JP7289237B2 - touch sensor - Google Patents

touch sensor Download PDF

Info

Publication number
JP7289237B2
JP7289237B2 JP2019134266A JP2019134266A JP7289237B2 JP 7289237 B2 JP7289237 B2 JP 7289237B2 JP 2019134266 A JP2019134266 A JP 2019134266A JP 2019134266 A JP2019134266 A JP 2019134266A JP 7289237 B2 JP7289237 B2 JP 7289237B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
touch sensor
linear electrodes
sensor
pitch
linear
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.)
Active
Application number
JP2019134266A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021018151A (en
Inventor
陽平 稲垣
毅 丸山
智晴 ▲脇▼嶋
英一 前田
正俊 縄本
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.)
Mitsuba Corp
Original Assignee
Mitsuba Corp
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 Mitsuba Corp filed Critical Mitsuba Corp
Priority to JP2019134266A priority Critical patent/JP7289237B2/en
Publication of JP2021018151A publication Critical patent/JP2021018151A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7289237B2 publication Critical patent/JP7289237B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)

Description

本発明は、障害物の接触を検知するのに用いられるタッチセンサに関するものである。 The present invention relates to a touch sensor used to detect contact with an obstacle.

従来、自動車等の車両には、当該車両が備える開口部を開閉する開閉体(例えば、スライドドアやテールゲート)と、開閉体を駆動する開閉装置と、が設けられることがある。開閉装置は、駆動源である電動モータと、電動モータをオン/オフさせる操作スイッチと、を備えている。開閉装置が備える電動モータは、操作スイッチの操作に基づいて作動し、開閉体を開駆動または閉駆動する。また、開閉装置の中には、操作スイッチの操作の有無にかかわらず、開閉体を開駆動または閉駆動する自動開閉装置がある。従来の自動開閉装置の1つは、開口部と開閉体との間に挟まれた障害物を検知するタッチセンサを備えており、当該タッチセンサの検知結果に基づいて開閉体を駆動する。例えば、自動開閉装置は、タッチセンサによって障害物が検知されると、それまで閉駆動されていた開閉体を開駆動させたり、その場で停止させたりする。 2. Description of the Related Art Conventionally, vehicles such as automobiles are sometimes provided with an opening/closing body (for example, a slide door or a tailgate) that opens and closes an opening provided in the vehicle, and an opening/closing device that drives the opening/closing body. The opening/closing device includes an electric motor as a driving source and an operation switch for turning on/off the electric motor. An electric motor included in the opening/closing device operates based on the operation of the operation switch, and drives the opening/closing body to open or close. Further, among the opening/closing devices, there is an automatic opening/closing device that drives the opening/closing member to open or close regardless of whether or not the operation switch is operated. One conventional automatic opening/closing device includes a touch sensor that detects an obstacle sandwiched between an opening and an opening/closing body, and drives the opening/closing body based on the detection result of the touch sensor. For example, when an obstacle is detected by a touch sensor, an automatic opening/closing device opens an opening/closing body that has been driven to close until then, or stops the opening/closing body on the spot.

上記のようなタッチセンサの一例が、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載されているタッチセンサは、弾性変形可能な中空のセンサ部と、センサ部内に設けられた2本の線状電極と、を有する。それぞれの線状電極は、導体層と、導体層の周囲に設けられた被覆層と、を備えている。さらに、2本の線状電極は、センサ部内に螺旋状に設けられ、かつ、通常は非接触の状態で互いに交差している。また、被覆層は導電性樹脂によって形成されている。よって、センサ部が何らかの外力を受けて弾性変形し、これに伴って2本の線状電極がセンサ部内において接触すると、線状電極間の電気抵抗が大きく変化(低下)する。 An example of the touch sensor as described above is described in Patent Document 1. The touch sensor described in Patent Document 1 has an elastically deformable hollow sensor section and two linear electrodes provided in the sensor section. Each linear electrode includes a conductor layer and a covering layer provided around the conductor layer. Furthermore, the two linear electrodes are spirally provided in the sensor section and normally intersect each other in a non-contact state. Also, the coating layer is made of a conductive resin. Therefore, when the sensor section receives some external force and elastically deforms, and the two linear electrodes come into contact with each other in the sensor section, the electrical resistance between the linear electrodes greatly changes (decreases).

特開2013-228299号公報JP 2013-228299 A

タッチセンサを含むセンサには検知精度や検知感度など(以下、「検知性能」と総称する場合がある。)のさらなる向上が求められている。一方、特許文献1に記載されているタッチセンサには、低温時の検知性能が常温時の検知性能よりも劣る傾向があった。本件発明者らは、タッチセンサの検知性能の向上、特に低温時における検知性能の向上を実現すべく研究を重ねる中で、センサ部内に螺旋状に設けられている線状電極のピッチと当該線状電極における被覆層の厚みとの比率が検知性能に大きく影響しているとの知見を得た。 Sensors including touch sensors are required to further improve detection accuracy, detection sensitivity, etc. (hereinafter sometimes collectively referred to as "detection performance"). On the other hand, the touch sensor described in Patent Document 1 tends to be inferior in detection performance at low temperatures to detection performance at normal temperatures. The inventors of the present invention have been conducting research to improve the detection performance of the touch sensor, especially at low temperatures, and have found that the pitch of the linear electrodes provided in a spiral in the sensor unit and the line It was found that the ratio of the thickness of the coating layer to the thickness of the electrode has a great influence on the detection performance.

本発明の目的は、上記知見に基づいてタッチセンサの検知性能のさらなる向上を図ることである。 An object of the present invention is to further improve the detection performance of a touch sensor based on the above findings.

