JP2001228036A - 荷重センサ、荷重センサユニットおよび挟込み検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単で安価な構造および回路構成で容
易に且つ正確に荷重を検出できる荷重センサを提供す
る。 【解決手段】 この荷重センサ１０は、管状の弾性導電
チューブ２１と、互いに離間されて長手方向に沿って設
けられた第一電極部材２２および第二電極部材２３を有
し、チューブ２１内に挿入される長尺状の挿入部材２４
と、長手方向に所定間隔をあけて挿入部材２４を外囲す
るように設けられ、挿入部材２４と一緒にチューブ２１
内に挿入され、挿入部材２４をチューブ２１から離間さ
せる外囲部材２５とを備える。そして、荷重印加により
チューブ２１等の弾性変形により、両電極部材２２，２
３がチューブ２１に当接し、両電極部材２２，２３がチ
ューブ２１を介して互いに導通することを検知すること
等により、荷重が検知されるようになっている。このセ
ンサ１０の検知感度は、外囲部材２５間の間隔や、厚さ
を調整することにより容易に調節できる。

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、荷重センサ、荷
重センサユニットおよび挟込み検出装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】荷重センサに関しては、例えば、自動車
の運転席等の座面に配置され、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
センサとしては、例えば図４０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４０に示した荷重セ
ンサは、感圧導電材料からなる圧力センサＡ１〜Ａ４，
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Ａ
１〜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、比較的簡単で
安価な構造および回路構成で容易に且つ正確に荷重を検
出できる荷重センサを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段は、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と、
互いに離間されて長手方向に沿って設けられた第一電極
部材および第二電極部材を有し、前記弾性チューブ内に
挿入される長尺状の挿入部材と、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外囲部材と、
を備え、前記第一電極部材および前記第二電極部材は、
前記弾性チューブの自然状態で前記弾性チューブの前記
導電部から離間して配置される一方、前記弾性チューブ
が外部からの荷重により弾性変形したときに当該弾性チ
ューブの前記導電部を介して、あるいは前記導電部を介
さずに相互に電気的接続が可能に配置されることを特徴
とする。

【０００７】また、前記目的を達成するための技術的手
段は、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と、長手方向に
沿って設けられた電極部材を有し、前記弾性チューブ内
に挿入される長尺状の挿入部材と、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
させる外囲部材と、を備え、前記電極部材は、前記弾性
チューブの自然状態で前記弾性チューブの前記導電部か
ら離間して配置される一方、前記弾性チューブが外部か
らの荷重により弾性変形したときに当該弾性チューブの
前記導電部と電気的接続が可能に配置されることを特徴
とする。

【０００８】さらに、好ましくは、前記外囲部材間の間
隔、前記外囲部材の厚さ、および前記挿入部材の長手方
向に沿った前記外囲部材の幅のうちの少なくともいずれ
か一つは、検出すべき前記荷重の大きさに応じて設定さ
れているのがよい。

【０００９】また、好ましくは、前記外囲部材は、絶縁
体で構成されているのがよい。

【００１０】さらに、好ましくは、前記外囲部材は、リ
ング状の形状を有し、前記挿入部材の外周に外嵌されて
いるのがよい。

【００１１】また、好ましくは、前記外囲部材は、接着
剤を用いて前記挿入部材に固定されるのがよい。

【００１２】さらに、好ましくは、前記外囲部材は、熱
収縮チューブであるのがよい。

【００１３】また、好ましくは、前記外囲部材は、絶縁
テープが前記挿入部材に巻き付けられたものであるのが
よい。

【００１４】さらに、好ましくは、前記絶遠テープは、
長手方向に所定間隔をあけて螺旋状に前記挿入部材に連
続的に巻き付けられているのがよい。

【００１５】また、好ましくは、前記外囲部材は、所定
の絶縁部材を介して前記挿入部材の外周に嵌着される金
属固定部材と、前記金属固定部材を被覆するように、前
記金属固定部材の外周部に固定される被覆絶縁部材と、
を備えているのがよい。

【００１６】さらに、好ましくは、前記外囲部材は、前
記挿入部材の外周に嵌着される金属固定部材と、前記金
属固定部材を被覆するように、前記金属固定部材の外周
部に固定される被覆絶縁部材と、を備えているのがよ
い。

【００１７】また、好ましくは、前記挿入部材は、前記
第一電極部材および前記第二電極部材と、前記第一電極
部材および前記第二電極部材が外周部に設けられた弾性
を有する絶縁部材と、を備えているのがよい。

【００１８】さらに、好ましくは、前記荷重センサは、
前記弾性チューブの一端部において、その導電体部が前
記外囲部材の外周部に巻き付けられた状態で前記弾性チ
ューブ内に押し込まれることにより、前記弾性チューブ
の前記導電部と電気的に接続された信号取出し用の出力
線を、さらに備えるのがよい。

【００１９】また、好ましくは、前記電極部材は、弾性
導電部材によって形成され、長手方向に連通する中空部
を有するのがよい。

【００２０】さらに、好ましくは、前記電極部材は、弾
性導電部材、金属導体、弾性導電部材と金属導体との複
合部材、または金属導体と絶縁体との複合部材によって
構成されているのがよい。

【００２１】また、好ましくは、前記荷重センサは、前
記弾性チューブを外囲する弾性を有する外部チューブ
を、さらに備えるのがよい。

【００２２】さらに、好ましくは、前記荷重センサは、
前記弾性チューブ、前記挿入部材および前記外囲部材を
備えた荷重センサ本体と、前記荷重センサ本体が配設さ
れる略板状の基台部材と、を備えて構成されるのがよ
い。

【００２３】また、好ましくは、前記荷重センサは、前
記弾性チューブ、前記挿入部材および前記外囲部材を備
えた荷重センサ本体と、前記荷重センサ本体を上下から
挟込むようにして保持する略板状の二枚の押圧体と、を
備えているのがよい。

【００２４】さらに、好ましくは、前記電極部材が可撓
性を有する部材によって形成され、前記電極部材自体に
よって前記挿入部材が構成されているのがよい。

【００２５】また、好ましくは、前記電極部材が、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の
がよい。

【００２６】さらに、好ましくは、前記電極部材は、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、を備えるのがよい。

【００２７】また、好ましくは、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
あるのがよい。

【００２８】さらに、好ましくは、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のがよい。

【００２９】また、好ましくは、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
されるのがよい。

【００３０】さらに、好ましくは、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のがよい。

【００３１】また、好ましくは、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電極部材の
外周面上に一体に形成されるのがよい。

【００３２】さらに、好ましくは、この荷重センサの前
記荷重の検出に対するセンサ感度が、前記電極部材を外
囲する前記外囲部材間の間隔、前記外囲部材の前記電極
部材の長手方向に対する幅、コイル状に巻回された前記
金属線と前記弾性チューブとの間の距離、前記弾性チュ
ーブの肉厚、および前記弾性チューブの外径のうちの少
なくともいずれか１つを調節することにより調節される
のがよい。

【００３３】また、好ましくは、前記弾性チューブの一
端部または両端部に位置する前記導電部、および前記挿
入部材の一端部または両端部に位置する前記電極部材
に、信号取出し用の信号線が、直接電気接続される、あ
るいは所定の導電部材を介して電気接続されるのがよ
い。

【００３４】さらに、好ましくは、前記弾性チューブの
内部空間は、前記弾性チューブの両端部にて所定の遮断
手段により外部から遮断されているのがよい。

【００３５】また、好ましくは、前記挿入部材は、その
長手方向のいずれかの分割位置で２つの分割体に２分割
されているのがよい。

【００３６】さらに、好ましくは、前記２つの分割体の
間は、所定間隔だけ離間されているのがよい。

【００３７】また、前記目的を達成するための技術的手
段は、請求項２および１９ないし２７のいずれかに記載
の１または複数の前記荷重センサと、１または複数の前
記荷重センサが配設された絶縁性の基台部材と、を備え
ることを特徴とする。

【００３８】さらに、好ましくは、前記荷重センサは、
その端部、あるいは前記挿入部材と前記弾性チューブと
の間に前記外囲部材が挿入されている前記荷重センサの
部分において部分的に前記基台部材と固着されているの
がよい。

【００３９】また、好ましくは、前記基台部材は、シー
ト部材であり、１または複数の前記荷重センサと、前記
基台部材とはシートユニットを構成しており、前記荷重
センサユニットは、前記シートユニットと、前記シート
ユニットが内包される絶縁性を有するシート状の袋部材
と、をさらに備えるのがよい。

【００４０】さらに、前記目的を達成するための技術的
手段は、開閉部材によって開閉される開口部が閉鎖され
る際の異物の挟込みを検出する挟込み検出装置であっ
て、前記開口部の内周部またはその内周部に対向する前
記開閉部材の外周部に配設される請求項１９ないし２９
のいずれかに記載の前記荷重センサと、所定の信号線を
介して前記弾性チューブの前記導電部と前記挿入部材の
前記電極部材との間の導通の有無を検出することによ
り、異物の挟込みを検出する検出回路と、を備えること
を特徴する。

【００４１】

【発明の実施の形態】＜第一実施形態＞図１および図２
は本発明の第一実施形態に係る荷重センサ１０の軸直角
断面図であり、図３は図１の荷重センサ１０の軸平行断
面図であり、図４は図１の荷重センサ１０に備えられる
挿入部材２４および外囲部材２５の平面図である。な
お、図１は、図３における切断線Ａ−Ａでの断面図であ
り、図２は、図３における切断線Ｂ−Ｂでの断面図であ
る。

