JP2005114395A - 感圧センサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】感圧センサの端末処理、特に自己診断のための抵抗を端末に接続する構成において、抵抗を電気的に接続する箇所での手作業を避け、一連の全工程を自動化すること。
【解決手段】感圧センサ２５の端末に厚み方向に少なくとも２分割して形成した絶縁体基部３８を設け、この上に部品を次々と並べることでセンサを一切動かさずに組み立てる積み上げ方式による自動組立を可能ならしめる。
【選択図】図５

Description

本発明は可撓性を有する感圧センサに関し、特にその端末の構成・処理および製造方法に関する。

最近、ワゴンやバン等の車両では、モータ等の駆動手段の駆動力によってドア
パネルを車両の前後方向に沿ってスライドさせて開閉する電動スライドドアが急速に普及してきた。そして、このような電動スライドドアには、閉扉動作の際にスライドドアと車両の間に人や荷物が挟み込まれた場合に備えて、この挟み込み状態を検出してドアの作動を自動的に停止させる挟み込み検知センサが設けられる。そしてその端末には、センサの断線をシステムが自己診断するために抵抗が接続されることがある。従来のこの種の挟み込み検知センサの端末構成としては、以下のものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

第１の引用例としての特許文献１は感圧チューブスイッチに関し、図９がその断面を、図１０がその端末部の側面を示す。

図９において、感圧チューブスイッチの外周部は可撓性を有するチューブ１で形成され、チューブ１の内周面には二対の電極２Ａ，２Ｂと２Ｃ，２Ｄが設けられる。電極２Ａ〜２Ｄは導電性ゴム材であり、シリコン樹脂やＥＰＤＭ、あるいはポリオレフィンエラストマ等の透明な樹脂材等より成るチューブ１と一体に押出し成型される。

図１０において、チューブ１の開放端３は封止材４で閉鎖される。封止材４としては、ゴム材ないし樹脂材が用いられ、封止材４の封着は開放端３を封止材の中に浸漬する浸漬法により行われる。

かかる工法により、チューブ１の開放端３を閉鎖するために別体のプラグを組み付ける必要がなく、製造簡易でかつ安価である。

また、この引用例には封止材４として抵抗値が５０Ω〜１００ＫΩ／ｃｍ³ 程度の導電性を有するゴム材ないし樹脂材を用いる例が開示されている。この例によれば、封止材４が各電極２Ａ〜２Ｄ間を所定の抵抗値で結ぶことになり、断線時等には電極間がオープンになることから、断線検知等の自己診断機能を付与することができる旨の記載がある（例えば、特許文献２参照）。

第２の引用例としての特許文献２は感圧チューブスイッチ（上記明細書中では「コードスイッチ」と表記）の端末処理作業を簡単なものとして、製造原価の低減を図ろうとするものである。

図１１において、感圧チューブスイッチの一端には、所定の抵抗値（１０Ω〜１００ｋΩ）を有する樹脂製のプラグ５がチューブ１の内腔に圧入される。このプラグ５により両帯状電極６、７が電気的に接続される。止め輪８はチューブ１を外側から締め付けて両帯状電極６、７をプラグ５に押圧する。この止め輪８に対応するプラグ５の部位には凹部９が形成されている。また、エポキシ系樹脂より成るシール剤１０はプラグ５とチューブ１との隙間を閉塞すべく塗布され、その外周は熱収縮チューブ１１によって覆われる。なお、熱収縮チューブ１１はシール剤１０が乾燥する前にチューブ１に挿入され、加熱収縮させる旨の記載がある。

本引用例の別な実施形態として図１２が示されている。プラグ５を絶縁体にて成形し、螺旋溝１２にメッキ処理等により導体を被覆する。電極に接続する導体被覆部分間に抵抗体チップ１３を接続したプラグを用いたものである。なお、１４は抵抗体チップ１３を固定する真鍮等金属製の固定プレートである。

第３の引用例として、図１３、図１４に基づき説明する。本引用例は外圧を受けた外皮部が弾性変形して内部の電極が接触することで外力を検知する感圧センサ及び感圧センサの製造方法に関するものである（例えば、特許文献３参照）。

