JP6908473B2 - タッチセンサの固定構造およびタッチセンサユニット - Google Patents

Description

本発明は、障害物の接触を検出するのに用いられるタッチセンサに関するものであり、特に、車両に搭載されるタッチセンサに関するものである。

従来、自動車等の車両には、当該車両が備える開口部を開閉する開閉体（例えば、スライドドアやテールゲート）と、開閉体を駆動する自動開閉装置と、が設けられることがある。このような自動開閉装置は、駆動源である電動モータと、電動モータをオン／オフさせる操作スイッチと、を備えており、操作スイッチの操作に基づいて電動モータがオンされると、開閉体が開駆動または閉駆動される。また、自動開閉装置の中には、操作スイッチの操作以外の条件によっても、開閉体を開駆動または閉駆動する自動開閉装置がある。このような自動開閉装置の１つとして、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タッチセンサを備えた自動開閉装置が知られている。この種の自動開閉装置は、障害物を検知したタッチセンサから出力される検知信号に基づいて、操作スイッチの操作に依らず開閉体を駆動する。具体的には、タッチセンサから検知信号が出力されると、それまで閉駆動されていた開閉体を開駆動させたり、その場で停止させたりする。

上記のような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に記載されているタッチセンサ（異物検知センサ）は、長尺な保持部材と、当該保持部材に保持される長尺なセンサ部と、備えている。センサ部が収容されている保持部材は、ブラケットを介して車両に固定される。言い換えれば、特許文献１に記載されているタッチセンサは、ブラケットを介して車両に固定される。具体的には、ブラケットには平坦な固定面が形成されており、保持部材には、ブラケットの固定面に固定される平坦な貼着面が形成されている。

特開２０１３−２２８２９９号公報

特許文献１に記載されている保持部材の貼着面とブラケットの固定面とは、これらと略同一の長さを有する両面テープによって接着される。しかし、細くて長い保持部材とブラケットとを同じく細くて長い両面テープによって接着することは容易ではなく、手間や時間を要する。また、両面テープから剥がされた剥離紙がゴミとして残る。さらに、必要な接着力を得るためには、適切な押し圧と養生時間とが必要である。

総じて、特許文献１に記載されているタッチセンサやその固定構造では、車両に対するタッチセンサの装着に手間や時間やコストを要する。

本発明の目的は、タッチセンサを車両に装着するために必要な手間，時間およびコストの少なくとも１つを低減することである。

本発明のタッチセンサの固定構造は、障害物を検知するタッチセンサを固定面に固定するタッチセンサの固定構造である。前記タッチセンサは、外力により弾性変形する収容部および前記固定面に接着される接着面を備えるセンサホルダと、前記収容部に挿通され、当該収容部の弾性変形に伴って互いに接触する複数のセンサ電極と、を有する。前記固定面には、その長手方向に沿って延びる溝が設けられ、前記固定面と当該固定面の上に前記溝を覆うように配置された前記接着面とが、これら固定面と接着面との間に形成された接着層によって接着され、前記接着層は、熱溶融型接着剤によって形成される。

本発明のタッチセンサの固定構造の一態様では、前記接着面には、その長手方向に沿って延びる突出部が形成され、前記突出部と前記溝とが、前記接着層を介して対向する。

本発明のタッチセンサの固定構造の他の態様では、前記固定面は、車両の開口部を開閉する開閉体に固定されたブラケットの表面である。

本発明のタッチセンサの固定構造の他の態様では、前記固定面は、車両の開口部を開閉する開閉体の外周面である。

本発明のタッチセンサの固定構造の他の態様では、前記固定面は、開閉体によって開閉される車両の開口部の内周面である。

本発明のタッチセンサユニットは、障害物を検知するタッチセンサと、車両に固定されるブラケットと、を含む。前記タッチセンサは、外力により弾性変形する収容部および前記ブラケットに接着される接着面を備えるセンサホルダと、前記収容部に挿通され、当該収容部の弾性変形に伴って互いに接触する複数のセンサ電極と、を有する。前記ブラケットは、前記接着面が接着される固定面と、前記固定面に設けられ、当該固定面の長手方向に沿って延びる溝と、を有する。前記固定面と当該固定面の上に前記溝を覆うように配置された前記接着面とが、これら固定面と接着面との間に形成された接着層によって接着され、前記接着層は、熱溶融型接着剤によって形成される。

