(57)【要約】【課題】外乱の影響を受けにくく、検知性能と生産性に優れた感圧センサを提供すること。【解決手段】弾性体１４と共に圧電センサ８が変形し、印加された加速度に応じて圧電センサ８から電圧信号が発生する。その信号が信号処理部９のフィルター、増幅、コンパレータ回路で信号処理がなされ、その判定信号が制御手段１０に伝達される。また、圧電センサ８の中心電極８ａと外側電極８ｃに断線または電極間の短絡が発生すると、信号処理部９から見た圧電センサ８と抵抗体１１との合成インピーダンスが変化するため、この変化を信号処理部９で検知することにより電極の断線や短絡の故障を検出する。前記感圧センサ８の構成では、圧電センサ８の端末部が共に信号処理部９を覆う電波遮蔽体１２の中に収容されているため、個々に電波遮蔽構成を施す必要がなくなり、構成が簡素化できコスト低減と生産性の向上が図れる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極と圧電体と外側電極と被覆層の４層から成り、可撓性を有する同軸状の圧電センサと、前記圧電センサの一端が接続されフィルター、増幅、コンパレータ回路等で前記圧電センサの出力信号を処理する信号処理部と、前記信号処理部を覆う電波遮蔽体とを備え、前記圧電センサの他の端末部も前記電波遮蔽体に収容する構成とした感圧センサ。
【請求項２】
信号処理部に圧電センサの電極の断線・ショート検知機能を付加し、前記圧電センサの前記信号処理部が接続されない端末側の中心電極と外側電極間に高インピーダンスの抵抗体を接続する構成とした請求項１に記載する感圧センサ。
【請求項３】
抵抗体は信号処理部を構成する同一制御基板上に一体的に配置する構成とした請求項２に記載する感圧センサ。
【請求項４】
圧電センサは折り返して弾性体内の同一空間で保持すると共に、圧電センサの折り返し部は弾性体の末端に近接する構成とした請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の感圧センサ。
【請求項５】
電波遮蔽体の内部は絶縁性樹脂を充填する構成とした請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の感圧センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性を有するケーブル状の圧電センサを用いた感圧センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、ワゴンやバンと呼ばれる車両では、モータ駆動によりドアパネルを前後方向に沿ってスライドさせて開閉する、いわゆる電動スライドドアが急速に普及してきた。これらの電動スライドドア式の車両では、閉扉動作の際にスライドドアと車両との間に人や物が挟み込まれた場合に備えて、この挟み込み状態を検出しドアの作動を自動的に反転させるはさみ込みセンサが必要であり、この挟み込みセンサとして圧電体をケーブル状に加工した圧電センサを利用したものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、特許文献１に記載する電動スライドドアに感圧センサを備えた挟み込み防止装置の要部断面図である。１は車体側ボディー（前席ドア端面）、２はスライドドア、３は圧電センサ、４は圧電センサ３をスライドドア２に支持するための支持部である。図６は同装置の判定手段を備えた感圧センサの外観図であり、圧電センサ３の端部には圧電センサ３の断線・ショート検出用の抵抗体を封入した抵抗体封入部５と、フィルタ、増幅、コンパレータ、断線・ショート検出回路等を内蔵した検出部６が接続され、検出部６には電源と検出信号の入出力用コード７が接続されている。図７は圧電センサの断面図であり、圧電センサ３自身は、中心電極３ａ、ゴム弾性体に圧電セラミックの粉体を混合した圧電体３ｂ、圧電体３ｂの上に重なり代を持ちながらスパイラル状に薄膜導線を巻きつけた外側電極３ｃ、被覆層３ｄとを同心円状に積層し、可撓性を有するケーブル状に形成されている。
【０００４】
また、電動スライドドアの内部領域側と外部領域側とに圧電センサを配設し、一本の圧電センサを折り返すことで内部領域側と外部領域側とを一本の圧電センサで構成し、広範囲に挟み込みを検出可能とした構成も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−３１６０８７号公報
