説明

圧力検知スイッチ

【課題】曲げの自由度が高く、且つ、あらゆる方向からの被検出物の接触を均一な検出感度で検出できる圧力検知スイッチを提供することである。
【解決手段】可撓性を有する導体により管状に形成される外側電極52の内側に、可撓性を有する導体により線状に形成される内側電極53を配置する。外側電極52と内側電極53との間に絶縁体により螺旋状に形成されたスペーサ部材54を3本配置し、これらのスペーサ部材54により外側電極52と内側電極53との間に隙間を形成する。内側電極53の軸心に内側導線55を当該内側電極53と電気的に接触させて配置し、外側電極52の内部に外側導線56を当該外側電極52と電気的に接触させた状態で配置し、内側導線55と外側導線56との間に検出用抵抗を直列に接続する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ケーブル状に形成されて被検出物の接触を検出する圧力検知スイッチに関する。
【背景技術】
【0002】
自動車等の車両に設けられる、ドア、テールゲート、ウインドガラス、サンルーフ等の開閉体を自動的に開閉するようにした自動開閉装置には、自動開閉動作する開閉体による障害物の挟み込みを防止するために、挟み込み防止機能が設けられる。挟み込みを検出するための圧力検知スイッチとしてはコードスイッチとも呼ばれるタッチセンサが知られており、このタッチセンサはケーブル状に形成されて開閉体の端部や開口部の端部に装着される。
【0003】
例えば、特許文献1には、絶縁体であるゴムチューブの内面に帯状に形成された一対の電極を互いに所定の間隔を空けて対向して固定するとともに、これらの電極の内部にそれぞれ導線を配置して構成され、被検出物である障害物との接触によりゴムチューブが押し潰されて電極同士が接触して各電極を介して導線が短絡されることにより障害物の接触を検出するようにしたタッチセンサが記載されている。
【0004】
また、特許文献2には、ゴムチューブの内周面に周方向に等間隔に並ぶとともにそれぞれ長手方向に螺旋状に配置される4本の導線を固定して構成され、障害物との接触によりゴムチューブが押し潰されていずれかの導線同士が接触して短絡されることにより障害物の接触を検出するようにしたタッチセンサが記載されている。
【特許文献1】特許第3334477号公報
【特許文献2】特開平11−182136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に示されるタッチセンサは、大きな曲率で曲げられるとその曲げによりゴムチューブが潰れて電極同士が接触するおそれがあるので、このタッチセンサをドアや開口部にその端部形状に合わせて装着することは困難である。また、このタッチセンサは、一対の電極の隙間を狭めることができる方向の外力のみを検出するので、このタッチセンサに横方向から接触する障害物を検出できないという問題点があった。
【0006】
これに対して、特許文献2に記載されるタッチセンサでは、各導線を周方向に等間隔、且つ螺旋状に配置するようにしているので、曲げの自由度が高められるとともに、いずれの方向からの障害物の接触をも検出することができる。
【0007】
しかしながら、このタッチセンサでは、隣り合う電極と向かい合う電極の間隔が相違しているので、障害物が接触する位置つまり外力が加えられる方向によってセンサの検出感度が相違するという問題点があった。
【0008】
本発明の目的は、曲げの自由度が高く、且つ、あらゆる方向からの被検出物の接触を均一な検出感度で検出できるタッチ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】
【0009】
本発明の圧力検知スイッチは、ケーブル状に形成され、被検出物の接触を検出する圧力検知スイッチであって、可撓性を有する導体により管状に形成される外側電極と、可撓性を有する導体により線状に形成され、前記外側電極の内側に配置される内側電極と、絶縁体により螺旋状に形成され、前記内側電極と前記外側電極との間に配置されて該内側電極と外側電極との間に隙間を形成するスペーサ部材と、前記外側電極の内部に配置され、前記外側電極に電気的に接続される外側導線と、前記内側電極の内部に配置され、前記内側電極に電気的に接続される内側導線と、前記内側導線と前記外側導線との間に当該導線に直列に接続される検出用抵抗とを有することを特徴とする。
