(57)【要約】スイッチ素子の能動部分を限定する少なくとも1個のスペーサを用いて互いに一定間隔を空けて配置される第一キャリア箔及び第二キャリア箔によって箔型スイッチ素子を構成する。スイッチ素子の能動部分内における前記第一及び第二キャリア箔間に少なくとも２本の電極を配置し、スイッチ素子の能動部分に対して作用する圧力に反応して、第一及び第二キャリア箔がそれら弾性キャリア箔の反発力に抗して共に押し付けられ、前記少なくとも２本の電極間に電気接触が得られるように構成する。本発明では、前記スペーサには少なくとも１層の第一補強層が設けられる。
2008522373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ素子の能動部分を画成する少なくとも1つの切り欠き部を構成するスペーサを用いて互いに一定間隔を空けて配置される第一キャリア箔及び第二キャリア箔と、
スイッチ素子の能動部分に対して作用する圧力に反応して、第一及び第二キャリア箔がそれら弾性キャリア箔の反発力に抗して共に押し付けられ、及び少なくとも２本の電極間に電気接触が得られるように、スイッチ素子の能動部分内における前記第一及び第二キャリア箔間に配置される少なくとも２本の電極から構成され、
前記スペーサに少なくとも１層の第一補強層が設けられることを特徴とする箔型スイッチ素子。
【請求項２】
前記第一補強層が繊維材料から成ることを特徴とする請求項１項記載の箔型スイッチ素子。
【請求項３】
前記スペーサが接着性材料から成り、及び前記第一補強層が前記接着性材料中へ埋め込まれることを特徴とする請求項１項または２項記載の箔型スイッチ素子。
【請求項４】
前記スペーサがキャリア材と該キャリア材上へ配置される接着剤から成り、及び前記第一補強層が前記キャリア材上へ積層されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の箔型スイッチ素子。
【請求項５】
前記第一キャリア箔及び/または前記第二キャリア箔が少なくとも１層のキャリア層及び少なくとも１層の第二補強層を含む多層構造に構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の箔型スイッチ素子。
【請求項６】
前記第二補強層が繊維材料から成ることを特徴とする請求項５項記載の箔型スイッチ素子。
【請求項７】
前記第二補強層が前記キャリア層上へ積層されることを特徴とする請求項５項または６項記載の箔型スイッチ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的にはスペーサを用いて互いに一定間隔を空けて配置される第一キャリア箔と第二キャリア箔から成る箔型スイッチ素子に関する。前記スペーサにより、スイッチ素子の能動部分を画成する切り欠き部が少なくとも１個形成される。スイッチ素子の能動部分に対して作用する圧力に反応して、第一及び第二キャリア箔がそれら弾性キャリア箔の反発力に抗して共に押し付けられ、少なくとも２本の電極間に電気的接触が得られるように、前記少なくとも２本の電極がスイッチ素子の能動部分内の前記第一キャリア箔と第二キャリア箔の間に配置される。
【背景技術】
【０００２】
このような箔型スイッチ素子のいくつかの実施態様は当該技術分野において公知である。これらスイッチ素子はそのいくつかの態様において、例えば第一キャリア箔上へ配置される第一電極と第二キャリア箔上へ前記第一平面電極に対して向き合う位置関係となるように配置される第二電極から成る単純スイッチとして構成される。これら電極は、能動部分内において本質的にキャリア箔の全表面を覆う平面構造に構成可能である。
【０００３】
当該技術分野において公知の他のスイッチ素子として、加えられる圧力量によって電気抵抗が変化する圧力センサとして構成されるスイッチ素子がある。このような圧力センサの第一の実施態様においては、第一電極が第一キャリア箔上へ配置され、他方第二電極は前記第一電極に対して対向位置関係にある第二キャリア箔上へ配置される。これら電極の少なくとも一方は感圧材料層で覆われ、スイッチ素子に対して作用する応力に反応して第一及び第二キャリア箔が共に押し付けられた時に第一及び第二電極間に感圧材料層を介して電気接触が生ずる。この種の圧力センサは所謂「スルーモード」で操作する場合にしばしば用いられる。
【０００４】
前記圧力センサの別の実施態様では、第一及び第二電極が第一及び第二キャリア箔の一方に対して間隔を空けて配置され、他方のキャリア箔は感圧材料層で覆われる。感圧材料層は第一及び第二電極に対して対向関係となるように配置され、前記第一及び第二キャリア箔がスイッチ素子の能動部分に対して作用する応力に反応して共に押し付けられた時に感圧材料層によって前記第一及び第二電極が分路される。これらのセンサは所謂「分路モード」で操作する場合に用いられる。
