(57)【要約】【課題】従来の圧力検出装置では、感圧手段の感度低下に対して、検査圧力の印加に対する感圧処理信号の強度が定められた値以上の場合は異常無し、未満となる場合異常有りと言う判定を下していた。しかし、感度上昇による異常が検知できないため、使用時間が短くなるという課題を有していた。【解決手段】感圧手段１０に検査圧力Ｐｔの印加を行い、発生する感圧信号Ｓｓを処理部１２で処理し、処理された感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖｄを、感圧判定手段１４により検知し、その変化に応じて処理部１２での増幅率を変更する増幅率変更信号Ｓｃを送り、感圧処理信号Ｓｄの強度が変化しないようにする。あるいは、判定部１３に、判定基準値変更信号Ｓｃｒを送り、圧力印加の判定のための基準値を変更することで、感圧処理信号Ｓｄと基準値との関係を一定にする。こうすることで、感圧手段１０の感度上昇に対しても異常が起こらず、長時間の信頼性が得られる効果がある。【選択図】図１
2007121054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力印加により感圧信号を発生する感圧手段と、前記感圧手段の出力した感圧信号を処理する処理部および前記処理部で処理した感圧処理信号の強度に基づき感圧判定信号を出力する判定部を有する感圧判定手段と、前記感圧手段への検査圧力が印加された時の前記処理部からの感圧処理信号の強度と判定基準値との強度比を一定値に補正する感圧判定補正手段を備えた圧力検出装置。
【請求項２】
処理部による感圧信号の増幅率を変更することで、感圧処理信号の強度を一定値に補正する感圧判定補正手段である請求項１記載の圧力検出装置。
【請求項３】
判定部の判定基準値を変更することで、感圧処理信号の強度と前記判定基準値との強度比を一定値に補正する感圧判定補正手段である請求項１記載の圧力検出装置。
【請求項４】
感圧判定補正手段による補正の程度を知らせる補正実施告知手段を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の圧力検出装置。
【請求項５】
感圧手段へ印加される検査圧力として、感圧手段が設置された物体が発する動力機関の駆動振動、前記物体が動いた時に発する振動、前記物体での水流音による振動、前記物体に近ずく人体による振動等を利用する構成にしてなる請求項１から４のいずれか１項に記載の圧力検出装置。
【請求項６】
感圧手段は、少なくとも圧電セラミックス粉末と樹脂材料とを含む複合圧電体と前記複合圧電体を挟んで構成される電極とを有する請求項１から５のいずれか１項記載の圧力検出装置。
【請求項７】
感圧手段は、複合圧電体中の圧電体がアルカリ金属を含んでなる請求項６記載の圧力検出装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の圧力検出装置の感圧手段を移動体の開閉部に設置し、前記開閉部への物体の挟み込みによる感圧手段からの感圧信号に基づき挟み込みを判定するものにあって、移動体の動力機関の駆動振動数を前記感圧手段で検知し、前記振動数に対応する振動を利用して感圧判定補正手段が感圧手段の感度を補正する挟み込み防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
外部から印加される圧力を検出する圧力検出装置とそれを使用した挟み込み防止装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の感圧装置には図１０に示すようなものがあり、例えば特許文献１に開示されている。図１０に示したように、この感圧装置では、感圧手段としての積層型圧電バイモルフ素子（感圧手段）１に、外部から圧力Ｐが印加されると、圧電効果により、積層型圧電バイモルフ素子１に、上記の圧力あるいは積層型圧電バイモルフ素子１の表面の変形の加速度に比例する電圧（感圧信号Ｓs）が発生し、これを処理部５で処理して感圧処理信号Ｓdとする。次に、感圧処理信号Ｓdの大きさに応じて、衝突判定部６から異常出力部７へ衝突判定信号Ｓcolが送られ、さらに、異常出力部７からエアバッグ（図示せず）を駆動させるためのエアバッグ雷管駆動回路３にエアバック駆動信号Ｓaが送られる。
【０００３】