【００４２】荷重センサ１０は、図１ないし図４に示す
ように、中空チューブ状の弾性導電チューブ（弾性チュ
ーブ）２１と、この弾性導電チューブ２１内に遊挿され
て正負の第一および第二の両電極部材２２，２３を備え
る細長状の弾性を有する長尺状の挿入部材２４と、挿入
部材２４の外周部に設けられる複数の外囲部材２５とを
備える。

【００４３】弾性導電チューブ２１は、図１ないし図４
の如く、中空部２８を有して形成された略円管形のチュ
ーブ体であり、全体が導電ゴム等の導電性を有する弾性
材料で成形され、ここでは、全体が導電部となってい
る。

【００４４】挿入部材２４は、図１ないし図４の如く、
断面視両側端部に形成された側端絶縁体部３１，３２
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２３
とを備える。

【００４５】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
して挿入部材２４が変形しやすい状態にされている。
尚、図１および図２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の周りでそれぞれ上下につながって構成されて
も差し支えない。

【００４６】ここで、図２に示すように、中央絶縁体部
３３の上下方向（挿入部材２４の厚さ方向）についての
高さ寸法（厚み寸法）Ｈ１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の部分が挿入部材
２４において断面視凹状に形成されている。これによっ
て、挿入部材２４の幅方向に荷重が与えられた際には、
後述する図８に示すように、両電極部材２２，２３が直
接当接するようになっている。

【００４７】外囲部材２５には、絶縁性を有し、加熱に
より収縮する熱収縮チューブが用いられており、図１な
いし図４に示すように、長手方向に所定間隔Ｄをあけて
挿入部材２４の外周部に外挿されて固定されている。外
囲部材２５の固定は、外囲部材２５を挿入部材２４の固
定位置に外挿し、加熱して挿入部材２４を締め付けるよ
うに収縮させることにより行われる。このような外囲部
材２５は、挿入部材２４の外周部に装着された状態で挿
入部材２４と一緒に弾性導電チューブ２１内に挿入さ
れ、不用意に両電極部材２２，２３が弾性導電チューブ
２１に当接しないように、挿入部材２４を弾性導電チュ
ーブ２１から適度に離間させる。ここで、外囲部材２５
間の間隔Ｄ、厚さＴ１（図１参照）、および挿入部材２
４の長手方向に沿った幅Ｗのうちの少なくともいずれか
一つは、後述するように、この荷重センサ１０が検出す
べき荷重の大きさに応じて設定されている。

【００４８】このような構成により、図１および図２の
挿入部材２４の厚み方向である上方から荷重が加えられ
たときには（図５中の矢示方向Ｄｒ１）、弾性導電チュ
ーブ２１と挿入部材２４は図５のように弾性変形し、よ
って第一電極部材２２（２２ａ，２２ｂ）と弾性導電チ
ューブ２１および第二電極部材２３（２３ａ，２３ｂ）
と弾性導電チューブ２１と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とは弾
性導電チューブ２１を介して電気的に導通することにな
る。勿論、弾性導電チューブ２１の形状が自然状態であ
る円管状に復帰した時点で、挿入部材２４の形状は、そ
の元の状態に弾性復元するようになっている。

【００４９】ここで、弾性変形により両電極部材２２，
２３が弾性導電チューブ２１と当接するのに必要な荷重
の大きさ（すなわち、荷重センサ１０の感度）は、外囲
部材２５間の間隔Ｄ、外囲部材２５の厚さＴ１および幅
Ｗに大きく関係している。例えば、外囲部材２５間の間
隔Ｄを大きくすればするほど、弾性導電チューブ２１の
外囲部材２５間に位置する部分の距離が大きくなり、そ
の部分がより小さな押圧力で内方に弾性変形して両電極
部材２２，２３と当接するようになる。また、例えば、
外囲部材２５の厚さＴ１を大きくすればするほど、自然
状態における両電極部材２２，２３と弾性導電チューブ
２１との間の間隔が大きくなり、より大きな押圧力で弾
性導電チューブ２１が内方に弾性変形されないと、両電
極部材２２，２３と当接しなくなる。また、例えば、荷
重印加により、弾性導電チューブ２１と両電極部材２
２，２３とが当接する際には、外囲部材２５も荷重によ
り押し縮められるのであるが、外囲部材２５の幅Ｗを大
きくすればするほど、外囲部材２５を押し縮めるために
大きな押圧力が必要になり、弾性導電チューブ２１と両
電極部材２２，２３とが当接しにくくなる。

【００５０】そこで、本実施形態では、この外囲部材２
５の感度調節機能に着目し、外囲部材２５間の間隔Ｄ、
外囲部材２５の厚さＴ１および幅Ｗのうちの少なくとも
いずれか一つを調節することにより、荷重センサ１０の
感度を所望とする感度に設定している。

【００５１】尚、挿入部材２４は、弾性導電チューブ２
１内での回動が許容されているが、例えば図６のよう
に、挿入部材２４が弾性導電チューブ２１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、弾性導電チューブ２１の上方（図６中の矢示方
向Ｄｒ２）から押圧力が加えられたときには、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２
３とが弾性導電チューブ２１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、挿入部材２４が弾
性導電チューブ２１の中空部２８内で丁度９０度回動し
て、両側端絶縁体部３１，３２および中央絶縁体部３３
が上下方向に揃って配置された状態で、弾性導電チュー
ブ２１の幅方向である上方（図７中の矢示方向Ｄｒ３）
から押圧力が加えられたときには、挿入部材２４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２３ａとが直接
接触するとともに、他方の第一電極部材２２ｂ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。

【００５２】ここで、挿入部材２４の一端部において
は、図９の如く、挿入部材２４内の各中空部３５，３６
に、外部接続用の２芯型のリード線３７の各接続端子３
８，３９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（２３ａ，２３ｂ）に
接続されて、リード線３７を通じて、外部の所定の検知
回路部４１（図１０参照）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（遮断手段）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。

【００５３】一方、挿入部材２４の他端部においては、
図１０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４２
が接続される。この終端抵抗体４２は、電極部材２２，
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。

【００５４】ここで、図１０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、リード線３７ａおよびプルダウン抵抗Ｒ
_O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３９およびリード線３７ｂを通
じて電源Ｅの負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。そして、検知回路部４１では、プルダウ
ン抵抗Ｒ_Oに印加される分圧（図１０中のＶ１、図１２
および図１３中のＶ２）を検出するようになっている。
なお、ここでは、プルダウン抵抗Ｒ_Oに印加される分圧
を検出するようにしたが、プルダウン抵抗Ｒ_Oと接続端
子３９との間の中間電圧を検出するようにしてもよい。

【００５５】ここで、図１等に示すように荷重印加がな
い場合には、挿入部材２４の第一電極部材２２，２３
は、互いに離間させているとともに、挿入部材２４の外
周部に設けられた外囲部材２５によって弾性導電チュー
ブ２１からも離間されている。したがって、この場合に
両電極部材２２，２３、検知回路部４１および終端抵抗
体４２で構成される回路は、図１０のようになる。ここ
で、この荷重センサ１０における導電路としての各電極
部材２２，２３の長さをＬ、この導電路（電極部材２
２，２３）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２
２，２３および終端抵抗体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。

【００５６】 Ｖ１＝Ｒ_OＥ／（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。

【００５７】これに対し、図１１の如く、荷重センサ１
０のＸ点からＹ点の間の領域（図１１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のように弾性導電チューブ２１が撓んで第一電極部材
２２および第二電極部材２３に接触する。この場合の弾
性導電チューブ２１の抵抗値をＲ_Dとし、図１１中の荷
重センサ１０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および終端抵抗
体４２で構成される回路は、図１２のようになり、検知
回路部４１から見た入力抵抗Ｒ２は、実質的に、 Ｒ２＝２ｒ_Dｘ＋Ｒ_D …（５） となる。ただし、（５）式においては、 Ｒ_L＞＞Ｒ_D …（６） に設定されているものとし、よって終端抵抗体４２は近
似的に抵抗値が無限大となっている（断線している）も
のとして計算している。

【００５８】この（５）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） …（７） となる。ここで、図１１中の荷重センサ１０の端部から
点Ｘまでの距離ｘは、荷重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_OＥ／（Ｒ_D＋Ｒ_O） …（８） から Ｖ２＝Ｒ_OＥ／（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
（６）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。

【００５９】尚、荷重センサ１０が図８に示す状態とな
った場合は、両電極部材２２，２３同士は弾性導電チュ
ーブ２１を介さずに直接接続される。この場合の等価回
路は図１３のようになる。この場合に流される電流は弾
性導電チューブ２１を介在しないため、上記のＲ_Dがゼ
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、実質的に、（１０）式のようになる。

【００６０】 Ｖ２＝Ｒ_OＥ／（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。

【００６１】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。

【００６２】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および挿入部材２４
の弾性復元力により図１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。

【００６３】これによって、検出回路部４１にて、電圧
値Ｖ２の状態を監視することにより、荷重印加の有無、
および電極部材２２，２３の断線の有無を検出できるよ
うになっている。

【００６４】次に、図１４を参照して、本実施形態に係
る荷重センサ１０の適用例を示す。図１４は、本実施形
態に係る荷重センサ１０が適用された荷重検知シート４
３を示す平面図である。この荷重検知シート４３は、複
数の荷重センサ１０と、その複数の荷重センサ１０が平
面的（ここでは、互いに平行に間隔をあけて）設置され
た弾性部材からなるシート体（基台部材）４４と、検知
回路部４１を備えた検知部４５とを備えている。なお、
ここでは、荷重センサ１０をシート体４４上に設置する
ようにしたが、シート体４４中に埋め込むようにしても
よい。また、ここでは、複数の荷重センサ１０を平面的
に配設したのであるが、単一の荷重センサ１０をＵ字形
等に平面的に湾曲させて配設するようにしてもよい。

