TW513358B - Pressure-sensitive sensor, object detecting device, and opening-closing device - Google Patents

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513358 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（1 ) [技術領域] 本發明’係關於為防止物體夾入於汽車之動力窗、電 動滑門、電動遮陽棚、建築物之自動門等，而使用的壓敏 感應器（pressure sennsitive sensor)、物體檢出裝置及開閉 裝置。 [習知技術] 以在’作為用來防止物體之夾入的壓敏感應器者，有 如1^3,465,476號公報和實公昭41-15095號公報所揭露的 。藉按壓來關閉接點型式之壓敏開關。這種壓敏開關存在 著若沿著窗框設置時加以彎曲的話壓敏開關便關上而造成 錯誤檢出等之課題。 為此，已揭露有一種使用壓電感應器之發明，以作為 即使彎曲也不會錯誤檢出之壓敏感應器。例如，由USp 5,907,213號公報揭露了 一種，使用具有非壓電區域及壓電 區域之壓電感應器作為壓敏感應器，並只將具有壓電區域 之部分直接設在動力窗之窗框的構成。而且，若在此構成 下，關閉動力窗之窗玻璃時物體被夾入窗框與窗玻璃間的 話，壓電感應器則在物體之按壓下變形而從壓電感應器輸 出電壓脈衝，根據此電壓脈衝之有無，來檢出物體有無夾 入於窗框與窗玻璃間。 又，於USP 4,943,757號公報中，揭露了使用有壓電感 應器之開閉裝置者。此開閉裝置，包含有··壓電感應器， 其係内設於設置在窗框之防風雨襯條；及電動馬達，其係 根據壓電感應器之輸出信號來驅動窗玻璃。若在關閉窗玻 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4

tr--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 513358 A7 ___ B7 五、發明說明（2) 璃時物體夾入於窗框與物體間的話，壓電感應器則在物體 之按壓下變形而從壓電感應器輸出電壓脈衝，當此電壓脈 衝超出夾入之檢出閾值以上時，電動馬達之旋轉方向則反 轉以解除夾入。 然而，USP 5,907,213號公報之壓電感應器卻直接設在 窗框，所以，物體儘管按壓壓電感應器，壓電感應器也不 • 易變形。因此，藉外部評估裝置夾檢出夾入事宜時，不會 從壓電感應器產生為檢出所需的充份夠大之電壓脈衝。 又，依照USP 4,943,757號公報之開閉裝置，若防風雨 襯條沒有充份柔軟的話，物體儘管透過防風雨襯條來按壓 壓電感應器’壓電感應器也不易變形，不會從壓電感應器 輸出充分夠大之電壓脈衝。因此，窗玻璃繼續關上直到電 壓脈衝成為夾入之檢出閾值以上為止，而存在著解除夾入 前外加於物體之荷重已變大，以致損傷物體等之課題，及 未產生檢出閾值以上之電壓脈衝而無法解除夾入等之課題 I 〇 [發明之揭露] 本發明係用來解決這種習知之課題者，為此提供： (A) —種壓敏感應器，其係可設在開口部或開閉部，在 物體之按壓下容易變形； (B) —種物體檢出裝置，其係使用上述壓敏感應器，破 實地檢出物體之對於前述壓敏感應器之接觸； (C) 一種開閉裝置，其係夾入有物體時在解除夾入之前 可減低外加於物體之荷重。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 5 — — — — — — — — — — — 1« ^ i — — — — ^« — — — — — 1 — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 513358 A7 B7 五、發明說明（3 ) 在本發明所揭露之壓敏感應器，包含有： (a) 壓敏手段，係用以產生適應於變形之輸出信號；及 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (b) 支持手段，係將其壓敏手段支持於開口部、及開閉 其開口部之開閉部之至少一方；其特徵在於： 支持手段比壓敏手段更為柔軟。 上述壓敏感應器，係藉由此特徵，在物體接觸於壓敏 感應器時，支持手段跟壓敏手段同時輕易地變形以便不妨 礙壓敏手段，進而產生為檢出所需要之充份夠大的輸出信 又，於支持手段，設置一用來增加壓敏手段之變形的 變形增大部，藉此提高壓敏手段之靈敏度。在此處，將中 空部設在變形增大部的話，中空部則在物體之按壓下變形 使壓敏手段之變形量更加增大，同時使壓敏手段之靈敏度 更加提高。 又’於支持手段設置振動衰減部，藉此使傳播於壓敏 手段之無用的振動衰減，使壓敏手段不輸出會產生錯誤信 號等之輸出信號。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 在此處’振動衰減部可兼用變形增大部，及支持手段 係由汽車之防風雨襯條的一部分所構成，藉此可謀求零件 之合理化。 將壓敏手段設於開口部，使其與開閉部之最短距離成 為3mm〜5mm之範圍，藉此可檢出動力窗等處之夾入（用美 國法規即FMVSS 118所要求的最低直徑4mm以上之棒子夾 入於動力窗）。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 6 5fl3358 A7 B7 五、發明說明（4 將用來檢出其電極之斷路之電阻器，設在壓敏感應器 之多數個信號導出用電極間，藉此提高可靠性。 更且，用撓性壓電感應器來構成壓敏感應器，由支持 手段按照安裝部分之形狀可彎曲地支持壓電感應器。藉此 ’可提高在安裝部分之設計方面之自由度，並且可輕易進 行在強度方面之設計。再者，可使壓敏感應器與夾入部分 間之間隙變小，故夾入物體時，物體可確實與壓敏感應器 接觸。 訂 其壓電感應器，係使用一種混合非晶質氣化聚乙婦、 結晶性乳化聚乙嫦及壓電陶究粉體而成之複合壓電材料來 成型者。由於同時具備非晶質氣化聚乙烯所具之燒性及結 曰曰性乳化t乙稀所具之面溫耐久性，而沒有使用聚氣化乙 稀叉作為壓電體的習知壓電感應器一般之在高溫時的靈敏 度之降低’除具有良好之南溫耐久性以外，更在成型時不 需要加硫工程，所以生產效率頗佳。 再者，本發明更提供一種物體檢出裝置，包含有：上 述壓敏感應器；及根據壓敏感應器之輸出信號來判定物體 之接觸的判定手段。 於其物體檢出裝置備有一將判定手段之判定結果向第 二者報知之報知手段，藉此可提高安全性^. 又，將壓敏感應器直接連接於判定手段，使壓敏感應 器與判定手段一體化，藉此可免除連接器等之連接部，從 而沒有接點不良等之故障而可提高可靠性，進而可謀求零 件之合理化。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 513358 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（5 ) 再者，於判定手段，裝入一從壓敏感應器之輸出信號 只抽出頻率成分之濾波部。其濾波部，係用來除去因向壓 敏感應器傳播的無用之振動而產生之輸出信號，所以可提 高判定物體之接觸的精度。又，根據對應於振動的壓敏感 應器之輸出信號，判定感應器之機能異常，藉此可提高裝 置之可靠性。 又’本發明之物體檢出裝置，包含有一用來放電壓電 感應器所產生之電荷的放電部。即使因環境溫度之變化而 在熱電效應下壓電感應器產生了電荷，也放電此電荷，所 以不會產生因環境溫度之變化而引起的物體接觸之錯誤判 定。 又’判定手段，係用來運算壓敏感應器之輸出信號的 每單位時間之積分值，根據此積分值來判定物體之接觸。 即使物體之對於壓敏感應器之按壓速度頗緩慢，或有柔軟 物體之接觸時，也可確實地判定物體之接觸。 又’此物體檢出裝置，係在來自壓敏感應器之信號輸 入部與用來輸出物體接觸之判定結果的信號輸出部間，設 有一用來旁通高頻信號的旁通部。藉此，即使在壓敏感應 器和判定手段外加了高頻之強電場以致高頻信號從信號輸 入部侵入’也將高頻信號向信號輸出部旁通而向判定手段 之外部逃跑，所以不會產生錯誤判斷。更且，使信號輸入 部與信號輸出部鄰接，縮短高頻信號旁通徑路，藉此高頻 信號即使從信號輸入部侵入，也不會產生物體接觸之錯誤 判定。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------!«裝·ί 卜 ί 訂---------i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 513358 A7 B7 Φ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（6 ) 再者’本發明’係提供一種開閉裝置，包含有：上述 之物體檢出裝置；驅動手段，其係用以驅動開閉部；及控 制手段，其係用以控制驅動手段，以便根據判定手段之輸 出信號使前述開閉部進行開動作。此開閉裝置，可迅速確 實地判定物體之接觸，以停止開閉部之閉動件或打開。因 此可減低物體被夾入時在解除其夾入之前外加於物體之荷 重0 又’本發明之開閉裝置，包含有一種開閉部接觸判定 部，其係用以檢出由驅動手段驅動開閉部時之開閉速度和 驅動電流等之驅動狀態，根據所檢出之驅動狀態來判定物 體之對於開閉部的接觸。根據此判定部及物體檢出裝置中 之任一方的輸出信號來控制驅動手段。例如，當由物體檢 出裝置及開閉部接觸判定部中之任一方判定來入時，控制 驅動手段，以便停止開閉部之閉動作或進行開動作，所以 可提南安全性。 又’若在物體檢出裝置產生機能異常時，由控制手段 根據開閉部接觸判定部之輸出信號來控制驅動手段，藉此 可提局安全性。 再者於本發明之開閉裝置，當關閉開閉部時，由控制 手段來控制驅動手段，以便一旦進行給定距離或給定時間 之開動作後進行閉動作。在此方法下，即使在關閉開閉部 之前來自物體之按壓已外加於壓敏感應器，以致成為壓敏 感應器無法變形之狀態，也在壓敏感應器之變形一旦復原 之後’壓敏感應器再度接受物體之按壓而變形。其結果， — — — — — — — — — — — I· I ! l· I — I t i I ! I — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 513358 A7 ----- B7__ 五、發明說明（7 ) 可判定物體之接觸，防止物體之夾入。 [圖式之簡單說明] 第1圖係實施形態1之物體檢出裝置及開閉裝置之外觀 圖。 第2圖係第1圖之2-2位置的斷面構成圖。 第3(a)圖係從車室内侧投視該裝置之壓敏感應器的外 觀圖； 第3(b)圖係從車室外側投視該裝置之壓敏感應器的外 觀圖； 第4圖係該裝置之壓電感應器的斷面構成圖。 第5圖係該裝置之壓電感應器的外觀圖。 第6圖為一構成圖，顯示該裝置之壓敏裝置與判定手段 之位置關係。 第7圖係顯示該裝置之方塊圖。 第8圖係顯示夾入物體時之第1圖的2-2位置之斷面。 第9圖係顯示夾入物體端部附近時之第1圖2-2位置的 斷面構成。 第1〇圖係顯示來自該裝置之輸出信號v、夾入判定部 之判定輸出J、對於馬達之外加電壓特性。 第11圖係顯示用來表示該裝置之動作順序的流程圖。 第12(a)圖係顯示該裝置之壓敏感應器的其他實施形 態； 第12(b)圖係顯示該裝置之其他實施形態，且，顯示使 支持手段之側壁部彎曲的構成之斷面構成； ------------裝-----：----訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

