(57)【要約】【課題】非接触検知の感度が高く、物体への衝撃を緩和できるコードスイッチを提供する。【解決手段】復元性を有する管状の中空絶縁体３と、中空絶縁体３の内面に周方向に間隔を開けて配置された複数の内部電極線２と、中空絶縁体３の外面より突き出た突起部５と、突起部５の一部を覆い中空絶縁体３との間に空気層７を形成すると共に内部電極線２との間に静電容量を形成する外側電極４と、外側電極４を覆う外皮６とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
復元性を有する管状の中空絶縁体と、前記中空絶縁体の内面に周方向に間隔を開けて配置された複数の内部電極線と、前記中空絶縁体の外面より突き出た突起部と、該突起部を覆い前記中空絶縁体との間に空気層を形成すると共に前記内部電極線との間に静電容量を形成する外側電極とを備えたことを特徴とするコードスイッチ。
【請求項２】
前記突起部の前記中空絶縁体の外面に接する面積が前記中空絶縁体の外面の３０％以上６０％以下であることを特徴とする請求項１記載のコードスイッチ。
【請求項３】
前記突起部の硬度が前記中空絶縁体の硬度より低く、かつ、前記空気層の形状を保持できる硬度であるか、又は、前記突起部の硬度が前記中空絶縁体の硬度と同程度で、外部からの圧力を前記中空絶縁体に伝えることができる硬度であることを特徴とする請求項１又は２記載のコードスイッチ。
【請求項４】
前記突起部の硬度がアスカーＣ硬度２０以上３０以下であること、又は、前記突起部の硬度がショアＡ硬度３０以上７０以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のコードスイッチ。
【請求項５】
復元性を有する管状の中空絶縁体と、前記中空絶縁体の内面に周方向に間隔を開けて配置された複数の内部電極線と、前記中空絶縁体の外面より突き出た突起部と、該突起部を覆い前記中空絶縁体との間に空気層を形成すると共に前記内部電極線との間に静電容量を形成する外側電極とを備え、
前記突起部の前記中空絶縁体の外面に接する面積が前記中空絶縁体の外面の３０％以上６０％以下であって、
前記突起部の本数（個数）が偶数であって、
前記突起部が前記中空絶縁体の中心点を中心として点対称に配置された、
ことを特徴とするコードスイッチ。
【請求項６】
前記突起部は、前記中空絶縁体の外面からの高さが、前記内部電極線同士が接触するのに必要な前記中空絶縁体の変形量の０．５倍以上３倍以下であることを特徴とする請求項５に記載のコードスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触検知の感度が高く、物体への衝撃を緩和できるコードスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動開閉するドア等の自動開閉装置に物体や人体（以下、物体と総称する）が挟まれること、又は挟まれそうになることを検知するのに好適な物体検知センサがある。例えば、自動車においては、自動開閉するスライドドア、バックドア等の扉の先端部にセンサを取り付け、扉と車体との間に物体が挟まれた状態又は挟まれそうになった状態を物体検知センサで検知し、扉を閉方向から開方向に反転させる。
【０００３】
このような目的の物体検知センサにコードスイッチがあり、自動開閉する窓や扉（以下、開閉体と総称する）に物体が接触したときの圧力変化に反応して、複数の電極線が接触することにより物体の接触を検知する接触型のコードスイッチが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
図８、図９に、特許文献１に示された従来のコードスイッチの構成を示す。このコードスイッチ４１は、復元性を有する中空絶縁体４３の内面に、長手方向に螺旋状に伸びる４本の内部電極線４２を周方向に所定の間隔で配置し、中空絶縁体４３を外皮４６で覆ったものである。
【０００５】
中空絶縁体４３は、内部電極線４２を相互に電気的に接触させないようにして保持すると共に、外力により容易に変形し、かつ外力がなくなれば直ちに元の形状に復元する材料、例えば、復元性ゴム又は復元性プラスチックを用いて構成されている。このように、外力により容易に変形し、かつ外力がなくなれば直ちに元の形状に復元することを復元性と称する。
【０００６】
内部電極線４２は、１本又は複数本の撚り線からなる金属線４８の外周に導電性ゴム層又は導電性プラスチック層（以下、導電層という）４９が設けられている。
【０００７】
また、接触型のコードスイッチの周囲に、外側電極を設けることにより、接触検知機能に静電容量式の非接触検知機能を付与したコードスイッチがある（例えば、特許文献２）。
【０００８】
図１０に、特許文献２に示されたコードスイッチ５１の構造を示す。このコードスイッチ５１は、中空絶縁体５３の外周に外側電極５４が設けられ、外側電極５４の外周に外皮５６が設けられている。
【０００９】
内部電極線５２と外側電極５４との間に形成されるコードスイッチ５１の静電容量は、コードスイッチ５１に物体が接近した際、接近した物体と外側電極５４との間に形成される浮遊容量により変化する。この静電容量の変化を読み取ることで、物体の非接触検知が可能となる。
【００１０】
【特許文献１】再表９７／２１２３５号公報
