JP2001108539A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JP2001108539A JP2001108539A JP28296799A JP28296799A JP2001108539A JP 2001108539 A JP2001108539 A JP 2001108539A JP 28296799 A JP28296799 A JP 28296799A JP 28296799 A JP28296799 A JP 28296799A JP 2001108539 A JP2001108539 A JP 2001108539A
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- pressure detection
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- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造が容易で且つ外部への電気的配線接続を
容易にする。 【解決手段】 接続部材30の一部を圧力検出管10の
中空部21の端部に嵌入し、圧力検出管10の各電極部
材22,23と接続部材30の各接続端子31,32と
をそれぞれ密接させる。接続部材30の突部37,38
に中継端子35,36をかしめるだけで、外部への電気
的引き出しが可能となる。
容易にする。 【解決手段】 接続部材30の一部を圧力検出管10の
中空部21の端部に嵌入し、圧力検出管10の各電極部
材22,23と接続部材30の各接続端子31,32と
をそれぞれ密接させる。接続部材30の突部37,38
に中継端子35,36をかしめるだけで、外部への電気
的引き出しが可能となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、圧力センサに関
し、特に、自動車の車両座席への着座検出や車両用のパ
ワーウィンドウ装置等における挟み込み検出等に好適な
圧力センサに関する。
し、特に、自動車の車両座席への着座検出や車両用のパ
ワーウィンドウ装置等における挟み込み検出等に好適な
圧力センサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の圧力センサを図19に示す。この
圧力センサは、互いに近接離間自在に配置された一対の
電極部材101,102と、一方の電極部材101から
離反する方向に他方の電極部材102を付勢する弾性側
壁103を有するゴム製の収納体104とを備えてお
り、外部からの所定の押圧力が圧力センサに加わると、
その押圧力を受けて他方の電極部材102が一方の電極
部材101に向けて近接変位することで、両電極部材1
01,102が互いに電気的に導通することにより圧力
検知を行うようになっている。
圧力センサは、互いに近接離間自在に配置された一対の
電極部材101,102と、一方の電極部材101から
離反する方向に他方の電極部材102を付勢する弾性側
壁103を有するゴム製の収納体104とを備えてお
り、外部からの所定の押圧力が圧力センサに加わると、
その押圧力を受けて他方の電極部材102が一方の電極
部材101に向けて近接変位することで、両電極部材1
01,102が互いに電気的に導通することにより圧力
検知を行うようになっている。
【0003】尚、各電極部材101,102の外部への
電気的配線は、各電極部材101,102の内部に予め
敷設されたリード線101a,102aの端部101
b,102bを各電極部材101,102の端面から突
出させ、この端部101b,102bに所定の配線材を
半田付けするなどして行っていた。
電気的配線は、各電極部材101,102の内部に予め
敷設されたリード線101a,102aの端部101
b,102bを各電極部材101,102の端面から突
出させ、この端部101b,102bに所定の配線材を
半田付けするなどして行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図19に示した圧力セ
ンサは、複数の圧力センサが連接された状態(以下「連
接状態」と称す)で予め延々と長く形成された連接体の
途中部分を切断して個々の圧力センサに切り分けるよう
にしていた。
ンサは、複数の圧力センサが連接された状態(以下「連
接状態」と称す)で予め延々と長く形成された連接体の
途中部分を切断して個々の圧力センサに切り分けるよう
にしていた。
【0005】ところで、各圧力センサの端部面105に
は、上述のように外部接続用のリード線101a,10
2aの端部101b,102bを突出した状態にしてお
く必要があるため、連接状態の連接体を個々の圧力セン
サに切り分ける際には、リード線101a,102aの
端部101b,102bを切断してしまうことのないよ
うに細心の注意を払う必要がある。したがって、個々の
圧力センサの切り分け作業に多大な手間がかかり、必ず
しも効率の良い作業とはなっていなかった。
は、上述のように外部接続用のリード線101a,10
2aの端部101b,102bを突出した状態にしてお
く必要があるため、連接状態の連接体を個々の圧力セン
サに切り分ける際には、リード線101a,102aの
端部101b,102bを切断してしまうことのないよ
うに細心の注意を払う必要がある。したがって、個々の
圧力センサの切り分け作業に多大な手間がかかり、必ず
しも効率の良い作業とはなっていなかった。
【0006】そこで、この発明の課題は、製造が容易で
且つ外部への電気的配線接続が容易な圧力センサを提供
することにある。
且つ外部への電気的配線接続が容易な圧力センサを提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
請求項1に記載の発明は、それぞれが導電性の弾性材料
を用いて互いに離接自在とされた少なくとも一対の電極
部材が絶縁弾性部に固定的に連結されて、長手方向に沿
って断面視同一形状の管状に形成された圧力検出管と、
前記圧力検出管の中空部の端部に部分的に嵌入されて前
記各電極部材の外部への電気的引き出しを行うための接
続部材とを備え、前記圧力検出管の前記各電極部材は、
当該圧力検出管の前記中空部にそれぞれ臨んで形成さ
れ、前記接続部材は、弾性材料を用いて、当該接続部材
の外径が前記圧力検出管の内径より小さく形成され、当
該接続部材は、前記圧力検出管の前記各電極部材の形成
位置に対応するようそれぞれ外周側に臨んで形成された
