JP2019133823A - マットセンサー - Google Patents

Abstract

【課題】検知信号出力用のリード配線が接続される配線接続部を踏み圧から保護する保護プレートを備えているマットセンサーにおいて、保護プレートによる配線接続部の断線事故を防止する。【解決手段】保護プレート３１の電極フィルム１１と接する縁に、内側に入り込む凹溝３１２を部分的に形成し、踏み圧によって保護プレート３１の縁（エッジ）３１１の部分で電極フィルム１１にクラックが発生したとしても、凹溝３１２の部分にまでは広がらないようにする。【選択図】図６

Description

本発明は、床面に置かれ、踏み圧によって物体（特には人）の存在を検知するマットセンサーに関し、さらに詳しく言えば、検知信号出力用のリード配線が接続される配線接続部を踏み圧から保護する技術に関するものである。

マットセンサーは、上下一対の電極フィルム（上側の電極フィルムと下側の電極フィルム）を電気絶縁性のスペーサを挟んで積層した面状のセンサーで、踏み圧（荷重）が掛けられることによる電極フィルム間の電気的変化（電極フィルムの導通や静電容量の変化）によって物体（特には人）の存在を検知する（例えば、特許文献１，２参照）。

多くの場合、マットセンサーは、病院や介護施設等においてベッドの脇に配置され、患者の離床を検知したり、自動ドアーの通路に配置され、人の出入りを検知する目的で使用される。

マットセンサーには、検知信号出力用のリード配線が接続される配線接続部が設けられている。通常、リード配線は末端に圧着端子を有し、配線接続部においてその圧着端子が電極フィルムにリベット留めされる。

配線接続部に踏み圧がかけられると、圧着端子が外れることがある。そこで、配線接続部を踏み圧から保護するため、配線接続部には硬質材からなる保護プレートが設けられるが、配線接続部への踏み圧が繰り返されると、次のような問題が生ずる。

図７（ａ）に、マットセンサーが備える電極フィルムのうちの下側の電極フィルム１１の配線接続部２を示す。電極フィルム１１は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを基材とし、その片面にアルミニュウム箔を貼着してなり、所定部分（この例では角部）に検知信号出力用のリード配線６１が接続される配線接続部２が設けられている。

配線接続部２において、電極フィルム１１の一部分が端子部１１１として舌片状に引き出されており、その端子部１１１にリード配線６１の末端に設けられている圧着端子６２がリベット７１にて固着される。この配線接続部２を踏み圧から保護するため、配線接続部２に保護プレート３１が被せられる。

保護プレート３１には、例えばエポキシガラス積層基板のコア基材が用いられる。図７（ｂ）に示すように、保護プレート３１は、軟質ＰＶＣ製で裏面に両面粘着テープを有する緩衝パッド２１を介して裏面側から配線接続部２にあてがわれる。

図７（ａ）に一点鎖線で示すように、保護プレート３１は、配線接続部近傍の電極フィルム１１を覆う大きさの四角形の板である。配線接続部２が踏まれると、保護プレート３１の縁（エッジ）３１１に沿って電極フィルム１１に応力が集中する。

これが繰り返されると、保護プレート３１の縁３１１に沿って電極フィルム１１に連続したクラックが発生し、最悪、そのクラックによって配線接続部２内の端子部１１１が電極フィルム１１から切り離され、リード配線６１と電極フィルム１１の導通がとれなくなる、という断線事故に至る。

特開２０１４−２０３７７２号公報 特開２０１６−９７０３４号公報

したがって、本発明の課題は、検知信号出力用のリード配線が接続される配線接続部を踏み圧から保護する保護プレートを備えているマットセンサーにおいて、保護プレートによる配線接続部の断線事故を防止することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、上側の電極フィルムと下側の電極フィルムとを電気絶縁スペーサを挟んで積層してなるセンサー本体を備え、上記センサー本体の所定部分に上記各電極フィルムに検知信号出力用のリード配線が接続される配線接続部が設けられており、上記配線接続部の表裏両面に保護プレートが設けられているマットセンサーにおいて、
上記保護プレートは、上記配線接続部近傍の上記電極フィルムを覆う大きさの硬質材からなり、上記保護プレートの上記電極フィルムと接する縁には、内側に入り込む凹溝が部分的に形成されていることを特徴としている。

本発明において、別の態様として、上記保護プレートの上記電極フィルムと接する縁には少なくとも一対の凸部が所定の間隔をもって形成されており、上記凸部の間を上記凹溝としてもよい。

