JP2001133341A

JP2001133341A - 荷重検知シート

Info

Publication number: JP2001133341A
Application number: JP2000239770A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kume; 昌宏粂
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2001-05-18

Abstract

(57)【要約】【課題】シート面における荷重を、比較的簡単で安価
な回路構成で容易に正確に検出する。【解決手段】一対の基体固定部材１１ａ，１１ｂの間
で、線状の荷重センサ１０を湾曲または折曲させて配策
し、上下方向に押圧力が印加されたときに、荷重センサ
１０内の第一電極部材２２と第二電極部材２３とが直接
的または間接的に互いに接続するようにする。これによ
り、１本または少数の荷重センサ１０だけでシート面で
の荷重を容易に検知できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車用シート
の着座センサ等に好適な荷重検知シートに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】自動車の運転席等の座面に荷重検知シー
トを配置し、その座面に乗員が座しているか否かを検出
する技術がある。従来、この種の荷重検知シートとして
は、例えば図５１に示すようなものがある。

【０００３】これは、座面に配置されるシートＳの縦軸
１〜４と横軸Ａ〜Ｅとの交点に圧力センサＡ１〜Ａ４，
Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４を配
置し、この各圧力センサＡ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１
〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４からの検出結果に基づ
いて、制御回路５が荷重の判定を行い、その旨を所定の
駆動部６に伝達するようになっている。圧力センサＡ１
〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜
Ｅ４としては、圧力によって電気抵抗値が変化する感圧
導電材料が使用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図５１に示した荷重検
知シートは、感圧導電材料からなる圧力センサＡ１〜Ａ
４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４
をマトリクス状に配置しなければならず、また、シート
Ｓ上の様々な点の圧力を検出するための多数の圧力セン
サＡ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，
Ｅ１〜Ｅ４を使用しなければならない。このため、回路
が複雑になりコスト的に高価なものとなってしまってい
た。

【０００５】そこで、この発明の課題は、シート面にお
ける荷重を、比較的簡単で安価な回路構成で容易に且つ
正確に検出できる荷重検知シートを提供することにあ
る。

【０００６】

【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、所定の載置面上に載置され
て、上面に荷重が印加されたときにその旨を検知する荷
重検知シートであって、上下に配置される一対の面状の
基体固定部材と、一対の前記基体固定部材の間に挟まれ
た面内で、二次元方向に展開するようにして配策される
線状の荷重センサとを備え、前記荷重センサは、少なく
とも上下方向に押圧力が印加されたときに、直接的また
は間接的に互いに電気的接続がなされる導電性の第一電
極部材及び第二電極部材が、当該荷重センサの長手方向
に沿って形成されるものである。

【０００７】請求項２に記載の発明は、前記荷重センサ
は、一対の前記基体固定部材の間に挟まれた面内で、所
定数行所定数列のマトリクスを規律する全ての線の全て
の交点を通過するように湾曲または折曲されて配策され
るものである。

【０００８】請求項３に記載の発明は、前記第一電極部
材及び前記第二電極部材は、単位長さ当たりに一定の抵
抗値を有せしめられたものである。

【０００９】請求項４に記載の発明は、前記荷重センサ
は、導電性を有する管状の弾性導電チューブと、前記弾
性導電チューブ内に収納されて前記第一電極部材及び前
記第二電極部材が形成された複合弾性部材とを備えるも
のである。

【００１０】請求項５に記載の発明は、前記荷重センサ
は、前記第一電極部材及び前記第二電極部材のうちの一
方として機能する導電性の管状の弾性導電チューブと、
前記弾性導電チューブ内に収納されて前記第一電極部材
及び前記第二電極部材のうちの他方が形成された複合弾
性部材とを備えるものである。

【００１１】請求項６に記載の発明は、前記荷重センサ
は、導電性を有する管状の弾性導電チューブと、前記弾
性導電チューブ内に回動可能に収納されて前記第一電極
部材及び前記第二電極部材が形成された複合弾性部材と
を備え、前記複合弾性部材は、両端に形成されて前記弾
性導電チューブの内面に遊接する電気的絶縁性の側端絶
縁体部と、前記側端絶縁体部の間に互いに離間して形成
される前記第一電極部材及び前記第二電極部材と、前記
第一電極部材及び前記第二電極部材を互いに電気的に絶
縁しながら連結する中央絶縁体部とを備え、前記第一電
極部材及び前記第二電極部材の厚み寸法は、前記側端絶
縁体部の厚み寸法より小とされ、且つ前記中央絶縁体部
の厚み寸法より大とされることで、前記複合弾性部材は
その幅方向に沿ってひだ形状に形成され、前記第一電極
部材及び前記第二電極部材は、前記弾性導電チューブの
自然状態で前記弾性導電チューブから離間して配置され
る一方、前記弾性導電チューブが外部からの押圧力によ
り弾性変形したときに当該弾性導電チューブを介して相
互の電気的接続が可能に配置され、且つ、前記第一電極
部材及び前記第二電極部材は、前記両側端絶縁体部同士
が押圧されたときに、前記中央絶縁体部により離間され
た状態から弾性変形して互いに接触可能な位置に配置さ
れるものである。

【００１２】請求項７に記載の発明は、前記複合弾性部
材の内部または側部に、当該複合弾性部材自身の柔軟な
弾性変形を可能とするための中空部または切欠が形成さ
れたものである。

【００１３】請求項８に記載の発明は、前記中空部は少
なくとも一対に形成され、前記各中空部は前記荷重セン
サの端部において外部接続端子の接続孔として使用可能
とされたものである。

【００１４】請求項９に記載の発明は、複合弾性部材を
かしめて外部の所定のリード線に固定するための中継端
子をさらに備えるものである。

【００１５】請求項１０に記載の発明は、前記中継端子
と前記弾性導電チューブとの接合を防止するためのスペ
ーサをさらに備えるものである。

【００１６】請求項１１に記載の発明は、前記複合弾性
部材の端部と前記弾性導電チューブとの接合を防止する
ためのスペーサをさらに備えるものである。

【００１７】請求項１２に記載の発明は、前記弾性導電
チューブの一部に、外部の所定のリード線に接続するた
めの所定の中継端子をかしめて止着する導電性の突起が
形成されたものである。

【００１８】請求項１３に記載の発明は、前記弾性導電
チューブの少なくとも一部に、当該チューブ本体の一部
に接続するとともに外部の所定のリード線に接続するた
めの所定の中継端子をかしめて止着するための導電部材
が取り付けられたものである。

【００１９】請求項１４に記載の発明は、請求項１ない
し請求項３のいずれかに記載の荷重検知シートであっ
て、前記第一電極部材及び前記第二電極部材のいずれか
一方は、可撓性を有する部材によって形成されて周方向
の少なくとも一部の区間が導電性を有する導電部となっ
ている管状の弾性チューブであり、前記第一電極部材及
び前記第二電極部材のうちの他方は、可撓性を有する部
材によって形成されて前記弾性チューブ内に挿入される
長尺状の挿入部材であり、前記挿入部材に、長手方向に
所定間隔をあけて前記挿入部材を外囲するように設けら
れ、前記挿入部材と一緒に前記弾性チューブ内に挿入さ
れ、前記挿入部材を前記弾性チューブから離間させる絶
縁性の外囲部材が設けられたものである。

【００２０】請求項１５に記載の発明は、請求項１４に
記載の荷重検知シートであって、前記挿入部材が、その
長手方向に配設された金属線を備えて形成されているも
のである。

【００２１】請求項１６に記載の発明は、請求項１５に
記載の荷重検知シートであって、前記挿入部材は、細長
形状の可撓性の芯材と、前記芯材の外周にコイル状に巻
回された金属線とを備えるものである。

【００２２】請求項１７に記載の発明は、請求項１６に
記載の荷重検知シートであって、前記芯材が、樹脂、ゴ
ム、繊維部材、あるいはこれらのうちのいくつかを組み
合わせて形成される複合部材から形成された絶縁部材で
あるものである。

【００２３】請求項１８に記載の発明は、請求項１６ま
たは請求項１７に記載の荷重検知シートであって、前記
芯材が、弾性部材によって形成され、前記金属線が、前
記芯材の外周面にめり込むようにして巻回されているも
のである。

【００２４】請求項１９に記載の発明は、請求項１６ま
たは請求項１７に記載の荷重検知シートであって、前記
芯材の外周面に、前記金属線が嵌まり込む螺旋状の溝が
設けられ、前記金属線が、前記溝に嵌まり込むようにし
て前記芯材に巻回されるものである。

【００２５】請求項２０に記載の発明は、請求項１５な
いし請求項１９のいずれかに記載の荷重検知シートであ
って、前記金属線として、耐蝕性を有する金属線が用い
られているものである。