図１３は感圧センサの構造を示す斜視図である。絶縁性を有するゴム材、または弾性樹脂材によって長尺状に形成された外皮部（チューブ）１を備えている。この外皮部１の内側には断面十字形状の十字孔１５が形成される。この十字孔１５は外皮部１の長手方向に沿って中心周りに漸次渦巻状に変位している。また、外皮部１の内部には銅線等の導電性細線を寄り合わせた電極線１６、１７、１８、１９が設けられる。外皮部１が弾性変形すると電極線１６〜１９は撓み、任意のいずれかあるいは全てが接触して導通する。また、外皮部１が復元すれば電極線１６〜１９も復元する。

図１４はセンサ本体の端末部分を示す平面拡大図である。本体端末には、硬質で且つ絶縁性を有する合成樹脂材等によって形成された支持部材２０が設けられる。外皮部１から引き出された４本の電極線１６〜１９のうち、対の２本１７、１８の各端部が支持部材２０厚さ方向のある一面に支持され、抵抗２１を介して接続された電極線１７と電極線１８との各端部が支持部材２０の厚さ方向の他面に支持される。このため、電極線１７、１８及び抵抗２１と電極線１６、１９とが接触して短絡することはない。
特開平９−２４５５６１号公報 特開平１０−４０７７６号公報 特開平１１−２３７２８９号公報

しかしながら、上記従来の感圧センサの端末処理およびその製造法では、特に自己診断のための抵抗を端末に接続する構成において、抵抗を電気的に接続する箇所での手作業が避けられず、一連の全工程を自動化することは困難である、という課題を有していた。

すなわち、第１の引用例においては、開放端３を閉鎖するために封止材４として所定の導電性を有するゴム材ないし樹脂材を用いる例が開示されているが、各電極２Ａ〜２Ｄ間の距離とその３次元形状（体積）をよほど厳密に管理しなければ、所定の抵抗値を現出することは困難であろう。開放端３を封止材の中に浸漬する浸漬法では、所望の抵抗値を実現できないと思われる。

第２の引用例においては、感圧チューブスイッチの一端に所定の抵抗値を有する樹脂製のプラグ５をその内腔に圧入する。このプラグ５により両帯状電極６、７は電気的に接続されるが、止め輪８をチューブ１の外側から締め付けて両帯状電極６、７をプラグ５に押圧する。また、エポキシ系樹脂より成るシール剤１０をプラグ５とチューブ１との隙間に塗布し、その外周は熱収縮チューブ１１によって覆う。熱収縮チューブ１１はシール剤１０が乾燥する前にチューブ１に挿入し、加熱収縮させる。

この構成では組立に当って感圧チューブスイッチの端面を保持しなければならないが、挿入行為が長軸方向に向かって為されるため、端面保持を強固に行うと挿入できず、ソフトに保持すると挿入力を受け止められない。また、一般に自動組立は部品を積み上げていく方法をとることが効率が良いが、この構成ではセンサ端面を上方に向けせると、センサの自重が端面保持部に加わり、この点でも自動化が困難であると思われる。

第３の引用例においては、本体端末には、硬質で且つ絶縁性を有する合成樹脂材等によって形成された支持部材２０が設けられ、組立・加工は上方から行えるので最も自動化が図りやすいが、４本の電極線の接触を避けるため２本づつを支持部材２０の上下面に配置するため、加工の途中でいったん支持部材をひっくり返すか、下面の電極線の半田づけ等の作業を下面から行う必要がある。この点で完璧な積み上げ式の自動化は困難であると思われる。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、感圧センサの端末処理を自動化しやすい積み上げ式で可能にする構成と、具体的な端末の製造方法を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の感圧センサは、可撓性を有する感圧センサの端末に厚み方向に少なくとも２分割して形成した絶縁体を設ける構成であり、最初に形成される絶縁体の上に部品を次々と並べてセンサを一切動かさずに組み立てることができ、積み上げ方式による自動組立を可能ならしめる。

また、本発明の感圧センサの製造方法は、可撓性を有する感圧センサにおいて、その端末に厚み方向の略半分に流動性のある封止材で絶縁体を設けるものであり、別体の絶縁体をあらかじめ成型等により製造しておく必要がなく、センサ端末組立の一連工程の中でセンサを動かすことなく、組み上げることができる。

また、本発明の感圧センサは、可撓性のある感圧センサにおいて、その端末に内部に電気部品を収容する絶縁体を設け、さらに絶縁体の外部に低抵抗の流動性のある封止材で包むよう構成するので、例えば塩素化ポリエチレンと圧電セラミックス粉体とを混合した複合圧電材を用いたインピーダンスの高い感圧センサにおいても、端末部の電気的遮蔽を確実に行うことができる。

