JP3844304B2 - 静電容量型センサ - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、自動車のドアなどの開閉体を自動開閉するドア駆動装置に用いられる静電容量型センサに関し、近接した人体などの物体を検出する静電容量型センサに関する。
従来、自動車などの車両の自動開閉式スライドドアやパワーウインドウなどの可動体と、ピラーなどの固定の枠体との間に手や指などの物体が挟まれるのを防止するために、静電容量型センサを用いた挟み込み防止装置が提案されている(特許文献1参照)。
この挟み込み防止装置は、枠体の所定の部位にセンサ電極を設置し、このセンサ電極と物体との間に形成される静電容量に対応した検出信号を出力する静電容量の検出部を設け、この静電容量の検出部から出力される前記検出信号を受けて、枠体と可動体との間に物体が挟み込まれたことを検出したときに、信号処理部により挟み込み防止命令を発信するように構成されている。
この挟み込み防止装置は、枠体の所定の部位にセンサ電極を設置し、このセンサ電極と物体との間に形成される静電容量に対応した検出信号を出力する静電容量の検出部を設け、この静電容量の検出部から出力される前記検出信号を受けて、枠体と可動体との間に物体が挟み込まれたことを検出したときに、信号処理部により挟み込み防止命令を発信するように構成されている。
センサ電極と物体との間に形成される静電容量は、センサ電極の物体に対向するとみなされる部分の面積に比例し、センサ電極と物体との間の距離に半比例する。したがって、この静電容量は、両者間の距離によって規定されるので、この静電容量に対応した検出信号を静電容量の検出部が信号処理部に出力する。そして、信号処理部は、受け取った検出信号の値が物体の挟み込みを判定する閾値を越えたことを検出すると、挟み込み防止命令を発して、ドアやスライドドアを開方向に移動させるようにしている。
図7は、従来の静電容量型センサのスライドドアに設置した状態を示す自動車の要部斜視図である。
図7に示すように、従来から自動車には、モータ(図示せず)を駆動源とするドア駆動装置400によってスライドドア200を前後方向に移動させて自動開閉する所謂パワースライドドアを備えているものがある。従来のドア駆動装置400には、運転席やドアハンドルの近くに設けた操作手段を使用者が操作することによって駆動源を起動させて、スライドドア200を自動的に開閉する装置と、スライドドア200が手動力によって所定の距離を移動したことを検知して、それを契機としてドア駆動装置400を起動し、スライドドア200を自動的に開閉する装置とがある。
図7に示すように、従来から自動車には、モータ(図示せず)を駆動源とするドア駆動装置400によってスライドドア200を前後方向に移動させて自動開閉する所謂パワースライドドアを備えているものがある。従来のドア駆動装置400には、運転席やドアハンドルの近くに設けた操作手段を使用者が操作することによって駆動源を起動させて、スライドドア200を自動的に開閉する装置と、スライドドア200が手動力によって所定の距離を移動したことを検知して、それを契機としてドア駆動装置400を起動し、スライドドア200を自動的に開閉する装置とがある。
それらのドア駆動装置400によって移動するスライドドア200は、自動的にスライドドア200を閉めるため、このスライドドア200とピラー110またはフロントドア500とによって乗員や荷物などの物体を挟み込む可能性がある。このため、従来からスライドドア200には、その挟み込みを防止するために挟み込み防止装置(図示せず)の静電容量型センサ300が取り付けられている。
図8は、図7のX−X方向拡大断面図である。
一般に、静電容量型センサ300は、図8に示すように、検出電極E1と、接地電極E2と、検出電極E1及び接地電極E2の間に挟み込まれた絶縁体Inと、これら検出電極E1、接地電極E2及び絶縁体Inの周囲を取り囲むように配設された絶縁材料からなる被覆部材310とを備えている。
静電容量型センサ300は、図8に示すように、スライドドア200において閉まる側の先端部(前端部201)に形成されたフランジ部202に、ブラケット600を介して取り付けられている。具体的には、スライドドア200のフランジ部202の内側に、平面視で断面がL字型のブラケット600に取り付けることにより、静電容量型センサ300をスライドドア200の車室R側の面に設置している。
一般に、静電容量型センサ300は、図8に示すように、検出電極E1と、接地電極E2と、検出電極E1及び接地電極E2の間に挟み込まれた絶縁体Inと、これら検出電極E1、接地電極E2及び絶縁体Inの周囲を取り囲むように配設された絶縁材料からなる被覆部材310とを備えている。
