JPH1136701A - 車窓用異物検知素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車窓用異物検知素子において異物の僅かな押
圧力をも確実に検出する。 【解決手段】 車窓用異物検知素子１を、中空状の挫屈
体と、挫屈体内において押圧力が加えられる方向に離接
自在とされた少なくとも２個の接点（フロート接点方式
の圧縮スイッチ）とを備えて構成する。挫屈体の挫屈変
形により、従来例のような感圧ゴム式の異物検知素子を
使用する場合に比べて、異物の変位に対して加えられた
圧力が指数的に増大することがなくなり、小さな押圧力
でも挫屈体が容易に変形し、接点同士を確実に接続で
き、異物の挟込み検出精度を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の自動窓開閉
機構において挟込みを防止するための車窓用異物検知素
子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】所定の操作入力に応対して車両のドアや
ルーフ等の窓枠部に設けられた窓ガラス等の開閉部材を
自動的に開閉する自動窓開閉機構において、窓枠部の内
周部分やその内周部分に面する開閉部材の外周部分に、
図１０に示すような感圧ゴム式の異物検知素子１００を
取付け、手や頭部などの挟込みを防止するようにした車
窓用挟込防止装置が公知である。

【０００３】この挟込防止装置に用いられる異物検知素
子１００は、図１０の如く、カーボン等の導電微粉体を
弾性体であるゴムに拡散させてシート状の感圧ゴム１０
１を形成し、この感圧ゴム１０１の両面にそれぞれ電極
１０２，１０３を密着させ、ゴム状のケース１０４内に
密着収納したものであって、感圧ゴム１０１に圧力が加
わらないときは電極１０２，１０３間の抵抗値は無限大
であるが、ケース１０４及びこれに密着した電極１０３
を介して感圧ゴム１０１に圧力が加わると、この感圧ゴ
ム１０１は例えば１０Ω／ｃｍ程度の抵抗値の導電体に
なるという性質を持っている。このような性質を利用
し、窓が全閉していないにも拘らず異物がケース１０４
に当接したとき、両電極１０２，１０３間の電位差また
は電流の変化を検出することで、異物の挟み込みを検出
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に感圧ゴム１０１の圧縮による応力を利用した異物検知
素子１００の場合、感圧ゴム１０１が圧縮されるにつれ
反発力が指数的に増大する。したがって、異物による僅
かな圧力をも確実に検知しようとすると、シート状の感
圧ゴム１０１を薄く形成したり、感圧ゴム１０１内に含
まれるカーボン等の導電微粉体の拡散量を多く設定した
りするなど、感圧ゴム１０１の抵抗値をできるだけ低く
設定せざるを得ない。しかしながら、感圧ゴム１０１の
抵抗値を低く設定するとなると、ノイズによる影響を強
く受けてしまうため、誤判定の可能性が高まり、検出精
度が低下するおそれがある。

【０００５】そこで、この発明の課題は、検出精度を低
下させることなく異物の僅かな圧力をも確実に検出し得
る車窓用異物検知素子を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段は、車両のドアやルーフ等の窓枠部にあっ
て自動的に開閉可能とされた開閉部材の閉塞動作中に、
当該開閉部材と前記窓枠部との間で何等かの異物が挟み
込まれたとき、当該異物からの押圧力に基づいて当該異
物の挟込みを検知するよう、前記窓枠部またはその近傍
あるいは前記開閉部材に取り付けられる車窓用異物検知
素子であって、弾性を有し且つ前記異物からの押圧力を
受けて変位しその押圧力が所定の限界値を越えると挫屈
変形して前記限界値よりも小さな押圧力で前記変位が実
行される中空状の挫屈体と、前記挫屈体内において前記
押圧力が加えられる方向に離接自在とされ、前記挫屈体
が挫屈変形を起したときに接触する少なくとも２個の接
点（フロート接点方式の圧縮スイッチ）とを備えるもの
である。このような挫屈体の挫屈変形により、小さな押
圧力でも挫屈体が容易に変形し、接点同士が確実に接続
するようになる。

【０００７】ここで、少なくとも２個の前記接点は、前
記挫屈体が自然状態のときに互いに離間され、前記押圧
力によって前記挫屈体が挫屈変形をおこしたときに互い
に接触するよう配置された常開接点である。これによ
り、挫屈体が経年変化等により劣化してその自然状態に
おける接点同士の位置関係に変化があったような場合で
も、押圧力が加えられたときに接点同士が確実に接続さ
れ、故に常閉接点よりも耐久性を向上できる。

