曲した筒形状をなすこととしたが、必ずしもコーナー部３５に沿って湾曲して延びるものでなくともよい。例えば、複数の筒状部材４１をコーナー部３５に沿って配索する構成であってもよい。そして、例えば、図４中の断面指示線に示すコーナー部３５の頂点位置等に、軸長の短い一つの筒状部材４１を配置する構成であってもよい。

・上記実施形態では、保持部材４０は、タッチセンサユニット１０の中空部材２０よりも硬質の樹脂材を用いて形成されることとしたが、例えば、金属等、中空部材２０よりも硬質な他の素材を用いて形成されるものであってもよい。

・上記実施形態では、保持部材４０は、ブラケット４２に設けられた貫通孔４２ａに係合するスナップフィット４３を有する。そして、これにより、そのブラケット４２が形成される中空部材２０の固定面２７に対して固定されることとした。しかし、これに限らず、例えば、接着や締結等、固定面２７に対する保持部材４０の固定構造は任意に変更してもよい。そして、必ずしも、その保持部材４０が中空部材２０の固定面２７に固定されていなくともよい。

・上記実施形態では、保持部材４０は、互いに対向する位置において、その筒内に突出する一対の押圧突部４５を有する。更に、保持部材４０は、その本体部４０ａが中空部材２０の外周に嵌着されることにより、これらの各押圧突部４５が、それぞれ、中空部材２０を内側に弾性変形させる。そして、これにより、その中空部材２０に第１電極２１と第２電極２２との間に介在される挿入部４７を形成することとした。しかし、これに限らず、その保持部材４０が、一つの押圧突部４５を備える構成であってもよい。

・更に、保持部材４０が、上記のような押圧突部４５を備えない構成、即ち筒状部材４１としての構成のみを有するものであってもよい。そして、中空部材２０の外周に嵌着される保持部材４０の本体部４０ａが、必ずしも筒状ではない構成、即ち保持部材４０が、押圧部材４８としての構成のみを有するものであってもよい。

・また、図６に示すタッチセンサ装置１１Ｂの保持部材４０Ｂのように、タッチセンサユニット１０の中空部材２０が固定される固定面２７に立設される壁部材５０を備える。そして、中空部材２０に対し、この壁部材５０が側方から当接することにより、コーナー部３５における中空部材２０の断面形状を、その第１電極２１及び第２電極２２が互いに離間した状態に保持する構成であってもよい。

即ち、中空部材２０に局所的な屈曲部位を形成することで、この中空部材２０の断面形状は、第１電極２１及び第２電極２２が互いに対向する方向に対して略平行な方向となる中空部材２０の側方に向かって潰れるかたちで変形する。具体的には、この図６に示す例においては、二点鎖線に示すように、同図中、右側となる方向、コーナー部３５における径方向内側となる方向に、中空部材２０の断面形状が潰れやすい傾向がある。

この点と踏まえ、予め、その中空部材２０の断面形状が潰れやすい方向に、壁部材５０を立設する。つまり、この壁部材５０は、第１電極２１及び第２電極２２が互いに対向する方向に対して略直交する方向に延びている。そして、この壁部材５０が側方から中空部材２０を支えることで、簡素な構成にて、中空部材２０の断面形状を、その第１電極２１及び第２電極２２が互いに離間した状態に保持することができる。

・更に、図７及び図８に示すタッチセンサ装置１１Ｃの保持部材４０Ｃのように、中空部材２０Ｃの筒内において、その第１電極２１と第２電極２２との間に介在されるスペーサ５１としての構成を有するものであってもよい。具体的には、このタッチセンサ装置１１Ｃにおいて、スペーサ５１は、コーナー部３５に設定された「Ｒ形状」に沿うように湾曲して延びる略平板状の外形を有している。また、このスペーサ５１は、絶縁素材を用いて形成されている。そして、本実施形態のスペーサ５１は、中空部材２０Ｃが成形される際、第１電極２１及び第２電極２２とともに、その中空部材２０Ｃの筒内に封止される構成となっている。

このような構成としても、コーナー部３５において中空部材２０に形成される局所的な屈曲部位においても、その断面形状を第１電極２１及び第２電極２２が互いに離間した状態に保持することができる。

尚、保持部材４０Ｃを構成するスペーサ５１の外形は、必ずしも平板状でなくともよい。また、必ずしも、コーナー部３５の「Ｒ形状」に沿って湾曲して延びていなくともよく、例えば、複数に分割された構成であってもよい。そして、コーナー部３５に対して中空部材２０を配置した後、後付にて、第１電極２１と第２電極２２との間に介在される状態で、そのスペーサ５１を中空部材２０の筒内に配置する構成であってもよい。

１…車両、２…車体、２ｒ…後端部、３…ドア開口部、５…バックドア、５ａ…角部、１０…タッチセンサユニット、１１，１１Ｂ，１１Ｃ…タッチセンサ装置、２０，２０Ｃ…中空部材、２０ａ…湾曲面、２０ｂ…平坦面、２０ｓ…内壁面、２１…第１電極、２２…第２電極、２５…導電性部材、２６…芯線、２７…固定面、２８…両面テープ、３０…ドアＥＣＵ、３１…テールランプ、３５…コーナー部、４０，４０Ｂ，４０Ｃ…保持部材、４０ａ…本体部、４１…筒状部材、４２…ブラケット、４２ａ…貫通孔、４３…スナップフィット、４５…押圧突部、４７…挿入部、４８…押圧部材、５０…壁部材、５１…スペーサ、Ｓ…出力信号。

Claims (5)

1. 弾性変形可能な絶縁体からなる筒状の中空部材と、互いに間隔を空けて前記中空部材の内側に封止された状態で該中空部材の長手方向に延びる第１電極及び第２電極と、を有し、前記中空部材の弾性変形に基づき前記第１電極及び第２電極が互いに接触して導通するタッチセンサユニットを備えるとともに、
   前記中空部材とともに該中空部材が屈曲して配置されるコーナー部に設けられることにより該コーナー部における前記中空部材の断面形状を前記第１電極及び第２電極が互いに離間した状態に保持する保持部材を備えるタッチセンサ装置。
2. 請求項１に記載のタッチセンサ装置において、
   前記保持部材は、前記中空部材の外周に嵌着される前記中空部材よりも硬質な筒状部材としての構成を有すること、を特徴とするタッチセンサ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のタッチセンサ装置において、
   前記保持部材は、前記中空部材の外周に嵌着されることにより該中空部材を弾性変形させて、前記中空部材に前記第１電極と前記第２電極との間に介在される挿入部を形成する押圧部材としての構成を有すること、を特徴とするタッチセンサ装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のタッチセンサ装置において、
   前記保持部材は、前記中空部材が固定される固定面に立設されることにより前記中空部材に対して側方から当接する壁部材としての構成を有すること、
   を特徴とするタッチセンサ装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のタッチセンサ装置において、
   前記保持部材は、前記中空部材の筒内において前記第１電極と前記第２電極との間に介在されるスペーサとしての構成を有すること、を特徴とするタッチセンサ装置。