【特許文献２】特開２００２−４７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成では、圧電センサ３の中心電極３ａならびに圧電体３ｂは、外側を薄膜導線から成る外側電極３ｃで覆われているため外乱（電波ノイズ）の影響を受けにくいが、圧電センサ３の端末部分は外側電極３ｃで覆われないため外乱に対して弱くなりやすい。このため、圧電センサ３の端末部が接続された検出部６は周囲を金属体などの電波遮蔽材で覆う構成が知られている。また、圧電センサ３のもう一方の端末部に接続された断線・ショート検出用抵抗体封入部５も同様に外乱に対しては影響を受けやすい。このため、一般的には端末部の外側電極３ｃと同電位となるような構成で前記抵抗体封入部５の周囲を電波遮蔽性材料（金属、導電性樹脂等）で覆うことが必要となり、両端末部にそれぞれ外乱対策を施さなければならず、生産性が悪くコスト高となる欠点を有していた。
【０００６】
また、前記抵抗体封入部５の外側を導電性樹脂材料で覆う構成とした場合、成形性を高めようとすると成形肉厚の薄肉化に限界があり、圧電センサの外径寸法に比べ前記抵抗体封入部５の外形寸法が大きくなってしまう欠点を有していた。
【０００７】
一方、圧電センサを挟み込みセンサとして自動車等に装着する際には、予めプロテクタと呼ばれる弾性体の中に圧電センサを通し、挟み込みが生じた場合に圧電センサが変位しやすい構成て使用される。そのため、圧電センサ等のようにケーブル状で長尺な部品を弾性体に挿入する方法としては、挿入される側の貫通穴に加圧空気を送り込み、内径を膨らませた状態で挿入する方法が知られているが、特許文献１のように断線・ショート検出用抵抗体封入部が予め加工された後で弾性体に通す場合、断線・ショート検出用抵抗体封入部と圧電センサとの外形寸法の差が大きくなると、前記方法を用いても挿入作業が難しくなり、これを改善するため圧電センサの外径より弾性体の内径を大きくすると、圧電センサと弾性体間に隙間が生じ、車両の振動に伴って圧電センサが振動し誤検知しやすくなるという欠点を有していた。
【０００８】
特許文献１の圧電センサ３では、電極の断線やショートを検知するため端末部に断線・ショート検出用抵抗体封入部５を設けているが、電極の断線やショート検知を行わない場合には、圧電センサの中心電極と外側電極間の抵抗体接続は不要であるが、端末部の外乱対策は前記同様に必要となり、その対策として端末部の周囲を導電性樹脂材料で覆う構成とした場合には、結果的に端末部の外径が圧電センサより太くなり前記同様の課題を有していた。
【０００９】
特許文献２の構成では、電動スライドドアの内部領域側と外部領域側とに圧電センサを配設しており、スライドドアの外側に近い個所と内側に近い個所に圧電センサを配置することで、より広範囲に挟み込みを検知可能としたものであり、特許文献１に記載されている断線・ショート検出用抵抗体については明記されていないが、外乱対策として前記同様の端末処理を施した場合には、前記同様の課題が発生することが容易に推測される。また、一本の圧電センサを折り返して内部領域側と外部領域側に配設する構成が開示されているが、内部領域側と外部領域側との離れた位置の挟み込み検知を目的としているため、挟み込みの検出エリアは広がるものの、折り返された圧電センサは各々が離れているため、折り返された両方の圧電センサが同時に挟み込みを検出し検出感度を高めるという効果は期待できない。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、端末加工の生産性に優れ外乱に強い感圧センサを提供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、本発明の感圧センサは中心電極と圧電体と外側電極と被覆層の４層から成り、可撓性を有する同軸状の圧電センサと、前記圧電センサの一端に接続され前記圧電センサの出力信号をフィルタ、増幅、コンパレータ処理する信号処理部と、前記信号処理部を覆う電磁遮蔽体とを備え、前記圧電センサの他の端末部も前記電波遮蔽体に収容する構成としたものである。
