(57)【要約】【課題】  コストの上昇や生産性の低下を抑えつつ挟み込み検知の精度を上げることのできるパワーウインド用安全装置を提供する。【解決手段】  車両ドアの窓ガラスを昇降させ、一定間隔の複数の凹凸を外周面上に備えるロータが回転軸上に設けられた昇降モータと、昇降モータに対して正逆の回転指令を与える操作スイッチと、ロータの外周面に向けて発光する発光手段と、外周面からの反射光を受光し、反射光の光量に基づいてパルスを発生させるパルス発生手段と、窓ガラス上昇動作時においてパルス発生手段が発生するパルスの周期に基づいて、操作スイッチの状態に拘わらず、昇降モータを反転させて窓ガラスを下降させる制御手段と、を備える。【選択図】  図１
2006028789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両ドアの窓ガラスを昇降させる昇降モータであって、一定間隔の複数の凹凸を外周面上に備えるロータが回転軸上に設けられた昇降モータと、
前記昇降モータに対して正逆の回転指令を与える操作スイッチと、
前記ロータの外周面に向けて発光する発光手段と、
前記外周面からの反射光を受光し、前記反射光の光量に基づいてパルスを発生させるパルス発生手段と、
前記窓ガラス上昇動作時において前記パルス発生手段が発生するパルスの周期に基づいて、前記操作スイッチの状態に拘わらず、前記昇降モータを反転させて前記窓ガラスを下降させる制御手段と、
を備えることを特徴とするパワーウインド用安全装置。
【請求項２】
前記ロータは樹脂材料を成型して形成する請求項１記載のパワーウインド用安全装置。
【請求項３】
前記ロータは金属材料を成型して形成する請求項１記載のパワーウインド用安全装置。
【請求項４】
前記外周面のうち少なくとも凸部には光反射層が設けられている請求項１から請求項３のいずれか１項記載のパワーウインド用安全装置。
【請求項５】
前記発光手段は、前記ロータの中心軸に関して一定角度間隔に配置され、前記外周面に向けて発光する２つの発光部を有する請求項１から請求項４のいずれか１項記載のパワーウインド用安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両ドアのパワーウインド用安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の窓ガラスを昇降モータの駆動力で昇降させるパワーウインドでは、操作スイッチを閉方向にオンし続けて窓ガラスを閉じていくと、窓ガラスと窓枠との間に異物が挟み込まれる可能性があり、異物が挟み込まれた場合には、異物たる物体が破損するおそれがある。
【０００３】
これに対して、例えば特開２００３−３３６４４４号公報に示す装置のように、窓ガラスを昇降させるための昇降モータの回転軸上に複数の磁極を備えたマグネットからなる円筒状のロータを同心状に固定したものがあった。この装置では、モータの回転軸の周方向において、複数のＮ極及びＳ極が交互に配置されており、ロータに近接配置された感磁素子によりモータ回転軸の回転角及び回転方向を検出し、この検出データを用いて挟み込みを検知していた。
【特許文献１】特開２００３−３３６４４４号公報
【特許文献２】特開平６−２２１０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の装置では、挟み込み検知の精度を上げるためには、より多くの磁極を持たせる必要があった。しかしながら、複数の磁極を備えた磁石は単価が高い部材であるため、装置のコストが上昇する。また、複数の磁極を持たせるために多くの時間を費やすことになるため、装置の生産性が低下するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のパワーウインド用安全装置においては、車両ドアの窓ガラスを昇降させる昇降モータであって、一定間隔の複数の凹凸を外周面上に備えるロータが回転軸上に設けられた昇降モータと、昇降モータに対して正逆の回転指令を与える操作スイッチと、ロータの外周面に向けて発光する発光手段と、外周面からの反射光を受光し、反射光の光量に基づいてパルスを発生させるパルス発生手段と、窓ガラス上昇動作時においてパルス発生手段が発生するパルスの周期に基づいて、操作スイッチの状態に拘わらず、昇降モータを反転させて窓ガラスを下降させる制御手段と、を備えることを特徴としている。