本発明のタッチセンサは、外力が付与されると弾性変形する中空のセンサ部と、前記センサ部の内部に所定のピッチで螺旋状に設けられ、前記センサ部の弾性変形に伴って互いに接触する複数本の線状電極と、を有する。前記線状電極のそれぞれは、撚り合わされた複数本の素線からなる導体層と、前記導体層を覆う導電性樹脂からなる被覆層と、を備える。そして、それぞれの前記線状電極の前記ピッチ(P)と当該線状電極における前記被覆層の厚み(T)との比率(P/T)は、12.5以上13.3以下である。 The touch sensor of the present invention includes a hollow sensor portion that elastically deforms when an external force is applied, and spirally provided inside the sensor portion at a predetermined pitch, and come into contact with each other as the sensor portion elastically deforms. and a plurality of linear electrodes. Each of the linear electrodes includes a conductor layer made of a plurality of twisted strands, and a coating layer made of a conductive resin that covers the conductor layer. A ratio (P/T) between the pitch (P) of each of the linear electrodes and the thickness (T) of the coating layer in the linear electrode is 12.5 or more and 13.3 or less.

本発明の一態様では、前記比率(P/T)は12.5である。 In one aspect of the invention, the ratio (P/T) is 12.5.

本発明の他の一態様では、前記ピッチ(P)は7.5mmであり、前記被覆層の厚み(T)は0.6mmである。 In another aspect of the invention, the pitch (P) is 7.5 mm and the thickness (T) of the coating layer is 0.6 mm.

本発明によれば、従来よりも検知性能が向上したタッチセンサが実現される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the touch sensor with which detection performance improved conventionally is implement|achieved.

タッチセンサユニットが搭載された車両のテールゲートを示す正面図である。Fig. 2 is a front view showing a tailgate of a vehicle on which the touch sensor unit is mounted; タッチセンサユニットが搭載された車両のテールゲートを示す側面図である。FIG. 10 is a side view showing the tailgate of the vehicle on which the touch sensor unit is mounted; タッチセンサユニットを示す斜視図である。It is a perspective view showing a touch sensor unit. タッチセンサの構造を示す拡大図である。It is an enlarged drawing which shows the structure of a touch sensor. タッチセンサの構造を示す断面図である。It is a cross-sectional view showing the structure of a touch sensor. センサ部内における線状電極の配置状態を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a state of arrangement of linear electrodes in a sensor section; (a),(b)は、ピッチが異なる線状電極に障害物が接触したときの当該線状電極に対する力の入力状態を示す模式図である。(a) and (b) are schematic diagrams showing input states of forces to linear electrodes having different pitches when an obstacle comes into contact with the linear electrodes. タッチセンサの性能試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the performance test of a touch sensor.

以下、本発明が適用されたタッチセンサの一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態に係るタッチセンサは、図1,図2に示す車両10に搭載される。図示されている車両10は、所謂ハッチバックタイプの車両である。この車両10の後部には、大きな荷物を車室内に出し入れし得る開口部11が設けられている。開口部11は、車両10の天井部の後方側に設けられたヒンジ(図示せず)によって回動可能に支持された開閉体12によって開閉される。開閉体12は、「テールゲート」,「リアゲート」,「バッグドア」等と呼ばれるが、本明細書では「テールゲート」と呼ぶ。 An example of a touch sensor to which the present invention is applied will be described in detail below with reference to the drawings. A touch sensor according to this embodiment is mounted on a vehicle 10 shown in FIGS. The illustrated vehicle 10 is a so-called hatchback type vehicle. The rear portion of the vehicle 10 is provided with an opening 11 through which large luggage can be taken in and out of the vehicle compartment. The opening 11 is opened and closed by an opening/closing body 12 rotatably supported by a hinge (not shown) provided on the rear side of the ceiling of the vehicle 10 . The opening/closing body 12 is called a "tailgate", a "reargate", a "back door", etc., but is called a "tailgate" in this specification.

車両10には、テールゲート12を図2中の実線矢印および破線矢印に示される方向に回動(開閉)させるパワーテールゲート装置13が搭載されている。パワーテールゲート装置13は、テールゲート12を開閉させる減速機付きのアクチュエータ13aと、スイッチ(図示せず)の操作に基づいてアクチュエータ13aを制御するコントローラ13bと、障害物BLを検知するための一対のタッチセンサユニット20と、を備えている。そして、本実施形態に係るタッチセンサは、タッチセンサユニット20の一部として車両10に搭載される。つまり、本実施形態に係るタッチセンサは、タッチセンサユニット20の構成要素の1つであり、タッチセンサユニット20は、パワーテールゲート装置13の構成要素の1つである。 The vehicle 10 is equipped with a power tailgate device 13 that rotates (opens and closes) the tailgate 12 in the directions indicated by the solid line arrow and broken line arrow in FIG. The power tailgate device 13 includes an actuator 13a with a reduction gear that opens and closes the tailgate 12, a controller 13b that controls the actuator 13a based on the operation of a switch (not shown), and a pair of actuators for detecting an obstacle BL. and a touch sensor unit 20. The touch sensor according to this embodiment is mounted on the vehicle 10 as part of the touch sensor unit 20 . That is, the touch sensor according to the present embodiment is one component of the touch sensor unit 20 , and the touch sensor unit 20 is one component of the power tailgate device 13 .