【００２６】請求項２１に記載の発明は、請求項１６に
記載の荷重検知シートであって、前記外囲部材は、樹脂
またはゴムを用いてモールド成型により前記挿入部材の
外周面上に一体に形成されるものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】｛第１の実施の形態｝図１はこの
発明の第１の実施の形態に係る荷重検知シートを示す平
面図、図２は同じくその断面図である。この荷重検知シ
ートは、図１及び図２の如く、例えば車両座席の座面等
に配置されて、当該座席に乗員が座しているか否かを検
知するためのものであって、線状の荷重センサ１０を単
一の平面上で湾曲または屈曲させて平面視Ｕ字形に配策
させた状態で、その平面の上下方向から、２枚の面状の
基体固定部材１１ａ，１１ｂで挟み込んだ構成となって
いる。

【００２８】荷重センサ１０は、図３に示すように、中
空チューブ状の弾性導電チューブ２１と、この弾性導電
チューブ２１内に遊挿されて正負の両電極部材２２，２
３を備える細長状の弾性を有する複合弾性部材２４とを
備える。ここで、線状の荷重センサ１０を単一の平面上
で湾曲または屈曲させて平面視Ｕ字形に配策させている
のは、図１中の線Ｌｎ１〜Ｌｎ４で規定される多数行多
数列（図１では２行２列）のマトリクスにおいて、線Ｌ
ｎ１〜Ｌｎ４の全ての交点Ｐ１〜Ｐ４を１本の荷重セン
サ１０が通過するようにするためである。これにより、
荷重検知シートの面内の様々な点Ｐ１〜Ｐ４において荷
重物の荷重検知を行うことが可能となる。

【００２９】弾性導電チューブ２１は、図３の如く、中
空部２８を有して形成された略円管形のチューブ本体２
９と、チューブ本体２９を支持する矩形の支持部３０と
を備える。これらは導電ゴム等の導電性を有する弾性材
料で一体成形されてなり、図２の如く、矩形の支持部３
０の平滑な下面が、下側の基体固定部材１１ｂ上に載置
されて、これにより上下の基体固定部材１１ａ，１１ｂ
の間でチューブ本体２９を安定的に支持するようになっ
ている。

【００３０】複合弾性部材２４は、図３及び図４の如
く、断面視両側端部に形成された側端絶縁体部３１，３
２と、断面視中央部に配置される中央絶縁体部３３と、
片側の側端絶縁体部３１と中央絶縁体部３３との間に形
成される第一電極部材２２と、他側の側端絶縁体部３２
と中央絶縁体部３３との間に形成される第二電極部材２
３とを備える。

【００３１】側端絶縁体部３１，３２の弾性導電チュー
ブ２１に接触する外面は、チューブ本体２９の内周面に
対応した略円弧形状とされ、これにより、複合弾性部材
２４のチューブ本体２９内での若干の回動が許容される
（図６及び図７参照）。

【００３２】各電極部材２２，２３は、弾性導電チュー
ブ２１と同様の導電ゴム等の導電性を有する弾性材料を
用いてそれぞれ成形され、これらの両電極部材２２，２
３同士は、中央絶縁体部３３によって離間して配置され
る。また、各電極部材２２，２３のそれぞれにおいて、
当該各電極部材２２，２３の弾性を確保するための中空
部３５，３６が形成されている。これにより、外圧に対
して複合弾性部材２４が変形しやすい状態にされてい
る。尚、図３及び図４の例では、各電極部材２２，２３
がそれぞれ中空部３５，３６によって上部電極部材２２
ａ，２３ａと下部電極部材２２ｂ，２３ｂとに分断され
ている例を示しているが、これらの上部電極部材２２
ａ，２３ａと下部電極部材２２ｂ，２３ｂとが中空部３
５，３６の周りで各電極部材２２，２３がそれぞれ上下
につながって構成されても差し支えない。

【００３３】そして、複合弾性部材２４においては、図
４の如く、各側端絶縁体部３１の高さ寸法（厚み寸法）
をＨ１とした場合に、各電極部材２２，２３の高さ寸法
（外径：厚み寸法）Ｈ２は、各側端絶縁体部３１の高さ
寸法（厚み寸法）Ｈ１よりも小さく設定されており、各
側端絶縁体部３１，３２の上下端が各電極部材２２，２
３よりも上下方向（複合弾性部材２４の厚さ方向）に張
り出した状態とされている。これにより、複合弾性部材
２４の各電極部材２２，２３と複合弾性部材２４のチュ
ーブ本体２９との間に側端絶縁体部３１，３２が介在さ
れ、よって、図３の横方向における電極部材２２，２３
とチューブ本体２９との不用意な接触を防止できる。ま
た、中央絶縁体部３３の上下方向（複合弾性部材２４の
厚さ方向）についての高さ寸法（厚み寸法）Ｈ３は、各
電極部材２２，２３の高さ寸法（外径：厚み寸法）Ｈ２
よりも小さく設定され、その結果この中央絶縁体部３３
の部分が複合弾性部材２４において断面視凹状に形成さ
れている。このように高さ寸法Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を異な
って設定することにより、複合弾性部材２４は幅方向に
ひだが形成された形状となり、また内部に中空部３５，
３６が形成されていることと相まって、極めて柔軟に弾
性変形が可能な形状とされている。したがって、図３の
上方から押圧力が加えられたときには（図５中の矢示方
向Ｄｒ１）、チューブ本体２９と複合弾性部材２４は図
５のように弾性変形し、よって第一電極部材２２（２２
ａ，２２ｂ）とチューブ本体２９及び第二電極部材２３
（２３ａ，２３ｂ）とチューブ本体２９がそれぞれ接触
するようになり、よって第一電極部材２２と第二電極部
材２３とはチューブ本体２９を介して電気的に導通する
ことになる。勿論、チューブ本体２９の形状が自然状態
である円管状に復帰した時点で、複合弾性部材２４の形
状は、そのひだ形状の元の状態に弾性復元するようにな
っている。

【００３４】尚、複合弾性部材２４は、チューブ本体２
９内での回動が許容されているが、例えば図６のよう
に、複合弾性部材２４がチューブ本体２９の中空部２８
内で左上から右下にかけて斜め姿勢をとっていたような
場合に、チューブ本体２９の上方（図６中の矢示方向Ｄ
ｒ２）から押圧力が加えられたときには、側端絶縁体部
３１，３２の弾性導電チューブ２１に接触する外面は、
側端絶縁体部３１，３２のチューブ本体２９の内周面に
対応した略円弧形状とされていることから、側端絶縁体
部３１，３２は図６中の矢示方向Ｒ１（反時計回り）に
容易に回動し、結局は図５の状態となって、第一電極部
材２２と第二電極部材２３とがチューブ本体２９を介し
て電気的に導通することになる。ただし、図７のよう
に、複合弾性部材２４がチューブ本体２９の中空部２８
内で丁度９０度回動して、両側端絶縁体部３１，３２及
び中央絶縁体部３３が上下方向に揃って配置された状態
で、チューブ本体２９の上方（図７中の矢示方向Ｄｒ
３）から押圧力が加えられたときには、複合弾性部材２
４は時計回りにも反時計回りにも回動しないことがあ
る。この場合は、図８の如く、そのままの状態で上下方
向に押しつぶされ、両側端絶縁体部３１，３２と中央絶
縁体部３３とに挟まれた中空部３５，３６がつぶれた状
態となり、これにより両電極部材２２，２３が湾曲し
て、一方の第一電極部材２２ａと一方の第二電極部材２
３ａとが直接接触するとともに、他方の第一電極部材２
２ｂと他方の第二電極部材２３ｂとが直接接触する。こ
れにより、第一電極部材２２と第二電極部材２３とが電
気的に導通することになる。

【００３５】ここで、複合弾性部材２４の一端部におい
ては、図９及び図１０の如く、複合弾性部材２４内の各
中空部３５，３６に、外部接続用の２芯型のリード線３
７の各接続端子３８，３９が挿入される。即ち、一方の
接続端子３８が第一電極部材２２（２２ａ，２２ｂ）に
接続され、他方の接続端子３９が第二電極部材２３（２
３ａ，２３ｂ）に接続されて、リード線３７を通じて、
図１に示した外部の所定の検知回路部４１まで引き出さ
れる。尚、図９中の符号４０は防水用のシール部材を示
している。ただし、特別に防水の必要がない場合は、防
水シール部材を省略してもよい。

【００３６】一方、複合弾性部材２４の他端部において
は、図１の如く、電極部材２２，２３の他端間を電気的
に接続するようにして所定の抵抗値Ｒ_Lの終端抵抗体４
２が接続される。この終端抵抗体４２は、電極部材２
２，２３で構成される導電路の断線に対し故障検知機能
を持たせるためのものである。

