WO2004065925A1 - 感圧センサ、物体検出装置、及び開閉装置、並びに感圧センサの製造方法 - Google Patents

感圧センサ、物体検出装置、及び開閉装置、並びに感圧センサの製造方法 Download PDF

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WO2004065925A1
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sensor
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resistor
piezoelectric
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PCT/JP2004/000607
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Tooru Sugimori
Shigeki Ueda
Hiroyuki Ogino
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
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    • Y10T29/49105—Switch making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4998—Combined manufacture including applying or shaping of fluent material
    • Y10T29/49982—Coating

Definitions

  • the present invention relates to a pressure-sensitive sensor, an object detecting device, an opening / closing device, and a method for manufacturing a pressure-sensitive sensor, and more particularly to an improved technique for securely sealing a sensor end with a simple operation.
  • a pressure-sensitive switch and a piezoelectric sensor are arranged along a window frame of a door, and a gap between the window frame and the window glass is provided.
  • the pressure-sensitive switch and the piezoelectric sensor are deformed by the object.
  • the pressure-sensitive switch is closed or a predetermined voltage pulse is output from the piezoelectric sensor when closing the window glass, it is determined that the object has been pinched and the rotation direction of the electric motor is reversed so that the pinching is performed. Had been released.
  • an end of the switch is set in a molding die having a predetermined shape, and injection molding or injection molding of a thermoplastic synthetic resin material having an insulating property is performed to prevent foreign matter such as water droplets from entering. It was injected into the mold while applying pressure by a method similar to transfer molding, and the end was molded and sealed (see Patent Document 1).
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-722395
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-94656
  • the sealing process in the pressure-sensitive switch is a processing method based on injection molding or transfer molding, it takes a long time to process, is inefficient, and has a problem that the cost is high.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and aims to provide a low-cost pressure-sensitive sensor, an object detection device, and an opening / closing device by improving the efficiency of sealing the end of the pressure-sensitive sensor.
  • a second object is to provide a method of manufacturing a pressure-sensitive sensor that does not require complicated steps.
  • a pressure-sensitive means for detecting deformation due to external force and a sensor housing made of a thermoplastic elastomer and covering the outside of the pressure-sensitive means, wherein at least one end of the sensor housing is heat-treated. Sealed pressure-sensitive sensor.
  • the pressure-sensitive means comprises: a plurality of electrodes for deriving an output signal generated by deformation; and a resistor disposing unit provided with a resistor for detecting disconnection or short circuit of the electrodes.
  • the resistor disposition portion includes at least one of a concave portion, a convex portion, and a wedge-shaped portion for increasing the fixing strength of the resistor disposition portion when sealing the end portion of the sensor housing.
  • the sensor housing is a support means for the pressure-sensitive means to be fixed to a sensor mounting fixed side, and the support means increases deformation of the pressure-sensitive means when an external force is applied.
  • the pressure-sensitive sensor according to any one of (1) to (5), further including a hollow portion that is closed, and sealing the hollow portion by heat treatment at at least one end of the support means.
  • the sensor housing body is a covering means for covering the pressure-sensitive means, the pressure-sensitive means covered with the covering means being provided inside, and a supporting means fixed to a fixed mounting side of the sensor.
  • the support means has a hollow portion for increasing the deformation of the pressure-sensitive means when an external force is applied, and at least one end of the support means seals the hollow portion by heat treatment (1)
  • the pressure-sensitive sensor according to any one of (1) to (5).
  • a pressure sensing means for detecting deformation due to an external force and a sensor housing for covering the outside of the pressure sensing means, wherein a lubricant is loaded between the pressure sensing means and the sensor housing.
  • Pressure sensor for detecting deformation due to an external force
  • a sensor housing for covering the outside of the pressure sensing means, wherein a lubricant is loaded between the pressure sensing means and the sensor housing.
  • the object detection device (13) The object detection device according to (12), wherein the determination means is hermetically sealed at one end of the support means by heat treatment. (14) The object detection device according to (1 2) or (1 3), driving means for driving the opening / closing section, and determining means for contacting the object with the pressure-sensitive sensor when the opening / closing section closes. And a control means for controlling the driving means so as to stop the closing operation of the opening / closing section or open the opening / closing section when the determination is made.
  • a method for manufacturing a pressure-sensitive sensor comprising: a pressure-sensitive means for detecting deformation due to an external force; and a sensor container covering the outside of the pressure-sensitive means, the method comprising: A method for manufacturing a pressure-sensitive sensor, wherein a lubricant is attached to at least one of the inner surface of the sensor housing and the pressure-sensitive means is inserted into the inner surface of the sensor housing.
  • FIG. 1 is an external view of an object detection device and a switchgear provided with a pressure-sensitive sensor according to the present invention
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line A--A in FIG.
  • Fig. 3 is a cross-sectional configuration diagram of the piezoelectric sensor.
  • Figure 4 is an external view of the piezoelectric sensor.
  • Figure 5 is a block diagram of the object detection device and the opening and closing device.
  • Fig. 6 is an explanatory diagram showing the state of the pressure-sensitive sensor when an object enters and is pinched between the window frame and the window glass.
  • FIG. 7 is a characteristic diagram showing the output signal from the filtering unit, the judgment output of the judgment means, and the voltage applied to the motor.
  • FIG. 8 is an explanatory view explaining the sealing process of the end of the pressure-sensitive sensor.
  • (A) is the state before the end sealing
  • (b) is the vertical direction
  • (c) is the horizontal heating and pressurizing and sealing.
  • FIGS. 9A and 9B are external views of the support means, wherein FIG. 9A is a perspective view showing the support means having both ends opened, and FIG. 9B is a perspective view showing the support means having one end closed with a sensor receiving hole and a hollow part.
  • FIG. 9A is a perspective view showing the support means having both ends opened
  • FIG. 9B is a perspective view showing the support means having one end closed with a sensor receiving hole and a hollow part.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a first configuration example of the resistor disposing portion.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which the resistor disposing portion shown in FIG. 10 is inserted into the sensor receiving hole of the support means and is thermally fused.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a second configuration example of the resistor disposing portion.
  • FIGS. 13A and 13B are diagrams illustrating a third configuration example of the resistor disposition portion, where FIG. 13A is a cross-sectional view of the resistor disposition portion, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. FIG.
  • FIGS. 14A and 14B are views showing a state in which the resistor mounting portion shown in FIGS. 13A and 13B is inserted into the sensor receiving hole of the support means.
  • FIG. 14A is a state before insertion
  • FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing a pinned state
  • FIGS. 15A and 15B are diagrams showing a fourth configuration example of the resistor disposition portion, wherein FIG. 15A is a cross-sectional view of the resistor 'disposition portion, FIG. 15B is a side view,
  • FIGS. 16A and 16B are views showing a state in which the resistor arranging portion shown in FIGS. 15A and 15B is inserted into the sensor receiving hole of the support means.
  • FIG. 16A is a state before insertion
  • FIG. FIG. 16B is a state before insertion
  • FIGS. 17A and 17B are explanatory views showing a state in which a thermoplastic elastomer is loaded into the sensor accommodating hole of the support means and heat-sealed.
  • FIG. 17A shows a state before heat-sealing, and FIG. FIG.
  • FIGS. 18A and 18B are explanatory views showing a state in which the resistor-provided portion protruding from the sensor housing hole of the support means is covered with a cap and thermally fused.
  • FIG. 18A shows a state before the cap is attached
  • FIG. Later (c) is a partial cross-sectional view showing a state after heat fusion
  • FIG. 19 is an external view showing a state in which a cap is attached to the other end of the support means shown in FIG. 18,
  • FIG. 20 is an explanatory view showing a state in which the supporting means and the piezoelectric sensor are integrally extruded and the ends are sealed, (a) shows a state where the supporting means is cut out, and (b) shows an end of the supporting means.
  • C) is an external view showing a state in which the end of the piezoelectric sensor is processed, and (d) is an external view showing a state in which the end of the piezoelectric sensor is covered with a cap.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing the sealing structure on the resistor disposition portion side.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing the sealing structure on the judging means side.
  • FIG. 23 is an explanatory view showing a state in which a cap is fitted to a cap mounting margin formed at the end of the supporting means and heat-sealed.
  • (A) is a sectional view showing a state before sealing
  • (b) is a sectional view showing a state after sealing.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing an example of a pressure-sensitive sensor incorporated in a supporting means having no hollow portion for increasing the amount of deformation of the sensor.
  • FIG. 25 is an overall configuration diagram of one embodiment of the pressure-sensitive sensor having the cross-sectional configuration shown in FIG.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of a piezoelectric sensor in which an outer electrode is exposed without a coating layer.
  • FIG. 27 is a configuration diagram showing a state in which the piezoelectric sensor shown in FIG. 26 is covered by a coating means. (a) is a cross-sectional view of the coating means with both ends opened, (b) is a cross-sectional view of the coating means with one end closed,
  • FIG. 28 is an explanatory view showing a state in which the covering means and the piezoelectric sensor are integrally extruded and the ends are sealed, and (a) shows the piezoelectric sensor having the covering means formed on the surface to a predetermined length. Sectional view showing a cut-out state, (b) a state in which the covering means of the piezoelectric sensor end is cut, (c) a state in which the end of the piezoelectric sensor is processed, and (d) a state in which the end is sealed with a cap. It is.
  • symbol in a figure 13 is a window frame (opening part), 15 is a window glass (opening / closing part), 17 is a pressure-sensitive sensor, 19 is judgment means, 21 is drive means, and 23 is control.
  • Means, 25 is a motor, 33, 11 1 is a piezoelectric sensor, 34 is a sensor receiving hole, 35, 36 are support means, 41 is a hollow part, 43 is a side wall, and 45 is a center.
  • Electrode, 47 is an outer electrode, 49 is a composite piezoelectric layer, 51 is a coating layer, 53 is a resistor arrangement part, 55 is a disconnection detection resistor, 63 is a judgment part, and 73 is a judgment part.
  • Control part, 75 is an open / close switch, 77 is an object, 81 is a conductive cap, 81 b is a locking piece (wedge-shaped part), 83 is an uneven part, 83 a is a convex part, 83 b Is a recess, 85 and 87 are insulating resins, 89 and 91 are insertion holes, 93 is a pin, 95 is a plug, 97, 98, 101, 103, 107 , 1 2 1, 1 2 3 are caps, 1 1 3, 1 1 5, 1 1 7 are covering means, 1 0 0 is an object detection device, and 1 50 is an opening and closing device. ⁇ Best mode for carrying out the invention>
  • FIG. 1 is an external view of an object detection device 100 and an opening / closing device 150 provided with a pressure-sensitive sensor according to the present invention, and shows an example in which the object detection device 100 is applied to a power window of an automobile.
  • FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram along AA in FIG. In FIG. 2, the right side of the drawing is the inside of the vehicle compartment, and the left side is the outside of the vehicle compartment.
  • the basic configuration of the object detection device 100 of the present embodiment is as follows.
  • 11 is a car door
  • 13 is a window frame as an opening
  • 15 is a window glass as an opening / closing part.
  • Reference numeral 17 denotes a pressure-sensitive sensor, which is disposed on the periphery of the end of the window frame 13.
  • Reference numeral 19 denotes a judging means for judging the contact of the object with the pressure sensor 17 based on the output signal of the pressure sensor 17.
  • the opening / closing device 150 of the present embodiment includes the above-described object detection device 100, a driving unit 21 for opening and closing the window glass 15, and a control unit 23 for controlling the driving unit 21.
  • the driving means 21 is a motor 25, a wire 27, and a support for the window glass 15.
  • the driving means 21 is not limited to the method using the wire 27 as described above, but may be another method. Further, the control means 23 may be integrated with the motor 25.
  • the pressure-sensitive sensor 17 of the present embodiment has a flexible piezoelectric sensor 33 as pressure-sensitive means, and support means 35 as a sensor housing. Support means
  • Reference numeral 35 denotes a deformable portion 37 in which the piezoelectric sensor 33 is built in the sensor receiving hole 34 near the lowermost portion and is fixed to the window frame 13.
  • the deformed portion 37 has a hollow portion 41 and a side wall portion 43.
  • the support means 35 including the deformed portion 37 is made of a thermoplastic elastomer (TPE) and has more flexible characteristics than the piezoelectric sensor 33.
  • TPE thermoplastic elastomer
  • the deformed portion 37 may be integrated with the weatherstrip provided on the window frame 13, and the pressure-sensitive sensor 17 is provided not only on the opening side but also on the open / close side.
  • FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of the piezoelectric sensor 33.
  • the piezoelectric sensor 33 has a center electrode 45 as a signal deriving electrode, an outer electrode 47, and a composite piezoelectric layer made of a composite piezoelectric material obtained by mixing a sintered powder of a piezoelectric ceramic with a rubber elastic body made of chlorinated polyethylene. It is made by concentrically laminating 4 9 and the coating layer 51, forming it into a cable shape, and performing polarization processing.It has excellent flexibility and generates an output signal according to the acceleration of deformation. I do.
  • the piezoelectric ceramic for example, a lead-free piezoelectric ceramic sintered powder such as lead titanate or lead zirconate titanate, bismuth sodium titanate, sodium niobate or potassium niobate is used.
  • the piezoelectric sensor 33 is manufactured by the following steps. First, a chlorinated polyethylene sheet and (40 to 70) vol% piezoelectric ceramic (here, lead zirconate titanate) powder are uniformly mixed into a sheet by a roll method. After finely cutting the sheet into pellets, these pellets are
  • the piezoelectric ceramic powder When the piezoelectric ceramic powder is added to the chlorinated polyethylene, it is preferable that the piezoelectric ceramic powder be immersed in a solution of a titanium coupling agent and dried in advance. By this treatment, the surface of the piezoelectric ceramic powder is covered with the hydrophilic group and the hydrophobic group contained in the titanium coupling agent.
  • the hydrophilic group prevents aggregation of the piezoelectric ceramic powder, and the hydrophobic group increases the wettability between the chlorinated polyethylene and the piezoelectric ceramic powder. As a result, the piezoelectric ceramic powder can be uniformly added to the chlorinated polyethylene in a large amount up to 70 vol%.
  • the same effect as described above can be obtained by adding a titanium-coupling agent at the time of rolling the chlorinated polyethylene and the piezoelectric ceramic powder instead of immersion in the titanium coupling agent solution.
  • This treatment is excellent in that it does not require special immersion treatment in a titanium coupling agent solution.
  • the chlorinated polyethylene also plays a role as a binder resin when mixing the piezoelectric ceramic powder.
  • chlorinated polyethylene Non-halogen materials such as thermoplastic elastomers may be used instead of len.
  • the center electrode 45 may be a normal metal single-wire conductor such as copper wire or stainless steel wire or a plurality of stranded wires.
  • an electrode with a metal coil wound around an insulating polymer fiber is used.
  • the insulating polymer fiber and the metal coil a polyester fiber and a copper alloy containing 5 wt% of silver, which are commercially used in electric blankets, are preferable.
  • the outer electrode 47 has a configuration in which a band-shaped electrode in which a metal film is adhered on a polymer layer is wound around the composite piezoelectric layer 49.
  • the polymer layer is made of polyethylene terephthalate (PET), and an electrode with an aluminum film adhered on it has high thermal stability at 120 ° C and is mass-produced commercially. Therefore, it is preferable as the outer electrode 47.
  • this electrode When this electrode is connected to the determination means 19, it can be connected by, for example, caulking. Further, a single metal wire coil or a metal braided wire is wound around the aluminum film of the outer electrode 47 to establish conduction with the aluminum film, and the metal single wire coil or the metal braided wire is soldered to the determination means 19. It may be. In this case, soldering can be performed, thereby improving work efficiency. Alternatively, a strip electrode in which a copper film is formed on a PET layer may be used, which enables soldering. In order to shield the piezoelectric sensor from electric noise in the external environment, the outer electrode 47 is preferably wound around the composite piezoelectric layer 49 so as to partially overlap.
  • the coating layer 51 may be made of vinyl chloride or polyethylene, but is made of a synthetic rubber having good flexibility and flexibility so that the piezoelectric sensor 33 is easily deformed when an object is pressed.
  • An elastic material such as a thermoplastic elastomer is used. May be used. With the above configuration, the minimum curvature of the piezoelectric sensor can be up to a radius of 5 mm.
  • the coating layer 51 may be used also as the support means 35, so that the parts and the manufacturing process are rationalized.
  • FIG. 4 is an external view of the piezoelectric sensor 33. At one end of the piezoelectric sensor 33, a resistor disposing portion 53 having a built-in resistor for detecting disconnection and short-circuit is provided.
  • the outer diameter of the resistor disposition portion 53 is substantially the same as the outer diameter of the coating layer 51 of the piezoelectric sensor 33, and the built-in resistor is connected to the center electrode 45 of the piezoelectric sensor 33. It is connected between the outer electrode 47.
  • the resistor also functions as a discharge unit that discharges the electric charge generated in the piezoelectric sensor 33 by the pyroelectric effect, and the parts are rationalized.
  • the piezoelectric sensor 33 is directly connected to the determination means 19, and the piezoelectric sensor 33 and the determination means 19 are integrated. Further, a cable 57 for supplying power and a signal for outputting a detection signal, and a connector 59 are connected to the judging means 19.
  • the piezoelectric sensor 33 When the piezoelectric sensor 33 is provided on the support means 35, a resistor mounting part 53 having a built-in resistor at the end is formed, and the piezoelectric sensor 33 is provided in the sensor accommodation hole 3 of the support means 35. After entering step 4, the piezoelectric sensor 33 and the determination means 19 are connected and integrated. Alternatively, the piezoelectric sensor 33 may be inserted into the sensor receiving hole 34 of the support means 35 after the resistor arrangement section 53 and the determination means 19 are connected to both ends of the piezoelectric sensor 33, respectively. .
  • a method is employed in which a lubricant is attached to at least one of the piezoelectric sensor 33 and the sensor housing hole 34 before the piezoelectric sensor 33 is inserted.
  • the piezoelectric sensor 33 can be smoothly inserted into the sensor receiving hole 34 by the action of the lubricant, which saves time and effort and improves production efficiency without adding new equipment. I do.
  • the step of inserting into the inner surface of the body and the step of sealing at least one end of the sensor housing by heat treatment may be performed in this order.
  • FIG. 5 is a block diagram of the object detection device and the opening / closing device of the present embodiment.
  • the judging means 19 includes a voltage-dividing resistor 61 used to detect a disconnection of the pressure-sensitive sensor 17, a filtering unit 62 that passes only a predetermined frequency component from an output signal from the piezoelectric sensor 33, and a filtering unit.
  • Judgment section 63 which determines the contact of the object to pressure sensor 17 based on the output signal from section 62, from the voltage value formed by disconnection detecting resistor 55 and voltage dividing resistor 61.
  • the piezoelectric sensor 33 includes an abnormality determination unit 64 for determining a disconnection abnormality between the center electrode 45 and the outer electrode 47.
  • the signal output unit 66 for outputting the constant signal is disposed adjacent to the determination unit 19 adjacent to the signal output unit 66.
  • the signal output section 66 is also connected to a power line and a ground line to the determination means 19.
  • the judging means 19 has a bypass section 67 such as a capacitor provided between the signal input section 65 and the signal output section 66 to bypass a high-frequency signal.
  • Each of the above components constituting the determination means 19 is mounted on a substrate in the form of a one-chip IC. After the entire substrate is insulated, it is incorporated in a cylindrical or box-shaped shield case.
  • the shield case is also electrically connected to the outer electrode 47 of the piezoelectric sensor 33 and the ground line of the power supply, and the whole of the piezoelectric sensor 33 and the determination means 19 is shielded. Is prevented.
  • a through-hole capacitor, an EMI filter, or the like may be added to the input / output section of the above circuit to further take measures against a strong electric field.
  • the driving means 21 has a Hall element 68 for detecting a rotation pulse of the motor 25.
  • the control means 23 includes a position detector 71 for detecting the upper end position of the window glass 15 based on the output signal from the hall element 68, and the movement of the window glass 15 based on the output signal from the hall element 68. Opening / closing section contact judging section 72, which detects speed and judges whether or not an object touches window glass 15, output signals from judgment means 19, position detecting section 71, and opening / closing section contact judging section 72 And a controller 73 for controlling the motor 25 based on the
  • the position detector 71 detects the current position of the upper end of the window glass 15 by counting and storing the pulse signals output from the Hall element 68.
  • the upper end position Y of 15 is represented by the height from the lowest point of the window frame 13 as shown in Fig. 1.
  • the moving speed of the window glass 15 is calculated from the pulse interval of the pulse signal output from the Hall element 68, and the calculated moving speed per unit time change I ⁇
  • V and v i are larger than a preset value V wl , it is determined that the object has touched the window glass 15 and a pulse signal of Lo ⁇ Hi ⁇ Lo is output.
  • the signal of the Hi level is the determination signal.
  • the control means 23 includes a notifying means 74 for notifying the judgment result of the judging means 19 by a predetermined light or the like installed on a front panel in the vehicle compartment, and an opening / closing switch for opening and closing the window glass 15. 7 5 is connected. Become. Further, a power source 76 such as a battery of an automobile for supplying electric power through the judging means 19 is provided.
  • the filtering unit 62 removes unnecessary signals due to vibration of the body of the automobile from the output signal of the piezoelectric sensor 33, and when the piezoelectric sensor 33 is deformed by pressing by contact with an object, the piezoelectric sensor 33 It has a filtering characteristic that extracts only the specific frequency components appearing in the output signal of.
  • the filtering characteristics can be determined by analyzing the vibration characteristics of the vehicle body and the vehicle vibration during running.
  • Figure 6 shows how the pressure-sensitive sensor 17 looks when an object 77 enters and gets caught between the window frame and the window glass.
  • the pressing by the object 77 is applied to the support means 35 and the piezoelectric sensor 33. Since the support means 35 is more flexible than the piezoelectric sensor 33, as shown in the figure, the support means 35 is compressed by pressing around the point where the object 77 comes into contact, and the side wall section 4 3 Is deformed, and at the same time, the hollow part 4 1 is crushed. As a result, the piezoelectric sensor 33 also bends and deforms around the point where the object 77 contacts the support means 35.
  • the piezoelectric sensor 33 When the piezoelectric sensor 33 is deformed in this way, an output signal corresponding to the acceleration of the deformation is output from the piezoelectric sensor 33 by the piezoelectric effect.
  • the output signal from the piezoelectric sensor 33 is filtered by the filtering unit 62.
  • the output signal of the piezoelectric sensor 33 may include an output signal due to an unnecessary vibration component due to the vibration of the body of the automobile or the like.
  • the filtering unit 62 removes the unnecessary signal.
  • FIG. 7 is a characteristic diagram showing the output signal V from the filtering section 62, the judgment output of the judging means 19], and the voltage V ra applied to the motor 25.
  • the vertical axis V from the top, J, V m, the horizontal axis represents the time t.
  • the control unit 1 3 is the window glass 1 5 is closing operation by applying a voltage of + V d to the motor 2 5.
  • the determination means 19 performs a determination operation when the window glass 15 is closed. As shown in FIG.
  • the hollow portion 41 is also crushed during the sandwiching, so that the amount of deformation of the piezoelectric sensor 33 further increases.
  • the piezoelectric sensor 33 can obtain a large amount of deformation, and the acceleration, which is the second derivative of the amount of deformation, also increases. As a result, the output signal of the piezoelectric sensor 33 also increases.
  • the judgment part 63 is V of V. Amplitude from IV-V 0 I D. It is determined that there is contact with the object if larger, as shown in FIG. 7 (b), the L o ⁇ H i (determination signal) ⁇ pulse signal o as Outputs determined at time t 2 Output.
  • the control unit 73 stops applying + V d voltage to the motor 25 and applies a voltage of 1 V d for a certain period until time as shown in FIG. Lower the window glass 15 by a fixed amount to release pinching or prevent pinching.
  • the piezoelectric sensor 33 deforms A signal corresponding to the restored acceleration (reference potential V in Fig. 7 (a); a smaller signal component) is output.
  • V is V when the pressure sensor 17 is deformed. Whether the value is larger or smaller depends on the bending direction and the polarization direction of the piezoelectric sensor 33, the assignment of the electrodes (which is the reference potential), and the supporting direction of the piezoelectric sensor 33. In 3 V for V. Since V is determined based on the absolute value of the amplitude from, V of V. Pinching can be determined regardless of the magnitude of.
  • the output from the piezoelectric sensor 33 due to the deformation of the pressure-sensitive sensor 17 becomes an output signal having a different polarity when the deformation occurs and when the deformation returns to the original state. It is possible to detect from the start to the end of contact of the object with the pressure sensor. Thus, for example, while the object is being pinched, the operation of the window glass can be forcibly stopped, and the operation can be performed after the pinching is released.
