JP2002022575A - 面状感圧センサの防水構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分子レベルの水分の侵入を防ぐことが出来る
面状感圧センサの防水構造を提供する。 【解決手段】 通気性を有しない材料により形成されて
なると共に圧力が加わると空気を空気出入り口１４から
出すことで撓むことが可能なる空気袋２と、該空気袋２
内に所定間隔を持って配され且つ相互の接触により通電
量が変化することにより圧力を検出するセルとより構成
されてなる感圧センサにおいて、前記空気出入り口１４
には、空気袋２内の気圧と外気圧との圧力差を吸収可能
なると共に空気袋内に分子レベルの水分を伝達しない空
気圧調整手段６が設けられてなる。

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、圧力や荷重が加
わると抵抗値が変化する面状感圧センサの防水構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】面状感圧センサとして、合成樹脂フィル
ムにより密封された空気袋が形成されていて、該空気袋
内に常時離間した位置にセルが配されている。該セル
は、面状感圧センサに圧力が加わることで、空気袋の空
気出入り口から空気を出しながら潰れることにより、セ
ルが接し、電流が流れるようになっている。また、セル
を複数配することで、セルが接する面積によって抵抗値
が変化するから、圧力の大きさを判断できるようになっ
ている。圧力が無くなると、空気を空気出入り口から吸
い込んで、セルが再び離間する。

【０００３】この面状感圧センサの防水構造は、例えば
特開平１０−５４７６８号公報などで知られているよう
に、前記空気出入り口に、圧力が加わると空気の出入り
が可能であるものの、水は出入りできない多孔質フィル
ムを配設していることで、該面状感圧センサの上に水を
こぼしても、空気出入り口を覆っているから、面状感圧
センサ内に、該水が侵入しない構造のものが提案されて
いる。ここでの「水」とは、所謂水以外のジュース、
酒、汁などの水溶液を総称している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな面状感圧センサの防水構造における多孔質フィルム
は、水滴の侵入を防ぐことが出来るものの、空気中の水
分、つまり、乗員の汗や水蒸気など、分子レベルの水分
の侵入は防ぐことが出来ず、多孔質フィルムから水分が
侵入し、空気袋の空気通路の水分量が上昇することで、
抵抗値が変化し、センサ感度がにぶくなるおそれがあ
る。

【０００５】この発明は、このような従来の技術に着目
してなされたものであり、分子レベルの水分の侵入を防
ぐことが出来る面状感圧センサの防水構造を提供するも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
通気性を有しない材料により形成されてなると共に圧力
が加わると空気を空気出入り口から出すことで撓むこと
が可能なる空気袋と、該空気袋内に所定間隔を持って配
され且つ相互の位置関係により圧力を検出するセルとよ
り構成されてなる感圧センサにおいて、空気袋内の気圧
と外気圧との圧力差を吸収可能なると共に分子レベルの
水分を空気袋内に伝達しない空気圧調整手段が設けられ
てなる。

【０００７】請求項１記載の発明によれば、空気圧調整
手段により、空気袋内の空気圧及び外気圧の圧力差を吸
収できるので、従来の感圧センサとしての機能を維持す
ることができるばかりか、空気圧調整手段が、空気袋内
に分子レベルの水分を伝達しないので、感圧センサの検
出精度が著しく向上する。

【０００８】請求項２記載の発明は、前記空気圧調整手
段は、空気袋の外に配設されてなり、前記空気圧調整手
段と空気袋とは空気通路により連通されている。

【０００９】請求項２記載の発明によれば、前記空気圧
調整手段は、空気袋の外に配設されてなるので、空気袋
が圧縮されても空気調整手段は影響を受けず、適宜の膨
張縮小が可能である。また、前記セルを囲繞する空気袋
の空気通路が、連通されているので、空気出入り口への
空気通路の通気が確実に維持されることができる。

【００１０】請求項３記載の発明は、前記空気圧調整手
段は、前記セルの位置関係から圧力を演算するコントロ
ールユニットのハウジング内に画成された部屋に配置さ
れる。

【００１１】請求項３記載の発明によれば、空気袋の外
周近傍は、圧力が加わりにくい部位であるので、そこに
空気通路の集合部が形成されていることにより、空気圧
調整手段が確実に機能し、セルの性能が著しく向上す
る。