【特許文献２】特開２００７−１２３２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の接触非接触併用のコードスイッチを自動開閉体に取り付け使用した際には、物体の非接触検知あるいは接触検知がなされてから、開閉体が反転するまでにタイムラグが発生してしまう。そのため、物体を検知した後に、開閉体が反転するまでの間に、物体が挟み込まれる又は物体に衝撃が加わるといった問題がある。
【００１２】
特に近年では、開閉体の重量が大きいため、加減速に大きな力が必要となり、物体が挟み込まれる又は物体に衝撃が加わるという不具合がある。この観点から、自動車のパワースライドドアなど重量の大きい開閉体に取り付けることを前提に、物体を検知した後、開閉体が反転するまでのタイムラグを縮めたコードスイッチが望まれると共に、開閉体が物体に接触した際の安全性を高めたコードスイッチが望まれる。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、非接触検知の感度が高く、物体への衝撃を緩和できるコードスイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、復元性を有する管状の中空絶縁体と、前記中空絶縁体の内面に周方向に間隔を開けて配置された複数の内部電極線と、前記中空絶縁体の外面より突き出た突起部と、該突起部を覆い前記中空絶縁体との間に空気層を形成すると共に前記内部電極線との間に静電容量を形成する外側電極とを備えたものである。
【００１５】
前記突起部の前記中空絶縁体の外面に接する面積が前記中空絶縁体の外面の３０％以上６０％以下であってもよい。
【００１６】
前記突起部の硬度が前記中空絶縁体の硬度より低く、かつ、前記空気層の形状を保持できる硬度であるか、又は、前記突起部の硬度が前記中空絶縁体の硬度と同程度で、外部からの圧力を前記中空絶縁体に伝えることができる硬度であってもよい。
【００１７】
前記突起部の硬度がアスカーＣ硬度２０以上３０以下であってもよく、又は、前記突起部の硬度がショアＡ硬度３０以上７０以下であってもよい。
【００１８】
前記突起部は、あってもよい。
【００１９】
また、本発明は、復元性を有する管状の中空絶縁体と、前記中空絶縁体の内面に周方向に間隔を開けて配置された複数の内部電極線と、前記中空絶縁体の外面より突き出た突起部と、該突起部を覆い前記中空絶縁体との間に空気層を形成すると共に前記内部電極線との間に静電容量を形成する外側電極とを備え、前記突起部の前記中空絶縁体の外面に接する面積が前記中空絶縁体の外面の３０％以上６０％以下であって、前記突起部の本数（個数）が偶数であって、前記突起部が前記中空絶縁体の中心点を中心として点対称に配置されたものである。
【００２０】
前記突起部は、前記中空絶縁体の外面からの高さが、前記内部電極線同士が接触するのに必要な前記中空絶縁体の変形量の０．５倍以上３倍以下であってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２２】
（１）非接触検知の感度が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の第一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２４】
図１、図２を参照しつつ、本発明の第一実施形態に係るコードスイッチ１を説明する。
【００２５】
コードスイッチ１は、復元性を有する中空管状の中空絶縁体３を備える。この中空絶縁体３の内面には周方向に間隔を開けて複数の内部電極線２が内面に沿って旋回しつつ長手方向に延ばされ螺旋状に配置される。また、中空絶縁体３の外面には、突起部５が外面に沿って旋回しつつ長手方向に延ばされ螺旋状に形成される。さらに、この突起部５を覆うと共に、中空絶縁体３との間に空気層７を形成する外側電極４が形成される。そして、この外側電極４は外皮６によって覆われる。
【００２６】
外皮６は、外側電極４を覆うことで電気的及び機械的に外側電極４を保護する絶縁性のものである。
【００２７】
中空絶縁体３は、復元性を有する中空管状のものであり、その内面には周方向に周期的に凹凸が形成され、この凹凸が旋回しつつ長手方向に延ばされ螺旋状に形成されている。この凹凸の凹部Ｈ，Ｈ間に挟まれた凸部（径方向内方に膨らんだ部分）に内部電極線２の一部が突出した状態で埋設固定される。これにより、内部電極線２は相互に非接触の状態で保持される。本発明の第一実施形態では、内部電極線２は４本であり、中空絶縁体３の周方向に中空絶縁体３の中心点Ｐを中心にして９０°間隔で設けられている。内部電極線２は、１本以上の金属心線１００とその金属心線１００を覆う導電樹脂１０１とからなる。
【００２８】
外側電極４は、内部電極線２との間に静電容量を有すると共に、図示しない接地との間にも浮遊静電容量を有する。また、外側電極４及び内部電極線２は、物体が接近すると物体との間にも浮遊静電容量を生じる。
【００２９】
本発明に係るコードスイッチ１は、従来の接触非接触併用コードスイッチ５１と比較すると中空絶縁体３の外面に形成された突起部５と、中空絶縁体３と外側電極４の間に形成され突起部５に隣接する空気層７とが形成される点で異なる。突起部５は、中空絶縁体３の外面の周方向にほぼ均等な間隔を隔てて複数本形成されている。この実施形態では、突起部５の本数は５本である。
【００３０】
突起部５は、復元性を有する材料（テープ状材料、棒状材料など）を中空絶縁体３の外面に沿って中空絶縁体３の長手方向に延ばして形成したもので、外側電極４を中空絶縁体３から所定の距離に保持すると共に衝撃緩和の機能も有する。空気層７も衝撃緩和の機能を有する。
