JPS6088334A - 圧力検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用外Ｉｆ） 本発明は帯状の圧力検出器に係わり、例えば車両用パワ
ーウィンドーシステムの自動開閉装置におい一部、人体
の一部等の障害物の挟み込みを検出してウィン１′−を
停止し、あるいは下降させる安全装置のセンサとして好
適なものである。

（ｆｆ塁） モータ駆動によりウィンドーの昇降を行なう車両用パワ
ーウィンドーシステムにおいては、スイッチの操作によ
りウィンドーの昇降をワンタンチで１１なうことができ
るようになっているが、ウィンドーのガラスと窓枠との
間に物体を挾むといったことが稀にあった。

本発明有はこの問題に対処すべく窓枠部分またはボデ一
部分の一部に圧力検出器を設けてウィンドー以外のもの
がこの圧力検出器に接した時、圧力検出器から発生され
る電気信号により作動する手段を設け、それによってウ
ィンドーの上昇を停止させるようにした装置を検創して
いる。この場合、圧力検出器は線状の任意の点における
圧力を検出可能であることが要求される。

（発明の目的） 本発明はその要求を満たし、敏感にかつ安定に圧力を検
出するセンサーを提供するのをｌ」的としている。

（発明の４ＲＪ戊） 本発明におい°ζ圧力検出体は、近年その開発がめざま
しい半導体樹脂材料の１つである感圧ゴムが使用される
。感圧ゴムは例えば平板状のゴム板の両面間の圧力が零
の時、はぽ無限大の抵抗値になり、圧力が加わるとその
抵抗値が著しく減少するという特性を持つものが使用さ
れる。

（実施例） 以下本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１し１は本発明の第１の実施例を示し、帯状に形成さ
れている圧力検出器の横断面を示すものである。■は感
圧ゴム、２は第１の電極、３はｆｔ！、２の？Ｉｉ極で
ある。４は発泡ウレタン等柔らかい材質で作られたケー
ス部材（被覆部材）で、５は取付文１象であるガラスウ
ィンドーの−■１号である。

第１の電極２はガラスウィンドー５の周囲端面６上に接
着剤等で固定されており、感圧ゴムｌは第１の電極２に
部子〕的に接着剤で固定されており、第２の７１ｉ極３
は感圧ゴムｌに部分的に接着されている。

ガラスウィンドー５の周端面６とケース部材４の内底と
により、クリアランスｄ、が形成され、第１の電極２、
感圧体１および第２の電極３の厚さの合１１ｄｌより小
さくし、クリアランスｄ２を形成している。

ｒａ　ｔの電極２は第２の電＠３よりも厚い板材または
硬い材質を使用し、第１の電極２は変形し難いものとし
、逆に第２の電極３は変形自在としている。

第１の電極の材質として本実施例ではステンレス板材を
用い、第２の電極の材質としてはりん青銅の板材を用い
ている。りん青銅を用いることにより腐食を防止し、か
つ通導性を向上し、さらに圧力をケース部材から感圧ゴ
ムに効率よく伝え、しかも加圧減圧を繰り返したときも
充分な復元力をもつよう配慮されている。

ケース４は端部ａ、側部すおよび縁部Ｃからなる断面凹
状をなし、縁部肉厚と側部すの肉厚は端部ａよりも薄（
されている。これによりＣ部に加えられた圧力でｂ部が
容易に座屈しＣ部への弱い圧力によっても感圧体に圧力
が充分伝えられるようになっている。

上記構成においてケース部材４に加えられた圧力は、ケ
ース部材１月の座屈により第２の電極３ヲ介シ゛ζ感圧
ゴムｌに伝えられる。感圧ゴムｌは第２の電極３と第１
の電極２とにより挾まれて圧力を受ける。帯状の感圧ゴ
ムｌは圧力が０の状態でほぼは無限大の抵抗値であるが
、小面積でも所定以上の圧力を越えると数Ω／ｄという
ように非常に小さな抵抗値に変化する。

第１の電極２と第２の電極３との間に電圧が印加されて
いると、第１の電極２と第２の電極３間に’ＦｔＩ流が
流れ、この電流の大きさを電気回路により検出し、感圧
ゴムに圧力が加わったかどうかを判断できる。

圧力検出器の感度はケース４の収縮力と感圧ゴム１の感
度で決まる。本実施例では感圧ゴム抵抗値が変わる圧力
を０．２５ｋｇ／−と決定し、ケースの弾力は０．１５
　ｋｇ／ｃｄ＋とした。ここで、弾力とはケースの表面
に圧力が加えられ感圧ゴムとケースの内面が接するまで
ケース部材に加えられた圧力を定義するものとする。

