CN109900392B - 压敏传感器以及压敏传感器的制造方法 - Google Patents

压敏传感器以及压敏传感器的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供即使从任何方向受到压力，电极线彼此都接触，能自由地设定成品的长度且能廉价地制造的压敏传感器及其制造方法。压敏传感器具备由弹性绝缘体构成的中空的管状部件(2)和相互分离地保持于管状部件(2)的内周面的多条电极线(3)，其中，在管状部件(2)的内周面和外周面的至少一面沿长度方向形成有螺旋肋(7)，电极线(3)沿长边方向呈螺旋状地配置，管状部件(2)的螺旋肋(7)的螺旋方向与呈螺旋状地配置的电极线(3)的螺旋方向相同。

Description

压敏传感器以及压敏传感器的制造方法
技术领域
本发明涉及压敏传感器以及压敏传感器的制造方法。
背景技术
现今，压敏传感器利用来自外部的压力而使电极线彼此接触从而发挥开关功能，这样的压敏传感器用作汽车的滑动门等的防夹入传感器(例如，专利文献1)。
专利文献1所记载的压敏传感器具备：具有中空部的管状的弹性绝缘体；和相互分离且呈螺旋状地配置于该弹性绝缘体的中空部的内周面的多个电极线。利用该中空螺旋构造，由于即使向任何方向变形，电极线彼此都接触，因而能够进行全方向检测。使多个电极线沿着形成为与中空部相同形状的隔离物的外周面，并向隔离物以及多个电极线的外周挤出橡胶材料来成形弹性绝缘体，之后拉拔隔离物，由此制造上述压敏传感器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-281906号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
由于专利文献1所记载的压敏传感器使用隔离物，所以需要制造隔离物的工序、使电极线沿隔离物的工序、以及拉拔隔离物的工序，从而有工序数变多且制造成本变高的问题。并且，当拉拔隔离物时，与电极线的摩擦阻力较高，在拉拔的中途，隔离物断裂或者对电极线施加削刮等损伤，因而需要在切断成小尺寸后将其拉拔。因此，无法进行隔离物的再利用，有材料费变高的问题、成品的压敏传感器的长度受限等课题。
因此，本发明的目的在于提供压敏传感器及其制造方法，即使从任何方向受到压力，电极线彼此都接触，能够自由地设定成品的长度，并且能够廉价地制造。
用于解决技术问题的方案
为了实现上述目的，本发明提供下述[1]～[4]的压敏传感器及其制造方法。
[1]提供一种压敏传感器，具备由弹性绝缘体构成的中空的管状部件和相互分离地保持于上述管状部件的内周面的多条电极线，其中，在上述管状部件的内周面和外周面的至少一面沿长度方向形成有螺旋肋，上述电极线沿长度方向呈螺旋状地配置，上述管状部件的螺旋肋的螺旋方向与上述呈螺旋状地配置的电极线的螺旋方向相同。
[2]提供一种压敏传感器的制造方法，上述压敏传感器具备由弹性绝缘体构成的中空的管状部件和相互分离地保持于上述管状部件的内周面的多条电极线，上述压敏传感器的制造方法的特征在于，在使上述多条电极线相互分离地走线，并且以将该多条电极线保持于内周面的方式挤出并包覆管状的弹性绝缘体来形成上述管状部件时，一边使上述管状的弹性绝缘体在周向上旋转一边挤出并包覆上述管状的弹性绝缘体，从而沿长度方向呈螺旋状地配置上述多条电极线。
[3]根据[2]所述的压敏传感器的制造方法，使上述管状的弹性绝缘体沿刻在接头的内周面的相对于挤出方向倾斜的槽流动，从而一边使上述管状的弹性绝缘体在周向上旋转一边挤出并包覆上述管状的弹性绝缘体。
[4]根据[2]或[3]所述的压敏传感器的制造方法，使上述管状的弹性绝缘体沿刻在芯棒的外周面的相对于挤出方向倾斜的槽流动，从而一边使上述管状的弹性绝缘体在周向上旋转一边挤出并包覆上述管状的弹性绝缘体。
发明的效果如下。
根据本发明，能够提供压敏传感器以及其制造方法，即使从任何方向受到压力，电极线彼此都接触，能够自由地设定成品的长度，并且能够廉价地制造。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的压敏传感器的剖视图。
图2是示出本发明的第一实施方式的压敏传感器的透视侧视简图。
