(57)【要約】【課題】２つの電極間の距離を一定状態で固定できることにより、誤動作を防止でき優れた検出感度を得ることが可能な静電容量検知線と、その応用品を提供すること。【解決手段】第一の電極線１と第二の電極線２と温度検知線３と芯線４を有し、上記第一の電極線１、上記第二の電極線２及び上記温度検知線３が引き揃えられて上記芯線４上に巻装されており、上記第一の電極線１、上記第二の電極線２及び上記温度検知線３の少なくとも２本が絶縁被膜５により被覆されており、上記第一の電極線１と上記第二の電極線２間の静電容量値を検知する静電容量検知線１０。外周に外層被覆７が形成されている静電容量検知線１０。上記静電容量検知線が基材上に配設されている静電容量検知体。上記静電容量検知線により検知された静電容量値変化により人体接近を検出する人感検知器及び着座者有無を検出する着座検知機能付き座席。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の電極線と第二の電極線と温度検知線と芯線を有し、上記第一の電極線、上記第二の電極線及び上記温度検知線が引き揃えられて上記芯線上に巻装されており、上記第一の電極線、上記第二の電極線及び上記温度検知線の少なくとも２本が絶縁被膜により被覆されており、上記第一の電極線と上記第二の電極線間の静電容量値を検知する静電容量検知線。
【請求項２】
上記第一の電極線、上記第二の電極線及び上記温度検知線が引き揃えられて上記芯線上に巻装されたものの外周に外層被覆が形成されている請求項１記載の静電容量検知線。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の静電容量検知線が基材上に配設されている静電容量検知体。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の静電容量検知線と、発熱線とが基材上に配設されているヒータ機能付きの静電容量検知体。
【請求項５】
請求項１又は請求項２記載の静電容量検知線により検知された静電容量値の変化によって人体の接近を検出する人感検知器。
【請求項６】
請求項１又は請求項２記載の静電容量検知線により検知された静電容量値変化によって着座者の有無を検出する着座検知機能付き座席。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、２つの検知線間の静電容量を検知する、所謂２電極型静電容量センサに係るものであり、線状の静電容量検知線、それを面状にした静電容量検知体、及び、これらの応用品である人感検知器や着座検知機能付き座席等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、静電容量センサは、タッチパネルや着座検知器等に使用されており、特に、所謂２電極型静電容量センサは、優れた検出感度から、様々な用途で広く使用されている。これは、近接状態で絶縁された２つの電極に人体が近付くことにより、この２つの電極間の静電容量値が変化することから、この静電容量の変化を検出するものである（例えば、特許文献１〜３参照）。また、関連する技術として、例えば、特許文献４，５が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９１１１０公報：デンソー
【特許文献２】実用新案登録第３０７７７５１号公報：三ツ星ベルト
【特許文献３】特許第３８９５３７３号公報：サークコーポレイション
【特許文献４】特開２０１５−２２５７３８公報：クラベ
【特許文献５】特開２０１５−２２４８０９公報：クラベ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、２電極型静電容量センサにおいては、２電極間の距離が一定状態で固定されていることが必要になる。これにより、誤動作の防止と検出感度の向上を図ることができるためである。しかしながら、従来の静電容量センサにおいては、２電極間の距離を一定状態で固定することについて、充分な検討がなされているとはいえなかった。特に、静電容量センサを現場に後加工で設置したり、着座検知のような大きな圧力が加わるような環境での使用であったりした場合、静電容量センサが変形を受けることにより、２電極間の距離も変化してしまうことが起こっていた。これによって、設計で意図しないような検出をしてしまうような誤動作や、検出感度の低下を招くおそれがあった。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、２つの電極間の距離を一定状態で固定できることにより、誤動作を防止でき優れた検出感度を得ることが可能な静電容量検知線と、その応用品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するべく、本発明による静電容量検知線は、第一の電極線と第二の電極線と温度検知線と芯線を有し、上記第一の電極線、上記第二の電極線及び上記温度検知線が引き揃えられて上記芯線上に巻装されており、上記第一の電極線、上記第二の電極線及び上記温度検知線の少なくとも２本が絶縁被膜により被覆されており、上記第一の電極線と上記第二の電極線間の静電容量値を検知するものである。
また、上記第一の電極線、上記第二の電極線及び上記温度検知線が引き揃えられて上記芯線上に巻装されたものの外周に外層被覆が形成されていることが考えられる。
また、上記の静電容量検知線が基材上に配設されている静電容量検知体が考えられる。
