JP4568590B2 - 荷重センサ - Google Patents

荷重センサ Download PDF

Info

Publication number
JP4568590B2
JP4568590B2 JP2004343346A JP2004343346A JP4568590B2 JP 4568590 B2 JP4568590 B2 JP 4568590B2 JP 2004343346 A JP2004343346 A JP 2004343346A JP 2004343346 A JP2004343346 A JP 2004343346A JP 4568590 B2 JP4568590 B2 JP 4568590B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
layer
flexible insulating
spacer
insulating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004343346A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006153608A (ja
Inventor
哲也 川平
崇裕 石井
孝 古川
勉 寺崎
信洋 小代田
貢 土佐
昌嗣 吉福
直隆 熊切
幹人 小嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Fujikura Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd, Fujikura Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2004343346A priority Critical patent/JP4568590B2/ja
Publication of JP2006153608A publication Critical patent/JP2006153608A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4568590B2 publication Critical patent/JP4568590B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Seats For Vehicles (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Description

本発明は荷重センサに係り、特に、フレキシブル回路基板技術により構成された板状、フィルム状またはシート状の荷重センサの改良に関する。
例えば、自動車分野では、シートベルト着用の確認やエアバック作動用のシステムが使用されており、これらシステムは座席のシート表皮裏側に取り付けられた着座検知用の荷重センサと電気的に連繋して作動するようになっている。そして、その荷重センサはその作動状態の変化を前記システムへの電気信号として与えることにより、シートベルト着用の確認ランプやエアバックの作動を司る役目を担っている。
この種の荷重センサとしては座席への装着が容易な板状、フィルム状或いはシート状のものが開発され、更に、このようなセンサ自身の内部配線の断線の有無を確認し易くしたセンサを提供する従来技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この従来の荷重センサを図8について説明する。第1端子51及び第2端子52にはそれぞれ第1配線53及び第2配線54が接続され、第1配線53から分岐する複数の第1接点用配線55と第2配線54から分岐する複数の第2接点用配線56とは相互に対向して配置されている。
バースイッチとして機能する第3接点用配線57は前記各接点用配線55及び56に対峙して配置され、断線検知用抵抗58は第1配線53−第2配線54間に接続されている。そして、図中楕円で囲って示された複数のスイッチ機能部59は、それぞれ第1接点用配線55、第2接点用配線56及び配線57の組合せにより構成され、第1配線53−第2配線54間に並列に接続されている。
このようなセンサにあっては、着座時の荷重により各接点用配線55、56と第3接点用配線57とが接触した場合、各配線全体の内部抵抗と断線検知用抵抗との合成抵抗値に基づく電気信号レベルが基準値に達した時にシートベルト着用の確認ランプやエアバック作動用システムをスタンバイさせるようになっており、この状態が荷重センサのスイッチオン状態とみなされている。そして、前記第1端子51と第2端子52との間に電圧を印加し、その間の合成抵抗を測定することによって断線の有無を確認している。
次にその構造について説明すると、前記第1配線53、第2配線54、接点用配線55及56、断線検知用抵抗58は一方の可撓性の絶縁フィルム(図示せず)上に導電材料を印刷配線技術により被着して形成されており、第3接点用配線57は他方の可撓性の絶縁フィルム(図示せず)上に導電性材料を印刷配線技術により被着して形成されている。そして、前記双方の可撓性の絶縁フィルム間には可撓性の絶縁性スペーサ(図示せず)が介在され、このスペーサは前記複数のスイッチ機能部59、59、59にそれぞれ対向する部分に複数の貫通孔を有し、この貫通孔内にて第1及び第2接点用配線と第3接点用配線とが所定の間隔で離間した状態に直接対面されている。
前記各絶縁フィルムとスペーサとは、それら貫通孔以外の部分において、通常、アクリル系樹脂を溶剤にて溶かした接着性コーティング膜からなる粘着剤で相互に接着することによって一体化されている。前記各配線は銀ペースト及びその上にカーボン層を印刷して形成されているのに対して、前記断線検知用抵抗58は一般に高抵抗材料としての例えばカーボン粒子をバインダーに分散したカーボンインクを印刷することによって膜状に形成されており、膜状の断線検知用抵抗58は、前記一方の可撓性の絶縁フィルムとスペーサとの間に挟まれると共に前記粘着剤に重なって接触した状態となっている。
特開平11−297153号公報
ところで、前記従来の荷重センサおいては、インク印刷により形成された膜状の断線検知用抵抗58が前記粘着剤に重なって接触しているために、粘着剤に含まれた低分子成分が断線検知用抵抗58の膜に徐々に浸透し、断線検知用抵抗材料であるインクに含まれたバインダーを膨潤させ易い。このような膨潤は多数のカーボン粒子相互を離間させたり、それら粒子相互の接触面積を減少させたりすることになり、その抵抗値に経時変化を惹き起こすことがある。その結果、断線検知用抵抗の抵抗値が、当初の抵抗値に比して約10倍にも及ぶほどの著しい経時変化を起こすので、荷重センサのスイッチング作動における出力信号レベルが安定せず、前記システムに対するセンサ機能を著しく低下させるという問題がある。