【００３１】
ここで、復元性は材料の弾性率に依存する性質であり、以下では、常温での弾性率が１０ＭＰａ以下であることを復元性を有すると表現する。
【００３２】
本実施形態では、突起部５は、中空絶縁体３の外面に沿って螺旋状に形成されている。
【００３３】
突起部５を形成するテープ状材料又は棒状材料（以下、材料）は、高分子の発泡体、高分子材料、ゴムのいずれかからなる。具体的には、突起部５は、ポリウレタン、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴムなどの復元性の高い高分子発泡体から形成された材料を中空絶縁体３の外面に巻き付けて形成されている。突起部５を形成する発泡体の硬度は、コードスイッチ１により検出させたい物体によって決定されるが、例えば、軟質ゴムやスポンジの硬度を測定するときに使用されるアスカーＣ硬度で表すと、突起部５を形成する発泡体の硬度は、アスカーＣ硬度２０以上３０以下である。これは、衝撃緩和の効果を発揮するために突起部５の硬度は中空絶縁体３及び外皮６の硬度より低く、また空気層７の形状を保持して成形できる程度の硬度であることが必要となるためである。突起部５の材料を上記のような発泡体にすることにより、突起部５も空気層７とともに衝撃緩和の作用を示す。
【００３４】
突起部５として巻き付ける材料の幅、本数、巻きつけられる螺旋ピッチは、それぞれの値に相関があり、例えば、突起部５の断面の幅が中空絶縁体３の断面輪郭となる円周の３０％以上６０％以下を占める、つまり突起部５の中空絶縁体３の外面に接する面積が中空絶縁体３の表面積の３０％以上６０％以下を占めるようにする。この範囲内にすることにより、本実施形態の突起部５の断面形状が台形である場合、中空絶縁体３と外側電極４との間における空気層７の占める割合が４０％以上７０％以下となり、内部電極線２と外側電極４との間に形成される静電容量を従来のコードスイッチの７０％以下に低減することができると共に、空気層７の形状を保持することができる。
【００３５】
次に、図１，２のコードスイッチ１の作用を説明する。
【００３６】
本発明の第一実施形態のコードスイッチ１は、自動車のパワースライドドアやシャッタなどの重量の大きい自動開閉装置の開閉部に取り付けられて使用される。開閉部を閉じる際に、その進路上に物体が存在した場合、コードスイッチ１の外側電極４と物体との間の浮遊静電容量によってコードスイッチ１の静電容量が変化し、この変化に基づき自動開閉装置の制御部が物体の存在を検知し、開閉部を反転させることにより挟み込みを防止する。
【００３７】
このとき、従来の接触非接触併用コードスイッチ５１において、物体の出現による静電容量の変化量は、コードスイッチ５１の静電容量と比較して、極微小であり、変化を捉えにくい。これに対し、第一実施形態のコードスイッチ１においては、コードスイッチ１の静電容量を形成している内部電極線２と外側電極４との間に誘電率の低い空気層７が存在することにより、第一実施形態のコードスイッチ１の静電容量は従来のコードスイッチ５１の７０％以下になる。したがって、本発明によれば、静電容量の変化量を捉えやすくなり、結果として非接触検知の感度を向上させ、より離れた位置にある物体を検知することができる。
【００３８】
また、第一実施形態によれば、コードスイッチ１が物体を検知した後、開閉体が反転するまでに、仮に開閉体が物体に接触したとしても、空気層７及び突起部５が変形することにより物体に加わる衝撃を緩和させることができる。
【００３９】
以上説明したように、本発明の第一実施形態によれば、内部電極線２と外側電極４との間に誘電率の低い空気層７が存在することにより、コードスイッチ１の静電容量が小さくなるため、物体と外側電極４との間に形成される浮遊静電容量による静電容量変化を検出しやすくなり、非接触検知の感度を向上させることができる。このため、物体を素早く検知し、開閉体の迅速な反転を促すことができる。
【００４０】
また、本発明の第一実施形態によれば、中空絶縁体３と外側電極４との間に空気層７が形成されるので、物体に開閉体が接触した際に加わる衝撃をこの空気層７と突起部５が緩和させる。よって、仮に、検知後のタイムラグにより物体に開閉体が衝突したとしても、衝撃を低減させることができるため、安全性の高いコードスイッチ１を提供することができる。
【００４１】
次に、本発明の第二実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００４２】
図３、図４を参照しつつ、本発明の第二実施形態に係るコードスイッチ１１を説明する。
【００４３】
コードスイッチ１１は、復元性を有する中空管状の中空絶縁体１３を備える。この中空絶縁体１３の内面に周方向に沿って複数の内部電極線１２が間隔を開けて旋回しつつ長手方向に延ばされて螺旋状に配置される。また、この中空絶縁体１３の外面には突起部１５が外面に沿って旋回しつつ長手方向に延ばされて螺旋状に形成される。さらに、この突起部１５を覆うと共に、中空絶縁体１３との間に空気層１７を形成する外側電極１４が形成される。そして、この外側電極１４は外皮１６によって覆われる。
【００４４】