さらにまた、本発明の感圧センサの製造方法では、末端を切断して突出させた芯線と外側電極の間を封止する所定の抵抗値を持った流動性のある封止材で断線検知抵抗を形成し、封止材によって定まる抵抗値を検出して回路上に設けた分圧抵抗を調整可能に構成し、両者を略揃えるように製造することで、断線検知抵抗をすこぶる簡素に形成することができる。

本発明の感圧センサおよびその製造方法は、最初に形成される絶縁体の上に部品を次々と並べてセンサを一切動かさずに組み立てることができ、積み上げ方式による自動組立を可能ならしめる。このため、全工程を機械化・自動化しやすく、安定した品質のセンサユニットを生産でき、高い品質が要求される自動車用途にも安心して供給できる工程を実現できる。

第１の発明はセンサに加わる外圧あるいは振動・接触により出力を発生する可撓性を有する感圧センサにおいて、厚み方向に少なくとも２分割して形成した絶縁体を前記感圧センサの端末に設けることにより、最初に形成される絶縁体の上に部品を次々と並べてセンサを一切動かさずに組み立てることができ、積み上げ方式による自動組立を可能ならしめる。

第２の発明は、特に第１の発明における感圧センサを芯線と複合圧電材と外側電極と被覆の４層から成る同軸構造のケーブル状とし、その末端を切断して芯線を突出させ、被覆を切断除去して複合圧電体を露出させ、さらに被覆の一部を切断して軸方向に摺動させることで、被覆の当該部を複合圧電体と芯線の間の絶縁に利用することができる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明における感圧センサを塩素化ポリエチレンと圧電セラミックス粉体とを混合する複合圧電材を使用して成形することで、応答性に優れた高感度のセンサを利用可能にする。

第４の発明は、特に第１から第３の発明において、絶縁体に形成した溝部に断線検知の自己診断用の抵抗を配置し、電気的接続を行い、センサの断線を検知することで、ハンドリングの悪い抵抗を扱いやすくし、機械化・自動化を図りやすくすることができる。

第５の発明は、特に第４の発明において、電気的接続としてレーザあるいは超音波半田、導電ペーストを用いることで、電気的接続工程の機械化を図りやすくすることができる。

第６の発明は、特に第１から第３の発明において、絶縁体の外部に低抵抗のゴムあるいは樹脂部を形成することで、電気的遮蔽を簡易な構成で実現でき、特に一連の組立工程の中で機械化・自動化を図ることができる。

第７の発明は、特に第１から第３の発明において、絶縁体に形成した溝部に導電体を接続し、絶縁体を形成後にその先端を切断し、電極として回路に接続するよう構成することで、断線検知抵抗と同一工程で他端の引き出しリード処理が可能となり、組立の自動化を図ることができる。

第８の発明は、特に第４の発明において、抵抗部を印刷抵抗で形成することで、抵抗を別体であらかじめ用意しなくとも、一連の端末組立工程の中で機械化・自動化を図ることができる。

第９の発明は、特に第４の発明において、抵抗部を所定の抵抗値を有する導電性を有するゴムあるいは樹脂で形成することで、抵抗を別体であらかじめ用意しなくとも、一連の端末組立工程の中で機械化・自動化を図ることができる。

第１０の発明は、可撓性を有する感圧センサにおいて、その端末に厚み方向の略半分に流動性のある封止材で絶縁体を設けることで、絶縁体を別体であらかじめ用意しなくとも、一連の端末組立工程の中で機械化・自動化を図ることができる。

第１１の発明は、特に第１０の発明において、流動性のある封止材で形成した絶縁体の外部に低抵抗の流動性のある封止材で包むよう構成することで、電気的遮蔽を別体を設けずに一連の組立工程の中で付加することができる。

第１２の発明は、可撓性を有する感圧センサを芯線と複合圧電材と外側電極と被覆の４層から成る同軸構造のケーブル状とし、その末端を切断して芯線を突出させ、被覆を切断除去して複合圧電体を露出させると共に、被覆の一部を切断して軸方向に摺動させることで、複合圧電体と芯線の間の絶縁に利用する構成とすることで、被覆の当該部を複合圧電体と芯線の間の絶縁に利用することができ、構成部品の簡素化を図ることができる。

