(57)【要約】【課題】作動させたくない部分に非圧電領域を設けた圧電ケーブルセンサは、完全に圧電領域と非圧電域とを明確に分けることができないため、センサ感度が低下する部分を含むか、振動などのノイズを拾いやすい部分が存在し、誤動作を完全に防止できないという課題を有していた。【解決手段】圧電ケーブルセンサ７の作動させたくない部分に拘束部１１を設けることにより、圧力が印加されたときに作動する部分と作動させたくない部分を明確に分離することができるので作動させたくない部分でのセンサの誤動作を防止することができ、信頼性に優れた圧電ケーブルセンサを実現することができる。【選択図】図１
2006275719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側電極としての芯電極と、前記芯電極に周設された可撓性圧電体と、前記可撓性圧電体に周設された可撓性外電極と、可撓性外電極に電気絶縁性の保護被覆層から構成される圧電ケーブルセンサにおいて、前記圧電ケーブルセンサの一部に外部振動に対する不感部としての拘束部を設けて構成される圧電ケーブルセンサ。
【請求項２】
拘束部は、圧電ケーブルセンサの長さ方向に沿って剛体を外接させた構成とした請求項１に記載の圧電ケーブルセンサ。
【請求項３】
拘束部は、圧電ケーブルセンサの外周の周縁の少なくとも３点と接触させて、前記圧電ケーブルセンサを内包した剛体で構成される請求項１または２記載の圧電ケーブルセンサ。
【請求項４】
剛体は、金属、プラスチック、セラミックの少なくとも１種で構成される請求項２または３に記載の圧電ケーブルセンサ。
【請求項５】
拘束部は、圧電ケーブルセンサの外周に取り付けられた複数の結束体からなる請求項１から４のいずれか１項記載の圧電ケーブルセンサ。
【請求項６】
結束体は、金属、プラスチックの少なくとも１種で構成される請求項５記載の圧電ケーブルセンサ。
【請求項７】
開口部と、開口部を開閉する開閉部と、前記開口部への物体の挟み込みを検知する請求項１記載の圧電ケーブルセンサと、前記圧電ケーブルセンサの出力から前記開口部への挟み込みを検知して開閉部の動作を制御する制御部を備え、前記圧電ケーブルセンサは前記開口部または前記開閉部に配設され、挟み込みを検出する部分を除いて拘束部としたことを特徴とする挟み込み検出装置。
【請求項８】
拘束部は、開口部または開閉部の振動環境と同じようになるように固定して開口部または開閉部の振動を検出しない構成とした請求項７記載の挟み込み検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性を有する圧電ケーブルセンサに係わり、特に、自動車の電動スライドドア、電動サンルーフ、パワーウィンド、電動テールゲートなどに取り付けられる圧力を検知する圧電ケーブルセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の圧電ケーブルセンサは、自動車のパワーウィンド、電動スライドドア、電動テールゲートなどの外周縁に設けられ、窓と窓枠との間に手などが挟まれた場合に挟まれた際に生ずる圧力を検知し、窓の動きを停止または逆転させる挟み込み防止装置として利用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、特許文献１に記載された自動車のパワーウィンドの外周に設けられた圧電ケーブルセンサの配置構成図を示すものである。図７において、圧電ケーブルセンサ１はパワーウィンドの窓枠２に沿って配設され、この窓枠２からドア３の下部に設けられた圧電ケーブルセンサ１からの圧力信号を検知して窓の動きを制御する制御部４の接続部に至るまで延出されている。
【０００４】
圧電ケーブルセンサ１は、ケーブルの全長が一様に圧電性を有するものではなく、センサとして作動すべき部分が圧電性を発現する圧電領域５（窓枠に沿って配設された部分）と、センサとして作動すべきでない部分が圧電性を発現しない非圧電領域６（窓枠以外に配設された部分）とから構成され、センサとして作動すべきでない部分での振動等によるノイズの発生を抑制し、誤動作を防止している。
【０００５】
また、圧電ケーブルセンサ１自体は、中心から外側に向かって順に同軸上に配置された中心導体、圧電材料層、外側導体および外被からなり、圧電材料層は耐熱性の点からポリフッ化ビニリデンの共重合体が好適としている。
