WO2007043584A1 - 接触検出装置並びに挟み込み防止装置 - Google Patents

接触検出装置並びに挟み込み防止装置 Download PDF

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WO2007043584A1
WO2007043584A1 PCT/JP2006/320332 JP2006320332W WO2007043584A1 WO 2007043584 A1 WO2007043584 A1 WO 2007043584A1 JP 2006320332 W JP2006320332 W JP 2006320332W WO 2007043584 A1 WO2007043584 A1 WO 2007043584A1
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detection device
touch detection
capacitance
touch
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Inventor
Masayuki Kato
Kazushi Hirose
Yoshihiro Fujimura
Minoru Tanaka
Takao Koba
Hiroki Nishida
Naoki Sumiya
Kenji Kato
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Shiroki Kogyo Co., Ltd.
Tachibana Eletech Co., Ltd.
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05Y2900/50Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
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    • E05Y2900/538Interior lids
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch
    • H01H3/14Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch adapted for operation by a part of the human body other than the hand, e.g. by foot
    • H01H3/141Cushion or mat switches
    • H01H3/142Cushion or mat switches of the elongated strip type

Definitions

  • the present invention relates to a contact detection device and a pinch prevention device, and in particular, a device for detecting contact of an object, and detection of pinching of foreign matter by two members of which at least one is driven by a drive unit.
  • the present invention relates to a pinch prevention device that controls a drive unit to prevent the same.
  • a power window of a vehicle or the like is configured to cause the window glass to reciprocate between a closed position and an open position of the window frame by a window regulator.
  • control is performed to prevent the passenger's body and the like from being caught by the window glass.
  • a detector is provided in the vicinity of the window frame to prevent pinching based on the detection signal.
  • a pair of parallel electrodes are arranged in a space so as to face each other in an elastically deformable tube, and a short circuit of the electrode caused by the collapse of the tube (see, for example, Patent Document 1)
  • Patent Document 2 The increase in capacitance due to the reduction (see, for example, Patent Document 2) is used for pinch detection.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-45518
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-329506
  • the above-mentioned detector does not generate a detection signal until the tube is sufficiently collapsed. As a result, there is a delay from the occurrence of pinching until prevention control starts, while the human body etc. continues to be pinched by strong force.
  • an object of the present invention is to realize a contact detection device with a short detection delay, and a pinching prevention device having such a detection device.
  • the invention according to claim 1 for solving the above problems is a first electrode made of a flexible conductive material and extending over a contact detection range, and a back side of the first electrode.
  • a second electrode extending apart from the first electrode force, and detection means for detecting a contact of an object to the first electrode based on a capacitance of the first electrode; It is a contact detection device characterized by having.
  • the invention according to claim 2 for solving the above-mentioned problems is characterized in that the first electrode is made of a conductive resin having a buried conductor. Contact detection device.
  • the invention according to claim 3 for solving the above-mentioned problems is the contact detection device according to claim 2, characterized in that the embedded conductor is located at the base of the first electrode.
  • the invention according to claim 4 for solving the above-mentioned problems is characterized in that the embedded conductor is an embedded metal, and the contact detection device according to claim 2 or 3 It is.
  • the invention according to claim 5 for solving the above-mentioned problems is characterized in that the detection means detects a contact when the capacitance of the first electrode exceeds a predetermined threshold value.
  • the touch detection device according to any one of claims 1 to 4 according to any one of claims 1 to 4.
  • the invention according to claim 6 for solving the above-mentioned problem is characterized in that the second electrode has a capacitance exceeding the threshold value.
  • the invention according to claim 7 for solving the above-mentioned problems is characterized in that the detection means is configured so that the capacitance of the first electrode falls below another threshold smaller than the threshold. It is a contact detection apparatus according to claim 5, characterized in that
  • the invention according to claim 8 for solving the above-mentioned problems is the contact detection device according to claim 7, characterized in that the second electrode is a grounded electrode.
  • the invention according to claim 9 for solving the above-mentioned problems is the contact detection device according to claim 8, characterized in that the second electrode is also a conductive material force.
  • the invention according to claim 10 for solving the above-mentioned problems is the contact detection device according to claim 9, characterized in that the conductive substance is a metal.
  • the invention according to claim 11 for solving the above-mentioned problems is the contact detection device according to claim 9, characterized in that the conductive material is a conductive rubber.
  • the invention according to claim 12 for solving the above-mentioned problems is the contact detection device according to claim 9, characterized in that the conductive material is a conductive resin.
  • the invention according to claim 13 for solving the above-mentioned problems is the contact detection device according to claim 12, characterized in that the conductive resin has a buried conductor.
  • the invention according to claim 14 for solving the above-mentioned problems is the contact detection device according to claim 13, characterized in that the embedded conductor is an embedded metal.
  • the invention according to claim 15 for solving the above-mentioned problems is characterized in that the first electrode and the second electrode are integrally formed by extrusion together with an insulating resin for bonding. It is a contact detection apparatus of Claim 13 or Claim 14 characterized by the above-mentioned.
  • the invention according to claim 16 for solving the above problems is a detection device for detecting the entrapment of a foreign object by two members driven by at least one of the drive units, and an entrapment detection signal of the detection device. It is a pinch prevention device which has a control device which controls said drive part to prevent pinching based on it, It is stated in any one of Claim 1 or 15 as said detection device. It is a pinch detection device characterized by having a contact detection device.
  • the contact detection device comprises: a first electrode which is made of a flexible conductive substance and extends over a contact detection range; A second electrode extending apart from the first electrode on the back side of a pole, and detection means for detecting a contact of an object to the first electrode based on the capacitance of the first electrode;
  • a contact detection device with a small detection delay or a pinch prevention device having such a detection device.
  • the first electrode is made of a conductive resin having a buried conductor, so that the equipotential property can be improved.