第１３の発明は、可撓性を有する感圧センサにおいて、その端末に内部に電気部品を収容する絶縁体を設け、さらに前記絶縁体の外部に低抵抗の流動性のある封止材で包むよう構成することで、電気的遮蔽を簡易な構成で実現でき、特に一連の組立工程の中で機械化・自動化を図ることができる。

第１４の発明は、センサに加わる外圧あるいは振動・接触により出力を発生する可撓性を有する感圧センサにおいて、感圧センサは芯線と複合圧電材と外側電極と被覆の４層から成る同軸構造を有するケーブル状であり、その末端を切断して芯線を突出させ、被覆を切断して外側電極を露出させ、流動性のある封止材で封止した際に芯線と外側電極間の抵抗値がおおよそ所定の値になるような導電率を有する封止材を選択し、かつ回路上に設けた分圧抵抗を調整可能に構成し、前記封止材によって定まる抵抗値を検出してこれと前記分圧抵抗を略揃えるよう製造することにより、断線検知抵抗体をモールドにより形成することができ、構成および工程を大幅に簡素化できる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における挟み込み防止装置２２を搭載した電動スライドドアを備えた車両の要部外観斜視図を示す。車両に乗員が出入りするためのボディ開口部２３をスライド開閉する電動スライドドア２４の車両室内側寄りに圧電センサ２５を内蔵している。

図２は、図１のＡ−Ａ´断面構成図である。図２において、電動スライドドア２４は外板２４ａと内板２４ｂにて形成され、外周縁２６にて重ね合わせてフランジ部を構成する。プロテクタ２７はＥＰＤＭあるいはシリコンゴム、エラストマー等で形成され、その先端に圧電センサ２５を収容する。圧電センサ２５またはプロテクタ２７を所定の形状の部材で圧縮した際の単位変位当たりの圧縮荷重を圧縮率として定義すれば、プロテクタ２７の圧縮率が圧電センサ２５の圧縮率よりも小さくなるような材料を使用している。尚、圧電センサ２５が変形し易いようセンサ周囲のプロテクタ２７の肉厚は薄くしてある。中空部２８は圧電センサ２５を弾性的に保持して振動しやすくし、挟み込み防止装置の感度を高める役割を果たす。

また、プロテクタ２７の側壁は振動を減衰する機能を有し、その共振周波数は１０Ｈｚ以下にすることが望ましい。

圧電センサ２５はスライドドア２４が完全に閉止した際にボディ開口部２３と接触しないよう所定の距離ｙをおいて設置されている。子供の指等の挟み込みを考慮すると距離ｙは３mm〜５mmとすることが好ましい。

図３は、圧電センサ２５の要部断面構成図である。圧電センサ２５は信号導出用電極としての中心電極２９、３０と、塩素化ポリエチレンのゴム弾性体に圧電セラミックの焼結粉体を混合した複合圧電材からなる複合圧電体層３１と、被覆層３２とを同心円状に積層してケーブル状に成形し分極処理して構成したもので、優れた可撓性を有し、弾性変形に応じた出力信号を発生する。

圧電セラミックとしては、例えばチタン酸鉛またはチタン酸ジルコン酸鉛の焼結粉体を用いる。

中心電極２９は通常の金属単線導線を用いてもよいが、絶縁性高分子繊維の周囲に金属コイルを巻いた電極を用いても良い。絶縁性高分子繊維と金属コイルとしては、電気毛布において商業的に用いられているポリエステル繊維と銀を５wt％含む銅合金がそれぞれ好ましい。

また、３０は高分子層の上に金属膜の接着された帯状電極を用い、これを複合圧電体層３１の周囲に巻きつけた構成としている。そして、高分子層としてはポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）を用い、この上にアルミニウム膜を接着した電極は、１２０℃で高い熱的安定性を有するとともに商業的にも量産されているので、３０として好ましい。なお、圧電センサ２５を外部環境の電気的雑音からシールドするために、３０は部分的に重なるようにして複合圧電体層３１の周囲に巻きつけることが好ましい。

さらに、被覆層３２としては、塩化ビニルやポリエチレンを用いればよいが、物体の押圧時に圧電センサ２５が弾性変形しやすいよう複合圧電体層３１よりも柔軟性及び可撓性の良いゴム等の弾性材料を用いてもよい。車両搭部部品として考慮するなら、耐熱性、耐寒性を考慮して選定し、具体的には−３０℃〜８５℃で可撓性の低下が少ないものを選定することが好ましい。このようなゴムとして、例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、シリコンゴム（Ｓｉ）、熱可塑性エラストマー等を用いればよい。

