JP2003050165A - 感圧センサ - Google Patents

感圧センサ

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JP2003050165A
JP2003050165A JP2001237691A JP2001237691A JP2003050165A JP 2003050165 A JP2003050165 A JP 2003050165A JP 2001237691 A JP2001237691 A JP 2001237691A JP 2001237691 A JP2001237691 A JP 2001237691A JP 2003050165 A JP2003050165 A JP 2003050165A
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JP
Japan
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conductor
outer peripheral
metal
peripheral surface
insulating
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JP2001237691A
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English (en)
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Hiroshi Inoue
浩 井上
Yoshihisa Kobayashi
良尚 小林
Shigeru Suzuki
鈴木  茂
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 感圧センサ全体の抵抗値を下げて、短尺から
長尺に至る多用途にわたって対応可能な汎用性に優れる
感圧センサを提供する。 【解決手段】 感圧センサ10は中心導体11と間隔保
持用横巻体12と導電性ゴムチューブ13とを備える。
横巻体12は金属線12aを絶縁層12bで絶縁被覆し
た線材を、中心導体11外周面に横巻され、その横巻体
12の外周面側に絶縁層12b剥取による金属線12a
が露出状とされる導体露出部12cが備えられる。外部
からの押圧力により導電性ゴムチューブ13が撓み変形
して中心導体11と導電性ゴムチューブ13との接触に
際して、導電性ゴムチューブ13と金属線12aとの接
触により金属線12aにも電流が流れる構造とされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のシートに
対する着座の検知、電動スライドドアやパワーウィンド
における挟込の検知、その他の接触の検知等のように、
外部からの押圧力を電気的に検知する感圧センサに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】この種の感圧センサとして、例えば、図
12および図13に示されるような金属線よりなる中心
導体1と、中心導体1の外周面に所定間隔を有した状態
で横巻きされたナイロン糸等の絶縁性繊維等からなる絶
縁部材2と、絶縁部材2の外周面側を覆って装着された
弾性導電チューブとしての導電性ゴムチューブ3とから
なる感圧センサ4や、図14および図15に示されるよ
うな金属線よりなる中心導体1と、中心導体1の外周面
に装着されたナイロン糸等の絶縁性繊維を編組してなる
絶縁部材5と、絶縁部材5の外周面側を覆って装着され
た弾性導電チューブとしての導電性ゴムチューブ3とか
らなる感圧センサ6が提案されており、可撓性を有する
いわゆる細長のケーブル状に構成されている。
【0003】そして、通常状態においては、絶縁部材
2、5により中心導体1と導電性ゴムチューブ3とは適
宜間隔を有した状態で保持されており、導電性ゴムチュ
ーブ3に外部からの押圧力が作用した場合に、導電性ゴ
ムチューブ3が撓み変形して絶縁部材2、5の隙間を通
じて中心導体1と導電性ゴムチューブ3とが互いに接触
し、図16に示されるような回路が構成され、中心導体
1および導電性ゴムチューブ3を通じて電流が流れ、こ
