JP6219597B2 - センサー付きプロテクター - Google Patents

Description

本発明は、ワゴン車やワンボックスカーなどのように車体の前後に移動するスライドドアやバックドア等のドアやサンルーフなどのように、車体の開口部を開閉する開閉物と、開口部との間に指等の異物が挟み込まれると対応する信号を出力して異物の存在を検知するセンサーが組込まれたセンサー付きプロテクター及びその端部成形方法に関する。

図４に示すように、ワゴン車などのようにスライドドア１（あるいはバックドア）によって車体の開口部を開閉する自動車や、図５に示すように、サンルーフ２によって車体の開口部を開閉する自動車においては、センサー付きプロテクター１０，２０が取付けられている。

例えば、スライドドア１の前端面には、車体前側に向けて突設され、図６に示すような、上下に延びるセンサー付きプロテクター１０が取付けられている。
センサー付きプロテクター１０は、図７及び図８に示すように、スライドドア１の前端面に取付けられる、車内側壁１１ａ，車外側壁１１ｂ及び連結壁１１ｃからなる断面略Ｕ字状の取付基部１１とそれに一体成形された中空部１２を備え、中空部１２には、スライドドア１とボディ側開口部（フロントドア（サイドドア）の場合もある）との間に人体の一部（指や手足）などの異物が挟まった場合にその挟み込みを検知して対応する電気信号を出力するセンサー（感圧センサー）Ｓが取付けられている（例えば、特許文献１，特許文献２，特許文献３参照）。
なお、センサー付きプロテクター１０の下部では、取付基部１１の車内側壁１１ａ側に断面Ｃ字形状のチャンネル部１３が一体成形されていて、感圧センサーＳに接続されるワイヤーハーネスＷを保持している。また、取付基部１１の内側には複数の保持リップ１４，１４が設けられ、また取付基部１１には剛性をアップさせるために断面略Ｕ字形状の芯材１５が埋設されている。さらに取付基部１１の車外側壁１１ｂには装飾用リップ１６が設けられている。

センサー（感圧センサー）Ｓは、上下方向（長手方向）に延びる２本の芯線（電極線）３１，３２が、空間部３３を介して設けられた導電性のゴム様弾性体３４，３５に埋設されるようにして中空部１２内に固定されてなるもので、スライドドア１の閉時にスライドドア１とボディ側開口部との間に異物が挟み込まれると中空部１２が部分的に押圧されて潰れ、ゴム様弾性体３４，３５が接触して２本の芯線３１，３２が短絡するようになっている。そして、この電気信号の変化が、センサー付きプロテクター１０の下側端末部分で２本の芯線３１，３２に結線されたリード線３６に接続された制御装置４０に伝えられることによって異物の存在が検知される。なおリード線３６は絶縁体で被覆された状態でワイヤーハーネスＷで束ねられているが、先端は被覆部３７からむき出した裸線となっている。

センサー付きプロテクター１０の下側端末部分では、図９に示すように、長手方向（図９では左方向）に引き出された２本の芯線３１，３２に対して、リード線３６が重ね合わされ抵抗溶接やハンダ付によって結線される（図９（ｂ））とともに、端部では空間部３３が露出しているのでインサート２５で塞いた後（図９（ｃ））、図１０に示すように、型成形することによって結線部Ｍ，インサート２５及びワイヤーハーネスＷの一部を型成形内部に埋めて露出しないようにしている。
また、センサー付きプロテクター１０の上側端末部分でも、図１１に示すように、長手方向（図１１では右方向）に引き出された２本の芯線３１，３２に対して、抵抗器３９の足が重ね合わされ抵抗溶接やハンダ付によって結線されるとともに、インサート２６で空間部３３を塞いた後、型成形することによって結線部Ｍ，インサート２６及び抵抗器３９を型成形内部に埋めて露出しないようにしている。
なお、図１６及び図１７では型成形の部位を点線で示した。

