JP3979603B2 - 静電容量型センサ及び挟み込み防止装置 - Google Patents
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Description
v=q/(Ca+Cb)・・・・・(1)
(ただし、式(1)中、qは、静電容量型センサ(コンデンサ)に蓄えられる電気量を表し、Caは、静電容量型センサの静電容量を表し、Cbは、静電容量型センサと大地との間の静電容量を表す。)
v=q/(Ca+Cb+Cc)・・・・・(2)
(ただし、式(2)中、q、Ca及びCbは、前記と同じであり、Ccは、静電容量型センサと人体との間の静電容量を表す。)
C=ε・S/D・・・・・(3)
(ただし、式(4)中、εは、空気の誘電率を表し、Sは、第1検出電極及び第2検出電極のそれぞれの電極面積を表し、Dは、人体等と第1検出電極及び第2検出電極との距離を表す。)
V=Q/C・・・・・(4)
(ただし、式(4)中、Qは、第1基準コンデンサ及び第2基準コンデンサにそれぞれ蓄えられた電気量を表し、Cは、人体等と第1検出電極の静電容量及び人体等と第1検出電極の静電容量のそれぞれを表す。)
本実施の形態に係る静電容量型センサは、1対の検出電極の各電位の差分値に基づいて、人体等を検出するものである。図1に示すように、静電容量型センサ1は、長尺に形成されており、自動車2に配設されたパワースライドドア23の閉方向側の端面の上端から下端にわたって取り付けられている。この静電容量型センサ1は、図2に示すように、第1検出電極12と、第2検出電極13と、シールド電極14と、これら第1検出電極12、第2検出電極13及びシールド電極14を被覆して静電容量型センサ1の外形を形作る絶縁性の被覆部材15とで構成されている。
次に、前記静電容量型センサ1を使用した挟み込み防止装置について説明する。本実施形態での挟み込み防止装置は、自動車2(車両)のパワースライドドア23(図1参照)が閉じられる際に、このパワースライドドア23が人体等と衝突することを防止し、あるいはパワースライドドア23と、車体24(図3参照)側のセンターピラー21(図3参照)との間に人体等が挟み込まれることを防止するものである。なお、パワースライドドア23は、特許請求の範囲(請求項5)にいう「開閉部」に相当する。
V=Q/C1・・・・・(5)
(ただし、式(5)中、Qは、第1基準コンデンサ34a及び第2基準コンデンサ34bにそれぞれ蓄えられた電気量を表し、C1は、第1検出電極12と第1基準コンデンサ34aとの間の静電容量及び第2検出電極13と第2基準コンデンサ34bとの間の静電容量を表す。)
C2=ε・S/D1・・・・・(6)
(ただし、式(6)中、εは、空気の誘電率を表し、Sは、第1検出電極12の電極面積を表す。)
C3=ε・S/D2・・・・・(7)
(ただし、式(7)中、εは、空気の誘電率を表し、Sは、第2検出電極13の電極面積を表す。なお、第1検出電極12の電極面積と第1検出電極12の電極面積とは前記したように等しい。)
V1=Q/(C1+C2)・・・・・(8)
(ただし、式(8)中、Q及びC1は、前記と同じであり、C2は、人体等と第1検出電極12との間に誘起した静電容量を表す。)
V2=Q/(C1+C3)・・・・・(9)
(ただし、式(8)中、Q及びC1は、前記と同じであり、C3は、人体等と第2検出電極13との間に誘起した静電容量を表す。)
ΔV=V1−V2={Q/(C1+C2)}−{Q/(C1+C3)}・・(10)
(ただし、式(10)中、V1、V2、Q、C1、C2及びC3は、前記と同じである)
この式(10)に式(6)及び式(7)を代入すると、次式(11)が得られる。
ΔV={Q/(C1+ε・S/D1)}−{Q/(C1+ε・S/D2)}・・(11)
この検証には、図1及び図2に示した静電容量型センサ1と同様の構成の静電容量型センサが使用された。この静電容量型センサは、図8(a)に示すように、第1検出電極12及び第2検出電極13の電極幅が7mmに設定されている。そして、第1検出電極12及び第2検出電極13の両側に位置するシールド電極14のうち、一方の側のシールド電極の高さは12mmに設定されており、他方の側のシールド電極の高さは10mmに設定されている。なお、図8(a)中、取り付け部1b(図2)におけるシールド電極14部分は省略されている。また、この検証では、図8(b)に示すように、第1検出電極12及び第2検出電極13の両側に位置するシールド電極14のそれぞれの上端縁が、第1検出電極12の電極面から上方(検出面P1側)に向けて突出していない静電容量型センサがコントロール(比較例)として使用された。