また、応用品として、上記の静電容量検知線により検知された静電容量値の変化によって人体の接近を検出する人感検知器が考えられる。また、上記の静電容量検知線により検知された静電容量値変化によって着座者の有無を検出する着座検知機能付き座席が考えられる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第一の電極線、第二の電極線及び温度検知線の少なくとも２本が絶縁被膜によって絶縁され、引き揃えられて芯線上に巻装されているため、第一の電極線と第二の電極線の間の距離が長さ方向にわたって一定となり、且つ、確実にそれらの位置が固定されることになる。そのため、第一の電極線と第二の電極線の間の距離が変化してしまうこともなく、誤動作を防止でき優れた検出感度を得ることができる。
更に、温度検知線によって、第一の電極線及び第二の電極線の温度を測定できるため、温度変化に伴う静電容量値の変化を検出でき、正確な温度補償を行うことができる。また、発熱線と併せて配設すれば、発熱線の温度を温度検知線によって測定できるため、発熱線の温度制御を正確且つ確実に行うことができる。
特に、第一の電極線及び第二の電極線が引き揃えられて芯線上に巻装されたものの外周に外層被覆が形成されていれば、第一の電極線と第二の電極線の位置をより確実に固定させることができる。また、第一の電極線と第二の電極線の間に異物が混入して誤作動を起こすことを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による実施の形態示す図で、静電容量検知線の構成を示す一部切欠き側面図である。
【図２】本発明による実施の形態を示す図で、ホットプレス式ヒータ製造装置の構成を示す図である。
【図３】本発明による実施の形態を示す図で、静電容量検知線を所定のパターン形状に配設する様子を示す一部斜視図である。
【図４】本発明による実施の形態を示す図で、面状の静電容量検知体の構成を示す平面図である。
【図５】本発明による実施の形態を示す図で、面状の静電容量検知体を車両用座席内に埋め込んだ様子を一部切り欠いて部示す斜視図である。
【図６】本発明による他の実施の形態を示す図で、静電容量検知線の構成を示す一部切欠き側面図である。
【図７】本発明による他の実施の形態を示す図で、静電容量検知線の構成を示す一部切欠き側面図である。
【図８】本発明による他の実施の形態を示す図で、静電容量検知線の構成を示す一部切欠き側面図である。
【図９】本発明による他の実施の形態を示す図で、静電容量検知線の構成を示す一部切欠き側面図である。
【図１０】本発明による他の実施の形態を示す図で、静電容量検知線の構成を示す一部切欠き側面図である。
【図１１】本発明による他の実施の形態を示す図で、静電容量検知線の構成を示す一部切欠き側面図である。
【図１２】本発明による実施の形態を示す図で、ヒータ機能付きの静電容量検知体の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図１〜図１１を参照して本発明の実施の形態を説明する。これらの実施の形態は、静電容量検知線を面状の静電容量検知体とし、着座検知機能を付与した車両用座席に適用することを想定した例を示すものである。
【００１０】
まず、図１〜図５を参照して本実施の形態を説明する。この実施の形態における静電容量検知線１０の構成から説明する。本実施の形態における静電容量検知線１０は図１に示すような構成になっている。まず、外径約０．２ｍｍの芳香族ポリアミド繊維束からなる芯線４があり、該芯線４の外周には、素線径０．０８ｍｍの硬質錫入り銅合金線からなる第一の電極線１及び第二の電極線２と、素線径０．０８ｍｍのニッケル線からなる温度検知線３とを引き揃えて構成されたものがピッチ約１．０ｍｍで螺旋状に巻装されている。第一の電極線１、第二の電極線２及び温度検知線３には、アルキドシリコーンワニス（アルキド：シリコーン＝５０：５０）を塗布し乾燥して形成したシリコーンを含有する絶縁被膜５が、厚さ約５μｍで形成されている。この芯線４上に第一の電極線１、第二の電極線２及び温度検知線３を巻装したものの外周に、外層被覆７として難燃剤が配合されたポリエチレン樹脂が０．２ｍｍの厚さで押出被覆される。なお、この実施の形態において、外層被覆７に用いられたポリエチレン樹脂は、熱融着材として機能する。静電容量検知線１０はこのような構成になっていて、その仕上外径は０．８ｍｍである。
【００１１】
次に、上記構成をなす静電容量検知線１０を接着・固定する基材１１の構成について説明する。本実施例における基材１１は、低融点ポリエステルを鞘成分とする芯鞘構造を有する熱融着性繊維１０％と、難燃性ポリエステル繊維からなる難燃性繊維９０％とを混合させた不織布（目付１００ｇ／ｍ２、厚さ０．６ｍｍ）で構成されている。このような基材１１は、型抜き等の公知の手法により所望の形状とされる。
【００１２】
次に、上記静電容量検知線１０を基材１１上に所定のパターン形状で配設して接着・固定する構成について説明する。図２は静電容量検知線１０を基材１１上に接着・固定させるためのホットプレス式ヒータ製造装置１３の構成を示す図である。まず、ホットプレス治具１５があり、このホットプレス治具１５上には複数個の係止機構１７が設けられている。上記係止機構１７は、図３に示すように、ピン１９を備えていて、このピン１９はホットプレス冶具１５に穿孔された孔２１内に下方より差し込まれている。このピン１９の上部には係止部材２３が軸方向に移動可能に取り付けられていて、コイルスプリング２５によって常時上方に付勢されている。そして、図３中仮想線で示すように、これら複数個の係止機構１７の係止部材２３に静電容量検知線１０を引っ掛けながら所定のパターン形状にて配設することになる。
【００１３】