静電容量型センサ300は、図8に示すように、スライドドア200において閉まる側の先端部(前端部201)に形成されたフランジ部202に、ブラケット600を介して取り付けられている。具体的には、スライドドア200のフランジ部202の内側に、平面視で断面がL字型のブラケット600に取り付けることにより、静電容量型センサ300をスライドドア200の車室R側の面に設置している。
図9は、従来の静電容量型センサの構成を示す電気ブロック図である。
このような静電容量型センサ300では、図9に示すように、電荷供給回路から発信回路及び出力アンプを介して検出電極E1に電荷が供給される。つまり、検出電極E1及び接地電極E2がコンデンサを構成するため、検出アンプを介して出力される電位Vは、次式(1)で表される。
V=Q/(C1+C2)・・・・・(1)
(ただし、式(1)中、Qは、静電容量型センサ(コンデンサ)300に蓄えられる電気量を表し、C1は、静電容量型センサ300自体の静電容量を表し、C2は、静電容量型センサ300と大地との間の静電容量、つまり、浮遊容量を表す。)
このような静電容量型センサ300では、図9に示すように、電荷供給回路から発信回路及び出力アンプを介して検出電極E1に電荷が供給される。つまり、検出電極E1及び接地電極E2がコンデンサを構成するため、検出アンプを介して出力される電位Vは、次式(1)で表される。
V=Q/(C1+C2)・・・・・(1)
(ただし、式(1)中、Qは、静電容量型センサ(コンデンサ)300に蓄えられる電気量を表し、C1は、静電容量型センサ300自体の静電容量を表し、C2は、静電容量型センサ300と大地との間の静電容量、つまり、浮遊容量を表す。)
そして、この静電容量型センサ300に人体が近接すると、静電容量型センサ300と人体との間の静電容量によって前記電位Vは変化する。つまり、この電位Vは、次式(2)で表される。
V=Q/(C1+C2+C3)・・・・・(2)
(ただし、式(2)中、Q、C1及びC2は、前記と同じであり、C3は、静電容量型センサ300と人体との間の静電容量を表す)
V=Q/(C1+C2+C3)・・・・・(2)
(ただし、式(2)中、Q、C1及びC2は、前記と同じであり、C3は、静電容量型センサ300と人体との間の静電容量を表す)
したがって、人体が静電容量型センサ300に近づけば近づくほどC3は増大していき、その結果、検出アンプを介して出力される電位Vは、小さくなっていく。つまり、静電容量型センサ300は、このような電位Vの変化によって、人体を検知するようになっている。
特開2001−32628号公報(段落0002〜0026、図1)
しかしながら、従来の静電容量型センサ300では、スライドドア200の前端部201のフランジ部202にブラケット600を介して取り付けているため、静電容量型センサ300の長さL(センサ突出寸法)分だけ前端部201から突出して取り付けられている。これにより、スライドドア200を矢印Aの前方向に移動させて閉めたときに、閉まり際においてはセンサ300がフロントドア500に近接するため、安全を考慮して挟み込み閾値を大きく設定し過ぎると挟み込みであるとして誤検知するおそれがあった。
また、静電容量型センサ300が、スライドドア200の前端部201から突出して配置されていることにより、見映えが悪く、外観を損なってしまうという問題点があった。
さらに、静電容量型センサ300は、ブラケット600によってスライドドア200に設置されているため、ブラケット600を静電容量型センサ300やスライドドア200の固定するためのねじなどの固定部材が必要で、部品点数や取り付け工数が多いという問題点があった。
また、静電容量型センサ300が、スライドドア200の前端部201から突出して配置されていることにより、見映えが悪く、外観を損なってしまうという問題点があった。
さらに、静電容量型センサ300は、ブラケット600によってスライドドア200に設置されているため、ブラケット600を静電容量型センサ300やスライドドア200の固定するためのねじなどの固定部材が必要で、部品点数や取り付け工数が多いという問題点があった。
そこで、本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、取り付け部材に取り付けたときのセンサ突出寸法を抑え、かつ取り付け部材に容易に装着することができる静電容量型センサを提供することにある。
前記課題を解決するために、請求項1に記載の静電容量型センサが離間して設けられる一対のセンサ電極と、当該センサ電極を離間して囲むシールド電極と、前記センサ電極及び前記シールド電極を保持する絶縁材料からなる被覆部材と、を備えた静電容量型センサであって、前記被覆部材は、取り付け部材に装着するための取り付け部を有し、前記取り付け部には、前記シールド電極と同電位の芯部材が設けられることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、静電容量型センサは、取付け部に設けられる芯部材をシールド電極と同電位とすることによって、外乱防止効果を向上させることができる。したがって、ドア閉まり際の挟み込み閾値を極力小さく設定することができるので、挟み込み検知感度を向上させることができる。