中空絶縁体１３は、復元性を有する中空管状のものであり、内面には周方向に周期的に凹凸が形成され、この凹凸が旋回しつつ長手方向に延ばされて螺旋状に形成されている。この凹凸の凹部Ｈ，Ｈ間に挟まれた凸部（径方向内方に膨らんだ部分）に内部電極線１２の一部が突出した状態で埋設固定される。これにより、内部電極線１２は相互に非接触の状態で保持される。本発明の第二実施形態では、内部電極線１２は４本であり、中空絶縁体１３の内面、周方向に中空絶縁体１３の中心点Ｐを中心にして９０°間隔で設けられている。
【００４５】
コードスイッチ１１は、従来の接触非接触併用コードスイッチ５１と比較すると、突起部１５と空気層１７とが存在する点で異なる。また、コードスイッチ１１は、突起部１５の個数（本数）は４本である。
【００４６】
突起部１５を形成する材料は、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンなどの復元性の高い高分子材料、又はエチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴムなどの復元性の高いゴムのいずれかからなる。突起部１５は、材料を中空絶縁体１３の外周に巻き付けて形成されるか、もしくは中空絶縁体１３の成形時に中空絶縁体１３と一体化して形成される。
【００４７】
突起部１５を上記のような復元性が高く、かつ発泡体と比較して硬い材料で形成することにより、突起部１５に加わる圧力が吸収されずに中空絶縁体１３に伝わるため、接触検知の際の反応性を向上させることができる。
【００４８】
突起部１５の硬度は、後述する接触検知反応性を向上させ、なおかつコードスイッチ１１の曲げ性を良くするために、中空絶縁体１３の硬度と同程度、例えばゴム硬度の測定に用いられるショアＡ硬度で表すと、ショアＡ硬度３０以上７０以下にするとよい。
【００４９】
突起部１５の螺旋ピッチは、反応させたい物の形状や、加わる圧力によって最適値が決定されるが、例えば、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。これは、１０ｍｍ未満の螺旋ピッチにすると螺旋ピッチ間隔が短いため複数の突起部１５に圧力が加わり、外力が分散されてしまうため接触検知の反応性が低下するからである。また、突起部１５の螺旋ピッチを短くすると、中空絶縁体１３と外側電極１４間における空気層１７が占める割合が少なくなり非接触検知の感度が小さくなるからである。また、突起部１５の螺旋ピッチが３０ｍｍより大きいと、突起部１５の各々の間隔が広くなり、この間隔以下の幅の物体がコードスイッチ１１を変形させた時、突起部１５と突起部１５の間に物体が入り込むことが多くなり、接触検知の反応性が向上しない場合があるためである。
【００５０】
ここで、本発明の第二実施形態に係るコードスイッチ１１の突起部１５は４本であるとしたが、突起部１５は、偶数本、すなわち２ｎ本（ｎ＝１，２，３）が配置されていればよい。各々の突起部１５は、等螺旋ピッチでありかつ互いに平行な螺旋状に形成されている。突起部１５を偶数個にするのは、突起部１５のいずれの点で押圧された際にも、コードスイッチ１１の反対側に突起部１５が存在するようにすることにより、その変形量を１００％中空絶縁体１３の変形に生かすためである。
【００５１】
突起部１５の螺旋の捩れ方向は、内部電極線１２の螺旋の捩れ方向と逆方向であることが望ましい。突起部１５の螺旋の捩れ方向を内部電極線１２の螺旋の捩れ方向と逆方向にすることにより、コードスイッチ１１の長手方向において、図４に示すように、周方向に隣り合う突起部１５の中間に内部電極線１２が位置するような位置関係の箇所数がコードスイッチ１１の長手方向に多くなる。このような位置関係にあるとき、加圧による中空絶縁体１３の変形は２本の内部電極線１２、１２間の距離である内部電極線間距離Ｌが近接するよう効果的に寄与することができる。内部電極線間距離Ｌは、内部電極線同士が接触するのに必要な中空絶縁体１３の変形量εとみなせる。
【００５２】
突起部１５の高さは、中空絶縁体１３が加圧されて変形し、隣接する内部電極線１２同士が接触するのに必要な中空絶縁体１３の変形量εの０．５以上３倍以下の範囲内である。これは突起部１５が、必要な中空絶縁体１３の変形量εの０．５倍未満の高さであると接触検知反応性を高める効果が小さくなるためである。また、必要な変形量εの３倍を超える高さであるとコードスイッチ１１が太くなり過ぎてしまい、取り付けなどに障害が生まれるだけでなく、突起部１５の高さ以下の物体のものが突起部１５間に挟み込まれたときの反応性も悪くなるためである。
【００５３】
次に、図３，４のコードスイッチ１１の作用を説明する。
【００５４】
本発明の第二実施形態のコードスイッチ１１は、自動車のパワースライドドアやシャッタなどの重量の大きい自動開閉装置の開閉部に取り付けられて使用される。開閉部を閉じる際に、その進路上に物体が存在した場合、物体との間の浮遊静電容量によってコードスイッチ１１の静電容量が変化し、この変化に基づき自動開閉装置の制御部が物体の存在を検知し、開閉部を反転させる。
【００５５】
このとき、従来の接触非接触併用コードスイッチ５１において、物体の出現による静電容量の変化量は、コードスイッチ５１の静電容量と比較して、極微小であり、変化を捉えにくい。これに対し、第二実施形態のコードスイッチ１１においては、第１の実施形態と同じようにコードスイッチ１１の静電容量を形成している内部電極線１２と外側電極１４との間に誘電率の低い空気層１７が存在することにより、第二実施形態のコードスイッチ１１の静電容量は従来のコードスイッチ５１の７０％以下になる。したがって、本発明によれば、静電容量の変化量を捉えやすくなり、結果として非接触検知の感度を向上させ、より離れた位置にある物体を検知することができる。
