JPH10206254A

JPH10206254A - 感圧スイッチ

Info

Publication number: JPH10206254A
Application number: JP9008452A
Authority: JP
Inventors: Shoji Okada; 田尚司岡; Toshimitsu Oka; 俊光岡; Naofumi Fujie; 江直文藤; Kazuya Tanaka; 中和也田; Hitoshi Takayanagi; 柳均高
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1997-01-21
Filing date: 1997-01-21
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】対衝撃性，信頼性，耐久性が高く安価な感圧
スイッチの提供。【解決手段】裏面に導電層１ａを有し、ｘ，ｙ平面に
沿う曲りと分岐１Ｌ，１Ｒを有する、ｘ，ｙ平面に分布
する絶縁体の帯状の第１フィルム１；第１フィルム１と
同様な形状であるが、少くとも１つが曲りと分岐１Ｌ，
１Ｒの連接部に位置する厚み方向ｚに貫通し厚みに対し
て大開口の複数の穴２ａ，２ａＬ，２ａＲを有し、表面
が第１フィルム１の裏面に接合した絶縁体の帯状のスペ
−サ２；および、第１フィルム１と同様な形状であって
表面に導電層３ａを有し、表面が前記スペ−サ２の裏面
に接合した絶縁体の帯状の第２フィルム３；を備える。
第１，第２フィルムおよびスペ−サの曲りおよび分岐の
先端は、それらの直近の穴の縁より、穴幅以上離れ、曲
り角および分岐の角は所定値以上のア−ルを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、押え力によって機
械的に複数の電気導体同志が接，離する機械スイッチに
関し、特に、特に、これに限定する意図ではないが、シ
−ト（座席）に装着されてそれに着座者が居るか否かを
電気導体の接，離によって２値的に検知するためのシ−
ト状（可撓性薄板状）の感圧スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、車両の座席に人が着席している
ことを感知するセンサーとして、従来より知られている
ものでは、シートに磁気発生体を設けるとともに、シー
トの上下動に伴い上下移動する磁気発生体による移動磁
界の変化を検出する磁気検出装置を車両フロアに設け
て、磁気検出装置が磁界の変化に基づいてシートの下降
を検出することより着座検知を行うものがある。また、
特公平８−２５３５１２０号公報に開示される方法にお
いては、人の着席により変化する座席の圧力を、圧電フ
ィルムの抵抗値の変化に基づいて検出している。

【０００３】なお、上記した座席の着座状態を感知する
以外の目的で使用されている感圧センサとしては、特公
平２−４９０２９号公報に開示されているような、楽音
を発生させる為の電気的装置の鍵盤の感圧スイッチとし
て、半導電体を挟んで対向する２枚の導体板間の抵抗値
の変化により、加えられた圧力を検出する感圧センサが
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、磁気手段の上
下移動による磁界の変化を磁気検出手段により検出する
方法においては、シートの車両フロアに対する上下動か
ら着座検知を行うこととなるため、確実な着座検知を行
うためには、シートへの着座がなされた場合に確実にシ
ートが車両フロアに対して上下動することを保証しなけ
ればならず、結果的に検出精度を上げるために装置自体
が複雑なものとなってコストアップを招く。また、特公
平８−２５３５１２０号公報に開示される方法において
も、圧電フィルムが高価であり、しかも、圧電フィルム
を常に発振させておく為のフィードバックループや、圧
電フィルムの発振信号を検出する為のフィルタを設ける
必要があり、装置が複雑になるので、やはりコスト高と
なる。

【０００５】さらに、特公平２−４９０２９号公報に開
示される感圧センサは、演奏者が指で叩く鍵盤の圧力を
感知する為に設けられるものであり、人の体重による圧
力を感知する感圧スイッチとして用いるには、対衝撃性
に問題がある。しかも、導体板に銀や銅を使用する等、
スイッチそのものが高価となる。低コストとする為に
は、装置そのものを低価格とする必要があるが、その一
方では、検出の信頼性および耐久性を高く維持すること
が肝要である。

【０００６】また、座席に着座者が居るか否かの検知に
おいては、シ−トベ−ス（人の体重を受ける着座台）に
荷重が面分布しかつ荷重分布は不均一であるので、一点
に機械スイッチを配したのでは、検出ミスを生じる可能
性が高い。また、一点の機械ス井ッチの存在が、着座者
に違和感を与える。

