(57)【要約】【課題】線状絶縁部材の位置ずれを有効に防止して信頼性の向上を図った荷重検知センサを提供する。【解決手段】荷重検知センサ１１は、芯材部１２ａの外周に金属線１２ｂが巻き付けられた中心電極部材１２と、中心電極部材１２に所定間隔を有して螺旋状に巻き付けられた線状絶縁部材１３と、線状絶縁部材１３の介在により中心電極部材１２に対して離隔配置された弾性を有する弾性導電チューブ１４とを備える。線状絶縁部材１３の外周面に絶縁性材料からなる融着層１５が設けられ、中心電極部材１２と線状絶縁部材１３とが融着層１５を介して融着固定されている。【選択図】　　　　図１
2004037352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
折曲可能な細長形状で、少なくともその外周部が導電性を有する中心電極部材と、該中心電極部材に所定の巻き付け間隔を有して螺旋状に巻き付けられた線状絶縁部材と、該線状絶縁部材の介在により前記中心電極部材に対して離隔配置されると共に周方向の少なくとも一部の区間が弾性を有する導電部とされた弾性導電チューブとを備え、荷重印加による線状絶縁部材の隙間を通じての中心電極部材と弾性導電チューブとの接触により電気的導通を検出する荷重検知センサーにおいて、
前記線状絶縁部材の外層の少なくとも一部に絶縁性材料からなる融着層が設けられ、前記中心電極部材と線状絶縁部材とが前記融着層を介して融着固定されたことを特徴とする荷重検知センサ。
【請求項２】
前記線状絶縁部材が、金属線と、該金属線の表面に塗布された絶縁被覆層とを備えた絶縁被覆線からなり、該絶縁被覆線の外側の少なくとも一部に前記融着層が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の荷重検知センサ。
【請求項３】
前記絶縁被覆線がエナメル線であることを特徴とする請求項２に記載の荷重検知センサ。
【請求項４】
前記線状絶縁部材が、高分子繊維、グラスファイバー等の絶縁性材料からなり、その外層の少なくとも一部に前記融着層が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の荷重検知センサ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の荷重検知センサの製造方法であって、
前記中心電極部材に前記線状絶縁部材を巻き付けた状態で加熱処理し、前記融着層により中心電極部材と線状絶縁部材とを融着固定することを特徴とする荷重検知センサの製造方法。
【請求項６】
前記加熱処理をオーブンにより行うことを特徴とする請求項５に記載の荷重検知センサの製造方法。
【請求項７】
前記加熱処理を前記中心電極部材に対する通電により行うことを特徴とする請求項５に記載の荷重検知センサの製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の荷重検知センサの製造方法であって、
前記中心電極部材に前記線状絶縁部材を巻き付けた状態で、線状絶縁部材に対する通電により、もしくは線状絶縁部材と中心電極部材との双方に対する通電により加熱し、前記融着層により中心電極部材と線状絶縁部材とを融着固定することを特徴とする荷重検知センサの製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の荷重検知センサの製造方法であって、
前記中心電極部材に前記線状絶縁部材を巻き付けた状態で前記融着層を溶剤活性して、中心電極部材と線状絶縁部材とを融着固定することを特徴とする荷重検知センサの製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の荷重検知センサの製造方法であって、
前記中心電極部材に前記線状絶縁部材を巻き付けた状態で、前記融着層を溶剤活性すると共に加熱処理し、融着層により中心電極部材と線状絶縁部材とを融着固定することを特徴とする荷重検知センサの製造方法。
【請求項１１】
押圧力の付与・解除によりオン・オフされる感圧スイッチとして、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の荷重検知センサ、もしくは請求項５ないし請求項１０のいずれかに記載の製造方法によって製造された荷重検知センサを用いたことを特徴とする感圧スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細長形状の荷重検知センサおよびその製造方法並びにその荷重検知センサを用いた感圧スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の荷重検知センサとして、例えば、図５ないし図７や図８ないし図１０に示される構造のもの等が提案されており、荷重検知センサ１は、中心部に配置された中心電極部材２と、中心電極部材２の外周に所定の巻き付け間隔を有して螺旋状に巻き付けられた間隔保持用の線状絶縁部材３と、線状絶縁部材３の外周に位置して套嵌状の装着された弾性導電チューブ４とから主構成され、折曲可能な適宜長さを有する細長形状に構成されていた。
【０００３】
