(57)【要約】【課題】圧電センサを用いた感圧センサの電極接続部の機械的な強度と外来電磁波に対する耐ノイズ性能を向上すること。【解決手段】同軸状に中心電極３ａと複合圧電体３ｂと外側電極３ｃと被覆層３ｄを積層した可撓性の圧電センサ３と、圧電センサ３の端末部にあって、圧電センサの中心電極ならびに外側電極に接続された導電体のリード部８ａ、８ｂと、圧電センサの中心電極ならびに外側電極とリード部との接続部をモールドした絶縁体９と、リード部を介して圧電センサの中心電極ならびに外側電極とに電気的に接続された検出部１０と、絶縁体と検出部とを覆い、電源のマイナス電位と同電位に接続された電磁遮蔽体１２とを備え、リード部は圧電センサの被覆層に取り付ける被覆押さえ部８ｄを形成し、かつ圧電センサの同軸方向に対し交叉方向に絶縁体９から引き出すとともに、さらに圧電センサの外側電極３ｃも電源のマイナス電位と同電位に接続したものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸状に中心電極と複合圧電体と外側電極と被覆層を積層した可撓性の圧電センサと、前記圧電センサの端末部にあって、前記圧電センサの中心電極ならびに外側電極に接続された導電体のリード部と、前記圧電センサの中心電極ならびに外側電極と前記リード部との接続部をモールドした絶縁体と、前記リード部を介して圧電センサの中心電極ならびに外側電極とに電気的に接続された検出部と、前記絶縁体と検出部とを覆い、電源のマイナス電位と同電位に接続された電磁遮蔽体とを備え、前記リード部は前記圧電センサの被覆層に取り付ける被覆押さえ部を形成し、かつ前記圧電センサの同軸方向に対し交叉方向に絶縁体から引き出すとともに、さらに圧電センサの外側電極も電源のマイナス電位と同電位に接続してなる感圧センサの端末接続装置。
【請求項２】
絶縁体は、圧電センサが貫通する電磁遮蔽体の箇所に配置し、前記圧電センサを保持する保持部を設けてなる請求項１に記載する感圧センサの端末接続装置。
【請求項３】
電磁遮蔽体は、圧電センサの同軸方向に分割した金属板で覆う構成とした請求項１または請求項２に記載する感圧センサの端末接続装置。
【請求項４】
リード部は、圧電センサの中心電極及び外側電極との接続部と検出部との接続部との間に、熱伝導規制部を設けてなる請求項１から３のいずれかに記載する感圧センサの端末接続装置。
【請求項５】
リード部は、圧電センサの外側電極に接続されたリード部の一端を、電磁遮蔽体に直接電気的に当接してなる請求項１から４のいずれかに記載する感圧センサの端末接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性を有する感圧センサの端末接続構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、通称ワゴンやバンと呼ばれる車両では、モータ駆動によりドアパネルを前後方向に沿ってスライドさせて開閉する、いわゆる電動スライドドアが急速に普及してきた。これらの電動スライドドア式の車両では、閉扉動作の際にスライドドアと車両との間に人や物が挟み込まれた場合に備えて、この挟み込み状態を検出しドアの閉作動を自動的に反転させる、はさみ込みセンサが必要であり、この挟み込みセンサとして複合圧電体をケーブル状に加工した圧電センサを利用したものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、特許文献１に記載する電動スライドドアに感圧センサを備えた挟み込み防止装置の要部断面図である。１は車体側ボディー（前席ドア端面）、２は車体側ボディー１に向かって前後に動かして開閉するスライドドア、３は車体側ボディー１とスライドドア２との間に人や物が挟み込まれた状態を検出して信号を出力する圧電センサ、４は圧電センサ３をスライドドア２に支持するための支持部である。
【０００４】
図８は同装置の判定手段を備えた感圧センサの外観図であり、圧電センサ３の一方の端末部には、圧電センサ３の断線・ショート検出用の抵抗体を封入した抵抗体封入部５が、圧電センサ３の他方の端末部には、圧電センサ３の挟み込みの信号を検出するフィルタ、アンプ、コンパレータ、そして断線・ショート検出回路等を内蔵した検出部６がそれぞれ接続されている。検出部６には電源と検出信号の入出力用コード７が接続されている。
