(57)【要約】【課題】  取付け性の向上を図るとともに外来ノイズによる誤作動を防ぐことが可能な感圧センサを提供する。【解決手段】  感圧センサ３０は、内側電極３１と外側電極３３との間に充填される圧電素子３２を備え、外側電極３３の外周部が絶縁体３４により被覆されるケーブル状のセンサ本体３５と、センサ本体３５が装着される装着孔３６ａが設けられセンサ本体３５を被覆した状態で保持する保持部３６、及び保持部３６と一体に形成され端部に固定される取付け部３７とを備え、可撓性を有する導体により形成されるセンサホルダ３８とを有する。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部又は前記開口部を開閉する開閉体の端部に取り付けられる感圧センサであって、
内側電極と外側電極との間に充填される圧電素子を備え、前記外側電極の外周部が絶縁体により被覆されるケーブル状のセンサ本体と、
前記センサ本体が装着される装着孔が設けられ前記センサ本体を被覆した状態で保持する保持部と、前記保持部と一体に形成され前記開口部又は前記開閉体の端部に固定される取付け部とを備えるセンサホルダとを有し、
可撓性を有する導体により前記センサホルダを形成することを特徴とする感圧センサ。
【請求項２】
請求項１記載の感圧センサにおいて、前記センサホルダの前記保持部側における剛性を前記取付け部側における剛性よりも低くすることを特徴とする感圧センサ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の感圧センサにおいて、前記保持部と前記取付け部との間に緩衝部を形成することを特徴とする感圧センサ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の感圧センサにおいて、前記緩衝部を中空形状に形成することを特徴とする感圧センサ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の感圧センサにおいて、長手方向に直交する方向に伸びるスリットを前記取付け部に形成することを特徴とする感圧センサ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の感圧センサにおいて、前記開口部を車両に形成し、前記開閉体を前記車両に開閉自在に装着することを特徴とする感圧センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は開口部又は開口部を開閉する開閉体の端部に取り付けられる感圧センサに関し、特に、車体の開口部や車両用開閉体の湾曲した縁部のような端部に取り付けられるケーブル状の接触式感圧センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ケーブル状の接触式感圧センサとしては、例えば、ピエゾセンサと称されるものがあり、内側電極と外側電極との間に充填される圧電素子を備え、前記外側電極の外周部が絶縁体により被覆されたものが知られており、外力により圧電素子に機械的なひずみが生じると内側電極と外側電極との間に電圧が誘起する性質を利用して圧力を検出するようになっている。例えば、特許文献１には、内側電極としての芯電極、芯電極を覆う圧電素子としての可撓性感圧体、可撓性感圧体に巻き付けられる外側電極としての金属層（内側金属層）を有するケーブル状圧力センサが開示されており、外力により可撓性感圧体に含まれる圧電性粉末に応力が作用すると芯電極と金属層との間に電圧が誘起する性質を利用して圧力を検出するものとしている。
【０００３】
このような圧電現象を利用して圧力を検出する感圧センサにおいては、誘起電圧を検出するときに電気的な外来ノイズを拾い易いことから、特許文献１においては、最外周部に金属層（外側金属層）を巻き付けて金属層をアース電位にすることにより外来ノイズを遮断するものとしている。
【特許文献１】特開２０００−２１４００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動車等の車両には車両の内外を連通させる開口部が設けられるとともに、その開口部を開閉するために車両の前後方向に移動するスライドドア、水平方向に旋回移動するヒンジ式ドア、上下方向に旋回移動するバックドア等の開閉体が装着されている。これらの車両には開閉体を開閉する労力を軽減するために自動開閉装置が搭載されることがあり、この自動開閉装置には、開口部又は開閉体の縁部に沿ってケーブル状の接触式感圧センサを取り付け、異物が接触したときの圧力を感圧センサで検出することにより開口部と開閉体とによる異物の挟み込み事故を防止するようにしたものがある。
【０００５】
ところで、このような異物の接触を検出するためのケーブル状の接触式感圧センサとして、特許文献１に開示されるような最外周部に金属層を巻き付けたものを用いようとしても、その金属層の剛性により感圧センサ全体の曲げ剛性が高くなってしまうため、例えば車体の開口部や車両用開閉体のような湾曲部には直接取り付けることが困難であった。
【０００６】