図1に示されるように、タッチセンサユニット20は、テールゲート12の外周面に設けられている。具体的には、タッチセンサユニット20は、テールゲート12の車幅方向両側面にそれぞれ設けられている。より具体的には、タッチセンサユニット20は、テールゲート12の湾曲した両側面(縁)に、それら側面の形状に沿って設けられている。よって、開口部11とテールゲート12との間に障害物BLが挟まれると、当該障害物BLがタッチセンサユニット20によって検知される。タッチセンサユニット20は、障害物BLを検知すると検知信号を出力し、タッチセンサユニット20から出力された検知信号は、コントローラ13bに入力される。検知信号が入力されたコントローラ13bは、操作スイッチの操作状況に関わらず、閉駆動されているテールゲート12を開駆動させるか、閉駆動されているテールゲート12をその場で停止させる。 As shown in FIG. 1 , the touch sensor unit 20 is provided on the outer peripheral surface of the tailgate 12 . Specifically, the touch sensor units 20 are provided on both side surfaces of the tailgate 12 in the vehicle width direction. More specifically, the touch sensor units 20 are provided on both curved side surfaces (edges) of the tailgate 12 along the shape of the side surfaces. Therefore, when an obstacle BL is sandwiched between the opening 11 and the tailgate 12 , the obstacle BL is detected by the touch sensor unit 20 . The touch sensor unit 20 outputs a detection signal when detecting the obstacle BL, and the detection signal output from the touch sensor unit 20 is input to the controller 13b. The controller 13b to which the detection signal is input opens the closed tailgate 12 or stops the closed tailgate 12 on the spot regardless of the operation state of the operation switch.

図3に示されるように、タッチセンサユニット20は、タッチセンサ30,センサホルダ31およびブラケット32を含み、これらタッチセンサ30,センサホルダ31およびブラケット32は一体化されている。具体的には、タッチセンサ30は、センサホルダ31を介してブラケット32と一体化されている。 As shown in FIG. 3, touch sensor unit 20 includes touch sensor 30, sensor holder 31 and bracket 32, and these touch sensor 30, sensor holder 31 and bracket 32 are integrated. Specifically, the touch sensor 30 is integrated with the bracket 32 via the sensor holder 31 .

ブラケット32は、プラスチック等の樹脂材料によって形成されており、テールゲート12(図1,図2)の側面(縁)と略同一の長さを有し、全体として板状の外観を呈している。また、タッチセンサ30の長手方向一部はセンサホルダ31に固定されている一方、残部はセンサホルダ31に固定されていない。そして、タッチセンサ30の一部が固定されているセンサホルダ31がブラケット32に接合されている。以下の説明では、センサホルダ31に固定されていないタッチセンサ30の長手方向一部を「引き出し部」と呼んで他の部分と区別する場合がある。もっとも、かかる区別は説明の便宜上の区別に過ぎない。 The bracket 32 is made of a resin material such as plastic, has substantially the same length as the side surface (edge) of the tailgate 12 (FIGS. 1 and 2), and has a plate-like appearance as a whole. . A part of the touch sensor 30 in the longitudinal direction is fixed to the sensor holder 31 while the remaining part is not fixed to the sensor holder 31 . A sensor holder 31 to which a part of the touch sensor 30 is fixed is joined to the bracket 32 . In the following description, the longitudinal portion of the touch sensor 30 that is not fixed to the sensor holder 31 may be referred to as a "drawer portion" to distinguish it from other portions. However, such a distinction is merely a distinction for convenience of explanation.

上記のような基本構造を備えるタッチセンサユニット20は、ブラケット32がテールゲート12(図1,図2)の側面(縁)に固定されることによって車両10に取り付けられる。この際、タッチセンサ30の引き出し部は、テールゲート12に設けられている引き込み穴からテールゲート12の内側に引き入れられる。また、引き出し部が引き入れられた後の引き込み穴は、引き出し部に装着されているグロメットGMによって塞がれる。 The touch sensor unit 20 having the basic structure as described above is attached to the vehicle 10 by fixing the bracket 32 to the side surface (edge) of the tailgate 12 (FIGS. 1 and 2). At this time, the pull-out portion of the touch sensor 30 is pulled into the tailgate 12 through a pull-in hole provided in the tailgate 12 . Further, the pull-in hole after the pull-out portion is pulled in is closed by the grommet GM attached to the pull-out portion.

以下、タッチセンサユニット20の構造についてより詳細に説明する。 The structure of the touch sensor unit 20 will be described in more detail below.

図3に示されるように、タッチセンサユニット20の構成要素の1つであるタッチセンサ30は、センサ部40と、センサ部40の内部に設けられた複数の電極41,42と、コネクタ43と、を有し、電極41,42を内蔵するセンサ部40の一部がセンサホルダ31に埋設されている。センサホルダ31は、絶縁性ゴムによって形成されており、弾性を有する。つまり、センサホルダ31は、外力が付与されると変形し、外力が除かれると元の形状に復帰する。また、コネクタ43は、不図示の他のコネクタに接続される。コネクタ43が他のコネクタに接続されることにより、タッチセンサユニット20がコントローラ13b(図1,図2)と電気的に接続され、タッチセンサユニット20から出力される検知信号がコントローラ13bに入力可能となる。 As shown in FIG. 3, the touch sensor 30, which is one of the components of the touch sensor unit 20, includes a sensor section 40, a plurality of electrodes 41 and 42 provided inside the sensor section 40, and a connector 43. , and a part of the sensor unit 40 containing the electrodes 41 and 42 is embedded in the sensor holder 31 . The sensor holder 31 is made of insulating rubber and has elasticity. That is, the sensor holder 31 deforms when an external force is applied, and returns to its original shape when the external force is removed. Also, the connector 43 is connected to another connector (not shown). By connecting the connector 43 to another connector, the touch sensor unit 20 is electrically connected to the controller 13b (FIGS. 1 and 2), and the detection signal output from the touch sensor unit 20 can be input to the controller 13b. becomes.

図4,図5に示されるように、センサホルダ31は、一体成形された収容部31aおよび土台部31bを有する。収容部31aは中空であり、この収容部31aの内部にタッチセンサ30が収容され、土台部31bはブラケット32(図3)に固定される。尚、図4では、タッチセンサ30のセンサ部40およびブラケット32の図示は省略されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the sensor holder 31 has a housing portion 31a and a base portion 31b integrally formed. The accommodating portion 31a is hollow, the touch sensor 30 is accommodated inside the accommodating portion 31a, and the base portion 31b is fixed to the bracket 32 (FIG. 3). 4, illustration of the sensor portion 40 of the touch sensor 30 and the bracket 32 is omitted.