また、取り付け部材に装着するための取り付け部を有したことにより、この取り付け部を取り付け部材に装着するだけで、静電容量型センサを取り付け部材に固定することができるようになる。このため、静電容量型センサは、取り付け部材に押し込んだだけで装着できるようになると共に、取り付け作業が容易で、取り付けブラケットなどが全く不要となり、部品点数を削減することができる。
また、芯部材は、好ましくは被覆部材の取り付け部にインサートされることにより、この芯部材によって取り付け部が外力によって被覆部材が変形して型崩れし、取り付け部材から脱落することを防止することができる。このため、取り付け部の強度が増し、静電容量型センサをしっかりと保持することができるようになる。
また、取り付け部材に装着するための取り付け部を有したことにより、この取り付け部を取り付け部材に装着するだけで、静電容量型センサを取り付け部材に固定することができるようになる。このため、静電容量型センサは、取り付け部材に押し込んだだけで装着できるようになると共に、取り付け作業が容易で、取り付けブラケットなどが全く不要となり、部品点数を削減することができる。
また、芯部材は、好ましくは被覆部材の取り付け部にインサートされることにより、この芯部材によって取り付け部が外力によって被覆部材が変形して型崩れし、取り付け部材から脱落することを防止することができる。このため、取り付け部の強度が増し、静電容量型センサをしっかりと保持することができるようになる。
請求項2に記載の静電容量型センサは、請求項1に記載の静電容量型センサであって、前記芯部材は、前記シールド電極と一体であることを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、芯部材は、シールド電極と一体であることにより、芯部材とシールド部材とが1部材となるため、静電容量型センサにおける構成部品点数を削減し、静電容量型センサの構造を簡素化して生産性を向上させることができる。
請求項3に記載の静電容量型センサは、請求項1また請求項2に記載の静電容量型センサであって、前記シールド電極及び前記芯部材は、導電性金属からなることを特徴とする。
請求項3に記載の発明によれば、シールド電極及び芯部材は、導電性金属からなることにより、それらが静電容量型センサの骨格を構成するようになるため、取り付け部が取り付け部材に固定される保持力が向上されて、強固な取り付け強度を得ることができる。
請求項4に記載の静電容量型センサは、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の静電容量型センサであって、前記取り付け部は、前記取り付け部材に装着するための嵌合溝を備え、前記シールド電極は、検出部側を開口し、前記芯部材及び前記嵌合溝は、前記検出部と反対側に開口して形成されていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明によれば、芯部材及び嵌合溝は、検出部と反対側に開口して形成されていることにより、嵌合溝の開口方向が取り付け部材の方向を向くようになるため、取り付け部材に嵌合溝を押し込んで嵌合されることによって静電容量型センサを取り付け部材に固定させることができるようになる。このため、取り付け部材の嵌合溝に嵌合する箇所は、嵌合溝内に没入されるので、取り付け部材から突出した静電容量型センサの突出寸法を短くして、外観を良好にする。
請求項1に記載の静電容量型センサによれば、取付け部の芯部材をシールド電極と同電位とすることによってドア閉まり際の誤検知を防止することができる。また、静電容量型センサは、取り付け部材に装着するための取り付け部を有したことにより、この取り付け部を取り付け部材に装着するだけで、静電容量型センサを取り付け部材に固定することができるため、取り付け作業が容易で、取り付けブラケットなどが不要となり、部品点数を削減することができる。また、静電容量型センサの取り付け部には、芯部材がインサートされている場合には、この芯部材によって取り付け部が外力で型崩れして取り付け部材から脱落することを防止できるため、取り付け部の強度が増し、静電容量型センサをしっかりと保持することができる。
請求項2に記載の静電容量型センサによれば、芯部材がシールド電極と一体であることにより、静電容量型センサにおける構成部品点数を削減し、静電容量型センサの構造を簡素化して生産性を向上させることができる。
請求項3に記載の静電容量型センサによれば、シールド電極及び芯部材が導電性金属からなることにより、取り付け部が取り付け部材に固定される保持力が向上されて、強固な取り付け強度を得ることができる。
