JP4297300B2 - フィルムセンサ及びその圧力検出回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムに作用する圧力を検知するフィルムセンサ及びその圧力検出回路に関し、特に圧力検知性能の改善を図るフィルムセンサ及びその圧力検出回路に関する。
【0002】
【関連する背景技術】
フィルムセンサは、圧力を検出するための圧力センサに使用されており、例えば図5に示す扁平なフィルム電線11は、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の柔軟な電気絶縁性の回路基板からなるプラスチックフィルム12,13の間に絶縁層14を、粘着剤を用いて接合した構造を有している。このとき、プラスチックフィルム12,13は、一方の面に、例えば導電性塗料を印刷した導電層12a,13aが形成されており、導電層12a,13aは対向して配置されている。一方、絶縁層14には、所定箇所に開口部14aが設けられており、この部分で導電層12a,13aが絶縁層14の厚さ分の空間(空隙)を介して対向することで、外部からフィルム電線11に作用する圧力を検知する検知部15を構成している。
【0003】
従って、フィルム電線11は、いずれか一方の面側から開口部14aに圧力が作用すると、プラスチックフィルム12,13の一方或いは双方が弾性的に変形し、導電層12aと導電層13aとが開口部14aの部分で電気的に導通することを利用して、図示しない圧力検出回路による圧力検出を可能としている。
なお、図6のフィルムセンサの平面図に示すように、フィルム12,13と対向する絶縁層14の面には、検知部15及び空気管16を除いて、粘着剤17がほぼ全面にわたって塗布されて、フィルム12,13と絶縁層14との接合を可能としている。空気管16は、検知部15と同様に、フィルム12,13が空隙を隔てて対向し、例えば矩形断面の通路状に形成されたもので、複数の検知部15間を連結して検知部相互間に空気が流通できるように構成されている。そして、空気管16は、検知部15での圧力検知の際に、検知部の空間体積の減少による空隙内部の空気圧力の上昇を低減させている。
【0004】
このようなフィルムセンサを湾曲させると、曲げの内径と外径の差によってプラスチックフィルム12,13に歪みが生じ、この歪みにより検知部15で導電層12aと導電層13aが接触する。フィルムセンサでは、所定検知部15でこれを電気的に検知することで、曲げが加わったことを検出できる。
ところが、上記フィルムセンサでは、曲げが加わった状態で長時間経過すると、検知部において導電層12a,13a間が離れて電気的接触が解除されてしまう。この原因は、プラスチックフィルム12,13間が絶縁層14を介して粘着剤で接合されており、時間の経過にしたがってフィルム12,13の一方或いは両方が相対的に滑り、フィルムセンサを湾曲させたことによる歪みが解消されるためである。
【0005】
そして、この滑りは、フィルム12,13の曲げによる歪みが、粘着剤17によるフィルム12,13の長手方向及び幅方向の接着力に打ち勝って起こるものであり、従って上記フィルムの長手方向及び幅方向における粘着剤の配置が問題となる。すなわち、上記フィルムの曲げによる歪みが解消される方向の粘着剤の分布が多ければ多いほど上記歪みは解消されにくくなっていた。
【0006】
このように、フィルムセンサでは、検知部に上記センサの厚さ方向に加わった圧力を検知するとともに、上記フィルムセンサに加わった曲げも検知していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、フィルムセンサの用途によっては、曲げの検知は不要であるばかりか、むしろ圧力検知に悪影響を与えることがある。すなわち、圧力の検知のみを行いたい場合でも、曲げ及び圧力に対する検知では、現象としてはいずれも検知部における各フィルム上の導電層間の接触であるから、電気的な手段のみではフィルムセンサに加わったものが圧力であるのか、曲げであるのかを区別することができなかった。
【0008】
また、従来のフィルムセンサでは、検知部周囲の粘着剤の配置は、検知部の配置とフィルムセンサの外形とにのみ依存しているので、上記歪みの解消される経時変化は検知部毎に異なり、また同一の検知部でも曲げの方向が異なると歪みが解消される経時変化が異なってしまい、圧力と曲げを区別することができなかった。
【0009】