【０００５】
上述したスイッチ素子はコスト効率的に製造可能であり、実用的に頑丈であり信頼性が高いことが実証されている。かかる理由により、この種のスイッチ素子は自動車の安全性用途、例えば二次的抑制装置を制御するシート占有センサ等に使用される。
【０００６】
このようなスイッチ素子の電気的反応は電極の種類、感圧材料層の存在、電極の設計、スイッチ素子の能動部分内への配置、及び前記能動部分に対して作用する応力に反応して電極間に生ずる物理的接触によって左右される。電極同士の物理的接触は、前記能動部分へ応力が働く場合、スイッチ素子の機械的反応によって決まる。この機械的反応は、キャリア箔の弾力性（主として弾性率）、能動部分の側方寸法、及び対向する２つのキャリア箔間の間隔に依存して決まる。
【０００７】
広い温度範囲（例えば−４０℃〜＋１０５℃）に亘って信頼性の高いセンサ反応を確保するためには、キャリア箔の材料として、全温度域に亘って高くかつ一定な弾性率を発揮する適切な材料が選ばれなければならない。さらに、キャリア箔の材料はスイッチ素子へ良好な機械的強度と高耐薬品性を付与できる材料でなければならない。また、耐湿性の高い材料であることが好ましい。これらの要求の他、前記材料は電極の導電性インクへ良好な付着性を与えるものでなければならず、またキャリア箔の変形を最小限に抑えるためインクの硬化中に生ずるインク応力に耐えられる材料でなければならない。また、前記材料は半導体材料を用いて適切にコーティングできるものでなければならず、また放電の影響を受け易いものであってはならない。最後に、使用される材料は安価でなければならない。
【０００８】
不幸にして市場には上記要求のすべてを満たす材料がないため、結果的に所望される特性と材料コストの両面から妥協できる材料が選択されて使用されている。重要温度域において高くかなり一定な弾性率をもつ新規材料を見出すことは可能であるが、このような材料には機械的強度において不適なものが多いため、これら材料を用いたスイッチ素子では引裂き耐久性あるいは引張り強度が不十分となる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は機械的特性が向上されたスイッチ素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的は請求項１項記載の箔型スイッチ素子によって達成される。この箔型スイッチ素子は、スペーサを用いて互いに一定間隔を空けて配置された第一キャリア箔と第二キャリア箔から構成され、前記スペーサによってスイッチ素子の能動部分を画成する少なくとも１個の切り欠き部が形成される。スイッチ素子の能動部分に対して作用する応力に反応して、第一及び第二キャリア箔がそれら弾性キャリア箔の反発力に抗して共に押し付けられるように、スイッチ素子の能動部分内の前記第一キャリア箔及び第二キャリア箔間に少なくとも２本の電極が配置され、これら少なくとも２本の電極間に電気的接触が確立される。本発明に従って、前記スペーサには少なくとも１個の第一補強層が設けられる。
【００１１】
従って、本発明においては、スイッチ素子へ引張り強度や引裂き耐久性を等の機械的特性を付与する補強スペーサ層が設けられた箔型スイッチ素子が提案されている。通常、このスペーサ層によってスイッチ素子の能動部分は取り囲まれているため、あらゆる方向に対して機械的特性は向上されている。
【００１２】
スペーサ層を補強してもキャリア箔の機械的特性に影響が及ばないことから、センサに対して作用する外力に対する能動部分の機械的反応に変化が生じないことが理解されるであろう。従って、スイッチ素子の機械的強度特性を、センサセルの機械的反応に影響する他の特性に影響を及ぼすことなく、特殊な用途へ適合させることが可能である。
【００１３】
第一補強層は引張り強度及び引裂き耐久性に優れるいずれか適当な材料で構成可能である。例えば、第一補強層を適当なポリマーから成るシートで構成することができる。しかしながら、本発明の好ましい実施態様においては、前記第一補強層はアラミド、ポリアミド、ポリエステル等の繊維材料から構成される。
【００１４】
スイッチ素子の実施態様として、前記スペーサを接着性材料で作製し、及び前記第一補強層を前記接着性材料中へ埋め込むことも可能である。スペーサを、例えば補強層を中に埋め込むことが可能なプリント可能な接着剤で作製することも可能である。別の実施態様として、スペーサ層を両面接着フィルムで作製すること、すなわちスペーサをキャリア材と該キャリア材上へ処理された接着剤で構成することも可能である。このような実施態様では、前記第一補強層を前記キャリア材上へ積層することが可能である。