  • the support means 35 of the present embodiment is made of a thermoplastic elastomer.
  • Thermoplastic elastomer is one of the soft synthetic resins and is a polymer material having rubber-like elasticity at room temperature, and its composition is such that cross-linked rubber is dispersed in the resin. is there.
  • Thermoplastic elastomers do not require a vulcanization step during molding, and therefore have the advantage of high production efficiency.
  • examples of thermoplastic elastomers include those based on olefin (TPO), styrene (SBC), PVC (TPVC), urethane (TPU), ester (TPEE), and amide (TPAE). No.
  • the support means 35 is formed by extrusion molding or molding alone, and the sensor accommodation hole formed in the support means 35 is formed. There is a method in which a piezoelectric sensor is inserted in 34 in a later step, and a method in which the supporting means 35 and the piezoelectric sensor 33 are simultaneously extruded.
  • the end of the support means 35 is heated and pressurized (heat-treated) with a heated pressurizing jig to obtain a thermoplastic resin.
  • Seal by heat sealing with an elastomer That is, the edge density shown in Fig. 8 (a)
  • the sensor housing hole 34 and the hollow part 41 are sealed by heating while pressing in the vertical direction as shown in (b) or in the horizontal direction as shown in (c).
  • An appropriate pressing direction is selected according to the installation location of the pressure sensor 17.
  • the piezoelectric sensor 33 is hermetically sealed inside the support means 35 by such sealing by heat fusion, foreign matter such as water droplets does not enter the inside of the support means 35, and water droplets and the like enter. Can prevent malfunction and corrosion. Further, when water drops or the like enter the support means 35 and freeze, for example, the pressure-sensitive sensor 17 is less likely to bend and the sensitivity is reduced, and other problems such as the support means 35 exploding may occur. It is prevented beforehand. Further, since the end of the piezoelectric sensor 33 is fixed to the support means 35, the piezoelectric sensor 33 can be securely accommodated in the sensor accommodation hole 34 of the support means 35 without loosening. The sensitivity of the sensor at the time is not reduced. Further, in the above configuration, the pressure-sensitive sensor 17 may be configured such that the outermost covering layer 51 is omitted and the outer electrode 47 is exposed to the outside and inserted into the sensor housing hole 34.
  • the end of the support means 35 can be easily sealed by a heat treatment of simply heating and pressurizing, so that the end of the support means 35 is sealed as compared with a processing method based on injection molding or transfer molding. This greatly improves the workability of the system and enables efficient sealing at low cost.
  • the support means 35 is not limited to one having both ends opened as shown in FIG. 9A, and one end is provided with a sensor accommodation hole 34 and a hollow space 4 as shown in FIG. 9B. 1 may be closed. In such a case, only one side needs to be sealed, so that the sealing operation can be simplified.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a first configuration example of the resistor disposition unit 53.
  • a composite piezoelectric layer 49 is formed on the surface of the center electrode 45, and the outer electrode 47 is formed on the surface of the composite piezoelectric layer 49.
  • a coating layer 51 is formed on the piezoelectric sensor 33, and the coating layer 51 is partially removed from the end of the piezoelectric sensor 33 so that the outer electrode 47 is exposed. Then, the disconnection detection resistor 55 is aligned so that the lead wire direction is coaxial with the sensor, and the lead wire 56 a closer to the sensor is connected to the center electrode 45.
  • the lead wire 56 b on the opposite side is connected to the bottom 81 a of the cylindrical conductive cap 81 having a diameter whose end is electrically connected to the outer electrode 47.
  • the connection between the lead wire 56a and the center electrode 45 and the connection between the lead wire 56b and the conductive cap 81 can be electrically connected by appropriate connection means such as welding, brazing, caulking, or the like. .
  • the conductive cap 81 is made of metal or the like, and an insulating resin 85 having a step-like uneven portion 83 is fixed on the outer surface thereof along the sensor axial direction.
  • an uneven portion 83 shown as an example a convex portion 83 a and a concave portion 83 b projecting radially outward of the conductive cap 81 are formed in a plurality of steps along the circumferential direction of the conductive cap 81. Things. If there is no danger of electrical contact with the surroundings after fixing to the support means 35, the resistor disposing portion 53 will be replaced with the conductive cap 81 instead of forming the insulating resin 85. It may itself have an uneven portion 83 on its outer peripheral surface.
  • the piezoelectric sensor 33 when the piezoelectric sensor 33 is inserted into the sensor accommodation hole 34 of the support means 35 and thermally fused, The four convex portions 83 on the sensor 33 side bite into the sensor receiving hole 34, and the piezoelectric sensor 33 can be reliably prevented from sliding in the sensor receiving hole 34 in the axial direction or falling off. As a result, the piezoelectric sensor 33 can be disposed without looseness in the sensor receiving hole 34, so that when contact with an object occurs, the deformation acceleration of the piezoelectric sensor 33 does not slow down, and Detection sensitivity can be increased.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a second configuration example of the resistor disposing portion 53.
  • the same members having the same functions will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • an insulating resin 87 having a mountain-shaped uneven portion 83 that expands and contracts in the axial direction of the sensor is fixed to the outer surface of the conductive cap 81. Even with the configuration of the resistor disposition portion 53, the uneven portion 83 on the side of the piezoelectric sensor 33 bites into the sensor receiving hole 34, and the piezoelectric sensor 33 slides in the sensor receiving hole 34 in the axial direction. Can be reliably prevented from dropping out. Further, since the shape of the four convex portions 83 is simple, the processing of the insulating resin 87 becomes easy.
  • the concavo-convex portion 83 is not limited to a mountain shape, and may have a conical shape in which the diameter increases toward the end along the axial direction of the sensor, or a conical shape in which the diameter decreases from the enlarged portion toward the end. Effects can be obtained.
  • FIG. 13 (a) is a cross-sectional view showing a third configuration example of the resistor arrangement section 53
  • FIG. 13 (b) is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 13 (a).
  • an insertion hole 89 for inserting a fixing pin into the conductive cap 81 is formed in a part of the outer peripheral surface of the conductive cap 81.
  • the resistor mounting portion 53 of this configuration has a through hole 9 1 for inserting a fixing pin in advance at the position of the sensor receiving hole 34 of the support means 35.
  • the resistor mounting portion 53 of the piezoelectric sensor 33 is inserted, and the insertion holes 89, 91 are aligned as shown in FIG. 14 (b).
  • the resistor disposing portion 53 is fixed to the support means 35, and the piezoelectric sensor 33 can be disposed without loosening in the sensor receiving hole 34, and the same effect as above can be obtained.
  • the piezoelectric sensor 33 is passed through the sensor receiving hole 34 without providing the through hole 91 on the supporting means 35 side, and a sharp pin is inserted into the supporting means 35 to penetrate the conductive means. It may be configured to be inserted into the through hole 91 of the cap 81. With this configuration, the resistor disposition portion 53 can be more securely fixed to the support means 35 more easily.
  • FIG. 15 (a) is a cross-sectional view showing a fourth configuration example of the resistor arrangement section 53, and FIG. 15 (b) is a side view.
  • a locking piece (wedge-shaped portion) 8 1 b for retaining the conductive cap 8 1 is projected outward toward the piezoelectric sensor 33 side from the bottom 81 a side as a base. It is provided so that here, as an example, a part of the peripheral surface of the conductive cap 81 is cut out in the axial direction as a locking piece 81b, and the locking piece 81b is pulled outward with the bottom 81a side as a base end. It is formed by things.
  • the locking pieces 81b are provided as one pair in the upper and lower directions, but may be two or more, or may be one, and may be configured in multiple stages along the axial direction. According to the resistor arrangement portion 53 having the above configuration, as shown in FIG.
  • FIG. 17 is an explanatory view showing a state in which a thermoplastic elastomer is loaded into the sensor receiving hole of the support means and heat-sealed.
  • (A) is a state before heat-sealing
  • (b) is a state after heat-sealing.
  • the piezoelectric sensor 33 is inserted into the sensor receiving hole 34 of the support means 35, while the sensor receiving hole 34 at the end of the support means 35 is inserted into the sensor receiving hole 34.
  • a plug 95 made of a thermoplastic elastomer for closing the sensor accommodation hole 34 is loaded.
  • the plug 95 closes the sensor accommodation hole 34 at the end of the support means 35 without any gap, and the resistor at the sensor tip is disposed.
  • the part 53 is fixed to the stopper 95 and the support means 35 in the support means 35.
  • Still another sealing method is as follows.
  • FIG. 18 is an explanatory view showing a state in which the end of the support means is sealed using a cap made of a thermoplastic elastomer.
  • a support made of thermoplastic elastomer is used.
  • a cap 97 covering the entire end of the means 35 is attached, and the vicinity of the cap 97 is heated and pressurized (heat treated) to be thermally fused.
  • the sensor receiving hole 34 and the hollow portion 41 of the support means 35 are securely sealed, and the ends thereof are covered with the cap 97, so that the adhesion strength is enhanced and the durability is improved. improves.
  • a cap 98 made of a thermoplastic elastomer is similarly attached to the other end side so as to cover the entire end portion, thereby sealing the entire pressure-sensitive sensor. be able to.
  • FIG. 20 is an explanatory view showing a state in which the supporting means and the piezoelectric sensor are integrally extruded and the ends are sealed.
  • FIG. 20 when a desired length is cut out from the support means 35 continuously formed with the piezoelectric sensor 33 inserted and a pressure-sensitive sensor is manufactured, the following procedure is performed. Seal the ends.
  • the end of the support means 35 cut out in FIG. 20 (a) is cut while leaving the piezoelectric sensor 33 as shown in FIG. 20 (b). Protrude from hole 34.
  • the resistor disposing portion 53 and the judging means 19 shown in FIG. 4 are attached to the protruding end of the piezoelectric sensor 33, for example, as shown in FIG. Seal with caps 101 and 103 as shown in 0 (d).
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a sealing structure on the resistor disposing portion 53 side
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing a sealing structure on the judging means 19 side.
  • the resistor mounting portion 53 is attached to the end of the piezoelectric sensor 33 protruding from the support means 35, and the resistor mounting portion 53 is attached.
  • the outside of 53 and the entire end of the support means 35 are covered with a cap 101 made of a thermoplastic elastomer, and are thermally fused.
  • the judging means 19 formed on the substrate is attached to the end of the piezoelectric sensor 33 protruding from the supporting means 35, and The outside of 9 and the entire end of the support means 35 are covered with a cap 103 made of a thermoplastic elastomer and heat-sealed.
  • the covering layer 51 (see FIG. 3) of the piezoelectric sensor 33 can be omitted. it can.
  • sealing of the end can be performed in the same manner as described above.
  • FIG. 23 when removing the end of the support means 35, a cap mounting margin 105 is formed while leaving the area around the sensor accommodation hole 34, and this cap mounting margin 100 is formed.
  • the inner periphery of a cap 107 made of a thermoplastic elastomer is fitted into 5 and sealed by heat fusion.
  • the hollow portion 14 of the support means 35 is heated and pressurized (heat treated) to thermally fuse the end.
  • Each of the pressure-sensitive sensors 17 described above is provided inside a support means 35 having a hollow portion 41 for increasing the amount of deformation of the sensor.
  • the pressure-sensitive sensor of the present invention is not limited to such a form of the support means, and may be a sensor mounted inside the support means having no hollow portion 41 described above.
  • An example of such a pressure-sensitive sensor is shown in FIG. 24 as a sectional view.
  • the pressure-sensitive sensor 17 shown in FIG. 24 has a configuration in which a piezoelectric sensor 33 is provided inside a support section 36 made of a thermoplastic elastomer and having a cylindrical section.
  • FIG. 25 is an overall configuration diagram of one embodiment of the pressure-sensitive sensor having the cross-sectional configuration shown in FIG.
  • a pressure-sensitive sensor is configured by internally mounting a piezoelectric sensor 33 to which 3 and determination means 19 are connected.
  • an appropriate method such as covering with a bag-like tube and heat-sealing as shown in the figure or heat-sealing with a cap may be adopted.
  • a desired detection is performed by attaching the pressure-sensitive sensor 17 to a desired arrangement position in an appropriate form according to the purpose of detection. be able to.
  • the deformation due to tension, compression, bending, torsion, etc., acting on the piezoelectric sensor 33 is reduced by the thin supporting means 36, and the amount of attenuation is reduced. Detection is possible.
