【手続補正書】
【提出日】平成16年4月8日(2004.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】挟み込み防止装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】窓や扉といった開閉部と前記開閉部の枠部との少なくとも１つに配設され、前記開閉部と前記枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出する歪み検出手段と、前記歪み検出手段の出力信号に基づき物体の挟み込みの有無を判定する挟み込み判定手段と、前記挟み込み判定手段の出力信号に基づき前記開閉部の開閉動作を制御する制御手段とを備え、前記挟み込み判定手段が挟み込みを検出できないまま前記開閉部の閉動作が終了し、その後に物体が引き抜こうとすることにより生じる前記歪みを検出することを特徴とした挟み込み防止装置。
【請求項２】歪み検出手段はフィルム状の圧電センサからなり、開閉部が締め切られた際に前記圧電センサのフィルム面が前記開閉部と平行になるように前記開閉部と枠部との少なくとも１つに配設された請求項１記載の挟み込み防止装置。
【請求項３】開閉部または枠部は前記開閉部と前記枠部との隙間または前記開閉部間の隙間を密閉する密閉体を備え、圧電センサは前記密閉体に配設された請求項２記載の挟み込み防止装置。
【請求項４】密閉体が圧電材料からなり、圧電センサが密閉体を兼用する請求項３記載の挟み込み防止装置。
【請求項５】圧電センサはゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料からなる請求項２乃至４のいずれか１項記載の挟み込み防止装置。
【請求項６】挟み込み判定手段は圧電センサの出力信号の特定周波数成分に基づき物体の挟み込みを判定する請求項２乃至５のいずれか１項記載の挟み込み防止装置。
【請求項７】制御手段は開閉部が閉め切られてから一定時間は挟み込み判定手段の判定結果を挟み込み無しとする請求項１乃至６のいずれか１項記載の挟み込み防止装置。
【請求項８】挟み込み判定手段は歪み検出手段の出力信号に基づき挟み込まれた物体を引き抜こうとする方向を判定する引き抜き方向判定部を備え、制御手段は前記引き抜き方向判定部の出力信号に基づき前記開閉部の開閉動作を制御する請求項１乃至７のいずれか１項記載の挟み込み防止装置。
【請求項９】開閉部が車両の乗降用扉であり、物体を引き抜こうとする方向が車両外部への方向であると挟み込み判定手段が判定した場合は、制御手段が車両の運転を不許可とする請求項８記載の挟み込み防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は窓や扉といった開閉部に物体が挟み込まれるのを防止する挟み込み防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の挟み込み防止装置は以下のようなものであった。第１の引用例としては、特開平６−３３６６５号公報に記載のように、パワーウィンドウ用モータの駆動電流の変化に基づいて窓ガラスの上昇時の物体の挟み込みを検出してモータを停止するものであった。
【０００３】
また第２の引用例としては、実開昭５８−２２８号公報に記載のように、閉鎖時に扉と接触する固定部接触面に導電体を設け、この導電体の静電容量の変化を検出して物体の挟み込みを検出して扉の閉動作を停止するものであった。
【０００４】
さらに第３の引用例としては、特開平１０−２９４２５号公報に記載のように、相対する導電部からなる感圧スイッチを窓枠の密封部材に内蔵して物体の挟み込みを検出してモータを停止するものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の挟み込み防止装置では以下のような課題を有していた。第１の引用例では、例えば衣服のように厚みが薄く柔らかい物体が窓ガラスと窓枠との間に挟まれた場合は、物体の厚みが薄く柔らかいため窓ガラスの閉め切りと物体の挟み込みとの区別ができないといった課題を有していた。
【０００６】
また、第２の引用例では雨や洗車等により導電体がぬれてしまうと導電体の静電容量が変化して挟み込みを誤検出してしまうといった課題を有していた。
【０００７】
