長尺センサ
【課題】誤判定が生じにくく、また、異物を感度よく検知することができる長尺センサを提供する。
【解決手段】長尺センサ２１は、乗降口４を開閉可能な金属製のドア２に取着される取付基部２２と、取付基部２２から膨出し、中空部２６を有する表皮カバー部２３と、絶縁体２７０、及び、絶縁体２７０の少なくとも一部を挟んで相対向する一対の電極２７１，２７２を有するセンサ本体２７とを備える。取付基部２２をアースとしてのマイナス極とし、第１の電極２７１は、乗降口４周縁側の絶縁体２７０の表面にマイナス極として設けられ、第２の電極２７２は、取付基部２２側にプラス極として設けられる。第２の電極２７２と取付基部２２との間に間隙部２８が設けられ、両電極２７１，２７２間の静電容量の変化、及び、第２の電極２７２のプラス極と取付基部２２のアースマイナス極との間の静電容量の変化に基づき、異物が検知される。
【解決手段】長尺センサ２１は、乗降口４を開閉可能な金属製のドア２に取着される取付基部２２と、取付基部２２から膨出し、中空部２６を有する表皮カバー部２３と、絶縁体２７０、及び、絶縁体２７０の少なくとも一部を挟んで相対向する一対の電極２７１，２７２を有するセンサ本体２７とを備える。取付基部２２をアースとしてのマイナス極とし、第１の電極２７１は、乗降口４周縁側の絶縁体２７０の表面にマイナス極として設けられ、第２の電極２７２は、取付基部２２側にプラス極として設けられる。第２の電極２７２と取付基部２２との間に間隙部２８が設けられ、両電極２７１，２７２間の静電容量の変化、及び、第２の電極２７２のプラス極と取付基部２２のアースマイナス極との間の静電容量の変化に基づき、異物が検知される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物を検知するためのセンサに関するものであり、特に自動車等の車両において車両本体とドア等の開閉体との間に挟み込まれた異物を検知するための長尺センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、所謂ワンボックスカー等の車両においては、乗員の乗降口を大きく開閉して乗降の便を向上させるとともに、ドアをボディから離さないようにして、車両のボディに沿ってスライドするスライドドアを具備するものがある。そして、近年では、このスライドドアをモータ等を用いて自動開閉させるものが知られている。
【０００３】
このようなドアの開閉システムにおいては、スライドドアの自動閉鎖動作中に何らかの異物（例えば、人体や衣服等）を挟み込まないようにする必要がある。そのため、異物を検知するセンサと、当該センサによって異物が検知された際に、スライドドアを停止させるとともに、開方向へと逆転制御する機構が設けられている。ここで、異物を検知するセンサとしては、復元性を有する中空状の絶縁体カバーと、当該絶縁体カバー内に設けられた相互に非接触状態の複数の電極線とからなるコードスイッチを、スライドドアの前側端縁部に設ける方法が知られている（例えば、特許文献１等参照）。当該技術について詳述すると、異物がボディ開口部及びスライドドア間に存在する場合には、スライドドアの閉鎖動作に伴い異物端縁部によってコードスイッチが押圧され、絶縁体カバー内部の電極線同士が接触し、短絡が生じる。そして、短絡が検知された際には、異物が存在するものと検知される。
【０００４】
しかしながら、上記技術において、異物の検知は、電極線同士の接触が起こる程度の比較的大きな荷重が前記コードスイッチに加わることによって初めて可能となる。従って、異物が検知されるまでに、異物又はコードスイッチに対向するボディ側の部分に対して大きな荷重が加わってしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、上記不具合を解消すべく、静電容量式のセンサが提案されている（例えば、特許文献２等参照）。静電容量式のセンサは、静電容量が変化することに基づいて異物を検知するものである。そのため、静電容量式のセンサは、異物とは非接触な状態でも異物の検知が可能であり、また、異物と接触した場合においても、比較的早い段階で異物が検知可能であって、異物やボディ側の部分に対しても大きな荷重が加わるようなことはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１２３２０２号公報
【特許文献２】特開２００７−１８８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、静電容量式センサに対して静電容量が比較的小さな異物（例えば、プラスチック等の絶縁体）が接近した場合、静電容量の変化は比較的小さい。また、静電容量が大きな材料であっても、小さな部位での接触によっては（接触面積の小さな接触では）静電容量の変化をとらえきれない場合がある。そのため、静電容量の変化量が比較的小さな場合等であっても異物の接触・接近が検知できるように、検知に用いる閾値を高く設定することが考えられる。
【０００８】
なお、静電容量式センサにおいては、降雨等によってセンサやセンサ周辺に水が付着してしまうと、静電容量が変化してしまう。そのため、上述のように閾値を高く設定すると、水滴の付着により、異物が存在するとの誤判定を頻発してしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、誤判定が生じにくく、また、静電容量の変化量が小さな場合等であっても異物を感度よく検知することができる静電容量式の長尺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】
【００１０】
以下、上記目的を解決するのに適した各手段につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。
【００１１】
手段１．車両本体に設けられた開口部を開閉可能な開閉体の金属製の縁部に取着される取付基部と、
前記取付基部から前記開口部周縁側に向けて膨出し、内部に中空部を有する表皮カバー部と、
可撓性を有する絶縁体、及び、前記絶縁体の少なくとも一部を挟んで相対向する一対の板状の電極を有し、前記中空部内に配設されるセンサ本体と
を備える長尺センサであって、
前記一対の板状の電極のうち、
第１の電極は、前記開口部周縁側において、前記絶縁体に埋設、又は、前記絶縁体の表面に取着され、
前記第１の電極とは異なる第２の電極は、前記第１の電極よりも前記取付基部側に設けられ、
前記中空部内において、前記第２の電極と前記取付基部との間に間隙部が設けられるとともに、前記取付基部をアースとしてのマイナス極とし、
前記第２の電極をプラス極とし、前記第１の電極をマイナス極とし、
前記両電極間の静電容量の変化、及び、前記第２の電極と前記アースマイナス極との間の静電容量の変化に基づき、異物の前記表皮カバー部への近接及び／又は接触を検知することを特徴とする長尺センサ。
【００１２】
上記手段１によれば、樹脂等の静電容量の小さな異物や、鉛筆等の細く、接触面積が小さな異物が接触した場合であっても、静電容量の変化を感度よく検知することができる。
【００１３】
また、上記手段１によれば、金属製の開閉体に取付ける取付基部をアースとしてのマイナス極とし、両電極のうち、取付基部側の第２の電極がプラス極とされており、第２の電極とアースマイナス極との間で静電容量が生じるようになっている。ここで、Ｃ＝ε0×ε×Ｓ／ｄ（Ｃ：静電容量、ε0：真空の比誘電率、ε：物体の持つ誘電率、Ｓ：電極面積、ｄ：電極間距離）の公式からもわかるように、第１の電極をプラス極とした場合と比較して、第２の電極をプラス極とした場合には、電極間距離（アースマイナス極までの距離）ｄがより小さくなるため、前記間隙部が潰れ変形した際（つまり、ｄが減少した際）に、静電容量がより大きく変化する。従って、異物が接触した場合には、両電極の接近に伴い、両電極間の静電容量が変化するとともに、間隙部の潰れ変形により、第２の電極とアースマイナス極との間における静電容量が大きく変化することとなる。従って、異物接触時における静電容量の変化量を非常に大きなものとすることができ、水滴の付着による誤判定が発生しないような閾値を設定した場合においても、異物を感度よく検知することができる。
【００１４】
尚、上記手段１による作用効果をより確実に発揮すべく、前記間隙部においては、前記第２の電極と前記取付基部との間の最大値を０．５ｍｍ以上とすることが望ましい。一方で、間隙部の潰れ変形量が同一であっても、第２の電極と取付基部との電極間距離ｄを大きくするに従って両者の間における静電容量の変化量は減少してしまう。従って、前記間隙部における、第２の電極と取付基部との間の最大値は３．０ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００１５】
手段２．前記取付基部の前記中空部側の面に、前記センサ本体の前記第２の電極の両側部近傍に当接して支持し、前記第２の電極との間に前記間隙部を形成する凸部を設けたことを特徴とする手段１に記載の長尺センサ。
【００１６】
上記手段２によれば、前記凸部によって間隙部の形状維持を図ることができるため、間隙部を設けたことによる上述の作用効果がより確実に奏されることとなる。また、間隙部が潰れ変形した後に間隙部をより確実に復帰させることができる。