【０００８】ここで、前記挫屈体としては、例えば、弾
性材が中空の略椀状に形成されてなるものが使用され
る。

【０００９】あるいは、前記挫屈体としては、例えば、
弾性材が中空の略蒲鉾状に形成されてなるものが使用さ
れる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の一の実施形態の異物検知
素子は、弾性体の挫屈特性を利用して、所定のレベル以
上の圧力が加えられたときには、極めて小さな圧力で確
実にその旨を検知することで、従来例のようなノイズの
影響を考慮する必要をなくすものである。ここで、図１
は本発明の一の実施形態の異物検知素子を含む挟込防止
装置が組込まれる自動窓開閉機構の全体の模式図、図２
は同じくそのブロック図、図３は異物検知素子の構成を
示す斜視図であり、図４はその異物検知素子の断面図で
ある。

【００１１】本実施形態に係る異物検知素子１が適用さ
れる挟込防止装置が組込まれる自動窓開閉機構は、図１
および図２に示されるように、ドア３の窓枠部５に開閉
自在に設けられた窓ガラス（開閉部材）７と、モータ９
と、モータ９の動力に基づいて窓ガラス７を開閉する開
閉機構１１と、窓ガラス７の開放動作および閉塞動作を
指示する操作入力を受付ける操作スイッチ１３，１５
と、異物検知素子１と、異物検知素子１からの検知信号
に基づいて異物の有無を判断しつつ、操作スイッチ１
３，１５を通じて入力される操作入力に従って駆動回路
１７を通じてモータ９を駆動制御し、窓ガラス７の開閉
を行う制御部１９とを備えている。このうち、異物検知
素子１と制御部１９に含まれる後述する挟込判定部１９
ａとによって挟込防止装置が構成されるようになってい
る。

【００１２】異物検知素子１は、図３ないし図５に示さ
れるようないわゆるフロート接点方式の圧縮スイッチで
あり、弾性を有し且つ縦方向に加えられた圧力が所定の
限界値に達したときに横方向に変形をおこすようにされ
た中空状且つ上面開放の挫屈体２１と、この挫屈体２１
の開放された上面に固着された基板２２と、基板２２の
下面で互いに離間配置されて挫屈体２１内に突設された
第１及び第２の接点２３，２４と、この第１及び第２の
接点２３，２４に対して離接するよう挫屈体２１の底面
に内接されたフロート接点２５とを備える。ここで、挫
屈体２１は、ゴム等の弾性材が略椀状に形成されたもの
で、挫屈体２１には、異物からの圧力を挫屈体２１の底
面端における上方変位運動として吸収するための当接体
２６が一体形成されている。このような異物検知素子１
の構成により、図５の破線で示したように当接体２６に
対して下方から圧力Ｆが加わると、当接体２６の変位δ
が所定変位量δａになるまでは、加えられた圧力Ｆに応
じて当接体２６（挫屈体２１の底面端）が上方に変位す
るが、変位δが所定変位量δａに達した以降は、挫屈体
２１の側面が挫屈し、極めて少量の圧力で当接体２６
（挫屈体２１の底面端）が上方に変位するようになり、
その結果、フロート接点２５を第１及び第２の接点２
３，２４に対して容易に接触させることができるように
なっている。このような当接体２６の変位δと加えられ
た圧力Ｆとの関係は図６のようになる。

【００１３】ここで、図２の如く、異物検知素子１の第
１の接点２３はグランドに接地されている。また第２の
接点２４にはバッテリ電圧（＋Ｂ）が印加されており、
異物検知素子１から制御部１９の後述する挟込判定部１
９ａに入力される信号の信号レベルが、フロート接点２
５を介した両第１及び第２の接点２３，２４の導通に伴
ってハイレベルからローレベルに切替わるようになって
いる。

【００１４】この異物検知素子１は、第１及び第２の接
点２３，２４及び挫屈体２１が取付けられた基板２２の
上面を、挟込み検知を行う所定位置に固定することによ
って自動車内に取り付けられている。具体的には、図７
に示されるように、異物検知素子１は、ドア３の搭乗口
３１にあって窓ガラス７の上端部７ａに臨むべく、窓枠
部５近傍の車体部材３３に設けられた内装部材３５の最
下端部３１ａにおいて、ドア３の窓枠部５（ウエザース
トリップ３７）に沿った全領域の複数箇所（図１参照）
にアレイ状に配設されている。なお、図２では簡便のた
め１個の異物検知素子１のみを図示しているが、実際に
は複数の異物検知素子１が並列に接続されており、少な
くともいずれか１個の異物検知素子１のみが閉成したと
きに第２の接点２４がハイレベルからローレベルに切替
わるようになっている。