さらに、第３の引用例では第１の引用例と同様に厚みが薄く柔らかい物体の挟み込みを検出できない上、経年変化により感圧スイッチの接点が劣化して接触不良になったり、密封部が変形して導電部が短絡する等、耐久性が悪いといった課題を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、窓や扉といった開閉部と前記開閉部の枠部との少なくとも１つに配設され、前記開閉部と前記枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出する歪み検出手段と、前記歪み検出手段の出力信号に基づき物体の挟み込みの有無を判定する挟み込み判定手段と、前記挟み込み判定手段の出力信号に基づき前記開閉部の開閉動作を制御する制御手段とを備えたものである。
【０００９】
上記発明によれば、前記開閉部と前記枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出して挟み込みを判定するので、衣服のように厚みが薄く柔らかい物体が挟み込まれても挟み込み有りと判定することができ、そのような物体の挟み込みの有無を判定して開閉部の開閉動作を制御する。
【００１０】
また、歪み検出手段として圧電センサを用いているので、雨や洗車等により圧電センサがぬれても誤検出がない上、圧電センサは感圧スイッチのような接点がないので接触不良や短絡がなく耐久性がよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかる挟み込み防止装置は、窓や扉といった開閉部と前記開閉部の枠部との少なくとも１つに配設され、前記開閉部と前記枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出する歪み検出手段と、前記歪み検出手段の出力信号に基づき物体の挟み込みの有無を判定する挟み込み判定手段と、前記挟み込み判定手段の出力信号に基づき前記開閉部の開閉動作を制御する制御手段とを備えたものである。
【００１２】
そして、前記挟み込み判定手段が挟み込みを検出できないまま前記開閉部の閉動作が終了し、その後に物体が引き抜こうとすることにより生じる前記歪みを検出して挟み込みを判定するので、衣服のように厚みが薄く柔らかい物体が挟み込まれても挟み込み有りと判定することができ、そのような物体の挟み込みの有無を判定して開閉部の開閉動作を制御する。
【００１３】
本発明の請求項２にかかる挟み込み防止装置は、歪み検出手段がフィルム状の圧電センサからなり、開閉部が締め切られた際に前記圧電センサのフィルム面が前記開閉部と平行になるように前記開閉部と枠部との少なくとも１つに配設されたものである。
【００１４】
そして、歪み検出手段がフィルム状の圧電センサからなるので、雨や洗車等により圧電センサがぬれても誤検出がない上、圧電センサは感圧スイッチのような接点がないので接触不良や短絡がなく耐久性がよい。また、開閉部が締め切られた際に前記圧電センサのフィルム面が前記開閉部と平行になるように前記開閉部と枠部との少なくとも１つに配設されているので、前記開閉部と前記枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出しやすい。
【００１５】
本発明の請求項３にかかる挟み込み防止装置は、開閉部または枠部が前記開閉部と前記枠部との隙間または前記開閉部間の隙間を密閉する密閉体を備え、圧電センサは前記密閉体に配設されたものである。
【００１６】
そして、圧電センサが密閉体に配設されているため、圧電センサの強度的保護が可能となる。また、経年変化により密閉体が変形しても従来の感圧スイッチのような接触不良や短絡がなく、信頼性が向上する。
【００１７】
本発明の請求項４にかかる挟み込み防止装置は、密閉体が圧電材料からなり、圧電センサが密閉体を兼用するものである。
【００１８】
そして、密閉体が圧電材料からなり、圧電センサが密閉体を兼用するので、圧電センサを密閉体に新たに配設する必要がなく製造時の手間がかからない上、密閉体のどのような形状にも対応して圧電センサが構成できるので生産性がよく、デザイン面での対応も容易となる。
【００１９】
本発明の請求項５にかかる挟み込み防止装置は、圧電センサがゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料からなるものである。
そして、圧電セラミックスは脱分極の耐熱性に優れているので、圧電センサにより物体の挟み込みを検出する際の信頼性が向上する。また、ゴム材を使用しているので圧電センサの加工性がよく任意の形状に対応可能である。
【００２０】
本発明の請求項６にかかる挟み込み防止装置は、挟み込み判定手段が圧電センサの出力信号の特定周波数成分に基づき物体の挟み込みを判定するものである。
