JP2011158442A - Pressure sensitive sensor, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部からの圧力を感知する感圧センサに関し、特に曲面部に取り付けられても信頼性が高い感圧センサに関するものである。 The present invention relates to a pressure-sensitive sensor that senses pressure from the outside, and more particularly to a pressure-sensitive sensor that is highly reliable even when attached to a curved surface portion.
近年、自動車の電動式ドア又はパワーウィンドウ(以下、電動式ドア等とする。)には、人体又は物体(以下、人体等とする。)の挟み込みを防止するためのケーブル状の感圧センサが取り付けられている。しかし、これまでのケーブル状の感圧センサは、前記電動式ドアの曲面部形状に合わせて取り付けられた場合、外部からの圧力が印加されていない状態においても、その曲面部においてセンサ電極が互いに接触してしまう場合があった。よって、これまでのケーブル状の感圧センサは、曲面部に取り付けられた場合、誤動作してしまう場合があった。そのため、曲面部に取り付けられた場合においても、誤動作せずに信頼性の高いケーブル状の感圧センサが要望されている。 In recent years, a cable-type pressure sensor for preventing a human body or an object (hereinafter referred to as a human body or the like) from being caught in an electric door or power window (hereinafter referred to as an electric door or the like) of an automobile. It is attached. However, when the conventional cable-shaped pressure-sensitive sensor is mounted in accordance with the curved surface shape of the electric door, the sensor electrodes are connected to each other on the curved surface portion even when no external pressure is applied. There was a case where it touched. Therefore, the conventional cable-shaped pressure-sensitive sensor may malfunction when attached to the curved surface portion. Therefore, there is a demand for a cable-like pressure sensor that is highly reliable without malfunction even when attached to a curved surface portion.
特許文献1に開示されているゴム状弾性スイッチは、所定の長さをもった絶縁性ゴム状弾性部材に設けられた長手方向に連続する中空部の内面に、センサ電極として対向する一対の導電性ゴム状弾性部材を設け、一対の導電性ゴム状弾性部材間に複数の開孔部を有する孔付き絶縁性ゴム状弾性部材を設けたものである。前記一対の導電性ゴム状弾性部材間に複数の開孔部を有する前記孔付き絶縁性ゴム状弾性部材を設けることにより、前記ゴム状弾性スイッチを曲面部に取り付けた場合においても、外部からの圧力が印加されていない状態では前記一対の導電性ゴム状弾性部材は互いに接触することが無く、信頼性が比較的高い。また、前記ゴム状弾性スイッチに外部からの圧力が印加された場合は、前記開孔部を介して前記導電性ゴム状弾性部材が互いに接触可能であり、センサ機能も保証されている。
A rubber-like elastic switch disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示されているゴム状弾性スイッチは、前記導電性ゴム状弾性部材を互いに接触させるために、前記導電性ゴム状弾性部材を押しつぶす圧力の他に、前記孔付き絶縁性ゴム状弾性部材を押しつぶす圧力も必要である。そのため、前記ゴム状弾性スイッチの感度は低いという問題があった。また、前記ゴム状弾性スイッチはその構成上部品点数が多いために、コスト及び重量が増大してしまうという問題もあった。
However, in the rubber-like elastic switch disclosed in
加えて、前記ゴム状弾性スイッチの中空部には、前記一対の前記導電性ゴム状弾性部材が設けられ、更にその間に前記孔付き絶縁性ゴム状弾性部材が設けられているために、前記ゴム状弾性スイッチは厚いものとなる。これにより、近年普及し始めているイージークローザーシステム(自動車において、半ドア状態にあるドアを自動で完全に閉めるシステム)のように、ドアと車体との隙間が僅かな部位に前記ゴム状弾性スイッチを取り付けるのは困難であるという問題があった。 In addition, since the pair of the conductive rubber-like elastic members are provided in the hollow portion of the rubber-like elastic switch, and the insulating rubber-like elastic member with a hole is further provided therebetween, the rubber The elastic switch is thick. As a result, the rubber-like elastic switch is placed in a portion where the gap between the door and the vehicle body is small, such as an easy closer system (a system that automatically and completely closes a door in a half-door state) that has begun to spread in recent years. There was a problem that it was difficult to install.