【０００６】
上記ロータは樹脂材料又は金属材料を成型して形成することができる。
【０００７】
上記外周面のうち少なくとも凸部には光反射層が設けられているとよい。
【０００８】
上記発光手段は、ロータの中心軸に関して一定角度間隔に配置され、外周面に向けて発光する２つの発光部を有するとなおよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、昇降モータの回転軸にロータを設け、その外周面からの反射光に基づくパルスの周期を用いて挟み込みを検知することにより、装置の生産性の低下を抑えつつ、精度の高い挟み込み検知を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明をＸアーム式パワーウインド（レギュレータ）２０を有する車両ドア１０に適用した例である。車両ドア１０は、上方の窓開口１１を有するサッシュ部１２と下方のパネル部１３とを有し、窓開口１１が窓ガラス１４によって開閉される。
【００１１】
窓ガラス１４を昇降動作させるＸアーム式パワーウインド（レギュレータ）２０は、パネル部１３内に支持されている。すなわち、パネル部１３には、Ｘアーム式パワーウインド２０のリフトアーム２１が軸２２で揺動自在に支持されており、このリフトアーム２１は、軸２２を中心とするセクタギヤ（ドリブンギヤ）２３を一体に有している。このセクタギヤ２３は昇降モータ２４によって回転駆動されるピニオン２５に噛み合っている。
【００１２】
リフトアーム２１の長さ方向の中間部分には、軸２６でイコライザアーム２７の中間部分が枢着されている。リフトアーム２１とイコライザアーム２７の上端部（先端部）にはそれぞれ、ガイドピース（ローラ）２８が回転可能に枢着されており、イコライザアーム２７の下端部には、同様にガイドピース（ローラ）２９が枢着されている。
【００１３】
リフトアーム２１とイコライザアーム２７のガイドピース２８はそれぞれ、窓ガラス１４の下端に固定された窓ガラスブラケット３０に移動自在に嵌められ、イコライザアーム２７のガイドピース２９は、パネル部１３内に固定するイコライザアームブラケット３１に移動自在に案内される。窓ガラス１４は、窓ガラスブラケット３０の前後方向（図１の左右方向）両端に配置された狭持部３０ａ、３０ｂにより挟持されている。
【００１４】
Ｘアーム式パワーウインド２０は、昇降モータ２４を介してピニオン２５を正逆に駆動すると、セクタギヤ２３を介してリフトアーム２１が軸２２を中心に揺動し、その結果、窓ガラスブラケット３０（窓ガラス１４）が、イコライザアーム２７、ガイドピース２８、２９、イコライザアームブラケット３１により略水平状態に保持されながら昇降運動する。この昇降動作自体は、通常のＸアーム式パワーウインドの動作である。
【００１５】
昇降モータ２４は、昇降モータ駆動回路３２によって正逆に駆動される。すなわち、バッテリ３３から給電される昇降モータ駆動回路３２は、操作スイッチ３４に応じて制御器３５から上昇信号または下降信号を与えられ、その信号に基づき昇降モータ２４を正逆に駆動する。
【００１６】