513358 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（8 ) 第12(C)圖係顯示該裝置之壓敏感應器的其他實施形 態’且’顯示將壓電感應器之一部分露出於外部的構成之 斷面構成； 第12(d)圖係顯示該裝置之壓敏感應器的其他實施形 態，且，顯示支持手段由防風雨襯條18之一部分所成的構 成之斷面。 第13圖係顯示將壓敏感應器設置在窗玻璃上端部時之 斷面構成。 第14圖係顯示將壓敏感應器設置側遮陽板前端部時之 斷面構成。 第15圖係顯示來自實施形態2之開關裝置的輸出信號 V、積分值S、判定手段之判定輸出J及對於馬達之外加電 壓Vm2特性。 第16圖係顯示實施形態3之開閉裝置門開閉檢出部之 Vd、與來自濾波部30之輸出信號V的關係之特性。 第Π圖係顯示實施形態4之開閉裝置之對於驅動手段 的外加電壓Vm2特性。 第18圖係顯示實施形態5之物體檢出裝置及開閉裝置 之外觀。 第19圖係顯示第18圖之19-19位置的斷面。 第20圖係顯示該裝置之壓敏感應器的構成。 第21圖係將該裝置之壓敏感應器設置在滑門的其他實 施形態之外觀。 第2 2圖係顯示將該裝置之壓敏感應器設置在滑門之其 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 -I I I I------ 裝 ill·— — — 訂！ I ·線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、 2 發明說明（9) 他實施形態。 第23圖係顯示實施形態6之外觀。 第24圖係顯示實施形態7之外觀。 [用以實施發明之較佳形態] (實施形態1) 參照第1圖及至第14圖，說明實施形態1。 第1圖係實施形態1之物體檢出裝置及開閉裝置之外觀 圖，顯示適用於汽車之動力窗的例子。第2圖為第1圖之2-位置的斷面構成圖。依照第2圖，圖式右側為車室内側，左 側為車室外側。 如第1圖所示，汽車之門丨，備有作為開口部使用之窗 框200、及作為開閉部使用之窗玻璃3 ;而壓敏感應器4係設 在窗框200之端部周緣。判定手段5係根據壓敏感應器4之輸 出信號來判定物體之對於壓敏感應器4之接觸。 更且，此開閉裝置，係由上述之物體檢出裝置，使窗 玻璃3開閉的驅動手段6、及用來控制驅動手段6之控制手段 7所構成。在此處，驅動手段6係由馬達8、電線9、窗玻璃3 之支持器具10、及導件11等所構成。其係藉馬達來驅動電 線9，使同電線9連結之支持器具1〇沿著導件1〇而上下動件 ，藉此來開閉窗玻璃3。又，驅動裝置6並不限定於使用如 上述一般之電線9的方式，其他方式也可。控制手段7係與 馬達8 —體化。 如第2圖所示，壓敏感應器4係由作為壓敏手段使用之 撓性壓電感應器12及支持手段13所構成。支持手段13係將 · I I--Γ I I I · I--I---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 513358 A7 __ B7 五、發明說明（10) 壓電感應器12内設於最下部附近，而由比壓電感應器更柔 軟之橡膠或發泡樹脂構件等之彈性鱧所組成。具體言之， 若將用給定形狀之構件來壓縮壓電感應器12或彈性體14時 之每單位變位的壓縮荷重，定義為壓縮率，則使用彈性體 14之壓縮率變成小於壓電感應器12之壓縮率的彈性體14。 又，將壓電感應器12周圍之支持手段13之厚度作成薄厚， > 俾使壓電感應器12易於變形。支持手段13,具有使壓電感 應器12之變形增大的變形增大部15。變形增大部15係由中 空部16及側壁部17所成。又，支持手段13具有用來衰減振 動之振動衰減部；振動衰減部則兼用側壁部丨7。側壁部17 之共振頻率宜為10 Hz以下。在窗框200，設有防風雨襯條 18。又，即使彈性體14之壓縮率大於壓電感應器12之壓縮 率，也可藉著設置具有中空部16之變形增大部15，而使支 持手段13之壓縮率小於壓電感應器12。 壓電感應器12，宜設在窗框200以便與窗玻璃3之最短 1 距離成為3mm〜5mm之範圍。又，依本實施形態，一如第2 圖所示，壓電感應器係内設於支持手段13，所以將支持手 段13設在窗框200，以便支持手段13與窗玻璃3之最短距離X 成為3mm〜5mm之範圍也可。 又，將壓電感應器12設在窗框200，以便具有第2圖之 虛線所示的給定尺寸之物體190端附近被窗玻璃3夾入時， 壓電感應器12之一部分位置於比物體190之存在位置（第2 圖中之直線Li)更靠向窗玻璃3側之位置也可。或，將壓電 感應器12設在窗框200 ’以便壓電感應器12之一部分位置於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 13 I !-裝 ill· — — — 訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 513358 A7 -----B7_ 一 ------ 五、發明說明（11) 窗玻璃3之中心轴1^與所成之角度中也可。又，將Ll作為 一通過窗玻璃3之全閉時上端點（第2圖中之點Pl)與窗框 2〇〇之窗玻璃3側端部（第2圖中之點P2)之直線來求也可。又 ’使用直徑4mm〜200mm之棒子作為物體190。又，壓敏成 應器4之固定於窗框200之部位的形狀，可隨窗框200之端部 形狀而變更。 第3(a)圖、第3(b)圖係壓敏感應器4之外觀圖。第3(a) 圖為從車室内側投視壓敏感應器4之外觀圖，而第3(b)圖則 為從車室外側投視壓敏感應器4之外觀圖。依第3(1))圖，物 體190係在Pr點接觸於壓敏感應器4。壓敏感應器4係藉兩面 膠帶或黏合劑來固定於窗框200。就其他固定方法言之，用 模型夾將壓敏感應裔4固定於窗框200’或在窗框2〇〇設置溝 部，將壓敏感應器4嵌入溝部中固定也可。 第4圖係壓敏感應器12之斷面構成圖，壓敏感應器12 ，包含有： (a) 作為信號導出用電極使用之中心電極2〇 ; (b) 外側電極21 ; (c) 複合壓電晶體層22，係由複合壓電材料所成，此複 合壓電材料即於混合非晶質氣化聚乙烯及結晶性氣化聚乙 烯而成之橡膠彈性體，混合壓電陶瓷之燒結粉體而成；及 (d) 被覆層23。 上述中心電極20、外側電極21、複合壓電晶體層22及 被覆層23係層合成同心圓狀，並成型為電纜狀後加以分極 處理者，所以具有優異之撓性，產生適應於變形之輸出信 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ------------· I---..----^------I-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 14 M3358 經濟，部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（l2) 號。作為壓電陶究用者，例如可使用鈦酸鉛或鈦酸锆酸鉛 之燒結粉體。 壓電感應器12係藉以下之工程來製造。首先，藉由滾 壓法均勻地混合氣化聚乙烯片及（4〇〜7〇)ν〇1%之壓電陶瓷 (在此處為鈦酸鍅酸鉛）粉末成薄片狀，將此薄片切斷成顆 粒狀之後，將之與中心電極2〇一同連續地擠出以形成複合 & 壓電體層22。其次，將外側電極21捲於複合壓電晶體層22 之周圍。包圍外側電極21，連被覆層23也一同連續地擠出 。最後’為了極化複合壓電晶體層22，而將（5〜1〇)kv/mm 之直流高電壓外加於中心電極2〇與外側電極21間。 作為此氣化聚乙烯片用者，可使用非晶質氣化聚乙烯 與結晶性氣化聚乙稀之混合物。此時，由實驗發現，為了 考慮擠出之加工性、撓性、壓電特性等而宜使用一種混合 了分子量6萬〜15萬之非晶質氣化聚乙烯75wt%、及結晶度 (15〜25%)且分子量20萬〜40萬之結晶性氣化聚乙烯 • 25wt%之氣化聚乙烯。此混合氣化聚乙烯可含有壓電陶瓷 粉末到大約70vol%為止。 當把壓電陶瓷粉體添加於此混合氣化聚乙烯時，宜預 先將壓電陶究粉體浸潰於鈦•偶合劑之溶液中並加以乾燥 。在此處理下，由含在鈦•偶合劑之親水基及疏水基來被 覆壓電陶瓷粉體表面。親水基可防止壓電陶瓷粉體彼此間 之凝聚；又，疏水基可增加混合氣化聚乙烯與壓電陶瓷粉 體之潤濕性。結果，可將壓電陶瓷粉體均勻地添加於混合 氣化聚乙烯中到最大70vol%為止。又發現了··在滾壓混合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I I I---I I I I--^---I l· I I I I------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) M3358 A7