図２に戻って、上記複数個の係止機構１７の上方にはプレス熱板２７が昇降可能に配置されている。すなわち、静電容量検知線１０を複数個の係止機構１７の係止部材２３に引っ掛けながら所定のパターン形状にて配設し、その上に基材１１を置く。その状態で上記プレス熱板２７を降下させて静電容量検知線１０と基材１１に、例えば、２３０℃／５秒間の加熱・加圧を施すものである。それによって、静電容量検知線１０側の外層被覆７の熱融着材と基材１１側の熱融着性繊維が融着することになり、その結果、静電容量検知線１０と基材１１が接着・固定されることになる。尚、上記プレス熱板２７の降下による加熱・加圧時には複数個の係止機構１７の係止部材２３はコイルスプリング２５の付勢力に抗して下方に移動するものである。
【００１４】
基材１１の静電容量検知線１０を配設しない側の面には、接着層の形成、或いは、両面テープの貼り付けがなされても良い。これは、座席に取り付ける際、面状の静電容量検知体３１を座席に固定するためのものである。
【００１５】
上記作業を行うことにより、図４に示すような車両用座席用の静電容量検知体３１を得ることができる。尚、上記静電容量検知体３１における静電容量検知線１０の片端において、第一の電極線１及び第二の電極線２には、接続端子（図示しない）を介してリード線３９が接続されており、このリード線３９により、静電容量の測定器に接続される。そして、この測定器によって検知された静電容量値により、着座の有無が検出されることになる。また、初期の静電容量値からの静電容量値の変化を検知して、これに基づき、着座の有無を検出することもできる。また、上記静電容量検知体３１における静電容量検知線１０の両端において、温度検知線３には、接続端子（図示しない）を介してリード線３９が接続されており、このリード線３９により、抵抗値変化の測定器に接続される。そして、この測定器によって検知された温度検知線の温度変化による抵抗値変化により、第一の電極１及び第二の電極２の温度や、静電容量検知線１０周囲の温度が測定されることになる。
【００１６】
そして、上記構成をなす面状の静電容量検知体３１は、図５に示すような状態で、車両用座席４１内に埋め込まれて配置されることになる。すなわち、上記した通り、車両用座席４１の表皮カバー４３または座席パット４５に、面状の静電容量検知体３１が貼り付けられることとなるものである。
【００１７】
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。まず、静電容量検知線１０は、少なくとも第一の電極線１と第二の電極線２と温度検知線３を有し、第一の電極線１、第二の電極線２及び温度検知線３の少なくとも２本が絶縁被膜により被覆されているものであれば、種々の形態のものを使用することができる。
【００１８】
例えば、第一の電極線１、第二の電極線２又は温度検知線３の何れかまたは全てをそれぞれ複数本使用した形態（図６参照）、絶縁被膜５により被覆された第一の電極線１及び温度検知線３と絶縁被膜５により被覆されていない第二の電極線２が交互に配置された形態（図７参照）や、絶縁被膜５により被覆された第一の電極線１及び第二の電極線２と絶縁被膜５により被覆されていない温度検知線３を並べて配置するような形態も考えられ（図８参照）、それら以外にも様々な構成のものが想定される。また、外部からのノイズ電波を逃がすためのシールド線６を併せて引き揃えることも考えられる（図９参照）。第一の電極線１と第二の電極線２は、絶縁被膜５を介して接するように引き揃えられていると、より、第一の電極線１と第二の電極線２の間の距離を一定状態に固定でき好ましい。特に、第一の電極線１、第二の電極線２及び温度検知線３を隙間無く引き揃えて巻装することにより、２つの電極間の距離はより確実に一定状態で固定でき、異物の混入も防止できることになる（図１０参照）。この際、第一の電極線１と第二の電極線２の他に、シールド線や発熱線等の他の線材を混在させて引き揃えても良い。また、第一の電極線１、第二の電極線２及び温度検知線３の間に一定間隔の空間を設けられていてもよい。その場合は、第一の電極線１、第二の電極線２及び温度検知線３が絶縁被膜で被覆されない形態も考えられる。
【００１９】
芯線４としては、例えば、ガラス繊維等の無機繊維や、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル繊維、脂肪族ポリアミド繊維、芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維等の有機繊維のモノフィラメント、マルチフィラメント、スパン、或いはそれらの繊維材料、若しくは、それらの繊維材料を構成する有機高分子材料を芯線とし、その周上に熱可塑性の有機高分子材料が被覆された構成を有する繊維などが挙げられる。なお、芯線４は導電材料であっても機能するので、種々の金属線、ガラス繊維等の無機繊維、上記した有機繊維等その材質を問わない。
【００２０】
第一の電極線１や第二の電極線２の材料としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、銅線、銅合金線、ニッケル線、鉄線、アルミニウム線、ニッケル−クロム合金線、鉄−クロム合金線、などが挙げられ、銅合金線としては、例えば、錫−銅合金線、銅−ニッケル合金線、銅固溶体と銅銀共晶がファイバー状になった銀入り銅合金線などが挙げられる。このうち、コストと特性のバランスの点から、銅線または銅合金線を使用することが好ましい。これら銅線または銅合金線には軟質のものと硬質のものがあるが、耐屈曲性の観点からは、軟質のものよりも硬質のものの方が特に好ましい。尚、硬質銅線や硬質銅合金線とは、線引き加工等の冷間加工によって個々の金属結晶粒が加工方向に長く引き伸ばされ繊維状組織となったものである。