特開２０１０−１５６９６号公報 特開２００１−２９７８４２号公報 特開２００５−１１４３９５号公報

インサート２５，２６で空間部３３を塞ぐのは、型成形時に型成形材料が空間部３３に流れ込みセンサー機能が損なわれることを防止したり、結線部Ｍも含め２本の芯線３１，３２同士が型成形内で接触しショートすることを防止したり、さらに型成形内部の配線や抵抗器３９の外部との密封性を確保するためである。
しかしながら、通常、インサートの材質は、ＰＡ６材やＰＥＴ材等の端末部における型成形材料とは異種材の中から選定されている。これによれば、インサート用の金型を作成してインサートを別工程で製作する必要がありコスト高になっていた。

特許文献１には、端末部を型成形する際に樹脂が中空部に入り込まないようにエンドキャップを挿入するものが記載されているが、エンドキャップの材質については言及されていない。
また、特許文献２には、端末部を型成形することについての記載はない。
さらに、特許文献３には、自動化しやすい工程により簡便に端末部を成型する方法が記載されているが、一回で型成形するものではなく複数回に分けて成形するものである。

一方、結線部Ｍや抵抗器３９は、型成形内部に埋められる際に射出成形圧の影響を受けるため、型成形部から露出しないように、または線が破損しないようにセンサー付きプロテクター１０の下側端末部分では結線部Ｍ及びリード線３６をインサート２５の表面に接着剤で強固に固定して位置決めする必要があり、また、センサー付きプロテクター１０の上側端末部分でも結線部Ｍ及び抵抗器３９をインサート２６の表面に接着剤で強固に固定して位置決めする必要があった。
このため接着工程が新たに必要になるとともに接着剤の使用が多くなると接着不良の原因になるという不具合があった。また、接着剤の使用にはバラツキが生じ易く、結線部Ｍや抵抗器３９を安定した状態で固定することが難しい。

そこで、本発明の目的とするところは、端末部型成形時のコストを抑えて作業性を容易にすることにある。
また、別の目的は、結線部を、型成形材料流れ込み防止用インサートに対して接着剤のみに頼ることなく簡易に固定しうるセンサー付きプロテクターを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のセンサー付きプロテクターは、自動車のドア（１）又は、サンルーフ（２）などのように、車体の開口部を開閉する開閉物の周縁や、前記開口部の周縁に取付けられる取付基部（１１）と、その取付基部（１１）に一体成形され、２本の芯線（３１，３２）が空間部（３３）を介して設けられた中空部（１２）を備え、前記開閉物の閉時に前記開閉物と前記開口部との間に挟み込まれた異物により前記中空部（１２）が押圧されて潰れると、それに対応した電気信号の変化によって前記異物の存在を検知するもので、端末部分では長手方向に引き出された前記芯線（３１，３２）が、制御装置（４０）又は電気部品に接続されたリード線（３６）に結線されるとともに、非導電材で形成されたインサート（５０）の一端側で前記空間部（３３）を塞いだ状態で型成形加工されたセンサー付きプロテクター（１０）であって、
前記インサート（５０）の材質と前記型成形材料の材質を、相溶性のある材質にし、
前記インサート（５０）は、可撓性材質からなるとともに前記結線された結線部（Ｍ）を納める溝部（５５，５８，６５）が形成され、前記結線部（Ｍ）を囲い込むようにしたことを特徴とする。
なお、ここで、「電気信号の変化」には、２本の芯線が短絡することによる変化や、静電容量の変化が含まれる。

また本発明は、前記溝部（５５，６５）は、両側から内方に向かってそれぞれ張り出した左右張出部（５３，５４，６３，６４）で開口部が覆われてなる凹部であることを特徴とする。