  • the embedded conductor is located at the base of the first electrode, so that the load at the time of deformation of the first electrode is small. [0017] According to the invention of claim 4, since the embedded conductor is an embedded metal, the equipotential property can be improved.
  • the detection means since the detection means detects contact when the capacitance of the first electrode exceeds a predetermined threshold value, detection of human contact is easy. is there.
  • the detection means since the detection means detects contact even when the capacitance of the first electrode falls below another threshold smaller than the threshold, static electricity can be detected. The contact of an object with a small capacitance can be detected.
  • the capacitance can be reduced by contact with the first electrode.
  • the second electrode is a conductive substance, grounding is assured.
  • the conductive substance is a conductive rubber, molding is easy.
  • the conductive substance is a conductive resin, molding is easy.
  • the first electrode and the second electrode are integrally formed by extrusion molding together with the insulating resin for bonding, handling is easy.
  • FIG. 1 is a block diagram of a power window using a touch detection device and a pinch prevention device as one example of the best mode for carrying out the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a configuration of a contact detection device as an example of the best mode for carrying out the present invention and a power window using an anti-entrapment device.
  • FIG. 3 is a view showing an attached state of a sensor in a window.
  • FIG. 4 is a view showing a state where pinching of a human body has occurred.
  • FIG. 5 is a view showing a state where pinching of a human body has occurred.
  • FIG. 6 is a view showing an example of the configuration of a sensor.
  • FIG. 7 is a view showing an example of the configuration of a sensor.
  • FIG. 8 is a view showing an example of the configuration of a sensor.
  • FIG. 9 is a view showing a configuration example of a sensor.
  • FIG. 10 is a view showing an example of the configuration of a sensor.
  • FIG. 11 is a view showing a configuration example of a sensor.
  • FIG. 12 is a view showing an example of the configuration of a sensor.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the configuration of a sensor.
  • FIG. 14 is a view showing an example of the configuration of a sensor.
  • FIG. 15 is a view showing a configuration example of a sensor.
  • FIG. 16 is a flowchart of the pinching prevention operation.
  • FIG. 17 is a view showing an example of the configuration of a sensor.
  • FIG. 18 is a view showing a state where pinching of a human body has occurred.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of the configuration of a sensor.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an example of a power window.
  • the power window consists of a window 100, a window regulator 200 and a safety device 300.
  • the window 100 has a window glass 102.
  • the window regulator 200 has a lift motor 202 and a lift mechanism 204.
  • the lift motor 202 moves the window glass 102 up and down via the lift mechanism 204.
  • the safety device 300 is a window with a window regulator 200 Manage safety when raising and lowering the glass 102.
  • the safety device 300 is an example of the best mode for carrying out the invention.
  • the configuration of the safety device 300 shows one example of the best mode for carrying out the invention relating to the pinch prevention device.
  • the safety device 300 has a CPU 302.
  • the CPU 302 is the core of the safety device 300, and performs the security management of the window regulator 200 based on a predetermined program.
  • the CPU 302 controls the lift motor 202 via a drive circuit 304.
  • the amount of rotation of the lift motor 202 is fed back to the CPU 302 through the pulse generator 306 and the counter 308.
  • the CPU 302 recognizes the window glass position based on the count value of the counter 308.
  • a plurality of systems including window 100 and window regulator 200 are provided, and corresponding thereto, a noise generator 306, a counter 308, a sensor 320 and a contact detection unit
  • a plurality of systems 330 are also provided.
  • Figure 1 shows only one of them.
  • the CPU 302 individually manages the safety at the time of raising and lowering the window glass 102 with respect to a plurality of windows and window regulators.
  • a window glass elevation command is input to the CPU 302 through the switch 310.
  • the operation of switch 310 is performed by the user.
  • the switch 310 has a plurality of switches corresponding to a plurality of windows. These switches are centrally located near the driver's seat so that any of the windows can be opened and closed from the driver's seat.
  • the window 100 is provided with a sensor 320.
  • An output signal of the sensor 320 is input to the contact detection unit 330.
  • the contact detection unit 330 determines the presence or absence of the contact of the object based on the output signal of the sensor 320, and inputs a determination signal to the CPU 302.
  • the CPU 302 controls the window regulator 200 based on the input signal from the contact detection unit 330.
  • the portion consisting of the sensor 320 and the contact detection unit 330 is an example of the best mode for carrying out the invention.
  • the configuration of this portion shows an example of the best mode for carrying out the invention related to the touch detection device.
  • the contact detection unit 330 is an example of the detection means in the present invention.
  • FIG. 2 shows an example of a vehicle door provided with such a power window.
  • the example of the rear door of a sedan-shaped vehicle is illustrated.
  • the other doors are basically configured in the same manner.
  • the upper portion of the door body 110 is a window 100 in the vehicle door.
  • the window 100 is structured such that the opening in the window frame 104 is opened / closed by the window glass 102 which moves up and down on the side of the door body 110!
  • a window regulator 200 for raising and lowering the window glass 102 and its safety device 300 are provided in the door body 110.
  • the window frame 104 has an upper frame 104a, a rear frame 104b, and a front frame 104c.
  • Upper frame 104a is generally horizontal.
  • the rear frame 104b is generally inclined rearward.
  • the front frame 104c is generally vertical.
  • the sensor 320 is provided from the upper frame 104a to the rear frame 104b.
  • FIG. 3 shows the mounting state of the sensor 320 in the window 100. This corresponds to the A-A sectional view of FIG.
  • the sensor 320 is provided downward on the indoor side of the door sash 140.
  • a molding 142 is provided on the outdoor side of the door sash 140, and a weather strip 144 is provided on the portion that receives the upper end of the window glass 102.
  • an outer electrode 430 and an inner electrode 440 are integrally connected via a coupling member 450.
  • the outer electrode 430 is an example of the first electrode in the present invention.
  • the inner electrode 440 is an example of the second electrode in the present invention.