本発明は、上述の不具合に鑑みてなされたもので、フィルムセンサに加わる曲げの検出を、圧力の検出と区別し、必要に応じて圧力のみを検出できるフィルムセンサおよびその圧力検出回路を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、各フィルム上の導電層間の接触によって前記フィルムに作用する圧力を検知するフィルムセンサにおいては、扁平なフィルム間に絶縁層を粘着剤で接合するとともに、前記絶縁層の所定箇所に設けられた空隙を隔てて対向配置される前記各フィルム上の導電層により構成される検知部を有し、前記絶縁層は、前記検知部の周囲部分で前記粘着剤の分布が均等になされるフィルムセンサが提供される。
【0011】
すなわち、本願の発明はフィルムの一方の面に形成された導電層が互いに向き合うように配置された二枚の 扁平なフィルムの間に絶縁層を介在させて、それを該フィルムに粘着剤で接合するとともに、前記絶縁層の所定箇所に設けられた空隙を隔てて対対向配置される前記導電層により構成される複数の検知部と該検知部を連結する空気管とを設け、前記各フィルム上の導電層間の接触によって前記フィルムに作用する圧力を検知するフィルムセンサであって、
前記絶縁層の両面には、前期検知部及び空気管の部位を除き、前記粘着剤を、前記絶縁層の外周部に略均一幅Dでフィルムセンサの長手方向に沿って塗布すると共に前記検知部間の中央部に略均一幅Dでフィルムセンサの幅方向に沿って塗布して、前記フィルムと前記絶縁層とを接合することにより、
フィルムセンサに加わる曲げに対して前記絶縁層に接合された前記フィルムが滑りやすくなるように形成されていることを特徴とするフィルムセンサである。また、前記フィルムセンサからの検知信号を検出、判断する圧力検出回路に、前記滑りによって歪みが解消される時間以上に継続する検知信号のみを通過させる通過手段と、前記通過した検知信号に基づいて圧力を検出する検出手段とを備えて、圧力のみを検出可能にすることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明に係るフィルムセンサ及びその圧力検出回路の一実施形態を図1乃至図4の図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、図5及び図6と同様の構成部分に関しては、説明の都合上、同一符号を付記する。
図1は、本発明に係るフィルムセンサの第1実施例の構造を示す平面図である。図において、フィルム12,13と対向する絶縁層14の両面には、検知部15及び空気管16を除き、検知部15周囲でフィルムセンサの長手方向及び幅方向に、粘着剤17がほぼ均一に塗布されて、フィルム12,13と絶縁層14との接合を可能としている。
【0013】
すなわち、本実施例では、絶縁層14において、検知部15近傍の位置での粘着剤を除去し、その検知部15から少し離れた周辺部分で、かつフィルムセンサの長手方向及び幅方向の位置、例えば絶縁層14の外周部14b及び検知部15間の中央部14cに、幅Dが均一になるように粘着剤17を配置してフィルム12,13と絶縁層14とを接合することで、フィルムに加わる曲げに対して絶縁層14に接合されたフィルム12,13を滑りやすくしている。
【0014】
このように、本実施例では、各検知部に対して各フィルムと絶縁層の接合部分が均等になるようにし、かつ絶縁層におけるフィルムとの対向面に対してその接合部分の割合を少なくしたので、フィルムセンサに曲げが加わった場合、上記フィルムが滑りやすくなって歪みが解消され、これにより短時間で導電層間(図5参照)が離れて電気的接触が解除される。このため、本実施例では、フィルムセンサに加わる曲げの検出を容易に除去できて曲げと圧力の検出を区別でき、必要に応じて圧力のみを検出できる。
【0015】
なお、本実施例では、絶縁層の一部に粘着剤を配置したが、本発明はこれに限らず、例えば絶縁層に、PET等の絶縁フィルムを用いる場合には、上記絶縁フィルムは、各フィルムに対向する両面を所定幅の外周部と検知部に相当する箇所を切り抜いた形状とし、その外周部に粘着剤を配置した構成、すなわち図1において、粘着剤17が塗布されている部分と、検知部15及び空気管16を囲う外周部分との絶縁フィルム14を切り抜いた形状の構成とすることも可能である。
【0016】
図2は、フィルムセンサの第2実施例の構造を示す平面図である。図において、本実施例では、絶縁層14における外周部14bと、検知部15近傍で、かつ検知部15周囲を囲む部分14dとに、上記幅が均一になるように粘着剤17を配置して、フィルム12,13と絶縁層14とを接合させている。
本実施例でも、第1実施例と同様に、フィルムセンサに曲げが加わった場合、上記フィルムが滑りやすくなって歪みが解消され、これにより短時間で導電層間が離れて電気的接触が解除されるので、フィルムセンサに加わる曲げの検出を容易に除去できて曲げと圧力の検出を区別でき、必要に応じて圧力のみを検出できる。
【0017】