【0010】
本発明の圧力検知スイッチは、前記スペーサ部材と前記外側導線とをそれぞれ奇数本設けたことを特徴とする。
【0011】
本発明の圧力検知スイッチは、前記内側導線に対して前記スペーサ部材とは反対側に位置する螺旋状に前記外側導線を形成するとともに、前記スペーサ部材と前記外側導線とを周方向に交互に且つ等間隔に配置したことを特徴とする。
【0012】
本発明の圧力検知スイッチは、車両に設けられ自動開閉装置により自動的に開閉される開閉体の端部または前記開閉体により開閉される開口部の端部に取り付けられ、前記開閉体による挟み込みを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、螺旋状のスペーサ部材により外側電極と内側電極との間に隙間が保持されるので、この圧力検知スイッチを曲げたときに外側電極と内側電極とが容易に接触することを防止して、この圧力検知スイッチの曲げの自由度を高めることができる。また、外側電極と内側電極の間に螺旋状に配置されるスペーサ部材により、外側電極と内側電極の隙間を均一化することができるので、あらゆる方向からの被検出物の接触を均一な検出感度で検出することができる。
【0014】
また、本発明によれば、スペーサ部材と外側導線とを奇数本設けることにより、曲げの自由度をさらに高めるとともに、外側電極と内側電極の隙間をさらに均一化して、検出感度をさらに均一化させることができる。この場合、奇数本のスペーサ部材と外側導線とを周方向に交互に且つ等間隔に配置することにより、検出感度をさらに均一化させることができる。
【0015】
さらに、本発明によれば、自動開閉動作する開閉体による挟み込みをこの圧力検知スイッチにより精度良く検出することができるので、この圧力検知スイッチを備える自動開閉装置の安全性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
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。
【0017】
図1はワンボックスタイプの車両を示す側面図であり、図2は本発明の一実施の形態である圧力検知スイッチとしてのタッチセンサを備えた車両用自動開閉装置を示す平面図である。
【0018】
図1に示す車両11はワンボックスタイプの乗用車であり、その車体12の側部には当該側部に設けられた開口部13を開閉するために開閉体としてのスライドドア14が設けられている。図2に示すように、スライドドア14にはローラアッシー15が設けられており、このローラアッシー15が車体12の側部に固定されたガイドレール16に案内されることにより、スライドドア14は、図2中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開閉自在となっている。また、ガイドレール16の車両前方側には車室内側に湾曲する曲部16aが設けられており、ローラアッシー15が曲部16aに案内されることにより、スライドドア14は車体12の側面と同一面に収まるように車体12の内側に引き込まれた状態で閉じられるようになっている。図示はしないが、ローラアッシー15は、図示する部位(センター部)以外にスライドドア14の前端部の上下部分(アッパー部・ロア部)にも設けられ、これらに対応して車体12の開口部13の上下部位にもアッパー部・ロア部に対応する図示しないガイドレールが設けられており、スライドドア14は車体12に計3カ所において支持されている。
【0019】
図2に示すように、この車両11には、スライドドア14を自動的に開閉するために、自動開閉装置21(以下、開閉装置21とする。)が設けられている。この開閉装置21はガイドレール16の車両前後方向の略中央部に隣接して車体12の内部に固定される駆動ユニット22を有し、この駆動ユニット22からは車両前方側と後方側とに向けてケーブル23a,23bが引き出されており、駆動ユニット22から車両前方側に引き出されたケーブル23aはガイドレール16の前端に設けられた反転プーリ24aを介して車両前方側(閉側)からローラアッシー15に接続され、車両後方側に引き出されたケーブル23bはガイドレール16の後端に設けられた反転プーリ24bを介して車両後方側(開側)からローラアッシー15に接続されている。駆動ユニット22はケーブル23a,23bを駆動するようになっており、駆動ユニット22によりケーブル23a,23bが駆動されると、スライドドア14は車両前方側または後方側のケーブル23a,23bに牽引されて自動開閉動作するようになっている。つまり、この開閉装置21は、いわゆるケーブル式となっている。