一対の接続端子と、前記両接続端子同士を離間させて連
結する絶縁性の連結部と、当該接続部材の前記圧力検出
管の中空部の端部に嵌入されない部分の外周方向に突設
され、且つ前記各接続端子にそれぞれ接続され、所定の
中継端子に接続するための一対の突部とを備えるもので
ある。
請求項1に記載の発明は、それぞれが導電性の弾性材料
を用いて互いに離接自在とされた少なくとも一対の電極
部材が絶縁弾性部に固定的に連結されて、長手方向に沿
って断面視同一形状の管状に形成された圧力検出管と、
前記圧力検出管の中空部の端部に部分的に嵌入されて前
記各電極部材の外部への電気的引き出しを行うための接
続部材とを備え、前記圧力検出管の前記各電極部材は、
当該圧力検出管の前記中空部にそれぞれ臨んで形成さ
れ、前記接続部材は、弾性材料を用いて、当該接続部材
の外径が前記圧力検出管の内径より小さく形成され、当
該接続部材は、前記圧力検出管の前記各電極部材の形成
位置に対応するようそれぞれ外周側に臨んで形成された
一対の接続端子と、前記両接続端子同士を離間させて連
結する絶縁性の連結部と、当該接続部材の前記圧力検出
管の中空部の端部に嵌入されない部分の外周方向に突設
され、且つ前記各接続端子にそれぞれ接続され、所定の
中継端子に接続するための一対の突部とを備えるもので
ある。
【0008】請求項2に記載の発明は、前記両突部が、
互いに相反する方向に突設されたものである。
互いに相反する方向に突設されたものである。
【0009】請求項3に記載の発明は、前記圧力検出管
の電極部材は、第1の電位に設定される第一電極部材
と、第2の電位に設定される第二電極部材であり、前記
第一電極部材の断面積は、第二電極部材の断面積より小
さく形成されるものである。
の電極部材は、第1の電位に設定される第一電極部材
と、第2の電位に設定される第二電極部材であり、前記
第一電極部材の断面積は、第二電極部材の断面積より小
さく形成されるものである。
【0010】請求項4に記載の発明は、前記圧力検出管
の前記第一電極部材は、同一の断面積で、長さ当たりの
抵抗値に応じて電気的に並列に複数個形成されたもので
ある。
の前記第一電極部材は、同一の断面積で、長さ当たりの
抵抗値に応じて電気的に並列に複数個形成されたもので
ある。
【0011】請求項5に記載の発明は、前記圧力検出管
の前記第一電極部材及び前記第二電極部材の少なくとも
一方は前記中空部側に張り出して形成されたものであ
る。
の前記第一電極部材及び前記第二電極部材の少なくとも
一方は前記中空部側に張り出して形成されたものであ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の一の実施の形態
に係る圧力センサが適用された荷重検知装置を示す平面
図、図2は同じくその断面図である。この荷重検知装置
は、図1及び図2の如く、例えば車両座席の座面等に配
置して使用される着座シートであって、具体的には上下
に配置される一対の面状の基体固定部材11a,11b
の間に挟まれた面内で、例えば3本の線状の圧力検出管
10を二次元方向に展開するようにして配置することに
より荷重検知シート(着座シート)を構成し、各圧力検
出管10が検知回路部12に接続されて、それぞれの圧
力検出管10により荷重が印加されているか否かを検知
するようにしたものである。
に係る圧力センサが適用された荷重検知装置を示す平面
図、図2は同じくその断面図である。この荷重検知装置
は、図1及び図2の如く、例えば車両座席の座面等に配
置して使用される着座シートであって、具体的には上下
に配置される一対の面状の基体固定部材11a,11b
の間に挟まれた面内で、例えば3本の線状の圧力検出管
10を二次元方向に展開するようにして配置することに
より荷重検知シート(着座シート)を構成し、各圧力検
出管10が検知回路部12に接続されて、それぞれの圧
力検出管10により荷重が印加されているか否かを検知
するようにしたものである。
【0013】この実施の形態においては、図1の如く、
3本の圧力検出管10が一定間隔で並行に配置されるこ
とで、座面内の荷重を比較的広範囲に且つまんべんなく
検知できるようになっている。
3本の圧力検出管10が一定間隔で並行に配置されるこ
とで、座面内の荷重を比較的広範囲に且つまんべんなく
検知できるようになっている。
【0014】圧力検出管10は、長手方向に沿って断面
視同一形状となっており、図3に示すように、中空部2
1において互いに対向配置されて当接離間自在とされた
一対の正負の電極部材22,23と、この両電極部材2
2,23を互いに離反する方向に付勢する絶縁弾性部2
4とが一体形成されて円管状の中空チューブ形状に形成
されており、図3に示した両電極部材22,23及び絶
縁弾性部24の断面構造は、圧力検出管10の全長に亘
って同一に形成されている。
視同一形状となっており、図3に示すように、中空部2
1において互いに対向配置されて当接離間自在とされた
一対の正負の電極部材22,23と、この両電極部材2
2,23を互いに離反する方向に付勢する絶縁弾性部2
4とが一体形成されて円管状の中空チューブ形状に形成
されており、図3に示した両電極部材22,23及び絶
縁弾性部24の断面構造は、圧力検出管10の全長に亘
って同一に形成されている。
【0015】両電極部材22,23は、カーボンまたは
銀等の導電性物質が弾性樹脂材に一定割合で配合されて
なる導電ゴム等の導電性を有する同一の弾性材料が用い
られ、両電極部材22,23同士が互いに接触可能なよ
うにそれぞれ内周の中空部21に臨むようにされるとと
もに、後述の接続部材30との内周部での電気的接続が
可能なように内周方向に露出して、断面視円弧状に形成
されている。尚、両電極部材22,23は、必ずしも互
いに同一材料を使用して構成されなくてもよいが、この
実施の形態では便宜上同一材料にて構成されたものとし
て説明する。
銀等の導電性物質が弾性樹脂材に一定割合で配合されて
なる導電ゴム等の導電性を有する同一の弾性材料が用い
られ、両電極部材22,23同士が互いに接触可能なよ
うにそれぞれ内周の中空部21に臨むようにされるとと
もに、後述の接続部材30との内周部での電気的接続が
可能なように内周方向に露出して、断面視円弧状に形成
されている。尚、両電極部材22,23は、必ずしも互
いに同一材料を使用して構成されなくてもよいが、この
実施の形態では便宜上同一材料にて構成されたものとし
て説明する。
【0016】また、絶縁弾性部24は絶縁ゴム等の弾性
材料が用いられて断面視円弧状に形成され、二色成形法
により電極部材22,23に一体成形されている。これ