そこで本発明は、曲面部に取り付けられた場合においても誤動作せず、感度が高く、部品点数が少なく、且つ薄型の感圧センサ及びその製造方法の提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a thin pressure-sensitive sensor that does not malfunction even when attached to a curved surface portion, has high sensitivity, has a small number of parts, and a manufacturing method thereof.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、所定長さの一対の可撓性電極部材と、
該一対の可撓性電極部材の間に所定間隔の中空部が形成されるように前記一対の可撓性電極部材を対向させて配置するとともに、前記一対の可撓性電極部材の外周から覆うように前記一対の可撓性電極部材を一体的に保持する弾性絶縁部材と、
を有し、
前記可撓性電極部材の前記弾性絶縁部材と接する側の任意の部分に、前記可撓性電極部材の長手方向と交叉する方向に前記可撓性電極部材の変形を容易にする少なくとも1つの凹部を形成したことを特徴とする感圧センサを提供するものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, a pair of flexible electrode members having a predetermined length,
The pair of flexible electrode members are arranged to face each other so that a hollow portion having a predetermined interval is formed between the pair of flexible electrode members, and covered from the outer periphery of the pair of flexible electrode members. An elastic insulating member that integrally holds the pair of flexible electrode members,
Have
At least one recess that facilitates deformation of the flexible electrode member in a direction intersecting the longitudinal direction of the flexible electrode member in an arbitrary portion of the flexible electrode member on the side in contact with the elastic insulating member The present invention provides a pressure-sensitive sensor characterized in that
前記凹部は、感圧センサの可撓性電極部材の全長にわたって設けても良いが、必ずしも全長に設けなくとも良い。しかし、少なくとも感圧センサが設置される対象物の曲面部に対して配置される部分には設けることが必要である。前記凹部は一対の電極部材のそれぞれに設けてもよいし、いずれか一方に設けてもよい。これらの形態によれば、曲面部に配置された感圧センサの応答性、信頼性を確保することができる。しかしながら、曲面部に配置されない部分においては可撓性電極部材に凹部を形成しない形態もあり得る。この形態によれば、凹部の形成に要する工程が少なくなり、感圧センサの製造コストを低減することができる。 The concave portion may be provided over the entire length of the flexible electrode member of the pressure-sensitive sensor, but may not necessarily be provided over the entire length. However, it is necessary to provide at least a portion arranged with respect to the curved surface portion of the object on which the pressure sensor is installed. The concave portion may be provided in each of the pair of electrode members, or may be provided in any one of them. According to these forms, it is possible to ensure the responsiveness and reliability of the pressure-sensitive sensor disposed on the curved surface portion. However, there may be a form in which the concave portion is not formed in the flexible electrode member in a portion that is not disposed on the curved surface portion. According to this embodiment, the number of steps required for forming the recesses is reduced, and the manufacturing cost of the pressure sensitive sensor can be reduced.
前記凹部は、溝及びその他の形状であっても良い。前記溝が前記可撓性電極部材の長手方向と交差する角度は−15〜15°であることが好ましい。前記可撓性電極部材の高さ方向と長手方向が形成する側面に、前記溝と連続する側面溝を設けても良い。前記可撓性電極部材の長手方向に導電線を貫通させることが好ましい。前記弾性絶縁部材に前記可撓性電極部材に嵌合する凸部を設けても良い。この導電線を貫通させることにより、外部端子等との必要な電気的接続を容易に行うことができる。 The recess may be a groove or other shape. The angle at which the groove intersects the longitudinal direction of the flexible electrode member is preferably −15 to 15 °. You may provide the side groove | channel which continues the said groove | channel on the side surface which the height direction and longitudinal direction of the said flexible electrode member form. It is preferable to penetrate a conductive wire in the longitudinal direction of the flexible electrode member. The elastic insulating member may be provided with a convex portion that fits into the flexible electrode member. By making this conductive wire penetrate, necessary electrical connection with an external terminal or the like can be easily performed.
また、前記弾性絶縁部材の前記可撓性電極部材の前記凹部が設けられた側と平行な表面に、前記凹部と相対するような外面凹部(追って説明する)を設けても良い。前記外面凹部は、外面溝であっても良い。この外面凹部を形成することにより、前記弾性絶縁部材及び前記可撓性電極部材の変形が更に容易となる。前記外面溝が前記弾性絶縁部材の長手方向と交差する角度は−15〜15°であることが好ましい。前記弾性絶縁部材の高さ方向と長手方向が形成する側面に、前記外面溝と連続する外側面溝を設けても良い。前記弾性絶縁部材は、絶縁性のゴムからなっていても良く、前記可撓性電極部材は、導電性のゴムからなっていても良い。 Moreover, you may provide an outer surface recessed part (it demonstrates later) facing the said recessed part in the surface parallel to the side in which the said recessed part of the said flexible electrode member of the said elastic insulating member was provided. The outer surface recess may be an outer surface groove. By forming the outer surface recess, the elastic insulating member and the flexible electrode member can be more easily deformed. The angle at which the outer groove intersects the longitudinal direction of the elastic insulating member is preferably -15 to 15 °. You may provide the outer surface groove | channel which continues the said outer surface groove | channel on the side surface which the height direction and longitudinal direction of the said elastic insulation member form. The elastic insulating member may be made of insulating rubber, and the flexible electrode member may be made of conductive rubber.