【特許文献１】特開平１０−１３２６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の圧電ケーブルセンサ１は、圧電性を発現させる圧電領域５と圧電性を発現させない非圧電領域６を有するため、１本の圧電ケーブルセンサに圧電性を発現させるために行う分極処理を施す部分と施さない部分に区別する必要があるが、分極処理した際、圧電ケーブルセンサ１は所定の電界が印加された部分、徐々に電界強度が低下する部分、電界が印加されない部分が存在し、圧電領域５と非圧電領域６を明確に区別することができない。その結果、徐々に電界強度が低下する部分を圧電領域５に含めた場合、その部分に手などが挟まれると圧力に対する検知感度が悪くなり、挟み込み検知として正常に作動しないこと、また、電界強度が低下する部分を非圧電領域５に含めた場合、振動等のノイズによる圧力を検知し、誤動作するという課題を有していた。
【０００７】
また、圧電領域５と非圧電領域６に区別して分極処理を施した後、外側導体と外被を被覆した場合、分極時に区別した領域の通りに明確に区分けすることが困難であり、パワーウィンドの窓枠に取り付けられる圧電ケーブルセンサ１の圧電領域５と非圧電領域６が適切に配置されたかどうかが不明確となり、誤作動の原因となる可能性が高いという課題を有していた。
【０００８】
また、圧電ケーブルセンサ１に圧電領域５と非圧電領域６を設けること自体、製造上の管理と工程が複雑になり、生産性が悪いという課題を有していた。
【０００９】
さらに、圧電材料層として、ポリフッ化ビニリデンの共重合体は耐熱性が高いとはいうもののそれ自体有機物であり、より高い耐熱性を求められる場合は適用できないという課題を有していた。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、挟み込み防止としての誤動作を防止し、生産性に優れた圧電ケーブルセンサを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の圧電ケーブルセンサは、セラミック圧電体圧電ケーブルセンサとして作動させたくない部分に拘束部を設け、その部分は圧力を検知しない構成としている。
【００１２】
これによって、圧電ケーブルセンサとして作動させる部分と作動させたくない部分を明確に区別して配設することができるので挟み込み検知したい部分での正常な作動が可能となるとともに、挟み込み検知を必要としない部分での誤動作を防止することができ、より安全性の高い挟み込み防止機能を実現することができる。
【００１３】
また、圧電ケーブルセンサ全体に圧電性を発現させた構成であるので挟み込み検知したい部分の圧力検知を常に安定した感度を実現することができるとともに、製造上の管理と工程が簡単となり、高い生産性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の圧電ケーブルセンサは、配設する際に、予め信号を検知すべき領域と検知しない領域を明確に分別して組み込むことができるので、誤検知を防止して、ノイズを検知しないので、より検知精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の発明は、内側電極としての芯電極と、前記芯電極に周設された可撓性圧電体と、前記可撓性圧電体に周設された可撓性外電極と、可撓性外電極に電気絶縁性の保護被覆層から構成される圧電ケーブルセンサにおいて、前記圧電ケーブルセンサの一部に外部振動に対する不感部としての拘束部を設けて構成される。
【００１６】
そして、センサとして検知する部位としない部位を明確に分別して用途に合わせて使用することができるので、誤検知を防止できる。また、ノイズ混入を防止できる。また、圧電ケーブルセンサ全体に圧電性を発現させた後、拘束部を設ける構成とすると、センサとしての検知性能を常に安定して実現することができるとともに、製造上の管理と工程が簡単となり、高い生産性を得ることができる。
【００１７】
第２の発明は、拘束部は、圧電ケーブルセンサの長さ方向に沿って剛体を外接させた構成とした。拘束部を圧電ケーブルの長さ方向に取り付けた剛体で構成することにより、圧力の検知を必要としない部分の検知感度をより低くすることができるのでこの部分での誤動作を防止することができる。