により、この中空チューブ状の圧力検出管10が図4の
ように弾性変形して両電極部材22,23が電気的に導
通可能とされることにより、所定以上の荷重を検知でき
るようになる一方、圧力検出管10に対して荷重印可が
解除されると、絶縁弾性部24及び両電極部材22,2
3の弾性復元力により図3のような元の状態に戻るた
め、導電路としての両電極部材22,23同士の接触は
オンからオフに切り替わるようになっている。
材料が用いられて断面視円弧状に形成され、二色成形法
により電極部材22,23に一体成形されている。これ
により、この中空チューブ状の圧力検出管10が図4の
ように弾性変形して両電極部材22,23が電気的に導
通可能とされることにより、所定以上の荷重を検知でき
るようになる一方、圧力検出管10に対して荷重印可が
解除されると、絶縁弾性部24及び両電極部材22,2
3の弾性復元力により図3のような元の状態に戻るた
め、導電路としての両電極部材22,23同士の接触は
オンからオフに切り替わるようになっている。
【0017】各圧力検出管10の外周には、図1及び図
5の如く、絶縁性の弾性材料からなる複数の保護体25
が長手方向に間欠的に装着されている。この保護体25
は、図5の如く、圧力検出管10を嵌入する円管状の本
体部26と、この本体部26の下端に形成された矩形の
支持部27とが一体成形された絶縁部材であり、本体部
26内に圧力検出管10を嵌入した状態で、支持部27
の平滑な下面が、下側の基体固定部材11b上に載置さ
れて、これにより圧力検出管10を安定的に支持するよ
うになっている。また、この保護体25が圧力検出管1
0を覆うことにより、圧力検出管10を保護すると同時
に、保護体25の外径が圧力検出管10の外径より大き
く設定されることで荷重物の押圧力を確実に印加するこ
とが可能になり、さらに、圧力の印加が終了したときに
圧力検出管10の弾性復元を保護体25の弾性復元力に
より確実に補助するようになっている。尚、この保護体
25は、必要に応じて圧力検出管10の複数箇所に間欠
的に配置されるものであって、例えば各圧力検出管10
につきそれぞれ単一の保護体25のみが装着されていて
もよい。
5の如く、絶縁性の弾性材料からなる複数の保護体25
が長手方向に間欠的に装着されている。この保護体25
は、図5の如く、圧力検出管10を嵌入する円管状の本
体部26と、この本体部26の下端に形成された矩形の
支持部27とが一体成形された絶縁部材であり、本体部
26内に圧力検出管10を嵌入した状態で、支持部27
の平滑な下面が、下側の基体固定部材11b上に載置さ
れて、これにより圧力検出管10を安定的に支持するよ
うになっている。また、この保護体25が圧力検出管1
0を覆うことにより、圧力検出管10を保護すると同時
に、保護体25の外径が圧力検出管10の外径より大き
く設定されることで荷重物の押圧力を確実に印加するこ
とが可能になり、さらに、圧力の印加が終了したときに
圧力検出管10の弾性復元を保護体25の弾性復元力に
より確実に補助するようになっている。尚、この保護体
25は、必要に応じて圧力検出管10の複数箇所に間欠
的に配置されるものであって、例えば各圧力検出管10
につきそれぞれ単一の保護体25のみが装着されていて
もよい。
【0018】圧力検出管10の各電極部材22,23の
外部に対する電気的配線は、図6及び図7に示した接続
部材30を通じて行われる。この接続部材30は、その
一部が圧力検出管10の中空部21に嵌入されるよう略
円管状に形成されており、第一電極部材22に接続する
第一接続端子31と、第二電極部材23に接続する第二
接続端子32とがそれぞれ部分的に形成されている。こ
れらの両接続端子31,32は、導電ゴム等の導電性を
有する同一の弾性材料がそれぞれ用いられ、絶縁ゴム等
の絶縁樹脂にて形成された断面視略円弧形状の連結部3
3に二色成形法により一体形成されて上記の略円管形状
に形成される。ここで、接続部材30の外径は、圧力検
出管10の内形より僅かに大きく設定されており、圧力
検出管10の中空部21内に接続部材30を嵌入したと
きに圧力検出管10が接続部材30を内側に締め付ける
ことで、接続部材30の各接続端子31,32が圧力検
出管10の各電極部材22,23に密着し、その電気的
接続を確実にすることを可能としている。尚、図6及び
図7に示した接続部材30では、弾力性を高レベルに確
保して圧力検出管10の中空部21への嵌入を容易にす
るよう、連結部33の外周の曲率半径を両接続端子3
1,32の外周の曲率半径より小さく設定しているが、
これらの曲率半径を同一に形成しても差し支えない。
外部に対する電気的配線は、図6及び図7に示した接続
部材30を通じて行われる。この接続部材30は、その
一部が圧力検出管10の中空部21に嵌入されるよう略
円管状に形成されており、第一電極部材22に接続する
第一接続端子31と、第二電極部材23に接続する第二
接続端子32とがそれぞれ部分的に形成されている。こ
れらの両接続端子31,32は、導電ゴム等の導電性を
有する同一の弾性材料がそれぞれ用いられ、絶縁ゴム等
の絶縁樹脂にて形成された断面視略円弧形状の連結部3
3に二色成形法により一体形成されて上記の略円管形状
に形成される。ここで、接続部材30の外径は、圧力検
出管10の内形より僅かに大きく設定されており、圧力
検出管10の中空部21内に接続部材30を嵌入したと
きに圧力検出管10が接続部材30を内側に締め付ける
ことで、接続部材30の各接続端子31,32が圧力検
出管10の各電極部材22,23に密着し、その電気的
接続を確実にすることを可能としている。尚、図6及び
図7に示した接続部材30では、弾力性を高レベルに確
保して圧力検出管10の中空部21への嵌入を容易にす
るよう、連結部33の外周の曲率半径を両接続端子3
1,32の外周の曲率半径より小さく設定しているが、
これらの曲率半径を同一に形成しても差し支えない。
【0019】また、この接続部材30は、圧力検出管1
0の一端部において中空部21に嵌入されることで、こ
の圧力検出管10の一端部における両電極部材22,2
3同士の無用な接触を防止するスペーサとして機能す
る。尚、連結部33の中央には、圧力検出管10の内部
の湿気を逃がすための空気流通孔39が穿設されてい
る。
0の一端部において中空部21に嵌入されることで、こ
の圧力検出管10の一端部における両電極部材22,2
3同士の無用な接触を防止するスペーサとして機能す
る。尚、連結部33の中央には、圧力検出管10の内部
の湿気を逃がすための空気流通孔39が穿設されてい