【００３７】ここで、図１１は、荷重印加がない場合に
おける両電極部材２２，２３と検知回路部４１と終端抵
抗体４２との接続関係を示した略等価回路図である。こ
こでは、荷重センサ１０の第一電極部材２２の一端が接
続端子３８及びリード線３７ａを通じて電源Ｅの正極側
に接続され、また第二電極部材２３の一端が接続端子３
９及びリード線３７ｂを通じてプルダウン（基準）抵抗
Ｒ_Oに接続されている。また、両電極部材２２，２３の
他端は終端抵抗体４２を介して互いに接続されている。
そして、検知回路部４１では、プルダウン抵抗Ｒ_Oと第
一電極部材２２との接続中間点の電圧（図１１中のＶ
１、図１３及び図１４中のＶ２）を検出するようになっ
ている。

【００３８】ここで、図３、図６及び図７のように荷重
印加がない場合には、複合弾性部材２４は、その側端絶
縁体部３１，３２、中央絶縁体部３３及び両電極部材２
２，２３の弾性により図３等に示した複合弾性部材２４
の姿勢を維持しようとし、よって両電極部材２２，２３
は互いに接触することなく、チューブ本体２９の中空部
２８のほぼ中央の位置でチューブ本体２９に非接触で保
持される。したがって、この場合に両電極部材２２，２
３、検知回路部４１及び終端抵抗体４２で構成される回
路は、図１１のようになる。ここで、図１に示した荷重
センサ１０における導電路としての各電極部材２２，２
３の長さをＬ、この導電路（電極部材２２，２３）の単
位長当たりの電気抵抗をｒ_D、終端抵抗体４２での抵抗
値をＲ_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４１から見た
入力抵抗Ｒ１は、Ｒ１＝２ｒ_DＬ＋Ｒ_L …（１）であり、したがって、検知回路部４１での検知電圧レベ
ルＶ１は次の（２）式のようになる。

【００３９】Ｖ１＝（２ｒ_DＬ＋Ｒ_L）Ｅ／（２ｒ_DＬ＋Ｒ_L＋Ｒ_O） …（２）尚、ここでは、Ｒ_L＞ｒ_DＬ …（３）Ｒ_O＜Ｒ_L …（４）に設定されているものとする。

【００４０】これに対し、図１２の如く、荷重センサ１
０のＸ点からＹ点の間の領域（図１２中の散点示部分）
で荷重の印可があった場合には、この領域において、図
５のようにチューブ本体２９が撓んで第一電極部材２２
及び第二電極部材２３に接触する。この場合のチューブ
本体２９の抵抗値をＲ_Dとし、図１２中の荷重センサ１
０の端部から点Ｘまでの距離をｘとすると、両電極部材
２２，２３、検知回路部４１及び終端抵抗体４２で構成
される回路は、図１３のようになり、検知回路部４１か
ら見た入力抵抗Ｒ２は、Ｒ_DがＲ_D＜＜Ｒ_L …（５）に設定されることにより、Ｒ２＝２ｒ_Dｘ＋Ｒ_D …（６）となる。

【００４１】この（６）式により、検知回路部４１に出
力される出力電圧Ｖ２は、Ｖ２＝Ｒ_OＥ／（２ｒ_Dｘ＋Ｒ_D＋Ｒ_O）となり、したがって、Ｖ２：＝：（２ｒ_Dｘ＋Ｒ_D）Ｅ／（２ｒ_Dｘ＋Ｒ_D＋Ｒ_O） …（７）となる（尚、（７）式中において「：＝：」はニアリー
イコールを意味している。以下、（８）〜（１０）式に
おいて同様である）。ここで、図１２中の荷重センサ１
０の端部から点Ｘまでの距離ｘは、荷重物の印加点が変
化することにより０からＬの間で様々に変化するので、
出力電圧Ｖ２は、Ｖ２：＝：Ｒ_DＥ／（Ｒ_D＋Ｒ_O） …（８）からＶ２：＝：（２ｒ_DＬ＋Ｒ_D）Ｅ／（２ｒ_DＬ＋Ｒ_D＋Ｒ_O） …（９）までの間で変化する。ただし、（７）ないし（９）式の
いずれも、（２）式と異なってＲ_Lの成分がなく、また
（５）式のようにＲ_LがＲ_Dより遙かに大きな値となって
いるため、Ｖ１（（２）式）とＶ２（（７）ないし
（９）式）との間で大きな出力変化が得られる。これに
より、荷重印加を迅速に検知することが可能となる。

【００４２】尚、荷重センサ１０が図８となった場合
は、複合弾性部材２４が幅方向にひだ状態に形成されて
いることから、その幅方向に押圧力が加わった際にはそ
の方向に圧縮され、各中空部３５，３６は押圧力の方向
につぶれ、その結果、両電極部材２２，２３同士はチュ
ーブ本体２９を介さずに直接接続される。この場合の略
等価回路は図１４のようになる。この場合に流される電
流はチューブ本体２９を介在しないため、上記のＲ_Dが
略ゼロ値となることに等しく、したがって、検知回路部
４１に出力される出力電圧Ｖ２は、（７）式の特殊解と
して（１０）式のようになる。

【００４３】Ｖ２：＝：２ｒ_DｘＥ／（２ｒ_Dｘ＋Ｒ_O） …（１０）この場合も、（７）式と同様に、Ｖ１（（２）式）に対
して大きな出力変化が得られ、荷重印加を迅速に検知す
ることが可能となる。

【００４４】尚、電極部材２２，２３からなる２つの導
電路の終端を結ぶ終端抵抗体４２（Ｒ_L）は、導電路の
断線に対し故障検知機能を有するものであり、所定の電
圧を加えた場合の終端抵抗体４２での電圧降下を検知す
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。ただし、導電路に導電性弾性
体を用いる結果、断線などに対する信頼性が極めて高く
なるため、断線に対する故障検知機能を必要としない場
合は、終端抵抗体４２を省略することも可能である。

【００４５】尚、荷重センサ１０に対して荷重印可が解
除されると、弾性導電チューブ２１及び複合弾性部材２
４の弾性復元力により図３等のような元の状態に戻るた
め、導電路の接触は容易にオンからオフに切り替わる。

【００４６】このように、図１の如く、多数行多数列
（図１では２行２列）のマトリクスを規律する全ての線
Ｌｎ１〜Ｌｎ４の全ての交点Ｐ１〜Ｐ４を１本の荷重セ
ンサ１０が通過するようにしているので、荷重検知シー
トの面内の様々な点Ｐ１〜Ｐ４において荷重物の荷重検
知を行うことが可能となる。即ち、図５１に示した従来
例のように、多数の圧力センサＡ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ
４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４を使用して全
ての圧力センサＡ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，
Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４での検知結果をそれぞれの配線
によって引き出すのではなく、１本の荷重センサ１０を
使用してその検知結果を１本のリード線３７で引き出す
といった簡素な構成だけで、シート面状での荷重検知を
十分に検知できる。即ち、従来に比べてセンサ数が飛躍
的に少なくなり、部品点数が低減する他、荷重センサ１
０と検知回路部４１との間の配線（リード線３７）も極
めて少なくて済むため、全体として簡素且つ安価な荷重
検知シートを提供できる。

【００４７】しかも、この荷重センサ１０での検知結果
の外部引き出しについては、複合弾性部材２４内に、内
壁自体が各電極部材２２，２３とされた中空部３５，３
６を設け、荷重センサ１０の端部においてこの中空部３
５，３６にリード線３７の接続端子３８，３９を嵌入す
るだけよいので、その組付け接続作業が極めて容易にな
るという利点がある。

【００４８】そして、図３のような荷重センサ１０を使
用した場合は、正負の両電極部材２２，２３が周囲を導
電性のチューブ本体２９の内周面に囲まれた状態で、両
電極部材２２，２３が側端絶縁体部３１，３２を介して
チューブ本体２９内で回動可能に設けられているため、
図６のように複合弾性部材２４が斜めになった場合でも
容易に荷重検知でき、また、図８のように両側端絶縁体
部３１，３２を押しつぶす方向に押圧力が加わった場合
にも、両電極部材２２，２３が直接接触することで荷重
検知が行われるため、例えばこの荷重検知シート上で荷
重物が横滑りするように横向きの力成分が印加された場
合であっても、これを容易に検知することが可能とな
る。

【００４９】とくに、複合弾性部材２４の形状が幅方向
にひだ形状とされており、また内部に中空部３５，３６
が形成された形状となっていることから、複合弾性部材
２４の剛性を容易に緩和でき、導電路（両電極部材２
２，２３）がより低い荷重で弾性導電チューブ２１のチ
ューブ本体２９と接触できる利点がある。