の電流の流れを別途接続された検出装置で検知すること
により、外部からの押圧力を検知する構造とされてい
た。
【0004】なお、図16において、Rcは中心導体1
の抵抗値、Rgは導電性ゴムチューブ3の抵抗値を示し
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような感圧センサにおいては、抵抗値の高い導電性ゴム
チューブ3自体が直列状に接続されたメイン回路を構成
しているため、感圧センサ4、6全体の抵抗値が例え
ば、1kΩ/m以上と非常に高くなり、長尺用途に対応
できず、使用用途が限られるという問題があった。
【0006】そこで、本発明の課題は、感圧センサ全体
の抵抗値を下げて、短尺から長尺に至る多用途にわたっ
て対応可能な汎用性に優れる感圧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】前記目的を達成するため
の技術的手段は、中心導体と、間隔保持用絶縁部材の介
在により中心導体の外周面に対して離隔配置された弾性
導電チューブとを備え、外部からの押圧力により弾性導
電チューブが撓み変形して絶縁部材の隙間を通じての中
心導体と弾性導電チューブとの接触を検知する感圧セン
サにおいて、前記絶縁部材は、金属導体を絶縁被覆した
線材を、前記中心導体外周面に横巻した横巻体、もしく
は編組して前記中心導体外周面に装着された編組体から
なると共に、その絶縁部材の外周面側に前記絶縁被覆の
剥取による前記金属導体が露出状とされる導体露出部が
備えられ、外部からの押圧力により弾性導電チューブが
撓み変形して中心導体と弾性導電チューブとの前記接触
に際して、弾性導電チューブと前記金属導体との接触に
より金属導体にも電流が流れる点にある。
【0008】また、前記目的を達成するための他の技術
的手段として、中心導体と、間隔保持用絶縁部材の介在
により中心導体の外周面に対して離隔配置された弾性導
電チューブとを備え、外部からの押圧力により弾性導電
チューブが撓み変形して絶縁部材の隙間を通じての中心
導体と弾性導電チューブとの接触を検知する感圧センサ
において、前記絶縁部材は、断面長方形状とされた金属
導体の外周3面を絶縁被覆した平角金属線を、その金属
導体の露出面側を外周面側として前記中心導体外周面に
横巻した横巻体からなり、外部からの押圧力により弾性
導電チューブが撓み変形して中心導体と弾性導電チュー
ブとの前記接触に際して、弾性導電チューブと前記金属
導体との接触により金属導体にも電流が流れる構造とし
てもよい。
【0009】さらに、前記目的を達成するための他の技
術的手段として、中心導体と、間隔保持用絶縁部材の介
在により中心導体の外周面に対して離隔配置された外周
導体とを備え、外部からの押圧力により外周導体が撓み
変形して絶縁部材の隙間を通じての中心導体と外周導体
との接触を検知する感圧センサにおいて、前記絶縁部材
は、絶縁性素線を前記中心導体外周面に横巻した絶縁横
巻体、もしくは絶縁性素線を編組して前記中心導体外周
面に装着された絶縁編組体からなり、前記外周導体は、
金属線を編組した金属編組体、もしくは編組素線に金属
線を混入させた含金属線編組体、もしくは金属線や金属
線を混入させた素線を横巻きした横巻体からなり、その
外周導体の外周面側を覆ってゴムチューブが装着され、
外部からの押圧力により外周導体が撓み変形して絶縁部
材の隙間を通じて中心導体と前記金属線とが接触される
構造としてもよい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施形態を
図面に基づいて説明すると、図1および図2に示される
如く、感圧センサ10は、前述同様、ニッケル合金、
銅、銅合金、ニクロム等の金属線よりなる中心導体11
と、中心導体11の外周面に所定間隔を有した状態で横
巻きされた絶縁部材としての横巻体12、横巻体12の
外周面側を覆って装着された弾性導電チューブとしての
カーボン粉等の導体粉をシリコーンゴム等の弾性材料に
混入させてなる導電性ゴムチューブ13とを備え、横巻
体12により中心導体11と導電性ゴムチューブ13と
が適宜間隔を有した状態で保持される構造とされてい
る。
【0011】そして、本実施形態においては、前記横巻
体12が金属導体としてのニッケル合金、銅、銅合金、