請求項4に記載の静電容量型センサによれば、嵌合溝が、検出部と反対の方向に向けて開口して形成されていることにより、嵌合溝の開口方向が取り付け部材の方向を向くようになるため、取り付け部材に嵌合溝を押し込むことによって静電容量型センサを取り付け部材に固定させることができる。これにより、取り付け部材の嵌合溝に嵌合する箇所は、嵌合溝内に没入されるので、取り付け部材から突出した静電容量型センサのセンサ突出寸法を短くして、外観を良好にすることができる。
請求項2に記載の静電容量型センサによれば、芯部材がシールド電極と一体であることにより、静電容量型センサにおける構成部品点数を削減し、静電容量型センサの構造を簡素化して生産性を向上させることができる。
請求項3に記載の静電容量型センサによれば、シールド電極及び芯部材が導電性金属からなることにより、取り付け部が取り付け部材に固定される保持力が向上されて、強固な取り付け強度を得ることができる。
請求項4に記載の静電容量型センサによれば、嵌合溝が、検出部と反対の方向に向けて開口して形成されていることにより、嵌合溝の開口方向が取り付け部材の方向を向くようになるため、取り付け部材に嵌合溝を押し込むことによって静電容量型センサを取り付け部材に固定させることができる。これにより、取り付け部材の嵌合溝に嵌合する箇所は、嵌合溝内に没入されるので、取り付け部材から突出した静電容量型センサのセンサ突出寸法を短くして、外観を良好にすることができる。
以下、図1〜図5を参照して、本発明の実施の形態に係る静電容量型センサを説明する。なお、本発明の実施形態では、「前」は車両の進行方向側、「後」は車両の後退方向側とする。
図1は、本発明の実施の形態に係る静電容量型センサが自動車のスライドドアに取り付けられたときの状態を示す斜視図である。図2は、本発明の実施の形態に係る静電容量型センサを備える挟み込み防止装置の概略を示す説明図である。図3は、本発明の実施の形態に係る静電容量型センサを備える挟み込み防止装置の概略を示すブロック図である。図4は、図1中のY−Y線における断面図で、(a)はスライドドアに装着する前の状態を示す静電容量型センサの断面図で、(b)スライドドアに装着したときの状態を示す静電容量型センサの断面図である。
図1は、本発明の実施の形態に係る静電容量型センサが自動車のスライドドアに取り付けられたときの状態を示す斜視図である。図2は、本発明の実施の形態に係る静電容量型センサを備える挟み込み防止装置の概略を示す説明図である。図3は、本発明の実施の形態に係る静電容量型センサを備える挟み込み防止装置の概略を示すブロック図である。図4は、図1中のY−Y線における断面図で、(a)はスライドドアに装着する前の状態を示す静電容量型センサの断面図で、(b)スライドドアに装着したときの状態を示す静電容量型センサの断面図である。
本実施の形態に係る静電容量型センサは、その静電容量の変化に基づいて、人体などの浮遊容量を有する被検出物(以下、単に「物体」という)を検出するものである。以下、この静電容量型センサ3について、図3に示すように、この静電容量型センサ3が自動車用の物体の挟み込み防止装置2に使用される場合を例にとって説明する。挟み込み防止装置2は、ドア駆動装置1により自動的に開閉されるスライドドア4(図1及び図2参照)などの開閉体などに設置されるものであり、以下、前後方向に移動して前開きする中列左側席の電動スライド式ドアからなるスライドドア4に設置される静電容量型センサ3を例にして本発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、図2及び図3を参照してスライドドア4及び挟み込み防止装置2について説明する。
図2に示すように、車体5の側部に設けられたスライドドア4には、ドア駆動装置1によって自動的にドア開口部52を閉める所謂パワースライドドアがある。その電動パワー式のスライドドア4には、開閉するスライドドア4のピラー51に面した閉止側の端部4aに沿って、適宜の形状に形成された挟み込み防止装置2(図3参照)の静電容量型センサ3が延設されている。
なお、スライドドア4は、特許請求の範囲に記載の「取り付け部材」に相当する。
図2に示すように、車体5の側部に設けられたスライドドア4には、ドア駆動装置1によって自動的にドア開口部52を閉める所謂パワースライドドアがある。その電動パワー式のスライドドア4には、開閉するスライドドア4のピラー51に面した閉止側の端部4aに沿って、適宜の形状に形成された挟み込み防止装置2(図3参照)の静電容量型センサ3が延設されている。
なお、スライドドア4は、特許請求の範囲に記載の「取り付け部材」に相当する。
図3に示す挟み込み防止装置2は、物体が静電容量型センサ3に接近することにより下がる電位を検出回路ユニット6が検出することで、物体の挟み込みを検知し、検出回路ユニット6からの命令信号に基づいてECU7から反転電流をドア駆動装置1に流して物体の挟み込みを防止する装置である。挟み込み防止装置2には、静電容量型センサ3に物体が近接した際に発信される物体検出信号を受信する静電容量の検出回路ユニット6と、この検出回路ユニット6からの信号を処理するECU(Electronic Control Unit)7と、このECU7からの挟み込み防止命令によってスライドドア4を停止、または開方向に移動させるドア駆動装置1とが設けられている。スライドドア4は、このドア駆動装置1によって自動的に閉められる。
このようなドア駆動装置1によるスライドドア4の自動開閉は、スライドドア4から離れた運転席に設置してあるスイッチ(図示せず)や手動力で閉方向に移動するスライドドアを検出するセンサ(図示せず)からの信号などによって行われる。そして、スライドドア4には、そのスライドドア4と車体5の間に物体が挟み込まれたことを検出する挟み込み防止装置2が設置されている。このスライドドア4の安全装置としての挟み込み防止装置2は、スライドドア4が閉まるときに、静電容量型センサ3によって、万一、人が近づいたり、人の手などの物体の挟み込みを検知したときは緊急にドア駆動装置1の電動モータ(図示せず)が反転制御されてスライドドア4を開方向に移動させる。
このようなドア駆動装置1によるスライドドア4の自動開閉は、スライドドア4から離れた運転席に設置してあるスイッチ(図示せず)や手動力で閉方向に移動するスライドドアを検出するセンサ(図示せず)からの信号などによって行われる。そして、スライドドア4には、そのスライドドア4と車体5の間に物体が挟み込まれたことを検出する挟み込み防止装置2が設置されている。このスライドドア4の安全装置としての挟み込み防止装置2は、スライドドア4が閉まるときに、静電容量型センサ3によって、万一、人が近づいたり、人の手などの物体の挟み込みを検知したときは緊急にドア駆動装置1の電動モータ(図示せず)が反転制御されてスライドドア4を開方向に移動させる。
前記検出回路ユニット6は、第1基準コンデンサC1と、第2基準コンデンサC2と、スライドドア4が開いたときに充電・放電を繰り返して差分検出回路62に電位を供給する電荷供給回路61と、物体の接近に伴い第1及び第2センサ電極31,32間に生じる静電容量値の差分値を検出する差分検出回路62と、その差分値が所定の非接触検知閾値以上か、またはその差分値が所定の接触検知閾値以下かを検知する信号処理回路63とから構成されている。
次に、図3を参照して挟み込み防止装置2の電気接続関係について説明する。
第1センサ電極31は、後記する静電容量型センサ3の第1基準コンデンサC1を介して電荷供給回路61に接続されている。第2センサ電極32は、第2基準コンデンサC2を介して電荷供給回路61に接続されている。シールド電極33は、電荷供給回路61に接続されている。第1基準コンデンサC1は、一方が電荷供給回路61に接続され、他方が差分検出回路62に接続されている。電荷供給回路61は、差分検出回路62を介して信号処理回路63に接続されている。ECU7は、一方が信号処理回路63に接続され、他方がドア駆動装置1に接続されている。
第1センサ電極31は、後記する静電容量型センサ3の第1基準コンデンサC1を介して電荷供給回路61に接続されている。第2センサ電極32は、第2基準コンデンサC2を介して電荷供給回路61に接続されている。シールド電極33は、電荷供給回路61に接続されている。第1基準コンデンサC1は、一方が電荷供給回路61に接続され、他方が差分検出回路62に接続されている。電荷供給回路61は、差分検出回路62を介して信号処理回路63に接続されている。ECU7は、一方が信号処理回路63に接続され、他方がドア駆動装置1に接続されている。
次に、図1及び図4(a)、(b)を参照して静電容量型センサ3を説明する。
図1に示すように、静電容量型センサ3は、断面が略四角形で細長く形成されており、スライドドア4がドア開口部52の閉める側の端部4aの上端から下端にわたって取り付けられている。静電容量型センサ3は、被覆部材36によって外形部が形成され、図4(b)に示すように、スライドドア4の前側の端部4aに形成されたフランジ部4bに装着される。
図1に示すように、静電容量型センサ3は、断面が略四角形で細長く形成されており、スライドドア4がドア開口部52の閉める側の端部4aの上端から下端にわたって取り付けられている。静電容量型センサ3は、被覆部材36によって外形部が形成され、図4(b)に示すように、スライドドア4の前側の端部4aに形成されたフランジ部4bに装着される。
静電容量型センサ3は、図4(a)に示すように、第1センサ電極31、第2センサ電極32、シールド電極33及び絶縁体35が内設されている検出部3cと、スライドドア4のフランジ部4bに静電容量型センサ3を装着するための取り付け部3aとを一体形成してなる。静電容量型センサ3は、第1センサ電極31と、第2センサ電極32と、第1及び第2センサ電極31,32間に挟み込まれた絶縁体35と、第1及び第2センサ電極31,32と同電位で駆動するシールド電極33と、これら第1及び第2センサ電極31,32、絶縁体35並びにシールド電極33をインサートして保持する絶縁材料からなる被覆部材36とから構成されている。静電容量型センサ3は、第1センサ電極31、第2センサ電極32及びシールド電極33の3つの電極を有すると共に、それらの電極を合成ゴムまたは合成樹脂などの絶縁材料からなる被覆部材36よって覆われて保持されている。
なお、静電容量型センサ3は、取り付け部3aをスライドドア4のフランジ部4bに装着して、この取り付け部3aに隣接される検出部3cは、雨などの水滴がかかること防止するために、フランジ部4bの車室R側に配置される。
なお、静電容量型センサ3は、取り付け部3aをスライドドア4のフランジ部4bに装着して、この取り付け部3aに隣接される検出部3cは、雨などの水滴がかかること防止するために、フランジ部4bの車室R側に配置される。
図4(a)に示すように、第1センサ電極31及び第2センサ電極32は、一定幅で一定長さの帯状の導電性材料で形成されている。この第1及び第2センサ電極31,32を構成する導電性材料としては、例えば、金属、導電性ゴム、導電性樹脂などが挙げられる。第1センサ電極31は、近接した物体を検出する検出部3cの検出面3dに沿ってその近傍に設けられている。
なお、第1センサ電極31及び第2センサ電極32は、特許請求の範囲に記載されている「センサ電極」に相当する。
なお、第1センサ電極31及び第2センサ電極32は、特許請求の範囲に記載されている「センサ電極」に相当する。
第2センサ電極32は、第1センサ電極31の幅と比較して狭い幅であって、第1センサ電極31の長さと等しい長さの帯状の導電性材料で形成されて、第2センサ電極の面積が、第1センサ電極の面積と比較して小さくなっている。第2センサ電極32は、例えば、空気などからなる絶縁体35を介して第1センサ電極31の後方側に平行に配置されて、この第1センサ電極31に離間して設けて一対のセンサ電極を構成している。
シールド電極33は、第1及び第2センサ電極31,32に対する外乱を防止すると共に、第1及び第2センサ電極31,32の電気力線を検出部3cの方向に指向性を持たせるためのものであり、導電性金属によって形成され、静電容量型センサ3の骨格を構成している。なお、このシールド電極33は、導電性の硬質ゴムまたは導電性硬質樹脂などによって形成してもよい。シールド電極33は、第1及び第2センサ電極31,32並びに絶縁体35の周囲に所定間隔をおいて取り囲むように配設された断面がコの字型の本体部33aと、被覆部材36によって形成される取り付け部3aにインサートされる断面がコの字型の芯部材33bとを連設して一体形成された1つの部材からなる。
本体部33aは、検出部3c側を開口したコの字型に形成して、その本体部33a内に第1及び第2センサ電極31,32を配置して外乱や外力が負荷されないように保護すると共に、電気力線を検出部3cの方向に指向性を持たせるための部材である。
芯部材33bは、取り付け部3aの嵌合溝3bを形成する被覆部材36内に設けられた補強部材であり、嵌合溝3bに沿って形成されて、フランジ部4b側に開口したコの字型をしている。
本体部33aは、検出部3c側を開口したコの字型に形成して、その本体部33a内に第1及び第2センサ電極31,32を配置して外乱や外力が負荷されないように保護すると共に、電気力線を検出部3cの方向に指向性を持たせるための部材である。
芯部材33bは、取り付け部3aの嵌合溝3bを形成する被覆部材36内に設けられた補強部材であり、嵌合溝3bに沿って形成されて、フランジ部4b側に開口したコの字型をしている。
被覆部材36は、静電容量型センサ3が型崩れしないようにするために硬質で絶縁性の合成ゴムまたは合成樹脂などから形成されている。被覆部材36は、検出部3cと反対側に開口してスライドドア4のフランジ部4bに装着される嵌合溝3bを有している。その嵌合溝3bの車室R側の内壁及び室外側の内壁には、フランジ部4bの表裏面に圧着する所謂リップパッキン状の突条3eが複数形成されている。その突条3eは、嵌合溝3bの奥壁側の方向に向けて斜めに形成された突出片からなることにより、フランジ部4bを圧入し易く、抜け難くして形成されている。
なお、被覆部材36は、その突条3eを軟質の合成ゴムや軟質合成樹脂などで二色成形して、突条3eがフランジ部4bに密着するように形成してもよい。
なお、被覆部材36は、その突条3eを軟質の合成ゴムや軟質合成樹脂などで二色成形して、突条3eがフランジ部4bに密着するように形成してもよい。
次に、図4(a)、(b)を参照して本発明の実施の形態に係る静電容量型センサ3の作用を説明する。