  • the diameter of the sensor is small and small, the degree of freedom of installation of the sensor and the degree of freedom of design when incorporating the sensor into other members are improved, and the applicable range of the pressure-sensitive sensor according to the present invention can be expanded. .
  • Fig. 26 is a cross-sectional view of the piezoelectric sensor with the outer electrode 47 exposed without a coating layer.
  • Fig. 27 shows the piezoelectric sensor shown in Fig. 26 covered with a covering means made of a thermoplastic elastomer. The configuration diagram is shown.
  • the pressure-sensitive sensor shown in Fig. 27 (a) has a resistor-mounting part 53 and a judging means 19 in a covering means 113 as a sensor housing formed in a tube shape with both ends opened. Is formed by inserting the connected piezoelectric sensor 111. The sealing of the ends is performed by heat-sealing both ends of the covering means 113 as shown by arrows in the figure.
  • the piezoelectric sensor 111 to which the resistor arranging part 53 and the judging means 19 are connected is inserted into a tube-shaped covering means 115 with a closed end. Sealing of the end is performed by heat-sealing one end of the covering means 113 as shown by the arrow in the figure.
  • the sealing process of the end may be performed by heat-sealing with a cap made of a thermoplastic elastomer instead of heat-sealing as it is.
  • the pressure-sensitive sensor is composed of the minimum necessary members, and the end of the covering means is sealed by heat-sealing to prevent water or foreign matter from entering the sensor.
  • a simple pressure-sensitive sensor can be obtained.
  • FIG. 28 is an explanatory diagram showing a state in which the covering means and the piezoelectric sensor are integrally extruded to seal the end.
  • the piezoelectric sensor 111 having a coating means 117 formed of a thermoplastic elastomer on the surface is cut out to a predetermined length by extrusion molding.
  • the covering means 1 17 at the end of the piezoelectric sensor 111 is cut to expose the outer electrode at the end of the piezoelectric sensor 111.
  • the end of the piezoelectric sensor 117 is connected to the resistor disposing portion 53 shown in FIG.
  • determination means 19 are attached and sealed with caps 121 and 123 as shown in FIG. 28 (d), for example.
  • the covering member and the piezoelectric sensor are integrally formed by extrusion molding, the resistor disposing portion 53 and the judging means 19 are attached, and the end is sealed. This makes it possible to manufacture a pressure-sensitive sensor that prevents entry of water, foreign matter, and the like into the pressure-sensitive sensor.
  • the pressure-sensitive sensor according to the present invention described above is not limited to a pressure-sensitive sensor disposed on a window frame of an automobile.
  • the present invention can be applied to an electric trunk, a gull wing type door, a truck automatic opening / closing wing, and the like, and the same effects as described above can be obtained.
  • the present invention can be applied not only to automobiles but also to trains or automatic doors of buildings.
  • the present invention is also applicable to a bumper sensor device for a moving object such as an automatic guided vehicle or an automobile.
  • the configurations of the above embodiments can be used in appropriate combinations.
  • the insertion of the pressure-sensitive means into the sensor housing is not limited to the case where the sensor housing is a thermoplastic elastomer. However, similar effects can be obtained with other materials.
  • the sensor housing that houses the pressure-sensitive means is made of a thermoplastic elastomer, and the end of the sensor can be easily sealed by heat treatment of the sensor housing. Therefore, the efficiency of the sealing of the end can be improved. It is possible to provide a low-cost pressure-sensitive sensor, an object detection device, and a switching device.
  • a lubricant is attached to at least one of the surface of the pressure-sensitive means and the inner surface of the sensor housing, and the pressure-sensitive means is inserted into the inner surface of the sensor housing, so that a complicated process is not required.
  • a pressure sensor can be manufactured.

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Description

感圧センサ、 物体検出装置、 及び開閉装置、 並びに感圧センサの製造方法 <技術分野〉
本発明は、 感圧センサ、 物体検出装置、 及び開閉装置、 並びに感圧センサの製 造方法に関し、 特に、 センサ端部の密封加工を簡単な作業で確実に行う改良技術 に関する。
明 <背景技術〉
書
従来、 物体の挟み込みを防止するために使用される感圧センサとして、 押圧に より接点が閉じるタイプの感圧スィツチや、 圧電素子を利用した圧電センサを使 用する例が多々開示されている。 圧電センサは、 物体の押圧により圧電センサが 変形すると、 圧電効果により圧電センサから電圧パルスが出力され、 この電圧パ ルスの有無に基づき物体の挟み込みの有無を検出する。 これらの感圧センサを自 動車のパワーウインドウ装置の挟み込み防止用に適用する場合には、 例えばドア の窓枠に沿って感圧スィツチゃ圧電センサを配設し、 窓枠と窓ガラスとの間に物 体が挟み込まれたときに、 感圧スィツチゃ圧電センサが物体により変形を受ける ようにされる。 そして、 窓ガラスを閉じる際に、 感圧スィッチが閉じられたり、 圧電センサから所定の電圧パルスが出力されると、 物体の挟み込みがあつたとし て、 電動モータの回転方向を逆転させて挟み込みを解除していた。
そして、 上記感圧スィツチでは、 水滴等の異物の浸入を防止するため、 スイ ツ チの端部を所定の形状の成形型へセットし、 絶縁性を有する熱可塑性の合成樹脂 材を射出成形或いはトランスファ成形に準じた方法で圧力をかけながら型内部へ 注入して端部をモールド加ェして密封していた (特許文献 1参照) 。
また、 上記のような感圧スィッチにおいては、 圧電センサをこれを支持する支 持部材内等に装填する際に、 例えば、 支持部材に形成したセンサ収容孔に空気を 圧入し、 センサ収容孔を膨張させて、 内径を拡大してから感圧センサを挿入して いた （特許文献 2， 特許文献 3参照） 。 (特許文献 1 ) 特開平 1 1一 23 728 9号公報
(特許文献 2) 特開平 1 1— 7239 5号公報
(特許文献 3) 特開平 1 1— 94656号公報
しかしながら、 上記の感圧スィッチにおける密封加工は、 射出成形或いはトラ ンスファ成形に準じた加工方法であるため、 加工に時間がかかり、 効率的でなく 、 コス トも高いといった課題があった。
また、 密封加工前に感圧センサを支持部材内等に挿入する際に、 センサ収容孔 に空気を圧入するのに手間がかかったり、 圧搾ポンプなどの設備が必要となり、 感圧センサの製造作業が効率的でないといった課題があつた。
本発明は、 このような状況に鑑みてなされたもので、 感圧センサの端部の密封 加工の効率化を図り、 低コストの感圧センサ、 物体検出装置、 及び開閉装置を提 供することを第 1の目的とし、 また、 煩雑な工程を必要としない感圧センサの製 造方法を提供することを第 2の目的としている。 <発明の開示 >
上記目的は、 下記構成により達成できる。
(1) 外力による変形を検出する感圧手段と、 熱可塑性エラストマ一からなり前 記感圧手段の外側を覆うセンサ収容体とを備え、 前記センサ収容体は少なくとも —方の端部を熱処理により密封している感圧センサ。
(2) 前記感圧手段が、 変形により発生する出力信号を導出する複数の電極と、 前記電極の断線や短絡を検出するための抵抗体を配設した抵抗体配設部とを備え 、 前記センサ収容体の一方の端部において前記抵抗体配設部を熱処理により密封 固定している (1) 記載の感圧センサ。
(3) 前記抵抗体配設部が、 前記センサ収容体の端部密封の際に前記抵抗体配設 部の固定強度を高めるための凹部、 凸部、 楔形部の少なくとも一つを備えている
(2) 記載の感圧センサ。
(4) 前記抵抗体配設部が、 前記センサ収容体との固定強度を高めるためのピン を挿入する挿入孔を備えている （2) 記載の感圧センサ。 (5) 前記感圧手段の少なくとも一方の端部が、 熱可塑性エラストマ一からなる キャップにより覆われて、 該キヤップが熱処理によって前記センサ収容体の端部 を密封している （1) 〜 （4) のいずれか 1項記載の感圧センサ。
(6) 前記センサ収容体が、 センサの取付固定側に固着させる前記感圧手段の支 持手段であって、 該支持手段が、 外力が印加された際に前記感圧手段の変形を増 大させる中空部を備え、 支持手段の少なくとも一方の端部において前記中空部を 熱処理により密封している （1) 〜 （5) のいずれか 1項記載の感圧センサ。
(7) 前記センサ収容体が、 前記感圧手段を被覆する被覆手段であって、 該被覆 手段で覆われた感圧手段を内装し、 センサの取付固定側に固着される支持手段を 具備し、 該支持手段が、 外力が印加された際に前記感圧手段の変形を増大させる 中空部を備え、 支持手段の少なくとも一方の端部において前記中空部を熱処理に より密封している (1) 〜 (5) のいずれか 1項記載の感圧センサ。
(8) 前記支持手段の少なくとも一方の端部全体が、 熱可塑性エラストマ一から なるキヤップにより覆われて、 該キヤップが熱処理によって前記端部を密封して いる (7) 記載の感圧センサ。
(9) 前記感圧手段が、 塩素化ポリエチレンと圧電セラミックス粉体とを混合し た複合圧電材を使用して成形されている （1) 〜 （8) のいずれか 1項記載の感 圧センサ。
(10) 外力による変形を検出する感圧手段と、 前記感圧手段の外側を覆うセン サ収容体とを備え、 前記感圧手段と前記センサ収容体との間には滑剤が装填され ている感圧センサ。 .