本発明のタッチセンサユニットの一態様では、前記接着面には、その長手方向に沿って延びる突出部が形成され、前記突出部と前記溝とが、前記接着層を介して対向する。

本発明のタッチセンサユニットの他の態様では、前記ブラケットは、車両の開口部を開閉する開閉体の外周面の形状に倣う形状を有し、前記ブラケットは、前記固定面と反対側の面が前記外周面と対向する向きで当該開閉体に固定される。

本発明によれば、タッチセンサを車両に装着するために必要な手間，時間およびコストの少なくとも１つが低減される。

タッチセンサユニットを備えたテールゲートの正面図である。 タッチセンサユニットを備えたテールゲートの側面図である。 タッチセンサユニットの斜視図である。 タッチセンサの断面構造を示す拡大図である。 タッチセンサの先端部の構造を示す拡大図である。 タッチセンサユニットの断面構造を示す拡大図である。 タッチセンサユニットの組み立て工程の１つを示す説明図である。 タッチセンサユニットの一変形例を示す拡大断面図である。

以下、本発明が適用されたタッチセンサユニットの一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施形態に係るタッチセンサユニットは、図１，図２に示す車両１０に搭載される。図示されている車両１０は、所謂ハッチバックタイプの車両である。この車両１０の後方側には、大きな荷物を車室内に出し入れし得る開口部１１が設けられている。開口部１１は、車両１０の天井部の後方側に設けられたヒンジ（図示せず）によって回動可能に支持された開閉体１２によって開閉される。開閉体１２は、「テールゲート」，「リアゲート」，「バッグドア」等と呼ばれるが、本明細書では「テールゲート」と呼ぶ。

車両１０には、テールゲート１２を図２中の実線矢印および破線矢印に示される方向に回動（開閉）させるパワーテールゲート装置１３が搭載されている。パワーテールゲート装置１３は、テールゲート１２を開閉させる減速機付きのアクチュエータ１３ａと、操作スイッチ（図示せず）の操作信号に基づいてアクチュエータ１３ａを制御するコントローラ１３ｂと、障害物ＢＬを検知するための一対のタッチセンサユニット２０と、を備えている。つまり、本実施形態に係るタッチセンサユニット２０は、車両１０に搭載されるパワーテールゲート装置１３の構成要素の１つである。

図１に示されるように、タッチセンサユニット２０は、テールゲート１２の外周面に設けられている。具体的には、タッチセンサユニット２０は、テールゲート１２の車幅方向両側面にそれぞれ設けられている。より具体的には、タッチセンサユニット２０は、テールゲート１２の湾曲した両側面（縁）に、それら側面の形状に沿って設けられている。よって、開口部１１とテールゲート１２との間に障害物ＢＬが挟まれると、当該障害物ＢＬがタッチセンサユニット２０によって検知される。タッチセンサユニット２０は、障害物ＢＬを検知すると検知信号を出力し、タッチセンサユニット２０から出力された検知信号は、コントローラ１３ｂに入力される。検知信号が入力されたコントローラ１３ｂは、操作スイッチの操作状況に関わらず、閉駆動されているテールゲート１２を開駆動させるか、閉駆動されているテールゲート１２をその場で停止させる。

図３に示されるように、タッチセンサユニット２０は、一体化されたタッチセンサ３０とブラケット４０とを含む。ブラケット４０は、プラスチック等の樹脂材料によって形成されており、テールゲート１２（図１，図２）の側面（縁）と略同一の長さを有し、また、全体として板状の外観を呈する。一方、タッチセンサ３０はブラケット４０よりも長尺であって、全体として紐状の外観を呈する。ここで、タッチセンサ３０の長手方向一部はブラケット４０に固定されているが、残部はブラケット４０に固定されていない。以下の説明では、ブラケット４０に固定されていないタッチセンサ３０の長手方向一部を「引き出し部」と呼んで他の部分と区別する場合がある。もっとも、かかる区別は説明の便宜上の区別に過ぎない。

上記のような基本構造を備えるタッチセンサユニット２０は、ブラケット４０がテールゲート１２の側面（縁）に固定されることによって車両１０に取り付けられる。この際、タッチセンサ３０の引き出し部は、テールゲート１２に設けられている引き込み穴からテールゲート１２の内側に引き入れられる。また、引き出し部が引き入れられた後の引き込み穴は、引き出し部に装着されているグロメットＧＭによって塞がれる。

以下、タッチセンサ３０とブラケット４０とを含むタッチセンサユニット２０の構造についてより詳細に説明する。

図３に示されるように、タッチセンサ３０は、センサホルダ３１と、複数のセンサ電極３２ａ，３２ｂと、コネクタ３３と、を有し、センサホルダ３１がブラケット４０に固定されている。タッチセンサ３０の一部を構成し、かつ、ブラケット４０に固定されるセンサホルダ３１は、絶縁性ゴムによって形成されており、可撓性を有する。