本発明における弾性絶縁部材として、その弾性率が、可撓性電極部材の弾性率よりも小さい材料を選択する。つまり弾性絶縁部材のほうが可撓性電極部材よりも、同じ荷重のもとでは変形しやすいという関係にある。このような材料を選択することにより、可撓性電極部材の凹部に弾性絶縁部材が入り込んだ状態でも、可撓性電極の変形があまり阻害されない。 A material having an elastic modulus smaller than that of the flexible electrode member is selected as the elastic insulating member in the present invention. That is, the elastic insulating member is more easily deformed under the same load than the flexible electrode member. By selecting such a material, deformation of the flexible electrode is not hindered even when the elastic insulating member enters the recess of the flexible electrode member.
本発明により、前記一対の可撓性電極部材の少なくとも一方の任意の部分が長手方向と交差する方向に前記可撓性電極部材の変形を容易にする1つ以上の凹部を、前記一対の可撓性電極部材の少なくとも一方に形成する工程と、前記凹部を形成した側を外側にして前記一対の可撓性電極部材を所定の間隔を置いて配置する工程と、前記一対の可撓性電極部材を前記弾性絶縁部材により一体成形し、前記一対の可撓性電極部材間に前記中空部を形成して前記一対の可撓性電極部材を保持する工程とを有する感圧センサの製造方法が提供される。 According to the present invention, one or more recesses that facilitate deformation of the flexible electrode member in a direction in which any part of at least one of the pair of flexible electrode members intersects the longitudinal direction is provided with the pair of flexible electrodes. A step of forming at least one of the flexible electrode members, a step of arranging the pair of flexible electrode members at a predetermined interval with the side on which the concave portion is formed facing outward, and the pair of flexible electrodes Forming a member integrally with the elastic insulating member, forming the hollow portion between the pair of flexible electrode members, and holding the pair of flexible electrode members. Provided.
前記感圧センサの製造方法において、前記一対の可撓性電極部材の間に前記中空部に相当する容積を持つダミー板を設け、前記一対の可撓性電極部材及び前記ダミー板を前記弾性絶縁部材により一体成形し、その後前記ダミー板を取り除くことにより前記中空部を設けても良い。前記ダミー板は成形後の引き抜きが容易なように、その摩擦係数はなるべく小さいことが好ましく、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン程度の低摩擦係数の材料或いは被覆、塗膜などを形成した部材を用いるのが好ましい。 In the pressure sensor manufacturing method, a dummy plate having a volume corresponding to the hollow portion is provided between the pair of flexible electrode members, and the pair of flexible electrode members and the dummy plate are elastically insulated. The hollow portion may be provided by integrally molding with a member and then removing the dummy plate. The dummy plate preferably has a coefficient of friction as small as possible so that the dummy plate can be easily drawn after molding. Specifically, the dummy plate has a low coefficient of friction material such as polytetrafluoroethylene, or a member formed with a coating or a coating film. Is preferably used.
本発明によれば、曲面部に設置された場合においても誤動作せず、感度が高く、部品点数が少なく、且つ薄型の感圧センサ及びその製造方法の提供が可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a pressure sensor having a high sensitivity, a small number of parts, and a thin shape, and a manufacturing method thereof, even when installed on a curved surface portion.