【００６５】各荷重センサ１０と検知部４５とは、リー
ド線３７およびリード線４６とによって接続されてい
る。リード線３７は、荷重センサ１０の両電極部材２
２，２３と前述の検知回路部４１（検知部４５内に設け
られている）とを接続するためのものである。また、こ
こでは、各荷重センサ１０の終端抵抗体４２も、検知部
４５内に配設されており、リード線４６は、両電極部材
２２，２３の端部と、検知部４５内の終端抵抗体４２と
を接続するためのものであり、リード線３７と同様にし
て両電極部材２２，２３に接続される。なお、電極部材
２２，２３と弾性導電チューブ２１との導通状態を検出
することにより、荷重センサ１０への荷重印加状態を検
出する場合には、各荷重センサ１０の弾性導電チューブ
１０の両端部と検知部４５とをそれぞれ接続するリード
線を設ける必要がある。

【００６６】また、検知部４５内には、各荷重センサ１
０ごと個別に接続される複数の検知回路部４１を設けて
もよく、あるいは、単一の検知回路部４１を設け、この
検知回路部４１に各荷重センサ１０の両電極部材２２，
２３を並列的に接続するようにしてもよい。

【００６７】そして、複数の荷重センサ１０のいずれか
に荷重が印加されると、そのいずれかの荷重センサ１０
の両電極部材２２，２３間が導通したことが、検知部４
５にて検知され、これによって、荷重が印加されたこと
が検知される。

【００６８】以上のように、本実施形態によれば、第一
電極部材２２と第二電極部材２３との間の電気的接続の
有無を検出することにより、荷重の有無を検出すること
ができ、その結果、比較的簡単で安価な構造および回路
構成で容易に且つ正確に荷重を検出できる荷重センサを
提供することができる。

【００６９】また、外囲部材２５が、長手方向に所定間
隔Ｄをあけて挿入部材２４を外囲するように設けられ、
挿入部材２４と一緒に弾性導電チューブ２１内に挿入さ
れて、挿入部材２４を弾性導電チューブ２１から離間さ
せるようになっているため、外囲部材２５の厚さＴ１、
幅Ｗおよび外囲部材２５間の間隔Ｄのうちの少なくとも
いずれか一つを調節することにより、荷重センサ１０の
感度を容易に調節することができる。

【００７０】さらに、外囲部材２５がリング状の形状を
有しているため、外囲部材２５の挿入部材２４への装着
は、外囲部材２５を挿入部材２４に外挿するだけでよ
く、装着位置の調節も、外囲部材２５を長手方向にスラ
イド移動させるだけで容易に行うことができる。

【００７１】また、外囲部材２５が熱収縮チューブであ
るため、外囲部材２５を挿入部材２４に外挿した後、加
熱するだけで外囲部材２５が挿入部材２４を締め付ける
ように収縮して挿入部材２４に固定されるため、外囲部
材２５の固定を容易に行うことができる。

【００７２】さらに、挿入部材２４を構成する絶縁体部
３１ないし３３だけでなく、両電極部材２２，２３も弾
性を有する部材で形成されているため、挿入部材２４を
比較的容易に湾曲させることができ、その結果、荷重セ
ンサ１０を湾曲させた状態で配設することが可能とな
り、荷重センサ１０の配設形態の自由度を向上させるこ
とができる。

【００７３】また、両電極部材２２，２３は、長手方向
に連通する中空部３５，３６を有しているため、荷重セ
ンサ１０の変形に柔軟に対応することができるととも
に、中空部３５，３６にリード線３７の端子部３８，３
９を挿入するだけで、リード線３７との接続を容易に行
うことができる。

【００７４】さらに、弾性導電チューブ２１の内部空間
は、両端部にてシール部材４０により外部から遮断され
ているため、ゴミや液体等の異物が弾性導電チューブ２
１内に侵入するのを防止することができる。

【００７５】＜第二実施形態＞図１５は、本発明の第二
実施形態に係る荷重センサ１０の直角断面図である。本
実施形態に係る荷重センサ１０において、第一実施形態
に係る荷重センサ１０と対応する部分には、同一の参照
符号を付して説明を省略する。

【００７６】本実施形態に係る荷重センサ１０が、第一
実施形態に係る荷重センサ１０と大きく異なる点は、挿
入部材２４には、正負のうちのいずれか一方の電極部材
５１が設けられているとともに、弾性導電チューブ２１
が正負のうちのいずれか他方の電極部材として機能する
ようになっている点である。

【００７７】本実施形態では、導電ゴム等の弾性導電部
材で形成された長尺平板状の電極部材５１自体が挿入部
材２４となっている。なお、本実施形態では、柔軟性確
保の観点から、電極部材５１を弾性導電部材で形成した
が、長尺平板状の金属導体で電極部材５１を形成しても
よい。なお、本発明において、金属導体という場合に
は、銅等の低抵抗の金属材料からなるものも、ニクロム
合金等の比較的高い抵抗値を有する金属材料からなるも
の、およびそれらの低抵抗あるいは比較的抵抗値の高い
金属材料からなる導体線を撚り合わしてなる金属撚線を
含むものとする。

【００７８】弾性導電チューブ２１および外囲部材２５
の構成は、第一実施形態と同様であり、ここでは、外囲
部材２５は、熱収縮チューブで形成され、長手方向に所
定間隔Ｄをあけて挿入部材２４（電極部材５１）の外周
部に固定された状態で、挿入部材２４と一緒に弾性導電
チューブ２１内に挿入されるようになっている。これに
よって、荷重印加のない自然状態では、図１５に示すよ
うに、電極部材５１が外囲部材２５によって弾性導電チ
ューブ２１から離間されている。

【００７９】電極部材５１および弾性導電チューブ２１
の一端部には、信号取出し用のリード線が接続されてお
り、荷重印加により、弾性導電チューブ２１が押しつぶ
されるように弾性変形し、電極部材５１と弾性導電チュ
ーブ２１とが当接すると、両者の間が電気的に導通した
ことが前記リード線を介して検知されることにより、荷
重印加が検知されるようになっている。

【００８０】また、第一実施形態に係る荷重センサ１０
と同様に、弾性導電チューブ２１の両端部は、シール部
材４０等によってシールされている。

【００８１】これによって、本実施形態においても、外
囲部材２５の厚さＴ１、幅Ｗおよび外囲部材２５間の間
隔Ｄのうちの少なくともいずれか一つを調節することに
より、荷重センサ１０の感度を容易に調節することがで
きる等の第一実施形態と同様な効果が得られる。

【００８２】あるいは、外囲部材２５の厚さＴ１、幅Ｗ
および外囲部材２５間の間隔Ｄ、電極部材５１と弾性導
電チューブ２１との間の距離、弾性導電チューブ２１の
肉厚、および弾性導電チューブ２１の外径のうちの少な
くともいずれか１つを調節することによっても、荷重セ
ンサ１０の感度を容易に調節することができる。

【００８３】また、電極部材５１が弾性導電部材等の可
撓性を有する部材（ここでは弾性導電部材）で形成され
ているため、電極部材５１を弾性導電チューブ２１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１０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１０を提供することができる。

【００８４】さらに、電極部材５１自体によって挿入部
材２４が構成されているため、いずれの方向から荷重が
加わって弾性導電チューブ２１が弾性変形されても、電
極部材５１が弾性導電チューブ２１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、実質的に電極部材５１の軸回りの
向きを意識せずに荷重センサ１０の組み立ておよび配設
を容易に行うことができる。

【００８５】また、電極部材２４を金属線等の低抵抗材
料で形成した場合には、電極部材２４の抵抗値を小さく
することができ、電極部材２４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。

【００８６】＜第一および第二実施形態の変形例＞図１
６に示す変形例は、第一実施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、外囲部材２５
が、絶縁材料からなるリング状の部材（熱収縮チューブ
でもよい）で形成され、接着剤５２によって挿入部材２
４に固定されている。これによって、接着剤５２により
外囲部材２５の固定が簡単にかつより強固に行えるよう
になっている。

【００８７】また、この変形例では、弾性導電チューブ
２１の外側に、弾性導電チューブ２１を外囲する弾性を
有する外部チューブ５３が設けられている。これによっ
て、外部チューブ５３によって弾性導電チューブ２１が
保護されるとともに、弾性導電チューブ２１の弾力性が
外部チューブ５３によって補強されて、押圧力が解除さ
れた際の弾性導電チューブ２１の自然状態への復帰性能
が向上され、これによって、押圧力解除時の電極部材２
２，２３と弾性導電チューブ２１との導通を確実に解除
することができる。

【００８８】なお、この変形例に係る技術を第二実施形
態に係る荷重センサ１０に適用してもよい。

【００８９】図１７に示す変形例は、第一実施形態に係
る荷重センサ１０に対するものである。この変形例で
は、外囲部材２５が、挿入部材２４の外周部の外囲部材
２５の設置個所に外囲されるシート状の絶縁部材５４
と、その絶縁部材５４を介して挿入部材２５の外周に嵌
着（圧着固定）される金属固定部材５５と、金属固定部
材５５を被覆するように、金属固定部材５５の外周部に
固定される絶縁性の被覆絶縁部材５６（熱収縮チューブ
や粘着性の絶縁テープでもよい）とを備えて構成されて
いる。これによって、金属固定部材５５により外囲部材
２５の挿入部材２４への固定を強固に行うことができる
ようになっている。ここで、この変形例では、両電極部
材２２，２３の上部電極部材２２ａ，２３ａと下部電極
部材２２ｂ，２３ｂとが、中央絶縁体部３３に隣接する
中空部３５，３６の外周部分にて互いに繋げられてい
る。