前記中心電極部材２としては、図５ないし図７に示されるように、樹脂、ゴム、繊維部材等の絶縁部材からなる芯材部２ａと、芯材部２ａの外周面にめり込むように所定ピッチで巻き付けられたニクロム線や銅線等からなる金属線２ｂとからなる構造や、図８ないし図１０に示されるように、金属線２ｃ単体で構成されたもの等があった。
【０００４】
前記線状絶縁部材３としては、金属線３ａの表面に絶縁被覆層３ｂが塗布された構造のもの等があり、例えば、エナメル線が使用されていた。
【０００５】
前記弾性導電チューブ４としては、カーボン粉等の導体粉が混入された導電ゴム等の導電性を有する弾性材料でチューブ状に構成されていた。
【０００６】
そして、荷重印加による線状絶縁部材３の隙間を通じての中心電極部材２と弾性導電チューブ４との互いの接触による電気的導通を検出することにより、荷重の有無を検出するセンサとして利用されていた。
【０００７】
このような荷重検知センサ１を利用したものとして、例えば、特開平２００１−２２８０３６等に開示のものがある。
【０００８】
また、このような公報等に開示のように、接触位置における抵抗値等の検出により、荷重位置が特定できることから、荷重検知センサ１の長手方向に沿って、複数位置に操作スイッチをそれぞれ配置し、各操作スイッチに対する押圧力の付与・解除により、電気的導通のオン・オフと操作位置とが共に検出でき、ここに、押し操作された操作スイッチを特定でき、感圧式の感圧スイッチとしても利用できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来構造の荷重検知センサ１によれば、中心電極部材２の外周に線状絶縁部材３を所定間隔で螺旋状に単に巻き付けた状態で保持する方式であるため、中心電極部材２と弾性導電チューブ４との間で線状絶縁部材３が中心電極部材２の長手方向に位置ずれしてピッチずれを起こすおそれがあり、このピッチずれによって、荷重検知センサ１に荷重が負荷された際の弾性導電チューブ４と中心電極部材２との接触位置に誤差が生じ、荷重検知センサ１としての信頼性の低下を招くおそれがあった。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、線状絶縁部材の位置ずれを有効に防止して信頼性の向上を図った荷重検知センサ、その製造方法および感圧スイッチを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための荷重検知センサの技術的手段は、折曲可能な細長形状で、少なくともその外周部が導電性を有する中心電極部材と、該中心電極部材に所定の巻き付け間隔を有して螺旋状に巻き付けられた線状絶縁部材と、該線状絶縁部材の介在により前記中心電極部材に対して離隔配置されると共に周方向の少なくとも一部の区間が弾性を有する導電部とされた弾性導電チューブとを備え、荷重印加による線状絶縁部材の隙間を通じての中心電極部材と弾性導電チューブとの接触により電気的導通を検出する荷重検知センサーにおいて、前記線状絶縁部材の外層の少なくとも一部に絶縁性材料からなる融着層が設けられ、前記中心電極部材と線状絶縁部材とが前記融着層を介して融着固定された点にある。
【００１２】
また、前記線状絶縁部材が、金属線と、該金属線の表面に塗布された絶縁被覆層とを備えた絶縁被覆線からなり、該絶縁被覆線の外側の少なくとも一部に前記融着層が設けられた構造としてもよい。
【００１３】
さらに、前記絶縁被覆線がエナメル線である構造としてもよい。
【００１４】
また、前記線状絶縁部材が、高分子繊維、グラスファイバー等の絶縁性材料からなり、その外層の少なくとも一部に前記融着層が設けられた構造としてもよい。
【００１５】
さらに、上記荷重検知センサにおける製造方法の技術的手段は、前記中心電極部材に前記線状絶縁部材を巻き付けた状態で加熱処理し、前記融着層により中心電極部材と線状絶縁部材とを融着固定する点にある。
【００１６】
また、前記加熱処理をオーブンにより行う方法としてもよい。
【００１７】
さらに、前記加熱処理を前記中心電極部材に対する通電により行う方法としてもよい。
【００１８】
また、前記中心電極部材に前記線状絶縁部材を巻き付けた状態で、線状絶縁部材に対する通電により、もしくは線状絶縁部材と中心電極部材との双方に対する通電により加熱し、前記融着層により中心電極部材と線状絶縁部材とを融着固定する方法としてもよい。
【００１９】
さらに、前記中心電極部材に前記線状絶縁部材を巻き付けた状態で前記融着層を溶剤活性して、中心電極部材と線状絶縁部材とを融着固定する方法としてもよい。
【００２０】
また、前記中心電極部材に前記線状絶縁部材を巻き付けた状態で、前記融着層を溶剤活性すると共に加熱処理し、融着層により中心電極部材と線状絶縁部材とを融着固定する方法としてもよい。
【００２１】
さらに、押圧力の付与・解除によりオン・オフされる感圧スイッチとして、上記荷重検知センサや上記製造方法によって製造された荷重検知センサを用いた点にある。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明すると、図１は荷重検知センサ１１の要部断面図を示し、前記荷重検知センサ１と略同様に構成されており、中心部に配置された適宜長さを有する中心電極部材１２と、中心電極部材１２の外周に所定の巻き付け間隔を有して螺旋状に巻き付けられた間隔保持用の線状絶縁部材１３と、線状絶縁部材１３の外周に位置して套嵌状の装着された適宜長さを有する弾性導電チューブ１４とから主構成され、折曲可能な細長形状に構成されている。