【0020】
図3は図2に示す自動開閉装置の制御体系を示す説明図である。
【0021】
駆動ユニット22は、その駆動源となる電動モータ25と、これに固定される減速機26とを有しており、電動モータ25の回転は減速機26により所定の回転数にまで減速して出力軸27から出力されるようになっている。なお、電動モータ25としては、たとえばブラシ付き直流モータやブラシレス直流モータ等、正逆両方向に回転可能なものが用いられる。出力軸27には円筒状に形成されたドラム28が固定され、このドラム28の外周面には各ケーブル23a,23bが複数回巻き付けられている。これにより、電動モータ25が正転すると、図3中で時計回りにドラム28が回転して閉側のケーブル23aがドラム28に巻き取られ、スライドドア14はケーブル23aに牽引されて自動閉動作する。反対に、電動モータ25が逆転すると、図3中で反時計回りにドラム28が回転して開側のケーブル23bがドラム28に巻き取られ、スライドドア14はケーブル23bに牽引されて自動開動作する。
【0022】
減速機26には図示しない電磁クラッチが内装されており、スライドドア14が手動で開閉操作されるときには、電磁クラッチにより電動モータ25と出力軸27の間の動力伝達経路が断遮断されてスライドドア14の手動による開閉操作力が低減されるようになっている。図示はしないが、ドラム28とスライドドア14との間にはテンショナが設けられ、このテンショナによりケーブル張力が一定に保持されるようになっている。
【0023】
出力軸27には周方向に多数の磁極が着磁された多極着磁磁石31が固定され、この多極着磁磁石31の近傍には互いに所定の位相差を設けて2つのホールIC32a,32bが配置されており、出力軸27が回転すると、これらのホールIC32a,32bからは出力軸27の回転数に比例した周期のパルス信号が出力されるようになっている。
【0024】
電動モータ25の作動を制御するために、電動モータ25には制御装置33が接続されている。この制御装置33は、図示しないマイクロプロセッサ(CPU)やROM、RAMなどのメモリ等を備えた所謂マイクロコンピュータとしての機能を有しており、配線により電動モータ25に接続されている。
【0025】
制御装置33にはホールIC32a,32bが接続されており、制御装置33はホールIC32a,32bから入力されるパルス信号の周期に基づいて出力軸27の回転数つまりスライドドア14の移動速度を検出することができるようになっている。また、制御装置33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25の回転方向つまりスライドドア14の移動方向を検出し、さらに、スライドドア14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14の開閉位置を検出することができるようになっている。
【0026】
スライドドア14の開閉動作を指令するために、スライドドア14には開閉スイッチとしての機能を有するドアハンドル34が設けられている。乗員等の操作者によりドアハンドル34が操作されると、このドアハンドル34から制御装置33に開閉指令信号が入力され、制御装置33は入力された開閉指令信号やスライドドア14の開閉位置、開閉速度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25の作動制御を実行する。例えば、ドアハンドル34が閉側に操作されて制御装置33にスライドドア14を閉じる旨の指令信号が入力されると、制御装置33により電動モータ25が正転駆動されてスライドドア14は自動的に閉方向に作動する。反対に、ドアハンドル34が開側に操作されて制御装置33にスライドドア14を開く旨の指令信号が入力されると、制御装置33により電動モータ25が逆転駆動されてスライドドア14は自動的に開方向に作動する。
【0027】
スライドドア14と障害物(被検出物)との接触や当該接触に伴うスライドドア14による障害物の挟み込みを検出するために、スライドドア14の車両前方側つまりスライドドア14が閉じる際に進行方向側となる端部には、タッチセンサユニット41が取り付けられている。