このとき積層型圧電バイモルフ素子１の感度低下が懸念されるため、以下で説明する積層型圧電バイモルフ素子１の感度低下に関する異常検出を行う。まず、信号処理回路部２から発振電圧Ｖt０を積層型圧電バイモルフ素子１に送り、積層型圧電バイモルフ素子１を圧電効果により振動させ、その際発生する感圧信号Ｓsを処理部５で処理する。次に、レベルコンバータ８で感圧処理信号Ｓdの強度を検出することで異常、正常を判定し、異常判定信号Ｓabnを異常出力部７へ送り、さらに故障表示部４へ故障表示部駆動信号Ｓfdを送り、故障の表示を行う。
【０００４】
レベルコンバータ８での判定の基準を示したのものＶｄが図１１である。図１１では、発振電圧Ｖtを変化させた時の、感圧処理信号Ｓdの強度の変化が示されている。判定は、あらかじめ決められた値以上の時には大きさの程度によらず正常、小さい時には異常の判定となる。例えば、発振電圧Ｖt0に対して、感圧処理信号Ｓｄの強度ＶｄがＶｄ０以上である値に対しては全て正常と判定し、それ未満の時に異常の判定が下される。
【０００５】
上記の積層型圧電バイモルフ素子１としては、樹脂等との複合体ではなく圧電セラミックのみからなるシート形状のものが用いられる。
【０００６】
ここで、上記も含めた本発明で使用する圧力に関して説明を行う。圧力には動的圧力と静的圧力があるが、本発明で使用する圧力とは動的圧力を意味するものとする。この動的圧力は、対応する応力と釣り合っていない圧力であり、結果的に圧力が印加された物体に加速度を生じさせる圧力である。
【０００７】
これに対し、静的圧力は、対応する応力と完全に釣り合っている圧力であり、結果的に圧力の印加された物体に加速度を生じさせない圧力である。
【特許文献１】特開平６−１８６２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の感圧装置では感圧手段へ、検査のための圧力を印加し、これに対して感圧手段が発生する信号の強度が、あらかじめ設定された値以上であれば正常、小さければ異常という判定を下すため、感圧手段の感度上昇に対応する異常を検出することができなかった。また、感度低下に対応する異常検出は行うが、感度を補正する機能を有していなかったため、正常に使用できる期間が短くなるという課題を有していた。
【０００９】
ここで具体的な例を、特許文献１に対応する図１２（ａ）、（ｂ）により示す。感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖｄが衝突判定強度Ｖjc以上のとき衝突（圧力印加）ありと判定し、感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖｄが衝突判定強度Ｖjcより小さいとき衝突（圧力印加）なしと判定される。ところが、既に図１１で説明したように感度低下の場合にしか、感圧手段が異常であると判定しないため、図１２（ａ）→図１２（ｂ）のように感圧手段の感度が上昇したとしても、感圧手段に異常があるという判定は下されない。しかも衝突（圧力印加）に対する判定は感度上昇前とは異なったものとなるため、衝突（圧力印加）に関しては誤った判定が下されることになる。
【００１０】
上記従来の課題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、感圧手段の感度上昇に対する異常を回避し、正常に使用できる期間を長くすることが可能な圧力検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の圧力検出装置は、圧力印加により感圧信号を発生する感圧手段と、前記感圧手段の出力した感圧信号を処理する処理部および前記処理部で処理した感圧処理信号の強度に基づき感圧判定信号を出力する判定部を有する感圧判定手段と、前記感圧手段への検査圧力が印加された時の前記処理部からの感圧処理信号の強度と判定基準値との強度比を一定値に補正する感圧判定補正手段を備えたものである。
【００１２】
この構成により、感圧手段の感度が上昇しても、感度補正が行われることにより、圧力印加に対する正しい判定が下される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の圧力検出装置は、感圧手段の感度補正が行われ、信頼性が向上し、優れた耐久性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、圧力印加により感圧信号を発生する感圧手段と、前記感圧手段の出力した感圧信号を処理する処理部および前記処理部で処理した感圧処理信号の強度に基づき感圧判定信号を出力する判定部を有する感圧判定手段と、前記感圧手段への検査圧力が印加された時の前記処理部からの感圧処理信号の強度と判定基準値との強度比を一定値に補正する感圧判定補正手段を備えたの圧力検出装置である。