【０００５】
図１０は圧電センサの断面図であり、圧電センサ４自身は、中心より中心電極４ａ、ゴム弾性体に圧電セラミックの粉体を混合した複合圧電体４ｂ、複合圧電体４ｂの上に重なり代を持ちながらスパイラル状に薄膜導線を巻きつけた外側電極４ｃ、被覆層４ｄとを同心円状に積層し、可撓性を有するケーブル状に形成されている。
【特許文献１】特開２００４−３１６０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の構成では、圧電センサ４の端末部においては中心電極３ａと外側電極３ｃとを検出部６に電気的に接続することが必要であり、さらに圧電センサ３自身は可撓性を確保するため中心電極３ａの導線はより細く外側電極３ｃも薄膜導線を用いていることから、圧電センサ３の各電極３ａ及び３ｃと検出部６との接続部の機械的強度（引っ張り強度）が弱くなりやすいという課題を有していた。
【０００７】
さらに、スライドドア２に物体が挟み込まれた場合に、圧電センサ３から得られる出力信号は数十ｍＶと微小であり、この信号を検出部６でフィルタ処理や増幅処理を行うため、外来電磁波ノイズによって誤検知してしまうという課題も有していた。
【０００８】
上記従来の技術の課題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、圧電センサの検出部との接続の機械的強度を高め、かつ外来電磁波ノイズに強い感圧センサの端末接続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】
上記課題を解決するために、本発明の感圧センサの端末接続装置は、同軸状に中心電極と複合圧電体と外側電極と被覆層を積層した可撓性の圧電センサと、前記圧電センサの端末部にあって、前記圧電センサの中心電極ならびに外側電極に接続された導電体のリード部と、前記圧電センサの中心電極ならびに外側電極と前記リード部との接続部をモールドした絶縁体と、前記リード部を介して圧電センサの中心電極ならびに外側電極とに電気的に接続された検出部と、前記絶縁体と検出部とを覆い、電源のマイナス電位と同電位に接続された電磁遮蔽体とを備え、前記リード部は前記圧電センサの被覆層に取り付ける被覆押さえ部を形成し、かつ前記圧電センサの同軸方向に対し交叉方向に絶縁体から引き出すとともに、さらに圧電センサの外側電極も電源のマイナス電位と同電位に接続したものである。
【００１０】
これによって、圧電センサに外部から張力が加わっても、圧電センサの電極部分はリード部の被覆押さえ部で確実に保持され、さらに圧電センサに加わる張力が絶縁体により軽減され、電極接続部の信頼性を高めることができる。
【００１１】
また、外部からの電磁波ノイズは電磁遮蔽体側にバイパスされ検知部への干渉を抑制することができるため、耐ノイズ性能を向上することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の感圧センサの端末接続装置は、外部張力に対する感圧センサの電極接続部の信頼性と外来電磁波ノイズに対する耐力との向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明の感圧センサの端末接続装置は、同軸状に中心電極と複合圧電体と外側電極と被覆層を積層した可撓性の圧電センサと、前記圧電センサの端末部にあって、前記圧電センサの中心電極ならびに外側電極に接続された導電体のリード部と、前記圧電センサの中心電極ならびに外側電極と前記リード部との接続部をモールドした絶縁体と、前記リード部を介して圧電センサの中心電極ならびに外側電極とに電気的に接続された検出部と、前記絶縁体と検出部とを覆い、電源のマイナス電位と同電位に接続された電磁遮蔽体とを備え、前記リード部は前記圧電センサの被覆層に取り付ける被覆押さえ部を形成し、かつ前記圧電センサの同軸方向に対し交叉方向に絶縁体から引き出すとともに、さらに圧電センサの外側電極も電源のマイナス電位と同電位に接続したものである。