【0028】
図4(a)および図4(b)はタッチセンサユニットの詳細を示す斜視図であり、図5(a)は図4に示すタッチセンサの横断面図、図5(b)は同図(a)におけるA−A線に沿う断面図である。また、図6は図5に示すタッチセンサの回路図である。
【0029】
図4(a)に示すように、タッチセンサユニット41は可撓性を有する絶縁体であるゴムにより形成されたセンサホルダ42を有しており、このセンサホルダ42はスライドドア14に設けられたブラケット43をセンサホルダ42で挟み込むようにして固定され、その先端部はスライドドア14の端部よりも車両前方側に突出している。センサホルダ42のスライドドア14の端部よりも車両前方側に突出した部分には車両上下方向に貫通する装着孔42aが形成されており、この装着孔42aにはケーブル状に形成されたタッチセンサ51が装着されている。
【0030】
なお、図4(b)に示すように、センサホルダ42をスライドドア14の先端に固定してもよい。
【0031】
図5に示すように、このタッチセンサ51は、外側電極52と内側電極53とを有しており、外側電極52は、例えば導電性ゴム(エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM))など、可撓性を有する導体により管状(チューブ状)に形成されており、その内部は中空となっている。内側電極53は、外側電極52と同様に導電性ゴムなどの可撓性を有する導体により線状に形成されており、外側電極52の内側(中空部分)に当該外側電極52と同軸に配置されている。
【0032】
外側電極52と内側電極53との間には、例えばゴム等の絶縁体により螺旋状に形成された3本のスペーサ部材54が配置され、これらのスペーサ部材54により外側電極52と内側電極53との間には隙間が形成されている。これにより、通常状態では、外側電極52と内側電極53とはスペーサ部材54により互いに電気的に絶縁されている。これらのスペーサ部材54は互いに周方向に等間隔に配置されており、これにより、このタッチセンサ51の長手方向および周方向の各位置における外側電極52と内側電極53の隙間が均一化されるようになっている。
【0033】
内側電極53の内部にはその軸心に沿って内側導線55が配置されている。内側導線55は内側電極53に電気的に接続された状態となっており、図6に示すように、内側電極53を長手方向に貫くとともに、その一端は制御装置33に接続されている。
【0034】
外側電極52の内部には3本の外側導線56が周方向に等間隔に配置されている。図5(a)に示すように、これらの外側導線56は、それぞれ内側導線55に対して対応するスペーサ部材54とは反対側に位置するとともに、スペーサ部材54と同様に螺旋状に配置されている。つまり、各スペーサ部材54と各外側導線56は、内側導線55を中心とした周方向に交互に且つ等間隔に並ぶように配置されている。また、外側導線56は外側電極52に電気的に接続されており、外側電極52が内側電極53に接触すると、外側導線56は外側電極52と内側電極53とを介して内側導線55に短絡されるようになっている。
【0035】
図6に示すように、3本の外側導線56は、それぞれ外側電極52を長手方向に貫くとともに外側電極52の端部で折り返され互いに直列に接続されて直列回路を形成しており、その直列回路の一端は接地され、他端は検出用抵抗57を介して内側導線55の他端に直列に接続されている。つまり、内側導線55と外側導線56との間には検出用抵抗57が直列に接続されている。これにより、制御装置33から検出電流が供給されると、この検出電流は内側導線55と検出用抵抗57とを介して各外側導線56を流れることになる。
【0036】
図7(a)〜(c)は、それぞれタッチセンサが障害物の接触を検出した状態を示す断面図である。
【0037】
次に、図7に基づいて、このタッチセンサ51による障害物の接触の検出について説明する。
【0038】
例えば、スライドドア14が自動的に閉動作しているときに、その端部に取り付けられたセンサホルダ42に障害物が接触すると、その接触によりセンサホルダ42とともにタッチセンサ51の外側電極52が変形して、外側電極52が内側電極53に接触する。外側電極52が内側電極53に接触すると、外側導線56と内側導線55とがこれらの電極52,53を介して短絡され、各導線55,56に検出用抵抗57を通らない短絡電流が流れ、この短絡電流が検出信号となって制御装置33は障害物の接触を検出する。検出信号が入力されると、制御装置33はスライドドア14を開方向に反転移動あるいは停止させ、これにより、スライドドア14による障害物の挟み込みを回避する。
