JP6257369B2 - タッチセンサユニット - Google Patents

Description

本発明は、障害物の接触を検知するのに用いられるタッチセンサユニットに関する。

従来、自動車等の車両に設けられる自動開閉装置は、開口部を開閉する開閉体と、開閉体を駆動する電動モータと、電動モータをオン／オフする操作スイッチとを備えている。そして、操作者により操作スイッチが操作されることで電動モータが駆動され、これにより開閉体が開駆動または閉駆動されるようになっている。

この自動開閉装置は、操作スイッチの操作以外の条件によっても、開閉体を駆動できるようになっている。例えば、自動開閉装置は、開口部と開閉体との間に障害物が挟まれたことを検知する挟み込み検知装置（タッチセンサユニット）を備えている。この挟み込み検知装置は、開口部あるいは開閉体に装着されたタッチセンサに障害物が接触すると、これを検知するようになっている。そして、自動開閉装置は、タッチセンサを介して障害物の接触を検知すると、操作スイッチの操作に依らず、閉駆動されている開閉体を開駆動、あるいは閉駆動されている開閉体を停止させる等の制御を行う。このような自動開閉装置に用いられるタッチセンサの一例が、特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載されたタッチセンサ（コードスイッチ）は、管状体（中空絶縁体）を有し、当該管状体の内部には、その内面に沿うようにして２本の電極（電極線）が螺旋状に設けられている。そして、管状体は、外力を負荷しない状態のもとで、２本の電極同士を電気的に接触させないよう保持している。一方、管状体に外力を負荷することで管状体は容易に変形し、これにより２本の電極同士が接触（短絡）される。

また、２本の電極の長手方向一端には電源および電流計が設けられ、２本の電極の長手方向他端には検出抵抗（電流調整用の抵抗）が設けられている。これにより、障害物がタッチセンサに接触して管状体が変形すると、２本の電極同士が接触して短絡電流が流れる。そして、この短絡電流を電流計により検出することで、障害物の挟み込みを検知することができる。

国際公開第９７／２１２３５号パンフレット（第４図）

ところで、タッチセンサ（センサ部）の直径寸法は、例えば4.0mm〜8.0mm程度となっており、上述の特許文献１に記載されたタッチセンサにおいては、２本の電極間でかつ２本の電極の長手方向端部に、検出抵抗がはんだ等の固定手段によって固定されている。よって、タッチセンサの長手方向端部に検出抵抗を精度良く確実に接続するのが難しく、これによりタッチセンサの製造工程が煩雑化して歩留まりが悪化する等の問題を生じていた。

また、タッチセンサを開口部や開閉体に取り付ける際には、例えばセンサホルダを介して取り付けられるが、この場合、タッチセンサはセンサホルダの長手方向に延びるセンサ収容部に挿通される。よって、検出抵抗をセンサ収容部に挿通させる際に、タッチセンサの長手方向端部に無理な力が加わり、ひいては検出抵抗が外れる等の不具合が発生することがある。この場合には、タッチセンサをセンサホルダに装着した後に、検出抵抗を再び固定する等の手間が掛かることになる。

本発明の目的は、センサ部および検出抵抗部をコネクタ部材で接続するようにし、センサ部の長手方向端部に検出抵抗を固定しなくて済むタッチセンサユニットを提供することにある。

本発明の一態様では、障害物の接触を検出するのに用いられ、センサ部および検出抵抗部を備えたタッチセンサユニットであって、前記センサ部は、絶縁材により形成され、外力の負荷により弾性変形されて外力の開放により復元される管状体と、前記管状体の内部に設けられ、前記管状体の弾性変形に伴い互いに接触される４ｎ本（ｎは正の整数）の電極と、前記電極のうちの２本の電極を直列に接続して形成される２ｎ本（ｎは正の整数）の電極接続体と、前記電極接続体の両端を前記検出抵抗部に接続させるコネクタ部材と、を有し、前記検出抵抗部は、前記電極の接触状態および断線状態を判断する判断回路と前記コネクタ部材との間に設けられ、２ｎ本の前記電極接続体を並列に前記判断回路に接続するプラス側配線およびマイナス側配線と、前記プラス側配線および前記マイナス側配線のそれぞれに設けられる、プラス側検出抵抗およびマイナス側検出抵抗と、を有する。

本発明の他の態様では、前記検出抵抗部は前記判断回路を備え、前記検出抵抗部には前記コネクタ部材が接続される接続部が設けられる。

本発明の他の態様では、前記電極は、前記管状体の内部に設けられるスペーサ部材に螺旋状に巻かれている。

本発明の他の態様では、前記電極は、前記スペーサ部材に固定されている。

本発明によれば、４ｎ本の電極のうちの２本の電極を直列に接続して２ｎ本の電極接続体を設け、電極接続体の両端を、コネクタ部材を介して検出抵抗部に接続させる。検出抵抗部は、電極の接触状態および断線状態を判断する判断回路とコネクタ部材とを接続するプラス側配線およびマイナス側配線を備え、かつプラス側配線およびマイナス側配線のそれぞれにプラス側検出抵抗およびマイナス側検出抵抗が設けられる。