【００５０】｛第２の実施の形態｝図１５はこの発明の
第２の実施の形態に係る荷重検知シートの荷重センサ１
０を示す断面図である。なお、図１５では第１の実施の
形態と同様の機能を有する要素については同一符号を付
している。図１５の如く、この実施の形態の荷重検知シ
ートに使用される荷重センサ１０は、その端部におい
て、弾性導電チューブ２１の一部（例えば支持部３０）
に、外部接続端子５１が挿入される接続孔５２を形成し
ておき、これにより、第一電極部材２２及び第二電極部
材２３の電気状態の外部引き出しに加えて、弾性導電チ
ューブ２１の電気状態の外部引き出しを可能としたもの
である。

【００５１】この荷重センサ１０を使用する場合の検知
回路部４１の構成例を図１６に示す。この例では、荷重
センサ１０の第一電極部材２２の一端が第一スイッチＳ
１を介して電源Ｅの正極側に接続されている。また、第
二電極部材２３は、第二スイッチＳ２を介して第一プル
ダウン抵抗Ｒ_O1に接続されている。さらに、弾性導電チ
ューブ２１の一端は、第三スイッチＳ３を介して第二プ
ルダウン抵抗Ｒ_O2に接続されている。さらに、第二電極
部材２３の一端は、第四スイッチＳ４を介して電源Ｅの
正極側に接続されている。また、両電極部材２２，２３
の他端は終端抵抗体４２を介して互いに接続されてい
る。

【００５２】そして、第二スイッチＳ２と第一プルダウ
ン抵抗Ｒ_O1との接続中間点の電圧Ｖ ₀₁を所定の基準電圧
と比較してその電圧変化を第一電圧検出回路５５で検出
し、第三スイッチＳ３と第二プルダウン抵抗とＲ_O2との
接続中間点の電圧Ｖ₀₂を所定の基準電圧と比較してその
電圧変化を第二電圧検出回路５６で検出した後、これら
の変化の論理和を論理和回路５７で出力するようになっ
ている。

【００５３】この構成によれば、例えば次の表１のケー
ス１のように、第一スイッチＳ１と第二スイッチＳ２を
オンにし、第三スイッチＳ３と第四スイッチＳ４をオフ
にした場合は、図１１に示した第１の実施の形態と同様
の接続となり、したがって、図８に示したような両電極
部材２２，２３同士の直接接続と、図５に示したような
弾性導電チューブ２１を介した両電極部材２２，２３同
士の接続とを検出することができる。

【００５４】

【表１】

【００５５】この場合、各電極部材２２，２３では、上
側の電極部材２２ａ，２３ａのみがチューブ本体２９に
接触しても良いし、また下側の電極部材２２ｂ，２３ｂ
のみがチューブ本体２９に接触しても良いし、あるいは
上側の第一電極部材２２ａと下側の第二電極部材２３ｂ
がチューブ本体２９に接触し、あるいは、下側の第一電
極部材２２ｂと上側の第二電極部材２３ａがチューブ本
体２９に接触してもよい。

【００５６】また、表１のケース２のように、第一スイ
ッチＳ１と第三スイッチＳ３をオンにし、第二スイッチ
Ｓ２と第四スイッチＳ４をオフにした場合は、第二電極
部材２３は一切検知回路部４１に接続されず、第一電極
部材２２と弾性導電チューブ２１との接続の有無のみが
検知される。

【００５７】さらに、表１のケース３のように、第三ス
イッチＳ３と第四スイッチＳ４をオンにし、第一スイッ
チＳ１と第二スイッチＳ２をオフにした場合は、第一電
極部材２２は一切検知回路部４１に接続されず、第二電
極部材２３と弾性導電チューブ２１との接続の有無のみ
が検知される。

【００５８】これらのスイッチＳ１〜Ｓ４は、ユーザー
の任意の選択で接続切替できるので、同一の荷重センサ
１０を使用して様々な検知を行うことが可能となる。

【００５９】尚、この実施の形態では、複合弾性部材２
４の両側端絶縁体部３１，３２の形状が異なっている。
即ち、両側端絶縁体部３１，３２には、その柔軟な弾性
変形を可能とすべく、弾性導電チューブ２１の接触面側
に切欠４８が設けられており、この切欠４８が側端絶縁
体部３１，３２のダイナミックな弾性変形を許容するよ
うになっている。これにより、複合弾性部材２４、ひい
ては荷重センサ１０全体の柔軟な弾性変形を許容するこ
とになる。

【００６０】｛第１の変形例｝上記実施の形態では、荷
重センサ１０を平面上にＵ字形に配策していたが、これ
に限られるものではなく、荷重センサ１０が二次元方向
に展開するようにして配策されておればよく、特に、具
体的に多数行多数列のマトリクスを規律する全ての線の
全ての交点を荷重センサ１０が通過するようになってい
るのが望ましい。例えば、Ｗ字型、Ｎ字型、Ω字型、波
型等、どのような形状に配策されても良い。

【００６１】｛第２の変形例｝また、上記各実施の形態
においては、荷重センサ１０の弾性導電チューブ２１
は、矩形の支持部３０の平滑な下面が下側の基体固定部
材１１ｂ上に載置されるようにしていたが、例えば、図
１７のように弾性導電チューブ２１をチューブ本体２９
のみの正円管状に形成してもよい。この場合、弾性導電
チューブ２１が上下の基体固定部材１１ａ，１１ｂ内で
回動する可能性があるが、内部の複合弾性部材２４が、
外部の押圧方向によってチューブ本体２９内で自然に回
動することにより（図６参照）、その姿勢を適正に変化
させることで、図５のように各部（電極部材２２，２３
及びチューブ本体２９）の適正な電気的接続を容易に得
ることが可能である。

【００６２】｛第３の変形例｝さらに、複合弾性部材２
４に切欠４８を形成する場合は、例えば図１８や図１９
の如く、その柔軟な弾性変形を可能とするものであれば
どのような形状に形成されてもよく、特に図１９のよう
に中空状に形成されてもよい。

【００６３】｛第４の変形例｝さらにまた、図２０のよ
うに、支持部３０をチューブ本体２９との完全に別材料
で別体に形成し、例えば電気的絶縁材料で形成された管
状の弾性支持部３０内の中空部６１内に円管状のチュー
ブ本体２９を挿入するようにしてもよい。この場合、必
ずしもチューブ本体２９の全長に亘って支持部３０を取
り付ける必要はなく、例えば図２１のようにチューブ本
体２９の長さ方向に沿って複数の支持部３０を間欠的に
取り付けてもよい。

【００６４】｛第５の変形例｝また、例えば図２２の如
く、下側の基体固定部材１１ｂの上面に、支持部３０の
下端を嵌入するための溝６２を形成し、これに支持部３
０を嵌入して基体固定部材１１ａ，１１ｂ内での荷重セ
ンサ１０の横方向への位置ずれを防止するようにしても
よい。

【００６５】｛第６の変形例｝さらに、上記各実施の形
態では、荷重センサ１０の一端部において、中空部３
５，３６にリード線３７の接続端子３８，３９を装着す
るようにしていたが、例えば、図２３の如く、リード線
３７の導電部（芯線）を中空部３５，３６に挿入した状
態で、これを折り曲げることで固定してもよい。かかる
折り曲げ加工によりリード線３７は複合弾性部材２４の
導電路（電極部材２２，２３）に対して強く接合すると
いう利点がある。

【００６６】｛第７の変形例｝また、弾性導電チューブ
２１のチューブ本体２９の形状は、断面円形に形成され
る必要はなく、例えば、図２４の如く断面楕円形状であ
ってもよく、あるいは、図２５の如く、断面矩形であっ
てもよい。尚、上記各実施の形態では、チューブ本体２
９の全体が導電性を有していたが、図２５のように、一
部（例えば上半部）のみが導電部分６３とされても良
い。ただし、この場合は、少なくとも、導電部分６３が
両電極部材２２，２３に同時に接続可能となる領域をカ
バーしている必要がある。

【００６７】｛第８の変形例｝さらに、図２６ないし図
２９の如く、複合弾性部材２４の形状も、上記各実施の
形態に限られるものではない。この図２６ないし図２９
においては、側端絶縁体部３１，３２の間が、これと同
一の弾性絶縁材料からなる基板６４によって連結され、
その基板の上下面に電極部材２２，２３が形成されたも
のである。このような構成であっても、外部からの押圧
力が印加された時点で、両電極部材２２，２３はチュー
ブ本体２９を介して接続されることになり、上記各実施
の形態と同様の作用を得ることができる。

【００６８】｛第９の変形例｝また、図３０及び図３１
に示すように、各電極部材２２，２３において中空部３
５，３６を省略して基板６４上に各電極部材２２，２３
が形成されるようにし、また、中央絶縁体部３３を各電
極部材２２，２３の高さ寸法よりも上下に張り出した形
状に形成してもよい。尚、図３０は、中央絶縁体部３３
の高さ寸法を各側端絶縁体部３１，３２の高さ寸法と同
等に形成した例、図３１は、中央絶縁体部３３の高さ寸
法を各側端絶縁体部３１，３２の高さ寸法より小さく設
定した例をそれぞれ示している。これらのいずれについ
ても、上下方向から押圧力が印加されたときには、チュ
ーブ本体２９が押しつぶされて両電極部材２２，２３に
接触し、よって両電極部材２２，２３同士がチューブ本
体２９を通じて電気的に接続することが可能となる。