【0039】
ここで、このタッチセンサ51では、3本の螺旋状のスペーサ部材54により外側電極52と内側電極53との隙間を設けるようにしているので、この隙間が均一化され、図7(a)〜(c)に示すように、タッチセンサ51に対して障害物が周方向のいずれの方向から接触した場合であっても、その検出感度が大きく相違することがなく、このタッチセンサ51による障害物の挟み込み検出精度を高めることができる。例えば、図7(a)に示すように、タッチセンサ51の図中上側に障害物が接触したときには、障害物により外側電極52が押され、外側電極52とともにスペーサ部材54と内側電極53も押されて内側電極53は図中下側で外側電極52と接触する。また、図7(b)と図7(c)に示すように、タッチセンサ51に対して図中斜め上側に障害物が接触したときには、障害物により押された外側電極52はそのまま内側電極53に接触するが、このときの外側電極52と内側電極53の隙間つまり外側電極52のストロークは図7(a)に示す場合と同等となるので、その検出感度も同等となる。
【0040】
このように、このタッチセンサ51は、外側電極52と内側電極53の間に螺旋状のスペーサ部材54を配置し、これらのスペーサ部材54により外側電極52と内側電極53との間に隙間を保持するようにしたので、外側電極52と内側電極53の隙間を均一化することができる。したがって、あらゆる方向からの障害物の接触を均一な検出感度で検出することができる。特に、スペーサ部材54と外側導線56とを3本ずつ配置することにより、このタッチセンサ51の曲げの自由度をさらに高めるとともに、外側電極52と内側電極53の隙間をさらに均一化して、検出感度をさらに均一化させることができる。また、3本のスペーサ部材54と3本の外側導線56とを周方向に交互に且つ等間隔に配置することにより、外側電極52と内側電極53の隙間をさらに均一化して、検出感度をさらに均一化させることができる。
【0041】
また、自動開閉動作するスライドドア14による障害物の挟み込み検出にこのタッチセンサ51を用いることにより、挟み込みを精度良く検出することができ、これにより、このタッチセンサ51を備えた開閉装置21の安全性を高めることができる。
【0042】
一方、このタッチセンサ51は、螺旋状のスペーサ部材54により外側電極52と内側電極53との間に隙間を保持するようにしたので、このタッチセンサ51を大きく曲げても、各スペーサ部材54により外側電極52と内側電極53との間の隙間が保持され、外側電極52と内側電極53とが容易に接触することがない。このように、このタッチセンサ51の曲げの自由度は高く、このタッチセンサ51をスライドドア14の端部等、複雑な形状に沿って取り付けることを容易にすることができる。
【0043】
このように、このタッチセンサ51では、螺旋状のスペーサ部材54により外側電極52と内側電極53との間に隙間を保持するようにしたので、このタッチセンサ51の曲げの自由度を高めることができる。
【0044】
図8(a)は図5に示すタッチセンサの変形例を示す横断面図であり、図8(b)は同図(a)におけるA−A線に沿う断面図である。
【0045】
図5に示すタッチセンサ51では、スペーサ部材54と外側導線56はそれぞれ3本設けられているが、これに限らず、図8に示すタッチセンサ61のように、これらをそれぞれ1本ずつ設ける構成としてもよい。この場合においても、外側導線56は外側電極52に内部に螺旋状に配置されるとともに、内側導線55に対してスペーサ部材54とは反対側に配置される。
【0046】
なお、図8においては、前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。
【0047】
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、本実施の形態においては、開閉体としてのスライドドア14の端部にタッチセンサ51を取り付けるようにしているが、これに限らず、開口部13の端部にタッチセンサ51を取り付けるようにしてもよい。
【0048】