【００１８】
第３の発明は、拘束部は、圧電ケーブルセンサの外周の周縁の少なくとも３点と接触させて、前記圧電ケーブルセンサを内包した剛体で構成するようにした。そして、この構成により圧力の検知を必要としない部分に振動だけでなく、他の要因による圧力の検知をも防止することができる。
【００１９】
第４の発明は、第２〜３の発明に基づいて、剛体は、金属、プラスチック、セラミックの少なくとも１種で構成されるとした。よって、圧力の検知を必要としない部分の信頼性を一層向上させることができる。特に、剛体として金属を用い圧電ケーブルセンサを内包した構成ではシールド効果をより高めることができるので電気的ノイズを遮断することができる。
【００２０】
第５の発明は、拘束部は、圧電ケーブルセンサの外周に取り付けられた複数の結束体からなる。そして、この構成により、結束体の数や、結束体の位置を調整することで、拘束部の構成を任意に設けることが容易になる。
【００２１】
第６の発明は、第５の発明において、結束体は、金属、プラスチックの少なくとも１種で構成されるので、より高い生産性を実現することができる。
【００２２】
第７の発明は、開口部と、開口部を開閉する開閉部と、前記開口部への物体の挟み込みを検知する請求項１記載の圧電ケーブルセンサと、前記圧電ケーブルセンサの出力から前記開口部への挟み込みを検知して開閉部の動作を制御する制御部を備え、前記圧電ケーブルセンサは前記開口部または前記開閉部に配設され、挟み込みを検出する部分を除いて拘束部としたことを特徴とする。そしてこの構成により、挟み込みを検出する部分はセンサとして機能し、挟み込みを検出する部分を除いた部分は、拘束部によって、センサとして機能しないので、開口部または開閉部からのノイズ信号を誤検知することが防止され、挟み込み検出の精度が向上する。
【００２３】
第８の発明は、第７の発明において、拘束部は、開口部または開閉部の振動環境と同じようになるように固定して開口部または開閉部の振動を検出しない構成とした。この構成によって、圧電ケーブルセンサが配設された開口部または開閉部の振動環境と同じになるようにして拘束部を設けたので、挟み込みを検出する部位以外は、開口部または開閉部が振動することによって生じる挟み込み以外の信号は検出しないので、挟み込み検出精度が向上する。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における圧電ケーブルセンサを自動車のドアに配設して自動車の窓への物体の挟み込みを検出するための挟み込み検知装置として配置した構成図である。図１において、圧電ケーブルセンサ７は、パワーウィンドの窓枠８に沿って配設され、この窓枠８からドア９の下部に設けられた圧電ケーブルセンサ７からの圧力信号を検知して窓の動きを制御する制御部１０の接続部に至るまで延出されている。拘束部１１は、圧電センサとして作動させたくない部分である窓枠８の端部から制御部１０間に配設された圧電ケーブルセンサ７に設けられている。
【００２６】
図２は、本発明の第１の実施の形態における圧電ケーブルセンサ７の長さ方向の要部断面図であり、芯電極１２の外表面に可撓性圧電体１３を形成し、この可撓性圧電体１３の外表面に可撓性外電極１４を形成し、さらに電気絶縁性の弾性体からなる保護被覆層１５を形成して構成されており、圧電ケーブルセンサ７は、芯電極１２と可撓性外電極１４間に直流の高電圧を印加して分極処理行い、可撓性圧電体１３に圧電性を発現させている。
また、図３は、本発明の第１の実施の形態における圧電ケーブルセンサ７を構成する可撓性圧電体１３の要部断面図であり、可撓性圧電体１３は主成分が圧電セラミック粉末１４と可撓性を有する有機高分子１５から構成され、圧電セラミック粉末１４が有機高分子１５に均一に分散した構造を有する。
【００２７】
図４は、圧電センサとして作動させたくない部分の圧電ケーブルセンサ７に取り付けられた拘束部１１の構造を示す横断面図であり、圧電ケーブルセンサ７は拘束部１１を構成する四角形状の中空部に内包されており、圧電ケーブルセンサ７は外周部が拘束部１１の内面の４辺に接触させることにより固定されている。この拘束部１１は、金属、プラスチック、セラミックの少なくとも１種の剛体で構成される。