【０００７】本発明は、安価で耐衝撃性が高い感圧スイ
ッチを提供することを第１の目的とし、検出ミスが少い
感圧スイッチを提供することを第２の目的とし、着座セ
ンサとして用いる場合において着座検出の信頼性が高
く、着座者に違和感を与えず、耐久性が高い感圧スイッ
チを提供することを第３の目的とする。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】

（１）本発明の感圧スイッチは、裏面に導電層(1a)を有
し、ｘ，ｙ平面に沿う曲りと分岐(1L,1R)を有する、
ｘ，ｙ平面に分布する絶縁体の帯状の第１フィルム
(1)；第１フィルム(1)と同様な形状であるが、少くとも
１つ(2aL,2aR)が曲りと分岐(1L,1R)の連接部に位置する
厚み方向(z)に貫通し厚みに対して大開口の複数の穴(2
a)を有し、表面が第１フィルム(1)の裏面に接合した絶
縁体の帯状のスペ−サ(2)；および、第１フィルム(1)と
同様な形状であって表面に導電層(3a)を有し、表面が前
記スペ−サ(2)の裏面に接合した絶縁体の帯状の第２フ
ィルム(3)；を備える。

【０００９】なお、理解を容易にするためにカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素の記号を、参
考までに付記した。

【００１０】この感圧スイッチによれば、格別な押し力
が作用していないときには、スペ−サ(2)の穴(2a)にお
いて、相対向する導電層(1a,3a)は各フィルムの弾性に
より離れている。すなわち感圧スイッチはスイッチ開
(スイッチオフ)である。ところが、第１フィルム(1)と
第２フィルム(3)あるいはスイッチの備えられている座
席の着座部の弾性材料を撓ませる強い押し力が作用する
と、大開口の穴(2a)に、第１フィルム(1)と第２フィル
ム(3)が落ち込んで、それらの導電層(1a,3a)が接触す
る。すなわちスイッチ閉(スイッチオン)となる。

【００１１】複数個の穴(2a)が帯の各所に分布するの
で、座席に着座者が居る場合には、いずれかの穴部にお
いて第１フィルムと第２フィルムの導電層(1a,3a)が接
触するので、着座検出が確実である。帯体は、その長さ
方向を折り返すような撓みは容易であるが、帯体の幅方
向を折り返すような撓みは生じにくいので、帯体の撓み
には方向性がある。分岐はそれが延びる方向（分岐がな
いときの幅方向を折り返す方向）を折り返すような撓み
を容易にするので、曲りと分岐(1L,1R)の連接部の穴(2a
L,2aR)部では、曲りの長さ方向を折り返す撓みが低くな
って分岐(1L,1R)の延びる方向を折り返す方向の撓みを
生じ易く、分岐を付けることにより、撓み易さの方向が
変り１箇所への曲げ応力の集中が緩和される。したがっ
て、折り曲げ応力が集中し易い箇所に分岐(1L,1R)を設
けて、撓み方向を調整すると同時に応力分布を均一化し
ている。これにより、感圧スイッチの着座検出の信頼性
と耐久性が向上する。

【００１２】スイッチ基材がフィルムであるので、対衝
撃性が高い。また感圧スイッチが可撓性帯状シ−トであ
るので逮更には帯状であってｘ，ｙ平面に沿って曲って
いるので、全体としてもまた局所的にも撓み易く、着座
者に違和感を与えない。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（２）第１，第２フィルムおよびスペ−サの曲りおよび
分岐の先端は、それらの直近の穴の縁より、穴幅以上離
れた感圧スイッチ。この余長部（耳部）がてことなって
穴部がたわみ易くなるので、連接部あるい最端部の穴で
の検出感度が高くなる。

【００１４】（３）曲り角および分岐の角は所定値以上
のア−ルを有する。これにより平範に沿って折れ曲った
コナ−や分岐角の集中する応力がア−ルの弧に沿って分
散し、角部に応力が集中することによる亀裂を生じにく
く、感圧スイッチの耐久性が高い。

【００１５】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１６】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の感圧スイッチＰ
ＳＳの外観を示す。この感圧スイッチＰＳＳは、カバ−
フィルム１（第１フィルム），絶縁スペーサ２および支
持フィルム３（第２フィルム）を、サンドイッチ状に積
層し一体に接合したものである。これら３者１〜３を、
分解して図２に示す。図１および図２を参照されたい。