【００２１】
そして、挟み込み判定手段が圧電センサから出力される信号のうち物体の挟み込み時に発生する特定周波数成分のみを検出するので、例えば開閉部の開閉動作による振動や外来振動など物体の接触以外の振動による圧電センサの出力信号と物体の挟み込みによる圧電センサの出力信号とを区別して物体の挟み込みを検出することができ、検出精度が向上する。
【００２２】
本発明の請求項７にかかる挟み込み防止装置は、制御手段は開閉部が閉め切られてから一定時間は挟み込み判定手段の判定結果を挟み込み無しとするものである。
【００２３】
そして、前記開閉部が閉め切られる際に歪み検出手段から生じる出力信号により挟み込み有りと判定されても、前記開閉部が閉め切られてから一定時間は挟み込み無しとするので誤判定がない。
【００２４】
本発明の請求項８にかかる挟み込み防止装置は、挟み込み判定手段が歪み検出手段の出力信号に基づき挟み込まれた物体を引き抜こうとする方向を判定する引き抜き方向判定部を備え、制御手段は前記引き抜き方向判定部の出力信号に基づき前記開閉部の開閉動作を制御するものである。
【００２５】
そして、挟まれた物体を引き抜こうとする方向を判定して開閉部の開閉動作を制御するので、例えば車両の乗降用扉のような開閉部に乗客の衣服のような物体が挟まれた際には、車両の外部から物体を引き抜こうとする場合は開閉部を開いて挟み込みを解除し、車両の内部から物体を引き抜こうとする場合は開閉部を閉じたままにする。これにより発車時の安全確保が図られると共に発車時の不要な停車を防ぐことができる。
【００２６】
本発明の請求項９にかかる挟み込み防止装置は、開閉部が車両の乗降用扉であり、物体を引き抜こうとする方向が車両外部への方向であると挟み込み判定手段が判定した場合は、制御手段が車両の運転を不許可とするものである。
【００２７】
そして、物体を引き抜こうとする方向が車両外部への方向であると車両の運転を不許可とするので、発車時の安全確保を図ることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、本本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２９】
（実施例１）
図１に本発明の実施例１の挟み込み防止装置の外観図を示す。本実施例は開閉部として例えば車両の乗降用自動扉に応用した場合を示している。図中、１は開閉部としての扉で、１ａ、１ｂのように左右に１つずつ扉がある。２は歪み検出手段としての圧電センサ、３は扉１ａ、１ｂを閉め切った際の隙間を密閉する密閉体で、圧電センサ２ａ、２ｂはそれぞれ密閉体３ａ、３ｂに配設されている。密閉体３ａ、３ｂは例えば弾性体、好ましくはゴム部材等で構成され、扉１ａ、１ｂの端部に配設されている。
【００３０】
図２は図１のＡ−Ａ’位置での断面図である。図２に示すように密閉体３ａ、３ｂ内にはそれぞれフィルム状の圧電センサ２ａ、２ｂのフィルム面が扉１ａ、１ｂと平行になるように配設されている。
【００３１】
図３（ａ）は圧電センサ２ａの外観図、図３（ｂ）は同センサのＢ−Ｂ’位置での断面図と接続回路の一例を示したものである。ここで、圧電センサ２ａ、２ｂは同じ構造を有するものとする。図３（ａ）に示したように圧電センサ２ａはフィルム状で、端子部２ａ１から信号を導出する。端子部２ａ１は複数個設けてもよい。図３（ｂ）に示したように圧電センサ２ａは圧電材２ａ２の両面に電極２ａ３、２ａ４を配設したものである。圧電材２ａ２は例えばゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料を用いればよいが、ポリフッ化ビニリデン等の高分子圧電材料を用いてもよい。電極２ａ３、２ａ４は例えば銀ペーストやアルミ蒸着材、ニッケル等の薄膜金属材料を用いればよい。また、電極２ａ３、２ａ４の上にＰＥＴ等の高分子フィルムで保護層を設けたり、さらに電気的シールドのための金属フィルムを配設してもよい。尚、図３（ｂ）でＱ１は圧電センサ２ａからの出力信号のインピーダンス変換用のＦＥＴ、Ｒ１、Ｒ２は圧電センサ２ａからの信号導出用の抵抗、Ｖｄは電源である。
【００３２】