ニクロム等の金属線12aの外周を絶縁層12bで絶縁
被覆した線材から構成されており、中心導体11に横巻
された横巻体12の感圧センサ10外周面側に位置する
絶縁層12bが感圧センサ10の周方向全体にわたって
剥取除去され、金属線12aの前記外周面側が連続して
露出状とされた導体露出部12cとして構成されてい
る。
【0012】また、金属線12aと導電性ゴムチューブ
13とは、並列状に接続された回路構成とされ、本実施
形態の場合、通常状態において、金属線12aの導体露
出部12cと導電性ゴムチューブ13とは非接触状態と
されているが、接触状態であってもよい。
【0013】そして、導電性ゴムチューブ13に外部か
らの押圧力、いわゆる外力が作用した場合には、導電性
ゴムチューブ13が撓み変形して横巻体12の隙間を通
じて中心導体11と導電性ゴムチューブ13とが互いに
接触し、また導電性ゴムチューブ13は横巻体12の金
属線12aとも接触するため、図3に示されるような回
路が構成される。即ち、図3において、Rc1は中心導
体11の抵抗値、Rg1は導電性ゴムチューブ13の抵
抗値、Rmは金属線12aの抵抗値、Rg2は導電性ゴ
ムチューブ13の中心導体11接触部と導体露出部12
c接触部間の抵抗値をそれぞれ示している。
【0014】この際、導電性ゴムチューブ13の抵抗値
Rg1は前述同様大きいが、抵抗値Rg2は短距離のた
め小さく、また金属線12aの抵抗値Rmも小さく、抵
抗値Rg2および抵抗値Rmと、抵抗値Rg1とは、並
列接続状態となるため、感圧センサ10全体としての抵
抗値を、大幅に下げることができる。
【0015】例えば、中心導体11の金属線として抵抗
値70Ω/mのニッケル合金線、金属線12aとして抵
抗値200mΩ/mのエナメル線、導電性ゴムチューブ
13として体積固有抵抗率2.5Ω・cm以下の導電性
シリコーンゴムを使用すれば、感圧センサ10全体とし
ての抵抗値を100Ω/m以下に下げることができる。
【0016】従って、短尺から長尺に至るまで、従来の
検出装置を流用でき、多用途にわたる感圧センサ10と
して使用でき、汎用性に優れるという利点がある。
【0017】図4および図5は第2の実施形態を示して
おり、第1の実施形態と同様構成部分は同一符号を付
し、その説明を省略する。
【0018】即ち、本実施形態においては、中心導体1
1に横巻された横巻体12の感圧センサ10外周面側に
位置する絶縁層12bが感圧センサ10の周方向に所定
間隔離隔して周方向の長さ当たり3個所以上(本実施形
態では4個所)剥取除去され、金属線12aの前記外周
面側が間欠的に露出状とされた導体露出部12cが構成
されている。
【0019】そして、本実施形態の感圧センサ10にお
いても、第1の実施形態と同様の効果を奏する。
【0020】なお、これら各実施形態において、中心導
体11の外周に横巻体12を備えた構造を示している
が、同様に金属線12aを絶縁層12bで絶縁被覆した
線材を編組して中心導体11外周面に装着した編組体に
より間隔保持用の絶縁部材を構成してもよい。この際、
前述同様、編組体の外周面側に位置する絶縁層12bを
周方向全体にわたってもしくは間欠的に剥取除去し、金
属線12aの前記外周面側が露出状とされた導体露出部
12cを構成すればよく、この場合も同様の効果が得ら
れる。
【0021】図6ないし図8は第3の実施形態を示して
おり、第1の実施形態と同様構成部分は同一符号を付
し、その説明を省略する。
【0022】即ち、本実施形態においては、横巻体12
が、断面長方形状とされた平角の金属導体12dの一側
面およびその両側の外周3面を絶縁層12bで絶縁被覆
した平角金属線から構成されている。
【0023】そして、金属導体12dの露出面側を外周
面側として中心導体11外周面に横巻した構造とされて
いる。
【0024】本実施形態の感圧センサ10においても、
前記第1の実施形態と同様に機能し、同様の効果が得ら
れる。
【0025】図9ないし図11は第4の実施形態を示し
ており、第1の実施形態と同様構成部分は同一符号を付
し、その説明を省略する。
【0026】即ち、本実施形態においては、中心導体1
1の外周面に、絶縁性素線としてのナイロン糸等の絶縁
性繊維を編組してなる絶縁部材を構成する絶縁編組体1