【００２８】
圧電ケーブルセンサ７を図１に示すように自動車のドアに配設した構成において、ウィンドを閉めた際に指などが挟まれると、窓枠８に配設された圧電ケーブルセンサ７に圧力が印加され、圧電ケーブルセンサ７の可撓性圧電体１３が歪みを生じて電圧が発生する。この発生した電圧を制御部１０が検知し、ウィンドの動きを停止または逆方向に稼動させ、指の挟み込みを防止することができる。
【００２９】
一方、拘束部１１を設けていない場合、窓枠８の端部から制御部１０の間の圧電センサ７は自動車の走行時またはアイドリング時などに車体の振動が原因で圧力が印加された状態となる場合も考えられ、誤動作する可能性がある。そもそも、圧電ケーブルセンサは、同軸方向からの応力を受けて圧電体に歪みを生じて電圧を発生したり、長軸方向の伸張、収縮による圧電体の歪みで電圧を発生したりする圧力センサとして、圧電体が歪みを生じるような加速度を受けると加速度に応じて電圧を発生する振動センサとして機能する。また、同軸状であるため、そのまま信号導出線としてそのまま回路へ信号検出のための回路へ接続するのは非常に有利であるが、本実施の形態のように、信号検出回路を有する制御部と、センサとして機能するための部位が、構成の都合で近接させられない場合、リード線などに接続して配線することも考えられるが、接続部を設けることは、検出信号にノイズが入る可能性があったり、接続の性能が不均一になる可能性があったりという好ましくない構成となってしまう。
【００３０】
そこで、本実施の形態で説明する発明は、圧電ケーブルセンサ７の、窓枠８の端部から制御部１０の間の部分を車体振動などを検出するセンサとして作動しないように拘束部１１によって固定されているので自動車の振動の影響を受けても電圧が発生することはない。したがって、圧電ケーブルセンサ７の圧電センサとして作動させたくない部分に拘束部１１を設けることにより、圧電センサとして作動させる部分と作動させたくない部分を明確に区別して配設することができるので挟み込み検知したい部分での正常な作動が可能となるとともに、挟み込み検知を必要としない部分での誤動作を防止することができ、より安全性の高い挟み込み防止機能を実現することができる。また、圧電ケーブルセンサ７全体に圧電性を発現させた構成であるので挟み込み検知したい部分の圧力検知を常に安定した感度を実現することができるとともに、製造上の管理と工程が簡単となり、高い生産性を得ることができる。
【００３１】
また、特に拘束部１１を剛体で構成することにより、圧力の検知を必要としない部分の検知感度をより低くすることができるのでこの部分での誤動作を一層防止することができる。
【００３２】
また、拘束部１１として四角形状の中空部を有する剛体に圧電ケーブルセンサ７を内包し、外周部が拘束部１１の内面の４辺に接触させることにより固定した構成とすることにより圧電ケーブルセンサ７を完全に固定することができるので振動だけでなく、他の要因による圧力の検知をも防止することができる。
【００３３】
また、拘束部１１の剛体を金属、プラスチック、セラミックの少なくとも１種で構成することにより、圧力の検知を必要としない部分の信頼性を一層向上させることができる。特に、剛体として金属を用いて圧電ケーブルセンサ７を内包した構成ではシールド効果をより高めることができるので電気的ノイズを遮断することができる。
【００３４】
また、可撓性圧電体１３を少なくとも圧電セラミック粉末と可撓性を有する有機高分子を混合してなる圧電組成物で構成することにより、有機物のみからなる圧電材料よりも耐熱性を高くすることができるのでより高温での使用が可能となり、耐久性、信頼性を一層向上させることができるとともに、幅広い用途に使用することができる。
【００３５】
なお、本実施の形態では四角形の中空部を有する剛体を用いたが、圧電ケーブルセンサ７の円周上の少なくとも３点と接触させて内包した構成とすることにより圧電ケーブルセンサ７を完全に固定することができる。したがって、中空部が三角形以上の多角形、円筒形でも同様な効果を実現することができる。  
【００３６】