これによりケース部材の外から０．４ｋｇ／−の圧力が
加わったとき、感圧ゴム１の電気抵抗を電気かろにより
確実に検出することができる。

ケース部材４を形成している材料、温度、経時によって
変化して収縮すると圧力を加えなくても、この収縮力に
より感圧ゴムに圧力を加え誤信号を発してしまうという
恐れがあるが、この問題はクリアランスｄ２により回避
される。

第２図は第２実施例を示す。感圧体１１．　ｆｆ１ｌの
電極１２及び第２の電極１３は上側ケース部材１５ａと
下側ケース部材１５ｂによっ゛ζ形成される筒状ケース
１４の内部に収納される。

ケース部材１５ａは軟らかい弾力をもったゴム材料（発
泡ウレタン）で形成され、ケース部材１５ｂはウレタン
ゴム等比較的硬いゴム材料で作られている。１６はガラ
スウィンドーの一部である台形の溝１６ａが形成され、
ケース部材１５ｂはこのｉｆｊ　１６　ａにはめ込み接
合される。

この実施例においても、第１実施例で同様に作用する。

第３図及び第４図は第３の実施例を示し、感圧ゴム２１
、第１の電極２２、第２の電極２３は、上側ケース部材
２５ａと下側ケース部＋４’　２５　ｂによって形成さ
れる筒状ケース２４内部に収納される。ケース部材２５
ａは軟らかい弾力をもった発泡ウレタンゴムで形成され
、ケース部材２５　ｂ　ハウレタンゴム等比較的硬いゴ
ムで作られている。

本実施例の特徴は第２の実施例よりさらにり（部からの
圧力を感圧体に敏感に検知させるために、ケース部材２
５ａ、２５ｂと感圧体との間に空間２４ａをもたせであ
ることである。２６はガラスウィンドーの一部であり、
台形の溝２６ａが形成され、ケース部材２５ｂはこの溝
にはめ込み接合される。この実施例の作用も第１実施例
とほぼ同様である。

第５図は第４の実施例を示す。本実施例は第３の実施例
と積層構造では同じであるが、第５図で示すように上側
ケース部材２５ａの底面を凹凸としたものでこれにより
感圧ゴムに、より敏感に外部からの圧力を検知させるこ
とができる。

第６図は第５の実施例を示す。感圧ゴム３１第１の電極
３２、及び第２の電極３３は、上側ケース部材３５ａと
下側ケース部材３５ｂによって形成される筒状ケース３
４の内部に収納される。

ケース部材３５ａと３５ｂの材質は第３実施例のケース
部材２５ａ、２５ｂとそれぞれ１６Ｊ−のものである。

本実施例の特徴は、第１の電極３２と、第２の電極３３
を感圧ゴムの一方の側に設けることにより、圧力検出器
をより小型化することである。

この実施例では第１の電極３２と第２の電極３３との間
に電圧が印加されると、第１の電極と第２の電極との間
に電流が流れ、この電流を電流検出回路により検出し、
感圧ゴムに圧力が加わったかどうかを判断できる。

なお、第１の電極３２と第２の電極３３はそれぞれ同じ
厚さのものである。

第７図は第６の実施例を示す。本実施例の特徴は第１の
電極４２、第２の電極４３に突起を形成し、これにより
感圧ゴム４１にかかる圧力を集中さ・ｌ、外部からの単
位面積当りの圧力が小さくても感圧ゴム４１には単位面
積当りの圧力が大きくかかるように成し、これにより電
気出力変化を起こすに必要な圧力感度を高めた。４４は
ケースを表わす。

第８図は第７の実施例を示す。５１は感圧ゴム、５２は
第１の電極、５３は第２の電極を示し、ゴムで形成され
°ζいるケース部材５４にそれぞれ覆われている。

本実施例の特徴は、感圧ゴム５１、第１の電極５２、第
２の電極５３を半円筒としたことにより、外部からの圧
力を一方向からだけではなく、他方向からの圧力を検知
することができることである。

つまり、どの方向からでも外部圧力が加えられると、電
極と第２の電極との間への電圧印加に対し、第１の電極
と第２の電極との間に電流が流れ、この電流を検出する
ことで感圧ゴムに圧力が加わったかどうかを判断できる
。