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、安定したスイッチング機能を有する荷重センサを提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明の荷重センサは、第1可撓性絶縁フィルムの一主面に接点領域を有する配線層を設けることによって形成された第1回路配線フィルムと、前記第1可撓性絶縁フィルムの前記一主面に対向配置された第2可撓性絶縁フィルムの対向面に接点領域を有する配線層を設けることによって形成された第2回路配線フィルムと、前記第1回路配線フィルムと第2回路配線フィルムとの間に介在され前記各接点領域に対向する位置にスイッチ用貫通孔を有する絶縁スペーサと、前記各可撓性絶縁フィルム及び各配線層と前記スペーサ両面とをそれぞれ接着する粘着剤層と、前記第1及び第2回路配線フィルムの各配線層によって構成されるスイッチ回路中に接続され前記第1及び第2可撓性絶縁フィルムの内の少なくとも一方のフィルム上に前記スイッチ用貫通孔から側方に離間して形成された回路状態検知抵抗及び補正抵抗のうち少なくとも1種からなる抵抗層と、前記絶縁スペーサの前記抵抗層に対向する部分に前記抵抗層の周縁より大きな範囲で形成され前記抵抗層と前記粘着剤層とを離隔するための貫通孔とを備え、前記スペーサには前記スイッチ用貫通孔に連通するエアー通路が形成され、前記第1及び第2可撓性絶縁フィルム及びスペーサの内から選択された少なくとも一つの部材には前記エアー通路に連通するエアー抜口が形成されていることを特徴とする。
請求項2に記載の発明の荷重センサは、第1可撓性絶縁フィルム上に形成された第1端子及び第2端子と、前記第1端子に接続され前記フィルム上に形成された第1配線層と、前記第1配線層の一部に形成された第1接点領域と、前記第2端子に接続され前記フィルム上に形成された第2配線層と、前記第2配線層の一部に形成され前記第1接点領域側方に並置された第2接点領域と、前記第1可撓性絶縁フィルムに対向して設けられた第2可撓性絶縁フィルム上に形成され第1接点領域−第2接点領域間を橋絡する位置関係でこれら接点領域に離間して対向された第3配線層と、前記第1端子と第2端子との間において前記第1乃至第3配線層によって構成されるスイッチ回路中に接続され前記第1及び第2可撓性絶縁フィルムの内の少なくとも一方のフィルム上に前記スイッチ用貫通孔から側方に離間して形成された回路状態検知抵抗及び補正抵抗のうち少なくとも1種からなる抵抗層と、前記第1可撓性絶縁フィルムと第2可撓性絶縁フィルムとの間に介在された絶縁スペーサと、前記スペーサに形成され前記第1及び第2接点領域と第3配線層との間のスイッチ機能空間を構成するスイッチ用貫通孔と、前記各可撓性絶縁フィルム及び各配線層と前記スペーサ両面とをそれぞれ接着する粘着剤層と、前記絶縁スペーサの前記抵抗層に対向する部分に前記抵抗層の周縁より大きな範囲で形成され前記抵抗層と前記粘着剤層とを離隔するための貫通孔とを備え、前記スペーサには前記スイッチ用貫通孔に連通するエアー通路が形成され、前記第1及び第2可撓性絶縁フィルム及びスペーサの内から選択された少なくとも一つの部材には前記エアー通路に連通するエアー抜口が形成されていることを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項1または2に記載の荷重センサにおいて、前記抵抗層と前記粘着剤層とを離隔するための前記貫通孔は前記エアー通路に連通していることを特徴とするものである。
請求項に記載の発明は、請求項1乃至請求項のいずれか一の請求項に記載の荷重センサにおいて、前記抵抗層と前記粘着剤層とを離隔するための前記貫通孔は前記第1及び第2可撓性絶縁フィルム及びスペーサの内から選択された少なくとも一つの部材に形成されたエアー抜口と直接連通していることを特徴とするものである。
本発明によれば、前記第1及び第2回路配線フィルムの各配線層を通じて構成されるス
イッチ回路中に接続され前記第1及び第2可撓性絶縁フィルムの内の少なくとも一方のフ
ィルム上に形成された抵抗層は、その周縁より大きな範囲で形成された貫通孔により、前記各可撓性絶縁フィルム及び各配線層と前記スペーサとを接着する粘着剤層から離間されているために、粘着剤の低分子成分の浸透が防止され、抵抗層の性能が安定する。従って、本発明による荷重センサにおいては前記抵抗層の経時変化が著しく低減され、スイッチング機能の動作が安定し周辺機器に対する確実なオン、オフの信号伝達ができるという効果を奏する。
以下に、本発明による荷重センサの第1乃至第4の実施形態を図1乃至図6を参照して説明する。
図1は本発明の第1の実施の形態を示す荷重センサの平面図、図2は図1におけるA−A線に沿う拡大断面図、図3はこの荷重センサの構成を分解して示す各部材の平面図である。
まず、図3により各部材について説明する。図3(a)は第1回路配線フィルムを示すもので、平板状の第1可撓性絶縁フィルム1は、ほぼH字状に形成された両脚部のセンサ領域1A、1A及びその橋桁中央部から延長されたI字状の引出領域1Bを有する。前記絶縁フィルム1の一主面において前記引出領域1Bの端部上には第1及び第2の端子2、3が相互に離間して並置されている。
第1端子2に電気的に接続された第1配線層4は、前記引出領域1Bから前記センサ領域1A(図中左側)に延在して第1可撓性絶縁フィルム1の一主面上に形成されており、前記H字の左半分の形状を構成するような配線パターンとなっている。この第1配線層4は、そのセンサ領域1Aにおけるパターンの縦線部分の両端位置に第1接点領域5a及び5bを有する。
第2端子3に電気的に接続された第2配線層6は、前記引出領域1Bから前記センサ領域1A(図中右側)に延在して第1可撓性絶縁フィルム1の一主面上に形成され、前記H字の右半分の形状を構成するような配線パターンとなっている。この第2配線層6は、そのセンサ領域1Aにおけるパターンの縦線部分の両端位置に第2接点領域7a及び7bを有する。
第1配線層4と第2配線層6との間に接続された抵抗層8は、前記第1可撓性絶縁フィルム1の引出領域1B上に配置され、前記第1及び第2端子と周辺システムに接続された外部コネクタ(図示せず)との勘合忘れ或いは接触不良等の回路状態検知用としての役割を持っている。
前記第1配線層4、第1接点領域5a及び5bは、前記第2配線層6、第2接点領域7a及び7bと左右対称の配線パターン関係にあり、これらの各配線層及び各接点領域は、いずれも例えば回路印刷配線技術により、第1可撓性絶縁フィルム1上に導電性部材を被着することにより形成される。前記回路状態検知用の抵抗層8もまた第1可撓性絶縁フィルム1上に、高抵抗材料としての例えばカーボン粒子をバインダーに分散したカーボンインクを印刷することにより形成され、その厚さは例えば5乃至20μm程度、抵抗値は5乃至15kΩ程度に設定されている。