【００１２】
これによって、外乱に強く端末加工の生産性に優れた感圧センサを提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の感圧センサは、ケーブル状の圧電センサの一端に接続された信号処理部を覆う電波遮蔽体の内部に、圧電センサ前記圧電センサの他の端末部を収容する構成としたものであり、ひとつの電波遮蔽体で圧電センサの両端部の外乱対策を兼用することが出来るため、外乱に強く組立性に優れた感圧センサが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、中心電極と圧電体と外側電極と被覆層の４層から成り、可撓性を有する
同軸状の圧電センサと、前記圧電センサの一端が接続されフィルター、増幅、コンパレータ回路等で前記圧電センサの出力信号を処理する信号処理部と、前記信号処理部を覆う電磁遮蔽体とを備え、前記圧電センサの他の端末部も前記電波遮蔽体に収容する構成としたものである。これにより、圧電センサの両端末部に個々に外乱対策を施す必要がなくなり、生産性の向上が図れる。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明の感圧センサの信号処理部に圧電センサの電極の断線・短絡検出機能を付加し、前記圧電センサの前記信号処理部が接続されない端末側の中心電極と外側電極間に高インピーダンスの抵抗体を接続する構成としたものであり、前記抵抗体と圧電センサの各電極との接続部が電波遮蔽体の内部に位置するため、圧電センサの端末部に抵抗体を有する感圧センサにおいても、第一の発明と同様に外乱に強く生産性にすぐれた感圧センサを提供することができる。
【００１６】
第３の発明は、第２発明の感圧センサの抵抗体を信号処理部を形成する同一制御基板上に一体的に配置する構成としたものであり、抵抗体を信号処理部の回路実装部品と同時に実装できるため、生産性が向上する。
【００１７】
第４の発明は、第１の発明から第３の発明のいずれかひとつの発明の感圧センサの圧電センサを、折り返し弾性体内の同一空間で保持すると共に、圧電センサの折り返し部は弾性体の端部に近接して設ける構成としものであり、弾性体に挿入される圧電センサは端末加工部を含まないため太さが均一となり、挿入作業性の向上と圧電センサと弾性体との隙間によって圧電センサが振動し誤検知することを防止できる。また、折り返され近接した２本の圧電センサが弾性体のほぼ全域で挟み込みを検出できるため、不感領域がほとんどなく検出感度が高い感圧センサを提供することができる。
【００１８】
第５の発明は、第１の発明から第４の発明のいずれかひとつの発明の感圧センサの電波遮蔽体の内部に絶縁性樹脂を充填したものであり、電波遮蔽体内の信号処理部を構成する制御基板や圧線センサの端末処理部の固定と防水が可能となり、信頼性の向上が図れる。
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態の感圧センサを図１から図３を参照して説明する。
【００２０】
図１は感圧センサの断面図、図２は同センサの要部断面図、図３は図２のＡ−Ａ’部断面図である。
【００２１】
圧電センサ８は中心電極８ａと圧電体８ｂと外側電極８ｃと被覆層８ｅの４層から成り、可撓性を有する同軸ケーブル状に構成されている。圧電センサ８の端末部の中心電極８ａと外側電極８ｃには信号処理部９が接続されており、信号処理部９の先には制御手段１０が接続されている。圧電センサ８の他の一方の端末部には中心電極８ａと外側電極８ｃ間に高インピーダンスの抵抗体１１が接続されている。信号処理部９にはフィルター、増幅、コンパレータ回路を有しており、圧電センサ８の出力信号を処理する機能と、圧電センサ８の各電極の断線やショートを検出する異常検知機能を備えている。圧電センサ８の両端末部は、信号処理処理部９を覆う同じ電波遮蔽体内１２に収容されており、電波遮蔽体１２の内部はウレタン等の絶縁性樹脂１３が充填されている。また圧電センサ８は一本の圧電センサを折り返し、弾性体１４の同一空間内に収容されており、前記折り返し部１５は弾性体１４の末端に近づけて配設されている。
【００２２】
以上のように構成された感圧センサについて、以下その動作、作用を説明する。