【００１５】
これにより、感圧判定補正手段が感圧手段への検査圧力が印加された時の処理部からの感圧処理信号の強度と判定基準値との強度比を一定値に補正するので、感圧手段の感度が上昇あるいは低下しても正しい圧力印加に対する判定が下され、信頼性が向上し、耐久性も高まる効果が得られる。
【００１６】
第２の発明は、特に第１の発明の感圧判定補正手段を、処理部による感圧信号の増幅率を変更することで感圧処理信号の強度を一定値に補正するように構成したものである。
【００１７】
この構成により、簡単な構成で、圧力印加に対する判定の信頼性が向上し、耐久性も高まる効果が得られる。
【００１８】
第３の発明は、特に第１の発明の感圧判定補正手段を、判定部の判定基準値を変更することで感圧処理信号の強度と前記判定基準値との強度比を一定値に補正するように構成したものである
これにより、簡単な構成で、圧力印加に対する判定が下され、信頼性が向上し、耐久性
も高まる効果が得られる。
【００１９】
第４の発明は、特に第1の発明から第３のいずれかの発明において、感圧判定補正手段による補正の程度を使用者に知らせる補正実施告知手段を有する圧力検出装置である。これにより、部品交換の目安が示され、より信頼性が高まる効果が得られる。
【００２０】
第５の発明は、特に第1の発明から第４のいずれかの発明において、感圧手段へ印加される検査圧力として、感圧手段が設置された物体が発する動力機関の駆動振動、前記物体が動いた時に発する振動、前記物体での水流音による振動、前記物体に近ずく人体による振動等を利用する構成にした圧力検出装置で、感圧手段の感度補正のための圧力の印加に、新たに振動を付与する機構を設ける必要がないから、前記感度補正のための構成を簡単にできる。
【００２１】
第６の発明は、特に第1の発明から第５のいずれかの発明の感圧手段を、少なくとも圧電セラミックス粉末と樹脂材料とを含む複合圧電体と前記複合圧電体を挟んで構成される電極とで構成した圧力検出装置である。
【００２２】
樹脂材料との混合により、感圧信号強度の温度依存性が大きくなっても、補正により正しい感圧判定信号が出され、信頼性、耐久性が向上する効果が得られる。
【００２３】
第７の発明は、特に第６の発明の感圧手段を、複合圧電体中の圧電体がアルカリ金属を含んだ構成にした圧力検出装置である。アルカリ金属を含んでいるため湿度に対して感圧手段の感度が変化しやすいが、特に感度変化が大きい高湿度の条件でも使用可能となり、信頼性と耐久性が向上する効果、すなわち第１の発明の作用により顕著となる。
【００２４】
第８の発明は、特に第１の発明から第７のいずれかの発明における圧力検出装置の感圧手段を移動体の開閉部に設置し、前記開閉部への物体の挟み込みによる感圧手段からの感圧信号に基づき挟み込みを判定するものにあって、移動体の動力機関の駆動振動数を前記感圧手段で検知し、前記振動数に対応する振動を利用して感圧判定補正手段が感圧手段の感度を補正する挟み込み防止装置である。
【００２５】
上記構成により、感圧判定補正手段は動力機関の駆動周波数で動力機関からの振動を利用するために、新たに振動を付与する機構を設ける必要がなく、検出時のノイズも減少する効果が得られる。
【００２６】
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。また、本実施の形態の説明において、同一構成で同一作用効果を奏するところには同一符号を付して重複した説明を行わないものとする。
【００２７】
（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感圧装置のブロック図で、これを用いて構成と作用の概略を説明する。図１において、圧力印加に対する判定が下される手順を説明する。感圧装置９は、感圧手段１０、感圧判定手段１１と感圧判定補正手段１４とからなる。感圧手段１０は、外部から矢印で示す圧力Ｐを印加され、矢印で示す感圧信号Ｓsを感圧判定手段１１に送る。
【００２８】