以上のような構成により、圧電センサ２５の最小曲率は半径５mmまで可能となった。尚、圧電センサ２５は最外層に被覆層３２を有している例にて述べてきたが、被覆層をプロテクタ２７と兼用した構成においても目的を達成することができる。これにより、部品の合理化が可能となるものである。

図４は、圧電センサのユニット外観図である。圧電センサ２５の一端にはセンサの断線を自己診断するために断線検知ブロック３３が設けられる。断線検知ブロック３３の詳細については、図５で詳細に説明する。一方、圧電センサ２５の他端には検知回路ブロック３４が接続される。回路については図６で詳述する。回路の挟み込み判定出力はリード線３５、コネクタ３６を介してスライドドア内あるいは車両本体に設けられた主制御基板（図示せず）に入力される。

図５は断線検知ブロックの組立工程を示す図である。工程ａはリードカット工程である。まず圧電センサ２５の中心電極２９が剥き出され、次いで外側電極３０および複合圧電体３１が被覆３２の切断により露出する。最後に被覆３２の一部がカットされ、端部へわずかに摺動されて端面絶縁部３７として利用される。この端面絶縁部３７は外側電極３０と中心電極２９の絶縁距離が０．５ｍｍ程度と小さく、以降の工程でゴミなどが付着して短絡することを防ぐ。また、後ほど接続する断線検知抵抗の外皮の絶縁抵抗が低いため、これとの絶縁を確保する機能を担う。この構成により、絶縁チューブを別途設ける必要がない。

工程ｂは基部モールド工程である。工程ａでリードカットした圧電センサ２５を型にセットした状態でモールドにより絶縁体基部３８を形成する。絶縁体基部３８は上型により抵抗支持溝３９を形成される。

工程ｃは抵抗接続工程である。抵抗支持溝３９にフォーミングされた抵抗４０がセットされ、その一端４１は外側電極３０に、他端４２は中心電極２９に電気的に接続される。３０の表層はすでに述べたようにアルミニウム膜であるので、電気的接続にはアルミ半田あるいはレーザー、導電ペースト等が利用できる。特にアルミ半田においては濡れ性等が通常半田に比べて悪いので、超音波半田付け等の工法を併用することが望ましい。中心電極２９は銀を５wt％含む銅合金なので、通常の半田あるいは鉛フリー半田で良好に接続できる。この部位もレーザー、導電ペースト等が利用できる。レーザーや導電ペーストの利用によりモールドする基材への熱影響を抑制できる。モールド基材の材料としてはホットメルトやさまざまなエラストマー等が利用できる。

工程ｄは上部モールド工程である。２分割された絶縁体の上部絶縁体４３をモールドにより形成する。また、その一端には切り欠き部４４が設けられ、ここには外側電極３０の一部が覗く。

工程ｅは遮蔽モールド工程である。工程ｄで一体化された絶縁体全体をカーボンあるいはカーボンフィラー等を含有する低抵抗のエラストマー等でモールドして遮蔽体４５を表層に形成する。全体の抵抗値は数Ω以下に設定される。遮蔽体４５は工程ｄで形成された切り欠き部４４により、外側電極３０と電気的に接続する。外側電極３０は通常アース電位に接続されるので、かかる構成により遮蔽体４５は完全に電気的にシールドされる。

図６は、本発明の挟み込み防止装置のブロック図を示すものである。図６において、圧電センサの複合圧電体３１の出力は、中心電極２９と外側電極３０に出力される。すでに述べたように断線検知ブロック３３には断線検知抵４０が配される。これらの出力は検知回路ブロック３４へ接続される。４６はかかるコネクタＡである。

検知回路ブロック３４には、圧電センサの出力信号から所定の周波数成分のみを通過させる濾波部４７、濾波部４７からの出力信号に基づきセンサへの物体の接触を判定する判定部４８、センサの断線異常を判定する異常判定部４９が含まれる。