本発明の好ましい態様によれば、上記保護プレートは緩衝パッドを介して上記配線接続部に配置される。

また、上記保護プレートは、上記凹溝の他に上記リード配線引出用の凹溝を備えている態様も本発明に含まれる。

本発明によれば、保護プレートの電極フィルムと接する縁に、内側に入り込む凹溝が部分的に形成されていることにより、踏み圧によって保護プレートの縁に沿ってクラックが発生したとしても、その発生箇所は凹溝の部分を除く非連続の鎖線状であり、凹溝の部分を介して電極フィルムとリード配線との導通が確保される。

本発明の実施形態に係るマットセンサーの要部である配線接続部を示す断面図。 上記配線接続部を示す斜視図。 上記配線接続部を示す分解斜視図。 保護プレートを示す平面図。 上記配線接続部に踏み圧が加えられた状態を示す断面図。 （ａ）上記保護プレートによる効果を説明するための配線接続部の斜視図および（ｂ）下側の電極フィルムのクラック発生状況を説明する部分断面図。 （ａ）従来のマットセンサーにおける配線接続部を示す斜視図、（ｂ）そのクラック発生状況を説明する部分断面図。

次に、図１ないし図６を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１ないし図３を参照して、この実施形態に係るマットセンサー１は、上下一対の電極フィルム、すなわち、上側の電極フィルム１１ａと下側の電極フィルム１１ｂを電気絶縁性スペーサ１２を挟んで積層してなるセンサー本体１０を備えている。上側の電極フィルム１１ａと下側の電極フィルム１１ｂを説明上区別する必要がない場合には、総称として電極フィルム１１と言う。

この実施形態において、電極フィルム１１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを基材とし、その片面にアルミニュウム箔を貼着した電極フィルムで、アルミニュウム箔の面が対向するように積層される。電極フィルム１１は、対向する電極面を有することを条件として、他の構成であってもよい。

この実施形態では、電気絶縁性スペーサ１２には、多数の孔１２１を有するウレタンフォーム製のシートが用いられている。上側の電極フィルム１１ａと下側の電極フィルム１１ｂとが孔１２１の部分で接触し導通したことで踏み圧を検知する。これとは別に、電気絶縁性スペーサ１２を孔なしの絶縁シートとして静電容量の変化で踏み圧を検知するようにしてもよい。

センサー本体１０には、検知信号出力用のリード配線６１（６１ａ，６１ｂ）を電極フィルム１１に接続するための配線接続部２が設けられている。この実施形態において、センサー本体１０は矩形状で、配線接続部２はその角部に配置されているが、例えば辺の中央部に配置されてもよい。

電極フィルム１１のうち、電極としてのアルミニュウム箔の角は配線接続部２に沿ってＬ字状に切り欠かれているが、電極フィルム１１の一部分が端子部１１１として配線接続部２内に舌片状に引き出されている。なお、基材としてのＰＥＴフィルムの角部は切り欠かれることなく残される。

図２に示すように、上側の電極フィルム１１ａの端子部１１１ａと下側の電極フィルム１１ｂの端子部１１１ｂは重ならないように配置され、その各々に、リベット鋲止めとして、リード配線６１ａ，６１ｂの末端に設けられている圧着端子６２ａ，６２ｂがリベット７１にて固着される。リベットではなく、例えばハンダにて接続してもよい。

配線接続部２を踏み圧から保護するため、配線接続部２に保護プレート３１が被せられる。保護プレート３１には、配線接続部２の上側に配置される保護プレート３１ａと、配線接続部２の下側に配置される保護プレート３１ｂの２枚が含まれる。

保護プレート３１（３１ａ，３１ｂ）には、例えばエポキシガラス積層基板のコア基材のような硬質基板が用いられる。図示しないが、保護プレート３１ａ，３１ｂの裏面（配線接続部２側に向けられる面）には両面粘着テープが貼り付けられている。

図３に示すように、上側の保護プレート３１ａは、軟質ＰＶＣ製で裏面（配線接続部２側に向けられる面）に両面粘着テープを有する緩衝パッド２１ａを介して配線接続部２の上側に配置される。同様に、下側の保護プレート３１ｂも、軟質ＰＶＣ製で裏面（配線接続部２側に向けられる面）に両面粘着テープを有する緩衝パッド２１ｂを介して配線接続部２の下側に配置される。

上記のようにして、配線接続部２に保護プレート３１を取り付けたのち、上側の保護プレート３１ａは保護カバー４１ａによって覆われ、同様に、下側の保護プレート３１ｂも保護カバー４１ｂによって覆われる。この実施形態において、保護カバー４１（４１ａ，４１ｂ）には、裏面に粘着材を有するアセテートクロステープが用いられている。

最終的に、センサー本体１０は、図１に示すように、袋状の外装カバー５１内に収納され、例えば病院や介護施設等では離床センサーとしてベッド脇の床面に置かれ、また、自動ドア用途の場合には、建物の出入り口付近の床面に配置される。