る。
【0020】そして、接続部材30の各接続端子31,
32の外周面の一部には、外部への配線接続のために所
定の中継端子35,36でカシメ接続(図8参照)する
ための突部37,38が一体的に突出形成されている。
このように両突部37,38が接続部材30の外周面の
一部から突出形成されることで、接続部材30を圧力検
出管10の中空部21に挿入する際に突部37,38が
圧力検出管10の端面に当接することでストッパとして
機能するものである。この突部37,38は、各接続端
子31,32の一部と同様の導電ゴム等の導電性を有す
る弾性材料が用いられており、接続端子31,32の成
形時に同時に形成される。尚、一対の突部37,38の
離間距離が近くなるのを防止するため、両突部37,3
8を互いに逆方向に突出させることが望ましい。
32の外周面の一部には、外部への配線接続のために所
定の中継端子35,36でカシメ接続(図8参照)する
ための突部37,38が一体的に突出形成されている。
このように両突部37,38が接続部材30の外周面の
一部から突出形成されることで、接続部材30を圧力検
出管10の中空部21に挿入する際に突部37,38が
圧力検出管10の端面に当接することでストッパとして
機能するものである。この突部37,38は、各接続端
子31,32の一部と同様の導電ゴム等の導電性を有す
る弾性材料が用いられており、接続端子31,32の成
形時に同時に形成される。尚、一対の突部37,38の
離間距離が近くなるのを防止するため、両突部37,3
8を互いに逆方向に突出させることが望ましい。
【0021】ここで、図8は、第一接続端子31に一体
形成された第一突部37に1個の中継端子35をカシメ
接続した様子を示す斜視図である。この図8のように接
続部材30の第一突部37に対して中継端子35の把握
片35aを締め付けることでカシメ接続する。そして、
中継端子35の他の把握片35bでリード線40の芯線
40aをかしめて接続することで、図6の如く、圧力検
出管10の第一電極部材22が、接続部材30の第一接
続端子31、第一突部37及び中継端子35を通じて外
部のリード線40の芯線40aに接続される。また、圧
力検出管10の第二電極部材23も同様に、接続部材3
0の第二接続端子32、第二突部38及び中継端子36
を通じて外部のリード線41の芯線41aに接続され
る。
形成された第一突部37に1個の中継端子35をカシメ
接続した様子を示す斜視図である。この図8のように接
続部材30の第一突部37に対して中継端子35の把握
片35aを締め付けることでカシメ接続する。そして、
中継端子35の他の把握片35bでリード線40の芯線
40aをかしめて接続することで、図6の如く、圧力検
出管10の第一電極部材22が、接続部材30の第一接
続端子31、第一突部37及び中継端子35を通じて外
部のリード線40の芯線40aに接続される。また、圧
力検出管10の第二電極部材23も同様に、接続部材3
0の第二接続端子32、第二突部38及び中継端子36
を通じて外部のリード線41の芯線41aに接続され
る。
【0022】尚、接続部材30の製造時には、多数の接
続部材30を連続して略チューブ形状に形成しておき、
これを長さ方向に切断して複数の接続部材30に切り分
けるようにすれば、効率よく複数の接続部材30を製造
できる。この場合、両突部37,38も、長さ方向に均
一に形成しておき、この長さ方向に個別の接続部材30
に切り分けた後に、その一部を切断除去して、図7のよ
うに各接続端子31,32の一部のみから突出形成すれ
ばよい。
続部材30を連続して略チューブ形状に形成しておき、
これを長さ方向に切断して複数の接続部材30に切り分
けるようにすれば、効率よく複数の接続部材30を製造
できる。この場合、両突部37,38も、長さ方向に均
一に形成しておき、この長さ方向に個別の接続部材30
に切り分けた後に、その一部を切断除去して、図7のよ
うに各接続端子31,32の一部のみから突出形成すれ
ばよい。
【0023】また、圧力検出管10の他端部の中空部2
1には、両電極部材22,23同士をその端部で結線す
る終端抵抗体42が接続される。この終端抵抗体42
は、例えば図12または図13の如く、圧力検出管10
の中空部21に挿入される栓部Spと、この栓部Spに
一体形成されたフランジ47を有して形成される。この
終端抵抗体42は、導電路となる圧力検出管10の断線
に対する故障検知を行うためのもので、圧力検出管10
の両電極部材22,23に所定の電圧を加えた場合に終
端抵抗体42での電圧降下の値を検出することにより、
非荷重状態であっても通電の有無を容易に検出でき、特
に通電がないときに断線である旨を容易に検知できるも
のである。尚、この終端抵抗体42の抵抗値は、圧力検
出管10の各電極部材22,23の抵抗値に比べて極め
て大きく設定されている。尚、この終端抵抗体42の栓
部Spは、圧力検出管10の他端部における中空チュー
ブ状態を保持して圧力検出管10の両電極部材22,2
3同士の無用な接触を防止する機能をも併せ有してい
る。ここで、図13中の符号46は、圧力検出管10の
内部の湿気を逃がすよう絶縁栓Sp内に貫通形成された
空気流通孔を示している。
1には、両電極部材22,23同士をその端部で結線す
る終端抵抗体42が接続される。この終端抵抗体42
は、例えば図12または図13の如く、圧力検出管10
の中空部21に挿入される栓部Spと、この栓部Spに
一体形成されたフランジ47を有して形成される。この
終端抵抗体42は、導電路となる圧力検出管10の断線
に対する故障検知を行うためのもので、圧力検出管10
の両電極部材22,23に所定の電圧を加えた場合に終
端抵抗体42での電圧降下の値を検出することにより、
非荷重状態であっても通電の有無を容易に検出でき、特
に通電がないときに断線である旨を容易に検知できるも
のである。尚、この終端抵抗体42の抵抗値は、圧力検
出管10の各電極部材22,23の抵抗値に比べて極め
て大きく設定されている。尚、この終端抵抗体42の栓
部Spは、圧力検出管10の他端部における中空チュー
ブ状態を保持して圧力検出管10の両電極部材22,2
3同士の無用な接触を防止する機能をも併せ有してい
る。ここで、図13中の符号46は、圧力検出管10の
内部の湿気を逃がすよう絶縁栓Sp内に貫通形成された
空気流通孔を示している。
【0024】検知回路部12は、図9の如く、複数の圧
力検出管10からなるセンサ部43において圧力検出管
10を選択するスイッチSW1と、このスイッチSW1
に接続されたプルアップ抵抗Rpと、プルアップ抵抗R