次に、図3(b)において、可撓性樹脂からなる絶縁スペーサ9は、その平面形状が前記第1可撓性絶縁フィルム1とほぼ同一形状及び寸法に形成され、前記第1可撓性絶縁フィルム1と同様に、ほぼH字状のセンサ領域9A及びI字状の引出領域9Bを有する。スペーサ9には、スイッチ機能空間を構成するスイッチ用第1貫通孔10a、10b及びスイッチ用第2貫通孔11a、11bが形成されており、これらの貫通孔10a、10b、11a、11bは前記第1可撓性絶縁フィルム1上の各接点領域5a、5b、7a、7bにそれぞれ対向する位置にてスイッチ機能空間を構成している。
スペーサ9に貫通形成されたエアー通路12は、その平面パターンが前記第1配線層4及び第2配線層6による配線パターンにほぼ対応した形状となっている。前記スペーサの引出領域9Bの端部付近に形成されたエアー通路引出し口13は、前記エアー通路12の一端部に連通している。
前記スペーサ9の引出領域9Bに形成された抵抗保護用の貫通孔14は、前記抵抗層8
に対向する位置関係にあり、エアー通路12及びエアー通路引出し口13に連通している
。この貫通孔14は前記抵抗層8よりも大きな例えば矩形状孔となっており、第1可撓性
絶縁フィルム1にスペーサ9を重ね合せたとき、スペーサ9が前記抵抗層8に接触せず、
その間に間隙を形成するような寸法及び形状となっている。また、前述の説明及び図1、図3(a)、(b)を参照しても分かるように、前記抵抗層8及び抵抗保護用の貫通孔14は、前記スイッチ用貫通孔10a、10b、11a、11bや各接点領域5a、5b、7a、7bから側方(絶縁フィルムやスペーサの平面に沿う方向)に離間して形成されている。
図3(c)は第2回路配線フィルムを示すもので、平板状の第2可撓性絶縁フィルム15は、その平面形状が前記スペーサ9とほぼ同一形状及び寸法に形成され、ほぼH字状のセンサ領域15A及びI字状の引出領域15Bを有する。前記第2可撓性絶縁フィルム15の一主面(前記第1可撓性絶縁フィルム1の一主面に対向する面)には第3配線層16が例えば回路印刷配線技術により形成されており、ここで第2可撓性絶縁フィルム15の一主面は紙面裏向きにした状態にあるため、前記第3配線層16は破線にて示されている。
また、前記第3配線層16は第1接点領域17a、17bおよび第2接点領域18a、18bを有し、これらの接点領域17a、17b、18a、18bは第1可撓性絶縁フィルム1上に形成された各接点領域5a,5b,7a,7bにそれぞれ対向する関係位置に配置され、前記第1及び第2端子2、3に対するバースイッチの機能を有している。可撓性絶縁フィルム15の引出領域15Bの端部に形成されたエアー抜口19は、前記スペーサ9のエアー通路引出し口13と重ね合わせられる位置関係にある。
そして、この実施形態における荷重センサは、図3(a)における第1及び第2配線層4及び6等が形成された第1可撓性絶縁フィルム1の上に前記スペーサ9を重ね、その上に前記第3配線層16等が形成された第2可撓性絶縁フィルム15を重ねてこれらを相互に接着して一体化することにより、図1の平面図及び図2の断面図に示すような形状に組立てられている。
ここでいずれもほぼH字状のパターンを有する第1可撓性絶縁フィルム1、スペーサ9
及び第2可撓性絶縁フィルム15はそれらのパターンが一致するように重ね合わせられ、
これら相互の重ね合わさった部分、即ち、スペーサ9の両面はほぼ全体に亘って例えばアクリル系樹脂を溶剤にて溶かした接着性コーティング膜からなる粘着剤層20a及び20bによってそれぞれ接着されている。
前記スペーサ9及び第2可撓性絶縁フィルム15の各引出領域9B及び15Bは、可撓性絶縁フィルム1の引出領域1Bよりも短尺で、第1及び第2端子2及び3を外部に露出させるようになっている。図1では配線層4及び6の一部が前記端子付近で露出されているが、この一部露出部を覆って保護するようにスペーサ及び第2可撓性絶縁フィルムの各引出領域9B及び15Bを端子2及び3まで延長させても良い。
図2に示すように、第1配線層4と第2配線層6に跨って接続された抵抗層8は、抵抗保護用の貫通孔14が設けられているために、前記抵抗層8及びその近辺に粘着剤層が存在せず、粘着剤層20a及び20bから離間され、これらの相互接触が避けられている。
このように抵抗層8が粘着剤層20a及び20b層から離間されているために、抵抗層8への粘着剤の低分子成分の浸透が防止され抵抗層8の抵抗値が安定する。従って、荷重センサとしてのスイッチング動作の安定化が得られ、周辺機器に対する確実なオン、オフの信号伝達ができるという効果を奏する。
次に、この荷重センサを例えば自動車の座席に装着して、シートベルト着用確認のための着座センサとして利用する場合のスイッチング機能について説明する。未着座時においては、前記第1配線層4の第1接点領域5a,5bとこれに対向する第3配線層16の第1接点領域17a,17bとの間、前記第2配線層6の第2接点領域7a,7bとこれに対向する第3配線層16の第2接点領域18a,18bとの間はいずれもスペーサ9によって所定の間隔で離間されているので、第3配線層16によるスイッチングが得られず、第1配線層4と第2配線層6との間はオフ状態になる。従って、この状態では第1端子2−第2端子3間に発生する電気信号は抵抗層8の抵抗値に応じたレベルをもって周辺機器へオフ状態を伝達する。
また、着座時には、その際の荷重により第1可撓性絶縁フィルム1及び第2可撓性絶縁フィルム15は、スペーサ9のスイッチ用第1貫通孔10a、10b及びスイッチ用第2貫通孔11a、11bの位置において撓み、第3配線層16の第1接点領域17a,17b、第2接点領域18a,18bが前記第1配線層4の第1接点領域5a,5b、前記第2配線層6の第2接点領域7a,7bにそれぞれ押圧接触され、第1端子2−第2端子3間は電気的にショート(スイッチオン)される。
従って、第1端子2−第2端子3間に発生する電気信号は第1配線層4−第3配線層16−第2配線層6が有するせいぜい数百Ω程度の低い内部抵抗とこれに並列接続された抵抗層8との合成抵抗値に応じたレベルをもって周辺機器へオン状態を伝達する。このオン状態により、座席前方の電装表示パネルにあるシートベルト着用/未着表示器にて、着座後、シートベルト未着用状態を表示させることができる。
前記着座時において、第1及び第2可撓性絶縁フィルム1及び15は、スペーサ9のスイッチ用貫通孔10a、10b、11a、11b内部に向かって撓まされる際、これらスイッチ用貫通孔内の空気が圧縮されようとしても、この空気がエアー通路12−抵抗保護用の貫通孔14−エアー通路引出し口13−エアー抜口19の経路を通して外部に押し出される。そために前記各スイッチ用貫通孔内の空気の圧縮抵抗が少なく、前記各フィルム1、15は荷重に対し従順に撓むことが出来、第1可撓性絶縁フィルム1の各接点領域5a,5b,7a,7bと第2可撓性絶縁フィルム15の各接点領域17a,17b,18a,18bとのより一層確実な接触が得られる。