図5に示されるように、タッチセンサ30のセンサ部40は中空である。具体的には、センサ部40は、絶縁性ゴムからなるチューブであって、弾性を有する。つまり、センサ部40は、外力が付与されると変形し、外力が除かれると元の形状に復帰する。また、センサ部40の内径は、電極41,42の外径の約3倍である。 As shown in FIG. 5, the sensor portion 40 of the touch sensor 30 is hollow. Specifically, the sensor unit 40 is a tube made of insulating rubber and has elasticity. That is, the sensor section 40 deforms when an external force is applied, and returns to its original shape when the external force is removed. Also, the inner diameter of the sensor section 40 is approximately three times the outer diameter of the electrodes 41 and 42 .

図4、図5に示されるように、それぞれの電極41,42は線状電極である。2本の線状電極41,42は、センサ部40の内部に螺旋状に設けられており、通常は非接触の状態で互いに交差している。また、螺旋状に巻かれているそれぞれの線状電極41,42の外周面はセンサ部40の内周面に固定(溶着)されており、2本の線状電極41,42の間には、同様の線状電極がもう1本入る程度の隙間がある。 As shown in FIGS. 4 and 5, each electrode 41, 42 is a linear electrode. The two linear electrodes 41 and 42 are spirally provided inside the sensor section 40 and normally intersect each other in a non-contact state. Further, the outer peripheral surfaces of the spirally wound linear electrodes 41 and 42 are fixed (welded) to the inner peripheral surface of the sensor section 40, and between the two linear electrodes 41 and 42, , there is a gap to accommodate another similar linear electrode.

図5に示されるように、それぞれの線状電極41,42は、撚り合わされた複数本の素線50aからなる導体層50と、導体層50を覆う被覆層51と、を備えている。本実施形態における素線50aは銅線である。つまり、本実施形態における導体層50は、複数本の銅線が撚り合わされた撚り線である。また、本実施形態における被覆層51は、導電性樹脂によって形成されており、所定の厚み(T)を有する。尚、線状電極41の被覆層51の厚み(T)と、線状電極42の被覆層51の厚み(T)とは、同一または実質的に同一である。以下の説明では、被覆層51の厚み(T)を「被覆厚(T)」と呼ぶ場合がある。 As shown in FIG. 5 , each of the linear electrodes 41 and 42 includes a conductor layer 50 made up of a plurality of strands 50 a twisted together, and a coating layer 51 covering the conductor layer 50 . The wire 50a in this embodiment is a copper wire. That is, the conductor layer 50 in this embodiment is a twisted wire in which a plurality of copper wires are twisted together. Moreover, the coating layer 51 in this embodiment is made of a conductive resin and has a predetermined thickness (T). The thickness (T) of the coating layer 51 of the linear electrode 41 and the thickness (T) of the coating layer 51 of the linear electrode 42 are the same or substantially the same. In the following description, the thickness (T) of the coating layer 51 may be called "coating thickness (T)".

図4に最も明確に示されているように、2本の線状電極41,42は、それぞれが螺旋状に巻かれ、かつ、通常では互いに接触しない状態で交差している。一方、図5に示されるセンサ部40は外力が付与されると弾性変形し、センサ部40が収容されているセンサホルダ31(収容部31a)も外力が付与されると弾性変形する。よって、センサホルダ31の収容部31aがある程度以上の外力を受けて弾性変形すると(潰れると)、これに伴ってセンサ部40に外力が付与される。すると、センサ部40が弾性変形し、これに伴って2本の線状電極41,42が互いに近接して接触する。具体的には、一方の線状電極41の被覆層51と他方の線状電極42の被覆層51とが接触する。つまり、2本の線状電極41,42が電気的に導通する(短絡する)。 As shown most clearly in FIG. 4, the two linear electrodes 41, 42 are each spirally wound and normally cross without contacting each other. On the other hand, the sensor portion 40 shown in FIG. 5 is elastically deformed when an external force is applied, and the sensor holder 31 (accommodating portion 31a) in which the sensor portion 40 is accommodated is also elastically deformed when an external force is applied. Therefore, when the accommodation portion 31a of the sensor holder 31 receives an external force exceeding a certain level and is elastically deformed (collapsed), an external force is applied to the sensor portion 40 accordingly. Then, the sensor part 40 is elastically deformed, and along with this, the two linear electrodes 41 and 42 come close to each other and come into contact with each other. Specifically, the covering layer 51 of one linear electrode 41 and the covering layer 51 of the other linear electrode 42 are in contact with each other. That is, the two linear electrodes 41 and 42 are electrically connected (short-circuited).