分圧用抵抗５０は断線検出用抵抗４０と分圧し、センサ出力端Ｐ点の電位をある値に吊り上げる。通常、センサのダイナミックレンジを最大にとるために電源電圧の１／２に選択される。つまり、電源５１の供給電圧が５Ｖであれば、分圧用抵抗５０および断線検出用抵抗４０を例えば１０ＭΩとすれば、センサが正常かつ挟み込みがない状態で２．５Ｖが出力される。挟み込みがあれば判定部４８よりＬレベル出力が、断線が発生すればＰ点の電位は５Ｖに吊り上るので、Ｈレベル出力が主制御部へ伝達される。５２はセンサの検知回路ブロック３４と主制御部を接続するために設けられたコネクタＢである。

スライドドアあるいは車両本体に設けられる主制御部は、コネクタＣ５３を介してセンサ出力を受け取る。また、センサ検知回路ブロック３４に電源を供給する。駆動手段５４はモータ５５の回転パルスを検出するためのホール素子５６を有する。制御手段５７は、ホール素子５６から出力されるパルス信号をカウントして記憶することにより電動スライドドアの左端位置を検出する位置検出部５８と、ホール素子５６からの出力信号に基づき電動スライドドアの移動速度を検出して電動スライドドアへの物体の接触を判定する開閉部接触判定部５９と、検知回路ブロック３４と位置検出部５８と開閉部接触判定部５９との出力信号に基づき、モータ５５を制御する制御部６０とを備えている。６１は判定結果を車室内のフロントパネルに設置された所定のライト等で報知する報知手段、６２は電動スライドドアを開閉するための開閉スイッチである。

図７は検知回路ブロック３４側圧電センサの端末処理の工程を示す図である。

工程ａはリードカット工程である。まず圧電センサ２５の中心電極２９が剥き出され、次いで外側電極３０および複合圧電体３１が被覆３２の切断により露出する。最後に被覆３２の一部がカットされ、端部へわずかに摺動されて端面絶縁部３７として利用される。この端面絶縁部３７は外側電極３０と中心電極２９の絶縁距離が０．５ｍｍ程度と小さく、以降の工程でゴミなどが付着して短絡することを防ぐ。また、後ほど接続する電極板との絶縁を確保する機能を担う。この構成により、絶縁チューブを別途設ける必要がない。

工程ｂは基部モールド工程である。工程ａでリードカットした圧電センサ２５を型にセットした状態でモールドにより絶縁体基部３８を形成する。絶縁体基部３８は上型により電極板支持溝６３を形成される。

工程ｃは電極板接続工程である。電極板支持溝６３に電極板６４がセットされ、その一端６５は外側電極３０に、他端６６は中心電極２９に電気的に接続される。３０の表層はすでに述べたようにアルミニウム膜であるので、電気的接続にはアルミ半田あるいはレーザー、導電ペースト等が利用できる。特にアルミ半田においては濡れ性等が通常半田に比べて悪いので、超音波半田付け等の工法を併用することが望ましい。中心電極２９は銀を５wt％含む銅合金なので、通常の半田あるいは鉛フリー半田で良好に接続できる。この部位もレーザー、導電ペースト等が利用できる。レーザーや導電ペーストの利用によりモールドする基材への熱影響を抑制できる。モールド基材の材料としてはホットメルトやさまざまなエラストマー等が利用できる。

工程ｄは上部モールド工程である。２分割された絶縁体の上部絶縁体４３をモールドにより形成する。

工程ｅは電極板切断工程である。電極板６４の先端を切断除去することで、センサの中心電極２９と３０から電気的には半田あるいはレーザー、導電ペースト等で接続された電極板６４を、モールドにより機械的に強固に固定して取り出すことができる。しかも、その工程は抵抗を付加する工程とまったく同一にでき、その工程の一部あるいはすべてを設備、冶具に至るまで完全に共用できる。

図８はかかる端末処理されたセンサと検知回路ブロック３４の組立構成を示す要部断面図である。圧電センサ２５の端末はモールドされた後、切断された電極板６５、６６が検知回路を形成するプリント基板６７に半田づけ等で接続される。プリント基板上には所定の電子部品が配置され、他端からはリード線３５が引き出されている。かかる端末全体が型にセットされ、流動性のある絶縁体６８で封止される。この封止は回路部への水やほこりの浸入を防止し、電子部品やセンサ末端を機械的に保護するものである。さらに、そのモールドの上から断線検知ブロックと同様、カーボンあるいはカーボンフィラー等を含有する低抵抗のエラストマー等でモールドして遮蔽体６９を表層に形成する。全体の抵抗値は数Ω以下に設定される。遮蔽体６９は前工程で形成された切り欠き部７０により、アース電位と電気的に接続する。かかる構成により遮蔽体６９は完全に電気的にシールドされる。