着座が解かれた場合は、第1及び第2可撓性絶縁フィルム1及び15は自動的に復元することになるが、エアー抜口19から前記とは逆の経路を通じて外部の空気を吸い込むことができるために、その復元も円滑に行われ速やかにオフ状態に戻ることができる。
また、前記粘着剤層20a及び20b層の低分子成分が徐々に揮発し長時間経過した時、その揮発成分が抵抗保護用の貫通孔14内に充満し、抵抗層8を変質させる傾向があるが、その貫通孔14が前記エアー抜口19から外気に通じているために、そのような揮発性分の充満は起こらず、抵抗層8の変質をより一層効果的に防止することができる。
ここで、前記荷重センサと座席シートとの関係について説明する。前記荷重センサは、ほぼ四角形状の座席シート面積の1/3乃至2/3を占める程度の大きさとなっているが、平面形状ほぼH字状のシンプルな形状であるため、その製作が容易であり座席シートへの装着等の取扱いが簡便である。また、第1可撓性絶縁フィルム1上に形成された前記第1配線層4の第1接点領域5a,5b、第2配線層6の第2接点領域7a,7bは、前記H字パターンの4つの頂点位置に配置され、利用者の標準的な臀部面積内の出来るだけ広い範囲に分散させることによって確実な着座検知ができるようになされている。
前記第1配線層4の第1接点領域5a,5b、第2配線層6の第2接点領域は、その数を用途に応じて、この実施形態におけるよりも少なくするも、検知確度をより高めるために多くするも自由である。第2可撓性絶縁フィルム15上に形成された第3配線層16の第1接点領域17a,17b、同第2接点領域18a,18bもまた前記各接点領域5a,5b、7a,7bと同様な配置及び数をもって対向配置される。
ところで、この実施形態においては、着座センサとしてのセンサ領域を広くとれるように、各部材をいずれもH字状のパターンとなし、各接点領域5a,5b、7a,7b、17a,17b、18a,18bを図示のように広く分散配置したために、スイッチ用貫通孔10a,10b,11a,11bもまた個々に分散した構造となっている。
もし、着座センサのようにセンサ領域を広く取る用途でなく、センサ領域を狭く設計してよい用途に適用する場合は、一例として第1配線層4の第1接点領域5a(5b)と第2配線層6の第2接点領域7a(7b)とは近接させることが出来、その場合は、スペーサ9のスイッチ用貫通孔10a(10b)と11a(11b)とを1つに統合して、前記第1接点領域5a(5b)と第2接点領域7a(7b)とを一緒に囲むような1つのスイッチ用貫通孔とし、第3配線層16の第1接点領域17a(17b)と第2接点領域18a(18b)をその1つのスイッチ用貫通孔内に配置しても良い。
前記第1配線層4、第2配線層6及び第3配線層16としては一例として印刷技術により形成された銀ペースト及びこの上に重ねられたカーボン層が使用され、第1及び第2可撓性絶縁フィルム1、15及びスペーサ9としてはポリエチレンテレフタレート等の樹脂が使用されている。
図4は本発明の第2の実施の形態を示す荷重センサの構成を分解して示す各部材の平面図である。図4において前記第1の実施形態と同一構成の部分については同一符号を付し、その部分についての説明を省略する。
図4(a)は第1回路配線フィルムを示すもので、前記第1の実施形態と異なる点は、第1配線層4及び第2配線層6の配線パターン形態、抵抗層8の配置にある。ここで示す抵抗層8Aは、第1可撓性絶縁フィルム1のH字パターンの橋桁中央にて図中上方寄りの位置に配置されている。
第1配線層4は、第1端子2と一方の第1接点領域5bとの間を接続する部分4A、一方の第1接点領域5bと他方の第1接点領域5aとの間を接続する部分4B,第1接点領域5aと抵抗層8Aとの間を接続する部分4Cを有しており、第1端子2と抵抗層8Aとの間には、部分4A−一方の第1接点領域5b−部分4B−他方の第1接点領域5a−部分4Cがこの順序で直列に接続されている。
また、第2配線層6は第2端子3と一方の第2接点領域7bとの間を接続する部分6A、一方の第2接点領域7bと他方の第1接点領域7aとの間を接続する部分6B,第2接点領域7aと抵抗層8Aとの間を接続する部分6Cを有しており、第2端子3と抵抗層8Aとの間には、部分6A−一方の第2接点領域7b−部分6B−他方の第2接点領域7a−部分6Cがこの順序で直列に接続されている。
従って、第1端子2と第2端子3との間は第1配線層及びその接点領域−抵抗層−第2配線層及びその接点領域からなる単一かつ唯一の閉ループで構成された荷重センサを提供することになる。そして、これら一連の第1配線層及びその接点領域−抵抗層−第2配線層及びその接点領域は、第1可撓性絶縁フィルム1のH字パターンに沿って配置されるよう回路印刷配線技術により形成されている。
図4(b)示すスペーサ9において、第1の実施形態と異なる点は、抵抗保護用の貫通孔14Aの位置関係であり、同図(a)の抵抗層8Aに平面位置が重なる関係にあり、貫通孔14Aを囲むスペーサ内壁が全周に渡り抵抗層8Aから所定の間隙をもって離間するようになっている。また、貫通孔14Aはエアー通路12とは連通せず孤島状に形成されている。
第2可撓性絶縁フィルム15には、図4(c)に示すように前記貫通孔14Aに重なる位置に、これと直接連通する個別のエアー抜口21が形成されている。これら第1及び2可撓性絶縁フィルム1及び15、スペーサ9は、前記第1の実施形態と同様に、図1や図2の如く重ね合わされ粘着剤層20a,20bにより接着一体化される。
この第2の実施形態によれば、前記貫通孔14Aがエアー通路12から独立した孤島状になっているため、前記第1の実施形態に比較して前記粘着剤層20a及び20b層の抵抗層8Aに対する露出面積が遥かに小さく、粘着剤の低分子成分の揮発成分が極めて少なくなる。しかも、貫通孔14Aが直接エアー抜口21に通じているため、その揮発成分があっても外気により速やかに希釈され抵抗層8の変質を更により一層効果的に防止することができる。
なお、この実施形態の荷重センサは、その等価回路が従来例として示した図8の等価回路とほぼ同様であり、断線検知機能の原理の点では共通するものの、特許文献1に示されるような従来技術に比してセンサ構造が著しくシンプルであることが理解される。
図5は本発明の第3の実施形態の荷重センサを説明するためのもので、そのスペーサの構造の平面図である。前記第1及び第2の実施形態と同一構成の部分については同一符号を付し、その部分についての説明を省略する。この実施形態は、簡潔に言えば、図4の(a)、(b)、(c)の内、同(b)に示すスペーサの代わりに図5に示すスペーサを用いて構成したものである。
ここで特徴的な点は、抵抗保護用の貫通孔14Aに連通する補助エアー通路12Aを設けた点にある。この実施形態では、抵抗保護用の貫通孔14Aが、補助エアー通路12Aを通じてエアー通路引出し口13−エアー抜口19(図4(c)参照)へと連通しているために、通気性がよく、粘着剤の揮発性低分子成分の貫通孔14A内への充満や抵抗層8の変質の問題が避けられる。