五、發明說明（13) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 氣化聚乙稀及壓電陶究粉體時添加鈦•偶合劑以代替上述 鈦·偶合劑溶液中之浸潰，藉此可獲得與上述同樣之效果 事宜。此處理之優點在於不需要鈦·偶合劑溶液中之浸潰 處理。 中心電極20雖可使用通常之金屬單線導線，不過在此 處乃使用一種將金屬線圈捲於絕緣性高分子纖維之周圍的 電極。絕緣性高分子纖維，宜使用一般在商業上用於電毛 毯之聚S旨纖維；而金屬線圈則宜使用含銀5之銅合金。 外側電極21係使用一在高分子層上黏接金屬膜之帶狀 電極，將之捲於複合壓電晶體層22之周圍而成者。而且， 使用聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)作為高分子層並在其上 面黏接鋁膜之電極，係於120°C溫度具有高熱穩定性之同時 在商業上也大量生產，所以宜作為外側電極使用。當要將 此電極連接於判定手段5時不易焊接鋁膜，所以例如藉歛縫 或扣眼來連接。又，將金屬單線線圈或金屬編織線捲於外 側電極21之|呂膜周圍以與紹膜形成導通，把金屬單線線圈 或金屬編織線焊接於判定手段5也可。此時，由於可焊接而 提高作業之效率。又，為了從外部環境之電雜音保護壓電 感應器，而宜將外側電極21部分地重疊、捲於複合壓電晶 體層22之周圍。 作為被覆層23用者，雖可使用氣乙烯或聚乙烯，但使 用比複合壓電晶體層22更佳柔軟性及撓性之橡膠等以便在 物體之按壓時壓電感應器12易於變形之彈性材料也可。作 為車載零件用者，在考慮其耐熱性、耐寒性下，具體言之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） 16 -----------裝-----^----訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟，部智慧財產局員工消費合作社印製 513358 A7 ____ Β7_____ 五、發明說明（Μ) ，且選疋-30 C〜85 C且撓性之減低少者。作為這種橡膠用 - 者，例如可使用乙丙橡膠（EPDM)、氣丁二烯橡膠（CR)、丁 基橡膠（IIR)、矽橡膠（Si)、熱可塑性彈性體等。在如上述 之構成下，終於可使壓電感應器之最小曲率小到半徑5mm 第5圖，為壓電感應器12之外觀圖，其係在壓電感應器 12之一方端部25内設有斷路檢出用電阻體24。斷路檢出用 電阻體24係連接於壓電感應器12之中心電極2〇與外側電極 21間。斷路檢出用電阻體24,係兼用一用來放電由熱電效 應所產生之電荷於壓電感應器12的放電部，以謀求零件之 合理化。壓電感應器12係直接連接於判定手段5 ;壓電感應 器12與判定手段5則形成一體。更且，將用來供給電源及輸 出檢出信號之電纜26、及連接器27連接於判定手段5。若將 壓電感應器12設置於支持手段13時，把斷路檢出用電阻體 24内設於端部25，並將壓電感應器12插入於支持手段13之 後，把壓電感應器12及判定手段5連接且一體。又，藉擠出 成型法來成型支持手段13時，同時擠出壓電感應器12把壓 電感應器12設在支持手段13，其後，内設斷路檢出用電阻 體24 ’使壓電感應器12與判定手段5—體化也可。 第6圖為一構成圖，顯示壓敏感應器4與判定手段5之位 置關係。如第6圖所示，壓敏感應器4係直接連接於判定手 段5並成一體，所以不需要用來連接壓敏感應器4與判定手 段5之電纜等。又，在壓敏感應器4之窗框2〇〇以外之場所的 圍繞變短，所以壓敏感應器4不會受到來自窗框2〇〇和門構 ^-----r---^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） 513358 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __—___Β7 _ _ 五、發明說明（is) 件28之無用振動的影響。判定手段5係設在門構件28之内側 ’例如設置於側鏡之安裝部附近。在壓敏感應器4接連於門 構件28之部分，設置振動吸收構件以防止從門構件28或車 體，透過門構件28傳輸無用之振動給壓敏感應4也可。 第7圖係實施形態1之物體檢出裝置與開閉裝置之方塊 圖。物體檢出裝置，包含有：壓電感應器12 ;濾波部3〇， 其係自來自壓電感應器12之輸出信號，只通過給定之頻率 成分；判定部31，其係根據來自濾波部3〇之輸出信號，來 判定物體之對於壓敏感應器4之接觸；及異常判定部32,其 係利用由斷路檢出用電阻24與分壓用電阻29所形成之電壓 值’來判定壓電感應器12之中心電極20與外側電極21之斷 路異常。再者，將來自壓電感應器12之輸出信號輸入於判 定手段5之信號輸入部33、與用來輸出來自判定部31之判定 k號的彳§號輸出部’係鄰接著設在判定手段5内。在信號輸 出部34，連接有接至判定手段5之電源線路及主要線路。設 在信號輸入部3 3與信號輸出部間以旁通高頻信號之旁通部 35，係由電容器所成。 驅動手段6備有用來檢出馬達8之旋轉脈衝的霍爾 (Hall)元件36。控制手段7，包含有：位皇檢出部η，其係 根據來霍爾元件36之輸出信號來檢出窗玻璃3之上端位置 ，開閉部接觸判定部38，其係根據來自霍爾元件36之輸出 信號來檢出窗玻璃3之移動速度，藉以判定物體之對於窗玻 璃3之接觸；及控制部39 ,其係根據判定手段5、位置檢出 部3 7及開閉部接觸判定部3 8之輸出信號來控制馬達8。 ------------------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 297公釐） 18 經濟—智慧財產局員工消費合作社印製 Μ3358 Α7 —-----—-— Β7___ ^ 五、發明說明（16) • 位置檢出部37，係將輸出自霍爾元件36之脈衝信號計 “ 數並加以記憶’藉此檢出窗玻璃3上端之現在位置。在此處 ’窗玻璃3之上端位置γ，係如第1圖所示以來自窗框2〇〇之 最下端之兩度表示。 開閉部接觸判定部38，於是根據物體一接觸於窗框3 此窗框3之移動速度即變為緩慢之事實，而判定物體已接觸 。具體地言之’從輸出自霍爾元件36之脈衝信號的脈衝間 隔運算窗玻璃3之移動速度；若所運算之移動速度的每單位 時間之變化量I ^Vwi變成大於預先設定的設定值Vwi時 ，則判定為物體已接觸於窗玻璃3，輸出L〇— L〇之脈 衝信號以作為判定信號。 再者，開閉裝置包含有：報知手段4〇，其係藉設置在 車至内之前面板的給定照明器等來報知判定手段5之判定 釔果，開閉開關41，其係用來開閉窗玻璃3 ;及電源42，其 係由A車之電池等所成。開關41包含有：藉單觸操作來開 閉窗玻璃3之自升開關、自降開關；及用手操作來開閉窗玻 璃3之手控上升開關、手控下降開關。 濾波部30，係用以從壓電感應器12之輸出信號除去由 >飞車之車體振動等所引起之無用信號。濾波部3〇具有只抽 出特有頻率成分之濾波特性，該特有頻率成分就是壓電感 應器12因物體之接觸時之按壓而變形時出現於輸出信號者 在濾波特性之決定時解析汽車車體之振動特性和行駛時 之車體振動使之最合適化即可。具體言之，濾波部3〇，係 為了除去由汽車之引擎和行駛所造成之振動，而宜做成抽 !!!·裝 ill·!.-訂·! 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 -^-____B7_ 五、發明說明（17) 出大約10Hz以下之信號成分的低通濾波器。 為了除去外來之電性噪音，而用護罩構件來覆蓋判定 手段5全體以進行電保護。又，外側電極21係與判定手段5 之護罩構件導通，並將壓電感應器電保護。又，將貫通電 容器或FM1濾波器等附加於上述電路之輸入•輸出部以進 行強電場噪音對策也可。 首先，說明藉物體檢出裝置來檢出物體之對於壓敏感 應器4之接觸時的動作。第8係顯示物體190侵入於窗框2〇〇 與窗玻璃3間而被夾入時之第1圖2-2斷面構成圖。如第8圖 所示，當物體190同壓敏感應器4接觸時，來自物體190之按 壓則外加於支持手段13及壓電感應器12。支持手段13比壓 電感應器12較為柔軟，所以，以物體進行接觸之Pr點為中 心’在按壓下壓縮支持手段13，使側壁部17變形，同時壓 碎中空部16。藉此，壓電感應器12也以物體接觸於支持手 段13之ΡΓ點為中心，彎曲變形。 第9圖係顯示物190之端部侵入夾在窗框200與窗玻璃3 間時之第1圖2-2斷面構成圖。如第9圖所示，依照本實施形 怨，壓敏感應器係位置於比L丨更靠向窗玻璃;3側，所以與上 述樣壓縮支持手段13，使側壁部17變形，同時壓碎中空部 16使壓電感應器12變形。又，如第2圖所示，依照本實施形 悲，將壓電感應器12及窗玻璃3設置成它們之距離χ成為 3mm〜5mm之範圍，所以直徑4mm之物體19〇即使被夾入如 第9圖所示，壓電感應器12也受到來自物體19〇之按壓而變 形。 本紙張尺度適財目@家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮了 20 -----------ΦΜ----l·---訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 513358 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（18) 又，若比較支持手段13沒有中空部16之構成與本實施 形態之構成’則本實施形態之構成因中空部16被物本之按 壓壓碎而支持手段13之壓縮程度較大，所以壓電感應器12 變形得更大。 若按照上述使壓電感應器12變形，則在壓電效應下從 壓電感應器12輸出適應於變形之輸出信號。從來自壓電感 應器12之輸出信號，藉滤波部3〇來抽出給定之頻率成分。 此時，雖透過窗框200向壓敏感應器4傳播由汽車引擎和行 駛所引起之振動，但由於設在支持手段13之側壁部17兼用 振動衰減部，而可除去這種振動。又，未被側壁部17除去 之振動成份雖被外加於壓電感應器12而在壓電感應器12之 輸出信號出現如上述一般之由無用之振動成分所造成之輸 出信號，但可由濾波部來除去由汽車車體之振動所引起之 無用信號。 其次’使用第10圖來說明判定部31及控制部之動作順 序。第10圖係表示來自濾波部30之輸出信號V、判定手段5 之判定輸出J、外加於馬達8之外加電壓vm的特性圖。於第 1 〇圖中，縱軸係從上依序表示v、j、Vm，而橫軸為時刻t 。若於時刻t!接通開閉開關41之自升開關，則由控制部39 外加+Vd之電壓於馬達8 ,使窗玻璃3進行閉動作。判定手 «^又5於疋在窗玻璃3之閉動作時進行判定動作。如第8圖或第 9圖所示，若物體19〇被夾入，則在壓電效應下從壓電感應 器12輸出適應於壓電感應器12之變形的加速度之信號，且 ，從;慮波部3 0出現如第1 〇圖所示之大於基準電位％的信號 :紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐

-------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -I1. .線- 513358 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（l9) 成分。此時，若是單純將壓電感應器12設在窗框200之構成 話，夾入時之壓電感應器12之變形只有一點，但本實施形 態一如第2圖所示用比壓電感應器12更為柔軟之彈性體14 來構成支持手段13，在夾入時易於壓縮支持手段13，因而 增大壓電感應器12之變形量。而且，夾入時也將中空部16 壓碎’所以壓電感應器之變形量更加增大。像這樣壓電感 應器12可獲得大變形量，變形量之二次微分值即加速度也 變大，就結果而言，壓電感應器12之輸出信號也變大。判 定部31，若來自V之VG的振幅| V-VG |大於D〇，則判定物 體已接觸，而在時刻輸出Lo—Hi—Lo之脈衝信號以作為 判定輸出。控制部39—有此脈衝信號即停止對於馬達8之 +vd的電壓外加，然後外加一定時間至時刻t3使窗玻璃3下 降一定量，以解除夾入。又，當解除夾入時，從壓電感應 器12輸出適應於變形之復原加速度的信號（小於第1〇圖之 基準電位V〇之信號成分）。 當夾入時，V是否大於或小於vG，雖依壓電感應器12 之彎曲方向和極化方向、電極之分攤（將那一個作為基準電 位）、及壓電感應器12之支持方向而定，但由於判定部3 1 乃根據來自V之VG的變化之絕對值來判定夾入，故無論v 之對於VG之大小如何，均可判定夾入。 以上，就檢出物體之對於壓敏感應器4之接觸時之動作 ，做了說明。依照本實施形態，由開閉部接觸部判定部3 8 來檢出物體之對於窗玻璃3之接觸。若由位置檢出部37所檢 出之窗玻璃3之上端位置γ為第！圖之γ〇以下時，控制部39 -----------ΑΈ—[ —訂--------- Φ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

513358 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2〇) 一輸入有依據判定部31之檢出信號、及依據開閉接觸判定 部38之檢出信號之至少一方的檢出信號，即停止對於馬達8 之+Vd之電壓外加，且，將一vd之電壓外加一定時間使窗 玻璃3下降一定量。γ大於YG時，控制部39之所以不參考依 據開閉部接觸判定部38之檢出信號，是因為在Y大於γ0之 區域進行依據開閉部接觸判定部38之檢出動作的話，窗玻 > 璃3全閉時| AVw |則變成大於Vwi而輸出檢出信號之故 。為了將藉助物體檢出裝置及開閉部接觸判定部38雙方之 物體檢出的區域盡量廣寬，而將Y0設定於壓敏感應器4之 最下端部附近位置即可。具體言之，若考慮美國法規即 FMVSS 118(關於在動力窗等之夾入）所要求的、檢出到最 低直控4mm為止之棒子的夾入，YG宜設定在從壓敏感應器 下側3mm〜5mm位置。 又’以上所述的物體檢出裝置及開閉裝置之動作雖是 如第8圖及第9圖所述物體190接觸於壓敏感應器4，且，夾 > 入於窗框200及窗玻璃3時之動作，但在物體夾入於窗框2〇〇 及窗玻璃3前已接觸於壓敏感應器4時，若| V-V〇丨大於D〇 的話’也由判定部31判定物體已接觸，而由控制部39停止 對於馬達8之+Vd之電壓外加，將一 vd之電壓外加一定時間 使窗玻璃3下降給定量。又，即使物體190在夾入於窗框2〇〇 及窗玻璃3前即已接觸於窗玻璃31，若丨AVwl大於Vwi 的話’開閉部接觸判定部38也判定物體已接觸於窗玻璃3 〇 其次，以下說明，在異常判定部32之斷路判定之順序 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 23 — — — — — — — — — — — — — i I I l· I--訂----I!-線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7