図４に本実施例のブロック図を示した。図中、４は挟み込み判定手段で、圧電センサ２ａ、２ｂからの出力信号それぞれのインピーダンスを変換するインピーダンス変換部５ａ、５ｂ、インピーダンス変換部５ａ、５ｂからの出力信号を濾波する濾波部６ａ、６ｂ、濾波部６ａ、６ｂからの出力信号に基づき物体の挟み込みをを判定する挟み込み判定部７を有している。８は扉１の開閉動作を駆動する駆動部９を制御する制御手段、１０は挟み込み判定部７の判定結果を報知する報知部である。駆動部９は例えばパルス駆動の電動モータからなり、制御手段８は前記パルス数をカウントすることにより扉１ａ、１ｂの開閉位置や開き切り、閉じ切りを検出できるようになっている。濾波部６ａ、６ｂの濾波特性は圧電センサ２ａ、２ｂからの出力信号のうち物体の挟み込み時に発生する特定周波数成分のみを検出するような周波数帯に予め設定してある。
【００３３】
次に図に基づいて動作、作用について説明する。
【００３４】
図５は扉１ａ、１ｂが閉動作中に物体１１が挟み込まれた場合の様子を図１のＡ−Ａ’位置での断面として示したものである。挟み込みにより圧電センサ２ａ、２ｂは歪みを受け図５（ａ）または図５（ｂ）のように変形する。ここで、挟み込みによる圧電センサ２ａ、２ｂの変形は図５（ａ）、（ｂ）のように双方が同じ方向に向くとは限らず、相互に逆方向に変形したり、一方のみが変形したりもする。歪み圧電センサ２ａ、２ｂからは圧電効果によりこの歪に応じた電圧が発生する。発生する電圧レベルは挟み込み時の歪の大きさと、圧電センサ２ａ、２ｂ自体の感度、すなわち圧電材２ａ２の圧電定数により変化する。
【００３５】
次に、圧電センサ２ａ、２ｂから発生した信号は挟み込み判定手段４のインピーダンス変換部５ａ、５ｂで低インピーダンスに変換される。インピーダンス変換された信号は濾波部６ａ、６ｂで濾波され、物体の挟み込み時に発生する特定周波数成分のみが通過する。このため、車両のエンジンや走行による振動等による車両自体の振動や商用電源によるノイズ成分はここで除去される。
【００３６】
図６は図５に示した物体１１の挟み込み前後における濾波部６ａまたは６ｂの出力信号Ｖを示したものである。図中、縦軸はＶ、横軸は時間ｔで、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図５の（ａ）、（ｂ）に対応している。図５、図６で（ａ）の場合、時刻ｔ０で物体１１が挟み込まれるとＶには一時的にＶ０１以上の信号が現れる。また図５、図６で（ｂ）の場合、時刻ｔ０で物体１１が挟み込まれるとＶには一時的にＶ０２以下の信号が現れる。（ａ）、（ｂ）でＶの変化方向が異なるのは、圧電センサ２ａ、２ｂの分極方向に寄るものである。
【００３７】
挟み込み判定部７では上記のようなＶの変化に基づき、圧電センサ２ａ、２ｂの少なくとも１つに対応する出力Ｖが、図６に示したＶ０１以上か、またはＶ０２以下の少なくともどちらかを満足すれば挟み込み有りと判定する。圧電センサ２ａ、２ｂに対応する出力ＶがいずれもＶ０２より大でかつＶ０２未満ならば挟み込み無しと判定する。
【００３８】
上記のようにして挟み込み有りと判定された場合は、制御手段８が駆動部９を開動作させて扉１ａ、１ｂを開き、挟み込みを解除する。挟み込み無しと判定された場合は、閉動作を継続させて扉１ａ、１ｂを閉じ切きり閉動作を終了する。ここで、扉１ａ、１ｂを閉じ切きる際にも扉１ａ、１ｂ同士が密閉体３ａ、３ｂを介して接触することにより圧電センサ２ａ、２ｂに歪みが生じ図６に示すような出力Ｖの変化が生じる。これにより挟み込み判定部７は挟み込み有りと判定するが、制御手段８は扉１ａ、１ｂが閉め切られてから一定時間は挟み込み判定部７の判定結果を挟み込み無しとして、駆動部９の閉動作を終了する。
【００３９】
次に、図７は例えば衣服のように厚みが薄く柔らかい物体１１が扉１ａ、１ｂに挟み込まれた場合の様子を示したものである。この場合は物体１１の厚みが薄く柔らかいため、扉１ａ、１ｂに挟み込まれても圧電センサ２ａ、２ｂには図５に示すような歪みが生じず、挟み込み判定部７が挟み込みを検出できないまま、駆動部９が閉動作を終了する。
【００４０】
この際、扉１ａ、１ｂが閉め切られてから一定時間は上記のように制御手段８により挟み込み無しとされるが、一定時間経過後に例えば図８に示すようにして挟み込まれた物体１１を引き抜こうとすると圧電センサ２ａ、２ｂには歪みが生じ、図８（ａ）、（ｂ）に対応して図６（ａ）、（ｂ）に示したような出力Ｖの変化が生じる。従ってこのようなＶの変化に基づき挟み込み判定部７が図５の場合と同様に挟み込みを判定する。そして、挟み込み有りと判定された場合は、制御手段８が駆動部９を開動作させて扉１ａ、１ｂを開き、挟み込みを解除する。挟み込み無しと判定された場合は、扉１ａ、１ｂの閉め切り状態をそのまま継続する。挟み込み判定部７の判定結果は報知部１０により報知される。
【００４１】