本発明の目的は取付け性の向上を図るとともに外来ノイズによる誤作動を防ぐことが可能な感圧センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の感圧センサは、開口部又は前記開口部を開閉する開閉体の端部に取り付けられる感圧センサであって、内側電極と外側電極との間に挟み込まれる圧電素子を備え、前記外側電極の外周部が絶縁体により被覆されるケーブル状のセンサ本体と、前記センサ本体が装着される装着孔が設けられ前記センサ本体を被覆した状態で保持する保持部と、前記保持部と一体に形成され前記開口部又は前記開閉体の端部に固定される取付け部とを備えるセンサホルダとを有し、可撓性を有する導体により前記センサホルダを形成することを特徴とする。
【０００８】
本発明の感圧センサは、前記センサホルダの前記保持部側における剛性を前記取付け部側における剛性よりも低くすることを特徴とする。
【０００９】
本発明の感圧センサは、前記保持部と前記取付け部との間に緩衝部を形成することを特徴とする。
【００１０】
本発明の感圧センサは、前記緩衝部を中空形状に形成することを特徴とする。
【００１１】
本発明の感圧センサは、長手方向に直交する方向に伸びるスリットを前記取付け部に形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明の感圧センサは、前記開口部を車両に形成し、前記開閉体を前記車両に開閉自在に装着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、可撓性を有する導体により形成されるセンサホルダを介してセンサ本体を取り付けるようにしており、センサホルダは開口部又は開閉体の端部の形状に追従させて自在に変形させられるので、センサ本体を直接取り付ける場合に比して取付け性を向上させることができる。また、センサホルダに作用する電気的な外来ノイズはセンサホルダを介して開口部又は開閉体に逃すことができるので、別途アース線を取り付けることなく電気的な外来ノイズの影響を遮断した状態で誘起電圧を検出することができ、感圧センサの誤作動を防止することができる。
【００１４】
本発明によれば、センサホルダの保持部側の剛性を取付け部側の剛性よりも低くすることにより、より好ましくは取付け部を中空形状に形成することにより、より好ましくは保持部と取付け部との間に緩衝部を形成することにより、センサ本体が装着される保持部をたわみ易くすることができ、異物の接触に対する感圧センサの感度を高くすることができる。
【００１５】
本発明によれば、長手方向に直交する方向に伸びるスリットを取付け部に形成することにより、感圧センサ全体を湾曲させ易くすることができ、開口部又は開閉体の端部の形状に追従させて更に容易に変形させることができ、感圧センサの取付け性の向上を図ることができる。
【００１６】
本発明によれば、上述の発明の効果を有するので、車両に形成される開口部又は車両に開閉自在に装着される車両用開閉体の端部のような湾曲部に対しても優れた取付け性を発揮することができ、電気的な外来ノイズをアース電位としての車両又は車両用開閉体に逃すことにより感圧センサの誤作動を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１はスライドドアが装着された車両を示す側面図であり、図２は図１に示す車両に搭載された自動開閉装置を示す説明図である。図１に示すように、車両１０には、その車体１１の側部に車両１０の内外を連通させる開口部１２が形成されるとともに、開口部１２を開閉する開閉体としてのスライドドア１３が装着されている。図２に示すように、このスライドドア１３はローラアッシー１４を有しており、車体１１の側部には車両１０の前後方向に伸びるガイドレール１５が固定されており、スライドドア１３はローラアッシー１４がガイドレール１５に案内されることにより、図２に実線で示す全開位置と一点鎖線で示す全閉位置との間で車両１０の前後方向に移動自在つまり開閉自在となっている。
【００１９】
ガイドレール１５の車両前方側には車室内側に湾曲する曲部１５ａが設けられており、この曲部１５ａにローラアッシー１４が案内されることによりスライドドア１３は車両１０の側面と同一面に収まるように車両１０の内側に引き込まれて閉じられるようになっている。なお、図示しないが、ローラアッシーは図示する部位つまりセンター部以外にも、スライドドア１３の前端部側の上下部分つまりアッパー部とロア部にも設けられており、これらに対応して車体１１の上下部分にもアッパー部とロア部に対応するガイドレールが設けられ、スライドドア１３は車体１１に計３箇所において支持されている。
【００２０】
スライドドア１３を自動的に開閉するために、車両１０には自動開閉装置１６が搭載されている。この自動開閉装置１６は車体に固定される駆動ユニット１７を有しており、駆動ユニット１７には駆動用のケーブル１８が設けられている。ケーブル１８はガイドレール１５の両端に配置された反転プーリ１９，２０に掛け渡されて車両１０の前方側と後方側とからローラアッシー１４に接続されており、駆動ユニット１７によりケーブル１８のいずれか一方が引かれると、スライドドア１３はケーブル１８に引かれながら開方向又は閉方向に移動する。
【００２１】