【００９０】なお、この変形例に係る技術を第二実施形
態に係る荷重センサ１０に適用してもよい。ただし、こ
の場合には、絶縁部材５４は省略してもよい。

【００９１】図１８に示す変形例は、第一実施形態に係
る荷重センサ１０に対するものである。この変形例で
は、挿入部材２４が、絶縁部材からなる長尺平板状の基
板５７と、その基板５７上に長手方向に沿って互いに離
間して配設された第一電極部材２２および第二電極部材
２３とを備えて構成されている。基板５７は、必ずしも
弾性を有している必要はないが、柔軟性確保の観点から
弾性材料で形成するのがよい。また、両電極部材２２，
２３も、金属導体等で形成してもよいが、柔軟性確保の
観点から導電ゴム等の弾性導電材料で形成するのがよ
い。

【００９２】図１９および図２０に示す変形例は、第一
実施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、挿入部材２４が、平行配置された長尺形
状の第一電極部材２２および第二電極部材２３によって
構成されているとともに、外囲部材２５が、各電極部材
２２，２３の外囲部材２５の設置個所における外周部を
覆うリング状の絶縁部材５８，５９と、絶縁部材５８，
５９の上から両電極部材２２，２３の外周部に嵌着固定
されるリング部材（好ましくは、絶縁性を有しているの
がよい）６０とを備えて構成されている。絶縁部材５
８，５９は、荷重印加のない自然状態において、弾性導
電チューブ２１内で両電極部材２２，２３を互いに離間
させるためのものである。

【００９３】両電極部材２２，２３は、図１９の構成で
は長手方向に連通する中空部３５，３６を有する円筒形
の中空形状を有しており、図２０の構成では中空部３
５，３６を有さない中実の円柱形状を有している。ま
た、両電極部材２２，２３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２０の構成の場合に
は、金属導体によって構成されていてもよい。

【００９４】このような構成により、この変形例におい
ても、外囲部材２５間の間隔Ｄ、絶縁部材５８，５９の
厚さＴ２、幅Ｗ、およびリング部材６０の厚さＴ３のう
ちの少なくとも一つを調節することにより、荷重印加に
より両電極部材２２，２３が弾性導電チューブ２１に当
接する際の感度を容易に調節することができるととも
に、この変形例では、外囲部材２５間の間隔Ｄおよび絶
縁部材５８，５９の厚さＴ２のうちの少なくともいずれ
か一方を調節することにより、荷重印加により両電極部
材２２，２３が直接当接する際の感度も容易に調節する
ことができる。

【００９５】図２１に示す変形例は、第二実施形態に係
る荷重センサ１０に対するものである。この変形例で
は、挿入部材２４が、両側端絶縁体部３１，３２の中間
に、導電ゴム等の弾性導電部材からなる正負いずれか一
方の電極部材５１（５１ａ，５１ｂ）が設けられて構成
されている。ここで、図２１の電極部材５１は、断面円
弧状の上部電極部材５１ａおよび下部電極部材５１ｂか
ら構成されており、これらの両電極部材５１ａ，５１ｂ
がその間に中空部６１を形成するようにして向き合った
状態で、両側端絶縁体部３１，３２の間を連結してい
る。

【００９６】また、両側端絶縁体部３１，３２の外方端
部は、上下方向の高さ寸法Ｈ３が、電極部材５１の上下
方向の高さ寸法Ｈ２厚さと実質的に等しくなるように設
定され、これによって、熱収縮チューブ等によって構成
される外囲部材２５からの締め付け力が、両側端絶縁体
部３１，３２の外方端部にて受け止められ、その締め付
け力によって電極部材５１が押しつぶされるのが防止さ
れるようになっている。

【００９７】さらに、両側端絶縁体部３１，３２の弾性
導電チューブ２１に対向する外方端面は、弾性導電チュ
ーブ２１の内周面に対応した円弧形状を有しており、こ
れにより、挿入部材２４が弾性導電チューブ２１内でス
ムーズに回動可能となっている。

【００９８】図２２に示す変形例では、図２１の変形例
をもとにして、弾性導電チューブ２１の外周部に、弾性
導電チューブ２１を外囲する弾性材料からなる外部チュ
ーブ６２が設けられている。外部チューブ６２は、周方
向の一区間が導電ゴム等の弾性導電材料によって形成さ
れた導電部６３となっており、他の区間が絶縁性弾性材
料から形成された非導電部６４となっている。導電部６
３には、リード線接続用の接続凸部６３ａが突設されて
おり、これによって、この接続凸部６３ａにリード線接
続用の圧着端子を圧着接続する等の簡単な手法でリード
線の接続が行えるようになっている。接続されたリード
線は、導電部６３を介して弾性導電チューブ２１に電気
的に接続される。

【００９９】図２３および図２４に示す変形例は、第二
実施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、挿入部材２４が、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５１自体によって
構成されている。電極部材５１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２４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５１をいずれの材料により形成
しても、形成される電極部材５１が可撓性を有するよう
な材料を選択するのが望ましい。

【０１００】また、この変形例では、外囲部材２５は、
電極部材５１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２１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５１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。

【０１０１】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、図２５に示すように、挿入部材２４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６
６の導体部を巻き付けた状態で、その導体部の巻き付け
部６７を挿入部材２４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６７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６６が弾性導電チューブ２１に接
続されるとともに、リード線６６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６６の接続および固定を行うことができる。

【０１０２】図２６に示す変形例では、図１９、図２
０、図２３および図２４に示す変形例において、電極部
材２２，２３，５１が、中空の円筒形あるいは中実の円
柱形の弾性部材（絶縁体）６８と、その弾性部材６８の
外周に螺旋状に巻き付けられた導体線（金属導体）６９
とを備えて構成されている。

【０１０３】図２７に示す変形例は、第一実施形態に係
る荷重センサ１０に対するものである。この変形例で
は、外囲部材２５が、長手方向に所定間隔Ｄ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られた絶
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、外囲部材２５としての機能を容易に得ること
ができる。

【０１０４】なお、この変形例に係る技術を第二実施形
態に係る荷重センサ１０に適用してもよい。

【０１０５】図２８に示す変形例は、第一実施形態に係
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の周方向の一区間（ここで
は、上方部分２１ａ）のみが導電部７０とされ、他の区
間は、導電性を有さない非導電部７１とされている。導
電部７０も非導電部７１も弾性材料によって一体成形さ
れているが、導電部７０は、導電ゴム等の弾性導電材料
によって形成されている。

【０１０６】これに対応して、挿入部材２４は、弾性導
電チューブ２１の弾性変形に伴って両電極部材２２，２
３が導電部７０に当接可能なように、両電極部材２２，
２３が弾性導電チューブ２１の導電部７０に対向する姿
勢でチューブ２１内おける回転が実質的に止められてい
る。

【０１０７】ここで、導電ゴム等により構成される導電
部７０は、導電性含有物の影響等により硬度が高くなり
やすく、柔軟性に劣る場合があるのであるが、弾性導電
チューブ２１に柔軟性を十分に確保できる非導電部７１
を設けることにより、弾性導電チューブ２１の柔軟性を
十分に確保することができ、これによって、小さな荷重
も敏感に検知することができる。特に、この変形例で
は、上方からの荷重印加時に大きく弾性変形し、特に柔
軟性が要求される弾性導電チューブ２１の左右の側面部
分２１ｂ，２１ｃが、柔軟性を十分に確保できる非導電
部７１となっているため、小さな荷重に対しても弾性導
電チューブ２１が敏感に弾性変形するようになってい
る。

【０１０８】図２９に示す変形例は、図１４に示す荷重
検知シート４３の変形例であり、所定間隔をあけて互い
に平行に平面的に配置された複数（ここでは３つ）の荷
重センサ１０と、その荷重センサ１０を上下から挟み込
むようにして保持する弾性を有する略板状の二枚の押圧
体７２，７３とを備えて構成されている。

【０１０９】なお、上述の第１実施形態では、両電極部
材２２，２３の一方端に信号出力用のリード線３７を介
して検知回路部４１を接続し、他方端に終端抵抗体４２
を接続するようにしたが、その他方端にも、リード線３
７を介して検知回路部４１を接続し、両電極部材２２，
２３の両端を介して荷重検知を行うようにしてもよい。
これによって、一方の接続経路（リード線３７等）に断
線が生じても、他方の接続経路を通じて荷重検知を行う
ことができ、信頼性の向上が図れる。

【０１１０】また、同様に、上述の第２実施形態では、
電極部材５１および弾性導電チューブ２１の一方端に信
号出力用のリード線を介し、その一方端を介して荷重検
知を行うことを想定したが、その他方端にも、信号出力
用のリード線を接続し、他方端からも荷重検知を行える
ようにしてもよい。

【０１１１】＜第三実施形態＞図３０および図３１は、
本発明の第三実施形態に係る荷重センサ１０の互いに異
なる切断位置での断面図である。本実施形態に係る荷重
センサ１０は、前述の図２６に示す構成を実施形態とし
てより詳細に記載するものであり、第一および第二実施
形態に係る荷重センサ１０と対応する部分には、同一の
参照符号を付して説明を省略する。

【０１１２】本実施形態では、電極部材８１自体が挿入
部材を構成しており、図３０ないし図３２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。

【０１１３】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、本実施形態で
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。

【０１１４】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３３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。

【０１１５】また、本実施形態では、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、前述の図３に示すように、長手方向
に所定間隔をあけてリング状の外囲部材２５を間欠的に
設ける形態や、あるいは図２７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を設ける形態等が
考えられる。

【０１１６】以上のように、本実施形態では、第二実施
形態と同様な効果が得られるとともに、電極部材８１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８
５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。