【００１７】感圧スイッチＰＳＳは、材質がポリエチレ
ンナフタレートである支持フィルム３（本実施例におい
ては厚さ１００μｍ）と、同じく材質がポリエチレンナ
フタレートであり、支持フィルム３の表面と平行に対向
するカバーフィルム１（本実施例においては厚さ１００
μｍ）および、支持フィルム３とカバーフィルム１の間
に挟まれた絶縁体（本実施例においてはポリエチレンテ
レフタレートを使用している）のスペーサ２（本実施例
においては厚さ１２５μｍ）により構成されている。感
圧スイッチＰＰＳは、図４に示すように、車両上のシ−
ト（座席）の腰掛け部の表層近くに内蔵される着座検出
スイッチである。各フィルム１，３と絶縁スペーサ２は
厚さは異るが形状は同じであり、大略で、「Ｓ字形の図
形（Ｓ字形部）」とそれと線対称な「Ｓ字を反転した図
形（反転Ｓ字形部）」が互いに向い合い、つなぎ合わさ
れた形状である。

【００１８】支持フィルム３の「Ｓ字形部」の頭部に位
置する一部からは、後述する線状のパターン端子（３ｂ
１）を案内し保護する為の板状の案内バーが外方向に向
って放射状に突出しており、これを端子バー３ｃ１と称
する。支持フィルム３の反転Ｓ字形部の頭部にも端子バ
ー３ｃ１と線対称に延びる、パターン端子（３ｂ２）を
案内し保護する為の端子バー３ｃ２がある。さらに、
「Ｓ字型部」と「反転Ｓ字型部」のそれぞれのカーブの
切り返しとなる位置の外周縁には、互いに線対称に外方
向に向って斜めに突出している突起状の耳部（分岐）３
Ｌ，３Ｒがある。支持フィルム３の表面（上面）には支
持フィルム３の外形に沿って導電層３ａ（本実施例にお
いてはプリント配線技術で形成した銅箔）が、支持フィ
ルム３の端縁部を避けて形成されている。導電層３ａ
は、支持フィルム３の端から一定の幅をとって内側に形
成されているが、Ｓ字型部および反転Ｓ字型部の端子バ
ー３ｃ１，３ｃ２の基部（連接部）近くの一部から、端
子バー３ｃ１，３ｃ２それぞれの側縁に沿ってその上面
に、線状のパターン端子３ｂ１，３ｂ２が１本づつ突出
して延びている。

【００１９】カバーフィルム１も支持フィルム３と同形
であり、大略で、「Ｓ字型の図形」とそれと線対称な
「Ｓ字を反転した図形」が互いに向い合い、つなぎ合わ
された形状である。カバーフィルム１にも図１に示すよ
うに支持フィルム３，スペ−サ２およびカバーフィルム
１を一体に積層したときに、支持フィルム３の端子バー
３ｃ１，３ｃ２と対向する位置に、後述する線状のパタ
ーン端子（１ｂ１，１ｂ２）を案内し保護する為の板状
の案内バーが外方向に向って放射状に突出しており、こ
れを端子バー１ｃ１，１ｃ２と称する。また、支持フィ
ルム３の耳部３Ｌ，３Ｒと対向する位置に、耳部３Ｌ，
３Ｒと同形の耳部１Ｌ，１Ｒがある。

【００２０】また、カバーフィルム１の裏面（下面）に
はカバーフィルム１の外形に沿って導電層１ａ（本実施
例においてはプリント配線技術で形成した銅箔）が、カ
バーフィルム１の端縁部を避けて均一に形成されてい
る。導電層１ａは、カバーフィルム１の端から一定の幅
をとって内側に形成されているが、Ｓ字形部と反転Ｓ字
形部の端子バー３ｃ１，３ｃ２の基部近くの一部から、
端子バー３ｃ１，３ｃ２それぞれの側縁に沿ってその上
面に、線状のパターン端子１ｂ１，１ｂ２が１本づつ突
出して延びている。カバーフィルム１に形成されている
導電層１ａの、パターン端子１ｂ１，１ｂ２を除く部分
の領域および位置は、図１に示すように支持フィルム
３，スペ−サ２およびカバーフィルム１を一体に積層し
たときに、支持フィルム３の導電層３ａの、パターン端
子３ｂ１，３ｂ２を除く部分の領域および位置と重なる
（互いに対向する）。しかし、パターン端子３ｂ１（３
ｂ２）と１ｂ１（１ｂ２）とは対向せず、相対的にずれ
ており、上下で重ならない。