図４に示されるように、センサホルダ３１は、一体成形された収容部３１ａおよび土台部３１ｂを有する。収容部３１ａは中空であって、この収容部３１ａに一対のセンサ電極３２ａ，３２ｂが収容され、土台部３１ｂはブラケット４０（図３）に固定される。

図３，図４に示されるように、一対のセンサ電極３２ａ，３２ｂは、絶縁性ゴムからなるチューブ３４に挿通されている。言い換えれば、一対のセンサ電極３２ａ，３２ｂが挿通された絶縁チューブ３４がセンサホルダ３１の収容部３１ａ（図４）に収容されている。以下の説明では、絶縁チューブ３４と当該絶縁チューブ３４に挿通されている一対のセンサ電極３２ａ，３２ｂを「センサ３５」と総称する場合がある。つまり、センサ３５の一部がセンサホルダ３１の収容部３１ａ（図４）に収容されており、センサ３５を収容しているセンサホルダ３１がブラケット４０に固定されている。また、センサホルダ３１の収容部３１ａ（図４）に収容されていないセンサ３５の他の一部が上記引き出し部に相当し、この引き出し部の端部にコネクタ３３が設けられている。このコネクタ３３が不図示の他のコネクタに接続されることにより、タッチセンサユニット２０がコントローラ１３ｂ（図１，図２）と電気的に接続され、タッチセンサユニット２０から出力される検知信号がコントローラ１３ｂに入力可能となる。

図４に示されるように、それぞれのセンサ電極３２ａ，３２ｂは、導電線３６と、導電線３６を覆うシース３７と、を有する。導電線３６は、複数本の銅線が束ねられた撚り線であり、シース３７は導電性ゴムによって形成されている。一対のセンサ電極３２ａ，３２ｂは、螺旋状に巻かれ、かつ、通常では互いに接触しない状態で絶縁チューブ３４に挿通されている。ここで、絶縁チューブ３４の内径（Ｄ１）は、それぞれのセンサ電極３２ａ，３２ｂの外径（Ｄ２）の約３倍である。よって、図４に示されているセンサ電極３２ａ，３２ｂの間には、同様のセンサ電極がもう１本入る程度の隙間がある。尚、本実施形態における絶縁チューブ３４の直径（外径）は約５ｍｍ、センサ電極３２ａ，３２ｂの直径（外径）は約１ｍｍであるが、これらの寸法は適宜変更することができる。

既述のとおり、センサ３５が収容されているセンサホルダ３１の収容部３１ａは、中空であり、かつ、絶縁性ゴムによって形成されているので、ある程度以上の外力を受けると弾性変形する（潰れる）。収容部３１ａが弾性変形すると、これに伴って一対のセンサ電極３２ａ，３２ｂが収容部３１ａ内において互いに近接して接触する。具体的には、一方のセンサ電極３２ａにおける導線性のシース３７と他方のセンサ電極３２ｂにおける導電性のシース３７とが接触する。つまり、センサ電極３２ａ，３２ｂが電気的に導通する（短絡する）。

図３に示されるように、タッチセンサ３０の先端にはモールド部３８が設けられている。図５に示されるように、モールド部３８は、絶縁体からなるセパレータＳＰと、抵抗Ｒと、２つの接続部材ＳＷ１，ＳＷ２と、これらを被覆するモールド樹脂ＭＲと、から構成されている。そして、センサ電極３２ａの端部は、接続部材ＳＷ１を介して抵抗Ｒの一端に接続され、センサ電極３２ｂの端部は、接続部材ＳＷ２を介して抵抗Ｒの他端に接続されている。つまり、センサ電極３２ａ，３２は、モールド部３８内において、抵抗Ｒを介して直列接続されている。よって、センサ電極３２ａ，３２ｂが短絡していない状態では、抵抗Ｒの抵抗値がコントローラ１３ｂ（図１）に入力される。一方、センサ電極３２ａ，３２ｂが短絡すると、抵抗Ｒを介さない抵抗値（無限大）がコントローラ１３ｂ（図１）に入力される。図１に示されるコントローラ１３ｂは、入力される抵抗値が無限大になると、操作スイッチの操作状況に関わらず、閉駆動されているテールゲート１２を開駆動させるか、閉駆動されているテールゲート１２をその場で停止させる。ここで、センサ電極３２ａ，３２ｂの短絡は、開口部１１とテールゲート１２との間に挟まれた障害物ＢＬによって引き起こされる。具体的には、開口部１１とテールゲート１２との間に挟まれた障害物ＢＬにタッチセンサ３０が接触すると、センサホルダ３１の収容部３１ａが外力によって弾性変形し、内部のセンサ電極３２ａ，３２ｂが互いに近接して接触する。このように本実施形態では、テールゲート１２に装着されているタッチセンサユニット２０に障害物ＢＬが接触すると、当該タッチセンサユニット２０からそれまでよりも低い抵抗値が検知信号として出力され、コントローラ１３ｂに入力される。もっとも、タッチセンサユニット２０に障害物ＢＬが接触すると、当該タッチセンサユニット２０から所定の電気信号が検知信号として出力され、コントローラ１３ｂに入力される実施形態もある。