【０１１７】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。

【０１１８】さらに、本実施形態明に係る電極部材８１
では、芯材８３の外周に金属線８５がコイル状に巻回さ
れており、荷重印加時に弾性導電チューブ２１にチュー
ブ２１と異種材料からなる電極部材８１の金属線８５が
当接することとなるため、荷重印加解除時に電極部材８
１を弾性導電チューブ２１から離反しやすくすることが
でき、荷重センサ１０の信頼性の向上が図れる。

【０１１９】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の抵抗値を容
易に調節することができる。

【０１２０】さらに、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
する際、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、両者をより確実に導通させることができ
る。

【０１２１】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。

【０１２２】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
はくしゃくしゃ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。

【０１２３】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。

【０１２４】また、本実施形態では、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。

【０１２５】＜第四実施形態＞図３４は本発明の第四実
施形態に係る荷重センサユニット９０の構成を模式的に
示す平面図であり、図３５は図３４の荷重センサユニッ
ト９０の断面図である。本実施形態に係る荷重センサユ
ニット９０に用いられている荷重センサ１０が前述の第
三実施形態に係る荷重センサ１０と異なる点は、実質的
に電極部材８１が２分割されている点のみであり、対応
する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。

【０１２６】本実施形態に係る荷重センサ１０では、図
３４に示すように、弾性導電チューブ２１内に挿入され
る電極部材８１が、その長手方向のいずれかの分割位置
（ここでは中央部）で２つの分割体８１ａ，８１ｂに２
分割されている。そして、２つの分割体８１ａ，８１ｂ
は、弾性導電チューブ２１内において所定間隔Ｄ１だけ
離間されて配設されている。図３４では、便宜上、外囲
部材２５が省略されているが、各分割体８１ａ，８１ｂ
ごとにその外周部に設けられている。あるいは、本実施
形態のように、第一および第二実施形態およびそれらの
変形例に係る荷重センサ１０において、本実施形態のよ
うに挿入部材２４を所定の分割位置で２分割してもよ
い。

【０１２７】なお、各分割体８１ａ，８１ｂは、弾性導
電チューブ２１の端部に位置するその外方側端部のみに
おいて弾性導電チューブ２１と固定されるのが好まし
い。

【０１２８】そして、本実施形態に係る荷重センサユニ
ット９０は、このように構成される複数（ここでは４
つ）の荷重センサ１０と、シート部材（基台部材）９１
と、袋部材９３とを備えて構成されている。

【０１２９】シート部材９１は、柔軟に変形する絶縁性
のシート状の部材であり、その表面には、４つの荷重セ
ンサ１０が配置されている。ここでは、４つの荷重セン
サ１０は、シート部材９１上に所定間隔をあけて平行配
置されている。そして、この４つの荷重センサ１０とシ
ート部材９１とによってシートユニット９５が構成され
ている。あるいは、本実施形態の変形例として、本実施
形態に係る荷重センサ１０の代わりに、第一および第二
実施形態およびそれらの変形例に係る荷重センサ１０を
用いてシートユニット９５を構成してもよい。

【０１３０】荷重センサ１０は、接着剤、粘着テープ等
の固着手段を用いて、荷重センサ１０の両端部、およ
び、必要に応じて電極部材８１と弾性導電チューブ２１
との間に外囲部材２５が設けられている荷重センサ１０
の部分において部分的にシート部材９１に固着されるよ
うになっている。

【０１３１】袋部材９３は、柔軟に変形する絶縁材料に
より形成されたシート状の袋部材であり、所定の開口部
から挿入されたシートユニット９５を内包する。

【０１３２】また、シート部材９１には、信号取り出し
用の複数のリード線９７および複数のリード線９９が配
設されている。各リード線９７，９９の一端部は、各荷
重センサ１０における荷重センサ１０の端部に位置する
分割体８１ａ，８１ｂの外方側端部に接続され、その他
端部は、袋部材９３から引き出されて検出回路１０１に
それぞれ接続されている。なお、図３４では省略されて
いるが、各荷重センサ１０の弾性導電チューブ２１の各
両端部と、検出回路１０１とをそれぞれ独立に接続する
複数のリード線もシート部材９１に設けられている。

【０１３３】検出回路１０１は、リード線９７，９９等
を介して各荷重センサ１０における分割体８１ａ，８１
ｂと弾性導電チューブ２１との間の導通状態を検出する
ことにより、各荷重センサ１０への荷重印加状態を各セ
ンサ１０ごとに独立に検出する。

【０１３４】以上のように、本実施形態によれば、前述
の各実施形態の効果に加えて、荷重センサ１０の電極部
材８１が２つの分割体８１ａ，８１ｂに２分割されてい
るため、荷重印加等に伴ってシート部材９５がその面に
対する法線方向に撓んで電極部材８１に引っ張り張力が
与えられた場合に、電極部材８１（分割体８１ａ，８１
ｂ）を断絶しにくくすることができる。

【０１３５】また、弾性導電チューブ２１の全長にわた
って必ずしも電極部材８１を連続的に配設しなくとも、
荷重センサ１０の十分な荷重検出機能を得ることができ
る場合が多いため、２つの分割体８１ａ，８１ｂを荷重
検出に支障のない範囲内で間隔Ｄをあけて弾性導電チュ
ーブ２１内に配設することにより、分割体８１ａ，８１
ｂの間の間隔Ｄ１の大きさの分だけ電極部材８１の材料
費を削減することができる。

【０１３６】さらに、複数の荷重センサ１０をシート部
材９１に配設しているため、複数の荷重センサ１０とシ
ート部材９１とを１つのユニットとして取り扱うことが
でき、部品管理および取り付けを容易に行うことができ
る。

【０１３７】また、荷重センサ１０は、荷重センサ１０
の両端部、および、必要に応じて電極部材８１と弾性導
電チューブ２１との間に外囲部材２５が設けられている
荷重センサ１０の部分において部分的にシート部材９１
に固着されるようになっているため、荷重センサ１０の
荷重検出機能の妨げとなることなく、荷重センサ１０を
シート部材９１に固定することができる。

【０１３８】さらに、複数の荷重センサ１０とシート部
材９１とを備えてなるシートユニット９５が、袋部材９
３に内包されてるため、シートユニット９５と袋部材９
３とを１つのユニットとして取り扱うことができ、部品
管理および取り付けを容易に行うことができる。

【０１３９】また、シートユニット９５が袋部材９３に
内包されるため、荷重センサ１０を袋部材９３により保
護することができる。

【０１４０】＜第五実施形態＞図３６は本発明の第五実
施形態に係る挟込み検出装置のブロック図であり、図３
７は図３６の挟込み検出装置に備えられる荷重センサの
構成および配設形態を示す断面図であり、図３８は図３
６の挟込み検出装置の要部の回路構成を模式的に示す図
である。

【０１４１】本実施形態に係る挟込み検出装置は車両の
パワーウィンドウの挟込み防止に用いられるものであ
り、車窓１１１の内周部等に配設された荷重センサ１０
と、荷重センサ１０を介して挟込みを検出する検出部
（検出回路）１１３とを備えて構成されている。

【０１４２】車窓１１１は、駆動部１１５によって開閉
駆動される窓ガラス（開閉部材）１１７によって開閉さ
れる。駆動部１１５は、制御部１１９によって制御され
る。制御部１１９は、検出部１１３の検出結果を参照し
つつ、図示しない操作部からの入力に基づいて駆動部１
１５を駆動制御して窓ガラス１１７を開閉駆動する。

【０１４３】荷重センサ１０は、図３７および図３８に
示すように、前述の第三実施形態に係る構成に、外部チ
ューブ１２１を追加した構成となっている。外部チュー
ブ１２１は、ゴム等の弾性部材により形成されたチュー
ブ状の部材であり、その周方向の一部の区間が、導電ゴ
ム等の弾性導電部材により形成された導電部１２３とな
っている。その導電部１２３には、金属線１２５が挿入
される長手方向に延びる溝あるいは貫通孔（ここでは溝
１２７）が設けられている。そして、この外部チューブ
１２１の中空部１２９内には、弾性導電チューブ２１が
挿入される。なお、本実施形態では、外部チューブ１２
１の一部を弾性導電部材により形成したが、外部チュー
ブ１２１の全体を弾性導電部材で形成してその全体を導
電部１２３としてもよい。

【０１４４】ここで、金属線１２５は、複数の金属素線
を撚り合わせて構成された撚線を使用しているが、撚り
合わされてない複数の金属素線や、単一の金属線によっ
て構成してもよい。このような金属線１２５は、導電部
１２３の長手方向に対する抵抗値を下げるために備えら
れるものであるが、荷重センサ１０の長さが短い場合
や、導電部１２３の長手方向に対する抵抗値を抑制する
必要性がない場合には、省略してもよい。あるいは、弾
性導電チューブ２１にも金属線挿入用の長手方向に延び
る溝または貫通孔を設け、その溝または貫通孔に金属線
を挿入することにより、弾性導電チューブ２１の長手方
向の抵抗値を低下させるようにしてもよい。

【０１４５】このような荷重センサ１０の取付位置とし
ては、窓ガラス１１７の閉鎖方向下流側端部１１７ａと
対向する車窓１１１の内周部の部分や、窓ガラス１１７
の閉鎖方向下流側端部１１７ａ等に配設される。荷重セ
ンサ１０を車窓１１１の内周部に配設する場合の具体例
としては、例えば、図３６に示すように車窓１１１のの
窓枠部や、図３９に示すようにサイドバイザ１３１の内
周側縁部に荷重センサ１０を配設することなどが考えら
れる。

【０１４６】また、本実施形態では、外部チューブ１２
１（ここでは導電部１２３）の外周部には、この荷重セ
ンサ１０が取り付けられる支持部材１３３が挿入されて
保持される保持溝１３５ａが設けられた取付部１３５が
形成されている。