この検証には、図1及び図2に示した静電容量型センサ1と同様に構成された2つの静電容量型センサが使用された。1つ目の静電容量型センサは、図10(a)に示すように、第1検出電極12及び第2検出電極13の電極幅が9mmに設定されている。そして、第1検出電極12及び第2検出電極13の両側に位置するシールド電極14のうち、一方の側のシールド電極の高さは12mmに設定されており、他方の側のシールド電極の高さは10mmに設定されている。2つ目の静電容量型センサは、図10(b)に示すように、第1検出電極12及び第2検出電極13の両側に位置するシールド電極14のうち、一方の側のシールド電極の高さが15mmに設定されている他は、図10(a)の静電容量型センサと同様に構成されている。なお、図10(a)及び図10(b)中、取り付け部1b(図2)におけるシールド電極14部分は省略されている。また、この検証では、図10(c)に示すように、第1検出電極12及び第2検出電極13の両側に位置するシールド電極14のそれぞれの上端縁が第1検出電極12の電極面から上方(検出面P1側)に向けて突出しておらず、第1検出電極12及び第2検出電極13の電極幅が7mmに設定されている静電容量型センサがコントロール(比較例)として使用された。
3 挟み込み防止装置
10 静電容量型センサ
12 第1検出電極
13 第2検出電極
14 シールド電極
20 静電容量型センサ
21 センターピラー(固定体)
23 パワースライドドア(可動体)
31 ドア駆動装置(駆動装置)
34a 第1基準コンデンサ
34b 第2基準コンデンサ
36 差分検出回路
37 信号処理回路
P1 検出面
Claims (5)
- 基準の電気量が蓄えられる第1基準コンデンサに接続される第1検出電極と、
基準の電気量が蓄えられる第2基準コンデンサに接続される第2検出電極と、
前記第1検出電極及び前記第2検出電極の電位に等しい電位が予め設定されるシールド電極とを備える静電容量型センサであって、
前記第1検出電極が検出面側に配置されるとともに、前記第2検出電極が前記検出面の反対側で前記第1検出電極に対向して離間するように配置されており、前記シールド電極が、前記検出面側で開口し、前記第1検出電極及び前記第2検出電極の少なくとも両側を覆うように配置されるとともに、前記シールド電極の前記検出面側の端縁が、前記第1検出電極側から前記検出面側に向けて突出していることを特徴とする静電容量型センサ。 - 前記第1検出電極及び前記第2検出電極の両側を覆う前記シールド電極のうち、いずれか一方の側の前記シールド電極の前記端縁が、前記第1検出電極側から前記検出面側に向けて突出してい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。
- 車両の車体に配設された開閉部に取り付けられる静電容量型センサであって、前記第1検出電極及び前記第2検出電極の両側を覆う前記シールド電極のうち、前記車両の外側寄りに位置する前記シールド電極の前記検出面側の端縁が、前記第1検出電極側から前記検出面側に向けて突出してい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。
- 車両の車体に配設された開閉部に取り付けられる静電容量型センサであって、前記第1検出電極及び前記第2検出電極の両側を覆う前記シールド電極のうち、前記車両の内側寄りに位置する前記シールド電極の前記端縁が、前記第1検出電極側から前記検出面側に向けて突出してい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。
- 車両の車体に配設されて、前記車体に対して開閉動作を行う開閉部と、
前記開閉部に取り付けられた請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の前記静電容量型センサと、
前記静電容量型センサの前記第1検出電極の電位及び前記静電容量型センサの前記第2検出電極の電位の差分値を検出する差分検出回路と、
検出された前記差分値が、予め設定された差分値の閾値以上である場合に検出信号を出力する信号処理回路と、
前記検出信号に基づいて前記車体に向かって移動する開閉部を停止し、または反転移動させる駆動装置とを備えることを特徴とする挟み込み防止装置。
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