図3に示されるように、タッチセンサ30の先端にはモールド部45が設けられている。図4に示されるように、モールド部45は、絶縁体からなるセパレータSPと、抵抗Rと、2つの接続部材SW1,SW2と、これらを被覆するモールド樹脂MRと、から構成されている。そして、線状電極41の端部は、接続部材SW1を介して抵抗Rの一端に接続され、線状電極42の端部は、接続部材SW2を介して抵抗Rの他端に接続されている。つまり、2本の線状電極41,42は、モールド部45内において、抵抗Rを介して直列接続されている。よって、線状電極41,42が短絡していない状態では、抵抗Rの抵抗値がコントローラ13b(図1)に入力される。一方、線状電極41,42が短絡すると、抵抗Rを介さない抵抗値がコントローラ13b(図1)に入力される。つまり、線状電極41,42が短絡すると、コントローラ13bに入力される抵抗値が大幅に低下する。図1に示されるコントローラ13bは、入力される抵抗値が所定の閾値よりも小さくなると、操作スイッチの操作状況に関わらず、閉駆動されているテールゲート12を開駆動させるか、閉駆動されているテールゲート12をその場で停止させる。ここで、線状電極41,42の短絡は、開口部11とテールゲート12との間に挟まれた障害物BLによって引き起こされる。具体的には、開口部11とテールゲート12との間に挟まれた障害物BLにセンサホルダ31の収容部31aが接触すると、当該収容部31aが外力を受けて弾性変形する。すると、上記のとおり、収容部31aに収容されているセンサ部40が弾性変形し、センサ部40に収容されている線状電極41,42が互いに近接して接触する。このように、テールゲート12に装着されているタッチセンサユニット20(センサホルダ31)に障害物BLが接触すると、タッチセンサユニット20からそれまでよりも低い抵抗値が検知信号として出力され、コントローラ13bに入力される。もっとも、タッチセンサユニット20(センサホルダ31)に障害物BLが接触すると、タッチセンサユニット20から所定の電気信号が検知信号として出力され、コントローラ13bに入力される実施形態もある。 As shown in FIG. 3 , a mold portion 45 is provided at the tip of the touch sensor 30 . As shown in FIG. 4, the molded portion 45 is composed of a separator SP made of an insulator, a resistor R, two connecting members SW1 and SW2, and a molding resin MR covering them. An end of the linear electrode 41 is connected to one end of the resistor R via a connecting member SW1, and an end of the linear electrode 42 is connected to the other end of the resistor R via a connecting member SW2. . That is, the two linear electrodes 41 and 42 are connected in series via the resistor R inside the mold portion 45 . Therefore, when the linear electrodes 41 and 42 are not short-circuited, the resistance value of the resistor R is input to the controller 13b (FIG. 1). On the other hand, when the linear electrodes 41 and 42 are short-circuited, the resistance value not passed through the resistor R is input to the controller 13b (FIG. 1). That is, when the linear electrodes 41 and 42 are short-circuited, the resistance value input to the controller 13b is greatly reduced. When the input resistance value becomes smaller than a predetermined threshold value, the controller 13b shown in FIG. to stop the tailgate 12 on the spot. Here, the short circuit of the linear electrodes 41 and 42 is caused by the obstacle BL sandwiched between the opening 11 and the tailgate 12. FIG. Specifically, when the accommodation portion 31a of the sensor holder 31 contacts the obstacle BL sandwiched between the opening 11 and the tailgate 12, the accommodation portion 31a receives an external force and is elastically deformed. Then, as described above, the sensor section 40 accommodated in the accommodation section 31a is elastically deformed, and the linear electrodes 41 and 42 accommodated in the sensor section 40 come close to each other and come into contact with each other. In this way, when the obstacle BL contacts the touch sensor unit 20 (sensor holder 31) attached to the tailgate 12, the touch sensor unit 20 outputs a lower resistance value as a detection signal, and the controller 13b is entered in However, in some embodiments, when the obstacle BL contacts the touch sensor unit 20 (sensor holder 31), a predetermined electrical signal is output as a detection signal from the touch sensor unit 20 and input to the controller 13b.

図6を参照する。螺旋状に巻かれている線状電極41,42上には、その長手方向(図6の紙面左右方向)に沿って山部61と谷部62とが交互に現れる。尚、図6では、線状電極41と線状電極42とを区別し易いように、線状電極42にのみハッチング(ドットパターン)を付してある。 Please refer to FIG. On the spirally wound linear electrodes 41 and 42, crests 61 and troughs 62 appear alternately along the longitudinal direction (horizontal direction of the paper surface of FIG. 6). In FIG. 6, only the linear electrodes 42 are hatched (dot pattern) so that the linear electrodes 41 and 42 can be easily distinguished from each other.

線状電極41における隣接する2つの山部61,61の間隔または隣接する2つの谷部62,62の間隔が線状電極41のピッチ(P)である。また、線状電極42における隣接する2つの山部61,61の間隔または隣接する2つの谷部62,62の間隔が当該線状電極42のピッチ(P)である。そして、線状電極41のピッチ(P)と線状電極42のピッチ(P)とは、同一または実質的に同一である。 The pitch (P) of the linear electrodes 41 is the interval between two adjacent peaks 61 and 61 or the interval between two adjacent valleys 62 and 62 in the linear electrodes 41 . The pitch (P) of the linear electrode 42 is the interval between two adjacent peaks 61 and 61 or the interval between two adjacent valleys 62 and 62 in the linear electrode 42 . The pitch (P) of the linear electrodes 41 and the pitch (P) of the linear electrodes 42 are the same or substantially the same.

本実施形態では、線状電極41,42のピッチ(P)と図5に示される線状電極41,42の被覆厚(T)との比率(P/T)が12.5以上13.3以下である。より具体的には、図6に示される線状電極41,42のピッチ(P)は7.5mmであり、図5に示される線状電極41,42の被覆厚(T)は0.6mmである。つまり、本実施形態における比率(P/T)は12.5である。 In this embodiment, the ratio (P/T) between the pitch (P) of the linear electrodes 41 and 42 and the coating thickness (T) of the linear electrodes 41 and 42 shown in FIG. 5 is 12.5 or more and 13.3. It is below. More specifically, the pitch (P) of the linear electrodes 41 and 42 shown in FIG. 6 is 7.5 mm, and the coating thickness (T) of the linear electrodes 41 and 42 shown in FIG. 5 is 0.6 mm. is. That is, the ratio (P/T) in this embodiment is 12.5.