五X發明說明（21) 。於第7圖中，將斷路檢出用電阻體24、分壓用電阻體29 之電阻值分別設為R〗·、R2、將P點之電壓、電源42之電壓 分別設為Vp、Vs。R〗、R2，通常使用數兆歐〜數十兆歐 (megohm)之電阻值；又，濾波部30及異常判定部32之輸入 阻抗雖因遠高於1、r2，而將Vp作為對於Vs之心與複合壓 電晶體層22之電阻值的並聯電阻值、及與r2之分壓值來求 出’但複合壓電晶體層22之電阻值通常為數面兆歐以上， 因而對於前述並聯電阻值幾乎沒有幫助，因此，可將Vp視 做對於之分壓值Vl2。若壓電感應器12之中心電 極20、外側電極21為正常時，Vp則成為V12。若壓電感應器 12之中心電極20及外側電極21之至少一方斷路的話，在等 效上第7圖中之pa點或pb點成為開路，因而Vp成為vs，若中 心電極20及外側電極21短路的話，在等效上pa點及Pb點成 為短路’因而Vp等於接地電位。根據這種變化，由異常判 定部32檢出Vp之值，判定由中心電極20及外側電極21之斷 路’由短路所引起之異常。若由異常判定部32判定為異常 的話，由判定部31繼續發出Hi以作為判定信號J。 第11圖係表示以上所述之開閉裝置的動作順序之流程 圖。首先，將壓敏感應器4為正常且物體沒對壓敏感應器4 或窗玻璃3接觸時之動作順序示於如下。於步驟ST1，藉控 制部39來判定判定部31之判定信號J是否用Hi來繼續，若壓 敏感應器4為正常時，進入步驟ST2，由控制部39，來判定 開閉開關41中之自升開關是否接通。若自升開關並未接通 時，返回步驟ST1。若自升開關被接通的話，在步驟ST3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------------^----訂---------^9! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 24

C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉控制^39向馬達8外加電壓Vm，將此外加電壓Vm設為Vd —使®玻璃3閉動作。其次，於步驟ST4 ’藉判^部3!來判 疋丄V-V〇 1是否大於D〇 ;若沒有物體之對於壓敏感應器4 或由玻璃3之接觸時’ | V-V〇丨則成為％以下，因此進入 步驟ST5。於步驟ST5，藉由控制部％來判定，由位置檢出 邛37所檢出之窗玻璃3之上端位置Y是否大於第1圖所示之 、、’°疋位置Y0。若γ大於γ〇，則進入步驟ST6 ,反之，Y為γ〇 、下的話進入ST9。於步驟ST6，藉由開閉部接觸判定部38 判疋I AVW |是否大於預先設定的設定值，若丨 I大於Vw〇 ’則判定窗玻璃3已全閉而進入步驟ST?,將vm 作為零，彳τ止馬達8完成窗玻璃3之閉動作。在步驟， i AVw I為Vw0以下的話返回步驟δΤ4，繼續窗玻璃3之閉 動作。當從步驟ST5進入步驟ST9時，若沒有物體接觸於窗 玻璃的話，藉由開閉部接觸判定部38判定| AVw丨為Vw 以下，而返回步驟ST4，繼續窗玻璃3之閉動作。 其次，說明壓敏感應器4之中心電極20及外側電極21 之至少一方斷路，或短路而產生異常時之動作順序如下。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 若於壓敏感應器4產生異常，而由異常判定部32判定為異常 ’則由判定部31繼續發生Hi作為判定信號j，因而從步驟 ST1進入步驟灯8，藉由控制部39使報知手段4〇閃光，向第 二者報告壓敏感應器產生異常情事，而進入步驟ST2以下 之順序。此時，如後述，壓敏感應器即使有異常，也在步 驟ST9藉開閉部接觸判定部38來檢出物體有無接觸於窗破 璃3，因此可解除物體之夾入。 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（23) /、次，說明壓敏感應器4為正常且物體接觸於壓敏感應 裔4或窗玻璃3時之動作順序如下。由於壓敏感應器4為正常 ，而從步驟ST1進入步驟ST2,當自升開關一接通即進入步 驟ST3，藉由控制部39將對於馬達8之外加電壓vm作成Vd ，使窗玻璃閉動作。接著，於步驟ST4，當物體一接觸於 壓敏感應器4，即| V-V〇 |變成大於〇〇，因此於步驟ST1〇 由判定部31輸出Lo—Hi->Lo之脈衝信號以作為判定輸出 。然後’於步驟ST11〜步驟ST13藉控制部39來停止對於馬 達8之+Vd之電壓外加，將_Vd之電壓外加一定時間使窗玻璃 3下降一定量’同時使報知手段40閃光一定時間，向第三者 報知物體已接觸事宜。 若在步驟ST4物體未接觸於壓敏感應器4時，於步驅 ST5藉位置檢出部37來判定窗玻璃3之上端位置丫是否大於 γ〇 ;若Y大於Y〇，則進入步驟ST6繼續窗玻璃3之閉動作。 反之’於步驟ST5判定Y為YG以下的話，於步驟ST9進行藉 助開閉接觸判定部38之檢出動作。當物體一接觸於窗玻璃3 ’即在步驟ST9 | △ Vw |變成大於Vwl，因此於步驟ST10 由開閉部接觸判定部輸出L〇— Hi— Lo之脈衝信號作為判 定輸出。然後，於步驟ST11、ST12、ST13，由控制部39 停止對於馬達8之+Vd之電壓外加，並將-Vj壓外加一定時 間，使窗玻璃3下降一定量，同時使報知手段4〇閃光一定時 間’向第三者報知物體之接觸已產生事宜。於步驟灯9， 若I △ Vw |為Vw!以下，則沒有物體之對於窗玻璃3之接觸 因而進入步驟ST4，繼續窗玻璃4之閉動作。又，窗玻璃3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 26 -------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 發明說明（24) 已全閉之場合，較之物體已接觸於窗玻璃3之場合，窗玻璃 3之移動速度之變化更大，因而對於vw。可設定vwl以上之 值。 若將側遮陽板安裝於窗框200,則物體被夾入於側遮陽 板與窗玻璃3間時，有時候物體不接觸於壓敏感應器4。然 而’依本實施形態，卻可藉開關部接觸判定部38來檢出物 體之對於窗玻璃3之接觸，以解除夾入。 又，若在壓敏感應器4產生異常時，控制部39可核驳開 閉開關41之藉助自升開關之動作。此時，可只靠開閉開關 41之手控開關來關閉窗玻璃3。 一般而言’壓電材料多同時具有壓電效壓及熱電效應 。依照本實施形態，即使因環境溫度之變化而在熱電效應 下在壓電感應器12產生電荷，兼用了放電部之斷路檢出用 電阻體24也放電前述電荷。因此，即使有環境溫度之變化 也不會在輸入於濾波部3〇之信號含有無用之噪音。又，依 照本實施形態，雖將放電部同斷路檢出用電阻體24兼用， 但將放電部連接於判定手段5内之來自壓電感應器12之信 號線路與接地線路間也可。 又’依照存在有高頻強電場之環境，壓敏感應器4即成 為一種天線，有時候因高頻信號輸入於判定手段5而有產生 錯誤判定之情況。本實施形態由於高頻信號即使從信號輸 入部33侵入，也由旁通部35將高頻信號向信號輸入部33旁 通使之向判定手段5之外部逃跑，所以在輸入於濾波部30 之信號不會有無用之噪音。再者，由於將信號輸入部33及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） ------------裝 - ---^----訂·！ I-----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 27 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 513358 A7 B7__ 五、發明說明（25) 信號輸出部34作成鄰接以縮短高頻信號之旁通徑路，所以 南頻信號易於旁通。 又，就壓敏感應器4之其他實施形態言之，將壓敏感應 器4作成如第12a〜d圖所示之構成也可。第12a〜d圖均為壓 敏感器4之斷面構成圖；其中，第12a圖之壓敏感應器4之支 持手段13構成有：由比壓敏手段（壓電感應器）12更柔軟的 彈性體所成的側壁部17 ;及比側壁部17更硬之彈性體14b 。由於彈性體14b比側壁部17還硬，所以粘接等將壓敏感應 器4固定於窗框200時固定面既牢固且易於粘接。 第12b圖係使支持手段13之側壁部17變曲而成者；由於 側壁部17彎曲著而易於變形，且，易使振動衰減。 又’第12c圖係使壓敏手段（壓電感應器）12之一部分露 出於外部並用支持手段13來支持，以代替將壓敏手段内設 於支持手段13者。由於使壓敏手段12之一部分露出於外部 ’藉此物體直接接觸於壓敏手段12,所以可提高壓敏感應 器4之靈敏度。 又，第12d圖係用汽車之防風雨襯條18之一部分來構成 支持手段13者；由於防風雨襯條18兼用支持手段13，而可 謀求零件之合理化。 又’依照上述之實施形態，雖將壓敏感應器4作成設在 窗框200之構成，但將壓敏感應器4設在窗玻璃3也可。第13 圖係將壓敏感應器4設在窗玻璃3上端部時之斷面構成圖。 如依此構成，則在窗玻璃3之閉動作時物體一接觸於窗玻璃 3之上端部，即藉壓敏感應器4來檢出物體之接觸，停止窗 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 28 ----------------l·—訂---------^9— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明說明（26) 玻璃3之閉動作，使窗玻璃3進行開動作，因此可將失入防 患於未然。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，如第14圖所示，在窗框2〇〇安裝有側遮陽板43時， 將壓敏感壓器44作成設在側遮陽板43前端部之構成也可。 在此構成下，如第14圖所示，例如，將物體19〇從1之狀態 夾入於側遮陽板43與窗玻璃3間時，雖說只靠壓敏感應器4 的話除非物體190達到S2之狀態否則無法檢出夾入，但使用 壓敏感應器44,藉此可檢出物體19〇之在1狀態之夾入，因 此可提前檢出夾入藉以解除夾入。 又’依照實施形態1，其乃將判定手段5之判定結果顯 不於一由設置在前面板之給定照明器等所成之報知手段4〇 。更且，例如，將報知手段4〇用作汽車之電喇0八，或讓報 知手段40具有通信機能，透過無線或攜帶電話線路等在外 部之通信終端報知判定手段5之判定結果也可。 (實施形態2) 經濟-部智慧財產局員工消費合作社印製 參照第15圖，說明實施形態2。本實施形態具有一種， 由判定手段5運算壓電感應器12之輸出信號的每單位時間 之積分值Sv，根據前述積分值來判斷物體之接觸的構成。 第15圖為一特性圖，顯示：將上述構成中之壓電感應器j 2 之輸出，通過濾波部30後之信號V、積分值sv、判定手段 之判定輸出J，對於馬達8之外加電壓Vm。第1 5圖中，縱軸 係從上依序為V、Sv、J、Vm ;橫軸係時間t。於時刻t4、一 將關閉開關41之自升開關接通，控制部39即把+Vd之電壓 外加於馬達8，使窗玻璃3進行閉動作。物體一接觸於壓敏 29 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 513358