感圧判定手段１１は、処理部１２と判定部１３とからなり、処理部１１は、感圧手段１０から送られた感圧信号Ｓsに対して、特定周波数の感圧信号Ｓsを抽出、増幅等の処理を加えて矢印で示す感圧処理信号Ｓdとした後、判定部１３に送り、圧力が印加されたか否
かの判定を行う。必要な場合には、外部装置へ感圧判定信号Ｓjを送信する。
【００２９】
次に、判定部１３での圧力印加の有無の判定に関して図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて詳しく説明する。
【００３０】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の左側には、判定部１３に入ってきた感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdと判定基準値Ｖjsとの関係を示してある。また、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の右側には、判定部１３から送信される感圧判定信号Ｓjを示している。感圧処理信号Ｓdはその強度Ｖｄにより、判定基準値Ｖjs0、Ｖjs1を基に、対応する感圧判定信号Ｓｊの強度Ｖjに変換される。
【００３１】
具体的には、感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdが０以上Ｖjs0未満の場合、感圧判定信号Ｓｊの強度Ｖjは０；Ｖjs0以上Ｖjs1未満の場合、Ｖjs0；Ｖjs1以上の場合、Ｖj1に変換される。これらは順番に、図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応する。尚、ここではＶjs0、Ｖjs1という２個の判定基準値Ｖjsを設定し、３段階の圧力印加のレベルを判定したが、必要に応じて１個あるいは３個以上の判定基準値Ｖjsを設定して対応する圧力印加のレベルを判定することも可能である。
【００３２】
ここで、後述する本発明の特徴である感圧判定補正手段１４が無いとき、感圧手段１０の感度が上昇した場合に、感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdが感圧判定信号Ｓｊの強度Ｖjへ変換される様子を図３にて説明する。図３（ａ）では、感度変化前、図３（ｂ）では感度変化後の変換の様子を示している。図３（ａ）、（ｂ）より、感度変化前では、感圧判定信号Ｓｊの強度Ｖjが０で圧力印加なしの判定だが、感度上昇後は、感圧判定信号Ｓｊの強度ＶjがＶj0となり弱い圧力印加があったと判定される。このように、感圧判定補正手段１４がないと、図１０で説明した従来技術と同様に誤った判定が下されることになる。
【００３３】
このような誤った判定を下さないために、本発明の感圧装置９では、感圧判定補正手段１４を有している。図１に示したように感圧判定補正手段１４は、感圧手段１０に印加された矢印で示す検査圧力Ｐtに対して生じた感圧信号Ｓsが処理部１２を経て、感圧処理信号Ｓdとなったものを受信する。さらに、この感圧判定補正手段１４での補正方法に関して、図４を用いて説明する。図４には、検査圧力Ｐtの大きさと、感圧判定補正手段１４が受信する感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdとの関係を示してある。
【００３４】
検査圧力Ｐtに対応する感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdとの関係は、初期的には例えば図４のように決まっており、特定の検査圧力Ｐt0に対して感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖd-pt0である。ところが、感圧手段１０の感度が上昇すると検査圧力Ｐtoに対応する感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖｄは増大しＶd-pt０1となる。
【００３５】
このように感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdの変化に対する感圧判定補正手段１４による補正は、図４の下部に示したように、処理部１２での増幅率を変更する方法と、判定部１３での判定基準値Ｖjsを変更する方法がある。各々感圧判定補正手段１４から処理部１２へ矢印で示す増幅率変更信号Ｓc、または判定部１３へ矢印で示す判定基準値変更信号Ｓcrを送信することによって前記変更を実施する。
【００３６】
処理部１２での増幅率の変更または判定部１３での判定基準値の変更による、感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdを感圧判定信号Ｓｊの強度Ｖjに変換する様子を示したものが図５（ａ）、（ｂ）および図６（ａ）、（ｂ）である。感圧手段１０の感度変化に伴い感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdが低下するが、図５（ａ）、（ｂ）では、図４下部に示す1)の式に従って、処理部１２での増幅率を大きくすることで感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdが同じ強度に保持されている。
【００３７】
図６（ａ）→図６（ｂ）では、感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdは大きくなっているが、図４下部に示す2)の式に従って判定基準値Ｖｊｓを変更（Ｖｊｓ0→Ｖｊｓ0n）することにより、感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdと判定基準値Ｖｊsとの強度比は同じ値に保持され、圧力印加に関する判定も正常に行われる。
【００３８】
尚、ここでは、一つの検査圧力Ｐt0に対する感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdの変化、Ｖd-pt0  →  Ｖd-pt1をもとに処理部１２での増幅率の変更、あるいは判定部１３での判定基準値Ｖｊsを変更することで補正を行ったが、もちろん、複数の検査圧力Ｐtに対する感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdの変化をもとに、前記感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdと判定基準値Ｖｊsとの強度比の変化が小さくなるように、処理部１２での増幅率の変更、あるいは判定部１３での判定基準値Ｖjsの変更を実施することで補正することが可能である。
【００３９】
また、検査圧力Ｐtの印加と感圧処理信号Ｓｄの強度Ｖdの測定の回数を増やし平均値を採用する等、一般的な統計的手法を用いて補正の精度を上げることが可能である。
【００４０】
また、本発明の検査圧力Ｐtは、多くの場合適度な大きさの振動であることが好ましい。この振動源としては、変動する圧力を印加できる機構であれば用いることができる。例えば、従来技術で説明したように感圧手段を構成する圧電体の一部に電圧を印加して圧電体を振動させ、検査圧力とすることも可能である。また、感圧手段とは別に、圧電体を用いたアクチュエータを用いて、振動を感圧手段に伝えても良い。あるいは、モーターやエンジン等を用いた機械的な圧力印加機構も用いることができる。
【００４１】
また、これらの検査圧力の印加機構は、感圧手段に接触しても良いし、振動が伝われば感圧手段と離れて設置することも可能である。また、感圧装置を設置する場所によっては、使用時に常に発生する振動がある場合があるため、これを検査圧力として使用することができる。例えば、ドア等の開閉部に感圧装置が設置され、開閉部にものが挟みこまれた際の圧力印加を判定する場合には、ドアの開閉時のドアを動かす際に発生する振動を検査圧力として用いることができる。また、接近する人が歩く際に発生する振動を用いることも可能である。
【００４２】
あるいは、水洗便座に感圧装置が設置され、着座による圧力印加を判定する場合には、水洗便座の使用後に必ず水が流されるため、その際に発生する振動を検査圧力に用いることもできる。あるいは、使用時に発生する音をマイクにより集音し、必要に応じて増幅して感圧手段に伝えることで検査圧力とすることも可能である。
【００４３】
本発明に用いられる感圧手段としては、複数の電極で空隙を挟んで対向させた感圧接点型の感圧スイッチ、圧電セラミックを電極で挟んだ圧電素子、樹脂と圧電体を複合化した複合圧電体を電極で挟んだ複合圧電素子等が用いられる。これらの中でも、環境温度や湿度により樹脂部の弾性率の大きさが大きく変化するために感度変化が大きくなる複合圧電素子を用いた感圧装置に適用した場合、本発明の感圧装置の効果は顕著である。  
【００４４】
図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態で使用される複合圧電素子からなる感圧手段の断面図である。図７のうち（ａ）は、ケーブル状に構成された感圧手段の長手方向の断面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ-Ａ線位置での断面図である。
【００４５】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、感圧手段１０は、芯電極１６の周りに、可撓性感圧体１５が設けられ、その外側に外側電極１７、さらにその外側に保護層１８が設けられて構成される。もちろん、十分な強度が確保される場合には、保護層１８は必ずしも必要ではない、また、図中のＰは、外部からの圧力を示す。また、Ｐpは、可撓性感圧体１５中
に形成された自発分極の向きを表している。また、さらに保護層１８の下部に上記の感圧手段全体を支えて固定するための構造が設けられることもある。
【００４６】
可撓性感圧体１５は、合成ゴムや合成樹脂の中にセラミック圧電体粉末が分散されて構成される。合成ゴムや合成樹脂としては、塩化ビニル等の熱可塑性樹脂、塩素化ポリエチレン等の熱可塑性エラストマ、ＥＰＤＭ等の加硫ゴム等が用いられる。
【００４７】
これらの中でも、加硫等の共有結合による架橋構造が無く、その代わりに非晶質部の中に結晶部を含むことにより、マクロブラウン運動を抑制することでゴム弾性を維持する熱可塑性エラストマが複合圧電体中の樹脂として用いられる場合に、本発明の圧力検出装置は特に大きな効果を発揮する。これは、熱可塑性エラストマが、マクロブラウン運動を抑制するために共有結合のような堅固な構造を有さないために、高温では弾性率が低下し、圧電体に伝わる圧力が上昇することで、感度変化が大きくなりやすいためである。
【００４８】
また、セラミック圧電体としては、チタン酸鉛、ジルコン鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマス・ナトリウム、ニオブ酸アルカリ等のペロブスカイト構造を有する化合物、ビスマス層状構造を有する化合物、タングステンブロンズ構造を有する化合物等圧電性を発現するセラミック材料が用いられる。
【００４９】
特に、鉛を含まず環境に優しい圧電体であるチタン酸ビスマス・ナトリウム、チタン酸ビスマス・ナトリウム-チタン酸バリウム、ニオブ酸アルカリ等は、アルカリ金属を含むため吸湿による感度変化が起き易い。従って、これらのセラミック圧電体を用いた感圧手段、とりわけ、樹脂と混合した複合圧電体を用いた感圧手段に対して、本発明は有効である。特に、これらの材料が湿度の大きい屋外あるいはそれに準じる場所で使われる場合、さらに大きな効果が期待できる。
【００５０】
例えば、トイレ、風呂、台所等の水を使用する環境での圧力検出装置、車等のドアの挟みこみ防止に用いられる圧力検出装置、あるいは屋外に置かれセキュリティシステムの一部として外部からの侵入者を検知する圧力検出装置等に適用した場合の効果が大きい。
【００５１】
保護層１８は、可撓性感圧体１５に用いられる合成ゴムや合成樹脂が用いられ、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマ、加硫ゴムの少なくとも一種が用いられるが、磨耗や電荷の漏れが低減されていれば特に必要ではない。
【００５２】
外側電極１７としては、Ｃ，Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、ステンレス等の線材あるいは線材を圧延して平たいテープ状にしたもの等が用いられる。あるいは前記テープ状の高分子フィルムに前記金属線材あるいは線材をテープ状にしたものをラミネートしたものを用いれば、より可撓性の高い外側電極が得られる。
【００５３】
芯電極１６としては、外側電極１７で用いられる単数、複数の金属細線、複数のポリエステル等の繊維に前記金属線を巻いたもの等が用いられる。また、可撓性感圧体１５、保護層１８、外側電極１７に関しては、以下の実施の形態でも同様のものが適用可能である。
【００５４】
次に、上記のケーブル状の可撓性感圧素子の製造方法に関して、一般的な例を説明する。
【００５５】
まず、セラミック圧電体粉末と、合成ゴムや合成樹脂子としての熱可塑性エラストマーとを、混練して複合体とする。次に、押し出し機を用いて、この複合体を芯電極と共に押し出すことにより、芯電極１６を中心にして、周囲に上記の複合体よりなる可撓性感圧体
１５が形成されたケーブルを得る。
【００５６】
さらにケーブルの周囲を覆う分極用電極を用意し、この外部電極とケーブル中の芯電極１６との間に電圧を印加することにより、芯電極から放射状に電極が形成され、対応する向きにセラミック圧電体中の自発分極が形成される。さらに、分極用電極を取り外した後、上記ケーブルの周りにテープ状の金属線材、テープ状金属、あるいはテープ状金属とテープ状高分子とがラミネートされたテープを巻き付けることにより、外側電極１７を形成する。
【００５７】
次に、この外側電極１７が形成されたケーブルを中心にして、押し出し機により、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマ、加硫ゴム等を押し出し、ケーブルの保護層１８を形成することで圧力応答手段が得られる。また、分極は、外側電極１７が形成された後に、外側電極１７と芯電極１６との間に電圧を印加することでも可能である。
【００５８】
以上のように構成された感圧手段１０について、その動作、作用を図２を用いて説明する。圧力Ｐが、保護層１８、外側電極１７を介して可撓性感圧体１５に加えられる。その結果、可撓性感圧体１５に歪を生じて圧電効果により可撓性感圧体１５に電圧が発生する。この電圧を芯電極１６、外部電極１７を通して取り出し、既に説明した感圧信号Ｓsとして処理部１２に送られる。あとは、既に説明したような動作、作用を示す。
【００５９】
また、本実施の形態で用いられる上記の材料、構成は以下の実施の形態でも好適に用いることが可能である。
【００６０】
（実施の形態２）
本実施の形態は、図８に示すように実施の形態１の感圧装置９において、特に、感圧判定補正手段１４の補正の程度を使用者に知らせる補正実施告知手段１９を設けた構成に特徴がある。そして、補正実施告知手段１９は感圧判定補正手段１４に接続され、処理部１２での増幅率を変更する信号、または判定部１３での判定基準値Ｖｊsを変更する信号を取り込んで告知する構成である。
【００６１】
感圧手段１０の感度補正を行うのは、感圧手段１０の感度が変化しているときであり、補正実施告知手段１９は感度補正の大きさを示すことにより感度変化の程度を示すことが可能である。上記の補正の程度は、例えば処理部１２での増幅率の変化率、判定部１３での判定基準値変化率の形で表すことができる。
【００６２】
また感圧手段１０は、その感度変化には、温度、湿度の変化による可逆的な感度変化と、温度、湿度変化が元に戻っても回復しない非可逆的な感度変化とがあり、特に後者の感度変化、つまり非可逆的な劣化の程度を告知することが重要である。これにより部品の交換等を早めに行い、結果として安全性を高める効果が得られる。
【００６３】
また上記の温度、湿度の変化に依存しない、非可逆的な感度劣化に対応する増幅率、判定基準値の変化率は以下のようにして決めることが可能である。例えば、感圧手段１０内あるいは感圧手段１０の近くにヒータ（図示せず）を設け、一定の温度に昇温し、感圧手段１０の圧電体内の水分を除いた状態で検査圧力Ｐｔを印加して、増幅率の変化率あるいは判定基準値変化率を求めることにより温度、湿度の影響を除いた感度補正の程度を決定することができる。
【００６４】
また補正実施告知手段１９としては、スピーカから音声による方法、ディスプレイから映像による方法等がある。そして、上記の増幅率、判定基準値変化率に対応する信号として、感圧判定補正手段１４から上記のスピーカ、ディスプレイを含む補正実施告知手段１
９に送ることによって告知を行うことが可能である。このように、補正の程度で感圧手段１０の劣化の程度を示すことで、部品の交換等を早めに行い、優れた安全性の効果が得られる。
【００６５】
（実施の形態３）
本実施の形態は、図１に示す実施の形態１の感圧装置９を、図９に示すように自動車等の移動体における窓ガラス等の開閉体２０が窓枠等の開口部２１を開閉するドア等の開閉部２２に設置して、開口部２１と開閉体２０の間への物体の挟み込みの判定を、感圧判定信号により行うとともに、物体の挟み込みを判定した時に前記信号を利用して閉まりかけていた開閉体２０を開ける自動車等のドアの挟みこみ防止装置であり、検査圧力Ｐｔとして、移動体を動かす動力機関の駆動振動数の振動を利用し、すなわち、移動体の動力機関の駆動振動数を感圧手段１０で検知し、前記振動数に対応する振動を利用して感圧判定補正手段１４が感圧手段１０の感度を補正することが特徴である。
【００６６】
感圧手段１０は開閉体２０に対向して開口部２１の内上縁に設け、感圧手段１０を除く感圧装置９は開口部２１の下部に設け、そして感圧装置９よりの出力信号で制御手段２４が、窓ガラスを上下動させるモータ２３を制御する。
【００６７】
検査圧力の印加のために別途、圧力印加部が必要となる場合があるが、移動体に関しては、駆動手段を有しており、この駆動手段の振動を検査圧力として用いることで、特別に圧力印加部が必要なく構成が簡単となり製造が容易となる効果が得られる。また、駆動手段例えば、車、船、飛行機のエンジンやモーター等は高周波数で駆動しているものが多く、その周波数に対応するフィルタを処理部１２に設けることにより選択的に駆動手段からの振動を感圧手段１０に印加することが可能となる。そして、低ノイズで感圧判定補正が可能となる効果が得られる。
【００６８】
また、モーター、エンジン等の駆動周波数は変化するため、前記周波数をモニターし、処理部１２で用いるフィルタで、前記のモニターされた変化する周波数を抽出することが、ノイズを低減し、正しい補正を行うためには効果的である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように本発明にかかる圧力検出装置は、感圧手段の感度補正が行われることにより、圧力印加に対する正しい判定が下され、トイレ、風呂、台所等の水を使用する環境での感圧装置、車、電車、船等のドアの挟みこみ防止に用いられる圧力検出装置、あるいは屋外のフェンス等に設置されセキュリティシステムの圧力検出装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態１の感圧装置の構成を示すブロック図
【図２】（ａ）同実施の形態１の感圧装置における、感圧処理信号強度から感圧判定信号強度への変換を示した図（ｂ）感圧処理信号強度から感圧判定信号強度への変換を示した図（ｃ）感圧処理信号強度から感圧判定信号強度への変換を示した図
【図３】（ａ）従来の感圧判定補正手段がない感圧装置における、感圧手段の感度が変化した場合の感圧処理信号強度の感圧判定信号強度への変換を示した図（ｂ）感圧手段の感度が変化した場合の感圧処理信号強度の感圧判定信号強度への変換を示した図
【図４】同実施の形態１における、感圧手段の感度変化時の検査圧力と感圧信号強度との関係と補正方法を示した図
【図５】（ａ）同実施の形態１において、同感圧手段の感度変化が起こった際に、感圧判定補正手段により処理部での増幅率を変化させた場合の、感圧処理信号強度の感圧判定信号強度への変換を示した図（ｂ）感圧手段の感度変化が起こった際に、感圧判定補正手段により処理部での増幅率を変化させた場合の、感圧処理信号強度の感圧判定信号強度への変換を示した図
【図６】（ａ）同実施の形態１において、同感圧手段の感度変化が起こった際に、感圧判定補正手段により判定部での判定基準値を変更させた場合の、感圧処理信号強度の感圧判定信号強度への変換を示した図（ｂ）感圧手段の感度変化が起こった際に、感圧判定補正手段により判定部での判定基準値を変更させた場合の、感圧処理信号強度の感圧判定信号強度への変換を示した図
【図７】（ａ）同実施の形態１における感圧手段の長手方向の断面図（ｂ）同感圧手段の図７（ａ）のＡ−Ａ線位置の断面図
【図８】本発明の実施の形態２における感圧装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態３における感圧装置の構成を示すブロック図
【図１０】従来の感圧装置の構成を示したブロック図
【図１１】従来の感圧装置における発振電圧に対応する感圧処理信号強度と感圧手段の正常、異常判定との関係を示した図
【図１２】従来の感圧装置における感圧手段の感度が高くなった場合の感圧処理信号強度と衝突有無判定との関係を示した図
【符号の説明】
【００７１】
９  感圧装置
１０  感圧手段
１１  感圧判定手段
１２  処理部
１３  判定部
１４  感圧判定補正手段
１９  補正実施告知手段
２２  開閉部
Ｓｄ  感圧処理信号
Ｓｓ  感圧信号
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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