【００６９】｛第１０の変形例｝また、上記各実施の形
態では、複合弾性部材２４内に第一電極部材２２と第二
電極部材２３の両方を形成していたが、図３２の如く、
複合弾性部材２４には第一電極部材２２のみを形成し、
第二電極部材２３としてチューブ本体２９を兼用するよ
うにしてもよい。かかる構成の場合、第一電極部材２２
が第二電極部材２３と電気的導通をなす際には、必ず第
一電極部材２２が第二電極部材２３に直接接触すること
になるため、その略等価回路は図３３のようになる。
尚、図３３中のｒ’_Dは単位当たりのチューブ本体２９
の電気抵抗を示している。

【００７０】｛第１１の変形例｝さらに、複合弾性部材
２４の端部が弾性導電チューブ２１の内面に固着されて
もよい。

【００７１】｛第１２の変形例｝さらにまた、複合弾性
部材２４は必ずしもひだ形状をなしている必要はなく、
例えば１枚の弾性を有する基板の上下面に第一電極部材
２２と第二電極部材２３とをそれぞれ形成した簡単な構
成であってもよい。

【００７２】｛第１３の変形例｝また、図３４のよう
に、複合弾性部材２４に形成された全ての電極部材をひ
とつの電極部材（第一電極部材２２）とし、これに対す
る第二電極部材２３としてチューブ本体２９そのものを
利用する場合には、例えば図３５のように、複合弾性部
材２４内に形成された中空部（例えば符号３５）にリー
ド線３７ａの接続端子３８を挿入するとともに、所定の
カシメ部材（中継端子）６６で複合弾性部材２４とリー
ド線３７ａをかしめることで、リード線３７ａの複合弾
性部材２４からの抜けを防止できる。尚、図３５中の符
号６７は、複合弾性部材２４の端部において、カシメ部
材（中継端子）６９とチューブ本体２９との接触（通
電）及び複合弾性部材２４の電極部材２２，２３の端部
とチューブ本体２９との接触（通電）を回避するために
中空部２８に嵌入されるスペーサ（絶縁チューブ）を示
している。

【００７３】この場合、必ずしもリード線３７ａの接続
端子を複合弾性部材２４内の中空部３５又は３６に挿入
してかしめる必要はなく、例えば図３６のように、導電
性のカシメ部材６６の一端でリード線３７ａの接続端子
をかしめるとともに、このカシメ部材６６で複合弾性部
材２４をかしめる際にカシメ部材６６が第一電極部材２
２に接触するようにすれば、カシメ部材６６を通じてリ
ード線３７ａと第一電極部材２２との導通を図ることが
可能となる。

【００７４】この図３５及び図３６の場合は、複合弾性
部材２４内の電極部材が第一電極部材２２だけであるた
め、例えば図３に示したような中央絶縁体部３３は必要
ではなく、図３７及び図３８のように側端絶縁体部３
１，３２と第一電極部材２２のみで構成されても差し支
えない。特に、この第一電極部材２２には１本のリード
線３７ａを接続するだけでよいため、図３８のようにい
ずれか一方の中空部３５を省略しても良い。さらに、図
３６のようにリード線３７ａの接続端子をカシメ部材６
６を介して複合弾性部材２４の第一電極部材２２に接続
する場合は、複合弾性部材２４の端部において一切の中
空部３５，３６を省略しても差し支えない。

【００７５】また、図３４のように、導電性のチューブ
本体２９そのものを第二電極部材２３として利用する場
合には、図３９のように、チューブ本体２９の一部に導
電性の突起６８を一体形成し、この突起６８を所定のカ
シメ部材６９でかしめるようにし、リード線３７ｂの接
続端子３９とチューブ本体２９（第二電極部材２３）と
の電気的接続がカシメ部材６９を介して行われるように
してもよい。

【００７６】｛第１４の変形例｝さらに、図４０のよう
に、突起６８をチューブ本体２９（第二電極部材２３）
に直接形成するのではなく、複合弾性部材２４の一部
（例えば端部）でチューブ本体２９（第二電極部材２
３）に接触するように設置された導電部材７１に突起６
８を設け、この突起６８をカシメ部材６９でかしめるよ
うにすることで、リード線３７ｂの接続端子３９とチュ
ーブ本体２９（第二電極部材２３）との電気的接続がカ
シメ部材６９を介して行うようにしてもよい。尚、この
導電部材７１は、図４０のように、チューブ本体２９の
外周を覆う略Ｕ字形の装着部材７２に一体形成してお
き、この装着部材７２と導電部材７１とでチューブ本体
２９の周囲を覆うように装着すればよい。

【００７７】｛第１５の変形例｝さらに、導電部材７１
に突起６８を設けるのではなく、図４１及び図４２のよ
うに、短冊状の導電片（金属片）７３の中間部を折曲し
て、その両先端部が同方向を向くような烏口形状に形成
し、その片側をチューブ本体２９（第二電極部材２３）
と導電部材７１との間に介装し、導電片７３の他側を導
電部材７１の下側に回り込ませるようにして、導電片７
３の両先端部を束ねた状態で、この部分を所定のカシメ
部材（中継端子）７４でかしめるようにしてもよい。こ
の場合、カシメ部材７４を通じてリード線３７ｂの接続
端子３９と接続するようにすれば、リード線３７ｂと第
二電極部材２３との接続を容易に行うことができ、ま
た、導電片７３を導電部材７１に対して強固に止着でき
るという利点がある。

【００７８】｛第１６の変形例｝図４３に示す変形例
は、第一の実施の形態に係る荷重センサ１０に対するも
のである。この変形例では、弾性導電チューブ２１内の
複合弾性部材２４の周囲に、絶縁性の所定の外囲部材２
５を、長手方向に所定間隔Ｄｐをあけて挿入部材２４の
外周に螺旋状に連続的に巻き付けたものである。この外
囲部材２５は、絶縁テープ（例えば、粘着式の絶縁テー
プ）によって形成されている。これによって、絶縁テー
プを、長手方向に所定間隔をあけて螺旋状に挿入部材に
連続的に巻き付けるだけで、非圧力時に挿入部材２４ａ
と弾性導電チューブ２１を非接触に保持することができ
る。尚、この外囲部材２５は、弾性変形可能に形成され
ることで、圧力作用時に挿入部材２４ａと弾性導電チュ
ーブ２１とが接続可能とされるものである。

【００７９】｛第１７の変形例｝図４４および図４５
に、荷重センサ１０の他の変形例（第１７の変形例）を
示す。この変形例では、弾性導電チューブ２１内に複合
弾性部材２４を挿入するのではなく、図４４および図４
５に示すような挿入部材２４ａを挿入したものである。
この挿入部材２４ａは、長手方向に連通する中空部６５
を有する円筒形状、あるいは中空部６５を有さない中実
の円柱形状を有する電極部材７６自体によって構成され
ている。この場合、接続される検知回路部（図１中の符
号４１参照）から見た電気回路としては、弾性導電チュ
ーブ２１自体が第一電極部材２２及び第二電極部材２３
のいずれか一方に相当し、挿入部材２４ａ（電極部材７
６）自体が第一電極部材２２及び第二電極部材２３の他
方に相当することになる。

【００８０】電極部材７６は、導電ゴム等の弾性導電部
材によって構成されているが、図４５の構成の場合に
は、金属導体、あるいは金属導体と絶縁体との複合部材
によって構成されていてもよく、また、複数の金属線を
撚り合わせて得られる撚線によって構成されていてもよ
い。ただし、電極部材７６をいずれの材料により形成し
ても、形成される電極部材７６が可撓性を有するような
材料を選択するのが望ましい。

【００８１】また、この変形例では、外囲部材２５が、
図４６に示すように長手方向に所定の間隔をあけて間欠
的に配置されるようにして、電極部材７６の外周に密着
しており、外囲部材２５の外周面と弾性導電チューブ２
１の内周面との間には、所定の隙間（ここではわずかな
隙間）が形成されている。外囲部材２５は、電極部材７
６の外周部にモールド成形により所定の絶縁樹脂を用い
て形成されてもよい。尚、この外囲部材２５は、非圧力
時に挿入部材２４ａと弾性導電チューブ２１を非接触に
保持するためのものであり、この外囲部材２５が弾性変
形可能に形成されることで、圧力作用時に挿入部材２４
ａと弾性導電チューブ２１とが接続可能とされるもので
ある。