従って、第3の実施形態においては、前記補助エアー通路12A形成により、図4(c)に示された第2可撓性絶縁フィルム15の個別のエアー抜口21は設けなくても良い。しかしながら、このエアー抜口21を併設してもよく、その場合は、エアー抜口19(図4(c)参照)と共に外気との流通を行うことになるので、粘着剤の揮発性低分子成分の排除或いはその希釈、スイッチ機能部における第1及び第2可撓性絶縁フィルム1及び15の撓み及び復元動作は前記第1及び第2の実施形態におけるよりもより一層改善される。
ところで、前記第1乃至第3の実施形態においては、回路状態検知用抵抗層8と粘着剤層20a,20bとを離間させる間隙を設けるための一手段として、抵抗保護用の貫通孔14又は14Aを設けたが、その代わりに、予め、抵抗層8及びその周辺を化学的に安定した薄肉の保護絶縁フィルムで部分的にカバーしておくことによって、その後の第1及び第2可撓性絶縁フィルム及びスペーサの重合わせ接着時に使用される粘着剤との間の間隙(保護絶縁フィルム膜充填状態の間隙)を形成してもよい。
勿論、前記抵抗保護用の貫通孔14又は14Aを併設してもよく、その場合は、前記保護絶縁フィルムはその厚さ方向においてもその貫通孔内に収まるので、重ね合わせ後の第1及び第2可撓性絶縁フィルム1及び15外部露出面の平坦性が保たれる。
また、前記第1乃至第3の実施形態においては、エアー抜口19、21はいずれも第2可撓性絶縁フィルム15に設けてあるが、これらと同様な位置関係をもって第1可撓性絶縁フィルム1に形成しても、スペーサ9の側壁に形成してもよい。即ちエアー抜口は前記第1可撓性絶縁フィルム1、第2可撓性絶縁フィルム15及びスペーサ9の内から選択された少なくとも一つの部材に形成されればよく、エアー抜口の形成場所、その数はセンサ全体の形状及び寸法、スイッチング性能及び抵抗保護機能等の要求に応じて設定する。
ところで、前記第1乃至第3の実施形態においては、いずれも抵抗層8(8A)が断線検知等の回路状態検知を目的としたものが示されているが、荷重センサのオン状態における前記第1端子と第2端子との間の導通電流値を所定の値に調整或いは制限することを目的とする導通電流に関する補正(電流制限)抵抗層を設ける場合がある。このような補正抵抗層は、その使用目的から、入出力端子(前記第1端子、第2端子)間に直列に接続されていれば良く、前記入出力端子に接続される一連の各配線層(含む接点領域)によって構成されるスイッチ回路中のいずれかの位置に任意に設けて良い。
図6は、第4の実施形態の荷重センサを示しており、前記補正抵抗層を図3に示された第1実施形態のセンサに組み込んだ例として示すもので、前記第1の実施形態と同一構成の部分については同一符号を付し、その部分についての説明を省略する。まず、この実施形態の荷重センサでは、図3(a)に示された第1回路配線フィルムがそのまま使用される。
図6(b)に示す第2回路配線フィルムは、図3(c)に相当するものであり、第3配線層16の一部に補正抵抗層8Bが設けられ、補正抵抗層8Bは前記回路状態検知用の抵抗層8と同様にカーボン粒子をバインダーに分散したカーボンインクを印刷することによって第2可撓性絶縁フィルム15上に形成されている。
図6(a)に示す絶縁スペーサは、図3(b)に相当するものであり、スペーサ9に設けられたエアー通路12の一部において、前記補正抵抗層8Bに対向する抵抗保護用の貫通孔14Bが形成されている。このように第4実施形態によれば、抵抗層は前記第1回路配線フィルムのみならず第2回路配線フィルムにも形成されている。
また、前記補正抵抗層8Bは、図3(a)に示された第1実施形態における第1回路配線フィルムの第1配線層4において前記回路状態検知用の抵抗層8に近接して組み込んでもよく、抵抗保護用の貫通孔は、近接し合うこれら抵抗層8及び8Bを共に離間して取り囲むように形成してもよい。
図7は本発明に係る荷重センサの種類や抵抗層の取付け位置についての理解を深めるために、回路図をもってその応用例を示すものである。図7(a)乃至(f)において、細線で示された配線層(以下細線配線層と称す)は前記第1実施形態等にて示された第1及び第2回路配線フィルムのいずれか一方に組み込まれ、太線で示された配線層(以下太線配線層と称す)は他方のフィルムに組み込まれる。
図7には入出力端子31、32からみて回路終端部に接続された回路断線検知用の抵抗層A及び入出力端子31、32側に接続され前記端子と外部コネクタとの勘合忘れ確認用の抵抗層Bが示されているが、これら抵抗層A及びBはその目的に応じて選択的に組み込まれる。
補正抵抗層Cはいずれも端子31の近接した位置に接続されているが、補正抵抗層Cは端子31と32との間に構成されるスイッチ回路中の任意の位置に一回路要素として接続される。図7(c)、(f)の回路では更に補正抵抗層Dが接続されているが、補正抵抗層Cの代わりに使用されるも、共に使用されるも自由である。
図7(a)乃至(c)は第1実施形態で示されているような第3配線層を用いたタイプのものであり、図中の太線で示された第3配線層は、前記細線配線層とは別の回路配線フィルムに組み込まれ、荷重負荷時にその細線配線層の接点(図中丸印)をショート(オン)するように作用する。
図7(d)乃至(f)は前記の如き第3配線層を用いず前記細線配線層の各接点と太線配線層の各接点とがオフ時離間しているが、荷重負荷時にこれらの相対向する接点同士が直接接触(オン)される対向電極タイプの例を示している。例えば図7(d)のスイッチでは、一方の端子31及びこれに接続された細線配線層は一方の回路配線フィルムに、他方の端子32及びこれに接続された太線配線層は他方の回路配線フィルムにそれぞれ形成され、各配線層は相互にほぼ同一パターンを有し、相対向する接点同士は直接接触又は非接触の動作を行う。
これら応用例において示されているように、フィルム状の荷重センサにおける前記各種
抵抗層は、前記第1及び第2回路配線フィルムに形成された配線層により構成されたスイ
ッチ回路中にその用途に応じて任意の位置に接続され、前記第1及び第2可撓性絶縁フィ
ルムの少なくとも一方のフィルムに形成されることが分かる。また、本発明の荷重センサへの前記各種抵抗層の組込形態について説明すると、前記第1〜第3実施形態(図1〜図5参照)では、回路状態検知用の抵抗層8、8Aが単独に組み込まれ、前記第4実施形態(図6参照)では、第1実施形態の回路状態検知用の抵抗層8に加えて、回路状態検知用の抵抗層8Bが併置して組み込まれている。また、図7(d)の応用例では、補正抵抗Cが単独に組み込まれいる。このように、前記抵抗層は、回路断線検知抵抗や外部コネクタ勘合忘れ検知抵抗等の前記回路状態検知抵抗及び補正抵抗のうち少なくとも1種からなるものである。勿論、図7に示すように種々の抵抗の組み合わせ形態をとることができる。