【００１５】なお、本実施形態では、異物検知素子１を
車体に設けられる内装部材３５に配設しているが、例え
ばドア３の窓枠部５に設けられるウエザーストリップ３
７において、窓ガラス７の端部７ａが嵌り込む溝３７ａ
の両側の頂部３７ｂ，３７ｃの先端部に配設してもよ
い。

【００１６】次に、開閉機構１１について詳述すると、
ドア３内には図１に示されるように、上下方向に沿って
レール１１ａが延設され、ここにスライダ１１ｂが上下
方向に摺動可能に保持され、このスライダ１１ｂにワイ
ヤ１１ｃが連結され、このワイヤ１１ｃがレール１１ａ
の上下端に配設されたプーリ１１ｄに巻回されてモータ
９等からなる駆動部１１ｅに連結され、モータ９が駆動
されたときにワイヤ１１ｃを介してスライダ１１ｂが上
下に移動されるようになっている。このスライダ１１ｂ
には窓ガラス７の下端が固定されており、スライダ１１
ｂと共に上下移動されたときに窓枠部５により形成され
る窓空間が開閉される。

【００１７】一方の操作スイッチ１３は、図２の如く、
窓ガラス７の開放動作を指示するためのものであり、他
方の操作スイッチ１５は窓ガラス７の閉塞動作を指示す
るためのものであり、これらの操作スイッチ１３，１５
について押圧操作等の所定のスイッチ操作が継続して行
われている間、窓ガラス７の開放動作または閉塞動作が
行われるようになっている。

【００１８】制御部１９は、異物検知素子１からの信号
に基づいて挟込みの有無の判定を行う挟込判定部１９ａ
と、操作スイッチ１３，１５からの入力信号に基づいて
駆動回路１７を通じてモータ９を駆動制御し、窓ガラス
７の開閉を行う指令部１９ｂとを備えている。挟込判定
部１９ａは、操作スイッチ１５からの窓ガラス７の閉塞
動作を指示する信号が入力されると、これに応答して判
定動作を開始するようになっており、異物検知素子１か
らの信号がハイレベルからローレベルに切替わり、挟込
みが発生すると、窓ガラス７の閉塞動作の停止を指令部
１９ｂに指示する。

【００１９】次に、上記した構成の異物検知素子１にお
ける異物の検知動作を説明する。

【００２０】まず、異物検知素子１の挫屈体２１は、自
然状態で図３及び図４のような略椀状に保持されるた
め、異物が当接体２６に当接しない限り、挫屈体２１の
形状が略椀状に保持され、故にフロート接点２５は第１
及び第２の接点２３，２４から離間される。このため、
図２の如く、第２の接点２４はグランドに接地された第
１の接点２３に接続されず、バッテリ電圧（＋Ｂ）に保
持された状態となる。このため、異物検知素子１から制
御部１９の挟込判定部１９ａにハイ信号が与えられるこ
とになる。挟込判定部１９ａでは、このハイ信号を検知
することで異物の挟込みがない旨を検出できる。

【００２１】一方、異物が異物検知素子１の当接体２６
に当接した場合には、図５の如く、当接体２６に対して
上方へ圧力Ｆが加えられることになり、当接体２６は上
方へ変位する。ここで、図６の如く、当接体２６の変位
δが所定変位量δａになるまでは、加えられた圧力Ｆに
応じて当接体２６（挫屈体２１の底面端）が上方に変位
するが、変位δが所定変位量δａに達した以降は、挫屈
体２１の側面が挫屈し、図５中のδｂより若干小さい変
位のときには極めて少量の圧力で当接体２６（挫屈体２
１の底面端）が上方に変位するようになる。その結果、
フロート接点２５を第１及び第２の接点２３，２４に対
して容易に接触させることができる。

【００２２】このようにして、異物が挟み込まれたとき
には、圧力Ｆが小さい場合であっても、フロート接点２
５は第１及び第２の接点２３，２４に対してほぼ確実に
接触するため、図２の如く、第２の接点２４はフロート
接点２５を介してグランドに接地された第１の接点２３
に接続される。このため、異物検知素子１から制御部１
９の挟込判定部１９ａにはロー信号が与えられることに
なる。挟込判定部１９ａでは、このロー信号を検知する
ことで、異物の挟み込みを検出できる。