【００１４】
これにより、圧電センサに外部から張力が加わっても、圧電センサの端末部はリード部の被覆押さえ部で確実に保持され、さらにリード部は絶縁体によって圧電センサに加わる張力方向に対し交叉して固定されるため、圧電センサに加わる張力が絶縁体に直接かかり、リード部への圧電センサの電極部の接続部分には直接に張力が加わらないため電極接続部の信頼性を高めることができる。
【００１５】
また、絶縁体や検出部は電源のマイナス電位と同電位に接続された電磁遮蔽体で覆われ、さらに圧電センサの外側電極も電源のマイナス電位と同電位に接続されているため、外部からの電磁波ノイズは電磁遮蔽体側にバイパスされ検知部への干渉を抑制することができるため、耐ノイズ性能を向上することができる。
【００１６】
第２の発明は、特に、第１の発明の絶縁体に、圧電センサが貫通する電磁遮蔽体の箇所に配置し、前記圧電センサを保持する保持部を設けたことにより、圧電センサは絶縁体で保持されるため、電磁遮蔽体のエッジ部で圧電センサの被覆を損傷することが無くなる。
【００１７】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の電磁遮蔽体を、圧電センサの同軸方向に分割した金属板で覆う構成にしたことにより、分割した一方の金属体内へ圧電センサ、リード部、検出部等を組み込み、他方の金属体で一方の金属体を閉蓋する組み立て作業が容易になり、また導電性の樹脂で電磁遮蔽体を形成する場合より、作業が堅牢で薄肉の電磁遮蔽体を実現できるため、電磁遮蔽体の小型化が図れる。
【００１８】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明のリード部の、圧電センサの各電極との接続部と検出部との接続部との間に熱伝導規制部を設けたことにより、例えば前記した各接続部を半田づけする際に、先に圧電センサの各電極とリード部を接続する際には、検出部と接続する側のリード部への熱伝導を抑制するとともに、後工程でリード部を検出部に接続する際にも、先に半田づけされた圧電センサの各電極の接続部への熱伝導を抑制することができるため、効率的な組立作業と半田時の熱の弊害を防止することができる。
【００１９】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の圧電センサの外側電極に接続されたリード部の一端を、電磁遮蔽体に直接電気的に接合することにより、別途アース線で接続することが不要となり、組立性の向上とコスト低減が図れる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態を図１から図３を参照して説明する。図１（ａ）は圧電センサと、その端末部に接続するリード部の接続前の状態を示す斜視図で、図１（ｂ）は圧電センサとリード部との接続後の状態を示す斜視図である。圧電センサ３は、図９に示す従来の圧電センサと同様に、中心より中心電極３ａ、ゴム弾性体に圧電セラミックの粉体を混合した複合圧電体３ｂ、複合圧電体３ｂの表面に重なり代を持ちながらスパイラル状に薄膜導線を巻きつけた外側電極３ｃ、被覆層３ｄとを同心円状に積層した可撓性を有するケーブル状に形成されている。
【００２２】
圧電センサ３の端末部になる露出させた中心電極３ａ、外側電極３ｃ、被覆層３ｄには、圧電センサ３の軸方向に対し交叉した垂直方向に引き出され薄い金属の導電材からなる略Ｕ字状のリード部８が配置されており、中心電極３ａに半田付けで接続される接続部８１ａを先端に有するリード部８ａと外側電極３ｃに半田付けで接続される接続部８１ｂを有するリード部８ｂは、連結部８ｃを介して一体的に形成されている。
【００２３】
そして、連結部８ｃはリード部８ａのセンサ側の接続部８１ａに中心電極３ａを、リード部８ｂのセンサ側の接続部８１ｂに外側電極３ｃをそれぞれ接続し、かつ後述する絶縁体９でモールドした後に、図１（ｂ）に斜線で示す部分を切除して、後述する検出部１０と接続する検出部側の接続部８２ａ、８２ｂが、図２に示すように絶縁体９より圧電センサ３の軸方向に対し交叉した垂直方向に引き出されることになる。