なお、本発明において使用された用語である板状、フィルム状及びシート状は、いずれも荷重に対して可撓性があり、荷重を除去すれば復元する比較的薄いものを表現するために用いたものであり、実質的には同義語として扱っている。
本発明の第1の実施形態に係る荷重センサを示す平面図である。 図1のA−A線に沿う断面で、矢印方向に見た荷重センサを示す拡大断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る荷重センサを分解して示す平面図である。 本発明の第2の実施形態に係る荷重センサを分解して示す平面図である。 本発明の第3の実施形態に係る荷重センサのスペーサを示す平面図である。 本発明の第4の実施形態に係る荷重センサを分解して示す平面図である。 本発明に係る荷重センサの応用例を示す回路図である 従来技術における荷重センサを説明するための同センサの等価回路図である。
符号の説明
1 第1可撓性絶縁フィルム
2 第1端子
3 第2端子
4 第1配線層
5a、5b 第1接点領域
6 第2配線層
7a、7b 第2接点領域
8、8A、8B 抵抗層
9 スペーサ
10a、10b、11a、11b スイッチ用貫通孔
12 エアー通路
14、14A、14B 間隙(抵抗保護用貫通孔)
15 第2可撓性絶縁フィルム
16 第3配線層
19 エアー抜口
20a、20b 粘着剤層