なお、第１の電極５２はｆｆ１２の電極５３よりも硬い
材質を使用し、変形し難いものとして、また第２の電極
５３は変形自在となっており、加圧・減圧を繰り返した
ときも充分な復元力をもつよう配慮されている。

第９図は第８の実施例を示す。６１ａ、６１ｂは感圧ゴ
ム、６２は第１の電極、５３ａ、６．３ｂは第２の電極
、６４はケース部拐を示す。

本実施例の特徴は外部からの圧力を９０°の角度で２分
割して設けた感圧ゴム６１２．６１ｂにより単方向から
だけではなく、多方向かられずかな圧力を加えられただ
けで、その圧力を確実にすばやく検知するようにしたこ
とである。なお、そのためにケース部材６４にいくつも
の空間を設けて、この空間によりケース部材に外から加
えられた弱い圧力でも、ケース部材６４が容易に座屈し
、感圧ゴム６１ａ、６１ｂに圧力が充分伝えることがで
きる。

第１’０図、ｆｆ１１１図、第１２図、第１３図は゛第
９の実施−例を示す。

感圧ゴム７１、第１の電極７２、第２の電極７３は、ケ
ース部材７５に接着材等により固定されており、さらに
ケース部材７４に覆われている。

第１の電極７２は第２の電極７３よりも厚い板材、また
は硬い板材を使用し、第１の電極７２、第２の電＠７３
はともに変形自在となっている。

ここで、第１の電極７２．第２の電極７３の材質として
は、りん青銅の板材を用いている。りん青銅を用いるこ
とにより腐食を防止すると共に通電性を向上し、かつ圧
力をケースから感圧ゴム７■に効率よ？伝え、加圧、減
圧をくり返したときも充分な復元力をもつよう配慮され
ている。

またケース部材７４は、発泡ウレタンという軟らかい弾
力をもったゴムで形成され、ケース部材７５はウレタン
ゴム等比較的硬いゴムで作られている。

さらに、外部からの感圧感知を敏感にするため、感圧ゴ
ム７■、第１の電極７２、第２の電極７３を支えるケー
ス部材７５は、凹凸を形成しである。

その状態を第１１図、第１３図に示す。これにより外部
から弱い圧力が加えられた場合でも、圧力が集中し、感
圧体に圧力が充分伝えられるようになっている。圧力が
加えられた状態を第１２図に示す。

７６　（第１Ｏ図）はガラスウィンドーの一部であり、
台形の溝が形成され、ケース部材７５はこのｌ＋Ｖｊに
はめ込み、接合される。なお、ケース部材７５の凹凸は
特に形成しない構造（第１４図）とし“Ｃもよい。

第１５図は」二記第９の実施例になる圧力検出器をガラ
スウィンドー７６の窓枠に取りつけた状態を示すもので
あるが、圧力検出器としＣは第９のブ；施例と同じ効果
を発揮できる。ここで、ケースｇＢ材７７は接着剤また
は樹脂からなる取付手段７８により窓区部材７９に固着
され、かつガラスウィンドー７６の収納凹部を合わせも
っている。

次に本圧力検出器の使用例として、自動車の窓開閉装置
に適用した例を説明する。第１６図は自動車の右側ドア
の部分を車室内から眺めた図である。この実施例ではド
アに窓枠が設けられていないタイプの車両であっ′Ｃ１
ウィンドーの閉時にガラスウィンドーとボデーとが突き
合わゼられる構造である。図において１０１は右側ドア
、１０２はそのドア１０１に収納可能なガラスウィンド
ー、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄはリンク
機構で部材１０３ａの回転に伴っ′Ｃガラスウィンドー
を昇降させる。部材１０３ａにはモータ１０４の回転に
よりこの回転を伝えるギヤ１０５により回転力が加えら
れる。モータ１０４はコントローラ１０６の出力により
正転、逆転し、その正転時にはガラスウィンドー１２は
上昇し、逆転時には下降する。コントローラ１０６の酊
、細は第１８図に示される。コントローラ１０６には感
圧ゴムから成る圧力検出器１０７の出力が伝えられるよ
うになっており、その圧力検出器１０７は第１７図、第
１９図および第２０図にｎ′Ｌ綱に図示しである。

第１７図は第１６図におけるガラスウィンドーの突き合
わ・０部分を詳細に示す断面図である。この図はガラス
ウィンドー１０２が最上部に上昇した状態でガラスウィ
ンド′−の右側は車室内、左側は車室外となる。１０８
ａ、１０８ｂ、１０８ｃ。