【００５６】
また、第二実施形態によれば、接触検知により物体を検知する際には、突起部１５が存在することにより、物体のコードスイッチ１１への接触面積と比較して、小さい面積で中空絶縁体１３が加圧され、中空絶縁体１３は大きく変形し、隣接する内部電極線１２同士が接触しやすくなり、接触検知の反応性を向上させることができる。
【００５７】
以上説明したように、本発明の第二実施形態によれば、非接触検知及び接触検知の双方において反応性良く物体を検知し、安全性の高いコードスイッチ１１を提供することができる。
【００５８】
次に、本発明の第三実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００５９】
図５、図６を参照しつつ、本発明の第三実施形態に係るコードスイッチ２１を説明する。
【００６０】
コードスイッチ２１は、復元性を有する中空管状の中空絶縁体２３を備える。この中空絶縁体２３の内面には周方向に間隔を開けて複数の内部電極線２２が内面に沿って旋回しつつ長手方向に延ばして螺旋状に配置される。また、この中空絶縁体２３の外面には突起部２５が外面に沿って中空絶縁体２３と平行に長手方向に延ばされて形成される。さらに、この突起部２５を覆うと共に、中空絶縁体２３との間に空気層２７を形成する外側電極２４が形成される。そして、この外側電極２４は外皮２６によって覆われる。
【００６１】
中空絶縁体２３は、復元性を有する中空管状のものであり、その内面には周方向に周期的に凹凸が形成され、この凹凸が旋回しつつ長手方向に延ばされて螺旋状に形成されている。この凹凸の凹部Ｈ，Ｈ間に挟まれた凸部（径方向内方に膨らんだ部分）に内部電極線２２の一部が突出した状態で埋設固定される。これにより、内部電極線２２は相互に非接触の状態で保持される。本発明の第三実施形態では、内部電極線２２は４本であり、中空絶縁体２３の内面、周方向に中空絶縁体２３の中心点Ｐを中心にして９０°間隔で設けられている。
【００６２】
コードスイッチ２１は、従来の接触非接触併用コードスイッチ５１と比較すると、突起部２５と空気層２７とが形成される点で異なる。また、コードスイッチ２１は、第一実施形態のコードスイッチ１と比較すると、突起部２５が棒状に形成され中空絶縁体２３の外面に沿って中空絶縁体２３と平行に配置された点で異なる。突起部２５は、中空絶縁体２３の外面に周方向に均等な間隔を隔てて複数本形成されている。この実施形態では、突起部２５の本数は５本である。
【００６３】
突起部２５は、ポリウレタン、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴムなどの復元性の高い高分子発泡体から形成された棒状材料を中空絶縁体２３の外面に沿って中空絶縁体２３と平行に形成されている。
【００６４】
突起部２５の材料を上記のような発泡体にすることにより、突起部２５自身も空気層２７とともに衝撃緩和の作用を示す。
【００６５】
突起部発泡体の硬度は、コードスイッチ２１により検出させたい物体によって決定されるが、例えば、アスカーＣ硬度２０以上３０以下である。これは、衝撃緩和の効果を発揮するためには中空絶縁体２３及び外皮２６の硬度より低く、また空気層２７の形状を保持して成形できる程度の硬度を持つことが必要となるためである。
【００６６】
突起部２５を形成する棒状材料の幅、本数、ピッチ間隔は、それぞれの値に相関があり、例えば、突起部２５の断面の幅が中空絶縁体２３の断面輪郭となる円周の３０％以上６０％以下を占める、つまり突起部２５の中空絶縁体２３の外面に接する面積が中空絶縁体２３の外面の表面積の３０％以上６０％以下を占めるようにする。この範囲内にすることにより、中空絶縁体２３と外側電極２４間における空気層２７の占める割合が４０％以上７０％以下となり、内部電極線２２と外側電極２４との間に形成される静電容量を従来のコードスイッチ５１の７０％以下に低減できると共に、空気層２７の形状を保持することができる。
【００６７】
次に、図５，６のコードスイッチ２１の作用を説明する。
【００６８】
本発明の第三実施形態のコードスイッチ２１は、自動車のパワースライドドアやシャッタなどの重量の大きい自動開閉装置の開閉部に取り付けられて使用される。開閉部を閉じる際に、その進路上に物体が存在した場合、物体との間の浮遊静電容量によってコードスイッチ１の静電容量が変化し、この変化に基づき自動開閉装置の制御部が物体の存在を検知し、開閉部を反転させる。
【００６９】
このとき、従来の接触非接触併用コードスイッチ５１において、物体の出現による静電容量の変化量は、コードスイッチ５１の静電容量と比較して、極微小であり、変化を捉えにくい。これに対し、第三実施形態のコードスイッチ２１においては、コードスイッチ２１の静電容量を形成している内部電極線２２と外側電極２４との間に誘電率の低い空気層２７が存在することにより、第三実施形態のコードスイッチ２１の静電容量は従来のコードスイッチ５１の７０％以下になる。したがって、本発明によれば、静電容量の変化量を捉えやすくなり、結果として非接触検知の感度を向上させ、より離れた位置にある物体を検知することができる。
【００７０】
また、第三実施形態によれば、コードスイッチ２１が物体を検知した後、開閉体が反転するまでに、仮に開閉体が物体に接触したとしても、空気層２７及び突起部２５が変形することにより物体に加わる衝撃を緩和させることができる。