以下、本発明の好適な実施形態に関し、添付図に従って説明する。
(第一の実施形態)
図1aは、本発明の好適な第一の実施形態に係る感圧センサ11の側断面図である。本発明の好適な第一の実施形態は、自動車の電動式ドア等に取り付けられ、人体、物体等の接触があった場合の圧力を感知する感圧センサ11を示す。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
FIG. 1a is a side sectional view of a pressure-
感圧センサは、図1aに示すように、所定の間隔をもって対向配置された所定長さの一対の可撓性電極部材12と、一対の可撓性電極部材12の外周から一対の可撓性電極部材12を一体に保持して一対の可撓性電極部材12間に長手方向に延びる中空部14を形成する弾性絶縁部材13とを有する。そして、可撓性電極部材12の弾性絶縁部材13と接する側の任意の部分に、可撓性電極部材12の長手方向と交差する方向に可撓性電極部材12が容易に変形するのを許容する凹部15(以下、本実施形態において溝15とする。)を形成する。即ち、可撓性電極部材12が容易に変形できるようにするための1つ以上の凹部15が形成される。可撓性電極部材12は、例えば導電性ゴム(弾性体)からなる。
As shown in FIG. 1 a, the pressure-sensitive sensor includes a pair of
弾性絶縁部材13は、可撓性電極部材12に形成した溝15内に充填されるのが好ましいが、その弾性率は、可撓性電極部材12の変形を許容するように、可撓性電極部材12の弾性率より低い(より柔軟性がある)ことが必要である。可撓性電極部材12には、基材となる樹脂材料等にカーボン等の導電性物質が添加されると、その弾性率は添加前よりも高くなる。従って、可撓性電極部材の加工性等を考慮して、導電性物質の種類や添加量を選択することが必要である。
The elastic insulating
感圧センサ11の一対の可撓性電極部材12間には、導電線16として感圧センサの設置対象物の運転中または電源オン中は、常時電圧が印加されことが好ましい。また感圧センサ11は、一対の可撓性電極部材12間の短絡を検知する短絡検知装置(図示しない)に接続されている。人体等の一部の接触による外部からの圧力により弾性絶縁部材13が変形することによって、中空部14を介して所定の間隔をもって設けられた一対の可撓性電極部材12が互いに接触して短絡する。このようにして、感圧センサ11は、その一対の可撓性電極部材12間の短絡を検知することにより、外部からの圧力即ち人体等の接触を感知するものである。
It is preferable that a voltage is always applied between the pair of
以下、本実施形態による感圧センサの詳細について説明する。感圧センサ11の長さは、取り付ける場所又は使用目的に応じて変化させれば良く、本実施形態においては、150cmとした。
Details of the pressure-sensitive sensor according to the present embodiment will be described below. The length of the pressure-
感圧センサ11の横断面形状に関し、図1bを用いて説明する。図1bは、本発明の好適な第一の実施形態に係る感圧センサ11の横断面図である。図1bにおいて、感圧センサ11の弾性絶縁部材13は、中空部14を挟む一対の可撓性電極部材12を取り囲むように筒状に形成されている。可撓性電極部材12にはその長手方向に導電線16が埋設されている。本実施形態において、感圧センサ11の横断面の幅を8mm、高さを5mmとした。また可撓性電極部材12の横断面の幅を4mm、高さを1mmとした。一対の可撓性電極部材12間の間隔(中空部14の横断面の高さ)は1mmとした。また、本実施形態において、感圧センサ11の横断面形状は、矩形状としたが、楕円形状であっても良い。また、可撓性電極部材12の横断面形状は矩形状としたが、略半円形状であっても良く、弾性絶縁部材13の横断面形状に応じた形状を選択するのが好ましい。
The cross-sectional shape of the
可撓性電極部材12として、弾性体を用いると、感圧センサ11を曲面部に取り付ける際、弾性絶縁部材13と連動して電動式ドア等の曲面部に沿って比較的変形しやすいという利点がある。
When an elastic body is used as the
可撓性電極部材12の体積抵抗率は小さいことが好ましい。可撓性電極部材12の体積抵抗率を小さくすることによって、感圧センサ11は感度良く圧力の感知ができる。また、体積抵抗率が小さいと、可撓性電極部材12に電流を流した際に発生する熱を低減することができ、可撓性電極部材12の劣化を抑制することもできる。
The volume resistivity of the
可撓性電極部材12の導電性は、基材としての弾性絶縁材料(例えば天然ゴム、合成ゴム)に導電性添加物を添加することにより与えられる。本実施形態において、導電性添加物はカーボンである。好ましい導電性添加物として、カーボン以外に、金粒子又は銀粒子等の金属粒子を用いることができる。また導電性添加物を添加する弾性絶縁材料は、感圧センサ11の使用温度範囲及び弾性絶縁部材13の耐油性又は難燃性等を考慮して、塩化ビニル、ニトリルゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム又はクロロプレンゴムなどから選定されることが好ましい。ただし、弾性絶縁部材13に添加する導電性添加物(例えば、カーボン)の添加量は、可撓性電極部材12の体積抵抗率と加工性のバランスを考えて配合する。これは、可撓性電極部材12の体積抵抗率を下げるために、弾性絶縁部材13に添加する導電性添加物の添加量を増やすと、可撓性電極部材12用成形コンパウンドの粘度が上昇し、加工性が悪くなるためである。なお、弾性絶縁部材13の材料としても、上記の材料を使用することができる。