また、図3は、フィルムセンサの第3実施例の構造を示す平面図である。図において、本実施例では、絶縁層14における検知部15周囲を囲む部分14dと空気管16を囲む部分14eに、上記幅が均一になるように粘着剤17を配置するとともに、フィルムセンサの外形もこれに合わせて切り抜く構成とする。
本実施例でも、第1及び第2実施例と同様に、フィルムセンサに加わる曲げの検出を容易に除去できて曲げと圧力の検出を区別でき、必要に応じて圧力のみを検出できるとともに、フィルムセンサの外形を小さくできるので、このフィルムセンサをより狭いスペースでの圧力検出に用いることが可能となる。
【0018】
以上のように、これら実施例では、絶縁層における検知部周囲の粘着剤の配置が均等になるように構成するので、各検知部毎の歪み解消の経時変化の差及び曲げ方向による歪み解消の経時変化の差を著しく減少することができる。
また、粘着剤によるフィルムの長手方向及び幅方向の接着力に対して曲げが加わった場合に、各フィルムに加わる歪みによる応力が大きいほど、曲げによって上記フィルム上の導電層が接触し、それが解消されるまでの検知時間は小さくなる。フィルムの歪みによる応力は、フィルムの厚さが厚いほど大きく、フィルムの材質にも依存する。そこで、本発明では、上記フィルムの厚さや材質を変えることによっても、歪みの解消の経時変化を調整することが可能であり、また粘着剤によるフィルムの長手方向及び幅方向の接着力を異なるものに変えることによっても調整可能である。
【0019】
次に、上記フィルムセンサを用いて検知部に加わる圧力を検出する本発明の圧力検出回路について、図4の図面を用いて説明する。図において、フィルムセンサの検知部15間は、各フィルム上に形成された導電層による回路パターンで接続され、さらに図示しない端末部を介して外部の圧力検出回路20と接続されている。各検知部15は、図5と同様に、導電層12a,13aが開口部の部分で、外部からフィルム電線11に作用する圧力によって接触して、電気的に導通することで検知信号を圧力検出回路20に出力している。
【0020】
圧力検出回路20は、本発明の通過手段からなる計時部21と、本発明の検出手段からなる検出部22とから構成されている。計時部21は、検知部15からの検知信号のうち、歪みが解消される時間以上に継続する検知信号のみを通過させており、検出部22は、通過した検知信号に基づいて圧力を検出する。
すなわち、計時部21は、検知信号が入力するとカウントを開始して、上記検知信号が継続している間、上記カウントを続行してカウント値が予め設定された歪みが解消される時間以上になると、上記検知信号を検出部22に出力する。検出部22では、入力する検知信号と予め設定したしきい値とに基づいて、検知部15に加わった圧力を検出している。
【0021】
なお、フィルムセンサでは、上述したごとくフィルムの歪みによる応力に応じて上記歪みが解消される時間が異なるので、計時部21では、これに対応して予め曲げによる歪み解消の時間を調整しておくことが好ましい。
このように、本実施例では、予め曲げによる歪み解消の時間を調整し、フィルムセンサに接続される圧力検出回路に、曲げによる歪み解消に要する時間以上に継続する検出信号のみを通過させるので、フィルムセンサに加わった曲げの検出が容易に除去されて曲げと圧力の検出を区別でき、圧力のみを検出できる。
【0022】
本発明は、これら実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。例えば、一定の時間内だけ継続する検知信号を検出するようにすれば、フィルムセンサに加わった曲げのみを必要に応じて検出することが可能である。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、フィルムの一方の面に形成された導電層が互いに向き合うように配置された二枚の 扁平なフィルムの間に絶縁層を介在させて、それを該フィルムに粘着剤で接合するとともに、前記絶縁層の所定箇所に設けられた空隙を隔てて対対向配置される前記導電層により構成される複数の検知部と該検知部を連結する空気管とを設け、前記各フィルム上の導電層間の接触によって前記フィルムに作用する圧力を検知するフィルムセンサであって、
前記絶縁層14の両面には、前期検知部15及び空気管16の部位を除き、前記粘着剤を、前記絶縁層14の外周部14bに略均一幅Dでフィルムセンサの長手方向に沿って塗布すると共に前記検知部15間の中央部14cに略均一幅Dでフィルムセンサの幅方向に沿って塗布して、前記フィルム12,13と前記絶縁層14とを接合することにより、
フィルムセンサに加わる曲げに対して前記絶縁層14に接合された前記フィルム12,13が滑りやすくなるように形成されていることを特徴とするフィルムセンサであるから、粘着剤に起因した滑りによる歪みの解消の経時変化が一定になり、フィルムセンサに加わる曲げの検出を、圧力の検出と区別し、必要に応じて圧力のみを検出できる。