【００８２】この変形例において、弾性導電チューブ２
１とリード線との接続は、以下のようにして行われる。
すなわち、に示すように、挿入部材２４ａの長手方向の
端部に位置する外囲部材２５の外周に、リード線７７の
導体部を巻き付けた状態で、その導体部の巻き付け部７
８を挿入部材２４ａおよび外囲部材２５と一緒に弾性導
電チューブ２１内に押し込み、巻き付け部７８を外囲部
材２５と弾性導電チューブ２１との間で挟持固定するこ
とにより、リード線７７が弾性導電チューブ２１に接続
されるとともに、リード線７７が挟持固定されるように
なっている。これによって、簡単な作業により、リード
線７７の接続および固定を行うことができる。

【００８３】｛第１８の変形例｝図４７ないし図５０に
示す変形例では、第１７の変形例において、一方の電極
部材２２，２３，７６（以下、符号を８１とする）が、
中空の円筒形あるいは中実の円柱形に形成された絶縁性
の芯材（弾性部材）８３と、その芯材８３の外周に螺旋
状に巻き付けられた金属線（金属導体）８５とを備えて
構成されている。

【００８４】即ち、この変形例では、電極部材８１自体
が挿入部材を構成しており、図４７ないし図５０に示す
ように、その電極部材８１が、細長形状の可撓性の芯材
８３と、その芯材８３の外周にコイル状に巻回された金
属線８５とを備えて構成されている。電極部材８１が正
負のいずれか一方の電極を構成しており、弾性導電チュ
ーブ２１が正負のいずれか他方の電極を構成している。

【００８５】芯材８３は、樹脂、ゴム、繊維部材、ある
いはこれらのうちのいくつかを組み合わせて形成される
複合部材から形成された絶縁部材であり、この変形例で
は、カーボンファイバ等の繊維状の中心補強線上に、シ
リコンゴム樹脂、フッ素樹脂、ＥＰＤＭ等の弾性絶縁部
材が押出被覆成形されて形成されている。

【００８６】金属線８５は、ニクロム線、ステンレス
線、錫メッキ銅線等の耐蝕性を有する金属線が用いら
れ、図４８に示すように、芯材８３の外周面にめり込む
ようにして（ここでは金属線８５の断面の約半分適度が
めり込むようにして）巻回されている。あるいは、この
変形例として、芯材８３の外周面に、金属線８５が嵌ま
り込む螺旋状の溝を設け、金属線８５を、その溝に嵌め
込むようにして芯材８３に巻回してもよい。

【００８７】また、この変形例では、外囲部材２５は、
樹脂またはゴムを用いてモールド成型により電極部材８
１の外周面上に一体に形成されている。外囲部材２５の
配設形態としては、図４６のように、長手方向に所定間
隔をあけて間欠的に設ける形態を採用すればよい。

【００８８】あるいは、図４３に示すように、電極部材
８１の外周上に螺旋状の外囲部材２５を設ける形態等を
採用してもよい。

【００８９】以上のように、この変形例では、この発明
の変形例と同様な効果が得られるとともに、電極部材８
１の外周には、コイル状に巻回された金属線８５が全周
に渡って露出しているため、いずれの方向から荷重が加
わって弾性導電チューブ２１が弾性変形されても、金属
線８５を弾性導電チューブ２１に的確に電気接触させる
ことができ、種々の方向から与えられる荷重を的確に検
出することができるとともに、電極部材８１の軸回りの
向きを意識せずに荷重センサの組み立ておよび配設を容
易に行うことができる。

【００９０】また、芯材８３に巻回された金属線８５に
信号取り出し用のリード線を簡単に接続することができ
るとともに、小さな接触抵抗で金属線８５にリード線を
接続することができる。

【００９１】さらに、仮に電極部材８１を導電ゴム等の
弾性導電部材により形成した場合には、荷重印加により
電極部材８１が弾性導電チューブ２１に当接した際に電
極部材８１が弾性導電チューブ２１に密着し、荷重印加
が解除されても電極部材８１が弾性導電チューブ２１か
ら離反しないおそれがあるが、この変形例に係る電極部
材８１では、芯材８３の外周に金属線８５がコイル状に
巻回されているため、荷重印加時に電極部材８１あるい
は芯材８３が弾性導電チューブ２１と密着して荷重印加
解除時に電極部材８１あるいは芯材８３が弾性導電チュ
ーブ２１から離反しなくなるのを防止することができ、
荷重センサ１０の信頼性の向上が図れる。

【００９２】また、芯材８３が絶縁部材により形成され
ているため、芯材８３の外径を調節することにより、電
極部材８１の単位長さ当たりの金属線８５の巻回距離を
調節して電極部材８１の単位長さ当たりの抵抗値を容易
に調節することができる。

【００９３】さらに、導電ゴム等の弾性導電部材同士の
接触では、導通状態が不安定となりやすいのであるが、
芯材８３の外周に金属線８５がコイル状に巻回されてい
るため、荷重印加時にはコイル状の金属線８５と弾性導
電チューブ２１とが接触して導通するようになってお
り、荷重印加箇所においてコイル状の金属線８５と弾性
導電チューブ２１との導通ポイントを的確に形成するこ
とができ、両者を確実に導通させることができる。

【００９４】また、金属線８５が芯材８３の外周面にめ
り込むようにして巻回されているため、芯材８３の外周
面上での金属線８５の移動を規制することができ、金属
線８５の巻回状態を安定して保持することができる。

【００９５】また、芯材８３が弾性部材によって形成さ
れているため、電極部材８１をより柔軟に変形させるこ
とができ、その結果、１８０°に折り曲げても、あるい
はクシャクシャに折り畳んでも壊れずにもとの形状に復
帰する変形に強い荷重センサ１０を提供することができ
る。

【００９６】さらに、金属線８５として耐蝕性を有する
金属線が用いられているため、腐食に強く、信頼性の高
い荷重センサ１０を提供することができる。

【００９７】また、この変形例では、外囲部材２５は、
樹脂またはゴムを用いてモールド成型により電極部材８
１の外周面上に一体に形成されるため、外囲部材２５の
電極部材８１に面する内周部がコイル状に巻回された金
属線８５の間に嵌まり込み、強固に外囲部材２５を電極
部材８１の外周面に固定することができるとともに、外
囲部材２５により金属線８５が押さえられるため、金属
線８５が芯材８３から乖離するのを防止することができ
る。

【００９８】

【発明の効果】請求項１、請求項２、請求項４及び請求
項５に記載の発明によれば、上下一対の面状の基体固定
部材の間に荷重センサを湾曲または折曲して配置し、少
なくとも上下方向に押圧力が印加されたときに、荷重セ
ンサの第一電極部材及び第二電極部材が直接的または間
接的に互いに電気的接続するようにしているので、従来
例のように、多数の圧力センサを使用しなくても、１本
または少数の荷重センサだけを使用して容易に荷重検知
を行うことができる。したがって、当該荷重センサ自体
のコストを低減できるだけでなく、その検知結果を電気
的に引き出す際の配線の本数を従来例に比べて飛躍的に
低減でき、全体として簡素且つ安価な荷重検知シートを
提供できる。

【００９９】請求項３に記載の発明によれば、荷重セン
サの各電極部材に一定の抵抗値を有せしめているので、
荷重センサの一端から電圧を印加した場合に、そのうち
のどの点で第一電極部材と第二電極部材との接続がなさ
れたかによって荷重センサ全体の抵抗値が変化し、よっ
て、１本または少数の荷重センサにも拘わらずどの点で
荷重が印加されたかを容易に検知することができる。

【０１００】請求項６に記載の発明によれば、弾性導電
チューブ内に複合弾性部材を回動可能に収納し、複合弾
性部材をひだ状に形成しているので、弾性導電チューブ
の外側から弾性導電チューブに押圧力が加えられて弾性
変形したときに当該弾性導電チューブを介して相互の電
気的接続が可能とされ、且つ、両側端絶縁体部同士が押
圧されたときに、両電極部材が中央絶縁体部により離間
された空隙内で共に弾性変形して互いに接触するように
しているので、弾性導電チューブ内で複合弾性部材がど
の方向に向いていても、外部からの押圧力により両電極
部材同士の電気的接続がなされ、荷重を確実に検知する
ことができる。したがって、きちんと上方から荷重が加
わるのではなく、例えば斜め方向や横滑り方向に荷重が
加わったときにも、当該荷重を確実に検知できる。

【０１０１】請求項７に記載の発明によれば、中空部ま
たは切欠により複合弾性部材自身の柔軟な弾性変形が可
能となり、軽荷重のものであっても容易に検知できる。

【０１０２】請求項８に記載の発明によれば、複合弾性
部材自身の柔軟な弾性変形を可能とする目的で形成した
中空部を、そのまま外部接続端子の挿入孔として兼用す
るだけで、外部への電気的接続が極めて容易になる。