図９は上記の判定手順を示した判定フロー図である。先ず、ステップＳＴ１で車両に設置された閉動作スイッチをオンすると、ＳＴ２で駆動部９の閉動作が開始する。そしてステップＳＴ３で出力ＶがＶ０１以上またはＶ０２以下の少なくともどちらかであるかが判定される。出力ＶがＶ０１以上またはＶ０２以下の少なくともどちらかである場合はステップＳＴ４で挟み込み判定部７により挟み込み有りと判定され、ステップＳＴ５で制御手段８により駆動部９の開動作が開始されて挟み込みが解除され、ステップＳＴ６で制御手段８により扉１ａ、１ｂの開き切りが検出されるまでステップＳＴ５以降の動作が繰り返される。そしてステップＳＴ６で扉１ａ、１ｂの開き切りが検出されるとステップＳＴ７で制御手段８が駆動部９を停止し、ステップＳＴ８で閉動作スイッチの待機を行う。
【００４２】
ステップＳＴ３で出力ＶがＶ０２より大でＶ０１より小である場合は、ステップＳＴ９で挟み込み判定部７により挟み込み無しと判定され、ステップＳＴ１０で制御手段８により扉１ａ、１ｂの閉め切りが判定される。ステップＳＴ１０で扉１ａ、１ｂの閉め切りが判定されない場合はステップＳＴ２以降の処理が繰り返される。ステップＳＴ１０で扉１ａ、１ｂの閉め切りが判定されるとステップＳＴ１１で制御手段８により駆動部９が停止される。そしてステップＳＴ１２で制御手段８により扉１ａ、１ｂの閉め切り後一定時間経過したかどうかが判定され、一定時間経過していない場合はステップＳＴ１３で制御手段８により挟み込み無しと判定され、ステップＳＴ１２以降の処理が繰り返される。ステップＳＴ１２で一定時間経過したと判定された場合は、ステップＳＴ１４で挟み込み判定部７により出力ＶがＶ０１以上またはＶ０２以下の少なくともどちらかであるかが判定される。出力ＶがＶ０１以上またはＶ０２以下の少なくともどちらかである場合はステップＳＴ４以降の処理を行う。ステップＳＴ１４で出力ＶがＶ０２より大でＶ０１より小である場合は、ステップＳＴ１５で挟み込み無しと判定され、ステップ１６で開動作スイッチの待機を行い、ステップ１４以降の処理を継続する。
【００４３】
上記実施例では開閉部としての扉１ａ、１ｂの間に物体が挟み込まれる場合の処理を示したが、図１０に示すように開閉部としての扉１と枠部１２を有し、枠部１２の周縁に歪み検出手段２を配設した密閉体３を設置した構成としてもよく、扉１と枠部１２との間の物体の挟み込みを検出して扉１の開閉動作を制御する。
【００４４】
以上の作用により、開閉部の間または開閉部と枠部との間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出して挟み込みを判定するので、衣服のように厚みが薄く柔らかい物体が挟み込まれても挟み込み有りと判定することができ、そのような物体の挟み込みの有無を判定して開閉部の開閉動作を制御することができる。
【００４５】
また、歪み検出手段がフィルム状の圧電センサからなるので、雨や洗車等により圧電センサがぬれても誤検出がない上、圧電センサは感圧スイッチのような接点がないので接触不良や短絡がなく耐久性がよい。また、開閉部が締め切られた際に前記圧電センサのフィルム面が前記開閉部と平行になるように前記開閉部と枠部との少なくとも１つに配設されているので、前記開閉部と前記枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出しやすい。
【００４６】
また、圧電センサが密閉体に配設されているため、圧電センサの強度的保護が可能となる。また、経年変化により密閉体が変形しても従来の感圧スイッチのような接触不良や短絡がなく、信頼性が向上する。
【００４７】
また、圧電センサがゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料からなり、圧電セラミックスは脱分極の耐熱性に優れているので、圧電センサにより物体の接触を検出する際の信頼性が向上する。また、ゴム材を使用しているので圧電センサの加工性がよく任意の形状に対応可能である。
【００４８】
また、挟み込み判定手段が圧電センサから出力される信号のうち物体の挟み込み時に発生する特定周波数成分のみを検出するので、例えば開閉部の開閉動作による振動や外来振動など物体の接触以外の振動による圧電センサの出力信号と物体の挟み込みによる圧電センサの出力信号とを区別して物体の挟み込みを検出することができ、検出精度が向上する。
【００４９】
さらに、開閉部が閉め切られる際に歪み検出手段から生じる出力信号により挟み込み有りと判定されても、前記開閉部が閉め切られてから一定時間は挟み込み無しとするので誤判定がない。