图3是用于制造本发明的第一实施方式的压敏传感器的挤出机的剖视图。
图4是示出为了制造本发明的第一实施方式的压敏传感器而使用的接头的剖视图。
图5是从轴向观察为了制造本发明的第一实施方式的压敏传感器而使用的接头的主视图。
图6是示出本发明的第二实施方式的压敏传感器的剖视图。
图7是示出为了制造本发明的第二实施方式的压敏传感器而使用的芯棒的侧视图。
图8是示出为了制造本发明的第三实施方式的压敏传感器而使用的压敏传感器的剖视图。
符号的说明
1—压敏传感器，2—管状部件，3—电极线，4—金属线，5—弹性导电体，6—空间，7—螺旋肋，8—接头，9—槽，10、53—芯棒，11—管状部件外层。
具体实施方式
本发明的压敏传感器能够应用于汽车用的滑动门、后门、电动车窗或电梯门、卷帘门、自动门、车辆用门、月台幕门等的防夹入用途。
[第一实施方式]
以下，参照图1～图5对本发明的第一实施方式进行说明。此外，以下所示的实施方式作为实施本发明的优选的具体例来示出，也有具体地示例出在技术方面优选的各种技术事项的部分，但本发明的技术范围不限定于该具体的方式。
图1是示出本发明的第一实施方式的压敏传感器的剖视图。该压敏传感器1具备：由弹性绝缘体构成的中空的管状部件2；和相互分离地保持于管状部件2的内周面的多条(在本实施方式中为四条)电极线3，在管状部件2的外周面，沿长度方向形成有螺旋肋7，多条电极线3沿长度方向呈螺旋状地配置，管状部件2的螺旋肋7的螺旋方向与呈螺旋状地配置的电极线3的螺旋方向相同。
电极线3通过在金属线4的外周上包覆有弹性导电体5而成，电极线3间由空间6隔开。管状部件2的截面中的外圆的形状根据后述的图4、图5所示的接头8的槽9的形状而变化。
图2是示出本发明的第一实施方式的压敏传感器的透视侧视简图。由弹性绝缘体构成的中空的管状部件2和相互分离地保持于管状部件2的内侧的多条电极线3沿压敏传感器1的长度方向呈螺旋状地配置。
并且，就压敏传感器1而言，管状部件2在受到来自外部的压力时弹性变形，多条中的至少任意两条电极线3彼此接触(短路)。
电极线3相互分离且呈螺旋状地配置于管状部件2的内侧。电极线3由金属线4和包覆金属线4的弹性导电体5构成。
金属线4例如能够使用使由铜等优异导电性的金属构成的单线或使多条(在本实施方式中为七条)线材相互绞合而成的绞线。作为其它金属线，也能够应用将铜箔卷绕于由聚酯等构成的线而成的铜箔线。上述金属线也可以以提高耐热性的目的而用锡、镍、银、锌等对表面进行电镀。
并且，弹性导电体5例如能够适当地使用将配合有炭黑等导电性填充剂的乙烯-丙烯-二烯共聚物进行交联而成的橡胶系组成物和不需要交联工序的烯烃系、苯乙烯系热塑性弹性体组成物等。
由于在管状部件2的外周面形成有螺旋肋7，所以可得到能够减少例如将压敏传感器1插入管内时的摩擦力(接触阻力)的效果。尤其，通过一边使之沿螺旋方向旋转一边插入，能够进一步减少摩擦力。
压敏传感器1能够通过如下的制造方法来获得。
首先，通过使用挤出机在金属线4的外周上包覆弹性导电体5，来制成电极线3。接下来，如图3所示，将多条(在本实施方式中为四条)电极线3配置为各自的中心与正方形的顶点重叠，使之在挤出机的十字头内走线，从外周(接头8)挤出并包覆管状的弹性绝缘体51，从而在弹性绝缘体(管状部件2)的内周面熔合、保持电极线3。此时，通过一边使管状的弹性绝缘体51在周向上旋转一边挤出弹性绝缘体51，来呈螺旋状地配置电极线3。作为使上述电极线3配置于正方形的顶点的方法，有预先在挤出机的芯棒52开设有四个电极线3通过那样的孔并使电极线3走线的方法。并且，为了防止管状部件2、电极线3以及空间6的形状、配置崩塌，能够从管状部件2的内侧施加压缩气体53。作为该方法，有预先在芯棒52的例如中心部开设有一个或者多个孔并从芯棒52的内侧朝向排出口供给压缩气体54的方法。作为压缩气体53，优选使用空气、氮气等惰性气体。
图4是示出为了制造本发明的第一实施方式的压敏传感器而使用的接头的剖视图。作为一边使弹性绝缘体51在周向上旋转一边挤出弹性绝缘体51的方法，能够使用图3所示的接头8。具有在接头前端部8a的内周面整周上相对于挤出方向(管状部件2的轴向)倾斜且等间隔地刻有多个槽9的构造。