【０１０３】請求項９ないし請求項１３に記載の発明に
よれば、中継端子を用いて各部をかしめてその止着また
は接続を行うようにしているので、強固な止着または接
続が可能となり、各部同士の互いの抜けを防止できると
いう効果がある。

【０１０４】請求項１４ないし請求項２１に記載の発明
によれば、挿入部材が可撓性を有する部材によって形成
され、その挿入部材自体によって挿入部材が構成されて
いるため、挿入部材を弾性チューブとともに柔軟に変形
させることができ、その結果、種々の配設形態に対応す
るように荷重センサを変形させて配設することができる
とともに、変形させても壊れない変形に強い荷重センサ
を提供することができる。

【０１０５】また、第一電極部材または第二電極部材に
よって挿入部材が構成されているため、いずれの方向か
ら荷重が加わって弾性チューブが弾性変形されても、挿
入部材が弾性チューブの導電部に的確に電気接触し、種
々の方向から与えられる荷重を的確に検出することがで
きるとともに、挿入部材の軸回りの向きを意識せずに荷
重センサの組み立ておよび配設を容易に行うことができ
る。

【０１０６】請求項１５に記載の発明によれば、挿入部
材が、その長手方向に配設された金属線を備えて形成さ
れているため、挿入部材の抵抗値を小さくすることがで
き、挿入部材を低ノイズの通電路として構成することが
でき、その結果、検出回路をすべてディジタル型の回路
構成とすることができる。

【０１０７】請求項１６に記載の発明によれば、挿入部
材の外周には、コイル状に巻回された金属線が全周に渡
って露出しているため、いずれの方向から荷重が加わっ
て弾性チューブが弾性変形されても、金属線を弾性チュ
ーブの導電部に的確に電気接触させることができ、種々
の方向から与えられる荷重を的確に検出することができ
るとともに、挿入部材の軸回りの向きを意識せずに荷重
センサの組み立ておよび配設を容易に行うことができ
る。

【０１０８】また、芯材に巻回された金属線に信号線を
簡単に接続することができるとともに、小さな接触抵抗
で金属線に信号線を接続することができる。

【０１０９】さらに、仮に挿入部材を導電ゴム等の弾性
導電部材により形成した場合には、荷重印加により挿入
部材が弾性チューブの導電部に当接した際に挿入部材が
導電部に密着し、荷重印加が解除されても挿入部材が導
電部から離反しないおそれがあるが、本発明に係る挿入
部材では、芯材の外周に金属線がコイル状に巻回されて
いるため、荷重印加時に挿入部材あるいは芯材が弾性チ
ューブと密着して荷重印加解除時に挿入部材あるいは芯
材が弾性チューブから離反しなくなるのを防止すること
ができ、荷重センサの信頼性の向上が図れる。

【０１１０】また、芯材に絶縁部材が使用された場合、
芯材の外径を調節することにより、挿入部材の単位長さ
当たりの金属線の巻回距離を調節して挿入部材の単位長
さ当たりの抵抗値を容易に調節することができる。

【０１１１】さらに、導電ゴム等の弾性導電部材同士の
接触では、導通状態が不安定となりやすいのであるが、
芯材の外周に金属線がコイル状に巻回されているため、
荷重印加時にはコイル状の金属線と弾性チューブの導電
部とが接触して導通するようになっており、導電部とし
て導電ゴム等の弾性導電部材が用いられた場合にも、荷
重印加箇所においてコイル状の金属線と弾性チューブの
導電部との導通ポイントを的確に形成することができ、
両者を確実に導通させることができる。

【０１１２】請求項１８に記載の発明によれば、芯材が
弾性部材によって形成され、金属線が芯材の外周面にめ
り込むようにして巻回されているため、芯材の外周面上
での金属線の移動を規制することができ、金属線の巻回
状態を安定して保持することができる。

【０１１３】また、芯材が弾性部材によって形成されて
いるため、挿入部材をより柔軟に変形させることがで
き、その結果、１８０°に折り曲げても、あるいはクシ
ャクシャに折り畳んでも壊れずにもとの形状に復帰する
変形に強い荷重センサを提供することができる。

【０１１４】請求項１９に記載の発明によれば、芯材の
外周面に金属線が嵌まり込む螺旋状の溝が設けられ、金
属線がその溝に嵌まり込むようにして芯材に巻回されて
いるため、芯材の外周面上での金属線の移動を規正する
ことができ、金属線の巻回状態を安定して保持すること
ができる。

【０１１５】請求項２０に記載の発明によれば、金属線
として耐蝕性を有する金属線が用いられているため、腐
食に強く、信頼性の高い荷重センサを提供することがで
きる。

【０１１６】請求項２１に記載の発明によれば、外囲部
材は、樹脂またはゴムを用いてモールド成型により挿入
部材の外周面上に一体に形成されるため、外囲部材の挿
入部材に面する内周部がコイル状に巻回された金属線の
間に嵌まり込み、強固に外囲部材を挿入部材の外周面に
固定することができるとともに、外部部材により金属線
が押さえられるため、金属線が芯材から乖離するのを防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態に係る荷重検知シ
ートを示す平面図である。

【図２】この発明の第１の実施の形態に係る荷重検知シ
ートを示す断面図である。

【図３】この発明の第１の実施の形態に係る荷重検知シ
ートの荷重センサを示す断面図である。

【図４】荷重センサ内の複合弾性部材を示す断面図であ
る。

【図５】荷重が印加された状態の荷重センサを示す断面
図である。

【図６】弾性導電チューブ内で荷重センサが斜め姿勢と
なっている状態を示す断面図である。

【図７】弾性導電チューブ内で荷重センサが９０度回動
した状態を示す断面図である。

【図８】弾性導電チューブ内で荷重センサが９０度回動
した状態で荷重が印加された様子を示す断面図である。

【図９】荷重センサの端部を示す側面図である。

【図１０】荷重センサの端部で接続端子が接続された状
態の複合弾性部材を示す断面図である。

【図１１】荷重が印加されていない状態の荷重検知シー
トを示す略等価回路図である。

【図１２】荷重センサを示す側面図である。

【図１３】荷重が印加されて両電極部材がチューブ本体
に接続された状態の荷重検知シートを示す略等価回路図
である。

【図１４】荷重が印加されて両電極部材がチューブ本体
を介さずに直接接続された状態の荷重検知シートを示す
略等価回路図である。

【図１５】この発明の第２の実施の形態に係る荷重検知
シートの荷重センサを示す断面図である。

【図１６】この発明の第２の実施の形態に係る荷重検知
シートの各部の接続関係を示す図である。

【図１７】この発明の第２の変形例に係る荷重検知シー
トの荷重センサを示す断面図である。

【図１８】この発明の第３の変形例に係る荷重検知シー
トの荷重センサの複合弾性部材を示す断面図である。

【図１９】この発明の第３の変形例に係る荷重検知シー
トの荷重センサの複合弾性部材を示す断面図である。

【図２０】この発明の第４の変形例に係る荷重検知シー
トの荷重センサを示す断面図である。

【図２１】この発明の第４の変形例に係る荷重検知シー
トを示す平面図である。

【図２２】この発明の第５の変形例に係る荷重検知シー
トを示す断面図である。

【図２３】この発明の第６の変形例に係る荷重検知シー
トの荷重センサの端部を示す平面図である。

【図２４】この発明の第７の変形例に係る荷重検知シー
トの荷重センサを示す断面図である。

【図２５】この発明の第７の変形例に係る荷重検知シー
トの荷重センサを示す断面図である。

【図２６】この発明の第８の変形例に係る荷重検知シー
トの荷重センサを示す断面図である。

【図２７】この発明の第８の変形例に係る荷重検知シー
トの荷重センサを示す断面図である。

【図２８】この発明の第８の変形例に係る荷重検知シー
トの荷重センサを示す断面図である。

【図２９】この発明の第８の変形例に係る荷重検知シー
トの荷重センサを示す断面図である。

【図３０】この発明の第９の変形例に係る荷重検知シー
トの荷重センサを示す断面図である。

【図３１】この発明の第９の変形例に係る荷重検知シー
トの荷重センサを示す断面図である。

【図３２】この発明の第１０の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサを示す断面図である。

【図３３】荷重が印加されて複合弾性部材の電極部材と
弾性導電チューブとが互いに接続された状態の荷重検知
シートを示す略等価回路図である。

【図３４】この発明の第１３の変形例に係る荷重検知シ
ートを示す平面図である。

【図３５】この発明の第１３の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサの端部を示す側面図である。

【図３６】この発明の第１３の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサの端部を示す斜視図である。

【図３７】この発明の第１３の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサを示す断面図である。

【図３８】この発明の第１３の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサを示す断面図である。

【図３９】この発明の第１３の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサの端部を示す断面図である。

【図４０】この発明の第１４の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサの端部を示す断面図である。