なお、括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に記載された対応要素または対応事項を示す。

本発明によれば、端末部分において中空部の開口から空間部をインサートで塞いだ状態で型成形されてなるもので、インサートの材質と型成形材料の材質を、相溶性のある材質にしたので、特に型成形時に両者が融着する程度に同質にすれば前記両者が融着することで、両者の一体化によるセンサー付きプロテクターの取扱い性を向上させ、内部電気部品や配線への水の浸入防止を接着剤などを使用することなく可能になる。また、水の浸入の更なる防止を目的に異なる別の樹脂材料（接着剤）でインサートを包む必要があったとしても、インサートと型成形材料には相溶性があるため、両者と良好な接着性を有する接着剤の選定は容易である。
また同じ材料であれば、端末成形金型内の材料流路の一部に、インサートの形状を埋設し端末成形加工時にインサートを同時成形することが可能になる。
これにより、通常、インサート金型を作成しインサートを別工程で製作する必要が不要となり製造部品費，製造原価を抑制することができる。また、１回の型成形でインサート部分についても同時に製造することができるので作業性に優れる。

また、本発明によれば、インサートを可撓性材質からなるものとし、インサートに結線された結線部を納める溝部を形成して結線部を囲い込むようにしたので、従来例で示したように特に接着剤を使用することなく結線部の位置を保持した状態で型成形することができる。
これにより、型成形時に結線部が、射出成形圧の影響を受けて型成形部から露出するといったことまたは線の破損が簡易に防止され、外観上見栄えを特に害することもない。
また、接着剤を使用しないことで余分な工程が不要で接着不良となることもない。

また、本発明によれば、溝部は、両側から内方に向かってそれぞれ張り出した左右張出部で開口部が覆われてなる凹部であるので納められた結線部はさらに安定した状態で保持され、容易に型成形部から露出することはない。

特に、インサートの材質と型成形材料の材質をともに同じ軟質の熱可塑性エラストマー材（ＴＰＥ材）にすると、インサート自体にさらに柔軟性を付与することができるので溝部によって結線部を囲む形状を容易に製造することができ、金型の構造についても簡素化することができる。ここで熱可塑性エラストマーとはオレフィン系のＴＰＯやスチレン系のＴＰＳを例示することができる。

本発明の実施形態に係るセンサー付きプロテクター下側端末部分の型成形時の様子を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るセンサー付きプロテクターのインサートを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るセンサー付きプロテクターの別のインサートを示す断面図である。 スライドドアによって開閉する自動車の側面図である。 サンルーフが設けられた自動車の斜視図である。 図４に示すセンサー付きプロテクターを示す側面図である。 図６のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図６のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 従来例に係るセンサー付きプロテクター下側端末部分の型成形前の工程を順に示す斜視図である。 従来例に係るセンサー付きプロテクター下側端末部分の型成形後の構成概要を示す斜視図である。 従来例に係るセンサー付きプロテクター上側端末部分の型成形後の構成概要を示す斜視図である。

図１乃至図２及び図４乃至図１１を参照して、本発明の実施形態に係るセンサー付きプロテクターについて説明する。
本発明の実施形態に係るセンサー付きプロテクター１０は、図４で示したようなスライドドア１によって車体の開口部を開閉する自動車におけるそのスライドドア１の前端面に車体前側に向けて突出するように取付けられ、スライドドア１とボディ側開口部（フロントドア（サイドドア）の場合もある）との間に人体の一部（指や手足）などの異物が挟まった場合にその挟み込みを検知して対応する電気信号を出力するセンサー（感圧センサー）Ｓが取付けられたものであり、図６乃至図８で示した部分では、従来例で示したものと同一の構成であるが、インサート５０の構成及び材質が従来例で示したインサート２５とは相違するとともに、芯線（電極線）３１，３２と電気信号の変化から異物存在の判定を行う制御装置４０又はその他の電気部品に接続されたリード線に接続されたリード線３６に結線されるとともに、その結線部Ｍ周りを固定する構造が相違するものである。従来例と同一部分には同一符号を付した。