通过相对于挤出方向倾斜地制成槽9，来使挤出材料(弹性绝缘体51)沿槽9流动，并相对于挤出方向倾斜地排出。通过在接头前端部8a的内周面整周上等间隔地刻有槽9，能够一边使管状的成形体(管状部件2)在周向上旋转一边挤出管状的成形体(管状部件2)。其结果，在管状的成形体的外周面形成与接头前端部8a的槽9对应的螺旋肋7。形成于管状部件2的外周面的螺旋肋7的螺旋方向与呈螺旋状地配置的电极线3的螺旋方向相同。并且，螺旋肋7的螺旋间距与电极线3的螺旋间距相同。
图5是从轴向(挤出材料的排出侧)观察为了制造本发明的第一实施方式的压敏传感器而使用的接头8的主视图。作为槽9的截面形状，能够应用半圆形、矩形等，但从挤出材料的流动容易性这一点看优选半圆形。槽9的个数、深度、相对于挤出方向的角度等能够自由地设定。通过改变槽9的角度，挤出材料的流动角度(管状部件2的轴向与挤出材料的排出方向所成的角度)变化，从而能够改变挤出材料的在周向上的旋转速度。
压敏传感器1能够不受长度限制地制造，根据用途，例如为1m～几十m。并且，管状部件2的外径例如为4mm。作为管状部件2的材料，能够使用压缩永久变形较小、且柔软性、耐寒性、耐水性、耐化学性、耐气候性等优异的材料，例如能够适当地使用将乙烯-丙烯-二烯共聚物进行交联而成的橡胶系组成物、不需要交联工序的烯烃系、苯乙烯系热塑性弹性体组成物等。
[其它实施方式]
接下来，参照图6～图8对本发明的他的实施方式进行说明。
图6是示出本发明的第二实施方式的压敏传感器的剖视图，图7是示出为了制造本发明的第二实施方式的压敏传感器而使用的芯棒10的侧视图。此外，芯棒10设有多个(在本实施方式中为四个)电极线3能够通过的孔(未图示)，能够使电极线3配置于正方形的顶点且使之走线。并且，也可以开设有压缩气体53的供给孔。
在第二实施方式中，作为一边使弹性绝缘体51在周向上旋转一边挤出弹性绝缘体51的方法，能够使用芯棒10。具有在芯棒前端部10a的外周面整周上相对于挤出方向(管状部件2的轴向)倾斜且等间隔地刻有多个槽9的构造。由此，挤出材料(弹性绝缘体51)沿槽9流动，并相对于挤出方向倾斜地排出。即，与第一实施方式相同，能够一边使管状的成形体在周向上旋转一边挤出管状的成形体。其结果，如图6所示，在管状的成形体(管状部件2)的内周面形成与芯棒10的槽9对应的螺旋肋7。形成于管状部件2的内周面的螺旋肋7的螺旋方向与呈螺旋状地配置的电极线3的螺旋方向相同。并且，螺旋肋7的螺旋间距与电极线3的螺旋间距相同。
此外，管状部件2的截面中的内圆的形状根据芯棒10的槽9的形状而变化。作为槽9的截面形状，能够应用半圆形、矩形等，但从挤出材料的流动容易性这一点看优选半圆形。槽9的个数、深度、相对于挤出方向的角度等能够自由地设定。通过改变槽9的角度，挤出材料的流动角度(管状部件2的轴向与挤出材料的排出方向所成的角度)变化，从而能够改变挤出材料的在周向上的旋转速度。
图8是示出本发明的第三实施方式的压敏传感器的剖视图。在管状部件2的外周设有管状部件外层11。尤其为了提高压敏传感器的强度、提高与其它部件(终端的密封部件、压敏传感器安装部等)的协调性(粘着性等)，在管状部件2的外周设置管状部件外层11是有效的。管状部件2、管状部件外层11均能够使用弹性绝缘体。并且，管状部件外层11例如也能够使用强度、耐磨损性优异且与其它部件大多使用的聚酰胺的粘着性良好的热塑性聚氨酯等。作为制造方法，能够应用如下方法等：利用与第一实施方式的压敏传感器1相同的制造方法来制造管状部件2，之后在最外层挤出并包覆管状部件外层11。并且，也可以利用与第二实施方式的压敏传感器1相同的制造方法来制造管状部件2，之后在最外层挤出并包覆管状部件外层11。
此外，例如也可以组合在第一实施方式中使用的接头8与在第二实施方式中使用的芯棒10，而在管状部件2的内外周面形成螺旋肋7。并且，也可以在该内外周面形成有螺旋肋7的管状部件2的外周还设置管状部件外层11。
为了在管状部件2的内周面以及/或者外周面形成螺旋肋7，使用了具有相对于挤出方向(管状部件2的轴向)倾斜地形成的槽9的接头8、芯棒10，但并不限定于此。例如，也可以使用具有相对于挤出方向(管状部件2的轴向)平行地形成的槽的接头或者芯棒，并且使该接头或者芯棒(挤出材料的排出部分)从外部向一个方向持续旋转，来形成螺旋肋7。