【００７１】
以上説明したように、本発明の第三の実施形態によれば、非接触検知の感度を向上させることにより、反応性良く物体を検知することができると共に、仮に検知後のタイムラグにより物体に開閉体が衝突した際の衝撃も低減させることができるため、安全性の高いコードスイッチ２１を提供することができる。
【００７２】
次に、本発明の第四実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００７３】
図７を参照しつつ、本発明の第四実施形態に係るコードスイッチ３１を説明する。
【００７４】
コードスイッチ３１は、復元性を有する中空管状の中空絶縁体３３を備える。この中空絶縁体３３の内面には周方向に間隔を開けて複数の内部電極線３２が内面に沿って旋回しつつ長手方向に延ばされて螺旋状に形成されて配置される。また、この中空絶縁体３３の外面には突起部３５が形成される。さらに、この突起部３５を覆うと共に、中空絶縁体３３との間に空気層３７を形成する外側電極３４が形成される。そして、この外側電極３４は外皮３６によって覆われる。
中空絶縁体３３は、復元性を有する中空管状のものであり、その内面には周方向に周期的に凹凸が形成され、この凹凸が旋回しつつ長手方向に延ばされて螺旋状に形成されている。この凹凸の凸部（径方向内方に膨らんだ部分）に内部電極線３２の一部が突出した状態で埋設固定される。これにより、内部電極線３２は相互に非接触の状態で保持される。本発明の第四実施形態では、内部電極線３２は４本であり、中空絶縁体３３の内面、周方向に中空絶縁体３３の中心点Ｐを中心にして９０°間隔で設けられている。
【００７５】
コードスイッチ３１は、従来の接触非接触併用コードスイッチ５１と比較すると、突起部３５と空気層３７とが形成される点で異なる。また、コードスイッチ３１は、第一実施形態のコードスイッチ１と比較すると、突起部３５が中空絶縁体３３の外周に沿ったリング状であり、中空絶縁体３３の長手方向に間隔を開けて複数配置された点で異なる。突起部３５は、中空絶縁体３３の外径と等しい内径のリング状部材を中空絶縁体３３の外周にはめ込まれて形成されている。突起部３５の間隔は中空絶縁体３３の長手方向に等間隔である。
【００７６】
突起部３５は、ポリウレタン、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴムなどの復元性の高い高分子発泡体から形成される。突起部３５の材料を上記のような発泡体にすることにより、突起部３５自身も空気層３７とともに衝撃緩和の作用を示す。突起部３５の発泡体の硬度は、コードスイッチ３１により検出させたい物体によって決定されるが、例えば、アスカーＣ硬度２０以上３０以下である。これは、衝撃緩和の効果を発揮するためには中空絶縁体３３及び外皮３６の硬度より低く、また空気層３７の形状を保持して成形できる程度の硬度を持つことが必要となるためである。
【００７７】
突起部３５の幅、間隔には相関があり、例えば、ポリウレタン発泡体からなる幅２ｍｍの棒状部材を中空絶縁体３３の外周面にリング状に巻き付け、これを中空絶縁体３３の長手方向に２ｍｍ間隔で配置し突起部３５とする。この場合、中空絶縁体３３の突起部３５と接する面積と接さない面積とが同じになるので、中空絶縁体３３と外側電極３４間における空気層３７の占める割合が５０％となる。突起部３５の幅と間隔を変え、中空絶縁体３３の突起部３５と接する面積と接さない面積を変えることによって中空絶縁体３３と外側電極３４間における空気層３７の占める割合を４０％以上７０％以下とする。このような範囲内にすることにより、内部電極線３２と外側電極３４との間に形成される静電容量を従来のコードスイッチ５１の７割以下に低減できると共に、空気層３７の形状を保持することができる。
【００７８】
次に、図７のコードスイッチ３１の作用を説明する。
【００７９】
本発明の第四実施形態のコードスイッチ３１は、自動車のパワースライドドアやシャッタなどの重量の大きい自動開閉装置の開閉部に取り付けられて使用される。開閉部を閉じる際に、その進路上に物体が存在した場合、物体との間の浮遊静電容量によってコードスイッチ３１の静電容量が変化し、この変化に基づき自動開閉装置の制御部が物体の存在を検知し、開閉部を反転させる。
【００８０】
このとき、従来の接触非接触併用コードスイッチ５１において、物体の出現による静電容量の変化量は、コードスイッチ５１の静電容量と比較して、極微小であり、変化を捉えにくい。これに対し、第四実施形態のコードスイッチ３１においては、コードスイッチ３１の静電容量を形成している内部電極線３２と外側電極３４との間に誘電率の低い空気層３７が存在することにより、第四実施形態のコードスイッチ３１の静電容量は従来のコードスイッチ５１の７割以下になる。したがって、本発明によれば、静電容量の変化量を捉えやすくなり、結果として非接触検知の感度を向上させ、より離れた位置にある物体を検知することができる。
【００８１】
また、第四実施形態によれば、コードスイッチ３１が物体を検知した後、開閉体が反転するまでに、仮に開閉体が物体に接触したとしても、空気層３７及び突起部３５が変形することにより物体に加わる衝撃を緩和させることができる。
【００８２】
以上説明したように、本発明の第四の実施形態によれば、非接触検知の感度を向上させることにより、反応性良く物体を検知することができると共に、仮に検知後のタイムラグにより物体に開閉体が衝突した際の衝撃も低減させることができるため、安全性の高いコードスイッチ３１を提供することができる。
【実施例】
【００８３】
以下、本発明に係るコードスイッチのより具体的な実施例を比較例と併せて詳述する。
【００８４】
（実施例１）
実施例１は、図１，２に示した第一実施形態のコードスイッチ１の構造に基づき、以下のようにして作製した。錫めっき軟銅撚り線（０．１２７ｍｍの素線を７本撚り）の外周に導電性ゴムを被覆して０．６ｍｍ径の内部電極線２を４本製作し、これらを外径３．５ｍｍショアＡ硬度４５の中空絶縁体３の内側に螺旋状に配置した。次に、ポリエチレン発泡体からなる幅１ｍｍ高さ０．９ｍｍアスカーＣ硬度２５の棒状材料を中空絶縁体３の外周面に螺旋ピッチ間隔１０ｍｍで５本平行螺旋状に接着し突起部５とした。これにより、突起部５の中空絶縁体３に接する面積が中空絶縁体３の外面の５０％となった。さらに、その突起部５の外周に厚さ４μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）と７μｍの銅箔を貼り合せた１０ｍｍ幅のテープを等ピッチに巻き付けて銅箔を外側電極４とし、ＰＥＴを外皮６とした。このコードスイッチ１を長さ４００ｍｍに切り出し、コードスイッチ１の片端では、４本の内部電極線２の対向する２本２組を接合した。また、もう一方の端では４本の内部電極線２のうち隣り合う２本１組を１ｋΩの抵抗を介して接続した。このコードスイッチ１を実施例１とした。
【００８５】
（実施例２）
実施例２は、図３，４に示した第二実施形態のコードスイッチ１１の構造に基づき、以下のようにして作製した。錫めっき軟銅撚り線（０．１２７ｍｍの素線を７本撚り）の外周に導電性ゴムを被覆して０．６ｍｍ径の内部電極線１２を４本製作し、これらを外径３．５ｍｍショアＡ硬度４５の中空絶縁体１３の内側に螺旋状（図４において反時計回り）に配置した。次に、ショアＡ硬度６０のエチレンプロピレンゴムからなる幅１ｍｍ高さ１ｍｍの棒状材料を中空絶縁体１３の外周面に中空絶縁体１３と逆周り（図４において時計回り）に螺旋ピッチ間隔１０ｍｍで４本平行螺旋状に配置して中空絶縁体１３に接着し突起部１５とした。これにより、突起部１５の中空絶縁体１３に接する面積が中空絶縁体１３の外面の４０％となった。さらに、その突起部１５の外周に厚さ４μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）と７μｍの銅箔を貼り合せた１０ｍｍ幅のテープを等ピッチに巻き付けて銅箔を外側電極１４とし、ＰＥＴを外皮１６とした。このコードスイッチ１１を長さ４００ｍｍに切り出し、コードスイッチ１１の片端では、４本の内部電極線１２の対向する２本２組を接合した。また、もう一方の端では４本の電極線のうち隣り合う２本１組を１ｋΩの抵抗を介して接続した。このコードスイッチ１１を実施例２とした。
【００８６】
（実施例３）
実施例３は、図５，６に示した第三実施形態のコードスイッチ２１の構造に基づき、以下のようにして作製した。錫めっき軟銅撚り線（０．１２７ｍｍの素線を７本撚り）の外周に導電性ゴムを被覆して０．６ｍｍ径の内部電極線２２を４本製作し、これらを外径３．５ｍｍショアＡ硬度４５の中空絶縁体２３の内側に螺旋状に配置した。次に、ポリエチレン発泡体からなる幅１ｍｍ高さ０．９ｍｍアスカーＣ硬度２５の棒状材料を、中空絶縁体２３の外周面に５本周方向に等間隔に、中空絶縁体２３の長手方向（軸方向）に向けて中空絶縁体２３と平行に配置して中空絶縁体２３に接着し突起部２５とした。これにより、突起部２５の中空絶縁体２３に接する面積が中空絶縁体２３の外面の４５％となった。さらに、その突起部２５の外周に厚さ４μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）と７μｍの銅箔を貼り合せた１０ｍｍ幅のテープを等ピッチに巻き付けて銅箔を外側電極２４とし、ＰＥＴを外皮２６とした。このコードスイッチを長さ４００ｍｍに切り出し、コードスイッチ２１の片端では、４本の内部電極線２２の対向する２本２組を接合した。また、もう一方の端では４本の内部電極線２２のうち隣り合う２本１組を１ｋΩの抵抗を介して接続した。このコードスイッチ２１を実施例３とした。
【００８７】
（実施例４）
実施例４は、図７に示した第四実施形態のコードスイッチ３１の構造に基づき、以下のようにして作製した。錫めっき軟銅撚り線（０．１２７ｍｍの素線を７本撚り）の外周に導電性ゴムを被覆して０．６ｍｍ径の内部電極線３２を４本製作し、これらを外径３．５ｍｍ、ショアＡ硬度４５の中空絶縁体３３の内側に螺旋状に配置した。次に、ポリエチレン発泡体からなる幅２ｍｍ高さ０．９ｍｍアスカーＣ硬度２５の棒状材料を中空絶縁体３３の外周面にリング状に巻きつけ、これを中空絶縁体３３の長手方向に２ｍｍ間隔で配置し、突起部３５とした。これにより、突起部３５の中空絶縁体３３に接する面積が中空絶縁体３３の外面の５０％となった。さらに、その突起部３５の外周に厚さ４μｍのＰＥＴと７μｍの銅箔を貼り合せた１０ｍｍ幅のテープを等ピッチに巻き付けて銅箔を外側電極３４とし、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を外皮３６とした。このコードスイッチを長さ４００ｍｍに切り出し、コードスイッチ３１の片端では、４本の内部電極線３２の対向する２本２組を接合した。また、もう一方の端では４本の電極線のうち隣り合う２本１組を１ｋΩの抵抗を介して接続した。このコードスイッチ３１を実施例４とした。
【００８８】
（比較例）
比較例は、図１０に示した従来のコードスイッチ５１の構造に基づき以下のようにして作製した。錫めっき軟銅撚り線（０．１２７ｍｍの素線を７本撚り）の外周に導電性ゴムを被覆して０．６ｍｍ径の内部電極線５２を製作し、これらを外径３．５ｍｍ、ショアＡ硬度４５の中空絶縁体５３の内側に螺旋状に配置した。さらに中空絶縁体５３の外周に厚さ４μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）と７μｍの銅箔を貼り合せた１０ｍｍ幅のテープを等ピッチに巻き付けて銅箔を外側電極５４とし、ＰＥＴを外皮５６とした。このコードスイッチ５１を長さ４００ｍｍに切り出し、コードスイッチ５１の片端では、４本の内部電極線５２の対向する２本２組を接合した。また、もう一方の端では４本の電極線のうち隣り合う２本１組を１ｋΩの抵抗を介して接続した。このコードスイッチ５１を比較例とした。
【００８９】
実施例の各コードスイッチにおける非接触検知の反応性について述べる。
【００９０】
まず、実施例１〜４及び比較例の内部電極線と外側電極間の静電容量を測定した。比較例の静電容量は、９７．７ｐＦであるのに対し、実施例１、２、３、４の静電容量は、それぞれ６６．７ｐＦ、６３．７ｐＦ、６６．８ｐＦ、６８．０ｐＦであり、従来の静電容量と比較して７０％程度の値であり、空気層の存在により静電容量が小さくなるという効果が確認された。
【００９１】
また、コードスイッチを水平に固定し、これと水平に幅５０ｍｍのアルミ板をコードスイッチ上方３０ｍｍの位置に配置したときの静電容量の変化量はいずれの例においても、０．２４〜０．３０ｐＦであり、その変化量に差が無いことが確認された。
【００９２】
したがって、以上のことから比較例に比べ、実施例ではコードスイッチの静電容量に対して近くに物体が存在した時の静電容量の変化量が相対的に大きくなり、変化量を捉えやすく、非接触検知の感度が向上されることが確認された。
【００９３】
次に、実施例の各コードスイッチにおける接触検知の感度及び衝撃の緩和効果について述べる。
【００９４】
接触時のコードスイッチの反応性・衝撃緩和性は、上述した実施例１〜４及び比較例を用い、これを水平に固定し、５０ｍｍ四方の底面が平滑な鉄製治具で加圧した時の、コードスイッチの変形量に対する加えられた荷重及び内部電極線間の抵抗値を測定し評価した。図１１に上記の測定から得られた結果を示す。
【００９５】
実施例１、３及び４に関しては、コードスイッチの変形量に対しての荷重の上昇が比較例より緩やかであり、突起部及び空気層により衝撃緩和の効果が発揮されることが確認された。
【００９６】
一方、実施例２に関しては、内部電極線の抵抗値の降下点におけるコードスイッチの変形量が比較例よりも少なく、接触検知の感度向上の効果が確認された。
【００９７】
以上要するに本発明によれば、接触非接触併用コードスイッチにおいて、中空絶縁体と外部導体の間に突起部により空気層を形成させることにより、コードスイッチの非接触検知感度を向上させることができる。さらに突起部を発泡体により構成させた際には、開閉体接触時の衝撃を緩和させることができる。また突起部を復元性が高くかつ発泡体より硬い高分子あるいはゴムで構成させた際には、接触検知の感度を向上させることができる。この結果、安全性の高いコードスイッチを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の第一実施形態を示すコードスイッチの概略図である。
【図２】図１のコードスイッチのａ−ａ線断面図である。
【図３】本発明の第二実施形態を示すコードスイッチの概略図である。
【図４】図３のコードスイッチのｂ−ｂ線断面図である。
【図５】本発明の第三実施形態を示すコードスイッチの概略図である。
【図６】図５のコードスイッチのｃ−ｃ線断面図である。
【図７】本発明の第四実施形態を示すコードスイッチの概略図である。
【図８】従来の接触型コードスイッチの概略図である。
【図９】図８のコードスイッチのｄ−ｄ線断面図である。
【図１０】従来の接触非接触併用コードスイッチの概略図である。
【図１１】本発明における実施例１〜４及び比較例のコードスイッチ変形量に対する内部電極線間抵抗値及び荷重の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９９】
１,１１,２１,３１  コードスイッチ
２,１２,２２,３２  内部電極線
３,１３,２３,３３  中空絶縁体
４,１４,２４,３４  外側電極
５,１５,２５,３５  突起部
６,１６,２６,３６  外皮
７,１７,２７,３７  空気層
４８  金属線
４９  導電層
Ｌ  内部電極線間距離（変形量）
【図１】
2009170216.tif 000003
【図２】
2009170216.tif 000004
【図３】
2009170216.tif 000005
【図４】
2009170216.tif 000006
【図５】
2009170216.tif 000007
【図６】
2009170216.tif 000008
【図７】
2009170216.tif 000009
【図８】
2009170216.tif 000010
【図９】
2009170216.tif 000011
【図１０】
2009170216.tif 000012
【図１１】
2009170216.tif 000013