JP4245094B2 - 自動車の窓ガラスの自動昇降装置における障害物検知システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の窓ガラスを自動的に昇降する装置におけるピンチング（挟み事故）防止システム、すなわち、障害物検知システムに関し、その構成上の特徴により障害物は確実、効果的に検知される。
【０００２】
詳しくは、窓ガラスの外周と、ドア枠との間に障害物、特に指、腕、首などの人体の一部が存在することを光の伝搬手段を用いて検知して、人体への損傷事故を未然に防ぐことのできる障害物検知システムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来から種々の障害物検知システムが市販されている。これら従来技術の構成的特徴は、ユーザが制御ボタンに与える圧力に応じて窓ガラスが枠内を上昇している間に障害物の存在を検知認識するというものである。
【０００４】
従来のこの種システムは、大きく分けて直接型と間接型の二種類に分けることができる。直接型は、センサーの感知により障害物を直接感知し、信号として窓ガラスの上昇機構を作動するモータに送って停止させ、下降させる。
【０００５】
間接型は、モータにより窓ガラスを上昇させている内に障害物があると、それにより発生する電流値の変化またはモータの回転速度の変化をモータに設けたセンサーによって検知する方法である。すなわち、電流または回転速度の変化を通じて窓ガラスと枠の間の障害物の存在を検知し、これによってモータを停止し逆回転させる構成になっている。
【０００６】
こうした従来技術は、それ以前の装置が、ピンチング防止システムすなわち障害物検知システムをもたなかったことに比べると大きな進歩であるが、故障し易く、時には、窓ガラスが少しゆがんだだけて障害物ありと誤診することがあった。たとえば、ドア枠のガラスの昇降路であるゴムのシーリング材材が硬化したため窓ガラスの上昇時に一寸した抵抗が起こり、それがセンサーに障害物として検知されることになり、ユーザはディラーに車を戻してこうした不都合が起こらないようにシステムの再プログラム化による解決が必要となる。
【０００７】
その他の技術上の問題点として、窓ガラスの両側の障害物を感知することはできない。すなわち、窓ガラスの上部縁と枠との間に介在する障害物だけでなく、窓ガラスの両側と枠との両側の間に介在する障害物も検知できず、それは多くの車種にあっては後部座席の窓ガラスに起こるため車内の人に大怪我をさせることになるにも拘らず、それが事前に検知できないという制約があった。このことは、種々の刊行物や業界誌にも取り上げ論議されている。
【０００８】
こうした事態の重要性に欧州連合（ＥＵ）の所轄当局は気付き、当局は早速一定の基準値を公表することで自動昇降装置における窓ガラスの上昇速度を基準値以内とするようにしている。これは、この基準値を超えると、人の指、腕、首、その他の身体部分が窓ガラスの上縁や両側とドアの枠または枠の囲いとの間に挟まれて大怪我をすることになるからである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記した従来技術の問題点を解決するため、窓ガラス枠の全長に沿って設けた光ファイバー導体からなるセンサーにより直接的に障害物を検知することを特徴とした窓ガラスの自動昇降装置における障害物検知システムを提供せんとするものである。
【００１０】
光ファイバー導体はセンサーとして機能し、該センサーは、窓ガラス枠専用のカバーに一体的となるよう組み込んでも、または、窓ガラスカバーそのものに直接組み込んでもよい。従って、シーリング手段を光ファイバーと一緒に組み込めば製造コストを削減することができる。
【００１１】
本発明の障害物検知システムのテストによれば、窓ガラスがその枠内を上昇中に障害物に遭遇すると、圧力がカバーに働いてセンサーの光量が減じ、この減量が適宜設けたメモリ付の電子システムにより分析されて正常な場合の光量と比較され、この比較から障害物の存在が判明し、モータは直ちに停止命令を受けるとともに逆転され窓ガラスは降下される。
【００１２】