このセンサー付きプロテクター１０は、スライドドア２１に形成されたフランジ（図示しない）に直接、取付けられる取付基部１１と、その取付基部１１に一体成形され、スライドドア１の閉時にスライドドア１の前端面とその前端面が対向するボディ側開口部との間に指等の異物があるとその異物に弾接する中空部１２と、その中空部１２に組み込まれ異物を検知して対応する電気信号を出力するセンサー（感圧センサー）Ｓを備え、センサー（感圧センサー）Ｓは、上下方向（長手方向）に延びる２本の芯線（電極線）３１，３２が、空間部３３を介して設けられた導電性のゴム様弾性体３４，３５に埋設されるようにして中空部１２内に固定されてなる。
そして、図１に示すように、センサー付きプロテクター１０の下側端末部分では、図２に示すような形状のインサート５０によって下側端末部分において開口した中空部１２の空間部３３が塞がれる。

インサート５０は、可撓性かつ非導電性の材質からなるもので、一端側に設けられた挿入部５１と、他端側に設けられた断面略ハート状の突出部５２で構成されている。特に限定されるわけではないが、ここでは、挿入部５１と突出部５２の長手方向の長さは略同一としている。
挿入部５１は、中空部１２の空間部３３に圧入されるように空間部３３とほぼ同じ又は少し大きな断面形状により、空間部３３を隙間なく塞ぐことで、その後の型成形時に型成形材料が空間部３３に流れ込みセンサー機能が損なわれることを防止している。ここでは、挿入部５１の断面形状を略山型状とした例を示している。図９で示される空間部３３とは少し相違した断面形状を示しているが、図９の空間部３３に対しては、これに相応した断面形状の挿入部が使用される。つまり空間部３３を隙間なく塞ぐことが要求されるので、挿入部５１の断面形状は、空間部３３の断面形状に対応したものになる。

また、突出部５２には、図２に示すように、結線部Ｍを納める２つの異なる形状の溝部５５，５８が形成され、納められた結線部Ｍを、溝部５５，５８を形成する周縁によって囲い込むようにしている。溝部５５は、両側から内方に向かってそれぞれ張り出した左右張出部５３，５４で開口部が覆われてなる凹部で断面形状が鍵穴状になっている。
溝部５５には、中空部１２から長手方向下側に引き出された一方の芯線３１と、制御装置４０に接続されたリード線３６先端の裸線を重ね合わして抵抗溶接やハンダ付によって結線した結線部Ｍとリード線３６の被覆部３７の先端が納められ、溝部５８には、中空部１２から長手方向下側に引き出された他方の芯線３２と、制御装置４０に接続されたリード線３６先端の裸線を重ね合わして抵抗溶接やハンダ付によって結線した結線部Ｍとリード線３６の被覆部３７の先端が納められている。

このとき、溝部５５の左右張出部５３，５４の間隔は、リード線３６の被覆部３７の径よりも狭く、溝部５５に結線部Ｍと被覆部３７が一旦納められるとその位置から容易に外れないようにされている。なお、溝部５８の周壁５６，５７は互いに外方に広がっているので溝部５８に結線部Ｍと被覆部３７を位置決めすることは容易である。
なお、溝部５５の大きさを被覆部３７の径とほぼ同じ又は少し小さな断面形状にすることより、溝部５５内で被覆部３７を強固に保持することが可能となる。

また、ここでは、インサート５０の材質と型成形材料の材質を、ともに同じ軟質のＴＰＯ材として両者の相溶性を良好に保持している。
そして、プロテクター１０の下端部を型成形加工することで、インサート５０、結線部Ｍ及び被覆部３７及びワイヤーハーネスＷの一部が型成形内部に埋められ露出しないようにされる。