図３は図２に示す自動開閉装置の制御系を示す説明図であり、駆動ユニット１７は駆動源としての電動モータ２１を有している。電動モータ２１は正逆両方向に回転可能であり、減速機２２に連結されており、その出力は減速機２２により所定の回転数にまで減速されて出力軸２３から出力される。出力軸２３には外周面に図示しない螺旋状の案内溝が形成された円筒形状のドラム２４が固定され、駆動ユニット１７に案内されたケーブル１８は案内溝に沿ってドラム２４に複数回巻き付けられており、電動モータ２１が作動してドラム２４が電動モータ２１に駆動されて回転すると、ケーブル１８がドラム２４により駆動されてスライドドア１３は開閉動作する。
【００２２】
なお、電動モータ２１と出力軸２３との間の動力伝達経路を断続するクラッチ機構を減速機２２に設け、スライドドア１３が手動で開閉操作されるときにはクラッチ機構を遮断状態に切り替えるようにしても良い。更に、ドラム２４とスライドドア１３との間に、ケーブル１８の弛みを取ってケーブル張力を一定に保持するテンショナを設けるようにしても良い。
【００２３】
出力軸２３には、周方向に多数の磁極が着磁された多極着磁磁石２５が固定され、この多極着磁磁石２５の近傍には互いに所定の位相差を設けて２つのホールＩＣ２６，２７が配置されており、これらのホールＩＣ２６，２７は多極着磁磁石２５が回転して磁界が変化する度にパルス信号を出力する。なお、ホールＩＣ２６，２７とは磁界の変化を電圧に変換するセンサである。
【００２４】
自動開閉装置１６には制御手段としての制御装置２８が設けられており、この制御装置２８は図示しないＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、及びマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）等を備え、いわゆるマイクロコンピュータとしての機能を有し、電動モータ２１の作動制御を実行する。制御装置２８にはホールＩＣ２６，２７が接続されており、ホールＩＣ２６，２７から出力されるパルス信号の周期に基づいて、制御装置２８は電動モータ２１の回転速度つまりスライドドア１３の移動速度を検出する。また、制御装置２８はこれらのパルス信号の出現タイミングに基づいて電動モータ２１の回転方向つまりスライドドア１３の移動方向を検出し、更に、スライドドア１３が基準位置（例えば全閉位置）にあるときを起点としてパルス信号を積算つまりカウントすることによりスライドドア１３の開閉位置を検出することができる。
【００２５】
スライドドア１３の開閉動作を指令するために、スライドドア１３には開閉スイッチとしてのハンドル２９が設けられており、乗員等の操作者によりハンドル２９が開側に操作されるとスライドドア１３を開く指令信号が制御装置２８に入力され、ハンドル２９が閉側に操作されるとスライドドア１３を閉じる指令信号が制御装置２８に入力される。制御装置２８はこれらの指令信号に基づいて電動モータ２１を正転又は逆転し、これによりスライドドア１３を自動的に開方向又は閉方向に作動させることができる。上述の制御装置２８は、スライドドア１３の開閉位置、開閉速度、及びハンドル２９からの指令信号等をメモリ内に格納された制御プログラムに従って演算し、この演算結果に基づいて電動モータ２１の作動制御を実行する。
【００２６】
この自動開閉装置１６には異物の接触、例えばスライドドア１３と開口部１２とによる荷物や人体等の異物の挟み込みを検出するために、ケーブル状の接触式である感圧センサ３０が設けられている。
【００２７】
図４は図３に示す自動開閉装置に設けられる本発明の一実施の形態である感圧センサを説明するための拡大斜視図であり、図５は図４に示す感圧センサをスライドドアに取り付けた状態を示す説明図である。図４及び図５に示すように、感圧センサ３０は内側電極３１と外側電極３３との間に挟み込まれる圧電素子３２を備え、外側電極３３の外周部が絶縁体３４により被覆されるケーブル状のセンサ本体３５と、長手方向に沿って装着孔３６ａが設けられる保持部３６及び保持部３６と一体に形成されスライドドア１３の端部に固定される取付け部３７を備えるセンサホルダ３８とを有し、図中矢印で示すようにセンサ本体３５は装着孔３６ａに装着されることによりセンサホルダ３８に被覆された状態で保持されるようになっている。
【００２８】
圧電素子３２としては合成ゴムや合成樹脂の中にチタン酸鉛やジルコン酸鉛等の圧電物質を含有した複合体が用いられる。内側電極３１は金属細線等により形成され、外側電極３３はアルミニウム膜や銅膜等により形成される。センサホルダ３８はエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の可撓性と導電性とに優れた材料を用いて形成される。
【００２９】
スライドドア１３には感圧センサ３０に所定値以上の面積で接触する取付け面１３ａが設けられており、この取付け面１３ａの表面形状に対応して感圧センサ３０の取付け部３７が形成されている。本実施の形態においては、取付け部３７は中空形状に形成されており外力に対して変形つまりひずみ易い構造となっている。
【００３０】