【００１２】請求項４記載の発明は、通気性を有しない
材料により形成されてなると共に圧力が加わると空気を
空気出入り口から出すことで撓むことが可能なる第１空
気通路を有する空気袋と、該空気袋内に所定間隔を持っ
て配され且つ相互の位置関係により圧力を検出するセル
とより構成されてなる感圧センサにおいて、前記空気出
入り口の内側には、該空気出入り口を介して外気と常時
連通した第２空気通路を有すると共に前記空気袋内の気
圧と外気圧との圧力差を吸収可能且つ空気袋の第１空気
通路内に分子レベルの水分を伝達しない空気圧調整手段
が設けられてなる。

【００１３】請求項４記載の発明によれば、空気圧調整
手段により、空気袋の第１空気通路内の空気圧及び外気
圧の圧力差を吸収できるので、従来の感圧センサとして
の機能を維持することができるばかりか、空気圧調整手
段が、空気袋内に分子レベルの水分を伝達しないので、
感圧センサの検出精度が著しく向上する。また、該空気
圧調整手段が、空気袋の内側に配されているので、空気
袋に荷重が加わっても、空気調整手段が閉じられること
がなく、常時開放していることにより、セルの機能が著
しく向上する。

【００１４】請求項５記載の発明は、前記空気圧調整手
段は、ポリ塩化ビニリデンあるいはポリプロピレンによ
り成形された。

【００１５】請求項５記載の発明によれば、空気圧調整
手段は空気袋内の気圧と外気圧との圧力差を吸収する柔
軟性を有し、かつ分子レベルの水分を伝達しないため、
セルの機能が更に向上する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の第１実施形態を
図１〜図８に基づいて説明する。面状感圧センサ１は、
空気袋２と、セル３と、コントロールユニット４と、ハ
ーネス５と、空気圧調整手段６とより構成されている。

【００１７】前記空気袋２は、図２に示すように、通気
性を有しない材料であるＰＥＴなどの合成樹脂フィルム
により形成されてなる板状の面本体１０，１０と、該面
本体１０，１０それぞれの内面１０ａ，１０ａに両面テ
ープ１１により介在されることにより空気通路１２が形
成されてなるスペーサ１３と、空気通路１２の端部に形
成されてなる空気出入り口１４とよりなり、空気袋２に
着座するとか叩くなどによる圧力が加わると、空気Ａを
空気出入り口１４から出すことで撓むことが可能であ
る。

【００１８】前記空気通路１２は、セル３を囲繞すると
共に前記空気圧調整手段６に接続され、着座による圧力
などで潰れない素材で形成されている。この空気通路１
２は、前記空気圧調整手段６に連通されているが、その
途中で、図４に示すように、複数の空気通路１２が集合
された集合部１５を介在し、該集合部１５は、空気袋２
の外周近傍に形成されてなる。

【００１９】前記セル３は、前記空気袋２の対向する面
本体１０，１０の内面１０ａ，１０ａそれぞれに印刷さ
れることで、図２に示すような所定間隔を持って配され
且つ相互の接触により通電量が変化することにより、圧
力を検出する事が出来るもので、カーボンなどによる。

【００２０】前記コントロールユニット４は、図５及び
図６に示すように、前記空気袋２の一端部を挿入可能な
るハウジング１６と、該ハウジング１６に充填した防水
用樹脂１７と、ハウジング１６に支持されてなるユニッ
ト回路基板１８とよりなる。前記ハウジング１６には、
前記空気圧調整手段６が膨張可能なる大きさに形成され
てなる部屋１９が形成されてなり、該部屋１９には、外
気に連通した空気孔２０が形成されてなる。

【００２１】前記ハーネス５は、前記セル３の上側セル
３ａに結合された上側セル用ハーネス２１と、下側セル
３ｂに結合された下側セル用ハーネス２２とが空気袋２
に適宜プリントされていて、それぞれのハーネス２１，
２２にリード線２３，２４が結線されていて、前記ユニ
ット回路基板１８に該リード線２３，２４が結線されて
いる。前記それぞれのハーネス２１，２２は、空気袋２
の面本体１０の内面１０ａにプリントされているので、
図３に示すように、ハーネス２１，２２を空気通路１２
が横切るようにしても、図４に示すように、ハーネス２
１，２２と空気通路１２の経路とを分離させても良い。