これにより、センサ部および検出抵抗部を、コネクタ部材を介して接続することができ、センサ部の長手方向端部に検出抵抗を固定しなくて済む。したがって、タッチセンサの製造工程を簡素化して歩留まりを良くすることができ、さらには、タッチセンサのセンサホルダ等への装着作業を簡素化することもできる。

本発明のタッチセンサユニットを備えた車両の側面図である。 車両に設けられる自動開閉装置の構造を説明する説明図である。 センサホルダに保持されたタッチセンサを示す断面図である。 タッチセンサの詳細構造を説明する断面斜視図である。 実施の形態１に係るタッチセンサユニットの回路図である。 実施の形態２に係るタッチセンサユニットの回路図である。 実施の形態３に係るタッチセンサユニットの回路図である。

以下、本発明の実施の形態１について図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明のタッチセンサユニットを備えた車両の側面図を、図２は車両に設けられる自動開閉装置の構造を説明する説明図を、図３はセンサホルダに保持されたタッチセンサを示す断面図を、図４はタッチセンサの詳細構造を説明する断面斜視図を、図５は実施の形態１に係るタッチセンサユニットの回路図をそれぞれ示している。

図１に示すように、車両１０は、ボンネットおよびキャビン（詳細図示せず）を備えた所謂ミニバンタイプの乗用車である。車両１０を形成する車体１１の側部１２には、開口部１３が設けられている。開口部１３は、図中太線矢印に示すように、車体１１の前後方向にスライドする開閉体としてのスライドドア１４によって開閉される。

図２に示すように、スライドドア１４にはローラアッシー１５が設けられている。ローラアッシー１５は、車体１１の側部１２に固定されたガイドレール１６に案内され、これによりスライドドア１４は、図中実線で示す「全開位置」と図中二点鎖線で示す「全閉位置」との間でスライドする。また、ガイドレール１６の車体前方側には、キャビン内側（図中上側）に湾曲した湾曲部１６ａが設けられている。これにより、ローラアッシー１５が湾曲部１６ａに案内され、スライドドア１４は、車体１１の側部１２に対して同一面となるようキャビン内側に引き込まれて閉じられる。

ここで、ローラアッシー１５は、図示した箇所以外にスライドドア１４の前端寄りの上下部分にもそれぞれ設けられ、これらに対応して車体１１の開口部１３の上下部分にもそれぞれガイドレールが設けられている。このように、スライドドア１４は、合計３箇所で車体１１に支持されており、したがって、スライドドア１４は安定したスライド動作が可能となっている。

図２に示すように、車体１１にはスライドドア１４を自動で開閉させる自動開閉装置２０が搭載されている。自動開閉装置２０は、ガイドレール１６の車体前後方向の略中央部に隣接して車体１１に固定される駆動ユニット２１を備えている。駆動ユニット２１からは、車体前方側と後方側とに向けてケーブル２２，２３がそれぞれ引き出されている。

駆動ユニット２１から車体前方側に引き出されたケーブル２２は、ガイドレール１６の前端部分に設けられた反転プーリ２４を介して車体前方側からローラアッシー１５に接続されている。一方、駆動ユニット２１から車体後方側に引き出されたケーブル２３は、ガイドレール１６の後端部分に設けられた反転プーリ２５を介して車体後方側からローラアッシー１５に接続されている。

そして、駆動ユニット２１によりケーブル２２，２３が駆動されると、スライドドア１４は、車体前方側または車体後方側にあるケーブル２２，２３に引っ張られて、自動的に開閉動作される。つまり、自動開閉装置２０は、所謂ケーブル式の自動開閉装置となっている。

駆動ユニット２１は減速機構付きの電動モータであって、その駆動源には、例えば、ブラシ付きの直流モータやブラシレスの直流モータ等、正逆両方向に回転し得るものが用いられる。駆動ユニット２１の内部には、各ケーブル２２，２３が巻き掛けられたドラム（図示せず）が収容されている。これにより、駆動ユニット２１が正方向に駆動されると、ドラムが一方向に回転してケーブル２２がドラムに巻き取られ、スライドドア１４がケーブル２２に引っ張られて閉じる。これとは逆に、駆動ユニット２１が逆方向に駆動されると、ドラムが他方向に回転してケーブル２３がドラムに巻き取られ、スライドドア１４がケーブル２３に引っ張られて開く。