以使用了四条电极线3的压敏传感器的制造方法进行了说明，但电极线3的条数也能够是两条、三条或者五条以上。在减少电极线3的条数的情况下，优选减小电极线3的螺旋间距以便得到预定的传感器灵敏度。为此，加大形成于接头8、芯棒10的槽9的相对于挤出方向(管状部件2的轴向)的角度。由此，挤出材料(弹性绝缘体51)的流动角度(管状部件2的轴向与挤出材料的排出方向所成的角度)变大，从而挤出材料的在周向上的旋转角度也变大，进而能够减小电极线3的螺旋间距。
接下来，对于从以上说明的实施方式把握的技术思想，使用实施方式中的符号等进行记载。但是，以下的记载中的各符号并非将权利要求书中的构成要素限定为在实施方式中具体地示出的部件等。
[1]一种压敏传感器1，具备：由弹性绝缘体构成的中空的管状部件2；和相互分离地保持于上述管状部件2的内周面的多条电极线3，上述管状部件2在从外部受到压力时弹性变形而使多条中的至少任意两条电极线3彼此接触，其中，在上述管状部件2的内周面或者外周面的至少一面沿长度方向形成有螺旋肋7，
上述电极线3沿长度方向呈螺旋状地配置，
上述管状部件2的螺旋肋7的螺旋方向与上述呈螺旋状地配置的电极线(3)的螺旋方向相同。
[2]一种压敏传感器1的制造方法，压敏传感器1具备：由弹性绝缘体构成的中空的管状部件2；和相互分离地保持于上述管状部件的内周面的多条电极线3，上述管状部件2在从外部受到压力时弹性变形而使多条中的任意两条电极线3彼此接触，其中，在使上述多条电极线3相互分离地走线，并且以将该多条电极线3保持于内周面的方式挤出并包覆管状的弹性绝缘体51来形成上述管状部件2时，一边使上述管状的弹性绝缘体51在周向上旋转一边挤出并包覆上述管状的弹性绝缘体51，从而沿长度方向呈螺旋状地配置上述多条电极线3。
[3]根据方案2所述的压敏传感器1的制造方法，使上述管状的弹性绝缘体51沿刻在接头8的内周面的相对于挤出方向倾斜的槽9流动，从而一边使上述管状的弹性绝缘体51在周向上旋转一边挤出并包覆上述管状的弹性绝缘体51。
[4]根据权利要求2或3所述的压敏传感器的制造方法，使上述管状的弹性绝缘体51沿刻在芯棒10的外周面的相对于挤出方向倾斜的槽9流动，从而一边使上述管状的弹性绝缘体51在周向上旋转一边挤出并包覆上述管状的弹性绝缘体51。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述所记载的实施方式不对权利要求书的发明进行限定。并且，需留意的是，在实施方式中说明的所有的特征组合并非限定为用于解决发明的课题的方案所必需的。并且，本发明在不脱离其主旨的范围内能够适当地变形来实施。

Claims (4)

1.一种压敏传感器，具备：由弹性绝缘体构成的中空的管状部件；和相互分离地保持于上述管状部件的内周面的多条电极线，
上述压敏传感器的特征在于，
只在上述管状部件的外周面沿长度方向形成有多个螺旋肋，
上述电极线沿长度方向呈螺旋状地配置，
上述管状部件的上述螺旋肋的螺旋方向与上述呈螺旋状地配置的上述电极线的螺旋方向相同，
上述管状部件的上述螺旋肋的螺旋间距与上述电极线的螺旋间距是相同间距。
2.一种压敏传感器的制造方法，其用于制造权利要求1所述的压敏传感器，上述压敏传感器具备：由弹性绝缘体构成的中空的管状部件；和相互分离地保持于上述管状部件的内周面的多条电极线，上述压敏传感器的制造方法的特征在于，
在使上述多条电极线相互分离地走线，并且以将该多条电极线保持于内周面的方式挤出并包覆管状的弹性绝缘体来形成上述管状部件时，一边使上述管状的弹性绝缘体在周向上旋转一边挤出并包覆上述管状的弹性绝缘体，从而沿长度方向呈螺旋状地配置上述多条电极线。
3.根据权利要求2所述的压敏传感器的制造方法，其特征在于，
使上述管状的弹性绝缘体沿刻在接头的内周面的相对于挤出方向倾斜的槽流动，从而一边使上述管状的弹性绝缘体在周向上旋转一边挤出并包覆上述管状的弹性绝缘体。
4.根据权利要求2或3所述的压敏传感器的制造方法，其特征在于，
使上述管状的弹性绝缘体沿刻在芯棒的外周面的相对于挤出方向倾斜的槽流动，从而一边使上述管状的弹性绝缘体在周向上旋转一边挤出并包覆上述管状的弹性绝缘体。
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