【００２２】前記空気圧調整手段６は、前記空気袋２の
空気通路１２の空気出入り口１４の外側に接着剤２５に
より配設されてなる。該接着剤２５周辺は、前記防水用
樹脂１７で覆われてなるので、空気圧調整手段６は、確
実に外気と遮断されている。該空気圧調整手段６は、ポ
リ塩化ビニルなど比較的伸びにくく、空気袋２内に分子
レベルの水分を伝達しない材料により袋状に形成されて
なり、空気袋２内の気圧と外気圧との圧力差を吸収可能
なるように膨張したり、収縮したりする。

【００２３】前記面状感圧センサ１は、図７及び図８に
示すように、座席３０のクッション３１内にあって、ク
ッションフレーム３２の上側に配されるクッション３の
外形を有するパッド材３３の凹部３４内に配され、その
上に各種のパッド３５，３６が配され、表皮３７が覆っ
ている。前記パッド材３３の下側には、Ｓ字スプリング
３８が配されて、前記パッド材３３を保持している。

【００２４】かかる第１実施形態によれば、空気圧調整
手段６により、空気袋２内の空気圧及び該域圧の圧力差
を吸収できるので、従来の感圧センサとしての機能を維
持することができるばかりか、空気圧調整手段６が、空
気袋２内に分子レベルの水分を伝達しないので、感圧セ
ンサ１の検出精度が著しく向上する。

【００２５】また、前記空気圧調整手段６は、空気袋２
の外に配設されてなるので、空気袋２が圧縮されても、
空気調整手段６は影響を受けず、適宜の膨張縮小が可能
である。また、前記セル３を囲繞する空気袋２の空気通
路１２が、潰れない素材で形成されているので、空気出
入り口１４への空気通路１２の通気が確実に維持される
ことができる。

【００２６】また、空気袋２の外周近傍は、圧力が加わ
りにくい部位であるので、そこに空気通路１２の集合部
１５が形成されていることにより、セル３への空気Ａの
通気が遮断されにくくなり、セル３の性能が著しく向上
する。

【００２７】また、パッド材３３の上面に感圧センサ１
により、クッション３１上に乗員が着座しているかどう
かを検出できるため、別のセンサによりシートベルト装
着の有無を検出することにより、図示せぬエアバッグの
展開タイミングを制御することもできる。

【００２８】図９乃至図１２は、この発明の第２実施形
態を示すもので、前記第１実施形態と異なる点は、空気
圧調整手段が空気袋そのものにある点である。図１乃至
図８と同一のものは、同一符号を用いて説明する。該面
状感圧センサ４０は、空気袋４１と、セル３と、コント
ロールユニット４（図１参照）と、ハーネス５と、空気
圧調整手段４２とより構成されている。

【００２９】前記空気袋４１は、図１０及び図１１に示
すように、通気性を有しない材料であるＰＥＴなどの合
成樹脂フィルム或いは天然ゴム、エラストマー系合成樹
脂フィルムにより形成されてなる板状の面本体４３，４
４と、該面本体４３，４４それぞれの内面４３ａ，４４
ａに両面テープ１１により第１空気通路４７の中途まで
持ち上がって形成されてなるスペーサ４５と、前記面本
体４３，４４の一方である面本体４５に形成されてなる
空気出入り口４６とよりなる。

【００３０】前記空気圧調整手段４２は、前記スペーサ
４５，４５の頂部４５ａ間に架設されてなる伸縮フィル
ムよりなり、前記第１空気通路４７と、第２空気通路４
８との間に配されていて、図１０及び図１１に二点鎖線
で示すように、第１空気通路４７の気圧と外気圧との圧
力差で撓むことが可能であり、該圧力差を吸収可能であ
る。また、前記空気圧調整手段４２は、空気袋４１の第
１空気通路４７内に分子レベルの水分を伝達しない材料
よりなる。

【００３１】該第２空気通路４８は、前記空気出入り口
４６の内側に形成された空間で、該空気出入り口４６を
介して外気と常時連通している。前記面本体４３，４４
は、該面本体４３，４４に圧力が加わると、空気Ａを空
気出入り口４６から出すことで撓んで、セル３が接続さ
れることが可能である。