【００５０】
尚、密閉体３自体に圧電材料を用い、圧電センサ２が密閉体３を兼用する構成としてもよい。この場合、圧電センサ２の電極は密閉体３の表面または密閉体３の内部のいずれかに設ければよい。圧電センサ２が密閉体３を兼用するので、圧電センサ２を密閉体３に新たに配設する必要がなく製造時の手間がかからない上、密閉体３のどのような形状にも対応して圧電センサが構成できるので生産性がよく、デザイン面での対応も容易となる。
【００５１】
また複数の圧電センサを密閉体３に配設して挟み込みを判定する構成としてもよい。この構成によれば、例えば複数の圧電センサの少なくとも一つに物体が挟み込まれ、物体を引き抜こうとする際に開閉部に生じる歪みを検出して挟み込みを判定する。一方、複数の圧電センサいずれにもに物体の挟み込みが無い場合、圧電センサからの出力はゼロである。また、例えば開閉部の開閉動作による振動や車両の走行振動や開閉部の開閉による振動のような外来振動があると、そのような外来振動はいずれの圧電センサにも等しく伝達されるため、圧電センサの出力はそれぞれ同じ大きさで変化する。従って、複数の圧電センサの出力のうち一部が図６に示すＶ０１以上か、またはＶ０２以下の少なくともどちらかである場合は物体の挟み込みがあると判定する。また、複数の圧電センサの出力の全てがＶ０１以上またはＶ０２以下である場合は上記のような外来振動が印加されたとして、物体の接触は無いと判定する。そして、複数の圧電センサの出力の全てがＶ０２より大でかつＶ０２未満ならば挟み込み無しと判定する。これにより、例えば開閉部の開閉動作による振動や外来振動など物体の接触以外の振動による圧電センサの出力信号と物体の挟み込みによる圧電センサの出力信号とを区別して物体の挟み込みを検出することができ、検出精度が向上する。
【００５２】
（実施例２）
図１１は本発明の実施例２における挟み込み防止装置の動作ブロックを示したものである。本実施例が実施例１と異なる点は、挟み込み判定手段４が濾波部６ａ、６ｂからの出力信号に基づき挟み込まれた物体を引き抜こうとする方向を検出する引き抜き方向判定部１３を備えたところと、制御手段８の出力信号に基づき車両の運転動作を行う運転部１４を備えたところにある。尚、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００５３】
次に動作、作用について説明する。
【００５４】
例えば実施例１と同様に車両の乗降用自動扉において、扉１ａ、１ｂの閉動作中に図５に示したように扉１ａ、１ｂの間に物体１１が挟み込まれた場合は、上記実施例１と同様な処理が行われ、挟み込み判定部７が挟み込み有りと判定し、その判定結果に基づき制御手段８が駆動部９を開動作にして扉１ａ、１ｂを開き挟み込みを解除する。
【００５５】
次に、図７及び図８に示したように例えば衣服のように厚みが薄く柔らかい物体１１が扉１ａ、１ｂに挟み込まれた場合は、引き抜き方向判定部１３が挟み込まれた物体１１を引き抜こうとする方向を判定し、制御手段８は引き抜き方向判定部１３の出力信号に基づき扉１ａ、１ｂの開閉動作を制御するとともに、物体を引き抜こうとする方向が車両外部への方向であると引き抜き方向判定部１３が判定した場合は、制御手段８が車両の運転を不許可とするよう運転部１４を制御する。
【００５６】
物体を引き抜こうとする方向を判定する理由は、例えば車両の発車時に乗車しようとして車両外部にいる人の衣服が扉に挟み込まれるといった場合には、衣服を引き抜こうとしていることを検出して扉を開口させ挟み込みを解除するとともに、車両の運転を不許可として安全確保を図る必要があるためである。万一、衣服が挟まれたまま発車した場合は衣服が車両外部の方向へ引きずられることを検出するので、発車直後に上記のような安全確保を図ることができる。一方、車両の発車時に既に乗車して車両内部にいる人の衣服が扉に挟み込まれるといった場合には、衣服を挟み込んだ人が車両内部に居るため安全面に重大な支障をきたすような場合は少ない。従って、運転の効率化といった面から、衣服を引き抜こうとしていることを検出しても扉を開口したり車両の運転を不許可とするようなことは行わない。
【００５７】