線状電極41,42のピッチ(P)と線状電極41,42の被覆層51の厚み(T)との比率(P/T)が上記範囲内である本実施形態のタッチセンサ30は、検知性能、特に低温時における検知性能が高い。以下、その理由について説明する。 In the touch sensor 30 of the present embodiment, the ratio (P/T) between the pitch (P) of the linear electrodes 41 and 42 and the thickness (T) of the coating layer 51 of the linear electrodes 41 and 42 is within the above range. High detection performance, especially at low temperatures. The reason for this will be explained below.

図6を参照する。線状電極41,42は、そのピッチ(P)が大きく(広く)なるほど潰れやすくなる。具体的には、線状電極41,42のピッチ(P)が大きくなればなるほど、それら線状電極41,42における山部61の高さが低くなり、勾配も緩やかになる。同様に、線状電極41,42のピッチ(P)が大きくなればなるほど、それら線状電極41,42における谷部62の深さが浅くなり、勾配も緩やかになる。つまり、線状電極41,42のピッチ(P)が大きければ大きいほど、当該線状電極41,42の山部61を押し下げ、谷部62を押し上げるために必要な力は小さくなる。よって、線状電極41,42は、より小さな力によって互いに接触し得る。言い換えれば、線状電極41,42のピッチ(P)が小さければ小さいほど、線状電極41,42を互いに接触させるために必要な力が大きくなる。 Please refer to FIG. The linear electrodes 41 and 42 are more likely to collapse as the pitch (P) increases (wider). Specifically, as the pitch (P) of the linear electrodes 41 and 42 increases, the height of the ridges 61 of the linear electrodes 41 and 42 becomes lower and the gradient becomes gentler. Similarly, the greater the pitch (P) of the linear electrodes 41 and 42, the shallower the valleys 62 of the linear electrodes 41 and 42 and the gentler the gradient. In other words, the greater the pitch (P) of the linear electrodes 41 and 42, the smaller the force required to push down the peaks 61 of the linear electrodes 41 and 42 and push up the valleys 62 thereof. Therefore, the linear electrodes 41, 42 can contact each other with a smaller force. In other words, the smaller the pitch (P) of the linear electrodes 41 and 42, the greater the force required to bring the linear electrodes 41 and 42 into contact with each other.

図5を参照する。線状電極41,42は、被覆厚(T)が小さく(薄く)なるほど潰れやすくなる。具体的には、線状電極41,42の被覆厚(T)が小さくなればなるほど、それら線状電極41,42の弾性復元力が弱くなる。つまり、線状電極41,42の被覆厚(T)が小さければ小さいほど、当該線状電極41,42の山部61(図6)を押し下げ、谷部62(図6)を押し上げるために必要な力は小さくなる。よって、線状電極41,42は、より小さな力によって互いに接触し得る。言い換えれば、線状電極41,42の被覆厚(T)が大きければ大きいほど、線状電極41,42を互いに接触させるために必要な力が大きくなる。 Please refer to FIG. The linear electrodes 41 and 42 are more easily crushed as the coating thickness (T) is smaller (thinner). Specifically, the smaller the coating thickness (T) of the linear electrodes 41 and 42 is, the weaker the elastic restoring force of the linear electrodes 41 and 42 is. In other words, the smaller the coating thickness (T) of the linear electrodes 41 and 42, the more the coating required to push down the peaks 61 (FIG. 6) of the linear electrodes 41 and 42 and push up the valleys 62 (FIG. 6). force becomes smaller. Therefore, the linear electrodes 41, 42 can contact each other with a smaller force. In other words, the greater the coating thickness (T) of the linear electrodes 41, 42, the greater the force required to bring the linear electrodes 41, 42 into contact with each other.

上記のとおり、なるべく小さな力によって線状電極41,42を接触させるためには、図6に示されるピッチ(P)を大きくし、かつ、図5に示される被覆厚(T)を小さくすることが好ましい。つまり、比率(P/T)を大きくすることが好ましい。特に、低温時には、被覆層51のみでなく、センサ部40やセンサホルダ31(収容部31a)などの樹脂部材が硬くなる。このため、センサホルダ31(収容部31a)に同一の外力が付与されたとしても、低温時に線状電極41,42に及ぶ力は、常温時に線状電極41,42に及ぶ力よりも小さく(弱く)なる傾向がある。よって、比率(P/T)を大きくすることは、低温時におけるタッチセンサ30の検知性能向上につながる。 As described above, in order to bring the linear electrodes 41 and 42 into contact with each other with as little force as possible, the pitch (P) shown in FIG. 6 should be increased and the coating thickness (T) shown in FIG. 5 should be decreased. is preferred. That is, it is preferable to increase the ratio (P/T). In particular, when the temperature is low, not only the coating layer 51 but also the resin members such as the sensor section 40 and the sensor holder 31 (accommodating section 31a) become hard. Therefore, even if the same external force is applied to the sensor holder 31 (receiving portion 31a), the force acting on the linear electrodes 41 and 42 at low temperature is smaller than the force acting on the linear electrodes 41 and 42 at room temperature ( weaker). Therefore, increasing the ratio (P/T) leads to improved detection performance of the touch sensor 30 at low temperatures.

しかしながら、線状電極41,42のピッチ(P)を大きく(広く)し過ぎると、タッチセンサ30の検知性能が却って低下する虞がある。図7(a),(b)は、ピッチ(P)が異なる線状電極41,42に同サイズの障害物BLが接触したときの線状電極41,42に対する力の入力状態を示す模式図である。尚、実際のタッチセンサ30では、線状電極41,42の周囲にセンサ部40が存在しており、線状電極41,42に直に障害物BLが接触することはない。 However, if the pitch (P) of the linear electrodes 41 and 42 is made too large (wide), the detection performance of the touch sensor 30 may rather deteriorate. FIGS. 7A and 7B are schematic diagrams showing how forces are input to the linear electrodes 41 and 42 when an obstacle BL of the same size comes into contact with the linear electrodes 41 and 42 with different pitches (P). is. In the actual touch sensor 30, the sensor section 40 exists around the linear electrodes 41 and 42, and the obstacle BL does not directly contact the linear electrodes 41 and 42. FIG.