【００１７】
手段３．前記表皮カバー部と前記センサ本体との間に空間部が設けられるとともに、
前記表皮カバー部の内周面、前記取付基部の前記中空部側の面、及び、前記センサ本体の外周面のうちのいずれかから突出する突部を設け、前記表皮カバー部に対する前記センサ本体の相対回転を規制可能に構成したことを特徴とする手段１又は２に記載の長尺センサ。
【００１８】
上記手段３によれば、第２の電極と取付基部との間の間隙部が確実に形成され、手段１と同様の作用効果をより確実に発揮できる。
【００１９】
また、空間部を設けた場合、表皮カバー部に対するセンサ本体の相対回転が懸念されるが、上記手段３によれば、表皮カバー部の内周面やセンサ本体の外周面等から突出する突部によって、表皮カバー部に対するセンサ本体の相対回転を規制することができる。これにより、長尺センサを開閉体に取付ける際などにおいて、表皮カバー部に対してセンサ本体がねじれて配置されてしまうことを防止できる。その結果、センサ本体の有する異物検知性能を十分に発揮させることができる。
【００２０】
手段４．前記絶縁体をオレフィン系熱可塑性エラストマーにより形成するとともに、
前記取付基部をカーボンを含有するＥＰＤＭソリッドゴム、前記表皮カバー部をカーボンを含有するＥＰＤＭスポンジゴムにより形成したことを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の長尺センサ。
【００２１】
上記手段４によれば、両電極間の間に位置する絶縁体がオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）により形成され、取付基部がカーボンを含有するＥＰＤＭソリッドゴムにより形成される。そのため、絶縁体や間隙部が潰れ変形した際に、両電極間の静電容量や第２の電極と取付基部との間の静電容量をより一層大きく変化させることができる。その結果、異物の検知精度の更なる向上を図ることができる。
【００２２】
また、表皮カバー部をカーボンを含有するＥＰＤＭスポンジゴムにより形成することで、表皮カバー部の比誘電率を比較的大きく（例えば、１０〜１５程度に）することができる。従って、異物の接触に伴う表皮カバー部の変形量が僅かなものであっても、静電容量をより大きく変化させることができ、ひいては検知精度のより一層の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】スライドドアを具備する車両を示す斜視図である。
【図２】ＥＣＵ等の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１におけるＪ−Ｊ線断面図である。
【図４】長尺センサの拡大断面図である。
【図５】（ａ）は、水滴が表皮カバー部に接触した状態を示す長尺センサの拡大断面図であり、（ｂ）は、異物が長尺センサに接近した状態を示す長尺センサの拡大断面図である。
【図６】異物が接触状態にあるときの長尺センサの拡大断面図である。
【図７】別の実施形態における長尺センサの拡大断面図である。
【図８】別の実施形態における長尺センサの拡大断面図である。
【図９】別の実施形態における長尺センサの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１はスライドドアを搭載した車両の概略斜視図である。同図に示すように、車両１は、そのボディ側面に金属製のスライドドア２（本発明の「開閉体」に相当し、以下、単に「ドア」と称することもある）を有している。当該スライドドア２は、ボディ側面の中央部に設けられたスライドレール３と、ボディ側面の天井部側及び床部側に設けられた図示しないスライドレールとによって、ボディ側面に支持されている。当該スライドドア２は、ボディ側面に示される開口部としての乗降口４を全閉した図示する全閉位置と、乗降口４を全開した全開位置（図中の二点鎖線参照）との間に亘ってボディ側面に沿ってスライドし、乗降口４を開閉できるように構成されている。尚、前記スライドドア２は、車両１の構成部品を介して接地（アース）された状態となっている。
【００２６】
また、ボディのドアピラー５の後端面とスライドドア２の前方側サイドパネルとの間には、ボディとスライドドア２とを係合する図示しないロック機構が設けられている。そして、スライドドア２が図示する全閉位置までスライドされると、スライドドア２は、このロック機構により、全閉位置でロックされるように構成されている。
【００２７】
また、前記スライドドア２の内部には、自動開閉機構（図示せず）が設けられている。当該自動開閉機構は、少なくとも全開位置にあるスライドドア２を全閉位置までスライド動作させる。加えて、自動開閉機構は、図２に示すように、スライドドア２の開閉動作を行う駆動モータ１１と、当該駆動モータ１１を駆動制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）１２とを備えている。ＥＣＵ１２には、運転席に配設される操作スイッチ１３や、車両室内に配置されるリモートコントローラ（リモコン）スイッチ１４等から閉鎖指令信号等が入力されるようになっている。また、ＥＣＵ１２には、駆動モータ１１或いは別途の図示しない検出センサからの信号に基づき、スライドドア２の位置が現在どの程度であるのかが（全開位置、全閉位置をも含めて）把握可能となっている。
【００２８】
尚、乗降口４が開状態（例えば、スライドドア２が全開位置）にあるときに、閉鎖指令信号が入力された場合、ＥＣＵ１２は、前記駆動モータ１１を正転駆動制御する。これにより、スライドドア２が全閉位置までスライド動作され、全閉位置にてロックされるようになっている。そして、ロックが完了すると、駆動モータ１１の動作が停止される。
【００２９】
さらに、本実施形態では、スライドドア２と乗降口４周縁との隙間に異物が存在していることを検知可能な長尺センサ２１が設けられている。当該長尺センサ２１は、静電容量計測手段１５に電気的に接続されており、静電容量計測手段１５は、前記ＥＣＵ１２に対して電気的に接続されている。ここで、静電容量計測手段１５は、後述する第１の電極２７１及び第２の電極２７２間の静電容量などを所定時間毎に計測可能に構成されており、計測された静電容量（に関する情報）がＥＣＵ１２に対して伝送されるようになっている。本実施形態において、前記ＥＣＵ１２は、直前に計測された静電容量（基準静電容量）に対する伝送された静電容量の変化割合が、予め設定された閾値よりも大きい場合に、スライドドア２と乗降口４周縁との隙間に異物が存在しているものと検知する。そして、駆動モータ１１の閉動作を一旦停止させるとともに、スライドドア２を開方向へと移動させる逆転駆動制御を行うようになっている。すなわち、ＥＣＵ１２は、停止制御手段としての機能をも発揮するよう構成されている。尚、前記閾値は、長尺センサ２１及びその周辺に水滴が付着した際に誤判定が発生しない（ＥＣＵ１２により異物が存在すると判定されない）ような値に設定されている。
【００３０】
次いで、長尺センサ２１等の詳細について説明する。図３は、スライドドア２の前端縁及びボディのドアピラー５等を示す図１のＪ−Ｊ線断面図である。図３に示すように、ボディのドアピラー５の後端側に沿って上下に延びるフランジ５ａには、ウエザストリップ３１が設けられている。ウエザストリップ３１は、スライドドア２が同図実線で示す全閉位置までスライドされたときに、ボディとスライドドア２との間をシールする。尚、スライドドア２の全閉直前においては、当該スライドドア２は、この全閉位置から図において斜め右上に位置する。
【００３１】
前記ウエザストリップ３１は、押出成形により得られるものであり、フランジ５ａに差し込み固定される取付基部３２と、中空状のシール部３３とを備えている。本実施形態において、取付基部３２はＥＰＤＭソリッドゴムにより形成され、シール部３３はＥＰＤＭスポンジゴムにより形成されている。そして、シール部３３が、スライドドア２のインナパネルにより押圧されて潰れ変形することでシール機能が発揮されるようになっている。
【００３２】
次に、長尺センサ２１について説明する。本実施形態において、長尺センサ２１は、ボディのドアピラー５と対向する、スライドドア２の前端部２ｂに取付けられている。長尺センサ２１は、図４に示すように、スライドドア２の前端部２ｂに固定される取付基部２２と、前記取付基部２２からドアピラー５側へと膨出する表皮カバー部２３とを備えている。尚、長尺センサ２１は、スライドドア２の前縦辺部ほぼ全域に亘って装着されている。これにより、スライドドア２がその全閉位置までスライドされる際に、ドアピラー５の後端側面及びこれに対向するスライドドア２の前端縁間の全域に亘って異物が存在しているか否かを検知可能となっている。
【００３３】
前記取付基部２２は、比誘電率の比較的大きな（例えば、７．０以上１３．０以下の）カーボンを含有したＥＰＤＭソリッドゴムを押出成形することにより形成されている。また、当該取付基部２２は、基底部２４と、当該基底部２４から前記表皮カバー部２３とは反対側へと延びる一対の側壁部２５Ａ，２５Ｂとから構成されている。加えて、前記基底部２４の両端縁には、ドアピラー５側へと突出する一対の突出部２４Ａ，２４Ｂが形成されている。本実施形態においては、前記突出部２４Ａ，２４Ｂのうち後述する中空部２６側の部位がテーパ状の傾斜面ＳＡ，ＳＢとなっている。加えて、前記取付基部２２には、金属製のインサート２２Ｎが埋設されている。