引き抜き方向判定部１３における判定手順を以下に述べる。図８（ａ）のように物体１１を車両の内側へ引き抜こうとする際には濾波部６ａまたは６ｂの出力信号Ｖは図６（ａ）のように変化する。すなわち、時刻ｔ０で物体１１を車両の内側へ引き抜こうとすると、Ｖには一時的にＶ０１以上の信号が現れる。一方、図８（ｂ）のように物体１１を車両の外側へ引き抜こうとする際にはＶは図６（ｂ）のように変化する。すなわち、時刻ｔ０で物体１１を車両の外側へ引き抜こうとすると、Ｖには一時的にＶ０２以下の信号が現れる。図６（ａ）、（ｂ）でＶの変化方向が異なるのは、圧電センサ２ａ、２ｂの分極方向に寄るものである。引き抜き方向判定部１３では上記のようなＶの変化の違いに基づき挟み込まれた物体１１を引き抜こうとする方向を判定する。
【００５８】
図１２は上記の判定手順を示した判定フロー図である。同図においてステップＳＴ１３までは実施例１と同様の処理を行うので、ここでの説明は省略する。ステップＳＴ１２で一定時間が経過したと判定された場合は、ステップＳＴ１７で挟み込み判定部７により出力ＶがＶ０１以上またはＶ０２以下であるかどうかが比較される。そしてＶがＶ０２より大でかつＶ０２未満ならばステップＳＴ１８で挟み込み判定部７により挟み込み無しと判定され、ステップＳＴ１９で制御手段８により運転部１４の運転が許可される。
【００５９】
ステップＳＴ１７で出力ＶがＶ０１以上またはＶ０２以下ならばステップＳＴ２０で挟み込み判定部７により挟み込み有りと判定され、ステップＳＴ２１で引き抜き方向判定部１３により出力ＶがＶ０２以下であるかどうかが比較される。そして出力ＶがＶ０２以下ならばステップ２２で引き抜き方向判定部１３により、挟み込まれた物体の車両の外部への引き抜きが有ると判定され、ステップ２３で制御手段８により運転部１４の運転が不許可となり、ステップ５以降の処理が行われる。
【００６０】
ステップＳＴ２１で出力ＶがＶ０２以下ならばステップ２４で引き抜き方向判定部１３により、挟み込まれた物体の車両の内部への引き抜きが有ると判定され、ステップＳＴ１９の処理が行われる。
【００６１】
以上の作用により、挟まれた物体を引き抜こうとする方向を判定して開閉部の開閉動作を制御するので、例えば車両の乗降用扉のような開閉部に乗客の衣服のような物体が挟まれた際には、車両の外部から物体を引き抜こうとする場合は開閉部を開いて挟み込みを解除し、車両の内部から物体を引き抜こうとする場合は開閉部を閉じたままにする。これにより発車時の安全確保が図られると共に発車時の不要な停車を防ぐことができる。
【００６２】
また、物体を引き抜こうとする方向が車両外部への方向であると車両の運転を不許可とするので、発車時の安全確保を図ることができる。
【００６３】
尚、ラッシュアワー時には、車両内で衣服のような物体の挟み込みが頻発するので、上記のように開閉部を閉じたままにして車両の運転を許可し、乗客の少ない閑散期には、物体の挟み込みが発生すると、その物体を引き抜こうとする方向にかかわらず開閉部を開口して車両の運転を不許可するといったように、閑散期と混雑期とで処理手順を選択可能な選択スイッチを設けてもよい。
【００６４】
また、実施例１及び実施例２において、扉の枠部や枠部の支持体等で物体が接触しない部分に別の圧電センサを配設し、挟み込み検出用の圧電センサの出力信号と上記圧電センサの出力信号との差を演算することにより、検出用の圧電センサの出力信号から車両の走行振動等の外来振動の成分を除去し、物体の挟み込みによる信号のみを抽出して物体の挟み込みを検出する構成としてもよい。
【００６５】
また、実施例１及び実施例２において、歪み検出手段として図３に示したような圧電センサを用いたが、バイモルフ型の圧電センサを使用してもよい。また、圧電センサに限らず歪み検出手段として図６のような特性を有する他のセンサを使用してもよい。
【００６６】
また、実施例１及び実施例２は本発明を車両の乗降用扉に適用したものであったが、車両のパワーウィンドウやサンルーフ、建物の自動扉等の挟み込み防止へ適用してもよい。さらに、上記実施例１及び実施例２において、開閉部から人が侵入する際に開閉部に生じる歪みを圧電センサで検出して警報・報知を行う防犯装置を兼ねてもよい。物体の挟み込み防止装置が防犯装置を兼ねているので、効率的でかつ経済的である。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１にかかる挟み込み防止装置は、開閉部と枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出して挟み込みを判定するので、衣服のように厚みが薄く柔らかい物体が挟み込まれても挟み込み有りと判定することができるといった効果がある。
【００６８】