この発明のシステムは、部品はすべて市販の既成のもので足り、別途新たに制作する必要はないので、機構の簡素さとコストの安さとが相まったものとなり、さらに、センサーは特別に制作した窓ガラス枠専用のカバーに組み込んでも、または、通常のカバーの表面層に一体的に組み込んでもよく、いづれにしても製造は容易である。
【００１３】
本願の基礎の一つである特許出願第９８００３９３号（スペイン国特許出願公開第２１５１３７８号明細書）に関わるシステムの実績と、上記システムで行った実地実験と実験室実験の結果とから、光ファイバーを用いることで高い感度が得られることが判明した。すなわち、光ファイバーをループ状にすることでさらに効率はよくなるが、ループ状にするためには光ファイバーをゴム製の支持板に配置するということ以外に、基準値を障害物検知システムの作動に先立って記憶させなくても済むようなセンサーなどの新しい設計が必要である。
【００１４】
提案のゴム製支持板は、窓ガラス枠の内側でかつ該枠に設けられたシーリング材の内側に設け、光ファイバーを波形に配置できるような一連の切り込みを設ける。光フアイバーは、ゴム製支持板から突出することで障害物があったとき窓ガラスの上縁が光ファイバーを変形させるので光の屈折角度が大きくなり、その結果システムの障害物検知の感度が上がる。
【００１５】
ゴム製支持板に形成された光ファイバー導体を挿通させるための切り込みに該光ファイバーをループ状に配し、所定の位置に設置後同光ファイバーは接着剤または溶接により被覆固定してシーリング被覆により保護すべき個所すべてをカバーすることになる。これらはすべて完全オートメーション方式で可能である。
【００１６】
上記した被覆は、全窓ガラス枠を囲み、該窓ガラスの上部に設けた全体のシーリング材の内側に設けられる。
【００１７】
上記の光ファイバーのユニークな配線に加えて、本発明のもう一つの目的は、障害物を検知するシステムを改善して、障害物のない窓ガラスを閉める前３０ミリ秒に基準値を設定する。これは、ユーザがボタンを押して窓ガラスを閉めようとする瞬間であって、システムはその瞬間の光ファイバーの光伝搬性検知のための信号を発生する。この場合はいかなるタイプの障害物も存在しない状態であって窓ガラスは将に上昇運動を行おうとしている時である。
【００１８】
上昇中に窓ガラスが障害物に遭遇すると、障害物は上昇する窓ガラスにゴム製支持板と窓ガラス枠シーリング材に対し押圧されるため光伝搬値が変わり、センサーはそうした変化と光伝搬性の減少から障害物の存在を検知し、モータを停止し、さらに逆回転させて窓ガラスを下降させ、障害物を窓ガラスの上部縁および窓ガラス枠から除去する。
【００１９】
メモリに格納されていない瞬間的な値を基準とすることによりこの基準値を検知できるようシステムを構成している。その結果、車に起こる電圧変化の影響は受けることなく障害物検知を行なうことができる。すなわち、なんらかの理由で車が動力を絶たれることがある。それは、電気回路が遮断されたか、または、バッテリーが上がったか、もしくは、その他の原因か、いづれにしても様々であるが、こうした事態が起こっても従来技術と違い障害物検知システムを再プログラム化し基準値を再格納することなくシステムは稼動できる。
【００２０】
従来技術のシステムでは基準値は、車種によってモータ、窓ガラスの長さ、重量、シーリング材の長さが異なるため種々となるが、本発明の障害物検知システムでは、車種に応じて異なる構造、形状、長さ、窓ガラスの重量、その他の違いに拘らず全ての車種およびドアに適用できる。
【００２１】
光ファイバー導体を配するための支持板に形成された切り込みによるループ状の配線によって、一旦導体が適当な手段により位置付けされると切り込みは接着剤または溶接により被覆され、シーリング被覆により保護される個所すべてをカバーすることができる。
【００２２】
本発明による障害物検知システムは、サンルーフは勿論、ドア、ボンネット、トランクでの障害物検知にも用いることができる。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明による障害物検知システムは、自動車の窓ガラスを、該窓ガラスの下部に設けた支持部材を補助するケーブルを介して正逆回転自在の電動モータにより自動的に昇降する装置において、ドア枠の全周にわたり設けたカバーの内側に障害物検知のための光伝搬特性を有したセンサーを配し、該センサーはゴム製支持板の側面に間隔をおいて形成した一連の切り込みに挿通されることによりループ状に配されたことを特徴としている。