【００２３】
第３図の矢印方向に応力が加えられると、弾性体１４と共に圧電センサ８が変形し、印
加された加速度に応じて圧電センサ８から電圧信号が発生する。その信号が信号処理部９のフィルター、増幅、コンパレータ回路で信号処理がなされ、その判定信号が制御手段１０に伝達される。
【００２４】
また、圧電センサ８の中心電極８ａと外側電極８ｃに断線または電極間の短絡が発生すると、信号処理部９から見た圧電センサ８と抵抗体１１との合成インピーダンスが変化するため、この変化を信号処理部９で検知することにより電極の断線や短絡の故障を検出する。前記感圧センサ８の構成では、圧電センサ８の端末部が共に信号処理部９を覆う電波遮蔽体１２の中に収容されているため、個々に電波遮蔽構成を施す必要がなくなり、構成が簡素化できコスト低減と生産性の向上が図れる。
【００２５】
また、圧電センサ８を折り返して弾性体内の同一空間に収容する構成としているため、圧電センサ８を弾性体１４の穴に挿入する際には、折り返した同じ太さの圧電センサのみを通す作業となり、端末処理部の形状によって挿入作業性が影響を受けることが無くなる。
【００２６】
さらに、圧電センサ８を折り返すことにより、同一個所の変位を２本の圧電センサ８で検知できるため、検知感度を高めることが出来る。また、圧電センサ８の折り返し部１５を弾性体１４の末端に近接させているため、弾性体１４のほぼ全域で圧電センサ８の変位を検知することができる。
【００２７】
さらに、電波遮蔽体１２の内部には絶縁性樹脂１３を充填しているため、電波遮蔽体１２内の圧電センサ８端末部や抵抗体１１ならびに信号処理部９が固定・密封されるため、電波遮蔽体１２内の部品や圧電センサ８の振動を防止し誤検知防止と防水性を確保することができる。
【００２８】
なお、本実施例の感圧センサでは、圧電センサの電極の断線ならびに短絡を検知するするため圧電センサの端末部に抵抗体を設ける構成としたが、断線ならびに短絡の検知機能をなくし端末部に抵抗体を設けない構成においても、圧電センサの端末部を電波遮蔽体の中に収容することにより、外乱性能は同様の効果を得ることが出来る。
【００２９】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態の感圧センサを図４を参照して説明する。
【００３０】
図４は同感圧センサの要部拡大図である。第２の実施の形態では、圧電センサ８の端末部に接続する抵抗体１１は信号処理部９を構成する制御基板上に実装し、圧電センサ８の中心電極８ａと外側電極８ｃとの接続は制御基板上のパターンで電気的に接続する構成としている。このように、抵抗体１１は信号処理部９を構成する制御基板上に実装することができるため、予め信号処理部９の回路部品と同時に抵抗体１１の実装が可能となるため、生産性の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明にかかる感圧センサは、簡素化した構成で外乱（電波ノイズ）性能とセンシング性能に優れ、しかも生産性の良い感圧センサを提供することができるため、自動車のスライドドアはもとより、住宅のドアやその他のドア等の挟み込み検知センサとして幅広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１における感圧センサの断面図
【図２】本発明の実施の形態１における感圧センサの要部断面図
【図３】本発明の実施の形態１における感圧センサの図２におけるＡ−Ａ´部断面図
【図４】本発明の実施の形態２における感圧センサの要部断面図
【図５】従来の電動スライドドアに感圧センサを備えた挟み込み防止装置の要部断面図
【図６】従来の同装置の判定手段を備えた感圧センサの外観図
【図７】従来の感圧センサ（圧電センサ）の断面図
【符号の説明】
【００３３】
８  圧電センサ
８ａ  中心電極
８ｂ  圧電体
８ｃ  外側電極
８ｄ  被覆層
９  信号処理部
１１  抵抗体
１２  電波遮蔽体
１３  絶縁性樹脂
１４  弾性体
１５  折り返し部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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