Claims (4)

  1. 第1可撓性絶縁フィルムの一主面に接点領域を有する配線層を設けることによって形成された第1回路配線フィルムと、前記第1可撓性絶縁フィルムの前記一主面に対向配置された第2可撓性絶縁フィルムの対向面に接点領域を有する配線層を設けることによって形成された第2回路配線フィルムと、前記第1回路配線フィルムと第2回路配線フィルムとの間に介在され前記各接点領域に対向する位置にスイッチ用貫通孔を有する絶縁スペーサと、前記各可撓性絶縁フィルム及び各配線層と前記スペーサ両面とをそれぞれ接着する粘着剤層と、前記第1及び第2回路配線フィルムの各配線層によって構成されるスイッチ回路中に接続され前記第1及び第2可撓性絶縁フィルムの内の少なくとも一方のフィルム上に前記スイッチ用貫通孔から側方に離間して形成された回路状態検知抵抗及び補正抵抗のうち少なくとも1種からなる抵抗層と、前記絶縁スペーサの前記抵抗層に対向する部分に前記抵抗層の周縁より大きな範囲で形成され前記抵抗層と前記粘着剤層とを離隔するための貫通孔とを備え
    前記スペーサには前記スイッチ用貫通孔に連通するエアー通路が形成され、前記第1及び第2可撓性絶縁フィルム及びスペーサの内から選択された少なくとも一つの部材には前記エアー通路に連通するエアー抜口が形成されていることを特徴とする荷重センサ。
  2. 第1可撓性絶縁フィルム上に形成された第1端子及び第2端子と、前記第1端子に接続され前記フィルム上に形成された第1配線層と、前記第1配線層の一部に形成された第1接点領域と、前記第2端子に接続され前記フィルム上に形成された第2配線層と、前記第2配線層の一部に形成され前記第1接点領域側方に並置された第2接点領域と、前記第1可撓性絶縁フィルムに対向して設けられた第2可撓性絶縁フィルム上に形成され第1接点領域−第2接点領域間を橋絡する位置関係でこれら接点領域に離間して対向された第3配線層と、前記第1端子と第2端子との間において前記第1乃至第3配線層によって構成されるスイッチ回路中に接続され前記第1及び第2可撓性絶縁フィルムの内の少なくとも一方のフィルム上に前記スイッチ用貫通孔から側方に離間して形成された回路状態検知抵抗及び補正抵抗のうち少なくとも1種からなる抵抗層と、前記第1可撓性絶縁フィルムと第2可撓性絶縁フィルムとの間に介在された絶縁スペーサと、前記スペーサに形成され前記第1及び第2接点領域と第3配線層との間のスイッチ機能空間を構成するスイッチ用貫通孔と、前記各可撓性絶縁フィルム及び各配線層と前記スペーサ両面とをそれぞれ接着する粘着剤層と、前記絶縁スペーサの前記抵抗層に対向する部分に前記抵抗層の周縁より大きな範囲で形成され前記抵抗層と前記粘着剤層とを離隔するための貫通孔とを備え
    前記スペーサには前記スイッチ用貫通孔に連通するエアー通路が形成され、前記第1及び第2可撓性絶縁フィルム及びスペーサの内から選択された少なくとも一つの部材には前記エアー通路に連通するエアー抜口が形成されていることを特徴とする荷重センサ。
  3. 請求項1または2に記載の荷重センサにおいて、前記抵抗層と前記粘着剤層とを離隔するための前記貫通孔は前記エアー通路に連通していることを特徴とする荷重センサ。
  4. 請求項1乃至請求項のいずれか一の請求項に記載の荷重センサにおいて、前記抵抗層と前記粘着剤層とを離隔するための前記貫通孔は前記第1及び第2可撓性絶縁フィルム及びスペーサの内から選択された少なくとも一つの部材に形成されたエアー抜口と直接連通していることを特徴とする荷重センサ。
JP2004343346A 2004-11-29 2004-11-29 荷重センサ Expired - Fee Related JP4568590B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004343346A JP4568590B2 (ja) 2004-11-29 2004-11-29 荷重センサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004343346A JP4568590B2 (ja) 2004-11-29 2004-11-29 荷重センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006153608A JP2006153608A (ja) 2006-06-15
JP4568590B2 true JP4568590B2 (ja) 2010-10-27