(1 1) 前記センサ収容体は、 少なくとも一方の端部が熱処理により密封されて いる （1 0) 記載の感圧センサ。
(1 2) 前記 （ 1 ) 〜 （ 1 1 ) のいずれか 1項記載の感圧センサと、 前記感圧セ ンサの出力信号に基づき前記感圧センサへの物体の接触の有無を判定する判定手 段とを備えた物体検出装置。
(1 3〉 前記判定手段は、 支持手段の一方の端部において熱処理により密封固定 された （1 2) 記載の物体検出装置。 (14) 前記 （1 2) 又は （1 3) 記載の物体検出装置と、 開閉部を駆動する駆 動手段と、 前記開閉部が閉動作する際に判定手段が感圧センサへの物体の接触を 判定すると前記開閉部の閉動作を停止するか又は前記開閉部を開動作するよう前 記駆動手段を制御する制御手段とを備えた開閉装置。
(1 5) 外力による変形を検出する感圧手段と、 前記感圧手段の外側を覆うセン サ収容体とを備えた感圧センサの製造方法であって、 前記感圧手段の表面と、 前 記センサ収容体の内面との少なくとも何れか一方に滑剤を付着させ、 前記感圧手 段を前記センサ収容体の内面に挿入する感圧センサの製造方法。
(16) 前記感圧手段の前記センサ収容体への挿入後、 前記センサ収容体の少な くとも一方の端部を熱処理により密封する (1 5) 記載の感圧センサの製造方法
(1 7) 前記滑剤として、 ステアリン酸亜鉛、 炭酸カルシウムのいずれかを用い る （1 5) 又は （1 6) 記載の感圧センサの製造方法。
<図面の簡単な説明 >
図 1は、 本発明に係る感圧センサを備えた物体検出装置及び開閉装置の外観 図であり、
図 2は、 図 1の A— A断面構成図であり、
図 3は、 圧電センサの断面構成図であり、
図 4は、 圧電センサの外観図であり、
図 5は、 物体検出装置及び開閉装置のプロック図であり、
図 6は、 窓枠と窓ガラスの間に物体が侵入して挟み込まれた場合の感圧セン サの様子を示す説明図であり、
図 7は、 濾波部からの出力信号、 判定手段の判定出力、 モータへの印加電圧を 示す特性図であり、
図 8は、 感圧センサの端部の密封加工を説明する説明図で、 （a) は端部密封 前の状態、 （b) は垂直方向 （c) は水平方向に加熱 ·加圧して密封した様子を 示す側面図であり、 図 9は、 支持手段の外観図であって、 （a) は両端部が開口した支持手段、 （ b) は一端部がセンサ収容孔及び中空部の閉口された支持手段を示す斜視図であ り、
図 1 0は、 抵抗体配設部の第 1の構成例を示す断面図であり、 ·
図 1 1は、 図 1 0に示す抵抗体配設部を支持手段のセンサ収容孔に挿入して熱 融着させた様子を示す断面図であり、
図 1 2は、 抵抗体配設部の第 2の構成例を示す断面図であり、
図 1 3は、 抵抗体配設部の第 3の構成例を示す図であって、 （a) は抵抗体配 設部の断面図で、 （b) は （a) に示す B— B断面図であり、
図 1 4は、 図 1 3に示す抵抗体配設部を支持手段のセンサ収容孔に挿入した様 子を示す図であって、 （a) は揷入前の状態、 （b) は挿入後にピン止めした状 態を示す説明図であり、
図 1 5は、 抵抗体配設部の第 4の構成例を示す図であって、 （a) は抵抗体'配 設部の断面図で、 （b) は側面図であり、
図 1 6は、 図 1 5に示す抵抗体配設部を支持手段のセンサ収容孔に挿入した様 子を示す図であって、 （a) は挿入前の状態、 （b) は揷入後の状態を示す説明 図であり、
図 1 7は、 支持手段のセンサ収容孔に熱可塑性エラストマ一を装填して熱融着 する様子を示す説明図で、 （a) は熱融着前、 （b) は熱融着後の状態を示す断 面図であり、
図 1 8は、 支持手段のセンサ収容孔から突出させた抵抗体配設部をキャップに より覆い熱融着させる様子を示す説明図で、 （a) はキャップ取付前、 （b) は キヤップ取付後、 （ c ) 熱融着後の状態を示す一部断面図であり、
図 1 9は、 図 1 8に示す支持手段の他端側にキヤップを取り付けた様子を示す 外観図であり、
図 20は、 支持手段と圧電センサとを一体に押出成形して端部を密封する様子 を示す説明図で、 （a ) は支持手段を切り出した状態、 （b) は支持手段の端部 をカットした状態、 （c ) は圧電センサの端部を処理した状態、 （d) は圧電セ ンサの端部をキャップで覆つた状態を示す外観図であり、 図 2 1は、 抵抗体配設部側の密封構造を示す断面図であり、
図 2 2は、 判定手段側の密封構造を示す断面図であり、 - 図 2 3は、 支持手段の端部に形成したキャップ取付代にキャップを嵌め込み、 熱融着させる様子を示す説明図で、 （a) は密封前、 （b) は密封後の状態を示 す断面図であり、
図 24は、 センサの変形量を増大させるための中空部を有しない支持手段に内 装された感圧センサの一例を示す断面図であり、
図 2 5は、 図 24に示す断面構成を有する感圧センサの一形態としての全体構 成図であり、
図 2 6は、 被覆層を有せずに外側電極を露出した圧電センサの断面図であり、 図 2 7は、 図 26に示す圧電センサを被覆手段により覆った様子を示す構成図 で、 （a) は両端部が開口された被覆手段、 （b) は一端部が閉口された被覆手 段の断面図であり、
図 2 8は、 被覆手段と圧電センサとを一体に押出成形して端部を密封する様子 を示す説明図で、 （a ) は表面に被覆手段が形成された圧電センサを所定の長さ に切り出した状態、 （b) は圧電センサ端部の被覆手段をカットした状態、 （c ) は圧電センサの端部を処理した状態、 （d) は端部をキャップにより密封した 状態を示す断面図である。
なお、 図中の符号、 1 3は窓枠 （開口部） 、 1 5は窓ガラス (開閉部） 、 1 7 は感圧センサ、 1 9は判定手段、 2 1は駆動手段、 2 3は制御手段、 2 5はモー タ、 3 3， 1 1 1は圧電センサ、 3 4はセンサ収容孔、 3 5 , 3 6は支持手段、 4 1は中空部、 4 3は側壁部、 4 5は中心電極、 4 7は外側電極、 4 9は複合圧 電体層、 5 1は被覆層、 5 3は抵抗体配設部、 5 5は断線検出用抵抗体、 6 3は 判定部、 7 3は制御部、 7 5は開閉スィッチ、 7 7は物体、 8 1は導電性キヤッ プ、 8 1 bは係止片 （楔形部） 、 8 3は凹凸部、 8 3 aは凸部、 8 3 bは凹部、 8 5 , 8 7は絶縁性樹脂、 8 9， 9 1は挿通孔、 9 3はピン、 9 5は栓体、 9 7 ， 9 8 , 1 0 1 , 1 0 3 , 1 0 7, 1 2 1 , 1 2 3はキャップ、 1 1 3， 1 1 5 ， 1 1 7は被覆手段、 1 0 0は物体検出装置、 1 5 0は開閉装置である。 <発明を実施するための最良の形態 >
以下、 本発明に係る感圧センサ、 物体検出装置、 及び開閉装置、 並びに感圧セ ンサの製造方法の好適な実施形態について、 図面を参照して詳細に説明する。 図 1は本発明に係る感圧センサを備えた物体検出装置 1 0 0及び開閉装置 1 5 0の外観図で、 自動車のパワーウィンドウに適用した場合を一例として示してい る。 図 2は図 1の A— A断面構成図である。 なお、 図 2では図面右側が車室内側 、 左側が車室外側である。
まず、 本実施形態の物体検出装置 1 0 0の基本構成は次の通りである。 図 1よ り、 1 1は自動車のドア、 1 3は開口部としての窓枠、 1 5は開閉部としての窓 ガラスである。 1 7は感圧センサで窓枠 1 3の端部周縁に配設されている。 1 9 は感圧センサ 1 7の出力信号に基づき感圧センサ 1 7への物体の接触を判定する 判定手段である。
また、 本実施形態の開閉装置 1 5 0は、 上記の物体検出装置 1 0 0と、 窓ガラ ス 1 5を開閉させる駆動手段 2 1、 駆動手段 2 1を制御する制御手段 2 3から成 る。 ここで、 駆動手段 2 1は、 モータ 2 5、 ワイヤ 2 7、 窓ガラス 1 5の支持具
2 9、 ガイド 3 1等からなり、 モータ 2 5によりワイヤ 2 7を動かし、 ワイヤ 2 7と連結された支持具 2 9をガイド 3 1に沿って上下させることにより窓ガラス 1 5を開閉する構造となっている。 なお、 駆動手段 2 1は上記のようなワイヤ 2 7を用いた方式に限定するものではなく、 他の方式であってもよい。 また、 制御 手段 2 3はモータ 2 5と一体化してもよい。
図 2に示すように、 本実施形態の感圧センサ 1 7は、 感圧手段としての可撓性 の圧電センサ 3 3と、 センサ収容体としての支持手段 3 5とを有する。 支持手段
3 5は、 圧電センサ 3 3を最下部近傍のセンサ収容孔 3 4に内蔵して窓枠 1 3に 固着される変形部 3 7を備えている。 この変形部 3 7は、 中空部 4 1と側壁部 4 3とを有している。 また、 変形部 3 7を含む支持手段 3 5は、 熱可塑性エラス ト マー （T P E ) からなり、 圧電センサ 3 3よりも柔軟な特性を有している。 なお 、 変形部 3 7は窓枠 1 3に配設されたゥェザストリップと一体となっていてもよ く、 感圧センサ 1 7は、 開口部側に限らず、 開閉側に設けた構成であってもよい 図 3は圧電センサ 3 3の断面構成図である。 圧電センサ 3 3は信号導出用電極 としての中心電極 4 5、 外側電極 4 7と、 塩素化ポリエチレンからなるゴム弾性 体に圧電セラミックの焼結粉体を混合した複合圧電材からなる複合圧電体層 4 9 と、 被覆層 5 1とを同心円状に積層してケーブル状に成形し分極処理して構成し たもので、 優れた可撓性を有し、 変形の加速度に応じた出力信号を発生する。 圧 電セラミックとしては例えばチタン酸鉛又はチタン酸ジルコン酸鉛や、 チタン酸 ビスマスナトリウム、 ニオブ酸ナトリウム、 ニオブ酸カリウム等の無鉛圧電セラ ミックの焼結粉体を用いる。 圧電センサ 3 3は以下の工程により製造される。 最 初に、 塩素化ポリエチレンシートと （4 0〜 7 0 ) vol %の圧電セラミック （ここ では、 チタン酸ジルコン酸鉛） 粉末がロール法によりシート状に均一に混合され る。 このシ一トを細かくペレツト状に切断した後、 これらのペレットは中心電極
4 5と共に連続的に押し出されて複合圧電体層 4 9を形成する。 それから、 外側 電極 4 7が複合圧電体層 4 9の周囲に卷きつけられる。 外側電極 4 7を取り巻い て被覆層 5 1も連続的に押し出される。 最後に、 複合圧電体層 4 9を分極するた めに、 中心電極 4 5と外側電極 4 7の間に （5〜： L 0 ) kV/瞧の直流高電圧が印加 される。
上記塩素化ポリエチレンに圧電セラミック粉体を添加するとき、 前もって圧電 セラミック粉体をチタン 'カツプリング剤の溶液に浸漬 ·乾燥することが好まし い。 この処理により、 圧電セラミック粉体表面が、 チタン ·カップリング剤に含 まれる親水基と疎水基で覆われる。 親水基は圧電セラミック粉体同志の凝集を防 止し、 また、 疎水基は塩素化ポリエチレンと圧電セラミック粉体との濡れ性を増 加する。 この結果、 圧電セラミック粉体は塩素化ポリエチレン中に均一に、 最大 7 0 vol%まで多量に添加することができる。上記チタン■力ップリング剤溶液中 の浸漬に代えて、 塩素化ポリエチレンと圧電セラミック粉体のロール時にチタン - カップリング剤を添加することにより、 上記と同じ効果の得られることが見出 された。 この処理は、 特別にチタン · カップリング剤溶液中の浸漬処理を必要と しない点で優れている。 このように塩素化ポリエチレンは、 圧電セラミック粉体 を混合する際のバインダー樹脂としての役割も担っている。 尚、 塩素化ポリェチ レンの代わりに、 熱可塑性エラストマ一等のノンハロゲン材料を使用しても良い 中心電極 4 5は銅線やステンレス線等、 通常の金属単線導線や複数本の撚線を 用いてもよいが、 ここでは絶縁性高分子繊維の周囲に金属コイルを巻いた電極を 用いる。 絶縁性高分子繊維と金属コイルとしては、 電気毛布において商業的に用 いられているポリエステル繊維と銀を 5 wt%含む銅合金がそれぞれ好ましい。 外側電極 4 7は高分子層の上に金属膜の接着された帯状電極を用い、 これを複 合圧電体層 4 9の周囲に巻きつけた構成としている。 そして、 高分子層としては ポリエチレン .テレフタレート ( P E T ) を用い、 この上にアルミニウム膜を接 着した電極は、 1 2 0 °Cで高い熱的安定性を有するとともに商業的にも量産され ているので、 外側電極 4 7として好ましい。 この電極を判定手段 1 9に接続する 際には、 例えばカシメゃハトメにより接続することができる。 また、 外側電極 4 7のアルミニウム膜の回りに金属単線コイルや金属編線を卷き付けてアルミニゥ ム膜と導通をとり、 金属単線コイルや金属編線を判定手段 1 9に半田付けする構 成としてもよい。 この場合、 半田付けが可能となるので作業の効率化が図れる。 また、 P E T層の上に銅膜を形成した帯状電極を用いてもよく、 これにより半田 付けが可能となる。 尚、 圧電センサを外部環境の電気的雑音からシールドするた めに、 外側電極 4 7は部分的に重なるようにして複合圧電体層 4 9の周囲に卷き つけることが好ましい。