駆動ユニット２１には、当該駆動ユニット２１の回転駆動を制御するコントローラ３０が、接続ケーブル３１を介して接続されている。コントローラ３０は、ＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭなどのメモリ等（何れも図示せず）を備え、さらには、後述する検出抵抗部７０（図５参照）からの電流値信号に基づいて、障害物ＤＡ（図１参照）の接触状態やタッチセンサ５０（図５参照）の断線状態（故障）等を判断する判断回路３２を備えている。

スライドドア１４には、操作者によって操作されるドアハンドル１４ａが設けられている。ドアハンドル１４ａは、スライドドア１４を開閉させる開閉スイッチとしての機能を備えている。操作者によってドアハンドル１４ａが操作されると、当該ドアハンドル１４ａからコントローラ３０に開閉信号が出力される。そして、コントローラ３０は、開閉信号等の入力に基づいて駆動ユニット２１を回転駆動させる。

例えば、ドアハンドル１４ａが操作され、コントローラ３０にスライドドア１４を閉じる旨の指令信号（閉動作信号）が入力されると、コントローラ３０によって駆動ユニット２１が正方向に駆動される。よって、スライドドア１４は閉じる。これとは逆に、ドアハンドル１４ａが操作されて、コントローラ３０にスライドドア１４を開く旨の指令信号（開動作信号）が入力されると、コントローラ３０によって駆動ユニット２１が逆方向に駆動される。よって、スライドドア１４は開く。

スライドドア１４の車体前方側、つまりスライドドア１４が閉じる際に進行方向側となる端部には、センサ部材４０が取り付けられている。このセンサ部材４０は、スライドドア１４と障害物ＤＡとの接触を検出するようになっている。

図３に示すように、センサ部材４０は、可撓性を有する絶縁ゴム材等により形成されたセンサホルダ４１を備えている。センサホルダ４１は、断面が略Ｕ字形状に形成された本体部４２を有し、本体部４２の内部には、当該本体部４２の剛性を高めるための芯材４３がインサート（埋設）されている。芯材４３は鋼材によって断面が略Ｕ字形状に形成されている。本体部４２は、スライドドア１４に設けられたブラケット部１４ｂを挟むようにして固定されている。ここで、本体部４２の内側には、一対の抜け止め片４２ａが設けられ、これにより、本体部４２のブラケット部１４ｂからの脱落が防止される。

センサホルダ４１のブラケット部１４ｂ側とは反対側（図中上側）には、スライドドア１４の端部よりも車体前方側（図中上側）に突出された収容部４４が設けられている。収容部４４は、断面が略円形形状に形成され、本体部４２に一体成形されている。収容部４４は、車体１１の上下方向に貫通するよう中空に形成され、当該収容部４４の内部には、長尺に形成されたタッチセンサ５０が収容されている。ここで、収容部４４に収容されるタッチセンサ５０は、本発明におけるセンサ部を構成しており、当該タッチセンサ５０は、センサ部材４０の組み立て時において、収容部４４に差し込むようにして挿入される。

なお、本体部４２の収容部４４側とは反対側（図中下側）には、タッチセンサ５０のリード線部５９（図２，図５参照）を収容するリード線収容部４５が一体に設けられている。また、本体部４２の抜け止め片４２ａ側とは反対側（図中左側）には、スライドドア１４が閉じた状態のもとで、フロントドアやセンターピラー（図示せず）に当接して、開口部１３（図１参照）を密閉するシール片４６が一体に設けられている。

図４に示すように、タッチセンサ５０は、断面が略円形形状に形成された中空の被覆材５１を備えている。被覆材５１の中心部分には、断面が略円形形状に形成されたスペーサ部材５２が配置され、当該スペーサ部材５２は、被覆材５１の延在方向に真っ直ぐに延ばされている。また、被覆材５１の内部で、かつスペーサ部材５２の周囲には、断面が略円形形状に形成された４本の電極５３，５４，５５，５６が螺旋状に設けられている。これらの電極５３，５４，５５，５６は、それぞれ等間隔となるようスペーサ部材５２の周囲に巻かれている。

ここで、スペーサ部材５２および各電極５３，５４，５５，５６は、被覆材５１により保持され、４本の電極５３，５４，５５，５６は、スペーサ部材５２の周囲に接着剤（図示せず）により固定されている。したがって、接着剤による固定に限らず、スペーサ部材５２の周囲に４本の螺旋溝（図示せず）を形成し、各螺旋溝の内部に各電極５３，５４，５５，５６を配置するようにしても良い。ただし、この場合における各螺旋溝の深さ寸法は、被覆材５１に外力Ｆ（図５参照）が負荷された場合において、隣り合う電極同士が容易に接触可能なように、なるべく浅い深さ寸法とするのが望ましい。