【００２３】次に、上記異物検知素子１を使用した自動
窓開閉機構の全体的な動作を図８のフローチャートに沿
って説明する。

【００２４】まず、図８中のステップＳ１においていず
れかの操作スイッチ１３，１５に対するスイッチ操作が
行われ、窓ガラス７の開放動作または閉塞動作のための
操作入力があると、ステップＳ２において、ステップＳ
１で入力された操作入力が窓ガラス７の閉塞動作を指示
するものであるか否かが判断される。ここで、判断結果
が肯定的である場合には、ステップＳ３にて窓ガラス７
の閉塞動作が開始されるとともに、挟込判定部１９ａに
よる判定動作が開始される。

【００２５】ステップＳ５では、前述したような異物検
知素子１の検知動作に基づいて、挟込判定部１９ａによ
る挟込み判定が行われることで、異物による挟込みが発
生したか否かが判断される。ここで、挟込みが発生した
と判断された場合には、挟込判定部１９ａから指令部１
９ｂに閉塞動作停止指令が出力され、ステップＳ６に進
み、閉塞動作が停止される。そして、図８では図示を省
略しているが、閉塞動作の停止後、さらに所定距離だけ
または全開状態に至るまで開放動作制御を行う。

【００２６】一方、ステップＳ５において異物の挟込み
が発生していないと判断した場合には、次にステップＳ
７において、操作スイッチ１５でのスイッチ操作が継続
されているか否かが判断される。操作スイッチ１５のス
イッチ操作が継続されていない場合にはステップＳ６に
進み閉塞動作が停止される。一方、ステップＳ７におい
て、操作スイッチ１５のスイッチ操作が継続されている
場合には、ステップＳ８において、全閉時の負荷の増大
によるモータ９の電流値増加等を検知することにより、
窓ガラス７が全閉されたか否かが判断される。全閉され
たものと判断された場合にはステップＳ６に進み、閉塞
動作が停止される。一方、ステップＳ８において全閉さ
れていないと判断された場合には、上述したステップＳ
５，Ｓ７，Ｓ８の動作を繰返すことになる。

【００２７】一方、上述したステップＳ２において、そ
の判断結果が否定的である場合、すなわち、開放動作が
指示されたものと判断した場合には、ステップＳ４にお
いて窓ガラス７の開放動作が開始される。そしてステッ
プＳ９において、操作スイッチ１３へのスイッチ操作が
継続されているか否かが判断され、継続されていないと
判断した場合にはステップＳ６に進み開放動作が停止さ
れる。一方、ステップＳ９において継続されていると判
断した場合には、ステップＳ１０において、全開時の負
荷の増大によるモータ９の電流値増加等を検知すること
により、窓ガラス７が全開されたか否かが判断される。
このステップＳ１０において、全開されたと判断した場
合には、ステップＳ６に進み、開放動作が停止される。
一方、全開されていないと判断した場合には、ステップ
Ｓ９に戻り、操作スイッチ１３へのスイッチ操作が解除
されるか、あるいは窓ガラス７が全開されるまで、ステ
ップＳ９，Ｓ１０が繰返される。

【００２８】以上のように、窓の閉時において、異物検
知素子１で異物が挟込まれたかどうかを検出し、挟込み
があった場合には速やかに窓の閉動作を停止し、あるい
はその後に自動または手動により開動作を実行させるこ
とができる。

【００２９】そして、異物検知素子１として、弾性体の
挫屈特性を利用するものを使用しているので、従来例の
ような感圧ゴム式の異物検知素子（図１０中の符号１０
０）を使用する場合に比べて、異物の変位δに対して加
えられた圧力Ｆが指数的に増大することがなくなる。し
たがって、小さな圧力をも確実に検知することができ、
異物の挟込み検出精度を向上できる。

【００３０】さらに、異物検知素子１としてのフロート
接点方式の圧縮スイッチのオンオフ動作（２値動作）に
基づいて異物の挟込みを判断しているので、抵抗値の変
化を検出していた従来例に比べて判断を正確に且つ簡単
に行うことができる。加えて、フロート接点方式の圧縮
スイッチは、自然状態でフロート接点２５と第１及び第
２の接点２３，２４とが離間する常開構造であるため、
挫屈体２１が経年変化等により劣化してその自然状態に
おける接点同士の位置関係に変化があったような場合で
も、押圧力が加えられたときに接点同士が確実に接続さ
れる。故に常閉構造のスイッチに比べて経年変化等に対
する耐久性を向上できる。

【００３１】なお、上記実施形態では、異物検知素子１
の挫屈体２１を略椀状に形成していたが、挫屈体２１の
形状はこれに限るものではなく、例えば図９のように中
空状の略蒲鉾状に形成してもよい。この場合、中空状の
略蒲鉾状の挫屈体２１の断面が上記した実施形態のよう
な略椀状の断面形状と同様であるため、挫屈体２１の挫
屈動作は上記実施形態と同様（図５）になることは勿論
である。

