JP2006090032A - 自動開扉装置のスイッチ装置及びスイッチモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 美観を損なわず、操作部の防水性及び操作性に優れた自動開扉装置のスイッチ装置及びスイッチモジュールを提供する。
【解決手段】 ドア機構と連動して開扉されるドアの一部に装着された検知電極１２と、この検知電極１２の検出面側を覆う外装部品５と、検知電極１２へ人体の一部が接近することによる検知電極１２と接地との間の容量変化を検出してドア機構を作動させる検出回路１６と、外装部品５の内側に装着されて外装部品５の内側の面と共に検知電極１２及び検出回路１６を内部に密封する防水ケース１９と、この防水ケース１９の内部に収容された検出回路１６と外部の回路とを電気的に接続するコネクタ１７とを備え、モジュール化した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車、電車、家屋等のドアに装備される自動開扉装置のスイッチ装置及びスイッチモジュールに関する。

従来より、この種の自動開扉装置として、自動車に応用したものが特許文献１に開示されている。ここに開示された装置は、自動車のバックドアの開閉制御装置であり、バックドアを自動開閉する機構を構成する電動機及びソレノイド弁を、手動又は遠隔操作でオン、オフ制御することにより、バックドアを自動又は手動で開閉できるようにし、これにより車椅子や松葉杖を使用している等の筋力の弱い操作者であっても、バックドアの開閉を容易にしようとするものである。
特開２０００−１５８９４７号公報、段落０００８、０００９、図１

上述した従来の自動車のバックドアの開閉制御装置では、自動開閉機構をオン、オフするためのスイッチについての詳細が示されていないが、一般的には、電気的接点を備えたスイッチが使用される。このようなスイッチは、自動車の外観に表れると美観を損ね、また、防水性も必要であることから、ドアのノブの内側等に埋め込まれることになる。しかし、そのような位置にスイッチがあると、両手が荷物でふさがっている場合や身体不自由者にとって操作がし難いという欠点がある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、美観を損なわず、操作部の防水性及び操作性に優れた自動開扉装置のスイッチ装置及びスイッチモジュールを提供することを目的とする。

本発明に係る自動開扉装置のスイッチ装置は、ドア開扉機構によって開扉されるドアの一部に検知電極が装着され、前記検知電極へ人体の一部が接近することによる前記検知電極と接地との間の容量変化を検出して前記ドア機構を作動させるものであって、前記検知電極の検出面側を前記容量変化の検出が可能な厚さの外装部品で覆ったことを特徴とする。

また、本発明に係る自動開扉装置のスイッチモジュールは、ドア機構と連動して開扉されるドアの一部に装着された検知電極と、この検知電極の検出面側を覆う外装部品と、前記検知電極へ人体の一部が接近することによる前記検知電極と接地との間の容量変化を検出して前記ドア機構を作動させる検出回路と、前記外装部品の内側に装着されて前記外装部品の内側の面と共に前記検知電極及び前記検出回路を内部に密封する防水ケースと、この防水ケースの内部に収容された検出回路と外部の回路とを電気的に接続するコネクタとを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ドアの開扉のためのドア機構をオン状態とするためのスイッチを、人体の一部の接近を検出するための検知電極により構成し、この検知電極を、制御対象であるドアに装着するようにしている。このような検知電極は、薄型であるため、外装部品の裏側に配置することで、全体の美観を損なわずに広い検知面積でスイッチを形成することができ、操作部の防水性及び操作性に優れた自動開扉装置提供することができる。

また、本発明によれば、外装部品の裏側に検知電極が配置されているので、検知電極が外側にそのまま露出される場合に比べて、雨や雪などの天候による静電容量検知における外来ノイズの影響を削減することができる。

更に、検知電極、検出回路等を外装部品の裏側に配置した防水ケースの内部に収容することで、スイッチ装置を外装部品と共にモジュール化することができ、組立時に一括取付けが可能になり、作業工数を大幅に削減することができる。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明を自動車のバックドアの自動開扉装置に適用した第１の実施形態を示す図である。

自動車１のバックドア２の後端部の中央には、ライセンスプレート３が取り付けられるライセンスプレート取付部４が設けられている。このライセンスプレート取付部４には、上部に庇状に張り出した横長に延びる外装部品としてのガーニッシュ５が設けられ、このガーニッシュ５の裏側にガーニッシュ５と共に構成されるスイッチモジュール６が配置されている。

図２（ａ）はスイッチモジュール６の拡大正面図、図３は、図２におけるＡ−Ａ′断面を示している。

ガーニッシュ５の裏面には、横方向に延びる溝１１が形成され、この溝１１の内部に検知電極１２が装着されている。溝１１の部分のガーニッシュ５の厚みは、検知電極１２に人体の一部が近接したときに検知電極１２と接地との間の容量変化を十分に検出できる程度の厚み、例えば１〜１０ｍｍ程度に設定されている。検知電極１２は、ＦＰＣ１３の先端側の一方の面に形成された銅箔パターンからなる。ＦＰＣ１３には、照明装置１４を構成する光源としてのＬＥＤ１５と、検知回路及び光源駆動回路等を含む回路部品１６とが搭載されている。また、ＦＰＣ１３の基端側にはコネクタ１７が接続され、回路部品１６を、図示しないワイヤーハーネスを介して外部のコントロールボックスと接続可能な構成となっている。

照明装置１４は、検知電極１２に沿って配列された複数のＬＥＤ１５と、これらＬＥＤ１５からの光をガーニッシュ５の表面まで導く、検知電極１２と併設された横長のライトガイド１８とにより構成されている。複数のＬＥＤ１５は、例えば、図２に示すように、発光色の異なる２種類のＬＥＤ１５ａ，１５ｂを交互に配置してなる。

これらの検知回路１２、ＦＰＣ１３、ＬＥＤ１５及び回路部品１６は、防水ケース１９内に収容されている。防水ケース１９は、シール部材２０を介してガーニッシュ５の裏面に、内部を密閉した状態で装着されている。コネクタ１７は、防水ケース１９の基端側に、一部が露出するように装着されている。これにより、ガーニッシュ５と、防水ケース１９と、その内部に収容された構成要素とで、一体化されたスイッチモジュール６が形成されている。このスイッチモジュール６は、コネクタ１７が設けられた防水ケース１９の基端側から自動車のボディ２２の取付孔２３に挿入され、シール部材２１を介して自動車のボディ２２に液密に取り付けられている。

図４は、本実施形態のバックドアの自動開扉装置の電気的構成を示すブロック図である。

静電容量検知回路３１は、検知電極１２と接地との間の静電容量Ｃｘに応じた検知電圧を出力する。この検知回路３１は、例えば発振回路を内蔵し、検知電極１２によって生成される静電容量Ｃｘに応じて発振周波数又はデューティー比が変化する信号を生成するものである。この検知回路３１から出力される検知電圧は、コンパレータ３２の一方の入力端に入力されている。コンパレータ３２の他方の入力端には、判定電圧生成回路３３で生成された判定電圧が与えられている。コンパレータ３２は、検知電圧が所定の判定電圧を超えたときに検知信号を出力する。もし、判定電圧生成回路３３から出力される判定電圧が複数種類の場合には、コンパレータ３２は、人体の接近、接触等、段階的な検知信号を出力する。この検知信号はスイッチ制御回路３４に入力されている。

一方、この実施形態では、携帯型の送信機を内蔵したスマートキー３５からの電波を併用してバックドア２の開扉制御を行う。スマートキー３５は、識別番号（ＩＤ）情報を含む無線信号を所定の時間間隔で送出する。一方、車体側に設けられたスマートキー受信回路３６は、上述したＩＤ情報を含む無線信号を受信して、内部に記憶されたＩＤ情報との照合をし、運転者の個体認証を行う。認証完了の場合には、認証完了信号がスイッチ制御回路３４に与えられる他、図示しないロック機構を解除する。また、認証完了信号は、光源駆動回路３８にも供給され、光駆動回路３８は、認証完了、スイッチオン、モータ駆動中等を異なる照明パターンで表示するようにＬＥＤ１５を点灯制御する。

スイッチ制御回路３４は、認証完了信号が入力された状態でコンパレータ３２からの検知信号が入力されると、ドアオープン信号をオン状態としてモータ駆動回路３７に出力する。モータ駆動回路３７は、ドアオープン信号がオン状態となったらバックドア２の開閉駆動用のモータ３８の駆動を開始する。これにより、バックドア２が開扉動作に入る。バックドア２が完全開扉状態となったら、モータ駆動回路３７がこれを検出し、モータ駆動信号を立ち下げる。これにより、スイッチ制御回路３４と光源駆動回路３８はオフ状態となる。

図５は、各部の信号のタイミングチャート、図６は、本実施形態によるバックドア２の開扉例を示す図である。

まず図６（ａ）に示すように、ポケットにスマートキー３５を収容した運転者４１が自動車１に近づくと、スマート受信回路３６がこれを検出し、図５に示すように、認証完了信号を立ち上げるので、光源駆動回路３８は、ＬＥＤ１５を例えば照明パターンＡで点灯させる。この照明パターンＡとしては、例えば一方のＬＥＤ１５ａを点灯させるパターンとする。これにより、運転者４１は、バックドアオープン用のスイッチ（検知電極１２）がどの辺にあるのかを視認することができる。

次に、図６（ｂ）に示すように、運転者４１がＬＥＤ１５ａで照らされた位置を人体の一部（例えば手の甲等）でタッチすると、光源駆動回路３８は、図５に示すように、ＬＥＤ１５を照明パターンＢで点灯させる。この照明パターンＢとしては、ＬＥＤ１５ａに代えて、又はＬＥＤ１５ａに加えて、ＬＥＤ１５ｂを点灯させるパターンか、ＬＥＤ１５ａの輝度を増加させるようなパターンでも良い。これにより、運転者４１は、スイッチがオンになったことを視認することができる。これと同時に、スイッチ制御回路３４は、モータ駆動回路３７をオン状態にする。これにより、バックドア２が自動開扉され、図６（ｃ）に示すように、完全開扉状態とすることができる。バックドア２が自動開扉されている期間中は、図５に示すように、光源駆動回路３８は、ＬＥＤ１５を照明パターンＣで駆動する。照明パターンＣとしては、例えばＬＥＤ１５ｂを点滅させるようなパターンとする。これにより、バックドア２が開扉中であることを周囲に報知して、注意を促すことができる。

本実施形態の自動開扉装置によれば、図６に示すように、運転者４１が荷物４２を抱えているときでも、おおよその位置に体の一部、例えば手の甲等を軽く押しつけるだけで、バックドア２を開扉させることができる。そして、検知電極１２は薄型であり、ガーニッシュ５の裏側に配置が可能であり、全体の美観を損なわずに、広い検知面積でスイッチを形成することができる。そして、検知電極１２は、ガーニッシュ１２の裏側に配置され、雨や雪等による水滴が直接接触しないので、これによるノイズ要因を軽減することができる。また、スイッチ装置は、防水ケース１９によってモジュール化されているので、操作部の防水性を向上させることができる。また、スイッチの位置をＬＥＤ１５の点灯によって表示することにより、どの辺を接触すれば良いかが直ちに分かり、操作性の向上を図ることができる。

図７及び図８は、本発明の第２の実施形態に係る自動開扉装置のスイッチモジュール７の構成を示す図で、図７（ａ）は正面図、同図（ｂ）は下面図、図８は図７（ａ）のＢ−Ｂ′断面図である。

この実施形態が第１の実施形態と異なる点は、モジュール７内に検知電極１２の他に接地電極５１を設けた点と、ライセンスプレート３を照明するためのライセンス照明装置５２を設けた点である。

ガーニッシュ５３の裏面には、照明装置１４を挟んで横方向に延びる２本の溝１１，５４が形成されており、１本目の溝１１には、従来と同様の検知電極１２が添設され、２本目の溝５４には、接地電極５１が添設されている。これら検知電極１２及び接地電極５１は、図７（ａ）に示すように、照明装置１４の上下に横方向に平行に延び、中央が連結されたＦＰＣ５５の先端側の一方の面に形成された銅箔パターンからなる。ＦＰＣ５５には、第１の実施形態の電子部品に加えて、ライセンス照明装置５２を構成するＬＥＤ５６が実装されている。このＬＥＤ５６は、図７（ｂ）に下面図を示すように、横方向に複数並設されている。ライセンス照明装置５６は、この複数のＬＥＤ５６と防水ケース５８の下面に嵌合されたランププレート５９とからなり、ライセンスプレート３を上方から照明する。

この実施形態では、検知電極１２に隣接させて接地電極５１を設けているので、人体接近時の検知動作をより確実にすることができる。即ち、図９（ａ）に示すように、検知電極１２のみの場合、人体が電気的に対地アースに接続されていることを利用し、対地アースと回路のグランドの結合を介して、検知電極１２と人体の間に発生する静電容量Ｃｘを検知するようにしている。これに対し、本実施形態では、図９（ｂ）に示すように人体が電気的に対地アースに接続されていることに加えて、人体と回路のグランドの間に発生する静電容量Ｃｘ２によって、回路のグランドと直接結合されることが可能なため、検知感度が改善し、より確実な検知が可能になる。

また、この実施形態では、ライセンス照明装置５２等も追加され、先の実施形態よりもモジュールとしての機能性を更に高めている。

図１０は、本発明の第３の実施形態に係るスイッチモジュール８を示す図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は一部を拡大して示す図である。

この実施形態では、第２の実施形態の照明装置１４に使用したライトガイド１８を使用せずに、ガーニッシュ６１自体を光透過性部材６２で構成し、その表面にハーフミラー、マジックミラー、木目プリントなどの光透過性を有する表面化粧処理を行って表面化粧処理層６３を形成することにより、照明装置６４を形成した例である。

このように、光の透過性と表面化粧処理の視認性とを制御した化粧部品を使用することで、照明装置６４が消灯している場合には、ガーニッシュ６１の表面化粧処理層６３が視認され、照明装置６４が点灯しているときには、照明光が視認されるようにすることができる。従って、通常は照明装置６４を認識させず、必要な場合だけ照明装置６４を認識させることができ、スイッチの位置の秘匿性と美観保持性とを高めることができる。

図１１は、本発明の第４の実施形態に係るスイッチモジュール９を示す断面図である。

この実施態様では、ガーニッシュ７１側には電子部品を配置せず、防水ケース７２のライセンス照明装置７５側に電子部品を集中配置している。すなわち、ＦＰＣ７３の図中下面側には、ＬＥＤ１５とＬＥＤ５６とが配置され、これらＬＥＤ１５，５６とランププレート７６とでスイッチ用の照明装置７４とライセンス照明装置７５とを構成している。これら照明装置７４，７５の両側に下向きで検知電極１２と接地電極５１とが配置されている。これら検知電極１２及び接地電極５１は、ランププレート７６の両端の薄肉部で保護されていることが望ましい。なお、接地電極５１は本発明において必須ではない。

この構成によれば、バックドアとしては、ドアを開けるときに、多少スイッチに触り難くなるデメリットはあるものの、開扉状態ではむしろ触れやすくなること、及び、スイッチ表示用照明の光透過部材を、ライセンスランププレートの透明部材と兼ねることができ、構造が単純になるという効果を奏する。

なお、上記実施形態は、自動車のバックドアの開扉装置のスイッチモジュールであったが、自動車の他のドア、自動車以外の車両のドア、家の玄関のドアなどにも適用可能であることは言うまでもない。

本発明の第１の実施形態に係る自動開扉装置のスイッチモジュールを装着した自動車の背面図である。 同モジュールの正面図である。 図２におけるＡ−Ａ′断面図である。 同モジュールの電気的構成を示すブロック図である。 同モジュールの各部のタイミングチャートである。 同モジュールを利用した開扉操作を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る自動開扉装置のスイッチモジュールの正面図及び下面図である。 図７におけるＢ−Ｂ′断面図である。 同モジュールの動作を第１の実施形態の動作と比較して説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係るスイッチモジュールの断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るスイッチモジュールの断面図である。

符号の説明

１…自動車、２…バックドア、３…ライセンスプレート、４…ライセンスプレート取付部、５，５３，６１，７１…ガーニッシュ、６，７，８，９…スイッチモジュール、１２…検知電極、１３，５５，７３…ＦＰＣ、１４，６４，７４…照明装置、１５，５６…ＬＥＤ、１８…ライトガイド、１９，５８，７２…防水ケース。

Claims (9)

1. ドア開扉機構によって開扉されるドアの一部に検知電極が装着され、前記検知電極へ人体の一部が接近することによる前記検知電極と接地との間の容量変化を検出して前記ドア機構を作動させる自動開扉装置のスイッチ装置であって、
   前記検知電極の検出面側を前記容量変化の検出が可能な厚さの外装部品で覆ったことを特徴とする自動開扉装置のスイッチ装置。
2. 前記検知電極に沿って前記検知電極の位置を表示する照明装置が設けられていることを特徴とする請求項１記載の自動開扉装置のスイッチ装置。
3. 前記照明装置は、光源と、この光源からの光を前記外装部品の表面まで導く導光手段とを備えたものであることを特徴とする請求項２記載の自動開扉装置のスイッチ装置。
4. 前記外装部品は、前記照明装置の点灯時には前記照明装置からの光を透過し、前記照明装置の非点灯時には前記照明装置を視覚的に遮蔽する化粧部材であり、
   前記照明装置は、前記外装部品の内側に配置されている
   ことを特徴とする請求項２記載の自動開扉装置のスイッチ装置。
5. 前記外装部品の内側に前記検知電極に併設して接地電極が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の自動開扉装置のスイッチ装置。
6. ドア機構と連動して開扉されるドアの一部に装着された検知電極と、
   この検知電極の検出面側を覆う外装部品と、
   前記検知電極へ人体の一部が接近することによる前記検知電極と接地との間の容量変化を検出して前記ドア機構を作動させる検出回路と、
   前記外装部品の内側に装着されて前記外装部品の内側の面と共に前記検知電極及び前記検出回路を内部に密封する防水ケースと、
   この防水ケースの内部に収容された検出回路と外部の回路とを電気的に接続するコネクタと
   を備えたことを特徴とする自動開扉装置のスイッチモジュール。
7. 前記防水ケースの内部に、前記検知電極に沿って前記検知電極の位置を表示する照明装置と、この照明装置を駆動する照明駆動回路が収容されていることを特徴とする請求項６記載の自動開扉装置のスイッチモジュール。
8. 前記防水ケースの内部に、前記検知電極に併設して接地電極が設けられていることを特徴とする請求項６又は７記載の自動開扉装置のスイッチモジュール。
9. 前記ドアは自動車のバックドアであり、
   前記外装部品は、ライセンスプレートの近傍に設けられるガーニッシュであり、
   前記和防水ケースの内部には、前記ライセンスプレートを照明するライセンス照明装置とこれを駆動するライセンス照明駆動回路とが収容されている
   ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項記載の自動開扉装置のスイッチモジュール。

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