  • the bonding member 450 is made of, for example, an insulating resin such as a sapphire thermoplastic elastomer (TPO).
  • Sensor 320 is attached to door sash 140 by the U-shaped portion of coupling member 450.
  • the outer electrode 430 forms a tubular structure together with the coupling member 450, and the inner electrode 440 is supported by the coupling member 450 at the central upper portion of the inner wall of the tube-shaped structure.
  • the inner electrode 440 and the outer electrode 430 have the same length.
  • the outer wall side of the tube-like structure is also called the front side, and the inner wall side is also called the back side.
  • the inner electrode 440 is located behind the outer electrode.
  • Outer electrode 430 is made of a flexible conductive material.
  • a material for example, conductive rubber, conductive resin and the like are used.
  • the conductive resin is, for example, one containing carbon in TPO.
  • Outer electrode 430 has embedded metal 432 near its base or junction with coupling member 450.
  • the embedded metal 432 is a stainless steel or copper wire having a length over the entire length of the outer electrode 430. By having the buried metal 432, the outer electrode 430 is equipotentialed over its entire length.
  • a conductor other than metal may be used. Yes. As such a conductor, for example, a conductive electrically conductive rubber having a particularly improved conductivity can be used.
  • the outer electrode 430 is connected to the contact detection unit 330 through a signal line.
  • the contact detection unit 330 detects the presence or absence of contact of the human body with the outer electrode 430 based on the capacitance of the outer electrode 430.
  • the detection of the presence or absence of a touch is performed on the basis of a predetermined threshold.
  • Inner electrode 440 is also composed of a conductive material. As such a material, for example, conductive resin is used.
  • the inner electrode 440 has a buried metal 442.
  • the embedded metal 442 is a stainless steel or copper wire having a length over the entire length of the inner electrode 440.
  • a conductor other than metal may be used. As such a conductor, for example, conductive electrically conductive rubber having a particularly improved conductivity can be used.
  • the inner electrode 440 is equipotential over the entire length.
  • the embedded metal 442 can be omitted.
  • the inner electrode 440 is connected to the door sash 140.
  • the inner electrode 440 may be connected to the ground of the electrical system constituting the safety device 300. Thus, the inner electrode 440 becomes a ground electrode.
  • the sensor 320 having such a configuration is integrally formed by extrusion molding or the like. Therefore, the sensor 320 composed of the outer electrode 430, the inner electrode 440 and the coupling member 450 can be easily manufactured.
  • FIG. 4 shows a state where pinching of a human body (for example, a hand) has occurred.
  • a human body for example, a hand
  • the capacitance of the human body increases the capacitance of the outer electrode 430.
  • the contact detection unit 330 detects pinching based on the increase in capacitance at this time.
  • the pinch detection signal is input to the CPU 302.
  • the CPU 302 controls the drive circuit 304 based on the pinch detection signal to lower the window glass 102.
  • Such prevention of pinching is initiated without delay as the human body starts to touch the sensor 320 as soon as it comes into contact. Moreover, since the outer electrode 430 of the sensor 320 is flexible, no large force is applied to the human body.
  • the capacitance of the outer electrode 430 may not exceed the threshold. Such a situation may occur, for example, when a gloved hand is caught Produce. In such a case, only when an object contacts the sensor 320 does not prevent pinching.
  • the rising of the window glass 102 continues while sandwiching the object, and as shown in FIG. 5, the state where the outer electrode 430 collapses and contacts the inner electrode 440 occurs. That is, the outer electrode 430 and the inner electrode 440 are shorted. Since the inner electrode 440 is a ground electrode, a short circuit with it rapidly reduces (extinguishes) the capacitance of the outer electrode 430.
  • the contact detection unit 330 also uses a rapid decrease (disappearance) of the capacitance as a condition for contact detection.
  • Contact detection due to the rapid decrease (capacitance) of electrostatic capacitance is performed based on another threshold.
  • This threshold is a threshold smaller than the threshold for the increase in capacitance.
  • the pinch prevention is performed under the control of the CPU 302 based on the contact detection using the threshold value. In this way, even when an object with a small capacitance is pinched, pinching can be prevented reliably.
  • the inner electrode 440 may be an electrode having a large capacitance instead of the ground electrode. In such a case, the contact of the object can be detected based on the fact that the capacitance of the outer electrode 430 exceeds the threshold by the contact with the inner electrode 440. If the inner electrode 440 has capacitance, omit the embedded metal 442.
  • FIG. 6 shows various example configurations of the sensor 320.
  • the same reference numerals are given to the same parts as shown in FIG.
  • the conductive resin that constitutes the inner electrode 440 extends to the inside of the U-shaped portion of the coupling member 450, and in this portion, the electrical connection with the door sash 140 is maintained.
  • a metal electrode is used as the inner electrode 440.
  • the equipotential over the entire surface of the inner electrode 440 is extremely improved.
  • one side of the outer electrode 430 is separated from the coupling member 450 in that the inner electrode 440 has a structure that can be electrically connected to the door sash 140.
  • the inner electrode 440 is formed only of a metal wire, and the outer electrode 430 has a structure surrounding the inner electrode 440 in a semicircular shape.
  • the outer electrode 430 is structured so as to surround the inner electrode 440 of the metal wire in a semi-elliptical shape.
  • FIG. 11 is an example of the inner electrode 440 having a capacitance.
  • the inner electrode 440 is a resin It is made of material and has no embedded metal.
  • the substance of the connecting member 450 is made of polypropylene (PP) resin and the surface thereof is coated with TPO resin. This makes the appearance of the connecting member 450 the same as TPO resin.
  • the coupling member 450 is made of TPO resin, eliminating the need for surface coating.
  • FIG. 13 shows a structure in which the inner electrode 440 contains embedded metal and the outer electrode 430 is separated from the coupling member 450 on one side.
  • the inner electrode 440 contains embedded metal and the outer electrode 430 is separated from the coupling member 450 on one side.