pとスイッチSW1との接続点の電圧を検出してアナロ
グ/ディジタル変換するA/Dコンバータ44と、この
A/Dコンバータ44から出力されたディジタル信号に
基づいて圧力の印加の有無を判断するCPU(制御部)
45とを備える。
力検出管10からなるセンサ部43において圧力検出管
10を選択するスイッチSW1と、このスイッチSW1
に接続されたプルアップ抵抗Rpと、プルアップ抵抗R
pとスイッチSW1との接続点の電圧を検出してアナロ
グ/ディジタル変換するA/Dコンバータ44と、この
A/Dコンバータ44から出力されたディジタル信号に
基づいて圧力の印加の有無を判断するCPU(制御部)
45とを備える。
【0025】ここで、圧力検出管10に圧力が印加され
ていない場合の略等価回路を図10に、圧力検出管10
に圧力が印加された場合の略等価回路を図11に示す。
この図10及び図11において、圧力検出管10におけ
る導電路としての各電極部材22,23の長さをL、第
一電極部材22の単位長当たりの電気抵抗をrD1、第二
電極部材23の単位長当たりの電気抵抗をrD2、終端抵
抗体42の抵抗値をZ(ただし、Z>>rD1・L且つZ
>>rD2・L)とした場合に、両電極部材22,23及
び終端抵抗体42によって構成される検知回路部12か
ら見た入力抵抗R1は、両電極部材22,23が互いに
非接触の場合は、図10の如く、 R1=rD1・L+rD2・L+Z …(1) となる。尚、第一電極部材22と第二電極部材23の使
用材料が同一で、且つこれらの断面積が同一であれば、
両電極部材22,23の単位長さ当たりの電気抵抗値r
D1,rD2は同一になるが、使用材料を異ならせたり、あ
るいは断面積を異なって形成することで、両電極部材2
2,23の電気抵抗値を異なって設定しても差し支えな
い。
ていない場合の略等価回路を図10に、圧力検出管10
に圧力が印加された場合の略等価回路を図11に示す。
この図10及び図11において、圧力検出管10におけ
る導電路としての各電極部材22,23の長さをL、第
一電極部材22の単位長当たりの電気抵抗をrD1、第二
電極部材23の単位長当たりの電気抵抗をrD2、終端抵
抗体42の抵抗値をZ(ただし、Z>>rD1・L且つZ
>>rD2・L)とした場合に、両電極部材22,23及
び終端抵抗体42によって構成される検知回路部12か
ら見た入力抵抗R1は、両電極部材22,23が互いに
非接触の場合は、図10の如く、 R1=rD1・L+rD2・L+Z …(1) となる。尚、第一電極部材22と第二電極部材23の使
用材料が同一で、且つこれらの断面積が同一であれば、
両電極部材22,23の単位長さ当たりの電気抵抗値r
D1,rD2は同一になるが、使用材料を異ならせたり、あ
るいは断面積を異なって形成することで、両電極部材2
2,23の電気抵抗値を異なって設定しても差し支えな
い。
【0026】ここで、図11において、圧力検出管10
について端部点P0から距離xだけ離れた点Xに圧力の
印可があった場合、この点Xにおいて、図4のように圧
力検出管10が撓んで第一電極部材22と第二電極部材
23とが互いに接触し、両電極部材22,23及び終端
抵抗体42によって構成される検知回路部12から見た
入力抵抗R1は、X点での接触抵抗RC(RC<<rD1・
L,RC<<Rp)を無視すれば、 R1:=:rD1・x+rD2・x …(2) となる。尚、(2)式において、「:=:」はニアリー
イコールを意味しており、抵抗値ZがrD1・xの値及び
rD2・xの値より極めて大きいため、実質的に終端抵抗
体42に流れる電流値が極めて小さくなり、したがって
終端抵抗体42と各電極部材22,23の残りの長さ分
の抵抗値rD1(L−x),rD2(L−x)の合計成分は
無視している。この(2)式と(1)式の差は、終端抵
抗体42の抵抗値Zが大きいため、(2)式で表される
抵抗R1の値は(1)式で与えられる抵抗R1の値より
遙かに小さく現れ、その旨を後述するようにCPU45
で判断することにより、荷重印加を迅速に検知すること
が可能となる。
について端部点P0から距離xだけ離れた点Xに圧力の
印可があった場合、この点Xにおいて、図4のように圧
力検出管10が撓んで第一電極部材22と第二電極部材
23とが互いに接触し、両電極部材22,23及び終端
抵抗体42によって構成される検知回路部12から見た
入力抵抗R1は、X点での接触抵抗RC(RC<<rD1・
L,RC<<Rp)を無視すれば、 R1:=:rD1・x+rD2・x …(2) となる。尚、(2)式において、「:=:」はニアリー
イコールを意味しており、抵抗値ZがrD1・xの値及び
rD2・xの値より極めて大きいため、実質的に終端抵抗
体42に流れる電流値が極めて小さくなり、したがって
終端抵抗体42と各電極部材22,23の残りの長さ分
の抵抗値rD1(L−x),rD2(L−x)の合計成分は
無視している。この(2)式と(1)式の差は、終端抵
抗体42の抵抗値Zが大きいため、(2)式で表される
抵抗R1の値は(1)式で与えられる抵抗R1の値より
遙かに小さく現れ、その旨を後述するようにCPU45
で判断することにより、荷重印加を迅速に検知すること
が可能となる。
【0027】この圧力センサの駆動時には、CPU45
は、スイッチSW1を駆動して圧力検出管10を一定時
間毎に循環的に選択する。そして、定電圧Eをプルアッ
プ抵抗Rpを通じて圧力検出管10及び終端抵抗体42
に印加し、このときのスイッチSW1とプルアップ抵抗
Rpとの接続点の電圧をA/Dコンバータ44に入力す
る。そして、このA/Dコンバータ44でA/D変換さ
れた信号がCPU45に入力され、このCPU45で、
圧力検出管10に外部からの圧力が印加されているか否
かを検出する。
は、スイッチSW1を駆動して圧力検出管10を一定時
間毎に循環的に選択する。そして、定電圧Eをプルアッ
プ抵抗Rpを通じて圧力検出管10及び終端抵抗体42
に印加し、このときのスイッチSW1とプルアップ抵抗
Rpとの接続点の電圧をA/Dコンバータ44に入力す
る。そして、このA/Dコンバータ44でA/D変換さ
れた信号がCPU45に入力され、このCPU45で、
圧力検出管10に外部からの圧力が印加されているか否
かを検出する。
【0028】この場合、上述した通り、外部からの押圧
力が印加されていない場合(上記の(1)式)と印加さ
れている場合(上記の(2)式)とでは、圧力検出管1
0及び終端抵抗体42からなる回路の電気抵抗値が大き
く変化するため、スイッチSW1とプルアップ抵抗Rp
との接続点の電圧が大きく異なる。したがって、CPU