五、發明說明（27) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 感應器4,壓電感應器12即在物體之按壓下變形，產生適應 於此變形之輸出信號V。此時，若物體柔軟，或環境溫度 既低溫且窗玻璃3之閉動作速度緩慢的話，壓電感應器12 則lift地變形’而-如第15圖所示，V較之第1〇圖，信號 位準變成更小。於是，一如第15圖所示，由判定部31來運 异V之每單位時間的積分值& ;若在時刻“心大於預先設定 的设疋值S〇時，輸出L〇之脈衝信號以作為判定輸 出。控制部39 —有此脈衝信號，即停止對於馬達8之+%之 電壓外加，將-Vd之電壓外加一定時間到時刻q為止，藉此 使窗玻璃3下降一定量，以解除夾入。 由於在上述作用下，即使物體之對於壓敏感應器之按 壓速度緩慢，前述壓敏感應器之輸出信號之信號位準變小 ，前述判定手段也根據前述壓敏壓感應器之輸出信號的積 分值來判定物體之接觸，所以柔軟之物體接觸於壓敏感應 器也可確實地判定物體之接觸。 (實施形態3) 參照第16圖，說明實施形態3。本實施形態係具有用來 核對壓敏感應器之機能是否正常的機能者。門開閉檢出部 係設在門或本體，以用來輸出Hi(開門時）、L〇(關門時）之 信號。門之開閉一被檢出，異常判定部32即根據對應於隨 在窗框之門開閉而振動的、壓縮感應器4之輸出信號，來判 定壓敏感應器4之異常。 第16圖為一特性圖，係顯示上述構成之門開閉檢出部 之輸出信號Sd、與來自濾波部30之輸出信號之關係。第16 -----r---^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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經 濟 部一 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明（28) 圖中，縱軸係從上依序為Sd、V ;橫轴為時刻t。 於時刻t?，一開門Sd即從Lo變成Hi，開門時之車體振 動便從窗框200傳播至壓敏感應器4,從壓敏感應器4藉車體 振動來產生輸出，使V成為第16圖所示者。又，在時刻“ 門一被關閉，Sd即從Hi變成Lo，關門時之車體振動便傳播 至壓敏感應器4,從壓敏感應器4藉車體振動來產生輸出， 使V出現如第16圖所示之輸出。異常判定部32，每門開閉 檢出部之輸出信號從Lo向Hi或從Hi向Lo變化，而其時之輸 出V之振幅| V丨大於預先設定之設定值di的話，即判定 為沒有機能異常，反之，\^為〇1以下的話便視為壓敏感應 器4之靈敏度已降低而判定為有機能異常。若做了異常判定 時，便與貫施形態同樣，將判定部31之判定信號j用Hi來繼 續，只藉開閉部接觸判定部38來進行物體之接觸判定。 由於藉上述作用來判定壓敏感應器之機能異常，所以 可提高裝置之可靠性。 (實施形態4) 參照第1 7圖，說明實施形態4。依照本實施形態，當使 窗玻璃3進行閉動作時，控制手段7則控制驅動手則，俾便 窗玻璃3-旦向開方向進行給定距離或較時間之開動作 之後進行閉動作。 第17圖為-特性圖’顯示對於上述構成之驅動手段6 的外加電壓Vm。圖中，縱軸為，橫轴為時刻t。如第17 圖所示，當將窗玻璃3進行閉動作時，在時·-接通自升 開關’控制部39即把對於馬達8之外加電^作為％，使 本紙張尺度賴㈣國冢標準(CNS)A4^^ x 297公釐） A7 ~一B7 _ A、發明說明（29 ) ®玻璃3向開方向移動微小距離，直到時刻&為止；時刻q〇 以後’則把Vm作為+Vd，使窗玻璃進行閉動作，直到在時 刻tu完全關閉為止。從時刻tjti〇之時間之設定，雖依開 P#部3之重量和馬達之能力等而加以最合適化即可，不過最 低數百毫秒左右也可。 例如，可假想使窗玻璃3進行閉動作之前，物體已成為 被夾入於窗框200與窗玻璃3之狀態，為此壓敏感應器4成為 無法變形之狀態的情況。此時也同樣，使窗玻璃3進行閉動 作時，待窗玻璃3—旦向開方向進行給定距離或給定時間之 閉動作之後進行閉動作，藉此使壓敏感應器4之變形一旦復 原，其後，再在窗玻璃3之閉動作下，壓敏感應器4受到物 體之按壓而變形。因此，從壓敏感應器4輸出適應於該按壓 之輸出信號’藉此來判定物體之接觸，從而可防止物體之 對於窗200與窗玻璃3之無用的夾入。 (實施形態5) 參照第18圖〜第22圖來說明實施形態5。 第18圖係實施形態5之物體檢出裝置及開閉裝置之外 觀圖，顯示適用於汽車之電動滑門的情況。第19圖係第18 圖之19-19斷面構成圖。此實施形態之開閉裝置，係由滑門 45、滑門之門面板46、凹凸部47、滑門45之垂直端部48、 垂直端部48之彎曲部49、壓敏感應器50、門鎖部5 1、滑門 45之開閉檢出用電極52、及本體開口 53(打開滑門45讓乘客 出入）所構成。再者，於第19圖中顯示：壓電感應器54;用 來支持壓電感應器54之支持手段55;用以固定壓敏感應器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) )0J· I I I · s>. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 32 513358 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（30) 50於滑門45之固定部56 ;及關閉滑門45時密封本體開口部 53與滑門間之密封部57。 壓敏感應器50係設在滑門45之本體開口部53側且鄰接 著設在垂直端部48之車室内側的段部，而以此構成為理想 。又’此種段部係通常為了在滑門設置下向制動器而設置 者，例如，特開昭62-137716號公報中也揭露有具有這種段 部之滑門。如第19圖所示，壓敏感應器50係與本體開口部 53之間留著給定距離y而固定於固定部56，以便滑門45完全 關閉起來時避免與本體開口部53接觸。若考慮兒童手指等 之夾入的話’距離y則以作成3mm〜5mm為理想。又，為了 易於檢出物體之對於滑門45之接觸，而將壓敏感應器5〇之 一部分设置成比垂直端部48更逼出於本體開口部53側。又 ’將壓敏感應器50作成在垂直端部48之構成也可。控制手 丰又係没置在滑門45内。為了將物體之接觸在滑門45之垂直 端部48附近更廣範圍地加以檢出，而例如一如實公昭 38_2015號公報所揭露，將用來輸出判定信號至控制手段7 之判定手段5，設置在壓敏感應器50之下端部。而且，將判 定手段5固定於滑門45之垂直端48之最下部附近。又，一如 特開平8-232525號公報和特開平9-96146公報所揭露，若要 在滑門45内設置馬達和馬達之控制單元等時，通常乃避開 /月門45之由玻璃而設在比窗玻璃之下端部更下側。因此， 本貫施形態也同樣，控制手段7係設在比滑門45之窗玻璃下 端部更下側，從而來自判定手段5之判定信號必然地從設在 比窗玻璃之下端部更下側的貫穿孔（最好設在判定 5之 -------------裝·！--r I--訂--I------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