5が装着され、この絶縁編組体15の外周面に、金属線
16aを編組した外周導体としての金属編組体16が装
着され、さらにこの金属編組体16の外周面側を覆って
ゴムチューブ17が装着されている。
【0027】そして、通常状態においては、中心導体1
1と金属編組体16とは絶縁編組体15によって離隔配
置された状態で保持されている。
【0028】また、感圧センサ10に外部から押圧力が
作用すると、ゴムチューブ17と共に金属編組体16が
撓み変形し、内側の絶縁編組体15の隙間を通じて中心
導体11と金属編組体16とが互いに接触して図11に
示されるような回路が構成される。即ち、図11におい
て、Rc2は中心導体11の抵抗値、Rm1は金属編組
体16の抵抗値を示している。
【0029】従って、本実施形態においては、金属同士
の直列接続となり、感圧センサ10全体としての抵抗値
を前述同様大幅に下げることができ、第1の実施形態と
同様の効果が得られる。
【0030】なお、この第4の実施形態において、中心
導体11外周面に絶縁編組体15を装着した構造を示し
ているが、絶縁部材として、絶縁性素線を中心導体11
外周面に横巻する絶縁横巻体であってもよい。
【0031】また、外周導体として金属線16aのみで
編組した金属編組体16を使用した構造を示している
が、編組素線として補強用繊維と金属線16aとを用い
て編組した含金属線編組体としてもよく、さらには、補
強用繊維と金属線16aとを撚り合わせたいわゆるコン
ビネーションヤーンで編組した含金属線編組体としても
よい。
【0032】さらに編組体に限らず、金属線16aや前
記コンビネーションヤーンを絶縁編組体15外周面に横
巻する横巻体構造であってもよい。
【0033】
【発明の効果】以上のように、本発明の感圧センサによ
れば、絶縁部材は、金属導体を絶縁被覆した線材を、中
心導体外周面に横巻した横巻体、もしくは編組して中心
導体外周面に装着された編組体からなると共に、その絶
縁部材の外周面側に絶縁被覆の剥取による金属導体が露
出状とされる導体露出部が備えられ、外部からの押圧力
により弾性導電チューブが撓み変形して中心導体と弾性
導電チューブとの接触に際して、弾性導電チューブと金
属導体との接触により金属導体にも電流が流れる構造
や、絶縁部材は、断面長方形状とされた金属導体の外周
3面を絶縁被覆した平角金属線を、その金属導体の露出
面側を外周面側として中心導体外周面に横巻した横巻体
からなり、外部からの押圧力により弾性導電チューブが
撓み変形して中心導体と弾性導電チューブとの接触に際
して、弾性導電チューブと金属導体との接触により金属
導体にも電流が流れる構造や、絶縁部材は、絶縁性素線
を中心導体外周面に横巻した絶縁横巻体、もしくは絶縁
性素線を編組して中心導体外周面に装着された絶縁編組
体からなり、前記外周導体は、金属線を編組した金属編
組体、もしくは編組素線に金属線を混入させた含金属線
編組体、もしくは金属線や金属線を混入させた素線を横
巻きした横巻体からなり、その外周導体の外周面側を覆
ってゴムチューブが装着され、外部からの押圧力により
外周導体が撓み変形して絶縁部材の隙間を通じて中心導
体と前記金属線とが接触される構造としたものであり、
感圧センサ全体の抵抗値を大幅に下げることができ、短
尺から長尺に至る多用途にわたって対応可能となり、汎
用性に優れるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る感圧センサの断
面側面図である。
【図2】同II−II線断面説明図である。
【図3】同感圧センサによるオン状態の回路構成図であ
る。
【図4】第2の実施形態に係る感圧センサの断面側面図
である。
【図5】同V−V線断面説明図である。
【図6】第3の実施形態における横巻体の断面図であ
る。
【図7】第3の実施形態に係る感圧センサの断面側面図
である。
【図8】同VIII−VIII線断面説明図である。
【図9】第4の実施形態に係る感圧センサの断面側面図
である。
【図10】同X−X線断面説明図である。
【図11】同感圧センサによるオン状態の回路構成図で
ある。
【図12】先行技術としての感圧センサに係る断面側面
図である。
【図13】同XIII−XIII線断面説明図である。