静電容量型センサ3をスライドドア4に取り付けるときは、図4(a)に示すように、嵌合溝3bをフランジ部4bに圧嵌する。すると、静電容量型センサ3は、図4(b)に示すように、嵌合溝3bがフランジ部4bを覆い被さるように取り付けられる。静電容量型センサ3は、スライドドア4に装着するための嵌合溝3bを有したことにより、この嵌合溝3bをフランジ部4bに押し込むだけで固定することができるため、静電容量型センサ3の取り付け作業が簡素化される。
静電容量型センサ3をスライドドア4に取り付けるときは、図4(a)に示すように、嵌合溝3bをフランジ部4bに圧嵌する。すると、静電容量型センサ3は、図4(b)に示すように、嵌合溝3bがフランジ部4bを覆い被さるように取り付けられる。静電容量型センサ3は、スライドドア4に装着するための嵌合溝3bを有したことにより、この嵌合溝3bをフランジ部4bに押し込むだけで固定することができるため、静電容量型センサ3の取り付け作業が簡素化される。
フランジ部4bは、嵌合溝3bに嵌合されることによって静電容量型センサ3内に没入されるので、静電容量型センサ3のフランジ部4bからのセンサ突出寸法L1が数ミリセンチメートルと僅かとなる。静電容量型センサ3は、そのセンサ突出寸法L1が少ないことにより、外観を良好にすると共に、乗員が車両に乗り降りするときなどに静電容量型センサ3に接触することを低減することができる。
静電容量型センサ3は、喩え取り付け部3aなどに外力が加わったとしても、取り付け部3aにシールド電極33の芯部材33bがインサートされていることにより、この芯部材33bによって取り付け部3a及び嵌合溝3bが外力によって型崩れして静電容量型センサ3がフランジ部4bから脱落することを防止することができる。このように、取り付け部3a及び嵌合溝3bは、芯部材33bによって強度が増し、静電容量型センサ3をしっかりとフランジ部4bに固定することができる。
そして、第1及び第2センサ電極31,32は、シールド電極33によって覆われていることにより、外力が負荷されることを低減させることができるため、外力に対する耐久性を向上させることができる。また、そのシールド電極33は、コの字型の本体部33aとコの字型の芯部材33bとを一体形成して連設したことにより、強度が増加されるため、被覆部材36の骨格となって型崩れを防止することができる。
また、フランジ部4bが装着される嵌合溝3b内には、複数の突条3eが形成されていることにより、その突条3eがフランジ部4bの表裏面に密着するため、静電容量型センサ3をフランジ部4bにしっかりと固定することができる。
次に、主に図5を用いて適宜に他の図を参照しながら静電容量型センサ3を用いた挟み込み防止装置2の作動を説明する。
図5は、本発明の実施の形態に係る静電容量型センサを用いた挟み込み防止装置の作動を示すフローチャートである。
図5は、本発明の実施の形態に係る静電容量型センサを用いた挟み込み防止装置の作動を示すフローチャートである。
まず、イグニッションスイッチ(図示せず)をオンすることにより、スタートし、挟み込み防止装置2が起動できる状態になる。車両の停車中などにおいて、図1及び図2に示すスライドドア4は、運転席等に設けられたスイッチ(図示せず)などによりドア開口部52が閉められ、スライドドア4とドア開口部52との間に物体などが挟まれていない。
そして、乗員が車両に乗り降りするときに、前記スイッチ(図示せず)などを操作することによって、スライドドア4を後方に移動させてドア開口部52が開くと、図3に示す第1センサ電極31及び第2センサ電極32へ充電の電荷が電荷供給回路61から送られる(ステップS1)。
そして、乗員が車両に乗り降りするときに、前記スイッチ(図示せず)などを操作することによって、スライドドア4を後方に移動させてドア開口部52が開くと、図3に示す第1センサ電極31及び第2センサ電極32へ充電の電荷が電荷供給回路61から送られる(ステップS1)。
そして、このスライドドア4をドア駆動装置1によって閉方向に移動し始めると、ドア駆動装置1に設けられた電動モータ(図示せず)の回転に応じて発生されるエンコーダ(図示せず)からのパルス信号によって、ECU7は、ドア駆動装置1がスライドドア4(図2参照)を閉方向に移動させていることを検知して(ステップS2)、ステップS3に進む。
ステップS3では、静電容量型センサ3の第1センサ電極31及び第2センサ電極32にそれぞれ静電容量に応じた電荷の差分値を差分検出回路62に入力され電位によって検出する。
続いて、信号処理回路63は、差分検出回路62の出力の差分値に基づいて、物体の挟み込みが生じているか否かの挟み込みの有無を所定の閾値以上かによって判定する(ステップS4)。そして、その差分値が所定の閾値以下である場合は、物体の挟み込みが生じていないと判断して、ステップS3に戻って再度差分値の検出を行う。