【００２３】
そして、中心電極部材１２と弾性導電チューブ１４とは、線状絶縁部材１３の介在により、互いに所定間隔を有して離隔配置された状態で保持される。
【００２４】
前記中心電極部材１２は、樹脂、ゴム、繊維部材等の絶縁部材、例えばアラミド繊維からなる芯材部１２ａと、芯材部１２ａの外周面にめり込むように所定ピッチでコイル状に巻き付けられたニクロム線や銅線等からなる金属線１２ｂとから構成されている。
【００２５】
前記弾性導電チューブ１４は、カーボン粉等の導体粉が混入された導電ゴム等の導電性を有する弾性材料でチューブ状に構成されている。
【００２６】
前記線状絶縁部材１３は、金属線１３ａの表面に絶縁被覆層１３ｂが塗布された構造や、金属線１３ａの表面に絶縁樹脂が押出成形された樹脂被覆層を備えた構造の絶縁被覆線とされ、本実施形態ではさらにその外周に溶融可能な絶縁性材料からなる融着層１５が全体にわたって設けられた構造とされている。例えば、絶縁被覆線としてのエナメル線のさらにその外周面に、ポリビニルブリラール、エポキシ、耐熱エポキシ、ナイロン等からなる融着層１５が設けられた構造とされている。
【００２７】
そして、中心電極部材１２の外周に、線状絶縁部材１３を所定の巻き付け間隔を有して螺旋状に巻き付けた状態で、オーブンによる加熱により加熱処理し、線状絶縁部材１３外周部の融着層１５の溶融・固化により、中心電極部材１２と線状絶縁部材１３とを互いに融着固定している。
【００２８】
以上のように、本実施形態の荷重検知センサ１１によれば、中心電極部材１２の外周面に線状絶縁部材１３が融着層１５を介して融着固定されているため、弾性導電チューブ１４内での線状絶縁部材１３の位置ずれ発生が有効に防止でき、ここに、線状絶縁部材１３のピッチずれを未然に防止でき、荷重検知が正確に行え、荷重検知センサ１１としての信頼性の向上が図れる。
【００２９】
また、融着層１５が絶縁被覆層１３ｂの外周面全体にわたって備えられているため、より強固な固定状態が得られ、線状絶縁部材１３のピッチずれがより強固に防止できる。
【００３０】
さらに、オーブンによる加熱処理により、中心電極部材１２と線状絶縁部材１３とを融着層１５で融着固定する方法であり、容易に提供できる。
【００３１】
そして、この荷重検知センサ１１を前述のように感圧スイッチに利用すれば、押圧力の付与・解除による電気的導通のオン・オフがより確実に検出できると共に、押し操作された操作スイッチの位置がより確実に特定でき、操作の有無や操作位置の誤検出が有効に防止でき、信頼性の高い感圧スイッチを提供できる。
【００３２】
なお、弾性導電チューブ１４は全体にわたって導電部とされた構造を示しているが、荷重の付与が検知可能であれば、周方向の少なくとも一部の区間が弾性を有する導電部として形成する構造であってもよい。例えば、上方のみからの荷重の付与・解除であれば、弾性導電チューブ１４における周方向の上部のみが弾性を有する導電部であればよい。
【００３３】
また、融着層１５が絶縁被覆層１３ｂの外周面全体にわたって設けられた構造を示しているが、線状絶縁部材１３の外層における少なくとも一部に設けられていればよい。例えば、線状絶縁部材１３の長手方向に間欠的に融着層１５が備えられる構造や、中心電極部材１２に面する側のみに融着層１５が設けられる構造であってもよい。
【００３４】
さらに、オーブンによる加熱処理により、中心電極部材１２と線状絶縁部材１３とを互いに融着固定する方法を示しているが、加熱処理の方法として、金属線１２ｂに対する通電により加熱する方法や、金属線１３ａに対する通電により加熱する方法や、金属線１２ｂと金属線１３ａとの双方に対する通電により加熱する方法により、中心電極部材１２と線状絶縁部材１３とを融着層１５で融着固定する方法であってもよく、同様の利点を奏する。
【００３５】
また、中心電極部材１２と線状絶縁部材１３とを互いに融着固定する方法として、融着層１５を溶剤を用いて溶剤活性し、互いに融着固定する方法を採用してもよく、さらには溶剤活性すると共に加熱処理して融着固定する方法であってもよく、容易に提供できる。
【００３６】
図２は第２の実施形態を示しており、第１の実施形態と同様構成部分は同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
即ち、本実施形態の荷重検知センサ１１においては、中心電極部材１２がニッケル合金、銅、銅合金等からなる金属線１２ｃ単体で形成された構造とされており、その他は第１の実施形態と同様に構成されている。
【００３８】
従って、本実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００３９】
図３は第３の実施形態を示しており、第１の実施形態と同様構成部分は同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