被覆材５１は、電流が流れない絶縁材により可撓性を有するよう管状に形成され、本発明における管状体を構成している。被覆材５１の半径方向の厚み寸法は、被覆材５１の円周方向の全ての位置において同一の厚み寸法となっている。これにより、タッチセンサ５０の全方位からの感度が略同一となっている。そして、被覆材５１に半径方向から外力Ｆを負荷すると、当該被覆材５１は弾性変形される。一方、被覆材５１に負荷される外力Ｆを開放（除去）すると、被覆材５１は元の形状に復元される。つまり、被覆材５１は復元性を有している。なお、図３，図４に示す状態は、被覆材５１に外力Ｆが負荷されていない状態を示している。

被覆材５１の材料としては、復元性ゴムや復元性プラスチック等を用いることができる。復元性ゴムには、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム等が含まれる。復元性プラスチックには、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、オレフィン系あるいはスチレン系の熱可塑性エラストマー等が含まれる。

スペーサ部材５２は、被覆材５１が弾性変形されていない状態のもとで、各電極５３，５４，５５，５６同士を、非接触の状態に保持する機能を備えている。スペーサ部材５２は、金属材料により形成された芯材５２ａと、当該芯材５２ａの周囲を被覆する被覆層５２ｂとを備えている。芯材５２ａは、スペーサ部材５２の剛性を確保して、容易には延び縮みしないようにするためのものである。被覆層５２ｂは、外力Ｆが負荷されると弾性変形し、外力Ｆが除去されると元の形状に復元されるようになっている。なお、被覆層５２ｂの材料としては、被覆材５１と同じ材料、つまり復元性を備えた絶縁材料を用いることができる。

４本の電極５３，５４，５５，５６は、それぞれ同じ外径に設定されており、何れも導電性および可撓性を有している。各電極５３，５４，５５，５６は、銅等の導電性に優れた導線５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａ、およびこれらの導線５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａの外周を被覆する外周層５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ，５６ｂにより構成されている。

各導線５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａは、図４に示すように複数の金属細線を撚り合わせて形成され、これにより各電極５３，５４，５５，５６の弾性変形に対して所定の耐久性を得ている。ただし、各導線５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａの材料としては、銅等に限らず他の導電材料であっても良く、さらには複数の金属細線を撚り合わせずに１本の導線としても良い。

各外周層５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ，５６ｂは、被覆材５１と同じ材料の復元性ゴムや復元性プラスチック等を用いることができる。ただし、各外周層５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ，５６ｂにおいては、導電性を持たせるために、カーボンブラック等の導電性充填剤（図示せず）が所定量配合されている。

図５に示すタッチセンサ５０は、電気的な接続関係を明確にすべく簡略化しており、例えばスペーサ部材５２（図４参照）の図示を省略している。また、４本の電極５３，５４，５５，５６を直線状に図示するとともに、網掛けを施している。

タッチセンサ５０は、４本の電極５３，５４，５５，５６のうちの、対向配置された２本の電極５３，５５を直列に接続してなる第１電極接続体５７と、他の対向配置された２本の電極５４，５６を直列に接続してなる第２電極接続体５８とを備えている。そして、図５に示すように、タッチセンサ５０の長手方向両端には、所定の端末処理が施されている。

第１電極接続体５７における各電極５３，５５の長手方向一側（図中上側）には、第１接続導線部５７ａが設けられている。第１接続導線部５７ａは、各電極５３，５５の各導線５３ａ，５５ａ（図４参照）を電気的に接続することで形成され、第１接続導線部５７ａが配置される部分には、各外周層５３ｂ，５５ｂ（図４参照）が設けられていない。このようにして、第１電極接続体５７は略Ｕ字形状に折り返され、各電極５３，５５の長手方向一側には、第１電極接続体５７の折り返し部となる第１接続導線部５７ａのみが設けられる。

また、第２電極接続体５８における各電極５４，５６の長手方向一側には、第２接続導線部５８ａが設けられている。第２接続導線部５８ａは、各電極５４，５６の各導線５４ａ，５６ａ（図４参照）を電気的に接続することで形成され、第２接続導線部５８ａが配置される部分には、各外周層５４ｂ，５６ｂ（図４参照）が設けられていない。このようにして、第２電極接続体５８は略Ｕ字形状に折り返され、各電極５４，５６の長手方向一側には、第２電極接続体５８の折り返し部となる第２接続導線部５８ａのみが設けられる。

ここで、第１接続導線部５７ａおよび第２接続導線部５８ａは、タッチセンサ５０の長手方向一側において、互いに電気的に接触すること無く略直角に交差されている。つまり、各電極５３，５４，５５，５６は、被覆材５１の円周方向に沿って略９０度間隔で設けられている。そして、被覆材５１に半径方向から外力Ｆを負荷することで、これに伴い、隣り合う電極同士が互いに接触（短絡）するようになっている。具体的には、電極５３と電極５４，電極５４と電極５５，電極５５と電極５６，電極５６と電極５３の「４パターン」の短絡をするよう構成されている。