このようにセンサー付きプロテクター１０の端末部分を型成形するときに、中空部１２の開口から空間部３３を塞ぐインサート５０の材質と型成形材料の材質を同一の軟質ＴＰＯ材とすれば、端末成形金型内の一部に、インサート５０の形状を埋設し端末成形加工時にインサート５０を同時成形することが可能になる。
これにより、通常、インサート用の専用金型を作成しインサート５０を別工程で製作する必要が不要となり製造部品費，製造原価を抑制することができる。また、１回の型成形でインサート部分についても同時に製造することができるので作業性に優れる。

また、インサート５０内に、結線された結線部Ｍを納める溝部５５，５８を形成して結線部Ｍを囲い込むようにしたので、従来例で示したように特に接着剤を使用することなく結線部Ｍの位置を保持した状態で型成形することができる。
これにより、型成形時に結線部Ｍが、射出成形圧の影響を受けて型成形部から露出するまたは線の破損といったことが簡易に防止され、外観上見栄えを特に害することもない。
また、接着剤を使用しないことで余分な工程が不要で接着不良となることもない。

また、特に一方の溝部５５は、両側から内方に向かってそれぞれ張り出した左右張出部５３，５４で開口部が覆われてなる凹部であるので納められた結線部Ｍはさらに安定した状態で保持され、容易に型成形部から露出することはない。
特に、インサート５０の材質と型成形材料の材質をともに軟質のＴＰＯ材にすると、インサート５０自体にさらに柔軟性を付与することができるので、インサート５０を成型後に金型から容易に取り外すことが可能となり、溝部５５，５８によって結線部を囲む形状を容易に製造することができ、金型の構造についても簡素化することができる。また、インサート５０と型成形部とに一体感ができ、センサー付きプロテクター１０の取扱いを容易にすることができる。

なお、本実施形態では、インサート５０の材質と型成形材料の材質をともに軟質のＴＰＯ材としたが、両材質については、互いに相溶性があればよく、特に型成形時に両者が融着する程度に同質のものであることが望ましい。
またインサート５０の材質と型成形材料の材質を両者が融着する程度に同質にすることもできる。この場合はさらにインサート５０と型成形部とに一体感ができ、センサー付きプロテクター１０の取扱いを容易にすることができる。また、接着剤などを使用せずともインサート５０が型成形時に密着されるため、外部からの水の内部電気部品や配線への侵入を防止することができる。なお型成形時に両者が融着する程度に同質にするとは、型成形時に両者が融着する程度に同質のものであることに注意すればよく、例えば、型成形材料の材質がＴＰＯである場合は、ポリプロピレン，ポリエチレン，ＴＰＯ、又はオレフィン系樹脂を含有する各種ＴＰＥであればよい。オレフィン系樹脂を含有する各種ＴＰＥとしてはスチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）があげられる。また型成形材料の材質がＴＰＳである場合は、これにオレフィン系樹脂が含有されていれば前記したＴＰＯに対すると同様な材質を融着する程度に同質として選択できる。
なおインサート５０の材質と型成形材料の材質を、共に類似な硬度にすることができる。これによるとインサート５０と型成形部との一体感が増し、センサー付きプロテクター１０の取扱いを容易にすることができる。硬度はＪＩＳＡ２０〜９０の範囲が好ましく、より好ましくはＪＩＳＡ４０〜９０である。ＪＩＳＡ４０未満だと型成形部の機能（例えば車体への組付け性）に不安があり、ＪＩＳＡ２０未満では機能が不十分となる。また外部から内部電気部品や配線へ水が浸入するのを防止するために、インサート５０が異なる別の樹脂材料（例えば接着剤）で包まれることもあるが、この別の樹脂材料も型成形材料と同程度又は、これより軟質（低硬度）であれば、前記した一体感を阻害しない。