45において、入力された電圧値と予め定められた一定
の基準値とを比較し、入力された電圧値が一定の基準値
より小さい場合は、圧力検出管10及び終端抵抗体42
の抵抗値が小さくなっている((2)式の抵抗値R1参
照)ものとして、圧力の印加があったと判断する。一
方、CPU45において、入力された電圧値が一定の基
準値以上である場合は、圧力検出管10及び終端抵抗体
42の抵抗値が大きくなっている((1)式の抵抗値R
1参照)ものとして、圧力の印加がないと判断する。こ
れにより、容易に圧力印加の有無を判断できる。
力が印加されていない場合(上記の(1)式)と印加さ
れている場合(上記の(2)式)とでは、圧力検出管1
0及び終端抵抗体42からなる回路の電気抵抗値が大き
く変化するため、スイッチSW1とプルアップ抵抗Rp
との接続点の電圧が大きく異なる。したがって、CPU
45において、入力された電圧値と予め定められた一定
の基準値とを比較し、入力された電圧値が一定の基準値
より小さい場合は、圧力検出管10及び終端抵抗体42
の抵抗値が小さくなっている((2)式の抵抗値R1参
照)ものとして、圧力の印加があったと判断する。一
方、CPU45において、入力された電圧値が一定の基
準値以上である場合は、圧力検出管10及び終端抵抗体
42の抵抗値が大きくなっている((1)式の抵抗値R
1参照)ものとして、圧力の印加がないと判断する。こ
れにより、容易に圧力印加の有無を判断できる。
【0029】ここで、この圧力検出管10の各電極部材
22,23の検知回路部12に対する電気的配線は、図
6及び図7に示した接続部材30を通じて行うように
し、特に、接続部材30の外径を圧力検出管10の内径
より僅かに大きく設定して圧力検出管10が接続部材3
0を締め付けるようにし、これによって接続部材30の
各接続端子31,32を圧力検出管10の各電極部材2
2,23に密接させるようにするとともに、接続部材3
0の外周に突部37,38を形成し、この突部37,3
8に中継端子35,36をかしめてリード線40,41
に接続するようにしているので、従来に比べて圧力検出
管10と外部との接続が容易になるという利点がある。
22,23の検知回路部12に対する電気的配線は、図
6及び図7に示した接続部材30を通じて行うように
し、特に、接続部材30の外径を圧力検出管10の内径
より僅かに大きく設定して圧力検出管10が接続部材3
0を締め付けるようにし、これによって接続部材30の
各接続端子31,32を圧力検出管10の各電極部材2
2,23に密接させるようにするとともに、接続部材3
0の外周に突部37,38を形成し、この突部37,3
8に中継端子35,36をかしめてリード線40,41
に接続するようにしているので、従来に比べて圧力検出
管10と外部との接続が容易になるという利点がある。
【0030】また、接続部材30が中空部21に嵌入さ
れてスペーサとして機能することで、圧力検出管10の
一端部における両電極部材22,23同士の無用な接触
を防止することができる。
れてスペーサとして機能することで、圧力検出管10の
一端部における両電極部材22,23同士の無用な接触
を防止することができる。
【0031】尚、圧力検出管10としては、図14のよ
うに一方の電極部材(第一電極部材)22の断面積を他
方の電極部材(第二電極部材)23の断面積より小さく
形成し、電極部材22,23に長さ方向に電流を与えた
際に、第一電極部材22の単位長さ当たりの抵抗値が第
二電極部材23の単位長さ当たりの抵抗値より大きく設
定してもよい。これにより、電極間が圧力で押されたと
きの接触抵抗RCの影響を相対的に小さくできる効果が
あり、また、接触点の位置の検出精度を高めることが可
能となる。
うに一方の電極部材(第一電極部材)22の断面積を他
方の電極部材(第二電極部材)23の断面積より小さく
形成し、電極部材22,23に長さ方向に電流を与えた
際に、第一電極部材22の単位長さ当たりの抵抗値が第
二電極部材23の単位長さ当たりの抵抗値より大きく設
定してもよい。これにより、電極間が圧力で押されたと
きの接触抵抗RCの影響を相対的に小さくできる効果が
あり、また、接触点の位置の検出精度を高めることが可
能となる。
【0032】さらに、図15のように、断面積の小さな
第一電極部材22をストライプ状に複数形成し、これら
をそれぞれ第一接続端子31に接触させて並列接続させ
ることで、この形成個数により第一電極部材22全体の
長さ当たりの抵抗値を設定調整するようにしてもよい。
第一電極部材22をストライプ状に複数形成し、これら
をそれぞれ第一接続端子31に接触させて並列接続させ
ることで、この形成個数により第一電極部材22全体の
長さ当たりの抵抗値を設定調整するようにしてもよい。
【0033】また、上記実施の形態では、圧力検出管1
0を円管状のチューブ形状に形成していたが、例えば、
断面略円管状に形成してもよく、あるいは、図16のよ
うに、断面視半円管状に形成してもよい。この場合、接
続部材30も圧力検出管10の中空部21の形状に従っ
て例えば図16に示したような半円管状に形成する必要
がある。
0を円管状のチューブ形状に形成していたが、例えば、
断面略円管状に形成してもよく、あるいは、図16のよ
うに、断面視半円管状に形成してもよい。この場合、接
続部材30も圧力検出管10の中空部21の形状に従っ
て例えば図16に示したような半円管状に形成する必要
がある。
【0034】また、例えば図14のような場合には、第
一電極部材22の断面積が狭くなっているため、この第
一電極部材22と接続部材30の第一接続端子31との
密着面積が狭くなり、その電気的接続の確実性が低くな
るおそれがある。このため、図17の如く、圧力検出管
10の第一電極部材22を絶縁弾性部24の内周面より
も内周方向に張り出して形成することで、この中空部2
1内に装着される接続部材30の第一接続端子31との
電気的接続を確実にすることができる。勿論、圧力検出
管10の第二電極部材23を絶縁弾性部24の内周面よ
りも内周方向に張り出して形成することで、接続部材3
0の第二電極部材23の第二接続端子32との電気的接
続を確実にすることもできる。
一電極部材22の断面積が狭くなっているため、この第
一電極部材22と接続部材30の第一接続端子31との
密着面積が狭くなり、その電気的接続の確実性が低くな
るおそれがある。このため、図17の如く、圧力検出管
10の第一電極部材22を絶縁弾性部24の内周面より
も内周方向に張り出して形成することで、この中空部2
1内に装着される接続部材30の第一接続端子31との