【００３２】また、上記実施形態では、異物検知素子１
を窓枠部５近傍の内装部材３５に取り付けていたが、窓
ガラス（開閉部材）７側に取り付けても良い。

【００３３】さらに、上記実施形態では、挫屈体２１の
挫屈変形により３接点が接続する構造としていたが、固
定側と浮動（フロート）側の２接点が接続するだけの楮
打てあっても差支えないことは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１，３，
４によれば、車窓用異物検知素子を、中空状の挫屈体
と、挫屈体内において押圧力が加えられる方向に離接自
在とされた少なくとも２個の接点（フロート接点方式の
圧縮スイッチ）とを備えて構成しているので、挫屈体の
挫屈変形により、従来例のような感圧ゴム式の異物検知
素子を使用する場合に比べて、異物の変位に対して加え
られた圧力が指数的に増大することがなくなる。したが
って、小さな押圧力でも挫屈体が容易に変形し、接点同
士を確実に接続でき、異物の挟込み検出精度を向上でき
る。また、少なくとも２個の接点の開閉動作（２値動
作）に基づいて異物の挟込みを判断しているので、抵抗
値の変化を検出していた従来例に比べて判断を正確に且
つ簡単に行うことができる。

【００３５】また、本発明の請求項２によれば、少なく
とも２個の接点を常開接点としているので、挫屈体が経
年変化等により劣化してその自然状態における接点同士
の位置関係に変化があったような場合でも、押圧力が加
えられたときに接点同士が確実に接続され、故に常閉接
点よりも耐久性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一の実施形態の異物検知素子を含む挟
込防止装置が組込まれる自動窓開閉機構の全体の模式図
である。

【図２】本発明の一の実施形態の異物検知素子が適用さ
れる挟込防止装置が組込まれる自動窓開閉機構の全体の
ブロック図である。

【図３】本発明の一の実施形態の異物検知素子を示す斜
視図である。

【図４】本発明の一の実施形態における自然状態の異物
検知素子を示す断面図である。

【図５】本発明の一の実施形態における挫屈状態の異物
検知素子を示す断面図である。

【図６】当接体の変位δと加えられた圧力Ｆとの関係を
示す図である。

【図７】本発明の一の実施形態の異物検知素子の車体へ
の取付け状態を示す断面図である。

【図８】本発明の一の実施形態の異物検知素子を含む挟
込防止装置の動作を示すフローチャートである。

【図９】本発明の他の実施形態の異物検知素子を示す斜
視図である。

【図１０】従来の異物検知素子を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 車窓用異物検知素子 ３ ドア ５ 窓枠部 ７ 窓ガラス ９ モータ １１ 開閉機構 １３，１５ 操作スイッチ １７ 駆動回路 １９ 制御部 ２１ 挫屈体 ２２ 基板 ２３ 第１の接点 ２４ 第２の接点 ２５ フロート接点 ２６ 当接体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のドアやルーフ等の窓枠部にあって
   自動的に開閉可能とされた開閉部材の閉塞動作中に、当
   該開閉部材と前記窓枠部との間で何等かの異物が挟み込
   まれたとき、当該異物からの押圧力に基づいて当該異物
   の挟込みを検知するよう、前記窓枠部またはその近傍あ
   るいは前記開閉部材に取り付けられる車窓用異物検知素
   子であって、 弾性を有し且つ前記異物からの押圧力を受けて変位しそ
   の押圧力が所定の限界値を越えると挫屈変形して前記限
   界値よりも小さな押圧力で前記変位が実行される中空状
   の挫屈体と、 前記挫屈体内において前記押圧力が加えられる方向に離
   接自在とされ、前記挫屈体が挫屈変形を起したときに接
   触する少なくとも２個の接点とを備えることを特徴とす
   る車窓用異物検知素子。
2. 【請求項２】 少なくとも２個の前記接点は、前記挫屈
   体が自然状態のときに互いに離間され、前記押圧力によ
   って前記挫屈体が挫屈変形をおこしたときに互いに接触
   するよう配置された常開接点であることを特徴とする請
   求項１に記載の車窓用異物検知素子。
3. 【請求項３】 前記挫屈体は弾性材が中空状の略椀状に
   形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載の車窓用異物検知素子。
4. 【請求項４】 前記挫屈体は弾性材が中空状の略蒲鉾状
   に形成されてなることを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載の車窓用異物検知素子。