【００１５】
前記第一キャリア箔及び／または第二キャリア箔には、補強スペーサ層に加えて、例えば繊維材料から成る少なくとも１層のキャリア層及び少なくとも１層の第二補強層をもつ多層構造を含むように構成可能なことが理解されよう。この第二補強層は例えば前記繊維材上へ積層される。このような多層構造のキャリア箔を用いることにより、キャリア箔の弾性率に影響を及ぼすことなく、引張り強度あるいは引裂き伸張耐久性等の機械的特性をさらに向上させることが可能である。
【００１６】
本発明が単純な膜スイッチだけでなく、感圧スイッチにも適用可能なことは当業者の認識するところであろう。単純な膜スイッチの場合、第一電極は前記第一キャリア箔の内面上へ配置され、第二電極は該第一電極に対して対向関係にある第二キャリア箔の内面上へ配置される。単純スイッチの変形例では、第一及び第二電極は前記第一キャリア箔の内面上へ並べて配置され、及び分路素子は前記第一及び第二電極に対して対向関係にある第二キャリア箔の内面上へ配置される。これら２本の電極は、例えば櫛形構造に作製して、これら２本の電極の歯状体が互いに噛み合い配置関係になるように構成可能である。箔型圧力センサも上記スイッチと同様に構成可能である。但しスイッチの場合と異なり、前記第一及び第二電極の少なくとも一方が感圧抵抗材料で被覆される。別の実施態様では、前記分路素子は抵抗材料で作製される。感圧抵抗性あるいは半導性材料であるため、これら圧力センサの電極間の電気抵抗は、前記２つのキャリア箔が共に押し付けられる圧力に依存して変動する。
【発明を実施するための手段】
【００１７】
本発明は、添付図面を参照しながら以下に記載された非限定的実施態様によってさらに明らかにされる。
【００１８】
図１には、典型的な箔型圧力センサ１０の断面図が示されている。圧力センサ１０は、第一キャリア箔１２及び第二キャリア箔１４から構成され、これらキャリア箔はスペーサ１６を用いて一定間隔を空けて配置されている。このスペーサ１６として、例えば両面接着性シート体を用いることが可能である。圧力センサ１０の符号１８で示された能動部分１８において前記２つのキャリア箔１２及び１４が一定間隔を空けて互いに向き合うように、前記スペーサ１６はこの能動部分１６において溝あるいは切り欠き２０を形成している。
【００１９】
キャリア箔が共に押し付けられた時に接触層２２及び２４間に電気接触が起こるように、能動部分１８内のキャリア箔１２及び１４上に前記接触層２２及び２４が配置されている。図示された実施態様では、対向関係にある前記キャリア箔１２及び１４のそれぞれには１層の接触層２２または２４が配置されている。しかしながら、キャリア箔の一方上へ２層の接触層２２及び２４が間隔を空けて配置され、及び分路素子が他方のキャリア箔上へ配置される等の他の構成も可能であることが理解されるべきである。
【００２０】
接触層を電極で構成することも可能であり、その場合、接触層の少なくとも一方は感圧材料から成る層で作製される。この感圧材料から成る層によって、圧力センサに対する作用に依存した圧力が付与される。通常、キャリア箔とスペーサが共に積層される積層処理前に、接触層が各キャリア箔上へスクリーン印刷法を用いてプリントされることに留意すべきである。
【００２１】
自動車の温度域全体（−４０℃〜１０５℃）に亘って同一のセンサ反応を確保するためには、この温度域全体に亘って一定の弾性率を示すキャリア箔材料を用いることが必要である。さらに、このフィルムには、自動車及びセンサ製造に求められる要求事項を満たすための特性、すなわち極めて良好な機械的堅牢性、高耐薬品性、高耐湿性、高温下で高ストレスを受けた後の迅速な緩和（クリープ）、高く一定な弾性率、良好なインク付着性、適切なコーティング性、インク硬化中におけるインク応力に対する耐久性（変形しないこと）、放電を生じないこと（静電気）及び安価なことが備えられていなければならない。そのため、キャリア箔は、例えばポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニルスルフォン、ポリスルフォン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート／アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリカーボネート／ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート／ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル／ポリアミド、あるいは他の適当な材料から選択される材料によって作製される。プリントされた電極に対する付着性を向上させるため、キャリア箔は必要に応じて表面処理されても良いことに留意されたい。