  • most of the embedded metal-containing inner electrode 440 is embedded in the coupling member 450, and the projection faces the face.
  • An outer electrode 430 surrounds the protrusion in a semicircular shape.
  • the substantial part of the connecting member 450 is made of PP resin and has a coating 452 of TPO resin.
  • the metal embedded portion of the inner electrode 440 is embedded in the coupling member 450, and the other portion of the inner electrode 440 is spread on the end face of the coupling member 450.
  • the bonding member 450 also provides the coating strength of the PP resin and the TPO.
  • the inner electrode 440 is configured to be a concentric columnar structure inside the outer electrode 430, and is opposed to each other with a gap. With such a configuration, it is also possible to detect a state in which an object is pinched by the side surface of the outer electrode 430 and the side surface of the window glass 102.
  • FIG. 16 shows a flowchart of the operation of this device. This operation is performed under the control of the CPU 302. In step 601, when there is a window glass raising instruction, in step 603, motor drive is performed to raise the window glass.
  • step 605 it is determined whether or not the force at which the pinching possibility is detected is detected, and when the pinching possibility is not detected, it is determined whether or not the top dead center force is not determined in step 607. If it is not the top dead center, the process returns to step 603. While not detecting the pinching possibility, while the window glass does not reach the top dead center, the operations of steps 603 to 607 are repeated. During this time, the window glass continues to rise. Then, when the top dead center is reached without detecting the possibility of being pinched, in step 611, the next operation is performed. I will be waiting for instructions.
  • step 605 If it is determined in step 605 that the pinching possibility has been detected, the window glass is stopped or inverted in step 609.
  • the detection of the pinching possibility is performed based on the contact detection of the human body or the like by the sensor 320 as shown in FIG. 4 or FIG.
  • the above is an example of a power window for a vehicle.
  • the power window is not limited to a single window for a vehicle, and may be a window regulator that moves the window glass.
  • the power window is the one that lowers the window glass and closes the window frame, and the window glass is horizontally or diagonally It may be moved to close the window frame.
  • the power window is not limited to the power window, and may be a power-driven sunroof, a sliding door, a knock door, a rotating door, and the like.

Landscapes

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  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

 検出遅れが少ない接触検出装置、並びに、そのような検出装置を有する挟み込み防止装置を実現する。  接触検出装置は、可撓性を有する導電性物質からなり接触検出範囲にわたって延在する第1の電極(430)と、前記第1の電極の裏側において前記第1の電極から離間して延在する第2の電極(440)と、前記第1の電極の静電容量に基づいて前記第1の電極への物体の接触を検出する検出手段とを具備する。前記第1の電極は、埋込導電体を有する導電性樹脂からなる、