図２に示すように、昇降モータ２４の回転軸２４ａには、樹脂材料を成型してなる円筒状のロータ５０が同心状に圧入固定されている。ロータ５０の外周面５１上には、軸方向に延びる凸部５１ａ及び凹部５１ｂが交互かつ等幅に形成されている。このロータ５０は、昇降モータ２４が駆動されると回転軸２４ａと一体となって回転する。なお、凸部５１ａ及び凹部５１ｂの形成は、成型のほか、外周面５１のエッチングや切削によっても行うことができる。また、凸部５１ａ及び凹部５１ｂの幅は、複数の凸部５１ａ同士及び複数の凹部５１ｂ同士がそれぞれ等幅であれば、凸部５１ａの幅と凹部５１ｂの幅が同一でなくてもよい。
【００１７】
ロータ５０は、外周面５１に凹凸が設けられていれば円板形状とすることもできる。また、外周面５１の周方向において凸部５１ａ、凹部５１ｂの幅を小さくすることにより、外周面５１上により多数の凹凸を設けると、ロータ５０の回転周期を精度良く測定することができるため好ましい。
【００１８】
ロータ５０は金属材料を成型することによって形成してもよい。ロータ５０を金属で形成すると、金属の剛性によりロータ５０が高速で回転しても変形しずらいため、回転周期を精度良く測定することができる。さらに、一般に金属材料は樹脂材料と比較して高い反射率を有するため、光量の大きな反射光を得られ、これによりノイズを除去しやすくなって回転周期を精度良く測定することができる。
【００１９】
外周面５１の反射率を高めるためには、外周面５１に凹凸を設けた後に反射材料からなる光反射層をコーティング、浸漬などにより形成することもできる。とくに、凸部５１ａのみに光反射層を設けると、凸部５１ａ及び凹部５１ｂそれぞれからの反射光の光量差が大きくなるため、ノイズを除去しやすくなり回転周期を精度良く測定することができる。
【００２０】
ロータ５０と回転軸２４ａとは、圧入のほか、接着、融着により互いに固定することができる。ロータ５０を金属で形成する場合は、回転軸２４ａと一体で成型すると生産性が向上するため好ましい。
【００２１】
ロータ５０の周囲には、その中心軸５０ａに関して一定角度間隔（図２の場合は角度θ）にセンサ６１、及びセンサ６１と同一構成のセンサ６２が配置されている。センサ６１及びセンサ６２と、外周面５１との位置関係は、図２（ｂ）に示すように、センサ６１が凸部５１ａの中央部分に向いているときに、センサ６２は凸部５１ａの端部５１ｃ（同図の矢印の方向にロータ５０が回転する場合の立ち下がり部分）に向けられるようになっている。以下、センサ６２を例にとって説明するが、センサ６１も同じ構成であり、同様の作用・効果を備える。
【００２２】
センサ６２（６１）には、赤外光を出射するＬＥＤ（発光部）６２ａ（６１ａ）と、ＬＥＤ６２ａ（６１ａ）から出射し外周面５１で反射された光が入射するフォトトランジスタ（受光部）６２ｂ（６１ｂ）とが内蔵され、それぞれの発光面及び受光面が外周面５１に向けられる。
【００２３】
ＬＥＤ６２ａ（６１ａ）は、ＬＥＤ駆動回路（発光部駆動回路）４３に接続され、制御器３５の制御により赤外光を連続発光するための駆動信号が供給される。これらＬＥＤ駆動回路４３とＬＥＤ６２ａ（６１ａ）とで発光手段が構成される。
【００２４】
フォトトランジスタ６２ｂ（６１ｂ）は、入射光の光量が閾値を超えると入力がＨｉｇｈであるとして所定の電気信号を出力し、光量が閾値以下であると入力がＬｏｗであるとして電気信号を出力しない。この特性を用いると、外周面５１からの反射光を入力させる場合、フォトトランジスタ６２ｂ（６１ｂ）との距離が小さい凸部５１ａからの反射光は光量が大きいため入力がＨｉｇｈであるとしてパルス発生器３６に対して電気信号が出力される。これに対して、フォトトランジスタ６２ｂ（６１ｂ）との距離が大きい凹部５１ｂからの反射光は光量が小さいため入力がＬｏｗであるとして電気信号は出力されない。よって、昇降モータ２４の駆動により回転するロータ５０に対してＬＥＤ６２ａ（６１ａ）から赤外光を連続照射すると、フォトトランジスタ６２ｂ（６１ｂ）に接続されたパルス発生器３６に対して一定時間ごとに電気信号が出力され、パルス発生器３６において一定時間ごとにオンオフを繰り返す矩形波状のパルスが生成される。フォトトランジスタ６２ｂ（６１ｂ）とパルス発生器３６でパルス発生手段が構成される。