【００２４】
また、リード部８ｂには圧電センサの被覆層３ｄをカシメにより保持する被覆押さえ部８ｄが一体的に形成されている。圧電センサ３の端末部は、各リード部８ａならびに８ｂに対応してストリップ加工が施された後に、被覆押さえ部８ｄがカシメられ、中心電極３ａとリード部８ａならびに外側電極３ｃとリード部８ｂとが半田付けにより電気的に接続される。
【００２５】
図２はリード部を介して圧電センサと検出部との接続状態を示す要部断面図である。圧電センサ３の中心電極部３ａならびに外側電極３ｃとリード部８ａならびにリード部８ｂとの連結部８ｃは、絶縁体９によりモールド成形で覆われた後に切り離され、リード部８ａとリード８ｂの検出部側の先端である接続部８２ａと８２ｂが、導電薄膜回路を印刷したプリント基板にフィルタ、アンプ、コンパレータ等を設け、かつ断線・ショート検知機能を有する検出部１０に接続される。
【００２６】
検出部１０には車両本体（図示せず）からの電源の接続や挟み込み込み信号を出力するためのリード線１１が接続され、外側電極３ｃは検出部１０とリード部８ｂを介して電源のマイナス電位に接続（図示せず）されている。絶縁体９と検出部１０は導電性を有する電磁遮蔽体１２によって外周を覆われ、リード線１１と検出部１０を介して電源のマイナス電位と同電位に接続されたアース線１３が電磁遮蔽体１２に電気的に接続されている。電磁遮蔽体１２の内部には、耐水性を確保するためシリコンやウレタン等の絶縁性充填材１４が充填されている。
【００２７】
以上のように構成された感圧センサの端末接続装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２８】
圧電センサ３の端末部はリード部８ｂと一体的に形成された被覆押さえ部８ｄでカシメられることで確実に保持され、さらにリード部８ａならびに８ｂは圧電センサ３の同軸方向に対し絶縁体９と交叉して、好ましくは略垂直方向に固定されるため、圧電センサ３に外部から張力、特に引っ張り張力が加わっても絶縁体９に直接に加わり、中心電極３ａとリード部８ａの接続部８１ａ、ならびに外側電極３ｃとリード部８ｂとの接続部８２ｂには直接張力が印加されないため、各電極の接続部の信頼性が高まる。
【００２９】
さらに、圧電センサ３は被覆押さえ部８ｄでカシメた後に、中心電極３ａならびに外側電極３ｃとリード部８ａならびに８ｂとを半田での接続作業をすることができるため、従来組立作業が難しかったアルミ薄膜を導電材とした外側電極でも半田での接続作業を容易にすることができる。
【００３０】
また、圧電センサの外側電極３ｃと電磁遮蔽体１２とを共に電源のマイナス電位と同電位に接続されるため、検出部１０への電磁波ノイズ信号の干渉を少なくすることができる。
【００３１】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における感圧センサの端末接続装置を示す要部断面図である。図３に示すように圧電センサ３が電磁遮蔽体１２を貫通する箇所に、圧電センサ３の周囲を覆って保持するため、絶縁体９から延出した保持部１５を一体的に形成する構成としたものである。
【００３２】
この構成により、絶縁体９と一体的に形成された保持部１５によって、圧電センサ３の被覆層３ｄは、電磁遮蔽体１２を貫通した箇所の端面で損傷される恐れが無くなり、信頼性の高い装置を提供することができる。
【００３３】
（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態における感圧センサの端末接続装置を示す要部断面図である。図４に示すように、圧電センサ３の電磁遮蔽体１６を圧電センサ３の軸方向に沿って上下に二分割構成とした一方の金属体１６ａと、これを閉蓋する他方の金属体１６ｂで構成してある。
【００３４】
このように電磁遮蔽体１６を金属板で１６ａ、１６ｂで形成することにより、薄肉で堅牢な電磁遮蔽体が実現可能となり、圧電センサの端末接続部の小型化が図れる。また、分割した一方の金属体内１６ａへ圧電センサ３、リード部８ａ、８ｂ、検出部１０等を組み込み、他方の金属体１６ｂで一方の金属体を閉蓋することが可能になり、組み立て作業の容易なものにできる。