【０１４７】次に、図３８を参照して荷重センサ１０お
よび検出部１１３の回路構造を説明する。荷重センサ１
０と検出部１１３との間は、リード線１３７，１３９に
よって接続されている。リード線１３７の一端部は、電
極部材８１の一端部に接続され、その他端部は検出部１
１３に接続される。リード線１３９の一端部は、外部チ
ューブ１２１の導電部１２３に設けられる金属線１２５
の一端部に接続され、その他端部は検出部１１３に接続
される。

【０１４８】また、荷重センサ１０内において、電極部
材８１の他端部と金属線１２５の他端部とは終端抵抗１
４１を介して互いに接続されており、弾性導電チューブ
２１の一端部と金属線１２５の一端部とは互いに接続さ
れている。終端抵抗１４１は、電極部材８１の抵抗値、
弾性導電チューブ２１の抵抗値、外部チューブ１２１の
導電部１２３の抵抗値、金属線１２５の抵抗値、および
挟込みが生じた際のこれらの部材間の接触抵抗値よりも
十分に大きな値に設定されている。

【０１４９】さらに、検出部１１３内において、リード
線１３７の他端部は、基準抵抗１４３を介して電源線１
４５に接続されており、リード線１３９の他端部は、グ
ランドに接地されている。

【０１５０】このような回路構成により、挟込みのない
状態では、電極部材８１が弾性導電チューブ２１から離
間されているため、電源線１４５から供給される電流
は、矢印１４７に示すように、基準抵抗１４３、リード
線１３７、電極部材８１、終端抵抗１４１、金属線１２
５およびリード線１３９を介してグランドに流れる。こ
の場合に、電源線１４５から基準抵抗１４３を介して荷
重センサ１０に流れる電流は、終端抵抗１４１の抵抗値
が大きいため、微小なものとなっている。

【０１５１】そして、荷重センサ１０の一端部から距離
ｘの位置（荷重印加位置）Ｐで異物の挟込みが生じ、異
物から与えられる荷重により、外部チューブ１２１およ
び弾性導電チューブ２１が押しつぶされるようにして弾
性変形し、これによって、その荷重印加位置Ｐにて、電
極部材８１が弾性導電チューブ２１に接触するととも
に、弾性導電チューブ２１が外部チューブ１２１の導体
部１２３に接触すると、荷重センサ１０内において、矢
印１４７で示す回路の他に、矢印１４９で示すような回
路が生じる。この矢印１４９で示す回路により、電源線
１４５から供給される電流が、基準抵抗１４３、リード
線１３７、電極部材８１、電極部材８１と弾性導電チュ
ーブ２１との接触部、弾性導電チューブ２１、弾性導電
チューブ２１と導電部１２３との接触部、導電部１２
３、導電部１２３と金属線１２５との接触部、金属線１
２５およびリード線１３９を介してグランドに流れる。

【０１５２】このとき、矢印１４７で示す回路の抵抗値
より、矢印１４９で示す回路の抵抗値が大幅に小さいた
め、電源線１４５から基準抵抗１４３を介して荷重セン
サ１０に流れる電流が大幅に増大する。このため、挟込
みの有無により、電源線１４５から基準抵抗１４３に供
給される電流の値、および基準抵抗１４３で生じる電圧
降下の値が変化し、この電流値、あるいは電圧降下の変
化状況を検出することにより、挟込みの有無が検出でき
るようになっている。

【０１５３】本実施形態では、検出部１１３に備えられ
る判定部１５１が、基準抵抗１４３の荷重センサ１０側
の端部Ｑの電位の変化を検出することにより、挟込み有
無を検出するようになっている。すなわち、端部Ｑのグ
ランドに対する電位は、挟込みの発生により大幅に低下
するため、その電位が所定の基準電圧に対して上か下か
を判定部１５１で判定することにより、挟込みの有無が
判定できるようになっている。また、この判定部１５１
は、その判定結果を制御部１１９に逐次出力するように
なっている。

【０１５４】制御部１１９は、判定部１５１から与えら
れる判定結果が挟込みがないことを示しているときは、
図示しない操作部から与えられる開閉指令に基づいて駆
動部１１５を駆動制御することにより、窓ガラス１１７
を開閉動作させる一方、判定部１５１によって挟込みが
検出されると、これに応答して、操作部から与えられる
指令内容にかかわらず、窓ガラス１１７の閉鎖動作を禁
止するとともに、望ましくは駆動部１１５を制御して窓
ガラス１１７を全開位置まで開動作させる。

【０１５５】以上のように、本実施形態によれば、荷重
センサ１０が前述の第三実施形態に係る電極部材８１を
用いて構成されているため、低コストの構成で種々の方
向から与えられる異物からの荷重を確実に検出すること
ができ、信頼性の高い挟込み検出装置を提供することが
できる。

【０１５６】また、弾性導電チューブ１０が外部チュー
ブ１２１の中空部１２９内に挿入されているため、弾性
導電チューブ１０および弾性導電チューブ１０内の構成
を外部チューブ１２１により保護することができ、荷重
センサ１０の耐久性を向上させることができる。

【０１５７】さらに、外部チューブ１２１の導電部１２
３には金属線１２５が配設されているため、導電部１２
３の長手方向に対する抵抗値を大幅に抑制することがで
き、導電部１２３を低ノイズの通電路として構成するこ
とができる。

【０１５８】なお、本実施形態では、弾性導電チューブ
２１の外周に外部チューブ１２１を備える構成とした
が、外部チューブ１２１を省略して、弾性導電チューブ
２１を車窓１１１の内周部に直接固定するようにしても
よい。

【０１５９】また、本実施形態では、本発明に係る挟込
み防止装置を車両のパワーウィンドウの挟込み防止に適
用したが、車両の電動スライドドアやサンルーフ開閉機
能における挟込み防止等に適用しもよく、あるいは車両
に限らず、建物の開閉扉等の任意の開閉部材により開閉
される開口部における挟込み防止に適用してもよい。

【０１６０】

【発明の効果】請求項１、および請求項３ないし１８に
記載の発明によれば、第一電極部材および第二電極部材
は、弾性チューブの自然状態で弾性チューブの導電部か
ら離間して配置される一方、弾性チューブが外部からの
荷重により弾性変形したときに当該弾性チューブの導電
部を介して、あるいは導電部を介さずに相互に電気的接
続が可能に配置されているため、第一電極部材と第二電
極部材との間の電気的接続の有無を検出することによ
り、荷重の有無を検出することができ、その結果、比較
的簡単で安価な構造および回路構成で容易に且つ正確に
荷重を検出できる荷重センサを提供することができる。

【０１６１】また、外囲部材が、長手方向に所定間隔を
あけて挿入部材を外囲するように設けられ、挿入部材と
一緒に弾性チューブ内に挿入されて、挿入部材を弾性チ
ューブから離間させるようになっているため、外囲部材
の厚さ、挿入部材の長手方向に沿った外囲部材の幅、お
よび外囲部材間の間隔のうちの少なくともいずれか一つ
を調節することにより、弾性チューブを弾性変形させて
第一電極部材および第二電極部材を弾性チューブの導電
部を介して電気的に導通させるのに必要な荷重の大きさ
（すなわち、荷重センサの感度）を容易に調節すること
ができる。

【０１６２】請求項２、および請求項３ないし１８に記
載の発明によれば、電極部材は、弾性チューブの自然状
態で弾性チューブの前記導電部から離間して配置される
一方、弾性チューブが外部からの荷重により弾性変形し
たときに当該弾性チューブの導電部と電気的接続が可能
に配置されているため、電極部材と弾性チューブとの間
の電気的接続の有無を検出することにより、荷重の有無
を検出することができ、その結果、比較的簡単で安価な
構造および回路構成で容易に且つ正確に荷重を検出でき
る荷重センサを提供することができる。

【０１６３】また、外囲部材が、長手方向に所定間隔を
あけて挿入部材を外囲するように設けられ、挿入部材と
一緒に弾性チューブ内に挿入されて、挿入部材を弾性チ
ューブから離間させるようになっているため、外囲部材
の厚さ、挿入部材の長手方向に沿った外囲部材の幅、お
よび外囲部材間の間隔のうちの少なくともいずれか一つ
を調節することにより、弾性チューブを弾性変形させて
その導電部と電極部材とを電気的に導通させるのに必要
な荷重の大きさ（すなわち、荷重センサの感度）を容易
に調節することができる。

【０１６４】請求項３に記載の発明によれば、外囲部材
間の間隔、囲部材の厚さ、および挿入部材の長手方向に
沿った外囲部材の幅のうちの少なくともいずれか一つ
は、検出すべき荷重の大きさに応じて設定されているた
め、所定の検出感度で確実に荷重を検出することができ
る。

【０１６５】請求項５に記載の発明によれば、外囲部材
がリング状の形状を有しているため、外囲部材の挿入部
材への装着は、外囲部材を挿入部材に外嵌させるだけで
よく、装着位置の調節も、外囲部材を長手方向にスライ
ド移動させるだけで容易に行うことができる。

【０１６６】請求項６に記載の発明によれば、外囲部材
が接着剤を用いて挿入部材に固定されるため、外囲部材
の挿入部材への固定を容易に行うことができる。

【０１６７】請求項７に記載の発明によれば、外囲部材
が熱収縮チューブであるため、外囲部材を挿入部材に外
挿した後、加熱するだけで外囲部材が挿入部材を締め付
けるように収縮して挿入部材に固定されるため、外囲部
材の固定を容易に行うことができる。

【０１６８】請求項８に記載の発明によれば、絶縁テー
プを挿入部材に巻き付けるだけで容易に外囲部材として
機能を得ることができる。

【０１６９】請求項９に記載の発明によれば、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、外囲部材としての機能を容
易に得ることができる。