このような硬質銅線や硬質銅合金線は、再結晶温度異常で加熱すると、金属結晶内に生じた加工歪みが解消されるとともに、新たな金属結晶の基点となる結晶各が出現し始める。この結晶核が発達して、順次旧結晶粒と置換される再結晶が起き、更に結晶粒が成長した状態となる。軟質銅線や軟質銅合金線はこのような結晶粒が成長した状態のものである。この軟質銅線や軟質銅合金線は、硬質銅線や硬質銅合金線と比べて伸びや電気抵抗値は高いものの引張強さが低い性質となるため、耐屈曲性は硬質銅線や硬質銅合金線と比べて低くなる。このように、硬質銅線や硬質銅合金線は、熱処理によって耐屈曲性が低い軟質銅線や軟質銅合金線になるため、できるだけ熱履歴の少ない加工を行うことが好ましい。尚、硬質銅線はＪＩＳ−Ｃ３１０１（１９９４）、軟質銅線はＪＩＳ−Ｃ３１０２（１９８４）においても定義がなされており、外径０．１０〜０．２６ｍｍでは伸び１５％以上、外径０．２９〜０．７０ｍｍでは伸び２０％以上、外径０．８０〜１．８ｍｍでは伸び２５％以上、外径２．０〜７．０ｍｍでは伸び３０％以上のものが軟質銅線とされる。また、銅線には錫メッキが施されているものも含まれる。錫メッキ硬質銅線はＪＩＳ−Ｃ３１５１（１９９４）、錫メッキ軟質銅線はＪＩＳ−Ｃ３１５２（１９８４）にて定義がなされている。また、第一の電極線１や第二の電極線２の断面形状についても種々のものが使用でき、通常使用される断面円形のものに限られず、いわゆる平角線と称されるものを使用しても良い。
【００２１】
但し、芯線４に第一の電極線１と第二の電極線２を巻装することから、上記した第一の電極線１と第二の電極線２の材料の中でも、巻付けたときのスプリングバックする量が小さいものが良く、復元率が２００％以下となるものが好ましい。例えば、銅固溶体と銅銀共晶がファイバー状になった銀入り銅合金線などは、抗張力性に優れ引張強度や屈曲強度には優れるものの、巻付けたときスプリングバックし易い。そのため、芯線４に巻装する際に、第一の電極線１や第二の電極線２の浮きや、過度の巻付けテンションによる第一の電極線１や第二の電極線２の破断が生じ易く、また加工後には撚り癖が生じ易いため好ましくない。特に、第一の電極線１や第二の電極線２に絶縁被膜５が被覆される形態であるので、この絶縁被膜５による復元力も加わることになる。そのため、第一の電極線１や第二の電極線２の復元率が小さいものを選定し、絶縁被膜５による復元力をカバーすることが重要となる。
【００２２】
ここで、本発明で規定する復元率の測定について詳しく記述する。まず、電極線に一定荷重を掛けながら、電極線径の６０倍の径の円柱形マンドレルに対して、電極線が重ならないように３回以上巻きつける。１０分後、荷重を取り去り電極線をマンドレルから外し、弾性により復元した形状の内径を測定して、電極線のスプリングバックする割合を次の式（Ｉ）により算出して、復元率として評価する。
Ｒ＝（ｄ２／ｄ１）×１００―――（Ｉ）
記号の説明：
Ｒ：復元率（％）
ｄ１：巻付試験に用いたマンドレル径（ｍｍ）
ｄ２：電極線をマンドレルに巻きつけた後、荷重を開放して復元した形状の内径（ｍｍ）
【００２３】
温度検知線３としては、従来公知のものを使用することができ、温度変化により抵抗値が変化する材料が用いられる。例えば、銅線、銅合金線、ニッケル線、鉄線、アルミニウム線、ニッケル−クロム合金線、銅−ニッケル合金、鉄−クロム合金などの各種金属線、炭素繊維線、導電性樹脂線などが挙げられる。これらの中でも、正特性温度係数を有するものが好ましい。特に係数が大きいニッケル線、プラチナ線が好ましく使用できる。正特性温度係数を有するものであると、温度が上昇するに従い抵抗値が大きくなることになるため、抵抗値が大きくなると異常温度と判断され、通電を停止する制御の方式になる。従って、万が一、検知素線４ａが断線したときには、抵抗値が∞になることから、異常温度が発生したときと同様、通電を停止することになる。これは、安全装置としてみたときに非常に信頼度の高い方式である。
【００２４】
第一の電極線１、第二の電極線２又は温度検知線３に被覆される絶縁被膜５としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステルナイロン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、シリコーンなどが挙げられる。例えば、これら材料の中からシリコーンを含有したものが選択されることが考えられる。シリコーンは、シロキサン結合による主骨格を持つ人口高分子化合物の総称であり、シリコーン樹脂やシリコーンゴム（シリコーンエラストマー）などの形態をとるものである。シリコーン樹脂は３次元網目構造を持ち、シリコーン樹脂を含む樹脂では、ガラス転移点は室温以上である。シリコーンゴムは、直鎖状のポリマーが橋架けによりゴム状となった分子構造となっており、シリコーンゴムを含むゴムでは、そのガラス転移点は、一例として−１２４℃である。また、置換基としてメチル基とフェニル基の量を適宜調整したものや、エーテル基、フルオロアルキル基、エポキシ基、アミノ基、カルボキシル基等の他の置換基を適宜導入したものも考えられる。また、例えば、ポリエステル樹脂とシリコーン樹脂を混合した所謂アルキドシリコーン、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂を混合した所謂エポキシシリコーン、アクリルポリマーとジメチルポリシロキサンのグラフト共重合体である所謂アクリルシリコーンのような、シリコーンと他の高分子材料の混合物や、ポリシロキサンと他のポリマー成分の共重合体を使用することも考えられる。絶縁被膜５に含有されるシリコーンの量は、種々特定の観点から特定の範囲内とすることが好ましい。