The conductivity of the
なお、可撓性電極部材12の変形を容易にするためには、その厚さを小さくすることが考えられるが、単に薄くしただけでは可撓性電極部材の体積低効率が上昇してセンサとしての感度が低下し、また可撓性電極部材の形状維持性(中空部14を維持する特性)が損なわれ、感圧センサの信頼性が損なわれることが懸念される。本発明では感圧センサとしての一定の形状維持性を保ち、かつ可撓性電極部材の体積低効率の上昇を抑制するために、溝等の凹部を可撓性電極部材に形成するものである。
In order to facilitate the deformation of the
次に可撓性電極部材12に設けられた溝15に関し、図2a、図2b及び図3aを用いて説明する。図2aは、本発明の好適な第一の実施形態に係る感圧センサ11の可撓性電極部材12の上面図である。図2bは、本発明の好適な第一の実施形態に係る感圧センサ11の可撓性電極部材12の側面図である。図3aは、本発明の好適な第一の実施形態に係る感圧センサ11を曲面部に取り付けた際の側断面図である。
Next, the groove |
図2aに示す可撓性電極部材12を一対準備し、これを図2bに示すように、中空部14を介して背中合わせで配置し、その外側面に可撓性電極部材12の長手方向の軸と交差する溝15を長手方向全長に亘って複数設ける。溝15を設けることにより、感圧センサ11を曲面部に取り付ける際、可撓性電極部材12を曲面部に沿って容易に変形させることができる。即ち、可撓性電極部材12の変形性を向上することが可能である。また、可撓性電極部材12の溝15が形成されている側においては、その溝が存在するために変形が容易であり、その結果、図3aに示すように、外部からの圧力が印加されていない時は、曲面部における一対の可撓性電極部材12の非接触状態が維持される。
A pair of
溝15は、成形、切削加工、打ち抜き又はレーザー加工等により設けられる。また、本実施形態において、溝15の側面形状をU字状としたが、本発明の技術的思想の範囲内であれば、溝15の側面形状は、矩形状又はくさび状等、任意である。溝15は一対の可撓性電極部材12の片方側にのみ形成しても良い。その場合、溝15は変形が要求される側の可撓性電極部材12にのみ形成してもよい。
The
可撓性電極部材12には、その長手方向と直交する溝15を設けるが、溝15を設ける加工方法又は加工する機械の性能上、溝15が可撓性電極部材12の長手方向に交差する角度は−15〜15°であることが好ましい。溝15が可撓性電極部材12の長手方向と交差する角度が大きいと、可撓性電極部材12の屈曲方向がねじれの力によりその軸心から外れることが考えられる。その結果、接触、非接触についての正確な信号が得られなくなることが懸念される。従って、溝15と可撓性電極部材12はなるべく直交又はそれに近い角度で交差するのが好ましい。本実施形態においては、溝15の幅を1.0mm、溝15の深さは導電線16を貫通させるため、0.5mmとした。また、隣り合う溝15間の間隔、所謂ピッチは3.0mmとした。しかし、上記の値は、感圧センサ11の取り付ける場所又は使用目的、溝15を設ける加工方法又は加工する機械の性能に応じて変化させるのが好ましく、上記の値に限定されるものではない。
The
可撓性電極部材12には、その長手方向を貫通する導電線16が設けられている。可撓性電極部材12をそのまま外部端子に接続することは容易ではないため、可撓性電極部材12と電気的に導通する導電線16を設けることにより、外部端子との接続が容易となる。また、可撓性電極部材12と導電線16からなる可撓性電極部材の断線検知が可能となる。導電線16として錫めっき軟銅撚線を用いたが、銀めっき軟銅撚線等であっても良い。また本実施形態において、導電線16は可撓性電極部材12に貫通させるものとしたが、可撓性電極部材12の長手方向の両端にそれぞれ導電線を挿入又は接着などの方法で固定して設けても良い。なお、この場合、導電線16と可撓性電極部材12の電気的接続を確実に行う必要があることは言うまでもない。
The
弾性絶縁部材13は、一対の可撓性電極部材12の間に所定間隔の中空部14が形成されるように対向配置した可撓性電極部材12の外周から覆うように前記一対の可撓性電極部材12を一体的に保持する。この弾性絶縁部材13は保護部材としての役割を果たし、湿気又は異物の侵入による感圧センサ11の誤動作や可撓性電極部材12の劣化を防ぐ。また、弾性絶縁部材13は弾性体であるために、可撓性に優れている。そのため、感圧センサ11を曲面部へ取り付けることが比較的容易となる。
The elastic insulating
また、弾性絶縁部材13は、人体等の接触があった場合に、感圧センサ11が変形するが、外力(人体等の接触)がなくなった後では、感圧センサが元の状態に復帰するように構成することが好ましい。このような観点から、弾性絶縁部材13の特性を選択する。また、弾性絶縁部材13には、弾性絶縁部材13と溝15を有する可撓性電極部材12との接合を強化するために、図1aに示すように溝15に嵌合する凸部を設けてもよい。