【００２２】
圧力センサへ向上された引張り強度あるいは引裂き伸張耐久性等の機械的特性を付与するため、スペーサ層１６には少なくとも1層の（ｔｅｘｔｉｌｅ）材料層１６０が設けられる。図２及び３にはそのような多層化された補強スペーサ層の異なる実施態様が図示されている。
【００２３】
図２には、両面接着フィルムを用いて作製されたスペーサ層の実施態様が示されている。このような両面接着フィルムは、通常ポリマーフィルム等のキャリア材１６６、及び２層の接着剤層１６０及び１６４から成り、それら接着剤層はポリマーフィルムの両面へそれぞれ配置されている。図２に図示された実施態様では、補強スペーサ層にはキャリアフィルム１６６上へ積層された繊維層１６２が含まれ、これにより機械的特性が補強された多層キャリア材として作製されている。
【００２４】
図３は補強スペーサ層の実施態様を示す図であり、ここでは繊維補強層１６２が接着層中に埋め込まれている。この実施態様では、繊維補強層１６２は２層の接着剤層１６０及び１６４のキャリア材として機能している。
【００２５】
キャリア箔１２及び１４の一方あるいは双方へ繊維層を少なくとも１層含む多層構造を与えることにより、圧力センサへさらに補強された引張り強度あるいは引裂き伸張耐久性等の機械的特性を付与できることは当業者の認識するところである。繊維層を用いることにより、キャリア箔面に対して垂直方向に働くキャリア箔弾性率に影響を及ぼすことなく上記機械的特性を補強できることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】箔型圧力センサ全体の断面図である。
【図２】補強スペーサ層の第一の実施態様を示す図である。
【図３】補強スペーサ層の第二の実施態様を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
10: スイッチ素子
12: 第一キャリア箔
14: 第二キャリア箔
16: スペーサ
18: 能動部分
20: 溝または切り欠き
22, 24: 接触層
160, 164: 接着剤層
162: 繊維層
166: ポリマーキャリアフィルム
【図１】
2008522373.tif 000003
【図２】
2008522373.tif 000004
【図３】
2008522373.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月29日(2006.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ素子の能動部分を画成する少なくとも1つの切り欠き部を構成するスペーサを用いて互いに一定間隔を空けて配置される第一キャリア箔及び第二キャリア箔と、
スイッチ素子の能動部分に対して作用する圧力に反応して、第一及び第二キャリア箔がそれら弾性キャリア箔の反発力に抗して共に押し付けられ、及び少なくとも２本の電極間に電気接触が得られるように、スイッチ素子の能動部分内における前記第一及び第二キャリア箔間に配置される少なくとも２本の電極から構成され、
前記スペーサに少なくとも１層の第一耐引裂補強層が設けられることを特徴とする箔型スイッチ素子。
【請求項２】
前記第一耐引裂補強層が繊維材料から成ることを特徴とする請求項１項記載の箔型スイッチ素子。
【請求項３】
前記スペーサが接着性材料から成り、及び前記第一耐引裂補強層が前記接着性材料中へ埋め込まれることを特徴とする請求項１項または２項記載の箔型スイッチ素子。
【請求項４】
前記スペーサがキャリア材と該キャリア材上へ配置される接着剤から成り、及び前記第一耐引裂補強層が前記キャリア材上へ積層されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の箔型スイッチ素子。
【請求項５】
前記第一キャリア箔及び/または前記第二キャリア箔が少なくとも１層のキャリア層及び少なくとも１層の第二耐引裂補強層を含む多層構造に構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の箔型スイッチ素子。
【請求項６】
前記第二耐引裂補強層が繊維材料から成ることを特徴とする請求項５項記載の箔型スイッチ素子。
【請求項７】
前記第二耐引裂補強層が前記キャリア層上へ積層されることを特徴とする請求項５項または６項記載の箔型スイッチ素子。
【国際調査報告】
2008522373.tif 000006
2008522373.tif 000007
2008522373.tif 000008