被覆層 5 1としては、 塩化ビニルやポリエチレンを用いればよいが、 物体の押 圧時に圧電センサ 3 3が変形しやすいよう柔軟性及び可撓性の良い合成ゴムゃ熱 可塑性エラストマ一等の弾性材料を用いてもよい。 以上のような構成により、 圧 電センサの最小曲率は半径 5瞧まで可能となる。 なお、 被覆層 5 1を支持手段 3 5と兼用する構成としてもよく、 部品や製造工程の合理化が図られる。
上記のように、 圧電センサの複合圧電材が塩素化ポリエチレンの有する可撓性 と圧電セラミックの有する高温耐久性とを併せ持つので、 圧電体としてポリフッ 化ビニリデンを用いた従来の圧電センサのような高温での感度低下がなく、 高温 耐久性がよい上、 E P D Mのようなゴムのように成形時に加硫工程が不要なので 生産効率がよいという利点が得られる。 図 4は圧電センサ 3 3の外観図で、 圧電センサ 3 3の一方の端部には、 断線 - 短絡の検出用の抵抗体を内蔵した抵抗体配設部 5 3が設けられている。 抵抗体配 設部 5 3の外径は、 圧電センサ 3 3の被覆層 5 1の外径と略同じに構成されてお り、 内蔵される抵抗体は圧電センサ 3 3の中心電極 4 5と外側電極 4 7との間に 接続されている。 抵抗体は焦電効果によって圧電センサ 3 3に発生する電荷を放 電する放電部を兼用しており、 部品の合理化が図られている。 圧電センサ 3 3は 判定手段 1 9に直接接続され、 圧電センサ 3 3と判定手段 1 9とは一体化されて いる。 また、 判定手段 1 9には、 電源供給用と検出信号の出力用のケーブル 5 7 、 及びコネクタ 5 9が接続されている。 圧電センサ 3 3を支持手段 3 5に配設す る場合は、 端部に抵抗体を内蔵した抵抗体配設部 5 3を形成し、 圧電センサ 3 3 を支持手段 3 5のセンサ収容孔 3 4に揷入した後、 圧電センサ 3 3と判定手段 1 9とを接続して一体化する。 あるいは、 圧電センサ 3 3の両端部にそれぞれ抵抗 体配設部 5 3と判定手段 1 9とを接続した後、 圧電センサ 3 3を支持手段 3 5の センサ収容孔 3 4に挿入してもよい。
ここで、 圧電センサ 3 3の挿入の際は、 圧電センサ 3 3とセンサ収容孔 3 4の 少なくとも一方に滑剤を付着させてから圧電センサ 3 3を揷入する方法をとる。 この方法を用いると、 滑剤の作用により圧電センサ 3 3をスムーズにセンサ収容 孔 3 4に挿入することができ、 手間がかからず、 新規に設備を追加することもな く、 生産効率が向上する。
つまり、 この感圧センサの製造方法としては、 前記感圧手段の表面と、 前記セ ンサ収容体の内面との少なくとも何れか一方に滑剤を付着させるステップと、 前 記感圧手段を前記センサ収容体の内面に挿入するステップと、 前記センサ収容体 の少なくとも一方の端部を熱処理により密封するステップとをこの順で実行すれ ばよい。
また、 滑剤としては、 ゴムの押出成形時の滑剤やゴム同士の付着を防止するプ 口ッキング剤として用いられるステアリン酸亜鉛や炭酸カルシウム等を用いるこ とができる。 なお、 滑剤は上記材料に限定されることなく、 被覆層ゃ圧電センサ 等に用いられている材料を劣化させない範囲で、 適切な材料からなる滑剤を適宜 選択して用いればよい。 図 5は本実施形態の物体検出装置及び開閉装置のプロック図である。 判定手段 1 9は、 感圧センサ 1 7の断線を検出する際に使用する分圧用抵抗体 6 1、 圧電 センサ 3 3からの出力信号から所定の周波数成分のみを通過させる濾波部 6 2、 濾波部 6 2からの出力信号に基づき感圧センサ 1 7への物体の接触を判定する判 定部 6 3、 断線検出用抵抗体 5 5と分圧用抵抗体 6 1により形成される電圧値か ら圧電センサ 3 3の中心電極 4 5と外側電極 4 7の断線異常を判定する異常判定 部 6 4を備えている。
また、 中心電極 4 5と外側電極 4 7を判定手段 1 9に接続し圧電センサ 3 3か らの出力信号を判定手段 1 9に入力する信号入力部 6 5と、 判定部 6 3からの判 定信号を出力する信号出力部 6 6とは、 隣接して判定手段 1 9内に配設してある 。 信号出力部 6 6には判定手段 1 9への電源ラインとグランドラインも接続され ている。 さらに、 判定手段 1 9は、 信号入力部 6 5と信号出力部 6 6 との間に設 けられ高周波信号をバイパスするコンデンサ等のバイパス部 6 7を有している。 判定手段 1 9を構成する以上の各構成要素はワンチップ I C化されて基板に実 装され、 基板全体は絶縁された後、 円筒状または箱状のシールドケースに内蔵さ れる。 そしてシールドケースは圧電センサ 3 3の外側電極 4 7と電源のグランド ラインとも導通しており、 圧電センサ 3 3と判定手段 1 9との全体がシー ドさ れていて、 強電界ノイズ等による誤動作を防止する構成となっている。 上記回路 の入出力部に貫通コンデンサや E M Iフィルタ等を付加して、 さらに強電界対策 を行ってもてもよい。
駆動手段 2 1はモータ 2 5の回転パルスを検出するためのホール素子 6 8を有 する。
制御手段 2 3は、 ホール素子 6 8からの出力信号に基づき窓ガラス 1 5の上端 位置を検出する位置検出部 7 1と、 ホール素子 6 8からの出力信号に基づき窓ガ ラス 1 5の移動速度を検出して窓ガラス 1 5への物体の接触を判定する開閉部接 触判定部 7 2と、 判定手段 1 9と位置検出部 7 1と開閉部接触判定部 7 2との出 力信号に基づきモータ 2 5を制御する制御部 7 3とを備えている。
位置検出部 7 1はホール素子 6 8から出力されるパルス信号をカウントして記 憶することにより窓ガラス 1 5の上端の現在位置を検出する。 ここで、 窓ガラス 1 5の上端位置 Yは図 1に示したように窓枠 1 3の最下点からの高さで表される 開閉部接触判定部 7 2では、 窓ガラス 1 5に物体が接触すると窓ガラス 1 5の 移動速度が遅くなることに基づき、 ホール素子 6 8から出力されるパルス信号の パルス間隔から窓ガラス 1 5の移動速度を演算し、 演算した移動速度の単位時間 当たりの変化量 I Δ V、v i が予め設定した設定値 Vwlより大となった場合、 窓ガラ ス 1 5に物体が接触したと判定し、 L o→H i→L oのパルス信号を出力する。 ここで、 このパルス信号のうち、 H i レベルの信号が判定信号となる。
また、 制御手段 2 3には、 判定手段 1 9の判定結果を車室内のフロントパネル に設置された所定のライ ト等で報知する報知手段 7 4、 窓ガラス 1 5を開閉する ための開閉スィッチ 7 5が接続され、 この開閉スィッチは、 ワンタツチ操作で窓 ガラス 1 5を開閉するオートアップスィッチ、 ォートダウンスィツチと、 マニュ アル操作で窓ガラス 1 5を開閉するマニュアルアップスィツチ、 マニュアルダウ ンスィッチ等からなる。 そして、 判定手段 1 9を通じて電力を供給する自動車の バッテリー等からなる電源 7 6が設けられている。
濾波部 6 2は、 圧電センサ 3 3の出力信号から自動車の車体の振動等に起因す る不要な信号を除去し、 物体の接触による押圧により圧電センサ 3 3が変形する 際に圧電センサ 3 3の出力信号に現れる特有な周波数成分のみを抽出するような 濾波特性を有する。 濾波特性の決定には自動車の車体の振動特性や走行時の車体 振動を解析して最適化すればよい。
次に、 物体検出装置による物体の感圧センサ 1 7への接触を検出する際の基本 動作について説明する。
図 6に窓枠と窓ガラスの間に物体 7 7が侵入して挟み込まれた場合の感圧セン サ 1 7の様子を示した。 物体 7 7が感圧センサ 1 7と接触すると、 物体 7 7によ る押圧が支持手段 3 5及び圧電センサ 3 3に印カ卩される。 支持手段 3 5は圧電セ ンサ 3 3より柔軟性を有しているので、 図示のように物体 7 7が接触する点を中 心として押圧により支持手段 3 5が圧縮されて、 側壁部 4 3が変形し、 同時に中 空部 4 1が押し潰される。 これにより圧電センサ 3 3も物体 7 7が支持手段 3 5 と接触する点を中心として屈曲して変形する。 このようにして圧電センサ 3 3が変形すると、 圧電効果により圧電センサ 3 3 から変形の加速度に応じた出力信号が出力される。 圧電センサ 3 3からの出力信 号は濾波部 6 2により濾波される。 圧電センサ 3 3の出力信号に自動車の車体の 振動等に起因する不要な振動成分による出力信号が現れることがあるが、 濾波部 6 2がこの不要な信号を除去する。
ここで、 判定部 6 3と制御部 7 3の動作手順の一例について、 図 7に基づいて 説明する。 図 7は濾波部 6 2からの出力信号 V、 判定手段 1 9の判定出力】、 モ ータ 2 5への印加電圧 Vraを示す特性図である。 図 7中、 縦軸は上から順に V、 J 、 Vm、 横軸は時刻 tである。 時刻 1^に開閉スィッチ 7 5のオートアップスイツ チをオンすると、制御部 1 3がモータ 2 5に + Vdの電圧を印加して窓ガラス 1 5 を閉動作させる。 判定手段 1 9は窓ガラス 1 5の閉動作時に判定動作を行う。 図 6に示したように物体 7 7が挟み込まれると、 圧電センサ 3 3からは圧電効果に より圧電センサ 3 3の変形の加速度に応じた信号が出力され、 濾波部 6 2からは 図 7 ( a ) に示すような基準電位 V。より大きな信号成分が現れる。 この際、 単に 圧電センサ 3 3を窓枠 1 3に配設した構成であれば、 挟み込みの際の圧電センサ 3 3の変形はわずかであるが、 本実施形態の場合は図 2に示すように、 支持手段 3 5が柔軟性を有しており、 挟み込みの際に支持手段 3 5が容易に圧縮されるの で、 圧電センサ 3 3の変形量が增大する。
そして、 挟み込みの際に中空部 4 1も押し潰されるので圧電センサ 3 3の変形 量がさらに増大する。 このように圧電センサ 3 3は大きな変形量が得られ、 変形 量の 2次微分値である加速度も大きくなり、 結果として圧電センサ 3 3の出力信 号も大きくなる。 判定部 6 3は Vの V。からの振幅 I V - V0 Iが D。より大ならば 物体との接触があったものと判定し、 図 7 ( b ) に示すように、 時刻 t 2で判定出 力として L o→H i (判定信号) →し oのパルス信号を出力する。
制御部 7 3はこの判定信号があると、 図 7 ( c ) に示すように、 モータ 2 5 へ の + Vdの電圧印加を停止し、 一V dの電圧を時刻 まで一定時間印加して窓ガラ ス 1 5を一定量下降させ、 挟み込みを解除、 或いは挟み込みの発生を未然に防止 する。 感圧センサ 1 7への圧力を解除する場合には、 圧電センサ 3 3からは変形 が復元する加速度に応じた信号 （図 7 (a) の基準電位 V。より小さな信号成分） が出力される。
なお、 感圧センサ 1 7の変形の際、 Vが V。より大となるか小となるかは、 圧電 センサ 3 3の屈曲方向や分極方向、 電極の割付け （どちらを基準電位とするか） 、圧電センサ 3 3の支持方向により変化するが、判定部 6 3では Vの V。からの振 幅の絶対値に基づき挟み込みを判定しているので、 Vの V。に対する大小によらず 挟み込みを判定することができる。
さらに、 感圧センサ 1 7の変形による圧電センサ 3 3からの出力は、 変形が発 生した場合と、 その変形が元の状態に復帰した場合とでは、 極性の異なる出力信 号となるので、 感圧センサへの物体の接触開始から接触終了までを検出すること ができる。 これにより、 例えば物体の挟み込みが生じている間は窓ガラスの操作 を強制停止させ、 挟み込みが解除されてから操作可能にすることもできる。
