JP2007256136A - タッチセンサ - Google Patents
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Abstract
【課題】確実且つ迅速に物体の当接を検出することのできるタッチセンサを提供する。
【解決手段】タッチセンサ10は、線状の第一電極1と、第一電極1を絶縁性のある支持手段を介して内包し、物体の当接による外力によって弾性変形する筒状の第二電極2と、支持手段として、第一電極1を少なくとも1方向から支持し、第二電極2と連結する連結部材3と、を備える。そして、タッチセンサ10は、物体の当接によって変化する第一電極1と第二電極2との間の静電容量を出力する。
【選択図】図2
【解決手段】タッチセンサ10は、線状の第一電極1と、第一電極1を絶縁性のある支持手段を介して内包し、物体の当接による外力によって弾性変形する筒状の第二電極2と、支持手段として、第一電極1を少なくとも1方向から支持し、第二電極2と連結する連結部材3と、を備える。そして、タッチセンサ10は、物体の当接によって変化する第一電極1と第二電極2との間の静電容量を出力する。
【選択図】図2
Description
本発明は、物体の当接を検出するタッチセンサに関する。
建築物や、鉄道、自動車などの車両には、モータなどを用いて自動的にドアを開閉する電動開閉装置が備えられているものがある。このような電動開閉装置の閉扉作動中において、例えば、片開きドアの場合にはドア枠とドアとの間に、両開きドアの場合にはドアとドアとの間に、何らかの物体を挟みこむ可能性がある。こういった場合には、電動開閉装置は、閉扉作動を停止したり、開扉作動に変更したりすることが望ましい。従って、物体の挟み込みや、挟み込みに至る可能性のある物体のドアやドア枠への当接を検出するセンサが求められている。
下記に出典を示す特許文献1には、このようなセンサとしてのコードスイッチ、及び、このコードスイッチを用いた圧力感知装置が記載されている。このコードスイッチは、復元性ゴム又は復元比プラスチックからなる断面中空絶縁体の内面に沿って長手方向に、少なくとも2本の電極線が相互に電気的に接触しない状態で螺旋状に配置されたものである。このコードスイッチに押圧力が加わると中空絶縁体が変形して何れか2本以上の電極線同士が接触する。圧力感知装置は、電極線間の抵抗値や、電極線を流れる電流値などの変化によって、電極線の接触を検出し、押圧力が加わったか否かを検出する。
特許文献1に記載のコードスイッチや圧力感知装置は、簡単な構成で確実に加圧に対する検出が可能なものである。しかし、例えば上述したようなドアの電動開閉装置において、挟み込みに至る前に物体の接触を検出することは難しい。つまり、中空絶縁体のコードが押圧力によって潰れ始めた時点では、まだ電極線が接触しないために加圧の初期に物体の接触を検出することができない。
本願発明は上記課題に鑑みてなされたもので、確実且つ迅速に物体の当接を検出することのできるタッチセンサを提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明に係るタッチセンサの特徴構成は、線状の第一電極と、この第一電極を絶縁性のある支持手段を介して内包し、物体の当接による外力によって弾性変形する筒状の第二電極と、前記支持手段として、前記第一電極を少なくとも1方向から支持し、前記第二電極と連結する連結部材と、を備え、前記物体の当接によって変化する前記第一電極と前記第二電極との間の静電容量を出力する点にある。
この特徴構成によれば、筒状の第二電極が外力によって弾性変形することにより、第一電極と第二電極との距離が変動して、両電極間の静電容量が変化する。両電極間の静電容量は、両電極を介して出力されるので、本発明のタッチセンサに加わった外力が静電容量値の変化として出力されることになる。従って、この静電容量値、及びその変化量によって、当接の有無や当接による外力の大きさなどを判定することができる。
一般に静電容量を利用したセンサは、非接触検出などの用途に用いられる。非接触検出は、物体が当接に至る前に検出可能な点で優れたものである。その反面、他の要因の影響を受け易いという問題点も有する。例えば、雨などによる水滴によって、静電容量が変化することが知られている。このため、検出精度が悪くなる、環境に応じた補正処理が必要になるなどの課題を有している。
本発明のタッチセンサは、検出原理に静電容量を用いているが、物体の当接による機械的な変化を静電容量の変化として検出するため、他の要因の影響を受けにくい。従って、確実な検出が可能となる。
また、2つの電極間の距離の変動を静電容量の変化として検出するため、2つの電極線が接触する程度までコードが潰れてしまう前に、当接を検出することができる。従って、より迅速に当接を検出することができる。
本発明のタッチセンサは、検出原理に静電容量を用いているが、物体の当接による機械的な変化を静電容量の変化として検出するため、他の要因の影響を受けにくい。従って、確実な検出が可能となる。
また、2つの電極間の距離の変動を静電容量の変化として検出するため、2つの電極線が接触する程度までコードが潰れてしまう前に、当接を検出することができる。従って、より迅速に当接を検出することができる。
尚、本発明のタッチセンサは、第二電極をグラウンドに接続し、第一電極を静電容量検出回路に接続するとさらによい。ここで、第二電極が接続されるグラウンドは、静電容量検出回路のグラウンドと同電位である。このように接続すると、第一電極を内包する第二電極は、第一電極に対する優れたシールドとして機能する。本発明のタッチセンサは、線上の第一電極、筒状の第二電極を有していることからも明らかなように長尺なセンサである。一般に、このような長尺のセンサは、アンテナとして作用し、輻射ノイズを受信してその影響を受け易く、S/N比が悪くなるために出力を上げることも困難である。しかし、上記のごとく接続すれば、外来の輻射ノイズなどに対する耐性が強くなり、検出の信頼性が向上する。
また、この場合には実質的な信号出力は内包された第一電極のみが担うこととなるため、雨などによる水滴に対しても高い耐性を有する。第二電極側が水滴などの影響を受けたとしても、グラウンドに接続されているためにその影響は抑制される。
また、この場合には実質的な信号出力は内包された第一電極のみが担うこととなるため、雨などによる水滴に対しても高い耐性を有する。第二電極側が水滴などの影響を受けたとしても、グラウンドに接続されているためにその影響は抑制される。
また、筒状の第二電極が円筒状であるとよい。多方向からの加圧に対して均等に静電容量が変化するので、指向性に依存しないタッチセンサを構成することができる。逆に、意図的に指向性を持たせる場合にも、容易に第一電極の位置を変更することができる。
以上、説明したように、「線状の第一電極と、前記第一電極を支持する絶縁性のある支持手段と、前記第一電極を前記支持手段を介して内包し、物体の当接による外力によって弾性変形する筒状の第二電極とを備え、前記物体の当接によって変化する前記第一電極と前記第二電極との間の静電容量を出力する。」という本発明の基本的な特徴構成によって、確実且つ迅速に物体の当接を検出することのできるタッチセンサを提供することができる。
この基本的な特徴構成に加え、本特徴構成においては、上記支持手段が、前記第一電極を少なくとも1方向から支持し、前記第二電極と連結する連結部材である点を特徴とする。
本発明に係るタッチセンサは、この構成によりさらに下記の優れた作用効果を奏する。
本発明に係るタッチセンサは、この構成によりさらに下記の優れた作用効果を奏する。
本発明のタッチセンサは、線上の第一電極、筒状の第二電極を有していることからも明らかなように長尺なセンサである。従って、当接を検出したい部位に沿って配設されることが多い。つまり、タッチセンサは、長手方向に沿った少なくとも一線において、取り付けられる部位と接触することが多い。
一方、支持手段を介して第一電極と連結される第二部材の位置は、最も感度が低下する位置となる。第一電極が少なくとも1方向から支持される場合、この位置を、ドアなどの被検出物に取り付けられる際にこの被検出物に接触する位置(取り付け部)に一致させることができる。従って、本特徴構成によれば、当該取り付け部を除くほぼ全方位からの外力に対して、感度を有するタッチセンサを得ることができる。
一方、支持手段を介して第一電極と連結される第二部材の位置は、最も感度が低下する位置となる。第一電極が少なくとも1方向から支持される場合、この位置を、ドアなどの被検出物に取り付けられる際にこの被検出物に接触する位置(取り付け部)に一致させることができる。従って、本特徴構成によれば、当該取り付け部を除くほぼ全方位からの外力に対して、感度を有するタッチセンサを得ることができる。
上記目的を達成するための本発明に係るタッチセンサの別の特徴構成は、線状の第一電極と、この第一電極を絶縁性のある支持手段を介して内包し、物体の当接による外力によって弾性変形する筒状の第二電極と、前記支持手段として、最も離れた方向同士が180度以上である3方向から前記第一電極を支持し、前記第二電極と連結する連結部材と、を備え、前記物体の当接によって変化する前記第一電極と前記第二電極との間の静電容量を出力する点にある。
本特徴構成を備えるタッチセンサは、基本的な特徴構成として、線状の第一電極と、前記第一電極を支持する絶縁性のある支持手段と、前記第一電極を前記支持手段を介して内包し、物体の当接による外力によって弾性変形する筒状の第二電極とを備えたものである。
この基本的な特徴構成に加え、本特徴構成においては、上記支持手段が、最も離れた方向同士が180度以上である3方向から前記第一電極を支持し、前記第二電極と連結する連結部材であることを特徴とする。
上記本発明の基本的な特徴構成に対する作用効果については、上述したとおりであるので、以下、基本的な特徴構成に対する追加的な特徴構成に対する作用効果について説明する。
この基本的な特徴構成に加え、本特徴構成においては、上記支持手段が、最も離れた方向同士が180度以上である3方向から前記第一電極を支持し、前記第二電極と連結する連結部材であることを特徴とする。
上記本発明の基本的な特徴構成に対する作用効果については、上述したとおりであるので、以下、基本的な特徴構成に対する追加的な特徴構成に対する作用効果について説明する。
この特徴構成によれば、第一電極は、最も離れた方向同士が180度以上である3方向から支持されて、筒状の第二電極の内側のほぼ一定の位置に安定して維持される。当該タッチセンサは、第一電極と第二電極との間の距離に応じた静電容量を出力する。従って、第二電極が弾性変形しなくても、内包された第一電極の位置が変動すると静電容量に変化が生じる可能性がある。例えば、タッチセンサに振動や衝撃などが加わった場合に、このような第一電極の位置の変動が起こる可能性がある。
本特徴構成によれば、第二電極に内包される第一電極の位置が安定するので、当接によらない外力、例えば、振動などによる静電容量の変化を抑制することができる。その結果、正確な当接の検出が可能となる。
本特徴構成によれば、第二電極に内包される第一電極の位置が安定するので、当接によらない外力、例えば、振動などによる静電容量の変化を抑制することができる。その結果、正確な当接の検出が可能となる。
ここで、支持手段が弾性部材であると、支持手段が存在する方向からの外力を受けた場合であっても、支持手段が変形して第一電極と第二電極との距離が変化する。従って、本発明のタッチセンサは、ドアなどの被検出物に取り付けられる際にこの被検出物に接触する位置(取り付け部)を除くほぼ全方位からの外力に対して、感度を有することができる。
上記目的を達成するための本発明に係るタッチセンサのさらに別の特徴構成は、線状の第一電極と、この第一電極を絶縁性のある支持手段を介して内包し、物体の当接による外力によって弾性変形する筒状の第二電極と、前記支持手段として、前記第一電極と前記第二電極との間に弾性材料を充填した弾性部材と、を備え、前記物体の当接によって変化する前記第一電極と前記第二電極との間の静電容量を出力する点にある。
本特徴構成を備えるタッチセンサは、基本的な特徴構成として、線状の第一電極と、前記第一電極を支持する絶縁性のある支持手段と、前記第一電極を前記支持手段を介して内包し、物体の当接による外力によって弾性変形する筒状の第二電極とを備えたものである。
この基本的な特徴構成に加え、本特徴構成においては、上記支持手段が、前記第一電極と前記第二電極との間に弾性材料を充填した弾性部材であることを特徴とする。
上記本発明の基本的な特徴構成に対する作用効果については、既に上述したとおりであるので、以下、基本的な特徴構成に対する追加的な特徴構成に対する作用効果について説明する。
この基本的な特徴構成に加え、本特徴構成においては、上記支持手段が、前記第一電極と前記第二電極との間に弾性材料を充填した弾性部材であることを特徴とする。
上記本発明の基本的な特徴構成に対する作用効果については、既に上述したとおりであるので、以下、基本的な特徴構成に対する追加的な特徴構成に対する作用効果について説明する。
この特徴構成のように、支持手段が第一電極と第二電極との間に弾性材料を充填した弾性部材であると、第一電極は筒状の第二電極の内側のほぼ一定の位置に安定して維持される。さらに第一電極の周囲が均等に覆われているので、当接を検出する感度が、支持手段の場所に影響されることがない。従って、本発明のタッチセンサは、ドアなどの被検出物に取り付けられる際にこの被検出物に接触する位置(取り付け部)を除くほぼ全方位からの外力に対して、均等に感度を有することができる。
また、第二電極に内包される第一電極の位置が安定するので、振動など当接によらない外力による静電容量の変化も、より良く抑制することができる。
また、第二電極に内包される第一電極の位置が安定するので、振動など当接によらない外力による静電容量の変化も、より良く抑制することができる。
また、上記目的を達成するための本発明に係るタッチセンサは、上記各特徴構成に加えて、前記第一電極が、当該タッチセンサの長手方向に直交する断面において、中心から偏心されて支持されることを特徴構成とする。
この特徴構成によれば、当該タッチセンサの感度に指向性を持たせることができる。つまり、同じ大きさの外力が印加された場合であっても、場所によって得られる静電容量の大きさやその変化量には差が生じる。従って、検出したい方向や場所によって、重み付けを持たせることが可能となり、取り付け場所に応じた指向性や感度の調整が可能となる。
以下、本発明に係るタッチセンサの実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明のタッチセンサは、スライドドアや建物の自動ドアのように開閉する装置の開閉部において、他の物体の挟み込みを検出する用途に用いることができる。以下、本発明のタッチセンサを自動車のスライドドアの挟み込み検出装置に適用した場合を例として、本発明の実施形態を説明する。
尚、開閉する装置の開閉部とは、例えばシートのオットマン装置など、格納場所と使用場所との間で出退する装置の出退部なども含むものである。即ち、このような装置は、何れか一方が可動であって、当接を含む接近及び離間する2つの対向部位を有するものである。本発明のタッチセンサは、これら対向部位の少なくとも一方に配設されて、対向部位間への他の物体の挟み込みを検出する用途に用いることができるものである。また、当接に至る前の当該対向部位への他の物体の当接を検出する用途にも用いることができるものである。
本発明のタッチセンサは、スライドドアや建物の自動ドアのように開閉する装置の開閉部において、他の物体の挟み込みを検出する用途に用いることができる。以下、本発明のタッチセンサを自動車のスライドドアの挟み込み検出装置に適用した場合を例として、本発明の実施形態を説明する。
尚、開閉する装置の開閉部とは、例えばシートのオットマン装置など、格納場所と使用場所との間で出退する装置の出退部なども含むものである。即ち、このような装置は、何れか一方が可動であって、当接を含む接近及び離間する2つの対向部位を有するものである。本発明のタッチセンサは、これら対向部位の少なくとも一方に配設されて、対向部位間への他の物体の挟み込みを検出する用途に用いることができるものである。また、当接に至る前の当該対向部位への他の物体の当接を検出する用途にも用いることができるものである。
図1は、本発明のタッチセンサ10を自動車のスライドドア20の挟み込み検出装置に適用した例を示す斜視図である。この挟み込み検出装置は、ドアパネル21の開口端部に配設された長尺のタッチセンサ10を利用して、ドア枠22とドアパネル21との間への他の物体の挟みこみを検出する。及び、挟み込みに至る前に他の物体がドアパネル21に当接することを検出する。本例において、タッチセンサ10は、ドアパネル21の開口端部に備えられ、閉扉状態において車室内の気密を確保するウェザーストリップの内部に配設される。また、後述する被覆4を適切なものにすれば、タッチセンサ10とウェザーストリップとを兼用してもよい。
図2は、本発明のタッチセンサに係る図1のII−II矢視断面図である。タッチセンサ10は、線状の第一電極1と、第一電極1を支持する絶縁性のある支持手段(連結部材3)と、第一電極1を支持手段を介して内包する筒状の第二電極2と、第二電極2を覆う被覆4とを有する。本例において、支持手段は、第一電極1を少なくとも1方向から支持し、第二電極2と連結する連結部材3である。
また、本例では、第二電極2を円筒状としている。これによって、多方向からの加圧に対して均等に静電容量が変化するので、指向性に依存しないタッチセンサを構成することができる。但し、第二電極2の形状は、これに限定されるものではなく、断面が楕円や方形、三角形などの他の形状であってもよい。
また、本例では、第二電極2を円筒状としている。これによって、多方向からの加圧に対して均等に静電容量が変化するので、指向性に依存しないタッチセンサを構成することができる。但し、第二電極2の形状は、これに限定されるものではなく、断面が楕円や方形、三角形などの他の形状であってもよい。
第一電極1及び第二電極2は、例えば導電性のゴムによって形成され、被覆4や連結手段3は、絶縁性の樹脂材料によって形成される。導電性のゴムは導電性材料の粉末とゴムや弾性樹脂材料とを混合して得ることができる。これらの材料を用いて金型成形することによって、長尺のタッチセンサ10を得ることができる。
また、長手方向の電気抵抗を小さくして導通性を良くするために、第一電極1及び第二電極2の一方又は双方に、電線などの導体を内蔵させてもよい。また、第一電極1を金属線で構成する、第二電極2を金属テープを螺旋状に巻いて構成する、など、第二電極2の弾性を損なわなければ、両電極を導体で構成してもよい。
また、長手方向の電気抵抗を小さくして導通性を良くするために、第一電極1及び第二電極2の一方又は双方に、電線などの導体を内蔵させてもよい。また、第一電極1を金属線で構成する、第二電極2を金属テープを螺旋状に巻いて構成する、など、第二電極2の弾性を損なわなければ、両電極を導体で構成してもよい。
図3は、スライドドア20に物体30を挟み込んだ時のタッチセンサ10の断面図である。第二電極2は、物体30の当接による外力によって弾性変形し、第一電極1と第二電極2との距離が変化する。タッチセンサ10は、第一電極1と第二電極2との間の静電容量を出力しており、物体30の当接によってこの静電容量が変化する。挟み込み検出装置は、後述するECU(electronic control unit)において、上記静電容量の変化を検出することによって、物体30の当接の有無を判定する。
例えば、図3に示したように物体30の当接によって、第二電極2が撓むと、第一電極1と第二電極2との距離が短くなる。静電容量は両電極間の距離に反比例するから、第二電極2が撓むことによって静電容量が増加する。この静電容量の変化によって、物体30の当接が検出される。
例えば、図3に示したように物体30の当接によって、第二電極2が撓むと、第一電極1と第二電極2との距離が短くなる。静電容量は両電極間の距離に反比例するから、第二電極2が撓むことによって静電容量が増加する。この静電容量の変化によって、物体30の当接が検出される。
尚、外力がさらに強くなり、第二電極2の撓みが大きくなると、第二電極2と第一電極1とが接触する場合がある。従って、ECUが、静電容量の変化と共に、接触の有無を検出するように構成してもよい。
図4は、挟み込み検出装置の構成例を模式的に示すブロック図である。本例において、挟み込み検出装置は、タッチセンサ10とECU8とを有して構成される。ECU8は、タッチセンサ10が出力する静電容量C1に基づいて物体30の当接の有無を判定してドアパネル21を駆動するモータ24を制御する。ECU8は、マイクロコンピュータを中核として、種々の電子回路によって構成されている。これらの電子回路によって、少なくとも容量検出手段5と、判定手段6と、制御手段7とがECU8内に構成されている。
図5は、挟み込み検出装置の別の構成例を模式的に示すブロック図である。図5に示す構成は、タッチセンサ10の第二電極2がグラウンドに接続され、第一電極1のみが出力端子としてECU8に接続されている点で、図4に示す構成と相違する。ECU8のグラウンドと第二電極2が接続されるグラウンドとは当然同電位である。従って、ECU8には第一電極1と第二電極2との双方が入力されていることと等価であり、ECU8は両電極間の静電容量C1に基づいてモータ24を制御する。
また、本発明のタッチセンサ10のような長尺なセンサは、アンテナとして作用し易い。従って、輻射ノイズなど、外来ノイズの影響を受け易く、検出される静電容量C1が変動する場合がある。図5に示した構成例においては、出力端子が第一電極1のみとなる。第一電極1を内包し、グラウンドに接続された第二電極2は、第一電極1を外来ノイズから守るシールドとして機能する。従って、外来ノイズに対する耐性が高くなり、検出の信頼性が向上する。
以下、図6のフローチャートも利用して、図4及び図5の挟み込み検出装置の構成及び制御例を説明する。
ECU8が有する容量検出手段5は、タッチセンサ10の第一電極1と第二電極2との間の静電容量C1を検出するものである。容量検出手段5は、例えば所定の時間間隔で静電容量C1を検出して、その値を判定手段6に伝達する。静電容量C1は例えば電圧値の形で判定手段6に伝達される。
またあるいは、容量検出手段6が、静電容量C1に変化があった場合にその変化量を検出して判定手段6に伝達してもよい。
尚、容量検出手段5は、上述したように外力がさらに強くなり、第二電極2の撓みが大きくなって、第二電極2と第一電極1とが接触したことも検出する。容量検出手段5が、静電容量C1を電圧値に変換して判定手段6に伝達する場合、第一電極1と第二電極2とが接触すれば、電圧値はゼロとなる。従って、容量検出手段5は、容量検出とほぼ同じ構成で、両電極の接触を検出することができる。
またあるいは、容量検出手段6が、静電容量C1に変化があった場合にその変化量を検出して判定手段6に伝達してもよい。
尚、容量検出手段5は、上述したように外力がさらに強くなり、第二電極2の撓みが大きくなって、第二電極2と第一電極1とが接触したことも検出する。容量検出手段5が、静電容量C1を電圧値に変換して判定手段6に伝達する場合、第一電極1と第二電極2とが接触すれば、電圧値はゼロとなる。従って、容量検出手段5は、容量検出とほぼ同じ構成で、両電極の接触を検出することができる。
判定手段6は、受け取った静電容量C1(又は変化量)に基づいて静電容量C1に容量変化があったか否か、即ち、所定の変化量を超えて静電容量C1が変化したか否かを判定する(図6#1)。判定手段6は、容量変化があった場合には「挟み込み(当接)有り」と判定し(図6#2)、容量変化が無かった場合には「挟み込み(当接)無し」と判定する(図6#4)。
尚、判定手段6は、静電容量C1の変化量に基づく判定に加えて、上述したような両電極の接触の有無を判定基準にしてもよい。両電極が接触するような場合には、第二電極2が大きく撓んでいることが明らかである。従って、既に当接状態を過ぎて挟み込み状態に至っていたり、当接であっても強く当接していたりすることが考えられる。接触の有無を判定基準に加味すれば、判定手段6は、このように想定される当接・挟み込み状態と共に判定を行うことができる。
尚、判定手段6は、静電容量C1の変化量に基づく判定に加えて、上述したような両電極の接触の有無を判定基準にしてもよい。両電極が接触するような場合には、第二電極2が大きく撓んでいることが明らかである。従って、既に当接状態を過ぎて挟み込み状態に至っていたり、当接であっても強く当接していたりすることが考えられる。接触の有無を判定基準に加味すれば、判定手段6は、このように想定される当接・挟み込み状態と共に判定を行うことができる。
制御手段7は、判定手段6の判定結果に基づいて、モータ24によるドアパネル21の作動を継続するか否かを制御する。「挟み込み(当接)無し」と判定された場合には、通常のスライドドア20の作動を継続する(図6#5)。「挟み込み(当接)有り」と判定された場合には、例えばモータ24を停止させる、急制動を掛ける、反転駆動させるなどの制御を行う(図6#3)。
尚、この際に判定手段6による当接・挟み込み状態の想定結果に応じて制御方法を異ならせてもよい。例えば、小さな外力による当接であればモータ24を停止させ、大きな外力による当接(挟み込み状態など)であれば、モータ24を反転駆動するなどとしてもよい。
尚、この際に判定手段6による当接・挟み込み状態の想定結果に応じて制御方法を異ならせてもよい。例えば、小さな外力による当接であればモータ24を停止させ、大きな外力による当接(挟み込み状態など)であれば、モータ24を反転駆動するなどとしてもよい。
〔別実施形態〕
本発明のタッチセンサ10は、図2、3に示したような構成の他、種々の形態を取ることが可能である。以下、本発明の別実施形態について説明する。
本発明のタッチセンサ10は、図2、3に示したような構成の他、種々の形態を取ることが可能である。以下、本発明の別実施形態について説明する。
図7は、本発明の他の構成例1に係る図2の変形断面図である。この構成において、支持手段は、最も離れた方向同士が180度以上である3方向から第一電極1を支持し、第二電極2と連結する連結部材3Aである。
タッチセンサ10は、第一電極1と第二電極2との間の距離に応じた静電容量C1を出力する。従って、第二電極2が弾性変形しなくても、内包された第一電極1の位置が変動すると静電容量C1に変化が生じる可能性がある。つまり、タッチセンサ10に加わる振動や衝撃などが、第一電極1の位置を変動させる可能性がある。例えば、タッチセンサ10がドアパネル21に配設されており、ドアパネル21がドアレール23(図1参照)上を動く際に振動を生じることがある。しかし、図7に示す構成では、第二電極2に内包される第一電極1の位置が安定する。従って、当接によらない振動などの外力による静電容量C1の変化を抑制することができ、正確な当接の検出が可能となる。
タッチセンサ10は、第一電極1と第二電極2との間の距離に応じた静電容量C1を出力する。従って、第二電極2が弾性変形しなくても、内包された第一電極1の位置が変動すると静電容量C1に変化が生じる可能性がある。つまり、タッチセンサ10に加わる振動や衝撃などが、第一電極1の位置を変動させる可能性がある。例えば、タッチセンサ10がドアパネル21に配設されており、ドアパネル21がドアレール23(図1参照)上を動く際に振動を生じることがある。しかし、図7に示す構成では、第二電極2に内包される第一電極1の位置が安定する。従って、当接によらない振動などの外力による静電容量C1の変化を抑制することができ、正確な当接の検出が可能となる。
ここで、連結部材3Aは弾性部材である。従って、連結部材3Aが存在する方向からの外力を受けた場合であっても、連結部材3Aが弾性変形して第一電極1と第二電極2との距離が変化する。その結果、タッチセンサ10は、ほぼ全方位からの外力に対して感度を有するものとなる。
図8は、本発明の他の構成例2に係る図2の変形断面図である。この構成において、支持手段は、第一電極1と第二電極2との間に絶縁性の弾性材料(弾性発泡体)を充填した弾性部材3Bである。タッチセンサ10への物体の当接がない無負荷時には、両電極間の距離を安静状態に保ち、且つ有負荷時には何れの方向からの外力の印加に対しても第二電極2が撓みやすい。
さらに、図に示したように、第二電極2が円筒状であり、第一電極1をその中心に配置した場合には指向性がなく、何れの方向からの外力をも良好に検出することができるタッチセンサ10を構成することができる。
さらに、図に示したように、第二電極2が円筒状であり、第一電極1をその中心に配置した場合には指向性がなく、何れの方向からの外力をも良好に検出することができるタッチセンサ10を構成することができる。
図9及び図10は、共にタッチセンサ10のさらに別の構成例を示す図2の変形断面図である。これらの構成では、第一電極1は、タッチセンサ10の長手方向に直交する断面において、中心から偏心されて支持される。
図9に示す構成例では、図7と同様に支持手段である連結部材3C(31、32、33)を3つ有して、第一電極1を支持し、円筒状の第二電極2に内包している。図に示すように、それぞれの連結部材31、32、33の内の少なくとも1つが他の2つとは異なる長さである。従って、第一電極1は、円筒状の第二電極2の断面において、中心から偏心されて支持されている。
また、図10に示す構成例では、図8と同様に、第一電極1と第二電極2との間に絶縁性の弾性材料(弾性発泡体)を充填した弾性部材3Bが支持手段である。但し、第一電極1は、円筒状の第二電極2の断面において、中心から偏心されて支持されている。
図9に示す構成例では、図7と同様に支持手段である連結部材3C(31、32、33)を3つ有して、第一電極1を支持し、円筒状の第二電極2に内包している。図に示すように、それぞれの連結部材31、32、33の内の少なくとも1つが他の2つとは異なる長さである。従って、第一電極1は、円筒状の第二電極2の断面において、中心から偏心されて支持されている。
また、図10に示す構成例では、図8と同様に、第一電極1と第二電極2との間に絶縁性の弾性材料(弾性発泡体)を充填した弾性部材3Bが支持手段である。但し、第一電極1は、円筒状の第二電極2の断面において、中心から偏心されて支持されている。
図9、図10に示したように構成すれば、敢えて指向性を有するようにタッチセンサ10を構成することができる。例えば、スライドドア20が閉扉作動する場合を考える。ドアパネル21は、ドアレール23上を車両の前後方向へスライド移動した後、ドアレール23の屈曲部23a(図1参照)に案内されて車幅方向内側に移動して、完全な閉扉状態となる。この車幅方向内側への移動の際には、ドアパネル21とドア枠22との間隔が最も少なくなる。従って、特にこの位置で物体30が挟み込まれたり、挟み込まれる可能性を有してドアパネル21に当接したりすることを防止できれば効果的である。
このような場合に、タッチセンサ10の感度に指向性を持たせると、同じ外力の大きさであっても得られる静電容量C1の変化に差が生じるので、重み付けを有した検出が可能となる。例えば、重要な方向においては、同じ外力であっても、静電容量C1に大きな変化が出るように両電極の配置を行う。そうすれば、少しの外力であっても迅速にモータ24への制御を掛けることが可能となる。
このような場合に、タッチセンサ10の感度に指向性を持たせると、同じ外力の大きさであっても得られる静電容量C1の変化に差が生じるので、重み付けを有した検出が可能となる。例えば、重要な方向においては、同じ外力であっても、静電容量C1に大きな変化が出るように両電極の配置を行う。そうすれば、少しの外力であっても迅速にモータ24への制御を掛けることが可能となる。
以上、説明したように本発明によって、確実且つ迅速に物体の当接を検出することのできるタッチセンサを提供することができる。
上記においては、本発明のタッチセンサを自動車のスライドドアに配設する場合の例を用いて説明したが、これに限定されることなく種々の装置に配設することが可能である。
例えば、自動車であればパワーバックドア、電動サンルーフ、電動ヘッドレスト、電動シート、電動稼動ステップ、パワーウィンドウ、電動オットマンなどにも当然適用することができる。また、スライドドアだけでなく、スイングドアにも配設することができる。また、自動車に限らず、建築物の自動ドア(回転ドアを含む)、エレベータのドア、鉄道のドアなどにも配設することができる。
さらに、電動で駆動されないもの、つまり手動で開閉・出退される装置においても、挟み込みを検出して報知するための当接・挟み込み検出センサとして利用することができる。
上記においては、本発明のタッチセンサを自動車のスライドドアに配設する場合の例を用いて説明したが、これに限定されることなく種々の装置に配設することが可能である。
例えば、自動車であればパワーバックドア、電動サンルーフ、電動ヘッドレスト、電動シート、電動稼動ステップ、パワーウィンドウ、電動オットマンなどにも当然適用することができる。また、スライドドアだけでなく、スイングドアにも配設することができる。また、自動車に限らず、建築物の自動ドア(回転ドアを含む)、エレベータのドア、鉄道のドアなどにも配設することができる。
さらに、電動で駆動されないもの、つまり手動で開閉・出退される装置においても、挟み込みを検出して報知するための当接・挟み込み検出センサとして利用することができる。
1:第一電極
2:第二電極
3、31、32、33、3A、3C:連結部材(支持手段)
3B:弾性発泡体(弾性部材、支持手段)
10:タッチセンサ
30:物体
2:第二電極
3、31、32、33、3A、3C:連結部材(支持手段)
3B:弾性発泡体(弾性部材、支持手段)
10:タッチセンサ
30:物体
Claims (4)
- 線状の第一電極と、
この第一電極を絶縁性のある支持手段を介して内包し、物体の当接による外力によって弾性変形する筒状の第二電極と、
前記支持手段として、前記第一電極を少なくとも1方向から支持し、前記第二電極と連結する連結部材と、を備え、
前記物体の当接によって変化する前記第一電極と前記第二電極との間の静電容量を出力するタッチセンサ。 - 線状の第一電極と、
この第一電極を絶縁性のある支持手段を介して内包し、物体の当接による外力によって弾性変形する筒状の第二電極と、
前記支持手段として、最も離れた方向同士が180度以上である3方向から前記第一電極を支持し、前記第二電極と連結する連結部材と、を備え、
前記物体の当接によって変化する前記第一電極と前記第二電極との間の静電容量を出力するタッチセンサ。 - 線状の第一電極と、
この第一電極を絶縁性のある支持手段を介して内包し、物体の当接による外力によって弾性変形する筒状の第二電極と、
前記支持手段として、前記第一電極と前記第二電極との間に弾性材料を充填した弾性部材と、を備え、
前記物体の当接によって変化する前記第一電極と前記第二電極との間の静電容量を出力するタッチセンサ。 - 前記第一電極は、当該タッチセンサの長手方向に直交する断面において、中心から偏心されて支持される請求項1〜3の何れか一項に記載のタッチセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006082186A JP2007256136A (ja) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | タッチセンサ |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2006
- 2006-03-24 JP JP2006082186A patent/JP2007256136A/ja not_active Withdrawn
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