即ち、本実施形態の荷重検知センサ１１においては、線状絶縁部材１３が高分子繊維、グラスファイバー等の絶縁性材料からなり、その外周に融着層１５が全体にわたって設けられた構造とされており、その他は第１の実施形態と同様に構成されている。
【００４１】
従って、本実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００４２】
図４は第４の実施形態を示しており、第３の実施形態と同様構成部分は同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
即ち、本実施形態の荷重検知センサ１１においては、中心電極部材１２がニッケル合金、銅、銅合金等からなる金属線１２ｃ単体で形成された構造とされており、その他は第３の実施形態と同様に構成されている。
【００４４】
従って、本実施形態においても第３の実施形態と同様の効果を奏する。
【００４５】
なお、前記第２の実施形態、第３の実施形態および第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様、弾性導電チューブ１４は周方向の少なくとも一部の区間が弾性を有する導電部として形成する構造であってもよく、また、融着層１５も線状絶縁部材１３の外層における少なくとも一部に設けられていればよい。さらには、オーブンによる加熱処理に限らず、通電により加熱する方法や溶剤活性による方法等により中心電極部材１２と線状絶縁部材１３とを互いに融着固定すればよい。
【００４６】
そして、第２の実施形態、第３の実施形態および第４の実施形態における荷重検知センサ１１を感圧スイッチに利用しても、同様に、押圧力の付与・解除による電気的導通のオン・オフがより確実に検出できると共に、押し操作された操作スイッチの位置がより確実に特定でき、操作の有無や操作位置の誤検出が有効に防止でき、信頼性の高い感圧スイッチを提供できる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の荷重検知センサによれば、線状絶縁部材の外層の少なくとも一部に絶縁性材料からなる融着層が設けられ、中心電極部材と線状絶縁部材とが融着層を介して融着固定された構造であり、弾性導電チューブ内での線状絶縁部材の位置ずれ発生が有効に防止でき、線状絶縁部材のピッチずれを未然に防止でき、荷重検知が正確に行え、荷重検知センサとしての信頼性の向上が図れるという利点がある。
【００４８】
また、中心電極部材に線状絶縁部材を巻き付けた状態で加熱処理し、融着層により中心電極部材と線状絶縁部材とを融着固定する方法や、中心電極部材に線状絶縁部材を巻き付けた状態で、中心電極部材もしくは線状絶縁部材に対する通電により、さらには線状絶縁部材と中心電極部材との双方に対する通電により加熱し、融着層により中心電極部材と線状絶縁部材とを融着固定する方法や、中心電極部材に線状絶縁部材を巻き付けた状態で融着層を溶剤活性して、中心電極部材と線状絶縁部材とを融着固定する方法や、中心電極部材に線状絶縁部材を巻き付けた状態で、融着層を溶剤活性すると共に加熱処理し、融着層により中心電極部材と線状絶縁部材とを融着固定する方法によって、前記利点を奏する荷重検知センサを容易に提供できる。
【００４９】
さらに、押圧力の付与・解除によりオン・オフされる感圧スイッチとして、前記荷重検知センサを用いれば、信頼性の高い感圧スイッチを提供できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる荷重検知センサの要部断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態にかかる荷重検知センサの要部断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態にかかる荷重検知センサの要部断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態にかかる荷重検知センサの要部断面図である。
【図５】第１の従来例を示す斜視図である。
【図６】同断面図である。
【図７】同一部拡大図である。
【図８】第２の従来例を示す斜視図である。
【図９】同断面図である。
【図１０】同一部拡大図である。
【符号の説明】
１１　荷重検知センサ
１２　中心電極部材
１２ａ　芯材部
１２ｂ　金属線
１２ｃ　金属線
１３　線状絶縁部材
１３ａ　金属線
１３ｂ　絶縁被覆層
１４　弾性導電チューブ
１５　融着層
【図１】
2004037352.tif 000003
【図２】
2004037352.tif 000004
【図３】
2004037352.tif 000005
【図４】
2004037352.tif 000006
【図５】
2004037352.tif 000007
【図６】
2004037352.tif 000008
【図７】
2004037352.tif 000009
【図８】
2004037352.tif 000010
【図９】
2004037352.tif 000011
【図１０】
2004037352.tif 000012