尚、シリコーンと他のポリマー成分の共重合体を使用する場合は、共重合体におけるシリコーン分のみの重量をシリコーンの量として算出する。シリコーンの量を一定以上とすることで絶縁被膜５の耐熱性を向上させることができる。また、外観にも悪影響を及ぼす可能性がある。この観点から、シリコーン含有量は、重量比で、２０％以上とすることが好ましく、更には３０％以上、更には４０％以上、更には５０％以上、更には６０％以上、更には７０％以上、更には８０％以上、更には９０％以上とすることが考えられる。また、シリコーンの量が多すぎると、濡れ性が低くなって第一の電極線１や第二の電極線２への塗布が困難となってしまい、外観に問題が生じる可能性がある。また、それによって、絶縁被膜５の絶縁性が充分なものでなくなってしまう可能性がある。この観点から、シリコーン含有量は、重量比で、９０％以下とすることが好ましく、更には８０％以下、更には７０％以下、更には６０％以下、更には５０％以下、更には４０％以下、更には３０％以下、更には２０％以下とすることが考えられる。また、第一の電極線１や第二の電極線２と絶縁被膜５の密着性を向上させるために、予め第一の電極線１や第二の電極線２にプライマーを塗布しておくことも考えられる。これらのようなシリコーンは、例えば、溶剤や水のような溶媒または分散媒に溶解または分散した状態で第一の電極線１や第二の電極線２に塗布し乾燥する方法、第一の電極線１や第二の電極線２の外周に押出成形等の成形手段によって形成する方法などにより、第一の電極線１や第二の電極線２に被覆され、絶縁被膜５とされる。シリコーンの押出成形は比較的定温ですることができるが、溶剤や水等で溶解または分散したシリコーンを塗布する場合は、乾燥を短時間で済ますために比較的高温環境に晒されることになる。上記のように、銅線または銅合金線の第一の電極線１や第二の電極線２は、熱履歴によって硬質か軟質かが変わることになるため、この点も考慮した絶縁被膜５の形成方法を選択する必要がある。また、絶縁被膜５の形成に当たっては、押出成形よりも、塗布の方が絶縁被膜５の厚さを薄くすることができる。これにより、静電容量検知線として細径化を図ることができる。また、上記した絶縁被膜５の材料の中からフッ素樹脂が選択されることも考えられる。フッ素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチレンアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフルオライド共重合体（ＴＨＶ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、などが挙げられる。このような、フッ素樹脂は不燃性であり化学的に安定している材料である点でも好ましい。特に、ＥＴＦＥは機械的強度及び耐スパーク性にも優れているため好ましい。また、ＰＦＡは耐熱特性に特に優れているため好ましい。
また、絶縁被膜５の厚さは、第一の電極線１及び第二の電極線２の直径の３〜３０％であることが好ましい。３％未満であると、絶縁被膜５が薄くなりすぎて欠損が生じ、第一の電極線１と第二の電極線２が導通してしまう可能性がある。また、３０％を超えると、検出感度が低下し、接続端子を圧着する際に絶縁被膜５の除去が困難となるとともに、静電容量検知線が無駄に太くなってしまうことになる。
【００２５】
上記第一の電極線１、第二の電極線２及び温度検知線３を引き揃えまたは撚り合せて芯線４上に巻装する際には、撚り合せるよりも、引き揃えた方が好ましい。これは、静電容量検知線の径が細くなるとともに、第一の電極線１と第二の電極線２の距離も一定となり、表面も平滑になるためである。また、引き揃えまたは撚り合わせの他に、芯線４上に第一の電極線１、第二の電極線２及び温度検知線３を編組することも考えられる。
【００２６】
本発明による静電容量検知線は、絶縁被膜５が形成された第一の電極線１、第二の電極線２及び温度検知線３の外周に外層被覆７が形成されていることが好ましい。この外層被覆７により、第一の電極線１と第二の電極線２の位置の固定がより確実なものとなる。
【００２７】
外層被覆７を形成する場合は、押出成形等によって行っても良いし、予めチューブ状に成形した外層被覆７を被せても良く、形成の方法には特に限定はない。押出成形によって外層被覆７を形成すると、第一の電極線１や第二の電極線２の位置の固定はより確実なものとなる。外層被覆７を構成する材料としても、静電容量検知線の使用形態や使用環境などによって適宜設計すれば良く、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂、脂肪族ポリアミド系樹脂、塩化ビニル樹脂、変性ノリル樹脂（ポリフェニレンオキサイド樹脂）、ナイロン樹脂、ポリスチレン樹脂、フッ素樹脂、合成ゴム、フッ素ゴム、エチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー等、種々のものが挙げられる。特に、難燃性を有する高分子組成物が好ましく使用される。ここでの難燃性を有する高分子組成物とは、ＪＩＳ−Ｋ７２０１（１９９９年）燃焼性試験における酸素指数が２１以上のものを示す。酸素指数が２６以上のものは特に好ましい。このような難燃性を得るため、上記した外層被覆７を構成する材料に適宜難燃材等を配合してもよい。難燃剤としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水和物、酸化アンチモン、メラミン化合物、リン系化合物、塩素系難燃剤、臭素系難燃剤などが挙げられる。これらの難燃剤には公知の方法で適宜表面処理を施しても良い。また、外層被覆７は絶縁材料に限定されず、導電材料とすることも考えられる。例えば、外層被覆７の構成材料としてフェライトやカーボンブラックのような導電粉末が配合されているものを使用したり、外層被覆７の一部または全部が金属線や導電繊維の編組や横巻から構成されていたりすることも考えられる。