図7(a),(b)に示されるように、ピッチ(P)が大きい場合(図7(b))は、ピッチ(P)が小さい場合(図7(a))に比べて、障害物BLと線状電極41,42との接点(入力点)から直近の山部61の頂点までの距離が長くなる。そして、ピッチ(P)がより大きくなると、入力点から直近の山部61の頂点までの距離はさらに長くなる。 As shown in FIGS. 7(a) and 7(b), when the pitch (P) is large (FIG. 7(b)), compared to when the pitch (P) is small (FIG. 7(a)), The distance from the point of contact (input point) between the object BL and the linear electrodes 41 and 42 to the apex of the nearest peak portion 61 increases. As the pitch (P) becomes larger, the distance from the input point to the apex of the nearest peak 61 becomes longer.

一方、線状電極41,42の山部61をより効率的に潰すためには(押し下げるためには、)、入力点と山部61の頂点とが一致していることが望ましい。つまり、山部61の頂点に真下に向かう力を加えることが望ましい。このことから、線状電極41,42のピッチ(P)を大きく(広く)し過ぎると、線状電極41,42に対する力の入力効率が低下し、却ってタッチセンサ30の検知性能が低下する虞があることが理解できる。 On the other hand, in order to more efficiently crush the ridges 61 of the linear electrodes 41 and 42 (to push them down), it is desirable that the input point and the apex of the ridges 61 coincide. In other words, it is desirable to apply a downward force to the apex of the peak portion 61 . For this reason, if the pitch (P) of the linear electrodes 41 and 42 is made too large (wide), the input efficiency of the force to the linear electrodes 41 and 42 may decrease, and the detection performance of the touch sensor 30 may deteriorate. It is understandable that there is

また、図5に示される線状電極41,42の被覆厚(T)を小さく(薄く)し過ぎると、弾性復元力が不足し、潰れた山部61が元に戻らなかったり、元に戻るのに時間が掛かったりする虞がある。 Also, if the coating thickness (T) of the linear electrodes 41 and 42 shown in FIG. There is a possibility that it may take a long time to

以上のように、一見すると、線状電極41,42のピッチ(P)と線状電極41,42の被覆厚(T)との比率(P/T)を大きくすれば低温時におけるタッチセンサ30の検知性能が容易に向上するように思えるが、実はそうではない。タッチセンサ30の検知性能、特に低温時における検知性能の向上を実現するためには、様々な技術的要素を踏まえた上で比率(P/T)を設定する必要がある。この点、上記比率(P/T)が12.5以上13.3以下の範囲内である本実施形態のタッチセンサ30では、検知性能、特に低温時における検知性能の向上が実現されている。 As described above, at first glance, if the ratio (P/T) between the pitch (P) of the linear electrodes 41 and 42 and the coating thickness (T) of the linear electrodes 41 and 42 is increased, the touch sensor 30 can be operated at a low temperature. Although it seems that the detection performance of In order to improve the detection performance of the touch sensor 30, especially at low temperatures, it is necessary to set the ratio (P/T) in consideration of various technical factors. In this regard, the touch sensor 30 of the present embodiment, in which the ratio (P/T) is in the range of 12.5 or more and 13.3 or less, achieves improved detection performance, especially at low temperatures.

次に、本発明の効果を確認すべく本件発明者らが行った試験の結果について説明する。この試験では、本発明を適用したタッチセンサを2種類用意するとともに、比較例としてのタッチセンサを2種類用意した。それぞれのタッチセンサの諸元は図8に示されている表に記載されているとおりである。図8に示されている表では、本発明が適用された2種類のタッチセンサのそれぞれを実施例1,実施例2と表記し、比較例として用意した2種類のタッチセンサのそれぞれを比較例1,比較例2と表記してある。 Next, the results of tests conducted by the inventors to confirm the effects of the present invention will be described. In this test, two types of touch sensors to which the present invention is applied and two types of touch sensors as comparative examples were prepared. The specifications of each touch sensor are as listed in the table shown in FIG. In the table shown in FIG. 8, the two types of touch sensors to which the present invention is applied are denoted as Example 1 and Example 2, respectively, and the two types of touch sensors prepared as comparative examples are labeled as comparative examples. 1 and Comparative Example 2.

さらに、本試験では、用意した各タッチセンサに低温環境下において外力を付与し、抵抗値を測定した。より具体的には、-30℃の環境下において各タッチセンサの外周面に20Nの力を加えた状態で、各タッチセンサが備える線状電極間の抵抗値を測定した。尚、タッチセンサに対する外力付与は、センサホルダの外周面に直径40mmの丸棒状の押し子を押し付けることによって実現した。 Furthermore, in this test, an external force was applied to each of the prepared touch sensors in a low-temperature environment, and the resistance value was measured. More specifically, the resistance value between the linear electrodes of each touch sensor was measured with a force of 20 N applied to the outer peripheral surface of each touch sensor in an environment of -30°C. The application of an external force to the touch sensor was realized by pressing a round bar-shaped pusher with a diameter of 40 mm against the outer peripheral surface of the sensor holder.

本試験により、本発明が適用されたタッチセンサ(実施例1,2)は、低温時に同一の外力が付与されたときの抵抗値が、比較例としてのタッチセンサ(比較例1,2)に比べて大幅に小さくなることが確認された。つまり、本発明が適用されたタッチセンサ(実施例1,2)は、比較例としてのタッチセンサ(比較例1,2)に比べて低温時における検知性能が高いことが確認された。 According to this test, the touch sensors (Examples 1 and 2) to which the present invention was applied showed that the resistance value when the same external force was applied at a low temperature was higher than that of the touch sensors (Comparative Examples 1 and 2) as comparative examples. It was confirmed that it was significantly smaller than the That is, it was confirmed that the touch sensors to which the present invention was applied (Examples 1 and 2) had higher detection performance at low temperatures than the touch sensors serving as comparative examples (Comparative Examples 1 and 2).