また、請求項２にかかる挟み込み防止装置は、歪み検出手段がフィルム状の圧電センサからなるので、雨や洗車等により圧電センサがぬれても誤検出がない上、圧電センサは感圧スイッチのような接点がないので接触不良や短絡がなく耐久性がよいといった効果がある。また、開閉部が締め切られた際に前記圧電センサのフィルム面が前記開閉部と平行になるように前記開閉部と枠部との少なくとも１つに配設されているので、前記開閉部と前記枠部との間または前記開閉部の間に物体が挟み込まれ前記物体を引き抜こうとする際に前記開閉部または前記枠部の少なくとも１つに生じる歪みを検出しやすいといった効果がある。
【００６９】
また、請求項３にかかる挟み込み防止装置は、圧電センサが密閉体に配設されているため、圧電センサの強度的保護が可能となるといった効果がある。また、経年変化により密閉体が変形しても従来の感圧スイッチのような接触不良や短絡がなく、信頼性が向上するといった効果がある。
【００７０】
また、請求項４にかかる挟み込み防止装置は、密閉体が圧電材料からなり、圧電センサが密閉体を兼用するので、圧電センサを密閉体に新たに配設する必要がなく製造時の手間がかからない上、密閉体のどのような形状にも対応して圧電センサが構成できるので生産性がよく、デザイン面での対応も容易となるといった効果がある。
【００７１】
また、請求項５にかかる挟み込み防止装置は、圧電センサがゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料からなり、圧電セラミックスは脱分極の耐熱性に優れているので、圧電センサにより物体の挟み込みを検出する際の信頼性が向上する上、ゴム材を使用しているので圧電センサの加工性がよく任意の形状に対応可能であるといった効果がある。
【００７２】
また、請求項６にかかる挟み込み防止装置は、挟み込み判定手段が圧電センサから出力される信号のうち物体の挟み込み時に発生する特定周波数成分のみを検出するので、例えば開閉部の開閉動作による振動や外来振動など物体の接触以外の振動による圧電センサの出力信号と物体の挟み込みによる圧電センサの出力信号とを区別して物体の挟み込みを検出することができ、検出精度が向上するといった効果がある。
【００７３】
また、請求項７にかかる挟み込み防止装置は、開閉部が閉め切られる際に歪み検出手段から生じる出力信号により挟み込み有りと判定されても、前記開閉部が閉め切られてから一定時間は挟み込み無しとするので誤判定がないといった効果がある。
【００７４】
また、請求項８にかかる挟み込み防止装置は、挟まれた物体を引き抜こうとする方向を判定して開閉部の開閉動作を制御するので、例えば車両の乗降用扉のような開閉部に乗客の衣服のような物体が挟まれた際には、車両の外部から物体を引き抜こうとする場合は開閉部を開いて挟み込みを解除し、車両の内部から物体を引き抜こうとする場合は開閉部を閉じたままにする。これにより発車時の安全確保が図られると共に発車時の不要な停車を防ぐことができるといった効果がある。
【００７５】
また、請求項９にかかる挟み込み防止装置は、物体を引き抜こうとする方向が車両外部への方向であると車両の運転を不許可とするので、発車時の安全確保を図ることができるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における挟み込み防止装置の外観図
【図２】同挟み込み防止装置の扉（開閉部）のＡ−Ａ’位置での断面図
【図３】（ａ）同挟み込み防止装置の圧電センサ（歪み検出手段）の外観図
（ｂ）同挟み込み防止装置の圧電センサ（歪み検出手段）の断面図
【図４】同挟み込み防止装置のブロック図
【図５】（ａ）同挟み込み防止装置の扉（開閉部）に物体が挟み込まれた時の断面図
（ｂ）同挟み込み防止装置の扉（開閉部）に物体が挟み込まれた時の断面図
【図６】（ａ）同挟み込み防止装置の濾波部の出力波形の特性を示す特性図
（ｂ）同挟み込み防止装置の濾波部の出力波形の特性を示す特性図
【図７】同挟み込み防止装置の扉（開閉部）に物体が挟み込まれた時の断面図
【図８】（ａ）同挟み込み防止装置の扉（開閉部）に挟み込まれた物体を引き抜く際の断面図
（ｂ）同挟み込み防止装置の扉（開閉部）に挟み込まれた物体を引き抜く際の断面図
【図９】同挟み込み防止装置の動作を表すフローチャート
【図１０】同挟み込み防止装置の他の実施例の外観図
【図１１】本発明の実施例２における挟み込み防止装置のブロック図
【図１２】同挟み込み防止装置の動作を表すフローチャート
【符号の説明】
１  扉（開閉部）
２  圧電センサ（歪み検出手段）
３  密閉体
４  挟み込み判定手段
５  制御手段
８  制御手段
１２  枠部
１３  引き抜き方向判定部