【００２８】
また、この外層被覆７を熱融着材で形成することにより、加熱加圧により静電容量検知線１０を基材１１に熱融着することができる。このような場合、上記した外層被覆７を構成する材料の中でも、基材との接着性に優れるオレフィン系樹脂が好ましい。オレフィン系樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−不飽和エステル共重合体などが挙げられる。これらの中でも特に、エチレン−不飽和エステル共重合体が好ましい。エチレン−不飽和エステル共重合体は、分子内に酸素を有する分子構造であるため、ポリエチレンのような炭素と水素のみの分子構造をしている樹脂と比較して燃焼熱が小さくなり、その結果、燃焼の抑制につながることとなる。また、元々の接着性が高いため基材との接着性も良好である上、無機粉末等を配合した際の接着性の低下が少ないため、種々の難燃剤を配合するのに好適である。エチレン−不飽和エステル共重合体としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エチル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸ブチル共重合体などが挙げられ、これらの単独または２種以上の混合物であってもよい。ここで「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸とメタクリル酸の両方を表すものである。これらの内から任意に選択すれば良いが、上記した絶縁被膜５を構成する材料の分解開始温度以下または融点以下の温度で溶融する材料である方が良い。また、基材１１との接着性に優れる材料として、ポリエステル系熱可塑性エラストマーが挙げられる。ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル−ポリエステル型、ポリエステル−ポリエーテル型のものがあるが、ポリエステル−ポリエーテル型の方が高い接着性を有するため好ましい。尚、静電容量検知線１０と基材１１を熱融着する場合、静電容量検知線１０と基材１１との接着強度は非常に重要なものである。この接着強度が充分でないと、使用していくうちに基材１１と静電容量検知線１０とが剥離してしまうおそれがある。
【００２９】
外層被覆７は１層だけでなく、複数層形成してもよい。例えば、フッ素樹脂による層を形成し、その外周に熱融着材としてポリエチレン樹脂の層を形成し、これら２層により外層被覆７を構成するような形態も考えられる。もちろん、３層以上となっていても構わない。
【００３０】
基材１１としては、上記実施の形態で示した不織布の他に、例えば、織布、紙、アルミ箔、マイカ板、樹脂シート、発泡樹脂シート、ゴムシート、発泡ゴムシート、延伸多孔質体等、種々のものが使用できるが、ＦＭＶＳＳ  Ｎｏ．３０２自動車内層材料の燃焼試験に合格する難燃性を有するものが好ましい。ここで、ＦＭＶＳＳとは、Federal Motor Vehicle Safety Standard、即ち、米国連邦自動車安全基準のことであり、そのＮｏ．３０２として、自動車内装材料の燃焼試験が規定されている。これらの中でも、不織布は、風合いが良く柔軟であるため、特に車両用座席の用途において好ましい。また、不織布を使用する場合も、上記実施の形態の場合には、不織布を構成する熱融着性繊維として、低融点ポリエステルを鞘成分とする芯鞘構造を有する繊維を使用しているが、それ以外にも、例えば、低融点ポリプロピレンを鞘成分とする芯鞘構造を有する繊維、またはポリエチレンを鞘成分とする芯鞘構造を有する繊維等の使用が考えられる。このような熱融着性繊維を使用することで、熱融着性繊維の芯部を取り囲んだ状態で、熱融着性繊維の鞘部と外層被覆７の熱融着材とが互いに融着し一体化することとなるため、静電容量検知線１０と不織布との接着は非常に強固なものとなる。また、難燃性繊維としては、例えば、上記の難燃性ポリエステルの他に、種々の難燃性繊維の使用が考えられる。ここで、難燃性繊維とは、ＪＩＳ−Ｌ１０９１（１９９９年）に合格する繊維のことを指す。このような難燃性繊維を使用することで、基材は優れた難燃性を付与されることとなる。
【００３１】
熱融着性繊維の混合割合は、５％以上が好ましく、また、２０％以下が好ましい。熱融着性繊維の混合割合が５％未満だと、十分な接着性が得られない。また、熱融着性繊維の混合割合が２０％を超えると、不織布が固くなり、着座者が違和感を訴えることになり得るのみでなく、逆に静電容量検知線との接着性が低下してしまう。更には、熱融着する際の熱によって基材が収縮し、設計で意図した寸法が得られなくなる可能性もある。難燃性繊維の混合割合は、７０％以上であり、好ましくは７０％以上９５％以下である。難燃性繊維の混合割合が７０％未満だと、十分な難燃性が得られない。また、難燃性繊維の混合割合が９５％を超えると、相対的に熱融着性繊維の混合割合が不足してしまい、十分な接着性が得られない。尚、熱融着性繊維の混合割合と難燃性繊維の混合割合を合算して１００％になる必要はなく、他の繊維を適宜混合させても良い。また、熱融着性繊維が混合されていない場合であっても、例えば、上記の熱融着部の材料と基材を構成する繊維の材料を同系統の材料とすることで、必要充分な接着性を得られることもあるので、熱融着性繊維が混合されていないことも充分に考えられる。
【００３２】