（実施の形態２）
図７における工程ｂでモールドにより形成した絶縁体基部３８を、別工程でかながたによりあらかじめ製造しておくことはできる。この場合はまず型に成型した絶縁体基部を載置し、次いでリードカットしたセンサ端末を乗せ、以後の工程は実施の形態１で述べた方法でも製造することはできる。この場合、絶縁体基部の硬化時間等を配慮する必要はない。

（実施の形態３）
図７における工程ｂで絶縁体基部３８を用いず、型に工程ａでリードカットしたセンサ端末をセットし、抵抗を電気的に接続した後、抵抗が付加された端末全体を一気に流動性のある絶縁体でモールドし、工程ｄ以降を流すこともできる。この場合、リードカット工程で設けた被覆３２の一部をカットし摺動した端面絶縁部３７が、絶縁距離の小さな端面の保護を担ってくれる。

（実施の形態４）
図１５は抵抗体を封止材により形成する実施例を示す要部断面図である。リードカットにおいて、中心電極２９をまず剥き出し、次いで被覆３２と外側電極３０を切断除去して複合圧電体３１を露出させ、さらに被覆３２を切断して外側電極３０を露出させる。露出する複合圧電体３１の距離Ｌを断面の中心電極２９と外側電極３１の距離ｄよりは十分に大きく設定している。中心電極と外電極の距離ｄは０．５ｍｍ程度であり、押出し条件によってバラツキが出やすい。また中心電極２９の芯出し精度によっても変動する。この寸法よりも十分長く距離Ｌを設定することで、ある抵抗値を有する流動性のある封止材７１で端末を封止することで、外側電極３０と中心電極２９との間に等価的に抵抗を設けることができる。その距離Ｌおよびモールド体７１の形状は型で管理されるため、バラツキを押えることができる。さらに、検知回路ブロック３４上の直列抵抗５０を例えば印刷抵抗とし、上記構成により形成された断線検知抵抗が１０ＭΩに対してなおばらつく場合は、印刷抵抗を削る等してペアリングすれば、センサの正常時の電圧をＶ／２に合わせることができる。かかる実施形態によれば、抵抗体をモールドにより形成することができ、構成および工程を大幅に簡素化できる。

なお、複合圧電体３１が露出する距離Ｌを設けることは、モールドによる抵抗値を安定させる上で効果は大きいが、必須事項ではない。Ｌを設けず、寸法ｄのみで断線検知抵抗を構成することももちろん可能である。この場合、抵抗値のバラツキはどうしても大きくなるが、検知回路ブロック３４上の直列抵抗５０を調整することで実用可能である。

また、直列抵抗５０の調整方法は印刷抵抗をトリミングする方法以外にも、チップ抵抗を測定されたモールド抵抗に合わせて選択して使用することも可能であるし、複数の抵抗をあらかじめ回路上に用意しておき、これを切断して調整することもできる。

以上のように、本発明にかかる感圧センサおよびその製造方法は、最初に形成される絶縁体の上に部品を次々と並べてセンサを一切動かさずに組み立てることができ、積み上げ方式による自動組立を可能ならしめるので、全工程を機械化・自動化しやすく、安定した品質のセンサユニットを生産できる。本発明は可撓性を有する感圧センサを高い品質が要求される自動車用途の挟み込み検知等の安全装置に搭載でき、他にもエレベータや自動ドア等の挟み込み検知や、フェンスを乗り越える侵入者を検知するセキュリティ分野、あるいは感度を上げて心拍を検知することで在床・在席を検知するベッドや自動車の座席、操作のしかたによってアナログ出力が利用できるスイッチ等に展開可能である。

本発明の実施の形態１における電動スライドドアに感圧センサを備えた挟み込み防止装置の要部外観斜視図 図１におけるＡ−Ａ´断面構成図 同装置の感圧センサの要部断面図 同装置の判定手段を備えた感圧センサの外観図 同装置の断線検知ブロックの組立工程を示す図 同装置の感圧センサを備えた挟み込み防止装置のブロック図 同装置の検知回路ブロック３４側感圧センサの端末処理の工程を示す図 端末処理されたセンサと検知回路ブロック３４の組立構成を示す要部断面図 従来の感圧チューブスイッチの要部を示す断面図 同感圧チューブスイッチの端末部の側面図 他の従来のコードスイッチの要部を示す断面図 同コードスイッチの別な実施形態を示す組立図 さらに他の従来の感圧センサの構造を示す斜視図 同感圧センサの本体の端末部分を示す平面拡大図 本発明の実施の形態４における感圧センサの断線検知抵抗の構成法を示す要部平面図