１ｏ８ｄ、１０８ｅは自動車のボデーを形成する部材の
一部である。１０９はガラスウィンドーが閉時に密閉す
るために発泡ウレタンゴム等で作られたウェザ−ストリ
ップである。１１０はボデーの部材１０８ｂに溶接され
、かつウェザ−ストリップ１０９を噛み込み固定する固
定金具である。

１１１はボデ一部材に取付けられ車両の街突時に人体に
加わる衝撃をやわらげるためのガーニッシュと呼ばれる
部材である。圧力検出器１０月より゛−ニッシュ１１１
に接着材料等で取付けられてＬ）る。

ｆｆ１１８図はコントローラ１０６の詳細を示すもので
ある。図中圧力検出体器１０７には、抵抗１２０を介し
てバッテリー電圧が印加される。この出力Ｖａはコンパ
レータ１２１の１つの入力端子に与えられる。コンパレ
ータ１２１のもう１つの入力端子りこは基′＄電圧発生
器１２１ａからの基準電１：ＥＶｂが印加され、コンパ
レータ１２１は２つの人力電ＩＪ二の比較結果に応した
出力信号Ｖｃを発生ずる。

１２２はＡＮＤ素子でコンパレータ１２１の出力信号Ｖ
ｃおよびアップスイッチ１２３のスイ・ノヂ信号Ｖｄが
入力され、その２つの信号の論理積に対応する出力信号
Ｖｅを発生する。１２４は第ｌのリレー、１２５は第２
のリレーである。第１のリレー１２４はアップスイッチ
１２３の出力信号Ｖｄが付勢レベルである時に接点１２
４ａ、１２４ｂが閉じ、その時に出力側接点Ｖｆに付勢
レベル、出力側接点Ｖｇに消勢レベルが現れる。第２の
リレー１２５は接点１２５ａ、１．２５ｂ、１２５ｃ、
１２５ｄを有し、ＡＮＤ素子１２２の出力信号が付勢レ
ベルの時、接点１２５ｂ、１２５ｄが閉じ、出力側接点
Ｖからｖｈに向かう電流が流れモータ１２６を正転させ
、それによりガラスウィンドーを上昇させる。１２７は
ダウンスイソヂでアンプスイッチ１２３が開いている時
のみ閉し得る機械的構成を有し、その閉時に付勢レベル
となる出力信号Ｖｉを発生し、その時第３のリレー１２
８を付勢し、その設定１２８ａ、１２８ｂを閉じさゼる
。第３のリレー１２８の出力側接点ＶｋおよびＶｌにお
いて、接点Ｖｌから接点Ｖｋに向かう電流がモータ１２
６にＩすれ、それによりモータ１２６を逆転させ、ガラ
スウィンドーを下降させる。なお、第１．第２．第３の
リレー１２４．１２５１２８において、それぞれのリレ
ーコイルにはｆＪすを便宜上、付していない。

第１９図に示すように圧力検出器１０７は、第１の電極
８２、感圧ゴム８１、第２の電極８２のサンドイッチ構
造およびゴム等の変形容易なケース８３からなっている
。第１の電極３２はリード線３５が接続され、ボデーア
ースと接続され、また第２の電極８３はリード線８６が
接続され、前記のコントローラ１０６に接続されている
。

第２０図は第１の実施例における圧力検出体１０７の断
面を示し、第１の電極３２はガーニツシユ８７に接着材
により固着されている。ケース８４はゴム等の変形が可
能な材質で形成され、第１の電極８２に接着材により固
定されている。ケース８４と第１の電極８２によりクリ
アランス８８なる筒体が形成され、感圧ゴム８１および
第２の電極体８３の厚さの合計はクリアランス８８より
小さくなるように設定し、第２の電極８３にケース８４
の凹底部との間に微小クリアランス８９を形成しである
。この場合、クリアランス８９は０゜ｌ乃至１．Ｑ　ｓ
ｎが々ｆましい。

第２１図は圧力検出器の別の実施例である。この圧力検
出器は、第１の電極９２および第２の電極９３と、絶縁
体９５、感圧ゴム９１、ケース９４から成り立っており
、第１の電極９２と第２の電極９３とは感圧ゴム９１の
一方の面に接着剤により固定されている。絶縁体９５は
それら電極９３．９３と接着され、さらにケース９４と
接着固定されている。ケース９４はクリアランス９６な
る筒部ををし、感圧ゴム９１とケース９４との間に微小
クリアランス９７が形成され”Ｃいる。この第２１図図
示の圧力検出器は先に説明した第１７図図示の実施例に
おける圧力検出器１０７の位置に接着等の方法で固定さ
れる。