33 513358 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（31) 附近），透過電纜26向控制手段7傳送。又，此種貫穿孔， 例如一如將開閉檢出用電極52設置於滑門45時那樣，從滑 門5之外部向内部傳送信號時設置者，可說極為一般性之貫 穿孔者。關於滑門45之驅動手段，可使用藉助電動馬達等 的，一般普及之構成。 第20圖係壓敏感應器50之構成圖。壓敏感應器5〇，係 由作為壓敏手段使用之壓電感應器及支持手段55所成。壓 電感應器54，係將中心電極20、外側電極21及作為壓電材 料使用之複合壓電晶體層22,層合成型者，具有同轴電纜 狀及撓性。支持手段55包含有：彈性體14，其係内設有壓 電感應器54，且，比壓電應器54更為柔軟；中空部58 ;及 溝部59 ’其係供作固定於固定部之用者。實施形態〗之壓電 感應器12係在最外層備有被覆層2 3 ;反觀，本實施形態之 壓電感應器54係成為由支持手段55兼用被覆層之構成，藉 以謀求零件之合理化。 本實施形態之關閉裝置，也可按照實施形態1之順序來 檢出物之對於壓敏感應器5〇之接觸；且，可防止物體之無 用之夾入’以及在失入物體時可減低外加於物體之荷重直 到解除夾入為止。 又，如第18圖所示，依照本實施形態·，其為了防止物 體夾入於滑門45與本體開口部53間，而將具有撓性壓電感 應器54之壓敏感應器50設置成可彎曲地沿著滑門45之形狀 。本實施形態之壓敏感應器，儘管在門面板46為剛性之強 化和設計之需要上而設有凹凸部47，也不會有像習知接點 I i ! l· I I I t ·! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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五、發明說明（32)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 型之壓敏開關那樣在彎曲部49接觸壓敏開關而產生錯誤檢 出等情事。因此，可提高門面板46之剛性之強化及在設計 方面之自由度。 又，習知接點型之壓敏開關並不能彎曲，所以設置於 滑門45時，壓敏開關與垂直端部48間便產生間隙。因此， 存在著物體被夾入於此間隙與本體開口部53間的話，物體 由於不接觸於壓敏開關而無法檢出夾入等之課題。然而， 若依本實施形態，則可使垂直端部48與壓敏感應器應器50 間之間隙變小，所以物體被夾入於滑門45與本體開口部53 間時，物體則確實地與壓敏感應器接觸，可檢出夾入事宜 〇 又，即使在滑門45設有門鎖部51和開閉檢出用電極52 等之附屬零件，也可使壓敏感應器50彎曲，避開此等附屬 零件來設置之。因此，對於附屬零件之設置位置也沒有限 制。 又’作為設置壓敏感應器50於滑門45之構成的其他實 施形態中，也可將壓敏感應器50設置成如第21圖及第22圖 所示者。於第21圖中，壓敏感應器50係設置於滑門45之閉 方向的垂直端部48。上端部60及下端部61。在此構成丁， 除了檢出物體之對於滑門45之垂直端部48與本體開口部 53(第18圖）間之夾入以外，更可檢出物體之對於上端部6〇 及下端部61與本體開口部53間之夾入，所以可擴大失入之 檢出範圍。又，雖說必須在滑門45之隅角部62彎曲壓敏感 應器，但由於使用撓性之壓敏感應器54，所以儘管弯曲 - ------— — — — — — -ull· —--訂----I I I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 35 513358

五、發明說明（33) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 不會像習知之壓敏開關那樣作出錯誤檢出。 於第22圖中，壓敏感應器50係設置於滑門45之端部全 周之整個區域，而壓敏感應器50之兩端則備有連接於判定 手段5之構成。在此構成下，可檢出物體之對於滑門45之端 部全周與本體開口部53(第18圖）間之夾入，且，較之第1 § 圖及第21圖之構成’更擴大夾入之檢出範圍。 又’在第22圖之構成方面，由於壓敏感應器5〇之兩端 連接於判定手段5，而可藉判定手段5從壓電感應器54之兩 端導出信號。那時，壓電感應器54之中心電極20或外側電 極21即使在中途斷路，也可從壓電感應器54之任一方之端 部導出檢出信號，所以可提高可靠性。又，更且，將外側 電極21之一端作成連接於接地，並將另一端成透過電阻連 接於電源，藉異常判定部32來檢出電阻之外側電極21側的 接點之電壓。依照此構成，若外側電極21為正常的話，接 點電壓則成為接地電位，而若外側電極21為斷路的話，接 點電壓則成為電源電位，所以可檢出外側電極21之檢出， 更加提高可靠性。 (實施形態6) 第23圖所示之本實施形態，係將本發明適用於汽車之 電動遮陽棚63者，並在電動遮陽棚63之窗玻璃64設有壓敏 感應器65。在此構成下，可防止，在電動遮陽棚63之物體 之夾入。 (實施形態7) 第24圖所示之本實施形態，係將本發明適用於列車之 -----------4if, ""訂--------- 華 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 36 A7

五N發明說明（34) 自動門66者，並在自動門66之門67或門開口部68設有壓敏 感應器69。在此構成下，可防止在自動門65之物體之夾入 〇 實施形態1〜7，雖使用了電纜狀之撓性壓電感應器作 為壓敏手段，但使用帶狀或片狀之撓性壓電感應器也可。 又，不用壓電感應器，而代之使用用來檢出電檢出電極間 靜電容量之類型的壓敏手段，或藉壓力來改變電導率之類 型的壓敏手段等的，其他壓敏手段也可。 [產業上之可利用性] 本發明，係關於為了防止汽車之動力窗、電動滑門、 電動遮陽棚、建築物之自動門中的物體之夾入而使用的、 壓敏感應器、物體檢出裝置及開閉裝置者。關於此等之裝 置，以往留下了無法解除夾入，以及在解除夾入之前外加 於物體之荷重已變大以致可能損傷物體等的應改良之問題 。本發明乃提供一種輸出既大且富於撓性之壓敏感應器， 一種兩可罪性之物體接觸檢出裝置，及一種炎入物體時可 消除物體之損傷的開閉裝置。 -----!-裝·！ — l· — — — 訂 ---線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 37 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 513358 A7 B7_ 五、發明說明（35) 元件標號對照 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 1…門 25…端部 3…窗玻璃 26…電纜 4,44,50,65,69-"壓敏感應器 27…連接器 5…判定手段 28···門構件 6···驅動手段 29…分壓用電阻 7…控制手段 30···濾、波部 8…馬達 31…判定部 9…電線 32…異常判定部 10…支持器具 33…信號輸入部 11…導件 34…信號輸出部 12,54···壓電感應器 35…旁通部 13…支持手段 36…霍爾元件 14…彈性體 37…位置檢出部 15…變形增大部 38···開閉接觸判定部 16···中空部 39…控制部 17…側壁部 40···報知手段 18…防風雨槪條 41···開閉開關 20···中心電極 42…電源 21…外側電極 43…側遮陽板 22…複合壓電晶體層 45…滑門 23…被覆層 46…門面板 24…斷路檢出用電阻體 47…凹凸部 ------------ΛΜ----l·—訂---------^9— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 38 513358 A7 B7 五、發明說明（36)