【0024】
請求項4において、請求項1〜3に記載のフィルムセンサが接続され、前記フィルム上の導電層間の接触によって前記フィルムセンサから出力される検知信号のうち、所定時間以上出力された検知信号のみを通過させる通過手段と、前記通過した検知信号に基づいて圧力を検出する検出手段とを備えたので、フィルムセンサに加わった曲げの検出が容易に除去されて曲げと圧力の検出を区別でき、圧力のみを検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るフィルムセンサの第1実施例の構造を示す平面図である。
【図2】同じく、第2実施例の構造を示す平面図である。
【図3】同じく、第3実施例の構造を示す平面図である。
【図4】本発明に係るフィルムセンサの圧力検出回路の構成を示すブロック図である。
【図5】従来のフィルムセンサの構造を示す断面図である。
【図6】図5に示したセンサの平面図である。
【符号の説明】
11 フィルム電線
12,13 プラスチックフィルム
12a,13a 導電層
14 絶縁層
14a 開口部
15 検知部
16 空気管
17 粘着剤
20 圧力検出回路
21 計時部
22 検出部
Claims (4)
- フィルムの一方の面に形成された導電層が互いに向き合うように配置された二枚の 扁平なフィルムの間に絶縁層を介在させて、それを該フィルムに粘着剤で接合するとともに、前記絶縁層の所定箇所に設けられた空隙を隔てて対対向配置される前記導電層により構成される複数の検知部と該検知部を連結する空気管とを設け、前記各フィルム上の導電層間の接触によって前記フィルムに作用する圧力を検知するフィルムセンサであって、
前記絶縁層14の両面には、前期検知部15及び空気管16の部位を除き、前記粘着剤を、前記絶縁層14の外周部14bに略均一幅Dでフィルムセンサの長手方向に沿って塗布すると共に前記検知部15間の中央部14cに略均一幅Dでフィルムセンサの幅方向に沿って塗布して、前記フィルム12,13と前記絶縁層14とを接合することにより、
フィルムセンサに加わる曲げに対して前記絶縁層14に接合された前記フィルム12,13が滑りやすくなるように形成されていることを特徴とするフィルムセンサ。 - フィルムの一方の面に形成された導電層が互いに向き合うように配置された二枚の扁平なフィルムの間に絶縁層を介在させて、それを該フィルムに粘着剤で接合するとともに、前記絶縁層の所定箇所に設けられた空隙を隔てて対対向配置される前記導電層により構成される複数の検知部と該検知部を連結する空気管とを設け、前記各フィルム上の導電層間の接触によって前記フィルムに作用する圧力を検知するフィルムセンサであって、
前記絶縁層14の両面には、前記粘着剤を、前記絶縁層14の外周部14bに略均一幅Dでフィルムセンサの長手方向に沿って塗布すると共に前記検知部15の周囲を囲む部分14dに略均一幅Dで塗布して、前記フィルム12,13と前記絶縁層14とを接合することにより、
フィルムセンサに加わる曲げに対して前記絶縁層14に接合された前記フィルム12,13が滑りやすくなるように形成されていることを特徴とするフィルムセンサ。 - フィルムの一方の面に形成された導電層が互いに向き合うように配置された二枚の扁平なフィルムの間に絶縁層を介在させて、それを該フィルムに粘着剤で接合するとともに、前記絶縁層の所定箇所に設けられた空隙を隔てて対対向配置される前記導電層により構成される複数の検知部と該検知部を連結する空気管とを設け、前記各フィルム上の導電層間の接触によって前記フィルムに作用する圧力を検知するフィルムセンサであって、
前記絶縁層14の両面には、前記粘着剤を、前記検知部15の周囲を囲む部分14dおよび前記空気管16を囲む部分14eに略均一幅Dで塗布して、前記フィルム12,13と前記絶縁層14とを接合することにより、
フィルムセンサに加わる曲げに対して前記絶縁層14に接合された前記フィルム12,13が滑りやすくなるように形成されていることを特徴とするフィルムセンサ。 - 請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のフィルムセンサが接続され、前記フィルム上の導電層間の接触によって前記フィルムセンサから出力される検知信号のうち、所定時間以上出力された検知信号のみを通過させる通過手段と、前記通過した検知信号に基づいて圧力を検出する検出手段とを備えたことを特徴とするフィルムセンサの圧力検出回路。
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