また、本実施形態では、図２に示すように、断面略ハート状の突出部５２に溝部５５，５８を設けて結線部Ｍ及び被覆部３７を納めるようにしたが、インサート５０の形状は特に限定されるものではなく、結線部Ｍ及び被覆部３７を納めることができるともに周壁でそれら結線部Ｍ及び被覆部３７を囲い込むことのできる溝部が形成されたものであればよい。
例えば、図３（ａ）に示されるように、溝部５５を２つ設ける、すなわち、溝部５８の方を左右張出部５３，５４で開口部が覆われてなる凹部からなる溝部５５にかえてもよい。

さらには、図３（ｂ）で示すように、両側から内方に向かってそれぞれ湾曲した左右リップ部６３，６４で開口部が覆われてなる断面略Ｃ字状の凹部６５を２つ形成して、結線部Ｍ及び被覆部３７の一方、あるいは両方を凹部６５内に押し入れ、リップ部６３，６４の先端を結線部Ｍや被覆部３７に弾接させて凹部６５内に押さえ込むようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、センサー付きプロテクター１０の下側端末部分の型成形方法について説明したが、図１１のように電気部品である抵抗器３９が設けられるセンサー付きプロテクター１０の上側端末部分においても同様に適用することができる。つまり、センサー付きプロテクター１０の上側端末部分において中空部１２の空間部３３を塞ぐインサートの材質を型成形材料の材質と同質にすることで端末成形金型内の材料流路の一部に、インサートの形状を埋設し端末成形加工時にインサートを同時成形することが可能になる。

なお、本発明の実施形態では、スライドドア１が前後方向に移動する自動車において、スライドドア１側にセンサー付きプロテクター１０を取付けたものを例にして説明したが、ボディ側開口部にセンサー付きプロテクター１０を取付け、スライドドア１との間の異物を検知するようにしてよい。
また、センサー付きプロテクター１０をバックドアやサンルーフ２（図５）に適用することもできる。

１ スライドドア
２ サンルーフ
１０ センサー付きプロテクター
１１ 取付基部
１１ａ 車内側壁
１１ｂ 車外側壁
１１ｃ 連結壁
１２ 中空部
１３ チャンネル部
１４ 保持リップ
１５ 芯材
１６ 装飾用リップ
２０ センサー付きプロテクター
２５，２６ インサート
３１，３２ 芯線
３３ 空間部
３４，３５ ゴム様弾性体
３６ リード線
３７ 被覆部
３９ 抵抗器
５０ インサート
５１ 挿入部
５２ 突出部
５３，５４ 左右張出部
５５，５８ 溝部
５６，５７ 周壁
６３，６４ リップ部
６５ 凹部
Ｍ 結線部
Ｓ センサー（感圧センサー）
Ｗ ワイヤーハーネス

Claims (3)

1. 自動車のドアやサンルーフなどのように、車体の開口部を開閉する開閉物の周縁又は、前記開口部の周縁に取付けられる取付基部と、その取付基部に一体成形され、２本の芯線が空間部を介して設けられた中空部を備え、前記開閉物の閉時に前記開閉物と前記開口部との間に挟み込まれた異物により前記中空部が押圧されて潰れると、それに対応した電気信号の変化によって前記異物の存在を検知し、端末部分では長手方向に引き出された前記芯線が、制御装置又は電気部品に接続されたリード線に結線されるとともに、非導電材で形成されたインサートの一端側で前記空間部を塞いだ状態で型成形加工されたセンサー付きプロテクターであって、
   前記インサートの材質と前記型成形材料の材質を、相溶性のある材質にし、
   前記インサートは、可撓性材質からなるとともに前記結線された結線部を納める溝部が形成され、前記結線部を囲い込むようにしたことを特徴とするセンサー付きプロテクター。
2. 前記インサートの材質と前記型成形材料の材質をともに同じ軟質のＴＰＥ材としたことを特徴とする請求項１に記載のセンサー付きプロテクター。
3. 前記溝部は、両側から内方に向かってそれぞれ張り出した左右張出部で開口部が覆われてなる凹部であることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサー付きプロテクター。