(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
弾性変形が可能なセンサ本体と、前記センサ本体により互いに離れた状態で支持され、かつ、前記センサ本体の変形にともない相互に接触する複数の電極と、を備えたタッチセンサ装置であって、
前記センサ本体とは別に設けられて前記センサ本体を支持する支持部材と、
前記支持部材に形成され、かつ、前記センサ本体が固定される凹部と、
前記センサ本体とは別に設けられて前記センサ本体のうち前記凹部から露出している部位の外表面に固定された被覆部と、
前記支持部材と前記被覆部との間に形成された隙間と、
を有する、タッチセンサ装置。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車の開閉体を電動モータの動力で自動的に開閉する開閉装置が知られている。この開閉装置は、開閉体に物体が接触したことを検知するタッチセンサ装置を備えており、開閉体を閉じる途中で物体が開閉体に接触したことが検知されると、開閉体を停止させるか、または開閉体を開く制御を行う。このような開閉装置に用いられるタッチセンサ装置の一例が、特許文献1に記載されている。
【0003】
特許文献1に記載されたタッチセンサ装置は、支持部材及びセンサ本体を備えている。センサ本体は、弾性を有する絶縁材を円筒形状に一体成形したものであり、センサ本体の内周には、複数、具体的には4本の電極が螺旋状に取り付けられている。また、支持部材には孔が形成されており、孔の内径は、センサ本体の外径と略同程度に構成されている。そして、センサ本体が孔に挿入されて、センサ本体が支持部材に取り付けられている。さらに、支持部材はドアパネルのブラケットに固定されている。
【0004】
一方、4本の電極はリード線を介して電気回路に接続されており、電気回路の電流値を検出する電流検出素子が設けられている。また、電流検出素子から出力される信号が入力されるコンピュータが設けられている。
【0005】
そして、ドアパネルは、電動モータの動力で動作し、車両に設けられた開口部を開閉する。ドアパネルを動作して開口部を閉じるときに、ドアパネルの動作方向の前方に物体が存在すると、センサ本体に外力が加わってセンサ本体が変形する。すると、電極同士が接触し、電気回路の電流値が変化する。電気回路の電流値の変化が電流検出素子により検出され、その電流検出素子から出力された信号がコンピュータに入力され、コンピュータは物体の存在を検知する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、特許文献1に記載されたタッチセンサ装置は、センサ本体が支持部材の孔に挿入されて、支持部材に取付けられている。しかしながら、孔の内径はセンサ本体の外径と略同程度に構成されているため、タッチセンサ装置の組み立て工程において、センサ本体を取付部材の孔に挿入するときの摩擦抵抗が大きく、タッチセンサ装置の組み立て作業性が低下する問題があった。
【0008】
本発明の目的は、組み立て作業性を向上することの可能なタッチセンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明のタッチセンサ装置は、弾性変形が可能なセンサ本体と、前記センサ本体により互いに離れた状態で支持され、かつ、前記センサ本体の変形にともない相互に接触する複数の電極と、を備えたタッチセンサ装置であって、前記センサ本体とは別に設けられて前記センサ本体を支持する支持部材と、前記支持部材に形成され、かつ、前記センサ本体が固定される凹部と、
前記センサ本体とは別に設けられて前記センサ本体のうち前記凹部から露出している部位の外表面に固定された被覆部と、前記支持部材と前記被覆部との間に形成された隙間と、を有する。
【0010】
本発明のタッチセンサ装置は、前記センサ本体が、接着材により前記凹部に固定されている。
【0011】
本発明のタッチセンサ装置は、前記複数の電極が、第1の電極及び第2の電極を含み、前記第1の電極及び前記第2の電極の配置方向と、前記凹部の深さ方向とが同じである。
【0012】
本発明のタッチセンサ装置は、前記支持部材が車両の開口部を開閉する開閉体に固定され、前記開閉体の動作方向は、前記第1の電極及び前記第2の電極の配置方向と同じである。
【発明の効果】
【0013】