このように、タッチセンサ５０の長手方向一側には、検出抵抗等の電気部品が設けられていない。したがって、タッチセンサ５０の長手方向一側を先端側としたときに、電気部品の脱落等を気にすること無く、センサホルダ４１の収容部４４（図３参照）に容易に挿通できるようになっている。

第１電極接続体５７における各電極５３，５５の長手方向他側（図中下側）には、第１プラス側導線５７ｂと第１マイナス側導線５７ｃとが設けられている。第１プラス側導線５７ｂは、電極５３に対応して設けられ、電極５３の導線５３ａ（図４参照）に相当している。一方、第１マイナス側導線５７ｃは、電極５５に対応して設けられ、電極５５の導線５５ａ（図４参照）に相当している。

また、第２電極接続体５８における各電極５４，５６の長手方向他側には、第２プラス側導線５８ｂと第２マイナス側導線５８ｃとが設けられている。第２プラス側導線５８ｂは、電極５４に対応して設けられ、電極５４の導線５４ａ（図４参照）に相当している。一方、第２マイナス側導線５８ｃは、電極５６に対応して設けられ、電極５６の導線５６ａ（図４参照）に相当している。

ここで、第１プラス側導線５７ｂ，第１マイナス側導線５７ｃ，第２プラス側導線５８ｂ，第２マイナス側導線５８ｃは、タッチセンサ５０の長手方向他側において、互いに電気的に接触すること無く集約されている。そして、これらの導線５７ｂ，５７ｃ，５８ｂ，５８ｃが集約された部分はリード線部５９となっており、当該リード線部５９の端部には、コネクタ部材６０が設けられている。

コネクタ部材６０は、図５に示すように、並列に設けられた第１電極接続体５７および第２電極接続体５８のそれぞれの両端、つまり各導線５７ｂ，５７ｃ，５８ｂ，５８ｃを、検出抵抗部７０のセンサ側接続部７０ｂに接続させるためのものである。コネクタ部材６０は、センサ側接続部７０ｂに対して、図示しない係合爪等によって互いに強固に接続され、この接続作業は、例えば、車体メーカにおいて車体１１（図２参照）の内部で行われる。

ここで、コネクタ部材６０としては、各導線５７ｂ，５７ｃ，５８ｂ，５８ｃの周囲を囲うように設けられる略箱形状に形成されたコネクタ部材や、各導線５７ｂ，５７ｃ，５８ｂ，５８ｃが一側面あるいは他側面にはんだ接続されたプリント基板状のコネクタ部材を採用することができる。

このように、タッチセンサ５０の長手方向一側および他側には、検出抵抗等の電気部品を設けていないので、収容部４４の長手方向一側および他側が弾性変形されたとしても、電気部品が外れる等の不具合を発生することが無い。したがって、このような電気部品の「外れ（脱落）」を防止するための対策、例えば、電気部品を保護する保護カバーを設ける等の対策が不要となる。

検出抵抗部７０は、タッチセンサ５０とコントローラ３０との間に設けられ、コネクタ部材６０と判断回路３２とを電気的に接続している。検出抵抗部７０は、タッチセンサ５０の状態（短絡や断線等）を示す信号である電流値信号を、コントローラ３０の判断回路３２に送出するようになっている。ここで、タッチセンサ５０および検出抵抗部７０によって、本発明におけるタッチセンサユニットを構成している。

検出抵抗部７０は、判断回路３２とコネクタ部材６０とを電気的に接続するプラス側配線７１およびマイナス側配線７２を有している。プラス側配線７１およびマイナス側配線７２の一端側（図中右側）は、コントローラ側接続部７０ａを介して判断回路３２に接続されている。

一方、プラス側配線７１およびマイナス側配線７２の他端側（図中左側）には、プラス側分岐配線７１ａおよびマイナス側分岐配線７２ａが設けられている。そして、プラス側配線７１およびマイナス側分岐配線７２ａには、それぞれ電気部品であるプラス側検出抵抗Ｒ１およびマイナス側検出抵抗Ｒ２が設けられている。ここで、プラス側検出抵抗Ｒ１およびマイナス側検出抵抗Ｒ２は、何れも同じものであり、その抵抗値は「２ｋΩ」に設定されている。

ここで、各配線７１，７１ａ，７２，７２ａおよび各検出抵抗Ｒ１，Ｒ２は、プリント基板上に実装されている（図示せず）。各配線７１，７２，７１ａ，７２ａは、プリント配線によりそれぞれ形成され、各検出抵抗Ｒ１，Ｒ２は、小型のチップ抵抗器によりそれぞれ形成されている。このように、タッチセンサの端末にリード線を有する抵抗器等を設ける場合（従前の場合）とは異なり、本実施の形態においては、基板上に実装し得るより小型化されたチップ抵抗器を採用することができる。

プラス側配線７１，プラス側分岐配線７１ａ，マイナス側配線７２，マイナス側分岐配線７２ａは、センサ側接続部７０ｂによって集約されており、当該センサ側接続部７０ｂは、コネクタ部材６０に接続されるようになっている。これにより、第１プラス側導線５７ｂとプラス側配線７１，第１マイナス側導線５７ｃとマイナス側配線７２，第２プラス側導線５８ｂとプラス側分岐配線７１ａ，第２マイナス側導線５８ｃとマイナス側分岐配線７２ａがそれぞれ電気的に接続される。このように、第１電極接続体５７および第２電極接続体５８は、それぞれ検出抵抗部７０に対して並列に接続され、ひいては並列回路を形成するようになっている。

ここで、図５に示す並列回路には、図示しない車載バッテリ等の電源が接続され、当該並列回路には所定の大きさの電流が供給されている。そして、タッチセンサ５０に障害物ＤＡ（図１参照）が接触していない「通常状態」においては、４本の電極５３，５４，５５，５６のうちの隣り合う電極同士は短絡していない。したがって、プラス側検出抵抗Ｒ１およびマイナス側検出抵抗Ｒ２の双方に電流が流れて、これにより判断回路３２は、入力される電流値信号に基づいて検出抵抗が「１ｋΩ」になることを検知する。つまり、隣り合う電極が短絡していない「通常状態」では、並列回路が形成されることから検出抵抗は「１ｋΩ」となる。なお、当該「通常状態」の場合においては、スライドドア１４の自動開閉制御が許容される。

これに対し、センサ部材４０に障害物ＤＡが接触した「接触状態」においては、タッチセンサ５０の被覆材５１に外力Ｆが負荷されて、当該被覆材５１が半径方向に弾性変形される。すると、被覆材５１が各電極５３，５４，５５，５６に押し付けられて、各電極５３，５４，５５，５６およびスペーサ部材５２が弾性変形する。そして、スペーサ部材５２の周囲で隣り合う電極同士が短絡することで、「通常状態」のときに「１ｋΩ」となる検出抵抗が、例えば「１００Ω」に変化する。

判断回路３２は、この検出抵抗の差を検知することで「接触状態」を判断する。このとき、判断回路３２は、例えば「３００Ω」の閾値を有しており、当該閾値を下回ったときに「接触状態」と判断する。なお、判断回路３２が「接触状態」と判断すると、コントローラ３０は、車体前方側に移動しているスライドドア１４を停止させるか、あるいはスライドドア１４を車体後方側に移動させるよう駆動ユニット２１を制御する。

タッチセンサ５０が繰り返し弾性変形されて、各電極５３，５４，５５，５６の内部の各導線５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａのうちの何れかが断線すると、タッチセンサ５０が「通常状態」であっても、判断回路３２に入力される電流値信号が変化して、これにより検出抵抗が大きい値に変化する。具体的には、第１電極接続体５７および第２電極接続体５８のうちの何れか一方が断線（１回路断線）すると、検出抵抗は「２ｋΩ」となる。また、第１電極接続体５７および第２電極接続体５８の双方が断線（２回路断線）すると、検出抵抗は「無限大（∞）」となる。これにより、判断回路３２は、タッチセンサ５０が故障であること、つまり「断線状態」であることを検知する。

このとき、判断回路３２は、例えば「１．３ｋΩ」の閾値を有しており、当該閾値を上回ったときに「断線状態」と判断する。そして、判断回路３２が「断線状態」と判断すると、コントローラ３０は、スライドドア１４の自動開閉制御を停止させて、手動操作のみで開閉できるようにする。また、インストルメントパネルの警告灯を点灯させる等して、運転者等に修理を促すようになっている。

このように、タッチセンサ５０が「通常状態」のときの検出抵抗「１ｋΩ」を基準として、これを下回る検出抵抗「１００Ω」を検知すると、判断回路３２は「接触状態」と判断するようになっている。一方、基準となる検出抵抗「１ｋΩ」を上回る検出抵抗「２ｋΩ」または「無限大（∞）」を検知すると、判断回路３２は「断線状態」と判断するようになっている。

以上詳述したように、本実施の形態に係るタッチセンサユニットによれば、４本の電極５３，５４，５５，５６のうちの２本の電極５３，５５および電極５４，５６をそれぞれ直列に接続して、２本の第１，第２電極接続体５７，５８を設け、第１，第２電極接続体５７，５８の両端を、コネクタ部材６０を介して検出抵抗部７０に接続させた。検出抵抗部７０は、各電極５３，５４，５５，５６の接触状態および断線状態を判断する判断回路３２とコネクタ部材６０とを接続するプラス側配線７１およびマイナス側配線７２を備え、かつプラス側配線７１およびマイナス側配線７２のそれぞれにプラス側検出抵抗Ｒ１およびマイナス側検出抵抗Ｒ２を設けた。

これにより、タッチセンサ５０および検出抵抗部７０を、コネクタ部材６０を介して接続することができ、タッチセンサ５０の長手方向端部に、従前のように検出抵抗を固定しなくて済む。したがって、タッチセンサ５０の製造工程を簡素化して歩留まりを良くすることができ、さらには、タッチセンサ５０のセンサホルダ４１等への装着作業を簡素化することもできる。

次に、本発明の実施の形態２について図面を用いて詳細に説明する。なお、実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図６は実施の形態２に係るタッチセンサユニットの回路図を示している。

実施の形態２に係るタッチセンサユニットは、実施の形態１に比して、検出抵抗部８０の構造が異なっている。実施の形態１の検出抵抗部７０は、図５に示すように判断回路３２を備えておらず、当該判断回路３２はコントローラ３０に設けられていた。これに対し、実施の形態２の検出抵抗部８０は、図６に示すように判断回路３２を備えており、この点のみが実施の形態１と異なっている。

そして、検出抵抗部８０に設けられるセンサ側接続部８０ａが、本発明における接続部を構成しており、当該センサ側接続部８０ａは、タッチセンサ５０のコネクタ部材６０に接続されるようになっている。なお、検出抵抗部８０のセンサ側接続部８０ａ側とは反対側には、判断回路３２を備えないコントローラ（図示せず）が接続されるようになっている。

ただし、実施の形態１および実施の形態２に示すように、検出抵抗部とコントローラとを別体とせずに、検出抵抗部をコントローラの内部に設けることもできる。この場合、コントローラのインターフェイスに、タッチセンサ５０のコネクタ部材６０が接続される接続部を設けるようにする。

以上のように形成した実施の形態２においても、上述した実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態２においては、コントローラ側接続部７０ａ（図５参照）を介さずに、プラス側検出抵抗Ｒ１およびマイナス側検出抵抗Ｒ２を判断回路３２に接続することができ、ひいては電流値信号の検出精度を向上させることが可能となる。

次に、本発明の実施の形態３について図面を用いて詳細に説明する。なお、実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図７は実施の形態３に係るタッチセンサユニットの回路図を示している。

実施の形態３に係るタッチセンサユニットは、実施の形態１に比して、タッチセンサ９０および検出抵抗部１００の構造が異なっている。実施の形態１のタッチセンサ５０においては、図５に示すように、４本の電極５３，５４，５５，５６のうちの２本の電極５３，５５および電極５４，５６をそれぞれ直列に接続し、２本の第１，第２電極接続体５７，５８を設け、第１，第２電極接続体５７，５８の両端を、コネクタ部材６０を介して検出抵抗部７０に接続させている。つまり、実施の形態１のタッチセンサ５０は、本発明における「４ｎ本の電極」および「２ｎ本の電極接続体」の「ｎ」が「１」である場合を示している。

これに対し、実施の形態３のタッチセンサ９０においては、図７に示すように、実施の形態１に対して４本の電極９１，９２，９４，９５を新たに追加して設けている。また、２本の電極９１，９２および電極９４，９５をそれぞれ直列に接続し、２本の第３，第４電極接続体９３，９６を新たに追加して設けている。そして、第３，第４電極接続体９３，９６の両端を、コネクタ部材６０を介して検出抵抗部１００に接続させている。つまり、実施の形態３のタッチセンサ９０は、本発明における「４ｎ本の電極」および「２ｎ本の電極接続体」の「ｎ」が「２」である場合を示している。

なお、第３電極接続体９３における各電極９１，９２の長手方向一側（図中上側）には、第３接続導線部９３ａが設けられ、第４電極接続体９６における各電極９４，９５の長手方向一側には、第４接続導線部９６ａが設けられている。また、第３電極接続体９３における各電極９１，９３の長手方向他側（図中下側）には、第３プラス側導線９３ｂと第３マイナス側導線９３ｃとが設けられ、第４電極接続体９６における各電極９４，９５の長手方向他側には、第４プラス側導線９６ｂと第４マイナス側導線９６ｃとが設けられている。

実施の形態３の検出抵抗部１００においては、新たに追加された第３，第４電極接続体９３，９６の両端を接続可能なように、２つのプラス側分岐配線７１ｂ，７１ｃと、２つのマイナス側分岐配線７２ｂ，７２ｃとを新たに追加して設けている。そして、新たに追加されたプラス側分岐配線７１ｂおよびマイナス側分岐配線７２ｃには、プラス側検出抵抗Ｒ３およびマイナス側検出抵抗Ｒ４がそれぞれ設けられている。ここで、プラス側検出抵抗Ｒ３およびマイナス側検出抵抗Ｒ４においても、その抵抗値は「２ｋΩ」となっている。