電気的接続を確実にすることができる。勿論、圧力検出
管10の第二電極部材23を絶縁弾性部24の内周面よ
りも内周方向に張り出して形成することで、接続部材3
0の第二電極部材23の第二接続端子32との電気的接
続を確実にすることもできる。
【0035】さらに、図18のように、圧力検出管10
の絶縁弾性部24を円管状の中空チューブ形状に形成
し、両電極部材22,23を絶縁弾性部24の内周面に
形成することで、この電極部材22,23の厚さ分だけ
を中空部21を内側に張り出して形成し、これにより接
続部材30の各接続端子31,32と各電極部材22,
23との電気的接続を確実にするようにしても良い。
の絶縁弾性部24を円管状の中空チューブ形状に形成
し、両電極部材22,23を絶縁弾性部24の内周面に
形成することで、この電極部材22,23の厚さ分だけ
を中空部21を内側に張り出して形成し、これにより接
続部材30の各接続端子31,32と各電極部材22,
23との電気的接続を確実にするようにしても良い。
【0036】また、図18のように、接続部材30の空
気流通孔39を省略しても良い。
気流通孔39を省略しても良い。
【0037】尚、この圧力センサは、車両座席の座面等
に配置して使用される着座シートセンサや、パワーウィ
ンドウやドアの挟み込み検知などのほか、種々の圧力セ
ンサや圧力スイッチ、衝撃センサ等に使用されてもよい
ことは勿論である。
に配置して使用される着座シートセンサや、パワーウィ
ンドウやドアの挟み込み検知などのほか、種々の圧力セ
ンサや圧力スイッチ、衝撃センサ等に使用されてもよい
ことは勿論である。
【0038】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、接続部
材の一部を圧力検出管の中空部の端部に嵌入し、接続部
材の突部に所定の中継端子を接続するだけで、外部への
電気的引き出しが可能となり、また圧力検出管及び接続
部材のいずれもが、それ自体で極めて簡単な構造である
ため、製造が容易で且つ外部への電気的配線接続が容易
な圧力センサを提供できる。また、圧力検出管の中空部
の端部に接続部材の一部を嵌入することで、この接続部
材をもって圧力検出管の端部での中空部を閉栓してその
形状を維持することが可能となり、圧力検出管の端部に
おいて両電極部材の無用な接触を防止できる。
材の一部を圧力検出管の中空部の端部に嵌入し、接続部
材の突部に所定の中継端子を接続するだけで、外部への
電気的引き出しが可能となり、また圧力検出管及び接続
部材のいずれもが、それ自体で極めて簡単な構造である
ため、製造が容易で且つ外部への電気的配線接続が容易
な圧力センサを提供できる。また、圧力検出管の中空部
の端部に接続部材の一部を嵌入することで、この接続部
材をもって圧力検出管の端部での中空部を閉栓してその
形状を維持することが可能となり、圧力検出管の端部に
おいて両電極部材の無用な接触を防止できる。
【0039】請求項2に記載の発明によれば、前記両突
部は、互いに相反する方向に突設されているので、これ
らの両突部に中継端子を接続する際にその接続位置が近
接するのを防止でき、両突部に接続された中継端子同士
の無用な接触を防止できる。
部は、互いに相反する方向に突設されているので、これ
らの両突部に中継端子を接続する際にその接続位置が近
接するのを防止でき、両突部に接続された中継端子同士
の無用な接触を防止できる。
【0040】請求項3に記載の発明によれば、第一電極
部材の断面積を第二電極部材の断面積より小さく形成し
ているので、抵抗体としての第一電極部材の長さ当たり
の抵抗値を第二電極部材より大きく設定でき、これによ
り、電極間が圧力で押されたときの接触抵抗の影響を相
対的に小さくできる効果があり、また、接触点の位置の
検出精度を高めることが可能となる。
部材の断面積を第二電極部材の断面積より小さく形成し
ているので、抵抗体としての第一電極部材の長さ当たり
の抵抗値を第二電極部材より大きく設定でき、これによ
り、電極間が圧力で押されたときの接触抵抗の影響を相
対的に小さくできる効果があり、また、接触点の位置の
検出精度を高めることが可能となる。
【0041】請求項4に記載の発明によれば、圧力検出
管の第一電極部材は、同一の断面積で、長さ当たりの抵
抗値に応じて複数個形成することで、その抵抗値を正確
に且つ容易に設定できる。
管の第一電極部材は、同一の断面積で、長さ当たりの抵
抗値に応じて複数個形成することで、その抵抗値を正確
に且つ容易に設定できる。
【0042】請求項5に記載の発明によれば、圧力検出
管の第一電極部材及び第二電極部材の少なくとも一方を
中空部側に張り出して形成しているので、これら電極部
材の断面積を小さく設定した場合であっても、その電極
部材と接続端子との接触を確実に行うことができるとい
う効果がある。
管の第一電極部材及び第二電極部材の少なくとも一方を
中空部側に張り出して形成しているので、これら電極部
材の断面積を小さく設定した場合であっても、その電極
部材と接続端子との接触を確実に行うことができるとい
う効果がある。
【図1】この発明の一の実施の形態に係る圧力センサが
適用された荷重検知装置を示す平面図である。
適用された荷重検知装置を示す平面図である。
【図2】この発明の一の実施の形態に係る圧力センサが
適用された荷重検知装置を示す断面図である。
適用された荷重検知装置を示す断面図である。
【図3】この発明の一の実施の形態に係る圧力センサの
圧力検出管を示す断面図である。
圧力検出管を示す断面図である。
【図4】この発明の一の実施の形態に係る圧力センサの
圧力検出管に圧力が印加された状態を示す断面図であ
る。
圧力検出管に圧力が印加された状態を示す断面図であ
る。
【図5】この発明の一の実施の形態に係る圧力センサの
圧力検出管と保護体を示す断面図である。
圧力検出管と保護体を示す断面図である。
【図6】この発明の一の実施の形態に係る圧力センサの
圧力検出管と接続部材を示す断面図である。
圧力検出管と接続部材を示す断面図である。
【図7】この発明の一の実施の形態に係る圧力センサの
圧力検出管と接続部材を示す斜視図である。
圧力検出管と接続部材を示す斜視図である。
【図8】接続部材の突部に中継端子をかしめてリード線
を接続した状態を示す斜視図である。
を接続した状態を示す斜視図である。
【図9】検知回路部を示すブロック図である。
【図10】圧力検出管に圧力の印加がない場合の略等価
回路図である。
回路図である。
【図11】圧力検出管に圧力の印加があった場合の略等
価回路図である。