保護プレート３１は、基本的に、配線接続部２近傍の電極フィルム１１を覆う大きさを有する四角形状をしている。先にも説明したように、配線接続部２が踏まれると、保護プレート３１の縁（エッジ）に沿って電極フィルム１１に応力が集中する。

これが繰り返されると、電極フィルム１１にクラックが発生し、最悪の場合、保護プレート３１の縁（エッジ）に沿って電極フィルムが切断し、断線事故として、リード配線６１との導通が途切れてしまう。

そこで、本発明では、電極フィルム１１にクラックが発生したとしても、その発生箇所を部分的として、断線事故までには至らないようにしている。

そのため、この実施形態では、図４に示すように、保護プレート３１の縁３１１に内側に入り込む凹溝３１２を部分的に形成している。凹溝３１２の形状はＵ字状のほか、コ字状、Ｖ字状もしくは球根状等であってもよい。

また、配線接続部２において、電極フィルム１１はＬ字状に切りかかれているため、保護プレート３１の４辺のうち、電極フィルム１１にかかるのは、図４において、右辺３１Ｒと下辺３１Ｌの２辺である。

したがって、右辺３１Ｒと下辺３１Ｌの２辺に凹溝３１２が設けられればよいのであるが、この実施形態では、リード配線６１の引出用の溝として、上辺３１Ｕにも凹溝３１２が設けられている。

なお、この実施形態において、電極フィルム１１にかかる右辺３１Ｒと下辺３１Ｌの２辺に、それぞれ、一辺につき凹溝３１２が２箇所に設けられているが、１箇所もしくは３箇所以上であってもよい。

これによれば、図５に示すように、配線接続部２に対して踏み圧がかけられると、図６（ｂ）に示すように、保護プレート３１の縁３１１の部分においては、電極フィルム１１に応力が集中してかけられてくの字状に折り曲げられるが、凹溝３１２の部分では、電極フィルム１１は折り曲げられることなくほぼ平坦な状態に保たれる。

したがって、配線接続部２に対して踏み圧が繰り返しかけられ、保護プレート３１の縁３１１の部分で電極フィルム１１にクラックが発生したとしても、凹溝３１２の部分までは広がらないため、端子部１１１と電極フィルム１１の導通状態が保たれる。

なお、上記実施形態では、保護プレート３１の縁３１１に対して凹溝３１２を形成しているが、保護プレート３１の縁３１１に凸部を例えば２つ形成してその間を凹溝としていもよい。要するに、保護プレート３１の電極フィルム１１にかかる一辺に、２つ以上凸部を形成して、それら凸部の間を凹溝とすればよい。

以上説明したように、本発明によれば、保護プレート３１の電極フィルム１１と接する縁３１１に、内側に入り込む凹溝３１２を部分的に形成したことにより、踏み圧によって保護プレート３１の縁３１１に沿ってクラックが発生したとしても、その発生箇所は凹溝３１２の部分を除く非連続の鎖線状であり、凹溝３１２の部分を介して電極フィルム１１とリード配線６１との導通が確保され、信頼性の高いマットセンサーが得られる。

１ マットセンサー
２ 配線接続部
１０ センサー本体
１１（１１ａ，１１ｂ） 電極フィルム
１２ 電気絶縁スペーサ
２１（２１ａ，２１ｂ） 緩衝パッド
３１（３１ａ，３１ｂ） 保護プレート
３１１ 縁（凸部）
３１２ 凹溝
４１（４１ａ，４１ｂ） 保護カバー
５１ 外装カバー

Claims (4)

1. 上側の電極フィルムと下側の電極フィルムとを電気絶縁スペーサを挟んで積層してなるセンサー本体を備え、上記センサー本体の所定部分に上記各電極フィルムに検知信号出力用のリード配線が接続される配線接続部が設けられており、上記配線接続部の表裏両面に保護プレートが設けられているマットセンサーにおいて、
   上記保護プレートは、上記配線接続部近傍の上記電極フィルムを覆う大きさの硬質材からなり、上記保護プレートの上記電極フィルムと接する縁には、内側に入り込む凹溝が部分的に形成されていることを特徴とするマットセンサー。
2. 上記保護プレートの上記電極フィルムと接する縁には少なくとも一対の凸部が所定の間隔をもって形成されており、上記凸部の間に上記凹溝が存在していることを特徴とする請求項１に記載のマットセンサー。
3. 上記保護プレートは緩衝パッドを介して上記配線接続部に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のマットセンサー。
4. 上記保護プレートは、上記凹溝の他に上記リード配線引出用の凹溝を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のマットセンサー。

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