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified in various ways without departing from the scope of the invention.

10 車両
11 開口部
12 開閉体(テールゲート)
13 パワーテールゲート装置
13a アクチュエータ
13b コントローラ
20 タッチセンサユニット
30 タッチセンサ
31 センサホルダ
31a 収容部
31b 土台部
32 ブラケット
40 センサ部
41,42 電極(線状電極)
43 コネクタ
45 モールド部
50 導体層
50a 素線
51 被覆層
61 山部
62 谷部
BL 障害物
GM グロメット
MR モールド樹脂
P ピッチ
R 抵抗
SP セパレータ
SW1,SW2 接続部材
T 厚み(被覆厚)
10 vehicle 11 opening 12 opening and closing body (tailgate)
13 Power tailgate device 13a Actuator 13b Controller 20 Touch sensor unit 30 Touch sensor 31 Sensor holder 31a Housing part 31b Base part 32 Bracket 40 Sensor part 41, 42 Electrode (linear electrode)
43 Connector 45 Molded portion 50 Conductor layer 50a Wire 51 Covering layer 61 Peak 62 Valley BL Obstacle GM Grommet MR Molding resin P Pitch R Resistance SP Separator SW1, SW2 Connection member T Thickness (coating thickness)

Claims (1)

外力が付与されると弾性変形する中空のセンサ部と、
前記センサ部の内部に所定のピッチで螺旋状に設けられ、前記センサ部の弾性変形に伴って互いに接触する複数本の線状電極と、を有するタッチセンサであって、
前記線状電極のそれぞれは、撚り合わされた複数本の素線からなる導体層と、前記導体層を覆う導電性樹脂からなる被覆層と、を備え、
それぞれの前記線状電極の前記ピッチ(P)と当該線状電極における前記被覆層の厚み(T)との比率(P/T)が12.5であり、
前記ピッチ(P)が7.5mmであり、前記被覆層の厚み(T)が0.6mmである、タッチセンサ。
a hollow sensor section that elastically deforms when an external force is applied;
A touch sensor having a plurality of linear electrodes provided spirally at a predetermined pitch inside the sensor unit and coming into contact with each other as the sensor unit elastically deforms,
Each of the linear electrodes includes a conductor layer made of a plurality of twisted strands, and a coating layer made of a conductive resin that covers the conductor layer,
a ratio (P/T) between the pitch (P) of each linear electrode and the thickness (T) of the coating layer in the linear electrode is 12.5;
The touch sensor , wherein the pitch (P) is 7.5 mm and the thickness (T) of the coating layer is 0.6 mm .
JP2019134266A 2019-07-22 2019-07-22 touch sensor Active JP7289237B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019134266A JP7289237B2 (en) 2019-07-22 2019-07-22 touch sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019134266A JP7289237B2 (en) 2019-07-22 2019-07-22 touch sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021018151A JP2021018151A (en) 2021-02-15
JP7289237B2 true JP7289237B2 (en) 2023-06-09

Family

ID=74565957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019134266A Active JP7289237B2 (en) 2019-07-22 2019-07-22 touch sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7289237B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008192487A (en) 2007-02-06 2008-08-21 Hitachi Cable Ltd Mat sensor and its manufacturing method
JP2012146558A (en) 2011-01-13 2012-08-02 Hitachi Cable Ltd Cord for position sensor, position sensor, and plane position sensor
US20160084675A1 (en) 2009-12-08 2016-03-24 Magna Closures Inc. Wide activation angle pinch sensor section

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6078014A (en) * 1995-12-04 2000-06-20 Hitachi Cable, Ltd. Cord switch and pressure sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008192487A (en) 2007-02-06 2008-08-21 Hitachi Cable Ltd Mat sensor and its manufacturing method
US20160084675A1 (en) 2009-12-08 2016-03-24 Magna Closures Inc. Wide activation angle pinch sensor section
JP2012146558A (en) 2011-01-13 2012-08-02 Hitachi Cable Ltd Cord for position sensor, position sensor, and plane position sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021018151A (en) 2021-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4504904B2 (en) Code switch and detection device using the same
CN101142369B (en) Switching device
JP3707796B2 (en) Code switch and pressure sensing device
JP6634338B2 (en) Touch sensor unit and method of manufacturing the same
JP6428959B1 (en) Pinch detection switch
JP6650340B2 (en) Touch sensor unit and method of manufacturing the same
US20170342762A1 (en) Touch sensor unit
JP2019522591A (en) Switching element
JP2020030114A (en) Method for manufacturing sensor unit
JP7289237B2 (en) touch sensor
JP7231509B2 (en) touch sensor unit
JP5898611B2 (en) Touch sensor
JP7289236B2 (en) touch sensor
JP7231506B2 (en) touch sensor unit
JP7231505B2 (en) touch sensor unit
JP2008130366A (en) Cord switch and detection device using this
JP5188793B2 (en) Pinch detection device
JP7270487B2 (en) Sensor unit and its fixing method
JP7245151B2 (en) touch sensor unit
JP7410014B2 (en) touch sensor unit
JP2006310211A (en) Contact/non-contact integral cord switch
JP6239238B2 (en) Touch sensor device
JP6937252B2 (en) Sensor unit
JP2019194968A (en) Pinch detection switch
JP2020095973A (en) Insertion detection switch

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220627

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230306

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230314

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230427

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230516

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230530

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7289237

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150