（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態における圧電ケーブルセンサ７の拘束部１１の要部断面図である。図５において、第１の実施の形態と異なるところは、圧電ケーブルセンサ７の拘束部１１をドア９に固定した構成とした点である。なお、第１の実施の形態と同一部材は同じ符号を付けている。
【００３７】
図５に示すように、圧電ケーブルセンサ７を内包した拘束部１１をドア９の部材に固定手段１６を用いて固定した構成としている。
【００３８】
この構成により、圧電ケーブルセンサ７だけでなく、拘束部１１をもドアの部材に固定することにより圧力の検知を必要としない部分を振動等による動きを完全に防止することができるので挟み込み検知の信頼性を一層向上させることができる。
【００３９】
（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態における圧電ケーブルセンサ７の拘束部１１の要部断面図である。図において、第１の実施の形態と異なるところは、圧電ケーブルセンサ７の拘束部１１として圧電ケーブルセンサ７の結束体で構成した点と、この結束体をドア９に固定した点である。なお、第１の実施の形態と同一部材は同じ符号を付けている。
【００４０】
図６に示すように、圧電センサとして作動させたくない部分の圧電ケーブルセンサ７にケーブルの円周を囲むように複数の結束体１７を取り付け、さらにこの結束体１７をドア９の部材に固定手段１８を用いて固定した構成としている。
【００４１】
この構成により、拘束部１１を簡単な構造とすることができ、低コストを実現することができるとともに、結束体１７を金属、プラスチックの少なくとも１種で構成することにより、加工が容易とすることができ、高い生産性を得ることができる。
【００４２】
また、この結束体１７は圧電ケーブルセンサ７の圧電センサとして作動させたくない部分が振動などのノイズの影響を受けないように固定するために設ける物であり、結束体１７の数は限定されるものではない。
【００４３】
なお、本発明の実施の形態では自動車のパワーウィンドの挟み込みを防止する圧電ケーブルセンサについて述べたが、本発明の応用は自動車の電動スライドドア、電動サンルーフ、電動テールゲートはもちろん、圧力の検知機能を有する体動センサ、エレベータの挟み込み防止センサなど圧力を検知する部分と制御する部分が離れた箇所となる構成の圧力検知手段として幅広く応用できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明にかかる圧電ケーブルセンサは、自動車のパワーウィンドの挟み込みを防止するだけでなく、自動車の電動スライドドア、電動サンルーフ、電動テールゲートはもちろん、圧力の検知機能を有する体動センサ、エレベータの挟み込み防止センサなど圧力を検知する部分と制御する部分が離れた箇所となる構成の圧力検知手段として幅広い用途に応用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】発明の第１の実施の形態における圧電ケーブルセンサの配置構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態における圧電ケーブルセンサ長さ方向の要部断面図
【図３】本発明の第１の実施の形態における圧電ケーブルセンサを構成する可撓性圧電体の要部断面図
【図４】本発明の第１の実施の形態における圧電ケーブルセンサの拘束部の要部断面図
【図５】本発明の第２の実施の形態における圧電ケーブルセンサの拘束部の要部断面図
【図６】（ａ）本発明の第３の実施の形態における圧電ケーブルセンサの拘束部の要部断面図（ｂ）（ａ）に示す結束体のА―Ａ断面図
【図７】従来の圧電ケーブルセンサの配置構成図
【符号の説明】
【００４６】
７  圧電ケーブルセンサ
１１  拘束部
１３  可撓性圧電体
１４  圧電セラミック粉末
１５  有機高分子
１６、１８  固定手段
１７  結束体
【図１】
2006275719.tif 000003
【図２】
2006275719.tif 000004
【図３】
2006275719.tif 000005
【図４】
2006275719.tif 000006
【図５】
2006275719.tif 000007
【図６】
2006275719.tif 000008
【図７】
2006275719.tif 000009