【００２４】
その他の詳細および特徴は以下に述べる説明および図面から明らかになろう。しかし、以下に述べる説明は一実施例であり、本発明はそれに制限されるものではない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
先ず、図に示す符号毎に部材を列挙すると、ドア１０、ドア内側１１、ドア枠１２、枠カバー１３、センサー１４、センサー・カバー１５、電動モータ１６、電源（図示なし）１７、光ファイバー導体１８、リレー１９、計器２０、窓ガラス２１、ケーブル２２、案内路２３、支持部材２４、センサー２５、支持板２６、切り込み２７、開口２８、挿通路２９、穴３０、光ファイバー導体３１、端部３２、端部３３、ループ３４。
【００２６】
図１に示す従来技術において、ドア１０は所定の形状に機械加工された板状であり、その上部にドア枠１２を備えている。ドア枠１２は、図２に示すようにその内側においてカバー１３により被覆され、カバー１３は、上昇してきた窓ガラスに当接するようになっている。この時カバー１３の上方部分は上昇してきた窓ガラスに押されるので車内と外界とは完全に遮断される。
【００２７】
さらに図１は、窓ガラス２１の昇降に従来から用いられている各種部材を示す。これら部材には、たとえば、電源１７（図示省略）から通電される電動モータ１６と、窓ガラス２１の下部に設けられた支持部材２４がケーブル２２を介して上下運動するときの案内路２３とが含まれ、これら部材は、その他の電気的部材、たとえば、リレー１９および計器２０などと共に窓ガラス２１がドア１０の枠１２内の上下運動を行うための昇降装置を構成している。
【００２８】
この発明の好ましい実施態様は、枠１２のカバー１３は、さらにもう一つのカバー１５と連係しており、カバー１５はセンサー１４を内部に収容している。
【００２９】
センサー１４は、光ファイバー導体１８（図示省略）である。光ファイバー導体１８は、ドア枠１２の全体またはその部分の上方に延びている。
【００３０】
この発明のシステムの作用は次のようにして行われる。窓ガラスが上記した各種部材の作用により障害物の介在なくスムーズに昇降するときは、光ファイバー導体１８を通過する光の量は、そのシステムとその光ファイバー導体の特性とに応じて予め設定された量である。これは、電子装置（図示省略）によって絶えず検知される。
【００３１】
もし、窓ガラスが、その上縁または側面部分でなんらかの障害物に遭遇し、該障害物が窓ガラス２１の上昇につれてドア枠１２のカバー１３に対し押圧されるとセンサー１４専用のカバー１５が圧力を受け、その結果、光ファイバー導体１８に伝達されて光量の制限と減少という形で表れるが、それは適宜設けた電子手段、たとえば、リレー１９により決定され、検知される。こうした作業は、周期的に行うようプログラム化して光量の変化をもって障害物の存在と認識するようになっている。
【００３２】
同様にこれら適当なプログラミングによって光ファイバー導体１８を通過する光の量の変化をもって周辺条件の異変、すなわち、なんらかの外的な原因、老朽化、ドア１０の修理不十分などによるカバー１３または１５の損傷を認識することができる。
【００３３】
光ファイバー導体１８は、必ずしもドア枠１２の全長にわたる必要はなく、枠１２やドア１０の形状に合わせてその一部にかかるものであってもよい。
【００３４】
一態様として図２に示すようにドア枠のカバーにもう一つ別のカバーを、その間にセンサーを挟んで設けてもよい。センサーは、長手方向に配された光ファイバーからなるが、長さは窓ガラス枠の全長の長さ、または、その一部分の長さでもよい。
【００３５】
光ファイバー導体の配置については、プリズム的な支持板２６に等間隔の切り込み２７を設けたものを使うことができる。
【００３６】
図４から明らかなように各切り込み２７は、光ファイバー導体３１を適宜方法により挿入のできる開口２８から挿入路２９を介して穴３０に収めることにより図３に示すようにループ３４状の配線となり端部３２、３３は適宜手段により光の光伝搬性を測定する手段に接続される。
【００３７】
光ファイバー導体３１は、挿入路２９の開口２８を介して穴３０内に収められると光ファイバーはその位置に接着剤または溶接などの手段により図３に示すように固定される。