図６に示されるように、ブラケット４０は、タッチセンサ３０が固定される固定面を含む面（表面４１）と、表面４１と反対側の面（裏面４２）と、を有する。また、ブラケット４０の固定面４１ａには、その長手方向に沿って延びる溝４３が形成されている。タッチセンサ３０は、ブラケット４０の固定面４１ａの上に当該固定面４１ａに沿って配置され、当該固定面４１ａに固定されている。具体的には、センサホルダ３１の土台部３１ｂがブラケットの固定面４１ａの上に配置されており、固定面４１ａに形成されている溝４３が土台部３１ｂの底面（接着面）３１ｃによって覆われている。そして、対向する固定面４１ａと接着面３１ｃとがこれらの間に形成された接着層４４によって接着されている。

図６に示される接着層４４は次のようにして形成されたものである。図７に示されるように、ブラケット４０の固定面４１ａに形成されている溝４３に適量の熱溶融型接着剤４４ａを塗布（充填）する。具体的には、溝４３の両側に僅かにはみ出す程度の量の熱溶融型接着剤４４ａを溝４３に充填する。一方、図６に示されるように、接着層４４の幅は土台部３１ｂの底面（接着面）３１ｃの幅よりも僅かに狭く、土台部３１ｂの外にはみ出していない。つまり、熱溶融型接着剤４４ａの望ましい塗布量とは、当該熱溶融型接着剤４４ａが塗布された固定面４１ａの上に土台部３１ｂを載せたときに、固定面４１ａと土台部３１ｂの底面（接着面）３１ｃとの間に、その幅が土台部３１ｂの底面（接着面）３１ｃと同一か、これよりも僅かに狭い接着層４４が形成され得る量であり、その量は決して多くはない。ここで、図７に示される熱溶融型接着剤４４ａの塗布量が多過ぎると、図６に示される接着層４４が土台部３１ｂの底面（接着面）３１ｃからはみ出してしまい外観を損ねる。一方、熱溶融型接着剤４４ａの塗布量が少な過ぎると、必要十分な幅の接着層４４が形成されないばかりではなく、塗布作業が完了する前に熱溶融型接着剤４４ａが硬化してしまう。具体的には、熱溶融型接着剤４４ａの塗布作業では、加熱溶融させた熱溶融型接着剤４４ａを長尺な溝４３の全長に亘って塗布する必要がある。しかし、熱溶融型接着剤４４ａの塗布量が少ないと、塗布作業が完了する前に、作業開始当初に塗布した熱溶融型接着剤４４ａの温度が低下し、熱溶融型接着剤４４ａが硬化し始めてしまう。

この点、固定面４１ａに形成されている溝４３に熱溶融型接着剤４４ａを充填すれば、固定面４１ａが平坦である場合よりも多量の熱溶融型接着剤４４ａを固定面４１ａに塗布することができる。言い換えれば、固定面４１ａが平坦である場合よりも多量の熱溶融型接着剤４４ａを固定面４１ａに塗布しても、土台部３１ｂの外に熱溶融型接着剤４４ａが押し出されることがない。一方、熱溶融型接着剤４４ａの塗布量が増えれば、これが硬化するまでの時間が長くなり、熱溶融型接着剤４４ａが硬化し始める前に塗布作業を完了させることができる。言い換えれば、作業開始当初に塗布した熱溶融型接着剤４４ａの温度が低下する前に塗布作業を完了させることができる。また、タッチセンサ３０とブラケット４０とが接着剤によって固定されるので、これらを両面テープで固定する場合に出るゴミ（両面テープから剥がされた剥離紙）が残ることもない。さらに、固定面４１ａに予め形成されている溝４３に熱溶融型接着剤４４ａを充填する作業は、細長い固定面４１ａに真っ直ぐに両面テープを貼り付ける作業に比べて容易であり、また、作業に要する時間や手間も少ない。