The elastic insulating
弾性絶縁部材13に要求される特性としては、繰り返し外部からの圧力が印加されたとしても、変形、ヘタリ又は亀裂が生じない耐久性を有することが好ましい。また、感圧センサ11の反応性や感度からみて、弾性絶縁部材13の弾性係数はある程度小さいことが好ましい。更には、感圧センサ11の使用温度範囲及び弾性絶縁部材13の耐油性又は難燃性を考慮する必要もある。これらの事情に鑑み、弾性絶縁部材13の材質は、塩化ビニル、ニトリルゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム又はクロロプレンゴムなどから選定されることが好ましい。
As a characteristic required for the elastic insulating
次に、本実施形態の変形例1及び変形例2について、図3b及び図3cを用いて説明する。
(変形例1)
図3bは、本発明の好適な第一の実施形態の変形例1に係る感圧センサ21を曲面部に取り付けた際の側断面図である。
Next,
(Modification 1)
FIG. 3B is a sectional side view when the pressure-
変形例1に係る感圧センサ21は、図3bに示すように、感圧センサ21を取り付ける曲面部に対応した範囲にのみ、一対の可撓性電極部材22の弾性絶縁部材23に接する側に複数の溝25を設けたものである。このようにすることにより、外部からの圧力が印加されていない時は、曲面部における一対の可撓性電極部材22の非接触を可能にするという所望の効果は得つつ、溝25を可撓性電極部材22の全長に亘り設ける方法に比べ、製造にかかるコスト及び時間の削減を可能とする。また、感圧センサ21に設ける溝25は複数としたが、感圧センサ21を曲面部に沿って設置する場合に、また人体等が感圧センサに接触したときに、感圧センサが変形するのを容易にするという技術的思想の範囲内であれば、溝25を一つ又は複数設けるのが良い。
(変形例2)
図3cは、本発明の好適な第一の実施形態の変形例2に係る感圧センサ31を曲面部に取り付けた際の側断面図である。
As shown in FIG. 3B, the pressure-
(Modification 2)
FIG. 3c is a side sectional view when the pressure-
変形例2に係る感圧センサ31は、図3cに示すように、一対の可撓性電極部材32(導電性ゴム321及び可撓性電極部材322)のうち、感圧センサ31を曲面部に取り付けた際に曲げ半径が大きい方の可撓性電極部材322にのみ、長手方向全長に亘って複数の溝35を設けたものである。このようにすることにより、外部からの圧力が印加されていない時は、曲面部における一対の可撓性電極部材32の非接触を可能にするという所望の効果は得つつ、溝35を一対の可撓性導電部材のそれぞれに形成する方法に比べ、製造にかかるコスト及び時間の削減を可能とする。また、溝35は可撓性電極部材322の長手方向全長に亘って設けるものとしたが、感圧センサ31が人体等と接触したときに感圧センサの可撓性電極部材を容易に変形可能とするためには、可撓性電極部材322の曲面部に相当する部分にのみ、一つ又は複数の溝35を設けても良い。
As shown in FIG. 3C, the pressure-
以上説明したように、本実施形態においては、感圧センサ11の可撓性電極部材12の弾性絶縁部材13に近接する側に、可撓性電極部材12の長手方向に交差する溝15を設けたものである。これにより、感圧センサ11を曲面部に取り付ける際、外部からの圧力が印加されていない状態において、曲面部における一対の可撓性電極部材12は互いに接触せず、中空部14を維持することができる。また特許文献1に開示されているゴム状弾性スイッチのように、2つの導電性部材3間に開口部を有する絶縁性ゴム状弾性部材4を設ける必要がないので、感度が高く、部品点数が少なく、且つ薄型の感圧センサ11の提供が可能である。
As described above, in this embodiment, the
次に、本実施形態に係る感圧センサ11の製造方法に関し、添付図に従って説明する。本実施形態に係る感圧センサ11の製造方法は、以下の工程を含む。
Next, a method for manufacturing the pressure-
まず、図2bに示すように、一対の可撓性電極部材12の長手方向の任意の部分に、可撓性電極部材12が上記長手方向と交差する方向(図2bにおいて、図の上下方向)に変形し易くするための溝15を、一対の可撓性電極部材12の少なくとも一方に形成する。
First, as shown in FIG. 2b, a direction in which the
次に、溝15を形成した側を外側にして一対の可撓性電極部材12を所定の間隔を置いて図2bのように配置する。この際、適当な治具あるいはダミー板(これは追って説明する)を用いて一対の可撓性電極部材を保持することが望ましい。
Next, the pair of
次に、一対の可撓性電極部材12と弾性絶縁部材13を押し出し成形機により一体成形し、一対の可撓性電極部材12間に中空部14を形成して一対の可撓性電極部材12を保持する。
Next, the pair of