一方、差分値が所定の閾値以下の場合は、物体の挟み込みが生じていると判断して、ステップS5に進む。
一方、差分値が所定の閾値以下の場合は、物体の挟み込みが生じていると判断して、ステップS5に進む。
物体がスライドドア4に挟み込まれたときは、信号処理回路63がECU7を介してドア駆動装置1を停止させる命令信号を発し、これによりドア駆動装置1を瞬間的に停止またはスライドドア4を開方向に移動するように反転させる。そして、スライドドア4がドア開放位置に戻ると、ドア駆動装置1の駆動が停止する。これにより、1サイクルの処理を終了する。
ステップS4において、信号処理回路63は、ドア駆動装置1の駆動方向を切り替える命令を発することで、瞬間的にスライドドア4の停止または反転させるようにしたので、ピラー51とスライドドア4との間に存在する物体、またはスライドドア4の静電容量型センサ3に近接する物体の挟み込みを防止することができる。
なお、本発明の実施の形態に係る静電容量型センサは、前記実施の形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
図6は、本発明の実施の形態に係る静電容量型センサの変形例を示す図で、(a)はスライドドアに装着する前の状態を示す静電容量型センサの断面図で、(b)スライドドアに装着したときの状態を示す静電容量型センサの断面図である。
例えば、静電容量型センサ3は、図4(a)、(b)に示す被覆部材36にインサートされるシールド電極33を、図6(a)、(b)に示すように、検出部3cにある第1センサ電極31、第2センサ電極32及び絶縁体35を覆うコの字型のシールド電極37と、取り付け部3aの嵌合溝3bを覆うように設けられたコの字型の芯部材38とに分離してもよい。
静電容量型センサ3は、このような別体でなるコの字型のシールド電極37及び芯部材38を被覆部材36に内設しても前記した実施の形態と同様な作用・効果を得ることができる。
静電容量型センサ3は、このような別体でなるコの字型のシールド電極37及び芯部材38を被覆部材36に内設しても前記した実施の形態と同様な作用・効果を得ることができる。
なお、静電容量型センサ3が取り付けられる取り付け部材は、スライドドア4に限定されるものではなく、ドア駆動装置1のような自動開閉装置によって自動開閉される開閉体であればよく、例えば、ヒンジ型ドアやガルウイング式ドアやバックドアやトランクやサンルーフなどであってもよい。
また、静電容量型センサ3は、スライドドア4などの可動体側に設置されることに限定されるものではなく、例えば、車体5のドア開口部52のスライドドア4が閉まる側に設けたフロントドア8やピラー51などの固定体側に設置してもよい(図1参照)。
また、静電容量型センサ3は、スライドドア4などの可動体側に設置されることに限定されるものではなく、例えば、車体5のドア開口部52のスライドドア4が閉まる側に設けたフロントドア8やピラー51などの固定体側に設置してもよい(図1参照)。
1 ドア駆動装置
2 挟み込み防止装置
3 静電容量型センサ
3a 取り付け部
3b 嵌合溝
3c 検出部
4 スライドドア(取リ付け部材)
4b フランジ部
31 第1センサ電極(センサ電極)
32 第2センサ電極(センサ電極)
33,37 シールド電極
33b,38 芯部材
36 被覆部材
2 挟み込み防止装置
3 静電容量型センサ
3a 取り付け部
3b 嵌合溝
3c 検出部
4 スライドドア(取リ付け部材)
4b フランジ部
31 第1センサ電極(センサ電極)
32 第2センサ電極(センサ電極)
33,37 シールド電極
33b,38 芯部材
36 被覆部材
Claims (4)
- 離間して設けられる一対のセンサ電極と、
当該センサ電極を離間して囲むシールド電極と、
前記センサ電極及び前記シールド電極を保持する絶縁材料からなる被覆部材と、
を備えた静電容量型センサであって、
前記被覆部材は、取り付け部材に装着するための取り付け部を有し、
前記取り付け部には、前記シールド電極と同電位の芯部材が設けられることを特徴とする静電容量型センサ。 - 前記芯部材は、前記シールド電極と一体であることを特徴とする請求項1に記載の静電容量型センサ。
- 前記シールド電極及び前記芯部材は、導電性金属からなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の静電容量型センサ。
- 前記取り付け部は、前記取り付け部材に装着するための嵌合溝を備え、
前記シールド電極は、検出部側を開口し、
前記芯部材及び前記嵌合溝は、前記検出部と反対側に開口して形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の静電容量型センサ。
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