【００３５】
（実施の形態４）
図５は、本発明の第４の実施の形態における感圧センサの端末接続装置を示す要部断面図である。図５に示すように、圧電センサ３のリード部８ａ、８ｂの検出部側の接続部８２ａ、８２ｂに熱伝導規制部１７を設けた構成としたものである。すなわち、圧電センサ３の中心電極３ａならびに外側電極３ｃと検出部１０の間を接続するリード部８ａの接続部８２ａとリード８ｂの接続部８２ｂに、幅を狭くした熱伝導規制部１７を設けている。
【００３６】
このように熱伝導規制部１７を設けることにより、先に圧電センサ３の中心電極３ａならびに外側電極３ｃとリード部８ａの接続部８１ａならびにリード部８ｂの接続部８１ｂとを半田で接続する際には、検出部１０側のリード部８ａの接続部８２ａとリード部８ｂの接続部８２ｂへの熱の拡散を減少させ効率的な組立作業ができ、一方検出部１０とリード部８ａの接続部８２ａならびにリード部８ｂの接続部８２ｂを半田で接続する際には、先に半田で接続されている圧電センサ３の中心電極３ａならびに外側電極３ｃへの接続部側であるリード部８ａの接続部８１ａならびにリード部８ｂの接続部８１ｂへの熱伝導を抑制することができるため、先付け箇所の半田溶融による接続部の外れや変位を防止させることができる。
【００３７】
（実施の形態５）
図６は、本発明の第５の実施例における感圧センサの端末接続装置を示す要部断面図である。図６に示すように、圧電センサ３の外側電極３ｃに接続されたリード部８ｂの一部を電磁遮蔽体１２に電気的に接続させる構成としたものである。リード部８ｂは圧電センサ３の外側電極３ｃに接続され、他の一端はリード線１１を介して電源のマイナス電位に接続された検知部１０の回路に接続されている（回路図は省略）。さらに、リード部８ｂの一端は電磁遮蔽体１２に電気的に接触するように延出させている。
【００３８】
このように構成することにより、別途電源のマイナス電位と電磁遮蔽体１２とをリード線によって接続することが不要となり、組立作業の短縮化とコスト低減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかる感圧センサの端末接続装置は、外部張力に対し圧電センサの電極接続部の信頼性を高め、さらに外来電磁波ノイズに強い感圧センサの端末接続装置を提供することができ、自動車の挟み込み検知や、フェンスを乗り越える侵入者を検知するセキュリティ分野、あるいは感度を上げて心拍を検知することで在床・在席を検知するベッドや自動車の座席等にも展開可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における感圧センサとそのリード部の接続前の状態を示す斜視図（ｂ）本発明の実施の形態１における感圧センサとそのリード部の接続後の状態を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における感圧センサの端末接続装置の要部断面図
【図３】本発明の実施の形態２における感圧センサの端末接続装置の要部断面図
【図４】本発明の実施の形態３における感圧センサの端末接続装置の要部断面図
【図５】本発明の実施の形態４における感圧センサの端末接続装置の要部断面図
【図６】本発明の実施の形態５における感圧センサの端末接続装置の要部断面図
【図７】従来の電動スライドドアに感圧センサを備えた挟み込み防止装置の要部断面図
【図８】従来の同装置の判定手段を備えた感圧センサの外観図
【図９】従来の感圧センサ（圧電センサ）の断面図
【符号の説明】
【００４１】
３  圧電センサ（感圧センサ）
３ａ  中心電極
３ｂ  複合圧電体
３ｃ  外側電極
３ｄ  被覆層
８ａ、８ｂ  リード部
８ｄ  被覆押さえ部
９  絶縁体
１０  検出部
１２、１６  電磁遮蔽体
１６ａ、１６ｂ  金属体
８１ａ、８１ｂ  接続部（センサ側）
８２ａ、８２ｂ  接続部（検出部側）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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