取付け部３７の長手方向には所定の間隔おきに複数の締結孔３７ａが形成されており、スライドドア１３には複数の取付け孔１３ｂが形成されており、締結孔３７ａと取付け孔１３ｂとを相互に連通させた状態のもと樹脂製の取付けピン３９を図５に示すように装着することにより、スライドドア１３に取付け部３７を固定することができる。本実施の形態においては、取付け部３７がスライドドア１３の閉移動側つまりスライドドア１３が閉じる際に進行方向側となる縁部に沿って固定されることにより、保持部３６がスライドドア１３の外周端から突出した状態で感圧センサ３０が取り付けられるようになっている。
【００３１】
内側電極３１と外側電極３３のそれぞれは制御装置２８に電気的に接続されており、保持部３６に異物が接触することにより圧電素子３２に含まれる圧電物質に機械的なひずみが生じると内側電極３１と外側電極３３との間に電圧が誘起して制御装置２８に対して検出信号が出力されるようになっている。制御装置２８に検出信号が入力されたときには、スライドドア１３を開方向に反転移動させたり停止させたりする等の作動制御を実行することにより、スライドドア１３と開口部１２とによる異物の挟み込みを防止するようになっている。
【００３２】
本実施の形態においては、保持部３６と取付け部３７との間、つまり保持部３６と取付け部３７との連結部分には内側に凹む緩衝部４０が形成されている。緩衝部４０の内部は中空形状に形成されており変形し易い構造となっている。また、センサホルダ３８は保持部３６側の剛性が取付け部３７側の剛性よりも低くなるように形成されている。このような構造の感圧センサ３０においては、センサ本体３５が装着される保持部３６が取付け部３７に比してたわみ易くなっており、柔らかい異物が接触した場合でも保持部３６の変形量つまりたわみ量が大きく、異物の接触に対する感度が高い。
【００３３】
図４に示されるように、取付け部３７の長手方向には所定の間隔おきに複数のスリット３７ｂが形成される。これらのスリット３７ｂは、感圧センサ３０の長手方向に対して直交する方向に伸びて、取付け部３７の側から緩衝部４０にわたって設けられており、これにより感圧センサ３０全体が湾曲し易い構造となっている。このような構造の感圧センサ３０においては、スライドドア１３の縁部のような湾曲した端部に対してもその湾曲形状に追従させてセンサホルダ３８を変形させることができ、スライドドア１３に対して容易に取り付けることができる。
【００３４】
センサホルダ３８はアース電位としてのスライドドア１３に所定値以上の面積で直接接触していることから、別途アース線を取り付けることなく、電気的な外来ノイズをセンサホルダ３８を経路としてスライドドア１３に逃すことができる。また、センサホルダ３８と外側電極３３との間には外来ノイズの影響を低減する絶縁体３４が配置されている。これにより感圧センサ３０において電気的な外来ノイズの影響をほとんど受けることなく誘起電圧を検出することができ、感圧センサ３０の誤作動を防止することができる。
【００３５】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前記実施の形態においては、開閉体としてスライドドア１３を例示しているが、これに限らず、ヒンジ式ドア、バックドア、ウィンドガラス、サンルーフ、若しくはトランクリッド等の開閉体又はこれらの開閉体により開閉される開口部の端部に対しても本発明の感圧センサを取り付けることができる。前記実施の形態においては、開閉体としてのスライドドア１３の端部に感圧センサ３０を取り付けているが、開口部１２の端部に取り付けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】スライドドアが装着された車両を示す側面図である。
【図２】図１に示す車両に搭載された自動開閉装置を示す説明図である。
【図３】図２に示す自動開閉装置の制御系を示す説明図である。
【図４】図３に示す自動開閉装置に設けられる本発明の一実施の形態である感圧センサを説明するための拡大斜視図である。
【図５】図４に示す感圧センサをスライドドアに取り付けた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  車両
１１  車体
１２  開口部
１３  スライドドア（開閉体）
１３ａ  取付け面
１３ｂ  取付け孔
１４  ローラアッシー
１５  ガイドレール
１５ａ  曲部
１６  自動開閉装置
１７  駆動ユニット
１８  ケーブル
１９，２０  反転プーリ
２１  電動モータ
２２  減速機
２３  出力軸
２４  ドラム
２５  多極着磁磁石
２６，２７  ホールＩＣ
２８  制御装置
２９  ハンドル
３０  感圧センサ
３１  内側電極
３２  圧電素子
３３  外側電極
３４  絶縁体
３５  センサ本体
３６  保持部
３６ａ  装着孔
３７  取付け部
３７ａ  締結孔
３７ｂ  スリット
３８  センサホルダ
３９  取付けピン
４０  緩衝部
【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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