【図14】先行技術としての感圧センサに係る断面側面
図である。
【図15】同XV−XV線断面説明図である。
【図16】先行技術における感圧センサによるオン状態
の回路構成図である。
【符号の説明】
10 感圧センサ 11 中心導体 12 横巻体 12a 金属線 12b 絶縁層 12c 導体露出部 12d 金属導体 13 導電性ゴムチューブ 15 絶縁編組体 16 金属編組体 16a 金属線 17 ゴムチューブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 茂 三重県四日市市西末広町1番14号 住友電 装株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心導体と、間隔保持用絶縁部材の介在
    により中心導体の外周面に対して離隔配置された弾性導
    電チューブとを備え、外部からの押圧力により弾性導電
    チューブが撓み変形して絶縁部材の隙間を通じての中心
    導体と弾性導電チューブとの接触を検知する感圧センサ
    において、 前記絶縁部材は、金属導体を絶縁被覆した線材を、前記
    中心導体外周面に横巻した横巻体、もしくは編組して前
    記中心導体外周面に装着された編組体からなると共に、
    その絶縁部材の外周面側に前記絶縁被覆の剥取による前
    記金属導体が露出状とされる導体露出部が備えられ、外
    部からの押圧力により弾性導電チューブが撓み変形して
    中心導体と弾性導電チューブとの前記接触に際して、弾
    性導電チューブと前記金属導体との接触により金属導体
    にも電流が流れることを特徴とする感圧センサ。
  2. 【請求項2】 中心導体と、間隔保持用絶縁部材の介在
    により中心導体の外周面に対して離隔配置された弾性導
    電チューブとを備え、外部からの押圧力により弾性導電
    チューブが撓み変形して絶縁部材の隙間を通じての中心
    導体と弾性導電チューブとの接触を検知する感圧センサ
    において、 前記絶縁部材は、断面長方形状とされた金属導体の外周
    3面を絶縁被覆した平角金属線を、その金属導体の露出
    面側を外周面側として前記中心導体外周面に横巻した横
    巻体からなり、外部からの押圧力により弾性導電チュー
    ブが撓み変形して中心導体と弾性導電チューブとの前記
    接触に際して、弾性導電チューブと前記金属導体との接
    触により金属導体にも電流が流れることを特徴とする感
    圧センサ。
  3. 【請求項3】 中心導体と、間隔保持用絶縁部材の介在
    により中心導体の外周面に対して離隔配置された外周導
    体とを備え、外部からの押圧力により外周導体が撓み変
    形して絶縁部材の隙間を通じての中心導体と外周導体と
    の接触を検知する感圧センサにおいて、 前記絶縁部材は、絶縁性素線を前記中心導体外周面に横
    巻した絶縁横巻体、もしくは絶縁性素線を編組して前記
    中心導体外周面に装着された絶縁編組体からなり、前記
    外周導体は、金属線を編組した金属編組体、もしくは編
    組素線に金属線を混入させた含金属線編組体、もしくは
    金属線や金属線を混入させた素線を横巻きした横巻体か
    らなり、その外周導体の外周面側を覆ってゴムチューブ
    が装着され、外部からの押圧力により外周導体が撓み変
    形して絶縁部材の隙間を通じて中心導体と前記金属線と
    が接触されることを特徴とする感圧センサ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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WO2018144589A1 (en) * 2017-01-31 2018-08-09 The Regents Of The University Of California Stretchable, conductive interconnect and/or sensor and method of making the same

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