以上のように、本実施形態における固定構造、つまり、固定面４１ａと、固定面４１ａの上に当該固定面４１ａに形成されている溝４３を覆うように配置された接着面３１ｃとが、これらの間に形成された接着層４４によって接着されており、その接着層４４が熱溶融型接着剤４４ａによって形成されている固定構造によれば、タッチセンサユニット２０の製造に要する手間，時間およびコストが低減され、ひいてはタッチセンサ３０を車両１０に装着するために必要な手間，時間およびコストが低減される。

尚、タッチセンサユニット２０は、図６に示されるブラケット４０の裏面４２がテールゲート１２の外周面（側面）と対向する向きでテールゲート１２に固定されることは勿論である。また、ブラケット４０は、テールゲート１２の外周面（側面）の形状に倣う形状を有している。よって、上記の向きでブラケット４０をテールゲート１２に固定したとき、ブラケット４０の裏面４２とテールゲート１２の外周面（側面）との間に隙間は殆ど生じない。さらに、ブラケット４０の固定面４１ａの幅は、土台部３１ｂの底面（接着面）３１ｃと略同一であり、また、固定面４１ａの一側には固定面４１ａの略全長に亘って立ち上げ部４５が形成されている。これにより、固定面４１ａに対するタッチセンサ３０の位置決めが容易となる。

本発明は上記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。例えば、図８に示されるように、土台部３１ｂの底面（接着面）３１ｃに、その長手方向に沿って延びる突出部３１ｄが形成される実施形態もある。かかる実施形態では、土台部３１ｂの底面（接着面）３１ｃと固定面４１ａとが接着層４４によって固定されるとともに、突出部３１ｄと溝４３とが接着層４４を介して対向する。この場合、接着層４４の厚みが均一となり、土台部３１ｂの底面（接着面）３１ｃと固定面４１ａと接着強度が更に向上する。

タッチセンサが固定される固定面はブラケットの一面に限られない。例えば、タッチセンサは、車両の開口部を開閉する開閉体の外周面に固定される場合もある。また、タッチセンサは、開閉体によって開閉される車両の開口部の内周面に固定される場合もある。前者の場合、開閉体の外周面がタッチセンサが固定される固定面に相当する。後者の場合、車両の開口部の内周面がタッチセンサが固定される固定面に相当する。何れの場合にも、タッチセンサが固定される固定面には、図６等に示される溝４３と同一または実質的に同一の溝が形成される。

１０ 車両
１１ 開口部
１２ 開閉体（テールゲート）
１３ パワーテールゲート装置
１３ａ アクチュエータ
１３ｂ コントローラ
２０ タッチセンサユニット
３０ タッチセンサ
３１ センサホルダ
３１ａ 収容部
３１ｂ 土台部
３１ｃ 接着面
３１ｄ 突出部
３２ａ，３２ｂ センサ電極
３３ コネクタ
３４ 絶縁チューブ
３５ センサ
３６ 導電線
３７ シース
３８ モールド部
４０ ブラケット
４１ 表面
４１ａ 固定面
４２ 裏面
４３ 溝
４４ 接着層
４４ａ 熱溶融型接着剤
４５ 立ち上げ部
ＢＬ 障害物
ＧＭ グロメット
ＭＲ モールド樹脂
Ｒ 抵抗
ＳＰ セパレータ
ＳＷ１，ＳＷ２ 接続部材

Claims (2)

1. 障害物を検知するタッチセンサを固定面に固定するタッチセンサの固定構造であって、
   前記タッチセンサは、外力により弾性変形する収容部および前記固定面に接着される接着面を備えるセンサホルダと、前記収容部に挿通され、当該収容部の弾性変形に伴って互いに接触する複数のセンサ電極と、を有し、
   前記固定面には、その長手方向に沿って延びる溝が設けられ、
   前記固定面と当該固定面の上に前記溝を覆うように配置された前記接着面とが、これら固定面と接着面との間に形成された接着層によって接着され、
   前記接着層は、熱溶融型接着剤によって形成され、
   前記固定面は、車両の開口部を開閉する開閉体の外周面である、
   タッチセンサの固定構造。
2. 請求項１に記載のタッチセンサの固定構造において、
   前記接着面には、その長手方向に沿って延びる突出部が形成され、
   前記突出部と前記溝とが、前記接着層を介して対向している、
   タッチセンサの固定構造。

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