また、不織布の大きさや厚さなどは、使用用途によって適宜に変更するものであるが、その厚さ（乾燥時に測定した値）は、例えば、０．６ｍｍ〜１．４ｍｍ程度とすることが望ましい。このような厚さの不織布を使用すれば、加熱・加圧により静電容量検知線と不織布とを接着・固定した際、不織布が静電容量検知線の外周の３０％以上、好ましくは５０％以上の部分と良好に接着することになるからであり、それによって、強固な接着状態を得ることができるからである。
【００３３】
上記基材の中でも、空隙を有しているものが好ましく、特に、静電容量検知線が配設される面（以下、配設面と記す）が、静電容量検知線が配設されない面（以下、非配設面と記す）よりも空隙が多くなっているように構成されることが好ましい。空隙が多い状態とは、例えば、織布や不織布等の布体の場合、目付け、即ち単位体積当たりの繊維重量が小さい状態、発泡樹脂シートや発泡ゴムシートのような多孔体の場合、気孔率が大きい状態のことを示す。本発明による基材の具体的な態様としては、例えば、温度や圧力を調節するなどして片面のみまたは両面で強弱異なるカレンダー加工を行った織布または不織布、片面のみからニードルパンチを行った不織布、片面にパイル形成や起毛をさせた布体、厚さ方向で気孔率が傾斜するように発泡制御した発泡樹脂シートまたは発泡ゴムシート、空隙の多さが異なる材料を貼り合わせたもの、などが挙げられる。また、特に基材の空隙は連続していることが好ましい。これは、溶融した熱融着層が連続した空隙に浸透していくことで、アンカー効果が増して接着強度が向上するためである。このような空隙が連続している態様としては、繊維の集合体である織布や不織布等の布体、連続気孔を有する発泡樹脂シートや発泡ゴムシートなどが考えられる。尚、非配設面は空隙を有していないものも考えられる。
【００３４】
また、静電容量検知線１０を基材１１に配設する際、加熱加圧による融着によって接着・固定する態様でなく、他の態様により静電容量検知線１０を基材１１に固定しても良い。例えば、温風により熱融着材からなる外層被覆７を溶融させて接着・固定する態様、第一の電極線１と第二の電極線２の何れか一方または両方に通電してその発熱により熱融着材からなる外層被覆７を溶融させて接着・固定する態様、加熱しながら一対の基材１１で挟持固定する態様など、種々の態様が考えられる。
【００３５】
また、熱融着材を使用しない形態も考えられ、例えば、縫製によって静電容量検知線１０を基材１１上に配置することや、一対の基材１１で静電容量検知線１０を挟持固定することも考えられる。このような場合、図１１に示すように外層被覆７を形成しないことが考えられる。
【００３６】
また、面状の静電容量検知体３１を座席に固定するための接着層については、基材１１の伸縮性の点や、良質な風合いの保持という点からすると、離型シート等の上に接着剤のみからなる接着層を形成し、該接着層を上記離型シートから上記基材１１表面に転写することによって接着層を形成することが好ましい。また、この接着層は、難燃性を有するものが好ましく、それ単独でＦＭＶＳＳ  Ｎｏ．３０２自動車内装材料の燃焼試験に合格するような難燃性を有するものが好ましい。例えば、高分子アクリル系粘着剤などが挙げられる。接着層は基材の配設面に形成しても良いし非配設面に形成しても良い。
【００３７】
上記実施の形態では、車両用座席内に静電容量検知体を配置して着座の検知を行うことを説明したが、他の形態も考えられる。例えば、車両のステアリングホイールにおける芯金と表皮の間に静電容量検知体を配置することで、運転手がステアリングホイールを把持しているかどうかを検知することができる。
【００３８】
また、人体の接近によって第一の電極線１と第二の電極線２の間の静電容量地が変化するので、これを検出することにより、種々の形態の人感検知器として応用することができる。
【００３９】
また、静電容量検知線１０と併せて発熱線１２も基材上に配設し、図１２に示すようなヒータ機能付きの静電容量検知体とすることもできる。このようなものであれば、発熱線１２の温度を静電容量検知線１０中の温度検知線３によって測定できるため、発熱線１２の温度制御を正確且つ確実に行うことができる。このような静電容量検知線１０と発熱線１２を併せて基材１１上に配設するものについては、例えば、上記した特許文献４，５等を参照できる。
【実施例】
【００４０】
本発明によって得られる静電容量検知線を基材上に配設し、面状の静電容量検知体としたものについて、人体の検知が実際になされるかを検証する。
【００４１】
（実施例１）
実施例１の静電容量検知線１０は、図１に示す形態のものである。外径約０．２ｍｍの芳香族ポリアミド繊維束からなる芯線４の外周に、素線径０．０８ｍｍ、抵抗値２．５Ω／ｍの硬質錫入り銅合金線からなる第一の電極線１及び第二の電極線２、及び、素線径０．０８ｍｍのニッケル線からなる温度検知線３を引き揃えて構成されたものがピッチ約１．０ｍｍで螺旋状に巻装される。第一の電極線１、第二の電極線２及び温度検知線３には、アルキドシリコーンワニス（アルキド：シリコーン＝５０：５０）を塗布し乾燥して形成した絶縁被膜５が、厚さ約５μｍで形成される。その外周に、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）からなる内層と、難燃剤が配合されたポリエチレン樹脂からなる外層の２層からなる外層被覆７が、内層０．１６ｍｍ、外層０．２ｍｍの厚さで押出被覆される。なお、この実施の形態において、外層被覆７の外層に用いられたポリエチレン樹脂は、熱融着材として機能する。静電容量検知線１０はこのような構成になっていて、その仕上外径は１．１ｍｍである。この静電容量検知線１０は、図４に示すように、基材１１上に接着・固定され、面状の静電容量検知体３１とされる。基材１１は、低融点ポリエステルを鞘成分とする芯鞘構造を有する熱融着性繊維１０％と、難燃性ポリエステル繊維からなる難燃性繊維９０％とを混合させた不織布（目付１００ｇ／ｍ２、厚さ０．６ｍｍ）で構成される。型抜きの手法によって所望の形状にされた基材１１上に、上記実施の形態で示したように静電容量検知線１０を配設し、ホットプレス式ヒータ製造装置によって２３０℃／５秒間の加熱加圧をして、静電容量検知線１０を基材１１上に接着・固定した。このようにして、図４に示すような実施例１による静電容量検知体３１を得た。