【００２５】
上述のようにセンサ６１とセンサ６２とはロータ５０の中心軸に関して一定角度間隔（角度θ）で配置されるとともに、センサ６１が凸部５１ａの中央部分に向いているときに、センサ６２は凸部５１ａの中央部分ではなく端部に向けられるようになっているため、外周面５１上の同じ箇所から両者へ光が入射するタイミングには一定のずれが生じる。よって、センサ６１及びセンサ６２からの電気信号に基づいてパルス発生器３６で生成されるパルスは互いに常に一定値だけ位相がずれたものとなる。
【００２６】
パルス発生器３６から出力されるパルスは、制御器（制御手段）３５に入力される。この制御器３５では、センサ６１とセンサ６２からのパルスそれぞれについて、入力されたパルスの周期を算出する。算出された周期は記憶器４２に記憶される。また、制御器３５においては、センサ６１とセンサ６２からのパルスの位相ずれに基づいて、ロータ５０の回転方向及び回転速度を算出することができ、その結果は記憶器４２に記憶される。なお、センサ６１とセンサ６２との配置間隔は上述の９０度以外の任意の角度とすることができ、かつ、いずれの角度であってもロータ５０の回転方向及び回転速度を算出することができる。
【００２７】
記憶器４２内には、工場出荷前に、窓ガラス１４が正常に動作したときの昇降速度に対応するパルスの周期（基準周期）、及び、窓ガラス１４の上昇時の実際のパルスの周期が基準周期に比して大きな数値となったときに昇降モータ２４を反転させるための閾値が記憶されている。制御器３５では、算出された周期と記憶器４２に記憶された閾値とを比較し、その結果、周期が閾値を越えたと判断すると、制御器３５は昇降モータ駆動回路３２に対して昇降モータの反転を指示する信号を出力する。
【００２８】
つづいて、図３を参照しつつ、窓ガラス１４の閉動作中の制御例を説明する。
同乗者が操作スイッチ３４を窓ガラス１４を閉じるように操作すると（ステップＳ１）、操作スイッチ３４に接続された制御器３５は、昇降モータ駆動回路３２に対して上昇信号を出力し、これを受けた昇降モータ駆動回路３２は昇降モータ２４に対して正転のための駆動信号を出力する。駆動信号を受けた昇降モータ２４は正転し、これによりＸアーム式パワーウインド２０が窓ガラス１４を上昇させる。また、制御器３５は、ＬＥＤ駆動回路４３に対してＬＥＤ（発光部）６１ａ及びＬＥＤ６２ａを連続発光させるための駆動信号を出力するとともに、パルス発生器３６をセットする。パルス発生器３６は、フォトトランジスタ（受光部）６１ｂ及びフォトトランジスタ６２ｂそれぞれが受光した外周面５１からの反射光に基づいて２つのパルスを生成し、制御器３５へ出力する。制御器３５においては、入力された２つのパルスの周期をそれぞれ算出し、両パルスの位相のずれに基づいてロータ５０の回転方向および回転速度を算出し、ロータ５０が回転しているか否かを検知する（ステップＳ２）。
【００２９】
記憶器４２には、窓ガラス１４が全閉状態から全開状態に至るまでにパルス発生器３６が発生する総パルス数があらかじめ記憶されている。ロータ５０が回転し、窓ガラス１４が閉動作をしている間は（ステップＳ２でＹｅｓ）、パルス発生器３６が発生したパルス数を制御器３５がカウントしており、このパルス数は制御器３５において随時、あらかじめ記憶された総パルス数と比較される。この比較の結果、パルス数が総パルス数に達したと判断した場合は、制御器３５は、窓ガラス１４は上死点に至った（全閉状態）として（ステップＳ３でＹｅｓ）、昇降モータ駆動回路３２への上昇信号の出力を停止して窓ガラス１４の閉動作を終了する。
【００３０】
一方、ロータ５０が回転していない場合は（ステップＳ２でＮｏ）、制御器３５は再び昇降モータ駆動回路３２に対して上昇信号を出力した後、ロータ５０が回転しているか否かを検知する。