【０１７０】請求項１０に記載の発明によれば、金属固
定部材により外囲部材の挿入部材への固定を強固に行う
ことができる。

【０１７１】請求項１１に記載の発明によれば、金属固
定部材により外囲部材の挿入部材の固定を強固に行うこ
とができる。

【０１７２】請求項１２に記載の発明によれば、第一電
極部材および第二電極部材が弾性を有する絶縁部材の外
周部に設けられているため、挿入部材を比較的容易に湾
曲させることができ、その結果、荷重センサを湾曲させ
た状態で配設することが可能となり、荷重センサの配設
形態の自由度を向上させることができる。

【０１７３】請求項１３に記載の発明によれば、弾性チ
ューブと、信号取出し用の出力線との接続および固定
を、弾性チューブの一端部において、出力線の導電体部
を外囲部材の外周部に巻き付けた状態で挿入部材と一緒
に弾性チューブ内に押し込むという簡単な作業によって
行うことができる。

【０１７４】請求項１４に記載の発明によれば、電極部
材は、弾性導電部材によって形成され、長手方向に連通
する中空部を有しているため、荷重センサの変形に柔軟
に対応することができるとともに、中空部に信号取出し
用の出力線の導電体部を挿入するなどして出力線との接
続を容易に行うことができる。

【０１７５】請求項１６に記載の発明によれば、弾性チ
ューブの外側に弾性チューブを外囲する弾性を有する外
部チューブが設けられるため、外部チューブによって弾
性チューブが保護されるとともに、弾性チューブの弾力
性が外部チューブによって補強されて、押圧力が解除さ
れた際の弾性チューブの自然状態への復帰性能が向上さ
れ、これによって、押圧力解除時の電極部材と弾性チュ
ーブとの導通を確実に解除することができる。

【０１７６】請求項１９ないし３１に記載の発明によれ
ば、電極部材が可撓性を有する部材によって形成され、
その電極部材自体によって挿入部材が構成されているた
め、電極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。

【０１７７】また、電極部材自体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、電極部材が弾性チュー
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
部材である電極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。

【０１７８】請求項２０に記載の発明によれば、電極部
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、電極部材の抵抗値を小さくすることがで
き、電極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。

【０１７９】請求項２１に記載の発明によれば、電極部
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、電極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。

【０１８０】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。

【０１８１】さらに、本発明に係る電極部材では、芯材
の外周に金属線がコイル状に巻回されており、荷重印加
時に弾性チューブにそのチューブと異種材料からなる電
極部材の金属線が当接することとなるため、荷重印加解
除時に電極部材を弾性チューブから離反しやすくするこ
とができ、荷重センサの信頼性の向上が図れる。

【０１８２】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、電極部材の単位長さ
当たりの金属線の巻回距離を調節して電極部材の単位長
さ当たりの抵抗値を容易に調節することができる。

【０１８３】さらに、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
と弾性チューブとが接触して導通する際、荷重印加箇所
においてコイル状の金属線と弾性導電チューブとの導通
ポイントを的確に形成することができ、両者をより確実
に導通させることができる。

【０１８４】請求項２３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。

【０１８５】また、芯材が弾性部材によって形成されて
いるため、電極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、あるいはくし
ゃくしゃ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。

【０１８６】請求項２４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。

【０１８７】請求項２５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。

【０１８８】請求項２６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電極
部材の外周面上に一体に形成されるため、外囲部材の電
極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、強固に外囲部材を電極部材の外周面に
固定することができるとともに、外囲部材により金属線
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。

【０１８９】請求項２７に記載の発明によれば、外囲部
材間の間隔、外囲部材の電極部材の長手方向に対する
幅、コイル状に巻回された金属線と弾性チューブとの間
の距離、弾性チューブの肉厚、および弾性チューブの外
径のうちの少なくともいずれか１つを調節することによ
って、荷重センサのセンサ感度を容易に調節することが
できる。

【０１９０】請求項２９に記載の発明によれば、弾性チ
ューブの内部空間は、両端部にて所定の遮断手段により
外部から遮断されているため、ゴミや液体等の異物が弾
性チューブ内に侵入するのを防止することができる。

【０１９１】請求項３０に記載の発明によれば、挿入部
材は、その長手方向のいずれかの分割位置で２つの分割
体に２分割されているため、荷重印加等に伴って挿入部
材に張力が与えられた場合に、挿入部材を断絶しにくく
することができる。

【０１９２】請求項３１に記載の発明によれば、弾性チ
ューブの全長にわたって必ずしも挿入部材を連続的に配
設しなくとも、荷重センサの十分な荷重検出機能を得る
ことができる場合が多いため、２つの分割体を荷重検出
に支障のない範囲内で間隔をあけて弾性チューブ内に配
設することにより、分割体の間の間隔の大きさの分だけ
挿入部材の材料費を削減することができる。

【０１９３】請求項３２に記載の発明によれば、１また
は複数の荷重センサを基台部材に配設しているため、１
または複数の荷重センサと基台部材を１つのユニットと
して取り扱うことができ、部品管理および取り付けを容
易に行うことができる。この利点は、複数の荷重センサ
を基台部材に配設する場合に特に顕著となる。

【０１９４】請求項３３に記載の発明によれば、荷重セ
ンサは、その端部、あるいは挿入部材と弾性チューブと
の間に外囲部材が挿入されている荷重センサの部分にお
いて部分的に基台部材と固着されているため、荷重セン
サの荷重検出機能の妨げとなることなく、荷重センサを
基台部材に固定することができる。

【０１９５】請求項３４に記載の発明によれば、１また
は複数の荷重センサと基台部材とを備えてなるシートユ
ニットが、袋部材に内包されてるため、シートユニット
と袋部材とを１つのユニットとして取り扱うことがで
き、部品管理および取り付けを容易に行うことができ
る。

【０１９６】また、シートユニットが袋部材に内包され
るため、荷重センサを袋部材により保護することができ
る。

【０１９７】請求項３５に記載の発明によれば、請求項
１９ないし２９のいずれかに記載の荷重センサが用いら
れているため、低コストの構成で種々の方向から与えら
れる異物からの荷重を確実に検出することができ、信頼
性の高い挟込み検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態に係る荷重センサの軸直
角断面図である。

【図２】本発明の第一実施形態に係る荷重センサの軸直
角断面図である。

【図３】荷重センサの軸平行断面図である。

【図４】荷重センサに備えられる挿入部材および外囲部
材の平面図である。

【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挿入部材が斜め姿勢とな
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挿入部材が９０度回動し
た状態を示す断面図である。

【図８】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９】荷重センサの端部を示す側面図である。

【図１０】荷重が印加されていない状態の荷重センサの
回路図である。

【図１１】荷重センサを示す側面図である。

【図１２】荷重が印加されて両電極部材が弾性導電チュ
ーブに接続された状態の荷重センサを示す回路図であ
る。

【図１３】荷重が印加されて両電極部材が弾性導電チュ
ーブを介さずに直接接続された状態の荷重センサの回路
図である。

【図１４】図１の荷重センサが適用された荷重検知シー
トの平面図である。

【図１５】本発明の第二実施形態に係る荷重センサの軸
直角断面図である。

【図１６】第一実施形態に係る荷重センサの変形例を示
す図である。

【図１７】第一実施形態に係る荷重センサの変形例を示
す図である。

【図１８】第一実施形態に係る荷重センサの変形例を示
す図である。

【図１９】第一実施形態に係る荷重センサの変形例を示
す図である。

【図２０】第一実施形態に係る荷重センサの変形例を示
す図である。

【図２１】第二実施形態に係る荷重センサの変形例を示
す図である。

【図２２】第二実施形態に係る荷重センサの変形例を示
す図である。

【図２３】第二実施形態に係る荷重センサの変形例を示
す図である。

【図２４】第二実施形態に係る荷重センサの変形例を示
す図である。

【図２５】第二実施形態に係る荷重センサの変形例を示
す図である。

【図２６】第一および第二実施形態に係る荷重センサの
変形例を示す図である。

【図２７】第一実施形態に係る荷重センサの変形例を示
す図である。

【図２８】第一実施形態に係る荷重センサの変形例を示
す図である。

【図２９】図１４の荷重検知シートの変形例を示す図で
ある。

【図３０】本発明の第三実施形態に係る荷重センサの断
面図である。

【図３１】本発明の第三実施形態に係る荷重センサの断
面図である。

【図３２】図３０の荷重センサの電極部材および外囲部
材の平面図である。

【図３３】図３２の電極部材の要部拡大断面図である。

【図３４】本発明の第四実施形態に係る荷重センサユニ
ットの構成を模式的に示す平面図である。

【図３５】図３４の荷重センサユニットの断面図であ
る。

【図３６】本発明の第五実施形態に係る挟込み検出装置
のブロック図である。

【図３７】図３６の挟込み検出装置に備えられる荷重セ
ンサの構成および配設形態を示す断面図である。

【図３８】図３６の挟込み検出装置の要部の回路構成を
模式的に示す図である。

【図３９】図３７の荷重センサの配設形態の具体例を示
す斜視図である。

【図４０】従来の荷重センサを示す図である。

【符号の説明】

１０ 荷重センサ ２１ 弾性導電チューブ ２２，２３ 電極部材 ２４ 挿入部材 ２５ 外囲部材 ２８ 中空部 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 ４３ 荷重検知シート ４４ シート体 ５１ 電極部材 ５２ 接着剤 ５３ 外部チューブ ５４ 絶縁部材 ５５ 金属固定部材 ５６ 被覆絶縁部材 ５７ 基板 ５８，５９ 絶縁部材 ６０ リング部材 ６６ リード線 ６７ 巻き付け部 ６８ 弾性部材 ６９ 導体線 ７２，７３ 押圧体 ８１ 電極部材 ８３ 芯材 ８５ 金属線 ８１ａ，８１ｂ 分割体 ９０ 荷重センサユニット ９１ シート部材 ９３ 袋部材 ９５ シートユニット ９７，９９ リード線 １０１ 検出回路 １２１ 外部チューブ １２３ 導電部 １２５ 金属線 １３３ 支持部材 １３７，１３９ リード線 １４１ 終端抵抗 １４３ 基準抵抗 Ｄ 間隔