以上のように形成した実施の形態３においても、上述した実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態３においては、８本の電極５３，５４，５５，５６，９１，９２，９４，９５の間隔（略４５度間隔）を狭めることができるので、タッチセンサ９０の感度をより高感度にすることができる。なお、実施の形態３においても、上述した実施の形態２と同様に、検出抵抗部１００の内部に判断回路３２を内蔵させることができる。

本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態では、本発明における「４ｎ本の電極」および「２ｎ本の電極接続体」の「ｎ」を、正の整数である「１」や「２」であるものを示したが、本発明はこれに限らない。例えば、直径寸法が大きいタッチセンサである場合には、「３」や「４」あるいはそれ以上の正の整数を採用することもできる。

また、上記各実施の形態においては、タッチセンサ５０，９０を、車体１１のスライドドア１４に採用した場合を示したが、本発明はこれに限らず、車体１１のサンルーフや、車体１１の後方にあるリヤハッチに採用することができる。さらには、車体１１に設けられる開閉体に限らず、建物の出入り口を開閉する自動ドア等に採用することもできる。

１０ 車両
１１ 車体
１２ 側部
１３ 開口部
１４ スライドドア
１４ａ ドアハンドル
１４ｂ ブラケット部
１５ ローラアッシー
１６ ガイドレール
１６ａ 湾曲部
２０ 自動開閉装置
２１ 駆動ユニット
２２，２３ ケーブル
２４，２５ 反転プーリ
３０ コントローラ
３１ 接続ケーブル
３２ 判断回路
４０ センサ部材
４１ センサホルダ
４２ 本体部
４２ａ 抜け止め片
４３ 芯材
４４ 収容部
４５ リード線収容部
４６ シール片
５０ タッチセンサ（センサ部）
５１ 被覆材（管状体）
５２ スペーサ部材
５２ａ 芯材
５２ｂ 被覆層
５３，５４，５５，５６ 電極
５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａ 導線
５３ｂ，５４ｂ，５５ｂ，５６ｂ 外周層
５７ 第１電極接続体（電極接続体）
５７ａ 第１接続導線部
５７ｂ 第１プラス側導線
５７ｃ 第１マイナス側導線
５８ 第２電極接続体（電極接続体）
５８ａ 第２接続導線部
５８ｂ 第２プラス側導線
５８ｃ 第２マイナス側導線
５９ リード線部
６０ コネクタ部材
７０ 検出抵抗部
７０ａ コントローラ側接続部
７０ｂ センサ側接続部
７１ プラス側配線
７１ａ，７１ｂ，７１ｃ プラス側分岐配線
７２ マイナス側配線
７２ａ，７２ｂ，７２ｃ マイナス側分岐配線
８０ 検出抵抗部
８０ａ センサ側接続部（接続部）
９０ タッチセンサ
９１，９２，９４，９５ 電極
９３ 第３電極接続体（電極接続体）
９３ａ 第３接続導線部
９３ｂ 第３プラス側導線
９３ｃ 第３マイナス側導線
９６ 第４電極接続体（電極接続体）
９６ａ 第４接続導線部
９６ｂ 第４プラス側導線
９６ｃ 第４マイナス側導線
１００ 検出抵抗部
ＤＡ 障害物
Ｆ 外力
Ｒ１，Ｒ３ プラス側検出抵抗
Ｒ２，Ｒ４ マイナス側検出抵抗

Claims (4)

1. 障害物の接触を検出するのに用いられ、センサ部および検出抵抗部を備えたタッチセンサユニットであって、
   前記センサ部は、
   絶縁材により形成され、外力の負荷により弾性変形されて外力の開放により復元される管状体と、
   前記管状体の内部に設けられ、前記管状体の弾性変形に伴い互いに接触される４ｎ本（ｎは正の整数）の電極と、
   前記電極のうちの２本の電極を直列に接続して形成される２ｎ本（ｎは正の整数）の電極接続体と、
   前記電極接続体の両端を前記検出抵抗部に接続させるコネクタ部材と、
   を有し、
   前記検出抵抗部は、
   前記電極の接触状態および断線状態を判断する判断回路と前記コネクタ部材との間に設けられ、２ｎ本の前記電極接続体を並列に前記判断回路に接続するプラス側配線およびマイナス側配線と、
   前記プラス側配線および前記マイナス側配線のそれぞれに設けられる、プラス側検出抵抗およびマイナス側検出抵抗と、
   を有する、タッチセンサユニット。
2. 請求項１記載のタッチセンサユニットにおいて、
   前記検出抵抗部は前記判断回路を備え、前記検出抵抗部には前記コネクタ部材が接続される接続部が設けられる、タッチセンサユニット。
3. 請求項１または２記載のタッチセンサユニットにおいて、
   前記電極は、前記管状体の内部に設けられるスペーサ部材に螺旋状に巻かれている、タッチセンサユニット。
4. 請求項３記載のタッチセンサユニットにおいて、
   前記電極は、前記スペーサ部材に固定されている、タッチセンサユニット。

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