以下上記の構成において、窓開閉装置の作動を説明する
。第１６図においてガラスウィンドー１０２はコンＩ・
ローラ１０６によって動かされるモータ１０４（１２６
）によって昇降される。この場合、アンプスイッチ１２
３（ｆｆｉ１８図）が閉じられると、モータ１０４は正
転方向に回転し、ガラスウィンドー１０２は上昇し続け
、ダ・シンスイソヂ１２７が閉じられると、モータ１０
４は逆転方向に回転し、ガラスウィンドー１０２１よ下
降する。この場合において、ガラスウィンドー１０２が
上臂している時、何らかの障害物がガラスウィンドー１
０２と圧力検出器１０７との間に介在すると１玉力検出
器１０７に圧力が加わる。

圧力検出器１０７のケース８４が変形容易なため、圧力
検出器１０７に加わった圧力は、第２の電極を介して（
第２１図図示の場合は直接）感圧ゴム８１（９１）に伝
えられる。感圧体８目よ圧力が加わるとその抵抗値が殆
ど無限大である絶縁状態から抵抗値が極小の実質的な通
電状態に変化する。このため、第１の電極８２（！＋２
）と第２の電極８３（９３）とは導通状聾となる。

シカシて、！１８１８図のコンパレータ２１の入力端子
Ｖａはｗ準電圧ｖｂより小さくなり、コン）＜レータ１
２１の出力は付勢レベルとなる。この時、γノブスイッ
チ１２３が閉じていると、ΔＮ　＋）　、＋ｉ子１２２
の出力信号Ｖｅもイ」勢しヘルとなり、第２のリレー１
２５が付勢される。このため、モータ１２６（１０４）
は出力側端子ＶｉからＶ　１１の向きに電流が流、その
結果モータ１２６は逆転する。これにより第１６図にお
いてガラスウィンドー１０２はモータ１０４（１２６）
に連動して下降する。

なお、本発明は以上の実施例のみに限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載された主旨において構成の
各部を適宜変形なして実施することができる。例えば使
用例では圧力検出器により障害物を検出した時に第２の
リレー１２５でなく、第１のリレー１２４を消勢する構
成とすることにより、ガラスウィンドー１０２をその位
置に停止させるようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の断面図、第２図は第２実
ｊｌｆ）例の断面図、第３図は第３実施例の断面図、第
４図は第３図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第５図は第４実
施例の断面図、第６図は第５実施例の断面図、第７図、
第８図、第９図はそれぞれ第６．７．８実施例の断面図
、第１０図は第９実施例の断面図、第１１図は第１０図
の１３−１３線に沿う断面図、第１２図は第９実施例の
作用を示す説明図、第１３図は第１１図のＣ−Ｃ線に沿
う断面図、第１４図は第９実施例の一部変形を示す断面
図、第１５図は第９実施例の取付側を示す断面図、第１
６図は本発明の適用例を示ずネ］視図、第１７図は第１
６図図示のガラスウィンドー突き合わ・１部を示ず断面
図、第１８図は第１６図図示のコントローラの構成を示
す電気イ・へ線図、第１９図は適用例における圧力検出
器の斜視図、ｆｆ１２０図は同圧力検出器の要部拡大断
面図、第２１図は適用される圧力検出器の他の例を示す
断面図である。 １、−１１．２１．３１，４１，５１，６１，７１．８
１．９１・・・感圧ゴム、２，１２，２２，３２．４２
，５２，６２．７２，８２．９２・・・第１の電極、３
．１３，２３，３３，４３，５３．６３ａ、６３ｂ、７
３，８３．９３−第２の電極、４．１４．１５ａ、１５
ｂ、２４．２５ａ、２５Ｊ　３４．３５ａ、３５ｂ、４
４．５４．６４゜？４．８４．９４・・・ケース部材（
被覆部材）。 代理人弁理士　岡　部　隆 王７１７　は１ ζ”ｉ　９　ｉ’Ｊ ４ １′８［４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ４ｔＦ状の感圧コムを第１およびｆｆ５２の帯状電極の
   間に挟み込むとともに、変形可能な被覆部材で被覆して
   成り、上記第ｌおよび第２の電極間の電気抵抗を検出す
   るようにした圧力検出器。