符号の説明

２２ 挟み込み防止装置
２３ ボディ開口部
２４ 電動スライドドア
２５ 圧電センサ
２９ 中心電極
３０ 外側電極
３１ 複合圧電体
３２ 被覆
３７ 端面絶縁部
３８ 絶縁体基部
３９ 抵抗支持溝
４０ 抵抗
４３ 上部絶縁体
４４ 切り欠き部
４５ 遮蔽体

Claims (14)

1. センサに加わる外圧あるいは振動・接触により出力を発生する可撓性を有する感圧センサにおいて、厚み方向に少なくとも２分割して形成した絶縁体を前記感圧センサの端末に設けた構成の感圧センサ。
2. 感圧センサは芯線と複合圧電材と外側電極と被覆の４層から成る同軸構造を有するケーブル状であり、その末端を切断して芯線を突出させ、被覆を切断除去して複合圧電体を露出させると共に、被覆の一部を切断して軸方向に摺動させることで、複合圧電体と芯線の間に絶縁を構成することを特徴とした請求項１記載の感圧センサ。
3. 感圧センサは塩素化ポリエチレンと圧電セラミックス粉体とを混合する複合圧電材で成形することを特徴とした請求項１または２に記載の感圧センサ。
4. 絶縁体に形成した溝部に抵抗を配置し、前記抵抗とセンサ端末部を電気的接続することで、センサの断線を検知する断線検知部を構成した請求項１〜３のいずれか1項に記載の感圧センサ。
5. 電気的接続としてレーザあるいは超音波半田、導電ペーストを用いた請求項４に記載の感圧センサ。
6. 絶縁体の外部に低抵抗のゴムあるいは樹脂部を形成した請求項１〜３のいずれか1項に記載の感圧センサ。
7. 絶縁体に形成した溝部に導電体を接続し、絶縁体を形成後に前記導電体の先端を切断し、前記導電体のそれぞれの先端を電極として回路に接続するよう構成した請求項１〜３のいずれか1項に記載の感圧センサ。
8. 抵抗部を印刷抵抗で形成した請求項４に記載の感圧センサ。
9. 抵抗部を所定の抵抗値を有する導電性を有するゴムあるいは樹脂で形成した請求項４に記載の感圧センサ。
10. センサに加わる外圧あるいは振動・接触により出力を発生する可撓性を有する感圧センサにおいて、その端末に厚み方向の略半分に流動性のある封止材で絶縁体を設けた感圧センサの製造方法。
11. 流動性のある封止材で形成した絶縁体の外部に低抵抗の流動性のある封止材で包むよう構成した請求項１０に記載の感圧センサ。
12. センサに加わる外圧あるいは振動・接触により出力を発生する可撓性を有する感圧センサにおいて、前記感圧センサは芯線と複合圧電材と外側電極と被覆の４層から成る同軸構造を有するケーブル状であり、その末端を切断して芯線を突出させ、被覆を切断除去して複合圧電体を露出させると共に、被覆の一部を切断して軸方向に摺動させることで、複合圧電体と芯線の間に絶縁を構成することを特徴とした感圧センサ。
13. センサに加わる外圧あるいは振動・接触により出力を発生する可撓性を有する感圧センサにおいて、その端末に内部に電気部品を収容する絶縁体を設け、さらに前記絶縁体の外部に低抵抗の流動性のある封止材で包むよう構成した感圧センサ。
14. センサに加わる外圧あるいは振動・接触により出力を発生する可撓性を有する感圧センサにおいて、感圧センサは芯線と複合圧電材と外側電極と被覆の４層から成る同軸構造を有するケーブル状であり、その末端を切断して芯線を突出させ、被覆を切断して外側電極を露出させ、流動性のある封止材で封止した際に芯線と外側電極間の抵抗値がおおよそ所定の値になるような導電率を有する封止材を選択し、かつ回路上に設けた分圧抵抗を調整可能に構成し、前記封止材によって定まる抵抗値を検出してこれと前記分圧抵抗を略揃えるようにした感圧センサの製造方法。

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