次に、 以上説明した感圧センサ 1 7における、 端部の密封加工について説明す る。
本実施形態の支持手段 3 5は熱可塑性ェラストマ一からなる。 熱可塑性エラス トマ一は、 軟質合成樹脂の一つであって、 且つ常温でゴム状弾性を有する高分子 物質で、 その組成としては樹脂中に架橋されたゴムが分散している状態のもので ある。 熱可塑性エラストマ一は、 成型時に加硫工程が不要なので、 生産効率がよ いという利点が得られる。 熱可塑性エラストマ一としては、 例えば、 ォレフィン 系 （TPO) 、 スチレン系 （SBC) 、 塩ビ系 （TPVC) 、 ゥレタン系 (TP U) 、 エステル系 （TPEE) 、 アミ ド系 （TPAE) 等のものが挙げられる。 この支持手段 3 5に圧電センサ 33を内装させる方法としては、 前述したよう に、 支持手段 3 5を単体で押出成形や型成形により作製しておき、 支持手段 3 5 に形成されたセンサ収容孔 34に圧電センサを後工程で挿入する方法と、 支持手 段 35と圧電センサ 3 3とを同時に押出成形する方法がある。
まず、 前者の方法で作製した感圧センサの端部の密封加工を説明する。
密封加工を行うには、 図 8に示すように、 支持手段 35の端部を、 加熱した加 圧用治具により支持手段 35の端部を加熱 ·加圧 （熱処理） することで、 熱可塑 性エラストマ一による熱融着によって密封する。 即ち、 図 8 (a) に示す端部密 封前の状態から、 （b ) に示すように垂直方向、 あるいは （c ) に示すように水 平方向に加圧しつつ加熱することで、 センサ収容孔 3 4と中空部 4 1を密封する この加圧方向は、 感圧センサ 1 7の敷設場所に応じて適切な方向が選択される 。 また、 単に加圧するのみならず、 加熱型に挟み込んで加圧することで、 端部を 所望の形状に仕上げることも可能である。 密封はセンサ収容孔 3 4のみならず、 中空部 4 1を共に密封することが好ましい。 このような熱融着による密封によつ て圧電センサ 3 3が支持手段 3 5の内部に密閉されるため、 水滴等の異物が支持 手段 3 5の内部に侵入することなく、 水滴等の侵入による誤動作や腐食を防止で きる。 また、 支持手段 3 5内に水滴等が侵入して凍結した場合等に、 感圧センサ 1 7が撓みにくくなって感度が低下したり、 支持手段 3 5を破裂させる等の不具 合の発生も未然に防止される。 そして、 圧電センサ 3 3の端部が支持手段 3 5に 固着されるので、 圧電センサ 3 3を弛みなく支持手段 3 5のセンサ収容孔 3 4内 に確実に収容することができ、 センサ端部でのセンサの感度を低下させることが なくなる。 さらに、 上記構成においては、 感圧センサ 1 7は、 最外層の被覆層 5 1を省略して、 外側電極 4 7を外部に露出させた形態として、 センサ収容孔 3 4 に挿入する構成としてもよレ、。
上記のように、 支持手段 3 5の端部を単に加熱 ·加圧する熱処理によって容易 に端部の密封ができるので、 射出成形やトランスファ成形に準じた加工方法と比 較して、 端部の密封加ェの作業性を大幅に向上することができ、 低コストで効率 的な密封が行える。 また、 支持手段 3 5は、 図 9 ( a ) に示す両端部が開口して いるものに限らず、 図 9 ( b ) に示すように、 一端部がセンサ収容孔 3 4及び中 空部 4 1の閉口されたものであってもよい。 その場合には、 片側のみ密封するだ けでよいため、 密封作業が簡略化できる。
次に、 支持手段 3 5の端部密封の際に、 圧電センサ 3 3の端部に設けられる抵 抗体配設部 5 3 (図 4参照） の支持手段 3 5に対する固定強度を高めるため、 抵 抗体配設部 5 3の形状に改良を加えた構成例を以下に説明する。
図 1 0は抵抗体配設部 5 3の第 1の構成例を示す断面図である。 圧電センサ 3 3は、 中心電極 4 5の表面に複合圧電体層 4 9を形成し、 この複 合圧電体層 4 9の表面に外側電極 4 7を被覆形成し、 さらに外側電極 4 7の周囲 に被覆層 5 1を形成して構成されており、 被覆層 5 1を圧電センサ 3 3の端部か ら一部除去して外側電極 4 7が露出した状態としている。 そして、 断線検出用抵 抗体 5 5をリード線方向がセンサと同軸方向となるように合わせ、 センサに近い 側のリード線 5 6 aを中心電極 4 5に接続している。 一方、 反対側のリ一ド線 5 6 bは、 端部が外側電極 4 7に導通される径を有する円筒状の導電性キャップ 8 1の底部 8 1 aに接続している。 リード線 5 6 aと中心電極 4 5との接続、 及び リード線 5 6 bと導電性キヤップ 8 1との接続は、 溶接、 ろう接、 カシメ等の適 宜な接続手段により電気的に接続できる。
導電性キャップ 8 1は金属等からなり、 その外表面にはセンサの軸方向に沿つ て段状の凹凸部 8 3を有する絶縁性樹脂 8 5が固着されている。 一例として示し た凹凸部 8 3は、 導電性キャップ 8 1の径方向外側に突出する凸部 8 3 a及び凹 部 8 3 bを導電性キャップ 8 1の円周方向に沿つて複数段形成したものである。 なお、 抵抗体配設部 5 3は、 支持手段 3 5への固着後に周囲との電気的接触のお それがない場合には、 絶縁性樹脂 8 5を形成する代わりに、 導電性キャップ 8 1 自体がその外周面に凹凸部 8 3を有するものとしてもよい。
上記構成の抵抗体配設部 5 3によれば、 図 1 1に示すように、 支持手段 3 5の センサ収容孔 3 4に圧電センサ 3 3を挿入して熱融着させた際に、 圧電センサ 3 3側の四凸部 8 3がセンサ収容孔 3 4に食い込み、 センサ収容孔 3 4内で圧電セ ンサ 3 3が軸方向に摺動することや抜け落ちることを確実に防止できる。 これに より、 圧電センサ 3 3をセンサ収容孔 3 4内で弛みなく配置させることができ、 もって、 物体との接触が生じた場合に圧電センサ 3 3の変形加速度が鈍ることな く、 センサの検出感度を高めることができる。
図 1 2は抵抗体配設部 5 3の第 2の構成例を示す断面図である。 以降の説明で は、 同一の機能を有する同一の部材に対しては、 同一の符号を付与することでそ の説明は省略するものとする。
この構成例では、 導電性キャップ 8 1の外表面に、 センサの軸方向に沿って拡 径、 縮径する山形の凹凸部 8 3を有する絶縁性樹脂 8 7が固着されている。 この抵抗体配設部 5 3の構成によっても、 圧電センサ 3 3側の凹凸部 8 3がセ ンサ収容孔 3 4に食い込み、 センサ収容孔 3 4内で圧電センサ 3 3が軸方向に摺 動することや抜け落ちることを確実に防止できる。 また、 四凸部 8 3の形状が単 純であるので、 絶縁性樹脂 8 7の加工が容易となる。 なお、 上記凹凸部 8 3は、 山形に限らず、 センサの軸方向に沿って端部側ほど拡径する円錐形状や、 拡径部 から端部側ほど縮径する円錐形状であっても同様な効果を得ることができる。 図 1 3 ( a ) は抵抗体配設部 5 3の第 3の構成例を示す断面図で、 （b ) は （ a ) に示す B _ B断面図である。
この構成例は、 導電性キャップ 8 1に固定用のピンを差し込む挿通孔 8 9を導 電性キャップ 8 1の外周面の一部に穿設した構成としている。 この構成の抵抗体 配設部 5 3では、 図 1 4 ( a ) に示すように、 支持手段 3 5のセンサ収容孔 3 4 の位置に予め固定用のピンを差し込むための揷通孔 9 1を穿設しておき、 圧電セ ンサ 3 3の抵抗体配設部 5 3を挿通させ、 図 1 4 ( b ) に示すように挿通孔 8 9 ， 9 1を位置合わせして、 ピン 9 3を揷通孔 8 9 , 9 1に差し込む。 これにより 、 抵抗体配設部 5 3が支持手段 3 5に固定され、 圧電センサ 3 3をセンサ収容孔 3 4内で弛みなく配置させることができ、 上記同様の効果が奏される。
なお、 支持手段 3 5側に揷通孔 9 1を設けずに、 圧電センサ 3 3をセンサ収容 孔 3 4内に揷通させて、 先端の鋭利なピンを支持手段 3 5に突き刺して導電性キ ヤップ 8 1の揷通孔 9 1に差し込む構成としてもよい。 この構成では、 一層簡単 に抵抗体配設部 5 3を支持手段 3 5に確実に固定することができる。
図 1 5 ( a ) は抵抗体配設部 5 3の第 4の構成例を示す断面図で、 （ b ) は側 面図である。
この構成例は、 導電性キャップ 8 1に抜け止め用の係止片 (楔形部) 8 1 bを 、 底部 8 1 a側を基部として圧電センサ 3 3側に向けて外方へ突出させて楔形と なるように設けてある。 ここでは、 一例として、 導電性キャップ 8 1の周面の一 部を係止片 8 1 bとして軸方向に切り出し、 底部 8 1 a側を基端として係止片 8 1 bを外方へ引き出すことで形成している。 なお、 係止片 8 1 bは上下 1対とし ているが、 2つ以上の複数あっても、 1つであってもよく、 軸方向に沿って多段 に構成してもよい。 上記構成の抵抗体配設部 5 3によれば、 図 1 6に示すように、 支持手段 3 5の センサ収容孔 3 4に圧電センサ 3 3を挿入して熱融着させた際に、 係止片 8 1 b がセンサ収容孔 3 4に食い込み、 センサ収容孔 3 4内で圧電センサ 3 3が軸方向 に摺動することや抜け落ちることを確実に防止できる。 これにより、 前述と同様 の効果が奏される。
次に、 抵抗体配設部 5 3を支持手段 3 5內に密封する他の方法を説明する。 図 1 7は支持手段のセンサ収容孔に熱可塑性エラストマ一を装填して熱融着す る様子を示す説明図で、 （a ) は熱融着前、 （b ) は熱融着後の状態を示す断面 図である。
ここでは、 図 1 7 ( a ) に示すように、 支持手段 3 5のセンサ収容孔 3 4内に 圧電センサ 3 3を挿通させる一方、 支持手段 3 5端部のセンサ収容孔 3 4に、 セ ンサ収容孔 3 4を塞ぐ熱可塑性エラストマ一からなる栓体 9 5を装填する。 この 状態で熱融着させると、 図 1 7 ( b ) に示すように、 栓体 9 5が支持手段 3 5端 部のセンサ収容孔 3 4を隙間なく塞ぐと共に、 センサ先端の抵抗体配設部 5 3が 支持手段 3 5内で栓体 9 5と支持手段 3 5に固着される。 これにより、 圧電セン サ 3 3を支持手段 3 5の内部に簡単な作業で確実に密封することができる。
さらに他の密封方法として、 次の方法がある。
図 1 8は支持手段の端部を熱可塑性エラストマ一からなるキヤップを用いて密 封する様子を示す説明図である。
図 1 8 ( a ) に示すように、 抵抗体配設部 5 3をセンサ収容孔 3 4内に配置し た状態で、 図 1 8 ( b ) に示すように、 熱可塑性ェラス トマーからなり支持手段 3 5の一端部全体を覆うキャップ 9 7を取り付け、 キャップ 9 7の近傍を加熱 · 加圧 （熱処理） することで熱融着させる。 これにより、 支持手段 3 5のセンサ収 容孔 3 4及び中空部 4 1が確実に密閉され、 且つ、 その端部がキャップ 9 7によ り覆われるため、 密着強度が増強されて耐久性が向上する。
また、 図 1 9に示すように、 他端側に対しても同様に熱可塑性エラストマ一か らなるキャップ 9 8を端部全体を覆うように取り付けることで、 感圧センサの全 体を密封することができる。 次に、 支持手段 3 5と圧電センサ 3 3とを一体に押出成形する方法により作製 した感圧センサの端部の密封加工について説明する。
図 2 0は支持手段と圧電センサとを一体に押出成形して端部を密封する様子を 示す説明図である。
図 2 0に示すように、 圧電センサ 3 3が挿入された状態で連続的に成形される 支持手段 3 5から所望の長さを切り出して、 感圧センサを作製する際、 次のよう にして端部を密封する。 まず、 図 2 0 ( a ) の切り出した支持手段 3 5の端部を 、 図 2 0 ( b ) に示すように圧電センサ 3 3を残してカットすることで、 圧電セ ンサ 3 3をセンサ収容孔 3 4から突出させる。 そして、 図 2 0 ( c ) に示すよう に、 突出させた圧電センサ 3 3の端部に、 前述の図 4に示す抵抗体配設部 5 3と 判定手段 1 9を取り付けて、 例えば図 2 0 ( d ) に示すようにキャップ 1 0 1， 1 0 3により密封する。
ここで、 図 2 0 ( d ) における C方向断面を図 2 1に、 D方向断面を図 2 2に 示して具体的な密封構造を説明する。 即ち、 図 2 1は抵抗体配設部 5 3側の密封 構造を示す断面図、 図 2 2は判定手段 1 9側の密封構造を示す断面図である。 図 2 1に示すように、 抵抗体配設部 5 3側では、 支持手段 3 5から突出させた 圧電センサ 3 3の端部に抵抗体配設部 5 3を取り付けて、 抵抗体配設部 5 3の外 側及び支持手段 3 5の端部全体を熱可塑性エラストマ一からなるキャップ 1 0 1 で覆い、 熱融着させる。
また、 図 2 2に示すように、 判定手段 1 9側では、 支持手段 3 5から突出させ た圧電センサ 3 3の端部に基板上に形成した判定手段 1 9を取り付けて、 判定手 段 1 9の外側及び支持手段 3 5の端部全体を熱可塑性ェラストマ一からなるキヤ ップ 1 0 3で覆い、 熱融着させる。
以上説明した圧電センサ端部の密封構造によって、 熱処理による端部の密封加 ェが簡単に行えるため、 端部を密封加ェする作業が簡単化されて、 低コスト化が 図られる。
また、 図 2 0に示すように、 支持手段 3 5と圧電センサ 3 3とを一体に押出成 形する場合にも、 圧電センサ 3 3の被覆層 5 1 (図 3参照） を省略することがで きる。 その場合の端部の密封加工も上記同様に行うことができる。 その他にも、 例えば、 図 2 3に示すように、 支持手段 3 5の端部を除去する際、 センサ収容孔 3 4の回りを残してキヤップ取付代 1 0 5を形成しておき、 このキヤップ取付代 1 0 5に熱可塑性エラストマ一からなるキャップ 1 0 7の内周部を嵌め込み、 熱 融着させることで密封する。 一方、 支持手段 3 5の中空部 1 4は、 加熱 '加圧 （ 熱処理） して端部を熱融着させる。 このような体積の小さなキャップ 1 0 7で端 部の密封加工を行うことで、 資材の削減により低コスト化が図られる。
以上説明した感圧センサ 1 7は、 いずれもセンサの変形量を増大させるための 中空部 4 1を有する支持手段 3 5に内装されたものである。 本発明の感圧センサ はこのような支持手段の形態に限らず、 前述した中空部 4 1を有しない支持手段 に内装されたものであってもよい。 このような構成の感圧センサの一例を図 2 4 に断面図として示した。 図 2 4に示す感圧センサ 1 7は、 熱可塑性エラストマ一 からなる断面円筒状の支持手段 3 6の内部に圧電センサ 3 3を内装した構成であ る。 図 2 5は、 図 2 4に示す断面構成を有する感圧センサの一形態としての全体 構成図であって、 チューブ状の熱可塑性エラストマ一からなる支持手段 3 6に、 抵抗体配設部 5 3及び判定手段 1 9が接続された圧電センサ 3 3を内装して感圧 センサを構成している。 端部の密封は、 図示のように袋状のチューブを被せる、 熱融着させる方法の他、 キヤップを被せて熱融着させる等の適宜の方法を採用す ることができる。
上記構成の支持手段 3 6を備えた感圧センサ 1 7によれば、 検出の目的に応じ た適宜な形態で、 感圧センサ 1 7を所望の配置位置へ取り付けることで、 所望の 検出を行うことができる。 そして、 圧電センサ 3 3に作用する引張、 圧縮、 曲げ 、 捻れ等による変形が、 薄肉の支持手段 3 6であるために減衰分が少なくなり、 変形の加速度の検出感度が向上して、 高感度な検出が可能となる。 また、 センサ の径が小さく小型であるために、 センサの設置自由度、 及び他の部材に組み込む 際の設計自由度が向上し、 本発明に係る感圧センサの適用範囲を広げることがで さる。
次に、 本発明に係る感圧センサの他の形態として、 支持手段を備えずに単に圧 電センサを被覆しただけの構成とした形態を説明する。 図 2 6に被覆層を有せずに外側電極 4 7を露出した圧電センサの断面図、 図 2 7に図 2 6に示す圧電センサを熱可塑性エラストマ一からなる被覆手段により覆 つた様子を示す構成図を示した。
図 2 7 ( a ) に示す感圧センサは、 両端部が開口されてチューブ状に形成され たセンサ収容体としての被覆手段 1 1 3内に、 抵抗体配設部 5 3及び判定手段 1 9が接続された圧電センサ 1 1 1を挿入して形成したものである。 端部の密封は 、 図中矢印で示すように被覆手段 1 1 3の両端部を熱融着するこ.とで行っている また、 図 2 7 ( b ) に示す感圧センサは、 一端部が閉口されたチューブ状の被 覆手段 1 1 5内に、 抵抗体配設部 5 3及び判定手段 1 9が接続された圧電センサ 1 1 1を揷入して構成したものである。 端部の密封は、 図中矢印で示すように被 覆手段 1 1 3の片側端部を熱融着することで行っている。 この場合には、 被覆手 段 1 1 3の片側のみ密封するだけでよいため、 密封作業が簡略化できる。 なお、 端部の密封加工は、 そのまま熱融着させる以外にも、 熱可塑性エラストマ一から なるキヤップを被せて熱融着させることで行つてもよい。
このように、 必要最小限の部材で感圧センサを構成すると共に、 被覆手段の端 部を熱融着して密封することで、 センサ内部への水や異物等の侵入を防止した、 低コストな感圧センサを得ることができる。
次に、 表面が被覆手段により覆われた圧電センサを備えた感圧センサについて 、 圧電センサと被覆手段とを押出成形により一体成形して形成した一例を説明す る。
図 2 8は被覆手段と圧電センサとを一体に押出成形して端部を密封する様子を 示す説明図である。
図 2 8 ( a ) に示すように、 押出成形によって、 表面に熱可塑性エラストマ一 からなる被覆手段 1 1 7が形成された圧電センサ 1 1 1を所定の長さに切り出し 、 図 2 8 ( b ) に示すように、 圧電センサ 1 1 1端部の被覆手段 1 1 7をカット して、 圧電センサ 1 1 1の端部の外側電極を露出させる。 そして、 図 2 8 ( c ) に示すように、 圧電センサ 1 1 7の端部に、 前述の図 4に示す抵抗体配設部 5 3 と判定手段 1 9を取り付けて、 例えば図 2 8 ( d ) に示すようにキャップ 1 2 1 , 1 2 3により密封する。
このように、 押出成形により被覆部材と圧電センサとを一体に作製して、 抵抗 体配設部 5 3と判定手段 1 9を取り付けた後、 端部を密封するという簡単な作業 で、 センサ内部への水や異物等の侵入を防止した感圧センサを作製することがで きる。
以上説明した本発明に係る感圧センサは、 自動車の窓枠に配設する感圧センサ に限らず、 例えば、 自動車の車体側面のスライ ドドア、 車体天井の電動サンルー フ、 車体後部の電動ハッチドア、 或いは電動トランク、 ガルウィングタイプのド ァ、 トラックの自動開閉式ウィング等に適用することもでき、 前述同様の効果が 奏される。 さらには、 自動車に限らず、 列車或いは建物の自動ドア等に対しても 適用可能である。 また、 無人搬送車や自動車等の移動体のバンパーセンサ装置と しても適用可能である。
なお、 上記の各実施形態の構成は、 適宜組み合わせて使用することができる、 また、 センサ収容体への感圧手段の挿入については、 センサ収容体が熱可塑性ェ ラストマ一に限定されることなく、 他の材料であっても同様な作用効果を奏する ものである。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、 本発明の精神と範 囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にと つて明らかである。
本出願は、 2003年 1月 24日出願の日本特許出願 No.2003- 016404に基づくものであ り、 その内容はここに参照として取り込まれる。 ぐ産業上の利用可能性 >
本発明によれば、 感圧手段を収容するセンサ収容体が熱可塑性ェラストマーか らなり、 センサ収容体熱処理により容易に端部の密封加工ができるので、 端部の 密封加工の効率化が図れ、 低コストの感圧センサ、 物体検出装置、 及び開閉装置 を提供することができる。 また、 感圧手段の表面とセンサ収容体の内面との少なくとも何れか一方に滑剤 を付着させて、 感圧手段をセンサ収容体の内面に挿入することで、 煩雑な工程を 必要とせずに感圧センサを製造することができる。

Claims

1 . 外力による変形を検出する感圧手段と、 熱可塑性エラストマ一からな り前記感圧手段の外側を覆うセンサ収容体とを備え、 前記センサ収容体は少なく とも一方の端部を熱処理により密封している感圧センサ。
2 . 前記感圧手段が、 変き形により発生する出力信号を導出する複数の電極 青
と、 前記電極の断線や短絡を検出するための抵抗体を配設した抵抗体配設部とを 備え、 前記センサ収容体の一方の端部において前記抵抗体配設部を熱処理により の
密封固定している請求の範囲第 1項記載の感圧センサ。 囲
3 . 前記抵抗体配設部が、 前記センサ収容体の端部密封の際に前記抵抗体 配設部の固定強度を高めるための凹部、 凸部、 楔形部の少なくとも一つを備えて いる請求の範囲第 2項記載の感圧センサ。
4 . 前記抵抗体配設部が、 前記センサ収容体との固定強度を高めるための ピンを挿入する揷入孔を備えている請求の範囲第 2項記載の感圧センサ。
5 . 前記感圧手段の少なくとも一方の端部が、 熱可塑性エラストマ一から なるキャップにより覆われて、 該キャップが熱処理によって前記センサ収容体の 端部を密封している請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれか 1項記載の感圧センサ
6 . 前記センサ収容体が、 センサの取付固定側に固着させる前記感圧手段 の支持手段であって、
該支持手段が、 外力が印加された際に前記感圧手段の変形を増大させる中空部 を備え、 支持手段の少なくとも一方の端部において前記中空部を熱処理により密 封している請求の範囲第 1項〜第 5項のいずれか 1項記載の感圧センサ。
7 . 前記センサ収容体が、 前記感圧手段を被覆する被覆手段であって、 該被覆手段で覆われた感圧手段を内装し、 センサの取付固定側に固着される支 持手段を具備し、
該支持手段が、 外力が印加された際に前記感圧手段の変形を増大させる中空部 を備え、 支持手段の少なくとも一方の端部において前記中空部を熱処理により密 封している請求の範囲第 1項〜第 5項のいずれか 1項記載の感圧センサ。
8 . 前記支持手段の少なくとも一方の端部全体が、 熱可塑性エラストマ一 からなるキヤップにより覆われて、 該キャップが熱処理によって前記端部を密封 している請求の範囲第 7項記載の感圧センサ。
9 . 前記感圧手段が、 塩素化ポリエチレンと圧電セラミックス粉体とを混 合した複合圧電材を使用して成形されている請求の範囲第 1項〜第 8項のいずれ か 1項記載の感圧センサ。
1 0 . 外力による変形を検出する感圧手段と、 前記感圧手段の外側を覆う センサ収容体とを備え、 前記感圧手段と前記センサ収容体との間には滑剤が装填 されている感圧センサ。
1 1 . 前記センサ収容体は、 少なくとも一方の端部が熱処理により密封さ れている請求の範囲第 1 0項記載の感圧センサ。
1 2 . 請求の範囲第 1項〜第 1 1項のいずれか 1項記載の感圧センサと、 前記感圧センサの出力信号に基づき前記感圧センサへの物体の接触の有無を判定 する判定手段とを備えた物体検出装置。
1 3 . 前記判定手段は、 支持手段の一方の端部において熱処理により密封 固定された請求の範囲第 1 2項記載の物体検出装置。
1 4 . 請求の範囲第 1 2項又は第 1 3項記載の物体検出装置と、 開閉部を 駆動する駆動手段と、 前記開閉部が閉動作する際に判定手段が感圧センサへの物 体の接触を判定すると前記開閉部の閉動作を停止するか又は前記開閉部を開動作 するよう前記駆動手段を制御する制御手段とを備えた開閉装置。
1 5 . 外力による変形を検出する感圧手段と、 前記感圧手段の外側を覆う センサ収容体とを備えた感圧センサの製造方法であって、
前記感圧手段の表面と、 前記センサ収容体の内面との少なくとも何れか一方に 滑剤を付着させ、
前記感圧手段を前記センサ収容体の内面に挿入する感圧センサの製造方法。
1 6 . 前記感圧手段の前記センサ収容体への挿入後、 前記センサ収容体の 少なくとも一方の端部を熱処理により密封する請求の範囲第 1 5項記載の感圧セ ンサの製造方法。
1 7 . 前記滑剤として、 ステアリン酸亜鉛、 炭酸カルシウムのいずれかを 用いる請求の範囲第 1 5又は請求の範囲第 1 6項記載の感圧センサの製造方法。
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