【００２１】絶縁スペーサ２も、カバーフィルム１およ
び支持フィルム３と同形であり、大略で、「Ｓ字型の図
形」とそれと線対称な「Ｓ字を反転した図形」が互いに
向い合い、つなぎ合わされた形状である。絶縁スペーサ
２にもカバーフィルム１および支持フィルム３の端子バ
ー１ｃ１，１ｃ２，３ｃ１，３ｃ２と同形のバーがあ
り、端子バー１ｃ１（１ｃ２）と３ｃ１（３ｃ２）の間
に挾まれる。また、耳部１Ｌ，１Ｒ，３Ｌ，３Ｒと同形
の対向する位置に２つの耳部があり、１Ｌ（１Ｒ）と３
Ｌ（３Ｒ）の間に挾まれる。図１に示すように支持フィ
ルム３およびカバーフィルム１と一体に接合すると、カ
バーフィルム１の導電層１ａと支持フィルム３の導電層
３ａは絶縁スペーサ２により絶縁される。

【００２２】また絶縁スペーサ２には、支持フィルム３
とカバーフィルム１の導電層３ａ，１ａの、端子バー３
ｃ１，３ｃ２，１ｃ１，１ｃ２，は除く領域に対向する
範囲内に、本実施例においては円形の、スペ−サ２を厚
み方向に貫通する穴２ａ（直径１０mm）が「Ｓ字形部」
と「反転Ｓ字形部」に、それぞれ８個×２＝１６個開い
ている。ただし、穴２ａのうちの２つの穴２ａＬ，２ａ
Ｒはそれぞれ、「Ｓ字形部」と「反転Ｓ字形部」のカー
ブの切り返しとなる位置の外縁と耳部の基部との境目に
ある。スペ−サ２の厚みが１２５μｍ、穴の直径が１０
mmであるので、スペ−サ厚に対して穴２ａは大開口であ
り、スペ−サ厚に対する穴直径の比（倍率）は、この穴
部に、カバーフィルム１を支持フィルム３に又はその逆
に押す方向の力を加えたときフィルムが撓んで、設定値
以上の力で導電層１ａと３ａが接触し、設定値未満では
フィルムの弾性により両フィルムが離れて導電層１ａと
３ａが離れるように定めている。

【００２３】支持フィルム３，絶縁スペーサ２およびカ
バーフィルム１の順（図２）で重ね合わせて３者が一体
に接合される。すると、カバーフィルム１及び支持フィ
ルム３は、絶縁スペーサ２により絶縁される。以上によ
り、図１に示す感圧スイッチＰＳＳが出来上る。パター
ン端子１ｂ１，１ｂ２，３ｂ１，３ｂ２は外部のコネク
タに接続される。パターン端子の１ｂ１または１ｂ２，
３ｂ１または３ｂ２のどちらを出力端子として使用する
かは、それぞれ使用環境（例えば運転席，助手席等）に
応じて選択すればよく、どちらを使用しても（あるいは
補償用として両方用いても）よい。

【００２４】図３に、図１の３Ａ−３Ａ線断面を拡大し
て示す。例えばこの感圧スイッチＰＳＳを、図４に示す
ように車両上のシ−ト（座席）に装備した場合、人が着
座していないときには、感圧スイッチＰＳＳに押え力が
実質上加わらないので、穴２ａ部において導電層３ａと
１ａは接触せず、パターン端子の１ｂ１（または１ｂ
２）と３ｂ１（または３ｂ２）間は断（スイッチオフ）
である。感圧スイッチＰＳＳが配設されている範囲に人
が着座すると、カバーフィルム１が着座者の重み（押し
力）によりたわみ、絶縁スペーサ２の穴２ａに突出し、
カバーフィルム１の下面の導電層１ａが、支持フィルム
３の上面の導電層３ａに接触する。これにより、パター
ン端子の１ｂ１（または１ｂ２）と３ｂ１（または３ｂ
２）が接（スイッチオン）となる。