詳しくは、以下の通りである。図4aは、本実施形態に係る感圧センサ11の製造方法の製造工程1を説明する説明図である。製造工程1は、ダミー板17の両面に一対の可撓性電極部材12(溝なし可撓性電極部材18)を押し出し成形する工程である。ダミー板17は弾性絶縁材の成形後に引き抜かれるもので、一対の可撓性電極部材12間に中空部14を設けるために使用される。ダミー板17は最終的に引き抜かれることから、ポリテトラフルオロエチレン等の摩擦係数の小さい樹脂あるいは低摩擦係数を与える潤滑剤や離型剤、塗料などを塗布した材料からなることが好ましい。その後、可撓性電極部材12の長手方向に導電線16を貫通させる。
Details are as follows. FIG. 4 a is an explanatory diagram for explaining the
図4bは、本実施形態に係る感圧センサ11の製造方法の製造工程2を説明する説明図である。製造工程2は、可撓性電極部材12の両面に溝15を設ける工程である。この溝は機械加工やエッチングによっても良いが、可撓性電極部材12を押し出し成形する際に形成しても良いことはいうまでも無い。
FIG. 4B is an explanatory diagram illustrating a
図4cは、本実施形態に係る感圧センサ11の製造方法の製造工程3を説明する説明図である。製造工程3は、溝付き可撓性電極部材19の外側に弾性絶縁部材13を押し出し成形により被覆し、中間的な感圧センサ20を製造する工程である。中間的感圧センサ20の成形後、感圧センサ20からダミー板17を引き抜き、一対の可撓性電極部材12間に中空部14が設けられた感圧センサ11が得られる。
(第二の実施形態)
次に、本発明の好適な第二の実施形態に関して、添付図に従って説明する。図5aは、本発明の好適な第二の実施形態に関し、感圧センサ41の可撓性電極部材42の上面図である。図5bは、本発明の好適な第二の実施形態に関し、感圧センサ41の可撓性電極部材42の側面図である。
FIG. 4 c is an explanatory diagram illustrating a
(Second embodiment)
Next, a preferred second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 5 a is a top view of the
図5a及び図5bに示すように、本実施形態に係る感圧センサ41の可撓性電極部材42は、第一の実施形態に係る感圧センサ11の可撓性電極部材12の高さ方向と長手方向が形成する側面に、溝15に連続する側面溝45を設けたものである。側面溝45も、底面溝15と同様に、成形、切削加工、打ち抜き又はレーザー加工等により設けられる。感圧センサ41は、上記の構成のほかは、第一の実施形態に係る感圧センサ11と同様である。可撓性電極部材42に側面溝45が設けられることにより、感圧センサ41の側面方向の曲げも容易になる。
As shown in FIGS. 5a and 5b, the
本実施形態に係る感圧センサ41の製造方法に関しても、第一の実施形態に係る感圧センサ11の製造方法と同様であるが、第一の実施形態に係る感圧センサ11の製造方法における製造工程2において溝なし可撓性電極部材18に溝15を設けるのと同時期に、溝なし可撓性電極部材18に側面溝45を設けることが好ましい。
(第三の実施形態)
次に本発明に係る第三の実施形態に関して、添付図に従って説明する。
The manufacturing method of the pressure-sensitive sensor 41 according to this embodiment is the same as the manufacturing method of the pressure-
(Third embodiment)
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図6aは、本発明の好適な第三の実施形態に係る感圧センサ71の側断面図である。本発明の好適な第三の実施形態に係る感圧センサ71の弾性絶縁部材73の可撓性電極部材12と平行な表面には、図6aに示すように、弾性絶縁部材73の長手方向と交差する外面凹部75(以下、本実施形態において外面溝75とする。)が設けられている。このようにすることによって、感圧センサ71を曲面部に取り付ける際、弾性絶縁部材73を容易に曲げることができるため、感圧センサ71の曲面部への取り付けがより容易となる。可撓性電極部材としては、第一の実施形態に係る感圧センサ11と同一の可撓性電極部材12を用いた。本実施形態において、外面溝75は、可撓性電極部材12の溝15と略平行、且つ長手方向に略同一の位置に設けた。外面溝75の側面形状は、U字状としたが、矩形状又はくさび状等であっても良い。また、外面溝75は、溝15と略平行に設けたので、感圧センサ71の長手方向と直交している。しかし、外面溝75を設ける加工方法又は加工する機械の性能上、外面溝75が弾性絶縁部材73の長手方向と交差する角度が−15〜15°であることが好ましい。
FIG. 6a is a sectional side view of a pressure-
また、本実施形態の変形例としては、以下のものが考えられる。
(変形例1)
感圧センサ71の弾性絶縁部材73の高さ方向の側面に、外面溝75に連続する外側面溝を設けても良い。このようにすることにより、感圧センサ71の側面方向の曲げをより容易にすることができる。
(変形例2)
本実施形態に係る変形例2について、図6bを用いて説明する。図6bは、本発明の好適な第三の実施形態の変形例2に係る感圧センサ81の側断面図である。
Moreover, the following can be considered as a modification of this embodiment.