【図４１】この発明の第１５の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサの端部を示す断面図である。

【図４２】この発明の第１５の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサの端部を示す側面図である。

【図４３】この発明の第１６の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサの挿入部材を示す側面図である。

【図４４】この発明の第１７の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサの端部を示す断面図である。

【図４５】この発明の第１７の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサの端部を示す断面図である。

【図４６】この発明の第１７の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサの端部を示す一部断面図である。

【図４７】この発明の第１８の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサの挿入部材を示す側面図である。

【図４８】この発明の第１８の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサの挿入部材を示す断面図である。

【図４９】この発明の第１８の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサを示す断面図である。

【図５０】この発明の第１８の変形例に係る荷重検知シ
ートの荷重センサを示す断面図である。

【図５１】従来の荷重検知シートを示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０荷重センサ１１ａ，１１ｂ基体固定部材２１弾性導電チューブ２２，２３電極部材２４複合弾性部材２４ａ挿入部材２８中空部２９チューブ本体３０支持部３１，３２側端絶縁体部３３中央絶縁体部３５，３６中空部３７リード線３８，３９接続端子４１検知回路部４２終端抵抗体４８切欠５１外部接続端子５２接続孔５５，５６電圧検出回路５７論理和回路６２溝６３導電部分６４基板７１導電部材７２装着部材７３導電片７４カシメ部材７６電極部材７７リード線７８巻き付け部８１電極部材８３芯材８５金属線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の載置面上に載置されて、上面に荷
重が印加されたときにその旨を検知する荷重検知シート
であって、上下に配置される一対の面状の基体固定部材と、一対の前記基体固定部材の間に挟まれた面内で、二次元
方向に展開するようにして配策される線状の荷重センサ
とを備え、前記荷重センサは、少なくとも上下方向に押圧力が印加
されたときに、直接的または間接的に互いに電気的接続
がなされる導電性の第一電極部材及び第二電極部材が、
当該荷重センサの長手方向に沿って形成されることを特
徴とする荷重検知シート。
【請求項２】請求項１に記載の荷重検知シートであっ
て、前記荷重センサは、一対の前記基体固定部材の間に
挟まれた面内で、所定数行所定数列のマトリクスを規律
する全ての線の全ての交点を通過するように湾曲または
折曲されて配策されることを特徴とする荷重検知シー
ト。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の荷重検
知シートであって、前記第一電極部材及び前記第二電極
部材は、単位長さ当たりに一定の抵抗値を有せしめられ
たことを特徴とする荷重検知シート。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の荷重検知シートであって、前記荷重センサは、導電性を有する管状の弾性導電チューブと、前記弾性導電チューブ内に収納されて前記第一電極部材
及び前記第二電極部材が形成された複合弾性部材とを備
えることを特徴とする荷重検知シート。
【請求項５】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の荷重検知シートであって、前記荷重センサは、前記第一電極部材及び前記第二電極部材のうちの一方と
して機能する導電性の管状の弾性導電チューブと、前記弾性導電チューブ内に収納されて前記第一電極部材
及び前記第二電極部材のうちの他方が形成された複合弾
性部材とを備えることを特徴とする荷重検知シート。
【請求項６】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の荷重検知シートであって、前記荷重センサは、導電性を有する管状の弾性導電チューブと、前記弾性導電チューブ内に回動可能に収納されて前記第
一電極部材及び前記第二電極部材が形成された複合弾性
部材とを備え、前記複合弾性部材は、両端に形成されて前記弾性導電チューブの内面に遊接す
る電気的絶縁性の側端絶縁体部と、前記側端絶縁体部の間に互いに離間して形成される前記
第一電極部材及び前記第二電極部材と、前記第一電極部材及び前記第二電極部材を互いに電気的
に絶縁しながら連結する中央絶縁体部とを備え、前記第一電極部材及び前記第二電極部材の厚み寸法は、
前記側端絶縁体部の厚み寸法より小とされ、且つ前記中
央絶縁体部の厚み寸法より大とされることで、前記複合
弾性部材はその幅方向に沿ってひだ形状に形成され、前記第一電極部材及び前記第二電極部材は、前記弾性導
電チューブの自然状態で前記弾性導電チューブから離間
して配置される一方、前記弾性導電チューブが外部から
の押圧力により弾性変形したときに当該弾性導電チュー
ブを介して相互の電気的接続が可能に配置され、且つ、前記第一電極部材及び前記第二電極部材は、前記
両側端絶縁体部同士が押圧されたときに、前記中央絶縁
体部により離間された状態から弾性変形して互いに接触
可能な位置に配置されることを特徴とする荷重検知シー
ト。
【請求項７】請求項６に記載の荷重検知シートであっ
て、前記複合弾性部材の内部または側部に、当該複合弾性部
材自身の柔軟な弾性変形を可能とするための中空部また
は切欠が形成されたことを特徴とする荷重検知シート。
【請求項８】請求項７に記載の荷重検知シートであっ
て、前記中空部は少なくとも一対に形成され、前記各中空部は前記荷重センサの端部において外部接続
端子の接続孔として使用可能とされたことを特徴とする
荷重検知シート。
【請求項９】請求項５に記載の荷重検知シートであっ
て、複合弾性部材をかしめて外部の所定のリード線に固定す
るための中継端子をさらに備えることを特徴とする荷重
検知シート。
【請求項１０】請求項９に記載の荷重検知シートであ
って、前記中継端子と前記弾性導電チューブとの接合を防止す
るためのスペーサをさらに備える荷重検知シート。
【請求項１１】請求項４ないし請求項９のいずれかに
記載の荷重検知シートであって、前記複合弾性部材の端部と前記弾性導電チューブとの接
合を防止するためのスペーサをさらに備える荷重検知シ
ート。
【請求項１２】請求項４ないし請求項１１のいずれか
に記載の荷重検知シートであって、前記弾性導電チューブの一部に、外部の所定のリード線
に接続するための所定の中継端子をかしめて止着する導
電性の突起が形成されたことを特徴とする荷重検知シー
ト。
【請求項１３】請求項４ないし請求項１１のいずれか
に記載の荷重検知シートであって、前記弾性導電チューブの少なくとも一部に、当該弾性導
電チューブの一部に接続するとともに外部の所定のリー
ド線に接続するための所定の中継端子をかしめて止着す
るための導電部材が取り付けられたことを特徴とする荷
重検知シート。
【請求項１４】請求項１ないし請求項３のいずれかに
記載の荷重検知シートであって、前記第一電極部材及び前記第二電極部材のいずれか一方
は、可撓性を有する部材によって形成されて周方向の少
なくとも一部の区間が導電性を有する導電部となってい
る管状の弾性チューブであり、前記第一電極部材及び前記第二電極部材のうちの他方
は、可撓性を有する部材によって形成されて前記弾性チ
ューブ内に挿入される長尺状の挿入部材であり、前記挿入部材に、長手方向に所定間隔をあけて前記挿入
部材を外囲するように設けられ、前記挿入部材と一緒に
前記弾性チューブ内に挿入され、前記挿入部材を前記弾
性チューブから離間させる絶縁性の外囲部材が設けられ
たことを特徴とする荷重検知シート。
【請求項１５】請求項１４に記載の荷重検知シートで
あって、前記挿入部材が、その長手方向に配設された金属線を備
えて形成されていることを特徴とする荷重検知シート。
【請求項１６】請求項１５に記載の荷重検知シートで
あって、前記挿入部材は、細長形状の可撓性の芯材と、前記芯材の外周にコイル状に巻回された金属線と、を備
えることを特徴とする荷重検知シート。
【請求項１７】請求項１６に記載の荷重検知シートで
あって、前記芯材が、樹脂、ゴム、繊維部材、あるいはこれらの
うちのいくつかを組み合わせて形成される複合部材から
形成された絶縁部材であることを特徴とする荷重検知シ
ート。
【請求項１８】請求項１６または請求項１７に記載の
荷重検知シートであって、前記芯材が、弾性部材によって形成され、前記金属線が、前記芯材の外周面にめり込むようにして
巻回されていることを特徴とする荷重検知シート。
【請求項１９】請求項１６または請求項１７に記載の
荷重検知シートであって、前記芯材の外周面に、前記金属線が嵌まり込む螺旋状の
溝が設けられ、前記金属線が、前記溝に嵌まり込むようにして前記芯材
に巻回されることを特徴とする荷重検知シート。
【請求項２０】請求項１５ないし請求項１９のいずれ
かに記載の荷重検知シートであって、前記金属線として、耐蝕性を有する金属線が用いられて
いることを特徴とする荷重検知シート。
【請求項２１】請求項１６に記載の荷重検知シートで
あって、前記外囲部材は、樹脂またはゴムを用いてモールド成型
により前記挿入部材の外周面上に一体に形成されること
を特徴とする荷重検知シート。