【００４２】
（実施例２）
上記実施例１と同様にして実施例２に係る静電容量検知体３１を得た。実施例１と異なる点は、基材１１上に静電容量検知線１０を配設し、ミシンによる縫製によって、静電容量検知線１０を基材１１上に固定したことである。
【００４３】
（実施例３）
上記実施例１と同様にして実施例２に係る静電容量検知体３１を得た。実施例１と異なる点は、外層被覆７について、厚さ０．２ｍｍのテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）からなる層のみとして仕上外径が０．７ｍｍであることと、基材１１上に静電容量検知線１０を配設し、ミシンによる縫製によって、静電容量検知線１０を基材１１上に固定したことである。
【００４４】
（実施例４）
上記実施例１と同様にして実施例２に係る静電容量検知体３１を得た。実施例１と異なる点は、外層被覆７について、厚さ０．２ｍｍの難燃剤が配合されたポリエチレン樹脂からなる層のみとして仕上外径が０．７ｍｍであることと、基材１１上に静電容量検知線１０を配設し、ミシンによる縫製によって、静電容量検知線１０を基材１１上に固定したことである。
【００４５】
（実施例５）
上記実施例１と同様にして実施例２に係る静電容量検知体３１を得た。実施例１と異なる点は、外層被覆７について、厚さ０．２ｍｍのポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる層のみとして仕上外径が０．７ｍｍであることと、基材１１上に静電容量検知線１０を配設し、ミシンによる縫製によって、静電容量検知線１０を基材１１上に固定したことである。
【００４６】
上記のようにして得た実施例１〜５の静電容量検知体３１について、一般的な車両用座席上に配置し、第一の電極線１と第二の電極線を市販のＬＣＲメータに接続した。この状態の静電容量検知体３１に、一般成人が手を載せ、静電容量の変化を測定した。また、併せて、手の替わりにポリエチレン容器に入れた重さ１ｋｇの鉄製オモリを載せ、静電容量の変化を測定した。また、静電容量検知体３１の上に直接手やオモリを載せるだけでなく、静電容量検知体３１の上に布材（一般的な自動車用座席の表皮に使われるもので、厚さ６．０ｍｍ）または革材（一般的な自動車用座席の表皮に使われるもので、厚さ６．０ｍｍ）を配置し、その上に上記のような手やオモリを載せ、静電容量の変化を測定した。なお、静電容量の変化は、まず手またはオモリを乗せる前の静電容量値を測定して初期値とし、手またはオモリを載せた後の静電容量値を測定して、初期値からの変化率を算出した。これらの結果を表１にまとめる。
【００４７】
【表１】
2018013366.tif 000003
【００４８】
表１に示すとおり、実施例１〜５何れの静電容量検知体においても、人体の接触について充分に検出可能であった。また、人体の接触と、人体以外の物体の接触について、充分に識別可能な値として検出された。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上詳述したように本発明によれば、２つの電極間の距離を一定状態で固定できることにより、誤動作を防止でき優れた検出感度を得ることが可能な静電容量検知線や静電容量検知体を提供することができる。また、温度検知線によって、温度変化に伴う静電容量値の変化を検出でき、正確な温度補償を行うことができる。また、発熱線と併せて配設すれば、発熱線の温度を温度検知線によって測定できるため、発熱線の温度制御を正確且つ確実に行うことができる。この静電容量検知線や静電容量検知体は、上記した着座検知付きの座席の他、種々の用途に利用が可能である。例えば、自動車用ステアリングホイール内に配置することで、運転手の把持を検知する機能を付与することができる。また、人感検知器として、種々の工作機械や熱機器等の安全装置や、不使用時に電源を切る省エネ装置、入退室監視装置、盗難検知装置等に応用することも可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１  第一の電極線
２  第二の電極線
３  温度検知線
４  芯線
５  絶縁被膜
７  外層被覆
１０  静電容量検知線
１１  基材
３１  静電容量検知体
４１  車両用座席
【図１】
2018013366.tif 000004
【図２】
2018013366.tif 000005
【図３】
2018013366.tif 000006
【図４】
2018013366.tif 000007
【図５】
2018013366.tif 000008
【図６】
2018013366.tif 000009
【図７】
2018013366.tif 000010
【図８】
2018013366.tif 000011
【図９】
2018013366.tif 000012
【図１０】
2018013366.tif 000013
【図１１】
2018013366.tif 000014
【図１２】
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