(Modification 1)
An outer surface groove that is continuous with the
(Modification 2)
図6bに示すように、この変形例では、感圧センサ81の弾性絶縁部材83には、設置対象物の曲面部に対応する範囲にのみ、外面凹部85(外面溝85)が複数本設けられている。このようにすることによって、外面溝85を設ける際の加工にかかる製造コスト及び時間を削減することができる。
As shown in FIG. 6b, in this modification, the elastic insulating
11、21、31、41、71、81 感圧センサ
12、22、32、42、 可撓性電極部材
13、23、33、43、73、83 弾性絶縁部材
14 中空部
15、25、35 凹部(溝)
16 導電線
17 ダミー板
18 溝なし可撓性電極部材
19 溝付き可撓性電極部材
20 中間的感圧センサ
45 側面溝
75、85 外面凹部(外面溝)
11, 21, 31, 41, 71, 81
16
Claims (16)
該一対の可撓性電極部材の間に所定間隔の中空部が形成されるように前記一対の可撓性電極部材を対向させて配置するとともに、前記一対の可撓性電極部材の外周から覆うように前記一対の可撓性電極部材を一体的に保持する弾性絶縁部材と、
を有し、
前記可撓性電極部材の前記弾性絶縁部材と接する側の任意の部分に、前記可撓性電極部材の長手方向と交叉する方向に前記可撓性電極部材の変形を容易にする少なくとも1つの凹部を形成したことを特徴とする感圧センサ。 A pair of flexible electrode members of a predetermined length;
The pair of flexible electrode members are arranged to face each other so that a hollow portion having a predetermined interval is formed between the pair of flexible electrode members, and covered from the outer periphery of the pair of flexible electrode members. An elastic insulating member that integrally holds the pair of flexible electrode members,
Have
At least one recess that facilitates deformation of the flexible electrode member in a direction intersecting the longitudinal direction of the flexible electrode member in an arbitrary portion of the flexible electrode member on the side in contact with the elastic insulating member A pressure-sensitive sensor characterized by forming
前記凹部を形成した側を外側にして前記一対の可撓性電極部材を所定の間隔を置いて配置する工程と、
前記一対の可撓性電極部材を前記弾性絶縁部材により一体成形し、前記一対の可撓性電極部材間に前記中空部を形成して前記一対の可撓性電極部材を保持する工程と、
を有することを特徴とする感圧センサの製造方法。 One or more recesses that facilitate deformation of the flexible electrode member in a direction in which at least one arbitrary portion of the pair of flexible electrode members intersects the longitudinal direction are provided on the pair of flexible electrode members. Forming at least one of them;
Placing the pair of flexible electrode members at a predetermined interval with the side on which the recess is formed facing outward; and
Forming the pair of flexible electrode members integrally with the elastic insulating member, forming the hollow portion between the pair of flexible electrode members, and holding the pair of flexible electrode members;
A method for manufacturing a pressure-sensitive sensor, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010022741A JP2011158442A (en) | 2010-02-04 | 2010-02-04 | Pressure sensitive sensor, and method for manufacturing the same |
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6714788B1 (en) * | 2018-09-26 | 2020-06-24 | 住友理工株式会社 | Capacitance sensor, manufacturing method thereof, and mesh-like flexible electrode for capacitance sensor |
-
2010
- 2010-02-04 JP JP2010022741A patent/JP2011158442A/en active Pending
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