本発明のタッチセンサ装置は、組み立て工程でセンサ本体を支持部材の凹部に固定することができ、センサ本体と支持部材との摩擦抵抗が増加することを抑制できる。したがって、タッチセンサ装置の組み立て作業性が向上する。また、タッチセンサ装置を対象物に取り付けた状態で、センサ本体に、凹部の深さ方向に対して交差する方向の外力が加わると、センサ本体に伝達された外力を凹部の側面で受けることができ、センサ本体を支持部材に固定する力が低下することを抑制できる。
【0014】
本発明のタッチセンサ装置によれば、センサ本体を支持部材に固定する接着力が低下することを抑制できる。
【0015】
本発明のタッチセンサ装置によれば、第1の電極及び第2の電極の配置方向に沿って、外力がセンサ本体に加わった時に、センサ本体が潰れることを抑制できる。したがって、第2の電極が第1の電極から離れる向きで移動することを抑制でき、第1の電極と第2の電極との接触性を確保できる。
【0016】
本発明のタッチセンサ装置によれば、開閉体が動作して開口部を閉じる際に、外力がセンサ本体に加わったことを、検知することができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示す車両10は、車体11にフロントドア12及びスライドドア13が取り付けられている。車体11には、フロア14とルーフ15とを接続するセンターピラー16が設けられている。センターピラー16はBピラーとも呼ばれる。センターピラー16は、車両10の高さ方向に沿って設けられた支柱である。センターピラー16は、フロントドア12及びスライドドア13よりも車両10の車内Aに近い位置に設けられている。
【0019】
スライドドア13は、車体11の側面に設けられたガイドレール17に沿って、車両10の前後方向に動作可能である。フロントドア12が閉じられた状態で、フロントドア12の後端12aは、車両10の前後方向でセンターピラー16の配置範囲内に位置する。スライドドア13が閉じられた状態で、スライドドア13の前端13aは、車両10の前後方向でセンターピラー16の配置範囲内に位置する。また、車両10の前後方向で、スライドドア13とフロントドア12との間に開口部18が形成される。
【0020】
車体11またはスライドドア13に電動モータが設けられており、電動モータの動力が、ケーブルを介してスライドドア13に伝達されて、スライドドア13が動作する。車両10の車内Aまたはスライドドア13には、スライドドア13の動作を制御するスイッチが設けられている。スイッチにはコントローラが接続されており、コントローラから出力される信号により、電動モータの回転、停止、回転方向が制御される。
【0021】
また、コントローラには、電気回路を介してタッチセンサ装置19が接続されている。タッチセンサ装置19は、車両10の前後方向でスライドドア13の前端13aに取り付けられている。タッチセンサ装置19は、フロントドア12とスライドドア13との間、または、センターピラー16とスライドドア13との間に存在する物体を検知するためのものである。
【0022】
図2のようにスライドドア13は、車両10の前後方向に沿って延ばされた外壁20と、外壁20の前端から車内A側に向けて延ばされた前壁21と、外壁20と平行に配置された内壁22とを有する。なお、
図2は、水平方向に沿った平面断面図であり、
図2を用いて説明される各要素の位置関係、寸法等の構成は、原則として水平方向の平面内における構成である。また、
図3も水平方向に沿った平面断面図である。内壁22は、外壁20よりも車内Aに近い位置に配置されている。前壁21における内壁22側の端部に、U字形状に屈曲された屈曲部23が形成されており、屈曲部23が内壁22の前端を挟んでいる。
【0023】
タッチセンサ装置19は、カバー24と、カバー24により支持されたセンサ本体25とを備えている。カバー24はセンサ本体25を支持する支持部材である。カバー24は、弾性変形可能な材料、例えば、ゴム、軟質樹脂等により一体成形されており、カバー24は導電性を有していない。カバー24は、車両10の幅方向に延ばされたベース26と、ベース26における車外Bに近い方の端部に連続された第1壁片27と、ベース26における車内Aに近い方の端部に連続された第2壁片28と、を備えている。
【0024】
車両10の幅方向とは、水平方向の平面内で車両10の前後方向に対して直角な方向である。車両10の幅方向は、