【００２５】一方、着座者の体格あるいは着座姿勢によ
り、感圧スイッチＰＳＳ以外の部分に局所的に押し力が
加えられることがある。耳部１Ｌと３Ｌ，耳部１Ｒと３
Ｒは、絶縁スペーサ２により絶縁されている。人が着座
していないときには、感圧スイッチＰＳＳに押え力が実
質上加わらないので、穴２ａＬ，２ａＲ部において導電
層３ａと１ａは接触せず、パターン端子の１ｂ１（また
は１ｂ２）と３ｂ１（または３ｂ２）間は断（スイッチ
オフ）である。着座者の体格あるいは着座姿勢により、
感圧スイッチＰＳＳ以外の部分に局所的に押し力が加え
られると、その押し力により、シートが変形する。この
シートの変形に応じてカバーフィルム１の耳部１Ｌ（ま
たは耳部１Ｒ）と支持フィルム３の耳部３Ｌ（または耳
部３Ｒ）が着座者の重み（押し力）により感圧スイッチ
ＰＳＳのＳ字部（または反転Ｓ字部）につながる基部か
ら折れ曲がる。耳部１Ｌ，３Ｌ（または耳部１Ｒ，３
Ｒ）の基部には絶縁スペーサ２の穴２ａＬ（２ａＲ）が
あり、耳部１Ｌ，３Ｌ（または耳部１Ｒ，３Ｒ）の基部
が折れ曲がることにより、カバーフィルム１の下面の導
電層１ａが、支持フィルム３の上面の導電層３ａに接触
する。これにより、パターン端子の１ｂ１（または１ｂ
２）と３ｂ１（または３ｂ２）が接（スイッチオン）と
なる。

【００２６】感圧スイッチＰＳＳの配設範囲以外の部分
に押し力が加えられた時にも、シートの変形に応じて感
圧スイッチＰＳＳの耳部が基部から折れ曲がることによ
り、感圧スイッチＰＳＳがオンとなるので、圧力検出の
範囲が拡く、検出感度が高い。

【００２７】カバーフィルム１と支持フィルム３の材料
として使用したポリエチレンナフタレートは、機械的強
度が高く、座席下で人の体重による圧力を受けるのに適
する。また、その物理的性質（比熱，膨張率，圧縮率
等）が変化するガラス転移点Ｔｇ点が１１３度と高く、
高熱に対する耐久性も良いので、車内の過酷な使用条件
に耐え得る。導電層１ａ，３ａは導電体であればよく、
比較的に簡易かつ安価に形成しうるので、感圧スイッチ
ＰＳＳは低コストで提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の外観を表す斜視図であ
る。

【図２】図１に示す感圧スイッチＰＳＳの、カバーフ
ィルム１，スペ−サ２および支持フィルム３の分解斜視
図である。

【図３】図１の３Ａ−３Ａ線拡大断面図である。

【図４】車両上シ−トの側面図であり、図１に示す感
圧スイッチＰＳＳを着座検出スイッチとして、車両上の
シ−ト（座席）に装着したときの該スイッチの位置を示
す。

【符号の説明】

ＰＳＳ：感圧スイッチ１：カバーフィルム１ａ：導電層 1b1,1b2：パターン
端子 1c1,1c2：端子バー 1L,1R：耳部２：絶縁スペーサ 2a,2aL,2aR：穴３：支持フィルム３ａ：導電層 3b1,1b1：パターン端子 3c1,1c2：端子バー 3L,3R：耳部

フロントページの続き (72)発明者田中和也愛知県刈谷市八軒町１丁目15番地アイシン・エンジニアリング株式会社内 (72)発明者高柳均愛知県刈谷市八軒町１丁目15番地アイシン・エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】裏面に導電層を有し、ｘ，ｙ平面に沿う曲
りと分岐を有する、ｘ，ｙ平面に分布する絶縁体の帯状
の第１フィルム；第１フィルムと同様な形状であるが、
少くとも１つが曲りと分岐の連接部に位置する厚み方向
に貫通し厚みに対して大開口の複数の穴を有し、表面が
第１フィルムの裏面に接合した絶縁体の帯状のスペ−
サ；および、第１フィルムと同様な形状であって表面に導電層を有
し、表面が前記スペ−サの裏面に接合した絶縁体の帯状
の第２フィルム；を備える感圧スイッチ。
【請求項２】第１，第２フィルムおよびスペ−サの曲り
および分岐の先端は、それらの直近の穴の縁より、穴幅
以上離れた、請求項１記載の感圧スイッチ。
【請求項３】曲り角および分岐の角は所定値以上のア−
ルを有する、請求項１又は請求項２記載の感圧スイッ
チ。