【００３２】かかる第２実施形態によれば、空気圧調整
手段４９により、空気袋４１の第１空気通路４７内の空
気圧及び外気圧の圧力差を吸収できるので、従来の感圧
センサとしての機能を維持することができるばかりか、
空気圧調整手段４７が、空気袋４１内に分子レベルの水
分を伝達しないので、感圧センサ４０の検出精度が著し
く向上する。また、該空気圧調整手段４９が、空気袋４
１の内側に配されているので、空気袋４１に荷重が加わ
っても、空気調整手段４９が閉じられることがなく、常
時開放していることにより、セル３の機能が著しく向上
する。

【００３３】尚、前記実施形態において「分子レベルの
水分を伝達しない材料」として、例えばＰＶＤＣ（ポリ
塩化ビニリデン）系樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）系樹
脂等を用いることができる。

【００３４】前記実施形態では、座席の助手席に設けた
例を持って説明したが、これに限定されるものではな
く、例えば、自動車のホーンを作動させる時に運転者な
どが叩いた、或いは押したことを検知する手段でも、パ
ワーウインドにおける異物が挟まれたことを検知する手
段でも、よいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態に係る面状感圧センサ
を示す平面図。

【図２】図１のII−II線に沿った断面図。

【図３】図１の要部を拡大した横断面図。

【図４】図３の一部異なる例の要部を拡大した横断面
図。

【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図。

【図６】図５のVI−VI線に沿った断面図。

【図７】図１の面状感圧センサを組み込んだ座席の斜視
図。

【図８】図７のVIII−VIII線に沿った断面図。

【図９】この発明の第２実施形態に係る面状感圧センサ
を示す要部を拡大した横断面図。

【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図。

【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図。

【図１２】図９のＸII−ＸII線に沿った断面図。

【符号の説明】

１，４０ 面状感圧センサ ２，４１ 空気袋 ３ セル ６，４２ 空気圧調整手段 １２ 空気通路 １４，４６ 空気出入り口 １５ 集合部 ４７ 第１空気通路 ４８ 第２空気通路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通気性を有しない材料により形成されて
   なると共に圧力が加わると空気を空気出入り口から出す
   ことで撓むことが可能なる空気袋と、該空気袋内に所定
   間隔を持って配され且つ相互の位置関係により圧力を検
   出するセルとより構成されてなる感圧センサにおいて、 空気袋内の気圧と外気圧との圧力差を吸収可能なると共
   に分子レベルの水分を空気袋内に伝達しない空気圧調整
   手段が設けられてなることを特徴とする面状感圧センサ
   の防水構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の面状感圧センサの防水構
   造であって、 前記空気圧調整手段は、空気袋の外に配設されてなり、
   前記空気圧調整手段と空気袋とは空気通路により連通さ
   れていることを特徴とする面状感圧センサの防水構造。
3. 【請求項３】 請求項２記載の面状感圧センサの防水構
   造であって、 前記空気圧調整手段は、前記セルの位置関係から圧力を
   演算するコントロールユニットのハウジング内に画成さ
   れた部屋に配置されることを特徴とする面状感圧センサ
   の防水構造。
4. 【請求項４】 通気性を有しない材料により形成されて
   なると共に圧力が加わると空気を空気出入り口から出す
   ことで撓むことが可能なる第１空気通路を有する空気袋
   と、該空気袋内に所定間隔を持って配され且つ相互の位
   置関係により圧力を検出するセルとより構成されてなる
   感圧センサにおいて、 前記空気出入り口の内側には、該空気出入り口を介して
   外気と常時連通した第２空気通路を有すると共に前記空
   気袋内の気圧と外気圧との圧力差を吸収可能且つ空気袋
   の第１空気通路内に分子レベルの水分を伝達しない空気
   圧調整手段が設けられてなることを特徴とする面状感圧
   センサの防水構造。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れか１項に記載の面
   状感圧センサの防水構造であって、 前記空気圧調整手段は、ポリ塩化ビニリデンあるいはポ
   リプロピレンにより成形されたことを特徴とする面状感
   圧センサの防水構造。