【００３８】
本発明のその他の目的は、システムの作動に先立ち永続的な基準値を記憶させる必要はない。すなわち、この発明のシステムは、窓ガラスを上昇させる直前に測定した基準値と、この基準値が窓ガラスの上縁と該ガラス枠との間に介在する障害物によって変化した値との差によって機能するものである。
【００３９】
ドア枠の上縁と窓ガラスの上縁との間の障害物の介在によってもたらされる光ファイバーに対する押圧力は、光ファイバー導体３１をドア枠に沿って設ける方式より、光ファイバー導体３１をループ状３４に支持板２６内側に配した方が検知し易い。
【００４０】
一旦、光ファイバー導体３１は支持板２６の内側に位置づけられてしまうと、支持板２６と切り込み２７とは、接着剤または溶接により固着一体化されるので以後にドア枠の内部カバー内に適宜取り付けることができる。
【００４１】
以上図面の基づき説明した本発明は一実施例であって、特許請求の範囲に述べられた発明の精神を変えることなく種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、この発明の障害物検知システムは、ドア枠の全周に設けたカバーの内側に配される光伝搬特性を有したセンサーが、ゴム製支持板にループ状に配置されて該支持板から突出するので、障害物に接触したカバーを介して受けた圧力により変形したときの光伝搬特性の変化が大きくなり、障害物検知の感度が上がって、障害物の存在を確実、かつ、効果的に検知する。その結果、たとえ窓ガラスの昇降路に指、腕、首などの人体の一部が存在しても事前に検知できるので人体への事故は未然に防ぐことができる。
【００４３】
また、この発明の障害物検知システムは、機構は簡単なので製造は容易で、しかも市販の部品が使えるので製造コストが安く済む利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の説明図で、図は車のドアを内側から見た概略正面図であり、窓ガラスの昇降機構を示している。
【図２】本発明のシステムが設置されるドア枠の一部断面図である。
【図３】本発明に係るセンサーの正面図で、センサーは、支持板およびループ状に形成された光ファイバー導体から形成される。
【図４】本発明に用いる光ファイバー配線を施した支持板の平面図である。
【符号の説明】
１０ ドア
１２ ドア枠
１３ ドア枠カバー
１４ センサー
１５ センサー・カバー
１６ 電動モータ
１８ 光ファイバー導体
２１ 窓ガラス
２２ ケーブル
２３ 案内路
２４ 支持部材
２５ センサー
２６ 支持板
３１ 光ファイバー導体
３４ ループ

Claims (6)

1. 自動車の窓ガラスを、該窓ガラスの下部に設けた支持部材を補助するケーブルを介して正逆回転自在の電動モータにより自動的に昇降する装置における障害物検知システムであって、ドア枠（１２）の全周にわたり設けたカバー（１５）の内側に障害物検知のための光伝搬特性を有したセンサー（３１）を配し、該センサー（３１）はゴム製支持板（２６）の側面に間隔をおいて形成した一連の切り込み（２７）に挿通されることによりループ状に配されたことを特徴とする障害物検知システム。
2. センサーは、光ファイバーからなることを特徴とした請求項１に記載の障害物検知システム。
3. センサー（３１）は、ドア枠（１２）のカバー（１３）とは独立してセンサー専用のカバー（１５）と一体的に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の障害物検知システム。
4. センサーは、ドア枠の全外周に沿って連続して配されたことを特徴とする請求項１に記載の障害物検知システム。
5. 前記支持板に形成した切り込みは、センサーを挿通路を介して挿入する開口を有し、該挿通路は、穴で終端し、該穴にセンサーは接着剤または溶接等の手段により固定されたことを特徴とする請求項１に記載の障害物検知システム。
6. ドア枠内で窓ガラスを上昇させる直前に測定した前記センサーの光伝搬特性の値を基準値とし、該基準値から変化した前記センサーの光伝搬特性の値と該基準値との差によって、窓ガラスの上縁とドア枠との間に介在する障害物を検知することを特徴とした前記請求項１乃至５のいずれかに記載の障害物検知システム。

Images