図2の左右方向に表されている。第1壁片27及び第2壁片28は、車両10の幅方向で屈曲部23の両側に配置されている。第1壁片27は、屈曲部23よりも車外Bに近い位置に配置され、第2壁片28は、屈曲部23よりも車内Aに近い位置に配置されている。車両10の前後方向で、屈曲部23の前側にベース26が配置されている。つまり、ベース26、第1壁片27、第2壁片28は、水平方向の平面内における断面形状がコ字形となるように連続されている。
【0025】
さらに、ベース26及び第1壁片27及び第2壁片28に亘り、金属材料の芯金29が埋め込まれている。芯金29の剛性はカバー24の剛性よりも高く、芯金29はカバー24の形状を保持する補強部材としての役割を持つ。芯金29は、ベース26に埋め込まれた第1平板部29aと、第1壁片27に埋め込まれた第2平板部29bと、第2壁片28に埋め込まれた第3平板部29cとを有する。第1平板部29aの両端に第2平板部29b及び第3平板部29cが連続されているため、第1平板部29a及び第2平板部29b及び第3平板部29cを備えた芯金29は、水平方向の平面内における断面形状が全体としてコ字形となっている。
【0026】
第1壁片27における屈曲部23側には突出部27aが設けられている。突出部27aは水平方向に突出されており、突出部27aは屈曲部23に接触している。第2壁片28における屈曲部23側には接触片28aが設けられている。接触片28aは水平方向に突出されており、接触片28aの先端が屈曲部23に接触している。このように、突出部27a及び接触片28aが屈曲部23を挟んでいる。突出部27a及び接触片28aが屈曲部23を挟む力は、芯金29の剛性、カバー24の剛性、突出部27aの突出量、接触片28aの長さ等により定まる。
【0027】
さらに、カバー24は、
図4のように長尺形状を有しており、カバー24の長さ方向が車両10の高さ方向と一致している。また、カバー24には、複数の接続片24aが設けられており、複数の接続片24aが、ボルト、ねじ等の固定要素によりスライドドア13の内壁22に固定されている。
【0028】
また、第1壁片27における車両10の前後方向で後端には、張り出し部30が連続されている。張り出し部30は、第1壁片27から車外Bに向けて張り出している。張り出し部30における車外B側の端部に、折り返し片31が連続して設けられている。折り返し片31の自由端は、ベース26と第1壁片27との境界部分の前方に位置している。
【0029】
一方、センサ本体25は、弾性変形可能な材料、例えば、ゴム、軟質樹脂等により一体成形されている。センサ本体25は導電性を備えていない。センサ本体25の剛性はカバー24の剛性よりも高く、センサ本体25は車両10の高さ方向に沿って直線状に延ばされている。センサ本体25は、基部25aと、基部25aの両端に連続された側壁25bと、側壁25bの両端を接続した円弧形状部25cとを有する。基部25aは、水平方向の平面内で車両10の幅方向に延ばされている。円弧形状部25cは、水平方向の平面内で、車両10の前方に向けて膨らむ向きで湾曲している。円弧形状部25cは、車両10の前後方向で、押し返し片31の前端よりも前方に配置されている。
【0030】
さらに、センサ本体25は、基部25a、側壁25b、円弧形状部25cに取り囲まれた孔25dを有する。孔25dは、センサ本体25の長さ方向に亘って設けられている。また、センサ本体25における車両10の前後方向の後端には端面25eが形成されている。端面25eは、センサ本体25の長さ方向に沿って平坦に形成されている。
【0031】
また、孔25d内に複数、具体的には2つの電極34,35が設けられている。電極34,35は、本発明における第1の電極及び第2の電極に相当する。電極34,35は、孔25dの長さ方向に沿って直線状に固定されている。電極34,35を構成する材料は、ゴムにカーボンブラック、金属粉末を配合した材料が含まれる。電極34,電極35は、弾性変形可能な導電性材料により成形されている。電極34には導電線34aが埋め込まれ、電極35には導電線35aが埋め込まれている。電極34,35は、車両10の高さ方向に沿って長尺形状に構成されている。
【0032】
電極34は、車両10の前後方向で電極35よりも前方に配置されている。そして、電極34は円弧形状部25cの内面に固定され、電極34は基部25aの内面に固定されている。電極34には導電線34aが埋め込まれ、電極35には導電線35aが埋め込まれている。導電線34a,35aは電気回路に接続されている。さらに、電極34には平坦面34bが設けられ、電極35には平坦面35bが設けられている。平坦面34b,35aは、車両10の前後方向に対して垂直である。また、センサ本体25が変形していない状態で、平坦面34bと平坦面35bとは相互に平行である。
【0033】
さらに、センサ本体25は以下の構造によりベース26に固定されている。車両10の前後方向でベース26の前方端に溝39が設けられている。溝39は、センサ本体25が固定される凹部であり、溝39は、車両10の高さ方向に沿って直線状に設けられている。溝39は、車両10の前後方向に沿った深さを備えている。つまり、
図2及び
図3に示す水平方向の平面内で、電極34,35の配置方向は、溝39の深さ方向と同じである。
【0034】
図3のように、溝39は、底面39aと、底面39aの両端に連続された2つの側面39bとにより形成されている。底面39aは、車両10の高さ方向に沿って直線状に形成されている。また、底面39aは、車両10の前後方向に対して垂直となるように平坦に形成されている。2つの側面39bは、車両10の幅方向で底面39aの両端に接続されている。2つの側面39bは車両10の高さ方向に沿って直線状に形成されており、2つの側面39bは底面39aに対して垂直である。
【0035】
そして、センサ本体25の一部、具体的には基部25aが溝39内に配置されており、基部25aがベース26に対して接着材36により接着されている。接着材36は、センサ本体25の端面25eと、溝39の底面39aとの間に介在されている。接着材36は、接着剤、両面テープのいずれでもよい。接着剤は、有機系接着剤、無機系接着剤を含む。接着材36は、センサ本体25に外力が加わったときに、センサ本体25がカバー24から脱落することを防止する要素である。
図3に示す水平方向の平面断面において、車両10の幅方向における基部25aの幅は、車両10の幅方向における2つの側面39bの間隔と同じか若干短い。
【0036】
一方、センサ本体25の外表面を覆う被覆部37が設けられている。被覆部37は、弾性変形可能な材料、例えば、発泡樹脂等により一体成形されている。被覆部37は、センサ本体25のうち溝39から露出している部位の外表面に固定されている。具体的には、被覆部37は、円弧形状部25cの表面、側壁25bの表面に亘って固定されている。さらに、被覆部37は、センサ本体25の長さ方向の全域に亘って設けられている。
【0037】
さらに、
図4のように、カバー24における前端には保持部38が2個設けられている。2個の保持部38は、車両10の高さ方向で異なる位置に設けられている。2個の保持部38にはそれぞれの保持孔が設けられており、保持孔にセンサ本体25の長さ方向の端部、電極34,35に接続された部品の端末等が挿入されている。
【0038】
ここで、本実施形態のタッチセンサ装置19の組み立て工程を説明する。カバー24は、芯金29が埋め込まれてインサート成形されている。一方、孔25d内に電極34,35が固定され、かつ、被覆部37が固定されたセンサ本体25が、カバー24とは別の工程で製造されている。つまり、センサ本体25とカバー24とは、分離された状態で製造される。そして、センサ本体25の基部25aを、カバー24の溝39に挿入して、センサ本体25とカバー24とを接着材36により接着して固定する。また、センサ本体25の上下端を保持部38により保持することにより、タッチセンサ装置19の組み立てが完了する。
【0039】
このように、本実施形態のタッチセンサ装置19は、センサ本体25とカバー24とが接着材36を介して固定されている。したがって、タッチセンサ装置19の組み立て工程で、センサ本体25とカバー24とが擦れあって摩擦抵抗が増加する状態となることはなく、タッチセンサ装置19の組み立て作業性が向上する。
【0040】
次に、タッチセンサ装置19の作用を説明する。タッチセンサ装置19を取り付けたスライドドア13が、車両10の前方に向けて移動すると、車両10の前後方向の所定距離の範囲では、車両10の前後方向に沿って直線状に動作する。その後、車両10の車内A側に向けて斜めに動作し、
図2のように折り返し片31がフロントドア12の後端に接触した状態で電動モータが停止し、スライドドア13が停止する。このようにして、開口部18はスライドドア13により閉じられる。
【0041】
これに対して、スライドドア13が開口部18を閉じている状態で、開口部18を開くときは、スライドドア13が車両10の後方へ向けて斜めに動作する。スライドドア13の動作により、折り返し片31がフロントドア12の後端から離れた後、スライドドア13は車両10の後方に向けて直線状に動作し、所定位置で停止する。
【0042】
開口部18を閉じる向きでスライドドア13が動作中に、タッチセンサ装置19の被覆部37が物体に接触して、被覆部37が変形すると、その外力でセンサ本体25が弾性変形する。特に、センサ本体25のうち、側壁25bが変形して荷重を吸収する。センサ本体25が弾性変形すると、電極34,35が相互に接触する。具体的には、平坦面34bと平坦面35bとが接触する。すると、電気回路の電流値が変化し、コントローラは、物体がタッチセンサ装置19に接触したことを検知する。そして、コントローラは電動モータを停止してスライドドア13を停止する制御、または電動モータを逆回転させてスライドドア13を開く向きで動作させる制御を行う。
【0043】
電極34,35の配置方向に対して交差する向きの外力がセンサ本体25に加わると、電極34が電極35に対して平行移動する。そして、電極34には平坦面34bが形成され、電極35には平坦面35bが形成されている。また、平坦面34bと平坦面35bとは平行である。したがって、平坦面34bと平坦面35bとの接触面積を確保することができ、タッチセンサ装置19の応答性が低下することを抑制できる。
【0044】
一方、
図2及び
図3に示す水平方向の平面内において、車両10の前後方向に対して交差する向きの外力が被覆部37に加わると、水平方向の平面内で、センサ本体25とカバー24とを、車両10の前後方向に対して交差する方向に相対移動させようとする分力が生じる。
【0045】
ここで、本実施形態のタッチセンサ装置19は、センサ本体25の基部25aが溝39に配置されており、センサ本体25の基部25aと溝39の側面39bとが接触している。言い換えれば、センサ本体25とカバー24との間に係合力が発生している。このため、ベース26が前記分力を受け止め、分力が接着材36に伝達されることを抑制できる。その結果、カバー24に対するセンサ本体25の固定力、つまり、接着力が低下することを抑制でき、また、センサ本体25がカバー24から脱落することを防止できる。したがって、タッチセンサ装置19の外力検知性能が低下することを防止できる。
【0046】
さらに、外力の一部が基部25aに伝達されると、水平方向の平面内で、基部25aが車両10の前後方向に変形するとともに、基部25aが車両10の左右方向に膨らむ可能性がある。基部25aが車両10の幅方向に膨らむと、電極35が電極34から離れる向きで移動する量が増加する。
【0047】
これに対して、本実施形態では、基部25aが溝39内に配置されているため、基部25aが2つの側面39bに接触することで、基部25aが車両10の幅方向に膨らむことを抑制できる。このため、電極35が電極34から離れる向きに移動することを抑制できる。したがって、タッチセンサ装置19が、外力に対して応答性が低下することを抑制できる。
【0048】
なお、スライドドア13が、本発明の開閉体に相当し、カバー24が、本発明の支持部材に相当し、溝39が、本発明の凹部に相当する。また、
図2及び
図3に示す水平方向の平面内で、車両10の前後方向が、本発明における「第1の電極及び前記第2の電極の配置方向」に相当する。
【0049】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、本発明のタッチセンサ装置は、センサ本体、カバー、電極、溝、接着部等の要素が、車両の高さ方向に沿って設けられている構造の他、前記要素が車両の高さ方向に対して交差する方向に沿って設けられている構造を含む。本発明における複数の電極は、接触が想定される箇所に、平坦面を備えた構造の他、円弧面を備えた構造、湾曲面を備えた構造を含む。本発明における凹部は、センサ本体の一部を収容する構造であり、凹部は、溝、窪みを含む。本発明において、センサ本体を凹部に固定する方法は、接着、溶着を含む。
【0050】
また、本発明のタッチセンサ装置が取り付けられる対象物である開閉体は、車両のルーフに形成された開口部を開閉する開閉体を含む。車両のルーフに設けられた開口部を開閉する開閉体の動作方向は、車両の前後方向または車両の左右方向を含む。本発明のタッチセンサ装置をルーフに設けられた開閉体に取り付ける場合、センサ本体、カバー、電極、溝、接着部等の要素は、水平方向に沿って設けることが可能である。