Description

明 細 書
接触検出装置並びに挟み込み防止装置
技術分野
[0001] 本発明は、接触検出装置並びに挟み込み防止装置に関し、とくに、物体の接触を 検出する装置、並びに、少なくとも一方が駆動部で駆動される 2つの部材による異物 の挟み込みを検出し、挟み込みを防止するように駆動部を制御する挟み込み防止装 置に関する。
背景技術
[0002] 車両等のパワーウィンドウは、ウィンドウレギュレータによって窓枠を閉じた位置と開 V、た位置の間で窓ガラスを往復させるように構成されて 、る。ウィンドウレギユレータ については、搭乗者の身体等が窓ガラスで挟まれるのを防止するための制御が行わ れる。そのような制御の一手法として、窓枠の近傍に検出器を設け、その検出信号に 基づ!/、て挟み込み防止を行うものがある。
[0003] 検出器は、弾性変形可能なチューブ内に 1対の平行電極を間隔をあけて対向配置 し、チューブの潰れに伴う電極の短絡 (例えば、特許文献 1参照)、または、電極間隔 の減少による静電容量の増加(例えば、特許文献 2参照)を挟み込み検出に利用し ている。
特許文献 1:特開昭 61—45518号公報
特許文献 2:特開 2000— 329506号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 上記の検出器は、チューブが十分に潰れないうちは検出信号を発生しない。このた め、挟み込みが発生してから防止制御が始まるまで遅れが生じ、その間人体等は強 い力で挟まれ続ける。
[0005] そこで、本発明の課題は、検出遅れが少ない接触検出装置、並びに、そのような検 出装置を有する挟み込み防止装置を実現することである。
課題を解決するための手段 [0006] 上記の課題を解決するための請求項 1に係る発明は、可撓性を有する導電性物質 からなり接触検出範囲にわたって延在する第 1の電極と、前記第 1の電極の裏側に おいて前記第 1の電極力 離間して延在する第 2の電極と、前記第 1の電極の静電 容量に基づいて前記第 1の電極への物体の接触を検出する検出手段と、を具備する ことを特徴とする接触検出装置である。
[0007] 上記の課題を解決するための請求項 2に係る発明は、前記第 1の電極は、埋込導 電体を有する導電性榭脂からなる、ことを特徴とする請求項 1に記載の接触検出装 置である。
上記の課題を解決するための請求項 3に係る発明は、前記埋込導電体は前記第 1 の電極の基部に位置する、ことを特徴とする請求項 2に記載の接触検出装置である。
[0008] 上記の課題を解決するための請求項 4に係る発明は、前記埋込導電体は埋込金 属である、ことを特徴とする請求項 2または請求項 3に記載の接触検出装置である。 上記の課題を解決するための請求項 5に係る発明は、前記検出手段は、前記第 1 の電極の静電容量が予め定められた閾値を超えたことによって接触を検出する、こと を特徴とする請求項 1ないし請求項 4のうちのいずれ力 1つに記載の接触検出装置 である。
[0009] 上記の課題を解決するための請求項 6に係る発明は、前記第 2の電極は前記閾値 を超える静電容量を有する、ことを特徴とする請求項 5に記載の接触検出装置である 上記の課題を解決するための請求項 7に係る発明は、前記検出手段は、前記第 1 の電極の静電容量が前記閾値より小さいもう一つの閾値を下まわったことによつても 接触を検出する、ことを特徴とする請求項 5に記載の接触検出装置である。
[0010] 上記の課題を解決するための請求項 8に係る発明は、前記第 2の電極は接地され た電極である、ことを特徴とする請求項 7に記載の接触検出装置である。
上記の課題を解決するための請求項 9に係る発明は、前記第 2の電極は導電性物 質力もなる、ことを特徴とする請求項 8に記載の接触検出装置である。
[0011] 上記の課題を解決するための請求項 10に係る発明は、前記導電性物質は金属で ある、ことを特徴とする請求項 9に記載の接触検出装置である。 上記の課題を解決するための請求項 11に係る発明は、前記導電性物質は導電性 ゴムである、ことを特徴とする請求項 9に記載の接触検出装置である。
[0012] 上記の課題を解決するための請求項 12に係る発明は、前記導電性物質は導電性 榭脂である、ことを特徴とする請求項 9に記載の接触検出装置である。
上記の課題を解決するための請求項 13に係る発明は、前記導電性榭脂は埋込導 電体を有する、ことを特徴とする請求項 12に記載の接触検出装置である。
[0013] 上記の課題を解決するための請求項 14に係る発明は、前記埋込導電体は埋込金 属である、ことを特徴とする請求項 13に記載の接触検出装置である。
上記の課題を解決するための請求項 15に係る発明は、前記第 1の電極および前 記第 2の電極は、結合用の絶縁性榭脂とともに押し出し成形によって一体的に形成 される、ことを特徴とする請求項 13または請求項 14に記載の接触検出装置である。
[0014] 上記の課題を解決するための請求項 16に係る発明は、少なくとも一方が駆動部で 駆動される 2つの部材による異物の挟み込みを検出する検出装置と、前記検出装置 の挟み込み検出信号に基づいて前記駆動部を挟み込みを防止するように制御する 制御装置とを有する挟み込み防止装置であって、前記検出装置として、請求項 1な いし請求項 15のうちのいずれか 1つに記載された接触検出装置、を具備することを 特徴とする挟み込み防止装置である。
発明の効果
[0015] 請求項 1または請求項 16に係る発明によれば、接触検出装置が、可撓性を有する 導電性物質からなり接触検出範囲にわたって延在する第 1の電極と、前記第 1の電 極の裏側において前記第 1の電極力 離間して延在する第 2の電極と、前記第 1の 電極の静電容量に基づいて前記第 1の電極への物体の接触を検出する検出手段と を具備するので、検出遅れが少ない接触検出装置、または、そのような検出装置を 有する挟み込み防止装置を実現することができる。
[0016] 請求項 2に係る発明によれば、前記第 1の電極は、埋込導電体を有する導電性榭 脂からなるので、等電位性を良くすることができる。
請求項 3に係る発明によれば、前記埋込導電体は前記第 1の電極の基部に位置す るので、第 1の電極の変形時の負荷が小さい。 [0017] 請求項 4に係る発明によれば、前記埋込導電体は埋込金属であるので、等電位性 を良くすることができる。
請求項 5に係る発明によれば、前記検出手段は、前記第 1の電極の静電容量が予 め定められた閾値を超えたことによって接触を検出するので、人体接触の検出が容 易である。
[0018] 請求項 6に係る発明によれば、前記第 2の電極は前記閾値を超える静電容量を有 するので、静電容量の小さい物体の接触が検出可能である。
請求項 7に係る発明によれば、前記検出手段は、前記第 1の電極の静電容量が前 記閾値より小さいもう一つの閾値を下まわったことによつても接触を検出するので、静 電容量の小さい物体の接触が検出可能である。
[0019] 請求項 8に係る発明によれば、前記第 2の電極は接地された電極であるので、第 1 の電極との接触により静電容量を低下させることが可能である。
請求項 9に係る発明によれば、前記第 2の電極は導電性物質力 なるので、接地が 確実である。
[0020] 請求項 10に係る発明によれば、前記導電性物質は金属であるので、等電位化が 容易である。
請求項 11に係る発明によれば、前記導電性物質は導電性ゴムであるので、成形が 容易である。
[0021] 請求項 12に係る発明によれば、前記導電性物質は導電性榭脂であるので、成形 が容易である。
請求項 13に係る発明によれば、前記導電性榭脂は埋込導電体を有するので、等 電位ィ匕が容易である。
[0022] 請求項 14に係る発明によれば、前記埋込導電体は埋込金属であるので、等電位 化が容易である。
請求項 15に係る発明によれば、前記第 1の電極および前記第 2の電極は、結合用 の絶縁性榭脂とともに押し出し成形によって一体的に形成されるので、取扱が容易 である。
図面の簡単な説明 [0023] [図 1]本発明を実施するための最良の形態の一例の接触検出装置並びに挟み込み 防止装置を使用するパワーウィンドウのブロック図である。
[図 2]本発明を実施するための最良の形態の一例の接触検出装置並びに挟み込み 防止装置を使用するパワーウィンドウの構成を示す図である。
[図 3]ウィンドウにおけるセンサの取り付け状態を示す図である。
[図 4]人体の挟み込みが発生した状態を示す図である。
[図 5]人体の挟み込みが発生した状態を示す図である。
[図 6]センサの構成例を示す図である。
[図 7]センサの構成例を示す図である。
[図 8]センサの構成例を示す図である。
[図 9]センサの構成例を示す図である。
[図 10]センサの構成例を示す図である。
[図 11]センサの構成例を示す図である。
[図 12]センサの構成例を示す図である。
[図 13]センサの構成例を示す図である。
[図 14]センサの構成例を示す図である。
[図 15]センサの構成例を示す図である。
[図 16]挟み込み防止動作のフローチャートである。
[図 17]センサの構成例を示す図である。
[図 18]人体の挟み込みが発生した状態を示す図である。
[図 19]センサの構成例を示す図である。
符号の説明
[0024] 100:ウィンドウ
102:窓ガラス
104:窓枠
104a:上枠
104b:後枠
104c:前枠 110::ドア本体
140: :ドアサッシュ
142: : モーノレ
144: :ウエザーストリップ
200: :ウィンドウレギユレータ
202: :昇降モータ
204: :昇降機構
300: :安全装置
304: :駆動回路
306: :パルス発生器
308: :カウンタ
310: :スィッチ
320: :センサ
330: :接触検出部
430: :外側電極
432: :埋込金属
440: : 内側電極
442: :埋込金属
450: :結合部材
452: :コーティング
発明を実施するための最良の形態
[0025] 以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお 、本発明は発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図 1に、パ ワーウインドウの一例のブロック図を示す。同図に示すように、パワーウィンドウは、ウイ ンドウ 100、ウィンドウレギユレータ 200および安全装置 300からなる。
[0026] ウィンドウ 100は窓ガラス 102を有する。ウィンドウレギユレータ 200は昇降モータ 20 2と昇降機構 204を有し、昇降モータ 202により昇降機構 204を介して窓ガラス 102 を昇降させるようになつている。安全装置 300は、ウィンドウレギユレータ 200による窓 ガラス 102の昇降時の安全を管理する。
[0027] 安全装置 300は、発明を実施するための最良の形態の一例である。安全装置 300 の構成によって、挟み込み防止装置に関する発明を実施するための最良の形態の 一例が示される。
[0028] 安全装置 300は CPU302を有する。 CPU302は安全装置 300の中枢であり、所 定のプログラムに基づ 、てウィンドウレギユレータ 200の安全管理を遂行する。 CPU 302は駆動回路 304を介して昇降モータ 202を制御する。昇降モータ 202の回転量 は、パルス発生器 306とカウンタ 308を通じて CPU302にフィードバックされる。 CP U302は、カウンタ 308の計数値に基づ 、て窓ガラス位置を認識する。
[0029] 複数のパワーウィンドウを有する車両では、ウィンドウ 100とウィンドウレギユレータ 2 00からなる系統は複数系設けられ、それに対応して、ノルス発生器 306、カウンタ 3 08、センサ 320および接触検出部 330も複数系統設けられる。図 1ではそのうちの 1 系統だけを示す。 CPU302は、ウィンドウとウィンドウレギユレータの複数系統につい て、窓ガラス 102の昇降時の安全を個々に管理する。
[0030] CPU302には、スィッチ 310を通じて窓ガラス昇降指令が入力される。スィッチ 310 の操作は使用者によって行われる。スィッチ 310は、複数のウィンドウに対応した複 数のスィッチを有する。それらのスィッチは運転席の近傍に集中的に設けられ、複数 のウィンドウのどれもが運転席から開閉できるようになつている。
[0031] ウィンドウ 100にはセンサ 320が設けられる。センサ 320の出力信号が接触検出部 330に入力される。接触検出部 330は、センサ 320の出力信号に基づいて物体の接 触の有無を判定し、判定信号を CPU302に入力する。 CPU302は、接触検出部 33 0からの入力信号に基づいてウィンドウレギユレータ 200を制御する。
[0032] センサ 320と接触検出部 330からなる部分は、発明を実施するための最良の形態 の一例である。この部分の構成によって、接触検出装置に関する発明を実施するた めの最良の形態の一例が示される。接触検出部 330は、本発明における検出手段 の一例である。
[0033] 図 2に、このようなパワーウィンドウを備えた車両用ドアの一例を示す。ここでは、セ ダン形車両の後部ドアの例を示す力 他のドアも基本的には同様な構成となってい る。車両用ドアは、ドア本体 110の上部がウィンドウ 100となっている。ウィンドウ 100 は、ドア本体 110側力 昇降する窓ガラス 102により窓枠 104内の開口を開閉する構 造となって!/、る。窓ガラス 102を昇降させるウィンドウレギユレータ 200とその安全装置 300はドア本体 110内に設けられる。
[0034] 窓枠 104は、上枠 104a、後枠 104bおよび前枠 104cを有する。上枠 104aは概ね 水平になっている。後枠 104bは概ね後下がりに傾斜している。前枠 104cは概ね垂 直になつている。センサ 320は、上枠 104aから後枠 104bにかけて設けられる。
[0035] 図 3に、ウィンドウ 100におけるセンサ 320の取り付け状態を示す。これは、図 2につ いての A— A断面図に相当する。図 3に示すように、センサ 320は、ドアサッシュ 140 の室内側に下向きに設けられる。ドアサッシュ 140の室外側にはモール 142が設けら れ、窓ガラス 102の上端を受容する部分にはウエザーストリップ 144が設けられる。
[0036] センサ 320は、外側電極 430と内側電極 440が結合部材 450を介して一体ィ匕され たものとなっている。外側電極 430は、本発明における第 1の電極の一例である。内 側電極 440は、本発明における第 2の電極の一例である。結合部材 450は例えばォ レフイン系熱可塑性エラストマ一 (TPO)等の絶縁性榭脂で構成されて 、る。センサ 3 20は、結合部材 450の U字状部分によってドアサッシュ 140に取り付けられる。
[0037] 外側電極 430は、結合部材 450とともにチューブ状の構造体を形成し、このチュー ブ状構造体の内壁の中央上部において、内側電極 440が、結合部材 450によって 支持されている。内側電極 440と外側電極 430は長さが同じである。本書では、チュ ーブ状構造体の外壁側を表側ともいい、内壁側を裏側ともいう。したがって、内側電 極 440は外側電極の裏側に位置することとなる。
[0038] 外側電極 430は、可撓性を有する導電性材料で構成される。そのような材料として は例えば導電性ゴムや導電性榭脂等が用いられる。導電性榭脂は、 TPOにカーボ ンを含有させたもの等である。
[0039] 外側電極 430は、その基部すなわち結合部材 450との接合部付近に、埋込金属 4 32を有する。埋込金属 432は、外側電極 430の全長にわたる長さを持つステンレス や銅のワイヤである。埋込金属 432を持つことにより、外側電極 430は全長にわたつ て等電位化される。なお、埋込金属 432に代えて、金属以外の導電体を用いてもよ い。そのような導電体として、例えば、導電性を特に良くした導電性榭脂ゃ導線性ゴ ムを用いることができる。
[0040] 外側電極 430は信号線を通じて接触検出部 330に接続される。接触検出部 330は 、外側電極 430の静電容量に基づいて、外側電極 430への人体の接触の有無を検 出する。接触の有無の検出は所定の閾値を基準として行われる。
[0041] 内側電極 440も、導電性材料で構成される。そのような材料としては例えば導電性 榭脂等が用いられる。内側電極 440は埋込金属 442を有する。埋込金属 442は、内 側電極 440の全長にわたる長さを持つステンレスや銅のワイヤである。なお、埋込金 属 442に代えて、金属以外の導電体を用いてもよい。そのような導電体として、例え ば、導電性を特に良くした導電性榭脂ゃ導線性ゴムを用いることができる。
[0042] 埋込金属 442を持つことにより、内側電極 440は全長にわたって等電位ィ匕される。
なお、埋込金属 442は省略可能である。内側電極 440はドアサッシュ 140に接続さ れている。なお、内側電極 440は、安全装置 300を構成する電気系のアースに接続 するようにしてもよい。これによつて、内側電極 440はグラウンド電極となる。
[0043] このような構成のセンサ 320が、押し出し成形等によって一体成形される。このため 、外側電極 430、内側電極 440および結合部材 450からなるセンサ 320を容易に製 造することができる。
[0044] 図 4に、人体 (例えば手)の挟み込みが発生した状態を示す。図 4に示すように、手 が窓ガラス 102とセンサ 320の間に挟まれると、人体が持つ静電容量によって外側電 極 430の静電容量が増加する。
[0045] 接触検出部 330は、このときの静電容量の増加に基づいて挟み込みを検出する。
挟み込み検出信号は CPU302に入力される。 CPU302は挟み込み検出信号に基 づいて駆動回路 304を制御して窓ガラス 102を下降させる。
[0046] このような挟み込み防止は人体がセンサ 320に接触するやいなや開始されるので、 遅滞なく行われる。しかも、センサ 320の外側電極 430が可撓性を有するので、挟み 込まれた人体に大きな力が加わることもない。
[0047] 静電容量の小さい物体が挟まれたときは、外側電極 430の静電容量が閾値を超え ない場合があり得る。そのような事態は、例えば手袋をした手が挟まれたときなどに発 生する。そのような場合は、物体がセンサ 320に接触しただけでは挟み込み防止が 行われない。
[0048] このため、物体を挟み込んだまま窓ガラス 102の上昇が継続して、図 5に示すように 、外側電極 430がつぶれて内側電極 440に接触する状態が発生する。すなわち、外 側電極 430と内側電極 440がショートする状態となる。内側電極 440はグラウンド電 極なので、それとのショートにより外側電極 430の静電容量が急減 (消滅)する。
[0049] 接触検出部 330は、静電容量の急減 (消滅)も接触検出の条件としている。静電容 量の急減 (消滅)による接触検出は、別な閾値を基準として行われる。この閾値は、 静電容量の増加に対する閾値より小さい閾値である。
[0050] この閾値を利用した接触検出に基づいて、 CPU302による制御の下で挟み込み防 止が行われる。このようにして、静電容量が小さい物体が挟まれたときでも、挟み込み 防止を確実に行うことができる。
[0051] なお、内側電極 440をグラウンド電極ではなく大きな静電容量を持つ電極としてもよ い。そのようにした場合は、外側電極 430の静電容量が内側電極 440との接触によ つて閾値を超えるので、それに基づいて物体の接触を検出することができる。内側電 極 440に静電容量を持たせる場合は、埋込金属 442を省略してょ 、。
[0052] 図 6—図 15および図 17—図 19に、センサ 320の様々な構成例を示す。各図にお いて、図 3に示したものと同様な部分に同一の符号を付す。図 6では、内側電極 440 を構成する導電性榭脂が結合部材 450の U字状部分の内側まで伸びており、この部 分でドアサッシュ 140との電気的接続が保たれて 、る。
[0053] 図 7では、内側電極 440として金属電極が用いられる。金属電極を用いることにより 、内側電極 440全面にわたっての等電位性が極めてよくなる。図 8では、内側電極 4 40がドアサッシュ 140と電気的接続可能な構造を有することにカ卩えて、外側電極 43 0の片側が結合部材 450から分離した構造となっている。
[0054] 図 9では、内側電極 440が金属ワイヤーだけで構成され、外側電極 430が内側電 極 440を半円状に囲む構造となっている。図 10では、外側電極 430が半小判状に 金属ワイヤーの内側電極 440を囲む構造となって 、る。
[0055] 図 11は、内側電極 440が静電容量を持つものの例である。内側電極 440は榭脂 材料で構成され、かつ、埋込金属を有しない。さらに、結合部材 450の実質をポリプ ロピレン (PP)榭脂で構成しその表面を TPO榭脂でコーティングしてある。これによつ て、結合部材 450の外見を TPO榭脂と同じにしている。図 12では、結合部材 450を TPO榭脂で構成し表面のコーティングを不要にしている。
[0056] 図 13は、内側電極 440を埋込金属入りとし、かつ、外側電極 430を片側が結合部 材 450から分離した構造としたものである。図 14では、埋込金属入りの内側電極 440 の大部分が結合部材 450に埋設されており、突起部が顔を出すようになつている。こ の突起部を外側電極 430が半円状に取り囲む。また、結合部材 450の実質部は PP 榭脂で構成され TPO榭脂のコーティング 452を有する。
[0057] 図 15では、結合部材 450に内側電極 440の金属埋込部分が埋設され、内側電極 440のその他の部分が結合部材 450の端面に広がる構造となっている。また、結合 部材 450は PP榭脂の実質と TPOのコーティング力もなる。
[0058] 図 17では、外側電極 430の内壁の一部が内側電極 440に向かって突出したものと なっている。このため、図 18に示すように、物体が外側電極 430の側面と窓ガラス 10 2の側面によって挟み込まれたとき、外側電極 430の突起部が内側電極 440と接触 するので、挟み込み状態を検出することができる。
[0059] 図 19は、内側電極 440が外側電極 430の内側で同心円柱状構造体となるように構 成され、隙間を隔てて対向するようになっている。このような構成によっても、物体が 外側電極 430の側面と窓ガラス 102の側面によって挟み込まれた状態を検出するこ とが可能である。
[0060] 本装置の動作を説明する。図 16に、本装置の動作のフローチャートを示す。この動 作は、 CPU302による制御の下で行われる。ステップ 601で窓ガラス上昇指示がある と、ステップ 603で、窓ガラスを上昇させるようにモータ駆動を行う。
[0061] ステップ 605で、挟み込み可能性を検出した力否かを判定し、挟み込み可能性を 検出しないときは、ステップ 607で上死点力否かを判定する。上死点でないときはス テツプ 603に戻る。挟み込み可能性を検出せず、窓ガラスが上死点に達しない間は 、ステップ 603— 607の動作を繰り返す。この間窓ガラスは上昇を続ける。そして、挟 み込み可能性が検出されずに上死点に達したときは、ステップ 611で、次の動作の 指示待ちとなる。
[0062] ステップ 605で、挟み込み可能性を検出したと判定したときは、ステップ 609で窓ガ ラスを停止または反転させる。挟み込み可能性の検出は、図 4または図 5に示したよう に、センサ 320による人体等の接触検出に基づいて行われる。
[0063] 接触した物体が素手等であるときは図 4の状態で検出され、この状態から窓ガラス が反転する。接触した物体が手袋をはめた手等であるときは、図 5の状態で検出され 、この状態力 窓ガラスが反転する。
[0064] 以上は、車両用のパワーウィンドウの例である力 パワーウィンドウは車両用のパヮ 一ウィンドウに限らず、ウィンドウレギュレータによって窓ガラスを移動させるものであ ればよい。また、窓ガラスを上昇させて窓枠を閉じるパワーウィンドウの例であるが、 パワーウィンドウは窓ガラスを下降させて窓枠を閉じるものであってよぐあるいは、窓 ガラスを水平方向または斜め方向に移動させて窓枠を閉じるものであってよい。さら には、パワーウィンドウに限らず、動力で駆動されるサンルーフ、スライドドア、ノ ックド ァ、回転扉等であってよい。

Claims

請求の範囲
[1] 可撓性を有する導電性物質からなり接触検出範囲にわたって延在する第 1の電極と 前記第 1の電極の裏側において前記第 1の電極力 離間して延在する第 2の電極と 前記第 1の電極の静電容量に基づ!、て前記第 1の電極への物体の接触を検出する 検出手段と、
を具備することを特徴とする接触検出装置。
[2] 前記第 1の電極は、埋込導電体を有する導電性榭脂からなる、
ことを特徴とする請求項 1に記載の接触検出装置。
[3] 前記埋込導電体は前記第 1の電極の基部に位置する、
ことを特徴とする請求項 2に記載の接触検出装置。
[4] 前記埋込導電体は埋込金属である、
ことを特徴とする請求項 2または請求項 3に記載の接触検出装置。
[5] 前記検出手段は、前記第 1の電極の静電容量が予め定められた閾値を超えたことに よって接触を検出する、
ことを特徴とする請求項 1ないし請求項 4のうちのいずれか 1つに記載の接触検出装 置。
[6] 前記第 2の電極は前記閾値を超える静電容量を有する、
ことを特徴とする請求項 5に記載の接触検出装置。
[7] 前記検出手段は、前記第 1の電極の静電容量が前記閾値より小さいもう一つの閾値 を下まわったことによつても接触を検出する、
ことを特徴とする請求項 5に記載の接触検出装置。
[8] 前記第 2の電極は接地された電極である、
ことを特徴とする請求項 7に記載の接触検出装置。
[9] 前記第 2の電極は導電性物質力 なる、
ことを特徴とする請求項 8に記載の接触検出装置。
[10] 前記導電性物質は金属である、 ことを特徴とする請求項 9に記載の接触検出装置。
[11] 前記導電性物質は導電性ゴムである、
ことを特徴とする請求項 9に記載の接触検出装置。
[12] 前記導電性物質は導電性樹脂である、
ことを特徴とする請求項 9に記載の接触検出装置。
[13] 前記導電性榭脂は埋込導電体を有する、
ことを特徴とする請求項 12に記載の接触検出装置。
[14] 前記埋込導電体は埋込金属である、
ことを特徴とする請求項 13に記載の接触検出装置。
[15] 前記第 1の電極および前記第 2の電極は、結合用の絶縁性榭脂とともに押し出し成 形によって一体的に形成される、
ことを特徴とする請求項 13または請求項 14に記載の接触検出装置。
[16] 少なくとも一方が駆動部で駆動される 2つの部材による異物の挟み込みを検出する 検出装置と、前記検出装置の挟み込み検出信号に基づいて前記駆動部を挟み込 みを防止するように制御する制御装置とを有する挟み込み防止装置であって、 前記検出装置として、請求項 1ないし請求項 15のうちのいずれか 1つに記載された 接触検出装置、
を具備することを特徴とする挟み込み防止装置。
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