Family

ID=36632105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004343346A Expired - Fee Related JP4568590B2 (ja) 2004-11-29 2004-11-29 荷重センサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4568590B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6093467B1 (ja) * 2016-04-12 2017-03-08 株式会社フジクラ 荷重検知センサユニット

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012053619A1 (ja) * 2010-10-22 2012-04-26 株式会社フジクラ 着座センサ、及び、それを用いた座席装置
JP5637059B2 (ja) * 2011-04-22 2014-12-10 アイシン精機株式会社 着座荷重検出装置
CN104925015B (zh) * 2014-03-21 2018-11-06 上海振运电子科技有限公司 一种车用座椅压力传感器
EP3251891A4 (en) * 2015-01-27 2018-10-10 Fujikura Ltd. Load detection sensor and load detection sensor unit
CN106443821A (zh) * 2016-11-08 2017-02-22 天奇自动化工程股份有限公司 综合调节式着座检测机构
CN106994924A (zh) * 2017-05-18 2017-08-01 上海安闻汽车电子有限公司 一种人体压力传感器及汽车座椅

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6093467B1 (ja) * 2016-04-12 2017-03-08 株式会社フジクラ 荷重検知センサユニット

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006153608A (ja) 2006-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3664622B2 (ja) 感圧装置
US4607147A (en) Membrane switch
US7960667B2 (en) Movable contact element and switch using the same
US10928259B2 (en) Pressure sensor
US8635919B2 (en) Pressure detection unit and pressure detection device
JP6283126B2 (ja) 荷重検知センサユニット
US20070056385A1 (en) Pressure sensor in the form of a film
US20140015633A1 (en) Pressure-sensitive switch
CN205068328U (zh) 触摸面板
JP4568590B2 (ja) 荷重センサ
CN110709680B (zh) 压力传感器和压力传感器的制造方法
JP2006053110A (ja) 水濡れ検出シール、水濡れ検出装置およびこれを用いた電子機器
JP2006317340A (ja) 荷重センサ
CN111919165A (zh) 调光单元
US7405373B2 (en) Switch structure and electronic device
JPH0447934B2 (ja)
TWI713896B (zh) 薄膜開關裝置與鍵盤裝置
JP4249100B2 (ja) 着座センサ
JP2000348564A (ja) 感圧装置
JP2001343296A (ja) 感圧センサ及びこれを用いた着座検出装置
US20080230361A1 (en) Reinforced Foil-Type Switching Element
JP4553827B2 (ja) 着座センサ
JP2007205966A (ja) ハイブリッドセンサ
JP7395114B2 (ja) 押圧検出可能なメンブレンスイッチおよびその製造方法
CN218183631U (zh) 一种柔性电路板与基板的连接结构

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070326

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070410

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070525

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080509

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100618

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100809

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4568590

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees