(57)【要約】【課題】信頼性の面で優れている接触型の検知機能も保持しつつ、物体が接触する前に検知できる非接触型の検知機能も併せ持つ接触・非接触一体型の検知装置を提供する。【解決手段】空隙５を有する断面中空絶縁体３の内面に沿って、２本の電極線１，１を所定の間隔を保ちながら長手方向に螺旋状に配置すると共に、断面中空絶縁体３の外周に導電層７を被覆し、かつ導電層７の端部の２箇所にスリット９，９を設けてコードスイッチ１０とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
復元性を有する断面中空絶縁体の内面に沿って、少なくとも２本の電極線が相互に電気的に接触しない状態を保持しつつ長手方向に螺旋状に配置すると共に、前記断面中空絶縁体の外周を、少なくとも２本のスリットを設けた導電層で被覆したことを特徴とする接触・非接触一体型コードスイッチ。
【請求項２】
前記スリットが蛇行状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の接触・非接触一体型コードスイッチ。
【請求項３】
復元性を有する断面中空絶縁体の内面に沿って、少なくとも２本の電極線が相互に電気的に接触しない状態を保持しつつ長手方向に螺旋状に配置すると共に、前記断面中空絶縁体の外周に、少なくとも２本の外部電極を相互に電気的に接触しない状態で長手方向に沿って配置したことを特徴とする接触・非接触一体型コードスイッチ。
【請求項４】
前記外部電極を長手方向に沿って螺旋状に配置したことを特徴とする請求項３記載の接触・非接触一体型コードスイッチ。
【請求項５】
前記外部電極を金属素線により形成したことを特徴とする請求項３記載の接触・非接触一体型コードスイッチ。
【請求項６】
前記導電層を導電性テープもしくは導電性プラスチックにより形成したことを特徴とする請求項１記載の接触・非接触一体型コードスイッチ。
【請求項７】
前記断面中空絶縁体を復元性ゴムまたは復元性プラスチックにより形成したことを特徴とする請求項１又は３記載の接触・非接触一体型コードスイッチ。
【請求項８】
前記電極線は、金属導体線、又は金属導体線の外周に導電性ゴム層若しくは導電性プラスチック層を形成したものであることを特徴とする請求項１又は３記載の接触・非接触一体型コードスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用パワーウインドやスライドドア等の自動開閉する窓や扉に物体が挟まれそうになった時に検知するコードスイッチに係り、特に、接触型スイッチの検知機能と非接触型スイッチの検知機能とを併せ持つ接触・非接触一体型コードスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のパワーウインドやスライドドア等の自動開閉する窓や扉に物体が挟まった時、もしくは挾まれそうになった時にこれらを検知する装置には、大きく分けて、接触型と非接触型の２つがある。
【０００３】
接触型の検知装置は、一般に、自動開閉する窓や扉に物体が接触したときの圧力変化に反応してオン／オフ動作をする方法を用いている（あらゆる方向からの加圧に対して確実な検知能力を有するコードスイッチの例として、特許文献１参照）。また、他の接触型の検知装置として、物体が閉まるドアに挟まれた時に生じる負荷によって変化するモータ回転速度を利用してオン／オフ動作をする方法を用いるものもある。
【０００４】
一方、非接触型の検知装置には、物体との間の浮遊容量や抵抗損失などの変化を利用して、自動開閉する窓や扉に接触する前に検知する静電容量方式を用いるものがある（非接触型の自動ドアセンサとして実用化されている例として、特許文献２参照）。
【特許文献１】特願平９−５２１１５６号（再表９７／２１２３５）
【特許文献２】特開平２−２６４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示すような接触型の検知装置は、検知能力の信頼性には非常に優れているが、自動開閉する扉と物体が実際に接触してからでないと検知できないため、検知時に物体に若干の力が加わってしまう。また、利便性を向上させるためにドアの開閉速度を上げようとすると、挟まれた際に物体に加わる力が増加するため危険である。
【０００６】
これに対して、特許文献２に示すような非接触型の検知装置は、自動開閉する扉と物体が実際に接触する前に検知できる点で優れているが、接触型に比べて、検知能力の信頼性で劣っている。また、検知範囲を広くしようとすると誤作動が起きやすくなり、誤作動が起きないように検知範囲を狭くすると検知物が小さい場合に検知できなくなる可能性がある。非接触型の検知装置の他の方式として、光ビーム、赤外放射を用いた方式もあるが、水滴や塵などの汚れに弱く、検知できる範囲が狭いといった問題があり、自動車用パワーウインドやスライドドアにはあまり適していない。
【０００７】
このため、実際の自動車用パワーウインドやスライドドアに実用化されている検知装置のほとんどは信頼性の面で優れている接触型の検知装置である。しかしながら、物体にドアが当たる前に検知できる非接触型の検知装置は利便性の面で大きなメリットがあるため、信頼性の高い接触型の検知機能を保持しつつ、非接触型の検知機能も併せ持つ接触・非接触一体型の検知装置のニーズが高まってきている。
【０００８】
従って、本発明の目的は、信頼性の面で優れている接触型の検知機能も保持しつつ、物体が接触する前に検知できる非接触型の検知機能も併せ持つ接触・非接触一体型の検知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】
上記目的を達成するため、本発明の接触・非接触一体型コードスイッチは、復元性を有する断面中空絶縁体の内面に沿って、少なくとも２本の電極線が相互に電気的に接触しない状態を保持しつつ長手方向に螺旋状に配置すると共に、前記断面中空絶縁体の外周を、少なくとも２本のスリットを設けた導電層で被覆したことを特徴とする。
【００１０】
前記スリットを蛇行状に形成することができる。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本発明の接触・非接触一体型コードスイッチは、復元性を有する断面中空絶縁体の内面に沿って、少なくとも２本の電極線が相互に電気的に接触しない状態を保持しつつ長手方向に螺旋状に配置すると共に、前記断面中空絶縁体の外周に、少なくとも２本の外部電極を相互に電気的に接触しない状態で長手方向に沿って配置したことを特徴とする。
【００１２】
前記外部電極を長手方向に沿って螺旋状に配置することもできる。
【００１３】
前記外部電極を金属素線により形成することもできる。
【００１４】
前記導電層を導電性テープもしくは導電性プラスチックにより形成することもできる。
【００１５】
前記断面中空絶縁体を復元性ゴムまたは復元性プラスチックにより形成することもできる。
【００１６】
前記電極線は、金属導体線、又は金属導体線の外周に導電性ゴム層若しくは導電性プラスチック層を形成したものとすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、接触型の検知機能を有しているため信頼性の面で優れていると共に、物体が接触する前に検知できる非接触型の検知機能も併せ持つため、利便性の面でも大きなメリットを有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る接触・非接触一体型コードスイッチの実施形態について説明する。
【００１９】
［第１の実施形態］
（全体構成）
図１に本実施形態のコードスイッチの斜視図を、図２にそのII-II断面図を示す。
本実施形態のコードスイッチ１０は、空隙５を有する断面中空絶縁体３の内面に沿って、２本の電極線１，１を所定の間隔を保ちながら長手方向に螺旋状に配置すると共に、断面中空絶縁体３の外周に導電層７を被覆し、かつ導電層７の端部の２箇所にスリット９，９を設けた構成としている。以下、各構成部分について詳しく説明する。
【００２０】
（断面中空絶縁体）
断面中空絶縁体３は、内部に空隙５を有しており、平常時には、電極線１，１を電気的に接触しない状態で螺旋状に保持固定するとともに、物体接触時には、外力により容易に変形し電極線１，１を電気的に接触させ、外力がなくなれば直ちに元の形状に復元するようになっている。断面中空絶縁体３は、復元性ゴムまたは復元性プラスチックから形成できる。
【００２１】
この断面中空絶縁体３を形成するための復元性ゴムとしては、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム等を挙げることができる。また、復元性プラスチックとしては、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、オレフィン系あるいはスチレン系の熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。更に、ポリイミドやポリアミド等のエンジニアリングプラスチックでも形状、厚さ、他の材料との積層を工夫することにより使用可能である。
【００２２】
（電極線）
電極線１は、一般的に、銅線や銅合金などの金属導体からなる金属素線より形成されるが、可撓性及び復元性を優れたものとするため、金属素線を複数本撚合せた金属撚線を用いることが好ましい。更に、電極線１は、復元性の向上および断面中空絶縁体３による電極線の保持固定力の向上をはかるため、金属導体の外周に導電性ゴム層又は導電性プラスチック層を設けた構造とするのが好ましい。導電性ゴム層及び導電性プラスチック層は、断面中空絶縁体３を形成する復元性ゴムあるいは復元性プラスチックにカーボンブラック等の導電性充填剤を配合した混和物を金属導体線の外周に押出被覆するなどして形成できる。導電性ゴム層又は導電性プラスチック層の断面積は、金属導体の断面積の２倍以上であることが好ましく、これによって、電極線１に十分な弾力性を付与すると共に、断面中空絶縁体３による電極線の保持固定が十分になされるようになり、大きな復元性を実現できる。
【００２３】
（導電層）
導電層７は、導電性ゴム、導電性プラスチック、導電性テープ等の断面中空絶縁体３の形状変形を妨げないような材料で形成する。導電層７は、断面中空絶縁体３を形成する復元性ゴムあるいは復元性プラスチックにカーボンブラック等の導電性充填剤を配合した混和物を断面中空絶縁体３の外周に押出被覆することにより形成できる。
また、導電層７の端部の２箇所には、スリット９，９を設けて、非接触型の検知機能を果たすことができるようになっている。
【００２４】
（作用）
平常時は、断面中空絶縁体３内に電極線１，１が互いに電気的に接触しない状態で螺旋状に保持固定されているが、物体接触時には、外力により断面中空絶縁体３が容易に変形して電極線１，１が電気的に接触する。この際、電極線１，１が電気的に接触していない時と接触した時との抵抗の変化量を用いることで、物体に接触したか否かを検知することができる。
また、スリット９，９が設けてある導電層７をスリットアンテナとして用い、物体から離れている時と物体に近づいた時とで物体に当たってはね返ってくる反射波を検知、比較することにより、物体が実際に接触する前に接触の危険性を検知することができる。
【００２５】
（効果）
本実施形態によれば下記の効果が得られる。
（１）空隙５を有する断面中空絶縁体３の内面に沿って、２本の電極線１，１を所定の間隔を保ちながら長手方向に螺旋状に配置しているので、物体接触時には外力により断面中空絶縁体３が容易に変形して電極線１，１が電気的に接触できる。このため、あらゆる方向からの加圧に対して確実な検知能力を有することができる。
（２）圧力変化に反応してオン／オフ動作をするため、検知能力の信頼性に非常に優れたものとなる。
（３）導電層７にスリット９，９を設けているので、スリットアンテナとして用いることにより物体が実際に接触する前に接触の危険性を検知でき、利便性の面で大きなメリットを有する。
（４）断面中空絶縁体３の外周に被覆した導電層７にスリット９，９を設けるだけの簡易な構成で、非接触型スイッチを形成することができる。
【００２６】
［第２の実施形態］
図３に第２の実施形態のコードスイッチの斜視図を示す。
このコードスイッチ２０は、図１に示す第１の実施形態のコードスイッチにおいてスリット９，９を蛇行状のスリット１９，１９に代えた以外は第１の実施形態と同様に構成されている。
このような蛇行状のスリット１９，１９においても、断面中空絶縁体３の形状変形を妨げることなく、スリットアンテナとして動作する構造を保っているため、第１の実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００２７】
［第３の実施形態］
図４に第３の実施形態のコードスイッチの斜視図を、図５にそのＶ-Ｖ断面図を示す。
本実施形態のコードスイッチ３０は、空隙５を有する断面中空絶縁体３の内面に沿って、２本の電極線１，１を所定の間隔を保ちながら長手方向に螺旋状に配置すると共に、断面中空絶縁体３の外周に外部電極２９，２９が互いに電気的に接触せずに空隙部２７を有する状態で長手方向に沿って配置した構成としている。なお、第１の実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２８】
外部電極２９，２９は、第１の実施形態における導電層７と同様に、導電性テープもしくは導電性プラスチックまたは、導電性ゴム等のように、断面中空絶縁体３の形状変形を妨げないような材料で形成することができる。更に、外部電極２９，２９を、ゴムまたは、プラスチック性の絶縁層で被覆し保護固定することもできる。
【００２９】
接触型の検知方法としては、第１の実施形態のコードスイッチ１０と同様に、電極線１，１が電気的に接触していないときと接触したときの抵抗の変化量を用いる。
非接触型の検知方法としては、外部電極２９，２９間に高周波発振回路を接続し一定の周波数で共振させておき、物体が近づいた時に外部電極２９と物体との間の浮遊容量や抵抗損等によって共振局波数が変化することを利用する。
このコードスイッチ３０においても、第１の実施形態のコードスイッチ１０と同様の効果を奏することができる。
【００３０】
［第４の実施形態］
図６に第４の実施形態のコードスイッチの斜視図を示す。
このコードスイッチ４０は、図４及び図５に示す第３の実施形態のコードスイッチにおける外部電極２９，２９を、長手方向に沿って螺旋状に配置した外部電極３９，３９とした以外は第３の実施形態と同様に構成されている。
このように外部電極３９，３９を長手方向に沿って螺旋状に配置した場合においても、断面中空絶縁体３の形状変形を妨げることなく、かつ外部電極３９，３９間で一定の静電容量を保つような構造を有しているため、第３の実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００３１】
［第５の実施形態］
図７に第５の実施形態のコードスイッチの斜視図を示す。
このコードスイッチ５０は、図５に示す第３の実施形態のコードスイッチにおいて外部電極２９，２９の代わりに外部導体４９・・・とした以外は第３の実施形態と同様に構成されている。
このように断面中空絶縁体３の外周を取り囲むように外部導体４９を複数本配置して、各導体が両隣の導体と共振するように結線した構造にすることによっても、断面中空絶縁体３の形状変形を妨げることなく、第３の実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００３２】
なお、第１〜第５の実施形態では、電極線１の本数を２本としているが、電極線の本数を更に増やしてもよい。例えば２本より４本、６本・・・とすることにより断面円周上の電極が増えるために、断面縮小変形がより小さくても相互接触を可能とすることができる。しかし細いセンサ外径、鋭角の曲線部配置や、電極線の接続処理数を減らすなどの面では電極線数が少ないほうが良い。このため、適切な構造を選択することであらゆる目的に適合したコードスイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施形態に係るコードスイッチを示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係るコードスイッチを示す断面図である。
【図３】第２の実施形態に係るコードスイッチを示す斜視図である。
【図４】第３の実施形態に係るコードスイッチを示す斜視図である。
【図５】第３の実施形態に係るコードスイッチを示す断面図である。
【図６】第４の実施形態に係るコードスイッチを示す斜視図である。
【図７】第５の実施形態に係るコードスイッチを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  電極線
３  断面中空絶縁体
５  空隙
７  導電層
９  スリット
１０  コードスイッチ
１９  スリット
２０  コードスイッチ
２７  空隙部
２９  外部電極
３０  コードスイッチ
３９  外部電極
４０  コードスイッチ
４９  外部導体
５０  コードスイッチ
【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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