【００３４】
また、前記表皮カバー部２３は、前記基底部２４の突出部２４Ａ，２４Ｂからドアピラー５側へと膨出するようにして断面円弧状に形成されており、その内部には中空部２６が形成されている。加えて、表皮カバー部２３は、所定量のカーボンを含有してなるＥＰＤＭスポンジゴムにより形成されている。このため、表皮カバー部２３の比誘電率は、常温下において７．０以上（例えば、１０．０以上）と比較的大きくされている。また、表皮カバー部２３は比較的薄肉に形成されており、容易に変形可能となっている。
【００３５】
さらに、前記中空部２６内には、絶縁体２７０と、第１の電極２７１と、第２の電極２７２とを備え、長尺状をなすセンサ本体２７が配設されている。
【００３６】
前記絶縁体２７０は、可撓性を有するとともに、比誘電率が２．０以上４．０以下の材料〔例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）等〕を押出成形することにより形成されたものである。当該絶縁体２７０の内部には、長尺センサ２１の長手方向に沿って延びる空間２７０Ｓが設けられている。また、絶縁体２７０のうち、取付基部２２側には、一対の脚部２７０Ａ，２７０Ｂが設けられており、当該脚部２７０Ａ，２７０Ｂが前記基底部２４の傾斜面ＳＡ，ＳＢに当接している。そして、ドアピラー５側から押圧力が加えられた際に、前記脚部２７０Ａ，２７０Ｂの根元部分が屈曲し、ひいては前記センサ本体２７が基底部２４側へと接近するようになっている。尚、本実施形態では、前記絶縁体２７０の硬度が、ショアＡ値で３０度以上６０度以下とされている。
【００３７】
前記第１の電極２７１は、銅箔により形成された帯状（板状）の電極箔である。また、第１の電極２７１は、前記空間２７０Ｓよりも表皮カバー部２３側であって、絶縁体２７０の内部に配設されている。従って、第１の電極２７１の表面は、前記中空部２６に露出しないように構成されている。
【００３８】
前記第２の電極２７２は、第１の電極２７１と同様に銅箔により形成された帯状の電極箔である。第２の電極２７２は、前記絶縁体２７０の取付基部２２側内部に設けられており、前記空間２７０Ｓを挟んで前記第１の電極２７１と相対向している。
【００３９】
さらに、前記表皮カバー部２３の内周面のうち前記基底部２４側には、前記センサ本体２７側へと突出する突部２３Ａ，２３Ｂが形成されている。また、当該突部２３Ａ，２３Ｂ同士の間隔は、前記脚部２７０Ａ，２７０Ｂの先端同士の間隔よりも狭くされている。これにより、前記突部２３Ａ，２３Ｂよりもドアピラー５側への脚部２７０Ａ，２７０Ｂの相対移動が規制され、ひいては表皮カバー部２３に対するセンサ本体２７の相対回転が規制されている。
【００４０】
また、本実施形態では、前記センサ本体２７の基底部２４側表面と取付基部２２（基底部２４）表面との間に間隙部２８が形成されている。加えて、当該間隙部２８においては、第２の電極２７２と取付基部２２との間の間隔の最大値が０．５ｍｍ以上とされている。
【００４１】
さらに、第２の電極２７２は、図示しない電荷供給装置に電気的に接続されており、当該電荷供給装置から所定の電荷が供給されている。一方で、前記第１の電極２７１は、接地（アース）されている。すなわち、第２の電極２７２がプラス極とされる一方で、第１の電極２７１がマイナス極とされ、両電極２７１，２７２によりコンデンサが構成されている。さらに、第２の電極２７２と接地された前記取付基部２２（アースマイナス極）とによりコンデンサが構成されている。また、第２の電極２７２には、前記静電容量計測手段１５が接続されており、静電容量計測手段１５によって、少なくとも両電極２７１，２７２間の静電容量と、第２の電極２７２及び前記取付基部２２のアースマイナス極の間の静電容量とを加算したものが計測されるようになっている。尚、センサ本体２７０の周辺に異物が接近した場合、静電容量計測手段１５により計測される静電容量は、異物の有する静電容量の分だけ変化することとなる。
【００４２】
尚、前記中空部２６内において、前記表皮カバー部２３の内周面と、前記センサ本体２７（絶縁体２７０）の表皮カバー部２３側表面との間には、空気で満たされた空間部２９が設けられている。さらに、当該空間部２９においては、表皮カバー部２３と第１の電極２７１と間の間隔の最大値が０．５ｍｍ以上とされている。
【００４３】
次に、図５及び図６を用いて、上述した長尺センサ２１による異物の検知方法について説明する。尚、図５（ａ）は、水滴ＤＷが長尺センサ２１（表皮カバー部２３）に付着した状態（水滴接触状態）を示しており、図５（ｂ）は、人体等、静電容量の比較的大きな異物Ｓ１が長尺センサ２１に接近した状態を示している。また、図６は、異物Ｓ２（例えば、ペン先等、サイズが比較的小さい絶縁物）が表皮カバー部２３に対して接触した状態（接触状態）を示している。
【００４４】
図５（ａ）に示すように、水滴ＤＷが長尺センサ２１に付着した場合、水滴ＤＷとセンサ本体２７との間には、空気で満たされ、比誘電率の比較的低い空間部２９が介在している。このため、静電容量計測手段１５によって計測される静電容量の変化量は比較的小さなものとなる。従って、静電容量の変化割合は、前記予め設定された閾値よりも小さなものとなり、ＥＣＵ１２は、異物が存在しないものと判断する（つまり、ＥＣＵ１２は、長尺センサ２１に付着した水滴ＤＷを異物とは判断しないこととなる）。
【００４５】
これに対して、図５（ｂ）に示すように、人体等の異物Ｓ１が長尺センサ２１に近接したときにおいて、異物Ｓ１は水分含有量が比較的多いため、前記空間部２９が介在していても、静電容量の変化量は十分に大きなものとなる。従って、異物Ｓ１が接近した場合には、静電容量の変化割合が前記閾値を超えることとなり、ＥＣＵ１２は、異物が存在するものと判断することとなる。すなわち、人体等の異物Ｓ１については、長尺センサ２１に接近した段階で検知されるようになっている。
【００４６】
一方、絶縁物や水分含有量が比較的少ないもの、或いは、サイズが比較的小さいものである異物Ｓ２が接触した場合には、静電容量の変化量が比較的小さなものとなる。そのため、静電容量の変化割合が、前記閾値よりも小さなものとなり得る。
【００４７】
この場合、図６に示すように、異物Ｓ２が長尺センサ２１に接近しただけでは異物Ｓ２を検知することができず、異物Ｓ２は長尺センサ２１（表皮カバー部２３）に対して接触することとなる。このとき、絶縁体２７０が空気よりも大きな比誘電率を有することから、両電極２７１，２７２間の間隙がわずかに減少しただけでも、両電極２７１，２７２間の静電容量が大きく変化する。また、前記脚部２７０Ａ，２７０Ｂの付根部分が屈曲し、前記間隙部２８が潰れる。このとき、基底部２４が比較的大きな比誘電率を有し、また、第２の電極２７２とドア２端縁部との距離が比較的小さいことから、両者間の距離が減少したときの静電容量の変化量は非常に大きなものとなる。従って、両電極２７１，２７２間の静電容量、及び、第２の電極２７２及び取付基部２２間の静電容量はともに大きく変化するため、静電容量の変化割合が非常に大きなものとなる。その結果、ＥＣＵ１２は、異物Ｓ２が存在するものと検知する。
【００４８】
以上詳述したように、本実施形態によれば、人体等の異物Ｓ１が接近した場合には、静電容量が比較的大きく変化することとなる。すなわち、人体等の異物Ｓ１については、非接触状態で感度よく検知することができる。
【００４９】
また、両電極２７１，２７２のうち、アースマイナス極である取付基部２２に近接する第２の電極２７２がプラス極とされており、第２の電極２７２と取付基部２２との間で静電容量が生じるようになっている。ここで、Ｃ＝ε0×ε×Ｓ／ｄ（Ｃ：静電容量、ε0：真空の比誘電率、ε：物体の持つ誘電率、Ｓ：電極面積、ｄ：電極間距離）の公式からもわかるように、第１の電極２７１に電荷を供給した（第１の電極２７１をプラス極とした）場合と比較して、第２の電極２７２に電荷を供給した（第２の電極２７２をプラス極とした）場合には、アースマイナス極との距離ｄがより小さくなるため、間隙部２８が潰れ変形した際（つまり、ｄが減少した際）に、静電容量がより大きく変化する。従って、異物が接触した場合には、両電極２７１，２７２の接近に伴い、両電極２７１，２７２間の静電容量が変化するとともに、間隙部２８の潰れ変形により、第２の電極２７２と取付基部２２（ドア２）との間における静電容量が大きく変化することとなる。従って、異物接触時における静電容量の変化量を非常に大きなものとすることができ、水滴の付着による誤判定が発生しないような閾値を設定した場合においても、静電容量の比較的小さな異物Ｓ２を感度よく検知することができる。
【００５０】
さらに、表皮カバー部２３とセンサ本体２７との間に空間部２９が形成されているため、センサ本体２７を中空部２６内に配置しやすくなっている。
【００５１】
一方、間隙部２８や空間部２９が形成されていると、センサ本体２７は中空部２６内で安定しない。これに対して、本実施形態では、表皮カバー部２３の内周面から突出する突部２３Ａ，２３Ｂによって、表皮カバー部２３に対するセンサ本体２７の相対回転を規制している。これにより、長尺センサ２１をドア２に取付ける際などにおいて、表皮カバー部２３に対してセンサ本体２７がねじれて配置されてしまうことを防止でき、その結果、センサ本体２７の有する異物検知性能を十分に発揮させることができる。
【００５２】
また、絶縁体２７０に設けられた可撓性を有する脚部２７０Ａ，２７０Ｂによって、間隙部２８が潰れた後に間隙部２８を確実に復帰させることができる。これにより、異物のより一層確実な検知を図ることができる。さらに、脚部２７０Ａ，２７０Ｂによって間隙部２８の形状維持を図ることができるため、間隙部２８を設けたことによる上述の作用効果がより確実に奏されることとなる。
【００５３】
さらにまた、両電極２７１，２７２間の間に位置する絶縁体がＴＰＯにより形成されるとともに、アースマイナス極としての取付基部２２がカーボン含有のＥＰＤＭソリッドゴムにより形成されている。このため、絶縁体２７０や間隙部２８が潰れ変形した際に、両電極２７１，２７２間の静電容量や第２の電極２７２と取付基部２２との間の静電容量をより一層大きく変化させることができる。その結果、異物の検知精度の更なる向上を図ることができる。
【００５４】
加えて、表皮カバー部２３がカーボンを含有するため、異物の接触に伴う表皮カバー部２３の変形量が僅かなものであっても、静電容量をより大きく変化させることができる。従って、検知精度のより一層の向上を図ることができる。
【００５５】
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００５６】
（ａ）上記実施形態では、絶縁体２７０の脚部２７０Ａ，２７０Ｂが基底部２４の幅方向に沿って延びるとともに、当該脚部２７０Ａ，２７０Ｂが基底部２４の傾斜面ＳＡ，ＳＢに当接することで、センサ本体２７に押圧力が加わった際に、間隙部２８が潰れるように構成されている。これに対して、図７に示すように、絶縁体３７０の脚部３７０Ａ，３７０Ｂを基底部３５の幅方向に対して斜め方向に延びる断面略ハの字状に形成することで、センサ本体３７に押圧力が加わった際に、間隙部３８が潰れるように構成することとしてもよい。
【００５７】
（ｂ）上記実施形態では、表皮カバー部２３に対するセンサ本体２７の相対回転を規制すべく、表皮カバー部２３の内周面からセンサ本体２７側へと延びる突部２３Ａ，２３Ｂが設けられている。これに対して、図７に示すように、取付基部３４の内周面（中空部側の面）から突出する突部３４Ａ，３４Ｂを設けることで、表皮カバー部３６に対するセンサ本体３７の相対回転を規制することとしてもよい。
【００５８】
また、突部を設ける部位は表皮カバー部２３（３６）や取付基部２２（３４）に限定されるものではなく、例えば、絶縁体２７０（３７０）の外周面から表皮カバー部２３（３６）側へと突出するようにして突部を設けることとしてもよい。
【００５９】
（ｃ）上記実施形態では特に記載していないが、図８に示すように、表皮カバー部３６の内周面から突出し、絶縁体３７０の外周面と当接する支持部４１Ａ，４１Ｂを設けることで、表皮カバー部３６を支持することとしてもよい。この場合には、表皮カバー部３６が潰れ変形した後の表皮カバー部３６の復帰性を高めることができるとともに、空間部３９の形状維持を図ることができる。その結果、異物をより一層確実に検知することができる。
【００６０】
尚、異物の接触時において表皮カバー部３６の潰れ変形を阻害しない位置に支持部４１Ａ，４１Ｂを配設することが好ましい。従って、同図に示すように、表皮カバー部３６のうち取付基部３４からドアピラー５側へと延びる側壁部３６Ａ，３６Ｂと両者を連結する連結部３６Ｃとの境界部分からセンサ本体３７側へと突出するようにして支持部４１Ａ，４１Ｂを設けることとしてもよい。この場合には、表皮カバー部３６が潰れ変形した際に、支持部４１Ａ，４１Ｂの先端部の間隔が開き、支持部４１Ａ，４１Ｂは異物の接触方向と略同一の方向へと向くこととなる。このため、表皮カバー部３６をより容易に潰れ変形させることができ、異物の検知精度を十分に確保することができる。
【００６１】
（ｄ）上記実施形態では、間隙部２８を形成すべく、絶縁体２７０に脚部２７０Ａ，２７０Ｂが設けられているが、図９に示すように、中空部５６内において、取付基部５２（基底部５４）から表皮カバー部５３側へと突出する凸部５４Ａ，５４Ｂを設けることで、間隙部５８を設けることとしてもよい。尚、図９において、凸部５４Ａ，５４Ｂは断面略円形状をなしているが、異物の接触時において間隙部５８をより容易に潰れ変形させるべく、前記凸部を異物の接触方向と交差する方向へと延びる板状に形成することとしてもよい。
【００６２】
（ｅ）上記実施形態では、ＥＣＵ１２は、静電容量の変化割合に基づいて異物を検知しているが、静電容量の変化量に基づいて異物を検知することとしてもよい。また、第２の電極２７２に発振回路を電気的に接続するとともに、前記静電容量測定手段に代えて、静電容量の経時変化にかかる前記発振回路からの発振出力に応じた周波数信号を計測する周波数計測手段を設け、当該周波数計測手段によって計測された周波数信号に基づいて、異物を検知することとしてもよい。
【００６３】
（ｆ）上記実施形態では、第１、第２の電極２７１，２７２は銅箔により形成されているが、両電極２７１，２７２を、導電率の高い他の金属材料やカーボン含有材料（導電性樹脂）等により形成することとしてもよい。また、両電極２７１，２７２を、平板状をなす網状の銅線に形成することとしてもよい。さらに、両電極２７１，２７２を、絶縁体２７０の表面に金属材料を塗装することで設けることとしてもよい。加えて、塗装に際して所定のパターンを形成することとしてもよい。但し、異物の検知精度を向上させるという観点からは、両電極２７１，２７２を優れた導電性能を有する材料（例えば、金や銅等）により形成することがより好ましい。
【００６４】
（ｇ）上記実施形態では、絶縁体２７０の内部に第１の電極２７１が配設されているが、絶縁体２７０の表皮カバー部２３側表面に第１の電極２７１を取着することとしてもよい。
【００６５】
（ｈ）上記実施形態では、絶縁体２７０を形成する素材として、ＴＰＯが例示されているが、ＥＰＤＭスポンジゴムなど、他の可撓性を有する素材により絶縁体２７０を形成することとしてもよい。
【００６６】
（ｉ）上記実施形態において、取付基部２２はインサート２２Ｎを備えて構成されているが、インサート２２Ｎを省略することとしてもよい。
【００６７】
（ｊ）上記実施形態では、ボディ側面に設けられた乗降口４を開閉するためのスライドドア２を有する場合について具体化している。つまり、上記実施形態における開閉体はスライドドア２とされている。これに対し、本発明の技術思想を他の開閉体（例えば、非スライドタイプ）に適用することとしてもよい。他の開閉体としては、例えば、上部が支持されているハッチバックタイプのバックドアや、車両天井部を開閉するスライディングルーフ、ドアの窓部を開閉するドアガラス等を挙げることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１…車両、２…スライドドア（開閉体）、４…乗降口（開口部）、２１…長尺センサ、２２，３４，５２…取付基部、２３…表皮カバー部、２３Ａ，２３Ｂ，３４Ａ，３４Ｂ…突部、２６，５６…中空部、２７，３７…センサ本体、２８，３８，５８…間隙部、２９，３９…空間部、４１Ａ，４１Ｂ…支持部、５４Ａ，５４Ｂ…凸部、２７０，３７０…絶縁体、２７０Ａ，２７０Ｂ，３７０Ａ，３７０Ｂ…脚部、２７１…第１の電極、２７２…第２の電極。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物を検知するためのセンサに関するものであり、特に自動車等の車両において車両本体とドア等の開閉体との間に挟み込まれた異物を検知するための長尺センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、所謂ワンボックスカー等の車両においては、乗員の乗降口を大きく開閉して乗降の便を向上させるとともに、ドアをボディから離さないようにして、車両のボディに沿ってスライドするスライドドアを具備するものがある。そして、近年では、このスライドドアをモータ等を用いて自動開閉させるものが知られている。
【０００３】
このようなドアの開閉システムにおいては、スライドドアの自動閉鎖動作中に何らかの異物（例えば、人体や衣服等）を挟み込まないようにする必要がある。そのため、異物を検知するセンサと、当該センサによって異物が検知された際に、スライドドアを停止させるとともに、開方向へと逆転制御する機構が設けられている。ここで、異物を検知するセンサとしては、復元性を有する中空状の絶縁体カバーと、当該絶縁体カバー内に設けられた相互に非接触状態の複数の電極線とからなるコードスイッチを、スライドドアの前側端縁部に設ける方法が知られている（例えば、特許文献１等参照）。当該技術について詳述すると、異物がボディ開口部及びスライドドア間に存在する場合には、スライドドアの閉鎖動作に伴い異物端縁部によってコードスイッチが押圧され、絶縁体カバー内部の電極線同士が接触し、短絡が生じる。そして、短絡が検知された際には、異物が存在するものと検知される。
【０００４】
しかしながら、上記技術において、異物の検知は、電極線同士の接触が起こる程度の比較的大きな荷重が前記コードスイッチに加わることによって初めて可能となる。従って、異物が検知されるまでに、異物又はコードスイッチに対向するボディ側の部分に対して大きな荷重が加わってしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、上記不具合を解消すべく、静電容量式のセンサが提案されている（例えば、特許文献２等参照）。静電容量式のセンサは、静電容量が変化することに基づいて異物を検知するものである。そのため、静電容量式のセンサは、異物とは非接触な状態でも異物の検知が可能であり、また、異物と接触した場合においても、比較的早い段階で異物が検知可能であって、異物やボディ側の部分に対しても大きな荷重が加わるようなことはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１２３２０２号公報
【特許文献２】特開２００７−１８８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、静電容量式センサに対して静電容量が比較的小さな異物（例えば、プラスチック等の絶縁体）が接近した場合、静電容量の変化は比較的小さい。また、静電容量が大きな材料であっても、小さな部位での接触によっては（接触面積の小さな接触では）静電容量の変化をとらえきれない場合がある。そのため、静電容量の変化量が比較的小さな場合等であっても異物の接触・接近が検知できるように、検知に用いる閾値を高く設定することが考えられる。
【０００８】
なお、静電容量式センサにおいては、降雨等によってセンサやセンサ周辺に水が付着してしまうと、静電容量が変化してしまう。そのため、上述のように閾値を高く設定すると、水滴の付着により、異物が存在するとの誤判定を頻発してしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、誤判定が生じにくく、また、静電容量の変化量が小さな場合等であっても異物を感度よく検知することができる静電容量式の長尺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】
【００１０】
以下、上記目的を解決するのに適した各手段につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。
【００１１】
手段１．車両本体に設けられた開口部を開閉可能な開閉体の金属製の縁部に取着される取付基部と、
前記取付基部から前記開口部周縁側に向けて膨出し、内部に中空部を有する表皮カバー部と、
可撓性を有する絶縁体、及び、前記絶縁体の少なくとも一部を挟んで相対向する一対の板状の電極を有し、前記中空部内に配設されるセンサ本体と
を備える長尺センサであって、
前記一対の板状の電極のうち、
第１の電極は、前記開口部周縁側において、前記絶縁体に埋設、又は、前記絶縁体の表面に取着され、
前記第１の電極とは異なる第２の電極は、前記第１の電極よりも前記取付基部側に設けられ、
前記中空部内において、前記第２の電極と前記取付基部との間に間隙部が設けられるとともに、前記取付基部をアースとしてのマイナス極とし、
前記第２の電極をプラス極とし、前記第１の電極をマイナス極とし、
前記両電極間の静電容量の変化、及び、前記第２の電極と前記アースマイナス極との間の静電容量の変化に基づき、異物の前記表皮カバー部への近接及び／又は接触を検知することを特徴とする長尺センサ。
【００１２】
上記手段１によれば、樹脂等の静電容量の小さな異物や、鉛筆等の細く、接触面積が小さな異物が接触した場合であっても、静電容量の変化を感度よく検知することができる。
【００１３】
また、上記手段１によれば、金属製の開閉体に取付ける取付基部をアースとしてのマイナス極とし、両電極のうち、取付基部側の第２の電極がプラス極とされており、第２の電極とアースマイナス極との間で静電容量が生じるようになっている。ここで、Ｃ＝ε0×ε×Ｓ／ｄ（Ｃ：静電容量、ε0：真空の比誘電率、ε：物体の持つ誘電率、Ｓ：電極面積、ｄ：電極間距離）の公式からもわかるように、第１の電極をプラス極とした場合と比較して、第２の電極をプラス極とした場合には、電極間距離（アースマイナス極までの距離）ｄがより小さくなるため、前記間隙部が潰れ変形した際（つまり、ｄが減少した際）に、静電容量がより大きく変化する。従って、異物が接触した場合には、両電極の接近に伴い、両電極間の静電容量が変化するとともに、間隙部の潰れ変形により、第２の電極とアースマイナス極との間における静電容量が大きく変化することとなる。従って、異物接触時における静電容量の変化量を非常に大きなものとすることができ、水滴の付着による誤判定が発生しないような閾値を設定した場合においても、異物を感度よく検知することができる。
【００１４】
尚、上記手段１による作用効果をより確実に発揮すべく、前記間隙部においては、前記第２の電極と前記取付基部との間の最大値を０．５ｍｍ以上とすることが望ましい。一方で、間隙部の潰れ変形量が同一であっても、第２の電極と取付基部との電極間距離ｄを大きくするに従って両者の間における静電容量の変化量は減少してしまう。従って、前記間隙部における、第２の電極と取付基部との間の最大値は３．０ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００１５】
手段２．前記取付基部の前記中空部側の面に、前記センサ本体の前記第２の電極の両側部近傍に当接して支持し、前記第２の電極との間に前記間隙部を形成する凸部を設けたことを特徴とする手段１に記載の長尺センサ。
【００１６】
上記手段２によれば、前記凸部によって間隙部の形状維持を図ることができるため、間隙部を設けたことによる上述の作用効果がより確実に奏されることとなる。また、間隙部が潰れ変形した後に間隙部をより確実に復帰させることができる。
【００１７】
手段３．前記表皮カバー部と前記センサ本体との間に空間部が設けられるとともに、
前記表皮カバー部の内周面、前記取付基部の前記中空部側の面、及び、前記センサ本体の外周面のうちのいずれかから突出する突部を設け、前記表皮カバー部に対する前記センサ本体の相対回転を規制可能に構成したことを特徴とする手段１又は２に記載の長尺センサ。
【００１８】
上記手段３によれば、第２の電極と取付基部との間の間隙部が確実に形成され、手段１と同様の作用効果をより確実に発揮できる。
【００１９】
また、空間部を設けた場合、表皮カバー部に対するセンサ本体の相対回転が懸念されるが、上記手段３によれば、表皮カバー部の内周面やセンサ本体の外周面等から突出する突部によって、表皮カバー部に対するセンサ本体の相対回転を規制することができる。これにより、長尺センサを開閉体に取付ける際などにおいて、表皮カバー部に対してセンサ本体がねじれて配置されてしまうことを防止できる。その結果、センサ本体の有する異物検知性能を十分に発揮させることができる。
【００２０】
手段４．前記絶縁体をオレフィン系熱可塑性エラストマーにより形成するとともに、
前記取付基部をカーボンを含有するＥＰＤＭソリッドゴム、前記表皮カバー部をカーボンを含有するＥＰＤＭスポンジゴムにより形成したことを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の長尺センサ。
【００２１】
上記手段４によれば、両電極間の間に位置する絶縁体がオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）により形成され、取付基部がカーボンを含有するＥＰＤＭソリッドゴムにより形成される。そのため、絶縁体や間隙部が潰れ変形した際に、両電極間の静電容量や第２の電極と取付基部との間の静電容量をより一層大きく変化させることができる。その結果、異物の検知精度の更なる向上を図ることができる。
【００２２】
また、表皮カバー部をカーボンを含有するＥＰＤＭスポンジゴムにより形成することで、表皮カバー部の比誘電率を比較的大きく（例えば、１０〜１５程度に）することができる。従って、異物の接触に伴う表皮カバー部の変形量が僅かなものであっても、静電容量をより大きく変化させることができ、ひいては検知精度のより一層の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】スライドドアを具備する車両を示す斜視図である。
【図２】ＥＣＵ等の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１におけるＪ−Ｊ線断面図である。
【図４】長尺センサの拡大断面図である。
【図５】（ａ）は、水滴が表皮カバー部に接触した状態を示す長尺センサの拡大断面図であり、（ｂ）は、異物が長尺センサに接近した状態を示す長尺センサの拡大断面図である。
【図６】異物が接触状態にあるときの長尺センサの拡大断面図である。
【図７】別の実施形態における長尺センサの拡大断面図である。
【図８】別の実施形態における長尺センサの拡大断面図である。
【図９】別の実施形態における長尺センサの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１はスライドドアを搭載した車両の概略斜視図である。同図に示すように、車両１は、そのボディ側面に金属製のスライドドア２（本発明の「開閉体」に相当し、以下、単に「ドア」と称することもある）を有している。当該スライドドア２は、ボディ側面の中央部に設けられたスライドレール３と、ボディ側面の天井部側及び床部側に設けられた図示しないスライドレールとによって、ボディ側面に支持されている。当該スライドドア２は、ボディ側面に示される開口部としての乗降口４を全閉した図示する全閉位置と、乗降口４を全開した全開位置（図中の二点鎖線参照）との間に亘ってボディ側面に沿ってスライドし、乗降口４を開閉できるように構成されている。尚、前記スライドドア２は、車両１の構成部品を介して接地（アース）された状態となっている。
【００２６】
また、ボディのドアピラー５の後端面とスライドドア２の前方側サイドパネルとの間には、ボディとスライドドア２とを係合する図示しないロック機構が設けられている。そして、スライドドア２が図示する全閉位置までスライドされると、スライドドア２は、このロック機構により、全閉位置でロックされるように構成されている。
【００２７】
また、前記スライドドア２の内部には、自動開閉機構（図示せず）が設けられている。当該自動開閉機構は、少なくとも全開位置にあるスライドドア２を全閉位置までスライド動作させる。加えて、自動開閉機構は、図２に示すように、スライドドア２の開閉動作を行う駆動モータ１１と、当該駆動モータ１１を駆動制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）１２とを備えている。ＥＣＵ１２には、運転席に配設される操作スイッチ１３や、車両室内に配置されるリモートコントローラ（リモコン）スイッチ１４等から閉鎖指令信号等が入力されるようになっている。また、ＥＣＵ１２には、駆動モータ１１或いは別途の図示しない検出センサからの信号に基づき、スライドドア２の位置が現在どの程度であるのかが（全開位置、全閉位置をも含めて）把握可能となっている。
【００２８】
尚、乗降口４が開状態（例えば、スライドドア２が全開位置）にあるときに、閉鎖指令信号が入力された場合、ＥＣＵ１２は、前記駆動モータ１１を正転駆動制御する。これにより、スライドドア２が全閉位置までスライド動作され、全閉位置にてロックされるようになっている。そして、ロックが完了すると、駆動モータ１１の動作が停止される。
【００２９】
さらに、本実施形態では、スライドドア２と乗降口４周縁との隙間に異物が存在していることを検知可能な長尺センサ２１が設けられている。当該長尺センサ２１は、静電容量計測手段１５に電気的に接続されており、静電容量計測手段１５は、前記ＥＣＵ１２に対して電気的に接続されている。ここで、静電容量計測手段１５は、後述する第１の電極２７１及び第２の電極２７２間の静電容量などを所定時間毎に計測可能に構成されており、計測された静電容量（に関する情報）がＥＣＵ１２に対して伝送されるようになっている。本実施形態において、前記ＥＣＵ１２は、直前に計測された静電容量（基準静電容量）に対する伝送された静電容量の変化割合が、予め設定された閾値よりも大きい場合に、スライドドア２と乗降口４周縁との隙間に異物が存在しているものと検知する。そして、駆動モータ１１の閉動作を一旦停止させるとともに、スライドドア２を開方向へと移動させる逆転駆動制御を行うようになっている。すなわち、ＥＣＵ１２は、停止制御手段としての機能をも発揮するよう構成されている。尚、前記閾値は、長尺センサ２１及びその周辺に水滴が付着した際に誤判定が発生しない（ＥＣＵ１２により異物が存在すると判定されない）ような値に設定されている。
【００３０】
次いで、長尺センサ２１等の詳細について説明する。図３は、スライドドア２の前端縁及びボディのドアピラー５等を示す図１のＪ−Ｊ線断面図である。図３に示すように、ボディのドアピラー５の後端側に沿って上下に延びるフランジ５ａには、ウエザストリップ３１が設けられている。ウエザストリップ３１は、スライドドア２が同図実線で示す全閉位置までスライドされたときに、ボディとスライドドア２との間をシールする。尚、スライドドア２の全閉直前においては、当該スライドドア２は、この全閉位置から図において斜め右上に位置する。
【００３１】
前記ウエザストリップ３１は、押出成形により得られるものであり、フランジ５ａに差し込み固定される取付基部３２と、中空状のシール部３３とを備えている。本実施形態において、取付基部３２はＥＰＤＭソリッドゴムにより形成され、シール部３３はＥＰＤＭスポンジゴムにより形成されている。そして、シール部３３が、スライドドア２のインナパネルにより押圧されて潰れ変形することでシール機能が発揮されるようになっている。
【００３２】
次に、長尺センサ２１について説明する。本実施形態において、長尺センサ２１は、ボディのドアピラー５と対向する、スライドドア２の前端部２ｂに取付けられている。長尺センサ２１は、図４に示すように、スライドドア２の前端部２ｂに固定される取付基部２２と、前記取付基部２２からドアピラー５側へと膨出する表皮カバー部２３とを備えている。尚、長尺センサ２１は、スライドドア２の前縦辺部ほぼ全域に亘って装着されている。これにより、スライドドア２がその全閉位置までスライドされる際に、ドアピラー５の後端側面及びこれに対向するスライドドア２の前端縁間の全域に亘って異物が存在しているか否かを検知可能となっている。
【００３３】
前記取付基部２２は、比誘電率の比較的大きな（例えば、７．０以上１３．０以下の）カーボンを含有したＥＰＤＭソリッドゴムを押出成形することにより形成されている。また、当該取付基部２２は、基底部２４と、当該基底部２４から前記表皮カバー部２３とは反対側へと延びる一対の側壁部２５Ａ，２５Ｂとから構成されている。加えて、前記基底部２４の両端縁には、ドアピラー５側へと突出する一対の突出部２４Ａ，２４Ｂが形成されている。本実施形態においては、前記突出部２４Ａ，２４Ｂのうち後述する中空部２６側の部位がテーパ状の傾斜面ＳＡ，ＳＢとなっている。加えて、前記取付基部２２には、金属製のインサート２２Ｎが埋設されている。
【００３４】
また、前記表皮カバー部２３は、前記基底部２４の突出部２４Ａ，２４Ｂからドアピラー５側へと膨出するようにして断面円弧状に形成されており、その内部には中空部２６が形成されている。加えて、表皮カバー部２３は、所定量のカーボンを含有してなるＥＰＤＭスポンジゴムにより形成されている。このため、表皮カバー部２３の比誘電率は、常温下において７．０以上（例えば、１０．０以上）と比較的大きくされている。また、表皮カバー部２３は比較的薄肉に形成されており、容易に変形可能となっている。
【００３５】
さらに、前記中空部２６内には、絶縁体２７０と、第１の電極２７１と、第２の電極２７２とを備え、長尺状をなすセンサ本体２７が配設されている。
【００３６】
前記絶縁体２７０は、可撓性を有するとともに、比誘電率が２．０以上４．０以下の材料〔例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）等〕を押出成形することにより形成されたものである。当該絶縁体２７０の内部には、長尺センサ２１の長手方向に沿って延びる空間２７０Ｓが設けられている。また、絶縁体２７０のうち、取付基部２２側には、一対の脚部２７０Ａ，２７０Ｂが設けられており、当該脚部２７０Ａ，２７０Ｂが前記基底部２４の傾斜面ＳＡ，ＳＢに当接している。そして、ドアピラー５側から押圧力が加えられた際に、前記脚部２７０Ａ，２７０Ｂの根元部分が屈曲し、ひいては前記センサ本体２７が基底部２４側へと接近するようになっている。尚、本実施形態では、前記絶縁体２７０の硬度が、ショアＡ値で３０度以上６０度以下とされている。
【００３７】
前記第１の電極２７１は、銅箔により形成された帯状（板状）の電極箔である。また、第１の電極２７１は、前記空間２７０Ｓよりも表皮カバー部２３側であって、絶縁体２７０の内部に配設されている。従って、第１の電極２７１の表面は、前記中空部２６に露出しないように構成されている。
【００３８】
前記第２の電極２７２は、第１の電極２７１と同様に銅箔により形成された帯状の電極箔である。第２の電極２７２は、前記絶縁体２７０の取付基部２２側内部に設けられており、前記空間２７０Ｓを挟んで前記第１の電極２７１と相対向している。
【００３９】
さらに、前記表皮カバー部２３の内周面のうち前記基底部２４側には、前記センサ本体２７側へと突出する突部２３Ａ，２３Ｂが形成されている。また、当該突部２３Ａ，２３Ｂ同士の間隔は、前記脚部２７０Ａ，２７０Ｂの先端同士の間隔よりも狭くされている。これにより、前記突部２３Ａ，２３Ｂよりもドアピラー５側への脚部２７０Ａ，２７０Ｂの相対移動が規制され、ひいては表皮カバー部２３に対するセンサ本体２７の相対回転が規制されている。
【００４０】
また、本実施形態では、前記センサ本体２７の基底部２４側表面と取付基部２２（基底部２４）表面との間に間隙部２８が形成されている。加えて、当該間隙部２８においては、第２の電極２７２と取付基部２２との間の間隔の最大値が０．５ｍｍ以上とされている。
【００４１】
さらに、第２の電極２７２は、図示しない電荷供給装置に電気的に接続されており、当該電荷供給装置から所定の電荷が供給されている。一方で、前記第１の電極２７１は、接地（アース）されている。すなわち、第２の電極２７２がプラス極とされる一方で、第１の電極２７１がマイナス極とされ、両電極２７１，２７２によりコンデンサが構成されている。さらに、第２の電極２７２と接地された前記取付基部２２（アースマイナス極）とによりコンデンサが構成されている。また、第２の電極２７２には、前記静電容量計測手段１５が接続されており、静電容量計測手段１５によって、少なくとも両電極２７１，２７２間の静電容量と、第２の電極２７２及び前記取付基部２２のアースマイナス極の間の静電容量とを加算したものが計測されるようになっている。尚、センサ本体２７０の周辺に異物が接近した場合、静電容量計測手段１５により計測される静電容量は、異物の有する静電容量の分だけ変化することとなる。
【００４２】
尚、前記中空部２６内において、前記表皮カバー部２３の内周面と、前記センサ本体２７（絶縁体２７０）の表皮カバー部２３側表面との間には、空気で満たされた空間部２９が設けられている。さらに、当該空間部２９においては、表皮カバー部２３と第１の電極２７１と間の間隔の最大値が０．５ｍｍ以上とされている。
【００４３】
次に、図５及び図６を用いて、上述した長尺センサ２１による異物の検知方法について説明する。尚、図５（ａ）は、水滴ＤＷが長尺センサ２１（表皮カバー部２３）に付着した状態（水滴接触状態）を示しており、図５（ｂ）は、人体等、静電容量の比較的大きな異物Ｓ１が長尺センサ２１に接近した状態を示している。また、図６は、異物Ｓ２（例えば、ペン先等、サイズが比較的小さい絶縁物）が表皮カバー部２３に対して接触した状態（接触状態）を示している。
【００４４】
図５（ａ）に示すように、水滴ＤＷが長尺センサ２１に付着した場合、水滴ＤＷとセンサ本体２７との間には、空気で満たされ、比誘電率の比較的低い空間部２９が介在している。このため、静電容量計測手段１５によって計測される静電容量の変化量は比較的小さなものとなる。従って、静電容量の変化割合は、前記予め設定された閾値よりも小さなものとなり、ＥＣＵ１２は、異物が存在しないものと判断する（つまり、ＥＣＵ１２は、長尺センサ２１に付着した水滴ＤＷを異物とは判断しないこととなる）。
【００４５】
これに対して、図５（ｂ）に示すように、人体等の異物Ｓ１が長尺センサ２１に近接したときにおいて、異物Ｓ１は水分含有量が比較的多いため、前記空間部２９が介在していても、静電容量の変化量は十分に大きなものとなる。従って、異物Ｓ１が接近した場合には、静電容量の変化割合が前記閾値を超えることとなり、ＥＣＵ１２は、異物が存在するものと判断することとなる。すなわち、人体等の異物Ｓ１については、長尺センサ２１に接近した段階で検知されるようになっている。
【００４６】
一方、絶縁物や水分含有量が比較的少ないもの、或いは、サイズが比較的小さいものである異物Ｓ２が接触した場合には、静電容量の変化量が比較的小さなものとなる。そのため、静電容量の変化割合が、前記閾値よりも小さなものとなり得る。
【００４７】
この場合、図６に示すように、異物Ｓ２が長尺センサ２１に接近しただけでは異物Ｓ２を検知することができず、異物Ｓ２は長尺センサ２１（表皮カバー部２３）に対して接触することとなる。このとき、絶縁体２７０が空気よりも大きな比誘電率を有することから、両電極２７１，２７２間の間隙がわずかに減少しただけでも、両電極２７１，２７２間の静電容量が大きく変化する。また、前記脚部２７０Ａ，２７０Ｂの付根部分が屈曲し、前記間隙部２８が潰れる。このとき、基底部２４が比較的大きな比誘電率を有し、また、第２の電極２７２とドア２端縁部との距離が比較的小さいことから、両者間の距離が減少したときの静電容量の変化量は非常に大きなものとなる。従って、両電極２７１，２７２間の静電容量、及び、第２の電極２７２及び取付基部２２間の静電容量はともに大きく変化するため、静電容量の変化割合が非常に大きなものとなる。その結果、ＥＣＵ１２は、異物Ｓ２が存在するものと検知する。
【００４８】
以上詳述したように、本実施形態によれば、人体等の異物Ｓ１が接近した場合には、静電容量が比較的大きく変化することとなる。すなわち、人体等の異物Ｓ１については、非接触状態で感度よく検知することができる。
【００４９】
また、両電極２７１，２７２のうち、アースマイナス極である取付基部２２に近接する第２の電極２７２がプラス極とされており、第２の電極２７２と取付基部２２との間で静電容量が生じるようになっている。ここで、Ｃ＝ε0×ε×Ｓ／ｄ（Ｃ：静電容量、ε0：真空の比誘電率、ε：物体の持つ誘電率、Ｓ：電極面積、ｄ：電極間距離）の公式からもわかるように、第１の電極２７１に電荷を供給した（第１の電極２７１をプラス極とした）場合と比較して、第２の電極２７２に電荷を供給した（第２の電極２７２をプラス極とした）場合には、アースマイナス極との距離ｄがより小さくなるため、間隙部２８が潰れ変形した際（つまり、ｄが減少した際）に、静電容量がより大きく変化する。従って、異物が接触した場合には、両電極２７１，２７２の接近に伴い、両電極２７１，２７２間の静電容量が変化するとともに、間隙部２８の潰れ変形により、第２の電極２７２と取付基部２２（ドア２）との間における静電容量が大きく変化することとなる。従って、異物接触時における静電容量の変化量を非常に大きなものとすることができ、水滴の付着による誤判定が発生しないような閾値を設定した場合においても、静電容量の比較的小さな異物Ｓ２を感度よく検知することができる。
【００５０】
さらに、表皮カバー部２３とセンサ本体２７との間に空間部２９が形成されているため、センサ本体２７を中空部２６内に配置しやすくなっている。
【００５１】
一方、間隙部２８や空間部２９が形成されていると、センサ本体２７は中空部２６内で安定しない。これに対して、本実施形態では、表皮カバー部２３の内周面から突出する突部２３Ａ，２３Ｂによって、表皮カバー部２３に対するセンサ本体２７の相対回転を規制している。これにより、長尺センサ２１をドア２に取付ける際などにおいて、表皮カバー部２３に対してセンサ本体２７がねじれて配置されてしまうことを防止でき、その結果、センサ本体２７の有する異物検知性能を十分に発揮させることができる。
【００５２】
また、絶縁体２７０に設けられた可撓性を有する脚部２７０Ａ，２７０Ｂによって、間隙部２８が潰れた後に間隙部２８を確実に復帰させることができる。これにより、異物のより一層確実な検知を図ることができる。さらに、脚部２７０Ａ，２７０Ｂによって間隙部２８の形状維持を図ることができるため、間隙部２８を設けたことによる上述の作用効果がより確実に奏されることとなる。
【００５３】
さらにまた、両電極２７１，２７２間の間に位置する絶縁体がＴＰＯにより形成されるとともに、アースマイナス極としての取付基部２２がカーボン含有のＥＰＤＭソリッドゴムにより形成されている。このため、絶縁体２７０や間隙部２８が潰れ変形した際に、両電極２７１，２７２間の静電容量や第２の電極２７２と取付基部２２との間の静電容量をより一層大きく変化させることができる。その結果、異物の検知精度の更なる向上を図ることができる。
【００５４】
加えて、表皮カバー部２３がカーボンを含有するため、異物の接触に伴う表皮カバー部２３の変形量が僅かなものであっても、静電容量をより大きく変化させることができる。従って、検知精度のより一層の向上を図ることができる。
【００５５】
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００５６】
（ａ）上記実施形態では、絶縁体２７０の脚部２７０Ａ，２７０Ｂが基底部２４の幅方向に沿って延びるとともに、当該脚部２７０Ａ，２７０Ｂが基底部２４の傾斜面ＳＡ，ＳＢに当接することで、センサ本体２７に押圧力が加わった際に、間隙部２８が潰れるように構成されている。これに対して、図７に示すように、絶縁体３７０の脚部３７０Ａ，３７０Ｂを基底部３５の幅方向に対して斜め方向に延びる断面略ハの字状に形成することで、センサ本体３７に押圧力が加わった際に、間隙部３８が潰れるように構成することとしてもよい。
【００５７】
（ｂ）上記実施形態では、表皮カバー部２３に対するセンサ本体２７の相対回転を規制すべく、表皮カバー部２３の内周面からセンサ本体２７側へと延びる突部２３Ａ，２３Ｂが設けられている。これに対して、図７に示すように、取付基部３４の内周面（中空部側の面）から突出する突部３４Ａ，３４Ｂを設けることで、表皮カバー部３６に対するセンサ本体３７の相対回転を規制することとしてもよい。
【００５８】
また、突部を設ける部位は表皮カバー部２３（３６）や取付基部２２（３４）に限定されるものではなく、例えば、絶縁体２７０（３７０）の外周面から表皮カバー部２３（３６）側へと突出するようにして突部を設けることとしてもよい。
【００５９】
（ｃ）上記実施形態では特に記載していないが、図８に示すように、表皮カバー部３６の内周面から突出し、絶縁体３７０の外周面と当接する支持部４１Ａ，４１Ｂを設けることで、表皮カバー部３６を支持することとしてもよい。この場合には、表皮カバー部３６が潰れ変形した後の表皮カバー部３６の復帰性を高めることができるとともに、空間部３９の形状維持を図ることができる。その結果、異物をより一層確実に検知することができる。
【００６０】