48…垂直端部 60···上端部 49· · ·弯曲部 61…下端部 51…門鎖部 63…電動遮陽棚 52…開閉檢出用電極 64···窗玻璃 53…本體開口部 66…自動門 55…支持手段 67…門 56…固定部 68…門開口部 58…中空部 190…物體 59…溝部 200…窗框

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 39 ----I--— — — — — — -ml· —--^ -----I--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 513358 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 • 一種壓敏感應器，係設置在開口部及用來開閉前述開口 部之開閉部的至少一方，且，檢出物體之接觸以用來防 止前述物體之對於前述開口部與前述開閉部間之夾入 的壓敏感應器者，其中前述壓敏感應器包含有： (a) 壓敏手段，係用以產生適應於變形之輸出信號 •，及 (b) 支持手段，係將前述壓敏手段支持於前述開口 部及前述開閉部之至少一方； 前述支持手段比前述壓敏手段更具柔軟性。 2·如申請專利範圍第丨項所述之壓敏感應器，其中 前述支持手段備有一用來增大前述壓敏手段之變 形的變形增大部。 3·如申請專利範圍第2項所述之壓敏感應器，其中 前述變形增大部備有中空部。 4·如申請專利範圍第丨項所述之壓敏感應器，其中 刖述支持手段備有一用來衰減振動之振動衰減部。 5·如申請專利範圍第4項所述之壓敏感應器，其中 前述支持手段備有一用來增大前述壓敏手段之變 形的變形增大部； 前述振動衰減部係兼用前述變形增大部。 6·如申請專利範圍第1項所述之壓敏感應器，其中 前述支持手段係由汽車之防風雨襯條之一部分所 雨構成。 7·如申請專利範圍第1項所述之壓敏感應器，其中 — II — — — — — — — ·1111111 ^il —---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   M濟部·智慧財產局員工消費合作社印製 前述壓敏感應器係構成為可設在前述開口部，以便 與前述開閉部之最短距離成為3mm〜5mm之範圍。 •如申請專利範圍第1項所述之壓敏感應器，更包含有： 多數個信號導出用電極；及 用來檢出前述信號導出用電極之斷路的，設在前述 L號導出用電極間之斷路檢出用電阻體。 9·如申請專利範圍第1項所述之壓敏感應器，其中： 前述壓敏手段，係由撓性壓電感應器所成； 前述支持手段，係按照前述開口部或前述開閉部之 各端部形狀可彎曲地支持前述壓電感應器。 10·如申請專利範圍第9項所述之壓敏感應器，其中 前述壓電感應器，係使用一種混合非晶質氣化聚乙 烯、結晶性氣化聚乙烯及壓電陶瓷粉體而成之複合壓電 材料來成型者。 一種物體檢出裝置，係檢出物體之接觸，以用來防止物 體之對於開口部與用來開閉前述開口部的開閉部間之 夾入者，前述物體檢出裝置包含有： (a)設在前述開口部及前述開閉部之至少一方的下 述壓敏感應器，其包含有： (a-1)用以產生適應於變形之輸出信號的壓敏手段 ，及 (a-2)將前述壓敏手段支持於前述開口部及前述開 閉部之至少一方的支持手段， 前述支持手段具有比前述壓敏手段更柔軟之柔軟 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） .—— — — — — — — — — — I- · I I I I I I I ^> ·1111111· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 41 AS Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 六、申請專利範圍 十生；及 (b)根據前述壓敏感應器之輸出信號來判定物體之 對於前述壓敏感應器之接觸的判定手段。 12·如申請專利範圍第Π項所述之物體檢出裝置，其更包含 有一將前述判定手段之判定結果向第三者報知之報知 手段。 I3·如申請專利範圍第11項所述之物體檢出裝置，其特徵在 於： 將前述壓敏感應器直接連接於前述判定手段，使壓 敏感應器與判定手段一體化。 14·如申請專利範圍第丨丨項所述之物體檢出裝置，其中： 前述判定手段，包含有一從壓敏感應器之輸出信號 只抽出頻率成分的濾波部。 15·如申請專利範圍第Π項所述之物體檢出裝置，其中： 前述判定手段’係用來運算前述壓敏手段之輸出信 號的每單位時間之積分值，根據此積分值來判定物體之 對於前述壓敏感應器之接觸。 16·如申請專利範圍第11項所述之物體檢出裝置，其中·· 前述判定手段更包含有一異常判定部，其係根據一 對應於前述開口部或前述開閉部之振動的前述壓敏手 段之輸出信號，來判定前述壓敏手段之異常。 17·如申請專利範圍第11項所述之物體檢出裝置，其中： 信號輸入部，係用以輸入前述壓敏手段之輸出信號 I — — — —— — —— — — — ·1111111 ^ ·11111111 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   X 297公釐） 42 M3358 •經濟观智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 信號輸出部，係用以輸出一判定物體之對於前述壓 敏壓應器之接觸的判定結果；及 旁通部，係將高頻信號旁通於前述信號輸入部與前 述信號輸出部之間。 18.如申請專利範圍第17項所述之物體檢出裝置，其特徵在 於： 將前述信號輸入部與前述信號輸出部鄰接使高頻 信號旁通徑路縮短。 19· 一種物體檢出裝置，係檢出物體之接觸，以用來防止物 體之對於開口部與用來開閉前述開口部的開閉部間之 失入者，前述物體檢出裝置包含有： (a) 設在前述開口部及前述開閉部之至少一方的下 述壓敏感應器，其包含有： (a-Ι)用以產生適應於變形之輸出信號的壓敏手段 ，及 (a-2)將前述壓敏手段支持於前述開口部及前述開 閉部之至少一方的支持手段， 前述支持手段具有比前述壓敏手段更柔軟之柔軟 性； (b) 根據前述壓敏感應器之輸出信號來判定物體之 對於前述壓敏感應器之接觸的判定手段；及 (c )將前述壓電感應器中所產生之電荷放電於前述 壓敏感應器及前述判定手段之至少一方的放電部。 20·—種開閉裝置，具有防止機能，其係檢出物體之接觸， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------裝-----訂---------線 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 43 513358 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 以用來防止前述物體之對於開口部與用來開閉前述開 口部的開閉部間之夾入者，前述開閉裝置包含有： (a) 下述物體檢出裝置，其包含有： (a-1)設在前述開口部及前述開閉部之至少一方的 下述壓敏感應器，備有： (a-1-1)用以產生適應於變形之輸出信號的壓敏 手段，及 (a-1-2)將前述壓敏手段支持於前述開口部及前 述開閉部之至少一方的支持手段， 前述支持手段具有比前述壓敏手段更柔軟之柔 軟性，及 (a-2)根據前述壓敏感應器之輸出信號來判定物體 之對於前述壓敏感應器之接觸的判定手段； (b) 驅動手段，係用以驅動前述開閉部；及 (c )控制手段，係用以控制前述驅動手段，以便前 述開閉部進行閉動作時，前述判定手段一判定物體之對 於前述壓敏感應器之接觸，即停止前述開閉部之閉動作 或進行前述開閉部之開動作。 21·如申請專利範圍第20項之開閉裝置，其中，前述控制手 段包含有： 開閉部接觸判定部，係用以檢出由前述驅動手段驅 動前述開閉部時之驅動狀態，根據所檢出之驅動狀態來 判定物體之對於前述開閉部之接觸；及 控制手段，係根據前述物體檢出裝置及前述開閉部 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱 --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 44

   /、、申請專利範 圍 接觸判定部之至少來自一方之輸出信號，來控制前述驅 動手段。 22·如申請專利範圍第21項之開閉裝置，其中， 前述控制手段，係在前述物體檢出裝置產生異常時 ，根據前述開閉部接觸判定部之輸出信號來控制前述驅 動手段。 23·如申請專利範圍第2〇項之開閉裝置，其中， 前述控制手段，係使前述開閉部進行閉動作時，控 制前述驅動手段，以便使前述開閉部一旦向開方向門動 作一給定距離或一給定時間之後，進行閉動作。 -------------裝---------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) g濟犯智慧財產局員工消費合作社印製 適 度 尺 張 氏 釐一公 197 12 X 10 2 yf\ 格 規 A4 S) N (C 準 標 家 一國 I國 45