価回路図である。
【図12】絶縁栓の一例を示す側面図である。
【図13】絶縁栓の他の例を示す側面図である。
【図14】変形例に係る圧力センサの圧力検出管を示す
断面図である。
断面図である。
【図15】変形例に係る圧力センサの圧力検出管を示す
断面図である。
断面図である。
【図16】変形例に係る圧力センサの圧力検出管及び接
続部材を示す断面図である。
続部材を示す断面図である。
【図17】変形例に係る圧力センサの圧力検出管を示す
断面図である。
断面図である。
【図18】変形例に係る圧力センサの接続部材を示す断
面図である。
面図である。
【図19】従来の圧力センサを示す斜視図である。
10 圧力検出管 12 検知回路部 21 中空部 22 各電極部材 22 第一電極部材 23 第二電極部材 24 絶縁弾性部 25 保護体 30 接続部材 31 第一接続端子 32 第二接続端子 33 連結部 35,36 中継端子 37,38 突部 40,41 リード線 42 終端抵抗体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 粂 昌宏 愛知県名古屋市南区菊住1丁目7番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 Fターム(参考) 2F051 AA01 AB07 AC01 AC07 3B088 CA15 QA05 5E085 BB12 BB13 BB27 CC03 CC09 DD13 JJ11 JJ38
Claims (5)
- 【請求項1】 それぞれが導電性の弾性材料を用いて互
いに離接自在とされた少なくとも一対の電極部材が絶縁
弾性部に固定的に連結されて、長手方向に沿って断面視
同一形状の管状に形成された圧力検出管と、 前記圧力検出管の中空部の端部に部分的に嵌入されて前
記各電極部材の外部への電気的引き出しを行うための接
続部材とを備え、 前記圧力検出管の前記各電極部材は、当該圧力検出管の
前記中空部にそれぞれ臨んで形成され、 前記接続部材は、弾性材料を用いて、当該接続部材の外
径が前記圧力検出管の内径より小さく形成され、 当該接続部材は、 前記圧力検出管の前記各電極部材の形成位置に対応する
ようそれぞれ外周側に臨んで形成された一対の接続端子
と、 前記両接続端子同士を離間させて連結する絶縁性の連結
部と、 当該接続部材の前記圧力検出管の中空部の端部に嵌入さ
れない部分の外周方向に突設され、且つ前記各接続端子
にそれぞれ接続され、所定の中継端子に接続するための
一対の突部とを備える圧力センサ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の圧力センサであって、 前記両突部は、互いに相反する方向に突設された圧力セ
ンサ。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の圧力セ
ンサであって、 前記圧力検出管の電極部材は、第1の電位に設定される
第一電極部材と、第2の電位に設定される第二電極部材
であり、 前記第一電極部材の断面積は、第二電極部材の断面積よ
り小さく形成される圧力センサ。 - 【請求項4】 請求項3に記載の圧力センサであって、
前記圧力検出管の前記第一電極部材は、同一の断面積
で、長さ当たりの抵抗値に応じて電気的に並列に複数個
形成されたことを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項5】 請求項3または請求項4に記載の圧力セ
ンサであって、 前記圧力検出管の前記第一電極部材及び前記第二電極部
材の少なくとも一方は前記中空部側に張り出して形成さ
れたことを特徴とする圧力センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28296799A JP2001108539A (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP28296799A JP2001108539A (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 圧力センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001108539A true JP2001108539A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17659462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28296799A Pending JP2001108539A (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 圧力センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2001108539A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010076736A (ja) * | 2008-08-25 | 2010-04-08 | Toyota Motor Corp | 高電圧電源回路の制御装置および制御方法、該制御装置を備える車両 |
JP2012144858A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Shiroki Corp | センサ |
JP2016009645A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | 住友電装株式会社 | バスバー、連鎖バスバー、および、配線モジュール |
-
1999
- 1999-10-04 JP JP28296799A patent/JP2001108539A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8186471B2 (en) | 2008-08-25 | 2012-05-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus and control method for high voltage power supply circuit and vehicle provided with control apparatus |
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