尚、異物の接触時において表皮カバー部３６の潰れ変形を阻害しない位置に支持部４１Ａ，４１Ｂを配設することが好ましい。従って、同図に示すように、表皮カバー部３６のうち取付基部３４からドアピラー５側へと延びる側壁部３６Ａ，３６Ｂと両者を連結する連結部３６Ｃとの境界部分からセンサ本体３７側へと突出するようにして支持部４１Ａ，４１Ｂを設けることとしてもよい。この場合には、表皮カバー部３６が潰れ変形した際に、支持部４１Ａ，４１Ｂの先端部の間隔が開き、支持部４１Ａ，４１Ｂは異物の接触方向と略同一の方向へと向くこととなる。このため、表皮カバー部３６をより容易に潰れ変形させることができ、異物の検知精度を十分に確保することができる。
【００６１】
（ｄ）上記実施形態では、間隙部２８を形成すべく、絶縁体２７０に脚部２７０Ａ，２７０Ｂが設けられているが、図９に示すように、中空部５６内において、取付基部５２（基底部５４）から表皮カバー部５３側へと突出する凸部５４Ａ，５４Ｂを設けることで、間隙部５８を設けることとしてもよい。尚、図９において、凸部５４Ａ，５４Ｂは断面略円形状をなしているが、異物の接触時において間隙部５８をより容易に潰れ変形させるべく、前記凸部を異物の接触方向と交差する方向へと延びる板状に形成することとしてもよい。
【００６２】
（ｅ）上記実施形態では、ＥＣＵ１２は、静電容量の変化割合に基づいて異物を検知しているが、静電容量の変化量に基づいて異物を検知することとしてもよい。また、第２の電極２７２に発振回路を電気的に接続するとともに、前記静電容量測定手段に代えて、静電容量の経時変化にかかる前記発振回路からの発振出力に応じた周波数信号を計測する周波数計測手段を設け、当該周波数計測手段によって計測された周波数信号に基づいて、異物を検知することとしてもよい。
【００６３】
（ｆ）上記実施形態では、第１、第２の電極２７１，２７２は銅箔により形成されているが、両電極２７１，２７２を、導電率の高い他の金属材料やカーボン含有材料（導電性樹脂）等により形成することとしてもよい。また、両電極２７１，２７２を、平板状をなす網状の銅線に形成することとしてもよい。さらに、両電極２７１，２７２を、絶縁体２７０の表面に金属材料を塗装することで設けることとしてもよい。加えて、塗装に際して所定のパターンを形成することとしてもよい。但し、異物の検知精度を向上させるという観点からは、両電極２７１，２７２を優れた導電性能を有する材料（例えば、金や銅等）により形成することがより好ましい。
【００６４】
（ｇ）上記実施形態では、絶縁体２７０の内部に第１の電極２７１が配設されているが、絶縁体２７０の表皮カバー部２３側表面に第１の電極２７１を取着することとしてもよい。
【００６５】
（ｈ）上記実施形態では、絶縁体２７０を形成する素材として、ＴＰＯが例示されているが、ＥＰＤＭスポンジゴムなど、他の可撓性を有する素材により絶縁体２７０を形成することとしてもよい。
【００６６】
（ｉ）上記実施形態において、取付基部２２はインサート２２Ｎを備えて構成されているが、インサート２２Ｎを省略することとしてもよい。
【００６７】
（ｊ）上記実施形態では、ボディ側面に設けられた乗降口４を開閉するためのスライドドア２を有する場合について具体化している。つまり、上記実施形態における開閉体はスライドドア２とされている。これに対し、本発明の技術思想を他の開閉体（例えば、非スライドタイプ）に適用することとしてもよい。他の開閉体としては、例えば、上部が支持されているハッチバックタイプのバックドアや、車両天井部を開閉するスライディングルーフ、ドアの窓部を開閉するドアガラス等を挙げることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１…車両、２…スライドドア（開閉体）、４…乗降口（開口部）、２１…長尺センサ、２２，３４，５２…取付基部、２３…表皮カバー部、２３Ａ，２３Ｂ，３４Ａ，３４Ｂ…突部、２６，５６…中空部、２７，３７…センサ本体、２８，３８，５８…間隙部、２９，３９…空間部、４１Ａ，４１Ｂ…支持部、５４Ａ，５４Ｂ…凸部、２７０，３７０…絶縁体、２７０Ａ，２７０Ｂ，３７０Ａ，３７０Ｂ…脚部、２７１…第１の電極、２７２…第２の電極。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両本体に設けられた開口部を開閉可能な開閉体の金属製の縁部に取着される取付基部と、
前記取付基部から前記開口部周縁側に向けて膨出し、内部に中空部を有する表皮カバー部と、
可撓性を有する絶縁体、及び、前記絶縁体の少なくとも一部を挟んで相対向する一対の板状の電極を有し、前記中空部内に配設されるセンサ本体と
を備える長尺センサであって、
前記一対の板状の電極のうち、
第１の電極は、前記開口部周縁側において、前記絶縁体に埋設、又は、前記絶縁体の表面に取着され、
前記第１の電極とは異なる第２の電極は、前記第１の電極よりも前記取付基部側に設けられ、
前記中空部内において、前記第２の電極と前記取付基部との間に間隙部が設けられるとともに、前記取付基部をアースとしてのマイナス極とし、
前記第２の電極をプラス極とし、前記第１の電極をマイナス極とし、
前記両電極間の静電容量の変化、及び、前記第２の電極と前記アースマイナス極との間の静電容量の変化に基づき、異物の前記表皮カバー部への近接及び／又は接触を検知することを特徴とする長尺センサ。
【請求項２】
前記取付基部の前記中空部側の面に、前記センサ本体の前記第２の電極の両側部近傍に当接して支持し、前記第２の電極との間に前記間隙部を形成する凸部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の長尺センサ。
【請求項３】
前記表皮カバー部と前記センサ本体との間に空間部が設けられるとともに、
前記表皮カバー部の内周面、前記取付基部の前記中空部側の面、及び、前記センサ本体の外周面のうちのいずれかから突出する突部を設け、前記表皮カバー部に対する前記センサ本体の相対回転を規制可能に構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の長尺センサ。
【請求項４】
前記絶縁体をオレフィン系熱可塑性エラストマーにより形成するとともに、
前記取付基部をカーボンを含有するＥＰＤＭソリッドゴム、前記表皮カバー部をカーボンを含有するＥＰＤＭスポンジゴムにより形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の長尺センサ。
【請求項１】
車両本体に設けられた開口部を開閉可能な開閉体の金属製の縁部に取着される取付基部と、
前記取付基部から前記開口部周縁側に向けて膨出し、内部に中空部を有する表皮カバー部と、
可撓性を有する絶縁体、及び、前記絶縁体の少なくとも一部を挟んで相対向する一対の板状の電極を有し、前記中空部内に配設されるセンサ本体と
を備える長尺センサであって、
前記一対の板状の電極のうち、
第１の電極は、前記開口部周縁側において、前記絶縁体に埋設、又は、前記絶縁体の表面に取着され、
前記第１の電極とは異なる第２の電極は、前記第１の電極よりも前記取付基部側に設けられ、
前記中空部内において、前記第２の電極と前記取付基部との間に間隙部が設けられるとともに、前記取付基部をアースとしてのマイナス極とし、
前記第２の電極をプラス極とし、前記第１の電極をマイナス極とし、
前記両電極間の静電容量の変化、及び、前記第２の電極と前記アースマイナス極との間の静電容量の変化に基づき、異物の前記表皮カバー部への近接及び／又は接触を検知することを特徴とする長尺センサ。
【請求項２】
前記取付基部の前記中空部側の面に、前記センサ本体の前記第２の電極の両側部近傍に当接して支持し、前記第２の電極との間に前記間隙部を形成する凸部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の長尺センサ。
【請求項３】
前記表皮カバー部と前記センサ本体との間に空間部が設けられるとともに、
前記表皮カバー部の内周面、前記取付基部の前記中空部側の面、及び、前記センサ本体の外周面のうちのいずれかから突出する突部を設け、前記表皮カバー部に対する前記センサ本体の相対回転を規制可能に構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の長尺センサ。
【請求項４】
前記絶縁体をオレフィン系熱可塑性エラストマーにより形成するとともに、
前記取付基部をカーボンを含有するＥＰＤＭソリッドゴム、前記表皮カバー部をカーボンを含有するＥＰＤＭスポンジゴムにより形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の長尺センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−５４２８９（Ｐ２０１１−５４２８９Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９９３７２（Ｐ２００９−１９９３７２）
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
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