また、本実施の形態においては、開閉体としてスライドドア14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、ウインドガラス、サンルーフ、トランクリッド等の開閉体に本発明のタッチセンサ51を取り付けるようにしてもよく、また、これらの開閉体により開閉される開口部の端部に本発明のタッチセンサ51を取り付けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】ワンボックスタイプの車両を示す側面図である。
【図2】本発明の一実施の形態である圧力検知スイッチとしてのタッチセンサを備えた車両用自動開閉装置を示す平面図である。
【図3】図2に示す自動開閉装置の制御体系を示す説明図である。
【図4】(a)、(b)はタッチセンサユニットの詳細を示す斜視図である。
【図5】(a)は図4に示すタッチセンサの横断面図、(b)は(a)におけるA−A線に沿う断面図である。
【図6】図5に示すタッチセンサの回路図である。
【図7】(a)〜(c)は、それぞれタッチセンサが障害物の接触を検出した状態を示す断面図である。
【図8】(a)は図5に示すタッチセンサの変形例を示す横断面図であり、(b)は同図(a)におけるA−A線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【0050】
11 車両
12 車体
13 開口部
14 スライドドア(開閉体)
15 ローラアッシー
16 ガイドレール
16a 曲部
21 自動開閉装置
22 駆動ユニット
23a,23b ケーブル
24a,24b 反転プーリ
25 電動モータ
26 減速機
27 出力軸
28 ドラム
31 多極着磁磁石
32a,32b ホールIC
33 制御装置
34 ドアハンドル
41 タッチセンサユニット
42 センサホルダ
42a 装着孔
43 ブラケット
51 タッチセンサ
52 外側電極
53 内側電極
54 スペーサ部材
55 内側導線
56 外側導線
57 検出用抵抗
61 タッチセンサ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケーブル状に形成され、被検出物の接触を検出する圧力検知スイッチであって、
可撓性を有する導体により管状に形成される外側電極と、
可撓性を有する導体により線状に形成され、前記外側電極の内側に配置される内側電極と、
絶縁体により螺旋状に形成され、前記内側電極と前記外側電極との間に配置されて該内側電極と外側電極との間に隙間を形成するスペーサ部材と、
前記外側電極の内部に配置され、前記外側電極に電気的に接続される外側導線と、
前記内側電極の内部に配置され、前記内側電極に電気的に接続される内側導線と、
前記内側導線と前記外側導線との間に当該導線に直列に接続される検出用抵抗とを有することを特徴とする圧力検知スイッチ。
【請求項2】
請求項1記載の圧力検知スイッチにおいて、前記スペーサ部材と前記外側導線とをそれぞれ奇数本設けたことを特徴とする圧力検知スイッチ。
【請求項3】
請求項2記載の圧力検知スイッチにおいて、前記内側導線に対して前記スペーサ部材とは反対側に位置する螺旋状に前記外側導線を形成するとともに、前記スペーサ部材と前記外側導線とを周方向に交互に且つ等間隔に配置したことを特徴とする圧力検知スイッチ。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧力検知スイッチにおいて、車両に設けられ自動開閉装置により自動的に開閉される開閉体の端部または前記開閉体により開閉される開口部の端部に取り付けられ、前記開閉体による挟み込みを検出することを特徴とする圧力検知スイッチ。

【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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【公開番号】特開2007−335266(P2007−335266A)
【公開日】平成19年12月27日(2007.12.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−166619(P2006−166619)
【出願日】平成18年6月15日(2006.6.15)
【出願人】(000144027)株式会社ミツバ (2,083)
【Fターム(参考)】