【００３１】
窓ガラス１４が上死点に至っていない間（ステップＳ３でＮｏ）は、制御器３５は、窓ガラス１４に異物が接触したか否かを検知する（ステップＳ４）。この検知は、昇降モータ２４の回転に応じてパルス発生器３６が発生するパルスの周期が閾値を超えたか否かを判断することによって行う。制御器３５は、窓ガラス１４に異物が接触したことを検知したとき（ステップＳ４でＹｅｓ）、昇降モータ駆動回路３２に対して下降信号を出力する。これを受けて昇降モータ駆動回路３２は昇降モータ２４に対して反転のための駆動信号を出力する。この駆動信号を受けた昇降モータ２４は操作スイッチ３４の状態に拘わらずに反転し、これによりＸアーム式パワーウインド２０が窓ガラス１４を下降させる（ステップＳ５）。この後、制御器３５は、昇降モータ駆動回路３２に対して下降信号を出力し始めてから所定時間後（本実施形態では３０秒後）に、この信号の出力を停止する。これにより、昇降モータ２４の回転は停止する（ステップＳ６）。
【００３２】
窓ガラス１４の閉動作中に、窓ガラス１４に異物が接触したことを検知していない間は（ステップＳ４でＮｏ）、窓ガラス１４の閉動作は継続され、上死点に達したことが検知されると閉動作は終了する（ステップＳ３でＹｅｓ）。
【００３３】
上述の説明では、制御器３５で算出されたパルスの周期とあらかじめ記憶器４２に記憶された閾値とを比較した結果、周期が閾値を越えたと判断すると、制御器３５は昇降モータ駆動回路３２に対して昇降モータの反転を指示する信号を出力することとしていたが、パルス周期の変化率によって判断することもできる。すなわち、制御器３５において直前のパルス周期または平均パルス周期に対する変化率を算出し、この算出結果と、記憶器４２にあらかじめ閾値として記憶させたパルス周期の変化率と、を比較した結果、変化率が閾値を越えたと判断すると、制御器３５が昇降モータ駆動回路３２に対して昇降モータの反転を指示する信号を出力することとすることもできる。
【００３４】
また、上述の実施形態は、本発明をＸアーム式パワーウインド（レギュレータ）を有する車両ドア１０に適用した例であるが、本発明はワイヤー式レギュレータを有する車両ドアにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係るパワーウインド用安全装置をＸアーム式パワーウインドに適用した実施形態を示す系統接続図である。
【図２】（ａ）は本実施形態に係る昇降モータの回転軸の設けられたロータ及びセンサの構成及び配置を示す図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図３】窓ガラスの閉動作の制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１０    車両ドア
１１    窓開口
１２    サッシュ部
１３    パネル部
１４    窓ガラス
２０    Ｘアーム式パワーウインド
２４    昇降モータ
３０    窓ガラスブラケット
３０ａ  狭持部
３０ｂ  狭持部
３２    昇降モータ駆動回路
３３    バッテリ
３４    操作スイッチ
３５    制御器（制御手段）
３６    パルス発生器
３７    窓位置カウンタ
３８    パルス幅検知器
４２    記憶器
４３    ＬＥＤ駆動回路（発光手段）
６１    センサ
６１ａ  ＬＥＤ（発光手段）
６１ｂ  フォトトランジスタ（パルス発生手段）
６２    センサ
６２ａ  ＬＥＤ（発光手段）
６２ｂ  フォトトランジスタ（パルス発生手段）
【図１】
2006028789.tif 000003
【図２】
2006028789.tif 000004
【図３】
2006028789.tif 000005