───────────────────────────────────────────────────── 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） 2E052 AA01 AA02 AA09 EA14 EA15 EB01 EC01 GA08 GB06 GC06 GD03 GD09 HA01 KA13 2F051 AA01 AB07 AC01 BA07

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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と、 互いに離間されて長手方向に沿って設けられた第一電極
   部材および第二電極部材を有し、前記弾性チューブ内に
   挿入される長尺状の挿入部材と、 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
   間させる外囲部材と、を備え、 前記第一電極部材および前記第二電極部材は、前記弾性
   チューブの自然状態で前記弾性チューブの前記導電部か
   ら離間して配置される一方、前記弾性チューブが外部か
   らの荷重により弾性変形したときに当該弾性チューブの
   前記導電部を介して、あるいは前記導電部を介さずに相
   互に電気的接続が可能に配置されることを特徴とする荷
   重センサ。
2. 【請求項２】 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と、 長手方向に沿って設けられた電極部材を有し、前記弾性
   チューブ内に挿入される長尺状の挿入部材と、 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外囲部材と、を備え、 前記電極部材は、前記弾性チューブの自然状態で前記弾
   性チューブの前記導電部から離間して配置される一方、
   前記弾性チューブが外部からの荷重により弾性変形した
   ときに当該弾性チューブの前記導電部と電気的接続が可
   能に配置されることを特徴とする荷重センサ。
3. 【請求項３】 前記外囲部材間の間隔、前記外囲部材の
   厚さ、および前記挿入部材の長手方向に沿った前記外囲
   部材の幅のうちの少なくともいずれか一つは、検出すべ
   き前記荷重の大きさに応じて設定されていることを特徴
   とする請求項１または２に記載の荷重センサ。
4. 【請求項４】 前記外囲部材は、絶縁体で構成されてい
   ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載
   の荷重センサ。
5. 【請求項５】 前記外囲部材は、リング状の形状を有
   し、前記挿入部材の外周に外嵌されていることを特徴と
   する請求項１ないし４のいずれかに記載の荷重センサ。
6. 【請求項６】 前記外囲部材は、接着剤を用いて前記挿
   入部材に固定されることを特徴とする請求項１ないし５
   のいずれかに記載の荷重センサ。
7. 【請求項７】 前記外囲部材は、熱収縮チューブである
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の
   荷重センサ。
8. 【請求項８】 前記外囲部材は、絶縁テープが前記挿入
   部材に巻き付けられたものであることを特徴とする請求
   項１ないし４のいずれかに記載の荷重センサ。
9. 【請求項９】 前記絶遠テープは、長手方向に所定間隔
   をあけて螺旋状に前記挿入部材に連続的に巻き付けられ
   ていることを特徴とする請求項８に記載の荷重センサ。
10. 【請求項１０】 前記外囲部材は、 所定の絶縁部材を介して前記挿入部材の外周に嵌着され
    る金属固定部材と、 前記金属固定部材を被覆するように、前記金属固定部材
    の外周部に固定される被覆絶縁部材と、を備えているこ
    とを特徴とする請求項１に記載の荷重センサ。
11. 【請求項１１】 前記外囲部材は、 前記挿入部材の外周に嵌着される金属固定部材と、 前記金属固定部材を被覆するように、前記金属固定部材
    の外周部に固定される被覆絶縁部材と、を備えているこ
    とを特徴とする請求項２に記載の荷重センサ。
12. 【請求項１２】 前記挿入部材は、 前記第一電極部材および前記第二電極部材と、 前記第一電極部材および前記第二電極部材が外周部に設
    けられた弾性を有する絶縁部材と、を備えていることを
    特徴とする請求項１に記載の荷重センサ。
13. 【請求項１３】 前記荷重センサは、 前記弾性チューブの一端部において、その導電体部が前
    記外囲部材の外周部に巻き付けられた状態で前記弾性チ
    ューブ内に押し込まれることにより、前記弾性チューブ
    の前記導電部と電気的に接続された信号取出し用の出力
    線を、さらに備えることを特徴とする請求項２に記載の
    荷重センサ。
14. 【請求項１４】 前記電極部材は、弾性導電部材によっ
    て形成され、長手方向に連通する中空部を有することを
    特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の荷重
    センサ。
15. 【請求項１５】 前記電極部材は、弾性導電部材、金属
    導体、弾性導電部材と金属導体との複合部材、または金
    属導体と絶縁体との複合部材によって構成されているこ
    とを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の
    荷重センサ。
16. 【請求項１６】 前記荷重センサは、 前記弾性チューブを外囲する弾性を有する外部チューブ
    を、さらに備えることを特徴とする請求項１ないし１５
    のいずれかに記載の荷重センサ。
17. 【請求項１７】 前記荷重センサは、 前記弾性チューブ、前記挿入部材および前記外囲部材を
    備えた荷重センサ本体と、 前記荷重センサ本体が配設される略板状の基台部材と、
    を備えて構成されることを特徴とする請求項１ないし１
    ６のいずれかに記載の荷重センサ。
18. 【請求項１８】 前記荷重センサは、 前記弾性チューブ、前記挿入部材および前記外囲部材を
    備えた荷重センサ本体と、 前記荷重センサ本体を上下から挟込むようにして保持す
    る略板状の二枚の押圧体と、を備えていることを特徴と
    する請求項１ないし１６のいずれかに記載の荷重セン
    サ。
19. 【請求項１９】 前記電極部材が可撓性を有する部材に
    よって形成され、前記電極部材自体によって前記挿入部
    材が構成されていることを特徴とする請求項２に記載の
    荷重センサ。
20. 【請求項２０】 前記電極部材が、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
    請求項１９に記載の荷重センサ。
21. 【請求項２１】 前記電極部材は、 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請求項２０に記載の荷重センサ。
22. 【請求項２２】 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
    とする請求項２１に記載の荷重センサ。
23. 【請求項２３】 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請求項２１または２２
    に記載の荷重センサ。
24. 【請求項２４】 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請求項２１または２２に
    記載の荷重センサ。
25. 【請求項２５】 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請求項２０ない
    し２４のいずれかに記載の荷重センサ。
26. 【請求項２６】 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電極部材の外周面上に一体
    に形成されることを特徴とする請求項２１に記載の荷重
    センサ。
27. 【請求項２７】 この荷重センサの前記荷重の検出に対
    するセンサ感度が、 前記電極部材を外囲する前記外囲部材間の間隔、前記外
    囲部材の前記電極部材の長手方向に対する幅、コイル状
    に巻回された前記金属線と前記弾性チューブとの間の距
    離、前記弾性チューブの肉厚、および前記弾性チューブ
    の外径のうちの少なくともいずれか１つを調節すること
    により調節されることを特徴とする請求項２１に記載の
    荷重センサ。
28. 【請求項２８】 前記弾性チューブの一端部または両端
    部に位置する前記導電部、および前記挿入部材の一端部
    または両端部に位置する前記電極部材に、信号取出し用
    の信号線が、直接電気接続される、あるいは所定の導電
    部材を介して電気接続されることを特徴とする請求項１
    ないし２７のいずれかに記載の荷重センサ。
29. 【請求項２９】 前記弾性チューブの内部空間は、前記
    弾性チューブの両端部にて所定の遮断手段により外部か
    ら遮断されていることを特徴とする請求項１ないし２８
    のいずれかに記載の荷重センサ。
30. 【請求項３０】 前記挿入部材は、その長手方向のいず
    れかの分割位置で２つの分割体に２分割されていること
    を特徴とする請求項１ないし２９のいずれかに記載の荷
    重センサ。
31. 【請求項３１】 前記２つの分割体の間は、所定間隔だ
    け離間されていることを特徴とする請求項３０に記載の
    荷重センサ。
32. 【請求項３２】 請求項２および１９ないし２７のいず
    れかに記載の１または複数の前記荷重センサと、 １または複数の前記荷重センサが配設された絶縁性の基
    台部材と、を備えることを特徴とする荷重センサユニッ
    ト。
33. 【請求項３３】 前記荷重センサは、その端部、あるい
    は前記挿入部材と前記弾性チューブとの間に前記外囲部
    材が挿入されている前記荷重センサの部分において部分
    的に前記基台部材と固着されていることを特徴とする請
    求項３２に記載の荷重センサユニット。
34. 【請求項３４】 前記基台部材は、シート部材であり、 １または複数の前記荷重センサと、前記基台部材とはシ
    ートユニットを構成しており、 前記荷重センサユニットは、 前記シートユニットと、 前記シートユニットが内包される絶縁性を有するシート
    状の袋部材と、をさらに備えることを特徴とする請求項
    ３２または３３に記載の荷重センサユニット。
35. 【請求項３５】 開閉部材によって開閉される開口部が
    閉鎖される際の異物の挟込みを検出する挟込み検出装置
    であって、 前記開口部の内周部またはその内周部に対向する前記開
    閉部材の外周部に配設される請求項１９ないし２９のい
    ずれかに記載の前記荷重センサと、 所定の信号線を介して前記弾性チューブの前記導電部と
    前記挿入部材の前記電極部材との間の導通の有無を検出
    することにより、異物の挟込みを検出する検出回路と、
    を備えることを特徴とする挟込み検出装置。